(57)【要約】  Ｉｎ２Ｏ３結晶相、Ｚｎ４Ｉｎ２Ｏ７結晶相およびＺｎＷＯ４結晶相を含み、ＺｎＷＯ４結晶相から構成される結晶粒の真円度が０．０１以上０．７未満である酸化物焼結体およびその製造方法、ならびに該酸化物焼結体をスパッタターゲットとして用いた酸化物半導体膜を含む半導体デバイスの製造方法が提供される。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｉｎ２Ｏ３結晶相、Ｚｎ４Ｉｎ２Ｏ７結晶相およびＺｎＷＯ４結晶相を含み、
前記ＺｎＷＯ４結晶相から構成される結晶粒の真円度が０．０１以上０．７未満である、酸化物焼結体。
【請求項２】
前記Ｉｎ２Ｏ３結晶相の含有率が２５質量％以上９８質量％未満であり、
前記Ｚｎ４Ｉｎ２Ｏ７結晶相の含有率が１質量％以上５０質量％未満である、請求項１に記載の酸化物焼結体。
【請求項３】
前記ＺｎＷＯ４結晶相の含有率が０．００１質量％以上１０質量％未満である、請求項１または請求項２に記載の酸化物焼結体。
【請求項４】
前記酸化物焼結体中のインジウム、タングステンおよび亜鉛の合計に対するタングステンの含有率が０．００１原子％より大きく２０原子％より小さく、
前記酸化物焼結体中のインジウム、タングステンおよび亜鉛の合計に対する亜鉛の含有率が１．２原子％より大きく４０原子％より小さい、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の酸化物焼結体。
【請求項５】
前記酸化物焼結体中のタングステンの含有率に対する亜鉛の含有率の比が、原子数比で、１より大きく２００００より小さい、請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の酸化物焼結体。
【請求項６】
ジルコニウムをさらに含み、
前記酸化物焼結体中におけるインジウム、タングステン、亜鉛およびジルコニウムの合計に対するジルコニウムの含有率が、原子数比で、０．１ｐｐｍ以上２００ｐｐｍ以下である、請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の酸化物焼結体。
【請求項７】
請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の酸化物焼結体を含む、スパッタターゲット。
【請求項８】
酸化物半導体膜を含む半導体デバイスの製造方法であって、
請求項７に記載のスパッタターゲットを用意する工程と、
前記スパッタターゲットを用いてスパッタ法により前記酸化物半導体膜を形成する工程と、
を含む、半導体デバイスの製造方法。
【請求項９】
請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の酸化物焼結体の製造方法であって、
インジウム、タングステンおよび亜鉛を含む成形体を焼結することにより前記酸化物焼結体を形成する工程を含み、
前記酸化物焼結体を形成する工程は、５００℃以上１０００℃以下の範囲から選ばれる一定の第１温度下に前記成形体を３０分間以上置くことを含む、酸化物焼結体の製造方法。
【請求項１０】
前記酸化物焼結体を形成する工程は、
前記第１温度下に３０分間以上前記成形体を置くことと、
８００℃以上１２００℃未満であり、前記第１温度よりも高い第２温度下に、酸素含有雰囲気中、前記成形体を置くことと、
をこの順に含む、請求項９に記載の酸化物焼結体の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、酸化物焼結体およびその製造方法、スパッタターゲット、ならびに半導体デバイスの製造方法に関する。本出願は、２０１６年１１月４日に出願した日本特許出願である特願２０１６−２１６２６３号に基づく優先権を主張する。当該日本特許出願に記載された全ての記載内容は、参照によって本明細書に援用される。
【背景技術】
【０００２】
従来、液晶表示装置、薄膜ＥＬ（エレクトロルミネッセンス）表示装置、有機ＥＬ表示装置等において、半導体デバイスであるＴＦＴ（薄膜トランジスタ）のチャネル層として機能する半導体膜として、アモルファスシリコン（ａ−Ｓｉ）膜が主に使用されてきた。【０００３】
近年では、ａ−Ｓｉに代わる材料として、インジウム（Ｉｎ）、ガリウム（Ｇａ）および亜鉛（Ｚｎ）を含有する複酸化物、すなわちＩｎ−Ｇａ−Ｚｎ系複酸化物（「ＩＧＺＯ」とも呼ばれる。）が注目されている。ＩＧＺＯ系酸化物半導体は、ａ−Ｓｉと比較して、より高いキャリア移動度が期待できる。【０００４】
たとえば、特開２００８−１９９００５号公報（特許文献１）は、ＩＧＺＯを主成分とする酸化物半導体膜が、酸化物焼結体をターゲットとして使用するスパッタ法によって形成されることを開示する。【０００５】
特開２００８−１９２７２１号公報（特許文献２）は、酸化物半導体膜をスパッタ法等により形成する際に好適に用いられる材料として、Ｉｎおよびタングステン（Ｗ）を含む酸化物焼結体を開示する。【０００６】
また、特開平０９−０７１８６０号公報（特許文献３）は、ＩｎおよびＺｎを含む酸化物焼結体を開示する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００８−１９９００５号公報
【特許文献２】特開２００８−１９２７２１号公報
【特許文献３】特開平０９−０７１８６０号公報
【発明の概要】
【０００８】
本発明の一態様に係る酸化物焼結体は、Ｉｎ２Ｏ３結晶相、Ｚｎ４Ｉｎ２Ｏ７結晶相およびＺｎＷＯ４結晶相を含み、該ＺｎＷＯ４結晶相から構成される結晶粒の真円度が０．０１以上０．７未満である。
【０００９】
本発明の別の態様に係るスパッタターゲットは、上記態様の酸化物焼結体を含む。
本発明のさらに別の態様に係る半導体デバイスの製造方法は、酸化物半導体膜を含む半導体デバイスの製造方法であって、上記態様のスパッタターゲットを用意する工程と、スパッタターゲットを用いてスパッタ法により酸化物半導体膜を形成する工程とを含む。
【００１０】
本発明のさらに別の態様に係る酸化物焼結体の製造方法は、上記態様の酸化物焼結体の製造方法であって、Ｉｎ、ＷおよびＺｎを含む成形体を焼結することにより酸化物焼結体を形成する工程を含み、酸化物焼結体を形成する工程は、５００℃以上１０００℃以下の範囲から選ばれる一定の第１温度下に上記成形体を３０分間以上置くことを含む。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１Ａ】図１Ａは、本発明の一態様に係る半導体デバイスの一例を示す概略平面図である。
【図１Ｂ】図１Ｂは、図１Ａに示されるＩＢ−ＩＢ線における概略断面図である。
【図２】図２は、本発明の一態様に係る半導体デバイスの他の一例を示す概略断面図である。
【図３】図３は、本発明の一態様に係る半導体デバイスのさらに他の一例を示す概略断面図である。
【図４Ａ】図４Ａは、図１Ａおよび図１Ｂに示される半導体デバイスの製造方法の一例を示す概略断面図である。
【図４Ｂ】図４Ｂは、図１Ａおよび図１Ｂに示される半導体デバイスの製造方法の一例を示す概略断面図である。
【図４Ｃ】図４Ｃは、図１Ａおよび図１Ｂに示される半導体デバイスの製造方法の一例を示す概略断面図である。
【図４Ｄ】図４Ｄは、図１Ａおよび図１Ｂに示される半導体デバイスの製造方法の一例を示す概略断面図である。
【図５Ａ】図５Ａは、図２に示される半導体デバイスの製造方法の一例を示す概略断面図である。
【図５Ｂ】図５Ｂは、図２に示される半導体デバイスの製造方法の一例を示す概略断面図である。
【図５Ｃ】図５Ｃは、図２に示される半導体デバイスの製造方法の一例を示す概略断面図である。
【図５Ｄ】図５Ｄは、図２に示される半導体デバイスの製造方法の一例を示す概略断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
＜本開示が解決しようとする課題＞
特許文献１に記載のＩＧＺＯ系酸化物半導体膜をチャネル層として含むＴＦＴは、電界効果移動度が１０ｃｍ２／Ｖｓ程度と低いことが課題である。
【００１３】
また、特許文献２では、ＩｎおよびＷを含む酸化物焼結体を用いて形成した酸化物半導体膜をチャネル層として含むＴＦＴが提案されているが、ＴＦＴの信頼性についての検討はなされていない。
【００１４】
特許文献３に記載の酸化物焼結体を用いて形成される薄膜は、透明導電膜であり、たとえばＴＦＴのチャネル層に用いられる薄膜のような半導体膜に比べて、電気抵抗が低い。
【００１５】
酸化物焼結体をスパッタターゲットとして用いるスパッタ法においては、スパッタ時の異常放電を低減させることが望まれており、また、ポア（空孔）の含有率が低減された酸化物焼結体をスパッタターゲットとして用いることが望まれている。しかし、特許文献３に記載の酸化物焼結体においては、これを調製する際の焼結温度を高くしなければポアの含有率を低減させることができない。焼結温度を高い温度に設定すると、昇温時間および降温時間が長時間となり、また、焼結雰囲気を高い温度に維持するために電力量も大きくなるため、生産性が低下する。また、焼結温度を高くすると、原料のタングステン酸化物が蒸発してしまい、Ｗを含有する酸化物焼結体が得られない。
【００１６】
また、特許文献２に記載の発明によっては、焼結密度（焼結によって得られた酸化物焼結体の見かけ密度）の高い酸化物焼結体を得ることができず、結果として酸化物焼結体中のポアが非常に多いものとなっていた。
【００１７】
本発明の目的は、Ｉｎ、ＷおよびＺｎを含有する酸化物焼結体であって、スパッタ時の異常放電を低減させることができるとともに、ポアの含有率が低減された酸化物焼結体を提供することにある。他の目的は、該酸化物焼結体の製造方法であって、比較的低い焼結温度でも該酸化物焼結体を製造することができる製造方法を提供することにある。
【００１８】
さらに他の目的は、上記酸化物焼結体を含むスパッタターゲット、および該スパッタターゲットを用いて形成される酸化物半導体膜を含む半導体デバイスの製造方法を提供することにある。
【００１９】
＜本開示の効果＞
上記によれば、スパッタ時の異常放電を低減させることができるとともに、酸化物焼結体中のポアの含有率が低減された酸化物焼結体を提供することができる。また上記によれば、比較的低い焼結温度でも上記酸化物焼結体を製造することができる製造方法を提供することができる。
【００２０】
＜本発明の実施形態の説明＞
まず、本発明の実施形態を列記して説明する。
【００２１】
［１］本発明の一態様に係る酸化物焼結体は、Ｉｎ２Ｏ３結晶相、Ｚｎ４Ｉｎ２Ｏ７結晶相およびＺｎＷＯ４結晶相を含み、該ＺｎＷＯ４結晶相から構成される結晶粒の真円度が０．０１以上０．７未満である。該酸化物焼結体によれば、スパッタ時の異常放電を低減させることができるとともに、酸化物焼結体中のポアの含有率を低減させることができる。本実施形態の酸化物焼結体は、半導体デバイスが有する酸化物半導体膜（たとえばチャネル層として機能する酸化物半導体膜）を形成するためのスパッタターゲットとして好適に用いることができる。
【００２２】
［２］本実施形態の酸化物焼結体において、Ｉｎ２Ｏ３結晶相の含有率は２５質量％以上９８質量％未満であり、Ｚｎ４Ｉｎ２Ｏ７結晶相の含有率は１質量％以上５０質量％未満であることが好ましい。このことは、スパッタ時の異常放電を低減させるとともに、酸化物焼結体中のポアの含有率を低減させるうえで有利である。
【００２３】
［３］本実施形態の酸化物焼結体において、ＺｎＷＯ４結晶相の含有率は、０．００１質量％以上１０質量％未満であることが好ましい。このことは、スパッタ時の異常放電を低減させるとともに、酸化物焼結体中のポアの含有率を低減させるうえで有利である。
【００２４】
［４］本実施形態の酸化物焼結体において、酸化物焼結体中のＩｎ、ＷおよびＺｎの合計に対するＷの含有率は０．００１原子％より大きく２０原子％より小さく、酸化物焼結体中のＩｎ、ＷおよびＺｎの合計に対するＺｎの含有率は１．２原子％より大きく４０原子％より小さいことが好ましい。このことは、スパッタ時の異常放電を低減させるとともに、酸化物焼結体中のポアの含有率を低減させるうえで有利である。
【００２５】
［５］本実施形態の酸化物焼結体において、酸化物焼結体中のＷの含有率に対するＺｎの含有率の比は、原子数比で、１より大きく２００００より小さいことが好ましい。このことは、酸化物焼結体中のポアの含有率を低減させるうえで有利である。
【００２６】
［６］本実施形態の酸化物焼結体は、ジルコニウム（Ｚｒ）をさらに含むことができる。この場合、酸化物焼結体中におけるＩｎ、Ｗ、ＺｎおよびＺｒの合計に対するＺｒの含有率は、原子数比で、０．１ｐｐｍ以上２００ｐｐｍ以下であることが好ましい。このことは、本実施形態の酸化物焼結体をスパッタターゲットとして用いて製造された半導体デバイスにおいて、これを高い温度でアニールしても電界効果移動度を高く維持するうえで有利である。
【００２７】
［７］本発明の別の実施形態であるスパッタターゲットは、上記実施形態の酸化物焼結体を含む。本実施形態のスパッタターゲットによれば、上記実施形態の酸化物焼結体を含むため、スパッタ時の異常放電を低減させることができる。また、本実施形態のスパッタターゲットによれば、ポアの含有率が低減されているため、特性に優れた、たとえば、高い温度でアニールしても電界効果移動度を高く維持できる半導体デバイスを提供することができる。
【００２８】
［８］本発明のさらに別の実施形態である半導体デバイスの製造方法は、酸化物半導体膜を含む半導体デバイスの製造方法であって、上記実施形態のスパッタターゲットを用意する工程と、該スパッタターゲットを用いてスパッタ法により上記酸化物半導体膜を形成する工程とを含む。本実施形態の製造方法によれば、上記実施形態のスパッタターゲットを用いてスパッタ法により酸化物半導体膜を形成するため、優れた特性を示すことができ、たとえば、高い温度でアニールしても電界効果移動度を高く維持することができる。半導体デバイスは、特に制限はないが、上記実施形態のスパッタターゲットを用いてスパッタ法により形成した酸化物半導体膜をチャネル層として含むＴＦＴ（薄膜トランジスタ）が好適な例である。
【００２９】
［９］本発明のさらに別の実施形態である酸化物焼結体の製造方法は、上記実施形態の酸化物焼結体の製造方法であって、Ｉｎ、ＷおよびＺｎを含む成形体を焼結することにより酸化物焼結体を形成する工程を含み、酸化物焼結体を形成する工程は、５００℃以上１０００℃以下の範囲から選ばれる一定の第１温度下に成形体を３０分間以上置くことを含む。このことは、上記実施形態の酸化物焼結体を効率的に製造するうえで有利である。
【００３０】
［１０］上記実施形態の酸化物焼結体の製造方法において、酸化物焼結体を形成する工程は、第１温度下に３０分間以上成形体を置くことと、８００℃以上１２００℃未満であり、第１温度よりも高い第２温度下に、酸素含有雰囲気中、成形体を置くこととをこの順に含むことが好ましい。このことは、得られる酸化物焼結体中のポアの含有率を低減させるうえで有利である。
【００３１】
＜本発明の実施形態の詳細＞
［実施形態１：酸化物焼結体］
本実施形態の酸化物焼結体は、金属元素としてＩｎ、ＷおよびＺｎを含有し、Ｉｎ２Ｏ３結晶相、Ｚｎ４Ｉｎ２Ｏ７結晶相およびＺｎＷＯ４結晶相を含む。本実施形態の酸化物焼結体において、ＺｎＷＯ４結晶相から構成される結晶粒の真円度は、０．０１以上０．７未満である。該酸化物焼結体によれば、スパッタ時の異常放電を低減させることができるとともに、酸化物焼結体中のポアの含有率を低減させることができる。
【００３２】
本明細書において「Ｉｎ２Ｏ３結晶相」とは、Ｉｎと酸素（Ｏ）を主に含むインジウム酸化物の結晶のことである。より具体的には、Ｉｎ２Ｏ３結晶相とは、ビックスバイト結晶相であり、ＪＣＰＤＳカードの６−０４１６に規定される結晶構造をいい、希土類酸化物Ｃ型相（またはＣ−希土構造相）とも呼ぶ。当該結晶系を示す限り、酸素が欠損していたり、Ｉｎ元素、および／またはＷ元素、および／またはＺｎ元素が固溶していたり、または欠損していたり、その他の金属元素が固溶していたりしていて、格子定数が変化していても構わない。
【００３３】
本明細書において「Ｚｎ４Ｉｎ２Ｏ７結晶相」とは、ＺｎとＩｎとＯを主に含む複酸化物の結晶のことである。より具体的には、Ｚｎ４Ｉｎ２Ｏ７結晶相とは、フォモロガス構造と呼ばれる積層構造を有する結晶相であり、空間群Ｐ６３／ｍｍｃ（１９４）にて表される結晶構造を有し、ＪＣＰＤＳカードの００−０２０−１４３８に規定される結晶構造を有している。当該結晶系を示す限り、酸素が欠損していたり、Ｉｎ元素、および／またはＷ元素、および／またはＺｎ元素が固溶していたり、または欠損していたり、その他の金属元素が固溶していたりしていて、格子定数が変化していても構わない。
【００３４】
本明細書において「ＺｎＷＯ４結晶相」とは、ＺｎとＷとＯを主に含む複酸化物の結晶のことである。より具体的には、ＺｎＷＯ４結晶相とは、空間群Ｐ１２／ｃ１（１３）にて表される結晶構造を有し、ＪＣＰＤＳカードの０１−０８８−０２５１に規定される結晶構造を有するタングステン酸亜鉛化合物結晶相である。当該結晶系を示す限り、酸素が欠損していたり、Ｉｎ元素、および／またはＷ元素、および／またはＺｎ元素が固溶していたり、または欠損していたり、その他の金属元素が固溶していたりしていて、格子定数が変化していても構わない。
【００３５】
上記の各結晶相は、Ｘ線回折により同定できる。すなわち、本実施形態の酸化物焼結体においては、Ｘ線回折により、Ｉｎ２Ｏ３結晶相、Ｚｎ４Ｉｎ２Ｏ７結晶相、ＺｎＷＯ４結晶の全ての存在が確認される。Ｘ線回折測定により、Ｚｎ４Ｉｎ２Ｏ７結晶相の格子定数やＩｎ２Ｏ３結晶相の面間隔も測定することができる。
【００３６】
Ｘ線回折は、以下の条件またはこれと同等条件にて測定される。
（Ｘ線回折の測定条件）
θ−２θ法、
Ｘ線源：Ｃｕ  Ｋα線、
Ｘ線管球電圧：４５ｋＶ、
Ｘ線管球電流：４０ｍＡ、
ステップ幅：０．０２ｄｅｇ．、
ステップ時間：１秒／ステップ、
測定範囲２θ：１０ｄｅｇ．〜８０ｄｅｇ．。
【００３７】
Ｉｎ２Ｏ３結晶相に加えてＺｎ４Ｉｎ２Ｏ７結晶相を含有する本実施形態の酸化物焼結体は、スパッタ時の異常放電を低減させるうえで有利である。これは、Ｉｎ２Ｏ３結晶相に比べてＺｎ４Ｉｎ２Ｏ７結晶相の電気抵抗が低いことに起因していると考えられる。酸化物焼結体は、スパッタ時の異常放電を低減させる観点から、Ｉｎ２Ｏ３結晶相およびＺｎ４Ｉｎ２Ｏ７結晶相の合計含有率が８０質量％以上であることが好ましく、８５質量％以上であることがより好ましい。
【００３８】
Ｉｎ２Ｏ３結晶相およびＺｎ４Ｉｎ２Ｏ７結晶相に加えてＺｎＷＯ４結晶相を含有し、ＺｎＷＯ４結晶相から構成される結晶粒の真円度が０．０１以上０．７未満である本実施形態の酸化物焼結体は、酸化物焼結体中のポアの含有率を低減させるうえで有利である。これは、ＺｎＷＯ４結晶相が焼結工程中に焼結を促進する役割を果たしているためであると考えられる。
【００３９】
ＺｎＷＯ４結晶相から構成される結晶粒の真円度は、ＳＥＭ（走査型二次電子顕微鏡）を用いてＺｎＷＯ４結晶相から構成される結晶粒を観察し、得られた画像を画像処理することによって求められる。具体的には次のとおりである。
【００４０】
まず、ＺｎＷＯ４結晶相から構成される結晶粒の観察を行う前提として、酸化物焼結体を構成している結晶粒がどの結晶相から構成されているかを決定する。前述のように、本実施形態の酸化物焼結体おいては、Ｘ線回折法によりＩｎ２Ｏ３結晶相、Ｚｎ４Ｉｎ２Ｏ７結晶相およびＺｎＷＯ４結晶相の同定がなされる（存在の有無が確認される）。
【００４１】
次に、酸化物焼結体の一部からサンプルを採取し、該サンプルの表面を研磨して平滑にする。次いで、ＳＥＭ−ＥＤＸ（エネルギー分散型ケイ光Ｘ線分析計を付帯する走査型二次電子顕微鏡）を用いて、サンプルの当該表面をＳＥＭ（走査型二次電子顕微鏡）で観察し、各結晶粒の金属元素の組成比をＥＤＸ（エネルギー分散型ケイ光Ｘ線分析計）で分析する。そして、それらの結晶粒の金属元素の組成比の傾向に基づいて、結晶粒のグループ分けを行う。具体的には、Ｚｎ含有率〔Ｉｎ、ＷおよびＺｎの合計に対するＺｎの含有率（原子％）〕が後述するグループＢよりも高く、かつＷ含有率〔Ｉｎ、ＷおよびＺｎの合計に対するＷの含有率（原子％）〕が後述するグループＣよりも低い結晶粒のグループＡと、Ｚｎ含有率が非常に低いかまたはＺｎを含有せず、かつ、グループＡに比べてＩｎ含有率（Ｉｎ、ＷおよびＺｎの合計に対するＩｎの含有率（原子％））が高い結晶粒のグループＢ（インジウム高含有型結晶相）と、Ｚｎ含有率〔Ｉｎ、ＷおよびＺｎの合計に対するＺｎの含有率（原子％）〕が前述したグループＢよりも高く、かつＷ含有率〔Ｉｎ、ＷおよびＺｎの合計に対するＷの含有率（原子％）〕が前述したグループＡよりも高い結晶粒のグループＣに分ける。
【００４２】
このとき、グループＢの結晶粒がＩｎ２Ｏ３結晶相から構成されていると判断される。グループＡの結晶粒が、Ｚｎ４Ｉｎ２Ｏ７結晶相から構成されていると判断される。グループＣの結晶粒が、ＺｎＷＯ４結晶相から構成されていると判断される。
【００４３】
結晶粒は、単結晶からなる１つの結晶粒であってよいし、あるいはこれに限定されず、複数の結晶子が凝集して１つの結晶粒を構成していてもよい。
【００４４】
次いで、ＺｎＷＯ４結晶相から構成されている結晶粒（グループＣの結晶粒）について、次のようにして真円度を求める。ＳＥＭ−ＥＤＸを用いた表面分析におけるＳＥＭ観察に反射電子組成像を用いると、ＺｎＷＯ４結晶相から構成される結晶粒であるグループＣは、グループＡおよびグループＢよりも白い（最も薄いグレー。以下、単に白色ともいう。）領域として観察される。なお、グループＡは、最も濃いグレーの領域として観察される。グループＢは、グループＣよりも濃く、グループＡよりも薄いグレーの領域として観察される。
【００４５】
３０００倍で撮影した反射電子組成像において白色領域として観察されるＺｎＷＯ４結晶相から構成される一つにまとまった領域をＺｎＷＯ４結晶相の結晶粒として定義する。ＺｎＷＯ４結晶相の結晶粒を白色とし、それ以外の領域を黒色として反射電子組成像を二値化する。このような二値化した画像を３枚取得する。この３枚はそれぞれ観察領域が異なる画像である。そして、それぞれの画像について、占有面積の大きい方から３個の白色結晶粒を選択することにより、合計９個の白色結晶粒を選択する。選択された９個の白色結晶粒の形状をＩｍａｇｅＪソフトウェア（Ｗａｙｎｅ  Ｒａｓｂａｎｄ氏開発のオープンソース。以下同じ。）にて解析することにより、それぞれの白色結晶粒について真円度を算出する。真円度とは、円度とも呼ばれるものであり、ある粒子における真円度は、（その粒子の占有面積×４π）／（その粒子の周長の二乗）と定義される。これは、粒子の実測した占有面積を粒子の実測した周長と同じ周長をもつ真円の占有面積で割ることを意味する。つまり円が真円である場合は、１．０となり、値が小さくなると、粒子はより多角形でゆがんだ形となる。
【００４６】
本明細書において「ＺｎＷＯ４結晶相から構成される結晶粒の真円度が０．０１以上０．７未満である」とは、選択された９個の白色結晶粒から得られた真円度を、小数点以下第三位を四捨五入したとき、９個全てが０．０１以上０．７未満の範囲内であることをいう。この真円度の範囲は、ＺｎＷＯ４結晶相から構成される結晶粒が不定形であることを示している。たとえば、反射電子組成像において円形に近い形状を有しているＩｎ２Ｏ３結晶相から構成されている結晶粒の真円度を同様の方法で解析すると、真円度は通常、０．７以上１．０以下の範囲となる。反射電子組成像において円形に近い形状を有することは、三次元的に考えると、結晶粒としては通常、球形である。本実施形態の酸化物焼結体においてＺｎＷＯ４結晶相から構成される結晶粒は、反射電子組成像においてこれより真円度が低くなっており、すなわち結晶粒として球形とは異なることを意味している。
【００４７】
本実施形態の酸化物焼結体から得られる反射電子組成像を観ると、ＺｎＷＯ４結晶相から構成される結晶粒の少なくとも一部は、Ｉｎ２Ｏ３結晶相から構成される結晶粒とＺｎ４Ｉｎ２Ｏ７結晶相から構成される結晶粒との隙間を埋めるように存在している。このような状態でＺｎＷＯ４結晶相から構成される結晶粒が存在すると、その形状は不定形となりやすい。
【００４８】
Ｉｎ２Ｏ３結晶相から構成される結晶粒とＺｎ４Ｉｎ２Ｏ７結晶相から構成される粒子との隙間をＺｎＷＯ４結晶相から構成される結晶粒が埋めるように存在するのは、焼結時にＺｎＷＯ４結晶相が軟化、もしくは溶融し、Ｉｎ２Ｏ３結晶相から構成される結晶粒とＺｎ４Ｉｎ２Ｏ７結晶相から構成される結晶粒の粒子成長の隙間を埋めながら焼結が進行するためである。ＺｎＷＯ４結晶相が焼結を促進させる助剤の役目を果たしている可能性がある。
【００４９】
酸化物焼結体において、Ｉｎ２Ｏ３結晶相の含有率は２５質量％以上９８質量％未満であり、Ｚｎ４Ｉｎ２Ｏ７結晶相の含有率は１質量％以上５０質量％未満であることが好ましい。このことは、スパッタ時の異常放電を低減させるとともに、酸化物焼結体中のポアの含有率を低減させるうえで有利である。Ｉｎ２Ｏ３結晶相の含有率とは、後述するＸ線回折測定で検出される全ての結晶相の合計含有率を１００質量％としたときの、Ｉｎ２Ｏ３結晶相の含有率（質量％）である。他の結晶相についても同様である。
【００５０】
Ｉｎ２Ｏ３結晶相の含有率が２５質量％以上であることは、スパッタ時の異常放電を低減させるうえで有利であり、９８質量％未満であることは、酸化物焼結体中のポアの含有率を低減させるうえで有利である。
【００５１】
Ｉｎ２Ｏ３結晶相の含有率は、スパッタ時の異常放電を低減させるとともに、酸化物焼結体中のポアの含有率を低減させる観点から、より好ましくは７０質量％以上、さらに好ましくは７５質量％以上であり、また、より好ましくは９５質量％以下、さらに好ましくは９０質量％以下である。
【００５２】
Ｚｎ４Ｉｎ２Ｏ７結晶相の含有率が１質量％以上であることは、スパッタ時の異常放電を低減させるうえで有利であり、５０質量％未満であることは、酸化物焼結体中のポアの含有率を低減させるうえで有利である。
【００５３】
Ｚｎ４Ｉｎ２Ｏ７結晶相の含有率は、スパッタ時の異常放電を低減させるとともに、酸化物焼結体中のポアの含有率を低減させる観点から、より好ましくは５質量％以上、さらに好ましくは９質量％以上であり、また、より好ましくは３０質量％以下、さらに好ましくは２０質量％以下である。
【００５４】
Ｚｎ４Ｉｎ２Ｏ７結晶相は、焼結工程において紡錘形に成長し、その結果、酸化物焼結体中でも紡錘形の結晶粒として存在する。紡錘形の結晶粒の集合体は、円形結晶粒の集合体よりも、酸化物焼結体中にポアを多く生成させやすい。このためもあって、Ｚｎ４Ｉｎ２Ｏ７結晶相の含有率は５０質量％未満であることが好ましい。一方、Ｚｎ４Ｉｎ２Ｏ７結晶相の含有率が小さくなりすぎると、酸化物焼結体の電気抵抗が高くなりスパッタ時のアーキング回数が増加してしまう。このためもあって、Ｚｎ４Ｉｎ２Ｏ７結晶相の含有率は１質量％以上であることが好ましい。
【００５５】
このような紡錘形に成長する結晶粒に対して、焼結工程においてＺｎＷＯ４結晶相から構成される結晶粒が隙間を埋めることで、酸化物焼結体中のポアが低減され得る。
【００５６】
酸化物焼結体中の各結晶相の含有率は、Ｘ線回折を用いたＲＩＲ（Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ  Ｉｎｔｅｎｓｉｔｙ  Ｒａｔｉｏ：参照強度比）法により算出することができる。ＲＩＲ法とは、一般には、各含有結晶相の最強線の積分強度比とＩＣＤＤカードに記載されているＲＩＲ値から含有率を定量する手法であるが、本実施形態の酸化物焼結体のように最強線のピーク分離が困難な複酸化物では、各化合物ごとに明確に分離されたＸ線回折ピークを選択し、その積分強度比とＲＩＲ値から（あるいは、これと同等の方法によって）各結晶相の含有率が算出される。各結晶相の含有率を求める際に実施されるＸ線回折の測定条件は、前述の測定条件と同じであるか、またはこれと同等の条件である。
【００５７】
酸化物焼結体において、ＺｎＷＯ４結晶相の含有率は、０．００１質量％以上１０質量％未満であることが好ましい。このことは、スパッタ時の異常放電を低減させるとともに、酸化物焼結体中のポアの含有率を低減させるうえで有利である。酸化物焼結体中のポアの含有率を低減させる観点から、ＺｎＷＯ４結晶相の含有率は、より好ましくは０．０１質量％以上、さらに好ましくは０．１質量％以上であり、また、スパッタ時の異常放電を低減させる観点から、より好ましくは５．０質量％以下、さらに好ましくは２．０質量％以下である。
【００５８】
ＺｎＷＯ４結晶相の含有率は、前述のＸ線回折を用いたＲＩＲ法によって算出できる。ＺｎＷＯ４結晶相は、Ｉｎ２Ｏ３結晶相およびＺｎ４Ｉｎ２Ｏ７結晶相と比べ、電気抵抗率が高いことを見出した。このため、酸化物焼結体におけるＺｎＷＯ４結晶相の含有率が高すぎると、スパッタ時にＺｎＷＯ４結晶相部分で異常放電が発生する可能性がある。一方、ＺｎＷＯ４結晶相の含有率が０．００１質量％より小さい場合、Ｉｎ２Ｏ３結晶相から構成される結晶粒とＺｎ４Ｉｎ２Ｏ７結晶相から構成される結晶粒との隙間をＺｎＷＯ４結晶相から構成される結晶粒が埋めるように存在させにくくなることなどにより、酸化物焼結体中のポアが低減されにくくなる傾向にある。
【００５９】
酸化物焼結体において、酸化物焼結体中のＩｎ、ＷおよびＺｎの合計に対するＷの含有率（以下、「Ｗ含有率」ともいう。）は０．００１原子％より大きく２０原子％より小さく、酸化物焼結体中のＩｎ、ＷおよびＺｎの合計に対するＺｎの含有率（以下、「Ｚｎ含有率」ともいう。）は１．２原子％より大きく４０原子％より小さいことが好ましい。このことは、スパッタ時の異常放電を低減させるとともに、酸化物焼結体中のポアの含有率を低減させるうえで有利である。
【００６０】
Ｗ含有率は、酸化物焼結体中のポアの含有率を低減させる観点からより好ましくは０．０１原子％以上、さらに好ましくは０．０８原子％以上であり、また、スパッタ時の異常放電を低減させる観点から、より好ましくは１５原子％以下、さらに好ましくは５原子％以下、なおさらに好ましくは２原子％以下である。
【００６１】
Ｗ含有率を０．００１原子％より大きくすることは、酸化物焼結体中のポアの含有率を低減させるうえで有利である。上述のように、ＺｎＷＯ４結晶相から構成される結晶粒を、Ｉｎ２Ｏ３結晶相から構成される結晶粒とＺｎ４Ｉｎ２Ｏ７結晶相から構成される結晶粒との隙間を埋めるように存在させることで、酸化物焼結体中のポアを低減させ得る。したがって、ＺｎＷＯ４結晶相から構成される結晶粒は、焼結時に高分散で生成されることが、ポアの少ない酸化物焼結体を得るうえで望ましい。そして、焼結工程において、Ｚｎ元素とＷ元素が効率的に接触することで反応が促進され、ＺｎＷＯ４結晶相から構成される結晶粒を形成することができる。したがって、酸化物焼結体中に含まれるＷ含有率を０．００１原子％より大きくすることにより、Ｚｎ元素とＷ元素が効率的に接触することが可能となる。また、Ｗ含有率が０．００１原子％以下の場合、酸化物焼結体をスパッタターゲットとして用いたスパッタ法によって形成された酸化物半導体膜を含む半導体デバイスにおいて、スイッチング駆動を確認できないことがある。これは、酸化物半導体膜の電気抵抗が低すぎるためと考えられる。Ｗ含有率が２０原子％以上の場合、酸化物焼結体におけるＺｎＷＯ４結晶相から構成される結晶粒の含有率が相対的に大きくなりすぎて、ＺｎＷＯ４結晶相から構成される結晶粒を起点とする異常放電を抑制することが難しくなる傾向にあり、その結果、スパッタ時の異常放電が低減することが難しくなる傾向にある。
【００６２】
Ｚｎ含有率は、酸化物焼結体中のポアの含有率を低減させる観点から、より好ましくは２．０原子％以上、さらに好ましくは５．０原子％より大きく、なおさらに好ましくは１０．０原子％より大きく、また、より好ましくは３０原子％より小さく、さらに好ましくは２０原子％より小さく、なおさらに好ましくは１９原子％より小さい。
【００６３】
Ｚｎ含有率を１．２原子％より大きく４０原子％より小さくすることは、酸化物焼結体中のポアの含有率を低減させるうえで好ましい。Ｚｎ含有率が１．２原子％以下の場合、酸化物焼結体中のポアを低減することが難しくなる傾向にある。Ｚｎ含有率が４０原子％以上の場合、酸化物焼結体におけるＺｎ４Ｉｎ２Ｏ７結晶相の含有率が相対的に大きくなりすぎて、酸化物焼結体中のポアを低減することが難しくなる傾向にある。
【００６４】
Ｚｎ含有率は、酸化物焼結体をスパッタターゲットとして用いたスパッタ法によって形成された酸化物半導体膜を含む半導体デバイスにおいて、高い温度でアニールしても電界効果移動度を高く維持することに影響を与える。この観点から、Ｚｎ含有率は、より好ましくは２．０原子％以上、さらに好ましくは５．０原子％より大きく、なおさらに好ましくは１０．０原子％より大きい。
【００６５】
酸化物焼結体中のＩｎ、ＺｎおよびＷの含有率は、ＩＣＰ発光分析法により測定することができる。Ｚｎ含有率とは、Ｚｎ含有量／（Ｉｎの含有量＋Ｚｎの含有量＋Ｗの含有量）を意味し、Ｗ含有率とは、Ｗ含有量／（Ｉｎの含有量＋Ｚｎの含有量＋Ｗの含有量）を意味し、これらをそれぞれ百分率で表したものである。含有量としては原子数を用いる。
【００６６】
酸化物焼結体中のＷ含有率に対するＺｎ含有率の比（以下、「Ｚｎ／Ｗ比」ともいう。）は、原子数比で、１より大きく２００００より小さいことが好ましい。このことは、酸化物焼結体中のポアの含有率を低減させるうえで、または異常放電を低減するうえで有利である。ポアの含有率を低減させる観点から、Ｚｎ／Ｗ比は、より好ましくは１０より大きく、さらに好ましくは１５より大きく、また、より好ましくは５００より小さく、さらに好ましくは３００より小さい。
【００６７】
上述のように、焼結工程において焼結を促進する助剤のように、ＺｎＷＯ４結晶相から構成される結晶粒を、Ｉｎ２Ｏ３結晶相から構成される結晶粒とＺｎ４Ｉｎ２Ｏ７結晶相から構成される結晶粒との隙間を埋めるように存在させることで、酸化物焼結体中のポアを低減させ得る。したがって、ＺｎＷＯ４結晶相は、焼結時に高分散で生成されることが、ポアの少ない酸化物焼結体を得るうえで望ましい。そして、焼結工程において、Ｚｎ元素とＷ元素が効率的に接触することで反応が促進され、ＺｎＷＯ４結晶相を形成することができる。
【００６８】
焼結工程時に高分散のＺｎＷＯ４結晶相を生成するためには、Ｗ元素に対して、Ｚｎ元素が比較的多く存在していることが望ましい。したがって、この点でＺｎ／Ｗ比は、１より大きいことが好ましい。Ｚｎ／Ｗ比が１以下の場合、ＺｎＷＯ４結晶相が焼結工程時に高分散に生成することができず、ポアの低減が難しい傾向にある。また、Ｚｎ／Ｗ比が１以下の場合、焼結工程時にＺｎがＷと優先的に反応し、ＺｎＷＯ４結晶相となるために、Ｚｎ４Ｉｎ２Ｏ７結晶相を形成するためのＺｎ量が欠乏し、結果として酸化物焼結体中にＺｎ４Ｉｎ２Ｏ７結晶相が生成しにくくなり、酸化物焼結体の電気抵抗が高くなりスパッタ時のアーキング回数が増加してしまう傾向にある。Ｚｎ／Ｗ比が２００００以上の場合、酸化物焼結体におけるＺｎ４Ｉｎ２Ｏ７結晶相の含有率が相対的に大きくなりすぎて、酸化物焼結体中のポアを低減することが難しくなる傾向にある。
【００６９】
酸化物焼結体は、ジルコニウム（Ｚｒ）をさらに含むことができる。この場合、酸化物焼結体中におけるＩｎ、Ｗ、ＺｎおよびＺｒの合計に対するＺｒの含有率（以下、「Ｚｒ含有率」ともいう。）は、原子数比で、０．１ｐｐｍ以上２００ｐｐｍ以下であることが好ましい。このことは、酸化物焼結体をスパッタターゲットとして用いて製造された半導体デバイスにおいて、これを高い温度でアニールしても電界効果移動度を高く維持するうえで有利である。
【００７０】
高い温度でアニールしたときの電界効果移動度を高く維持する観点から、Ｚｒ含有率は、より好ましくは０．５ｐｐｍ以上、さらに好ましくは２ｐｐｍ以上である。高い電界効果移動度を得る観点から、Ｚｒ含有率は、より好ましくは１００ｐｐｍより小さく、さらに好ましくは５０ｐｐｍより小さい。
【００７１】
酸化物焼結体中のＺｒ含有率は、ＩＣＰ発光分析法により測定することができる。Ｚｒ含有率とは、Ｚｒ含有量／（Ｉｎの含有量＋Ｚｎの含有量＋Ｗの含有量＋Ｚｒの含有量）を意味し、これを百万分率で表したものである。含有量としては原子数を用いる。
【００７２】
［実施形態２：酸化物焼結体の製造方法］
実施形態１に係る酸化物焼結体を効率良く製造する観点から、酸化物焼結体の製造方法は、次の（１）または（２）のいずれか１つを充足し、かつ（３）または（４）のいずれか１つを充足することが好ましい。
（１）Ｉｎ、ＷおよびＺｎを含む成形体を焼結することにより酸化物焼結体を形成する工程を含み、酸化物焼結体を形成する工程は、５００℃以上１０００℃以下の範囲から選ばれる一定の第１温度下に成形体を３０分間以上置くことを含む。
（２）Ｉｎ、ＷおよびＺｎを含む成形体を焼結することにより酸化物焼結体を形成する工程を含み、酸化物焼結体を形成する工程は、上記第１温度下に３０分間以上成形体を置くことと、
好ましくは８００℃以上１２００℃未満であり、第１温度よりも高い第２温度下に、酸素含有雰囲気中、成形体を置くことと、をこの順に含む。
（３）亜鉛酸化物粉末とインジウム酸化物粉末との１次混合物を調製する工程と、１次混合物を熱処理することにより仮焼粉末を形成する工程と、仮焼粉末を含む原料粉末の２次混合物を調製する工程と、２次混合物を成形することにより成形体を形成する工程と、成形体を焼結することにより酸化物焼結体を形成する工程とを含む。
（４）タングステン酸化物粉末とインジウム酸化物粉末との１次混合物を調製する工程と、１次混合物を熱処理することにより仮焼粉末を形成する工程と、仮焼粉末を含む原料粉末の２次混合物を調製する工程と、２次混合物を成形することにより成形体を形成する工程と、成形体を焼結することにより酸化物焼結体を形成する工程とを含む。
【００７３】
上記（１）および（２）における「５００℃以上１０００℃以下の範囲から選ばれる一定の第１温度下に成形体を３０分間以上置くこと」は、たとえば、焼結することにより酸化物焼結体を形成する工程（焼結工程）における昇温過程であることができる。上述のように、ポアの少ない酸化物焼結体を得るうえでは、焼結工程時に高分散のＺｎＷＯ４結晶相が生成されることが好ましいところ、第１温度下に成形体を３０分間以上置くことにより、高分散のＺｎＷＯ４結晶相を生成させることができる。また、スパッタ時の異常放電を低減させることができる酸化物焼結体を得るうえでは、焼結工程時にＺｎ４Ｉｎ２Ｏ７結晶相を生成させることが好ましいところ、第１温度下に成形体を３０分間以上置くことにより、高分散のＺｎ４Ｉｎ２Ｏ７結晶相を生成させることができる。第１温度下に成形体を置き、高分散のＺｎＷＯ４結晶相を生成させる過程を経た後に、焼結工程の最高温度まで温度を上昇させ焼結を促進することで、ポアの含有率が少なく、Ｉｎ２Ｏ３結晶相、Ｚｎ４Ｉｎ２Ｏ７結晶相およびＺｎＷＯ４結晶相を含む酸化物焼結体を得ることができる。また、第１温度下に成形体を置くことで、Ｉｎ２Ｏ３結晶相中へのＷ，Ｚｎの固溶量が調整され、Ｚｎ４Ｉｎ２Ｏ７結晶相およびＺｎＷＯ４結晶相の割合を所望の割合にすることができる。
【００７４】
なお、「５００℃以上１０００℃以下の範囲から選ばれる一定の第１温度」における「一定」は、必ずしもある特定の一点の温度に限られるものではなく、ある程度の幅を有する温度範囲であってもよい。具体的には、第１温度は、５００℃以上１０００℃以下の範囲から選ばれるある特定の温度をＴ（℃）とするとき、５００℃以上１０００℃以下の範囲に含まれる限り、たとえばＴ±５０℃であってもよく、好ましくはＴ±２０℃であり、より好ましくはＴ±１０℃であり、さらに好ましくはＴ±５℃である。
【００７５】
上記（１）および（２）におけるＩｎ、ＷおよびＺｎを含む成形体は、酸化物焼結体の原料粉末であるインジウム酸化物粉末とタングステン酸化物粉末と亜鉛酸化物粉末とを含む成形体であることができる。本実施形態の酸化物焼結体の製造方法において、インジウム酸化物粉末としてはＩｎ２Ｏ３粉末を用いることができる。タングステン酸化物粉末としてはＷＯ３結晶相、ＷＯ２結晶相、およびＷＯ２．７２結晶相からなる群より選ばれる少なくとも１種の結晶相を含む酸化物粉末を用いることができる。亜鉛酸化物粉末としてはＺｎＯ粉末を用いることができる。
【００７６】
上記（２）における「好ましくは８００℃以上１２００℃未満であり、第１温度よりも高い第２温度下に、酸素含有雰囲気中、成形体を置くこと」は、焼結を促進または完結させる工程である。酸素含有雰囲気とは、大気、窒素−酸素混合雰囲気、酸素雰囲気などである。第２温度は、より好ましくは９００℃以上、さらに好ましくは１１００℃以上であり、また、より好ましくは１１９５℃以下であり、さらに好ましくは１１９０℃以下である。第２温度が８００℃以上であることは、酸化物焼結体中のポアを低減させるうえで有利である。第２温度が１２００℃未満であることは、酸化物焼結体の変形を抑制し、スパッタターゲットへの適性を維持するうえで有利である。
【００７７】
上記（３）の方法は、亜鉛酸化物粉末およびインジウム酸化物粉末から、ＺｎとＩｎとを含む複酸化物からなる仮焼粉末を形成し、この仮焼粉末を用いてインジウム酸化物粉末とタングステン酸化物粉末と亜鉛酸化物粉末とを含む成形体を形成した後、この成形体を焼結して酸化物焼結体を得る方法である。
【００７８】
仮焼粉末は、Ｚｎ４Ｉｎ２Ｏ７結晶相を含むことが好ましい。Ｚｎ４Ｉｎ２Ｏ７結晶相を含む仮焼粉末を得るためには、インジウム酸化物粉末としてのＩｎ２Ｏ３粉末と亜鉛酸化物粉末としてのＺｎＯ粉末とを、モル比でＩｎ２Ｏ３：ＺｎＯ＝１：４となるように混合して１次混合物を調製し、この１次混合物を酸素含有雰囲気下にて熱処理する。酸素含有雰囲気とは、大気、窒素−酸素混合雰囲気、酸素雰囲気などである。熱処理温度は、５５０℃以上１３００℃未満であることが好ましく、１２００℃以上であることがより好ましい。
【００７９】
仮焼粉末を形成する工程においてＺｎ４Ｉｎ２Ｏ７結晶相を含む仮焼粉末を形成し、これを用いて２次混合物を調製する工程および２次混合物を成形することにより成形体を形成する工程を経る方法によれば、成形体を焼結することにより酸化物焼結体を形成する工程（焼結工程）において、Ｚｎ元素とＷ元素が効率的に接触することで反応が促進され、ＺｎＷＯ４結晶相を効率的に形成することができる。上述のように、ＺｎＷＯ4結晶相は焼結を促進する助剤の役割を果たしていると考えられる。したがって、ＺｎＷＯ４結晶相が焼結時に高分散で生成されると、ポアの少ない酸化物焼結体が得られやすい。すなわち、ＺｎＷＯ４結晶相が形成されると同時に焼結が進行することで、ポアの少ない酸化物焼結体を得ることが可能となる。
【００８０】
また、仮焼粉末を形成する工程においてＺｎ４Ｉｎ２Ｏ７結晶相を含む仮焼粉末を形成し、これを用いて２次混合物を調製する工程および２次混合物を成形することにより成形体を形成する工程を経る方法によれば、焼結工程を経ても酸化物焼結体中にＺｎ４Ｉｎ２Ｏ７結晶相が残りやすく、Ｚｎ４Ｉｎ２Ｏ７結晶相が高分散された酸化物焼結体を得ることができる。酸化物焼結体中に高分散されたＺｎ４Ｉｎ２Ｏ７結晶相はスパッタ時の異常放電を低減させるうえで有利である。
【００８１】
Ｚｎ４Ｉｎ２Ｏ７結晶相を含む仮焼粉末を形成した後の２次混合物を調製する工程は、この仮焼粉末とインジウム酸化物粉末（たとえばＩｎ２Ｏ３粉末）とタングステン酸化物粉末（たとえばＷＯ３粉末等のＷＯ３結晶相、ＷＯ２結晶相、およびＷＯ２．７２結晶相からなる群より選ばれる少なくとも１種の結晶相を含む酸化物粉末）とを混合する工程であることができる。２次混合物の調製にあたっては、最終的に得られる酸化物焼結体のＷ含有率、Ｚｎ含有率、Ｚｎ／Ｗ比等が上述の好ましい範囲内となるように原料粉末の混合比を調整することが望ましい。
【００８２】
上記（４）の方法は、タングステン酸化物粉末およびインジウム酸化物粉末から、ＷとＩｎとを含む複酸化物からなる仮焼粉末を形成し、この仮焼粉末を用いてインジウム酸化物粉末とタングステン酸化物粉末と亜鉛酸化物粉末とを含む成形体を形成した後、この成形体を焼結して酸化物焼結体を得る方法である。
【００８３】
仮焼粉末は、Ｉｎ６ＷＯ１２結晶相を含むことが好ましい。Ｉｎ６ＷＯ１２結晶相を含む仮焼粉末を得るためには、インジウム酸化物粉末としてのＩｎ２Ｏ３粉末とタングステン酸化物粉末としてのＷＯ３粉末等のＷＯ３結晶相、ＷＯ２結晶相、およびＷＯ２．７２結晶相からなる群より選ばれる少なくとも１種の結晶相を含む酸化物粉末とを、モル比でＩｎ２Ｏ３：タングステン酸化物粉末＝３：１となるように混合して１次混合物を調製し、この１次混合物を酸素含有雰囲気下にて熱処理する。酸素含有雰囲気とは、大気、窒素−酸素混合雰囲気、酸素雰囲気などである。熱処理温度は、７００℃以上１４００℃未満であることが好ましく、８００℃以上であることがより好ましい。仮焼温度は、Ｉｎ６ＷＯ１２結晶相が形成される温度である限り、仮焼粉の粒径をなるべく小さくできることから低い方が好ましい。また、タングステン酸化物粉末として、ＷＯ２結晶相、およびＷＯ２．７２結晶相からなる群より選ばれる少なくとも１種の結晶相を含む酸化物粉末を用いた方が、熱処理温度が低くても、Ｉｎ６ＷＯ１２結晶相を形成させやすい。
【００８４】
仮焼粉末を形成する工程においてＩｎ６ＷＯ１２結晶相を含む仮焼粉末を形成し、これを用いて２次混合物を調製する工程および２次混合物を成形することにより成形体を形成する工程を経る方法によれば、成形体を焼結することにより酸化物焼結体を形成する工程（焼結工程）において、Ｚｎ元素とＷ元素が効率的に接触することで反応が促進され、ＺｎＷＯ４結晶相を効率的に形成することができる。上述のように、ＺｎＷＯ４結晶相は焼結を促進する助剤の役割を果たしていると考えられる。したがって、ＺｎＷＯ４結晶相が焼結時に高分散で生成されると、ポアの少ない酸化物焼結体が得られやすい。すなわち、ＺｎＷＯ４結晶相が形成されると同時に焼結が進行することで、ポアの少ない酸化物焼結体を得ることが可能となる。
【００８５】
また、仮焼粉末を形成する工程においてＩｎ６ＷＯ１２結晶相を含む仮焼粉末を形成し、これを用いて２次混合物を調製する工程および２次混合物を成形することにより成形体を形成する工程を経る方法によれば、焼結工程を経た後の酸化物焼結体中にＩｎ６ＷＯ１２結晶相は残らない場合が多い。
【００８６】
Ｉｎ６ＷＯ１２結晶相を含む仮焼粉末を形成した後の２次混合物を調製する工程は、この仮焼粉末とインジウム酸化物粉末（たとえばＩｎ２Ｏ３粉末）と亜鉛酸化物粉末（たとえばＺｎＯ粉末）とを混合する工程であることができる。２次混合物の調製にあたっては、最終的に得られる酸化物焼結体のＷ含有率、Ｚｎ含有率、Ｚｎ／Ｗ比等が上述の好ましい範囲内となるように原料粉末の混合比を調整することが望ましい。
【００８７】
たとえば、次のような方法（ｉ）または（ii）で酸化物焼結体を製造する場合には、好適な酸化物焼結体が得られにくい傾向にある。
（ｉ）仮焼粉末を形成する工程を経ずに、インジウム酸化物粉末、タングステン酸化物粉末および亜鉛酸化物粉末の３種類の粉末を混合し、成形後、焼結する方法。この場合、Ｚｎ元素とＷ元素が効率的に接触することができないため、反応が促進されず、ポアの少ない酸化物焼結体またはＩｎ２Ｏ３結晶相、Ｚｎ４Ｉｎ２Ｏ７結晶相およびＺｎＷＯ４結晶相を含む酸化物焼結体が得られにくい傾向にある。また、Ｚｎ４Ｉｎ２Ｏ７結晶相を含む酸化物焼結体が得られにくい傾向にあるため、スパッタ時のアーキング発生を抑制することが難しい傾向にある。
（ii）仮焼粉末としてＺｎＷＯ４結晶相を含む粉末を形成後、インジウム酸化物粉末および亜鉛酸化物粉末と混合し、成形体を形成した後に焼結する方法。この場合、ＺｎＷＯ４結晶相を高分散させることできず、ポアの少ない酸化物焼結体が得られにくい傾向にある。
【００８８】
したがって、インジウム酸化物粉末、タングステン酸化物粉末および亜鉛酸化物粉末の３種類の粉末を混合する方法、仮焼粉末としてＺｎＷＯ４結晶相を含む粉末を経る方法、により調製した粉末を、成形後、焼結する方法においては、上記実施形態１に係る酸化物焼結体を得るために、上記（１）または（２）の方法を採用することが好ましい。
【００８９】
以下、本実施形態に係る酸化物焼結体の製造方法について、より具体的に説明する。
１つの好ましい態様において、酸化物焼結体の製造方法は、実施形態１に係る酸化物焼結体の製造方法であって、亜鉛酸化物粉末とインジウム酸化物粉末との１次混合物を調製する工程と、１次混合物を熱処理することにより仮焼粉末を形成する工程と、仮焼粉末を含む原料粉末の２次混合物を調製する工程と、２次混合物を成形することにより成形体を形成する工程と、成形体を焼結することにより酸化物焼結体を形成する工程とを含み、仮焼粉末を形成する工程は、酸素含有雰囲気下、好ましくは５５０℃以上１３００℃未満の温度で１次混合物を熱処理することにより、仮焼粉末としてＺｎとＩｎとを含む複酸化物の粉末を形成することを含む。仮焼粉末は、Ｚｎ４Ｉｎ２Ｏ７結晶相を含むことが好ましい。
【００９０】
上記の製造方法によれば、スパッタ時の異常放電を低減させることができ、ポアの含有率が低減され、スパッタターゲットとして好適に用いることのできる実施形態１に係る酸化物焼結体を効率的に製造することができる。また、上記の製造方法によれば、比較的低い焼結温度でも、スパッタ時の異常放電を低減させることができ、ポアの含有率が低減された酸化物焼結体を得ることができる。仮焼粉末を構成する複酸化物は、酸素が欠損していたり、金属が置換していたりしていても構わない。
【００９１】
仮焼粉末を形成する工程における熱処理の温度が５５０℃未満の場合は、ＺｎとＩｎとを含む複酸化物粉末が得られにくく、１３００℃以上の場合、複酸化物粉末の粒径が大きくなりすぎて使用に適さなくなる傾向にあり、また、熱処理の温度が１３００℃以上の場合、酸化物焼結体中のポアを少なくすることが難しい傾向にある。熱処理の温度は、より好ましくは１２００℃以上である。
【００９２】
また、上記熱処理によって仮焼粉末としてのＺｎとＩｎとを含む複酸化物粉末を形成することにより、得られる酸化物焼結体を含むスパッタターゲットを用いて形成された酸化物半導体膜をチャネル層として含む半導体デバイスにおいて、より高い温度でアニールしても電界効果移動度を高く維持することができる。
【００９３】
ＺｎとＩｎとを含む複酸化物は、Ｚｎ４Ｉｎ２Ｏ７結晶相を含むことが好ましい。これにより、スパッタ時の異常放電が低減され、ポアの含有率が低減された酸化物焼結体が得られやすい。Ｚｎ４Ｉｎ２Ｏ７結晶相は、空間群Ｐ６３／ｍｍｃ（１９４）にて表される結晶構造を有し、ＪＣＰＤＳカードの００−０２０−１４３８に規定される結晶構造を有するＺｎとＩｎの複酸化物結晶相である。当該結晶系を示す限り、酸素が欠損していたり、金属が固溶していたりしていて、格子定数が変化していても構わない。Ｚｎ４Ｉｎ２Ｏ７結晶相は、Ｘ線回折測定により同定される。
【００９４】
また、他の好ましい態様において、酸化物焼結体の製造方法は、実施形態１に係る酸化物焼結体の製造方法であって、タングステン酸化物粉末とインジウム酸化物粉末との１次混合物を調製する工程と、１次混合物を熱処理することにより仮焼粉末を形成する工程と、仮焼粉末を含む原料粉末の２次混合物を調製する工程と、２次混合物を成形することにより成形体を形成する工程と、成形体を焼結することにより酸化物焼結体を形成する工程とを含み、仮焼粉末を形成する工程は、酸素含有雰囲気下、好ましくは７００℃以上１４００℃未満の温度で１次混合物を熱処理することにより、仮焼粉末としてＩｎとＷとを含む複酸化物の粉末を形成することを含む。仮焼粉末は、Ｉｎ６ＷＯ１２結晶相を含むことが好ましい。
【００９５】
上記の製造方法によれば、スパッタ時の異常放電を低減させることができ、ポアの含有率が低減され、スパッタターゲットとして好適に用いることのできる実施形態１に係る酸化物焼結体を効率的に製造することができる。また、上記の製造方法によれば、比較的低い焼結温度でも、スパッタ時の異常放電を低減させることができ、ポアの含有率が低減された酸化物焼結体を得ることができる。仮焼粉末を構成する複酸化物は、酸素が欠損していたり、金属が置換していたりしていても構わない。
【００９６】
仮焼粉末を形成する工程における熱処理の温度が７００℃未満の場合は、ＩｎとＷとを含む複酸化物粉末が得られにくく、１４００℃以上の場合、複酸化物粉末の粒径が大きくなりすぎて使用に適さなくなる傾向にあり、また、熱処理の温度が１４００℃以上の場合、酸化物焼結体中のポアを少なくすることが難しい傾向にある。熱処理の温度は、より好ましくは８００℃以上である。
【００９７】
仮焼温度は、Ｉｎ６ＷＯ１２結晶相が形成される温度である限り、仮焼粉の粒径をなるべく小さくできることから低い方が好ましい。また、タングステン酸化物粉末として、ＷＯ２結晶相、およびＷＯ２．７２結晶相からなる群より選ばれる少なくとも１種の結晶相を含む酸化物粉末を用いた方が、熱処理温度が低くても、Ｉｎ６ＷＯ１２結晶相を形成させやすい。
【００９８】
また、上記熱処理によって仮焼粉末としてのＩｎとＷとを含む複酸化物粉末を形成することにより、得られる酸化物焼結体を含むスパッタターゲットを用いて形成された酸化物半導体膜をチャネル層として含む半導体デバイスにおいて、より高い温度でアニールしても電界効果移動度を高く維持することができる。
【００９９】
ＩｎとＷとを含む複酸化物は、Ｉｎ６ＷＯ１２結晶相を含むことが好ましい。これにより、スパッタ時の異常放電が低減され、ポアの含有率が低減された酸化物焼結体が得られやすい。Ｉｎ６ＷＯ１２結晶相は、三方晶系の結晶構造を有し、ＪＣＰＤＳカードの０１−０７４−１４１０に規定される結晶構造を有するタングステン酸インジウム化合物結晶相である。当該結晶系を示す限り、酸素が欠損していたり、金属が固溶していたりしていて、格子定数が変化していても構わない。なお、特開２００４−０９１２６５号公報で開示されているタングステン酸インジウム化合物結晶相は、ＩｎＷ３Ｏ９結晶相であり、六方晶系の結晶構造を有し、ＪＣＰＤＳカードの３３−６２７に規定される結晶構造を有するため、Ｉｎ６ＷＯ１２結晶相とは結晶構造が異なる。Ｉｎ６ＷＯ１２結晶相は、Ｘ線回折測定により同定される。
【０１００】
Ｗは、インジウム酸化物の焼結を阻害し、ひいては酸化物焼結体中のポアの含有率を低減させにくくする傾向にある。しかしながら、上記の製造方法によれば、ＩｎとＷとを含む複酸化物の粉末、および／またはＩｎとＺｎとを含む複酸化物の粉末を用いることにより、低い焼結温度でも酸化物焼結体中のポアの含有率を低減させることが可能である。
【０１０１】
Ｉｎ、ＷおよびＺｎを含む酸化物焼結体において、スパッタ時の異常放電を低減することができ、ポアの含有率が低減された酸化物焼結体を得るためには、融点の低いＺｎとＷとを含む複酸化物を焼結時に存在させることが有効である。このためには、焼結時にタングステン元素と亜鉛元素の接触点を増やして、ＺｎとＷとを含む複酸化物を成形体中に高分散の状態で形成することが好ましい。また、ＺｎとＷとを含む複酸化物は、焼結工程中に生成することが、低い焼結温度でもスパッタ時の異常放電を低減させることができ、ポアの含有率が低減された酸化物焼結体を得る観点から好ましい。したがって、予め合成したＺｎとＩｎとを含む複酸化物の粉末を製造工程に用いる方法を用いることでＷとの接触点を増やし、焼結工程中にＺｎとＷとを含む複酸化物を生成することが、低い焼結温度でもスパッタ時の異常放電を低減させることができ、ポアの含有率が低減された酸化物焼結体を得る観点から好ましい。
【０１０２】
また、仮焼粉末を形成する工程においてＺｎ４Ｉｎ２Ｏ７結晶相を含む仮焼粉末を形成し、これを用いて２次混合物を調製する工程および２次混合物を成形することにより成形体を形成する工程を経る方法によれば、焼結工程を経ても酸化物焼結体中にＺｎ４Ｉｎ２Ｏ７結晶相が残りやすく、Ｚｎ４Ｉｎ２Ｏ７結晶相が高分散された酸化物焼結体を得ることができる。もしくは、第１温度下に成形体を３０分間以上置くことにより、高分散のＺｎ４Ｉｎ２Ｏ７結晶相を生成させることができる。酸化物焼結体中に高分散されたＺｎ４Ｉｎ２Ｏ７結晶相は、スパッタ時の異常放電を低減することができる観点から望ましい。
【０１０３】
また、予め合成したＩｎとＷとを含む複酸化物の粉末を製造工程に用いる方法を用いることで、焼結工程中にＺｎ元素とＷ元素が効率的に接触することで反応が促進され、高分散のＺｎＷＯ４結晶相を効率的に形成することができる。このことは、低い焼結温度でもスパッタ時の異常放電を低減させることができ、ポアの含有率が低減された酸化物焼結体を得るうえで有利である。
【０１０４】
酸化物焼結体の製造に用いられるタングステン酸化物粉末は、ＷＯ３結晶相、ＷＯ２結晶相、およびＷＯ２．７２結晶相からなる群より選ばれる少なくとも１種の結晶相を含むことが好ましい。これにより、スパッタ時の異常放電を低減させることができ、ポアの含有率が低減された酸化物焼結体得られやすくなるともに、酸化物焼結体をスパッタターゲットとして用いたスパッタ法によって形成された酸化物半導体膜を含む半導体デバイスを高い温度でアニールしても、電界効果移動度を高く維持する観点から有利となる。この観点から、タングステン酸化物粉末は、より好ましくは、ＷＯ２．７２結晶相を含む。
【０１０５】
またタングステン酸化物粉末は、メジアン粒径ｄ５０が０．１μｍ以上４μｍ以下であることが好ましく、０．２μｍ以上２μｍ以下であることがより好ましく、０．３μｍ以上１．５μｍ以下であることがさらに好ましい。これにより、酸化物焼結体の見かけ密度および機械的強度を高めることができる。メジアン粒径ｄ５０は、ＢＥＴ比表面積測定により求められる。メジアン粒径ｄ５０が０．１μｍより小さい場合、粉末のハンドリングが困難で、均一な仮焼粉末または２次混合物を調製することが難しい傾向にある。メジアン粒径ｄ５０が４μｍより大きい場合、得られる酸化物焼結体中のポアの含有率を低減させることが難しい傾向にある。
【０１０６】
本実施形態に係る酸化物焼結体の製造方法は、特に制限はないが、効率良く実施形態１の酸化物焼結体を形成する観点から、たとえば、以下の工程を含む。
【０１０７】
（１）原料粉末を準備する工程
酸化物焼結体の原料粉末として、インジウム酸化物粉末（たとえばＩｎ２Ｏ３粉末）、タングステン酸化物粉末（たとえばＷＯ３粉末、ＷＯ２．７２粉末、ＷＯ２粉末）、亜鉛酸化物粉末（たとえばＺｎＯ粉末）等、酸化物焼結体を構成する金属元素の酸化物粉末を準備する。酸化物焼結体にジルコニウムを含有させる場合は、原料としてジルコニウム酸化物粉末（たとえばＺｒＯ２粉末）を用意する。
【０１０８】
タングステン酸化物粉末としては、ＷＯ２．７２粉末、ＷＯ２粉末のようなＷＯ３粉末に比べて酸素が欠損した化学組成を有する粉末を用いることが、スパッタ時の異常放電を低減させることができ、ポアの含有率が低減された酸化物焼結体を得ることができるとともに、酸化物焼結体をスパッタターゲットとして用いたスパッタ法によって形成された酸化物半導体膜を含む半導体デバイスを高い温度でアニールしても、電界効果移動度を高く維持する観点から、好ましい。かかる観点から、ＷＯ２．７２粉末をタングステン酸化物粉末の少なくとも一部として用いることがより好ましい。原料粉末の純度は、酸化物焼結体への意図しない金属元素およびＳｉの混入を防止し、酸化物焼結体をスパッタターゲットとして用いたスパッタ法によって形成された酸化物半導体膜を含む半導体デバイスの安定した物性を得る観点から、９９．９質量％以上の高純度であることが好ましい。
【０１０９】
上述のように、タングステン酸化物粉末のメジアン粒径ｄ５０は、０．１μｍ以上４μｍ以下であることが、良好な見かけ密度および機械的強度を有し、ポアの含有率が低減された酸化物焼結体を得ることができる観点から、好ましい。
【０１１０】
（２）１次混合物を調製する工程
亜鉛酸化物粉末とインジウム酸化物粉末との１次混合物を調製する場合、上記原料粉末の内、亜鉛酸化物粉末とインジウム酸化物粉末とを混合（または粉砕混合）する。このとき、Ｚｎ４Ｉｎ２Ｏ７結晶相を含む仮焼粉末を得るためには、インジウム酸化物粉末としてのＩｎ２Ｏ３粉末と亜鉛酸化物粉末としてのＺｎＯ粉末とを、モル比でＩｎ２Ｏ３：ＺｎＯ＝１：４となるように混合する。スパッタ時の異常放電を低減させることができ、ポアの含有率が低減された酸化物焼結体を得ることができる観点、および酸化物焼結体をスパッタターゲットとして用いたスパッタ法によって形成された酸化物半導体膜を含む半導体デバイスを高い温度でアニールしても、電界効果移動度を高く維持する観点から、仮焼粉末は、Ｚｎ４Ｉｎ２Ｏ７結晶相を含むことが好ましい。
【０１１１】
亜鉛酸化物粉末とインジウム酸化物粉末とを混合する方法に特に制限はなく、乾式および湿式のいずれの方式であってもよく、具体的には、ボールミル、遊星ボールミル、ビーズミル等を用いて粉砕混合される。このようにして、原料粉末の１次混合物が得られる。湿式の粉砕混合方式を用いて得られた混合物の乾燥には、自然乾燥やスプレードライヤのような乾燥方法を用いることができる。
【０１１２】
タングステン酸化物粉末とインジウム酸化物粉末との１次混合物を調製する場合、上記原料粉末の内、タングステン酸化物粉末とインジウム酸化物粉末とを混合（または粉砕混合）する。このとき、Ｉｎ６ＷＯ１２結晶相を含む仮焼粉末を得るためには、インジウム酸化物粉末としてのＩｎ２Ｏ３粉末とタングステン酸化物粉末（例えばＷＯ３粉末、ＷＯ２粉末、ＷＯ２．７２粉末）とを、モル比でＩｎ２Ｏ３：タングステン酸化物粉末＝３：１となるように混合する。スパッタ時の異常放電を低減させることができ、ポアの含有率が低減された酸化物焼結体を得ることができる観点、および酸化物焼結体をスパッタターゲットとして用いたスパッタ法によって形成された酸化物半導体膜を含む半導体デバイスを高い温度でアニールしても、電界効果移動度を高く維持する観点から、仮焼粉末は、Ｉｎ６ＷＯ１２結晶相を含むことが好ましい。
【０１１３】
タングステン酸化物粉末とインジウム酸化物粉末とを混合する方法に特に制限はなく、乾式および湿式のいずれの方式であってもよく、具体的には、ボールミル、遊星ボールミル、ビーズミル等を用いて粉砕混合される。このようにして、原料粉末の１次混合物が得られる。湿式の粉砕混合方式を用いて得られた混合物の乾燥には、自然乾燥やスプレードライヤのような乾燥方法を用いることができる。
【０１１４】
（３）仮焼粉末を形成する工程
ＺｎとＩｎとを含む複酸化物からなる仮焼粉末を形成する場合、亜鉛酸化物粉末とインジウム酸化物粉末との１次混合物を熱処理（仮焼）して、仮焼粉末（ＺｎとＩｎとを含む複酸化物粉末）を形成する。１次混合物の仮焼温度は、仮焼粉末の粒径が大きくなりすぎて酸化物焼結体中のポアが増加することがないように１３００℃未満であることが好ましく、仮焼生成物としてＺｎとＩｎとを含む複酸化物粉末を得るために、また、Ｚｎ４Ｉｎ２Ｏ７結晶相を形成するためには５５０℃以上であることが好ましい。より好ましくは１２００℃以上である。仮焼温度は結晶相が形成される温度である限り、仮焼粉末の粒径をなるべく小さくできる点から低い方が好ましい。このようにして、Ｚｎ４Ｉｎ２Ｏ７結晶相を含む仮焼粉末を得ることができる。仮焼雰囲気は、酸素を含む雰囲気であればよいが、大気圧もしくは大気よりも圧力の高い空気雰囲気、または大気圧もしくは大気よりも圧力の高い酸素を２５体積％以上含む酸素−窒素混合雰囲気が好ましい。生産性が高いことから、大気圧またはその近傍下での空気雰囲気がより好ましい。仮焼粉末の結晶相の同定にはＸ線回折法を用いることができる。
【０１１５】
ＷとＩｎとを含む複酸化物からなる仮焼粉末を形成する場合、タングステン酸化物粉末とインジウム酸化物粉末との１次混合物を熱処理（仮焼）して、仮焼粉末（ＷとＩｎとを含む複酸化物粉末）を形成する。１次混合物の仮焼温度は、仮焼粉末の粒径が大きくなりすぎて酸化物焼結体中のポアが増加することがないように１４００℃未満であることが好ましく、仮焼生成物としてＷとＩｎとを含む複酸化物粉末を得るために、また、Ｉｎ６ＷＯ１２結晶相を形成するためには７００℃以上であることが好ましい。より好ましくは８００℃以上である。１次混合物の仮焼温度は、タングステンの昇華を効果的に防ぐために１２００℃未満であることがより好ましく、仮焼生成物としてＷとＩｎとを含む複酸化物粉末を得るために、また、Ｉｎ６ＷＯ１２結晶相を形成するためには９５０℃以上であることがさらに好ましい。仮焼温度は結晶相が形成される温度である限り、仮焼粉末の粒径をなるべく小さくできる点から低い方が好ましい。このようにして、Ｉｎ６ＷＯ１２結晶相を含む仮焼粉末を得ることができる。仮焼雰囲気は、酸素を含む雰囲気であればよいが、大気圧もしくは大気よりも圧力の高い空気雰囲気、または大気圧もしくは大気よりも圧力の高い酸素を２５体積％以上含む酸素−窒素混合雰囲気が好ましい。生産性が高いことから、大気圧またはその近傍下での空気雰囲気がより好ましい。仮焼粉末の結晶相の同定にはＸ線回折法を用いることができる。
【０１１６】
（４）仮焼粉末を含む原料粉末の２次混合物を調製する工程
仮焼粉末がＺｎとＩｎとを含む複酸化物粉末である場合、仮焼粉末と、インジウム酸化物粉末（たとえばＩｎ２Ｏ３粉末）およびタングステン酸化物粉末（たとえばＷＯ２．７２粉末）を、１次混合物の調製と同様にして、混合（または粉砕混合）する。亜鉛酸化物は、上記仮焼工程によりインジウムとの複酸化物として存在していることが好ましい。
【０１１７】
仮焼粉末がＩｎとＷとを含む複酸化物粉末である場合、仮焼粉末と、インジウム酸化物粉末（たとえばＩｎ２Ｏ３粉末）および亜鉛酸化物粉末（たとえばＺｎＯ粉末）を、１次混合物の調製と同様にして、混合（または粉砕混合）する。タングステン酸化物は、上記仮焼工程によりインジウムとの複酸化物として存在していることが好ましい。
【０１１８】
以上のようにして、原料粉末の２次混合物が得られる。酸化物焼結体にジルコニウムを含有させる場合は、ジルコニウム酸化物粉末（たとえばＺｒＯ２粉末）も同時に混合（または粉砕混合）する。
【０１１９】
この工程において混合する方法に特に制限はなく、乾式および湿式のいずれの方式であってもよく、具体的には、ボールミル、遊星ボールミル、ビーズミル等を用いて粉砕混合される。湿式の粉砕混合方式を用いて得られた混合物の乾燥には、自然乾燥やスプレードライヤのような乾燥方法を用いることができる。
【０１２０】
（５）２次混合物を成形することにより成形体を形成する工程
次に、得られた２次混合物を成形する。２次混合物を成形する方法に特に制限はないが、酸化物焼結体の見かけ密度を高くする観点から、一軸プレス法、ＣＩＰ（冷間静水圧処理）法、キャスティング法等が好ましい。
【０１２１】
（６）成形体を焼結することにより酸化物焼結体を形成する工程（焼結工程）
次に、得られた成形体を焼結して、酸化物焼結体を形成する。この際、ホットプレス焼結法ではスパッタ時の異常放電を低減させることができ、ポアの含有率が低減された酸化物焼結体が得られにくい傾向にある。成形体の焼結温度（上述の第２温度）は、スパッタ時の異常放電を低減させることができ、ポアの含有率が低減された酸化物焼結体を得る観点から、８００℃以上１２００℃未満であることが好ましい。第２温度は、より好ましくは９００℃以上、さらに好ましくは１１００℃以上であり、また、より好ましくは１１９５℃以下であり、さらに好ましくは１１９０℃以下である。第２温度が８００℃以上であることは、酸化物焼結体中のポアを低減させるうえで有利である。第２温度が１２００℃未満であることは、酸化物焼結体の変形を抑制し、スパッタターゲットへの適性を維持するうえで有利である。焼結雰囲気は、スパッタ時の異常放電を低減させることができ、ポアの含有率が低減された酸化物焼結体を得る観点から、大気圧またはその近傍下での空気含有雰囲気が好ましい。
【０１２２】
上述のように、スパッタ時の異常放電を低減させることができ、ポアの含有率が低減された酸化物焼結体を得る観点から、８００℃以上１２００℃未満の第２温度下に成形体を置くことに先立って、５００℃以上１０００℃以下の範囲から選ばれる一定の第１温度（第２温度より低い）下に成形体を３０分間以上置くことが好ましい。この工程は、焼結工程における昇温過程であることができる。
【０１２３】
［実施形態３：スパッタターゲット］
本実施形態に係るスパッタターゲットは、実施形態１の酸化物焼結体を含む。したがって、本実施形態に係るスパッタターゲットによれば、スパッタ時の異常放電を低減させることができる。また、本実施形態に係るスパッタターゲットによれば、ポアの含有率が低減されているため、特性に優れた、たとえば、高い温度でアニールしても電界効果移動度を高く維持できる半導体デバイスを提供することができる。
【０１２４】
スパッタターゲットとは、スパッタ法の原料となるものである。スパッタ法とは、成膜室内にスパッタターゲットと基板とを対向させて配置し、スパッタターゲットに電圧を印加して、希ガスイオンでターゲットの表面をスパッタリングすることにより、ターゲットからターゲットを構成する原子を放出させて基板上に堆積させることによりターゲットを構成する原子で構成される膜を形成する方法をいう。
【０１２５】
スパッタ法では、スパッタターゲットに印加する電圧を直流電圧とすることがあるが、この場合、スパッタターゲットは導電性を有することが望まれている。スパッタターゲットの電気抵抗が高くなると、直流電圧を印加できずにスパッタ法による成膜（酸化物半導体膜の形成）を実施することができないためである。スパッタターゲットして用いる酸化物焼結体において、その一部に電気抵抗の高い領域が存在し、その領域が広い場合、電気抵抗の高い領域には直流電圧が印加されないため、その領域がスパッタリングされないなどの問題を生じるおそれがある。あるいは、電気抵抗の高い領域でアーキングと呼ばれる異常放電が発生し、成膜が正常に実施されないなどの問題を生じるおそれがある。
【０１２６】
また、酸化物焼結体中のポアは空孔であり、その空孔には窒素、酸素、二酸化炭素、水分等のガスが含まれている。このような酸化物焼結体をスパッタターゲットとして用いる場合、酸化物焼結体中のポアから上記ガスが放出されるため、スパッタリング装置の真空度を悪化させ、得られる酸化物半導体膜の特性を劣化させる。あるいは、ポアの端から異常放電が発生することもある。このため、ポアの少ない酸化物焼結体はスパッタターゲットして用いるのに好適である。
【０１２７】
本実施形態に係るスパッタターゲットは、高い温度でアニールしても電界効果移動度を高く維持できる半導体デバイスの酸化物半導体膜をスパッタ法で形成するために好適に用いられるものとするために、実施形態１の酸化物焼結体を含むことが好ましく、実施形態１の酸化物焼結体からなることがより好ましい。
【０１２８】
［実施形態４：半導体デバイスおよびその製造方法］
図１Ａおよび図１Ｂを参照して、本実施形態に係る半導体デバイス１０は、実施形態３のスパッタターゲット用いてスパッタ法により形成した酸化物半導体膜１４を含む。かかる酸化物半導体膜１４を含むため、本実施形態に係る半導体デバイスは、高い温度でアニールしても電界効果移動度を高く維持できるという特性を有することができる。
【０１２９】
本実施形態に係る半導体デバイス１０は、特に限定はされないが、たとえば、高い温度でアニールしても電界効果移動度を高く維持できることから、ＴＦＴ（薄膜トランジスタ）であることが好ましい。ＴＦＴが有する酸化物半導体膜１４は、高い温度でアニールしても電界効果移動度を高く維持できることから、チャネル層であることが好ましい。
【０１３０】
酸化物半導体１４は、ジルコニウム（Ｚｒ）をさらに含有していてもよい。その含有率は、たとえば１×１０１７ａｔｍｓ／ｃｍ３以上１×１０２０ａｔｍｓ／ｃｍ３以下である。Ｚｒは、酸化物焼結体に含まれ得る元素である。Ｚｒを含有する酸化物焼結体を原料として成膜される酸化物半導体膜１４はＺｒを含有する。Ｚｒの存在は、高い温度でアニールしても電界効果移動度を高く維持できる観点から好ましい。Ｚｒの存在およびその含有率は、二次イオン質量分析計にて確認することができる。
【０１３１】
本実施形態の半導体デバイスにおいて酸化物半導体膜１４は、電気抵抗率が好ましくは１０−１Ωｃｍ以上である。これまでインジウム酸化物を用いた透明導電膜が多く検討されているが、透明導電膜の用途では、電気抵抗率が１０−１Ωｃｍより小さいことが求められている。一方、本実施形態の半導体デバイスが有する酸化物半導体膜１４は電気抵抗率が１０−１Ωｃｍ以上であることが好ましく、これにより、半導体デバイスのチャネル層として好適に用いることができる。電気抵抗率が１０−１Ωｃｍより小さい場合、半導体デバイスのチャネル層として用いることが困難である。
【０１３２】
酸化物半導体膜１４は、スパッタ法により成膜する工程を含む製造方法によって得ることができる。スパッタ法の意味については上述のとおりである。
【０１３３】
スパッタ法としては、マグネトロンスパッタリング法、対向ターゲット型マグネトロンスパッタリング法などを用いることができる。スパッタ時の雰囲気ガスとして、Ａｒガス、Ｋｒガス、Ｘｅガスを用いることができ、これらのガスとともに酸素ガスを混合して用いることもできる。
【０１３４】
また、酸化物半導体膜１４は、スパッタ法による成膜後に加熱処理（アニール）されることが好ましい。この方法により得られる酸化物半導体膜１４は、これをチャネル層として含む半導体デバイス（たとえばＴＦＴ）において、高い温度でアニールしても電界効果移動度を高く維持できる観点から有利である。
【０１３５】
スパッタリング法による成膜後に実施する加熱処理は、半導体デバイスを加熱することによって実施できる。半導体デバイスとして用いる場合に高い特性を得るためには、加熱処理を行うことが好ましい。この場合、酸化物半導体膜１４を形成した直後に加熱処理を行ってもよいし、ソース電極、ドレイン電極、エッチストッパ層（ＥＳ層）、パシベーション膜などを形成した後に加熱処理を行ってもよい。半導体デバイスとして用いる場合に高い特性を得るためには、エッチストッパ層を形成した後に加熱処理を行うことがより好ましい。
【０１３６】
酸化物半導体膜１４を形成した後に加熱処理を行う場合において、基板温度は、好ましくは１００℃以上５００℃以下である。加熱処理の雰囲気は、大気中、窒素ガス中、窒素ガス−酸素ガス中、Ａｒガス中、Ａｒ−酸素ガス中、水蒸気含有大気中、水蒸気含有窒素中など、各種雰囲気であってよい。雰囲気圧力は、大気圧のほか、減圧条件下（たとえば０．１Ｐａ未満）、加圧条件下（たとえば０．１Ｐａ〜９ＭＰａ）であることができるが、好ましくは大気圧である。加熱処理の時間は、たとえば３分〜２時間程度であることができ、好ましくは１０分〜９０分程度である。
【０１３７】
半導体デバイスとして用いる場合により高い特性（たとえば、信頼性）を得るためには、加熱処理温度は高い方が望ましい。しかし、加熱処理温度を高めるとＩｎ−Ｇａ−Ｚｎ−Ｏ系の酸化物半導体膜では電界効果移動度が低下してしまう。実施形態１に係る酸化物焼結体をスパッタターゲットとして用いるスパッタ法にて得られた酸化物半導体膜１４は、これをチャネル層として含む半導体デバイス（たとえばＴＦＴ）において、高い温度でアニールしても電界効果移動度を高く維持できる観点から有利である。
【０１３８】
図１Ａ、図１Ｂ、図２および図３は、本実施形態に係る半導体デバイス（ＴＦＴ）のいくつかの例を示す概略図である。図１Ａおよび図１Ｂに示される半導体デバイス１０は、基板１１と、基板１１上に配置されたゲート電極１２と、ゲート電極１２上に絶縁層として配置されたゲート絶縁膜１３と、ゲート絶縁膜１３上にチャネル層として配置された酸化物半導体膜１４と、酸化物半導体膜１４上に互いに接触しないように配置されたソース電極１５およびドレイン電極１６と、を含む。
【０１３９】
図２に示される半導体デバイス２０は、ゲート絶縁膜１３および酸化物半導体膜１４上に配置され、コンタクトホールを有するエッチストッパ層１７と、エッチストッパ層１７、ソース電極１５およびドレイン電極１６上に配置されるパシベーション膜１８とをさらに含むこと以外は、図１Ａおよび図１Ｂに示される半導体デバイス１０と同様の構成を有する。図２に示される半導体デバイス２０において、図１Ａおよび図１Ｂに示される半導体デバイス１０のように、パシベーション膜１８を省略することもできる。図３に示される半導体デバイス３０は、ゲート絶縁膜１３、ソース電極１５およびドレイン電極１６上に配置されるパシベーション膜１８をさらに含むこと以外は、図１Ａおよび図１Ｂに示される半導体デバイス１０と同様の構成を有する。
【０１４０】
次に、本実施形態に係る半導体デバイスの製造方法の一例を説明する。半導体デバイスの製造方法は、上記実施形態のスパッタターゲットを用意する工程と、該スパッタターゲットを用いてスパッタ法により上記酸化物半導体膜を形成する工程とを含む。まず、図１Ａおよび図１Ｂに示される半導体デバイス１０の製造方法について説明すると、この製造方法は、特に制限されないが、高特性の半導体デバイス１０を効率良く製造する観点から、図４Ａ〜図４Ｄを参照して、基板１１上にゲート電極１２を形成する工程（図４Ａ）と、ゲート電極１２および基板１１上に絶縁層としてゲート絶縁膜１３を形成する工程（図４Ｂ）と、ゲート絶縁膜１３上にチャネル層として酸化物半導体膜１４を形成する工程（図４Ｃ）と、酸化物半導体膜１４上にソース電極１５およびドレイン電極１６を互いに接触しないように形成する工程（図４Ｄ）と、を含むことが好ましい。
【０１４１】
（１）ゲート電極を形成する工程
図４Ａを参照して、基板１１上にゲート電極１２を形成する。基板１１は、特に制限されないが、透明性、価格安定性、および表面平滑性を高くする観点から、石英ガラス基板、無アルカリガラス基板、アルカリガラス基板等であることが好ましい。ゲート電極１２は、特に制限されないが、耐酸化性が高くかつ電気抵抗が低い点から、Ｍｏ電極、Ｔｉ電極、Ｗ電極、Ａｌ電極、Ｃｕ電極等であることが好ましい。ゲート電極１２の形成方法は、特に制限されないが、基板１１の主面上に大面積で均一に形成できる点から、真空蒸着法、スパッタ法等であることが好ましい。図４Ａに示されるように、基板１１の表面上に部分的にゲート電極１２を形成する場合には、フォトレジストを使ったエッチング法を用いることができる。
【０１４２】
（２）ゲート絶縁膜を形成する工程
図４Ｂを参照して、ゲート電極１２および基板１１上に絶縁層としてゲート絶縁膜１３を形成する。ゲート絶縁膜１３の形成方法は、特に制限はないが、大面積で均一に形成できる点および絶縁性を確保する点から、プラズマＣＶＤ（化学気相堆積）法等であることが好ましい。
【０１４３】
ゲート絶縁膜１３の材質は、特に制限されないが、絶縁性の観点からは、酸化シリコン（ＳｉＯｘ）、窒化シリコン（ＳｉＮｙ）等であることが好ましい。
【０１４４】
（３）酸化物半導体膜を形成する工程
図４Ｃを参照して、ゲート絶縁膜１３上にチャネル層として酸化物半導体膜１４を形成する。上述のように、酸化物半導体膜１４は、スパッタ法により成膜する工程を含んで形成される。スパッタ法の原料ターゲット（スパッタターゲット）としては、上記実施形態１の酸化物焼結体を用いる。
【０１４５】
半導体デバイスとして用いる場合に高い特性（たとえば、信頼性）を得るために、スパッタ法による成膜の後に加熱処理（アニール）を行うことが好ましい。この場合、酸化物半導体膜１４を形成した直後に加熱処理を行ってもよいし、ソース電極１５、ドレイン電極１６、エッチストッパ層１７、パシベーション膜１８などを形成した後に加熱処理を行ってもよい。半導体デバイスとして用いる場合に高い特性（たとえば、信頼性）を得るためには、エッチストッパ層１７を形成した後に加熱処理を行うことがより好ましい。エッチストッパ層１７を形成した後に加熱処理を行う場合、この加熱処理は、ソース電極１５、ドレイン電極１６形成前であっても後であってもよいが、パシベーション膜１８を形成する前であることが好ましい。
【０１４６】
（４）ソース電極およびドレイン電極を形成する工程
図４Ｄを参照して、酸化物半導体膜１４上にソース電極１５およびドレイン電極１６を互いに接触しないように形成する。ソース電極１５およびドレイン電極１６は、特に制限はないが、耐酸化性が高く、電気抵抗が低く、かつ酸化物半導体膜１４との接触電気抵抗が低いことから、Ｍｏ電極、Ｔｉ電極、Ｗ電極、Ａｌ電極、Ｃｕ電極等であることが好ましい。ソース電極１５およびドレイン電極１６を形成する方法は、特に制限はないが、酸化物半導体膜１４が形成された基板１１の主面上に大面積で均一に形成できる点から、真空蒸着法、スパッタリング法等であることが好ましい。ソース電極１５およびドレイン電極１６を互いに接触しないように形成する方法は、特に制限はないが、大面積で均一なソース電極１５とドレイン電極１６のパターンを形成できる点から、フォトレジストを使ったエッチング法による形成であることが好ましい。
【０１４７】
次に、図２に示される半導体デバイス２０の製造方法について説明すると、この製造方法は、コンタクトホール１７ａを有するエッチストッパ層１７を形成する工程およびパシベーション膜１８を形成する工程をさらに含むこと以外は図１Ａおよび図１Ｂに示される半導体デバイス１０の製造方法と同様であることができ、具体的には、図４Ａ〜図４Ｄおよび図５Ａ〜図５Ｄを参照して、基板１１上にゲート電極１２を形成する工程（図４Ａ）と、ゲート電極１２および基板１１上に絶縁層としてゲート絶縁膜１３を形成する工程（図４Ｂ）と、ゲート絶縁膜１３上にチャネル層として酸化物半導体膜１４を形成する工程（図４Ｃ）と、酸化物半導体膜１４およびゲート絶縁膜１３上にエッチストッパ層１７を形成する工程（図５Ａ）と、エッチストッパ層１７にコンタクトホール１７ａを形成する工程（図５Ｂ）と、酸化物半導体膜１４およびエッチストッパ層１７上にソース電極１５およびドレイン電極１６を互いに接触しないように形成する工程（図５Ｃ）と、エッチストッパ層１７、ソース電極１５およびドレイン電極１６上にパシベーション膜１８を形成する工程（図５Ｄ）を含むことが好ましい。
【０１４８】
エッチストッパ層１７の材質は、特に制限されないが、絶縁性の観点からは、酸化シリコン（ＳｉＯｘ）、窒化シリコン（ＳｉＮｙ）、酸化アルミニウム（ＡｌｍＯｎ）等であることが好ましい。エッチストッパ層１７は、異なる材質からなる膜の組み合わせであってもよい。エッチストッパ層１７の形成方法は、特に制限はないが、大面積で均一に形成できる点および絶縁性を確保する点から、プラズマＣＶＤ（化学気相堆積）法、スパッタ法、真空蒸着法等であることが好ましい。
【０１４９】
ソース電極１５、ドレイン電極１６は、酸化物半導体膜１４に接触させる必要があることから、エッチストッパ層１７を酸化物半導体膜１４上に形成した後、エッチストッパ層１７にコンタクトホール１７ａを形成する（図５Ｂ）。コンタクトホール１７ａの形成方法としては、ドライエッチングまたはウェットエッチングを挙げることができる。当該方法によりエッチストッパ層１７をエッチングしてコンタクトホール１７ａを形成することで、エッチング部において酸化物半導体膜１４の表面を露出させる。
【０１５０】
図２に示される半導体デバイス２０の製造方法においては、図１Ａおよび図１Ｂに示される半導体デバイス１０の製造方法と同様にして、酸化物半導体膜１４およびエッチストッパ層１７上にソース電極１５およびドレイン電極１６を互いに接触しないように形成した後（図５Ｃ）、エッチストッパ層１７、ソース電極１５およびドレイン電極１６上にパシベーション膜１８を形成する（図５Ｄ）。
【０１５１】
パシベーション膜１８の材質は、特に制限されないが、絶縁性の観点からは、酸化シリコン（ＳｉＯｘ）、窒化シリコン（ＳｉＮｙ）、酸化アルミニウム（ＡｌｍＯｎ）等であることが好ましい。パシベーション膜１８は、異なる材質からなる膜の組み合わせであってもよい。パシベーション膜１８の形成方法は、特に制限はないが、大面積で均一に形成できる点および絶縁性を確保する点から、プラズマＣＶＤ（化学気相堆積）法、スパッタ法、真空蒸着法等であることが好ましい。
【０１５２】
また、図３に示される半導体デバイス３０のように、エッチストッパ層１７を形成することなくバックチャネルエッチ（ＢＣＥ）構造を採用し、ゲート絶縁膜１３、酸化物半導体膜１４、ソース電極１５およびドレイン電極１６の上に、パシベーション膜１８を直接形成してもよい。この場合におけるパシベーション膜１８については、図２に示される半導体デバイス２０が有するパシベーション膜１８についての上の記述が引用される。
【０１５３】
（５）その他の工程
最後に、加熱処理（アニール）を施すことができる。加熱処理は基板に形成された半導体デバイスを加熱することによって実施できる。
【０１５４】
加熱処理における半導体デバイスの温度は、好ましくは１００℃以上５００℃以下であり、より好ましくは４００℃より大きい。加熱処理の雰囲気は、大気中、窒素ガス中、窒素ガス−酸素ガス中、Ａｒガス中、Ａｒ−酸素ガス中、水蒸気含有大気中、水蒸気含有窒素中など、各種雰囲気であってよい。好ましくは、窒素、Ａｒガス中などの不活性雰囲気である。雰囲気圧力は、大気圧のほか、減圧条件下（たとえば０．１Ｐａ未満）、加圧条件下（たとえば０．１Ｐａ〜９ＭＰａ）であることができるが、好ましくは大気圧である。加熱処理の時間は、たとえば３分〜２時間程度であることができ、好ましくは１０分〜９０分程度である。
【０１５５】
半導体デバイスとして用いる場合により高い特性（たとえば、信頼性）を得るためには、加熱処理温度は高い方が望ましい。しかし、加熱処理温度を高めるとＩｎ−Ｇａ−Ｚｎ−Ｏ系の酸化物半導体膜では電界効果移動度が低下してしまう。実施形態１に係る酸化物焼結体をスパッタターゲットとして用いるスパッタ法にて得られた酸化物半導体膜１４は、これをチャネル層として含む半導体デバイス（たとえばＴＦＴ）において、高い温度でアニールしても電界効果移動度を高く維持できる観点から有利である。
【実施例】
【０１５６】
＜実施例１〜１１、実施例１４、実施例２０〜２８＞
（１）酸化物焼結体の作製
（１−１）原料粉末の準備
表１に示す組成（表１の「Ｗ粉末」の欄に記載）とメジアン粒径ｄ５０（表１の「Ｗ粒径」の欄に記載）を有し、純度が９９．９９質量％のタングステン酸化物粉末（表１において「Ｗ」と表記した。）と、メジアン粒径ｄ５０が１．０μｍで純度が９９．９９質量％のＺｎＯ粉末（表１において「Ｚ」と表記した。）と、メジアン粒径ｄ５０が１．０μｍで純度が９９．９９質量％のＩｎ２Ｏ３粉末（表１において「Ｉ」と表記した。）と、メジアン粒径ｄ５０が１．０μｍで純度が９９．９９質量％のＺｒＯ２粉末（表１において「Ｒ」と表記した。）とを準備した。【０１５７】
（１−２）原料粉末の混合物の調製
まず、ボールミルに、準備した原料粉末の内、Ｉｎ２Ｏ３粉末とタングステン酸化物粉末とを入れて、１８時間粉砕混合することにより原料粉末の１次混合物を調製した。Ｉｎ２Ｏ３粉末とタングステン酸化物粉末とのモル混合比率は、およそＩｎ２Ｏ３粉末：タングステン酸化物粉末＝３：１とした。粉砕混合の際、分散媒としてエタノールを用いた。得られた原料粉末の１次混合物は大気中で乾燥させた。【０１５８】
（１−３）仮焼粉末の形成
次に、得られた原料粉末の１次混合物をアルミナ製坩堝に入れて、空気雰囲気中、表１に示す仮焼温度で８時間仮焼し、Ｉｎ６ＷＯ１２結晶相で構成された仮焼粉末を得た。Ｉｎ６ＷＯ１２結晶相の同定は、Ｘ線回折測定により行った。【０１５９】
（１−４）２次混合物の調製
次に、得られた仮焼粉末を、準備した残りの原料粉末であるＩｎ２Ｏ３粉末、ＺｎＯ粉末およびＺｒＯ２粉末とともにポットへ投入し、さらに粉砕混合ボールミルに入れて１２時間粉砕混合することにより原料粉末の２次混合物を調製した。原料粉末の混合比は、混合物中のＩｎ、Ｚｎ、ＷおよびＺｒのモル比が表１に示されるとおりとなるようにした。粉砕混合の際、分散媒として純水を用いた。得られた混合粉末はスプレードライで乾燥させた。【０１６０】
（１−５）混合物の成形による成形体の形成
次に、得られた混合物をプレスにより成形し、さらにＣＩＰにより室温（５℃〜３０℃）の静水中、１９０ＭＰａの圧力で加圧成形して、直径１００ｍｍで厚み約９ｍｍの円板状の成形体を得た。【０１６１】
（１−６）酸化物焼結体の形成（焼結工程）
次に、得られた成形体を大気圧下、空気雰囲気中にて表１に示す焼結温度（第２温度）で８時間焼結して、Ｉｎ２Ｏ３結晶相、Ｚｎ４Ｉｎ２Ｏ７結晶相およびＺｎＷＯ４結晶相を含む酸化物焼結体を得た。当該焼結工程における昇温過程での保持温度（第１温度）および保持時間を表１に示す。【０１６２】
（２）酸化物焼結体の物性評価
（２−１）Ｉｎ２Ｏ３結晶相、Ｚｎ４Ｉｎ２Ｏ７結晶相およびＺｎＷＯ４結晶相の同定
得られた酸化物焼結体の最表面から深さ２ｍｍ以上の部分からサンプルを採取して、Ｘ線回折法による結晶解析を行った。Ｘ線回折の測定条件は以下のとおりとした。【０１６３】
（Ｘ線回折の測定条件）
θ−２θ法、
Ｘ線源：Ｃｕ  Ｋα線、
Ｘ線管球電圧：４５ｋＶ、
Ｘ線管球電流：４０ｍＡ、
ステップ幅：０．０２ｄｅｇ．、
ステップ時間：１秒／ステップ、
測定範囲２θ：１０ｄｅｇ．〜８０ｄｅｇ．。【０１６４】
回折ピークの同定を行い、実施例１〜１１、実施例１４、実施例２０〜２８の酸化物焼結体が、Ｉｎ２Ｏ３結晶相、Ｚｎ４Ｉｎ２Ｏ７結晶相およびＺｎＷＯ４結晶相の全ての結晶相を含むことを確認した。なお、仮焼粉末に含まれるＩｎ６ＷＯ１２結晶相の同定も、上記と同じ条件のＸ線回折測定により行った。【０１６５】
（２−２）各結晶相の含有率
上記（２−１）のＸ線回折測定に基づくＲＩＲ法により、Ｉｎ２Ｏ３結晶相（Ｉ結晶相）、Ｚｎ４Ｉｎ２Ｏ７結晶相（ＩＺ結晶相）およびＺｎＷＯ４結晶相（ＺＷ結晶相）の含有率（質量％）を定量した。結果をそれぞれ表２の「結晶相含有率」「Ｉ」、「ＩＺ」、「ＺＷ」の欄に示す。【０１６６】
（２−３）酸化物焼結体中の元素含有率
酸化物焼結体中のＩｎ、Ｚｎ、ＷおよびＺｒの含有率を、ＩＣＰ発光分析法により測定した。また、得られたＺｎ含有率およびＷ含有率から、Ｚｎ／Ｗ比（Ｗ含有率に対するＺｎ含有率の比）を算出した。結果をそれぞれ表２の「元素含有率」「Ｉｎ」、「Ｚｎ」、「Ｗ」、「Ｚｒ」、「Ｚｎ／Ｗ比」の欄に示す。Ｉｎ含有率、Ｚｎ含有率、Ｗ含有率の単位は原子％であり、Ｚｒ含有率の単位は、原子数を基準としたｐｐｍであり、Ｚｎ／Ｗ比は原子数比である。【０１６７】
（２−４）酸化物焼結体中のポアの含有率
焼結直後の酸化物焼結体の最表面から深さ２ｍｍ以上の部分からサンプルを採取した。採取したサンプルを平面研削盤で研削した後、ラップ盤で表面を研磨し、最後にクロスセクションポリッシャーで更に研磨を行い、ＳＥＭ観察に供した。５００倍の視野で反射電子像にて観察するとポアが黒く確認できる。画像を二値化し、像全体に対する黒い部分の面積割合を算出した。５００倍の視野を、領域が重ならないよう３つ選択し、これらについて算出した上記面積割合の平均値を「ポアの含有率」（面積％）とした。結果を表２の「ポアの含有率」の欄に示す。【０１６８】
（２−５）ＺｎＷＯ４結晶相から構成される結晶粒の真円度
焼結直後の酸化物焼結体の最表面から深さ２ｍｍ以上の部分からサンプルを採取した。採取したサンプルを平面研削盤で研削した後、ラップ盤で表面を研磨し、最後にクロスセクションポリッシャーで更に研磨を行った。このサンプルの当該表面について、ＳＥＭ−ＥＤＸ（エネルギー分散型ケイ光Ｘ線分析計を付帯する走査型二次電子顕微鏡）を用いて、ＳＥＭ観察を行い、上述の記載に従って、結晶粒のグループ分けを行った。グループＣの結晶粒（ＺｎＷＯ４結晶相から構成されている結晶粒）について、上述の記載に従って、選択した９個の白色結晶粒のそれぞれについて真円度を求めた。結果を表２の「真円度」の欄に示す。表２の「真円度」の欄には、得られた９つの真円度のうちの最も大きい値（「最大」）および最も小さい値（「最小」）を示している。【０１６９】
（３）スパッタターゲットの作製
得られた酸化物焼結体を、直径３インチ（７６．２ｍｍ）×厚さ６ｍｍに加工した後、銅のバッキングプレートにインジウム金属を用いて貼り付けた。【０１７０】
（４）酸化物半導体膜を備える半導体デバイス（ＴＦＴ）の作製と評価
（４−１）スパッタ時のアーキング回数の計測
作製したスパッタターゲットをスパッタリング装置の成膜室内に設置した。スパッタターゲットは、銅のバッキングプレートを介して水冷されている。成膜室内を６×１０−５Ｐａ程度の真空度として、ターゲットを次のようにしてスパッタリングした。【０１７１】
成膜室内へＡｒ（アルゴン）ガスのみを０．５Ｐａの圧力まで導入した。ターゲットに４５０ＷのＤＣ電力を印加してスパッタリング放電を起こし、６０分間保持した。継続して３０分間スパッタリング放電を起こした。ＤＣ電源に付帯しているアークカウンター（アーキング回数計測器）を用いて、アーキング回数を測定した。結果を表３の「アーキング回数」の欄に示す。【０１７２】
（４−２）酸化物半導体膜を備える半導体デバイス（ＴＦＴ）の作製
次の手順で図３に示される半導体デバイス３０と類似の構成を有するＴＦＴを作製した。図４Ａを参照して、まず、基板１１として５０ｍｍ×５０ｍｍ×厚み０．６ｍｍの合成石英ガラス基板を準備し、その基板１１上にスパッタ法によりゲート電極１２として厚み１００ｎｍのＭｏ電極を形成した。次いで、図４Ａに示されるように、フォトレジストを使ったエッチングによりゲート電極１２を所定の形状とした。【０１７３】
図４Ｂを参照して、次に、ゲート電極１２および基板１１上にプラズマＣＶＤ法によりゲート絶縁膜１３として、厚み２００ｎｍのＳｉＯx膜を形成した。【０１７４】
図４Ｃを参照して、次に、ゲート絶縁膜１３上に、ＤＣ（直流）マグネトロンスパッタリング法により、厚み３０ｎｍの酸化物半導体膜１４を形成した。ターゲットの直径３インチ（７６．２ｍｍ）の平面がスパッタ面であった。用いたターゲットとして、上記（１）で得られた酸化物焼結体を使用した。【０１７５】
酸化物半導体膜１４の形成についてより具体的に説明すると、スパッタリング装置（図示せず）の成膜室内の水冷されている基板ホルダ上に、上記ゲート電極１２およびゲート絶縁膜１３が形成された基板１１をゲート絶縁膜１３が露出されるように配置した。上記ターゲットをゲート絶縁膜１３に対向するように９０ｍｍの距離で配置した。成膜室内を６×１０−５Ｐａ程度の真空度として、ターゲットを次のようにしてスパッタリングした。【０１７６】
まず、ゲート絶縁膜１３とターゲットとの間にシャッターを入れた状態で、成膜室内へＡｒ（アルゴン）ガスとＯ２（酸素）ガスとの混合ガスを０．５Ｐａの圧力まで導入した。混合ガス中のＯ２ガス含有率は２０体積％であった。スパッタターゲットにＤＣ電力４５０Ｗを印加してスパッタリング放電を起こし、これによってターゲット表面のクリーニング（プレスパッタ）を５分間行った。【０１７７】
次いで、上記と同じターゲットに上記と同じ値のＤＣ電力を印加して、成膜室内の雰囲気をそのまま維持した状態で、上記シャッターを外すことにより、ゲート絶縁膜１３上に酸化物半導体膜１４を成膜した。なお、基板ホルダに対しては、特にバイアス電圧は印加しなかった。また、基板ホルダを水冷した。【０１７８】
以上のようにして、上記（１）で得られた酸化物焼結体から加工されたターゲットを用いたＤＣ（直流）マグネトロンスパッタリング法により酸化物半導体膜１４を形成した。酸化物半導体膜１４は、ＴＦＴにおいてチャネル層として機能する。酸化物半導体膜１４の膜厚は３０ｎｍとした（他の実施例、比較例についても同じ）。【０１７９】
次に、形成された酸化物半導体膜１４の一部をエッチングすることにより、ソース電極形成用部１４ｓ、ドレイン電極形成用部１４ｄ、およびチャネル部１４ｃを形成した。ソース電極形成用部１４ｓおよびドレイン電極形成用部１４ｄの主面の大きさは５０μｍ×５０μｍ、チャネル長さＣＬ（図１Ａおよび図１Ｂを参照して、チャネル長さＣＬとは、ソース電極１５とドレイン電極１６との間のチャネル部１４ｃの距離をいう。）は３０μｍ、チャネル幅ＣＷ（図１Ａおよび図１Ｂを参照して、チャネル幅ＣＷとは、チャネル部１４ｃの幅をいう。）は４０μｍとした。チャネル部１４ｃは、ＴＦＴが７５ｍｍ×７５ｍｍの基板主面内に３ｍｍ間隔で縦２５個×横２５個配置されるように、７５ｍｍ×７５ｍｍの基板主面内に３ｍｍ間隔で縦２５個×横２５個配置した。【０１８０】
酸化物半導体膜１４の一部のエッチングは、体積比でシュウ酸：水＝５：９５であるエッチング水溶液を調製し、ゲート電極１２、ゲート絶縁膜１３および酸化物半導体膜１４がこの順に形成された基板１１を、そのエッチング水溶液に４０℃で浸漬することにより行った。【０１８１】
図４Ｄを参照して、次に、酸化物半導体膜１４上にソース電極１５およびドレイン電極１６を互いに分離して形成した。【０１８２】
具体的にはまず、酸化物半導体膜１４のソース電極形成用部１４ｓおよびドレイン電極形成用部１４ｄの主面のみが露出するように、酸化物半導体膜１４上にレジスト（図示せず）を塗布、露光および現像した。次いでスパッタ法により、酸化物半導体膜１４のソース電極形成用部１４ｓおよびドレイン電極形成用部１４ｄの主面上に、それぞれソース電極１５、ドレイン電極１６である厚み１００ｎｍのＭｏ電極を形成した。その後、酸化物半導体膜１４上のレジストを剥離した。ソース電極１５としてのＭｏ電極およびドレイン電極１６としてのＭｏ電極はそれぞれ、ＴＦＴが７５ｍｍ×７５ｍｍの基板主面内に３ｍｍ間隔で縦２５個×横２５個配置されるように、一つのチャネル部１４ｃに対して１つずつ配置した。【０１８３】
図３を参照して、次に、ゲート絶縁膜１３、酸化物半導体膜１４、ソース電極１５およびドレイン電極１６の上にパシベーション膜１８を形成した。パシベーション膜１８は、厚み２００ｎｍのＳｉＯｘ膜をプラズマＣＶＤ法により形成した後、その上に厚み２００ｎｍのＳｉＮｙ膜をプラズマＣＶＤ法により形成した。ＳｉＯｘ膜の原子組成比は、Ｓｉ：Ｏ＝１：２により近い酸素含有量であることが信頼性向上の観点から望ましい。【０１８４】
次に、ソース電極１５、ドレイン電極１６上のパシベーション膜１８を反応性イオンエッチングによりエッチングしてコンタクトホールを形成することによってソース電極１５、ドレイン電極１６の表面の一部を露出させた。【０１８５】
最後に、大気圧窒素雰囲気中で加熱処理（アニール）を実施した。この加熱処理は、すべての実施例および比較例について行い、具体的には、窒素雰囲気中３５０℃６０分間、もしくは窒素雰囲気中４５０℃６０分間の加熱処理（アニール）を実施した。以上により、酸化物半導体膜１４をチャネル層として備えるＴＦＴを得た。【０１８６】
（４−３）半導体デバイスの特性評価
半導体デバイス１０であるＴＦＴの特性を次のようにして評価した。まず、ゲート電極１２、ソース電極１５およびドレイン電極１６に測定針を接触させた。ソース電極１５とドレイン電極１６との間に０．２Ｖのソース−ドレイン間電圧Ｖｄｓを印加し、ソース電極１５とゲート電極１２との間に印加するソース−ゲート間電圧Ｖｇｓを−１０Ｖから１５Ｖに変化させて、そのときのソース−ドレイン間電流Ｉｄｓを測定した。そして、ソース−ゲート間電圧Ｖｇｓを横軸に、Ｉｄｓを縦軸にしてグラフを作成した。【０１８７】
下記式〔ａ〕：
ｇｍ＝ｄＩｄｓ／ｄＶｇｓ                  〔ａ〕
に従って、ソース−ドレイン間電流Ｉｄｓをソース−ゲート間電圧Ｖｇｓについて微分することによりｇｍを導出した。そしてＶｇｓ＝１０．０Ｖにおけるｇｍの値を用いて、下記式〔ｂ〕：
μｆｅ＝ｇｍ・ＣＬ／（ＣＷ・Ｃｉ・Ｖｄｓ）      〔ｂ〕
に基づいて、電界効果移動度μｆｅを算出した。上記式〔ｂ〕におけるチャネル長さＣＬは３０μｍであり、チャネル幅ＣＷは４０μｍである。また、ゲート絶縁膜１３のキャパシタンスＣｉは３．４×１０−８Ｆ／ｃｍ２とし、ソース−ドレイン間電圧Ｖｄｓは０．２Ｖとした。【０１８８】
大気圧窒素雰囲気中３５０℃６０分間の加熱処理（アニール）を実施した後の電界効果移動度μｆｅを、表３の「移動度（３５０℃）」の欄に示している。大気圧窒素雰囲気中４５０℃１０分間の加熱処理（アニール）を実施した後の電界効果移動度μｆｅを、表３の「移動度（４５０℃）」の欄に示している。また、３５０℃の加熱処理を行った後の電界効果移動度に対する４５０℃の加熱処理を行った後の電界効果移動度の比（移動度（４５０℃）／移動度（３５０℃））を表３の「移動度比」の欄に示している。【０１８９】
＜実施例１２、実施例１３、実施例１５〜１９＞
（１）酸化物焼結体の作製
（１−１）原料粉末の準備
表１に示す組成（表１の「Ｗ粉末」の欄に記載）とメジアン粒径ｄ５０（表１の「Ｗ粒径」の欄に記載）を有し、純度が９９．９９質量％のタングステン酸化物粉末（表１において「Ｗ」と表記した。）と、メジアン粒径ｄ５０が１．０μｍで純度が９９．９９質量％のＺｎＯ粉末（表１において「Ｚ」と表記した。）と、メジアン粒径ｄ５０が１．０μｍで純度が９９．９９質量％のＩｎ２Ｏ３粉末（表１において「Ｉ」と表記した。）と、メジアン粒径ｄ５０が１．０μｍで純度が９９．９９質量％のＺｒＯ２粉末（表１において「Ｒ」と表記した。）とを準備した。【０１９０】
（１−２）原料粉末の１次混合物の調製
まず、ボールミルに、準備した原料粉末の内、Ｉｎ２Ｏ３粉末とＺｎＯ粉末とを入れて、１８時間粉砕混合することにより原料粉末の１次混合物を調製した。Ｉｎ２Ｏ３粉末とＺｎＯ粉末とのモル混合比率は、およそＩｎ２Ｏ３粉末：ＺｎＯ粉末＝１：４とした。粉砕混合の際、分散媒としてエタノールを用いた。得られた原料粉末の１次混合物は大気中で乾燥させた。【０１９１】
（１−３）仮焼粉末の形成
次に、得られた原料粉末の１次混合物をアルミナ製坩堝に入れて、空気雰囲気中、表１に示す仮焼温度で８時間仮焼し、Ｚｎ４Ｉｎ２Ｏ７結晶相で構成された仮焼粉末を得た。Ｚｎ４Ｉｎ２Ｏ７結晶相の同定は、Ｘ線回折測定により行った。【０１９２】
（１−４）２次混合物の調製
次に、得られた仮焼粉末を、準備した残りの原料粉末であるＩｎ２Ｏ３粉末、タングステン酸化物粉末およびＺｒＯ２粉末とともにポットへ投入し、さらに粉砕混合ボールミルに入れて１２時間粉砕混合することにより原料粉末の２次混合物を調製した。原料粉末の混合比は、混合物中のＩｎ、Ｚｎ、ＷおよびＺｒのモル比が表１に示されるとおりとなるようにした。粉砕混合の際、分散媒として純水を用いた。得られた混合粉末はスプレードライで乾燥させた。【０１９３】
（１−５）酸化物焼結体の形成
上記（１−４）で得られた２次混合物を用いたこと以外は＜実施例１〜１１、実施例１４、実施例２０〜２８＞（１〜５）〜（１〜６）と同様にして酸化物焼結体を得た。【０１９４】
（２）酸化物焼結体の物性評価、スパッタターゲットの作製、酸化物半導体膜を備える半導体デバイス（ＴＦＴ）の作製と評価
＜実施例１〜１１、実施例１４、実施例２０〜２８＞と同様にして、酸化物焼結体の物性評価、スパッタターゲットの作製、酸化物半導体膜を備える半導体デバイス（ＴＦＴ）の作製と評価を行った。結果を表２および表３に示す。実施例１２、実施例１３、実施例１５〜１９の酸化物焼結体が、Ｉｎ２Ｏ３結晶相、Ｚｎ４Ｉｎ２Ｏ７結晶相およびＺｎＷＯ４結晶相の全ての結晶相を含むことを確認した。【０１９５】
＜比較例１＞
（１−１）原料粉末の準備
表１に示す組成（表１の「Ｗ粉末」の欄に記載）とメジアン粒径ｄ５０（表１の「Ｗ粒径」の欄に記載）を有し、純度が９９．９９質量％のタングステン酸化物粉末（表１において「Ｗ」と表記した。）と、メジアン粒径ｄ５０が１．０μｍで純度が９９．９９質量％のＺｎＯ粉末（表１において「Ｚ」と表記した。）と、メジアン粒径ｄ５０が１．０μｍで純度が９９．９９質量％のＩｎ２Ｏ３粉末（表１において「Ｉ」と表記した。）と、メジアン粒径ｄ５０が１．０μｍで純度が９９．９９質量％のＺｒＯ２粉末（表１において「Ｒ」と表記した。）とを準備した。【０１９６】
（１−２）原料粉末の１次混合物の調製
まず、ボールミルに、準備した原料粉末の内、ＺｎＯ粉末とＷＯ３粉末とを入れて、１８時間粉砕混合することにより原料粉末の１次混合物を調製した。ＺｎＯ粉末とＷＯ３粉末とのモル混合比率は、およそＺｎＯ粉末：ＷＯ３粉末＝１：１とした。粉砕混合の際、分散媒としてエタノールを用いた。得られた原料粉末の１次混合物は大気中で乾燥させた。【０１９７】
（１−３）仮焼粉末の形成
次に、得られた原料粉末の１次混合物をアルミナ製坩堝に入れて、空気雰囲気中、表１に示す仮焼温度で８時間仮焼し、ＺｎＷＯ４結晶相で構成された仮焼粉末を得た。ＺｎＷＯ４結晶相の同定は、Ｘ線回折測定により行った。【０１９８】
（１−４）２次混合物の調製
次に、得られた仮焼粉末を、準備した残りの原料粉末であるＩｎ２Ｏ３粉末、ＺｎＯ粉末およびＺｒＯ２粉末とともにポットへ投入し、さらに粉砕混合ボールミルに入れて１２時間粉砕混合することにより原料粉末の２次混合物を調製した。原料粉末の混合比は、混合物中のＩｎ、Ｚｎ、ＷおよびＺｒのモル比が表１に示されるとおりとなるようにした。粉砕混合の際、分散媒として純水を用いた。得られた混合粉末はスプレードライで乾燥させた。【０１９９】
（１−５）酸化物焼結体の形成
上記（１−４）で得られた２次混合物を用いたこと、および焼結工程において昇温過程で温度を保持することを設けなかったこと以外は＜実施例１〜１１、実施例１４、実施例２０〜２８＞（１〜５）〜（１〜６）と同様にして酸化物焼結体を得た。【０２００】
（２）酸化物焼結体の物性評価、スパッタターゲットの作製、酸化物半導体膜を備える半導体デバイス（ＴＦＴ）の作製と評価
＜実施例１〜１１、実施例１４、実施例２０〜２８＞と同様にして、酸化物焼結体の物性評価、スパッタターゲットの作製、酸化物半導体膜を備える半導体デバイス（ＴＦＴ）の作製と評価を行った。結果を表２および表３に示す。比較例１の酸化物焼結体では、Ｚｎ４Ｉｎ２Ｏ７結晶相の存在が認められなかった。【０２０１】
＜比較例２＞
（１−１）原料粉末の準備
表１に示す組成（表１の「Ｗ粉末」の欄に記載）とメジアン粒径ｄ５０（表１の「Ｗ粒径」の欄に記載）を有し、純度が９９．９９質量％のタングステン酸化物粉末（表１において「Ｗ」と表記した。）と、メジアン粒径ｄ５０が１．０μｍで純度が９９．９９質量％のＺｎＯ粉末（表１において「Ｚ」と表記した。）と、メジアン粒径ｄ５０が１．０μｍで純度が９９．９９質量％のＩｎ２Ｏ３粉末（表１において「Ｉ」と表記した。）と、メジアン粒径ｄ５０が１．０μｍで純度が９９．９９質量％のＺｒＯ２粉末（表１において「Ｒ」と表記した。）とを準備した。【０２０２】
（１−２）原料粉末の１次混合物の調製
まず、ボールミルに、準備した原料粉末の内、Ｉｎ２Ｏ３粉末とＷＯ３粉末とを入れて、１８時間粉砕混合することにより原料粉末の１次混合物を調製した。Ｉｎ２Ｏ３粉末とＷＯ３粉末とのモル混合比率は、およそＩｎ２Ｏ３粉末：ＷＯ３粉末＝１：１２とした。粉砕混合の際、分散媒としてエタノールを用いた。得られた原料粉末の１次混合物は大気中で乾燥させた。【０２０３】
（１−３）仮焼粉末の形成
次に、得られた原料粉末の１次混合物をアルミナ製坩堝に入れて、空気雰囲気中、表１に示す仮焼温度で８時間仮焼し、ＩｎＷ６Ｏ１２結晶相で構成された仮焼粉末を得た。ＩｎＷ６Ｏ１２結晶相の同定は、Ｘ線回折測定により行った。【０２０４】
（１−４）２次混合物の調製
次に、得られた仮焼粉末を、準備した残りの原料粉末であるＩｎ２Ｏ３粉末、ＺｎＯ粉末およびＺｒＯ２粉末とともにポットへ投入し、さらに粉砕混合ボールミルに入れて１２時間粉砕混合することにより原料粉末の２次混合物を調製した。原料粉末の混合比は、混合物中のＩｎ、Ｚｎ、ＷおよびＺｒのモル比が表１に示されるとおりとなるようにした。粉砕混合の際、分散媒として純水を用いた。得られた混合粉末はスプレードライで乾燥させた。【０２０５】
（１−５）酸化物焼結体の形成
上記（１−４）で得られた２次混合物を用いたこと、および焼結工程において昇温過程で温度を保持することを設けなかったこと以外は＜実施例１〜１１、実施例１４、実施例２０〜２８＞（１〜５）〜（１〜６）と同様にして酸化物焼結体を得た。【０２０６】
（２）酸化物焼結体の物性評価、スパッタターゲットの作製、酸化物半導体膜を備える半導体デバイス（ＴＦＴ）の作製と評価
＜実施例１〜１１、実施例１４、実施例２０〜２８＞と同様にして、酸化物焼結体の物性評価、スパッタターゲットの作製、酸化物半導体膜を備える半導体デバイス（ＴＦＴ）の作製と評価を行った。結果を表２および表３に示す。比較例２の酸化物焼結体では、Ｚｎ４Ｉｎ２Ｏ７結晶相の存在が認められなかった。【０２０７】
＜比較例３＞
（１）酸化物焼結体の作製
（１−１）原料粉末の準備
表１に示す組成（表１の「Ｗ粉末」の欄に記載）とメジアン粒径ｄ５０（表１の「Ｗ粒径」の欄に記載）を有し、純度が９９．９９質量％のタングステン酸化物粉末（表１において「Ｗ」と表記した。）と、メジアン粒径ｄ５０が１．０μｍで純度が９９．９９質量％のＺｎＯ粉末（表１において「Ｚ」と表記した。）と、メジアン粒径ｄ５０が１．０μｍで純度が９９．９９質量％のＩｎ２Ｏ３粉末（表１において「Ｉ」と表記した。）と、メジアン粒径ｄ５０が１．０μｍで純度が９９．９９質量％のＺｒＯ２粉末（表１において「Ｒ」と表記した。）とを準備した。【０２０８】
（１−２）原料粉末の混合物の調製
準備した原料粉末をポットへ投入し、さらに粉砕混合ボールミルに入れて１２時間粉砕混合することにより原料粉末の混合物を調製した。原料粉末の混合比は、混合物中のＩｎ、Ｚｎ、ＷおよびＺｒのモル比が表１に示されるとおりとなるようにした。粉砕混合の際、分散媒として純水を用いた。得られた混合粉末はスプレードライで乾燥させた。【０２０９】
（１−３）酸化物焼結体の形成
上記（１−２）で得られた混合物を用いたこと、および焼結工程において昇温過程で温度を保持することを設けなかったこと以外は＜実施例１〜１１、実施例１４、実施例２０〜２８＞（１〜５）〜（１〜６）と同様にして酸化物焼結体を得た。【０２１０】
（２）酸化物焼結体の物性評価、スパッタターゲットの作製、酸化物半導体膜を備える半導体デバイス（ＴＦＴ）の作製と評価
＜実施例１〜１１、実施例１４、実施例２０〜２８＞と同様にして、酸化物焼結体の物性評価、スパッタターゲットの作製、酸化物半導体膜を備える半導体デバイス（ＴＦＴ）の作製と評価を行った。結果を表２および表３に示す。比較例３の酸化物焼結体では、Ｚｎ４Ｉｎ２Ｏ７結晶相の存在が認められなかった。【０２１１】
【表１】
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【０２１２】
【表２】
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【０２１３】
【表３】
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今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって、制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した実施の形態ではなく請求の範囲によって示され、請求の範囲と均等の意味、および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【０２１４】
１０，２０，３０  半導体デバイス（ＴＦＴ）、１１  基板、１２  ゲート電極、１３  ゲート絶縁膜、１４  酸化物半導体膜、１４ｃ  チャネル部、１４ｄ  ドレイン電極形成用部、１４ｓ  ソース電極形成用部、１５  ソース電極、１６  ドレイン電極、１７  エッチストッパ層、１７ａ  コンタクトホール、１８  パシベーション膜。
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図２】
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【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図４Ｃ】
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【図４Ｄ】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図５Ｃ】
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【図５Ｄ】
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【国際調査報告】
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