(57)【要約】【課題】ＷＳ２を主成分とするスパッタリングターゲットを提供する。【解決手段】本発明の一態様は、Ｈｆ，Ｒｅ，Ｔａ，Ｗ，Ｎｂ，Ｚｒ，Ｖ，Ａｌ，Ｉｎ，Ｓｎ，Ｇａ，Ｚｎ，Ｓｉ，Ｇｅ，Ｍｎ，Ｎｉ，Ｆｅ，Ｃｏ，Ｃｕ，Ａｇ，Ｙ，Ｓｃ，Ｍｇ，Ｃａからなる群から選ばれた少なくとも一種類以上の元素を合計で０．１〜１０．０ｗｔ％含有し、残部がＷＳ２および不可避的不純物からなることを特徴とするスパッタリングターゲットである。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＷＳ２を有する半導体素子であって、
前記半導体素子は、前記ＷＳ２の半導体特性を利用していることを特徴とする半導体素子。
【請求項２】
請求項１において、
前記半導体特性は、電子または正孔の移動度、バンドギャップおよび仕事関数の少なくとも一つであることを特徴とする半導体素子。
【請求項３】
Ｈｆ，Ｒｅ，Ｔａ，Ｗ，Ｎｂ，Ｚｒ，Ｖ，Ａｌ，Ｉｎ，Ｓｎ，Ｇａ，Ｚｎ，Ｓｉ，Ｇｅ，Ｍｎ，Ｎｉ，Ｆｅ，Ｃｏ，Ｃｕ，Ａｇ，Ｙ，Ｓｃ，Ｍｇ，Ｃａからなる群から選ばれた少なくとも一種類以上の元素を合計で０．１〜１０．０ｗｔ％含有し、残部がＷＳ２および不可避的不純物からなる材料、またはＷＳ２からなる材料によって形成されることを特徴とするスパッタリングターゲット。
【請求項４】
Ｈｆ，Ｒｅ，Ｔａ，Ｗ，Ｎｂ，Ｚｒ，Ｖ，Ａｌ，Ｉｎ，Ｓｎ，Ｇａ，Ｚｎ，Ｓｉ，Ｇｅ，Ｍｎ，Ｎｉ，Ｆｅ，Ｃｏ，Ｃｕ，Ａｇ，Ｙ，Ｓｃ，Ｍｇ，Ｃａからなる群から選ばれた少なくとも一種類以上の元素の硫化物を合計で０．１〜１０．０ｗｔ％含有し、残部がＷＳ２および不可避的不純物からなることを特徴とするスパッタリングターゲット。
【請求項５】
Ｈｆ，Ｒｅ，Ｔａ，Ｗ，Ｎｂ，Ｚｒ，Ｖ，Ａｌ，Ｉｎ，Ｓｎ，Ｇａ，Ｚｎ，Ｓｉ，Ｇｅ，Ｍｎ，Ｎｉ，Ｆｅ，Ｃｏ，Ｃｕ，Ａｇ，Ｙ，Ｓｃ，Ｍｇ，Ｃａからなる群から選ばれた少なくとも一種類以上の元素を合計で０．１〜１０．０ｗｔ％含有し、残部がＷＳ２および不可避的不純物からなる材料、またはＷＳ２からなる材料によって形成される半導体層を有することを特徴とするトランジスタ。
【請求項６】
Ｈｆ，Ｒｅ，Ｔａ，Ｗ，Ｎｂ，Ｚｒ，Ｖ，Ａｌ，Ｉｎ，Ｓｎ，Ｇａ，Ｚｎ，Ｓｉ，Ｇｅ，Ｍｎ，Ｎｉ，Ｆｅ，Ｃｏ，Ｃｕ，Ａｇ，Ｙ，Ｓｃ，Ｍｇ，Ｃａからなる群から選ばれた少なくとも一種類以上の元素の硫化物を合計で０．１〜１０．０ｗｔ％含有し、残部がＷＳ２および不可避的不純物からなる半導体層を有することを特徴とするトランジスタ。
【請求項７】
ＷＳ２からなる層、またはＷＳ２を主成分としてなる複合物からなる層を複数層積層した半導体層を有することを特徴とするトランジスタ。
【請求項８】
請求項５または６において、
前記半導体層は、０．５〜４．８ｅＶ（電子ボルト）の範囲のバンドギャップを有することを特徴としてなるトランジスタ。
【請求項９】
請求項５または６において、
前記半導体層は、ｐ型またはｎ型の不純物が添加されていることを特徴とするトランジスタ。
【請求項１０】
請求項５または６において、
前記トランジスタは、酸化チタン，酸化ニオブ，酸化タンタル，酸化バナジウム，酸化ハフニウム，酸化アルミニウム，酸化モリブデン，酸化タングステン，酸化ジルコニウム，酸化硅素，窒化硅素，窒化アルミニウムの少なくとも一種からなる層を単層または積層させて構成されるゲート絶縁膜を有することを特徴とするトランジスタ。
【請求項１１】
請求項５または６において、
前記トランジスタは、酸化チタン，酸化ニオブ，酸化タンタル，酸化バナジウム，酸化ハフニウム，酸化アルミニウム，酸化モリブデン，酸化タングステン，酸化ジルコニウム，酸化硅素，窒化硅素，窒化アルミニウムの少なくとも一種を主成分とする材料膜を単層または積層させて構成されるゲート絶縁膜を有することを特徴とするトランジスタ。
【請求項１２】
粉末を１１００〜１６００℃の温度で焼結する焼結体の製造方法であって、
前記焼結体は、Ｈｆ，Ｒｅ，Ｔａ，Ｗ，Ｎｂ，Ｚｒ，Ｖ，Ａｌ，Ｉｎ，Ｓｎ，Ｇａ，Ｚｎ，Ｓｉ，Ｇｅ，Ｍｎ，Ｎｉ，Ｆｅ，Ｃｏ，Ｃｕ，Ａｇ，Ｙ，Ｓｃ，Ｍｇ，Ｃａからなる群から選ばれた少なくとも一種類以上の元素を合計で０．１〜１０．０ｗｔ％含有し、残部がＷＳ２および不可避的不純物からなる材料、またはＷＳ２からなる材料によって形成されることを特徴とする焼結体の製造方法。
【請求項１３】
粉末を１３５０〜１５４０℃の温度で２〜４８時間焼結する焼結体の製造方法であって、
前記焼結体は、Ｈｆ，Ｒｅ，Ｔａ，Ｗ，Ｎｂ，Ｚｒ，Ｖ，Ａｌ，Ｉｎ，Ｓｎ，Ｇａ，Ｚｎ，Ｓｉ，Ｇｅ，Ｍｎ，Ｎｉ，Ｆｅ，Ｃｏ，Ｃｕ，Ａｇ，Ｙ，Ｓｃ，Ｍｇ，Ｃａからなる群から選ばれた少なくとも一種類以上の元素を合計で０．１〜１０．０ｗｔ％含有し、残部がＷＳ２および不可避的不純物からなる材料、またはＷＳ２からなる材料によって形成されることを特徴とする焼結体の製造方法。
【請求項１４】
粉末を１１６０〜１３５０℃の温度で４〜９６時間焼結する焼結体の製造方法であって、
前記焼結体は、Ｈｆ，Ｒｅ，Ｔａ，Ｗ，Ｎｂ，Ｚｒ，Ｖ，Ａｌ，Ｉｎ，Ｓｎ，Ｇａ，Ｚｎ，Ｓｉ，Ｇｅ，Ｍｎ，Ｎｉ，Ｆｅ，Ｃｏ，Ｃｕ，Ａｇ，Ｙ，Ｓｃ，Ｍｇ，Ｃａからなる群から選ばれた少なくとも一種類以上の元素を合計で０．１〜１０．０ｗｔ％含有し、残部がＷＳ２および不可避的不純物からなる材料、またはＷＳ２からなる材料によって形成されることを特徴とする焼結体の製造方法。
【請求項１５】
粉末を１１００〜１６００℃の温度で焼結する焼結体の製造方法であって、
前記焼結体は、Ｈｆ，Ｒｅ，Ｔａ，Ｗ，Ｎｂ，Ｚｒ，Ｖ，Ａｌ，Ｉｎ，Ｓｎ，Ｇａ，Ｚｎ，Ｓｉ，Ｇｅ，Ｍｎ，Ｎｉ，Ｆｅ，Ｃｏ，Ｃｕ，Ａｇ，Ｙ，Ｓｃ，Ｍｇ，Ｃａからなる群から選ばれた少なくとも一種類以上の元素の硫化物を合計で０．１〜１０．０ｗｔ％含有し、残部がＷＳ２および不可避的不純物からなることを特徴とする焼結体の製造方法。
【請求項１６】
粉末を１３５０〜１５４０℃の温度で２〜４８時間焼結する焼結体の製造方法であって、
前記焼結体は、Ｈｆ，Ｒｅ，Ｔａ，Ｗ，Ｎｂ，Ｚｒ，Ｖ，Ａｌ，Ｉｎ，Ｓｎ，Ｇａ，Ｚｎ，Ｓｉ，Ｇｅ，Ｍｎ，Ｎｉ，Ｆｅ，Ｃｏ，Ｃｕ，Ａｇ，Ｙ，Ｓｃ，Ｍｇ，Ｃａからなる群から選ばれた少なくとも一種類以上の元素の硫化物を合計で０．１〜１０．０ｗｔ％含有し、残部がＷＳ２および不可避的不純物からなることを特徴とする焼結体の製造方法。
【請求項１７】
粉末を１１６０〜１３５０℃の温度で４〜９６時間焼結する焼結体の製造方法であって、
前記焼結体は、Ｈｆ，Ｒｅ，Ｔａ，Ｗ，Ｎｂ，Ｚｒ，Ｖ，Ａｌ，Ｉｎ，Ｓｎ，Ｇａ，Ｚｎ，Ｓｉ，Ｇｅ，Ｍｎ，Ｎｉ，Ｆｅ，Ｃｏ，Ｃｕ，Ａｇ，Ｙ，Ｓｃ，Ｍｇ，Ｃａからなる群から選ばれた少なくとも一種類以上の元素の硫化物を合計で０．１〜１０．０ｗｔ％含有し、残部がＷＳ２および不可避的不純物からなることを特徴とする焼結体の製造方法。
【請求項１８】
請求項３または４において、
前記スパッタリングターゲットは焼結体からなることを特徴とするスパッタリングターゲット。
【請求項１９】
請求項３または４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を行うことにより薄膜を成膜する工程と、
前記薄膜を酸系エッチング液でウェットエッチングする工程と、
前記ウェットエッチングされた薄膜上に金属薄膜を成膜する工程と、
前記金属薄膜をウェットエッチングする工程と、
を含むことを特徴とするトランジスタの製造方法。
【請求項２０】
請求項５または６に記載のトランジスタを有することを特徴とする電子部品または電気機器。
【請求項２１】
請求項５または６に記載のトランジスタを有することを特徴とする液晶表示素子。
【請求項２２】
請求項５または６に記載のトランジスタを有することを特徴とする有機ＥＬディスプレイ用パネル。
【請求項２３】
請求項５または６に記載のトランジスタを有することを特徴とする太陽電池。
【請求項２４】
請求項５または６に記載のトランジスタを有することを特徴とする半導体素子。
【請求項２５】
請求項５または６に記載のトランジスタを有することを特徴とする発光ダイオード素子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＷＳ２を主成分とするスパッタリングターゲット、トランジスタ、焼結体の製造方法、トランジスタの製造方法、電子部品または電気機器、液晶表示素子、有機ＥＬディスプレイ用パネル、太陽電池、半導体素子および発光ダイオード素子等に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＷＳ２は、その高温域での材料物性的な安定性や結晶構造上での優位性より、潤滑剤あるいは潤滑剤への添加剤や耐摩耗材として広く知られている。
【０００３】
一方、ＷＳ２はバンドギャップを有すると予想され、そのバンドギャップは金属シリコンやＧａＡｓ（ガリウム・ヒ素）のバンドギャップの中間に位置するものと考えられる。ＷＳ２には、このような電気特性を活かした半導体素子への応用や金属シリコンに代替される半導体材料としての可能性がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の一態様は、ＷＳ２を主成分とするスパッタリングターゲットおよび焼結体の製造方法、ＷＳ２を主成分とする半導体材料を用いたトランジスタおよびその製造方法、そのトランジスタを用いた電子部品、電気機器、液晶表示素子、有機ＥＬディスプレイ用パネル、太陽電池、半導体素子および発光ダイオード素子のいずれかを提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の一態様は、ＷＳ２を有する半導体素子であって、前記半導体素子は、前記ＷＳ２の半導体特性を利用していることを特徴とする半導体素子である。
【０００６】
また、本発明の一態様において、前記半導体特性は、電子または正孔の移動度、バンドギャップおよび仕事関数の少なくとも一つであることが好ましい。
【０００７】
本発明の一態様は、Ｈｆ，Ｒｅ，Ｔａ，Ｗ，Ｎｂ，Ｚｒ，Ｖ，Ａｌ，Ｉｎ，Ｓｎ，Ｇａ，Ｚｎ，Ｓｉ，Ｇｅ，Ｍｎ，Ｎｉ，Ｆｅ，Ｃｏ，Ｃｕ，Ａｇ，Ｙ，Ｓｃ，Ｍｇ，Ｃａからなる群から選ばれた少なくとも一種類以上の元素を合計で０．１〜１０．０ｗｔ％含有し、残部がＷＳ２および不可避的不純物からなる材料、またはＷＳ２からなる材料によって形成されることを特徴とするスパッタリングターゲットである。
【０００８】
本発明の一態様は、Ｈｆ，Ｒｅ，Ｔａ，Ｗ，Ｎｂ，Ｚｒ，Ｖ，Ａｌ，Ｉｎ，Ｓｎ，Ｇａ，Ｚｎ，Ｓｉ，Ｇｅ，Ｍｎ，Ｎｉ，Ｆｅ，Ｃｏ，Ｃｕ，Ａｇ，Ｙ，Ｓｃ，Ｍｇ，Ｃａからなる群から選ばれた少なくとも一種類以上の元素の硫化物を合計で０．１〜１０．０ｗｔ％含有し、残部がＷＳ２および不可避的不純物からなる材料、またはＷＳ２からなる材料によって形成されることを特徴とするスパッタリングターゲットである。
【０００９】
本発明の一態様は、Ｈｆ，Ｒｅ，Ｔａ，Ｗ，Ｎｂ，Ｚｒ，Ｖ，Ａｌ，Ｉｎ，Ｓｎ，Ｇａ，Ｚｎ，Ｓｉ，Ｇｅ，Ｍｎ，Ｎｉ，Ｆｅ，Ｃｏ，Ｃｕ，Ａｇ，Ｙ，Ｓｃ，Ｍｇ，Ｃａからなる群から選ばれた少なくとも一種類以上の元素を合計で０．１〜１０．０ｗｔ％含有し、残部がＷＳ２および不可避的不純物からなる材料、またはＷＳ２からなる材料によって形成される半導体層を有することを特徴とするトランジスタである。
【００１０】
本発明の一態様は、Ｈｆ，Ｒｅ，Ｔａ，Ｗ，Ｎｂ，Ｚｒ，Ｖ，Ａｌ，Ｉｎ，Ｓｎ，Ｇａ，Ｚｎ，Ｓｉ，Ｇｅ，Ｍｎ，Ｎｉ，Ｆｅ，Ｃｏ，Ｃｕ，Ａｇ，Ｙ，Ｓｃ，Ｍｇ，Ｃａからなる群から選ばれた少なくとも一種類以上の元素の硫化物を合計で０．１〜１０．０ｗｔ％含有し、残部がＷＳ２および不可避的不純物からなる材料、またはＷＳ２からなる材料によって形成される半導体層を有することを特徴とするトランジスタである。
【００１１】
本発明の一態様は、ＷＳ２からなる層、またはＷＳ２を主成分としてなる複合物からなる層を複数層積層した半導体層を有することを特徴とするトランジスタである。
【００１２】
また、本発明の一態様において、前記半導体層は、０．５〜４．８ｅＶ（電子ボルト）の範囲のバンドギャップを有するとよい。
【００１３】
また、本発明の一態様において、前記半導体層は、ｐ型またはｎ型の不純物が添加されているとよい。
【００１４】
また、本発明の一態様において、前記トランジスタは、酸化チタン，酸化ニオブ，酸化タンタル，酸化バナジウム，酸化ハフニウム，酸化アルミニウム，酸化モリブデン，酸化タングステン，酸化ジルコニウム，酸化硅素，窒化硅素，窒化アルミニウムの少なくとも一種からなる層を単層または積層させて構成されるゲート絶縁膜を有するとよい。
【００１５】
また、本発明の一態様において、前記トランジスタは、酸化チタン，酸化ニオブ，酸化タンタル，酸化バナジウム，酸化ハフニウム，酸化アルミニウム，酸化モリブデン，酸化タングステン，酸化ジルコニウム，酸化硅素，窒化硅素，窒化アルミニウムの少なくとも一種を主成分とする材料膜を単層または積層させて構成されるゲート絶縁膜を有するとよい。
【００１６】
本発明の一態様は、粉末を１１００〜１６００℃の温度で焼結する焼結体の製造方法であって、
前記焼結体は、Ｈｆ，Ｒｅ，Ｔａ，Ｗ，Ｎｂ，Ｚｒ，Ｖ，Ａｌ，Ｉｎ，Ｓｎ，Ｇａ，Ｚｎ，Ｓｉ，Ｇｅ，Ｍｎ，Ｎｉ，Ｆｅ，Ｃｏ，Ｃｕ，Ａｇ，Ｙ，Ｓｃ，Ｍｇ，Ｃａからなる群から選ばれた少なくとも一種類以上の元素を合計で０．１〜１０．０ｗｔ％含有し、残部がＷＳ２および不可避的不純物からなる材料、またはＷＳ２からなる材料によって形成されることを特徴とする焼結体の製造方法である。
【００１７】
本発明の一態様は、粉末を１３５０〜１５４０℃の温度で２〜４８時間焼結する焼結体の製造方法であって、
前記焼結体は、Ｈｆ，Ｒｅ，Ｔａ，Ｗ，Ｎｂ，Ｚｒ，Ｖ，Ａｌ，Ｉｎ，Ｓｎ，Ｇａ，Ｚｎ，Ｓｉ，Ｇｅ，Ｍｎ，Ｎｉ，Ｆｅ，Ｃｏ，Ｃｕ，Ａｇ，Ｙ，Ｓｃ，Ｍｇ，Ｃａからなる群から選ばれた少なくとも一種類以上の元素を合計で０．１〜１０．０ｗｔ％含有し、残部がＷＳ２および不可避的不純物からなる材料、またはＷＳ２からなる材料によって形成されることを特徴とする焼結体の製造方法である。
【００１８】
本発明の一態様は、粉末を１１６０〜１３５０℃の温度で４〜９６時間焼結する焼結体の製造方法であって、
前記焼結体は、Ｈｆ，Ｒｅ，Ｔａ，Ｗ，Ｎｂ，Ｚｒ，Ｖ，Ａｌ，Ｉｎ，Ｓｎ，Ｇａ，Ｚｎ，Ｓｉ，Ｇｅ，Ｍｎ，Ｎｉ，Ｆｅ，Ｃｏ，Ｃｕ，Ａｇ，Ｙ，Ｓｃ，Ｍｇ，Ｃａからなる群から選ばれた少なくとも一種類以上の元素を合計で０．１〜１０．０ｗｔ％含有し、残部がＷＳ２および不可避的不純物からなる材料、またはＷＳ２からなる材料によって形成されることを特徴とする焼結体の製造方法である。
【００１９】
本発明の一態様は、粉末を１１００〜１６００℃の温度で焼結する焼結体の製造方法であって、
前記焼結体は、Ｈｆ，Ｒｅ，Ｔａ，Ｗ，Ｎｂ，Ｚｒ，Ｖ，Ａｌ，Ｉｎ，Ｓｎ，Ｇａ，Ｚｎ，Ｓｉ，Ｇｅ，Ｍｎ，Ｎｉ，Ｆｅ，Ｃｏ，Ｃｕ，Ａｇ，Ｙ，Ｓｃ，Ｍｇ，Ｃａからなる群から選ばれた少なくとも一種類以上の元素の硫化物を合計で０．１〜１０．０ｗｔ％含有し、残部がＷＳ２および不可避的不純物からなる材料、またはＷＳ２からなる材料によって形成されることを特徴とする焼結体の製造方法である。
【００２０】
本発明の一態様は、粉末を１３５０〜１５４０℃の温度で２〜４８時間焼結する焼結体の製造方法であって、
前記焼結体は、Ｈｆ，Ｒｅ，Ｔａ，Ｗ，Ｎｂ，Ｚｒ，Ｖ，Ａｌ，Ｉｎ，Ｓｎ，Ｇａ，Ｚｎ，Ｓｉ，Ｇｅ，Ｍｎ，Ｎｉ，Ｆｅ，Ｃｏ，Ｃｕ，Ａｇ，Ｙ，Ｓｃ，Ｍｇ，Ｃａからなる群から選ばれた少なくとも一種類以上の元素の硫化物を合計で０．１〜１０．０ｗｔ％含有し、残部がＷＳ２および不可避的不純物からなる材料、またはＷＳ２からなる材料によって形成されることを特徴とする焼結体の製造方法である。
【００２１】
本発明の一態様は、粉末を１１６０〜１３５０℃の温度で４〜９６時間焼結する焼結体の製造方法であって、
前記焼結体は、Ｈｆ，Ｒｅ，Ｔａ，Ｗ，Ｎｂ，Ｚｒ，Ｖ，Ａｌ，Ｉｎ，Ｓｎ，Ｇａ，Ｚｎ，Ｓｉ，Ｇｅ，Ｍｎ，Ｎｉ，Ｆｅ，Ｃｏ，Ｃｕ，Ａｇ，Ｙ，Ｓｃ，Ｍｇ，Ｃａからなる群から選ばれた少なくとも一種類以上の元素の硫化物を合計で０．１〜１０．０ｗｔ％含有し、残部がＷＳ２および不可避的不純物からなる材料、またはＷＳ２からなる材料によって形成されることを特徴とする焼結体の製造方法である。
【００２２】
また、本発明の一態様において、前記スパッタリングターゲットは焼結体からなることが好ましい。
【００２３】
本発明の一態様は、上述したスパッタリングターゲットを用いてスパッタリングを行うことにより薄膜を成膜する工程と、
前記薄膜を酸系エッチング液でウェットエッチングする工程と、
前記ウェットエッチングされた薄膜上に金属薄膜を成膜する工程と、
前記金属薄膜をウェットエッチングする工程と、
を含むことを特徴とするトランジスタの製造方法である。
【００２４】
本発明の一態様は、上述したトランジスタを有することを特徴とする電子部品または電気機器である。
【００２５】
本発明の一態様は、上述したトランジスタを有することを特徴とする液晶表示素子である。
【００２６】
本発明の一態様は、上述したトランジスタを有することを特徴とする有機ELディスプレイ用パネルである。
【００２７】
本発明の一態様は、上述したトランジスタを有することを特徴とする太陽電池である。
【００２８】
本発明の一態様は、上述したトランジスタを有することを特徴とする半導体素子である。
【００２９】
本発明の一態様は、上述したトランジスタを有することを特徴とする発光ダイオード素子である。
【発明の効果】
【００３０】
本発明の一態様を適用することで、ＷＳ２を主成分とするスパッタリングターゲットおよび焼結体の製造方法、ＷＳ２を主成分とする半導体材料を用いたトランジスタおよびその製造方法、そのトランジスタを用いた電子部品、電気機器、液晶表示素子、有機ＥＬディスプレイ用パネル、太陽電池、半導体素子および発光ダイオード素子のいずれかを提供することができる。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
以下では、本発明の実施の形態について図面を用いて詳細に説明する。ただし、本発明は以下の説明に限定されず、本発明の趣旨及びその範囲から逸脱することなくその形態及び詳細を様々に変更し得ることは、当業者であれば容易に理解される。従って、本発明は以下に示す実施の形態の記載内容に限定して解釈されるものではない。
【００３２】
ＷＳ２（二硫化タングステン）は半導体特性を有している。このため、ＷＳ２を利用した半導体素子を実現することができる。つまり、ＷＳ２の電子または正孔の移動度、バンドギャップおよび仕事関数などの電気的特性を利用してなる半導体素子を実現することができる。
【００３３】
ＷＳ２は、金属シリコンよりも高い１．８ｅＶ（電子ボルト）のバンドギャップを有しており、そのバンドギャップはＧａＡｓ（ガリウム・ヒ素）の１．４ｅＶとＧａＮ（窒化ガリウム）の３．４ｅＶとの中間に位置している。このため、ＷＳ２は、電子的な機能を利用することで薄膜トランジスタ、液晶表示素子、有機ＥＬディスプレイ用パネル等に用いることができ、また光学的な機能を利用することで、発光ダイオード素子等に用いることができる。
【００３４】
ＷＳ２を用いたトランジスタは、Ｓｉを用いる場合に比べて低電圧で駆動が可能で、消費電力を飛躍的に小さくすることができる。また、ＷＳ２は、トランジスタ、発光ダイオード（ＬＥＤ）、太陽電池等のサイズを飛躍的に小型化できる可能性がある。
【００３５】
また、ＷＳ２は二次元方向に広がる層状の結晶構造を備えており、結晶構造が三次元のＳｉと異なり、ＷＳ２は厚みの薄い層状に加工しやすく、Ｓｉ層と同程度の電子または正孔の移動度をＳｉ層より飛躍的に薄いＷＳ２層で実現できる。
【００３６】
また、ＷＳ２は含有されるＭｏとＳの結合が極めて強く、更に安定であることから、これを膜状にしてトランジスタを形成する場合の成膜方法としては、スパッタリング、パルスレーザーデポジション（ＰＬＤ）、蒸着等の物理的な成膜や、ゾルゲル法等の化学的な成膜、アトミックレーザーデポジション（ＡＬＤ）が考えられるが、低温で大面積に均一に成膜できる方法としてはスパッタリング法等の物理的成膜が適していると考えられる。
【００３７】
スパッタリング等の物理的成膜で硫化物複合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、硫化物複合物焼結体からなるターゲットを用いることが好ましい。
【００３８】
（第１の実施形態：複合材料）
本発明の一態様は、ＷＳ２を主成分とし、Ｈｆ，Ｒｅ，Ｔａ，Ｗ，Ｎｂ，Ｚｒ，Ｖ，Ａｌ，Ｉｎ，Ｓｎ，Ｇａ，Ｚｎ，Ｓｉ，Ｇｅ，Ｍｎ，Ｎｉ，Ｆｅ，Ｃｏ，Ｃｕ，Ａｇ，Ｙ，Ｓｃ，Ｍｇ，Ｃａ（以下、「Ｈｆ等」ともいう。）からなる群から選ばれた少なくとも一種類以上の元素を合計で０．１〜１０．０ｗｔ％含有してなる複合材料である。
【００３９】
また、本発明の一態様は、上記のＨｆ等からなるからなる群から選ばれた少なくとも一種類以上の元素を合計で０．１〜１０．０ｗｔ％含有し、残部がＷＳ２および不可避的不純物からなる複合材料である。
【００４０】
本明細書において、「残部がＷＳ２および不可避的不純物からなる」とは、残部がすべてＷＳ２および不可避的不純物からなる場合を意味するだけではなく、残部に半導体特性に影響を与えない程度の他の元素を含む場合も意味する。
【００４１】
（第２の実施形態：スパッタリングターゲット）
本発明の一態様は、第１の実施形態による複合材料からなるスパッタリングターゲットである。このスパッタリングターゲットは、第１の実施形態による複合材料からなる焼結体であるとよい。
【００４２】
この焼結体の製造方法は、粉末を１１００〜１６００℃の温度で焼結する工程を含み、この工程によって製造された焼結体は、Ｈｆ，Ｒｅ，Ｔａ，Ｗ，Ｎｂ，Ｚｒ，Ｖ，Ａｌ，Ｉｎ，Ｓｎ，Ｇａ，Ｚｎ，Ｓｉ，Ｇｅ，Ｍｎ，Ｎｉ，Ｆｅ，Ｃｏ，Ｃｕ，Ａｇ，Ｙ，Ｓｃ，Ｍｇ，Ｃａからなる群から選ばれた少なくとも一種類以上の元素を合計で０．１〜１０．０ｗｔ％含有し、残部がＷＳ２および不可避的不純物からなる硫化物複合材料焼結体である。
【００４３】
また、上記の焼結体の他の製造方法は、粉末を１３５０〜１５４０℃の温度で２〜４８時間焼結する工程を含み、この工程によって製造された焼結体は、上記のＨｆ等からなる群から選ばれた少なくとも一種類以上の元素を合計で０．１〜１０．０ｗｔ％含有し、残部がＷＳ２および不可避的不純物からなる硫化物複合材料焼結体である。
【００４４】
また、上記の焼結体の他の製造方法は、粉末を１１６０〜１３５０℃の温度で４〜９６時間焼結する工程を含み、この工程によって製造された焼結体は、上記のＨｆ等からなる群から選ばれた少なくとも一種類以上の元素を合計で０．１〜１０．０ｗｔ％含有し、残部がＷＳ２および不可避的不純物からなる硫化物複合材料焼結体である。
【００４５】
（第３の実施形態：材料）
本発明の一態様は、ＷＳ２からなる材料である。
【００４６】
（第４の実施形態：スパッタリングターゲット）
本発明の一態様は、第３の実施形態による材料からなるスパッタリングターゲットである。このスパッタリングターゲットは、第３の実施形態による材料からなる焼結体であるとよい。
【００４７】
この焼結体の製造方法は、粉末を１１００〜１６００℃の温度で焼結する工程を含み、この工程によって製造された焼結体は、ＷＳ２からなる焼結体である。
【００４８】
また、上記の焼結体の他の製造方法は、粉末を１３５０〜１５４０℃の温度で２〜４８時間焼結する工程を含み、この工程によって製造された焼結体は、ＷＳ２からなる焼結体である。
【００４９】
また、上記の焼結体の他の製造方法は、粉末を１１６０〜１３５０℃の温度で４〜９６時間焼結する工程を含み、この工程によって製造された焼結体は、ＷＳ２からなる焼結体である。
【００５０】
（第５の実施形態：複合材料）
本発明の一態様は、ＷＳ２を主成分とし、Ｈｆ，Ｒｅ，Ｔａ，Ｗ，Ｎｂ，Ｚｒ，Ｖ，Ａｌ，Ｉｎ，Ｓｎ，Ｇａ，Ｚｎ，Ｓｉ，Ｇｅ，Ｍｎ，Ｎｉ，Ｆｅ，Ｃｏ，Ｃｕ，Ａｇ，Ｙ，Ｓｃ，Ｍｇ，Ｃａからなる群から選ばれた少なくとも一種類以上の元素の硫化物を合計で０．１〜１０．０ｗｔ％含有してなる複合材料である。
【００５１】
また、本発明の一態様は、上記のＨｆ等からなる群から選ばれた少なくとも一種類以上の元素の硫化物を合計で０．１〜１０．０ｗｔ％含有し、残部がＷＳ２および不可避的不純物からなる複合材料である。
【００５２】
（第６の実施形態：スパッタリングターゲット）
本発明の一態様は、第５の実施形態による複合材料からなるスパッタリングターゲットである。このスパッタリングターゲットは、第５の実施形態による複合材料からなる焼結体であるとよい。
【００５３】
この焼結体の製造方法は、粉末を１１００〜１６００℃の温度で焼結する工程を含み、この工程によって製造された焼結体は、Ｈｆ，Ｒｅ，Ｔａ，Ｗ，Ｎｂ，Ｚｒ，Ｖ，Ａｌ，Ｉｎ，Ｓｎ，Ｇａ，Ｚｎ，Ｓｉ，Ｇｅ，Ｍｎ，Ｎｉ，Ｆｅ，Ｃｏ，Ｃｕ，Ａｇ，Ｙ，Ｓｃ，Ｍｇ，Ｃａからなる群から選ばれた少なくとも一種類以上の元素の硫化物を合計で０．１〜１０．０ｗｔ％含有し、残部がＷＳ２および不可避的不純物からなる硫化物複合材料焼結体である。
【００５４】
また、上記の焼結体の他の製造方法は、粉末を１３５０〜１５４０℃の温度で２〜４８時間焼結する工程を含み、この工程によって製造された焼結体は、上記のＨｆ等からなる群から選ばれた少なくとも一種類以上の元素の硫化物を合計で０．１〜１０．０ｗｔ％含有し、残部がＷＳ２および不可避的不純物からなる硫化物複合材料焼結体である。
【００５５】
また、上記の焼結体の他の製造方法は、粉末を１１６０〜１３５０℃の温度で４〜９６時間焼結する工程を含み、この工程によって製造された焼結体は、上記のＨｆ等からなる群から選ばれた少なくとも一種類以上の元素の硫化物を合計で０．１〜１０．０ｗｔ％含有し、残部がＷＳ２および不可避的不純物からなる硫化物複合材料焼結体である。
【００５６】
（第７の実施形態：トランジスタ）
本発明の一態様は、ゲート電極、ゲート絶縁膜、半導体層、ソース電極およびドレイン電極を有する薄膜トランジスタである。
【００５７】
半導体層は、ＷＳ２を主成分とし、Ｈｆ，Ｒｅ，Ｔａ，Ｗ，Ｎｂ，Ｚｒ，Ｖ，Ａｌ，Ｉｎ，Ｓｎ，Ｇａ，Ｚｎ，Ｓｉ，Ｇｅ，Ｍｎ，Ｎｉ，Ｆｅ，Ｃｏ，Ｃｕ，Ａｇ，Ｙ，Ｓｃ，Ｍｇ，Ｃａからなる群から選ばれた少なくとも一種類以上の元素を合計で０．１〜１０．０ｗｔ％含有してなる複合材料からなる層である。
【００５８】
また、他の半導体層は、上記のＨｆ等からなる群から選ばれた少なくとも一種類以上の元素を合計で０．１〜１０．０ｗｔ％含有し、残部がＷＳ２および不可避的不純物からなる層である。
【００５９】
上記の半導体層および他の半導体層は、ＷＳ２を主成分とする複合材料で、添加される上記のＨｆ等の元素およびその添加量を制御することにより、バンドギャップを０．５〜４．８ｅＶ（電子ボルト）の範囲で任意に制御することができる。
つまり、上記の半導体層および他の半導体層は、０．５〜４．８ｅＶ（電子ボルト）の範囲のバンドギャップを有している。
【００６０】
上記の半導体層および他の半導体層は、ｐ型またはｎ型の不純物が添加されているとよい。なお、
【００６１】
上記のゲート絶縁膜は、酸化チタン，酸化ニオブ，酸化タンタル，酸化バナジウム，酸化ハフニウム，酸化アルミニウム，酸化モリブデン，酸化タングステン，酸化ジルコニウム，酸化硅素，窒化硅素，窒化アルミニウムの少なくとも一種からなる層を単層または積層させて構成されている。
【００６２】
また、上記のゲート絶縁膜の他の例は、酸化チタン，酸化ニオブ，酸化タンタル，酸化バナジウム，酸化ハフニウム，酸化アルミニウム，酸化モリブデン，酸化タングステン，酸化ジルコニウム，酸化硅素，窒化硅素，窒化アルミニウムの少なくとも一種を主成分とする複合材料膜を単層または積層させて構成されている。
【００６３】
上記の半導体層および他の半導体層は、第２の実施形態によるスパッタリングターゲットを用いてスパッタリング法により形成することが好ましい。
【００６４】
本発明の一態様に係る薄膜トランジスタの製造方法は、第２の実施形態によるスパッタリングターゲットを用いてスパッタリングを行うことにより硫化物を含む薄膜を成膜する工程と、この薄膜を酸系エッチング液でウェットエッチングすることにより半導体層を形成する工程と、このウェットエッチングされた薄膜である半導体層上に金属薄膜を成膜する工程と、この金属薄膜をウェットエッチングによりパターニングすることにより、ゲート電極、ソース電極およびドレイン電極を形成する工程とを含むとよい。
【００６５】
本実施形態によれば、移動度が大変高い特性が得られる薄膜トランジスタを作製することができ、半導体層をシリコン層によって形成した薄膜トランジスタに比べて特性を高めることができる。さらに、材料組成および物質的に安定な半導体層を、スパッタリングプロセスによって安価に製作することができる。
【００６６】
（第８の実施形態：トランジスタ）
本発明の一態様は、ゲート電極、ゲート絶縁膜、半導体層、ソース電極およびドレイン電極を有する薄膜トランジスタである。
【００６７】
半導体層は、ＷＳ２からなる層である。
【００６８】
上記の半導体層は、ｐ型またはｎ型の不純物が添加されているとよい。
【００６９】
上記のゲート絶縁膜は、酸化チタン，酸化ニオブ，酸化タンタル，酸化バナジウム，酸化ハフニウム，酸化アルミニウム，酸化モリブデン，酸化タングステン，酸化ジルコニウム，酸化硅素，窒化硅素，窒化アルミニウムの少なくとも一種からなる層を単層または積層させて構成されている。
【００７０】
また、上記のゲート絶縁膜の他の例は、酸化チタン，酸化ニオブ，酸化タンタル，酸化バナジウム，酸化ハフニウム，酸化アルミニウム，酸化モリブデン，酸化タングステン，酸化ジルコニウム，酸化硅素，窒化硅素，窒化アルミニウムの少なくとも一種を主成分とする複合材料膜を単層または積層させて構成されている。
【００７１】
上記の半導体層は、第４の実施形態によるスパッタリングターゲットを用いてスパッタリング法により形成することが好ましい。
【００７２】
本発明の一態様に係る薄膜トランジスタの製造方法は、第４の実施形態によるスパッタリングターゲットを用いてスパッタリングを行うことにより硫化物を含む薄膜を成膜する工程と、この薄膜を酸系エッチング液でウェットエッチングすることにより半導体層を形成する工程と、このウェットエッチングされた薄膜である半導体層上に金属薄膜を成膜する工程と、この金属薄膜をウェットエッチングによりパターニングすることにより、ゲート電極、ソース電極およびドレイン電極を形成する工程とを含むとよい。
【００７３】
本実施形態によれば、移動度が大変高い特性が得られる薄膜トランジスタを作製することができ、半導体層をシリコン層によって形成した薄膜トランジスタに比べて特性を高めることができる。さらに、材料組成および物質的に安定な半導体層を、スパッタリングプロセスによって安価に製作することができる。
【００７４】
（第９の実施形態：トランジスタ）
本発明の一態様は、ゲート電極、ゲート絶縁膜、半導体層、ソース電極およびドレイン電極を有する薄膜トランジスタである。
【００７５】
半導体層は、ＷＳ２を主成分とし、Ｈｆ，Ｒｅ，Ｔａ，Ｗ，Ｎｂ，Ｚｒ，Ｖ，Ａｌ，Ｉｎ，Ｓｎ，Ｇａ，Ｚｎ，Ｓｉ，Ｇｅ，Ｍｎ，Ｎｉ，Ｆｅ，Ｃｏ，Ｃｕ，Ａｇ，Ｙ，Ｓｃ，Ｍｇ，Ｃａからなる群から選ばれた少なくとも一種類以上の元素の硫化物を合計で０．１〜１０．０ｗｔ％含有し、残部がＷＳ２および不可避的不純物してなる複合材料からなる層である。
【００７６】
また、他の半導体層は、上記のＨｆ等からなる群から選ばれた少なくとも一種類以上の元素の硫化物を合計で０．１〜１０．０ｗｔ％含有し、残部がＷＳ２および不可避的不純物からなる層である。
【００７７】
上記の半導体層は、ＷＳ２を主成分とする複合材料で、添加される上記のＨｆ等の元素およびその添加量を制御することにより、バンドギャップを０．５〜４．８ｅＶ（電子ボルト）の範囲で任意に制御することができる。
つまり、上記の半導体層は、０．５〜４．８ｅＶ（電子ボルト）の範囲のバンドギャップを有している。
【００７８】
上記の半導体層は、ｐ型またはｎ型の不純物が添加されているとよい。
【００７９】
上記のゲート絶縁膜は、酸化チタン，酸化ニオブ，酸化タンタル，酸化バナジウム，酸化ハフニウム，酸化アルミニウム，酸化モリブデン，酸化タングステン，酸化ジルコニウム，酸化硅素，窒化硅素，窒化アルミニウムの少なくとも一種からなる層を単層または積層させて構成されている。
【００８０】
また、上記のゲート絶縁膜の他の例は、酸化チタン，酸化ニオブ，酸化タンタル，酸化バナジウム，酸化ハフニウム，酸化アルミニウム，酸化モリブデン，酸化タングステン，酸化ジルコニウム，酸化硅素，窒化硅素，窒化アルミニウムの少なくとも一種を主成分とする複合材料膜を単層または積層させて構成されている。
【００８１】
上記の半導体層は、第６の実施形態によるスパッタリングターゲットを用いてスパッタリング法により形成することが好ましい。
【００８２】
本発明の一態様に係る薄膜トランジスタの製造方法は、第６の実施形態によるスパッタリングターゲットを用いてスパッタリングを行うことにより硫化物を含む薄膜を成膜する工程と、この薄膜を酸系エッチング液でウェットエッチングすることにより半導体層を形成する工程と、このウェットエッチングされた薄膜である半導体層上に金属薄膜を成膜する工程と、この金属薄膜をウェットエッチングによりパターニングすることにより、ゲート電極、ソース電極およびドレイン電極を形成する工程とを含むとよい。
【００８３】
本実施形態によれば、移動度が大変高い特性が得られる薄膜トランジスタを作製することができ、半導体層をシリコン層によって形成した薄膜トランジスタに比べて特性を高めることができる。さらに、材料組成および物質的に安定な半導体層を、スパッタリングプロセスによって安価に製作することができる。
【００８４】
（第１０の実施形態：電子部品等）
本発明の一態様は、第７乃至第９の実施形態のいずれかによる薄膜トランジスタを有する電子部品、電気機器、液晶表示素子、有機ELディスプレイ用パネル、太陽電池、半導体素子、発光ダイオード（ＬＥＤ）素子のいずれかである。
【００８５】
本実施形態によれば、第７乃至第９の実施形態のいずれかによる薄膜トランジスタを活用した液晶表示素子や有機ＥＬディスプレイは工程数や構造を変えずに機器の性能を高めることが出来る。
【００８６】
また、環境上で注目されているＬＥＤ照明に活用されるＬＥＤ素子に第１の実施形態による複合材料、第３の実施形態による材料および第５の実施形態による複合材料のいずれかを用いれば安価で生産が可能になり、この複合材料を太陽電池で活用する場合は複合材料を積層あるいはさらに複合的な層構造に用いることで発電効率を飛躍的に向上させることが出来る。
【００８７】
（第１１の実施形態：トランジスタ）
本発明の一態様は、ゲート電極、ゲート絶縁膜、半導体層、ソース電極およびドレイン電極を有する薄膜トランジスタである。
【００８８】
半導体層は、ＷＳ２単体、あるいはＷＳ２を主成分としてなる複合物を複数層構成して形成してなる。
【００８９】
また、他の半導体層は、ＷＳ２からなる層、またはＷＳ２を主成分としてなる複合物からなる層を複数層積層した層である。