KR20120068752A - Ｉｎ-Ｇａ-Ｚｎ-Ｏ계 스퍼터링 타겟 - Google Patents

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KR20120068752A
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고키 야노
마사유키 이토세
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이데미쓰 고산 가부시키가이샤
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Abstract

In, Ga 및 Zn을 포함하고, 주위보다도 In의 함유량이 많은 조직과 주위보다도 Ga 및 Zn의 함유량이 많은 조직을 갖추고 있는 산화물 소결체로 이루어지는 스퍼터링 타겟.

Description

Ｉｎ-Ｇａ-Ｚｎ-Ｏ계 스퍼터링 타겟{IN-GA-ZN-O TYPE SPUTTERING TARGET}
본 발명은 산화물 반도체나 투명 도전막 등의 산화물 박막 제작용, 특히 박막 트랜지스터 제작용의 스퍼터링 타겟에 관한 것이다.
산화인듐, 산화아연, 산화갈륨으로 이루어지는 비정질 산화물막은 가시광 투과성을 갖고 또한 도전체, 반도체로부터 절연체까지 넓은 전기 특성을 갖기 때문에, 투명 도전막이나 (박막 트랜지스터 등에 이용하는) 반도체막으로서 주목받고 있다.
상기 산화물막의 성막 방법으로서는 스퍼터링, 펄스 레이저 디포지션(PLD), 증착 등의 물리적인 성막이나 졸 겔법 등의 화학적인 성막이 있지만, 비교적 저온에서 대면적에 균일하게 성막할 수 있는 방법으로서 스퍼터링법 등의 물리적 성막이 중심으로 검토되고 있다.
스퍼터링 등의 물리적 성막으로 산화물 박막을 성막할 때는, 균일하고 안정되게 효율적으로(높은 성막 속도로) 성막하기 위해, 산화물 소결체로 이루어지는 타겟을 이용하는 것이 일반적이다.
대표적인 산화물막(도전막·반도체막)으로서는, 예컨대 산화인듐, 산화아연, 산화갈륨으로 이루어지는 산화물막을 들 수 있다. 이들 산화물막(통상 비정질막)을 제작하기 위한 타겟(주로 스퍼터링 타겟)으로서는, InGaZnO4, In2Ga2ZnO7 등 호모로거스(homologous) 구조의 결정형을 중심으로 검토되고 있다.
예컨대, 특허문헌 1∼4에는, InGaZnO4(InGaO3(ZnO))의 호모로거스 구조를 포함하는 타겟이 개시되어 있다. 그러나, 호모로거스 구조는 산소 결손이 생기기 어렵기 때문에, 고온에서의 환원 처리를 하여 산소 결손이 생기게 해서 저항을 낮추는 것이 필요했다(특허문헌 1). 그 때문에, 절연성이 높은 Ga2O3 결정 상(相)을 생성시키지 않는 제조법(특허문헌 3), 양(+) 4가 금속을 첨가하는 등의 방법(특허문헌 4), InGaZnO4의 육방정 층상(層狀) 화합물과 ZnGa2O4의 스피넬 구조의 혼합물로 이루어지는 타겟(특허문헌 4)이 검토되고 있다. 그러나, 효과가 한정적이거나 구성 원소가 늘어나서 관리가 어렵다는 등의 과제가 있었다.
한편, 산화인듐, 산화아연 및 산화갈륨의 조성비를 변경하여 여러 가지의 박막 트랜지스터를 제작하는 검토가 이루어지고 있다(특허문헌 5). 그러나, 각 조성에 있어서의 타겟의 검토가 불충분했기 때문에, 비저항은 아직 높은 것이었다. 또한, 금속 조성비 In:Ga:Zn=30:15:55의 In-Ga-Zn-O 소결체를 이용하여 비정질 산화물 반도체막 및 박막 트랜지스터를 형성한 예가 개시되어 있다(특허문헌 6). 그러나, 박막의 Ga 함유 비율이 타겟의 Ga 함유 비율의 3분의 2 정도로 극단적으로 감소하여 버린다는 문제가 있었다. 이는 타겟의 성상이 부적절하다는 것을 시사하고 있지만, 타겟 성상이나 그의 개선에 관한 검토는 이루어지고 있지 않았다.
일본 특허 3644647호 공보 일본 특허공개 2007-73312호 공보 일본 특허공개 2007-223849호 공보 WO 2008/072486 WO 2009/075281 일본 특허공개 2008-53356호 공보
본 발명의 목적은 환원 처리를 행하지 않더라도 비저항이 낮은, 산화물 반도체막 형성용 타겟을 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위해 본 발명자들은 예의 연구를 행하여, In, Ga 및 Zn을 포함하는 산화물 타겟은, 주위보다도 In의 함유량이 많은 조직(이하, In 풍부 조직이라고 함)을 포함하고 있으면, 환원 처리, 특히 고온에서의 환원 처리를 행하지 않더라도 비저항이 낮은 타겟을 제작할 수 있다는 것을 발견했다. 이는, In 풍부 조직을 포함함으로써 산소 결손을 일으키기 쉬워지기 때문으로 추찰된다. 또한, 원소의 조성비(원자비)와 제조 조건을 선정함으로써 In, Ga 및 Zn을 포함하는 산화물 소결체 중에 In 풍부 조직을 생성시킬 수 있다는 것을 발견했다. 또한, 이 타겟은 In의 함유량이 적기 때문에, ITO 등의 In을 다량으로 포함하는 타겟과 비교하여 스퍼터링시의 노듈 발생이 매우 적어, 박막 트랜지스터를 제작했을 때에 노듈에 의한 이상 방전 등으로 인해 발생하는 파티클에 의한 불량 발생의 저감도 기대할 수 있다는 것을 알았다.
또한, 이 산화물 소결체로 이루어지는 타겟을 이용하여 제작한 반도체 소자, 특히 박막 트랜지스터는 우수한 TFT 특성을 갖고, 반도체 소자의 제작에 적합한 스퍼터링 타겟을 제작할 수 있다는 것을 발견하여, 본 발명을 완성시켰다.
본 발명에 의하면, 이하의 스퍼터링 타겟, 그의 제조 방법 및 반도체 소자의 제조 방법이 제공된다.
1. In, Ga 및 Zn을 포함하고, 주위보다도 In의 함유량이 많은 조직과 주위보다도 Ga 및 Zn의 함유량이 많은 조직을 갖추고 있는 산화물 소결체로 이루어지는 스퍼터링 타겟.
2. 상기 In의 함유량이 많은 조직의 산소 함유량이 주위의 조직보다도 적은, 상기 1에 기재된 스퍼터링 타겟.
3. 상기 In의 함유량이 많은 조직이 15㎛ 이상의 연결 구조를 갖고 있는, 상기 1 또는 2에 기재된 스퍼터링 타겟.
4. 상기 산화물 소결체가 In2O3로 표시되는 빅스바이트 구조와 InGaZnO4로 표시되는 호모로거스 구조를 포함하는, 상기 1∼3 중 어느 하나에 기재된 스퍼터링 타겟.
5. 상기 산화물 소결체가 In2O3로 표시되는 빅스바이트 구조와 ZnGa2O4로 표시되는 스피넬 구조를 포함하는, 상기 1∼3 중 어느 하나에 기재된 스퍼터링 타겟.
6. 상기 산화물 소결체가 In2O3로 표시되는 빅스바이트 구조와 In1 .5Ga0 .5Zn2O5로 표시되는 호모로거스 구조를 포함하는, 상기 1∼3 중 어느 하나에 기재된 스퍼터링 타겟.
7. 상기 산화물 소결체의 In, Ga 및 Zn의 원자비가 하기 식을 만족하는, 상기 1∼6 중 어느 하나에 기재된 스퍼터링 타겟.
0.20≤In/(In+Ga+Zn)≤0.70
0.01≤Ga/(In+Ga+Zn)≤0.50
0.05≤Zn/(In+Ga+Zn)≤0.60
8. 상기 산화물 소결체의 In, Ga 및 Zn의 원자비가 하기 식을 만족하는, 상기 7에 기재된 스퍼터링 타겟.
Ga/(In+Ga+Zn)≤0.45
0.10≤Zn/(In+Ga+Zn)≤0.40
In/(In+Ga)<0.60
9. 상기 산화물 소결체의 In, Ga 및 Zn의 원자비가 하기 식을 만족하는, 상기 7에 기재된 스퍼터링 타겟.
In/(In+Ga+Zn)≤0.65
0.10≤Ga/(In+Ga+Zn)
0.10≤Zn/(In+Ga+Zn)
0.60≤In/(In+Ga)
0.51≤In/(In+Zn)
10. 상기 산화물 소결체가, 추가로 하기 식을 만족하는 원자비로 Sn을 함유하는, 상기 1∼9 중 어느 하나에 기재된 스퍼터링 타겟.
0.0001<Sn/(In+Ga+Zn+Sn)<0.10
11. 실질적으로 In, Ga, Zn 및 O만을 함유하는, 상기 1∼9 중 어느 하나에 기재된 스퍼터링 타겟.
12. ZnGa2O4로 표시되는 스피넬 구조를 가지는 산화물을 포함하는 성형체를 소결하는 공정을 포함하는, 상기 5에 기재된 스퍼터링 타겟의 제조 방법.
13. 상기 1∼11 중 어느 하나에 기재된 스퍼터링 타겟을 이용하여 산화물막을 성막하는 공정을 포함하는, 반도체 소자의 제조 방법.
본 발명에 의하면, 환원 처리를 행하지 않더라도 비저항이 낮은, 산화물 반도체막 형성용 타겟을 제공할 수 있다.
본 발명에 의하면, 우수한 성막성을 갖는 스퍼터링 타겟, 특히 산화물 반도체막 형성용 스퍼터링 타겟을 제공할 수 있다.
도 1은 실시예 1에서 얻어진 타겟을 이용하여 제작된 채널 스토퍼형 박막 트랜지스터의 구성을 나타내는 모식도이다.
도 2는 실시예 4에서 제작한 산화물의 EPMA에 의한 In, Ga, Zn의 분산 MAP를 나타내는 현미경 사진이다.
도 3은 실시예 4에서 제작한 산화물 소결체의 EPMA에 의한 In, Ga, Zn, O의 분산 MAP를 나타내는 현미경 사진이다.
도 4는 실시예 4에서 제작한 산화물 소결체의 In, Ga, Zn, O의 분산 MAP에서의 In 풍부 조직의 연결 구조를 나타내는 현미경 사진이다.
도 5는 실시예 4에서 제작한 산화물 소결체의 In 풍부 조직의 애스펙트 비 산출 예를 나타내는 현미경 사진이다.
도 6은 본 발명에서 얻어지는 In1 .5Ga0 .5Zn2O5로 표시되는 호모로거스 구조의 X선 회절 측정(Cukα선)에 의해 얻어지는 차트의 일례이다.
도 7은 신규 결정 구조의 구조식 In1 .5Ga0 .5Zn2O5를 추정한 과정을 나타내는 도면이다.
도 8은 실시예 1에서 얻어진 산화물 소결체의 X선 회절 측정(Cukα선)에 의해 얻어진 차트이다.
도 9는 실시예 2에서 얻어진 산화물 소결체의 X선 회절 측정(Cukα선)에 의해 얻어진 차트이다.
도 10은 실시예 3에서 얻어진 산화물 소결체의 X선 회절 측정(Cukα선)에 의해 얻어진 차트이다.
도 11은 실시예 6에서 얻어진 산화물 소결체의 X선 회절 측정(Cukα선)에 의해 얻어진 차트이다.
도 12는 실시예 1에서 제작한 산화물 소결체의 EPMA에 의한 In, Ga, Zn, O의 분산 MAP를 나타내는 현미경 사진이다.
도 13은 실시예 2에서 제작한 산화물 소결체의 EPMA에 의한 In, Ga, Zn, O의 분산 MAP를 나타내는 현미경 사진이다.
본 발명의 스퍼터링 타겟(이하, 본 발명의 타겟이라고 함)은 In, Ga 및 Zn을 포함하고, 주위보다도 In의 함유량이 많은 조직과 주위보다도 Ga 및 Zn의 함유량이 많은 조직을 갖추고 있는 산화물 소결체로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
In 풍부 조직을 갖추고 있으면, 환원 처리를 행하지 않더라도 비저항을 낮추는 것이 용이하다.
In 풍부 조직이란, In의 함유량이 주위보다 많은 조직을 말한다.
Ga, Zn 풍부 조직이란, Ga 및 Zn의 함유량이 모두 주위보다 많은 조직을 말한다. Ga, Zn 풍부 조직을 갖추고 있음으로써, Ga 단독 영역이 나타나는 것으로 인한 고(高) 저항화를 억제하는 것을 기대할 수 있다.
또한, Ga 단독 영역의 생성에 의한 타겟 조성과 스퍼터링으로 제작한 막의 조성비의 차이나 이상 방전의 발생을 억제하는 것도 기대할 수 있다.
In 풍부 조직, 및 Ga, Zn 풍부 조직을 갖추고 있는 것은, 전자 프로브 마이크로 애널라이저(EPMA)를 이용한 In, Ga, Zn, O의 분산 MAP에 의해 확인할 수 있다.
예컨대, 후술하는 실시예 4에서 얻어진 산화물 소결체의 In, Ga, Zn, O의 분산 MAP를 도 2에 나타낸다. 도 2로부터 알 수 있는 바와 같이, 본 발명의 타겟을 구성하는 산화물 소결체에서는, In 풍부 조직과 Ga, Zn 풍부 조직이 혼재한 상태로 되어 있다.
EPMA에 의한 측정은 예컨대 하기의 장치·조건으로 측정할 수 있다.
장치명: 일본전자주식회사 JXA-8200
측정 조건
가속 전압: 15kV
조사 전류: 50nA
조사 시간(1점당): 50mS
본 발명의 타겟을 구성하는 산화물은 산소 결손을 갖는 것이 바람직하다. 산소 결손량은 3×10-5∼3×10-1의 범위인 것이 바람직하고, 1×10-4∼1×10-1의 범위인 것이 보다 바람직하다. 상기 범위 내이면, 비저항이 낮아지기 쉽다.
산소 결손량이란, 1몰의 산화물 결정 중에 포함되는 산소 이온의 수를 화학양론 양의 산소 이온의 수로부터 뺀 값을 몰 단위로 나타낸 값이다. 산화물 결정 중에 포함되는 산소 이온의 수는, 예컨대 산화물 결정을 탄소 분말 중에서 가열시켜 생성되는 이산화탄소의 양을 적외 흡수 스펙트럼으로 측정함으로써 산출할 수 있다. 또한, 화학양론 양의 산소 이온의 수는 산화물 결정의 질량으로부터 산출할 수 있다.
산소 결손량은 소결 조건이나, 소결시, 승온시, 강온시의 분위기 등으로 조정할 수 있다. 또한, 소결 후에 환원 처리를 실시하는 것 등에 의해 조정할 수도 있다. 한편, In 풍부 조직을 갖추고 있으면 소결 후에 환원 처리를 행하지 않더라도 산소 결손량을 상기 범위 내로 조정하는 것이 용이하다.
본 발명의 타겟에서는, 상기 In의 함유량이 많은 조직(In 풍부 조직)의 산소 함유량이 주위의 조직보다도 적은 것이 바람직하다.
In 풍부 조직의 주위의 조직이란, In 풍부 조직을 둘러싸는 Ga, Zn 풍부 조직과 기타 조직을 의미한다.
In 풍부 조직의 산소 함유량이 Ga, Zn 풍부 조직이나 기타 조직의 산소 함유량보다도 적은 것은, EPMA를 이용한 In, Ga, Zn, O의 분산 MAP에 의해 확인할 수 있다. 예컨대, 후술하는 실시예 4에서 얻어진 산화물 소결체의 In, Ga, Zn, O의 분산 MAP를 나타내는 도 3에 있어서 각 조직을 비교하면, In 풍부 조직의 산소 함유량이 주위의 조직보다도 적음을 알 수 있다.
본 발명의 타겟에서는, 상기 In의 함유량이 많은 조직(In 풍부 조직)이 15㎛ 이상의 연결 구조를 갖고 있는 것이 바람직하다.
In 풍부 조직이 15㎛ 이상의 연결 구조를 갖고 있는 것은, EPMA를 이용한 In, Ga, Zn, O의 분산 MAP에 의해 확인할 수 있다.
예컨대, 후술하는 실시예 4에서 얻어진 산화물 소결체의 EPMA 화상의 확대도를 도 4에 나타낸다. 도 4에 있어서의 점선으로 나타낸 부분이 In 풍부 조직의 연결 구조이다.
In 풍부 조직이 15㎛ 이상의 길이의 연결 구조를 하고 있음으로써, In 풍부 조직을 타고 가서 도전함으로써 비저항을 낮출 수 있다.
연결 구조의 길이는 20㎛ 이상이 보다 바람직하고, 30㎛ 이상이 특히 바람직하다.
연결 구조의 폭은 20㎛ 이하가 바람직하고, 10㎛ 이하가 보다 바람직하며, 5㎛ 이하가 특히 바람직하다.
길이 15㎛ 이상의 연결 구조의 애스펙트 비는 1.5 이상이 바람직하고, 2 이상이 보다 바람직하며, 3 이상이 특히 바람직하다.
한편, 연결 구조의 길이와 폭이란, 연결 구조에 외접하는 타원형의 장축과 단축을 말한다. 또한, 장축÷단축을 애스펙트 비로 한다. 연결 구조의 애스펙트 비가 높을수록 비저항이 낮아지는 것을 기대할 수 있다. 후술하는 실시예 4에서 얻어진 타겟에 있어서의 애스펙트 비 측정의 일례를 도 5에 나타낸다.
연결 구조의 길이·폭·애스펙트 비는, EPMA의 사진으로부터 20개의 연결 구조를 랜덤하게 선택하여 평균을 취한다.
본 발명의 타겟에 있어서는, 상기 산화물 소결체가 In2O3로 표시되는 빅스바이트 구조와 InGaZnO4로 표시되는 호모로거스 구조를 포함하는 것이 바람직하다.
In2O3로 표시되는 빅스바이트 구조와 InGaZnO4로 표시되는 호모로거스 구조를 포함하는 것은 X선 회절 측정(XRD)으로 확인할 수 있다. 예컨대, 하기의 장치·조건으로 측정할 수 있다.
X선 회절 측정(XRD)
·장치: (주)리가쿠제 Ultima-III
·X선: Cu-Kα선(파장 1.5406Å, 그래파이트 모노크로메이터(graphite monochromator)에 의해 단색화)
·2θ-θ 반사법, 연속 스캔(1.0°/분)
·샘플링 간격: 0.02°
·슬릿 DS, SS: 2/3°, RS: 0.6mm
In2O3로 표시되는 빅스바이트 구조(또는 희토류 산화물 C형 결정 구조)란, (Th 7, Ia3)의 공간군을 가지는 육방정계이고, Mn2O3(I)형 산화물 결정 구조라고도 한다. Sc2O3, Y2O3, Tl2O3, Pu2O3, Am2O3, Cm2O3, In2O3, ITO(In2O3에 10wt% 정도 이하의 Sn을 도핑한 것)가 이 결정 구조를 나타낸다(문헌 [「투명 도전막의 기술」, 일본학술진흥회, 투명 산화물 광·전자 재료, 제166위원회 편집(1999년 3월 30일, 옴사)]). In2O3로 표시되는 빅스바이트 구조(희토류 산화물 C형 결정 구조)를 나타내는 것은, X선 회절에서 JCPDS 카드 No. 6-0416의 패턴을 나타내는 것으로부터 확인할 수 있다.
희토류 산화물 C형 결정 구조는, MX2(M: 양이온, X: 음이온)로 표시되는 화합물의 결정 구조의 하나인 형석형 결정 구조로부터, 화학양론 비가 M2X3이기 때문에 음이온 4개에서 1개가 빠져 있는 구조가 된다. 양이온에 대하여 음이온(통상 산화물의 경우는 산소)이 6배위하고, 나머지 2개의 음이온 자리는 비어 있다(비어 있는 음이온 자리는 준이온 자리라고도 불린다)(상기 문헌 [「투명 도전막의 기술」]). 양이온에 산소(음이온)가 6배위한 희토류 산화물 C형 결정 구조는 산소 팔면체 능(稜) 공유 구조를 갖고 있다. 산소 팔면체 능 공유 구조를 갖고 있으면, 양이온인 p 금속의 ns 궤도가 서로 중첩되어 전자의 전도로(路)를 형성하고, 유효 질량이 작아져 높은 전자 이동도를 나타낸다.
In2O3로 표시되는 빅스바이트 구조(희토류 산화물 C형 결정 구조)는 X선 회절에서 JCPDS 카드 No. 6-0416의 패턴을 나타내고 있으면, 화학양론 비가 M2X3로부터 벗어나 있어도 좋다. 즉, M2O3 -d로 되어 있어도 좋다.
InGaO3(ZnO)m(m은 1∼20의 정수)으로 표시되는 결정 구조의 m=1인 경우가 InGaO3(ZnO)이다. InGaO3(ZnO)m(m은 1∼20의 정수)으로 표시되는 결정 구조는 「육방정 층상 화합물」 또는 「호모로거스 상(相)의 결정 구조」라고 불리고, 상이한 물질의 결정층을 몇 층인가 중첩한 장주기를 갖는 「자연 초격자」 구조로 이루어지는 결정이다. 결정 주기 내지 각 박막층의 두께가 나노미터 정도인 경우, 이들 각 층의 화학 조성이나 층 두께의 조합에 의해, 단일의 물질 또는 각 층을 균일하게 혼합한 혼정(混晶)의 성질과는 상이한 고유의 특성이 얻어진다. 그리고, 호모로거스 상의 결정 구조는, 예컨대 타겟을 분쇄한 분말 또는 타겟으로부터 직접 측정한 X선 회절 패턴이, 조성비로부터 상정되는 호모로거스 상의 결정 구조 X선 회절 패턴과 일치하는 것으로부터 확인할 수 있다. 구체적으로는, JCPDS(Joint Committee of Powder Diffraction Standards) 카드로부터 얻어지는 호모로거스 상의 결정 구조 X선 회절 패턴과 일치하는 것으로부터 확인할 수 있다. InGaO3(ZnO)의 경우는, JCPDS 카드 No. 38-1104이다.
In2O3로 표시되는 빅스바이트 구조의 격자 상수 a는 10.14 이하가 바람직하고, 10.10 이하가 보다 바람직하며, 10.08 이하가 특히 바람직하다. 격자 상수 a는 XRD의 피팅으로 구한다. 격자 상수가 작으면 이동도의 향상에 의해 비저항이 낮춰지는 것을 기대할 수 있다.
본 발명의 타겟에 있어서는, 상기 산화물 소결체가 In2O3로 표시되는 빅스바이트 구조와 ZnGa2O4로 표시되는 스피넬 구조를 포함하는 것이 바람직하다.
ZnGa2O4로 표시되는 결정 구조는, X선 회절로 JCPDS 카드 No. 38-1240의 패턴을 나타내고 있으면, 화학양론 비가 벗어나 있어도 좋다. 즉, ZnGa2O4 -d로 되어 있어도 좋다. 산소 결손량 d가 3×10-5∼3×10-1의 범위인 것이 바람직하다. d는 소결 조건이나, 소결시, 승온시, 강온시의 분위기 등으로 조정할 수 있다. 또한, 소결 후에 환원 처리를 하는 것 등에 의해 조정할 수도 있다.
본 발명의 타겟에 있어서는, 상기 산화물 소결체가 In2O3로 표시되는 빅스바이트 구조와 In1 .5Ga0 .5Zn2O5로 표시되는 호모로거스 구조를 포함하는 것이 바람직하다.
In1 .5Ga0 .5Zn2O5로 표시되는 호모로거스 구조는 인듐 원소(In), 갈륨 원소(Ga), 및 아연 원소(Zn)를 포함하는 In-Ga-Zn계 산화물이고 하기의 조건 1을 만족하는 것을 특징으로 한다. 추가로 조건 2를 만족하는 것이 바람직하고, 추가로 조건 3을 만족하는 것이 특히 바람직하다.
조건 1: X선 회절 측정(Cukα선)에 의해 얻어지는 차트에 있어서, 하기 A∼E의 영역에서 회절 피크가 관측된다.
A. 입사각(2θ)=7.0°∼8.4°(바람직하게는 7.2°∼8.2°)
B. 2θ=30.6°∼32.0°(바람직하게는 30.8°∼31.8°)
C. 2θ=33.8°∼35.8°(바람직하게는 34.3°∼35.3°)
D. 2θ=53.5°∼56.5°(바람직하게는 54.1°∼56.1°)
E. 2θ=56.5°∼59.5°(바람직하게는 57.0°∼59.0°)
조건 2: 2θ가 30.6°∼32.0°(상기 영역 B) 및 33.8°∼35.8°(상기 영역 C)인 위치에서 관측되는 회절 피크의 한 쪽이 주(main) 피크이며, 다른 쪽이 부(sub) 피크이다.
한편, 주 피크란, 2θ가 5∼80°인 범위에서 가장 강도가 강한 피크(피크 높이가 높은 피크)이며, 부 피크란, 2번째로 강도가 강한 피크(피크 높이가 높은 피크)이다.
조건 3: X선 회절 측정(Cukα선)에 의해 얻어지는 차트에 있어서, 하기 F∼K의 영역에서 회절 피크가 관측된다.
F. 2θ=14.8°∼16.2°(바람직하게는 15.0°∼16.0°)
G. 2θ=22.3°∼24.3°(바람직하게는 22.8°∼23.8°)
H. 2θ=32.2°∼34.2°(바람직하게는 32.7°∼33.7°)
I. 2θ=43.1°∼46.1°(바람직하게는 43.6°∼45.6°)
J. 2θ=46.2°∼49.2°(바람직하게는 46.7°∼48.7°)
K. 2θ=62.7°∼66.7°(바람직하게는 63.7°∼65.7°)
In1 .5Ga0 .5Zn2O5로 표시되는 호모로거스 구조의 X선 회절 측정(Cukα선)에 의해 얻어지는 차트의 예를 도 6에 나타낸다.
상기 조건을 만족하는 산화물 결정은 JCPDS(Joint Committee of Powder Diffraction Standards) 카드에는 없고, 지금까지 확인되어 있지 않은 신규한 결정이다.
In1 .5Ga0 .5Zn2O5로 표시되는 호모로거스 구조의 X선 회절 차트는 InGaO3(ZnO)2(JCPDS: 40-0252)로 표시되는 결정 구조 및 In2O3(ZnO)2(JCPDS: 20-1442)로 표시되는 결정 구조와 유사하다. 그러나, 이 산화물은 InGaO3(ZnO)2 특유의 피크(상기 영역 A의 피크) 및 In2O3(ZnO)2 특유의 피크(상기 영역 D 및 E의 피크)를 갖고, 또한 InGaO3(ZnO)2 및 In2O3(ZnO)2에서는 관측되지 않는 피크(상기 영역 B)를 갖는다. 따라서, InGaO3(ZnO)2와도 In2O3(ZnO)2와도 상이한 새로운 주기성을 갖고 있다고 판단할 수 있다. 즉, In1 .5Ga0 .5Zn2O5로 표시되는 호모로거스 구조의 산화물은 InGaO3(ZnO)2 및 In2O3(ZnO)2와는 상이하다.
상기 영역 B의 피크에 대하여, 이 피크는 In2O3(ZnO)2와 InGaO3(ZnO)2의 주 피크 사이, 즉 31° 부근과 32° 부근 사이에 있다. 따라서, InGaO3(ZnO)2의 주 피크보다도 낮은 각(角) 측으로 이동해 있고(격자간 거리가 넓어져 있다고 생각된다), In2O3(ZnO)2의 주 피크보다도 높은 각 측으로 이동해 있다(격자간 거리가 좁아져 있다고 생각된다).
이 결정 구조는 InGaO3(ZnO)2(JCPDS: 40-0252)의 결정 구조 및 In2O3(ZnO)2(JCPDS: 20-1442)의 결정 구조와 유사하다고 생각된다.
상기 공지된 결정 구조를 기초로, 상기 신규 결정 구조의 구조식 In1.5Ga0.5Zn2O5를 추정한 과정을 도 7에 나타낸다.
본 발명의 타겟에 있어서는, 상기 산화물 소결체의 In, Ga 및 Zn의 원자비가 하기 식을 만족하는 것이 바람직하다.
0.20≤In/(In+Ga+Zn)≤0.70
0.01≤Ga/(In+Ga+Zn)≤0.50
0.05≤Zn/(In+Ga+Zn)≤0.60
상기 범위 밖이면, In 풍부 조직과 Ga, Zn 풍부 조직의 2층을 생성시키는 것이 어렵다.
또한, 박막 트랜지스터로 한 경우에, In/(In+Ga+Zn)이 0.20 미만이면 이동도가 낮아질 우려가 있다. 0.70 초과이면 노멀리 온(normally on)이 될 우려가 있다.
Ga/(In+Ga+Zn)이 0.01 미만이면 내습성이 저하될 우려나 광전류가 증가할 우려가 있다. 0.50 초과이면 이동도가 저하될 우려가 있다.
Zn/(In+Ga+Zn)이 0.05 미만이면 습식 에칭시에 잔사가 증가할 우려가 있다. 0.60 초과이면 내습성이 저하될 우려나 습식 에칭시에 에칭 속도가 지나치게 빨라져 제어가 어려워질 우려가 있다.
또한, 하기 범위이면 박막 트랜지스터를 제작했을 때에 이동도가 높아진다. 또한, 얻어지는 산화물 소결체에 In 풍부 조직과 Ga, Zn 풍부 조직을 생성시키기 쉽다.
0.51≤In/(In+Zn)
더 바람직하게는,
0.35≤In/(In+Ga+Zn)≤0.60
0.15≤Ga/(In+Ga+Zn)≤0.45
0.10≤Zn/(In+Ga+Zn)≤0.45
또한 영역 1과 영역 2로 구분된다.
영역 1
In/(In+Ga)<0.60
영역 2
0.60≤In/(In+Ga)
영역 1은 하기 범위이면 특히 바람직하다.
Ga/(In+Ga+Zn)≤0.45
0.10≤Zn/(In+Ga+Zn)≤0.40
In/(In+Ga)<0.60
영역 2는 하기 범위이면 특히 바람직하다.
In/(In+Ga+Zn)≤0.65
0.10≤Ga/(In+Ga+Zn)
0.10≤Zn/(In+Ga+Zn)
0.60≤In/(In+Ga)
0.51≤In/(In+Zn)
상기 영역 1 또는 영역 2의 범위 내이면, In 풍부 조직과 Ga, Zn 풍부 조직의 2층을 보다 생성시키기 쉽다.
박막 트랜지스터를 제작했을 때, 광전류가 적고, 내약품성이 향상되고, 노멀리 온이 되기 어렵다는 등의 이점을 기대할 수 있다는 점에서는, 영역 1이 바람직하다.
영역 1은, 추가로 상기 산화물 소결체의 In, Ga 및 Zn의 원자비가 하기 식을 만족하는 경우, 광전류의 증가나 내약품성의 저하를 더욱 억제할 수 있기 때문에, 제조 프로세스의 제약을 저감할 수 있다.
0.30≤In/(In+Ga+Zn)
Zn/(In+Ga+Zn)≤0.35
In/(In+Ga)<0.56
영역 1의 스퍼터링 타겟을 제작하기 위해서는, 소결은 1100∼1380℃에서 1∼100시간 행하는 것이 바람직하다. 소결 온도는 1200∼1350℃가 보다 바람직하고, 1250∼1320℃가 특히 바람직하다. 1380℃ 이상이면, In2O3로 표시되는 빅스바이트 구조가 소실될 우려가 있다. 또한, Zn(아연)이 증발하여 조성비가 벗어나고, 타겟의 비저항이 높아지고, 상정 밖의 결정형이 생기며, 소결에 막대한 에너지가 필요하게 되어 비용이 높아지는 등의 우려가 있다. 1100℃ 미만이면, 상대 밀도가 낮아지고, 비저항이 높아지고, 소결에 시간이 걸려 비용이 높아지는 등의 우려가 있다.
승온 속도(실온∼400℃)는 5℃/분 이하가 바람직하고, 0.2∼3℃/분이 보다 바람직하며, 0.4∼1℃/분이 특히 바람직하다.
또한, 600∼1100℃ 사이에서 0.2시간 이상 10시간 이하의 승온을 멈춘 유지 시간을 마련하여, 2단계 이상 단계적으로 승온시키는 것이, 균일성이 증가하고, 균열이 생기기 어려워진다는 점에서 특히 바람직하다.
타겟을 제작할 때에, 희소 자원인 Ga의 사용량을 삭감할 수 있고, 원료의 비표면적 등을 제한하지 않더라도 고 저항 물질인 Ga2O3의 생성을 억제할 수 있고, 타겟의 비저항을 낮추기 쉽다는 등의 점, 및 박막 트랜지스터를 제작했을 때에 이동도가 높고, S값이 작다는 등의 이점을 기대할 수 있다는 점에서는, 영역 2가 바람직하다.
영역 2는, 추가로 상기 산화물 소결체의 In, Ga 및 Zn의 원자비가 하기 식을 만족하는 경우, 광전류의 증가나 내약품성의 저하를 비교적 억제할 수 있기 때문에, 구조면에서의 제약을 저감할 수 있다.
0.20<Ga/(In+Ga+Zn)
Zn/(In+Ga+Zn)<0.30
영역 2의 스퍼터링 타겟을 제작하기 위해서는, 소결은 1100∼1600℃에서 1∼100시간 행하는 것이 바람직하다. 소결 온도는 1200∼1490℃가 보다 바람직하고, 1300∼1480℃가 특히 바람직하다. 1600℃ 이상이면, Zn(아연)이 증발하여 조성비가 벗어나고, 타겟의 비저항이 높아지고, 상정 밖의 결정형이 생기며, 소결에 막대한 에너지가 필요하게 되어 비용이 높아지는 등의 우려가 있다. 1100℃ 이하이면, 상대 밀도가 낮아지고, 비저항이 높아지고, 소결에 시간이 걸려 비용이 높아지는 등의 우려가 있다.
승온 속도(실온 내지 400℃)는 5℃/분 이하가 바람직하고, 0.2∼3℃/분이 보다 바람직하며, 0.4∼1℃/분이 특히 바람직하다. 승온 속도(400℃∼소결 온도)는 5℃/분 이하가 바람직하고, 0.2∼3℃/분이 보다 바람직하며, 0.4∼1℃/분이 특히 바람직하다.
또한, 600∼1100℃ 사이에서 0.2시간 이상 10시간 이하의 승온을 멈춘 유지 시간을 마련하여, 2단계 이상 단계적으로 승온시키는 것이, 균일성이 증가하고, 균열이 생기기 어려워진다는 점에서 특히 바람직하다.
본 발명의 타겟은, 본 발명의 효과를 손상시키지 않는 범위에서, 상술한 In, Ga, Zn 이외의 금속 원소, 예컨대 Sn, Ge, Si, Ti, Zr 및 Hf 등을 함유하고 있어도 좋다.
본 발명의 타겟에 있어서는, Sn을 함유함으로써, In의 함유량이 많은 조직의 저항을 낮추는 것을 기대할 수 있고, In의 함유량이 많은 조직의 생성을 용이하게 할 수 있는 경우가 있으며, 주석의 저급 산화물 생성에 의한 비저항의 상승이나 저항이 높은 주석 화합물의 생성을 억제하기 쉽다는 등의 점에서, 상기 산화물 소결체가, 추가로 하기 식을 만족하는 원자비로 Sn을 함유하는 것이 바람직하다.
0.0001<Sn/(In+Ga+Zn+Sn)<0.10
또한, 백 채널 H형의 박막 트랜지스터를 제작했을 때에, 반도체층의 막 두께 균일성이 향상된다는 이점을 기대할 수 있다는 점에서 하기 범위가 바람직하다.
0.01<Sn/(In+Ga+Zn+Sn)<0.05
보다 바람직하게는 하기 식을 만족한다.
0.015≤Sn/(In+Ga+Zn+Sn)≤0.045
특히 바람직하게는 하기 식을 만족한다.
0.02≤Sn/(In+Ga+Zn+Sn)≤0.04
본 발명의 타겟은 실질적으로 In, Ga, Zn 및 O만 또는 In, Ga, Zn, Sn 및 O만을 함유하는 것이 바람직하다.
실질적으로 상기 원소만을 함유한다는 것은, 제조 공정에서 불가피하게 들어가는 불순물 이외에는 첨가 원소를 포함하지 않음을 의미한다. 구체적으로는, 상기 원소 이외의 원소의 농도는 10ppm 미만이다.
실질적으로 상기 원소만을 함유하고 있으면, 제조시에 관리해야 할 원소 수가 억제되어 관리를 간편화할 수 있다는 이점이 있다.
본 발명의 타겟을 구성하는 소결체의 상대 밀도는 95% 이상이 바람직하고, 96% 이상이 보다 바람직하며, 97% 이상이 특히 바람직하다. 95% 미만이면 타겟이 깨지기 쉽거나 이상 방전이 발생하기 쉽거나 할 우려가 있다. 상대 밀도란, 가중 평균으로부터 산출한 이론 밀도에 대하여 상대적으로 산출한 밀도이다. 각 원료의 밀도의 가중 평균으로부터 산출한 밀도가 이론 밀도이며, 이를 100%로 한다.
비저항은 0.01mΩcm 이상 20mΩcm 이하가 바람직하고, 0.1mΩcm 이상 10mΩcm 이하가 보다 바람직하며, 0.2mΩcm 이상 5mΩcm 이하가 특히 바람직하다. 비저항이 20mΩcm 초과이면, 장시간 DC 스퍼터링을 계속하고 있으면 이상 방전에 의해 스파크가 발생하여 타겟이 깨지거나, 스파크에 의해 튀어나간 입자가 성막 기판에 부착되어 산화물 반도체막으로서의 성능을 저하시키거나 하는 경우가 있다. 비저항이 0.01mΩcm보다 작은 저항치이면, 타겟의 저항이 파티클의 저항보다 작아져, 비산하여 온 파티클에 의해 이상 방전이 일어날 우려가 있다.
본 발명의 스퍼터링 타겟의 제조 방법(이하, 본 발명의 타겟 제조 방법이라고 함)은, In을 주성분으로 하는 산화물 분체와 Ga 및 Zn을 주성분으로 하는 산화물 분체를 원료로 하는 성형체를 제작하여 소결하는 것이 바람직하다.
상기 제조 방법을 취함으로써, In의 함유량이 많은 조직과 Ga 및 Zn의 함유량이 많은 조직으로 이루어지는 타겟을 얻기 쉽다.
예컨대, ZnGa2O4로 표시되는 스피넬 구조를 가지는 산화물을 포함하는 성형체를 소결함으로써, In2O3로 표시되는 빅스바이트 구조와 ZnGa2O4로 표시되는 스피넬 구조를 포함하는 본 발명의 타겟을 얻을 수 있다.
예컨대, ZnGa2O4로 표시되는 스피넬 구조를 가지는 산화물 분말과 In2O3로 표시되는 빅스바이트 구조를 가지는 산화물 분말로부터, ZnGa2O4로 표시되는 스피넬 구조를 가지는 산화물과 In2O3로 표시되는 빅스바이트 구조를 가지는 산화물을 포함하는 성형체를 제작하고, 그 성형체를 소결하면, In2O3로 표시되는 빅스바이트 구조와 ZnGa2O4로 표시되는 스피넬 구조 이외의 구조의 산화물이 생성되기 어렵고, 안정되게 In2O3로 표시되는 빅스바이트 구조와 ZnGa2O4로 표시되는 스피넬 구조를 포함하는 산화물 소결체를 제작할 수 있다는 이점이 있다.
원료인 ZnGa2O4로 표시되는 스피넬 구조를 가지는 산화물은 예컨대 다음과 같이 하여 제조할 수 있다.
ZnO 분말 및 Ga2O3 분말을 Zn과 Ga의 원자비가 1:2가 되는 비율로 혼합하고, 소성하여, ZnGa2O4로 표시되는 스피넬 구조를 가지는 분체를 합성한다. 또는, 마찬가지로 ZnO 분말 및 Ga2O3 분말을 Zn과 Ga의 원자비가 1:2가 되는 비율로 혼합하여 가소(假燒)한 후, 분쇄한다.
<타겟의 제조 공정마다의 설명>
(1) 배합 공정
배합 공정은 스퍼터링 타겟의 원료인 금속 산화물을 혼합하는 공정이다.
원료로서는, 인듐 화합물의 분말, 갈륨 화합물의 분말, 아연 화합물의 분말 등의 분말을 이용한다. 인듐의 화합물로서는, 예컨대 산화인듐, 수산화인듐 등을 들 수 있다. 갈륨의 화합물로서는, 예컨대 산화갈륨, 수산화갈륨 등을 들 수 있다. 아연의 화합물로서는, 예컨대 산화아연, 수산화아연 등을 들 수 있다. 각각의 화합물로서, 소결하기 쉬움, 부생성물이 잔존하기 어려움으로부터, 산화물이 바람직하다.
또한, 원료의 순도는 통상 2N(99질량%) 이상, 바람직하게는 3N(99.9질량%) 이상, 특히 바람직하게는 4N(99.99질량%) 이상이다. 순도가 2N보다 낮으면 내구성이 저하되고, 액정 디스플레이에 이용했을 때에 액정 측으로 불순물이 들어가 소부가 일어날 우려가 있다.
원료의 일부로서 금속 아연(아연말)을 이용하는 것이 바람직하다. 원료의 일부에 아연말을 이용하면 화이트 스폿의 생성을 저감할 수 있다.
금속 산화물 등의 타겟 제조에 이용하는 원료를 혼합하고, 통상의 혼합 분쇄기, 예컨대 습식 볼 밀이나 비드 밀 또는 초음파 장치를 이용하여 균일하게 혼합·분쇄하는 것이 바람직하다.
습식 볼 밀을 이용하는 경우, 혼합 분쇄의 시간은 통상 0.5∼60시간, 바람직하게는 6∼8시간, 보다 바람직하게는 8∼36시간이다. 0.5시간 미만이면 원료의 분산 불량으로 화이트 스폿이나 흑점 등의 외관 불량이 생길 우려가 있다. 60시간 초과이면, 혼합시에 반응하여 상정 밖의 결정형이 생길 우려가 있다.
산화인듐, 산화갈륨 및 산화아연의 비표면적(BET 비표면적)은 통상 각각 3∼18m2/g, 3∼18m2/g, 3∼18m2/g이고, 바람직하게는 각각 7∼16m2/g, 7∼16m2/g, 3∼10m2/g이고, 보다 바람직하게는 각각 7∼15m2/g, 7∼15m2/g, 4∼10m2/g이며, 특히 바람직하게는 각각 11∼15m2/g, 11∼15m2/g, 4∼5m2/g 이다. 비표면적이 지나치게 작으면 소결체 중에 각각의 원소의 응집체가 성장하고, 원료 분말의 결정형이 잔존하며, 상정 밖의 결정형이 생성되어 성상이 변화되는 등의 우려가 있다. 비표면적이 지나치게 크면 상정 밖의 결정형이 생성되어 성상이 변화되고, 분산 불량을 일으켜 외관 불량이나 특성의 불균일이 생기는 등의 우려가 있다. 타겟의 원료가 되는 각 금속 화합물의 비표면적(BET 비표면적)은 JIS Z 8830에 기재된 방법에 의해 측정할 수 있다.
(2) 가소 공정
가소 공정은, 스퍼터링 타겟의 원료인 화합물의 혼합물을 얻은 후, 이 혼합물을 가소하는, 필요에 따라 마련되는 공정이다.
가소를 행하면, 밀도를 높이는 것이 용이해져서 바람직하지만, 비용이 상승하게 될 우려가 있다. 그 때문에, 가소를 행하지 않고서 밀도를 높이는 것이 보다 바람직하다.
가소 공정에 있어서는, 500∼1200℃에서 1∼100시간의 조건으로 금속 산화물의 혼합물을 열처리하는 것이 바람직하다. 500℃ 미만 또는 1시간 미만의 열처리 조건에서는, 인듐 화합물이나 아연 화합물, 주석 화합물의 열분해가 불충분해지는 경우가 있기 때문이다. 한편, 열처리 조건이 1200℃를 초과하는 경우 또는 100시간을 초과하는 경우에는, 입자의 조대화가 일어나는 경우가 있기 때문이다.
따라서, 특히 바람직한 것은 800∼1200℃의 온도 범위에서 2∼50시간의 조건으로 열처리(가소)하는 것이다.
한편, 여기서 얻어진 가소물은 하기의 성형 공정 및 소성 공정 전에 분쇄하는 것이 바람직하다.
(3) 성형 공정
성형 공정은, 금속 산화물의 혼합물(상기 가소 공정을 마련한 경우에는 가소물)을 가압 성형하여 성형체로 하는 공정이다. 이 공정에 의해, 타겟으로서 적합한 형상으로 성형한다. 가소 공정을 마련한 경우에는 얻어진 가소물의 미분말을 조립(造粒)한 후, 가압 성형에 의해 원하는 형상으로 성형할 수 있다.
본 공정에서 이용할 수 있는 성형 방법으로서는, 예컨대 금형 성형, 주입 성형, 사출 성형 등도 들 수 있지만, 소결 밀도가 높고 비저항이 작고 균질한 소결체(타겟)를 얻기 위해서는, 냉간 정수압(CIP), 열간 정수압(HIP) 등으로 성형하는 것이 바람직하다. 단순한 프레스 성형(1축 프레스)이면 압력에 불균일이 생겨, 상정 밖의 결정형이 생성되어 버릴 우려가 있다.
또한, 프레스 성형(1축 프레스) 후에 냉간 정수압(CIP), 열간 정수압(HIP) 등을 행하여 2단계 이상의 성형 공정을 마련하면 재현성을 높인다는 점에서 바람직하다.
CIP(냉간 정수압, 또는 정수압 가압 장치)를 이용하는 경우, 면압 800∼3000kgf/cm2에서 0.5∼20분 유지하는 것이 바람직하다. 또한, 면압이 800kgf/cm2 이하이면, 소결 후의 밀도가 높아지지 않거나 또는 저항이 높아질 우려가 있다. 면압이 3000kgf/cm2 이상이면 장치가 지나치게 커져 비경제적으로 될 우려가 있다. 유지 시간이 0.5분 이하이면 소결 후의 밀도가 높아지지 않거나 또는 저항이 높아질 우려가 있다. 20분 이상이면 시간이 너무 걸려 비경제적으로 될 우려가 있다.
한편, 성형 처리에 있어서는, 폴리바이닐 알코올이나 메틸셀룰로스, 폴리왁스, 올레산 등의 성형 조제를 사용할 수 있다.
성형체의 두께는 통상 6mm 이상, 바람직하게는 8mm 이상, 특히 바람직하게는 10mm 이상이다. 6mm 미만이면 소결시에 수축하여 지나치게 얇아지기 때문에 열 전도율의 불균일이 생기며 상정 밖의 결정형이 생성되고, 결정 입경이 지나치게 커질 우려가 있다.
(4) 소결 공정
소결 공정은 상기 성형 공정에서 얻어진 성형체를 소성하는 공정이다.
이 경우의 소결 조건으로서는, 산소 가스 분위기 또는 산소 가스 가압 하에서 행하는 것이 바람직하다. 본 발명에 있어서, 산소 가스 분위기란, 산소를 50% 이상 함유하는 분위기를 말하고, 산소 가스 가압 하란, 산소 가스를 90% 이상(바람직하게는 98% 이상) 함유하는 분위기에서, 바람직하게는 1∼5기압, 더 바람직하게는 2∼4기압으로 가압하는 것을 말한다. 산소 가스를 충분히 함유하지 않는 분위기에서 소결하면, ZnO 등의 승화가 일어나거나, 또한 산화 상태가 불충분한 상태가 되어, 얻어지는 타겟의 밀도를 충분히 향상시킬 수 없고, 스퍼터링시의 이상 방전 발생을 충분히 억제할 수 없게 되는 경우가 있다.
소결은 목적으로 하는 소결체의 결정 구조에 따라서 상기 조건으로 행하면 좋지만, 통상 1100∼1600℃에서 1∼100시간 행한다. 1200∼1490℃가 보다 바람직하고, 1300∼1480℃가 특히 바람직하다. 1600℃ 이상이면, Zn(아연)이 증발하여 조성비가 벗어나고, 타겟의 비저항이 높아지고, 상정 밖의 결정형이 생기며, 소결에 막대한 에너지가 필요하게 되어 비용이 높아지는 등의 우려가 있다. 1100℃ 이하이면, 상대 밀도가 낮아지고, 비저항이 높아지고, 소결에 시간이 걸려 비용이 높아지는 등의 우려가 있다.
또한, 소성시의 강온 속도(냉각 속도)는 통상 4℃/분 이하, 바람직하게는 2℃/분 이하, 보다 바람직하게는 1℃/분 이하, 더 바람직하게는 0.8℃/분 이하, 특히 바람직하게는 0.5℃/분 이하이다. 4℃/분 이하이면 본 발명의 결정형이 얻어지기 쉽다. 또한, 강온시에 균열이 발생하기 어렵다.
또한, 승온 도중에 한번 승온을 멈추고 유지 온도로 유지하여, 2단계 이상으로 소결을 행하여도 좋다.
(5) 환원 공정
환원 공정은, 상기 소결 공정에서 얻어진 소결체의 벌크 저항을 타겟 전체로서 저감하기 위해 환원 처리를 행하는, 필요에 따라 마련되는 공정이다.
본 공정에서 적용할 수 있는 환원 방법으로서는, 예컨대 환원성 가스에 의한 방법이나 진공 소성 또는 불활성 가스에 의한 환원 등을 들 수 있다.
환원성 가스에 의한 환원 처리의 경우, 수소, 메테인, 일산화탄소나, 이들 가스와 산소의 혼합 가스 등을 이용할 수 있다.
불활성 가스 중에서의 소성에 의한 환원 처리의 경우, 질소, 아르곤이나, 이들 가스와 산소의 혼합 가스 등을 이용할 수 있다.
본 발명에서는, 환원 처리(아르곤이나 질소 등의 불활성 가스 분위기, 수소 분위기, 또는 진공이나 저압에서의 열처리)는 행하지 않는 것이 바람직하다. 환원 처리를 행하면, 표면부와 심부의 저항치 차이를 발생시키거나 증폭시킬 우려가 있다.
한편, 본 발명의 타겟은 환원 처리를 행하지 않더라도 비저항이 낮기 때문에, 통상은 환원 처리는 불필요하다.
(6) 가공 공정
가공 공정은, 상기와 같이 하여 소결하여 얻어진 소결체를, 추가로 스퍼터링 장치에의 장착에 적합한 형상으로 절삭 가공하고, 또한 백킹 플레이트(backing plate) 등의 장착용 지그를 부착하기 위한, 필요에 따라 마련되는 공정이다.
연삭 전의 소결체의 두께는 5.5mm 이상이 바람직하고, 6mm 이상이 보다 바람직하며, 8mm 이상이 특히 바람직하다. 연삭은 통상 편면 0.2mm 이상, 바람직하게는 0.5mm 이상, 더 바람직하게는 2mm 이상이다. 두께가 두꺼운 소결체를 제작하여 충분히 연삭함으로써 균질한 타겟을 제작할 수 있다는 장접이 있다.
산화물 소결체를 스퍼터링 타겟 소재로 하기 위해서는, 상기 소결체를 예컨대, 평면 연삭반으로 연삭하여 표면 조도 Ra가 5㎛ 이하인 소재로 한다. 여기서, 추가로 스퍼터링 타겟의 스퍼터링면에 경면 가공을 실시하여 평균 표면 조도 Ra를 1000옹스트롬 이하로 하여도 좋다. 이 경면 가공(연마)은 기계적인 연마, 화학 연마, 기계화학 연마(기계적인 연마와 화학 연마의 병용) 등의 이미 알려져 있는 연마 기술을 이용할 수 있다. 예컨대, 고정 지립 폴리셔(fixed abrasive polisher)(폴리싱액: 물)로 #2000 이상으로 폴리싱하거나, 또는 유리 지립 랩(free abrasive lap)(연마재: SiC 페이스트 등)에 의해 래핑(lapping)한 후, 연마재를 다이아몬드 페이스트로 바꿔 래핑함으로써 얻을 수 있다. 이러한 연마 방법에는 특별히 제한은 없다. 타겟의 두께는 통상 2∼20mm, 바람직하게는 3∼12mm, 특히 바람직하게는 4∼6mm이다. 또한, 표면은 200∼10,000번의 다이아몬드 숫돌에 의해 마무리를 행하는 것이 바람직하고, 400∼5,000번의 다이아몬드 숫돌에 의해 마무리를 행하는 것이 특히 바람직하다. 200번보다 작거나 또는 10,000번보다 큰 다이아몬드 숫돌을 사용하면 타겟이 깨지기 쉬어질 우려가 있다. 타겟의 표면 조도 Ra가 0.5㎛ 이하이고, 방향성이 없는 연삭면을 갖추고 있는 것이 바람직하다. Ra가 0.5㎛보다 크거나 연마면에 방향성이 있으면, 이상 방전이 일어나거나 파티클이 발생할 우려가 있다.
상기와 같이 하여 타겟 소재를 백킹 플레이트에 본딩함으로써 스퍼터링 타겟을 얻는다. 또한, 복수의 타겟 소재를 하나의 백킹 플레이트에 부착하여 실질적으로 하나의 타겟으로 하여도 좋다.
다음으로, 청정 처리에는 에어 블로잉(air blowing) 또는 유수(running water) 세정 등을 사용할 수 있다. 에어 블로잉으로 이물질을 제거할 때에는, 노즐의 맞은편에서 집진기로 흡기를 행하면 보다 유효하게 제거할 수 있다. 한편, 이상의 에어 블로잉이나 유수 세정으로는 한계가 있기 때문에, 추가로 초음파 세정 등을 행할 수도 있다. 이 초음파 세정은 주파수 25∼300KHz 사이에서 다중 발진시켜 실시하는 방법이 유효하다. 예컨대 주파수 25∼300KHz 사이에서, 25KHz마다 12종류의 주파수를 다중 발진시켜 초음파 세정을 행하는 것이 좋다.
본 발명의 타겟을 이용하여 제작된 산화물 반도체막은 박막 트랜지스터의 반도체층(채널층)으로서 유용하다. 얻어지는 박막 트랜지스터는 이동도가 높고, S값이 낮고, 광전류가 작다는 등의 우수한 TFT 특성을 나타낸다.
본 발명의 반도체 소자의 제조 방법은 상기 본 발명의 스퍼터링 타겟을 이용하여 산화물막을 성막하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 타겟을 이용하여 제작된 산화물막은 홀 이동도가 높고, 반도체로서 이용하는 데 적합한 캐리어 밀도를 나타낸다.
본 발명의 반도체 소자의 제조 방법에 의해 제조된 반도체 소자는 특히 박막 트랜지스터로서 유용하다.
실시예
실시예 1
(1) 타겟의 제작
하기 조건으로 타겟을 제작했다.
(a) 원료
In2O3, 순도 4N, 아시아물성재료사제
Ga2O3, 순도 4N, 아시아물성재료사제
ZnO, 순도 4N, 고순도화학사제
(b) 혼합: 볼 밀로 24시간 혼합했다.
(c) 조립: 자연 건조
(d) 성형:
프레스 성형, 면압 400kgf/cm2, 1분 유지
CIP(정수압 가압 장치), 면압 2000kgf/cm2, 1분 유지
(e) 소결: 전기로
승온 속도 1℃/분
소결 온도 1400℃
소결 시간 20시간
소결 분위기 대기
(f) 후처리: 환원 조건 하에서의 열처리는 행하지 않았다.
(g) 가공: 두께 6mm의 소결체를 두께 5mm로 연삭·연마했다.
한편, 상하면·측변을 다이아몬드 커터로 절단하고, 표면을 평면 연삭반으로 연삭하여, 표면 조도 Ra가 5㎛ 이하인 타겟 소재로 했다.
(h) 얻어진 타겟용 소결체의 표면을 에어 블로잉하고, 추가로 3분간 초음파 세정을 행한 후, 인듐 땜납에 의해 무산소 구리제 백킹 플레이트에 본딩하여 타겟으로 했다. 타겟의 표면 조도 Ra는 0.5㎛ 이하이고, 방향성이 없는 연삭면을 갖추고 있었다.
(2) 타겟용 소결체의 평가
얻어진 타겟용 소결체의 평가는 하기 방법으로 행했다.
(a) 원소 조성비(원자비)
유도 플라즈마 발광 분석 장치(ICP-AES)에 의해 측정했다.
(b) 비저항
저항률계(미쓰비시화학(주)제, 로레스타)를 사용해서 4탐침법(JIS R 1637)에 기초하여 측정하고, 10개소의 평균치를 비저항치로 했다.
(c) 상대 밀도(%)
원료 분말의 밀도로부터 계산한 이론 밀도와 아르키메데스법으로 측정한 소결체의 밀도로부터 하기 계산식에 의해 산출했다.
상대 밀도(%)=(아르키메데스법으로 측정한 밀도)÷(이론 밀도)×100
(d) X선 회절 측정(XRD)
타겟용 소결체의 표면을 하기 조건으로 직접 측정하여 결정형을 결정했다.
·장치: (주)리가쿠제 Ultima-III
·X선: Cu-Kα선(파장 1.5406Å, 그래파이트 모노크로메이터에 의해 단색화)
·2θ-θ 반사법, 연속 스캔(1.0°/분)
·샘플링 간격: 0.02°
슬릿 DS, SS:2/3°, RS: 0.6mm
(e) 전자 프로브 마이크로 애널라이저(EPMA의 측정)
타겟 표면 부분을 잘라내어 하기 조건으로 측정했다.
장치명: 일본전자주식회사 JXA-8200
측정 조건
가속 전압: 15kV
조사 전류: 50nA
조사 시간(1점당): 50mS
(f) 외관(색 얼룩)
북창 차광 하, 50cm 떨어진 장소에서 소결체를 육안으로 봐서 하기로 분류했다.
A: 색 얼룩이 거의 없음
B: 색 얼룩이 약간 있음
C: 색 얼룩이 있음
한편, 소결체에 색 얼룩이 있는 경우, 예컨대 타겟의 사용시에 그 상태의 판단이 어려워질 우려가 있다.
EPMA에 의한 관측에서, 타겟은 길이 15㎛ 이상의 In 풍부 조직의 연결 구조를 갖고 있었다.
또한, 산소 결손량을, 탄소 분말 중에서 가열시켜 생성되는 이산화탄소의 양을 적외 흡수 스펙트럼으로 측정함으로써 산출했다. 산소 결손량은 8×10-3이었다.
또한, XRD로부터 구한 In2O3의 빅스바이트 구조의 격자 상수는, 격자 상수 a=10.074였다.
실시예 1에서 얻어진 타겟 표면의 X선 회절 측정(Cukα선)에 의해 얻어진 차트를 도 8에 나타낸다.
(3) 성막 평가
(A) 성막 속도의 안정성(변동)
1000시간 연속 방전(성막) 전후의 성막 속도를 비교했다.
변동이 5% 미만인 것을 A, 5% 이상 10% 미만인 것을 B, 10% 이상인 것을 C로 평가했다.
성막 속도(스퍼터링 레이트)는, 촉침식 표면 형상 측정기((주)고사카연구소 ET3000)로 측정한 막 두께를 성막 시간으로 나눔으로써 구했다.
(B) 타겟의 성막 특성
(a) 이상 방전
96시간 연속 성막으로 발생한 이상 방전 횟수를 측정했다.
이상 방전 횟수 5회 미만을 A, 5회 이상 20 미만을 B, 20회 이상을 C로 평가했다.
(b) 노듈(노듈 발생 밀도)
이하와 같이 평가했다.
96시간 연속 성막 후의 스퍼터링 타겟의 사진으로부터 노듈로 피복된 면적을 계산하고, 이하의 식으로 발생 밀도를 계산했다.
노듈 발생 밀도=노듈 발생 면적÷스퍼터링 타겟 면적
그 결과, 노듈이 적은 쪽으로부터 순서대로
10-2 이내: A, 10-1 이내: B, 10-1 초과: C
로 하여 3단계로 평가했다.
(c) 타겟과 박막의 조성비의 비교
스퍼터링으로 제작한 박막을 이용하여 타겟과 박막의 조성비의 차이를 평가했다. 박막의 조성비는 ICP 분석법으로 분석하여 구했다. 타겟과 박막의 조성비는 거의 동일했다(박막의 각 원소의 조성비가 타겟의 각 원소의 조성비의 ±2% 이내였다).
(4) TFT의 제작
완성된 스퍼터링 타겟을 이용하여 도 1에 나타내는 채널 스토퍼형 박막 트랜지스터(1)를 제작하고, 평가했다.
기판은 열산화막 부착 실리콘 기판(10)을 이용했다. 실리콘 기판을 게이트 전극(12), 열산화막(100nm)을 게이트 절연막(14)으로 했다.
계속해서, RF 스퍼터링법에 의해, 상기 (1)에서 제작한 타겟을 사용하여 성막한 후, 습식 에칭으로 두께 25nm의 반도체막(채널층)(20)을 형성했다. 그 후, 대기 중 300℃에서 60분간 열처리했다.
본 실시예에서는, 투입 RF 파워는 200W로 했다. 성막시의 분위기는 전압0.5Pa이고, 그 때의 가스 유량비는 Ar:O2=97:3이었다. 또한, 기판 온도는 50℃였다.
두께 5nm의 Mo, 두께 50nm의 Al 및 두께 5nm의 Mo를 이 순서로 적층하여, 포토리소그래피법(리프트 오프법)에 의해 소스 전극(30) 및 드레인 전극(32)을 형성했다.
그 후, 대기 중 300℃에서 60분간 열처리하여, 채널 길이가 40㎛이고 채널 폭이 40㎛인 채널 스토퍼형 박막 트랜지스터(1)를 제작했다.
(5) TFT의 평가
박막 트랜지스터의 평가는 이하와 같이 실시했다.
(a) 이동도(전계 효과 이동도(μ)) 및 S값(V/decade)
반도체 파라미터 애널라이저(키슬리 4200)를 이용하여 실온, 차광 환경 하에서 측정했다.
(b) 광전류의 평가
광 조사 하와 차광 환경 하의 측정을 비교하여, 역치 전압(Vth)의 변동이 2V 이내인 것을 A, 2V를 초과하는 것을 B로 하여 2단계로 평가했다.
타겟과 TFT의 제작 조건, 평가 결과를 표 1-1에 나타낸다.
실시예 2∼9 및 비교예 1∼4
표 1-1 또는 표 1-2의 조성·조건으로 한 것 이외는 실시예 1과 마찬가지로 타겟 및 TFT를 제작·평가했다. 결과를 표 1-1 및 표 1-2에 나타낸다.
실시예 10
ZnO 분말 및 Ga2O3 분말을 Zn과 Ga의 원자비가 1:2가 되는 비율로 혼합하여 가소한 후, 분쇄한 원료 분말 및 In2O3 원료 분말을 이용하여 성형체를 성형했다. 성형체는 ZnGa2O4로 표시되는 결정형을 포함하고 있었다(X선 회절로 해석하여 확인했다). 이 성형체를 이용하고, 표 1-1에 나타내는 조성·조건으로 한 것 이외는, 실시예 1과 마찬가지로 타겟 및 TFT를 제작·평가했다. 결과를 표 1-1에 나타낸다.
실시예 2, 3 및 6에서 얻어진 타겟 표면의 X선 회절 측정(Cukα선)에 의해 얻어진 차트를 도 9∼11에 나타낸다.
실시예 1 및 2에서 제작한 산화물 소결체의 EPMA에 의한 In, Ga, Zn, O의 분산 MAP를 나타내는 현미경 사진을 도 12 및 도 13에 나타냈다. 실시예 4에서 제작한 산화물 소결체의 EPMA에 의한 현미경 사진을 도 2∼5에 나타냈다.
또한, 표 1-1 및 표 1-2 중의 X선 회절에 있어서의 결정형과 JCPDS 카드 No.의 대응 관계를 표 2에 나타낸다. 표 1-1 및 표 1-2 중의 X선 회절에 있어서의 「-」은 XRD 패턴을 확인할 수 없었던 것을 나타낸다.
[표 1-1]
Figure pat00001
[표 1-2]
Figure pat00002
[표 2]
Figure pat00003
본 발명의 스퍼터링 타겟은 비저항이 낮기 때문에 환원 처리를 필요로 하지 않아, 비용을 저감할 수 있다.
본 발명의 스퍼터링 타겟은 산화물 반도체막 형성용 타겟으로서 유용하다.
본 발명에 의하면, 우수한 성막성을 갖는 스퍼터링 타겟, 특히 산화물 반도체막 형성용 스퍼터링 타겟을 제공할 수 있다.
상기에 본 발명의 실시형태 및/또는 실시예를 몇 가지 상세하게 설명했지만, 당업자는 본 발명의 신규한 교시 및 효과로부터 실질적으로 벗어나는 일 없이 이들 예시인 실시형태 및/또는 실시예에 많은 변경을 가하는 것이 용이하다. 따라서, 이들 많은 변경은 본 발명의 범위에 포함된다.
이 명세서에 기재된 문헌의 내용을 모두 여기에 원용한다.

Claims (13)

  1. In, Ga 및 Zn을 포함하고, 주위보다도 In의 함유량이 많은 조직과 주위보다도 Ga 및 Zn의 함유량이 많은 조직을 갖추고 있는 산화물 소결체로 이루어지는 스퍼터링 타겟.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 In의 함유량이 많은 조직의 산소 함유량이 주위의 조직보다도 적은 스퍼터링 타겟.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 In의 함유량이 많은 조직이 15㎛ 이상의 연결 구조를 갖고 있는 스퍼터링 타겟.
  4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 산화물 소결체가 In2O3로 표시되는 빅스바이트 구조와 InGaZnO4로 표시되는 호모로거스 구조를 포함하는 스퍼터링 타겟.
  5. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 산화물 소결체가 In2O3로 표시되는 빅스바이트 구조와 ZnGa2O4로 표시되는 스피넬 구조를 포함하는 스퍼터링 타겟.
  6. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 산화물 소결체가 In2O3로 표시되는 빅스바이트 구조와 In1 .5Ga0 .5Zn2O5로 표시되는 호모로거스 구조를 포함하는 스퍼터링 타겟.
  7. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 산화물 소결체의 In, Ga 및 Zn의 원자비가 하기 식을 만족하는 스퍼터링 타겟.
    0.20≤In/(In+Ga+Zn)≤0.70
    0.01≤Ga/(In+Ga+Zn)≤0.50
    0.05≤Zn/(In+Ga+Zn)≤0.60
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 산화물 소결체의 In, Ga 및 Zn의 원자비가 하기 식을 만족하는 스퍼터링 타겟.
    Ga/(In+Ga+Zn)≤0.45
    0.10≤Zn/(In+Ga+Zn)≤0.40
    In/(In+Ga)<0.60
  9. 제 7 항에 있어서,
    상기 산화물 소결체의 In, Ga 및 Zn의 원자비가 하기 식을 만족하는 스퍼터링 타겟.
    In/(In+Ga+Zn)≤0.65
    0.10≤Ga/(In+Ga+Zn)
    0.10≤Zn/(In+Ga+Zn)
    0.60≤In/(In+Ga)
    0.51≤In/(In+Zn)
  10. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 산화물 소결체가, 추가로 하기 식을 만족하는 원자비로 Sn을 함유하는 스퍼터링 타겟.
    0.0001<Sn/(In+Ga+Zn+Sn)<0.10
  11. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    실질적으로 In, Ga, Zn 및 O만을 함유하는 스퍼터링 타겟.
  12. ZnGa2O4로 표시되는 스피넬 구조를 가지는 산화물을 포함하는 성형체를 소결하는 공정을 포함하는, 제 5 항에 기재된 스퍼터링 타겟의 제조 방법.
  13. 제 1 항 또는 제 2 항에 기재된 스퍼터링 타겟을 이용하여 산화물막을 성막하는 공정을 포함하는, 반도체 소자의 제조 방법.
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Families Citing this family (29)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5625907B2 (ja) * 2008-07-15 2014-11-19 東ソー株式会社 複合酸化物焼結体、複合酸化物焼結体の製造方法、スパッタリングターゲット及び薄膜の製造方法
JP4875135B2 (ja) 2009-11-18 2012-02-15 出光興産株式会社 Ｉｎ−Ｇａ−Ｚｎ−Ｏ系スパッタリングターゲット
JP5591523B2 (ja) * 2009-11-19 2014-09-17 出光興産株式会社 長期成膜時の安定性に優れたＩｎ−Ｇａ−Ｚｎ−Ｏ系酸化物焼結体スパッタリングターゲット
JP5206716B2 (ja) * 2010-03-23 2013-06-12 住友電気工業株式会社 Ｉｎ−Ｇａ−Ｚｎ系複合酸化物焼結体およびその製造方法
JP2012236729A (ja) * 2011-05-10 2012-12-06 Idemitsu Kosan Co Ltd Ｉｎ−Ｇａ−Ｚｎ系酸化物及びその製造方法
JP5705642B2 (ja) * 2011-05-10 2015-04-22 出光興産株式会社 Ｉｎ−Ｇａ−Ｚｎ系酸化物スパッタリングターゲット及びその製造方法
JP5301021B2 (ja) * 2011-09-06 2013-09-25 出光興産株式会社 スパッタリングターゲット
JP6143423B2 (ja) 2012-04-16 2017-06-07 株式会社半導体エネルギー研究所 半導体装置の製造方法
JP6068232B2 (ja) * 2012-05-30 2017-01-25 株式会社神戸製鋼所 薄膜トランジスタの半導体層用酸化物、薄膜トランジスタ、表示装置およびスパッタリングターゲット
KR101973873B1 (ko) * 2013-03-29 2019-04-29 제이엑스금속주식회사 Igzo 스퍼터링 타깃 및 igzo 막
JP6224338B2 (ja) * 2013-04-11 2017-11-01 株式会社半導体エネルギー研究所 半導体装置、表示装置及び半導体装置の作製方法
JP2015030858A (ja) * 2013-07-31 2015-02-16 株式会社アルバック スパッタリングターゲットの製造方法
WO2015118724A1 (ja) * 2014-02-07 2015-08-13 リンテック株式会社 透明導電性積層体、透明導電性積層体の製造方法、および透明導電性積層体を用いてなる電子デバイス
CN104867981B (zh) * 2014-02-21 2020-04-21 株式会社半导体能源研究所 半导体膜、晶体管、半导体装置、显示装置以及电子设备
JP6387823B2 (ja) * 2014-02-27 2018-09-12 住友金属鉱山株式会社 酸化物焼結体、スパッタリング用ターゲット、及びそれを用いて得られる酸化物半導体薄膜
JP6358083B2 (ja) * 2014-02-27 2018-07-18 住友金属鉱山株式会社 酸化物焼結体、スパッタリング用ターゲット、及びそれを用いて得られる酸化物半導体薄膜
KR101644767B1 (ko) 2014-03-28 2016-08-01 제이엑스금속주식회사 산화물 소결체 및 그 산화물 소결체로 이루어지는 스퍼터링 타깃
JP6166207B2 (ja) * 2014-03-28 2017-07-19 出光興産株式会社 酸化物焼結体及びスパッタリングターゲット
KR101932369B1 (ko) * 2015-02-27 2018-12-24 제이엑스금속주식회사 산화물 소결체 및 그 산화물 소결체로 이루어지는 스퍼터링 타깃
KR101932371B1 (ko) * 2015-03-23 2018-12-24 제이엑스금속주식회사 산화물 소결체 및 그 산화물 소결체로 이루어지는 스퍼터링 타깃
WO2017037564A1 (en) * 2015-08-28 2017-03-09 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Oxide semiconductor, transistor, and semiconductor device
JP6254308B2 (ja) * 2016-04-19 2017-12-27 株式会社コベルコ科研 酸化物焼結体およびスパッタリングターゲット、並びにそれらの製造方法
WO2017212363A1 (en) * 2016-06-06 2017-12-14 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Sputtering apparatus, sputtering target, and method for forming semiconductor film with the sputtering apparatus
CN109072417B (zh) * 2017-03-31 2020-06-16 Ｊｘ金属株式会社 溅镀靶及其制造方法
JP6364561B1 (ja) * 2017-05-18 2018-07-25 株式会社コベルコ科研 酸化物焼結体およびスパッタリングターゲット
JP6364562B1 (ja) * 2017-05-19 2018-07-25 株式会社コベルコ科研 酸化物焼結体およびスパッタリングターゲット
CN111312852B (zh) * 2019-11-26 2020-10-20 中国科学院上海微系统与信息技术研究所 氧化镓半导体结构、日盲光电探测器及制备方法
TWI799766B (zh) * 2020-12-16 2023-04-21 進化光學有限公司 使用濺鍍技術製作半導體薄膜之方法
KR20220170469A (ko) * 2021-06-23 2022-12-30 케이브이머티리얼즈 주식회사 산화물 반도체 스퍼터링용 타겟 및 이를 이용한 박막 트랜지스터 제조방법

Family Cites Families (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3644647B2 (ja) 1995-04-25 2005-05-11 Ｈｏｙａ株式会社 導電性酸化物およびそれを用いた電極
KR101024177B1 (ko) * 2001-08-02 2011-03-22 이데미쓰 고산 가부시키가이샤 스퍼터링 타겟, 투명 전도막 및 이들의 제조방법
US20040222089A1 (en) 2001-09-27 2004-11-11 Kazuyoshi Inoue Sputtering target and transparent electroconductive film
DE60329638D1 (de) * 2002-08-02 2009-11-19 Idemitsu Kosan Co Sputtertarget, Sinterkörper, unter deren Verwendung gebildeter leitfähiger Film, organische EL-Vorrichtung und für diesen verwendetes Substrat
JP4098345B2 (ja) * 2005-06-28 2008-06-11 日鉱金属株式会社 酸化ガリウム−酸化亜鉛系スパッタリングターゲット、透明導電膜の形成方法及び透明導電膜
CN100549219C (zh) * 2005-06-28 2009-10-14 日矿金属株式会社 氧化镓-氧化锌系溅射靶、透明导电膜的形成方法及透明导电膜
JP4761868B2 (ja) * 2005-07-27 2011-08-31 出光興産株式会社 スパッタリングターゲット、その製造方法及び透明導電膜
JP5058469B2 (ja) 2005-09-06 2012-10-24 キヤノン株式会社 スパッタリングターゲットおよび該ターゲットを用いた薄膜の形成方法
JP5205696B2 (ja) 2006-02-24 2013-06-05 住友金属鉱山株式会社 酸化ガリウム系焼結体およびその製造方法
JP5127183B2 (ja) 2006-08-23 2013-01-23 キヤノン株式会社 アモルファス酸化物半導体膜を用いた薄膜トランジスタの製造方法
JP4231967B2 (ja) * 2006-10-06 2009-03-04 住友金属鉱山株式会社 酸化物焼結体、その製造方法、透明導電膜、およびそれを用いて得られる太陽電池
JP5237558B2 (ja) * 2007-01-05 2013-07-17 出光興産株式会社 スパッタリングターゲット及び酸化物半導体膜
CN102212787B (zh) 2006-12-13 2016-01-20 出光兴产株式会社 溅射靶及氧化物半导体膜
JP5143410B2 (ja) * 2006-12-13 2013-02-13 出光興産株式会社 スパッタリングターゲットの製造方法
JP5522889B2 (ja) * 2007-05-11 2014-06-18 出光興産株式会社 Ｉｎ−Ｇａ−Ｚｎ−Ｓｎ系酸化物焼結体、及び物理成膜用ターゲット
KR101518091B1 (ko) 2007-12-13 2015-05-06 이데미쓰 고산 가부시키가이샤 산화물 반도체를 이용한 전계 효과형 트랜지스터 및 그 제조방법
KR20130080063A (ko) 2008-06-06 2013-07-11 이데미쓰 고산 가부시키가이샤 산화물 박막용 스퍼터링 타겟 및 그의 제조 방법
JP2010047829A (ja) * 2008-08-20 2010-03-04 Toyoshima Seisakusho:Kk スパッタリングターゲットおよびその製造方法
WO2010070832A1 (ja) * 2008-12-15 2010-06-24 出光興産株式会社 複合酸化物焼結体及びそれからなるスパッタリングターゲット
JP4875135B2 (ja) 2009-11-18 2012-02-15 出光興産株式会社 Ｉｎ−Ｇａ−Ｚｎ−Ｏ系スパッタリングターゲット

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CN102362004A (zh) 2012-02-22
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