KR102436599B1 - 화합물 - Google Patents

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이데미쓰 고산 가부시키가이샤
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Abstract

인듐 원소 (In), 갈륨 원소 (Ga), 알루미늄 원소 (Al) 및 산소 원소 (O) 로부터 형성되고, 격자 정수가, a = 10.07 ± 0.15 Å, b = 10.45 ± 0.15 Å, c = 11.01 ± 0.15 Å, α = 111.70 ± 0.50°, β = 107.70 ± 0.50°, 및 γ = 90.00 ± 0.50°이고, 결정계가 삼사정을 나타내는 화합물.

Description

화합물
본 발명은, 화합물에 관한 것이다.
박막 트랜지스터에 사용되는 산화물 반도체는, 범용의 아모르퍼스 실리콘 (아모르퍼스 실리콘을 a-Si 라고 약기하는 경우가 있다) 에 비하여 높은 캐리어 이동도를 갖고, 광학 밴드 갭이 크고, 저온에서 성막할 수 있다. 그 때문에, 산화물 반도체는, 대형, 고해상도, 및 고속 구동이 요구되는 차세대 디스플레이에 대한 적용, 그리고 내열성이 낮은 수지 기판 등에 대한 적용이 기대되고 있다. 상기 산화물 반도체 (막) 의 형성에 있어서는, 스퍼터링 타깃을 스퍼터링하는 스퍼터링법이 바람직하게 이용되고 있다. 이것은, 스퍼터링법으로 형성된 박막이, 이온 플레이팅법, 진공 증착법, 또는 전자빔 증착법으로 형성된 박막에 비하여, 막면 방향 (막면 내) 에 있어서의 성분 조성 및 막 두께 등의 면내 균일성이 우수하고, 스퍼터링법에 의하면, 스퍼터링 타깃과 동일한 성분 조성의 박막을 형성할 수 있기 때문이다.
특허문헌 1 에는, 산화인듐, 산화갈륨, 및 산화알루미늄으로 이루어지는 소결체로, 상기 갈륨의 함유량이 Ga/(In ＋ Ga) 원자수비로 0.15 이상 0.49 이하이고, 상기 알루미늄의 함유량이 Al/(In ＋ Ga ＋ Al) 원자수비로 0.0001 이상 0.25 미만이고, 빅스바이트형 구조의 In2O3 상과, In2O3 상 이외의 생성상으로서 β-Ga2O3 형 구조의 GaInO3 상, 혹은 β-Ga2O3 형 구조의 GaInO3 상과 (Ga, In)2O3 상을 포함하는 산화물 소결체에 관한 기재가 있다. Ga 의 첨가량이 20 at％, 또한 Al 의 첨가량이 1 at％ 인 혼합물, 그리고 Ga 의 첨가량이 25 at％, 또한 Al 의 첨가량이 5 at％ 인 혼합물의 각각을 1400 ℃ 에서 20 시간 소성했을 경우, XRD 차트로부터 In2O3 상 및 GaInO3 상이 석출되는 것이 기재되어 있다.
국제 공개 제2016/084636호
산화물 화합물은, 밴드 갭이 큰 것으로부터, 트랜지스터 또는 다이오드 등의 반도체 디바이스에 산화물 화합물을 적용했을 때에 리크 전류가 낮은 것이 특징이다. 한편, 산화물 화합물은, 밴드 갭이 크기 때문에 반도체로서 안정적으로 캐리어 농도를 제어할 수 없는 것, 또한 충분한 전도성이 얻어지지 않는다는 과제가 있다. 이들 과제를 해결할 수 있는, 신규 화합물에 대한 요망이 있다. 구체적으로는, 일반적인 Si 반도체의 밴드 갭에 비하여 충분히 넓은 산화물 반도체 재료를 제작할 수 있는 화합물이 요망되고 있다.
본 발명의 목적은, 일반적인 Si 반도체의 밴드 갭에 비하여 충분히 넓은 산화물 반도체 재료를 제작할 수 있는 화합물을 제공하는 것이다.
본 발명에 의하면, 이하의 화합물이 제공된다.
[1]. 인듐 원소 (In), 갈륨 원소 (Ga), 알루미늄 원소 (Al) 및 산소 원소 (O) 로부터 형성되고,
격자 정수가,
a = 10.07 ± 0.15 Å,
b = 10.45 ± 0.15 Å,
c = 11.01 ± 0.15 Å,
α = 111.70 ± 0.50°,
β = 107.70 ± 0.50°, 및
γ = 90.00 ± 0.50°이고,
결정계가 삼사정 (三斜晶) 을 나타내는 화합물.
[2]. 공간군이 P-1 혹은 P1 인, [1] 에 기재된 화합물.
[3]. 공간군이 P-1 이고, 하기에 나타내는 원자 배치를 갖는, [1] 에 기재된 화합물.
단, 하기 원자 배치에 있어서의 금속은, In, Ga, 및 Al 의 어느 1 개, 혹은 In, Ga, 및 Al 의 어느 2 개 이상이, 일정한 비율로 동일 원자 좌표를 공유하고 있는 상태이고,
금속이 배치되는 원자 좌표는,
x ± 0.01,
y ± 0.01,
z ± 0.01 의 폭을 포함하고,
산소가 배치되는 원자 좌표는,
x ± 0.01,
y ± 0.01,
z ± 0.01 의 폭을 포함한다.
원자 종류 : 금속, 원자 좌표 (x = 0.04, y = 0.36, z = 0.87)
원자 종류 : 금속, 원자 좌표 (x = 0.13, y = 0.12, z = 0.62)
원자 종류 : 금속, 원자 좌표 (x = 0.21, y = 0.85, z = 0.39)
원자 종류 : 금속, 원자 좌표 (x = 0.23, y = 0.11, z = 0.97)
원자 종류 : 금속, 원자 좌표 (x = 0.29, y = 0.64, z = 0.11)
원자 종류 : 금속, 원자 좌표 (x = 0.46, y = 0.12, z = 0.63)
원자 종류 : 금속, 원자 좌표 (x = 0.58, y = 0.14, z = 0.01)
원자 종류 : 금속, 원자 좌표 (x = 0.62, y = 0.64, z = 0.11)
원자 종류 : 금속, 원자 좌표 (x = 0.69, y = 0.18, z = 0.32)
원자 종류 : 금속, 원자 좌표 (x = 0.09, y = 0.88, z = 0.03)
원자 종류 : 금속, 원자 좌표 (x = 0.02, y = 0.13, z = 0.30)
원자 종류 : 금속, 원자 좌표 (x = 0.06, y = 0.61, z = 0.46)
원자 종류 : 금속, 원자 좌표 (x = 0.15, y = 0.40, z = 0.19)
원자 종류 : 금속, 원자 좌표 (x = 0.26, y = 0.36, z = 0.54)
원자 종류 : 금속, 원자 좌표 (x = 0.34, y = 0.13, z = 0.30)
원자 종류 : 금속, 원자 좌표 (x = 0.41, y = 0.61, z = 0.45)
원자 종류 : 금속, 원자 좌표 (x = 0.48, y = 0.40, z = 0.23)
원자 종류 : 금속, 원자 좌표 (x = 0.84, y = 0.39, z = 0.23)
원자 종류 : 산소, 원자 좌표 (x = 0.02, y = 0.73, z = 0.36)
원자 종류 : 산소, 원자 좌표 (x = 0.03, y = 0.45, z = 0.29)
원자 종류 : 산소, 원자 좌표 (x = 0.05, y = 0.02, z = 0.40)
원자 종류 : 산소, 원자 좌표 (x = 0.10, y = 0.74, z = 0.65)
원자 종류 : 산소, 원자 좌표 (x = 0.10, y = 0.23, z = 0.06)
원자 종류 : 산소, 원자 좌표 (x = 0.12, y = 0.51, z = 0.09)
원자 종류 : 산소, 원자 좌표 (x = 0.12, y = 0.47, z = 0.57)
원자 종류 : 산소, 원자 좌표 (x = 0.13, y = 0.79, z = 0.17)
원자 종류 : 산소, 원자 좌표 (x = 0.19, y = 0.21, z = 0.84)
원자 종류 : 산소, 원자 좌표 (x = 0.20, y = 0.23, z = 0.36)
원자 종류 : 산소, 원자 좌표 (x = 0.25, y = 0.66, z = 0.49)
원자 종류 : 산소, 원자 좌표 (x = 0.27, y = 0.02, z = 0.12)
원자 종류 : 산소, 원자 좌표 (x = 0.30, y = 0.26, z = 0.65)
원자 종류 : 산소, 원자 좌표 (x = 0.33, y = 0.44, z = 0.29)
원자 종류 : 산소, 원자 좌표 (x = 0.38, y = 0.02, z = 0.40)
원자 종류 : 산소, 원자 좌표 (x = 0.39, y = 0.73, z = 0.35)
원자 종류 : 산소, 원자 좌표 (x = 0.41, y = 0.24, z = 0.07)
원자 종류 : 산소, 원자 좌표 (x = 0.43, y = 0.47, z = 0.57)
원자 종류 : 산소, 원자 좌표 (x = 0.46, y = 0.51, z = 0.11)
원자 종류 : 산소, 원자 좌표 (x = 0.47, y = 0.79, z = 0.15)
원자 종류 : 산소, 원자 좌표 (x = 0.50, y = 0.25, z = 0.36)
원자 종류 : 산소, 원자 좌표 (x = 0.64, y = 0.03, z = 0.12)
원자 종류 : 산소, 원자 좌표 (x = 0.66, y = 0.34, z = 0.23)
원자 종류 : 산소, 원자 좌표 (x = 0.72, y = 0.03, z = 0.40)
원자 종류 : 산소, 원자 좌표 (x = 0.78, y = 0.51, z = 0.12)
원자 종류 : 산소, 원자 좌표 (x = 0.80, y = 0.25, z = 0.06)
원자 종류 : 산소, 원자 좌표 (x = 0.96, y = 0.02, z = 0.12)
[4]. 공간군이 P1 이고, 하기에 나타내는 원자 배치를 갖는, 청구항 1 에 기재된 화합물.
단, 하기 원자 배치에 있어서의 금속은 In, Ga, 및 Al 의 어느 1 개, 혹은 In, Ga, 및 Al 의 어느 2 개 이상이, 일정한 비율로 동일 원자 좌표를 공유하고 있는 상태이고,
금속이 배치되는 원자 좌표는,
x ± 0.01,
y ± 0.01,
z ± 0.01 의 폭을 포함하고,
산소가 배치되는 원자 좌표는,
x ± 0.01,
y ± 0.01,
z ± 0.01 의 폭을 포함한다.
원자 종류 : 금속, 원자 좌표 (x = 0.04, y = 0.36, z = 0.87)
원자 종류 : 금속, 원자 좌표 (x = 0.13, y = 0.12, z = 0.62)
원자 종류 : 금속, 원자 좌표 (x = 0.21, y = 0.85, z = 0.39)
원자 종류 : 금속, 원자 좌표 (x = 0.23, y = 0.11, z = 0.97)
원자 종류 : 금속, 원자 좌표 (x = 0.29, y = 0.64, z = 0.11)
원자 종류 : 금속, 원자 좌표 (x = 0.46, y = 0.12, z = 0.63)
원자 종류 : 금속, 원자 좌표 (x = 0.58, y = 0.14, z = 0.01)
원자 종류 : 금속, 원자 좌표 (x = 0.62, y = 0.64, z = 0.11)
원자 종류 : 금속, 원자 좌표 (x = 0.69, y = 0.18, z = 0.32)
원자 종류 : 금속, 원자 좌표 (x = 0.09, y = 0.88, z = 0.03)
원자 종류 : 금속, 원자 좌표 (x = 0.02, y = 0.13, z = 0.30)
원자 종류 : 금속, 원자 좌표 (x = 0.06, y = 0.61, z = 0.46)
원자 종류 : 금속, 원자 좌표 (x = 0.15, y = 0.40, z = 0.19)
원자 종류 : 금속, 원자 좌표 (x = 0.26, y = 0.36, z = 0.54)
원자 종류 : 금속, 원자 좌표 (x = 0.34, y = 0.13, z = 0.30)
원자 종류 : 금속, 원자 좌표 (x = 0.41, y = 0.61, z = 0.45)
원자 종류 : 금속, 원자 좌표 (x = 0.48, y = 0.40, z = 0.23)
원자 종류 : 금속, 원자 좌표 (x = 0.84, y = 0.39, z = 0.23)
원자 종류 : 금속, 원자 좌표 (x = 0.96, y = 0.64, z = 0.13)
원자 종류 : 금속, 원자 좌표 (x = 0.87, y = 0.88, z = 0.38)
원자 종류 : 금속, 원자 좌표 (x = 0.79, y = 0.15, z = 0.61)
원자 종류 : 금속, 원자 좌표 (x = 0.77, y = 0.89, z = 0.03)
원자 종류 : 금속, 원자 좌표 (x = 0.71, y = 0.36, z = 0.89)
원자 종류 : 금속, 원자 좌표 (x = 0.54, y = 0.88, z = 0.37)
원자 종류 : 금속, 원자 좌표 (x = 0.42, y = 0.86, z = 0.99)
원자 종류 : 금속, 원자 좌표 (x = 0.38, y = 0.36, z = 0.89)
원자 종류 : 금속, 원자 좌표 (x = 0.31, y = 0.82, z = 0.68)
원자 종류 : 금속, 원자 좌표 (x = 0.91, y = 0.12, z = 0.97)
원자 종류 : 금속, 원자 좌표 (x = 0.98, y = 0.87, z = 0.70)
원자 종류 : 금속, 원자 좌표 (x = 0.94, y = 0.39, z = 0.54)
원자 종류 : 금속, 원자 좌표 (x = 0.85, y = 0.60, z = 0.81)
원자 종류 : 금속, 원자 좌표 (x = 0.74, y = 0.64, z = 0.46)
원자 종류 : 금속, 원자 좌표 (x = 0.66, y = 0.87, z = 0.70)
원자 종류 : 금속, 원자 좌표 (x = 0.59, y = 0.39, z = 0.55)
원자 종류 : 금속, 원자 좌표 (x = 0.52, y = 0.60, z = 0.77)
원자 종류 : 금속, 원자 좌표 (x = 0.16, y = 0.61, z = 0.77)
원자 종류 : 산소, 원자 좌표 (x = 0.02, y = 0.73, z = 0.36)
원자 종류 : 산소, 원자 좌표 (x = 0.03, y = 0.45, z = 0.29)
원자 종류 : 산소, 원자 좌표 (x = 0.05, y = 0.02, z = 0.40)
원자 종류 : 산소, 원자 좌표 (x = 0.10, y = 0.74, z = 0.65)
원자 종류 : 산소, 원자 좌표 (x = 0.10, y = 0.23, z = 0.06)
원자 종류 : 산소, 원자 좌표 (x = 0.12, y = 0.51, z = 0.09)
원자 종류 : 산소, 원자 좌표 (x = 0.12, y = 0.47, z = 0.57)
원자 종류 : 산소, 원자 좌표 (x = 0.13, y = 0.79, z = 0.17)
원자 종류 : 산소, 원자 좌표 (x = 0.19, y = 0.21, z = 0.84)
원자 종류 : 산소, 원자 좌표 (x = 0.20, y = 0.23, z = 0.36)
원자 종류 : 산소, 원자 좌표 (x = 0.25, y = 0.66, z = 0.49)
원자 종류 : 산소, 원자 좌표 (x = 0.27, y = 0.02, z = 0.12)
원자 종류 : 산소, 원자 좌표 (x = 0.30, y = 0.26, z = 0.65)
원자 종류 : 산소, 원자 좌표 (x = 0.33, y = 0.44, z = 0.29)
원자 종류 : 산소, 원자 좌표 (x = 0.38, y = 0.02, z = 0.40)
원자 종류 : 산소, 원자 좌표 (x = 0.39, y = 0.73, z = 0.35)
원자 종류 : 산소, 원자 좌표 (x = 0.41, y = 0.24, z = 0.07)
원자 종류 : 산소, 원자 좌표 (x = 0.43, y = 0.47, z = 0.57)
원자 종류 : 산소, 원자 좌표 (x = 0.46, y = 0.51, z = 0.11)
원자 종류 : 산소, 원자 좌표 (x = 0.47, y = 0.79, z = 0.15)
원자 종류 : 산소, 원자 좌표 (x = 0.50, y = 0.25, z = 0.36)
원자 종류 : 산소, 원자 좌표 (x = 0.64, y = 0.03, z = 0.12)
원자 종류 : 산소, 원자 좌표 (x = 0.66, y = 0.34, z = 0.23)
원자 종류 : 산소, 원자 좌표 (x = 0.72, y = 0.03, z = 0.40)
원자 종류 : 산소, 원자 좌표 (x = 0.78, y = 0.51, z = 0.12)
원자 종류 : 산소, 원자 좌표 (x = 0.80, y = 0.25, z = 0.06)
원자 종류 : 산소, 원자 좌표 (x = 0.96, y = 0.02, z = 0.12)
원자 종류 : 산소, 원자 좌표 (x = 0.98, y = 0.27, z = 0.64)
원자 종류 : 산소, 원자 좌표 (x = 0.97, y = 0.55, z = 0.72)
원자 종류 : 산소, 원자 좌표 (x = 0.95, y = 0.98, z = 0.60)
원자 종류 : 산소, 원자 좌표 (x = 0.90, y = 0.26, z = 0.35)
원자 종류 : 산소, 원자 좌표 (x = 0.90, y = 0.77, z = 0.94)
원자 종류 : 산소, 원자 좌표 (x = 0.88, y = 0.49, z = 0.91)
원자 종류 : 산소, 원자 좌표 (x = 0.88, y = 0.53, z = 0.43)
원자 종류 : 산소, 원자 좌표 (x = 0.87, y = 0.21, z = 0.83)
원자 종류 : 산소, 원자 좌표 (x = 0.81, y = 0.79, z = 0.16)
원자 종류 : 산소, 원자 좌표 (x = 0.80, y = 0.77, z = 0.64)
원자 종류 : 산소, 원자 좌표 (x = 0.75, y = 0.34, z = 0.51)
원자 종류 : 산소, 원자 좌표 (x = 0.73, y = 0.98, z = 0.88)
원자 종류 : 산소, 원자 좌표 (x = 0.70, y = 0.74, z = 0.35)
원자 종류 : 산소, 원자 좌표 (x = 0.67, y = 0.56, z = 0.71)
원자 종류 : 산소, 원자 좌표 (x = 0.62, y = 0.98, z = 0.60)
원자 종류 : 산소, 원자 좌표 (x = 0.61, y = 0.27, z = 0.65)
원자 종류 : 산소, 원자 좌표 (x = 0.59, y = 0.76, z = 0.93)
원자 종류 : 산소, 원자 좌표 (x = 0.58, y = 0.53, z = 0.43)
원자 종류 : 산소, 원자 좌표 (x = 0.54, y = 0.49, z = 0.89)
원자 종류 : 산소, 원자 좌표 (x = 0.53, y = 0.21, z = 0.85)
원자 종류 : 산소, 원자 좌표 (x = 0.50, y = 0.75, z = 0.64)
원자 종류 : 산소, 원자 좌표 (x = 0.36, y = 0.97, z = 0.88)
원자 종류 : 산소, 원자 좌표 (x = 0.34, y = 0.66, z = 0.77)
원자 종류 : 산소, 원자 좌표 (x = 0.28, y = 0.97, z = 0.60)
원자 종류 : 산소, 원자 좌표 (x = 0.22, y = 0.49, z = 0.88)
원자 종류 : 산소, 원자 좌표 (x = 0.20, y = 0.75, z = 0.94)
원자 종류 : 산소, 원자 좌표 (x = 0.04, y = 0.98, z = 0.88)
[5]. 공간군이 P-1 이고, 하기에 나타내는 원자 배치를 갖는, [1] 에 기재된 화합물.
단, 하기 원자 배치에 있어서의 금속은, In, Ga, 및 Al 의 어느 1 개, 혹은 In, Ga, 및 Al 의 어느 2 개 이상이, 일정한 비율로 동일 원자 좌표를 공유하고 있는 상태이고,
금속이 배치되는 원자 좌표는,
x ± 0.01,
y ± 0.01,
z ± 0.01 의 폭을 포함하고,
산소가 배치되는 원자 좌표는,
x ± 0.01,
y ± 0.01,
z ± 0.01 의 폭을 포함한다.
원자 종류 : 금속, 원자 좌표 (x = 0.04478, y = 0.36228, z = 0.86934)
원자 종류 : 금속, 원자 좌표 (x = 0.12677, y = 0.11682, z = 0.62279)
원자 종류 : 금속, 원자 좌표 (x = 0.21268, y = 0.8504, z = 0.38665)
원자 종류 : 금속, 원자 좌표 (x = 0.23283, y = 0.11047, z = 0.97132)
원자 종류 : 금속, 원자 좌표 (x = 0.28695, y = 0.64349, z = 0.10627)
원자 종류 : 금속, 원자 좌표 (x = 0.45663, y = 0.11849, z = 0.62655)
원자 종류 : 금속, 원자 좌표 (x = 0.58343, y = 0.14455, z = 0.0065)
원자 종류 : 금속, 원자 좌표 (x = 0.62181, y = 0.6417, z = 0.10725)
원자 종류 : 금속, 원자 좌표 (x = 0.68785, y = 0.18413, z = 0.31614)
원자 종류 : 금속, 원자 좌표 (x = 0.08662, y = 0.88097, z = 0.03282)
원자 종류 : 금속, 원자 좌표 (x = 0.02388, y = 0.13328, z = 0.30129)
원자 종류 : 금속, 원자 좌표 (x = 0.0627, y = 0.6051, z = 0.4561)
원자 종류 : 금속, 원자 좌표 (x = 0.1503, y = 0.3962, z = 0.1949)
원자 종류 : 금속, 원자 좌표 (x = 0.2624, y = 0.36429, z = 0.5374)
원자 종류 : 금속, 원자 좌표 (x = 0.34051, y = 0.1304, z = 0.29845)
원자 종류 : 금속, 원자 좌표 (x = 0.4081, y = 0.6082, z = 0.4509)
원자 종류 : 금속, 원자 좌표 (x = 0.4821, y = 0.39651, z = 0.22899)
원자 종류 : 금속, 원자 좌표 (x = 0.8369, y = 0.39245, z = 0.23049)
원자 종류 : 산소, 원자 좌표 (x = 0.0157, y = 0.7332, z = 0.3627)
원자 종류 : 산소, 원자 좌표 (x = 0.0295, y = 0.4499, z = 0.285)
원자 종류 : 산소, 원자 좌표 (x = 0.0518, y = 0.0204, z = 0.4013)
원자 종류 : 산소, 원자 좌표 (x = 0.0975, y = 0.7442, z = 0.6484)
원자 종류 : 산소, 원자 좌표 (x = 0.1004, y = 0.231, z = 0.0611)
원자 종류 : 산소, 원자 좌표 (x = 0.121, y = 0.5054, z = 0.0929)
원자 종류 : 산소, 원자 좌표 (x = 0.1218, y = 0.4677, z = 0.5675)
원자 종류 : 산소, 원자 좌표 (x = 0.1323, y = 0.7893, z = 0.17)
원자 종류 : 산소, 원자 좌표 (x = 0.1917, y = 0.2052, z = 0.837)
원자 종류 : 산소, 원자 좌표 (x = 0.1998, y = 0.2293, z = 0.3578)
원자 종류 : 산소, 원자 좌표 (x = 0.2461, y = 0.6607, z = 0.4873)
원자 종류 : 산소, 원자 좌표 (x = 0.2703, y = 0.0197, z = 0.1161)
원자 종류 : 산소, 원자 좌표 (x = 0.2975, y = 0.2578, z = 0.6451)
원자 종류 : 산소, 원자 좌표 (x = 0.3274, y = 0.4429, z = 0.2908)
원자 종류 : 산소, 원자 좌표 (x = 0.38, y = 0.017, z = 0.3996)
원자 종류 : 산소, 원자 좌표 (x = 0.3852, y = 0.7303, z = 0.3495)
원자 종류 : 산소, 원자 좌표 (x = 0.4077, y = 0.2385, z = 0.0657)
원자 종류 : 산소, 원자 좌표 (x = 0.425, y = 0.4654, z = 0.5745)
원자 종류 : 산소, 원자 좌표 (x = 0.4569, y = 0.5063, z = 0.1142)
원자 종류 : 산소, 원자 좌표 (x = 0.472, y = 0.7862, z = 0.1502)
원자 종류 : 산소, 원자 좌표 (x = 0.50, y = 0.2483, z = 0.3581)
원자 종류 : 산소, 원자 좌표 (x = 0.6404, y = 0.0285, z = 0.122)
원자 종류 : 산소, 원자 좌표 (x = 0.6587, y = 0.3356, z = 0.2257)
원자 종류 : 산소, 원자 좌표 (x = 0.7171, y = 0.0302, z = 0.3985)
원자 종류 : 산소, 원자 좌표 (x = 0.7808, y = 0.5096, z = 0.1234)
원자 종류 : 산소, 원자 좌표 (x = 0.8007, y = 0.2465, z = 0.0562)
원자 종류 : 산소, 원자 좌표 (x = 0.9644, y = 0.0248, z = 0.117)
[6]. 공간군이 P1 이고, 하기에 나타내는 원자 배치를 갖는, [1] 에 기재된 화합물.
단, 하기 원자 배치에 있어서의 금속은 In, Ga, 및 Al 의 어느 1 개, 혹은 In, Ga, 및 Al 의 어느 2 개 이상이, 일정한 비율로 동일 원자 좌표를 공유하고 있는 상태이고,
금속이 배치되는 원자 좌표는,
x ± 0.01,
y ± 0.01,
z ± 0.01 의 폭을 포함하고,
산소가 배치되는 원자 좌표는,
x ± 0.01,
y ± 0.01,
z ± 0.01 의 폭을 포함한다.
원자 종류 : 금속, 원자 좌표 (x = 0.04478, y = 0.36228, z = 0.86934)
원자 종류 : 금속, 원자 좌표 (x = 0.12677, y = 0.11682, z = 0.62279)
원자 종류 : 금속, 원자 좌표 (x = 0.21268, y = 0.8504, z = 0.38665)
원자 종류 : 금속, 원자 좌표 (x = 0.23283, y = 0.11047, z = 0.97132)
원자 종류 : 금속, 원자 좌표 (x = 0.28695, y = 0.64349, z = 0.10627)
원자 종류 : 금속, 원자 좌표 (x = 0.45663, y = 0.11849, z = 0.62655)
원자 종류 : 금속, 원자 좌표 (x = 0.58343, y = 0.14455, z = 0.0065)
원자 종류 : 금속, 원자 좌표 (x = 0.62181, y = 0.6417, z = 0.10725)
원자 종류 : 금속, 원자 좌표 (x = 0.68785, y = 0.18413, z = 0.31614)
원자 종류 : 금속, 원자 좌표 (x = 0.08662, y = 0.88097, z = 0.03282)
원자 종류 : 금속, 원자 좌표 (x = 0.02388, y = 0.13328, z = 0.30129)
원자 종류 : 금속, 원자 좌표 (x = 0.0627, y = 0.6051, z = 0.4561)
원자 종류 : 금속, 원자 좌표 (x = 0.1503, y = 0.3962, z = 0.1949)
원자 종류 : 금속, 원자 좌표 (x = 0.2624, y = 0.36429, z = 0.5374)
원자 종류 : 금속, 원자 좌표 (x = 0.34051, y = 0.1304, z = 0.29845)
원자 종류 : 금속, 원자 좌표 (x = 0.4081, y = 0.6082, z = 0.4509)
원자 종류 : 금속, 원자 좌표 (x = 0.4821, y = 0.39651, z = 0.22899)
원자 종류 : 금속, 원자 좌표 (x = 0.8369, y = 0.39245, z = 0.23049)
원자 종류 : 금속, 원자 좌표 (x = 0.95522, y = 0.63772, z = 0.13066)
원자 종류 : 금속, 원자 좌표 (x = 0.87323, y = 0.88318, z = 0.37721)
원자 종류 : 금속, 원자 좌표 (x = 0.78732, y = 0.1496, z = 0.61335)
원자 종류 : 금속, 원자 좌표 (x = 0.76717, y = 0.88953, z = 0.02868)
원자 종류 : 금속, 원자 좌표 (x = 0.71305, y = 0.35651, z = 0.89373)
원자 종류 : 금속, 원자 좌표 (x = 0.54337, y = 0.88151, z = 0.37345)
원자 종류 : 금속, 원자 좌표 (x = 0.41657, y = 0.85545, z = 0.9935)
원자 종류 : 금속, 원자 좌표 (x = 0.37819, y = 0.3583, z = 0.89275)
원자 종류 : 금속, 원자 좌표 (x = 0.31215, y = 0.81587, z = 0.68386)
원자 종류 : 금속, 원자 좌표 (x = 0.91338, y = 0.11903, z = 0.96718)
원자 종류 : 금속, 원자 좌표 (x = 0.97612, y = 0.86672, z = 0.69871)
원자 종류 : 금속, 원자 좌표 (x = 0.9373, y = 0.3949, z = 0.5439)
원자 종류 : 금속, 원자 좌표 (x = 0.8497, y = 0.6038, z = 0.8051)
원자 종류 : 금속, 원자 좌표 (x = 0.7376, y = 0.63571, z = 0.4626)
원자 종류 : 금속, 원자 좌표 (x = 0.65949, y = 0.8696, z = 0.70155)
원자 종류 : 금속, 원자 좌표 (x = 0.5919, y = 0.3918, z = 0.5491)
원자 종류 : 금속, 원자 좌표 (x = 0.5179, y = 0.60349, z = 0.77101)
원자 종류 : 금속, 원자 좌표 (x = 0.1631, y = 0.60755, z = 0.76951)
원자 종류 : 산소, 원자 좌표 (x = 0.0157, y = 0.7332, z = 0.3627)
원자 종류 : 산소, 원자 좌표 (x = 0.0295, y = 0.4499, z = 0.285)
원자 종류 : 산소, 원자 좌표 (x = 0.0518, y = 0.0204, z = 0.4013)
원자 종류 : 산소, 원자 좌표 (x = 0.0975, y = 0.7442, z = 0.6484)
원자 종류 : 산소, 원자 좌표 (x = 0.1004, y = 0.231, z = 0.0611)
원자 종류 : 산소, 원자 좌표 (x = 0.121, y = 0.5054, z = 0.0929)
원자 종류 : 산소, 원자 좌표 (x = 0.1218, y = 0.4677, z = 0.5675)
원자 종류 : 산소, 원자 좌표 (x = 0.1323, y = 0.7893, z = 0.17)
원자 종류 : 산소, 원자 좌표 (x = 0.1917, y = 0.2052, z = 0.837)
원자 종류 : 산소, 원자 좌표 (x = 0.1998, y = 0.2293, z = 0.3578)
원자 종류 : 산소, 원자 좌표 (x = 0.2461, y = 0.6607, z = 0.4873)
원자 종류 : 산소, 원자 좌표 (x = 0.2703, y = 0.0197, z = 0.1161)
원자 종류 : 산소, 원자 좌표 (x = 0.2975, y = 0.2578, z = 0.6451)
원자 종류 : 산소, 원자 좌표 (x = 0.3274, y = 0.4429, z = 0.2908)
원자 종류 : 산소, 원자 좌표 (x = 0.38, y = 0.017, z = 0.3996)
원자 종류 : 산소, 원자 좌표 (x = 0.3852, y = 0.7303, z = 0.3495)
원자 종류 : 산소, 원자 좌표 (x = 0.4077, y = 0.2385, z = 0.0657)
원자 종류 : 산소, 원자 좌표 (x = 0.425, y = 0.4654, z = 0.5745)
원자 종류 : 산소, 원자 좌표 (x = 0.4569, y = 0.5063, z = 0.1142)
원자 종류 : 산소, 원자 좌표 (x = 0.472, y = 0.7862, z = 0.1502)
원자 종류 : 산소, 원자 좌표 (x = 0.50, y = 0.2483, z = 0.3581)
원자 종류 : 산소, 원자 좌표 (x = 0.6404, y = 0.0285, z = 0.122)
원자 종류 : 산소, 원자 좌표 (x = 0.6587, y = 0.3356, z = 0.2257)
원자 종류 : 산소, 원자 좌표 (x = 0.7171, y = 0.0302, z = 0.3985)
원자 종류 : 산소, 원자 좌표 (x = 0.7808, y = 0.5096, z = 0.1234)
원자 종류 : 산소, 원자 좌표 (x = 0.8007, y = 0.2465, z = 0.0562)
원자 종류 : 산소, 원자 좌표 (x = 0.9644, y = 0.0248, z = 0.117)
원자 종류 : 산소, 원자 좌표 (x = 0.9843, y = 0.2668, z = 0.6373)
원자 종류 : 산소, 원자 좌표 (x = 0.9705, y = 0.5501, z = 0.715)
원자 종류 : 산소, 원자 좌표 (x = 0.9482, y = 0.9796, z = 0.5987)
원자 종류 : 산소, 원자 좌표 (x = 0.9025, y = 0.2558, z = 0.3516)
원자 종류 : 산소, 원자 좌표 (x = 0.8996, y = 0.769, z = 0.9389)
원자 종류 : 산소, 원자 좌표 (x = 0.879, y = 0.4946, z = 0.9071)
원자 종류 : 산소, 원자 좌표 (x = 0.8782, y = 0.5323, z = 0.4325)
원자 종류 : 산소, 원자 좌표 (x = 0.8677, y = 0.2107, z = 0.83)
원자 종류 : 산소, 원자 좌표 (x = 0.8083, y = 0.7948, z = 0.163)
원자 종류 : 산소, 원자 좌표 (x = 0.8002, y = 0.7707, z = 0.6422)
원자 종류 : 산소, 원자 좌표 (x = 0.7539, y = 0.3393, z = 0.5127)
원자 종류 : 산소, 원자 좌표 (x = 0.7297, y = 0.9803, z = 0.8839)
원자 종류 : 산소, 원자 좌표 (x = 0.7025, y = 0.7422, z = 0.3549)
원자 종류 : 산소, 원자 좌표 (x = 0.6726, y = 0.5571, z = 0.7092)
원자 종류 : 산소, 원자 좌표 (x = 0.62, y = 0.983, z = 0.6004)
원자 종류 : 산소, 원자 좌표 (x = 0.6148, y = 0.2697, z = 0.6505)
원자 종류 : 산소, 원자 좌표 (x = 0.5923, y = 0.7615, z = 0.9343)
원자 종류 : 산소, 원자 좌표 (x = 0.575, y = 0.5346, z = 0.4255)
원자 종류 : 산소, 원자 좌표 (x = 0.5431, y = 0.4937, z = 0.8858)
원자 종류 : 산소, 원자 좌표 (x = 0.528, y = 0.2138, z = 0.8498)
원자 종류 : 산소, 원자 좌표 (x = 0.5, y = 0.7517, z = 0.6419)
원자 종류 : 산소, 원자 좌표 (x = 0.3596, y = 0.9715, z = 0.878)
원자 종류 : 산소, 원자 좌표 (x = 0.3413, y = 0.6644, z = 0.7743)
원자 종류 : 산소, 원자 좌표 (x = 0.2829, y = 0.9698, z = 0.6015)
원자 종류 : 산소, 원자 좌표 (x = 0.2192, y = 0.4904, z = 0.8766)
원자 종류 : 산소, 원자 좌표 (x = 0.1993, y = 0.7535, z = 0.9438)
원자 종류 : 산소, 원자 좌표 (x = 0.0356, y = 0.9752, z = 0.883)
본 발명의 일 양태에 관련된 화합물에 의하면, 일반적인 Si 반도체의 밴드 갭에 비하여 충분히 넓은 산화물 반도체 재료를 제작할 수 있는 화합물을 제공할 수 있다.
도 1 은, 실시예 2 에 관련된 단결정의 (10.12 0.00 2.09) 면의 프리세션 사진이다.
도 2 은, 실시예 2 에 관련된 단결정의 (0.00 12.78 -6.61) 면의 프리세션 사진이다.
도 3 은, 실시예 2 에 관련된 단결정의 (11.95 -7.08 0.00) 면의 프리세션 사진이다.
본 명세서에 있어서, 「∼」 를 사용하여 나타내는 수치 범위는, 「∼」 전에 기재되는 수치를 하한치로 하고, 「∼」 후에 기재되는 수치를 상한치로 하여 포함하는 범위를 의미한다.
〔화합물〕
본 실시형태에 관련된 화합물 (이하, 화합물 A 라고 칭하는 경우가 있다) 은, 인듐 원소 (In), 갈륨 원소 (Ga), 알루미늄 원소 (Al) 및 산소 원소 (O) 로부터 형성된다.
화합물 A 의 격자 정수는,
a = 10.07 ± 0.15 Å,
b = 10.45 ± 0.15 Å,
c = 11.01 ± 0.15 Å,
α = 111.70 ± 0.50°,
β = 107.70 ± 0.50°, 및
γ = 90.00 ± 0.50°이다.
화합물 A 는, 결정계가 삼사정을 나타내는 화합물이다.
본 실시형태에 관련된 화합물 A 에 있어서, 격자 정수는, 바람직하게는,
a = 10.07 ± 0.13 Å,
b = 10.45 ± 0.13 Å,
c = 11.01 ± 0.13 Å,
α = 111.70 ± 0.40°,
β = 107.70 ± 0.40°, 및
γ = 90.00 ± 0.40°이다.
본 실시형태에 관련된 화합물 A 에 있어서, 격자 정수는, 보다 바람직하게는,
a = 10.07 ± 0.10 Å,
b = 10.45 ± 0.10 Å,
c = 11.01 ± 0.10 Å,
α = 111.70 ± 0.30°,
β = 107.70 ± 0.30°, 및
γ = 90.00 ± 0.30°이다.
본 명세서에 있어서, 단위 Å 는, 10-10 m 에 상당한다.
화합물 A 의 격자 정수 및 원자 좌표는, 화합물 A 의 단결정립에 대하여 단결정 X 선 구조 해석 장치로 XRD 패턴을 측정하고, 이 XRD 패턴에 대하여 단결정 구조 해석 소프트웨어를 사용하여 결정 구조 해석을 실시하여 얻어진 결과를 사용한다.
제작한 샘플의 분말 XRD 패턴은 JCPDS (Joint Committee of Powder Diffraction Standard), 및 ICSD (Inorganic Crystal Structure Database) 에서 일치하는 것이 없어, 본 실시형태에 관련된 화합물 A 는, 미지의 결정 구조 화합물인 것이 판명되었다.
[결정 구조 해석]
본 실시형태에 관련된 화합물 A 의 결정 구조는, 산화갈륨 분말, 산화알루미늄 분말, 및 산화인듐 분말을 혼합 소결하여 제작한 단결정립을 단결정 X 선 구조 해석 장치 D8 QUEST (Bruker 사 제조) 를 사용하여 측정할 수 있다. 이 때의 X 선원은 MoKα 이고, 파장은 0.71073 Å 이고, 관 전압은 50 ㎸ 이고, 관 전류는 1 ㎃ 이고, 조사 직경은 200 ㎛φ 이고, 얻어진 XRD 패턴을 단결정 구조 해석 소프트웨어 APEX3 (Bruker 사 제조) 으로 해석함으로써 결정 구조를 동정할 수 있다. 이 때, 단결정립의 결정 입경은, 측정의 용이성의 관점에서, 30 ㎛ 이상인 것이 바람직하다.
본 실시형태에 관련된 화합물 A 에 있어서, 인듐 원소 (In), 갈륨 원소 (Ga) 및 알루미늄 원소 (Al) 의 바람직한 원자비는 하기 식 (1) ∼ (3) 으로 나타내는 범위이다.
30 ≤ In/(In ＋ Ga ＋ Al) ≤ 62 ···(1)
15 ≤ Ga/(In ＋ Ga ＋ Al) ≤ 45 ···(2)
8 ≤ Al/(In ＋ Ga ＋ Al) ≤ 35 ···(3)
(식 (1) ∼ (3) 중, In, Al, Ga 는, 각각 산화물 소결체 중의 인듐 원소, 알루미늄 원소 및 갈륨 원소의 원자수를 나타낸다.)
＜원자비의 측정 방법＞
본 명세서에 있어서의 원자비는, 유도 결합 플라즈마 발광 분광 분석 장치 (ICP-AES) 에 의해 측정할 수 있다.
＜결정계, 및 공간군＞
본 실시형태에 관련된 화합물 A 의 결정계가 삼사정이고, 화합물 A 는, 공간군 P-1 에 귀속 가능한 결정 구조를 갖는 것이 바람직하다. 또한, 공간군 「P-1」 에 있어서의 「P」 와「1」 사이에 기재된 「-」 는, 본래 「1」 위에 부여하여 기재된다 (이하, 다른 공간군의 표기에 대해서도 동일하다).
(화합물 A 의 제 1 양태)
본 실시형태에 관련된 화합물 A 의 제 1 양태는, 공간군이 P-1 이고, 하기에 나타내는 원자 배치를 갖는다. 단, 하기 원자 배치에 있어서의 금속은, In, Ga, 및 Al 의 어느 1 개, 혹은 In, Ga, 및 Al 의 어느 2 개 이상이, 일정한 비율로 동일 원자 좌표를 공유하고 있는 상태이고,
금속이 배치되는 원자 좌표는,
x ± 0.01,
y ± 0.01,
z ± 0.01 의 폭을 포함하고,
산소가 배치되는 원자 좌표는,
x ± 0.01,
y ± 0.01,
z ± 0.01 의 폭을 포함한다.
원자 종류 : 금속, 원자 좌표 (x = 0.04, y = 0.36, z = 0.87)
원자 종류 : 금속, 원자 좌표 (x = 0.13, y = 0.12, z = 0.62)
원자 종류 : 금속, 원자 좌표 (x = 0.21, y = 0.85, z = 0.39)
원자 종류 : 금속, 원자 좌표 (x = 0.23, y = 0.11, z = 0.97)
원자 종류 : 금속, 원자 좌표 (x = 0.29, y = 0.64, z = 0.11)
원자 종류 : 금속, 원자 좌표 (x = 0.46, y = 0.12, z = 0.63)
원자 종류 : 금속, 원자 좌표 (x = 0.58, y = 0.14, z = 0.01)
원자 종류 : 금속, 원자 좌표 (x = 0.62, y = 0.64, z = 0.11)
원자 종류 : 금속, 원자 좌표 (x = 0.69, y = 0.18, z = 0.32)
원자 종류 : 금속, 원자 좌표 (x = 0.09, y = 0.88, z = 0.03)
원자 종류 : 금속, 원자 좌표 (x = 0.02, y = 0.13, z = 0.30)
원자 종류 : 금속, 원자 좌표 (x = 0.06, y = 0.61, z = 0.46)
원자 종류 : 금속, 원자 좌표 (x = 0.15, y = 0.40, z = 0.19)
원자 종류 : 금속, 원자 좌표 (x = 0.26, y = 0.36, z = 0.54)
원자 종류 : 금속, 원자 좌표 (x = 0.34, y = 0.13, z = 0.30)
원자 종류 : 금속, 원자 좌표 (x = 0.41, y = 0.61, z = 0.45)
원자 종류 : 금속, 원자 좌표 (x = 0.48, y = 0.40, z = 0.23)
원자 종류 : 금속, 원자 좌표 (x = 0.84, y = 0.39, z = 0.23)
원자 종류 : 산소, 원자 좌표 (x = 0.02, y = 0.73, z = 0.36)
원자 종류 : 산소, 원자 좌표 (x = 0.03, y = 0.45, z = 0.29)
원자 종류 : 산소, 원자 좌표 (x = 0.05, y = 0.02, z = 0.40)
원자 종류 : 산소, 원자 좌표 (x = 0.10, y = 0.74, z = 0.65)
원자 종류 : 산소, 원자 좌표 (x = 0.10, y = 0.23, z = 0.06)
원자 종류 : 산소, 원자 좌표 (x = 0.12, y = 0.51, z = 0.09)
원자 종류 : 산소, 원자 좌표 (x = 0.12, y = 0.47, z = 0.57)
원자 종류 : 산소, 원자 좌표 (x = 0.13, y = 0.79, z = 0.17)
원자 종류 : 산소, 원자 좌표 (x = 0.19, y = 0.21, z = 0.84)
원자 종류 : 산소, 원자 좌표 (x = 0.20, y = 0.23, z = 0.36)
원자 종류 : 산소, 원자 좌표 (x = 0.25, y = 0.66, z = 0.49)
원자 종류 : 산소, 원자 좌표 (x = 0.27, y = 0.02, z = 0.12)
원자 종류 : 산소, 원자 좌표 (x = 0.30, y = 0.26, z = 0.65)
원자 종류 : 산소, 원자 좌표 (x = 0.33, y = 0.44, z = 0.29)
원자 종류 : 산소, 원자 좌표 (x = 0.38, y = 0.02, z = 0.40)
원자 종류 : 산소, 원자 좌표 (x = 0.39, y = 0.73, z = 0.35)
원자 종류 : 산소, 원자 좌표 (x = 0.41, y = 0.24, z = 0.07)
원자 종류 : 산소, 원자 좌표 (x = 0.43, y = 0.47, z = 0.57)
원자 종류 : 산소, 원자 좌표 (x = 0.46, y = 0.51, z = 0.11)
원자 종류 : 산소, 원자 좌표 (x = 0.47, y = 0.79, z = 0.15)
원자 종류 : 산소, 원자 좌표 (x = 0.50, y = 0.25, z = 0.36)
원자 종류 : 산소, 원자 좌표 (x = 0.64, y = 0.03, z = 0.12)
원자 종류 : 산소, 원자 좌표 (x = 0.66, y = 0.34, z = 0.23)
원자 종류 : 산소, 원자 좌표 (x = 0.72, y = 0.03, z = 0.40)
원자 종류 : 산소, 원자 좌표 (x = 0.78, y = 0.51, z = 0.12)
원자 종류 : 산소, 원자 좌표 (x = 0.80, y = 0.25, z = 0.06)
원자 종류 : 산소, 원자 좌표 (x = 0.96, y = 0.02, z = 0.12)
이상이, 본 실시형태에 관련된 화합물 A 의 제 1 양태에 있어서의 원자 배치이다.
(화합물 A 의 제 2 양태)
본 실시형태에 관련된 화합물 A 의 제 2 양태는, 공간군이 P-1 이고, 하기에 나타내는 원자 배치를 갖는다. 단, 하기 원자 배치에 있어서의 금속은, In, Ga, 및 Al 의 어느 1 개, 혹은 In, Ga, 및 Al 의 어느 2 개 이상이, 일정한 비율로 동일 원자 좌표를 공유하고 있는 상태이고,
금속이 배치되는 원자 좌표는,
x ± 0.01,
y ± 0.01,
z ± 0.01 의 폭을 포함하고,
산소가 배치되는 원자 좌표는,
x ± 0.01,
y ± 0.01,
z ± 0.01 의 폭을 포함한다.
원자 종류 : 금속, 원자 좌표 (x = 0.04478, y = 0.36228, z = 0.86934)
원자 종류 : 금속, 원자 좌표 (x = 0.12677, y = 0.11682, z = 0.62279)
원자 종류 : 금속, 원자 좌표 (x = 0.21268, y = 0.8504, z = 0.38665)
원자 종류 : 금속, 원자 좌표 (x = 0.23283, y = 0.11047, z = 0.97132)
원자 종류 : 금속, 원자 좌표 (x = 0.28695, y = 0.64349, z = 0.10627)
원자 종류 : 금속, 원자 좌표 (x = 0.45663, y = 0.11849, z = 0.62655)
원자 종류 : 금속, 원자 좌표 (x = 0.58343, y = 0.14455, z = 0.0065)
원자 종류 : 금속, 원자 좌표 (x = 0.62181, y = 0.6417, z = 0.10725)
원자 종류 : 금속, 원자 좌표 (x = 0.68785, y = 0.18413, z = 0.31614)
원자 종류 : 금속, 원자 좌표 (x = 0.08662, y = 0.88097, z = 0.03282)
원자 종류 : 금속, 원자 좌표 (x = 0.02388, y = 0.13328, z = 0.30129)
원자 종류 : 금속, 원자 좌표 (x = 0.0627, y = 0.6051, z = 0.4561)
원자 종류 : 금속, 원자 좌표 (x = 0.1503, y = 0.3962, z = 0.1949)
원자 종류 : 금속, 원자 좌표 (x = 0.2624, y = 0.36429, z = 0.5374)
원자 종류 : 금속, 원자 좌표 (x = 0.34051, y = 0.1304, z = 0.29845)
원자 종류 : 금속, 원자 좌표 (x = 0.4081, y = 0.6082, z = 0.4509)
원자 종류 : 금속, 원자 좌표 (x = 0.4821, y = 0.39651, z = 0.22899)
원자 종류 : 금속, 원자 좌표 (x = 0.8369, y = 0.39245, z = 0.23049)
원자 종류 : 산소, 원자 좌표 (x = 0.0157, y = 0.7332, z = 0.3627)
원자 종류 : 산소, 원자 좌표 (x = 0.0295, y = 0.4499, z = 0.285)
원자 종류 : 산소, 원자 좌표 (x = 0.0518, y = 0.0204, z = 0.4013)
원자 종류 : 산소, 원자 좌표 (x = 0.0975, y = 0.7442, z = 0.6484)
원자 종류 : 산소, 원자 좌표 (x = 0.1004, y = 0.231, z = 0.0611)
원자 종류 : 산소, 원자 좌표 (x = 0.121, y = 0.5054, z = 0.0929)
원자 종류 : 산소, 원자 좌표 (x = 0.1218, y = 0.4677, z = 0.5675)
원자 종류 : 산소, 원자 좌표 (x = 0.1323, y = 0.7893, z = 0.17)
원자 종류 : 산소, 원자 좌표 (x = 0.1917, y = 0.2052, z = 0.837)
원자 종류 : 산소, 원자 좌표 (x = 0.1998, y = 0.2293, z = 0.3578)
원자 종류 : 산소, 원자 좌표 (x = 0.2461, y = 0.6607, z = 0.4873)
원자 종류 : 산소, 원자 좌표 (x = 0.2703, y = 0.0197, z = 0.1161)
원자 종류 : 산소, 원자 좌표 (x = 0.2975, y = 0.2578, z = 0.6451)
원자 종류 : 산소, 원자 좌표 (x = 0.3274, y = 0.4429, z = 0.2908)
원자 종류 : 산소, 원자 좌표 (x = 0.38, y = 0.017, z = 0.3996)
원자 종류 : 산소, 원자 좌표 (x = 0.3852, y = 0.7303, z = 0.3495)
원자 종류 : 산소, 원자 좌표 (x = 0.4077, y = 0.2385, z = 0.0657)
원자 종류 : 산소, 원자 좌표 (x = 0.425, y = 0.4654, z = 0.5745)
원자 종류 : 산소, 원자 좌표 (x = 0.4569, y = 0.5063, z = 0.1142)
원자 종류 : 산소, 원자 좌표 (x = 0.472, y = 0.7862, z = 0.1502)
원자 종류 : 산소, 원자 좌표 (x = 0.50, y = 0.2483, z = 0.3581)
원자 종류 : 산소, 원자 좌표 (x = 0.6404, y = 0.0285, z = 0.122)
원자 종류 : 산소, 원자 좌표 (x = 0.6587, y = 0.3356, z = 0.2257)
원자 종류 : 산소, 원자 좌표 (x = 0.7171, y = 0.0302, z = 0.3985)
원자 종류 : 산소, 원자 좌표 (x = 0.7808, y = 0.5096, z = 0.1234)
원자 종류 : 산소, 원자 좌표 (x = 0.8007, y = 0.2465, z = 0.0562)
원자 종류 : 산소, 원자 좌표 (x = 0.9644, y = 0.0248, z = 0.117)
이상이, 본 실시형태에 관련된 화합물 A 의 제 2 양태에 있어서의 원자 배치이다.
또한, 본 실시형태에 관련된 화합물 A 의 결정계가 삼사정이고, 화합물 A 는, 공간군 P1 에 귀속 가능한 결정 구조를 갖는 것이 바람직하다.
(화합물 A 의 제 3 양태)
본 실시형태에 관련된 화합물 A 의 제 3 양태는, 공간군이 P1 이고, 하기에 나타내는 원자 배치를 갖는다. 단, 하기 원자 배치에 있어서의 금속은 In, Ga, 및 Al 의 어느 1 개, 혹은 In, Ga, 및 Al 의 어느 2 개 이상이, 일정한 비율로 동일 원자 좌표를 공유하고 있는 상태이고,
금속이 배치되는 원자 좌표는,
x ± 0.01,
y ± 0.01,
z ± 0.01 의 폭을 포함하고,
산소가 배치되는 원자 좌표는,
x ± 0.01,
y ± 0.01,
z ± 0.01 의 폭을 포함한다.
원자 종류 : 금속, 원자 좌표 (x = 0.04, y = 0.36, z = 0.87)
원자 종류 : 금속, 원자 좌표 (x = 0.13, y = 0.12, z = 0.62)
원자 종류 : 금속, 원자 좌표 (x = 0.21, y = 0.85, z = 0.39)
원자 종류 : 금속, 원자 좌표 (x = 0.23, y = 0.11, z = 0.97)
원자 종류 : 금속, 원자 좌표 (x = 0.29, y = 0.64, z = 0.11)
원자 종류 : 금속, 원자 좌표 (x = 0.46, y = 0.12, z = 0.63)
원자 종류 : 금속, 원자 좌표 (x = 0.58, y = 0.14, z = 0.01)
원자 종류 : 금속, 원자 좌표 (x = 0.62, y = 0.64, z = 0.11)
원자 종류 : 금속, 원자 좌표 (x = 0.69, y = 0.18, z = 0.32)
원자 종류 : 금속, 원자 좌표 (x = 0.09, y = 0.88, z = 0.03)
원자 종류 : 금속, 원자 좌표 (x = 0.02, y = 0.13, z = 0.30)
원자 종류 : 금속, 원자 좌표 (x = 0.06, y = 0.61, z = 0.46)
원자 종류 : 금속, 원자 좌표 (x = 0.15, y = 0.40, z = 0.19)
원자 종류 : 금속, 원자 좌표 (x = 0.26, y = 0.36, z = 0.54)
원자 종류 : 금속, 원자 좌표 (x = 0.34, y = 0.13, z = 0.30)
원자 종류 : 금속, 원자 좌표 (x = 0.41, y = 0.61, z = 0.45)
원자 종류 : 금속, 원자 좌표 (x = 0.48, y = 0.40, z = 0.23)
원자 종류 : 금속, 원자 좌표 (x = 0.84, y = 0.39, z = 0.23)
원자 종류 : 금속, 원자 좌표 (x = 0.96, y = 0.64, z = 0.13)
원자 종류 : 금속, 원자 좌표 (x = 0.87, y = 0.88, z = 0.38)
원자 종류 : 금속, 원자 좌표 (x = 0.79, y = 0.15, z = 0.61)
원자 종류 : 금속, 원자 좌표 (x = 0.77, y = 0.89, z = 0.03)
원자 종류 : 금속, 원자 좌표 (x = 0.71, y = 0.36, z = 0.89)
원자 종류 : 금속, 원자 좌표 (x = 0.54, y = 0.88, z = 0.37)
원자 종류 : 금속, 원자 좌표 (x = 0.42, y = 0.86, z = 0.99)
원자 종류 : 금속, 원자 좌표 (x = 0.38, y = 0.36, z = 0.89)
원자 종류 : 금속, 원자 좌표 (x = 0.31, y = 0.82, z = 0.68)
원자 종류 : 금속, 원자 좌표 (x = 0.91, y = 0.12, z = 0.97)
원자 종류 : 금속, 원자 좌표 (x = 0.98, y = 0.87, z = 0.70)
원자 종류 : 금속, 원자 좌표 (x = 0.94, y = 0.39, z = 0.54)
원자 종류 : 금속, 원자 좌표 (x = 0.85, y = 0.60, z = 0.81)
원자 종류 : 금속, 원자 좌표 (x = 0.74, y = 0.64, z = 0.46)
원자 종류 : 금속, 원자 좌표 (x = 0.66, y = 0.87, z = 0.70)
원자 종류 : 금속, 원자 좌표 (x = 0.59, y = 0.39, z = 0.55)
원자 종류 : 금속, 원자 좌표 (x = 0.52, y = 0.60, z = 0.77)
원자 종류 : 금속, 원자 좌표 (x = 0.16, y = 0.61, z = 0.77)
원자 종류 : 산소, 원자 좌표 (x = 0.02, y = 0.73, z = 0.36)
원자 종류 : 산소, 원자 좌표 (x = 0.03, y = 0.45, z = 0.29)
원자 종류 : 산소, 원자 좌표 (x = 0.05, y = 0.02, z = 0.40)
원자 종류 : 산소, 원자 좌표 (x = 0.10, y = 0.74, z = 0.65)
원자 종류 : 산소, 원자 좌표 (x = 0.10, y = 0.23, z = 0.06)
원자 종류 : 산소, 원자 좌표 (x = 0.12, y = 0.51, z = 0.09)
원자 종류 : 산소, 원자 좌표 (x = 0.12, y = 0.47, z = 0.57)
원자 종류 : 산소, 원자 좌표 (x = 0.13, y = 0.79, z = 0.17)
원자 종류 : 산소, 원자 좌표 (x = 0.19, y = 0.21, z = 0.84)
원자 종류 : 산소, 원자 좌표 (x = 0.20, y = 0.23, z = 0.36)
원자 종류 : 산소, 원자 좌표 (x = 0.25, y = 0.66, z = 0.49)
원자 종류 : 산소, 원자 좌표 (x = 0.27, y = 0.02, z = 0.12)
원자 종류 : 산소, 원자 좌표 (x = 0.30, y = 0.26, z = 0.65)
원자 종류 : 산소, 원자 좌표 (x = 0.33, y = 0.44, z = 0.29)
원자 종류 : 산소, 원자 좌표 (x = 0.38, y = 0.02, z = 0.40)
원자 종류 : 산소, 원자 좌표 (x = 0.39, y = 0.73, z = 0.35)
원자 종류 : 산소, 원자 좌표 (x = 0.41, y = 0.24, z = 0.07)
원자 종류 : 산소, 원자 좌표 (x = 0.43, y = 0.47, z = 0.57)
원자 종류 : 산소, 원자 좌표 (x = 0.46, y = 0.51, z = 0.11)
원자 종류 : 산소, 원자 좌표 (x = 0.47, y = 0.79, z = 0.15)
원자 종류 : 산소, 원자 좌표 (x = 0.50, y = 0.25, z = 0.36)
원자 종류 : 산소, 원자 좌표 (x = 0.64, y = 0.03, z = 0.12)
원자 종류 : 산소, 원자 좌표 (x = 0.66, y = 0.34, z = 0.23)
원자 종류 : 산소, 원자 좌표 (x = 0.72, y = 0.03, z = 0.40)
원자 종류 : 산소, 원자 좌표 (x = 0.78, y = 0.51, z = 0.12)
원자 종류 : 산소, 원자 좌표 (x = 0.80, y = 0.25, z = 0.06)
원자 종류 : 산소, 원자 좌표 (x = 0.96, y = 0.02, z = 0.12)
원자 종류 : 산소, 원자 좌표 (x = 0.98, y = 0.27, z = 0.64)
원자 종류 : 산소, 원자 좌표 (x = 0.97, y = 0.55, z = 0.72)
원자 종류 : 산소, 원자 좌표 (x = 0.95, y = 0.98, z = 0.60)
원자 종류 : 산소, 원자 좌표 (x = 0.90, y = 0.26, z = 0.35)
원자 종류 : 산소, 원자 좌표 (x = 0.90, y = 0.77, z = 0.94)
원자 종류 : 산소, 원자 좌표 (x = 0.88, y = 0.49, z = 0.91)
원자 종류 : 산소, 원자 좌표 (x = 0.88, y = 0.53, z = 0.43)
원자 종류 : 산소, 원자 좌표 (x = 0.87, y = 0.21, z = 0.83)
원자 종류 : 산소, 원자 좌표 (x = 0.81, y = 0.79, z = 0.16)
원자 종류 : 산소, 원자 좌표 (x = 0.80, y = 0.77, z = 0.64)
원자 종류 : 산소, 원자 좌표 (x = 0.75, y = 0.34, z = 0.51)
원자 종류 : 산소, 원자 좌표 (x = 0.73, y = 0.98, z = 0.88)
원자 종류 : 산소, 원자 좌표 (x = 0.70, y = 0.74, z = 0.35)
원자 종류 : 산소, 원자 좌표 (x = 0.67, y = 0.56, z = 0.71)
원자 종류 : 산소, 원자 좌표 (x = 0.62, y = 0.98, z = 0.60)
원자 종류 : 산소, 원자 좌표 (x = 0.61, y = 0.27, z = 0.65)
원자 종류 : 산소, 원자 좌표 (x = 0.59, y = 0.76, z = 0.93)
원자 종류 : 산소, 원자 좌표 (x = 0.58, y = 0.53, z = 0.43)
원자 종류 : 산소, 원자 좌표 (x = 0.54, y = 0.49, z = 0.89)
원자 종류 : 산소, 원자 좌표 (x = 0.53, y = 0.21, z = 0.85)
원자 종류 : 산소, 원자 좌표 (x = 0.50, y = 0.75, z = 0.64)
원자 종류 : 산소, 원자 좌표 (x = 0.36, y = 0.97, z = 0.88)
원자 종류 : 산소, 원자 좌표 (x = 0.34, y = 0.66, z = 0.77)
원자 종류 : 산소, 원자 좌표 (x = 0.28, y = 0.97, z = 0.60)
원자 종류 : 산소, 원자 좌표 (x = 0.22, y = 0.49, z = 0.88)
원자 종류 : 산소, 원자 좌표 (x = 0.20, y = 0.75, z = 0.94)
원자 종류 : 산소, 원자 좌표 (x = 0.04, y = 0.98, z = 0.88)
이상이, 본 실시형태에 관련된 화합물 A 의 제 3 양태에 있어서의 원자 배치이다.
(화합물 A 의 제 4 양태)
본 실시형태에 관련된 화합물 A 의 제 4 양태는, 공간군이 P1 이고, 하기에 나타내는 원자 배치를 갖는다. 단, 하기 원자 배치에 있어서의 금속은, In, Ga, 및 Al 의 어느 1 개, 혹은 In, Ga, 및 Al 의 어느 2 개 이상이, 일정한 비율로 동일 원자 좌표를 공유하고 있는 상태이고,
금속이 배치되는 원자 좌표는,
x ± 0.01,
y ± 0.01,
z ± 0.01 의 폭을 포함하고,
산소가 배치되는 원자 좌표는,
x ± 0.01,
y ± 0.01,
z ± 0.01 의 폭을 포함한다.
원자 종류 : 금속, 원자 좌표 (x = 0.04478, y = 0.36228, z = 0.86934)
원자 종류 : 금속, 원자 좌표 (x = 0.12677, y = 0.11682, z = 0.62279)
원자 종류 : 금속, 원자 좌표 (x = 0.21268, y = 0.8504, z = 0.38665)
원자 종류 : 금속, 원자 좌표 (x = 0.23283, y = 0.11047, z = 0.97132)
원자 종류 : 금속, 원자 좌표 (x = 0.28695, y = 0.64349, z = 0.10627)
원자 종류 : 금속, 원자 좌표 (x = 0.45663, y = 0.11849, z = 0.62655)
원자 종류 : 금속, 원자 좌표 (x = 0.58343, y = 0.14455, z = 0.0065)
원자 종류 : 금속, 원자 좌표 (x = 0.62181, y = 0.6417, z = 0.10725)
원자 종류 : 금속, 원자 좌표 (x = 0.68785, y = 0.18413, z = 0.31614)
원자 종류 : 금속, 원자 좌표 (x = 0.08662, y = 0.88097, z = 0.03282)
원자 종류 : 금속, 원자 좌표 (x = 0.02388, y = 0.13328, z = 0.30129)
원자 종류 : 금속, 원자 좌표 (x = 0.0627, y = 0.6051, z = 0.4561)
원자 종류 : 금속, 원자 좌표 (x = 0.1503, y = 0.3962, z = 0.1949)
원자 종류 : 금속, 원자 좌표 (x = 0.2624, y = 0.36429, z = 0.5374)
원자 종류 : 금속, 원자 좌표 (x = 0.34051, y = 0.1304, z = 0.29845)
원자 종류 : 금속, 원자 좌표 (x = 0.4081, y = 0.6082, z = 0.4509)
원자 종류 : 금속, 원자 좌표 (x = 0.4821, y = 0.39651, z = 0.22899)
원자 종류 : 금속, 원자 좌표 (x = 0.8369, y = 0.39245, z = 0.23049)
원자 종류 : 금속, 원자 좌표 (x = 0.95522, y = 0.63772, z = 0.13066)
원자 종류 : 금속, 원자 좌표 (x = 0.87323, y = 0.88318, z = 0.37721)
원자 종류 : 금속, 원자 좌표 (x = 0.78732, y = 0.1496, z = 0.61335)
원자 종류 : 금속, 원자 좌표 (x = 0.76717, y = 0.88953, z = 0.02868)
원자 종류 : 금속, 원자 좌표 (x = 0.71305, y = 0.35651, z = 0.89373)
원자 종류 : 금속, 원자 좌표 (x = 0.54337, y = 0.88151, z = 0.37345)
원자 종류 : 금속, 원자 좌표 (x = 0.41657, y = 0.85545, z = 0.9935)
원자 종류 : 금속, 원자 좌표 (x = 0.37819, y = 0.3583, z = 0.89275)
원자 종류 : 금속, 원자 좌표 (x = 0.31215, y = 0.81587, z = 0.68386)
원자 종류 : 금속, 원자 좌표 (x = 0.91338, y = 0.11903, z = 0.96718)
원자 종류 : 금속, 원자 좌표 (x = 0.97612, y = 0.86672, z = 0.69871)
원자 종류 : 금속, 원자 좌표 (x = 0.9373, y = 0.3949, z = 0.5439)
원자 종류 : 금속, 원자 좌표 (x = 0.8497, y = 0.6038, z = 0.8051)
원자 종류 : 금속, 원자 좌표 (x = 0.7376, y = 0.63571, z = 0.4626)
원자 종류 : 금속, 원자 좌표 (x = 0.65949, y = 0.8696, z = 0.70155)
원자 종류 : 금속, 원자 좌표 (x = 0.5919, y = 0.3918, z = 0.5491)
원자 종류 : 금속, 원자 좌표 (x = 0.5179, y = 0.60349, z = 0.77101)
원자 종류 : 금속, 원자 좌표 (x = 0.1631, y = 0.60755, z = 0.76951)
원자 종류 : 산소, 원자 좌표 (x = 0.0157, y = 0.7332, z = 0.3627)
원자 종류 : 산소, 원자 좌표 (x = 0.0295, y = 0.4499, z = 0.285)
원자 종류 : 산소, 원자 좌표 (x = 0.0518, y = 0.0204, z = 0.4013)
원자 종류 : 산소, 원자 좌표 (x = 0.0975, y = 0.7442, z = 0.6484)
원자 종류 : 산소, 원자 좌표 (x = 0.1004, y = 0.231, z = 0.0611)
원자 종류 : 산소, 원자 좌표 (x = 0.121, y = 0.5054, z = 0.0929)
원자 종류 : 산소, 원자 좌표 (x = 0.1218, y = 0.4677, z = 0.5675)
원자 종류 : 산소, 원자 좌표 (x = 0.1323, y = 0.7893, z = 0.17)
원자 종류 : 산소, 원자 좌표 (x = 0.1917, y = 0.2052, z = 0.837)
원자 종류 : 산소, 원자 좌표 (x = 0.1998, y = 0.2293, z = 0.3578)
원자 종류 : 산소, 원자 좌표 (x = 0.2461, y = 0.6607, z = 0.4873)
원자 종류 : 산소, 원자 좌표 (x = 0.2703, y = 0.0197, z = 0.1161)
원자 종류 : 산소, 원자 좌표 (x = 0.2975, y = 0.2578, z = 0.6451)
원자 종류 : 산소, 원자 좌표 (x = 0.3274, y = 0.4429, z = 0.2908)
원자 종류 : 산소, 원자 좌표 (x = 0.38, y = 0.017, z = 0.3996)
원자 종류 : 산소, 원자 좌표 (x = 0.3852, y = 0.7303, z = 0.3495)
원자 종류 : 산소, 원자 좌표 (x = 0.4077, y = 0.2385, z = 0.0657)
원자 종류 : 산소, 원자 좌표 (x = 0.425, y = 0.4654, z = 0.5745)
원자 종류 : 산소, 원자 좌표 (x = 0.4569, y = 0.5063, z = 0.1142)
원자 종류 : 산소, 원자 좌표 (x = 0.472, y = 0.7862, z = 0.1502)
원자 종류 : 산소, 원자 좌표 (x = 0.50, y = 0.2483, z = 0.3581)
원자 종류 : 산소, 원자 좌표 (x = 0.6404, y = 0.0285, z = 0.122)
원자 종류 : 산소, 원자 좌표 (x = 0.6587, y = 0.3356, z = 0.2257)
원자 종류 : 산소, 원자 좌표 (x = 0.7171, y = 0.0302, z = 0.3985)
원자 종류 : 산소, 원자 좌표 (x = 0.7808, y = 0.5096, z = 0.1234)
원자 종류 : 산소, 원자 좌표 (x = 0.8007, y = 0.2465, z = 0.0562)
원자 종류 : 산소, 원자 좌표 (x = 0.9644, y = 0.0248, z = 0.117)
원자 종류 : 산소, 원자 좌표 (x = 0.9843, y = 0.2668, z = 0.6373)
원자 종류 : 산소, 원자 좌표 (x = 0.9705, y = 0.5501, z = 0.715)
원자 종류 : 산소, 원자 좌표 (x = 0.9482, y = 0.9796, z = 0.5987)
원자 종류 : 산소, 원자 좌표 (x = 0.9025, y = 0.2558, z = 0.3516)
원자 종류 : 산소, 원자 좌표 (x = 0.8996, y = 0.769, z = 0.9389)
원자 종류 : 산소, 원자 좌표 (x = 0.879, y = 0.4946, z = 0.9071)
원자 종류 : 산소, 원자 좌표 (x = 0.8782, y = 0.5323, z = 0.4325)
원자 종류 : 산소, 원자 좌표 (x = 0.8677, y = 0.2107, z = 0.83)
원자 종류 : 산소, 원자 좌표 (x = 0.8083, y = 0.7948, z = 0.163)
원자 종류 : 산소, 원자 좌표 (x = 0.8002, y = 0.7707, z = 0.6422)
원자 종류 : 산소, 원자 좌표 (x = 0.7539, y = 0.3393, z = 0.5127)
원자 종류 : 산소, 원자 좌표 (x = 0.7297, y = 0.9803, z = 0.8839)
원자 종류 : 산소, 원자 좌표 (x = 0.7025, y = 0.7422, z = 0.3549)
원자 종류 : 산소, 원자 좌표 (x = 0.6726, y = 0.5571, z = 0.7092)
원자 종류 : 산소, 원자 좌표 (x = 0.62, y = 0.983, z = 0.6004)
원자 종류 : 산소, 원자 좌표 (x = 0.6148, y = 0.2697, z = 0.6505)
원자 종류 : 산소, 원자 좌표 (x = 0.5923, y = 0.7615, z = 0.9343)
원자 종류 : 산소, 원자 좌표 (x = 0.575, y = 0.5346, z = 0.4255)
원자 종류 : 산소, 원자 좌표 (x = 0.5431, y = 0.4937, z = 0.8858)
원자 종류 : 산소, 원자 좌표 (x = 0.528, y = 0.2138, z = 0.8498)
원자 종류 : 산소, 원자 좌표 (x = 0.5, y = 0.7517, z = 0.6419)
원자 종류 : 산소, 원자 좌표 (x = 0.3596, y = 0.9715, z = 0.878)
원자 종류 : 산소, 원자 좌표 (x = 0.3413, y = 0.6644, z = 0.7743)
원자 종류 : 산소, 원자 좌표 (x = 0.2829, y = 0.9698, z = 0.6015)
원자 종류 : 산소, 원자 좌표 (x = 0.2192, y = 0.4904, z = 0.8766)
원자 종류 : 산소, 원자 좌표 (x = 0.1993, y = 0.7535, z = 0.9438)
원자 종류 : 산소, 원자 좌표 (x = 0.0356, y = 0.9752, z = 0.883)
이상이, 본 실시형태에 관련된 화합물 A 의 제 4 양태에 있어서의 원자 배치이다.
＜밴드 갭＞
화합물 A 의 밴드 갭은, 1.1 eV 이상 4.8 eV 이하인 것이 바람직하고, 1.5 eV 이상 4.5 eV 이하인 것이 보다 바람직하고, 2.0 eV 이상 4.0 eV 이하인 것이 더욱 바람직하고, 3.0 eV 이상 3.7 eV 이하인 것이 보다 더욱 바람직하다. 또한, 화합물 A 의 밴드 갭은, 2.9 eV 이상 3.3 eV 이하인 것도 바람직하다.
화합물 A 의 밴드 갭은, 단결정 실리콘보다 밴드 갭이 크기 때문에, 화합물 A 는, 파워 반도체용의 재료로서 우수하다. 또한, 화합물 A 의 밴드 갭은, β-갈리아 (β-Ga2O3) 의 밴드 갭보다 작지만, 열 전도성, 및 벌크 저항값의 관점에서는, 화합물 A 가 β-갈리아 (β-Ga2O3) 보다 유리하고, 화합물 A 가 β-갈리아 (β-Ga2O3) 보다 특성의 밸런스가 양호하여, 차세대 재료로서 유망하다.
밴드 갭의 측정 방법은, 다음과 같다. 소결체 샘플에 대하여, 확산 반사 스펙트럼을 측정하고, 가로축의 파장을 에너지 (단위는, eV 이다) 로 변환한 스펙트럼에 있어서 반사율이 급격하게 낮아지는 영역을 직선 (제 1 직선) 으로 근사하고, 이 직선 (제 1 직선) 과, 동일한 스펙트럼에 있어서 최대 반사율을 통과하여 에너지 축에 평행한 직선 (제 2 직선) 의 교점으로부터 밴드 갭을 산출한다. 확산 반사 스펙트럼은, 적분구 유닛 ISN-723 (니혼 분광 주식회사 제조) 을 구비한 분광 광도계 V-670 (니혼 분광 주식회사 제조) 을 사용하여 측정할 수 있다.
본 실시형태에 관련된 화합물 A 는, 밴드 갭이 넓고, 전도성을 향상시킬 수 있다. 본 실시형태에 관련된 화합물 A 에 의하면, 일반적인 Si 반도체의 밴드 갭에 비하여 밴드 갭이 충분히 넓은 산화물 반도체 재료를 제작할 수 있다.
[화합물 A 의 제조 방법]
본 실시형태에 관련된 화합물 A 의 제조 방법은, 특별히 한정되지 않지만, 고상 반응법, 기상 반응법, 융액법, 용액법, 졸 겔법, 스퍼터링법, TEOS-CVD, 미스트 CVD, 이온 플레이팅법, 진공 증착법, 또는 전자빔 증착법에 의해 제조할 수 있다.
인듐 원소 (In), 갈륨 원소 (Ga), 및 알루미늄 원소 (Al) 를 포함하는 화합물 A 는, 예를 들어, 인듐 산화물, 갈륨 산화물, 및 알루미늄 산화물을 소결함으로써 얻어진다.
예를 들어, 1500 ℃ 에서 소결하여 얻은 다결정의 소결체 중에서 화합물 A 의 단결정립을 추출할 수 있다.
〔소결체〕
본 실시형태에 관련된 소결체는, 본 실시형태에 관련된 화합물 A 를 포함하는 소결체이고, 본 실시형태에 관련된 화합물 A 만으로 이루어지는 소결체인 것이 바람직하다.
제작한 소결체 (단결정립) 를 단결정 X 선 구조 해석 장치 D8 QUEST (Bruker 사 제조) 를 사용하여 측정하고, 얻어진 XRD 패턴을 APEX3 (Bruker 사 제조) 으로 해석함으로써 격자 정수를 산출할 수 있다.
＜벌크 저항＞
본 실시형태에 관련된 화합물 A 의 벌크 저항은, 0.1 mΩ·㎝ 이상 500 mΩ·㎝ 이하인 것이 바람직하고, 0.1 mΩ·㎝ 이상 100 mΩ·㎝ 이하인 것이 보다 바람직하고, 0.5 mΩ·㎝ 이상 50 mΩ·㎝ 이하인 것이 더욱 바람직하고, 1 mΩ·㎝ 이상 30 mΩ·㎝ 이하인 것이 보다 더욱 바람직하다.
본 실시형태에 관련된 화합물 A 의 벌크 저항이 500 mΩ·㎝ 이하이면, 저항이 충분히 낮은 화합물이고 반도체로서 전도율을 갖는다. 또한, 본 실시형태에 관련된 화합물 A 의 벌크 저항이 0.1 mΩ·㎝ 이상이면, 본 실시형태에 관련된 화합물 A 는, 반도체 재료로서 보다 바람직하다.
벌크 저항은, 실시예에 기재된 방법에 의해 측정할 수 있다.
＜화합물 A 의 용도＞
본 실시형태에 관련된 화합물 A 를 디바이스용의 부재로서 사용하는 경우, 화합물 A 의 형상은, 특별히 한정되지 않지만, 예를 들어, 소결체, 기판, 박막, 혹은 미립자, 또는 이들 디바이스를 제작하기 전의 전구체로서 사용해도 된다.
본 실시형태에 관련된 화합물 A 를 소결체로서 사용하는 경우의 예로는, 스퍼터링 타깃, 저항체, 배리스터 적층 세라믹 콘덴서, 슬롯 다이, 적층 페라이트 칩 인덕터, 칩 배리스터, 서미스터, 및 압전 액추에이터 등에도 적용할 수 있다.
본 실시형태에 관련된 화합물 A 를 기판 또는 박막으로서 사용하는 경우의 예는, 전계 효과형 트랜지스터, 논리 회로, 메모리 회로, 및 차동 증폭 회로, 파워 반도체 소자, (정류) 다이오드 소자, 쇼트키 배리어 다이오드 소자, 정션 트랜지스터 소자, 정전기 방전 (ESD) 보호 다이오드, 과도 전압 보호 (TVS) 다이오드, 발광 다이오드, 금속 반도체 전계 효과 트랜지스터 (MESFET), 접합형 전계 효과 트랜지스터 (JFET), 금속 산화막 반도체 전계 효과 트랜지스터 (MOSFET), 쇼트 키 소스/드레인 MOSFET, 애벌란시 증배형 광전 변환 소자, 고체 촬상 소자, 태양 전지 소자, 광 센서 소자, 표시 소자, 및 저항 변화 메모리 등에도 적용할 수 있다.
상기의 본 실시형태에 관련된 화합물 A 를 기판 또는 박막으로서 사용하는 경우의 소자를 사용한 전자 회로는, 전기 기기, 전자 기기, 차량, 또는 동력 기관 등에 사용할 수 있다.
실시예
이하, 본 발명을 실시예와 비교예를 사용하여 설명한다. 그러나, 본 발명은 이들 실시예로 한정되지 않는다.
[결정 구조 해석에 사용하는 단결정의 제작법]
(실시예 1, 2, 3 및 4)
표 1 에 나타내는 금속 조성 비율 (at％) 이 되도록 산화갈륨 분말, 산화알루미늄 분말, 및 산화인듐 분말을 합계 70 g 이 되도록 칭량하였다. 칭량한 분말을 마노제의 포트에 넣고, 사이즈가 2 ㎜Φ, 무게가 150 g 인 교반자로서의 지르코니아 볼, 사이즈가 5 ㎜Φ, 무게가 150 g 인 교반자로서의 지르코니아 볼, 바인더로서 PVA (Poly(vinyl alcohol) (폴리비닐알코올)) 를 0.35 g, 및 순수 56 g 을 넣고, 유성형 볼 밀에 의해 220 rpm 으로 6 시간 혼합 분쇄를 실시하였다. 그 후, 120 ℃ 의 노에 넣고 건조시켜, 600 ㎛ 메시의 체로 혼합 분말만을 취출하였다.
이 혼합 분말 8 g 을 1 인치φ 의 금형에 넣고, 20 ㎪/㎠ 의 압력으로 프레스 성형체를 제작하였다.
다음으로, 이 치밀화한 프레스 성형체를 플라티나 도가니에 넣고 대기압 소성노에 설치하여, 5 ℃/min 로 800 ℃ 까지 승온한 후, 800 ℃ 에서 1 시간 유지한 후, 5 ℃/min 로 1350 ℃ 까지 승온한 후, 24 시간 소결하고, 방치 냉각시켜 실온까지 온도를 낮추어 다결정의 소결체로 하였다. 이 다결정의 소결체를 다시 5 ℃/min 로 1575 ℃ 까지 승온한 후, 2 시간 소결하고, 방치 냉각시켜 단결정을 제작하였다.
얻어진 다결정의 소결체, 및 소결체로부터 취출한 단결정립에 대하여, 이하의 평가를 실시하였다.
(비교예 1)
이하의 사양의 실리콘 웨이퍼에 관해서 평가를 실시하였다.
· 기판 두께 : 650 ㎛
· 비저항 : 8.7 Ω㎝
· 도전성 : P 형
· 결정 방위 : ＜100＞
[평가]
실시예 1, 2, 3, 4, 및 비교예 1 에 대하여 이하의 평가를 실시하고, 평가 결과를 표 1 에 나타낸다. 비교예 1 에 관련된 실리콘 웨이퍼에 대해서도,
(1) 격자 정수 및 원자 좌표
실시예 1, 2, 3, 및 4 에 대하여, 제작한 단결정립을 단결정 X 선 구조 해석 장치 D8 QUEST (Bruker 사 제조) 를 사용하여 XRD 패턴을 측정하였다. XRD 패턴의 측정 조건으로서, X 선원은 MoKα, 파장은 0.71073 Å, X 선의 관 전압은 50 ㎸, 관 전류는 1 ㎃, 조사 직경은 200 ㎛φ 였다. 얻어진 XRD 패턴을 단결정 구조 해석 소프트웨어 APEX3 (Bruker 사 제조) 으로 해석하여, 격자 정수, 결정계, 공간군, 원자비 및 원자 좌표를 얻었다. 또한, 제작한 단결정립의 결정 입경은 30 ㎛ 이상이었다.
(2) 벌크 저항 (mΩ·㎝)
얻어진 화합물의 벌크 저항은, 다결정의 소결체 표면을 연마하여, 소결체의 내측을 노출시켜 얻은 면에 대하여 측정하였다. 벌크 저항 (단위는, mΩ·㎝ 로 하였다) 을, 저항률계 로레스타 (미츠비시 화학 주식회사 제조) 를 사용하여, 4 탐침법 (JIS K 7194 : 1994) 에 기초하여 측정하였다.
측정 지점은, 소결체를 연마하여 노출시킨 면의 중심의 1 개 지점, 및 소결체를 연마하여 노출시킨 면의 네 모서리와 중심의 중간점의 4 개 지점, 합계 5 개 지점으로 하고, 5 개 지점의 측정 지점의 평균치를 벌크 저항값으로 하였다.
(3) 다결정의 소결체의 밴드 갭
다결정의 소결체 샘플에 대하여, 확산 반사 스펙트럼을 측정하고, 가로축의 파장을 에너지 (단위는, eV 로 하였다) 로 변환한 스펙트럼에 있어서 반사율이 급격하게 낮아지는 영역을 직선 (제 1 직선) 으로 근사하고, 이 직선 (제 1 직선) 과, 동일한 스펙트럼에 있어서 최대 반사율을 통과하여 에너지축에 평행한 직선 (제 2 직선) 의 교점으로부터 밴드 갭을 산출하였다. 확산 반사 스펙트럼은 적분구 유닛 ISN-723 (니혼 분광 주식회사 제조) 을 구비한 분광 광도계 V-670 (니혼 분광 주식회사 제조) 을 사용하여 측정하였다.
(4) 단결정립의 원자비
단결정립의 원자비 (금속 조성 비율) 는, 단결정 X 선 구조 해석 장치 D8 QUEST (Bruker 사 제조) 를 사용하여 XRD 패턴을 측정하고, 얻어진 XRD 패턴을 단결정 구조 해석 소프트웨어 APEX3 (Bruker 사 제조) 로 해석함으로써 얻어졌다. 실시예 1 ∼ 4 에 관련된 단결정립은, 표 1 에 나타내는 금속 조성 비율 (단위는, at％ 로 하였다) 인 것을 확인하였다.
비교예 1 에 관련된 실리콘 웨이퍼에 대해서도, 상기 「(2) 벌크 저항」 및 「(3) 다결정의 소결체의 밴드 갭」 에 기재된 방법과 동일하게 하여 벌크 저항 및 밴드 갭을 측정하였다.
〔평가 결과〕
(실시예 2)
도 1 에 실시예 2 에 관련된 단결정의 (10.12 0.00 2.09) 면의 프리세션 사진을 나타낸다.
도 2 에 실시예 2 에 관련된 단결정의 (0.00 12.78 -6.61) 면의 프리세션 사진을 나타낸다.
도 3 에 실시예 2 에 관련된 단결정의 (11.95 -7.08 0.00) 면의 프리세션 사진을 나타낸다.
프리세션 사진은, 상기 「(1) 격자 정수 및 원자 좌표」 에 있어서, 제작한 소결체 (단결정립) 를 단결정 X 선 구조 해석 장치 D8 QUEST (Bruker 사 제조) 를 사용하여 측정한 XRD 패턴에 상당한다.
표 1 에 실시예 1 ∼ 4 그리고 비교예 1 에 관련된 소결체의 특성 평가 결과를 나타낸다. 또한, 표 1 의 결정계, 공간군, 격자 정수에 대하여, 실시예 1 ∼ 4 에 대해서는 상기 「(1) 격자 정수 및 원자 좌표」 에 기재된 방법으로 얻어진 결과를 나타냈다.
Figure 112021011134917-pct00001
실시예 2 에 관련된 산화물 소결체가 포함하는 화합물 A 의 원자 좌표를 표 2 및 표 3 에 나타낸다. 표 4 에는, 표 2 의 원자 좌표의 수치를 소수점 이하 제 2 위치까지 표시하여 나타내고, 표 5 에는, 표 3 의 원자 좌표의 수치를 소수점 이하 제 2 위치까지 표시하여 나타낸다.
Figure 112021011134917-pct00002
Figure 112021011134917-pct00003
Figure 112021011134917-pct00004
Figure 112021011134917-pct00005
실시예 1 에 관련된 산화물 소결체가 포함하는 화합물 A 의 원자 좌표를 표 6 및 표 7 에 나타낸다. 표 8 에는, 표 6 의 원자 좌표의 수치를 소수점 이하 제 2 위치까지 표시하여 나타내고, 표 9 에는, 표 7 의 원자 좌표의 수치를 소수점 이하 제 2 위치까지 표시하여 나타낸다.
Figure 112021011134917-pct00006
Figure 112021011134917-pct00007
Figure 112021011134917-pct00008
Figure 112021011134917-pct00009
표 1 로부터, 실시예 1, 2, 3 및 4 에 관련된 화합물 A 는, 규정하는 격자 정수 (a, b, c, α, β, 및 γ) 의 범위를 만족하는 결정상을 포함하는 것을 알 수 있었다.
표 1 로부터, 실시예 1, 2, 3 및 4 에 관련된 화합물 A 는, 일반적인 Si 반도체의 밴드 갭에 비하여 충분히 넓은 산화물 반도체 재료를 제작할 수 있는 화합물인 것을 알 수 있었다.

Claims (4)

  1. 인듐 원소 (In), 갈륨 원소 (Ga), 알루미늄 원소 (Al) 및 산소 원소 (O) 로부터 형성되고,
    격자 정수가,
    a = 10.07 ± 0.15 Å,
    b = 10.45 ± 0.15 Å,
    c = 11.01 ± 0.15 Å,
    α = 111.70 ± 0.50°,
    β = 107.70 ± 0.50°, 및
    γ = 90.00 ± 0.50°이고,
    결정계가 삼사정을 나타내는 화합물.
  2. 제 1 항에 있어서,
    공간군이 P-1 혹은 P1 인, 화합물.
  3. 제 1 항에 있어서,
    공간군이 P-1 이고, 하기에 나타내는 원자 배치를 갖는, 화합물.
    단, 하기 원자 배치에 있어서의 금속은, In, Ga, 및 Al 의 어느 1 개, 혹은 In, Ga, 및 Al 의 어느 2 개 이상이, 일정한 비율로 동일 원자 좌표를 공유하고 있는 상태이고,
    금속이 배치되는 원자 좌표는,
    x ± 0.01,
    y ± 0.01,
    z ± 0.01 의 폭을 포함하고,
    산소가 배치되는 원자 좌표는,
    x ± 0.01,
    y ± 0.01,
    z ± 0.01 의 폭을 포함한다.
    원자 종류 : 금속, 원자 좌표 (x = 0.04, y = 0.36, z = 0.87)
    원자 종류 : 금속, 원자 좌표 (x = 0.13, y = 0.12, z = 0.62)
    원자 종류 : 금속, 원자 좌표 (x = 0.21, y = 0.85, z = 0.39)
    원자 종류 : 금속, 원자 좌표 (x = 0.23, y = 0.11, z = 0.97)
    원자 종류 : 금속, 원자 좌표 (x = 0.29, y = 0.64, z = 0.11)
    원자 종류 : 금속, 원자 좌표 (x = 0.46, y = 0.12, z = 0.63)
    원자 종류 : 금속, 원자 좌표 (x = 0.58, y = 0.14, z = 0.01)
    원자 종류 : 금속, 원자 좌표 (x = 0.62, y = 0.64, z = 0.11)
    원자 종류 : 금속, 원자 좌표 (x = 0.69, y = 0.18, z = 0.32)
    원자 종류 : 금속, 원자 좌표 (x = 0.09, y = 0.88, z = 0.03)
    원자 종류 : 금속, 원자 좌표 (x = 0.02, y = 0.13, z = 0.30)
    원자 종류 : 금속, 원자 좌표 (x = 0.06, y = 0.61, z = 0.46)
    원자 종류 : 금속, 원자 좌표 (x = 0.15, y = 0.40, z = 0.19)
    원자 종류 : 금속, 원자 좌표 (x = 0.26, y = 0.36, z = 0.54)
    원자 종류 : 금속, 원자 좌표 (x = 0.34, y = 0.13, z = 0.30)
    원자 종류 : 금속, 원자 좌표 (x = 0.41, y = 0.61, z = 0.45)
    원자 종류 : 금속, 원자 좌표 (x = 0.48, y = 0.40, z = 0.23)
    원자 종류 : 금속, 원자 좌표 (x = 0.84, y = 0.39, z = 0.23)
    원자 종류 : 산소, 원자 좌표 (x = 0.02, y = 0.73, z = 0.36)
    원자 종류 : 산소, 원자 좌표 (x = 0.03, y = 0.45, z = 0.29)
    원자 종류 : 산소, 원자 좌표 (x = 0.05, y = 0.02, z = 0.40)
    원자 종류 : 산소, 원자 좌표 (x = 0.10, y = 0.74, z = 0.65)
    원자 종류 : 산소, 원자 좌표 (x = 0.10, y = 0.23, z = 0.06)
    원자 종류 : 산소, 원자 좌표 (x = 0.12, y = 0.51, z = 0.09)
    원자 종류 : 산소, 원자 좌표 (x = 0.12, y = 0.47, z = 0.57)
    원자 종류 : 산소, 원자 좌표 (x = 0.13, y = 0.79, z = 0.17)
    원자 종류 : 산소, 원자 좌표 (x = 0.19, y = 0.21, z = 0.84)
    원자 종류 : 산소, 원자 좌표 (x = 0.20, y = 0.23, z = 0.36)
    원자 종류 : 산소, 원자 좌표 (x = 0.25, y = 0.66, z = 0.49)
    원자 종류 : 산소, 원자 좌표 (x = 0.27, y = 0.02, z = 0.12)
    원자 종류 : 산소, 원자 좌표 (x = 0.30, y = 0.26, z = 0.65)
    원자 종류 : 산소, 원자 좌표 (x = 0.33, y = 0.44, z = 0.29)
    원자 종류 : 산소, 원자 좌표 (x = 0.38, y = 0.02, z = 0.40)
    원자 종류 : 산소, 원자 좌표 (x = 0.39, y = 0.73, z = 0.35)
    원자 종류 : 산소, 원자 좌표 (x = 0.41, y = 0.24, z = 0.07)
    원자 종류 : 산소, 원자 좌표 (x = 0.43, y = 0.47, z = 0.57)
    원자 종류 : 산소, 원자 좌표 (x = 0.46, y = 0.51, z = 0.11)
    원자 종류 : 산소, 원자 좌표 (x = 0.47, y = 0.79, z = 0.15)
    원자 종류 : 산소, 원자 좌표 (x = 0.50, y = 0.25, z = 0.36)
    원자 종류 : 산소, 원자 좌표 (x = 0.64, y = 0.03, z = 0.12)
    원자 종류 : 산소, 원자 좌표 (x = 0.66, y = 0.34, z = 0.23)
    원자 종류 : 산소, 원자 좌표 (x = 0.72, y = 0.03, z = 0.40)
    원자 종류 : 산소, 원자 좌표 (x = 0.78, y = 0.51, z = 0.12)
    원자 종류 : 산소, 원자 좌표 (x = 0.80, y = 0.25, z = 0.06)
    원자 종류 : 산소, 원자 좌표 (x = 0.96, y = 0.02, z = 0.12)
  4. 제 1 항에 있어서,
    공간군이 P1 이고, 하기에 나타내는 원자 배치를 갖는, 화합물.
    단, 하기 원자 배치에 있어서의 금속은 In, Ga, 및 Al 의 어느 1 개, 혹은 In, Ga, 및 Al 의 어느 2 개 이상이, 일정한 비율로 동일 원자 좌표를 공유하고 있는 상태이고,
    금속이 배치되는 원자 좌표는,
    x ± 0.01,
    y ± 0.01,
    z ± 0.01 의 폭을 포함하고,
    산소가 배치되는 원자 좌표는,
    x ± 0.01,
    y ± 0.01,
    z ± 0.01 의 폭을 포함한다.
    원자 종류 : 금속, 원자 좌표 (x = 0.04, y = 0.36, z = 0.87)
    원자 종류 : 금속, 원자 좌표 (x = 0.13, y = 0.12, z = 0.62)
    원자 종류 : 금속, 원자 좌표 (x = 0.21, y = 0.85, z = 0.39)
    원자 종류 : 금속, 원자 좌표 (x = 0.23, y = 0.11, z = 0.97)
    원자 종류 : 금속, 원자 좌표 (x = 0.29, y = 0.64, z = 0.11)
    원자 종류 : 금속, 원자 좌표 (x = 0.46, y = 0.12, z = 0.63)
    원자 종류 : 금속, 원자 좌표 (x = 0.58, y = 0.14, z = 0.01)
    원자 종류 : 금속, 원자 좌표 (x = 0.62, y = 0.64, z = 0.11)
    원자 종류 : 금속, 원자 좌표 (x = 0.69, y = 0.18, z = 0.32)
    원자 종류 : 금속, 원자 좌표 (x = 0.09, y = 0.88, z = 0.03)
    원자 종류 : 금속, 원자 좌표 (x = 0.02, y = 0.13, z = 0.30)
    원자 종류 : 금속, 원자 좌표 (x = 0.06, y = 0.61, z = 0.46)
    원자 종류 : 금속, 원자 좌표 (x = 0.15, y = 0.40, z = 0.19)
    원자 종류 : 금속, 원자 좌표 (x = 0.26, y = 0.36, z = 0.54)
    원자 종류 : 금속, 원자 좌표 (x = 0.34, y = 0.13, z = 0.30)
    원자 종류 : 금속, 원자 좌표 (x = 0.41, y = 0.61, z = 0.45)
    원자 종류 : 금속, 원자 좌표 (x = 0.48, y = 0.40, z = 0.23)
    원자 종류 : 금속, 원자 좌표 (x = 0.84, y = 0.39, z = 0.23)
    원자 종류 : 금속, 원자 좌표 (x = 0.96, y = 0.64, z = 0.13)
    원자 종류 : 금속, 원자 좌표 (x = 0.87, y = 0.88, z = 0.38)
    원자 종류 : 금속, 원자 좌표 (x = 0.79, y = 0.15, z = 0.61)
    원자 종류 : 금속, 원자 좌표 (x = 0.77, y = 0.89, z = 0.03)
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