KR102353398B1 - 산화물 소결체 및 스퍼터링 타깃 - Google Patents

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Abstract

In2O3 으로 나타내는 빅스바이트상, 및 Y3In2Ga3O12 로 나타내는 가닛상을 포함하는 산화물 소결체.

Description

산화물 소결체 및 스퍼터링 타깃
본 발명은 산화물 소결체 및 스퍼터링 타깃에 관한 것이다.
박막 트랜지스터 (TFT) 에 사용되는 아모르퍼스 (비정질) 산화물 반도체는, 범용의 아모르퍼스 실리콘 (a-Si) 에 비해서 높은 캐리어 이동도를 갖고, 광학 밴드 갭이 크며, 저온에서 성막할 수 있기 때문에, 대형·고해상도·고속 구동이 요구되는 차세대 디스플레이나, 내열성이 낮은 수지 기판 등으로의 적용이 기대되고 있다.
상기 산화물 반도체 (막) 의 형성에 있어서는, 스퍼터링 타깃을 스퍼터링하는 스퍼터링법이 바람직하게 이용되고 있다. 이것은, 스퍼터링법으로 형성된 박막이, 이온 플레이팅법이나 진공 증착법, 전자빔 증착법으로 형성된 박막에 비해서, 막면 방향 (막면 내) 에 있어서의 성분 조성이나 막두께 등의 면 내 균일성이 우수하여, 스퍼터링 타깃과 동일한 성분 조성의 박막을 형성할 수 있기 때문이다.
특허문헌 1 에는, In, Y 및 O 로 이루어지고, Y/(Y + In) 이, 원자 농도로 2.0 ∼ 40 원자%, 체적 저항률이 5 × 10-2 Ω㎝ 이하인 산화물 소결체를 스퍼터링 타깃으로서 사용하는 것이 기재되어 있다. 또, Sn 원소의 함유량은, Sn/(In + Sn + 기타 전금속 (全金屬) 원자) 가, 원자 농도로 2.8 ∼ 20 원자% 인 것이 기재되어 있다.
특허문헌 2 에는, In, Sn, Y 및 O 로 이루어지고, Y/(In + Sn + Y) 가, 원자 농도로 0.1 ∼ 2.0 원자% 인 산화물 소결체, 이것을 사용한 스퍼터링 타깃이 기재되어 있다.
특허문헌 3 에는, YInO3 과 In2O3 의 격자 정수의 중간의 격자 정수를 갖는 소결체, 및 이것을 스퍼터링 타깃으로서 사용하는 것이 기재되어 있다.
특허문헌 4 에는, 산화인듐, 산화이트륨, 및 산화알루미늄 또는 산화갈륨을 함유하는 원료를 소결하여 얻어지는, A3B5O12 형 가닛 구조의 화합물을 함유하는 스퍼터링 타깃이 기재되어 있다.
일본 공개특허공보 평09-209134호 일본 공개특허공보 2000-169219호 국제 공개 2010-032432호 국제 공개 2015-098060호
본 발명의 목적은, 신규한 산화물 소결체 및 스퍼터링 타깃을 제공하는 것이다.
종래, 특허문헌 4 에 기재되어 있는 바와 같이, 산화이트륨과 산화갈륨으로 이루어지는 화합물은, A3B5O12 형의 가닛상을 포함한다고 생각되었다. 그러나, 본 발명자들이 예의 연구한 결과, A3B5O12 형의 가닛상이 아니고, In2O3 으로 나타내는 빅스바이트상을 주성분으로 하는 산화물 소결체에 있어서, Y3In2Ga3O12 로 나타내는 가닛상이 출현하는 것을 알아내어, 본 발명을 완성시켰다.
본 발명에 의하면, 이하의 산화물 소결체 및 스퍼터링 타깃 등이 제공된다.
1. In2O3 으로 나타내는 빅스바이트상, 및
Y3In2Ga3O12 로 나타내는 가닛상을 포함하는 산화물 소결체.
2. In, Ga 및 Y 의 원자비가, 하기의 범위인 1 에 기재된 산화물 소결체.
In/(In + Y + Ga) 가 0.60 이상 0.97 이하
Ga/(In + Y + Ga) 가 0.01 이상 0.20 이하
Y/(In + Y + Ga) 가 0.02 이상 0.20 이하
3. 상기 In2O3 으로 나타내는 빅스바이트상의 최대 피크 강도의, 상기 Y3In2Ga3O12 로 나타내는 가닛상의 최대 피크 강도에 대한, 피크 강도비가, 1 ∼ 500 인 1 또는 2 에 기재된 산화물 소결체.
4. 추가로 정 (正) 4 가의 금속 원소를 함유하는 1 ∼ 3 중 어느 하나에 기재된 산화물 소결체.
5. 상기 정 4 가의 금속 원소가, 상기 In2O3 으로 나타내는 빅스바이트상 또는 Y3In2Ga3O12 로 나타내는 가닛상에 고용되어 있는 4 에 기재된 산화물 소결체.
6. 상기 정 4 가의 금속 원소의 함유량이, 산화물 소결체 중의 전금속 원소에 대해서, 원자 농도로 100 ∼ 10000 ppm 인, 4 또는 5 에 기재된 산화물 소결체.
7. 상기 정 4 가의 금속 원소가 Sn 인 4 ∼ 6 중 어느 하나에 기재된 산화물 소결체.
8. 상대 밀도가 95 % 이상인 1 ∼ 7 중 어느 하나에 기재된 산화물 소결체.
9. 벌크 저항이, 30 mΩ·㎝ 이하인 1 ∼ 8 중 어느 하나에 기재된 산화물 소결체.
10. 1 ∼ 9 중 어느 하나에 기재된 산화물 소결체를 포함하는 스퍼터링 타깃.
11. 10 에 기재된 스퍼터링 타깃을 사용하는 산화물 반도체 박막의 제조 방법.
12. 11 에 기재된 산화물 반도체 박막을 포함하는 박막 트랜지스터의 제조 방법.
본 발명에 의하면, 신규한 산화물 소결체 및 스퍼터링 타깃을 제공할 수 있다.
도 1 은, 실시예 1 의 산화물 소결체의 X 선 회절 패턴이다.
도 2 는, 실시예 12 의 산화물 소결체의 X 선 회절 패턴이다.
도 3 은, 본 발명의 TFT 의 일 실시형태를 나타내는 도면이다.
도 4 는, 본 발명의 TFT 의 일 실시형태를 나타내는 도면이다.
본 발명의 산화물 소결체는, In2O3 으로 나타내는 빅스바이트상, 및 Y3In2Ga3O12 로 나타내는 가닛상을 포함한다.
이로써, 소결체 밀도 (상대 밀도) 의 향상 및 체적 저항률 (벌크 저항) 의 저감을 실현할 수 있다. 또, 선팽창 계수를 작게, 열전도율을 크게 할 수 있다. 또, 분위기 소성로를 사용하여 산소 분위기라는 특수한 조건하나, 대기하 등에서 행하는 것과 같은 간편한 방법으로 소성한 경우여도, 체적 저항률도 낮고 소결체 밀도도 높은 소결체로 할 수 있다.
본 발명의 소결체 (산화물 소결체) 에 의해서, 강도가 높은 스퍼터링 타깃 (타깃) 을 얻을 수 있고, 열응력에 의해서 마이크로 크랙을 발생시키지 않으며, 치핑이나 이상 방전을 일으키지 않고, 대파워에서의 스퍼터링이 가능한 스퍼터링 타깃을 얻을 수 있다.
본 발명의 소결체는 타깃의 강도가 높다. 또 열전도율이 높고, 선팽창 계수가 작기 때문에, 열응력을 억제할 수 있고, 그 결과, 타깃의 마이크로 크랙이나 치핑의 발생을 억제하여, 노듈이나 이상 방전의 발생을 억제할 수 있다.
추가로, 본 발명의 소결체에 의해서, 고이동도이고, TFT 제조 프로세스 과정에서 산화물 반도체층의 적층 후에 행해지는 화학 기상 성장 프로세스 (CVD 프로세스) 나 TFT 제작 후의 가열 처리 등에서의 열에 의한 특성에 대한 열화가 적어, 고성능의 TFT 를 얻을 수 있다.
In2O3 으로 나타내는 빅스바이트상 및 Y3In2Ga3O12 로 나타내는 가닛상은, 예를 들어 X 선 회절 (XRD) 법에 의해서, XRD 차트로부터 검출할 수 있다.
본 발명의 소결체는, In2O3 으로 나타내는 빅스바이트상이 주성분인 것이 바람직하다.
In2O3 으로 나타내는 빅스바이트상의 최대 피크 강도의, Y3In2Ga3O12 로 나타내는 가닛상의 최대 피크 강도에 대한, 피크 강도비 (In2O3/Y3In2Ga3O12) 는, 1 ∼ 500 이 바람직하고, 보다 바람직하게는 5 ∼ 300 이며, 더욱 바람직하게는 7 ∼ 290 이다.
상기 범위 내임으로써, 안정적인 스퍼터를 행할 수 있다.
In2O3 으로 나타내는 빅스바이트상의 최대 피크 강도의, Y3In2Ga3O12 로 나타내는 가닛상의 최대 피크 강도에 대한, 피크 강도비 (In2O3/Y3In2Ga3O12) 는, 예를 들어 XRD 측정으로부터 산출할 수 있다.
구체적으로는, In2O3 으로 나타내는 빅스바이트상의 최대 피크가 나타내는 피크 강도 (2θ/θ = 30 ∼ 31°부근, 예를 들어, 29.5 ∼ 31°) 와, Y3In2Ga3O12 로 나타내는 가닛상의 최대 피크가 나타내는 피크 강도 (2θ/θ = 32°부근, 예를 들어, 31.1 ∼ 32.5°) 를 사용하여, In2O3 으로 나타내는 빅스바이트상의 최대 피크가 나타나는 피크 강도를, Y3In2Ga3O12 로 나타내는 가닛상의 최대 피크가 나타나는 피크 강도로 나눔으로써 구할 수 있다.
In2O3 으로 나타내는 빅스바이트상에, Y, Ga, 또는 Y 및 Ga 가 고용되어 있어도 된다. In2O3 으로 나타내는 빅스바이트상에, Y 및 Ga 가 고용되어 있는 것이 바람직하다. 고용은, 치환형 고용이 바람직하다.
이로써, 안정적인 스퍼터를 행할 수 있다.
Y, Ga, 또는 Y 및 Ga 의 고용은, 예를 들어 XRD 측정을 이용하여, 빅스바이트상의 격자 정수 (定數) 로부터 동정 (同定) 할 수 있다.
In2O3 으로 나타내는 빅스바이트상의 격자 정수가, 예를 들어, In2O3 으로 나타내는 빅스바이트상만의 격자 정수보다 작게 되어 있으면, Ga 의 고용이 우위적으로 작용하고, In2O3 으로 나타내는 빅스바이트상만의 격자 정수보다 크게 되어 있으면, Y 의 고용이 우위적으로 작용한다.
여기서,「격자 정수」란, 단위 격자의 격자축의 길이로 정의되고, 예를 들어 X 선 회절법에 의해서 구할 수 있다.
또, Y3In2Ga3O12 로 나타내는 가닛상을 구성하는 각 사이트에, Y, In, Ga, 또는 Y, In 및 Ga 가 고용되어 있어도 된다.
이들 금속 원소가 고용되어 있는 것은, 산화물 소결체에 함유되는 가닛상이, Y3In2Ga3O12 로 나타내는 조성으로부터 조금 벗어나 나타남으로써 확인할 수 있다. 구체적으로는, 리드 벨트 해석으로 확인할 수 있다.
이로써, 안정적인 스퍼터를 행할 수 있다.
Y3In2Ga3O12 로 나타내는 가닛상의 평균 입경은, 15 ㎛ 이하가 바람직하고, 보다 바람직하게는 10 ㎛ 이하이며, 더욱 바람직하게는 8 ㎛ 이하이고, 특히 바람직하게는 5 ㎛ 이하이다. 하한치에 특별히 제한은 없지만, 통상적으로 0.1 ㎛ 이상이다.
Y3In2Ga3O12 로 나타내는 가닛상의 평균 입경이 15 ㎛ 이하인 경우, 방전을 안정화시키기 쉬워진다.
Y3In2Ga3O12 로 나타내는 가닛상의 평균 입경은, 예를 들어, 전자 프로브 미소 분석기 (EPMA) 에 의해서, Y3In2Ga3O12 로 나타내는 가닛상을 특정하고, 그 최대 직경을 직경으로 하는 원을 가정하여, 그 직경의 평균치로서 구할 수 있다.
산화물 소결체에 함유되는 In 원소, Y 원소 및 Ga 원소에 대한 In 원소의 원자비 In/(In + Y + Ga) 는, 0.60 이상 0.97 이하인 것이 바람직하고, 0.70 이상 0.96 이하가 보다 바람직하며, 0.75 이상 0.95 이하가 더욱 바람직하다.
In/(In + Y + Ga) 가 0.60 미만인 경우, 형성되는 산화물 반도체 박막을 포함하는 TFT 의 이동도가 작아질 우려가 있다. In/(In + Y + Ga) 가 0.97 초과인 경우, TFT 의 안정성이 얻어지지 않을 우려나, 도전화되어 반도체가 되기 어려울 우려가 있다.
산화물 소결체에 함유되는 In 원소, Y 원소 및 Ga 원소에 대한 Ga 원소의 원자비 Ga/(In + Y + Ga) 는, 0.01 이상 0.20 이하인 것이 바람직하고, 0.02 이상 0.15 이하가 보다 바람직하고, 0.02 이상 0.12 이하가 더욱 바람직하다.
Ga/(In + Y + Ga) 가 0.01 미만인 경우, Y3In2Ga3O12 로 나타내는 가닛상이 형성되지 않고, 소결체의 벌크 저항이 높아지거나, 소결체 밀도 및 소결체 강도가 낮고, 그 때문에 스퍼터시의 열에 의한 균열 등이 발생하기 쉬워지거나, 안정적인 스퍼터링을 할 수 없게 될 우려가 있다. 한편, Ga/(In + Y + Ga) 가 0.20 초과인 경우, 형성되는 산화물 반도체 박막을 포함하는 TFT 의 이동도가 작아질 우려가 있다.
산화물 소결체에 함유되는 In 원소, Y 원소 및 Ga 원소에 대한 Y 원소의 원자비 Y/(In + Y + Ga) 는, 0.02 이상 0.20 이하인 것이 바람직하고, 0.02 이상 0.18 이하가 보다 바람직하며, 0.03 이상 0.16 이하가 더욱 바람직하다.
Y/(In + Y + Ga) 가 0.02 미만인 경우, Y3In2Ga3O12 로 나타내는 가닛상이 형성되지 않아, 소결체의 벌크 저항이 높아지거나, 소결체 밀도 및 소결체 강도가 낮고, 그 때문에 스퍼터시의 열에 의한 균열 등이 발생되기 쉬워지거나, 안정적인 스퍼터링을 할 수 없게 될 우려가 있다. 한편, Y/(In + Y + Ga) 가 0.20 초과인 경우, 형성되는 산화물 반도체 박막을 포함하는 TFT 의 이동도가 작아질 우려가 있다.
본 발명의 산화물 소결체는, 추가로 정 4 가의 금속 원소를 함유하는 것이 바람직하다.
이로써, 보다 안정적으로 스퍼터링을 행할 수 있다.
정 4 가의 금속 원소로는, Sn, Ti, Zr, Hf, Ce, Ge 등을 들 수 있다.
상기 정 4 가의 금속 원소 중 Sn 이 바람직하다. Sn 의 도핑 효과에 의해서 벌크 저항이 저하되어, 보다 안정적으로 스퍼터링을 행할 수 있다.
정 4 가의 금속 원소는, In2O3 으로 나타내는 빅스바이트상 또는 Y3In2Ga3O12 로 나타내는 가닛상에 고용되어 있는 것이 바람직하고, In2O3 으로 나타내는 빅스바이트상에 고용되어 있는 것이 보다 바람직하다. 고용은, 치환형 고용이 바람직하다.
이로써, 보다 안정적으로 스퍼터링을 행할 수 있다.
정 4 가의 금속 원소의 고용에 대해서는, 예를 들어, 산화물 소결체의 벌크 저항으로부터 동정할 수 있다. 정 4 가의 금속 원소를 첨가하지 않는 경우나 고용되어 있지 않을 때의 산화물 소결체의 벌크 저항은 높아, 이상 방전의 원인이 되는 경우도 있다. 정 4 가의 금속 원소를 첨가하고, 고용된 경우에는, 산화물 소결체의 벌크 저항이 저하되어, 안정적인 스퍼터링 상태가 얻어지게 된다.
정 4 가의 금속 원소의 함유량은, 산화물 소결체 중의 전금속 원소에 대해서, 원자 농도로 100 ∼ 10000 ppm 이 바람직하고, 보다 바람직하게는 500 ppm 이상 8000 ppm 이하이며, 더욱 바람직하게는 800 ppm 이상 6000 ppm 이하이다.
정 4 가의 금속 원소의 함유량이 100 ppm 미만인 경우, 벌크 저항이 저하되지 않을 우려가 있다. 한편, 정 4 가의 금속 원소의 함유량이 10000 ppm 초과인 경우, 형성되는 산화물 반도체 박막이 고캐리어 상태가 되어 TFT 가 도통할 우려나, 온/오프치가 작아질 우려가 있다.
본 발명의 산화물 소결체는, 상대 밀도가 95 % 이상인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 96 % 이상이며, 더욱 바람직하게는 97 % 이상이고, 특히 바람직하게는 98 % 이상이다. 상한치는 특별히 제한은 없지만, 통상적으로 100 % 이다.
산화물 소결체의 상대 밀도가 95 % 이상인 경우, 타깃으로서 사용했을 때, 이상 방전의 원인이나 노듈 발생의 기점이 되는 공극을 감소시킬 수 있다.
상대 밀도는, 예를 들어, 아르키메데스법으로 측정한 산화물 소결체의 실측 밀도를, 산화물 소결체의 이론 밀도로 나눈 값을 백분율로 하여 산출할 수 있다.
예를 들어, 산화물 소결체의 원료 분말로서, 산화물 A, 산화물 B, 산화물 C, 산화물 D 를 사용한 경우에 있어서, 산화물 A, 산화물 B, 산화물 C, 산화물 D 의 사용량 (주입량) 을 각각 a(g), b(g), c(g), d(g) 로 하면, 이론 밀도는 아래와 같이 적용시킴으로써 산출할 수 있다.
이론 밀도 = (a + b + c + d)/((a/산화물 A 의 밀도) + (b/산화물 B 의 밀도) + (c/산화물 C 의 밀도) + (d/산화물 D 의 밀도))
또한, 각 산화물의 밀도는, 밀도와 비중은 거의 동등한 점에서, 화학 편람 기초편 I 일본 화학회편 개정 2 판 (마루젠 주식회사) 에 기재되어 있는 산화물의 비중의 값을 사용하면 된다. 또한, 이론 밀도는, 각 산화물의 중량비를 사용하여 아래와 같이 산출할 수도 있다.
이론 밀도 = 1/((산화물 A 의 중량비/산화물 A 의 밀도) + (산화물 B 의 중량비/산화물 B 의 밀도) + (산화물 C 의 중량비/산화물 C 의 밀도) + (산화물 D 의 중량비/산화물 D 의 밀도))
본 발명의 산화물 소결체는, 벌크 저항이, 바람직하게는 30 mΩ·㎝ 이하이고, 보다 바람직하게는 15 mΩ·㎝ 이하이며, 더욱 바람직하게는 10 mΩ·㎝ 이하이다. 하한치는 특별히 제한은 없지만, 통상적으로 1 mΩ·㎝ 이상이다.
산화물 소결체의 벌크 저항이 30 mΩ·㎝ 이하인 경우, 대파워에서의 성막시에, 타깃의 대전에 의한 이상 방전이 잘 발생되지 않고, 또, 플라즈마 상태가 안정되어 스파크가 잘 발생되지 않게 된다. 또, 펄스 DC 스퍼터 장치를 사용하는 경우, 더욱 플라즈마가 안정되어 이상 방전 등의 문제도 없어, 안정적으로 스퍼터할 수 있게 된다.
벌크 저항은, 예를 들어, 4 탐침법에 기초하여 측정할 수 있다.
본 발명의 산화물 소결체는, 3 점 굽힘 강도가, 120 ㎫ 이상인 것이 바람직하고, 140 ㎫ 이상이 보다 바람직하며, 150 ㎫ 이상이 더욱 바람직하다.
산화물 소결체의 3 점 굽힘 강도가 120 ㎫ 미만인 경우, 대파워에서 스퍼터 성막했을 때, 타깃의 강도가 약하여, 타깃이 균열되거나, 치핑을 일으켜, 치핑된 파편이 타깃 위로 비산하여 이상 방전의 원인이 될 우려가 있다.
3 점 굽힘 강도는, 예를 들어 JIS R 1601「파인 세라믹스의 실온 굽힘 강도 시험」에 준해서 시험할 수 있다.
구체적으로는, 폭 4 ㎜, 두께 3 ㎜, 길이 40 ㎜ 의 표준 시험편을 사용하여, 일정 거리 (30 ㎜) 에 배치된 2 지점 위에 시험편을 두고, 지점간의 중앙으로부터 크로스 헤드 속도 0.5 ㎜/분 하중을 가하고, 파괴되었을 때의 최대 하중으로부터, 굽힘 강도를 산출할 수 있다.
본 발명의 산화물 소결체는, 선팽창 계수가 9.0 × 10-6 K-1 이하인 것이 바람직하고, 8.5 × 10-6 K-1 이하가 보다 바람직하며, 8.0 × 10-6 K-1 이하가 더욱 바람직하다. 하한치는 특별히 제한은 없지만, 통상적으로 5.0 × 10-6 K-1 이상이다.
산화물 소결체의 선팽창 계수가 9.0 × 10-6 K-1 을 초과할 경우, 대파워에서 스퍼터링 중에 가열되어 타깃이 팽창되고, 본딩되어 있는 구리판측과의 사이에서 변형이 일어나, 응력에 의해서 타깃에 마이크로 크랙이 발생되거나, 균열 또는 치핑에 의해서 이상 방전의 원인이 될 우려가 있다.
선팽창 계수는, 예를 들어 폭 5 ㎜, 두께 5 ㎜, 길이 10 ㎜ 의 표준 시험편을 사용하여, 승온 속도를 5 ℃/분으로 세트하고, 300 ℃ 에 이르렀을 때의 열팽창에 의한 변위를, 위치 검출기로 검출함으로써 구할 수 있다.
본 발명의 산화물 소결체는, 열전도율이 5.0 W/m·K 이상인 것이 바람직하고, 5.5 W/m·K 이상이 보다 바람직하며, 6.0 W/m·K 이상이 더욱 바람직하고, 6.5 W/m·K 이상이 가장 바람직하다.
상한치는 특별히 제한은 없지만, 통상적으로 10 W/m·K 이하이다.
산화물 소결체의 열전도율이 5.0 W/m·K 미만인 경우, 대파워에서 스퍼터링 성막했을 때, 스퍼터 면과 본딩된 면의 온도가 상이하여, 내부 응력에 의해서 타깃에 마이크로 크랙이나 균열, 치핑이 발생될 우려가 있다.
열전도율은, 예를 들어 직경 10 ㎜, 두께 1 ㎜ 의 표준 시험편을 사용하여, 레이저 플래시법에 의해서 비열 용량과 열확산율을 구하고, 여기에 시험편의 밀도를 곱함으로써 산출할 수 있다.
본 발명의 산화물 소결체는, 영률이 200 ㎬ 이하인 것이 바람직하고, 190 ㎬ 이하가 보다 바람직하며, 185 ㎬ 이하가 더욱 바람직하고, 180 ㎬ 이하가 가장 바람직하다.
영률의 하한치는 특별히 제한은 없지만, 통상적으로 100 ㎬ 이상이다.
산화물 소결체의 영률이 200 ㎬ 이하이면, 스퍼터링 중에 발생되는 열응력으로도 균열되지 않아 바람직하다.
영률은, 예를 들어 초음파 펄스 반사법에 의한 음속 측정으로부터 구할 수 있다.
본 발명의 산화물 소결체는, 본질적으로, In, Y, Ga, 및 임의로 정 4 가의 금속 원소로 이루어져 있고, 본 발명의 효과를 저해하지 않는 범위에서 그 밖에 불가피 불순물을 함유해도 된다.
본 발명의 산화물 소결체의 금속 원소의, 예를 들어, 90 원자% 이상, 95 원자% 이상, 98 원자% 이상, 99 원자% 이상 또는 100 원자% 가, In, Y 및 Ga, 또는 In, Y, Ga 및 정 4 가의 금속 원소로 이루어져 있어도 된다.
본 발명의 산화물 소결체는, 결정상으로서 In2O3 으로 나타내는 빅스바이트상, 및 Y3In2Ga3O12 로 나타내는 가닛상을 포함하면 되고, 이들 결정상만으로 이루어져 있어도 된다.
본 발명의 산화물 소결체는, In 원소를 함유하는 원료 분말, Y 원소를 함유하는 원료 분말, 및 Ga 원소를 함유하는 원료 분말의 혼합 분말을 조제하는 공정, 혼합 분말을 성형하여 성형체를 제조하는 공정, 및 성형체를 소성하는 공정에 의해서 제조할 수 있다.
혼합 분말은, 정 4 가의 금속 원소를 함유하는 원료 분말을 포함해도 된다.
원료 분말은 산화물 분말이 바람직하다. 즉, In 원소를 함유하는 원료 분말은, 산화인듐분말이 바람직하고, Y 원소를 함유하는 원료 분말은, 산화이트륨 분말이 바람직하며, Ga 원소를 함유하는 원료 분말은, 산화갈륨 분말이 바람직하다. 정 4 가의 금속 원소를 함유하는 원료 분말은, 정 4 가의 금속 원소의 산화물 분말이 바람직하고, 그 중에서도 산화주석 분말이 바람직하다.
원료 분말의 혼합비는, 예를 들어 얻고자 하는 소결체의 원자비에 대응시킨다.
원료 분말의 평균 입경은, 바람직하게는 0.1 ∼ 1.2 ㎛ 이고, 보다 바람직하게는 0.5 ∼ 1.0 ㎛ 이하이다. 원료 분말의 평균 입경은 레이저 회절식 입도 분포 장치 등으로 측정할 수 있다.
원료의 혼합, 성형 방법은 특별히 한정되지 않고, 공지된 방법을 이용하여 행할 수 있다. 또, 혼합할 때에는 바인더를 첨가해도 된다.
원료의 혼합은, 예를 들어, 볼 밀, 비즈 밀, 제트 밀 또는 초음파 장치 등의 공지된 장치를 사용하여 행할 수 있다. 분쇄 시간은 적절히 조정하면 되지만, 6 ∼ 100 시간 정도가 바람직하다.
성형 방법은, 예를 들어, 혼합 분말을 가압 성형하여 성형체로 할 수 있다. 이 공정에 의해서, 제품의 형상 (예를 들어, 스퍼터링 타깃으로서 바람직한 형상) 으로 성형할 수 있다.
원료를 성형형에 충전하고, 통상적으로 금형 프레스 또는 냉간 정수압 프레스 (CIP) 에 의해서, 예를 들어 1000 ㎏/㎠ 이상의 압력으로 성형을 실시하여, 성형체를 얻을 수 있다.
또한, 성형 처리시에 있어서는, 폴리비닐알코올이나 폴리에틸렌글리콜, 메틸셀룰로오스, 폴리왁스, 올레산, 스테아르산 등의 성형 보조제를 사용해도 된다.
얻어진 성형체를, 예를 들어 1200 ∼ 1650 ℃ 의 소결 온도에서 10 시간 이상 소결하여 소결체를 얻을 수 있다.
소결 온도는, 바람직하게는 1350 ∼ 1600 ℃, 보다 바람직하게는 1400 ∼ 1600 ℃, 더욱 바람직하게는 1450 ∼ 1600 ℃ 이다. 소결 시간은, 바람직하게는 10 ∼ 50 시간, 보다 바람직하게는 12 ∼ 40 시간, 더욱 바람직하게는 13 ∼ 30 시간이다.
소결 온도가 1200 ℃ 미만 또는 소결 시간이 10 시간 미만이면, 소결이 충분히 진행하지 않기 때문에, 타깃의 전기 저항이 충분히 내려가지 않아, 이상 방전의 원인이 될 우려가 있다. 한편, 소결 온도가 1650 ℃ 를 초과하거나, 또는, 소결 시간이 50 시간을 초과하면, 현저한 결정립 성장에 의해서 평균 결정립 직경의 증대나, 조대 공공 (空孔) 의 발생을 초래하여, 소결체 강도의 저하나 이상 방전의 원인이 될 우려가 있다.
상압 소결법에서는, 통상적으로 성형체를 대기 분위기, 또는 산소 가스 분위기에서 소결한다. 산소 가스 분위기는, 산소 농도가, 예를 들어 10 ∼ 50 체적% 의 분위기인 것이 바람직하다. 승온 과정을 대기 분위기하에서 행하였다고 해도, 소결체 밀도를 높일 수 있다.
또한, 소결시에 있어서의 승온 속도는, 800 ℃ 부터 소결 온도 (1200 ∼ 1650 ℃) 까지를 50 ∼ 150 ℃/시간으로 하는 것이 바람직하다.
본 발명의 산화물 소결체에 있어서 800 ℃ 부터 위의 온도 범위는, 소결이 가장 진행되는 범위이다. 이 온도 범위에서의 승온 속도가 50 ℃/시간보다 느려지면, 결정립 성장이 현저해져, 고밀도화를 달성할 수 없을 우려가 있다. 한편, 승온 속도가 150 ℃/시간보다 빨라지면, 성형체에 온도 분포가 발생되어 소결체가 휘거나 균열되거나 할 우려가 있다.
800 ℃ 부터 소결 온도에 있어서의 승온 속도는, 바람직하게는 60 ∼ 140 ℃/시간, 보다 바람직하게는 70 ∼ 130 ℃/시간이다.
본 발명의 스퍼터링 타깃은, 상기 서술한 산화물 소결체를 사용하여 제작할 수 있다. 이로써, 산화물 반도체 박막을, 스퍼터링법 등의 진공 프로세스로 제조할 수 있다.
예를 들어, 소결체를, 절삭 또는 연마 가공하여, 백킹 플레이트에 본딩함으로써 스퍼터링 타깃을 제작할 수 있다.
예를 들어, 절단 가공함으로써, 소결체 표면의, 고산화 상태의 소결부나, 요철된 면을 제거할 수 있다. 또, 지정된 크기로 할 수 있다.
표면을 #200 번, 혹은 #400 번, 나아가서는 #800 번의 연마를 행해도 된다. 이로써, 스퍼터링 중의 이상 방전이나 파티클의 발생을 억제할 수 있다.
본딩 방법으로는, 예를 들어 금속 인듐에 의해서 접합하는 것을 들 수 있다.
본 발명의 스퍼터링 타깃은, 직류 (DC) 스퍼터링법, 고주파 (RF) 스퍼터링법, 교류 (AC) 스퍼터링법, 펄스 DC 스퍼터링법 등에 적용할 수 있다.
상기 스퍼터링 타깃을 사용하여 제막 (製膜) 함으로써, 산화물 반도체 박막을 얻을 수 있다. 이로써, TFT 에 사용했을 때 우수한 TFT 성능이 발휘되는 박막을 형성할 수 있다.
제막 (製膜) 은, 증착법, 스퍼터링법, 이온 플레이팅법, 펄스 레이저 증착법 등에 의해서 행할 수 있다.
본 발명의 TFT 는, 상기 서술한 산화물 반도체 박막을 포함한다. 산화물 반도체 박막은, 예를 들어 채널층으로서 바람직하게 사용할 수 있다.
TFT 의 소자 구성은 특별히 한정되지 않고, 공지된 각종 소자 구성을 채용할 수 있다. 본 발명 TFT 는, 예를 들어 액정 디스플레이나 유기 일렉트로 루미네선스 디스플레이 등의 표시 장치 등에 사용할 수 있다.
도 3 에 본 발명의 TFT 의 일례를 나타낸다. 이 TFT 에서는, 실리콘 웨이퍼 (게이트 전극) (20) 상에 있는 게이트 절연막 (30) 에, 본 발명의 스퍼터링 타깃을 사용하여 얻어지는 반도체막 (40) 을 형성하고, 층간 절연막 (70, 70a) 이 형성되어 있다. 반도체막 (40) 상의 70a 는 채널층 보호층으로서 작용하는 것이다. 반도체막 상에 소스 전극 (50) 과 드레인 전극 (60) 이 형성되어 있다.
도 4 에 본 발명의 TFT 의 일례를 나타낸다. 이 TFT 에서는, 실리콘 웨이퍼 (게이트 전극) (20) 상에 있는 게이트 절연막 (예를 들어, SiO2) (30) 에, 본 발명의 스퍼터링 타깃을 사용하여 얻어지는 반도체막 (40) 을 형성하고, 반도체막 (40) 상에 소스 전극 (50) 과 드레인 전극 (60) 을 형성하고, 반도체막 (40), 소스 전극 (50) 및 드레인 전극 (60) 상에 보호층 (70b) (예를 들어, CVD 성막한 SiO2 막) 이 형성되어 있다.
실리콘 웨이퍼 (20) 및 게이트 절연막 (30) 은, 열산화막이 부착된 실리콘 웨이퍼를 사용하여, 실리콘 웨이퍼를 게이트 전극으로 하고, 열산화막 (SiO2) 을 게이트 절연막으로 해도 된다.
또, 도 3 및 도 4 에 있어서, 유리 등의 기판 상에 게이트 전극 (20) 을 형성해도 된다.
반도체막은, 밴드 갭이 3.0 eV 이상인 것이 바람직하다. 밴드 갭이 3.0 eV 이상인 경우, 파장이 420 ㎚ 부근부터 장파장측의 광을 흡수하지 않게 된다. 이로써, 유기 EL 이나 TFT-LCD 의 광원으로부터의 광을 광 흡수하지 않아, TFT 의 채널층으로서 사용했을 때, TFT 의 광에 의한 오작동 등이 없어 광 안정성을 향상시킬 수 있다. 바람직하게는 3.1 eV 이상, 보다 바람직하게는 3.3 eV 이상이다.
본 발명의 TFT 에 있어서, 드레인 전극, 소스 전극 및 게이트 전극의 각 전극을 형성하는 재료에 특별히 제한은 없고, 일반적으로 사용되고 있는 재료를 임의로 선택할 수 있다. 예를 들어, 산화인듐주석 (ITO), 산화인듐아연 (IZO), ZnO, SnO2 등의 투명 전극이나, Al, Ag, Cu, Cr, Ni, Mo, Au, Ti, Ta 등의 금속 전극, 또는 이것들을 함유하는 합금의 금속 전극이나 적층 전극을 사용할 수 있다. 또, 실리콘 웨이퍼를 기판으로서 사용해도 되고, 그 경우에는 실리콘 웨이퍼가 전극으로도 작용한다.
본 발명의 TFT 에 있어서, 백 채널 에치형 (보텀 게이트형) 의 TFT 인 경우, 드레인 전극, 소스 전극 및 채널층 상에 보호막을 형성하는 것이 바람직하다. 보호막을 형성함으로써, TFT 가 장시간 구동한 경우여도 내구성이 향상되기 쉬워진다. 또한, 톱 게이트형의 TFT 인 경우, 예를 들어 채널층 상에 게이트 절연막을 형성한 구조가 된다.
보호막 또는 절연막은, 예를 들어 CVD 에 의해서 형성할 수 있지만, 그 때에 고온도에 의한 프로세스가 되는 경우가 있다. 또, 보호막 또는 절연막은, 성막 직후에는 불순물 가스를 함유하는 경우가 많아, 가열 처리 (어닐 처리) 를 행하는 것이 바람직하다. 가열 처리에 의해서 그 불순물 가스들을 없앰으로써 안정적인 보호막 또는 절연막이 되어, 내구성이 높은 TFT 소자를 형성하기 쉬워진다.
본 발명의 산화물 반도체 박막을 사용함으로써, CVD 프로세스에 있어서의 온도의 영향, 및 그 후의 가열 처리에 의한 영향을 잘 받지 않게 되기 때문에, 보호막 또는 절연막을 형성한 경우여도, TFT 특성의 안정성을 향상시킬 수 있다.
[실시예]
이하, 본 발명을 실시예를 사용하여 설명한다. 그러나, 본 발명은 이들 실시예에 한정되지 않는다.
실시예 1 ∼ 14
(산화물 소결체의 제조)
산화인듐분말, 산화갈륨 분말, 산화이트륨 분말 및 산화주석 분말을, 표 1 및 2 에 나타내는 산화물 소결체의 원자비 및 Sn 원자 농도가 되도록 칭량하여, 폴리에틸렌제의 포트에 넣고, 건식 볼 밀에 의해서 72 시간 혼합 분쇄하여, 혼합 분말을 제조하였다.
이 혼합 분말을 금형에 넣고, 500 ㎏/㎠ 의 압력으로 프레스 성형체로 하였다. 이 성형체를 2000 ㎏/㎠ 의 압력으로 CIP 에 의해서 치밀화를 행하였다. 다음으로, 이 성형체를 상압 소성로에 설치하여, 대기 분위기하에서, 350 ℃ 에서 3 시간 유지한 후에, 100 ℃/시간으로 승온하고, 1450 ℃ 에서 20 시간 소결하고, 그 후, 방치하고 냉각시켜, 산화물 소결체 (소결체) 를 얻었다.
(XRD 의 측정)
얻어진 소결체에 대해서, X 선 회절 측정 장치 Smartlab 에 의해서, 아래의 조건에서, 소결체의 X 선 회절 (XRD) 을 측정하였다. 얻어진 XRD 차트를 JADE6 에 의해서 분석하여, 소결체 중의 결정상을 구하였다. 결과를 표 1 및 2 에 나타낸다. 표 1 및 2 중,「In2O3」은「In2O3 으로 나타내는 빅스바이트상」을 나타내고,「Y3In2Ga3O12」는「Y3In2Ga3O12 로 나타내는 가닛상」을 나타낸다.
·장치 : Smartlab (주식회사 리가쿠 제조)
·X 선 : Cu-Kα선 (파장 1.5418 Å, 그라파이트모노크로메이터로 단색화)
·2θ-θ 반사법, 연속 스캔 (2.0°/분)
·샘플링 간격 : 0.02°
·슬릿 DS (발산 슬릿), SS (산란 슬릿), RS (수광 슬릿) : 1.0 ㎜
실시예 1 에 대해서, 얻어진 소결체의 XRD 차트를 도 1 에 나타낸다. 도 1 중, 강도 5500 이상인 부분은 생략하였다.
도 1 로부터, 실시예 1 의 소결체는,「In2O3 으로 나타내는 빅스바이트상」및「Y3In2Ga3O12 로 나타내는 가닛상」을 갖는 것을 알 수 있었다.
또, 실시예 12 에 대해서, 얻어진 소결체의 XRD 차트를 도 2 에 나타낸다. 도 2 중, 강도 10500 이상인 부분은 생략하였다. 도 2 로부터, 실시예 12 의 소결체는,「In2O3 으로 나타내는 빅스바이트상」및「Y3In2Ga3O12 로 나타내는 가닛상」을 갖는 것을 알 수 있었다.
도 1 에 있어서의, In2O3 으로 나타내는 빅스바이트상의 최대 피크 (2θ/θ = 30 ∼ 31°부근) 의 강도와, Y3In2Ga3O12 로 나타내는 가닛상의 최대 피크 (2θ/θ = 32°부근) 의 강도를, 베이스의 영향을 배제하여 사용하였다.
In2O3 으로 나타내는 빅스바이트상의 최대 피크 강도의, Y3In2Ga3O12 로 나타내는 가닛상의 최대 피크 강도에 대한, 피크 강도비 (In2O3/Y3In2Ga3O12) 는, In2O3 으로 나타내는 빅스바이트상의 최대 피크 강도가 나타나는 2θ/θ = 30 ∼ 31°부근의 피크 강도를, Y3In2Ga3O12 로 나타내는 가닛상의 최대 피크 강도가 나타나는 2θ/θ = 32°부근의 피크 강도로 나눔으로써 구하였다.
실시예 1 의 소결체에 있어서, In2O3 으로 나타내는 빅스바이트상의 최대 피크 강도의, Y3In2Ga3O12 로 나타내는 가닛상의 최대 피크 강도에 대한, 피크 강도비 (In2O3/Y3In2Ga3O12) 는 71.09 였다.
도 2 로부터 동일하게 산출하였다. 실시예 12 의 소결체에 있어서, In2O3 으로 나타내는 빅스바이트상의 최대 피크 강도의, Y3In2Ga3O12 로 나타내는 가닛상의 최대 피크 강도에 대한, 피크 강도비 (In2O3/Y3In2Ga3O12) 는 10.86 이었다.
상기 서술한 실시예 2 ∼ 11 및 13 ∼ 14 의 소결체에 있어서, In2O3 으로 나타내는 빅스바이트상의 최대 피크 강도의, Y3In2Ga3O12 로 나타내는 가닛상의 최대 피크 강도에 대한, 피크 강도비 (In2O3/Y3In2Ga3O12) 를 동일하게 구하였다. 결과를 표 1 및 2 에 나타낸다.
또, 실시예 2 ∼ 11 및 13 ∼ 14 의 소결체는, XRD 차트로부터,「In2O3 으로 나타내는 빅스바이트상」및「Y3In2Ga3O12 로 나타내는 가닛상」을 갖는 것을 알 수 있었다.
또, XRD 의 측정으로부터,「In2O3 으로 나타내는 빅스바이트상」의 빅스바이트 구조의 격자 정수를 구하였다. 결과를 표 1 및 2 에 나타낸다.
얻어진 격자 정수로부터, 실시예 1 및 2 의 소결체는 In2O3 으로 나타내는 빅스바이트상에 Y 및 Ga 가 고용되어 있는 것을 알 수 있고, 실시예 1 의 소결체는 Y 의 고용이 우위적으로 작용하고, 실시예 2 의 소결체는 Ga 의 고용이 우위적으로 작용하는 것을 알 수 있었다.
또, 실시예 3 ∼ 14 의 소결체에 있어서는, 얻어진 격자 정수로부터 In2O3 으로 나타내는 빅스바이트상에 Y, Ga 및 Sn 이 고용되어 있는 것을 알 수 있었다.
(Y3In2Ga3O12 로 나타내는 가닛상의 평균 입경의 측정)
상기 서술한 소결체에 대해서, 전자 프로브 미소 분석기 (EPMA) 에 의해서, 소결체 중의 Y3In2Ga3O12 로 나타내는 가닛상을 50 ㎛ × 50 ㎛ 의 시야 중에서 특정하고, 가닛상의 최대 직경을 직경으로 하는 원 (외접원) 을 가정하여, 소결체에 함유되는 복수의 가닛상의 직경의 평균치를 가닛상의 평균 입경으로 하였다. 결과를 표 1 및 2 에 나타낸다.
(상대 밀도의 측정)
상기 서술한 소결체에 대해서, 아르키메데스법으로 측정한 실측 밀도를, 각 구성 원소의 산화물의 밀도 및 중량비로부터 산출되는 이론 밀도로 나눈 값을, 백분율로 하여 산출하였다. 결과를 표 1 및 2 에 나타낸다.
또한, 각 원료 분말의 밀도는, 밀도와 비중은 거의 동등한 점에서, 화학 편람 기초편 I 일본 화학회편 개정 2 판 (마루젠 주식회사) 에 기재되어 있는 산화물의 비중의 값을 사용하였다.
(벌크 저항의 측정)
상기 서술한 소결체의 벌크 저항 (도전성) 을, 저항률계 로레스타 (미츠비시 화학 주식회사 제조, 로레스타 AX MCP-T370) 를 사용하고, 4 탐침법 (JIS R 1637) 에 기초하여 측정하였다. 결과를 표 1 및 2 에 나타낸다.
Figure 112019003134320-pct00001
Figure 112019003134320-pct00002
실시예 1 ∼ 14 에 대해서, 상압 소성로를 사용한 대기 분위기하에서의 소성 방법은, HIP (Hot Isostatic Press), 방전 플라즈마 소결 (SPS) 또는 분위기 소성로를 사용하는 기술보다, 소결체 밀도가 잘 올라가지 않는 방법임에도 불구하고, 간편한 상압 소성로를 사용한 대기 분위기하에서의 소성으로, 고밀도인 실시예 1 ∼ 14 의 소결체를 얻을 수 있었다.
(선팽창 계수, 열전도율 및 영률의 측정)
실시예 2 및 실시예 11 에서 제조한 소결체에 대해서, 선팽창 계수, 열전도율 및 영률을 각각 측정하였다. 결과를 표 3 에 나타낸다.
선팽창 계수는, 얻어진 소결체를 폭 5 ㎜, 두께 5 ㎜, 길이 10 ㎜ 로 절단한 것을 표준 시험편으로 사용하여, 승온 속도를 10 ℃/분으로 세트하고, 30 ℃ ∼ 300 ℃ 의 평균 열팽창률을 열기계 분석법에 의해서, 열기계 분석 장치 TMA7100 ((주) 히타치 하이테크 사이언스) 로 계측하였다.
열전도율은, 얻어진 소결체를 직경 10 ㎜, 두께 2 ㎜ 로 잘라낸 것을 표준 시험편으로 사용하여, 레이저 플래시법에 의해서, 비열 용량을 열 정수 측정 장치 (알박 이공 (理工) 제조 TC-9000 특형) 및 열확산율을 열 물성 측정 장치 (쿄토 전자 공업 제조 LFA501) 를 사용하여 구하고, 이것에 시험편의 외형 치수, 중량 측정으로부터 구한 밀도를 곱함으로써 산출하였다.
영률은, 얻어진 소결체를 직경 20 ㎜, 두께 5 ㎜ 로 잘라낸 것을 표준 시험편으로 사용하여, 초음파 탐상 장치 (㎩nametrics 사 제조, 5900PR) 로 실온, 대기중, 판두께 방향의 측정으로부터 구하였다.
비교예 1
산화인듐분말, 산화갈륨 분말을, 각각, 95 : 5 wt% (In/(In + Ga) = 0.928, Ga/(In + Ga) = 0.072) 가 되도록 칭량하고, 폴리에틸렌제의 포트에 넣고, 건식 볼 밀에 의해서 72 시간 혼합 분쇄하여, 혼합 분말을 제조하였다.
이 혼합 분말을 금형에 넣고, 500 ㎏/㎠ 의 압력으로 프레스 성형체로 하였다. 이 성형체를 2000 ㎏/㎠ 의 압력으로 CIP 에 의해서 치밀화를 행하였다. 다음으로, 이 성형체를 상압 소성로에 설치하여, 대기 분위기하에서, 350 ℃ 에서 3 시간 유지한 후에, 100 ℃/시간으로 승온하고, 1430 ℃ 에서 28 시간 소결하고, 그 후, 방치하고 냉각시켜, 산화물 소결체 (소결체) 를 얻었다.
얻어진 산화물 소결체에 대해서, 실시예 1 과 동일한 평가를 행하였다. 그 결과, 얻어진 소결체의 결정 구조는 In2O3 으로 나타내는 빅스바이트 구조뿐인 것을 확인하였다. 빅스바이트 구조의 격자 정수 (Å) = 10.0686 Å, 상대 밀도 (%) = 96.0 %, 벌크 저항 = 3.6 mΩ㎝ 였다.
또, 얻어진 산화물 소결체에 대해서, 실시예 2 와 동일하게 하여 선팽창 계수 및 열전도율을 평가하였다. 측정된 선팽창 계수, 열전도율의 결과를 표 3 에 나타낸다.
Figure 112019003134320-pct00003
(스퍼터링 타깃의 제조)
실시예 1 ∼ 14 의 소결체에 대해서, 스퍼터링 타깃을 제작하였다.
실시예 15
얻어진 실시예 5 의 스퍼터링 타깃을 사용하여, 열산화막 부착 실리콘 기판 상에 채널 형상의 메탈 마스크를 사용하여, 산화물 반도체층 (채널층) 을 스퍼터링에 의해서 성막하였다. 스퍼터링 조건은, 스퍼터압 = 1 ㎩, 산소 분압 = 5 %, 기판 온도 = 실온에서 행하고, 막두께는 50 ㎚ 로 설정하였다. 다음으로, 소스·드레인 형상의 메탈 마스크를 사용하여, 금 전극을 50 ㎚ 성막하였다. 마지막으로, 공기 중 300 ℃, 1 시간의 조건에서 어닐함으로써, 채널 길이 200 ㎛, 채널 폭 1000 ㎛ 의 보텀 게이트, 톱 콘택트의 간이형 TFT 를 얻었다. 어닐 조건으로는, 250 ℃ ∼ 450 ℃, 0.5 시간 ∼ 10 시간의 범위에서 채널 도핑의 효과를 보면서 적절히 선택하였다. 어닐 후의 박막의 X 선 회절 결과로부터, 박막은 결정화되어 있고, 그 결정 구조는 In2O3 형의 빅스바이트 구조였다.
얻어진 TFT 의 특성을 평가한 결과, 이동도 = 28 ㎠/V·sec, 전류치가 10-8 A 를 초과하는 게이트 전압의 값 Vth > 0.51 V, S 값 (Swing Factor) = 0.71 이었다.
산업상 이용가능성
본 발명의 산화물 소결체는 스퍼터링 타깃에 사용할 수 있고, 본 발명의 스퍼터링 타깃은, 산화물 반도체 박막 및 박막 트랜지스터의 제조에 이용할 수 있다.
상기에 본 발명의 실시형태 및/또는 실시예를 몇 가지 상세하게 설명했지만, 당업자는, 본 발명의 신규한 교시 및 효과로부터 실질적으로 벗어나지 않고, 이들 예시인 실시형태 및/또는 실시예에 많은 변경을 가하는 것이 용이하다. 따라서, 이 많은 변경들은 본 발명의 범위에 포함된다.
본원의 파리 우선의 기초가 되는 일본 출원 명세서의 내용을 모두 여기에 원용한다.

Claims (12)

  1. In2O3 으로 나타내는 빅스바이트상, 및
    Y3In2Ga3O12 로 나타내는 가닛상을 포함하는, 산화물 소결체.
  2. 제 1 항에 있어서,
    In, Ga 및 Y 의 원자비가, 하기의 범위인, 산화물 소결체.
    In/(In + Y + Ga) 가 0.60 이상 0.97 이하
    Ga/(In + Y + Ga) 가 0.01 이상 0.20 이하
    Y/(In + Y + Ga) 가 0.02 이상 0.20 이하
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 In2O3 으로 나타내는 빅스바이트상의 최대 피크 강도의, 상기 Y3In2Ga3O12 로 나타내는 가닛상의 최대 피크 강도에 대한, 피크 강도비가, 1 ∼ 500 인, 산화물 소결체.
  4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    추가로 정 4 가의 금속 원소를 함유하는, 산화물 소결체.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 정 4 가의 금속 원소가, 상기 In2O3 으로 나타내는 빅스바이트상 또는 Y3In2Ga3O12 로 나타내는 가닛상에 고용되어 있는, 산화물 소결체.
  6. 제 4 항에 있어서,
    상기 정 4 가의 금속 원소의 함유량이, 산화물 소결체 중의 전금속 (全金屬) 원소에 대해서, 원자 농도로 100 ∼ 10000 ppm 인, 산화물 소결체.
  7. 제 4 항에 있어서,
    상기 정 4 가의 금속 원소가 Sn 인, 산화물 소결체.
  8. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상대 밀도가 95 % 이상인, 산화물 소결체.
  9. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    벌크 저항이, 30 mΩ·㎝ 이하인, 산화물 소결체.
  10. 제 1 항 또는 제 2 항에 기재된 산화물 소결체를 포함하는 스퍼터링 타깃.
  11. 제 10 항에 기재된 스퍼터링 타깃을 사용하는 산화물 반도체 박막의 제조 방법.
  12. 제 11 항에 기재된 산화물 반도체 박막을 포함하는 박막 트랜지스터의 제조 방법.
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