"酸化物層と絶縁層からなる積層構造であって、前記酸化物層のキャリア濃度が1018/cm3以下、平均結晶粒径が1μm以上であり、前記酸化物層の結晶が、前記絶縁層の表面に柱状に配置していることを特徴とする積層構造。前記酸化物層を構成する材料が、酸化インジウム、Gaをドープした酸化インジウム、Alをドープした酸化インジウム、Znをドープした酸化インジウム、及びSnをドープした酸化インジウムからなる群から選ばれることを特徴とする請求項1に記載の積層構造。前記Gaをドープした酸化インジウムの原子比Ga/GaInが0.01~0.09であることを特徴とする請求項2に記載の積層構造。前記Alをドープした酸化インジウムの原子比Al/AlInが0.01~0.05であることを特徴とする請求項2に記載の積層構造。酸化物層と絶縁層からなる積層構造の製造方法であって、1絶縁層を設ける工程と2前記絶縁層上に、20×20μm2におけるRrmsroot-mean-square-roughness=1.0~5.3Åの範囲となる様に酸化物薄膜を成膜する工程と3得られた薄膜を150~500°Cで加熱処理する工程とを有することを特徴とする積層構造の製造方法。前記酸化物層の成膜を、希ガス原子と、水分子、酸素分子及び亜酸化窒素分子から選ばれる一以上の分子とを含有する混合気体の雰囲気下において行うことを特徴とする請求項5に記載の積層構造の製造方法。前記酸化物層の成膜を、希ガス原子と、少なくとも水分子とを含有する混合気体の雰囲気下において行うことを特徴とする請求項6に記載の積層構造の製造方法。前記雰囲気中に含まれる水分子の割合が分圧比で0.1~25であることを特徴とする請求項7に記載の積層構造の製造方法。前記酸化物層が、酸化インジウム、Gaをドープした酸化インジウム、Alをドープした酸化インジウム、Znをドープした酸化インジウム及びSnをドープした酸化インジウムからなる群から選ばれる材料からなることを特徴とする請求項5~8のいずれかに記載の積層構造の製造方法。前記Gaをドープした酸化インジウムの原子比Ga/GaInが0.01~0.09であることを特徴とする請求項9に記載の積層構造の製造方法。前記Alをドープした酸化インジウムの原子比Al/AlInが0.01~0.05であることを特徴とする請求項9に記載の積層構造の製造方法。前記工程2の酸化物層の成膜を、真空チャンバー内に所定の間隔を置いて並設された3枚以上のターゲットに対向する位置に、基板を順次搬送し、前記各ターゲットに対して交流電源から負電位及び正電位を交互に印加する場合に、前記交流電源からの出力の少なくとも1つを、分岐して接続した2枚以上のターゲットの間で、電位を印加するターゲットの切替を行いながら、ターゲット上にプラズマを発生させて基板表面に成膜するスパッタリング方法で行うことを特徴とする請求項5~11のいずれかに記載の積層構造の製造方法。前記交流電源の交流パワー密度を3W/cm2以上、20W/cm2以下とすることを特徴とする請求項12に記載の積層構造の製造方法。前記交流電源の周波数が10kHz~1MHzであることを特徴とする請求項12又は13に記載の積層構造の製造方法。請求項5~14のいずれかの製造方法により製造された積層構造。請求項1~4及び15のいずれかに記載の積層構造中の酸化物層をチャネル層とし、絶縁層をゲート絶縁膜とし、該酸化物層上に少なくともSiNxを含有する保護膜を備えることを特徴とする薄膜トランジスタ。請求項16に記載の薄膜トランジスタを備えることを特徴とする表示装置。本発明の目的は、酸化物薄膜の結晶配置の方向と粒径が制御された、良質な酸化物薄膜を提供することである。また、本発明の目的は、上記酸化物薄膜をTFTのチャネル層に用いることにより、TFT特性を大幅に改善することである。本発明者らは、均質な非晶質の酸化物薄膜を作製し、その後に非晶質薄膜を加熱処理アニーリングすることによって作製される結晶薄膜が、結晶配置の方向、結晶粒径が均質な結晶質半導体薄膜となることを見出した。このような結晶質酸化物半導体薄膜を、薄膜トランジスタのチャネル層に用いると、高い電界効果移動度、S値等のTFT特性が大幅に改善されることを見出し、本発明を完成させた。本発明によれば、以下の積層構造、その製造方法、薄膜トランジスタ及び表示装置が提供される。1.酸化物層と絶縁層からなる積層構造であって、前記酸化物層のキャリア濃度が1018/cm3以下、平均結晶粒径が1μm以上であり、前記酸化物層の結晶が、前記絶縁層の表面に柱状に配置していることを特徴とする積層構造。2.前記酸化物層を構成する材料が、酸化インジウム、Gaをドープした酸化インジウム、Alをドープした酸化インジウム、Znをドープした酸化インジウム、及びSnをドープした酸化インジウムからなる群から選ばれることを特徴とする1に記載の積層構造。3.前記Gaをドープした酸化インジウムの原子比Ga/GaInが0.01~0.09であることを特徴とする2に記載の積層構造。4.前記Alをドープした酸化インジウムの原子比Al/AlInが0.01~0.05であることを特徴とする2に記載の積層構造。5.酸化物層と絶縁層からなる積層構造の製造方法であって、1絶縁層を設ける工程と2前記絶縁層上に、20×20μm2におけるRrmsroot-mean-square-roughness=1.0~5.3Åの範囲となる様に酸化物薄膜を成膜する工程と3得られた薄膜を150~500°Cで加熱処理する工程とを有することを特徴とする積層構造の製造方法。6.前記酸化物層の成膜を、希ガス原子と、水分子、酸素分子及び亜酸化窒素分子から選ばれる一以上の分子とを含有する混合気体の雰囲気下において行うことを特徴とする5に記載の積層構造の製造方法。7.前記酸化物層の成膜を、希ガス原子と、少なくとも水分子とを含有する混合気体の雰囲気下において行うことを特徴とする6に記載の積層構造の製造方法。8.前記雰囲気中に含まれる水分子の割合が分圧比で0.1~25であることを特徴とする7に記載の積層構造の製造方法。9.前記酸化物層が、酸化インジウム、Gaをドープした酸化インジウム、Alをドープした酸化インジウム、Znをドープした酸化インジウム及びSnをドープした酸化インジウムからなる群から選ばれる材料からなることを特徴とする5~8のいずれかに記載の積層構造の製造方法。10.前記Gaをドープした酸化インジウムの原子比Ga/GaInが0.01~0.09であることを特徴とする9に記載の積層構造の製造方法。11.前記Alをドープした酸化インジウムの原子比Al/AlInが0.01~0.05であることを特徴とする9に記載の積層構造の製造方法。12.前記工程2の酸化物層の成膜を、真空チャンバー内に所定の間隔を置いて並設された3枚以上のターゲットに対向する位置に、基板を順次搬送し、前記各ターゲットに対して交流電源から負電位及び正電位を交互に印加する場合に、前記交流電源からの出力の少なくとも1つを、分岐して接続した2枚以上のターゲットの間で、電位を印加するターゲットの切替を行いながら、ターゲット上にプラズマを発生させて基板表面に成膜するスパッタリング方法で行うことを特徴とする5~11のいずれかに記載の積層構造の製造方法。13.前記交流電源の交流パワー密度を3W/cm2以上、20W/cm2以下とすることを特徴とする12に記載の積層構造の製造方法。14.前記交流電源の周波数が10kHz~1MHzであることを特徴とする12又は13に記載の積層構造の製造方法。15.5~14のいずれかの製造方法により製造された積層構造。16.1~4及び15のいずれかに記載の積層構造中の酸化物層をチャネル層とし、絶縁層をゲート絶縁膜とし、該酸化物層上に少なくともSiNxを含有する保護膜を備えることを特徴とする薄膜トランジスタ。17.16に記載の薄膜トランジスタを備えることを特徴とする表示装置。本発明によれば、結晶配置の方向と粒径を制御した酸化物薄膜をチャネル層として用いることで、電界効果移動度を向上させ、且つ、S値が良好なTFTを再現性良く形成することができる。以下、本発明の酸化物層と絶縁層からなる積層構造、その製造方法、それをチャネル層に用いた薄膜トランジスタ及び表示装置の実施形態について詳細に説明するが、本発明は下記実施形態や実施例に限定されるものではない。本発明の積層構造は、酸化物層と絶縁層からなる積層構造であって、前記酸化物層のキャリア濃度が1018/cm3以下、平均結晶粒径が1μm以上であり、前記酸化物層の結晶が、絶縁層の表面に柱状に配置していることを特徴とする。本発明の積層構造における酸化物層は、成膜時の条件により、薄膜堆積直後のアモルファス構造を制御しながら絶縁層上に成膜された非晶質酸化物薄膜以下、非晶質薄膜ということがあるを、その後に加熱結晶化させた結晶質酸化物半導体薄膜以下、結晶質半導体薄膜又は結晶質酸化物薄膜ということがあるである。ここで、薄膜が非晶質であるとは、X線結晶構造解析により、ハローパターンが観測され、結晶構造が特定できないことを意味する。また、本発明の積層構造における結晶質酸化物半導体薄膜は、いわゆるグレイン-サブグレイン構造を有しており、1μm以上の平均結晶粒径を備える結晶粒はグレイン、絶縁層の表面に柱状に配置している結晶はサブグレインを意味する。酸化物層を構成する材料は、酸化インジウム、Gaをドープした酸化インジウム、Alをドープした酸化インジウム、Znをドープした酸化インジウム及びSnをドープした酸化インジウムから選ばれることが好ましい。尚、酸化物層は、主として上記元素によって構成されていれば、他に不可避不純物を含んでいてもよい。酸化インジウムにGaやAlをドープすることにより、格子定数が減少するためInの5s軌道の重なりが大きくなり薄膜の移動度上昇が期待できる。ガリウム金属とインジウム金属の原子比Ga/GaInが0.09を超えるとGaドープ酸化インジウム薄膜の結晶化温度が上昇するため、さらにスパッタリング時に水を導入するとアニール後の結晶化が不十分になるおそれがある。また、原子比Ga/GaInが0.01より小さくなるとGaドープによる格子定数の減少が抑制され、Gaドープの効果を十分に発揮できないおそれがある。以上から水導入成膜する際、Gaをドープした酸化インジウム薄膜におけるガリウム金属とインジウム金属の原子比は、好ましくは、原子比Ga/GaInが0.01~0.09、より好ましくはGa/GaInが0.02~0.085、さらに好ましくは、Ga/GaInが0.05~0.08である。アルミニウム金属とインジウム金属の原子比Al/AlInが0.05を超えるとAlがInサイトに固溶せずAlが結晶粒界等に析出するおそれがある。また、原子比Al/AlInが0.01より小さくなるとAlドープによる格子定数の減少が抑制され、Alドープの効果を十分に発揮できないおそれがある。以上の観点から、本発明の酸化物層中のアルミニウム金属及びインジウム金属の原子比Al/AlInは、好ましくは0.01~0.05であり、より好ましくは0.01~0.04であり、さらに好ましくは0.01~0.03である。Znをドープした酸化インジウムの原子比Zn/ZnInが0.01~0.09であることが好ましく、0.01~0.07であることがより好ましい。Znをドープした酸化インジウム薄膜におけるガリウム金属と亜鉛金属の原子比Zn/ZnInが0.09を超えると、ZnがInサイトに固溶せず、Znが結晶粒界等に析出するおそれがある。Snをドープした酸化インジウムの原子比Sn/SnInが0.001~0.05であることが好ましく、0.002~0.02であることがより好ましい。同様にSnをドープした酸化インジウム薄膜における錫金属とインジウム金属の原子比Sn/SnInが0.05を超えると、Inに固溶したSnがドナーの役割を果たし、キャリア濃度の上昇により半導体化しないおそれがある。本発明の積層構造における絶縁層を形成する材料には特に制限はなく、一般に用いられている材料を任意に選択できる。具体的には、例えば、SiO2,SiNx,Al2O3,Ta2O5,TiO2,MgO,ZrO2,CeO2,K2O,Li2O,Na2O,Rb2O,Sc2O3,Y2O3,HfO2,CaHfO3,PbTi3,BaTa2O6,SrTiO3,Sm2O3,AlN等の化合物を用いることができる。これらのなかでも、好ましくはSiO2,SiNx,Al2O3,Y2O3,HfO2,CaHfO3であり、より好ましくはSiO2,SiNx,Y2O3,HfO2,CaHfO3である。尚、上記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く、例えば、SiO2でもSiOxでもよい。絶縁層は、異なる材料からなる2層以上の絶縁膜を積層した構造でもよい。また、絶縁層を構成する絶縁膜は、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又は非晶質であることが好ましい。酸化物層のキャリア濃度は、1018/cm3以下であることが必要であり、好ましくは1013~1018/cm3であり、さらに好ましくは1014~1018/cm3であり、特に好ましくは1015~1018/cm3である。酸化物層のキャリア濃度が1018cm-3より大きくなると、薄膜トランジスタ等の素子を構成した際に、漏れ電流が発生してしまう。また、ノーマリーオンになってしまったり、on-off比が小さくなってしまったりすることにより、良好なトランジスタ性能が発揮できないおそれがある。さらに、キャリア濃度が1013cm-3未満となるとキャリア数が少ないため、TFTとして駆動しないおそれがある。酸化物層のキャリア濃度は、ホール効果測定方法により測定することができる。詳細は実施例に記載の通りである。酸化物層を構成する酸化物半導体薄膜の酸化物結晶粒子の平均結晶粒径は、1μm以上であることが必要であり、1~27μmであることが好ましく、1.3~27μmであることがより好ましく、2.1~27μmであることが特に好ましい。酸化物層の平均結晶粒径が1μm未満であると、薄膜堆積時に膜中に微結晶が生成しているおそれがある。また、平均結晶粒径が27μmを超えると結晶粒界にキャリアが散乱される効果により、TFT特性にばらつきが生じるおそれがある。本発明において、酸化物層を構成する酸化物半導体薄膜の平均結晶粒径は、後述する電子後方散乱パターンElectronBackScatteringPattern:EBSPにより測定する。EBSPの方位角マッピングを行い、方位差15°以上の成分で囲まれる領域を結晶粒として平均結晶粒径を解析する。具体的な測定方法は本実施例に記載の通りである。ただし、酸化物層の平均結晶粒径は、走査イオン顕微鏡SIM:ScanningIonMicroscopyや走査型電子顕微鏡SEM:ScanningElectronMicroscopeにより、35μm四方の枠内で観察される結晶粒それぞれの最大径を調べ、これらの粒径の平均値として求めてもよく、上記EBSPによって得られる平均結晶粒径と同様の結果が得られる。SIMは、集束イオンビームで試料を走査したときに放出される二次電子を信号として、可視化する手法である。組成コントラスト、結晶方位コントラストがSEM像に比べて強く現れる。また、イオンと試料の相互作用は、電子に比べて大きいため、表面の情報が強く現れる。酸化物層を構成する酸化物半導体薄膜の結晶が、前記絶縁層の表面に柱状に配置していることが必要である。酸化物半導体薄膜の結晶が柱状に配置するとは、透過電子顕微鏡TEM:TransmissionElectronMicroscopeで基板からサンプル表面にかけて観察した結晶が略楕円としてアスペクト比が1.2以上であり、アスペクト比の長辺が基板に対して、40°以上160°以下であり、その構造が断面TEMで観察した画像1μm四方の視野のうち、酸化物半導体の部分に対して12以上含むことを指す。アスペクト比の長辺が基板に対して、さらに好ましくは、60°以上140°以下、特に好ましくは、70°以上120°以下である。TEMでは、薄く加工した試料に電子線を照射し、透過あるいは回折した電子線を結像することで、試料の微細構造を観察することができる。高倍率観察では、結晶中の原子の並び格子縞を見ることができる格子像。また、多結晶の観察や結晶の欠陥等の観察も可能である。さらに、電子線回折図形から、物質の同定や結晶状態の解析を行うことができる。物質は、電子が照射されると、元素特有のX線特性X線を放出する。このX線のエネルギーを解析することにより、元素を同定することができるエネルギー分散X線分光分析:EDX分析。電子線を細く絞って走査することにより、元素毎の分布を見ることもできる面分析。また、電子線を一点に数十秒照射し、放出されたX線の強度を解析することにより、元素量の比組成が分かる定量分析。酸化物薄膜の結晶粒界中に方位差2°以上15°未満の結晶粒界が60以上90以下含まれることが好ましい。さらに好ましくは、方位差2°以上15°未満の結晶粒界が70以上90以下、特に好ましくは方位差2°以上15°未満の結晶粒界が75以上90以下含まれることが好ましい。上記結晶粒界は、例えば35μm四方の枠内で観測される。方位差2°以上15°未満の結晶粒界が60未満であると、酸素欠陥が多く、薄膜中のキャリア濃度が1018cm-3より大きくなるおそれがある。方位差2°以上15°未満の結晶粒界が90超であると、TFT特性移動度、閾値電圧、S値等がばらつくおそれがある。酸化物薄膜の結晶粒界は、EBSPにより調べることができる。EBSPは走査型電子顕微鏡ScanningElectronMicroscope:SEMに組み合わせ、電子線を操作しながら、擬菊池パターンを解析することで、ミクロな結晶方位や結晶系を測定する。平均情報が得られるX線回折と異なり、結晶粒毎の情報が得られる。また、結晶方位データから、結晶粒の方位分布=集合組織や結晶相分布を解析できる。ここで擬菊池パターンとは、試料に電子を照射した時、反射電子が試料中の原子面によって回折されることによるバンド状のパターンである。バンドの対称性が結晶系に対応し、バンドの間隔が原子面間隔に対応している。EBSP測定で得られる情報は、主に以下の4種類である。1強度分布の情報:ImageQualityIQマップ、ConfidenceIndexCIマップ等2方位データの情報:InversepolefigureIPFマップ方位マップ、極点図、逆極点図等3方位差データの情報:結晶粒界、残留歪みマップ等4相情報:結晶系の違いによる相マップ等また、酸化物薄膜の結晶粒界のポテンシャル障壁は、ケルビンプローブ原子間力顕微鏡KelvinProbeForceMicroscopy:KFMを用いて測定することができる。KFM法は導電性プローブを振動させながら探針と試料間に交流電圧を印加し、静電気力によるカンチレバーの振動を検出することにより、表面電位を測定するものである。粒界近傍における局所的な表面電位の測定を行うことで、個々の粒界におけるポテンシャル障壁の高さを決定することができる。酸化物薄膜の25μm四方の測定領域において、表面電位の最大値と最小値の電位差結晶粒界のポテンシャル障壁は、好ましくは60mV以下、さらに好ましくは50mV以下、特に好ましくは30mV以下である。電位差が60mVを超えると基板面内のTFT特性のばらつきが大きくなるおそれがある。酸化物層酸化物半導体薄膜は、上記酸化物層を構成する酸化物からなるスパッタリングターゲットを用いたスパッタリング法により形成することができる。酸化物層の作製方法の詳細は、後述する本発明の積層構造の製造方法で説明する。本発明における酸化物薄膜酸化物層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。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°C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。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。上述したように、特許文献4には、堆積直後に非晶質薄膜を作製し、アニール後に結晶化させたIn2O3薄膜のTFTが報告がされている。しかしながら、DCスパッタリング時の水導入成膜等の検討についてはなされておらず、薄膜堆積時に微結晶が生成するおそれがあった。微結晶が生成した薄膜をアニールすると結晶の方位ずれ等が発生し、酸素欠損が多い薄膜となり、TFTがノーマリーオンの特性を示す等のおそれがあった。尚、酸化物層を構成する酸化物薄膜堆積時に微結晶が生成した膜では、加熱結晶化工程において基板側からの結晶成長が微結晶により妨げられるため、基板表面からサンプル表面に対して柱状に結晶が配置せずに平均結晶粒径が1μm未満となる。そこで、本発明の積層構造の製造方法以下、本発明の方法というは、酸化物層と絶縁層からなる積層構造の製造方法であって、1絶縁層を設ける工程と2前記絶縁層上に、20×20μm2におけるRrmsroot-mean-square-roughness=1.0~5.3Åの範囲となる様に前記酸化物薄膜を成膜する工程と3得られた薄膜を150~500°Cで加熱処理する工程とを有することを特徴とする。上記工程を有する本発明の方法を用いて積層構造を製造することにより、酸化物層の好ましいキャリア濃度、好ましい平均結晶粒径及び結晶が柱状に配置した酸化物層を有する積層構造が得られる。1絶縁層を設ける工程本発明の方法において用いることができる絶縁層の構成は、本発明の積層構造の説明において説明した通りである。また、絶縁層の作製方法は特に限定されず、公知の方法を用いればよい。絶縁層は、単独の層であってもよいし、例えば、熱酸化膜付きの導電性シリコン基板等の、熱酸化膜がゲート絶縁膜積層構造における絶縁層として機能し、導電性シリコン部がゲート電極として機能するものであってもよい。2絶縁層上に、20×20μm2におけるRrmsroot-mean-square-roughness=1.0~5.3Åの範囲となる様に酸化物層を成膜する工程本発明の方法における酸化物層酸化物薄膜は、薄膜堆積直後にアモルファス構造を有しているが、その酸化物薄膜の表面粗さの二乗平均の平方根Rrmsroot-mean-square-roughnessが酸化物薄膜の20×20μm2の領域において、Rrms=1.0~5.3Åの範囲であることが必要であり、好ましくはRrms=1.0~4.1Åの範囲であり、特に好ましくはRrms=1.0~3.1Åの範囲である。Rrmsが5.3Åを超えた場合、絶縁層基板表面からサンプル表面に対して柱状に結晶が配置せずに良好なTFT特性が得られないおそれがある。ここで、酸化物薄膜酸化物層の結晶が柱状に配置するとは、前述した通り透過電子顕微鏡TEM:TransmissionElectronMicroscopeで基板からサンプル表面にかけて観察した結果に基づいて判定される。酸化物薄膜のRrmsは、原子間力顕微鏡AFM:AtomicForceMicroscopeにより調べることができる。AFMは、探針と試料に作用する原子間力を検出するタイプの顕微鏡である。AFM探針は、片持ちバネカンチレバーの先端に取り付けられている。この探針と試料表面を微小な力で接触させ、カンチレバーのたわみ量が一定になるように探針試料間距離Zをフィードバック制御しながら水平X、Yに走査することで、表面形状を画像化する。薄膜堆積直後の酸化物薄膜のRrmsを1.0~5.3Åに制御するためには、例えば、希ガス原子と、水分子、酸素分子及び亜酸化窒素分子から選ばれる一以上の分子とを含有する混合気体の雰囲気下においてスパッタリングを行うことが好ましく、水分子を含有する混合気体の雰囲気下においてスパッタリングを行うことが特に好ましい。水分子、酸素分子、亜酸化窒素分子等の分子が存在することにより、酸化物の結晶が乱れ、非晶質性が向上し、Rrmsを低下させることが期待できる。本発明における酸化物薄膜酸化物層堆積時のスパッタガス雰囲気に含まれる水分圧は、0.1~25であることが好ましい。水分圧が0.1未満であると薄膜堆積直後に膜中に微結晶が生成し、Rrmsが5.3Åより大きくなるおそれがある。微結晶が生成した薄膜をアニールすると2次結晶化が起こり、結晶方位のずれが生じるため欠陥が多くなり、キャリア濃度の上昇や移動度の低下を招くおそれがある。また、水分圧が25を超えると、膜密度の低下が顕著となるため、Inの5s軌道の重なりが小さくなり移動度の低下を招くおそれがある。スパッタリング時の雰囲気中の水分圧は0.7~13がより好ましく、1~6が特に好ましい。スパッタリング時の雰囲気中の酸素分圧は0以上、30未満とすることが好ましい。雰囲気ガス中の酸素分圧が30以上であると、移動度が低下したり、キャリア濃度が不安定となったりするおそれがある。これは成膜時に雰囲気ガス中の酸素が多すぎると、結晶格子間に取り込まれる酸素が多くなり散乱の原因となったり、容易に膜中から離脱し不安定化したりするためと推定される。より好ましい酸素分圧は、0~12であり、さらに好ましい酸素分圧は、0~8である。本発明の方法によって得られる酸化物層は、酸化インジウム、Gaをドープした酸化インジウム、Alをドープした酸化インジウム、Znをドープした酸化インジウム及びSnをドープした酸化インジウムからなる群から選ばれる材料からなることが好ましい。上記材料からなる酸化物層を得るには、上記組成を有する酸化物焼結体からなるターゲットを用いてスパッタリングすることが好ましい。また、Gaをドープした酸化インジウムの原子比Ga/GaInが0.01~0.09であることが好ましく、0.02~0.085であることがより好ましく、0.05~0.08であることが特に好ましい。Gaをドープした酸化インジウム薄膜におけるガリウム金属とインジウム金属の原子比Ga/GaInが0.09を超えるとドーパントであるGaが凝集し、Rrmsが増加するおそれがある。Alをドープした酸化インジウムの原子比Al/AlInが0.01~0.05であることが好ましく、0.01~0.04であることがより好ましく、0.01~0.03であることが特に好ましい。同様にAlをドープした酸化インジウム薄膜におけるアルミニウム金属とインジウム金属の原子比Al/AlInが0.05を超えるとドーパントであるAlが凝集し、Rrmsが増加するおそれがある。また、Znをドープした酸化インジウムの原子比Zn/ZnInが0.01~0.09であることが好ましく、0.01~0.07であることがより好ましい。Znをドープした酸化インジウム薄膜におけるガリウム金属と亜鉛金属の原子比Zn/ZnInが0.09を超えると、ZnがInサイトに固溶せず、Znが結晶粒界等に析出するおそれがある。Snをドープした酸化インジウムの原子比Sn/SnInが0.001~0.05であることが好ましく、0.002~0.02であることがより好ましい。同様にSnをドープした酸化インジウム薄膜における錫金属とインジウム金属の原子比Sn/SnInが0.05を超えると、Inに固溶したSnがドナーの役割を果たし、キャリア濃度の上昇により半導体化しないおそれがある。スパッタリングターゲットの電気抵抗値を下げるために、上記酸化物半導体ターゲットに対して、Sn、Ti、Si、Ce、Zr等の正4価を取り得る元素を3重量以下の割合で含有してもよい。特にSnは焼結密度を向上させ、ターゲットの電気抵抗を下げる効果が大きい。正4価を取りうる元素の含有量は2重量以下であることがより好ましく、1質量以下であることが特に好ましい。正4価元素の含有量が3重量を超えると、酸化物半導体薄膜のキャリア濃度を低濃度に制御できないおそれがある。本発明の方法における酸化物層の成膜は、例えば、DC直流スパッタリング、AC交流スパッタリング、RFスパッタリング、パルスDCスパッタリング法等により好適に成膜できる。DCスパッタリングで成膜した場合、電源装置が簡素化されることが期待され、ACスパッタリングで成膜した場合、工業的に大面積均一性に優れ、ターゲットの利用効率が向上することが期待される。RFスパッタリングで成膜した場合、ターゲットの抵抗が高くても放電可能なため、スパッタリングターゲットの焼結条件が緩和されることが期待される。スパッタリングにより成膜する際の基板温度は、25~120°Cであることが好ましく、さらに好ましくは25~100°C、特に好ましくは25~90°Cである。成膜時の基板温度が120°Cよりも高いと薄膜堆積直後の膜中に微結晶が生成し、加熱結晶化後の薄膜のキャリア濃度が1018/cm3を超えるおそれがある。また、成膜時の基板温度が25°Cよりも低いと薄膜の膜密度が低下し、TFTの移動度が低下するおそれがある。ターゲット及び基板間の距離は、基板の成膜面に対して垂直方向に好ましくは1~15cmであり、さらに好ましくは2~8cmである。この距離が1cm未満の場合、基板に到達するターゲット構成元素の粒子の運動エネルギーが大きくなり、良好な膜特性を得ることができないおそれがあるうえ、膜厚及び電気特性の面内分布が生じてしまうおそれがある。一方、ターゲットと基板との間隔が15cmを超える場合、基板に到達するターゲット構成元素の粒子の運動エネルギーが小さくなりすぎて、緻密な膜を得ることができず、良好な半導体特性を得ることができないおそれがある。酸化物薄膜の成膜は、磁場強度が300~1500ガウスの雰囲気下でスパッタリングすることが望ましい。磁場強度が300ガウス未満の場合、プラズマ密度が低くなるため高抵抗のスパッタリングターゲットの場合スパッタリングできなくなるおそれがある。一方、1500ガウス超の場合、膜厚及び膜中の電気特性の制御性が悪くなるおそれがある。気体雰囲気の圧力スパッタ圧力は、プラズマが安定して放電できる範囲であれば特に限定されないが、好ましくは0.1~3.0Paである。さらに好ましくはスパッタ圧力は0.1~1.5Pa、特に好ましくは0.1~1.0Paである。スパッタ圧力が3.0Paを超える場合、スパッタ粒子の平均自由工程が短くなり、薄膜の密度が低下するおそれがある。また、スパッタ圧力が0.1Pa未満である場合、成膜時に膜中に微結晶が生成するおそれがある。尚、スパッタ圧力とは、アルゴン、水、酸素等を導入した後のスパッタ開始時の系内の全圧をいう。また、工程2の酸化物層の成膜を、次のような交流スパッタリングで行ってもよい。真空チャンバー内に所定の間隔を置いて並設された3枚以上のターゲットに対向する位置に、基板を順次搬送し、各ターゲットに対して交流電源から負電位及び正電位を交互に印加して、ターゲット上にプラズマを発生させて基板表面上に成膜する。このとき、交流電源からの出力の少なくとも1つを、分岐して接続された2枚以上のターゲットの間で、電位を印加するターゲットの切替を行いながら行う。即ち、上記交流電源からの出力の少なくとも1つを分岐して2枚以上のターゲットに接続し、隣り合うターゲットに異なる電位を印加しながら成膜を行う。尚、交流スパッタリングによって酸化物層を成膜する場合も、薄膜堆積直後の酸化物薄膜のRrmsを1.0~5.3Åに制御するためには、例えば、希ガス原子と、水分子、酸素分子及び亜酸化窒素分子から選ばれる一以上の分子とを含有する混合気体の雰囲気下においてスパッタリングを行うことが好ましく、水分子を含有する混合気体の雰囲気下においてスパッタリングを行うことが特に好ましい。前述したように、ACスパッタリングで成膜した場合、工業的に大面積均一性に優れた酸化物層が得られると共に、ターゲットの利用効率の向上が期待できる。また、1辺が1mを超える大面積基板にスパッタ成膜する場合には、たとえば特開2005-290550号公報記載のような大面積生産用のACスパッタ装置を使用することが好ましい。特開2005-290550号公報記載のACスパッタ装置は、具体的には、真空槽と、真空槽内部に配置された基板ホルダと、この基板ホルダと対向する位置に配置されたスパッタ源とを有する。図8にACスパッタ装置のスパッタ源の要部を示す。スパッタ源は、複数のスパッタ部を有し、板状のターゲット31a~31fをそれぞれ有し、各ターゲット31a~31fのスパッタされる面をスパッタ面とすると、各スパッタ部はスパッタ面が同じ平面上に位置するように配置される。各ターゲット31a~31fは長手方向を有する細長に形成され、各ターゲットは同一形状であり、スパッタ面の長手方向の縁部分側面が互いに所定間隔を空けて平行に配置される。従って、隣接するターゲット31a~31fの側面は平行になる。真空槽の外部には、交流電源17a~17cが配置されており、各交流電源17a~17cの二つの端子のうち、一方の端子は隣接する二つの電極のうちの一方の電極に接続され、他方の端子は他方の電極に接続されている。各交流電源17a~17cの2つの端子は正負の異なる極性の電圧を出力するようになっており、ターゲット31a~31fは電極に密着して取り付けられているので、隣接する2つのターゲット31a~31fには互いに異なる極性の交流電圧が交流電源17a~17cから印加される。従って、互いに隣接するターゲット31a~31fのうち、一方が正電位に置かれる時には他方が負電位に置かれた状態になる。電極のターゲット31a~31fとは反対側の面には磁界形成手段40a~40fが配置されている。各磁界形成手段40a~40fは、外周がターゲット31a~31fの外周と略等しい大きさの細長のリング状磁石と、リング状磁石の長さよりも短い棒状磁石とをそれぞれ有している。各リング状磁石は、対応する1個のターゲット31a~31fの真裏位置で、ターゲット31a~31fの長手方向に対して平行に配置されている。上述したように、ターゲット31a~31fは所定間隔を空けて平行配置されているので、リング状磁石もターゲット31a~31fと同じ間隔を空けて配置されている。ACスパッタで、酸化物ターゲットを用いる場合の交流パワー密度は、3W/cm2以上、20W/cm2以下が好ましい。パワー密度が3W/cm2未満の場合、成膜速度が遅く、生産上経済的でない。20W/cm2を超えると、ターゲットが破損するおそれがある。より好ましいパワー密度は4W/cm2~15W/cm2である。ACスパッタ時の水の分圧は、5×10-3~5×10-1Paが好ましい。5×10-3Pa未満の場合、薄膜堆積直後に膜中に微結晶が生成し、Rrmsが5.3Åより大きくなるおそれがある。5×10-1Paを超えると、膜密度の低下が顕著となるため、Inの5s軌道の重なりが小さくなり移動度の低下を招くおそれがある。スパッタ時の水の分圧は、放電のパワー密度にもよるが、5W/cm2であれば、1×10-2Pa~1×10-1Paの範囲が好ましい。ACスパッタの周波数は10kHz~1MHzの範囲が好ましい。10kHzを下回ると、騒音の問題が発生する。1MHzを超えるとプラズマが広がりすぎるため、所望のターゲット位置以外でスパッタが行われ、均一性が損なわれることがある。より好ましいACスパッタの周波数は20kHz~500kHzである。上記以外のスパッタリング時の条件等は、上述したものから適宜選択すればよい。3得られた薄膜を150~500°Cで加熱処理する工程工程3は、工程1及び2で得られた非晶質酸化物薄膜を加熱処理アニールして、結晶質に変化させる工程である。上記工程1及び2で得られたRrmsroot-mean-square-roughness=1.0~5.3Åの範囲の非晶質酸化物薄膜を150~500°Cで加熱することにより、薄膜を結晶化させて酸化物層結晶質酸化物薄膜を得る。加熱温度は、150~400°Cであることが好ましく、200~350°Cであることがより好ましい。加熱温度が150°C未満であると、結晶化が不十分であるおそれがあり、500°Cを超えると、素子の破壊を招くおそれがある。加熱結晶化時間は、通常15分~3.5時間であり、好ましくは15分~2.5時間である。工程1及び2で得られた非晶質酸化物薄膜は、上記加熱処理アニールを施すことによりドーパントが酸化インジウム結晶中に固溶し、ビックスバイトの単一相を示すようになる。酸化物層を結晶化させるタイミングは、保護膜形成前が好ましい。結晶化前の非晶質薄膜をプラズマ中にさらすとプラズマダメージによりその後の結晶化過程に悪影響を及ぼし、膜中に格子欠陥等が生じるおそれがある。非晶質酸化物薄膜の加熱処理アニール時の雰囲気は、特に限定されるわけではないが、大気雰囲気、酸素流通雰囲気がキャリア制御性の観点から好ましい。加熱処理工程は、酸素の存在下又は不存在下でランプアニール装置、レーザーアニール装置、熱プラズマ装置、熱風加熱装置、接触加熱装置等を用いることができる。酸化物薄膜堆積直後のアモルファス構造のRrmsを1.0~5.3Åの範囲に制御してから加熱結晶化した酸化物薄膜酸化物層では、基板表面からサンプル表面にかけて柱状に結晶が配置する。柱状に結晶が配置した酸化物薄膜は、結晶の方位ずれが小さく膜中のトラップ密度が小さいため、電界効果移動度が向上し、且つ、S値が良好なTFTを再現性良く形成することができる。また、酸素欠損が少ないため、キャリア濃度を1018/cm3以下に制御することができる。また、薄膜堆積時に水を導入し、微結晶の生成を抑制した膜では、加熱処理工程において基板側から柱状に結晶が成長する。基板表面に柱状の結晶が配置した膜では、加熱結晶化工程において膜中の微結晶により結晶成長が阻害されないため、水導入していない薄膜と比較して結晶粒径が大きくなり、平均結晶粒径は、1μm以上となる。加熱結晶化後の酸化物半導体薄膜酸化物層中の平均結晶粒径は、1~27μmであることが好ましい。さらに好ましくは、薄膜の平均結晶粒径が1.3~27μm、特に好ましくは2.1~27μmである。平均結晶粒径が1μm未満である場合、薄膜堆積時に膜中に微結晶が生成しているおそれがある。また、平均結晶粒径が27μmを超えると結晶粒界にキャリアが散乱される効果により、TFT特性にばらつきが生じるおそれがある。本発明では堆積直後にRrmsが1.0~5.3Åの範囲となる非晶質膜を得た後、加熱処理アニールによって結晶化させる。結晶化後の酸化物薄膜酸化物層は、実質的にIn2O3のビックスバイト構造からなる薄膜となる。尚、実質的In2O3のビックスバイト構造からなるとは、本発明における酸化物層結晶質酸化物薄膜において、本発明の効果がビックスバイト構造に起因すること、又は得られた結晶質酸化物薄膜における結晶構造の70以上好ましくは80以上、さらに好ましくは85以上がビックスバイト構造であることを意味する。尚、本発明の方法によって得られる積層構造中の酸化物層酸化物薄膜は、インジウム及び酸素からなる薄膜、インジウム、酸素及びガリウムからなる薄膜、インジウム、酸素及びアルミニウムからなる薄膜、インジウム、酸素及び亜鉛からなる薄膜又はインジウム、酸素及び錫からなる薄膜であるが、主として上記元素によって構成されていれば、他に不可避不純物を含んでいてもよい。ただし、結晶構造は実質的に酸化インジウムのビックスバイト構造のみからなるものが望ましい。酸化物薄膜酸化物層堆積時にRrmsが1.0~5.3Åの範囲とした後、加熱処理アニールによって結晶化させたことにより得られる酸化インジウムのビックスバイト構造の薄膜では、基板界面から薄膜表面にかけて柱状の結晶が配置しているため、良好なTFT特性が得られる。本発明における酸化物薄膜酸化物層がビックスバイト構造を示す酸化インジウムからなることは、X線回折測定XRD測定により確認することができる。尚、原子が規則的に並んだ結晶にX線が入射すると、特定の方向で強いX線が観察され、回折現象を生じる。これは、それぞれの位置で散乱されるX線の光路差が、X線の波長の整数倍になっていると、波の位相が一致するため、波の振幅が大きくなることで説明される。物質はそれぞれに特有な規則性を持つ結晶をつくることから、X線回折では化合物の種類を調べることができる。また、結晶の大きさ結晶の秩序性、材料中に存在する結晶の方位の分布状態結晶配向、結晶に掛かる残留応力の評価を行うこともできる。本発明の方法で得られる酸化物層酸化物薄膜の密度は好ましくは6.2g/cm3以上であり、より好ましくは6.4g/cm3以上である。密度が6.2g/cm3よりも低いと、キャリアの伝導を担うInの5S軌道の重なりが小さくなるため移動度が低下するおそれがある。本発明の方法における酸化物層酸化物薄膜は、密度が高い方が望ましく、特に好ましくは6.2g/cm3以上7.1g/cm3以下である。上記本発明のいずれかの製造方法によって製造された積層構造は、前述した本発明の積層構造と同様の構造と特性を有する。前述した本発明の酸化物薄膜及び上記本発明の製造方法によって製造された積層構造は薄膜トランジスタに使用できる。特に、積層構造中の酸化物層をチャネル層として使用できる。本発明の薄膜トランジスタは、上記本発明の積層構造中の酸化物層をチャネル層とし、絶縁層をゲート絶縁膜とし、前記酸化物層上に、例えばSiNx等を含有する保護膜を備えることを特徴とする。本発明の薄膜トランジスタにおけるチャネル層は、本発明の積層構造中の酸化物層からなり、その構成等については上述した通りである。本発明の薄膜トランジスタにおけるゲート絶縁膜は、本発明の積層構造中の絶縁層からなり、その構成については上述した通りである。本発明の積層構造中の酸化物層は、結晶の配置方向と粒径を制御した結晶質酸化物薄膜であり、これをチャネル層に適用した場合、CVD等の製造プロセスを通しても酸素欠損が生じ難く、TFT特性の劣化が起こらないという利点を有する。本発明の薄膜トランジスタにおけるチャネル層の膜厚は、通常10~300nm、好ましくは20~250nm、より好ましくは30~200nm、さらに好ましくは35~120nm、特に好ましくは40~80nmである。チャネル層の膜厚が10nm未満の場合、大面積に成膜した際の膜厚の不均一性により、作製したTFTの特性が面内で不均一になるおそれがある。一方、膜厚が300nm超の場合、成膜時間が長くなり工業的に採用できないおそれがある。本発明の薄膜トランジスタにおけるチャネル層は、通常、N型領域で用いられるが、P型Si系半導体、P型酸化物半導体、P型有機半導体等の種々のP型半導体と組合せてPN接合型トランジスタ等の各種の半導体デバイスに利用することができる。本発明の薄膜トランジスタにおける保護膜は、特にSiNxを含有することが好ましい。SiNxはSiO2と比較して緻密な膜を形成できるため、TFTの劣化抑制効果が高いという利点を有する。保護膜は、上記チャネル層に積層して形成することができる。上記本発明の積層構造中の酸化物層からなるチャネル層を用いることで、バッファー層が不要となり、チャネル層に直接保護膜を設けることができる。このため、製造工程を簡略化させることができる。保護膜は、SiNxの他に例えばSiO2,Al2O3,Ta2O5,TiO2,MgO,ZrO2,CeO2,K2O,Li2O,Na2O,Rb2O,Sc2O3,Y2O3,HfO2,CaHfO3,PbTi3,BaTa2O6,Sm2O3,SrTiO3又はAlN等の酸化物等を含むことができるが、実質的にSiNxのみからなることが好ましい。ここで、実質的にSiNxのみからなるとは、本発明の薄膜トランジスタにおける保護層を構成する薄膜の70wt以上好ましくは80wt以上、さらに好ましくは85wt以上がSiNxであることを意味する。一方、保護膜を形成する前段階の処理として、酸化物半導体膜に対し、オゾン処理、酸素プラズマ処理、二酸化窒素プラズマ処理、又は亜酸化窒素プラズマ処理を施すことが好ましい。このような処理は、酸化物半導体膜を形成した後、保護膜を形成する前であれば、どのタイミングで行うようにしてもよい。但し、保護膜を形成する直前に行うことが望ましい。このような前処理を行うことによって、酸化物半導体膜における酸素欠陥の発生を抑制することができる。また、TFT駆動中に酸化物半導体膜中の水素が拡散すると、閾値電圧のシフトが起こりTFTの信頼性が低下する恐れがある。酸化物半導体膜に対し、オゾン処理、酸素プラズマ処理、二酸化窒素プラズマ処理、又は亜酸化窒素プラズマ処理を施すことにより、結晶構造中においてIn-OHの結合が安定化され酸化物半導体膜中の水素の拡散を抑制することができる。ゲート絶縁膜は、例えばプラズマCVDChemicalVaporDeposition;化学気相成長法により形成する。プラズマCVD法によりゲート絶縁膜を形成し、その上に酸化物半導体層を成膜した場合、ゲート絶縁膜中の水素が酸化物半導体層に拡散し、酸化物半導体層の結晶性の低下やTFTの信頼性低下を招くおそれがある。酸化物半導体層の結晶性の低下やTFTの信頼性低下を防ぐために、酸化物半導体層を成膜する前にゲート絶縁膜に対してオゾン処理、酸素プラズマ処理、二酸化窒素プラズマ処理、又は亜酸化窒素プラズマ処理を施すことが好ましい。このような前処理を行うことによって、酸化物半導体膜の結晶性の低下やTFTの信頼性低下を防ぐことができる。ゲート絶縁膜の膜厚は、通常5~400nmであり、好ましくは50~300nmである。本発明の薄膜トランジスタにおけるドレイン電極、ソース電極及びゲート電極の各電極を形成する材料に特に制限はなく、一般に用いられている材料を任意に選択することができる。例えば、ITO,IZO,ZnO,SnO2等の透明電極や、Al,Ag,Cu,Cr,Ni,Mo,Au,Ti,Ta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。ドレイン電極、ソース電極及びゲート電極の各電極は、異なる2層以上の導電層を積層した多層構造とすることもできる。特にソースドレイン電極は低抵抗配線への要求が強いため、AlやCu等の良導体をTiやMo等の密着性に優れた金属でサンドイッチして使用してもよい。本発明の薄膜トランジスタは、電界効果型トランジスタ、論理回路、メモリ回路、差動増幅回路等各種の集積回路にも適用できる。さらに、電界効果型トランジスタ以外にも静電誘起型トランジスタ、ショットキー障壁型トランジスタ、ショットキーダイオード、抵抗素子にも適応できる。本発明の薄膜トランジスタの構成は、ボトムゲート、ボトムコンタクト、トップコンタクト等公知の構成を制限なく利用することができる。特にボトムゲート構成が、アモルファスシリコンやZnOの薄膜トランジスタに比べ高い性能が得られるので有利である。ボトムゲート構成は、製造時のマスク枚数を削減しやすく、大型ディスプレイ等の用途の製造コストを低減しやすいため好ましい。本発明の薄膜トランジスタは、表示装置に好適に用いることができる。大面積のディスプレイ用としては、チャンネルエッチ型のボトムゲート構成の薄膜トランジスタが特に好ましい。チャンネルエッチ型のボトムゲート構成の薄膜トランジスタは、フォトリソ工程時のフォトマスクの数が少なく低コストでディスプレイ用パネルを製造できる。中でも、チャンネルエッチ型のボトムゲート構成トップコンタクト構成の薄膜トランジスタが移動度等の特性が良好で工業化しやすいため特に好ましい。実施例1~13[1]ホール効果測定用素子、XRD評価用素子、AFM評価用素子、SIM評価用素子、断面TEM評価用素子の作製マグネトロンスパッタリング装置に、表1に示す組成の4インチターゲットを装着し、基板積層構造における絶縁層としてスライドガラスコーニング社製♯1737をそれぞれ装着した。DCマグネトロンスパッタリング法により、下記の条件でスライドガラス上に膜厚50nmの非晶質膜を成膜した。成膜時には、表1に示す分圧比でArガス、O2ガス、及びH2Oガスを導入した。非晶質膜を形成した基板を大気中で300°Cで1時間加熱し、非晶質膜をそれぞれ結晶化して酸化物半導体膜積層構造における酸化物層を形成した。また、ICP-AES分析により、結晶化酸化物薄膜に含まれる各元素の原子比がスパッタリングターゲットと同じであることを確認した。ホール効果測定用素子をResiTest8300型東陽テクニカ社製にセットし、室温でホール効果を評価した。結果を表1に示す。スパッタ条件は以下の通りである。基板温度:25°C到達圧力:8.5×10-5Pa雰囲気ガス:Arガス、O2ガス、H2Oガス分圧は表1を参照スパッタ圧力全圧:0.4Pa投入電力:DC100WS基板-Tターゲット距離:70mm[2]薄膜トランジスタの作製上記[1]と同一のスパッタ条件で、基板に膜厚100nmの熱酸化膜付きの導電性シリコン基板を使用した。熱酸化膜がゲート絶縁膜積層構造における絶縁層として機能し、導電性シリコン部がゲート電極として機能する。ゲート絶縁膜上に表1に示す条件でスパッタ成膜し、膜厚50nmの非晶質薄膜を作製した。レジストとしてOFPR♯800東京応化工業株式会社製を使用し、塗布、プレベーク80°C、5分、露光した。現像後、ポストベーク120°C、5分し、シュウ酸にてエッチングし、所望の形状にパターニングした。その後熱風加熱炉内にて300°Cで1時間加熱処理アニール処理を行い、薄膜を結晶化させた。その後、Mo200nmをスパッタ成膜により成膜した。チャンネルエッチによりソース/ドレイン電極を所望の形状にパターニングした。その後、プラズマCVD法PECVDにてSiNxを成膜して保護膜とした。フッ酸を用いてコンタクトホールを開口し、薄膜トランジスタを作製した。[3]薄膜トランジスタの電界効果移動度μ、S値及び閾値電圧Vthの測定作製した薄膜トランジスタについて、電界効果移動度μ、S値及び閾値電圧Vthを評価した。これらの特性値は、半導体パラメーターアナライザーケースレーインスツルメンツ株式会社製4200SCSを用い、室温、遮光環境下シールドボックス内で測定した。尚、ドレイン電圧Vdは10Vとした。結果を表1に示す。[4]XRDX線回折測定による結晶性評価ガラス基板上に成膜した薄膜についてX線回折測定装置リガク製Ultima-IIIにより結晶構造を調べた。実施例1~3の薄膜堆積直後のX線チャートをそれぞれ図1に示す。薄膜堆積直後は回折ピークが観測されず非晶質であることを確認した。また、大気下で300°C×1h加熱処理アニール後に回折ピークが観測され、結晶化していることが分かった。実施例1~3の加熱処理アニール後のX線チャートをそれぞれ図2に示す。チャートを分析した結果、実施例1~3の結晶化後の薄膜では、酸化インジウムのビックスバイト構造のみが観測された。当該結晶構造は、JCPDSJointCommitteeofPowderDiffractionStandardsカードで確認することができる。酸化インジウムのビックスバイト構造は、JCPDSカードNo.06-0416である。実施例4~13の薄膜についても実施例1~3と同様に薄膜堆積直後は非晶質であり、大気下で300°C×1hアニール後に酸化インジウムのビックスバイト構造のみが観測された。上記XRDの測定条件は以下の通りである。装置:株リガク製Ultima-IIIX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[5]AFM原子間力顕微鏡による酸化物薄膜の表面粗さの二乗平均の平方根Rrmsroot-mean-square-roughnessの評価ガラス基板上に作製した実施例1の薄膜について、酸化物薄膜の薄膜堆積直後の表面をAFM装置JSPM-4500、日本電子製で20μm×20μm角のRrmsを測定したところ、2.3Åと非常に平坦であった。実施例2~13のRrmsの結果についても表1に示す。[6]SIM走査イオン顕微鏡;ScanningIonMicroscopyによる結晶粒径評価ガラス基板上に作製した実施例1の薄膜について、SIM測定を実施した。装置は、日立製集束イオンビーム加工観察装置FB-2100を利用し、加速電圧は40kVである。実施例1の300°C×1h加熱結晶化後の結果を図3に示す図3の観察倍率は、×10000であり、35μm四方のSIM像の一部拡大図である。。結晶粒が観測され、平均結晶粒径は2.1μmであった。酸化物半導体薄膜の平均結晶粒径は、35μm四方の枠内で観察される結晶粒それぞれの最大径を調べ、これらの粒径の平均値で求めた。実施例2~13の平均結晶粒径については、表1に示す。[7]断面TEM透過電子顕微鏡;TransmissionElectronMicroscopeによる結晶形態評価ガラス基板上に作製した実施例1の薄膜について、断面TEM測定を実施した。装置は、日立製電界放出型透過電子顕微鏡HF-2100を利用し、加速電圧は200kVである。実施例1の300°C×1h加熱結晶化後の薄膜断面のTEM像を図4に示す図4の観察倍率は、×100000であり、1μm四方で観察した視野のうち酸化物薄膜部分の一部拡大図である。。図4に示すように基板表面からサンプル表面にかけて柱状の結晶が配置している様子が観測された。実施例2~13についても基板表面からサンプル表面にかけて柱状の結晶が配置している様子が観測された。比較例1~7酸化物半導体膜の成膜に用いるターゲット、並びにそのスパッタ条件及び加熱処理アニーリング条件を、表2に記載の組成を有するターゲット及び条件に変更した他は実施例1と同様にして薄膜トランジスタ及び薄膜評価用素子を作製し、評価した。結果を表2に示す。[1]XRDによる結晶性評価実施例と同様の条件でガラス基板上に成膜した薄膜について、薄膜堆積直後及び加熱処理後にX線回折測定装置リガク製Ultima-IIIにより結晶構造を調べた。比較例1の薄膜のX線チャートをそれぞれ図5に示す。薄膜堆積直後に回折ピークが観測され結晶化していることが分かった。また、大気下で300°C×1hアニール後に回折ピークの半値幅が広がった。チャートを分析した結果、比較例1の薄膜では、酸化インジウムのビックスバイト構造のみが観測された。当該結晶構造は、JCPDSJointCommitteeofPowderDiffractionStandardsカードで確認することができる。酸化インジウムのビックスバイト構造は、JCPDSカードNo.06-0416である。比較例2,3,5,7についても薄膜堆積直後に結晶化していることが分かり、酸化インジウムのビックスバイト構造のみが観測された。比較例4、6については、薄膜堆積直後は非晶質であり、大気下で300°C×1h加熱処理アニール後に結晶化し、酸化インジウムのビックスバイト構造のみが観測された。[2]AFMによる酸化物薄膜のRrmsの評価ガラス基板上に作製した比較例1の酸化物薄膜の薄膜堆積直後の表面をAFM装置JSPM-4500、日本電子製で20μm×20μm角のRrmsを測定したところ、8.6Åと実施例に比べて粗いことが分かった。比較例2~7のRrmsの結果についても表2に示す。[3]SIMによる結晶粒径評価ガラス基板上に作製した比較例1の薄膜について、実施例と同様の測定条件でSIM測定を実施した。装置は、日立製集束イオンビーム加工観察装置FB-2100を利用し、加速電圧は40kVである。比較例1の300°C×1h加熱処理後の結果を図6に示す図6の観察倍率は、×10000であり、35μm四方のSIM像の一部拡大図である。結晶粒が観測され、平均結晶粒径は0.57μmであった。酸化物半導体薄膜の平均結晶粒径は、35μm四方の枠内で観察される結晶粒それぞれの最大径を調べ、これらの粒径の平均値で求めた。比較例2~7の平均結晶粒径については、表2に示す。平均結晶粒径は、1μm未満であった。[4]断面TEMによる結晶形態評価ガラス基板上に作製した比較例1の薄膜について、実施例と同様の測定条件で断面TEM測定を実施した。装置は、日立製電界放出型透過電子顕微鏡HF-2100を利用し、加速電圧は200kVである。比較例1の300°C×1h加熱処理後の薄膜断面のTEM像を図7に示す図7の観察倍率は、×100000、1μm四方で観察した視野のうち酸化物薄膜部分の一部拡大図。図7に示すように膜中に微結晶が観測された。比較例2~7についても比較例1と同様に膜中に微結晶が観測された。[5]素子の評価ホール効果測定用素子をResiTest8300型東陽テクニカ社製にセットし、室温でホール効果を評価した。結果を表2に示す。比較例1~7のキャリア濃度は1018cm-3超であり、酸素欠陥が多い薄膜であることが分かった。また、作製した薄膜トランジスタについて、半導体パラメーターアナライザーケースレーインスツルメンツ株式会社製4200SCSを用い、室温、遮光環境下シールドボックス内で測定した。尚、ドレイン電圧Vdは10Vとした。結果を表2に示す。表2に示すように比較例1~7の素子については、キャリア濃度は1018cm-3を超えるためノーマリーオンの特性が得られた。実施例14特開2005-290550号公報に開示された成膜装置を用い、表3に示す条件でACスパッタリングを行い、下記条件で非晶質膜を成膜し、加熱処理を行った他は実施例1と同様にして薄膜トランジスタ及び薄膜評価用素子を作製し、評価した。結果を表3に示す。ACスパッタリングは、図8に示す装置を用いて行った。Zn/ZnIn=0.04であり、幅200mm、長さ1700mm、厚さ10mmの6枚のターゲット31a~31fを用い、各ターゲット31a~31fを基板の幅方向に平行に、距離が2mmになるように配置した。磁界形成手段40a~40fの幅はターゲット31a~31fと同じ200mmであった。ガス供給系からスパッタガスであるArと、H2Oをそれぞれ99:1の流量比で系内に導入した。このときの成膜雰囲気は0.5Paとなった。交流電源のパワーは3W/cm2=10.2kW/3400cm2とし、周波数は10kHzとした。以上の条件で10秒成膜し、得られたインジウム亜鉛酸化物IZOの膜厚を測定すると15nmであった。成膜速度は90nm/分と高速であり、量産に適している。また、このようにして得られたIZO付きガラス基板を電気炉に入れ、空気中400°C、15分の条件で熱処理後、1cm2のサイズに切出し、4探針法によるホール測定を行った。その結果、キャリア濃度が1.5×1016cm-3となり、十分半導体化していることが確認できた。実施例15~実施例18ターゲット組成とスパッタ条件を添付表のように変更した他は実施例14と同様にして半導体薄膜を得た。また、実施例14と同様にして薄膜トランジスタ及び薄膜評価用素子を作製し、実施例14と同様にして評価した。ホール測定の結果、いずれも半導体化していることを確認した。結果を表3に示す。比較例8出力パワー交流パワー密度を22W/cm2に増加させ、高速成膜を行った。これにより成膜速度は75nm/分となったが、この薄膜ではサンプル表面に対して柱状の結晶が配置せずにキャリア濃度が7.5×1018cm-3と半導体化しなかった。実施例19~27[1]EBSP測定用素子、ホール効果測定用素子、XRD評価用素子、AFM評価用素子、断面TEM評価用素子の作製マグネトロンスパッタリング装置に、表4に示す組成の4インチターゲットを装着し、基板として膜厚100nmの熱酸化膜付きの導電性シリコン基板、導電性シリコン基板、スライドガラスコーニング社製♯1737をそれぞれ装着した。導電性シリコン基板上に絶縁層としてCVDでSiOxを100nm形成した。その後、表4に示すように絶縁層に対し、オゾン処理、酸素プラズマ処理もしくは二酸化窒素プラズマ処理を施した。DCマグネトロンスパッタリング法により、下記の条件で膜厚100nmの熱酸化膜付きの導電性シリコン基板、CVDで成膜した膜厚100nmのSiOx付き導電性シリコン基板、スライドガラス上に膜厚50nmの非晶質膜を成膜した。成膜時には、表4に示す分圧比でArガス、O2ガス、及びH2Oガスを導入した。非晶質膜を処理した基板を表4に示す酸素分圧、昇温速度、加熱処理温度、加熱処理時間で非晶質膜をそれぞれ結晶化して酸化物半導体膜を形成した。また、ICP-AES分析により、結晶化酸化物薄膜に含まれる各元素の原子比がスパッタリングターゲットと同じであることを確認した。ホール効果測定用素子は、ガラス基板上に成膜した基板を用いてResiTest8300型東陽テクニカ社製にセットし、室温でホール効果を評価した。スパッタ条件は以下の通りである。基板温度:表4を参照到達圧力:8.5×10-5Pa雰囲気ガス:Arガス、O2ガス、H2Oガス分圧は表4を参照スパッタ圧力全圧:0.4Pa投入電力:DC100WS基板-Tターゲット距離:70mm[2]薄膜トランジスタの作製基板として、膜厚100nmの熱酸化膜SiOx付きの導電性シリコン基板、又はCVDで成膜した膜厚100nmのSiOx付き導電性シリコン基板を使用した。SiOx膜がゲート絶縁膜として機能し、導電性シリコン部がゲート電極として機能する。その後、表4に示すようにSiOx膜に対し、オゾン処理、酸素プラズマ処理もしくは二酸化窒素プラズマ処理を施した。処理を施したゲート絶縁膜上に表4に示す条件で再度スパッタ成膜し、膜厚は50nmの非晶質薄膜を作製した。レジストとしてOFPR♯800東京応化工業株式会社製を使用し、塗布、プレベーク80°C、5分、露光した。現像後、ポストベーク120°C、5分し、シュウ酸にてエッチングし、所望の形状にパターニングした。その後、表4に示す酸素分圧、昇温速度、加熱処理温度、加熱処理時間でアニール処理を行い、結晶化させた。また、ICP-AES分析により、結晶化酸化物薄膜に含まれる各元素の原子比がスパッタリングターゲットと同じであることを確認した。スパッタ条件は以下の通りである。基板温度:表4を参照到達圧力:8.5×10-5Pa雰囲気ガス:Arガス、O2ガス、H2Oガス分圧は表4を参照スパッタ圧力全圧:0.4Pa投入電力:100WS基板-Tターゲット距離:70mmその後Mo200nmをスパッタ成膜により成膜した。チャンネルエッチによりソース/ドレイン電極を所望の形状にパターニングした。さらに表4に示すように保護膜を形成する前段階の処理として、酸化物半導体膜に対し、オゾン処理、酸素プラズマ処理もしくは二酸化窒素プラズマ処理を施した。酸化物半導体層の処理後にプラズマCVD法PECVDにてSiNxを成膜して保護膜とした。フッ酸を用いてコンタクトホールを開口し、薄膜トランジスタを作製した。[3]薄膜トランジスタの電界効果移動度μ、S値及び閾値電圧Vthの測定作製した薄膜トランジスタについて、電界効果移動度μ、S値及び閾値電圧Vthを評価した。半導体パラメーターアナライザーケースレーインスツルメンツ株式会社製4200SCSを用い、室温、遮光環境下シールドボックス内で測定した。尚、ドレイン電圧Vdは10Vとした。結果を表4に示す。[4]EBSPによる結晶粒界の評価膜厚100nmの熱酸化膜SiOx付きの導電性シリコン基板、又はCVDで成膜した膜厚100nmのSiOx付き導電性シリコン基板に成膜した薄膜についてEBSP装置EDAXTSL社製HikariHighSpeedEBSDDetector、OIM解析ソフトver.5.2により結晶粒界を調べた。加速電圧8kVの電子ビームを用いた。実施例19の薄膜のEBSPのイメージクォリティ像IQ像を図9に示す。図9から結晶粒内に微細な構造が観測されていることが分かる。測定領域は、40μm×40μmであり、ステップサイズは0.2μmである。結晶粒内の微細構造を解析するために、EBSPの方位角マッピングを行い、方位差2°以上5°未満、5°以上15°未満、15°以上180°未満の3つに分離した。方位差データを図10に示す。方位差15°以上の成分で囲まれる領域を結晶粒として平均結晶粒径を解析した結果、平均結晶粒径は10.6μmであった。実施例20~27に対しても平均結晶粒径は1.0μm以上であった。結晶粒界内には、2°以上5°未満、5°以上15°未満の粒界が主に観測されていることが分かる。それぞれの粒界が全粒界に占める割合を算出したところ、方位差が2°以上5°未満は43.5、5°以上15°未満は36.0、15°以上180°未満は20.5であった。以上の結果から、全結晶粒界中に2°以上15°未満の粒界が占める割合は、79.5であった。実施例20~27に対しても全結晶粒界中に占める方位差が2°以上15°未満の粒界が占める割合を算出したところ60以上90以下であった。実施例19の薄膜のEBSPの方位マップを図11に示す。測定領域は、40μm×40μmであり、ステップサイズは0.2μmである。方位差が2°以上5°未満、5°以上15°未満、15°以上180°未満の結晶粒界に対応する形で、111、001、101面の緻密な結晶粒の構造と結晶方位が観測された。実施例19の逆極点図上に測定点をドットで示したマップを図12に示す。方位マップで示されているのと同様に111、001、101面の配向が観測されていることが分かる。[5]XRDによる結晶性評価実施例19~27のガラス基板上に成膜した薄膜についてX線回折測定装置リガク製Ultima-IIIにより結晶構造を調べた。薄膜堆積直後は回折ピークが観測されず非晶質であることを確認した。また、表4の条件でアニール後に回折ピークが観測され、結晶化していることが分かった。チャートを分析した結果、実施例19~27の結晶化後の薄膜では、酸化インジウムのビックスバイト構造のみが観測された。当該結晶構造は、JCPDSカードで確認することができる。酸化インジウムのビックスバイト構造は、JCPDSカードNo.06-0416である。上記XRDの測定条件は以下の通りである。装置:株リガク製Ultima-IIIX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[6]AFMによる酸化物薄膜のRrmsの評価ガラス基板上に作製した実施例19の薄膜について、酸化物薄膜の薄膜堆積直後の表面をAFM装置JSPM-4500、日本電子製で20μm×20μm角のRrmsを測定したところ、1.8Åと非常に平坦であった。実施例20~27のRrmsの結果についても表4に示す。[7]断面TEMによる結晶形態評価ガラス基板上に作製した実施例19~27の薄膜について、断面TEM測定を実施した。装置は、日立製電界放出型透過電子顕微鏡HF-2100を利用し、加速電圧は200kVである。実施例1~18と同様に基板表面からサンプル表面にかけて柱状の結晶が配置している様子が観測された。比較例9~13[1]薄膜トランジスタ及び薄膜評価用素子の作製酸化物半導体膜の成膜に用いるターゲット、並びにそのスパッタ条件及びアニーリング条件を、表5に記載の組成を有するターゲット及び条件に変更し、酸化物半導体膜に対してオゾン処理、酸素プラズマ処理もしくは二酸化窒素プラズマ処理を施さなかった以外は実施例19~27と同様にして薄膜トランジスタ及び薄膜評価用素子を作製し、評価した。結果を表5に示す。[2]EBSPによる結晶粒界の評価膜厚100nmの熱酸化膜付きの導電性シリコン基板、又はCVDで成膜した膜厚100nmのSiOx付き導電性シリコン基板に成膜した薄膜についてEBSP装置EDAXTSL社製HikariHighSpeedEBSDDetector、OIM解析ソフトver.5.2により結晶粒界を調べた。加速電圧8kVの電子ビームを用いた。比較例9の薄膜のEBSPのイメージクォリティ像IQ像を図13に示す。図13から実施例とは異なり、結晶粒内に微細な構造は観測されなかった。結晶粒径が小さいため、測定領域は、0.5μm×0.5μmであり、ステップサイズは0.005μmで測定を行った。結晶粒の構造を解析するために、EBSPの方位角マッピングを行い、方位差2°以上5°未満、5°以上15°未満、15°以上180°未満の3つに分離した。方位差データを図14に示す。方位差15°以上の成分で囲まれる領域を結晶粒として平均結晶粒径を解析した結果、平均結晶粒径は0.137μmであった。比較例10~13に対しても平均結晶粒径は1.0μm未満であった。実施例と異なり結晶粒内には、2°以上5°未満、5°以上15°未満の粒界はほとんど観測されなかった。それぞれの粒界が全粒界に占める割合を算出したところ、方位差が2°以上5°未満は9.6、5°以上15°未満は5.4、15°以上180°未満は85であった。以上の結果から、全結晶粒界中に2°以上15°未満の粒界が占める割合は、15.0であった。比較例10~13に対しても全結晶粒界中に占める方位差が2°以上15°未満の粒界が占める割合を算出したところ60未満であった。比較例9の薄膜のEBSPの方位マップを図15に示す。結晶粒径が小さいため、測定領域は、0.5μm×0.5μmであり、ステップサイズは0.005μmで測定を行った。方位差が2°以上5°未満、5°以上15°未満の結晶粒界が観測されないため微細な構造は観測されなかった。15°以上180°未満の結晶粒界に対応する形で、111面に優先配向した結晶粒が観測された。図16には、比較例9の逆極点図上に測定点をドットで示したマップを示す。方位マップで示されているのと同様に111優先配向であることが分かる。[3]XRDによる結晶性評価実施例と同様の条件でガラス基板上に成膜した薄膜についてX線回折測定装置リガク製Ultima-IIIにより結晶構造を調べた。比較例9~13の薄膜は、薄膜堆積直後に回折ピークが観測され結晶化していることが分かった。また、表5の条件で薄膜堆積直後の膜をアニールした。チャートを分析した結果、比較例9~13の薄膜では、酸化インジウムのビックスバイト構造のみが観測された。当該結晶構造は、JCPDSカードで確認することができる。酸化インジウムのビックスバイト構造は、JCPDSカードNo.06-0416である。[4]AFMによる酸化物薄膜のRrmsの評価ガラス基板上に作製した比較例9の酸化物薄膜の薄膜堆積直後の表面をAFM装置JSPM-4500、日本電子製で20μm×20μm角のRrmsを測定したところ、8.6Åと実施例に比べて粗いことが分かった。比較例10~13のRrmsの結果についても表5に示す。[5]断面TEMによる結晶形態評価ガラス基板上に作製した比較例9~13の薄膜について、実施例と同様の測定条件で断面TEM測定を実施した。装置は、日立製電界放出型透過電子顕微鏡HF-2100を利用し、加速電圧は200kVである。結果を表5に示す。[6]素子の評価ホール効果測定用素子をResiTest8300型東陽テクニカ社製にセットし、室温でホール効果を評価した。結果を表5に示す。比較例9~13のキャリア濃度は1018cm-3超であり、酸素欠陥が多い薄膜であることが分かった。また、作製した薄膜トランジスタについて、半導体パラメーターアナライザーケースレーインスツルメンツ株式会社製4200SCSを用い、室温、遮光環境下シールドボックス内で測定した。尚、ドレイン電圧Vdは10Vとした。結果を表5に示す。表5に示すように比較例9~13の素子については、キャリア濃度が1018cm-3を超えるためノーマリーオンの特性が得られた。実施例28~33[1]KFM測定用素子、ホール効果測定用素子、XRD評価用素子、AFM評価用素子、断面TEM評価用素子の作製マグネトロンスパッタリング装置に、表6に示す組成の4インチターゲットを装着し、基板として膜厚100nmの熱酸化膜付きの導電性シリコン基板及びスライドガラスコーニング社製♯1737をそれぞれ装着した。DCマグネトロンスパッタリング法により、下記の条件で膜厚100nmの熱酸化膜付きの導電性シリコン基板及びスライドガラス上に膜厚50nmの非晶質膜を成膜した。成膜時には、表6に示す分圧比でArガス、O2ガス、及びH2Oガスを導入した。非晶質膜を処理した基板を表6に示す酸素分圧、加熱処理温度、加熱処理時間で非晶質膜をそれぞれ結晶化して酸化物半導体膜を形成した。また、ICP-AES分析により、結晶化酸化物薄膜に含まれる各元素の原子比がスパッタリングターゲットと同じであることを確認した。ホール効果測定用素子は、ガラス基板上に成膜した基板を用いてResiTest8300型東陽テクニカ社製にセットし、室温でホール効果を評価した。結果を表6に示す。スパッタ条件は以下の通りである。基板温度:表6を参照到達圧力:8.5×10-5Pa雰囲気ガス:Arガス、O2ガス、H2Oガス分圧は表6を参照スパッタ圧力全圧:0.4Pa投入電力:DC100WS基板-Tターゲット距離:70mm[2]薄膜トランジスタの作製基板として、膜厚100nmの熱酸化膜SiOx付きの導電性シリコン基板を使用した。SiOx膜がゲート絶縁膜として機能し、導電性シリコン部がゲート電極として機能する。ゲート絶縁膜上に表6に示す条件で再度スパッタ成膜し、膜厚50nmの非晶質薄膜を作製した。レジストとしてOFPR♯800東京応化工業株式会社製を使用し、塗布、プレベーク80°C、5分、露光した。現像後、ポストベーク120°C、5分し、シュウ酸にてエッチングし、所望の形状にパターニングした。その後、表6に示す酸素分圧、加熱処理温度、加熱処理時間でアニール処理を行い、結晶化させた。また、ICP-AES分析により、結晶化酸化物薄膜に含まれる各元素の原子比がスパッタリングターゲットと同じであることを確認した。スパッタ条件は以下の通りである。基板温度:表6を参照到達圧力:8.5×10-5Pa雰囲気ガス:Arガス、O2ガス、H2Oガス分圧は表6を参照スパッタ圧力全圧:0.4Pa投入電力:100WS基板-Tターゲット距離:70mmその後、Au膜厚100nmとTi膜厚5nmをスパッタ成膜により形成した。リフトオフによりソース/ドレイン電極を所望の形状にパターニングした。素子の形状を図17に示す。[3]薄膜トランジスタの電界効果移動度μ、S値及び閾値電圧Vthの測定作製した薄膜トランジスタについて、電界効果移動度μ、S値及び閾値電圧Vthを評価した。半導体パラメーターアナライザーケースレーインスツルメンツ株式会社製4200SCSを用い、室温、遮光環境下シールドボックス内で測定した。図18に実施例28の伝達特性の結果ドレイン電圧は0.1、1.0、10Vを示す。ドレイン電圧10Vの素子について電界効果移動度、S値及び閾値電圧を評価した。その他の実施例についてもドレイン電圧Vdは10Vとして電界効果移動度、S値及び閾値電圧を評価した。結果を表6に示す。[4]XRDX線回折測定による結晶性評価ガラス基板上に成膜した薄膜についてX線回折測定装置リガク製Ultima-IIIにより結晶構造を調べた。実施例28の薄膜堆積直後、及び加熱処理アニール後のX線チャートをそれぞれ図19に示す。薄膜堆積直後は回折ピークが観測されず非晶質であることを確認した。また、加熱処理アニール後に回折ピークが観測され、結晶化していることが分かった。実施例28の加熱処理アニール後のX線チャートをそれぞれ図19に示す。チャートを分析した結果、実施例28の結晶化後の薄膜では、酸化インジウムのビックスバイト構造のみが観測された。当該結晶構造は、JCPDSJointCommitteeofPowderDiffractionStandardsカードで確認することができる。酸化インジウムのビックスバイト構造は、JCPDSカードNo.06-0416である。実施例29~33の実施例の薄膜についても実施例28と同様に薄膜堆積直後は非晶質であり、アニール後に酸化インジウムのビックスバイト構造のみが観測された。上記XRDの測定条件は以下の通りである。装置:株リガク製SmartLabX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[5]AFM原子間力顕微鏡による酸化物薄膜の表面粗さの二乗平均の平方根Rrmsroot-mean-square-roughnessの評価ガラス基板上に作製した実施例28の薄膜について、酸化物薄膜の薄膜堆積直後の表面をAFM装置JSPM-4500、日本電子製で20μm×20μm角のRrmsを測定したところ、1.8Åと非常に平坦であった。実施例29~33のRrmsも同様に測定した。結果を表6に示す。[6]SIM走査イオン顕微鏡;ScanningIonMicroscopyによる結晶粒径評価ガラス基板上に作製した実施例28の薄膜について、SIM測定を実施した。装置は、日立製集束イオンビーム加工観察装置FB-2100を利用し、加速電圧は40kVである。実施例28の加熱結晶化後の薄膜を分析した結果、平均結晶粒径は9.3μmであった。酸化物半導体薄膜の平均結晶粒径は、35μm四方の枠内で観察される結晶粒それぞれの最大径を調べ、これらの粒径の平均値で求めた。実施例29~33の平均結晶粒径も同様に測定した。結果を表6に示す。[7]断面TEM透過電子顕微鏡;TransmissionElectronMicroscopeによる結晶形態評価熱酸化膜シリコン基板上に作製した実施例28の薄膜について、断面TEM測定を実施した。装置は、日立製電界放出型透過電子顕微鏡HF-2100を利用し、加速電圧は200kVである。実施例28のスパッタ成膜直後と加熱結晶化後の薄膜断面のTEM像を図20に示す図20の観察倍率は、×50000であり、1μm四方で観察した視野のうち酸化物薄膜部分の一部拡大図である。。図20に示すようにスパッタ成膜直後の膜ではXRD同様に非晶質であった。加熱結晶化後には、基板表面からサンプル表面にかけて柱状の結晶が配置している様子が観測された。実施例29~33についても、加熱結晶化後の薄膜では基板表面からサンプル表面にかけて柱状の結晶が配置している様子が観測された。[8]ケルビンプローブ原子間力顕微鏡KelvinProbeForceMicroscopy:KFMによるポテンシャル障壁の評価熱酸化膜シリコン基板上に作製した実施例28の薄膜について、KFM測定を実施した。装置は、E-sweep環境制御ユニット/NanoNaviプローブステーションを用いた。測定領域は25μm四方であり、室温で測定を行った。実施例28の加熱結晶化した薄膜の表面電位プロファイルの結果を図21に示す。図21に示すように、実施例28の薄膜において、表面電位の最大値と最小値の電位差は19.54mVであり、30mV以下であった。実施例29~33の薄膜についても同様にKFM測定を実施した。いずれも25μm四方における表面電位の最大値と最小値の電位差は30mV以下であった。結果を表6に示す。"