(57)【要約】Ｉｎ、Ｇａ、Ｓｎ及びＺｎを、下記領域（Ａ）及び（Ｂ）に含まれる原子比で含む酸化物焼結体。領域（Ａ）０．３８≦Ｉｎ／（Ｉｎ＋Ｇａ＋Ｓｎ）＜０．７００．０５＜Ｇａ／（Ｉｎ＋Ｇａ＋Ｓｎ）＜０．４００．２０＜Ｓｎ／（Ｉｎ＋Ｇａ＋Ｓｎ）≦０．５００．００≦Ｚｎ／（Ｉｎ＋Ｇａ＋Ｓｎ＋Ｚｎ）＜０．０５領域（Ｂ）０．２５≦Ｉｎ／（Ｉｎ＋Ｇａ＋Ｓｎ）＜０．６９０．２０≦Ｇａ／（Ｉｎ＋Ｇａ＋Ｓｎ）≦０．５５０．１１＜Ｓｎ／（Ｉｎ＋Ｇａ＋Ｓｎ）≦０．２００．００≦Ｚｎ／（Ｉｎ＋Ｇａ＋Ｓｎ＋Ｚｎ）＜０．０５
2013027391.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｉｎ、Ｇａ、Ｓｎ及びＺｎを、下記領域（Ａ）及び（Ｂ）に含まれる原子比で含む酸化物焼結体。
領域（Ａ）
０．３８≦Ｉｎ／（Ｉｎ＋Ｇａ＋Ｓｎ）      ＜０．７０
０．０５＜Ｇａ／（Ｉｎ＋Ｇａ＋Ｓｎ）      ＜０．４０
０．２０＜Ｓｎ／（Ｉｎ＋Ｇａ＋Ｓｎ）      ≦０．５０
０．００≦Ｚｎ／（Ｉｎ＋Ｇａ＋Ｓｎ＋Ｚｎ）＜０．０５
領域（Ｂ）
０．２５≦Ｉｎ／（Ｉｎ＋Ｇａ＋Ｓｎ）      ＜０．６９
０．２０≦Ｇａ／（Ｉｎ＋Ｇａ＋Ｓｎ）      ≦０．５５
０．１１＜Ｓｎ／（Ｉｎ＋Ｇａ＋Ｓｎ）      ≦０．２０
０．００≦Ｚｎ／（Ｉｎ＋Ｇａ＋Ｓｎ＋Ｚｎ）＜０．０５
【請求項２】
Ｉｎ、Ｇａ及びＳｎの原子比が下記式を満たし、不可避的に含まれる不純物以外にＺｎを含まない請求項１に記載の酸化物焼結体。
０．１０＜Ｇａ／（Ｉｎ＋Ｇａ＋Ｓｎ）      ＜０．３０
０．２０＜Ｓｎ／（Ｉｎ＋Ｇａ＋Ｓｎ）      ≦０．３０
【請求項３】
Ｉｎ、Ｇａ及びＳｎの原子比が下記式を満たし、不可避的に含まれる不純物以外にＺｎを含まない請求項１に記載の酸化物焼結体。
０．２０≦Ｇａ／（Ｉｎ＋Ｇａ＋Ｓｎ）      ≦０．３０
【請求項４】
Ｇａ３−ｘＩｎ５＋ｘＳｎ２Ｏ１６（式中、Ｘは０〜１である。）で表される結晶構造の化合物を主成分として含む請求項１〜３のいずれかに記載の酸化物焼結体。
【請求項５】
実質的にＧａ３−ｘＩｎ５＋ｘＳｎ２Ｏ１６（式中、Ｘは０〜１である。）で表される結晶構造の化合物からなる請求項４に記載の酸化物焼結体。
【請求項６】
内部と表面の結晶構造が実質同一である請求項４又は５に記載の酸化物焼結体。
【請求項７】
円筒状の形状を有する請求項１〜６のいずれかに記載の酸化物焼結体。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれかに記載の酸化物焼結体を用いたスパッタリングターゲット。
【請求項９】
請求項８に記載のスパッタリングターゲットを用いて、スパッタリング法で形成して得られる酸化物半導体薄膜。
【請求項１０】
請求項９に記載の酸化物半導体薄膜をチャネル層として含む薄膜トランジスタ。
【請求項１１】
請求項１０に記載の薄膜トランジスタを備えてなる表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、酸化物焼結体、スパッタリングターゲット、酸化物半導体薄膜、薄膜トランジスタ等に関する。
【背景技術】
【０００２】
酸化インジウムを含む非晶質の酸化物膜は可視光透過性を有し、かつ導電体から半導体、絶縁体まで広い電気特性を有するため、透明導電膜や、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）等に用いる半導体膜として着目されている。【０００３】
酸化物膜の成膜方法としては、スパッタリング・ＰＬＤ（パルスレーザーデポジション）・蒸着等の物理的な成膜やゾルゲル法等の化学的な成膜が検討されているが、比較的低温で大面積に均一に成膜できる方法としてスパッタリング法・ＰＬＤ法・電子線ビーム蒸着法等の物理的成膜が中心に検討されている。
物理的成膜法で酸化物薄膜を成膜する際は、均一に、安定して、効率よく、高い成膜速度で成膜するために、酸化物焼結体からなるターゲットを用いることが一般的である。
特に、酸化物焼結体からなるターゲットをスパッタリング法に適用すると、量産性に優れているためフラットディスプレイ等大面積の用途に用いることができる。【０００４】
酸化インジウムと酸化亜鉛を含む種々の酸化物半導体が注目されており、最近では酸化インジウム、酸化ガリウム及び酸化亜鉛からなるターゲットを用いて作製した非晶質酸化物半導体膜を薄膜トランジスタの半導体層として駆動させる方法が検討されている。【０００５】
しかし、酸化亜鉛を大量に含む非晶質酸化物半導体膜は、有機酸系エッチング液（例えば蓚酸エッチング液）でウェットエッチングできるというメリットがある一方、無機酸系ウェットエッチング液（例えばリン酸／硝酸／酢酸の混酸ウェットエッチング液）にも溶けやすく、Ｍｏ（モリブデン）やＡｌ（アルミニウム）等とのウェットエッチングの選択比が小さいという課題があった。
また、酸化亜鉛を含む非晶質酸化物半導体膜は、ドライエッチィングでパターニングする際にエッチング速度が遅いという課題があった。【０００６】
これらの課題を解決するために、酸化インジウム、酸化ガリウム及び酸化亜鉛に酸化錫を加えた酸化物半導体膜、及びそれを作製するためのスパッタリングターゲットが検討されている（特許文献１）。
しかし、このスパッタリングターゲットは管理すべき元素数が多く、製造工程や品質管理が複雑となるという課題があった。
また、Ｓｉ基板等のＳｉ含有層の上に種々の素子を作製する際、亜鉛がＳｉ含有層内に拡散して素子特性が劣化するという問題があり、適用できる素子構成が制限されていた。【０００７】
また、酸化インジウム、酸化ガリウム及び酸化錫からなる酸化物薄膜及びそれを作製するためのターゲットについて検討されている（特許文献２、３）。
しかし、透明導電膜を目指した検討であり、酸化物半導体膜、特に薄膜トランジスタとする検討や適した性状の検討はなされていなかった。また、組成比は薄膜トランジスタの作製に適したものではなかった。【０００８】
また、Ｔ  ｐｈａｓｅと呼ぶ領域でＧａ３−ｘＩｎ５＋ｘＳｎ２Ｏ１６で表される化合物が合成できることが開示されているが（非特許文献１）、この結晶型を主成分としたターゲットの検討や薄膜トランジスタ作製への適用等は行われていなかった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】国際公開第２００８／１３９６５４号パンフレット
【特許文献２】国際公開第２００９／１２８４２４号パンフレット
【特許文献３】特開２０００−７７３５８号公報
【非特許文献】
【００１０】
【非特許文献１】Ｄ．Ｄ．Ｅｄｗａｒｄｓ  ｅｔ．ａｌ．，Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．７０（１３），（１９９７）１７０６
【発明の概要】
【００１１】
本発明は、パターニング工程に適した酸化物半導体膜を作製できる酸化物焼結体を提供することを目的とする。また、本発明は、移動度の高いＴＦＴを作製できる酸化物焼結体を提供することを目的とする。
【００１２】
本発明者は、鋭意研究を重ねた結果、酸化錫を含み、酸化亜鉛の含量が少ない、又は酸化亜鉛を含まない組成（実質的に酸化インジウム、酸化ガリウム、及び酸化錫からなる組成）の酸化物焼結体ターゲットにより、元素数を増加させることなく、無機酸系ウェットエッチング液（例えばリン酸／硝酸／酢酸の混酸ウェットエッチング液）に耐性のある酸化物半導体膜が作製できることを見出した。
また、このターゲットにより、酸化インジウム、酸化ガリウム及び酸化亜鉛からなる半導体膜と同等の特性を示す半導体膜が作製でき、移動度の高い薄膜トランジスタを作製できることを見出した。さらに、酸化錫の組成比を選定することで、ドライエッチングの際の選択比も向上できることを見出した。
【００１３】
本発明者はさらに、Ｇａ３−ｘＩｎ５＋ｘＳｎ２Ｏ１６（式中、Ｘは０〜１である。）で表される結晶構造の化合物を主成分とする焼結体を見出し、Ｇａ３−ｘＩｎ５＋ｘＳｎ２Ｏ１６で表される結晶構造の化合物を主成分とすることで、ターゲットとして適した特性を有する酸化物焼結体を得られ、即ち、この焼結体をターゲットとして薄膜トランジスタを作製すると、移動度の高い薄膜トランジスタが得られることを見出した。
本発明によれば、以下の酸化物焼結体等が提供される。
１．Ｉｎ、Ｇａ、Ｓｎ及びＺｎを、下記領域（Ａ）及び（Ｂ）に含まれる原子比で含む酸化物焼結体。
領域（Ａ）
０．３８≦Ｉｎ／（Ｉｎ＋Ｇａ＋Ｓｎ）      ＜０．７０
０．０５＜Ｇａ／（Ｉｎ＋Ｇａ＋Ｓｎ）      ＜０．４０
０．２０＜Ｓｎ／（Ｉｎ＋Ｇａ＋Ｓｎ）      ≦０．５０
０．００≦Ｚｎ／（Ｉｎ＋Ｇａ＋Ｓｎ＋Ｚｎ）＜０．０５
領域（Ｂ）
０．２５≦Ｉｎ／（Ｉｎ＋Ｇａ＋Ｓｎ）      ＜０．６９
０．２０≦Ｇａ／（Ｉｎ＋Ｇａ＋Ｓｎ）      ≦０．５５
０．１１＜Ｓｎ／（Ｉｎ＋Ｇａ＋Ｓｎ）      ≦０．２０
０．００≦Ｚｎ／（Ｉｎ＋Ｇａ＋Ｓｎ＋Ｚｎ）＜０．０５
２．前記領域（Ａ）において、Ｉｎ、Ｇａ及びＳｎの原子比が下記式を満たし、不可避的に含まれる不純物以外にＺｎを含まない１に記載の酸化物焼結体。
０．１０＜Ｇａ／（Ｉｎ＋Ｇａ＋Ｓｎ）      ＜０．３０
０．２０＜Ｓｎ／（Ｉｎ＋Ｇａ＋Ｓｎ）      ≦０．３０
３．前記領域（Ｂ）において、Ｉｎ、Ｇａ及びＳｎの原子比が下記式を満たし、不可避的に含まれる不純物以外にＺｎを含まない１に記載の酸化物焼結体。
０．２０≦Ｇａ／（Ｉｎ＋Ｇａ＋Ｓｎ）      ≦０．３０
４．Ｇａ３−ｘＩｎ５＋ｘＳｎ２Ｏ１６（式中、Ｘは０〜１である。）で表される結晶構造の化合物を主成分として含む１〜３のいずれかに記載の酸化物焼結体。
５．実質的にＧａ３−ｘＩｎ５＋ｘＳｎ２Ｏ１６（式中、Ｘは０〜１である。）で表される結晶構造の化合物からなる４に記載の酸化物焼結体。
６．内部と表面の結晶構造が実質同一である４又は５に記載の酸化物焼結体。
７．円筒状の形状を有する１〜６のいずれかに記載の酸化物焼結体。
８．１〜７のいずれかに記載の酸化物焼結体を用いたスパッタリングターゲット。
９．８に記載のスパッタリングターゲットを用いて、スパッタリング法で形成して得られる酸化物半導体薄膜。
１０．９に記載の酸化物半導体薄膜をチャネル層として含む薄膜トランジスタ。
１１．１０に記載の薄膜トランジスタを備えてなる表示装置。
【００１４】
本発明によれば、パターニング工程に適した酸化物半導体膜を作製できる酸化物焼結体を提供できる。また、本発明によれば、移動度の高いＴＦＴを作製できる酸化物焼結体を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明のスパッタリングターゲットを用いて作製したＴＦＴの一例の概略断面図である。
【図２】実施例１で作製した焼結体のＸ線回折測定（ＸＲＤ）の結果である。
【図３】実施例２で作製した焼結体のＸＲＤの結果である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
本発明の酸化物焼結体は、インジウム元素（Ｉｎ）、ガリウム元素（Ｇａ）及び錫元素（Ｓｎ）を含み、亜鉛（Ｚｎ）は少量含むか、又は含まない。具体的にはこれら元素の原子比は、下記領域（Ａ）及び領域（Ｂ）から選択される。
領域（Ａ）
０．３８≦Ｉｎ／（Ｉｎ＋Ｇａ＋Ｓｎ）      ＜０．７０      （１）
０．０５＜Ｇａ／（Ｉｎ＋Ｇａ＋Ｓｎ）      ＜０．４０      （２）
０．２０＜Ｓｎ／（Ｉｎ＋Ｇａ＋Ｓｎ）      ≦０．５０      （３）
０．００≦Ｚｎ／（Ｉｎ＋Ｇａ＋Ｓｎ＋Ｚｎ）＜０．０５      （４）
領域（Ｂ）
０．２５≦Ｉｎ／（Ｉｎ＋Ｇａ＋Ｓｎ）      ＜０．６９      （５）
０．２０≦Ｇａ／（Ｉｎ＋Ｇａ＋Ｓｎ）      ≦０．５５      （６）
０．１１＜Ｓｎ／（Ｉｎ＋Ｇａ＋Ｓｎ）      ≦０．２０      （７）
０．００≦Ｚｎ／（Ｉｎ＋Ｇａ＋Ｓｎ＋Ｚｎ）＜０．０５      （８）
【００１７】
領域（Ａ）又は（Ｂ）を満たすことにより、酸化物焼結体の相対密度を高くすることができ、また、色むらが少なく外観が良好な酸化物焼結体とすることができる。
領域（Ａ）を満たす酸化物焼結体を用いることにより、弗酸（無機酸系ウェットエッチング液）耐性の高い酸化物薄膜が得られる。従って、薄膜トランジスタの製造工程の選択肢が広がり、トランジスタ特性が良好な薄膜トランジスタが作製できる。
領域（Ｂ）を満たすことにより、より抵抗の低い酸化物焼結体が得られ、トランジスタ特性の良好な薄膜トランジスタが作製できる。
【００１８】
領域（Ａ）及び（Ｂ）において、Ｉｎ、Ｇａ及びＳｎの原子比が下記式を満たし、不可避的に含まれる不純物以外にＺｎを含まないことが好ましい。
０．１０＜Ｇａ／（Ｉｎ＋Ｇａ＋Ｓｎ）      ＜０．３０
０．２０＜Ｓｎ／（Ｉｎ＋Ｇａ＋Ｓｎ）      ≦０．３０
【００１９】
また、領域（Ａ）及び（Ｂ）において、Ｉｎ、Ｇａ及びＳｎの原子比が下記式を満たし、不可避的に含まれる不純物以外にＺｎを含まないことが好ましい。
０．２０≦Ｇａ／（Ｉｎ＋Ｇａ＋Ｓｎ）      ≦０．３０
【００２０】
領域（Ａ）は、下記式（１’）、（９）及び（１０）が好ましく、さらに、下記式（１’’）、（１１）及び（１２）が好ましく、特に、下記式（１’’’）、（１３）及び（１４）が好ましい。
０．４０≦Ｉｎ／（Ｉｎ＋Ｇａ＋Ｓｎ）      ＜０．７０      （１’）
０．０７＜Ｇａ／（Ｉｎ＋Ｇａ＋Ｓｎ）      ＜０．４０        （９）
０．２０＜Ｓｎ／（Ｉｎ＋Ｇａ＋Ｓｎ）      ≦０．３０      （１０）
０．４１≦Ｉｎ／（Ｉｎ＋Ｇａ＋Ｓｎ）      ＜０．７０      （１’’）
０．１０＜Ｇａ／（Ｉｎ＋Ｇａ＋Ｓｎ）      ＜０．３０      （１１）
０．２０＜Ｓｎ／（Ｉｎ＋Ｇａ＋Ｓｎ）      ≦０．３０      （１２）
０．４１≦Ｉｎ／（Ｉｎ＋Ｇａ＋Ｓｎ）      ＜０．６６      （１’’’）
０．１５＜Ｇａ／（Ｉｎ＋Ｇａ＋Ｓｎ）      ＜０．３０      （１３）
０．２１≦Ｓｎ／（Ｉｎ＋Ｇａ＋Ｓｎ）      ≦０．３０      （１４）
【００２１】
領域（Ｂ）は、下記式（５’）、（１５）及び（７）が好ましく、さらに、下記式（５’’）、（１６）及び（７）が好ましく、特に下記式（５’’’）、（１７）及び（７）が好ましい。
０．３６≦Ｉｎ／（Ｉｎ＋Ｇａ＋Ｓｎ）      ＜０．６９      （５’）
０．２０≦Ｇａ／（Ｉｎ＋Ｇａ＋Ｓｎ）      ＜０．４５      （１５）
０．１１＜Ｓｎ／（Ｉｎ＋Ｇａ＋Ｓｎ）      ≦０．２０      （７）
０．４６≦Ｉｎ／（Ｉｎ＋Ｇａ＋Ｓｎ）      ＜０．６９      （５’’）
０．２０≦Ｇａ／（Ｉｎ＋Ｇａ＋Ｓｎ）      ＜０．３５      （１６）
０．１１＜Ｓｎ／（Ｉｎ＋Ｇａ＋Ｓｎ）      ≦０．２０      （７）
０．５０≦Ｉｎ／（Ｉｎ＋Ｇａ＋Ｓｎ）      ＜０．６９      （５’’’）
０．２０≦Ｇａ／（Ｉｎ＋Ｇａ＋Ｓｎ）      ≦０．３０      （１７）
０．１１＜Ｓｎ／（Ｉｎ＋Ｇａ＋Ｓｎ）      ≦０．２０      （７）
【００２２】
上記範囲内であると、移動度等のトランジスタ特性が良好な薄膜トランジスタを作製できる。
また、上記範囲内の焼結体を用いて作製した酸化物薄膜は、有機酸系エッチング液（例えば蓚酸エッチング液）でウェットエッチングでき、かつ無機酸系ウェットエッチング液（例えばリン酸／硝酸／酢酸の混酸ウェットエッチング液）には溶けにくいため、電極に使用するＭｏ（モリブデン）やＡｌ（アルミニウム）等とのウェットエッチングの選択比を大きくできる。
【００２３】
本発明の酸化物焼結体において、領域（Ａ）及び（Ｂ）におけるＺｎの原子比は、好ましくは下記式（１８）を満たし、より好ましくは下記式（１９）を満たし、さらに好ましくは下記式（２０）を満たし、特に好ましくは不可避的に含まれる不純物以外にＺｎを含まない。
０．００≦Ｚｎ／（Ｉｎ＋Ｇａ＋Ｓｎ＋Ｚｎ）＜０．０５      （１８）
０．００≦Ｚｎ／（Ｉｎ＋Ｇａ＋Ｓｎ＋Ｚｎ）＜０．０１      （１９）
０．００≦Ｚｎ／（Ｉｎ＋Ｇａ＋Ｓｎ＋Ｚｎ）＜０．００１    （２０）
【００２４】
Ｚｎの含有量を少なくすることで、表面と内部の性状（結晶構造・抵抗）の差が少ない（実質同一）焼結体を得ることができる。尚、「実質同一」とは、表層と表層から１ｍｍ研削した内部部分を、それぞれ結晶構造解析及び表面抵抗測定を実施し、結晶構造解析では同一のパターンが得られること、表面抵抗測定では±１０％の測定値に入ることを意味する。
また、焼結体を作製する際、高温で焼結しても表面部分の変質が少なく、その結果、研削厚みを薄くでき、研削せず研磨のみでも表面の性状が安定し得るので、コストダウンが可能となる。
【００２５】
尚、本発明においては、酸化物焼結体に含有される金属元素は、実質的にＩｎ，Ｇａ及びＳｎのみであってもよい。ここで、本願において「実質的」とは、ターゲットとしての効果が上記酸化物焼結体を構成する金属元素の組成に起因すること、又は酸化物焼結体を構成する金属酸化物の９５重量％以上１００重量％以下（好ましくは９８重量％以上１００重量％以下、特に好ましくは９９．９９重量％以上１００．００重量％以下）が上記金属元素の酸化物であることを意味する。
【００２６】
さらに、本発明の酸化物焼結体は、通常入手可能な原料の精製工程上不可避的に含まれている元素やプロセス上不可避的に混入する不純物を含んでいてもよい。上記元素や上記不純物は、全構成成分に対して１０ｐｐｍ以下であることが好ましい。
【００２７】
本発明の酸化物焼結体に含まれる各元素の原子比は、誘導結合プラズマ発光分析装置（ＩＣＰ−ＡＥＳ）により含有元素を定量分析して求めることができる。
【００２８】
具体的に、ＩＣＰ−ＡＥＳを用いた分析では、溶液試料をネブライザーで霧状にして、アルゴンプラズマ（約６０００〜８０００℃）に導入すると、試料中の元素は熱エネルギーを吸収して励起され、軌道電子が基底状態から高いエネルギー準位の軌道に移る。この軌道電子は１０−７〜１０−８秒程度で、より低いエネルギー準位の軌道に移る。この際にエネルギーの差を光として放射し発光する。この光は元素固有の波長（スペクトル線）を示すため、スペクトル線の有無により元素の存在を確認できる（定性分析）。
【００２９】
また、それぞれのスペクトル線の大きさ（発光強度）は試料中の元素数に比例するため、既知濃度の標準液と比較することで試料濃度を求めることができる（定量分析）。
定性分析で含有されている元素を特定後、定量分析で含有量を求め、その結果から各元素の原子比を求める。
【００３０】
本発明の酸化物焼結体は、Ｇａ３−ｘＩｎ５＋ｘＳｎ２Ｏ１６（式中、Ｘは０〜１である。）で表される結晶構造の化合物を含むことが好ましい。
Ｇａ３−ｘＩｎ５＋ｘＳｎ２Ｏ１６で表される結晶構造の化合物としては、Ｇａ２Ｉｎ６Ｓｎ２Ｏ１６やＧａ２．４Ｉｎ５．６Ｓｎ２Ｏ１６等が挙げられるが、Ｇａ３−ｘＩｎ５＋ｘＳｎ２Ｏ１６で表される結晶構造の化合物であれば制限はない。
【００３１】
Ｇａ３−ｘＩｎ５＋ｘＳｎ２Ｏ１６で表される結晶構造の化合物であることは、ＪＣＰＤＳ（Ｊｏｉｎｔ  Ｃｏｍｍｉｔｔｅｅ  ｏｆ  Ｐｏｗｄｅｒ  Ｄｉｆｆｒａｃｔｉｏｎ  Ｓｔａｎｄａｒｄｓ）カードと参照してＧａ２Ｉｎ６Ｓｎ２Ｏ１６（ＪＣＰＤＳカード：５１−０２０５）やＧａ２．４Ｉｎ５．６Ｓｎ２Ｏ１６（ＪＣＰＤＳカード：５１−０２０４）と一致する、又は同一のパターンでピークシフトしていることから判断する。
【００３２】
本発明の酸化物焼結体を後述するＸ線回析で分析すると、好ましくは（１）３０．０〜３２．０°、（２）３５．０〜３７．０°、（３）５１．０〜５３．０°、及び（４）６０．５〜６３．０°の範囲にピークが存在する。
より好ましくは、（１）３０．５〜３１．５°、（２）３５．５〜３６．５°、（３）５１．５〜５２．５°、及び（４）６１．０〜６２．５°の範囲にピークが存在する。
【００３３】
本発明の酸化物焼結体は、上記Ｇａ３−ｘＩｎ５＋ｘＳｎ２Ｏ１６で表される結晶構造の化合物が、主成分又は第二成分であることが望ましく、主成分であることが特に望ましい。
Ｇａ３−ｘＩｎ５＋ｘＳｎ２Ｏ１６で表される結晶構造の化合物を主成分とすると、この酸化物焼結体をターゲットとして作製した薄膜トランジスタは、移動度の高い薄膜トランジスタとすることができる。
主成分又は第二成分であるか否かは、後述するＸ線回析によって得られたピークの高さによって判断する。具体的には、主成分とは最大ピーク強度が最も高いものであり、第二成分とは最大ピーク強度が主成分の次に高いものである。
【００３４】
本発明の酸化物焼結体は、実質的に上記Ｇａ３−ｘＩｎ５＋ｘＳｎ２Ｏ１６で表される結晶構造の化合物からなることが望ましい。「実質的に上記Ｇａ３−ｘＩｎ５＋ｘＳｎ２Ｏ１６で表される結晶構造の化合物からなる」ことは、Ｘ線回析のスペクトルにおいて上記結晶と同定されるピークの面積が、スペクトル全体の面積に対して９０％以上を占める事から判断する。
【００３５】
Ｘ線回折の測定条件は例えば以下の通りである。
装置：（株）リガク製Ｕｌｔｉｍａ−ＩＩＩ
Ｘ線：Ｃｕ−Ｋα線（波長１．５４０６Å、グラファイトモノクロメータにて単色化）
２θ−θ反射法、連続スキャン（１．０°／分）
サンプリング間隔：０．０２°
スリット  ＤＳ、ＳＳ：２／３°、ＲＳ：０．６ｍｍ
【００３６】
尚、結晶構造Ｘ線回折パターンで構造が判断されれば、酸素が過剰であったり不足（酸素欠損）であったりしても構わない。即ち、化学量論比通りでもずれていてもよい。また、酸素欠損を有していることが好ましい。酸素が過剰であるとターゲットとした時抵抗が高くなりすぎるおそれがある。
【００３７】
本発明の酸化物焼結体は、スパッタリングターゲットに好適である。以下、本発明の酸化物焼結体及びスパッタリングターゲットの製造方法について説明する。
本発明のスパッタリングターゲット（酸化物焼結体）は、下記（ａ）〜（ｅ）の工程を含む製法により得ることができる。
（ａ）原料化合物粉末を混合して混合物を調製する工程
（ｂ）上記混合物を成形して平均厚み５．５ｍｍ以上の成形体を調製する工程
（ｃ）上記成形体を１２８０℃以上１５２０℃以下で２時間以上９６時間以下焼結する工程
（ｄ）焼結体の表面を研磨する工程
（ｅ）焼結体をバッキングプレートにボンディングする工程
【００３８】
（１）工程（ａ）：配合工程
配合工程は、スパッタリングターゲットの原料である金属酸化物を混合する必須の工程である。
原料としては、インジウム化合物の粉末、ガリウム化合物の粉末、スズ化合物の粉末及び亜鉛化合物の粉末等の粉末を用いる。インジウムの化合物としては、例えば、酸化インジウム、水酸化インジウム等が挙げられる。錫、ガリウム及び亜鉛の化合物としては、例えば、それぞれの酸化物、水酸化物等が挙げられる。各々の化合物として、焼結のしやすさ、副生成物の残存のし難さから、酸化物が好ましい。
また、原料の純度は、通常２Ｎ（９９質量％）以上、好ましくは３Ｎ（９９．９質量％）以上、特に好ましくは４Ｎ（９９．９９質量％）以上である。純度が２Ｎより低いと耐久性が低下する、液晶ディスプレイに用いた際に液晶側に不純物が入り、焼き付けが起こるおそれがある。
金属酸化物等のターゲットの製造に用いる原料を混合し、通常の混合粉砕機、例えば、湿式ボールミルやビーズミル又は超音波装置を用いて、均一に混合・粉砕することが好ましい。
【００３９】
本発明においては、原料の成形前に仮焼工程を設けてもよい。仮焼工程は、スパッタリングターゲットの原料である化合物の混合物を得た後、この混合物を仮焼する、必要に応じて設けられる工程である。
仮焼により、得られる焼結体の密度を上げることが容易になり好ましいが、コストアップになるおそれがある。そのため、仮焼を行わずに密度を上げることがより好ましい。
【００４０】
仮焼工程においては、原料混合物を５００〜１２００℃で、１〜１００時間熱処理することが好ましい。５００℃未満又は１時間未満の熱処理では、インジウム化合物、ガリウム化合物、錫化合物及び亜鉛化合物の熱分解が不十分となる場合がある。
一方、熱処理条件が１２００℃を超える場合又は１００時間を超える場合には、粒子の粗大化が起こる場合がある。
仮焼は、特に８００〜１２００℃の温度範囲で、２〜５０時間実施することが好ましい。
尚、ここで得られた仮焼物は、下記の成形工程及び焼成工程の前に粉砕することが好ましい。
【００４１】
（２）工程（ｂ）：成形工程
成形工程は、原料混合物（上記仮焼工程を設けた場合には仮焼物）を加圧成形して成形体とする必須の工程である。この工程により、ターゲットとして好適な形状、例えば円筒形状に成形する。円筒形状は、平板形状と比較して利用効率が高いため好ましい。仮焼工程を設けた場合には、得られた仮焼物の微粉末を造粒した後、所望の形状に成形することができる。
成形体の平均厚みは５．５ｍｍ以上が好ましく、６ｍｍ以上がより好ましく、８ｍｍ以上がさらに好ましく、１２ｍｍ以上が特に好ましい。５．５ｍｍ以上だと、膜厚方向の温度勾配が減少し、表面と深部の結晶型の組合せの変動が生じにくくなることが期待できる。
【００４２】
本工程で用いることができる成形処理としては、例えば、プレス成形（一軸プレス）、金型成形、鋳込み成形、射出成形等が挙げられる。焼結密度の高い焼結体（ターゲット）を得るためには、冷間静水圧（ＣＩＰ）等で成形することが好ましい。
また、プレス成形（一軸プレス）後に、冷間静水圧（ＣＩＰ）、熱間静水圧（ＨＩＰ）等で成形する等、２段階以上の成形工程を設けてもよい。
【００４３】
冷間静水圧、又は静水圧加圧装置を用いる場合、面圧３００〜４０００ｋｇｆ／ｃｍ２で０．５〜６０分保持することが好ましく、面圧３５０〜３０００ｋｇｆ／ｃｍ２で２〜３０分保持することがより好ましい。
上記範囲内であると、成形体内部の組成むら等が減り、均一化されることが期待される。面圧が３０ｋｇｆ／ｃｍ２未満であると、焼結後の密度が上がらなかったり、抵抗が高くなるおそれがある。面圧４０００ｋｇｆ／ｃｍ２超であると、装置が大きくなりすぎて不経済となるおそれがある。保持時間が０．５分未満であると焼結後の密度が上がらなかったり、抵抗が高くなるおそれがある。６０分超であると時間が掛かりすぎて不経済となるおそれがある。
尚、成形処理は、ポリビニルアルコールやメチルセルロース、ポリワックス、オレイン酸等の成形助剤を用いてもよい。
【００４４】
（３）工程（ｃ）：焼結工程
焼結工程は、上記成形工程で得られた成形体を焼成する必須の工程である。
焼結条件としては、酸素ガス含有雰囲気、酸素ガス雰囲気又は酸素ガス加圧下で行うことが好ましい。酸素ガスを含有しない雰囲気で焼結すると、得られるターゲットの密度を十分に向上させることができず、スパッタリング時の異常放電の発生を十分に抑制できなくなる場合がある。
【００４５】
焼結温度までの昇温速度は３℃／分以下が好ましく、２．５℃／分以下がより好ましく、１．５℃／分以下が特に好ましい。昇温速度が３℃／分超だと、表面と深部の結晶型の組合せが変動するおそれがある。これは、昇温時にターゲットの厚み方向に温度むら等が生じるためと思われる。
尚、昇温の途中で一度昇温を止め所定の温度で保持し、２段階以上で焼結を行ってもよい。
【００４６】
焼結温度は、１２８０℃以上１５２０℃以下が好ましく、１３００℃以上１５００℃以下がより好ましく、１３２０℃以上１４８０℃以下がより好ましい。
焼結時間は、２時間以上９６時間以下が好ましく、４時間以上４８時間以下がより好ましく、６時間以上２４時間以下が特に好ましい。
【００４７】
冷却時の降温速度は、通常４℃／分以下、好ましくは２℃／分以下、より好ましくは１℃／分以下、さらに好ましくは０．８℃／分以下、特に好ましくは０．５℃／分以下である。４℃／分以下であると本発明の結晶型が得られやすい。また、降温時にクラックが発生しにくい。
【００４８】
本発明においては、上記焼結工程で得られた焼結体のバルク抵抗を全体として低減するために、還元処理工程を設けてもよい。還元方法としては、例えば、還元性ガスによる方法や真空焼成又は不活性ガスによる還元等が挙げられる。
還元性ガスによる還元処理の場合、水素、メタン、一酸化炭素や、これらのガスと酸素との混合ガス等を用いることができる。
不活性ガス中での焼成による還元処理の場合、窒素、アルゴンや、これらのガスと酸素との混合ガス等を用いることができる。
尚、本発明では、還元処理は行わないことが好ましい。還元処理を行うと、表面部と深部の抵抗値の違いを発生、又は増幅させるおそれがある。
【００４９】
（４）工程（ｄ）：研削工程
研削（加工）工程は、上記のようにして焼結して得られた焼結体を、スパッタリング装置への装着に適した形状に切削加工する工程である。本発明では、上記工程（ｃ）で得た焼結体の表面を０．１ｍｍ以上研削してもよい。
研削後、焼結体を研磨して表面の平滑性を向上させてもよい。この研磨（鏡面加工）は機械的な研磨、化学研磨、メカノケミカル研磨（機械的な研磨と化学研磨の併用）等の、すでに知られている研磨技術を用いることができる。
例えば、固定砥粒ポリッシャー（ポリッシュ液：水）で＃２０００以上にポリッシングしたり、又は遊離砥粒ラップ（研磨材：ＳｉＣペースト等）にてラッピング後、研磨材をダイヤモンドペーストに換えてラッピングすることによって得ることができる。このような研磨方法には特に制限はない。
【００５０】
（５）工程（ｅ）：ボンディング工程
研削後の焼結体をバッキングプレートにボンディングする工程である。
尚、研削工程後の酸化物焼結体の清浄処理には、エアーブローや流水洗浄等を使用できる。エアーブローで異物を除去する際には、ノズルの向い側から集塵機で吸気を行なうとより有効に除去できる。尚、エアーブローや流水洗浄では限界があるので、さらに超音波洗浄等を行なうこともできる。この超音波洗浄は周波数２５〜３００ＫＨｚの間で多重発振させて行なう方法が有効である。例えば周波数２５〜３００ＫＨｚの間で、２５ＫＨｚ刻みに１２種類の周波数を多重発振させて超音波洗浄を行なうのがよい。
【００５１】
本発明の酸化物焼結体からなるスパッタリングターゲットは、酸化物焼結体部分の密度が５．５ｇ／ｃｍ３以上が好ましく、６．０ｇ／ｃｍ３以上がより好ましく、６．３ｇ／ｃｍ３以上がさらに好ましく、６．６ｇ／ｃｍ３以上が特に好ましい。
また、酸化物焼結体の相対密度が８５％以上であると好ましい。酸化物焼結体の相対密度が８５％以上であればスパッタリングターゲットとして用いた時、割れやクラックの発生するおそれが少なくなる。また、成膜速度が速くなる。
また、酸化物焼結体内部において、粒径２μｍ以上のガリウム酸化物の凝集部分の数が１０個／８１００μｍ２以下であることが好ましい。
【００５２】
本発明のスパッタリングターゲットを用いて得られた酸化物半導体薄膜は、各種半導体素子に好適に使用できる。特に、薄膜トランジスタの半導体層、酸化物薄膜層等に、中でも半導体層として好適に使用できる。
以下、半導体素子の例として、薄膜トランジスタについて説明する。
【００５３】
薄膜トランジスタの一例として、実施例で作製した薄膜トランジスタの概略断面図を図１に示す。この薄膜トランジスタは、チャネルストッパー型（逆スタガ型薄膜トランジスタ）である。この薄膜トランジスタは、基板１０及びゲート絶縁膜３０の間にゲート電極２０を挟持しており、ゲート絶縁膜３０上にはチャネル層（酸化物半導体）４０が活性層として積層されている。さらに、半導体膜４０の端部付近を覆うようにしてソース電極５０及びドレイン電極５２がそれぞれ設けられている。半導体膜４０、ソース電極５０及びドレイン電極５２で囲まれた部分にエッチングストッパー層（保護膜）６０を形成している。
【００５４】
（１）基板
特に制限はなく、本技術分野で公知のものを使用できる。例えば、ケイ酸アルカリ系ガラス、無アルカリガラス、石英ガラス等のガラス基板、シリコン基板、アクリル、ポリカーボネート、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）等の樹脂基板、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリアミド等の高分子フィルム基材等が使用できる。
【００５５】
（２）半導体層
半導体層は、例えば、本発明のスパッタリングターゲットを使用して薄膜を形成することで作製できる。２種以上の組成の異なるターゲットを用いたコスパッタ法、ＰＬＤ法（パルスレーザーデポジション法）、ゾルゲル法等でも形成することができる。本発明のスパッタリングターゲットを用いることが、工業化が容易であり好ましい。
この場合、半導体層は非晶質膜であることが好ましい。非晶質膜であることにより、絶縁膜や保護層との密着性が改善できる、大面積でも均一なトランジスタ特性が容易に得られることとなる。ここで、半導体層が非晶質膜であるかは、Ｘ線結晶構造解析により確認できる。明確なピークが観測されない場合が非晶質である。尚、非晶質中に微結晶が含まれていても構わない。
【００５６】
（３）半導体層の保護層
薄膜トランジスタは、半導体の保護層を有していてもよい。半導体の保護層を形成する材料は特に制限はない。本発明の効果を失わない範囲で一般に用いられているものを任意に選択できる。例えば、ＳｉＯ２，ＳｉＮｘ，Ａｌ２Ｏ３，Ｔａ２Ｏ５，ＴｉＯ２，ＭｇＯ，ＺｒＯ２，ＣｅＯ２，Ｋ２Ｏ，Ｌｉ２Ｏ，Ｎａ２Ｏ，Ｒｂ２Ｏ，Ｓｃ２Ｏ３，Ｙ２Ｏ３，Ｈｆ２Ｏ３，ＣａＨｆＯ３，ＰｂＴｉ３，ＢａＴａ２Ｏ６，ＳｒＴｉＯ３，ＡｌＮ等を用いることができる。これらのなかでも、ＳｉＯ２，ＳｉＮｘ，Ａｌ２Ｏ３，Ｙ２Ｏ３，Ｈｆ２Ｏ３，ＣａＨｆＯ３を用いるのが好ましく、より好ましくはＳｉＯ２，ＳｉＮｘ，Ｙ２Ｏ３，Ｈｆ２Ｏ３，ＣａＨｆＯ３であり、特に好ましくはＳｉＯ２，Ｙ２Ｏ３，Ｈｆ２Ｏ３，ＣａＨｆＯ３等の酸化物である。これらの酸化物の酸素数は、必ずしも化学量論比と一致していなくともよい（例えば、ＳｉＯ２でもＳｉＯｘでもよい）。また、ＳｉＮｘは水素元素を含んでいてもよい。
このような保護膜は、異なる２層以上の絶縁膜を積層した構造でもよい。
【００５７】
（４）ゲート絶縁膜
ゲート絶縁膜を形成する材料にも特に制限はなく、一般に用いられているものを任意に選択できる。例えば、ＳｉＯ２，ＳｉＮｘ，Ａｌ２Ｏ３，Ｔａ２Ｏ５，ＴｉＯ２，ＭｇＯ，ＺｒＯ２，ＣｅＯ２，Ｋ２Ｏ，Ｌｉ２Ｏ，Ｎａ２Ｏ，Ｒｂ２Ｏ，Ｓｃ２Ｏ３，Ｙ２Ｏ３，Ｈｆ２Ｏ３，ＣａＨｆＯ３，ＰｂＴｉ３，ＢａＴａ２Ｏ６，ＳｒＴｉＯ３，ＡｌＮ等を用いることができる。これらのなかでも、ＳｉＯ２，ＳｉＮｘ，Ａｌ２Ｏ３，Ｙ２Ｏ３，Ｈｆ２Ｏ３，ＣａＨｆＯ３を用いるのが好ましく、より好ましくはＳｉＯ２，ＳｉＮｘ，Ｙ２Ｏ３，Ｈｆ２Ｏ３，ＣａＨｆＯ３である。これらの酸化物の酸素数は、必ずしも化学量論比と一致していなくともよい（例えば、ＳｉＯ２でもＳｉＯｘでもよい）。また、ＳｉＮｘは水素元素を含んでいてもよい。
【００５８】
このようなゲート絶縁膜は、異なる２層以上の絶縁膜を積層した構造でもよい。また、ゲート絶縁膜は、結晶質、多結晶質、非晶質のいずれであってもよいが、工業的に製造しやすい多結晶質か、非晶質であるのが好ましい。
また、ゲート絶縁膜は、ポリ（４−ビニルフェノール）（ＰＶＰ）、パリレン等の有機絶縁膜を用いてもよい。さらに、ゲート絶縁膜は無機絶縁膜及び有機絶縁膜の２層以上積層構造を有してもよい。
【００５９】
（５）電極
ゲート電極、ソ−ス電極及びドレイン電極の各電極を形成する材料に特に制限はなく、本発明の効果を失わない範囲で一般に用いられているものを任意に選択することができる。
例えば、インジウム錫酸化物（ＩＴＯ）、インジウム亜鉛酸化物、ＺｎＯ、ＳｎＯ２等の透明電極や、Ａｌ，Ａｇ，Ｃｒ，Ｎｉ，Ｍｏ，Ａｕ，Ｔｉ，Ｔａ、Ｃｕ等の金属電極、又はこれらを含む合金の金属電極を用いることができる。
【００６０】
薄膜トランジスタの各構成部材（層）は、本技術分野で公知の手法で形成できる。具体的に、成膜方法としては、スプレー法、ディップ法、ＣＶＤ法等の化学的成膜方法、又はスパッタ法、真空蒸着法、イオンプレーティング法、パルスレーザーディポジション法等の物理的成膜方法を用いることができる。キャリア密度が制御し易い、及び膜質向上が容易であることから、好ましくは物理的成膜方法を用い、より好ましくは生産性が高いことからスパッタ法を用いる。
形成した膜を各種エッチング法によりパターニングできる。
【００６１】
半導体層は、本発明のターゲットを用い、ＤＣ又はＡＣスパッタリングにより成膜することが好ましい。ＤＣ又はＡＣスパッタリングを用いることにより、ＲＦスパッタリングの場合と比べて、成膜時のダメージを低減できる。このため、薄膜トランジスタにおいて、移動度の向上等の効果が期待できる。
また、本発明では半導体層と半導体の保護層を形成した後に、７０〜３５０℃で熱処理することが好ましい。７０℃より低いと得られるトランジスタの熱安定性や耐熱性が低下したり、移動度が低くなったり、Ｓ値が大きくなったり、閾値電圧が高くなるおそれがある。一方、３５０℃より高いと耐熱性のない基板が使用できなかったり、熱処理用の設備費用がかかるおそれがある。
熱処理は、不活性ガス中で酸素分圧が１０−３Ｐａ以下の環境下で行うか、あるいは半導体層を保護層で覆った後に行うことが好ましい。上記条件下だと再現性が向上する。
【００６２】
上述した薄膜トランジスタでは、移動度は３ｃｍ２／Ｖｓ以上が好ましく、６ｃｍ２／Ｖｓ以上がより好ましく、１０ｃｍ２／Ｖｓ以上が特に好ましい。３ｃｍ２／Ｖｓ以上だとスイッチング速度が速くなり、４Ｋ２Ｋ等大画面高精細のディスプレイに用いることが期待できる。
オンオフ比は、通常１０８以上が好ましく、１０９以上がより好ましく、１０１０以上が特に好ましい。オンオフ比が高いと、画像の明暗が明瞭になり画質の向上が期待できる。
オフ電流は通常５０ｐＡ以下、１０ｐＡ以下が好ましく、５ｐＡ以下がより好ましく、１ｐＡ以下が特に好ましい。オフ電流が５０ｐＡ以下だと、リーク電流が少なくディスプレイのＴＦＴに用いた場合に画質の向上が期待できる。
閾値電圧（Ｖｔｈ）は、通常−１．０〜３．０Ｖ、−０．５〜２．０Ｖが好ましく、−０．２〜１．０Ｖがより好ましく、０〜０．５Ｖが特に好ましい。閾値電圧が上記範囲内だと駆動電圧を下げることができ、消費電力を低減できる。
【実施例】
【００６３】
実施例１
（１）酸化物焼結体の作製
出発原料としてＩｎ２Ｏ３（ＢＥＴ表面積２８．５ｍ２／ｇ）、Ｇａ２Ｏ３（ＢＥＴ表面積１５．３ｍ２／ｇ）、ＳｎＯ２（ＢＥＴ表面積５８ｍ２／ｇ）を使用した。これらの原料を、金属元素の原子比がＩｎ：Ｇａ：Ｓｎ＝５０：２０：３０となるように秤量した。その後、ステアリン酸を原料粉末全量に対して１ｗｔ％加え、遊星ボールミルを使用して８時間混合・粉砕した。【００６４】
混合・粉砕後、篩を通して粒度を揃え、造粒粉末とした。得られた造粒粉末を金型に充填し、一軸プレス機にて加圧成形した。尚、この際の面圧は１２０ｋｇｆ／ｃｍ２とし、保持時間を２分とした。その後、ＣＩＰ（静水圧加圧装置）にて加圧した。面圧は３９０ｋｇｆ／ｃｍ２とし、５分保持した。密度３．５（ｇ／ｃｍ３）の成形体が得られた。【００６５】
その後、得られた成形体を以下の焼結条件で焼結炉にて焼結し、密度６．０（ｇ／ｃｍ３）の焼結体を得た。
昇温パターン：
室温〜４００℃：０．５℃／分にて昇温
４００℃〜８００℃：２℃／分にて昇温
８００℃〜１４００℃：１℃／分にて昇温
１４００℃（焼結温度）：１０時間保持
１４００℃〜室温：自然冷却
焼結雰囲気：大気下【００６６】
（２）酸化物焼結体の評価
得られた酸化物焼結体を下記の方法で評価した。【００６７】
原子組成比：ＩＣＰ−ＡＥＳにより原子比を分析した。【００６８】
Ｘ線回折測定（ＸＲＤ）：酸化物焼結体及びその切断片を下記条件で直接測定した。
・装置：（株）リガク製Ｕｌｔｉｍａ−III
・Ｘ線：Ｃｕ−Ｋα線（波長１．５４０６Å、グラファイトモノクロメータにて単色化）
・２θ−θ反射法、連続スキャン（１．０°／分）
・サンプリング間隔：０．０２°
・スリットＤＳ、ＳＳ：２／３°、ＲＳ：０．６ｍｍ【００６９】
密度（ｇ／ｃｍ３）：寸法と質量から計算した。【００７０】
外観（色むら）：北窓昼光下、５０ｃｍ離れた場所から焼結体を目視し、下記のように評価した。
Ａ：色むらがほとんどない
Ｂ：色むらが若干ある
Ｃ：色むらがある
尚、焼結体に色むらがある場合、例えばターゲットを使用時にその状態の判断が難しくなるおそれがある。【００７１】
焼結体の組成比は原料の組成比（原子比）と一致した。
Ｘ線回折測定（ＸＲＤ）の結果を図２に示す。ＸＲＤ、ＷＰＦ（全パターンフィッテイング）及びリートベルト解析の結果より、得られた焼結体は、Ｇａ２Ｉｎ６Ｓｎ２Ｏ１６で表される結晶構造の化合物が９９．２％であり、実質的にＧａ３−ｘＩｎ５＋ｘＳｎ２Ｏ１６からなることが分かった。【００７２】
実施例２
原料を、金属元素の原子比がＩｎ：Ｇａ：Ｓｎ＝５０：３０：２０となるように秤量した以外は、実施例１と同様に焼結体を作製し、評価した。成形体及び焼結体の密度はそれぞれ３．２（ｇ／ｃｍ３）、５．７（ｇ／ｃｍ３）であった。
Ｘ線回折測定（ＸＲＤ）の結果を図３に示す。ＸＲＤ、ＷＰＦ（全パターンフィッテイング）及びリートベルト解析の結果より、得られた焼結体は、Ｇａ２Ｉｎ６Ｓｎ２Ｏ１６で表される結晶構造の化合物が９５．０％であり、実質的にＧａ３−ｘＩｎ５＋ｘＳｎ２Ｏ１６で表される結晶構造の化合物からなることが分かった。【００７３】
実施例３
（１）ターゲットの作製
一軸プレス機での加圧成形時の面圧を４００ｋｇｆ／ｃｍ２、ＣＩＰ（静水圧加圧装置）加圧時の面圧を２０００ｋｇｆ／ｃｍ２とした以外は、実施例１と同様に酸化物焼結体を作製した。酸化物焼結体の表面を０．５ｍｍ研削した後に研磨し、エアーブローし、さらに３分間超音波洗浄を行なった。その後、インジウム半田にて無酸素銅製のバッキングプレートにボンディングしてターゲットとした。【００７４】
（２）ＴＦＴの作製
完成したスパッタリングターゲットを用いて、図１のチャネルストッパー型薄膜トランジスタ（逆スタガ型薄膜トランジスタ）を作製した。
基板１０は、ガラス基板（Ｃｏｒｎｉｎｇ  １７３７）を用いた。まず、基板１０上に電子ビーム蒸着法により、厚さ１０ｎｍのＭｏと厚さ８０ｎｍのＡｌと厚さ１０ｎｍのＭｏをこの順で積層した。積層膜をフォトリソグラフィー法とリフトオフ法を用いて、ゲート電極２０に形成した。【００７５】
ゲート電極２０及び基板１０上に、厚さ２００ｎｍのＳｉＯ２膜をＴＥＯＳ（Tetra  Ethyl  Ortho  Silicate）−ＣＶＤ法により成膜し、ゲート絶縁層３０を形成した。尚、ゲート絶縁層の成膜はスパッタ法でもよいが、ＴＥＯＳ−ＣＶＤ法やＰＥ（Plasma-Enhanced）ＣＶＤ法等のＣＶＤ法で形成することが好ましい。スパッタ法ではオフ電流が高くなるおそれがある。【００７６】
続いて、マグネトロンＲＦスパッタリングにより、全圧０．６Ｐａ、酸素２０％、アルゴン８０％の条件で、（１）で作製したターゲットを使用して、厚さ５０ｎｍの半導体膜４０（チャネル層）を形成した。その後、大気中３００℃で６０分間熱処理した。【００７７】
半導体膜４０の上に、スパッタ法によりエッチングストッパー層６０（保護膜）としてＳｉＯ２膜を堆積した。尚、保護膜の成膜方法はＣＶＤ法でもよい。
堆積させた酸化物半導体膜と保護膜は、フォトリソグラフィー法及びエッチング法により、適当な大きさに加工した。【００７８】
エッチングストッパー層６０の形成後に、厚さ５ｎｍのＭｏと厚さ５０ｎｍのＡｌと厚さ５ｎｍのＭｏをこの順で積層し、フォトリソグラフィー法とウェットエッチングにより、ソース電極５０及びドレイン電極５２を形成した。
その後、大気中３００℃で６０分間熱処理し、チャネル長が２０μｍで、チャネル幅が２０μｍのトランジスタを作製した。【００７９】
（３）ＴＦＴの評価
薄膜トランジスタの移動度（電界効果移動度（μ））、オンオフ比、しきい値電圧（Ｖ）は、半導体パラメーターアナライザー（ケースレー４２００）を用い、室温、遮光環境下で測定した。【００８０】
（４）エッチング速度の評価
完成したスパッタリングターゲットを用いてガラス基板上に５０ｎｍの薄膜をスパッタリング成膜した。
３０℃に加熱したリン酸‐硝酸‐酢酸（ＰＡＮ）の混酸中に所定時間薄膜を浸漬させ、膜厚測定を実施した。この操作を３回以上繰り返し、横軸に浸漬時間、縦軸に初期膜厚から減少した膜厚をとり、その傾きをエッチング速度とした。【００８１】
実施例４〜８、比較例１〜３
原料の金属元素の原子比を表のように変更した以外は、実施例３と同様にターゲット及びＴＦＴを作製し、評価した。【００８２】
【表１】
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【産業上の利用可能性】
【００８３】
本発明の酸化物焼結体は薄膜トランジスタの作製に用いることができる。【００８４】
上記に本発明の実施形態及び／又は実施例を幾つか詳細に説明したが、当業者は、本発明の新規な教示及び効果から実質的に離れることなく、これら例示である実施形態及び／又は実施例に多くの変更を加えることが容易である。従って、これらの多くの変更は本発明の範囲に含まれる。
この明細書に記載の文献及び本願のパリ優先の基礎となる日本出願明細書の内容を全てここに援用する。
【図１】
2013027391.tif 000004
【図２】
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【図３】
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【国際調査報告】
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