(57)【要約】      （修正有）【課題】誘電率が高く優れた絶縁性を持つ絶縁性酸化物膜を形成可能であり、かつ、粉化しにくい絶縁性酸化物膜用スパッタリングターゲットを提供する。【解決手段】ランタン酸化物と、ベリリウム酸化物、マグネシウム酸化物、カルシウム酸化物、ストロンチウム酸化物及びバリウム酸化物の少なくともいずれかとを含む焼結体からなる絶縁性酸化物膜用スパッタリングターゲットであって、焼結体に含まれる酸素以外の元素の中でランタンのモル比率が最も高い。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
ランタン酸化物と、ベリリウム酸化物、マグネシウム酸化物、カルシウム酸化物、ストロンチウム酸化物、及びバリウム酸化物の少なくともいずれかとを含む焼結体からなる絶縁性酸化物膜用スパッタリングターゲットであって、
前記焼結体に含まれる酸素以外の元素の中でランタンのモル比率が最も高いことを特徴とする絶縁性酸化物膜用スパッタリングターゲット。
【請求項２】
前記焼結体が、更にアルミニウム酸化物、チタン酸化物、ジルコニウム酸化物、ハフニウム酸化物、ニオブ酸化物、及びタンタル酸化物の少なくともいずれかを含む請求項１に記載の絶縁性酸化物膜用スパッタリングターゲット。
【請求項３】
前記焼結体に含まれる酸素以外の元素の総モル数に対するランタンのモル数の割合が９５％以下である請求項１から２のいずれかに記載の絶縁性酸化物膜用スパッタリングターゲット。
【請求項４】
前記焼結体に含まれる酸素以外の元素の総モル数に対するランタンのモル数の割合が４０％以上である請求項１から３のいずれかに記載の絶縁性酸化物膜用スパッタリングターゲット。
【請求項５】
絶縁性酸化物膜の形成方法であって、
請求項１から４のいずれかに記載の絶縁性酸化物膜用スパッタリングターゲットを用いたスパッタリング法により絶縁性酸化物膜を形成することを特徴とする絶縁性酸化物膜の形成方法。
【請求項６】
前記絶縁性酸化物膜用スパッタリングターゲットを真空チャンバー内に配置し、酸素の流量比が０％＜Ｏ２／（Ａｒ＋Ｏ２）≦９０％である酸素及びアルゴンを含むスパッタガスを前記真空チャンバー内に導入し、前記スパッタガスのプラズマで前記絶縁性酸化物膜用スパッタリングターゲットをスパッタすることで、絶縁性酸化物膜を形成する請求項５に記載の絶縁性酸化物膜の形成方法。
【請求項７】
ゲート絶縁膜を備える電界効果型トランジスタの製造方法であって、
請求項５から６のいずれかに記載の絶縁性酸化物膜の形成方法により絶縁性酸化物膜からなる前記ゲート絶縁膜を形成するゲート絶縁膜形成工程を含むことを特徴とする電界効果型トランジスタの製造方法。
【請求項８】
前記電界効果型トランジスタが、半導体層を備え、
前記電界効果型トランジスタの製造方法が、酸化物半導体からなる前記半導体層をスパッタリング法により形成する半導体層形成工程を含み、
前記ゲート絶縁膜形成工程において、前記ゲート絶縁膜が、前記半導体層上に形成され、
前記半導体層形成工程の後、前記半導体層が大気に触れることなく前記ゲート絶縁膜形成工程が行われる請求項７に記載の電界効果型トランジスタの製造方法。
【請求項９】
前記電界効果型トランジスタが、半導体層を備え、
前記電界効果型トランジスタの製造方法が、前記ゲート絶縁膜上に酸化物半導体からなる前記半導体層をスパッタリング法により形成する半導体層形成工程を含み、
前記ゲート絶縁膜形成工程の後、前記ゲート絶縁膜が大気に触れることなく前記半導体層形成工程が行われる請求項７に記載の電界効果型トランジスタの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、絶縁性酸化物膜用スパッタリングターゲット、絶縁性酸化物膜の形成方法、及び電界効果型トランジスタの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶ディスプレイ（Ｌｉｑｕｉｄ  Ｃｒｙｓｔａｌ  Ｄｉｓｐｌａｙ：ＬＣＤ）、有機ＥＬ（エレクトロルミネッセンス）ディスプレイ（ＯＬＥＤ）、電子ペーパー等の平面薄型ディスプレイ（Ｆｌａｔ  Ｐａｎｅｌ  Ｄｉｓｐｌａｙ：ＦＰＤ）は、非晶質シリコンや多結晶シリコンを活性層に用いた薄膜トランジスタ（Ｔｈｉｎ  Ｆｉｌｍ  Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ：ＴＦＴ）を含む駆動回路により駆動されている。そして、ＦＰＤは、さらなる大型化、高精細化、高速駆動性が求められており、それに伴って、要求されるトランジスタの特性も年々高まっている。
【０００３】
トランジスタの半導体層に使われる材料としては、非晶質シリコン（ａ−Ｓｉ）、多結晶シリコン（特に低温ポリシリコン：Ｌｏｗ−Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ  Ｐｏｌｙ  Ｓｉｌｉｃｏｎ：ＬＴＰＳ）、Ｉｎ−Ｇａ−Ｚｎ−Ｏ（ＩＧＺＯ）系を代表とする酸化物半導体が挙げられる。中でも酸化物半導体は、ａ−Ｓｉよりも１桁以上大きな電界効果移動度を示すことから画面の大型化・高速駆動化に対応でき、またスパッタによる室温成膜が可能で複雑な工程のＬＴＰＳよりも低コスト化が期待できることから、近年活発に開発が進められている。
【０００４】
トランジスタのゲート絶縁層としては、化学気相蒸着法（ＣＶＤ）で成膜されたＳｉＯ２もしくはＳｉＯＮが工業的に用いられている。
【０００５】
近年、トランジスタの更なる高集積化やディスプレイの低消費電力化の要求に応えるため、トランジスタのゲート絶縁層としてＳｉＯ２より格段に高い比誘電率を有する所謂Ｈｉｇｈ−ｋ絶縁膜を用いる技術が提案されている。
【０００６】
例えば、特許文献１に、アルカリ土類金属の中から選ばれた１または２種類以上の元素と、Ｇａ、Ｓｃ、Ｙ、及びＣｅを除くランタノイドの中から選ばれた１または２種類以上の元素とを含むアモルファス複合金属酸化物絶縁膜が提案されている。しかし、この酸化物絶縁膜を低コストで汎用性の高いスパッタプロセスによって形成する方法については詳細が開示されていない。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、誘電率が高く優れた絶縁性を持つ絶縁性酸化物膜を形成可能であり、かつ粉化しにくい絶縁性酸化物膜用スパッタリングターゲットを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記課題を解決するための手段としては、以下の通りである。
ランタン酸化物と、ベリリウム酸化物、マグネシウム酸化物、カルシウム酸化物、ストロンチウム酸化物、及びバリウム酸化物の少なくともいずれかとを含む焼結体からなる絶縁性酸化物膜用スパッタリングターゲットであって、
前記焼結体に含まれる酸素以外の元素の中でランタンのモル比率が最も高いことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によると、誘電率が高く優れた絶縁性を持つ絶縁性酸化物膜を形成可能であり、かつ粉化しにくい絶縁性酸化物膜用スパッタリングターゲットを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】図１は、トップコンタクト・ボトムゲート型の電界効果型トランジスタの一例を示す概略断面図である。
【図２】図２は、ボトムコンタクト・ボトムゲート型の電界効果型トランジスタの一例を示す概略断面図である。
【図３】図３は、トップコンタクト・トップゲート型の電界効果型トランジスタの一例を示す概略断面図である。
【図４】図４は、ボトムコンタクト・トップゲート型の電界効果型トランジスタの一例を示す概略断面図である。
【図５】図５は、ゲート絶縁膜のスパッタリングターゲットが装着されたスパッタリング装置の縦断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
（絶縁性酸化物膜用スパッタリングターゲット）
本発明の絶縁性酸化物膜用スパッタリングターゲット（以下、「ターゲット」と称することがある）は、焼結体からなる。
前記焼結体は、ランタン酸化物と、ベリリウム酸化物、マグネシウム酸化物、カルシウム酸化物、ストロンチウム酸化物、及びバリウム酸化物の少なくともいずれかとを少なくとも含み、好ましくは、アルミニウム酸化物、チタン酸化物、ジルコニウム酸化物、ハフニウム酸化物、ニオブ酸化物、及びタンタル酸化物の少なくともいずれかを含む。
前記ターゲットにおいては、前記焼結体に含まれる酸素以外の元素の中でランタン（Ｌａ）のモル比率が最も高い。
【００１２】
ランタン酸化物は、誘電率が高く優れた絶縁性を持つことから、トランジスタのゲート絶縁膜に適している。ランタン酸化物の絶縁膜を形成する際には、（ＣＶＤと比べて）低コストで汎用性が高いスパッタリングプロセスで形成できることが求められている。しかし、ランタン酸化物でスパッタリングターゲットを作製すると、ランタン酸化物が空気中の水分を吸って水酸化物を形成し徐々にターゲット表面が粉化し、ターゲットとして使用できなくなってしまう。
本発明者らは、ランタン酸化物に加えて、ベリリウム酸化物、マグネシウム酸化物、カルシウム酸化物、ストロンチウム酸化物、及びバリウム酸化物の少なくともいずれかを焼結体に含有させることにより、粉化の生じないスパッタリングターゲットを形成できることを見出した。また、酸素以外の元素の中でランタンのモル比率を最も高くすることにより、このターゲットで形成される絶縁性酸化物膜を誘電率が高く優れた絶縁性を持つ膜とすることができることを見出した。
【００１３】
＜焼結体＞
前記焼結体は、ランタン酸化物（Ｌａ２Ｏ３）と、ベリリウム酸化物、マグネシウム酸化物、カルシウム酸化物、ストロンチウム酸化物、及びバリウム酸化物の少なくともいずれかとを少なくとも含み、好ましくは、アルミニウム酸化物、チタン酸化物、ジルコニウム酸化物、ハフニウム酸化物、ニオブ酸化物、及びタンタル酸化物の少なくともいずれかを含む。
【００１４】
前記ターゲットにおいては、前記焼結体に含まれる酸素以外の元素の総モル数に対するランタンのモル数の割合が９５％以下であることが好ましい。そうすることにより、ターゲットの表面の粉化をより発生しにくくして、ターゲットのライフタイムをより伸ばすことができる。
【００１５】
前記ターゲットにおいては、前記焼結体に含まれる酸素以外の元素の総モル数に対するランタンのモル数の割合が４０％以上であることが好ましい。そうすることにより、ターゲットにより形成される絶縁性酸化物膜を誘電率がより高く耐圧が高い膜とすることができる。
【００１６】
＜＜ベリリウム酸化物、マグネシウム酸化物、カルシウム酸化物、ストロンチウム酸化物、及びバリウム酸化物の少なくともいずれか＞＞
ベリリウム酸化物、マグネシウム酸化物、カルシウム酸化物、ストロンチウム酸化物、及びバリウム酸化物の少なくともいずれかとしては、例えば、酸化ベリリウム（ＢｅＯ）、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）、酸化カルシウム（ＣａＯ）、酸化ストロンチウム（ＳｒＯ）、酸化バリウム（ＢａＯ）などが挙げられる。
これらは、１種単独で使用してもよいし、２種以上を併用してもよい。
【００１７】
前記ターゲットにおいては、前記焼結体に含まれる酸素以外の元素の総モル数に対するベリリウム（Ｂｅ）、マグネシウム（Ｍｇ）、カルシウム（Ｃａ）、ストロンチウム（Ｓｒ）、及びバリウム（Ｂａ）の少なくともいずれかのモル数の割合が１％以上４０％以下であることが好ましく、２％以上３０％以下であることがより好ましく、５％以上２０％以下であることが特に好ましい。このような組成とすることにより、吸湿を抑制し焼結体の安定性をより高めることができる。
【００１８】
＜＜アルミニウム酸化物、チタン酸化物、ジルコニウム酸化物、ハフニウム酸化物、ニオブ酸化物、及びタンタル酸化物の少なくともいずれか＞＞
アルミニウム酸化物、チタン酸化物、ジルコニウム酸化物、ハフニウム酸化物、ニオブ酸化物、及びタンタル酸化物の少なくともいずれかとしては、例えば、酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）、酸化チタン（ＴｉＯ２）、酸化ジルコニウム（ＺｒＯ２）、酸化ハフニウム（ＨｆＯ２）、酸化ニオブ（Ｎｂ２Ｏ５）、酸化タンタル（Ｔａ２Ｏ５）などが挙げられる。
これらは、１種単独で使用してもよいし、２種以上を併用してもよい。
【００１９】
前記焼結体に、アルミニウム酸化物、チタン酸化物、ジルコニウム酸化物、ハフニウム酸化物、ニオブ酸化物、及びタンタル酸化物の少なくともいずれかを含有させることにより、前記ターゲットにより形成される絶縁性酸化物膜の耐圧性を高めることができる。
【００２０】
前記ターゲットにおいては、前記焼結体に含まれる酸素以外の元素の総モル数に対するアルミニウム（Ａｌ）、チタン（Ｔｉ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、ハフニウム（Ｈｆ）、ニオブ（Ｎｂ）、及びタンタル（Ｔａ）の少なくともいずれかのモル数の割合が１％以上５０％以下であることが好ましく、５％以上４５％以下であることがより好ましく、１０％以上４０％以下であることが特に好ましい。このような組成とすることにより、吸湿を抑制して焼結体の安定性をより高め、且つこのターゲットにより形成される絶縁性酸化物膜の耐圧性をより高めることができる。
【００２１】
前記焼結体の大きさ、形状としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。
【００２２】
前記焼結体の相対密度としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、９０％以上が好ましく、９５％以上がより好ましい。前記相対密度とは、焼結体に含まれる各酸化物の比重から計算した密度を１００％とした時の焼結体の密度を比率で表したものである。前記相対密度が、９０％未満であると、焼結体の強度が下がりもろくなることがある。前記相対密度が、９０％以上であると、より効率の高いスパッタリングプロセスが可能となり、またスパッタリングの際のパーティクルの発生を防げることから質の良い絶縁膜の形成が可能となる。
【００２３】
＜ターゲットの製造方法＞
前記ターゲットの製造方法としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、以下の製造方法が挙げられる。
原料粉末を所望の割合で配合する。原料粉末が酸化物の場合は、原料粉末の混合物をボールミル等で細かくした後、ターゲット状に成形し焼成する。原料粉末が酸化物でない場合は、酸化雰囲気中で加熱合成した後に粉砕し、これをターゲット状に成形して焼成することが好ましい。
焼成は、例えばホットプレス法により、１，３００度から１，６００度の温度で行うことが好ましい。これらの条件は緻密で元素の偏析がない焼結体を形成できるよう適宜設定されるものであり、ここに記載の条件に限られるものではない。
【００２４】
前記原料粉末としては、所定の元素を有する限り特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、酸化物、炭酸塩などが挙げられる。
【００２５】
原料粉末は高純度であることが好ましく、純度９９．９％（３Ｎ）以上が好ましく、９９．９９％（４Ｎ）以上がより好ましく、純度９９．９９９％（５Ｎ）以上が特に好ましい。例えば導電性の不純物が存在すると、このターゲットを用いて形成した絶縁性酸化物膜においてリークが発生したり耐圧が悪化したりするためである。
【００２６】
（絶縁性酸化物膜の形成方法）
本発明の絶縁性酸化物膜の形成方法においては、本発明の絶縁性酸化物膜用スパッタリングターゲットを用いたスパッタリング法により絶縁性酸化物膜を形成する。
【００２７】
前記絶縁性酸化物膜の形成方法においては、前記絶縁性酸化物膜用スパッタリングターゲットを真空チャンバー内に配置し、酸素の流量比（体積流量比）が０％＜Ｏ２／（Ａｒ＋Ｏ２）≦９０％である酸素及びアルゴン（Ａｒ）を含むスパッタガスを前記真空チャンバー内に導入し、前記スパッタガスのプラズマで前記絶縁性酸化物膜用スパッタリングターゲットをスパッタすることで、前記絶縁性酸化物膜を形成することが好ましい。
酸素の流量比〔体積流量比：Ｏ２／（Ａｒ＋Ｏ２）〕が０％超の前記スパッタガスを用いることで、絶縁性酸化物膜中の酸素が不足して絶縁性が低下することを避けることができる。
酸素の流量比〔体積流量比：Ｏ２／（Ａｒ＋Ｏ２）〕が９０％以下の前記スパッタガスを用いることで、成膜レートが急激に落ち成膜時間が極端に長くなってしまうことを避けることができる。
【００２８】
前記チャンバー内の圧力としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、１．５Ｐａ以下が好ましく、１Ｐａ以下がより好ましく、０．５Ｐａ以下が特に好ましい。これは、圧力が低いほど緻密な密度の高い絶縁性酸化物膜が得られるためである。
【００２９】
前記スパッタリング法におけるその他の条件としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。
【００３０】
形成される前記絶縁性酸化物膜の厚み、大きさ、形状としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。
【００３１】
このようにして形成された絶縁性酸化物膜は、酸化物半導体を半導体層とする電界効果型トランジスタのゲート絶縁膜に用いるのに特に適している。
【００３２】
前記絶縁性酸化物膜の形成方法においては、例えば、スパッタリング装置（芝浦メカトロニクス製  ＣＦＳ−４ＥＰ−ＬＬ）が使用される。
【００３３】
図５は、本発明の一実施形態に係るゲート絶縁膜のスパッタリングターゲット１０が装着されたスパッタリング装置３０の縦断面図である。
【００３４】
図５に示すように、スパッタリング装置３０は、チャンバー３６を備えている。チャンバー３６内の上部には基板ホルダー３２が設けられ、成膜対象となる基板３１が、成膜される面を下方に向けて保持される。チャンバー３６内の底部にはターゲットホルダー３５が設けられ、スパッタリングターゲット１０が、基板３１の被成膜面と対向するよう、スパッタ面を上方に向けて保持される。なお、スパッタリング装置３０内に複数の基板を保持して、これら基板３１を一括処理することもできる。
【００３５】
また、チャンバー３６の一方の面にはガス導入口３４が接続され、ガス導入口３４と対向する他方の面には排気口３３が接続されている。ガス導入口３４には、アルゴン（Ａｒ）ガス等の不活性ガスをチャンバー３６内に供給する図示しないガス供給系が接続されている。排気口３３には、チャンバー３６の雰囲気のガスを排気する図示しないガス排気系が接続されている。
【００３６】
スパッタリング装置３０にて基板３１への成膜を行う際は、Ａｒガス等を真空チャンバ３６内に供給し、スパッタリングターゲット１０にアース接続し、基板３１に正の高電圧が印加されるよう、チャンバー３６に対してＤＣ放電電力を投入する。
【００３７】
これにより、スパッタリングターゲット１０と基板３１との間にプラズマが生成され、プラスのアルゴン（Ａｒ＋）イオンＧが、スパッタリングターゲット１０のスパッタ面に衝突する。Ａｒ＋イオンＧの衝突により、スパッタリングターゲット１０から叩き出されたスパッタ粒子Ｐが基板３１の被成膜面へと堆積されていき、基板３１上には、絶縁膜Ｍが形成される。
【００３８】
（電界効果型トランジスタの製造方法）
本発明の電界効果型トランジスタの製造方法は、ゲート絶縁膜形成工程を少なくとも含み、好ましくは半導体層形成工程を含み、更に必要に応じて、その他の工程を含む。
【００３９】
前記電界効果型トランジスタは、ゲート絶縁膜を少なくとも有し、好ましくは半導体層を有し、更に必要に応じて、ゲート電極、ソース電極、ドレイン電極などのその他の部材を有する。
【００４０】
＜ゲート絶縁膜形成工程＞
前記ゲート絶縁膜形成工程は、本発明の前記絶縁性酸化物膜の形成方法により絶縁性酸化物膜からなる前記ゲート絶縁膜を形成する工程であれば、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。
前記ゲート絶縁膜形成工程において本発明の前記絶縁性酸化物膜の形成方法を用いることで、酸化物半導体である半導体層との間に良好な界面を形成でき、オフ電流が低く高性能な電界効果型トランジスタを得ることができる。
【００４１】
＜半導体層形成工程（その１）＞
前記電界効果型トランジスタの製造方法は、酸化物半導体からなる前記半導体層をスパッタリング法により形成する半導体層形成工程を含むことが好ましい。そうすることにより、半導体層とゲート絶縁膜とが同じスパッタリングプロセスによって形成できる。
更に、前記ゲート絶縁膜形成工程において、前記ゲート絶縁膜が、前記半導体層上に形成され、前記半導体層形成工程の後、前記半導体層が大気に触れることなく前記ゲート絶縁膜形成工程が行われることが好ましい。そうすることにより、先に形成された半導体層を大気に触れさせず続けてゲート絶縁膜を積層するプロセスが可能となる。
このような工程を用いると、半導体層とゲート絶縁膜との間が汚染されたり、ゲート絶縁膜形成前の半導体層表面に酸素や水分が吸着したりすることを防げるため、電界効果型トランジスタの特性をより安定なものとすることができる。
【００４２】
前記スパッタリング法の条件としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。
【００４３】
＜半導体層形成工程（その２）＞
前記電界効果型トランジスタの製造方法は、前記ゲート絶縁膜上に酸化物半導体からなる前記半導体層をスパッタリング法により形成する半導体層形成工程を含むことが好ましい。そうすることにより、ゲート絶縁膜と半導体層とが同じスパッタリングプロセスによって形成できる。
更に、前記ゲート絶縁膜形成工程の後、前記ゲート絶縁膜が大気に触れることなく前記半導体層形成工程が行われることが好ましい。そうすることにより、先に形成されたゲート絶縁膜を大気に触れさせず続けて半導体層を積層するプロセスが可能となる。
このような工程を用いると、ゲート絶縁膜と半導体層との間が汚染されたり、半導体層形成前のゲート絶縁膜表面に酸素や水分が吸着したりすることを防げるため、電界効果型トランジスタの特性をより安定なものとすることができる。
【００４４】
前記スパッタリング法の条件としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。
【００４５】
＜＜ゲート電極＞＞
前記ゲート電極は、例えば、前記ゲート絶縁膜と接し、前記ゲート絶縁膜を介して前記半導体層と対向する。
前記ゲート電極としては、前記電界効果型トランジスタにゲート電圧を印加するための電極であれば、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。
前記ゲート電極の材質としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、Ｍｏ、Ｔｉ、Ａｌ、Ａｕ、Ａｇ、Ｃｕ等の金属及びこれらの合金、酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）、アンチモンドープ酸化スズ（ＡＴＯ）等の透明導電性酸化物、ポリエチレンジオキシチオフェン（ＰＥＤＯＴ）、ポリアニリン（ＰＡＮＩ）等の有機導電体などが挙げられる。
【００４６】
−ゲート電極の形成方法−
前記ゲート電極の形成方法としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、（ｉ）スパッタ法、ディップコーティング法等による成膜後、フォトリソグラフィーによってパターニングする方法、（ｉｉ）インクジェット、ナノインプリント、グラビア等の印刷プロセスによって、所望の形状を直接成膜する方法などが挙げられる。
【００４７】
前記ゲート電極の平均膜厚としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、２０ｎｍ〜１μｍが好ましく、５０ｎｍ〜３００ｎｍがより好ましい。
【００４８】
＜＜ソース電極、及びドレイン電極＞＞
前記ソース電極、及び前記ドレイン電極としては、前記電界効果型トランジスタから電流を取り出すための電極であれば、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。
【００４９】
前記ソース電極、及び前記ドレイン電極の材質としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、Ｍｏ、Ａｌ、Ａｕ、Ａｇ、Ｃｕ等の金属及びこれらの合金、酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）、アンチモンドープ酸化スズ（ＡＴＯ）等の透明導電性酸化物、ポリエチレンジオキシチオフェン（ＰＥＤＯＴ）、ポリアニリン（ＰＡＮＩ）等の有機導電体などが挙げられる。
【００５０】
−ソース電極、及びドレイン電極の形成方法−
前記ソース電極、及び前記ドレイン電極の形成方法としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、（ｉ）スパッタ法、ディップコーティング法等による成膜後、フォトリソグラフィーによってパターニングする方法、（ｉｉ）インクジェット、ナノインプリント、グラビア等の印刷プロセスによって、所望の形状を直接成膜する方法などが挙げられる。
【００５１】
前記ソース電極、及び前記ドレイン電極の平均膜厚としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、２０ｎｍ〜１μｍが好ましく、５０ｎｍ〜３００ｎｍがより好ましい。
【００５２】
＜＜半導体層＞＞
前記半導体層は、例えば、前記ソース電極及び前記ドレイン電極に隣接して設けられる。
前記半導体層は、チャネル形成領域、ソース領域、及びドレイン領域を有する。前記ソース領域は、前記ソース電極と接する。前記ドレイン領域は、前記ドレイン電極と接する。前記ソース領域、及び前記ドレイン領域の比抵抗は、前記チャネル形成領域よりも低いことが好ましい。
【００５３】
前記半導体層の材質としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、シリコン半導体、酸化物半導体などが挙げられる。
前記シリコン半導体としては、例えば、非晶質シリコン、多結晶シリコンなどが挙げられる。
前記酸化物半導体としては、例えば、ＩｎＧａ−Ｚｎ−Ｏ、Ｉｎ−Ｚｎ−Ｏ、Ｉｎ−Ｍｇ−Ｏなどが挙げられる。
これらのなかでも、酸化物半導体が好ましい。
【００５４】
−半導体層の形成方法−
前記半導体層形成工程以外の前記半導体層の形成方法としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、パルスレーザーデポジッション（ＰＬＤ）法、化学気相蒸着（ＣＶＤ）法、原子層蒸着（ＡＬＤ）法等の真空プロセスや、ディップコーティング、スピンコート、ダイコート等の溶液プロセスによる成膜後、フォトリソグラフィーによってパターニングする方法、インクジェット、ナノインプリント、グラビア等の印刷法によって、所望の形状を直接成膜する方法などが挙げられる。
【００５５】
前記半導体層の平均膜厚としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、５ｎｍ〜１μｍが好ましく、１０ｎｍ〜０．５μｍがより好ましい。
【００５６】
＜＜ゲート絶縁膜＞＞
前記ゲート絶縁膜は、例えば、前記ゲート電極と前記半導体層との間に設けられる。
前記ゲート絶縁膜は、前記ゲート絶縁膜形成工程により形成される。
【００５７】
前記ゲート絶縁膜の平均膜厚としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、５０ｎｍ〜３μｍが好ましく、１００ｎｍ〜１μｍがより好ましい。
【００５８】
前記電界効果型トランジスタの構造としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、以下のような構造の電界効果型トランジスタなどが挙げられる。
（１）基板と、前記基板上に形成された前記ゲート電極と、前記ゲート電極上に形成された前記ゲート絶縁膜と、前記ゲート絶縁膜上に形成された前記ソース電極及び前記ドレイン電極と、前記ソース電極及び前記ドレイン電極の間に形成された半導体層とを有する電界効果型トランジスタ。
（２）基板と、前記基板上に形成された前記ソース電極及び前記ドレイン電極と、前記ソース電極と前記ドレイン電極との間に形成された前記半導体層と、前記ソース電極、前記ドレイン電極、及び前記半導体層上に形成された前記ゲート絶縁膜と、前記ゲート絶縁膜上に形成された前記ゲート電極とを有する電界効果型トランジスタ。
【００５９】
前記（１）の構造の電界効果型トランジスタとしては、例えば、トップコンタクト・ボトムゲート型（図１）、ボトムコンタクト・ボトムゲート型（図２）などが挙げられる。
前記（２）の構造の電界効果型トランジスタとしては、例えば、トップコンタクト・トップゲート型（図３）、ボトムコンタクト・トップゲート型（図４）などが挙げられる。
ここで、図１〜図４において、符号２１は基板、２２は半導体層、２３はソース電極、２４はドレイン電極、２５はゲート絶縁膜、２６はゲート電極をそれぞれ表す。
【実施例】
【００６０】
以下、本発明の実施例について説明するが、本発明は下記実施例に何ら限定されるものではない。
【００６１】
（比較例１〜２、実施例１〜９）
＜ターゲットの作製＞
原料粉末を表１のモル比率となるよう測り取って混合し、これをボールミルで細かくした後、１５００℃、３００ｋｇｆ／ｃｍ２の条件で２時間ホットプレスして焼結体を形成した。この焼結体を機械加工し、Ｃｕのバッキングプレートにボンディングしてスパッタリングターゲットを得た。
このターゲットを２２±２℃、４５±１０％ＲＨの大気中に一週間放置し、その後表面が粉化しているかどうかを目視により確認した。結果を表１に示す。
【００６２】
＜絶縁性酸化物膜の誘電率の計測＞
無アルカリガラス基板上に、下部電極としてＡｌを１００ｎｍマスク蒸着した。その上に、上記で作製した表１に記載のスパッタリングターゲットを用い、ＲＦマグネトロンスパッタ法で絶縁性酸化物膜を１００ｎｍ成膜した。スパッタ中はプロセスガスとしてアルゴンと酸素をチャンバーに導入し、酸素流量比は２０％、スパッタ圧力は０．２５Ｐａとした。更に、上部電極としてＡｌを１００ｎｍマスク蒸着した。これによって形成されたキャパシタ構造を用い、絶縁膜の比誘電率εを計測した。１ＭＨｚにおける比誘電率の値を表１に示す。
なお、比較例１の酸化ランタンスパッタリングターゲットは、作製直後に表面が粉化してしまい、正常な放電ができず絶縁膜を形成することができなかった。
【００６３】
【表１】
2020096179.tif 000002
【００６４】
比較例２では、焼結体に含まれる酸素以外の元素の中でＬａのモル比率が最も高いという条件を満たさないために、比誘電率が小さくかつ耐圧性が低い結果となった。
【００６５】
本発明の態様は、例えば、以下のとおりである。
＜１＞  ランタン酸化物と、ベリリウム酸化物、マグネシウム酸化物、カルシウム酸化物、ストロンチウム酸化物、及びバリウム酸化物の少なくともいずれかとを含む焼結体からなる絶縁性酸化物膜用スパッタリングターゲットであって、
前記焼結体に含まれる酸素以外の元素の中でランタンのモル比率が最も高いことを特徴とする絶縁性酸化物膜用スパッタリングターゲットである。
＜２＞  前記焼結体が、更にアルミニウム酸化物、チタン酸化物、ジルコニウム酸化物、ハフニウム酸化物、ニオブ酸化物、及びタンタル酸化物の少なくともいずれかを含む前記＜１＞に記載の絶縁性酸化物膜用スパッタリングターゲットである。
＜３＞  前記焼結体に含まれる酸素以外の元素の総モル数に対するランタンのモル数の割合が９５％以下である前記＜１＞から＜２＞のいずれかに記載の絶縁性酸化物膜用スパッタリングターゲットである。
＜４＞  前記焼結体に含まれる酸素以外の元素の総モル数に対するランタンのモル数の割合が４０％以上である前記＜１＞から＜３＞のいずれかに記載の絶縁性酸化物膜用スパッタリングターゲットである。
＜５＞  絶縁性酸化物膜の形成方法であって、
前記＜１＞から＜４＞のいずれかに記載の絶縁性酸化物膜用スパッタリングターゲットを用いたスパッタリング法により絶縁性酸化物膜を形成することを特徴とする絶縁性酸化物膜の形成方法である。
＜６＞  前記絶縁性酸化物膜用スパッタリングターゲットを真空チャンバー内に配置し、酸素の流量比が０％＜Ｏ２／（Ａｒ＋Ｏ２）≦９０％である酸素及びアルゴンを含むスパッタガスを前記真空チャンバー内に導入し、前記スパッタガスのプラズマで前記絶縁性酸化物膜用スパッタリングターゲットをスパッタすることで、絶縁性酸化物膜を形成する前記＜５＞に記載の絶縁性酸化物膜の形成方法である。
＜７＞  ゲート絶縁膜を備える電界効果型トランジスタの製造方法であって、
前記＜５＞から＜６＞のいずれかに記載の絶縁性酸化物膜の形成方法により絶縁性酸化物膜からなる前記ゲート絶縁膜を形成するゲート絶縁膜形成工程を含むことを特徴とする電界効果型トランジスタの製造方法である。
＜８＞  前記電界効果型トランジスタが、半導体層を備え、
前記電界効果型トランジスタの製造方法が、酸化物半導体からなる前記半導体層をスパッタリング法により形成する半導体層形成工程を含み、
前記ゲート絶縁膜形成工程において、前記ゲート絶縁膜が、前記半導体層上に形成され、
前記半導体層形成工程の後、前記半導体層が大気に触れることなく前記ゲート絶縁膜形成工程が行われる前記＜７＞に記載の電界効果型トランジスタの製造方法である。
＜９＞  前記電界効果型トランジスタが、半導体層を備え、
前記電界効果型トランジスタの製造方法が、前記ゲート絶縁膜上に酸化物半導体からなる前記半導体層をスパッタリング法により形成する半導体層形成工程を含み、
前記ゲート絶縁膜形成工程の後、前記ゲート絶縁膜が大気に触れることなく前記半導体層形成工程が行われる前記＜７＞に記載の電界効果型トランジスタの製造方法である。
【００６６】
＜１＞から＜４＞の絶縁性酸化物膜用スパッタリングターゲットによれば、誘電率が高く優れた絶縁性を持つ絶縁性酸化物膜を形成可能であり、かつ粉化しにくい絶縁性酸化物膜用スパッタリングターゲットを提供できる。
＜５＞から＜６＞の絶縁性酸化物膜の形成方法によれば、誘電率が高く優れた絶縁性を持つ絶縁性酸化物膜を形成できる絶縁性酸化物膜の形成方法を提供できる。
＜７＞から＜９＞の電界効果型トランジスタの製造方法によれば、誘電率が高く優れた絶縁性を持つ絶縁性酸化物膜をゲート絶縁膜として有する電界効果型トランジスタの製造方法を提供できる。
【符号の説明】
【００６７】
２１    基板
２２    ゲート電極
２３    ゲート絶縁膜
２４    ソース電極
２５    ドレイン電極
２６    半導体層
【先行技術文献】
【特許文献】
【００６８】
【特許文献１】特開２０１１−１５１３７０号公報
【図１】
2020096179.tif 000003
【図２】
2020096179.tif 000004
【図３】
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【図４】
2020096179.tif 000006
【図５】
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