氧化物燒結體及濺射靶、以及其制造方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及利用濺射法將液晶顯示器、有機EL顯示器等顯示裝置中使用的薄膜 晶體管（TFT)的氧化物半導體薄膜成膜時所使用的氧化物燒結體及濺射靶、以及其制造方 法。
【背景技術】
[0002] TFT中使用的無定形（非晶質）氧化物半導體與通用的無定形硅（a-Si)相比具有 高載流子迀移率，光學帶隙大，能夠在低溫下成膜。因此，期待應用于要求大型、高分辨率、 高速驅動的下一代顯示器、耐熱性低的樹脂基板等。作為適合這些用途的氧化物半導體的 組成，提出了例如含有In的非晶質氧化物半導體[In-Ga-Zn-O(IGZO)等]。
[0003] 在形成上述氧化物半導體（膜）時，適宜地采用對與該膜相同材料的濺射靶（以 下，有時稱為"靶材"）進行濺射的濺射法。對于濺射法而言，為了作為制品的薄膜的特性的 穩定化、制造的效率化，防止濺射中的異常放電等是重要的，并提出了各種技術。
[0004] 例如在專利文獻1中，對于ITO靶，提出了通過將晶粒的平均晶粒直徑細微化，從 而抑制異常放電的技術。
[0005] 另外，在專利文獻2中，對于ITO靶，提出了通過提高燒結密度、并且將晶粒直徑細 微化，從而防止濺射中的靶材的破損的技術。
[0006] 此外，在專利文獻3中，提出了通過將In-Zn-O系的復合氧化物燒結后在還原氣氛 中進行退火處理，使靶材的導電率提高，抑制濺射中的異常放電的技術。
[0007] 現有技術文獻
[0008] 專利文獻
[0009] 專利文獻1 :日本國特開平7-243036號公報
[0010] 專利文獻2 :日本國特開平5-311428號公報
[0011] 專利文獻3 :日本國專利第3746094號公報

【發明內容】

[0012] 發明要解決的課題
[0013] 伴隨近年的顯示裝置的高性能化，要求氧化物半導體薄膜的特性的提高、特性的 穩定化，并且要求將顯示裝置的生產進一步效率化。因此，期望的是在顯示裝置用氧化物半 導體膜的制造中使用的靶材、以及作為其原材的氧化物燒結體為對應于所要求的高載流子 迀移率的組成，考慮到生產率、制造成本等，更進一步抑制濺射工序中的異常放電（電弧）、 靶材的破損也是重要的，為此要求改善靶材、以及成為其原材的氧化物燒結體。
[0014] 本發明鑒于上述問題而完成，其目的在于，提供一種適合用于顯示裝置用氧化物 半導體膜的制造的氧化物燒結體、以及濺射靶，其是對于氧化物半導體膜抑制異常放電、靶 材的破損，并能夠利用濺射法穩定地成膜的氧化物燒結體及濺射靶、以及其制造方法。
[0015] 用于解決課題的手段
[0016] 本發明提供以下的氧化物燒結體、濺射靶以及氧化物燒結體的制造方法。
[0017] 〈1> 一種氧化物燒結體，其特征在于，
[0018] 是將氧化鋅、氧化銦、氧化鎵和氧化錫混合并燒結而得到的氧化物燒結體，
[0019] 所述氧化物燒結體的相對密度為85%以上，
[0020] 所述氧化物燒結體的平均晶粒直徑小于10 μ m，
[0021] 對所述氧化物燒結體進行X射線衍射時，Zn2SnO4相和InGaZnO 4相的體積比分別滿 足下述式⑴?（3)，
[0022] (Zn2SnO4相 +InGaZnO 4相）AZn 2Sn04相 +InGaZnO 4相 +InGaZn 205相 +SnO 2相）彡 70 體積 ％ · · · (1)
[0023] Zn2SnO4相 / (Zn 2Sn04相 +InGaZnO 4相 +InGaZn 205相 +SnO 2相）^ 30 體積 ％ · · · (2)
[0024] InGaZnO4相 / (Zn 2Sn04相 +InGaZnO 4相 +InGaZn 205相 +SnO 2相）^ 10 體積 ％ · · · (3)
[0025] 并且，
[0026] InGaZn2O5相的體積比滿足下述式（4)。
[0027] InGaZn2〇40 / (Zn 2Sn04相 +InGaZnO 4相 +InGaZn 205相 +SnO 2相）< 3 體積 ％ · · · (4)
[0028] 〈2>如〈1>所述的氧化物燒結體，將鋅、銦、鎵、錫的含量相對于所述氧化物燒結體 中所含的全部金屬元素的比例（原子％ )分別設為[Zn]、[In]、[Ga]、[Sn]時，其滿足下述 式（5)?（7)。
[0029] 40 原子％ 彡[Zn]彡 50 原子％ ··· (5)
[0030] 30 原子（[In] + [Ga])彡 45 原子％ · · · (6)
[0031] (其中，[In]為4原子％以上，[Ga]為5原子％以上）
[0032] 15 原子％ 彡[Sn]彡 25 原子％ ··· (7)
[0033] 〈3>如〈1>或〈2>所述的氧化物燒結體，其特征在于，所述平均晶粒直徑為0. 1 μ m 以上。
[0034] 〈4>如〈1>?〈3>中任一項所述的氧化物燒結體，其特征在于，所述相對密度為 110%以下。
[0035] 〈5>如〈1>?〈4>中任一項所述的氧化物燒結體，其特征在于，所述Zn2SnO 4相和 InGaZnOJg的體積比滿足下述式（Γ )。
[0036] (Zn2SnO4相 +InGaZnO4相）AZn2SnO4相 +InGaZnO4相 +InGaZn2O5相 +SnOjg )彡 100 體積％ · · · (Γ )
[0037] 〈6>如〈1>?〈5>中任一項所述的氧化物燒結體，其特征在于，所述Zn2SnO 4相的 體積比滿足下述式（2'）。
[0038] Zn2SnO4相 / (Zn 2Sn04相 +InGaZnO 4相 +InGaZn 205相 +SnO 2相）< 90 體積 ％ · · · (2 '）
[0039] 〈7>如〈1>?〈6>中任一項所述的氧化物燒結體，其特征在于，所述InGaZnO 4相的 體積比滿足下述式（3'）。
[0040] InGaZnO4相 / (Zn 2Sn04相 +InGaZnO 4相 +InGaZn 205相 +SnO 2相）< 60 體積 ％ · · · (3 '）
[0041] 〈8>如〈1>?〈7>中任一項所述的氧化物燒結體，其特征在于，所述InGaZn 2O5相 的體積比滿足下述式（4'）。
[0042] InGaZn2〇40 / (Zn 2Sn04相 +InGaZnO 4相 +InGaZn 205相 +SnO 2相）^ 0 體積 ％ · · · (4 '）
[0043] 〈9> 一種濺射靶，其特征在于，是使用〈1>?〈8>中任一項所述的氧化物燒結體而 得到的濺射靶，電阻率為1 Ω · cm以下。
[0044] 〈1〇>如〈9>所述的濺射革E，其特征在于，所述電阻率為1〇_7 Ω · cm以上。
[0045] 〈11> 一種氧化物燒結體的制造方法，其特征在于，是〈1>?〈8>中任一項所述的氧 化物燒結體的制造方法，按如下順序包括：將氧化鋅、氧化銦、氧化鎵和氧化錫混合的工序； 將通過混合得到的混合物裝配于石墨模具中，以600°C /hr以下的平均升溫速度升溫至燒 結溫度950?1150°C的工序；以在該燒結溫度區域的保持時間為0. 1?5小時進行燒結的 工序。
[0046] 〈12>如〈11>所述的氧化物燒結體的制造方法，其特征在于，所述平均升溫速度為 10°C /hr 以上。
[0047] 發明效果
[0048] 根據本發明，能夠提供抑制氧化物半導體膜的成膜時的異常放電、并且還抑制靶 材的破損、可利用濺射法穩定地成膜的氧化物燒結體及濺射靶、以及其制造方法。
【附圖說明】
[0049] 圖1是表示用于制造本發明的氧化物燒結體及濺射靶的基本工序的圖。
[0050] 圖2是表示在本發明的制造方法中使用的燒結工序的一例的圖表。
【具體實施方式】
[0051] 本發明人為了提供通過抑制濺射中的異常放電以及靶材的破損而能夠長時間穩 定地成膜、且適于將載流子迀移率高的氧化物半導體膜成膜的濺射靶用氧化物燒結體，反 復對氧化物燒結體進行了研討。
[005