(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
インジウム（Ｉｎ）、ガリウム（Ｇａ）、亜鉛（Ｚｎ）、酸素（Ｏ）及び不可避的不純物からなる酸化物焼結体であって、Ｉｎ、Ｇａ及びＺｎの原子比でＩｎ：Ｇａ：Ｚｎ＝１：１：１からなるＩＧＺＯ（１１１）相と、ＩＧＺＯ（１１１）相よりもＺｎを多く含むＩＧＺＯ相とを備え、ＩＧＺＯ（１１１）相よりもＺｎを多く含むＩＧＺＯ相が面積比率で１〜１０％であり、該酸化物焼結体のＩｎ、Ｇａ及びＺｎの原子数比が、Ｉｎ：Ｇａ：Ｚｎ＝１：１：（１．０２〜１．１０）からなることを特徴とする酸化物焼結体。
【請求項２】
平均粒径が２０μｍ以下であることを特徴とする請求項１に記載の酸化物焼結体。
【請求項３】
バルク抵抗が３０ｍΩｃｍ以下であることを特徴とする請求項１又は２に記載の酸化物焼結体。
【請求項４】
焼結体密度が６．３ｇ／ｃｍ３以上であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の酸化物焼結体。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか一項に記載の酸化物焼結体からなるスパッタリングターゲット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インジウム（Ｉｎ）、ガリウム（Ｇａ）、亜鉛（Ｚｎ）、酸素（Ｏ）、及び不可避的不純物からなる酸化物（「ＩＧＺＯ」と一般的に称呼されている。必要に応じて、この「ＩＧＺＯ」を用いて説明する）に関し、特に、ＩＧＺＯ焼結体及び該酸化物焼結体からなるスパッタリングターゲットに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ＦＰＤ（フラットパネルディスプレイ）において、そのバックプレーンのＴＦＴ（薄膜トランジスタ）に、α−Ｓｉ（アモルファスシリコン）が用いられてきた。しかし、α−Ｓｉでは十分な電子移動度が得られず、近年では、α−Ｓｉよりも電子移動度が高いＩｎ−Ｇａ−Ｚｎ−Ｏ系酸化物（ＩＧＺＯ）を用いたＴＦＴの研究開発が行われている。そして、ＩＧＺＯ−ＴＦＴを用いた次世代高機能フラットパネルディスプレイが一部実用化され、注目を集めている。【０００３】
ＩＧＺＯ膜は、主として、ＩＧＺＯ焼結体から作製されるターゲットをスパッタリングして成膜される。ＩＧＺＯスパッタリングターゲットとして、例えば、特許文献１には、Ｉｎ、Ｇａ及びＺｎを含み、周囲よりもＩｎの含有量が多い組織を生成させることで、高温での還元処理を行わなくても、比抵抗の低いターゲットを作製することができることが開示されている。また、特許文献２には、Ｉｎ、Ｇａ、Ｚｎを所定の比率で含み、二種以上のホモロガス結晶が共存していることにより、スパッタリングが安定し、パーティクルの発生が低減できることが開示されている。【０００４】
ところで、このようなＩＧＺＯ膜をＴＦＴの活性層として用いる場合、膜の電気的特性に影響を及ぼす要因のひとつに膜中の酸素欠陥の量がある。この酸素欠陥量を制御するためにスパッタ成膜時にアルゴン等の不活性ガスに加えて酸素ガスを導入することが一般に行われている。酸素のスパッタリング効率はアルゴンよりも低く、スパッタ時に酸素ガスを導入するとスパッタされる原子の量が減少して、成膜レートが低下する。ＩＧＺＯ膜のスパッタ成膜においては、膜のキャリア濃度を所望の値に制御するためには多くの酸素を導入する必要があるため、成膜レートが低下して生産性が低下するという問題があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１１−１０５９９５号公報
【特許文献２】特許第５２８８１４１号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、所望のキャリア濃度を有する膜を得るために必要なスパッタ時の酸素濃度を低減することが可能なＩＧＺＯ酸化物焼結体を提供することを課題とする。該焼結体からなるスパッタリングターゲットは、スパッタリングレートを高めることができ、生産性を格段に向上させることができる。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の課題を解決するために、本発明者らは鋭意研究を行った結果、ＩＧＺＯ焼結体においてＺｎ（亜鉛）の含有量を増やすことで、膜のキャリア濃度を低下させることができ、その結果、スパッタ時の酸素濃度を低減することができるとの知見を得た。本発明者らは上記の知見に基づき、下記の発明を提供する。
１）インジウム（Ｉｎ）、ガリウム（Ｇａ）、亜鉛（Ｚｎ）、酸素（Ｏ）及び不可避的不純物からなる酸化物焼結体であって、Ｉｎ、Ｇａ及びＺｎの原子比でＩｎ：Ｇａ：Ｚｎ＝１：１：１からなるＩＧＺＯ（１１１）相と、ＩＧＺＯ（１１１）相よりもＺｎを多く含むＩＧＺＯ相とを備え、ＩＧＺＯ（１１１）相よりもＺｎを多く含むＩＧＺＯ相が面積比率で１〜１０％であり、該酸化物焼結体のＩｎ、Ｇａ及びＺｎの原子数比が、Ｉｎ：Ｇａ：Ｚｎ＝１：１：（１．０２〜１．１０）からなることを特徴とする酸化物焼結体。
２）平均粒径が２０μｍ以下であることを特徴とする上記１）記載の酸化物焼結体。
３）バルク抵抗が３０ｍΩｃｍ以下であることを特徴とする上記１）又は２）のいずれか一記載の酸化物焼結体。
４）焼結体密度が６．３ｇ／ｃｍ３以上であることを特徴とする上記１）〜３）のいずれか一記載の酸化物焼結体。
５）上記１）〜４）のいずれか一に記載の酸化物焼結体から作製されるスパッタリングターゲット。
【発明の効果】
【０００８】
本発明は、インジウム（Ｉｎ）、ガリウム（Ｇａ）、亜鉛（Ｚｎ）、酸素（Ｏ）、及び不可避的不純物からなるＩＧＺＯ系の酸化物焼結体において、Ｚｎを多く含むＩＧＺＯ相を備えることにより、所望のキャリア濃度を有する薄膜を形成するために必要なスパッタ時の酸素濃度を低減することができるので、スパッタレートを向上することができるという優れた効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】実施例１の酸化物焼結体のＥＰＭＡによる組織画像を示す図である。
【図２】実施例２の酸化物焼結体のＥＰＭＡによる組織画像を示す図である。
【図３】実施例３の酸化物焼結体のＥＰＭＡによる組織画像を示す図である。
【図４】比較例の酸化物焼結体のＥＰＭＡによる組織画像を示す図である。
【図５】成膜雰囲気中の酸素濃度と成膜レートとの関係を示す図である。
【図６】成膜雰囲気中の酸素濃度と薄膜のキャリア濃度との関係を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
本発明の酸化物焼結体は、インジウム（Ｉｎ）、ガリウム（Ｇａ）、亜鉛（Ｚｎ）、酸素（Ｏ）及び不可避的不純物からなり、Ｉｎ、Ｇａ及びＺｎの原子比でＩｎ：Ｇａ：Ｚｎ＝１：１：１からなるＩＧＺＯ（１１１）相と、ＩＧＺＯ（１１１）相よりもＺｎを多く含むＩＧＺＯ相とを備え、ＩＧＺＯ（１１１）相よりもＺｎを多く含むＩＧＺＯ相が面積比率で１〜１０％であることを特徴とする。ＩＧＺＯ（１１１）相よりＺｎを多く含むＩＧＺＯ相（ＺｎリッチＩＧＺＯ相）を備えることで、所望のキャリア濃度を有する膜を得るために必要なスパッタ時の酸素濃度を低減することができるので、スパッタレート（成膜レート）を向上することができる。
【００１１】
Ｚｎを多く含む、ＩＧＺＯ相が存在するＩＧＺＯ焼結体を用いてスパッタ成膜すると、メカニズムは定かでないが、膜のキャリア濃度が低下する。このようなターゲットを用いることにより、所望のキャリア濃度を得るために導入していた酸素ガスの濃度を従来よりも低減することができるので、酸素濃度に起因したスパッタレートの低下を抑えることができる。なお、本発明の酸化物焼結体は、酸素ガス濃度を従来と同等にした場合には、キャリア濃度を低下することができるという効果を有するものであり、スパッタレートの低下が本発明の要件にならないことはいうまでもない。
【００１２】
ＩＧＺＯ（１１１）相よりもＺｎを多く含むＩＧＺＯ相（ＺｎリッチＩＧＺＯ相）は、焼結体において面積比率で１〜１０％とするのが好ましい。ＺｎリッチＩＧＺＯ相の面積比率が１％未満であると、膜のキャリア濃度低下の効果が十分でなく、一方、ＺｎリッチＩＧＺＯ相の面積比率が１０％超であると、スパッタして成膜した膜のキャリア濃度が増加することがある。
【００１３】
また、本発明において、酸化物焼結体のＩｎ、Ｇａ及びＺｎの原子比は、Ｉｎ：Ｇａ：Ｚｎ＝１：１：（１．０２〜１．１０）であることが好ましい。これにより、Ｚｎリッチ相を効率的に生成することができ、膜のキャリア濃度を低下させることができる。Ｚｎの原子比が１．０２未満であると、膜のキャリア濃度の低下の効果が小さくなる。一方、Ｚｎの原子比が１．１０超であると、酸化物焼結体がＩＧＺＯ（１１１）相単相の場合に比べて、膜のキャリア濃度は低いが、キャリア濃度が増加傾向に転じる。したがって、ＩＧＺＯ焼結体のＩｎ、Ｇａ、Ｚｎの原子比は上記数値範囲であることが好ましい。
【００１４】
本発明の酸化物焼結体は、平均粒径が２０μｍ以下であることが好ましい。平均粒径を小さくすることで機械的強度を高めることができる。平均粒径が２０μｍ超であると、機械的強度が低下して、スパッタリング時に過度な電力が投入された場合、スパッタリングターゲット（焼結体）と該ターゲットをボンディングしているバッキングプレートの熱膨張差によって生じる応力により、焼結体に割れが発生する可能性がある。
【００１５】
また、本発明の酸化物焼結体は、バルク抵抗が３０ｍΩｃｍ以下であることが好ましい。バルク抵抗が低いとスパッタ中に異常放電が発生する可能性が低くなり、成膜中の膜に悪影響を及ぼすパーティクルの発生を抑制することができる。一方、バルク抵抗が３０ｍΩｃｍ超であると、ＤＣスパッタが可能な場合であっても、長時間のスパッタ中には異常放電が発生することがあり、場合によってはＤＣでは放電が起こらず、装置的に高コストで、成膜レートも低下するＲＦスパッタを用いざるを得ないことがある。
【００１６】
また、本発明の酸化物焼結体は、焼結体密度が６．３ｇ／ｃｍ３以上であることが好ましい。本発明の酸化物焼結体をスパッタリングターゲットとして使用した場合、焼結体の高密度化は、スパッタ膜の均一性を高め、また、スパッタリングの際にパーティクルの発生を著しく低減することができるという優れた効果を有する。
【００１７】
本発明の酸化物焼結体の製造工程の代表例を示すと、次のようになる。
原料として、酸化インジウム（Ｉｎ２Ｏ３）、酸化ガリウム（Ｇａ２Ｏ３）、及び酸化亜鉛（ＺｎＯ）を用意する。不純物による電気特性への悪影響を避けるため、純度４Ｎ以上の原料を用いることが望ましい。各々の原料を所定の組成比となるように秤量する。なお、これらの原料には不可避的に含有される不純物が含まれる。
【００１８】
次に、酸化物焼結体が所定の組成比となるように、各原料を添加、混合する。このとき混合が不十分であると、ターゲット中の各成分が偏析して、スパッタリング中にアーキング等の異常放電の原因となったり、パーティクル発生の原因となったりするため、混合は十分に行うことが好ましい。さらに、混合粉を微粉砕、造粒することにより、混合粉の成形性及び焼結性を向上させ、高密度の焼結体を得ることができる。混合、粉砕の手段としては、例えば、市販のミキサーやボールミル、ビーズミル等を使用することができ、造粒の手段としては、例えば市販のスプレードライヤーを用いることができる。
【００１９】
次に、混合粉末を金型に充填し、面圧４００〜１０００ｋｇｆ／ｃｍ２、１〜３分保持の条件で一軸プレスして、成型体を得る。面圧４００ｋｇｆ／ｃｍ２未満であると十分な密度の成形体を得ることができない。また、過度な面圧を加えても成形体の密度はある一定の値以上は向上しにくくなること、及び一軸プレスでは原理的に成形体内に密度分布が生じやすく、焼結時の変形や割れの原因となることから、１０００ｋｇｆ／ｃｍ２以上の面圧は生産上特に必要とされない。
【００２０】
次に、この成型体をビニールで２重に真空パックし、圧力１５００〜４０００ｋｇｆ／ｃｍ２、１〜３分保持の条件でＣＩＰ（冷間等方圧加圧法）を施す。圧力１５００ｋｇｆ／ｃｍ２未満であると、十分なＣＩＰの効果を得ることができず、一方４０００ｋｇｆ／ｃｍ２以上の圧力を加えても、成形体の密度はある一定の値以上は向上しにくくなるため、４０００ｋｇｆ／ｃｍ２以上の面圧は生産上特に必要とされない。
【００２１】
次に、成形体を温度１３００〜１５００℃、保持時間５〜２４時間，大気雰囲気又は酸素雰囲気で焼結を行い、焼結体を得る。焼結温度が１３００℃よりも低いと十分な密度の焼結体を得ることができず、焼結温度が１５００℃以上であると焼結体中の結晶粒のサイズが大きくなり過ぎて、焼結体の機械的強度を低下させる恐れがある。また保持時間が５時間未満であると十分な密度の焼結体を得ることができず、保持時間が２４時間より長いと、生産コストの観点から好ましくない。
【００２２】
また成形・焼結工程においては、上述した方法以外にも、ＨＰ（ホットプレス）やＨＩＰ（熱間等方圧加圧法）を用いることができる。以上のようにして得られた焼結体は、研削、研磨などの機械加工によりターゲット形状とすることで、スパッタリングターゲットを作成することができる。
【００２３】
本発明の酸化物半導体膜の作製に際しては、上記のようにして得られたスパッタリングターゲットを、所定の条件でスパッタリングを実施して成膜し、必要に応じて、この膜を所定の温度でアニールすることで、酸化物半導体膜を得ることができる。また、本発明の薄膜トランジスタの作製に際しては、前記酸化物半導体膜を図１に示すようなゲート電極として用いることで、薄膜トランジスタを得ることができる。
【実施例】
【００２４】
以下、実施例および比較例に基づいて説明する。なお、本実施例はあくまで一例であり、この例によって何ら制限されるものではない。すなわち、本発明は特許請求の範囲によってのみ制限されるものであり、本発明に含まれる実施例以外の種々の変形を包含するものである。【００２５】
（実施例１）
Ｉｎ２Ｏ３粉、Ｇａ２Ｏ３粉、ＺｎＯ粉を、焼結体の組成比がＩｎ、Ｇａ及びＺｎの原子比で１．００：１．００：１．０２となるように秤量した後、これらの粉末を湿式で混合・微粉砕し、その後、スプレードライヤーで乾燥・造粒して、混合粉末を得た。次に、この混合粉末を面圧４００〜１０００ｋｇｆ／ｃｍ２で一軸プレスして成形体を得た。次に得られた成形体をビニールで２重に真空パックし、１５００〜４０００ｋｇｆ／ｃｍ２でＣＩＰ成型した後、酸素雰囲気中、温度１４３０℃で２０時間焼結した。【００２６】
このようにして得られたＩＧＺＯ焼結体のＥＰＭＡによる組織写真を図１に示す（図中、白い部分がＺｎリッチＩＧＺＯ相に相当する）。ＥＰＭＡの組織写真から実施例１の焼結体がＩＧＺＯ（１１１）相とＺｎリッチＩＧＺＯ相から構成されていることを確認した。また、組織写真からＺｎリッチＩＧＺＯ相の面積を求め、この組織写真全体の面積との比率からＺｎリッチＩＧＺＯ相の面積比率を算出した。その結果、ＺｎリッチＩＧＺＯ相の面積比率１．７％であった。
また、焼結体の平均粒径は１９．７μｍであり、焼結体密度は６．３ｇ／ｃｍ３と高密度のものが得られた。さらに、バルク抵抗は３０．０ｍΩｃｍと低抵抗のものが得られた。以上の結果を表１に示す。なお、平均粒径はコード法により算出し、焼結体密度はアルキメデス法、バルク抵抗は四探針法により求めた。【００２７】
次に、焼結体を機械加工して、６インチのスパッタリングターゲットに仕上げ、このターゲットを使用してスパッタリングを行った。スパッタ条件は、成膜方法：ＤＣマグネトロンスパッタリング、成膜温度：室温、成膜圧力：０．５Ｐａ（Ｏ２＋Ａｒ）、投入パワー：２．７４Ｗ／ｃｍ２とし、成膜時の酸素濃度を２ｖｏｌ％、６ｖｏｌ％、１０ｖｏｌ％と変えて、それぞれ厚さ約４０００Åの膜を成膜した。【００２８】
段差計による膜厚測定値と成膜時間からそれぞれの酸素濃度における成膜レートを算出した。その結果を表１及び図４に示す。表１に示すとおり、後述する比較例と比べて若干成膜レートが向上していることを確認した。
また、それぞれの膜について、大気中４００℃で１時間アニールし、Ｈａｌｌ効果測定により、キャリア濃度とＨａｌｌ移動度を測定した。その結果を表１及び図６に示す。表１に示すとおり、後述する比較例と比べていずれの酸素濃度においてもキャリア濃度が低下していることを確認した。なお、Ｈａｌｌ効果の測定には、（株）東陽テクニカ製ＲｅｓｉＴｅｓｔ８４００を用いた。【００２９】
【表１】
0005884001.tif 000002
【００３０】
（実施例２）
Ｉｎ２Ｏ３粉、Ｇａ２Ｏ３粉、ＺｎＯ粉を、焼結体の組成比がＩｎ、Ｇａ及びＺｎの原子比で１．００：１．００：１．０５となるように秤量した後、これらの粉末を湿式で混合・微粉砕し、その後、スプレードライヤーで乾燥・造粒して、混合粉末を得た。次に、この混合粉末を面圧４００〜１０００ｋｇｆ／ｃｍ２で一軸プレスして成形体を得た。次に得られた成形体をビニールで２重に真空パックし、１５００〜４０００ｋｇｆ／ｃｍ２でＣＩＰ成型した後、酸素雰囲気中、温度１４３０℃で２０時間焼結した。【００３１】
このようにして得られたＩＧＺＯ焼結体のＥＰＭＡによる組織写真を図２に示す（図中、白い部分がＺｎリッチＩＧＺＯ相に相当する）。ＥＰＭＡの組織写真から実施例２の焼結体がＩＧＺＯ（１１１）相とＺｎリッチＩＧＺＯ相から構成されていることを確認した。また、実施例１と同様の方法で、ＺｎリッチＩＧＺＯ相の面積比率を算出した結果、ＺｎリッチＩＧＺＯ相の面積比率５．２％であった。
また、焼結体の平均粒径は１４．９μｍであり、焼結体密度は６．３ｇ／ｃｍ３と高密度のものが得られた。さらに、バルク抵抗は２３．０ｍΩｃｍと低抵抗のものが得られた。以上の結果を表１に示す。なお、平均粒径、焼結体密度、バルク抵抗の測定には、実施例１と同様の方法を用いた。【００３２】
次に、焼結体を機械加工して、６インチのスパッタリングターゲットに仕上げ、このターゲットを使用してスパッタリングを行った。スパッタ条件は実施例１と同様の条件とした。そして、段差計による膜厚測定値と成膜時間からそれぞれの酸素濃度における成膜レートを算出した。その結果を表１及び図５に示す。表１に示すとおり、後述する比較例と比べて成膜レートが向上していることを確認した。
次に、それぞれの膜について、大気中４００℃で１時間アニールし、Ｈａｌｌ効果測定により、キャリア濃度とＨａｌｌ移動度を測定した。その結果を表１及び図６に示す。表１に示すとおり、後述する比較例と比べていずれの酸素濃度においてもキャリア濃度が低下していることを確認した。【００３３】
（実施例３）
Ｉｎ２Ｏ３粉、Ｇａ２Ｏ３粉、ＺｎＯ粉を、焼結体の組成比がＩｎ、Ｇａ及びＺｎの原子比で１．００：１．００：１．１０となるように秤量した後、これらの粉末を湿式で混合・微粉砕し、その後、スプレードライヤーで乾燥・造粒して、混合粉末を得た。次に、この混合粉末を面圧４００〜１０００ｋｇｆ／ｃｍ２で一軸プレスして成形体を得た。次に得られた成形体をビニールで２重に真空パックし、１５００〜４０００ｋｇｆ／ｃｍ２でＣＩＰ成型した後、酸素雰囲気中、温度１４３０℃で２０時間焼結した。【００３４】
このようにして得られたＩＧＺＯ焼結体のＥＰＭＡによる組織写真を図３に示す（図中、白い部分がＺｎリッチＩＧＺＯ相に相当する）。ＥＰＭＡの組織写真から実施例３の焼結体がＩＧＺＯ（１１１）相とＺｎリッチＩＧＺＯ相から構成されていることを確認した。また、実施例１と同様の方法で、ＺｎリッチＩＧＺＯ相の面積比率を算出した結果、ＺｎリッチＩＧＺＯ相の面積比率９．８％であった。
また、焼結体の平均粒径は８．９μｍであり、焼結体密度は６．３ｇ／ｃｍ３と高密度のものが得られた。さらに、バルク抵抗は２１．０ｍΩｃｍと低抵抗のものが得られた。以上の結果を表１に示す。なお、平均粒径、焼結体密度、バルク抵抗の測定には、実施例１と同様の方法を用いた。【００３５】
次に、焼結体を機械加工して、６インチのスパッタリングターゲットに仕上げ、このターゲットを使用してスパッタリングを行った。スパッタ条件は実施例１と同様の条件とした。そして、段差計による膜厚測定値と成膜時間からそれぞれの酸素濃度における成膜レートを算出した。その結果を表１及び図５に示す。表１に示すとおり、後述する比較例と比べて成膜レートが向上していることを確認した。
次に、それぞれの膜について、大気中４００℃で１時間アニールし、Ｈａｌｌ効果測定により、キャリア濃度とＨａｌｌ移動度を測定した。その結果を表１及び図６に示す。表１に示すとおり、後述する比較例と比べていずれの酸素濃度においてもキャリア濃度が低下していることを確認した。【００３６】
（比較例）
Ｉｎ２Ｏ３粉、Ｇａ２Ｏ３粉、ＺｎＯ粉を、焼結体の組成比がＩｎ、Ｇａ及びＺｎの原子比で１．００：１．００：１．００となるように秤量した後、これらの粉末を湿式で混合・微粉砕し、その後、スプレードライヤーで乾燥・造粒して、混合粉末を得た。次に、この混合粉末を面圧４００〜１０００ｋｇｆ／ｃｍ２で一軸プレスして成形体を得た。次に得られた成形体をビニールで２重に真空パックし、１５００〜４０００ｋｇｆ／ｃｍ２でＣＩＰ成型した後、酸素雰囲気中、温度１４３０℃で２０時間焼結した。
【００３７】
このようにして得られたＩＧＺＯ焼結体のＥＰＭＡによる組織写真を図４に示す（図中、白い部分がＺｎリッチＩＧＺＯ相に相当する）。ＥＰＭＡの組織写真から比較例の焼結体がＩＧＺＯ（１１１）相のみから構成されていることを確認した。
また、焼結体の平均粒径は２４．６μｍであり、焼結体密度は６．３ｇ／ｃｍ３であった。さらに、バルク抵抗は３７．３ｍΩｃｍであった。以上の結果を表１に示す。なお、平均粒径、焼結体密度、バルク抵抗の測定には、実施例１と同様の方法を用いた。【００３８】
次に、焼結体を機械加工して、６インチのスパッタリングターゲットに仕上げ、このターゲットを使用してスパッタリングを行った。スパッタ条件は実施例１と同様の条件とした。そして、段差計による膜厚測定値と成膜時間からそれぞれの酸素濃度における成膜レートを算出した。その結果を表１及び図５に示す。表１に示すとおり、実施例に比べて成膜レートは低い結果となった。次に、それぞれの膜について、大気中４００℃で１時間アニールし、Ｈａｌｌ効果測定により、キャリア濃度とＨａｌｌ移動度を測定した。その結果を表１及び図６に示す。表１に示すとおり、実施例に比べてキャリア濃度が高い結果となった。【００３９】
以上の結果から、実施例のＺｎ組成１．０２、１．０５、１．１０のいずれにおいても、比較例のＺｎ組成１．００に比べてキャリア濃度の低下を確認できた。比較例ではキャリア濃度をあるレベル以下（例えば、１ｅ＋１５ｃｍ−３以下）に下げるには酸素濃度を１０％以上とする必要があるが、実施例１〜３では２％で十分であることが分かる。さらに、同じ酸素濃度で成膜した場合であっても、実施例の方が比較例よりもやや成膜レートが高いため、所望のキャリア濃度（一般的なＴＦＴでは、膜のキャリア濃度は１ｅ＋１５ｃｍ−３前後からそれ以下）の膜を得るために酸素を増やす必要がなく、高い成膜レートを維持することができる。
【産業上の利用可能性】
【００４０】
本発明の酸化物焼結体は、スパッタリングターゲットとすることができ、このスパッタリングターゲットを使用してスパッタ成膜する場合、スパッタリング雰囲気中の酸素濃度を低減することができるので、スパッタレート（成膜レート）を向上することができる。したがって、このようなスパッタリングターゲットを用いることで、酸化物半導体膜及び薄膜トランジスタを、安定的に量産することができるという優れた効果を有する。本発明の酸化物半導体膜は、特にフラットパネルディスプレイやフレキシブルパネルディスプレイなどのバックプレーンにおけるＴＦＴの活性層として有用である。
【要約】インジウム（Ｉｎ）、ガリウム（Ｇａ）、亜鉛（Ｚｎ）、酸素（Ｏ）及び不可避的不純物からなる酸化物焼結体であって、Ｉｎ、Ｇａ及びＺｎの原子比でＩｎ：Ｇａ：Ｚｎ＝１：１：１からなるＩＧＺＯ（１１１）相と、ＩＧＺＯ（１１１）相よりもＺｎを多く含むＩＧＺＯ相とを備え、ＩＧＺＯ（１１１）相よりもＺｎを多く含むＩＧＺＯ相が面積比率で１〜１０％であり、該酸化物焼結体のＩｎ、Ｇａ及びＺｎの原子数比が、Ｉｎ：Ｇａ：Ｚｎ＝１：１：（１．０２〜１．１０）からなることを特徴とする酸化物焼結体。所望のキャリア濃度を有する膜を得るために必要なスパッタ時の酸素濃度を低減することが可能なＩＧＺＯ酸化物焼結体を提供することを課題とする。
【選択図】図１【図１】
0005884001.tif 000003
【図２】
0005884001.tif 000004
【図３】
0005884001.tif 000005
【図４】
0005884001.tif 000006
【図５】
0005884001.tif 000007
【図６】
0005884001.tif 000008