Ｉｎ−Ｇａ−Ｚｎ系酸化物焼結体スパッタリングターゲット及び薄膜トランジスタ
【課題】大面積で均一な薄膜トランジスタパネルの製造が可能なＩｎ−Ｇｎ−Ｚｎ系酸化物焼結体からなるスパッタリングターゲットを提供する。
【解決手段】Ｉｎ（インジウム）、Ｚｎ（亜鉛）、Ｇａ（ガリウム）及びＳｎ（錫）を含有し、Ｓｎ（錫）の原子比が下記式を満たす酸化物焼結体。
０．０１＜Ｓｎ／（Ｉｎ＋Ｇａ＋Ｚｎ＋Ｓｎ）＜０．１０
【解決手段】Ｉｎ（インジウム）、Ｚｎ（亜鉛）、Ｇａ（ガリウム）及びＳｎ（錫）を含有し、Ｓｎ（錫）の原子比が下記式を満たす酸化物焼結体。
０．０１＜Ｓｎ／（Ｉｎ＋Ｇａ＋Ｚｎ＋Ｓｎ）＜０．１０
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、Ｉｎ−Ｇａ−Ｚｎ系酸化物焼結体、それからなるスパッタリングターゲット、Ｉｎ−Ｇａ−Ｚｎ系酸化物焼結体の製造方法、酸化物薄膜、薄膜トランジスタの製造方法、薄膜トランジスタパネル、及び液晶ディスクプレイ用パネルに関する。
【背景技術】
【０００２】
酸化インジウム、酸化亜鉛及び酸化ガリウムからなる酸化物膜は、可視光透過性を有しかつ導電体、半導体から絶縁体まで広い電気特性を有するため、透明導電膜や（薄膜トランジスタ等に用いる）半導体膜として着目されている。
前記酸化物膜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があるが、比較的低温で大面積に均一に成膜できる方法としてスパッタリング法等の物理的成膜が中心に検討されている。
スパッタリング等の物理的成膜で酸化物薄膜を成膜する際は、均一に、安定して、効率よく（高い成膜速度で）成膜するために、酸化物焼結体からなるターゲットを用いることが一般的である。
【０００３】
酸化インイジウム、酸化ガリウム及び酸化亜鉛からなる酸化物半導体膜を薄膜トランジスタとして駆動させる方法が検討されている。しかし、酸化インジウム、酸化ガリウム、酸化亜鉛からなる酸化物半導体膜を薄膜トランジスタとして用いた場合、無機酸系ウェットエッチング液（例えばリン酸／硝酸／酢酸の混酸ウェットエッチング液）でウェットエッチングしてバックチャンネルエッチ型のフラットパネルディスプレイを製造した際に、大面積で閾値電圧等の薄膜トランジスタ特性の均一性が悪く、実用上の課題となっていた。そのため、アルカリ系のエッチング液（ＮＨ４ＯＨ／Ｈ２Ｏ２系エッチング液等）を用いる、ドライエッチングを用いる等の検討が行われている。しかし、アルカリ系エッチング液は寿命が短く、ドライエッチングはエッチングレートが遅く時間が掛かる等の問題点があった（非特許文献１）。
【０００４】
また、酸化インジウム、酸化亜鉛及び酸化ガリウムからなる酸化物膜を作製するためのスパッタリングターゲットとしては、ＩｎＧａＺｎＯ４、Ｉｎ２Ｇａ２ＺｎＯ７等の公知の結晶型の組成又はそれと近い組成のものが中心に検討されている。例えば、特許文献１には、ＩｎＧａＺｎＯ４やＩｎ２Ｇａ２ＺｎＯ７の六方晶層状化合物の結晶構造（ホモロガス結晶構造）を示すターゲットが開示されている。
【０００５】
また、特許文献１及び２には、酸化インジウム、酸化亜鉛及び酸化ガリウムに、全金属元素に対して錫を１原子％以下加えたターゲットが開示されている。特許文献３には、錫を１０原子％以上含み、Ｇａ２Ｉｎ６Ｓｎ２Ｏ１６等の酸化物結晶を含むターゲットが開示されている。しかし、ターゲット中の錫の含有量や、そのターゲットを用いてスパッタリングによって成膜した酸化物薄膜を用いて作製された薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）を用いたＴＦＴパネルの特性（面内均一性）への影響は検討されていない。特に、特許文献２に示されているように、錫の含有量が１原子％（１００００ｐｐｍ）を超えると、薄膜特性の安定性等に問題が発生すると思われていたため、１原子％以上加えた場合の効果は調べられていなかった。従って、錫を１原子％超１０原子％未満の量で含むターゲットの製造に関する検討もなされていなかった。また、薄膜トランジスタ作製用ターゲットとしての検討もなされていなかった。
【０００６】
特許文献４、５及び６には、酸化インジウム、酸化亜鉛、酸化ガリウムに酸化錫を加えた酸化物を活性層にする薄膜トランジスタが開示されている。しかし、錫の含有量の調整によるＴＦＴパネルの特性（面内均一性）への影響は検討されていない。
一方、酸化インイジウム、酸化ガリウム及び酸化亜鉛からなる酸化物半導体膜の検討は、主にＩｎ，Ｇａ，Ｚｎが原子比で４０：４０：２０、あるいは１：１：１のスパッタリングターゲットを用いて行われてきた（非特許文献１、２）。しかし、前記のターゲットを用いて薄膜トランジスタを作製すると、移動度が８ｃｍ２／Ｖｓ程度と不十分であり、またＭｏ等の金属とのウェットエッチングの選択比が小さく、作製した半導体膜上で金属電極のウェットエッチングによる加工が困難であるという課題があった（非特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平８−２４５２２０号公報
【特許文献２】特開２００８−２１４６９７号公報
【特許文献３】特開２００８−２８０２１６号公報
【特許文献４】特開２００７−１２３６９９号公報
【特許文献５】国際公開第２００７／１３９００９号パンフレット
【特許文献６】特開２００７−２８１４０９号公報
【非特許文献】
【０００８】
【非特許文献１】Ｊｅ−ｈｕｎ Ｌｅｅ ｅｔ ａｌ．ＳＩＤ ０８ ＤＩＧＥＳＴ，４２−２（６２５頁），２００８年
【非特許文献２】Ｊｉｎ−Ｓｅｏｎｇ Ｐａ ｅｔ ａｌ．， ＡＰＰＬＩＥＤ ＰＨＹＳＩＣＳ ＬＥＴＴＥＲＳ ９２， ０７２１０４（２００８）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明の目的は、大面積で均一な薄膜トランジスタパネルの製造が可能なＩｎ−Ｇｎ−Ｚｎ系酸化物焼結体からなるスパッタリングターゲット（以下、単にターゲットということがある）を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するため、本発明者らは鋭意研究を行い、Ｉｎ（インジウム）、Ｚｎ（亜鉛）及びＧａ（ガリウム）に、所定範囲の原子比となるようにＳｎ（錫）を含ませた酸化物焼結体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により得られた酸化物薄膜を用いると、作製されたバックチャンネルエッチ型の薄膜トランジスタパネルの面内均一性が良好になることを見出した。さらに、バックチャンネルエッチ型の薄膜トランジスタの製造が容易となることを見出し、本発明を完成させた。
【００１１】
これは、Ｓｎ（錫）が適量含まれることにより、ソース電極・ドレイン電極をウェットエッチングする際に用いる無機酸系ウェットエッチング液（例えばリン酸／硝酸／酢酸の混酸ウェットエッチング液）に対して耐性が高まるため、半導体層が侵食されて特性が劣化することが抑制されたためと推察される。また、Ｓｎ（錫）が適量含まれることにより、非晶質酸化物をウェットエッチングする際に用いる有機酸系エッチング液（例えば蓚酸エッチング液）で従来通りウェットエッチングが可能なため、バックチャンネルエッチ型の薄膜トランジスタの製造が容易となる。
【００１２】
さらに、Ｓｎ（錫）が適量含まれることにより、Ｓｎ（錫）が多量に含まれることによる錫の低級酸化物の生成や錫系化合物の生成によるターゲット性状の変化が少なく、新たな製造方法を検討しなくとも従来のＩｎ−Ｇａ−Ｚｎ−Ｏ系とほぼ同様に製造することができる利点がある。
【００１３】
さらに、Ｉｎ，Ｇａ，Ｚｎ及びＳｎの組成比が特定の範囲にあるターゲットを用いると、既存のＩｎ，Ｇａ及びＺｎが原子比で４０：４０：２０、あるいは１：１：１のものに比べ、Ｍｏとのウェットエッチングの選択比が十分高い半導体膜が得られ、かつＩｎ，Ｇａ及びＺｎが原子比で４０：４０：２０、あるいは１：１：１のものに比べ、移動度が高くＳ値が小さいＴＦＴが作製できることを見出した。
【００１４】
本発明によれば、以下の酸化物焼結体、スパッタリングターゲット、酸化物焼結体の製造方法、酸化物薄膜、薄膜トランジスタの製造方法、薄膜トランジスタパネル及び液晶ディスク用パネルが提供される。
１．Ｉｎ（インジウム）、Ｚｎ（亜鉛）、Ｇａ（ガリウム）及びＳｎ（錫）を含有し、
Ｓｎ（錫）の原子比が下記式を満たす酸化物焼結体。
０．０１＜Ｓｎ／（Ｉｎ＋Ｇａ＋Ｚｎ＋Ｓｎ）＜０．１０
２．前記Ｉｎ（インジウム）、Ｚｎ（亜鉛）及びＧａ（ガリウム）の原子比が下記式を満たす、上記１に記載の酸化物焼結体。
０．１０≦Ｉｎ／（Ｉｎ＋Ｇａ＋Ｚｎ）≦０．８５
０．０５≦Ｇａ／（Ｉｎ＋Ｇａ＋Ｚｎ）≦０．５０
０．１０≦Ｚｎ／（Ｉｎ＋Ｇａ＋Ｚｎ）≦０．８５
３．前記Ｉｎ（インジウム）、Ｇａ（ガリウム）、Ｚｎ（亜鉛）及びＳｎ（錫）の原子比が下記式を満たす、上記１に記載の酸化物焼結体。
０．４０≦Ｉｎ／（Ｉｎ＋Ｇａ＋Ｚｎ＋Ｓｎ）≦０．６０
０．２０≦Ｇａ／（Ｉｎ＋Ｇａ＋Ｚｎ＋Ｓｎ）≦０．４０
０．１０≦Ｚｎ／（Ｉｎ＋Ｇａ＋Ｚｎ＋Ｓｎ）
Ｓｎ／（Ｉｎ＋Ｇａ＋Ｚｎ＋Ｓｎ）＜０．１０
０．０５≦Ｓｎ／Ｚｎ
４．前記Ｉｎ（インジウム）、Ｇａ（ガリウム）、Ｚｎ（亜鉛）及びＳｎ（錫）の原子比が下記式を満たす、上記１に記載の酸化物焼結体。
０．４０≦Ｉｎ／（Ｉｎ＋Ｇａ＋Ｚｎ＋Ｓｎ）≦０．５０
０．３０≦Ｇａ／（Ｉｎ＋Ｇａ＋Ｚｎ＋Ｓｎ）≦０．４０
０．１５≦Ｚｎ／（Ｉｎ＋Ｇａ＋Ｚｎ＋Ｓｎ）
Ｓｎ／（Ｉｎ＋Ｇａ＋Ｚｎ＋Ｓｎ）≦０．０８
０．１０≦Ｓｎ／Ｚｎ
５．Ｉｎ２Ｇａ２ＺｎＯ７で表されるホモロガス構造化合物又はＩｎＧａＺｎＯ４で表されるホモロガス構造化合物を含む、上記１〜４のいずれかに記載の酸化物焼結体。
６．Ｉｎ２Ｏ３で表されるビックスバイト構造化合物を含む、上記１〜５のいずれかに記載の酸化物焼結体。
７．ＺｎＧａ２Ｏ４で表されるスピネル構造化合物とＩｎ２Ｏ３で表されるビックスバイト構造化合物とを含む、上記３又は４に記載の酸化物焼結体。
８．電子プローブマイクロアナライザ（ＥＰＭＡ）にて観測したＳｎ（錫）原子の凝集体の平均径が５μｍ以下である、上記１〜７のいずれかに記載の酸化物焼結体。
９．上記１〜８のいずれかに記載の酸化物焼結体からなるスパッタリングターゲット。
１０．１１００〜１６００℃で焼結する工程を含む、上記１〜８のいずれかに記載の酸化物焼結体の製造方法。
１１．１３５０〜１５４０℃で２〜４８時間焼結する工程を含む、上記５に記載の酸化物焼結体の製造方法。
１２．１１６０〜１３５０℃で４〜９６時間焼結する工程を含む、上記７に記載の酸化物焼結体の製造方法。
１３．Ｓｎ（錫）を固溶した酸化インジウム粉体を原料の一部とした成形体を成形する工程を含む上記１〜８のいずれかに記載の酸化物焼結体の製造方法。
１４．Ｉｎ（インジウム）、Ｚｎ（亜鉛）、Ｇａ（ガリウム）及びＳｎ（錫）の原子比が下記式を満たす酸化物薄膜。
０．１０≦Ｉｎ／（Ｉｎ＋Ｇａ＋Ｚｎ）≦０．８５
０．０５≦Ｇａ／（Ｉｎ＋Ｇａ＋Ｚｎ）≦０．５０
０．１０≦Ｚｎ／（Ｉｎ＋Ｇａ＋Ｚｎ）≦０．８５
０．０１＜Ｓｎ／（Ｉｎ＋Ｇａ＋Ｚｎ＋Ｓｎ）＜０．１０
１５．上記９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により酸化物薄膜を成膜する工程、
前記酸化物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、
前記ウェットエッチングされた酸化物薄膜上に金属薄膜を成膜する工程、
前記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工程、
とを含む薄膜トランジスタの製造方法。
１６．上記１５に記載の方法により製造された薄膜トランジスタを有する薄膜トランジスタパネル。
１７．上記１５に記載の方法により製造された薄膜トランジスタを有する液晶ディスプレイ用パネル。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、バックチャンネルエッチ型であっても、大面積で均一なトランジスタ特性を示す薄膜トランジスタの作製が可能な酸化物焼結体スパッタリングターゲット、及び大面積で均一なトランジスタ特性を示す薄膜トランジスタ及び薄膜トランジスタパネルを提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明に係るバックチャンネルエッチ型（逆スタガ型）薄膜トランジスタの構成を示す模式図である。
【図２】実施例３及び比較例１で製造した薄膜トランジスタパネルのＴＦＴ特性の面内均一性（ばらつき）を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
本発明の酸化物焼結体は、Ｉｎ（インジウム）、Ｚｎ（亜鉛）、Ｇａ（ガリウム）及びＳｎ（錫）を含有し、Ｓｎ（錫）の原子比が下記式を満たすことを特徴とする。
０．０１＜Ｓｎ／（Ｉｎ＋Ｇａ＋Ｚｎ＋Ｓｎ）＜０．１０
【００１８】
Ｓｎの原子比は、より好ましくは、下記式を満たす。
０．０１５≦Ｓｎ／（Ｉｎ＋Ｇａ＋Ｚｎ＋Ｓｎ）≦０．０８０
より好ましくは、下記式を満たす。
０．０１７≦Ｓｎ／（Ｉｎ＋Ｇａ＋Ｚｎ＋Ｓｎ）≦０．０６０
さらに好ましくは、下記式を満たす。
０．０２０≦Ｓｎ／（Ｉｎ＋Ｇａ＋Ｚｎ＋Ｓｎ）≦０．０５０
特に好ましくは、下記式を満たす。
０．０２５≦Ｓｎ／（Ｉｎ＋Ｇａ＋Ｚｎ＋Ｓｎ）≦０．０４５
【００１９】
Ｓｎの原子比が０．０１超であると、無機酸系ウェットエッチング液を用いたウェットエッチングでソース電極及びドレイン電極を形成しバックチャンネルエッチ型の薄膜トランジスタを作成した際に、面内均一性が良好となる。また、焼結温度が低く（例えば１４５０℃以下）ても、焼結体の相対密度を上げることが容易になる。
Ｓｎの原子比が０．１０未満であると、薄膜トランジスタを作製する際に有機酸系エッチング液によるウェットエッチングの速度が早く、タクトタイムを短くできる。また、有機酸系エッチング液によるウェットエッチングを行った際に残渣が残るおそれが少ない。即ち、Ｓｎの原子比が０．１以上であると、蓚酸等の有機酸系エッチング液によるウェットエッチングが遅くなったり、困難となったりするおそれがある。また、０．１０未満であると、低級酸化物の生成によりターゲットの抵抗が高くなったり、ノジュールが発生したりするおそれが少ない。
【００２０】
また、下記式を満たすとＩｎ２Ｇａ２ＺｎＯ７以外の結晶型を含まない（Ｉｎ２Ｇａ２ＺｎＯ７以外の金属酸化物のＸＲＤピークが観測されない）酸化物焼結体の製造が容易となる。
０．０１０＜Ｓｎ／（Ｉｎ＋Ｇａ＋Ｚｎ＋Ｓｎ）≦０．０４５
Ｉｎ２Ｇａ２ＺｎＯ７以外の結晶型を含まないと、ターゲット製造時の管理が容易となる（ＸＲＤによる不純物の有無の判定が容易）、ＤＣスパッタが安定しやすいという利点がある。
【００２１】
本発明の酸化物焼結体は、Ｉｎ（インジウム）、Ｚｎ（亜鉛）及びＧａ（ガリウム）の原子比が、下記式を満たすことが好ましい。
０．１０≦Ｉｎ／（Ｉｎ＋Ｇａ＋Ｚｎ）≦０．８５
０．０５≦Ｇａ／（Ｉｎ＋Ｇａ＋Ｚｎ）≦０．５０
０．１０≦Ｚｎ／（Ｉｎ＋Ｇａ＋Ｚｎ）≦０．８５
【００２２】
より好ましくは下記式を満たす。
０．２０≦Ｉｎ／（Ｉｎ＋Ｇａ＋Ｚｎ）≦０．７５
０．１１≦Ｇａ／（Ｉｎ＋Ｇａ＋Ｚｎ）≦０．４５
０．１５≦Ｚｎ／（Ｉｎ＋Ｇａ＋Ｚｎ）≦０．７０
特に好ましくは下記式を満たす。
０．３０≦Ｉｎ／（Ｉｎ＋Ｇａ＋Ｚｎ）≦０．６０
０．２０≦Ｇａ／（Ｉｎ＋Ｇａ＋Ｚｎ）≦０．４０
０．２０≦Ｚｎ／（Ｉｎ＋Ｇａ＋Ｚｎ）≦０．５０
【００２３】
Ｉｎ／（Ｉｎ＋Ｇａ＋Ｚｎ）が０．１０以上であると、酸化物焼結体の密度を上げやすく、抵抗を下げやすい。また、ターゲットとして使用して薄膜トランジスタを作製した際に移動度が向上する。
Ｉｎ／（Ｉｎ＋Ｇａ＋Ｚｎ）が０．８５以下であると、ターゲットの密度を上げやすく、抵抗を下げやすい。
【００２４】
Ｇａ／（Ｉｎ＋Ｇａ＋Ｚｎ）が０．０５以上であると、薄膜トランジスタとした際に耐湿性や保存安定性が向上する。
Ｇａ／（Ｉｎ＋Ｇａ＋Ｚｎ）が０．５０以下であると、ターゲットの密度を上げやすく、抵抗を下げやすい。また、成膜時の酸素分圧依存性を低減し、成膜の再現性を高めることができる。
【００２５】
Ｚｎ／（Ｉｎ＋Ｇａ＋Ｚｎ）が０．１０以上であると、安定して非晶質膜が得られる。また、有機酸系エッチング液によるウェットエッチングが容易になる。また、ウェットエッチングした際に残渣の発生が抑制できる。
Ｚｎ／（Ｉｎ＋Ｇａ＋Ｚｎ）が０．８５以下であると、耐薬品性や耐湿性が向上する。また、Ｍｏとの選択比が向上する。
【００２６】
Ｍｏとのウェットエッチングの選択比（以下、「Ｍｏとの選択比」という）とは、リン酸を含むウェットエッチング液でエッチングした際のＭｏとのエッチング速度の比をいい、下記式から求められる。
Ｍｏとの選択比＝Ｍｏのエッチング速度÷酸化物膜のエッチング速度
Ｍｏとの選択比は、１０．０以上が好ましく、１５．０以上がより好ましく、２０．０以上がさらに好ましく、３０．０以上が特に好ましい。１０．０以上であると酸化物膜（酸化物半導体膜）上でのＭｏの加工が容易に精度よく行える。Ｍｏとの選択比に上限はないが、通常１０００以下であり、好ましくは５００以下である。
【００２７】
また、酸化物膜（酸化物半導体膜）上でのＭｏのウェットエッチングを行う前に酸化物膜（酸化物半導体膜）を熱処理することが好ましい。熱処理を行うと選択比が向上する。熱処理の条件としては、通常１５０〜４５０℃、５分〜１０時間である。好ましくは、２００〜３５０℃、２０分〜３時間である。４５０℃以上であると酸化物膜の比抵抗が高くなりすぎるおそれがある。１５０℃以下であると、Ｍｏとの選択比が十分向上しないおそれがある。１０時間以上であると酸化物膜の比抵抗が高くなりすぎるおそれがある。５分以下であると、Ｍｏとの選択比が十分向上しないおそれがある。
【００２８】
エッチング選択比及びエッチング液
本発明の酸化物焼結体からなるターゲットを用いて作製した酸化物膜上で金属薄膜をウェットエッチングする際のエッチング液組成物は、通常りん酸を含み、好ましくはりん酸及び硝酸を含み、さらに好ましくはりん酸、硝酸、酢酸を含有してなる。尚、硝酸の代わりに硝酸塩（アンモニウム塩、アミン塩、アルカリ金属塩等）、酢酸の代わりに他の有機酸（蟻酸、プロピオン酸、酪酸、シュウ酸、マロン酸、コハク酸、グルタル酸、アジピン酸、ピメリン酸、マレイン酸、フマル酸、安息香酸、フタル酸、トリメリット酸、ヒドロキシ酢酸、乳酸、リンゴ酸、酒石酸、クエン酸等）あるいはスルホン酸化合物（硫酸、硫酸アンモニウム等）を用いてもよい。
【００２９】
金属薄膜は、特にモリブデンあるいはモリブデン合金とアルミニウムあるいはアルミニウム合金の積層膜、モリブデン、モリブデン合金、アルミニウム（Ａｌ）、アルミニウム合金、銀（Ａｇ）、銀合金を含有する膜に用いるのが好適であり、モリブデン合金としては、モリブデン（Ｍｏ）−ネオジム（Ｎｄ）が、アルミニウム合金としては、アルミニウム（Ａｌ）−ネオジム（Ｎｄ）、アルミニウム（Ａｌ）−チタン（Ｔｉ）が、銀合金としては、銀（Ａｇ）−パラジウム（Ｐｄ）−銅（Ｃｕ）、銀（Ａｇ）−パラジウム（Ｐｄ）、銀（Ａｇ）−銅（Ｃｕ）−金（Ａｕ）、銀（Ａｇ）−ルテニウム（Ｒｕ）−銅（Ｃｕ）、銀（Ａｇ）−ルテニウム（Ｒｕ）−金（Ａｕ）合金が好ましい。尚、これらの金属薄膜は、Ｍｏ−Ｎｄ／Ａｌ−Ｎｄ／Ｍｏ−Ｎｄ積層膜やＭｏ／Ａｌ積層膜のように適宜積層膜として用いてもよい。
【００３０】
Ｍｏとの選択比を求めるために使用するエッチング液組成物のりん酸、硝酸及び酢酸の組成比は、りん酸の濃度が、好ましくは５０．０〜９５．０重量％、さらに好ましくは５０．０〜８５．０重量％、硝酸の濃度が、好ましくは１．０〜４．０重量％、さらに好ましくは２．０〜３．０重量％、酢酸の濃度が、好ましくは３．０〜３５．０重量％、さらに好ましくは５．０〜３３．０重量％である。尚、りん酸、硝酸及び酢酸の他に水や添加剤（界面活性剤等）を含んでいてもよい。
【００３１】
りん酸、硝酸、酢酸の濃度が、上記範囲内であれば、サイドエッチングが抑制され、かつエッチング残渣、エッチングむらが生ずることがなく、好ましい。上述のりん酸、硝酸、酢酸の組成は、積層膜に応じて適宜変更し、最適化を行っても構わない。
【００３２】
また、Ｍｏとの選択比を求めるために使用するエッチング液組成物には、エッチングを行なう薄膜表面に対するぬれ性を改善するため、さらに界面活性剤を含んでもよい。界面活性剤は、アニオン系又はノニオン系が好ましく、さらに好ましくはアニオン系界面活性剤である。
【００３３】
アニオン系界面活性剤としては、フッ素系界面活性剤としてフタージェント１１０（株式会社ネオス）、ＥＦ−１０４（三菱マテリアル株式会社）、非フッ素系界面活性剤としてパーソフトＳＦ−Ｔ（日本油脂株式会社）、等が挙げられる。また、ノニオン系界面活性剤としては、フッ素系界面活性剤としてＥＦ−１２２Ａ（三菱マテリアル株式会社）、非フッ素系界面活性剤としてフタージェント２５０（株式会社ネオス）、等が挙げられる。
エッチング条件としての温度範囲は３５〜４５℃が好ましい。
【００３４】
エッチング液組成物に使用する薬品は、りん酸、硝酸、及び酢酸であり、一般に半導体用薬品として広く用いられており、高純度な製品が安価で容易に入手できるものである。そのため、薬液中の不純物によるデバイスの汚染の心配もなく、なおかつ、低コストというメリットがある。
【００３５】
尚、短波長の透過率を向上させたり、光電流を減らしたい場合は、Ｇａの原子比を下記式の範囲とすることが好ましい。
０．３６≦Ｇａ／（Ｉｎ＋Ｇａ＋Ｚｎ）
また、移動度を向上させたり、成膜時の酸素分圧による変動を減少させたい場合には、Ｇａの原子比を下記式の範囲とすることが好ましい。
０．３６＞Ｇａ／（Ｉｎ＋Ｇａ＋Ｚｎ）
【００３６】
スパッタリングターゲットを構成する酸化物焼結体に含まれる各元素の原子比は、誘導結合プラズマ発光分析装置（ＩＣＰ−ＡＥＳ）により含有元素を定量分析して求めることができる。
【００３７】
具体的には、ＩＣＰ−ＡＥＳを用いた分析では、溶液試料をネブライザーで霧状にして、アルゴンプラズマ（約６０００〜８０００℃）に導入すると、試料中の元素は熱エネルギーを吸収して励起され、軌道電子が基底状態から高いエネルギー準位の軌道に移る。この軌道電子は１０−７〜１０−８秒程度で、より低いエネルギー準位の軌道に移る。この際にエネルギーの差を光として放射し発光する。この光は元素固有の波長（スペクトル線）を示すため、スペクトル線の有無により元素の存在を確認できる（定性分析）。
【００３８】
また、それぞれのスペクトル線の大きさ（発光強度）は試料中の原子数に比例するため、既知濃度の標準液と比較することで試料中における元素の濃度を求めることができる（定量分析）。
【００３９】
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。
【００４０】
別の態様として、本発明の酸化物焼結体は、前記Ｉｎ（インジウム）、Ｇａ（ガリウム）、Ｚｎ（亜鉛）及びＳｎ（錫）の原子比が下記式を満たすことが好ましい。
０．４０≦Ｉｎ／（Ｉｎ＋Ｇａ＋Ｚｎ＋Ｓｎ）≦０．６０
０．２０≦Ｇａ／（Ｉｎ＋Ｇａ＋Ｚｎ＋Ｓｎ）≦０．４０
０．１０≦Ｚｎ／（Ｉｎ＋Ｇａ＋Ｚｎ＋Ｓｎ）
Ｓｎ／（Ｉｎ＋Ｇａ＋Ｚｎ＋Ｓｎ）＜０．１０
０．０５≦Ｓｎ／Ｚｎ
【００４１】
各元素の原子比が上記式を満たす場合、既存のＩｎ，Ｇａ及びＺｎが原子比で４０：４０：２０、あるいは１：１：１のものに比べ、Ｍｏとのウェットエッチングの選択比が高い半導体膜が得られ、かつＩｎ，Ｇａ及びＺｎが原子比で４０：４０：２０、あるいは１：１：１のものに比べ、移動度が比較的高くＳ値が小さいＴＦＴが作製できる効果が得られる。
また、４０：４０：２０、あるいは１：１：１のものに比べ、移動度が比較的高くＳ値が小さいＴＦＴを作製するためには、ターゲットの組成（原子比）が下記式を満たすことがさらに好ましく、
Ｉｎ／（Ｉｎ＋Ｇａ）＞０．５０
下記式を満たすことが特に好ましい。
Ｉｎ／（Ｉｎ＋Ｇａ）＞０．５５
【００４２】
また、さらに別の態様として、本発明の酸化物焼結体は、前記Ｉｎ（インジウム）、Ｇａ（ガリウム）、Ｚｎ（亜鉛）及びＳｎ（錫）の原子比が下記式を満たすことが好ましい。
０．４０≦Ｉｎ／（Ｉｎ＋Ｇａ＋Ｚｎ＋Ｓｎ）≦０．５０
０．３０≦Ｇａ／（Ｉｎ＋Ｇａ＋Ｚｎ＋Ｓｎ）≦０．４０
０．１５≦Ｚｎ／（Ｉｎ＋Ｇａ＋Ｚｎ＋Ｓｎ）
Ｓｎ／（Ｉｎ＋Ｇａ＋Ｚｎ＋Ｓｎ）≦０．０８
０．１０≦Ｓｎ／Ｚｎ
【００４３】
各元素の原子比が上記式を満たす場合、既存のＩｎ，Ｇａ及びＺｎが原子比で４０：４０：２０、あるいは１：１：１のものに比べ、熱処理を行わなくともＭｏとのウェットエッチングの選択比が十分高い半導体膜が得られ、かつＩｎ，Ｇａ及びＺｎが原子比で４０：４０：２０、あるいは１：１：１のものに比べ、移動度が高いＴＦＴが作製できる効果が得られる。
【００４４】
本発明のスパッタリングターゲットを構成する酸化物焼結体には、本発明の効果を損なわない範囲で、Ｉｎ、Ｇａ、Ｚｎ及びＳｎ以外の他の金属元素、例えば、Ａｌ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｔｉ、Ｃｕ等を含有していてもよい。
また、本発明のスパッタリングターゲットを構成する酸化物焼結体に含有される金属元素は、実質的にＩｎ、Ｇａ、Ｚｎ及びＳｎのみであってもよい。尚、「実質的に」とは、原料や製造工程等により不可避的に含まれる不純物等以外の元素を含まないことを意味する。
尚、不可避的に含まれる不純物等以外の元素を含まないとターゲット製造の品質管理において管理が容易になるという利点がある。
【００４５】
本発明の酸化物焼結体は、Ｉｎ２Ｇａ２ＺｎＯ７で表されるホモロガス構造化合物又はＩｎＧａＺｎＯ４で表されるホモロガス構造化合物を含むことが好ましい。
Ｉｎ２Ｇａ２ＺｎＯ７で表されるホモロガス構造化合物又はＩｎＧａＺｎＯ４で表されるホモロガス構造化合物を含んでいることにより、還元雰囲気での熱処理で比抵抗が下げられるという効果が得られる。
【００４６】
Ｉｎ２Ｇａ２ＺｎＯ７又はＩｎＧａＺｎＯ４で表される結晶構造は、「六方晶層状化合物」又は「ホモロガス相の結晶構造」と呼ばれ、異なる物質の結晶層を何層か重ね合わせた長周期を有する「自然超格子」構造から成る。結晶周期又は各薄膜層の厚さが、ナノメーター程度である場合、これら各層の化学組成や層の厚さの組み合わせによって、単一の物質又は各層を均一に混ぜ合わせた混晶の性質とは異なる固有の特性が得られる。そして、ホモロガス相の結晶構造は、例えばターゲットを粉砕したパウダー又は切削した片から測定したＸ線回折パターンが、組成比から想定されるホモロガス相の結晶構造Ｘ線回折パターンと一致することから確認できる。具体的には、ＪＣＰＤＳ（Ｊｏｉｎｔ Ｃｏｍｍｉｔｔｅｅ ｏｆ Ｐｏｗｄｅｒ Ｄｉｆｆｒａｃｔｉｏｎ Ｓｔａｎｄａｒｄｓ）カードから得られるホモロガス相の結晶構造Ｘ線回折パターンと一致することから確認することができる。
【００４７】
Ｘ線回折の測定条件は、例えば以下の通りである。
装置：（株）リガク製Ｕｌｔｉｍａ−ＩＩＩ
Ｘ線：Ｃｕ−Ｋα線（波長１．５４０６Å、グラファイトモノクロメータにて単色化）
２θ−θ反射法、連続スキャン（１．０°／分）
サンプリング間隔：０．０２°
スリット ＤＳ、ＳＳ：２／３°、ＲＳ：０．６ｍｍ
【００４８】
結晶構造Ｘ線回折パターンで構造が判断されれば、酸素が過剰であっても不足（酸素欠損）であっても構わない（化学量論比通りでもよいし、ずれていてもよい）が、酸素欠損を持っていることが好ましい。酸素が過剰であるとターゲットとした時抵抗が高くなりすぎるおそれがある。
【００４９】
本発明の酸化物焼結体に含まれる各元素の原子比は、誘導結合プラズマ発光分析装置（ＩＣＰ−ＡＥＳ）により含有元素を定量分析して求めることができる。
具体的に、ＩＣＰ−ＡＥＳを用いた分析では、溶液試料をネブライザーで霧状にして、アルゴンプラズマ（約６０００〜８０００℃）に導入すると、試料中の元素は熱エネルギーを吸収して励起され、軌道電子が基底状態から高いエネルギー準位の軌道に移る。この軌道電子は１０−７〜１０−８秒程度で、より低いエネルギー準位の軌道に移る。この際にエネルギーの差を光として放射し発光する。この光は元素固有の波長（スペクトル線）を示すため、スペクトル線の有無により元素の存在を確認できる（定性分析）。
【００５０】
また、別の様態として、本発明の酸化物焼結体は、Ｉｎ２Ｏ３で表されるビックスバイト構造化合物を含んでいることが好ましい。
Ｉｎ２Ｏ３で表されるビックスバイト構造化合物を含んでいることにより、不活性雰囲気下での熱処理等の還元処理を行わなくとも比抵抗の低いターゲットの製造が期待できる。また、Ｓｎを含有した際の比抵抗の低下が効率的に行えることが期待できる。
【００５１】
さらに、別の態様として、本発明の酸化物焼結体は、ＺｎＧａ２Ｏ４で表されるスピネル構造化合物とＩｎ２Ｏ３で表されるビックスバイト構造化合物とを含むことが好ましい。
Ｉｎ２Ｏ３で表されるビックスバイト構造化合物を含んでいることにより、還元雰囲気での熱処理を行わなくとも比抵抗が下げられるという効果が得られる。また、Ｓｎを含有させた際の比抵抗を効率的に低下させられることが期待できる。また、ＺｎＧａ２Ｏ４で表されるスピネル構造化合物を含んでいることで比較的低い温度で焼結して作製しても相対密度を上げやすいという利点や高抵抗の化合物であるＧａ２Ｏ３の生成を抑制するという利点がある。
【００５２】
本発明の酸化物焼結体の相対密度は、通常９０％以上であり、好ましくは９４％以上、より好ましくは９６％以上、特に好ましくは９８％以上である。酸化物焼結体の相対密度が向上すると、異常放電が減少する、成膜速度が向上する等の効果が期待できる。
【００５３】
本発明の酸化物焼結体の抵抗は、通常２０ｍΩｃｍ以下であり、好ましくは１０ｍΩｃｍ以下、より好ましくは５ｍΩｃｍ以下、特に好ましくは４ｍΩ以下である。抵抗が２０ｍΩｃｍ以下であると、ターゲットが割れる危険性が少ない。
【００５４】
本発明の酸化物結晶の粒径は、それぞれ通常２００μｍ以下であり、２０μｍ以下が好ましく、１０μｍ以下がさらに好ましく、５μｍ以下が特に好ましい。酸化物結晶の粒径は電子プローブマイクロアナライザ（ＥＰＭＡ）で測定した平均粒径である。粒径に下限はないが、通常０．１μｍ以上である。粒径は、例えば、原料である各酸化物の粉体の配合比や原料粉体の粒径、純度、昇温時間、焼結温度、焼結時間、焼結雰囲気、降温時間を調整することにより制御できる。粒径が２００μｍより大きいとスパッタ時にノジュールが発生するおそれがある。また、ターゲット表面に凹凸が発生し、成膜時の異常放電の原因となりやすい。
【００５５】
本発明の酸化物焼結体においては、電子プローブマイクロアナライザ（ＥＰＭＡ）にて観測したＳｎ（錫）原子の凝集体の平均径が５μｍ以下であることが好ましい。
Ｓｎ（錫）原子の凝集体の平均径が５μｍ以下であることにより、異常放電の発生頻度を抑制する効果が得られる。
【００５６】
本発明のスパッタリングターゲット（以下、本発明のターゲットという）は、前記本発明の酸化物焼結体からなることを特徴とする。
【００５７】
本発明のターゲットは、薄膜トランジスタ以外の半導体素子の作製や透明導電膜等の酸化膜の作製に用いることができる。
本発明のターゲットによれば、長期に渡る成膜を行った際も、安定した特性を有する酸化物薄膜が得られる。
【００５８】
本発明の酸化物焼結体の製造方法は、１１００〜１６００℃で焼結する工程を含むことを特徴とする。
【００５９】
また、別の態様として、本発明の酸化物焼結体の製造方法は、１３５０〜１５４０℃で２〜４８時間焼結する工程を含むことを特徴とする。
上記条件で焼結を行うことにより、前記Ｉｎ２Ｇａ２ＺｎＯ７又はＩｎＧａＺｎＯ４で表される結晶構造を含む酸化物焼結体を得ることができる。
【００６０】
さらに別の態様として、本発明の酸化物焼結体の製造方法は、１１６０〜１３５０℃で４〜９６時間焼結する工程を含むことを特徴とする。
上記条件で焼結を行うことにより、前記ＺｎＧａ２Ｏ４で表されるスピネル構造化合物とＩｎ２Ｏ３で表されるビックスバイト構造化合物とを含む酸化物焼結体を得ることができる。
【００６１】
さらに別の態様として、本発明の酸化物焼結体の製造方法は、Ｓｎ（錫）を固溶した酸化インジウム粉体を原料の一部とした成形体を成形する工程を含むことを特徴とする。
ここで、Ｓｎ（錫）を固溶した酸化インジウム粉体としては、酸化インジウム粉と酸化錫粉を混合し仮焼・粉砕したものやＩＴＯから回収・リサイクルした酸化インジウム粉等が挙げられる。Ｓｎ（錫）を固溶した酸化インジウム粉体を含むことはＸＲＤで酸化インジウムの格子定数が変化していることから確認できる。
【００６２】
Ｓｎ（錫）の添加量が少ない場合は、いったん酸化錫と酸化インジウムの仮焼粉末又は化合物粉末を作り原料としたり、ＩＴＯターゲットからの回収等により錫を含有した酸化インジウム粉末等を原料とすると、錫の分散が容易になり好ましい。
【００６３】
以下、本発明の酸化物焼結体の製造方法を工程毎に説明する。
（１）配合工程
配合工程は、酸化物焼結体の原料である金属酸化物を混合する工程である。
原料としては、インジウム化合物の粉末、ガリウム化合物の粉末、亜鉛化合物の粉末、錫酸化物の粉末等の粉末を用いる。
【００６４】
インジウムの化合物としては、例えば、酸化インジウム、水酸化インジウム等が挙げられる。ガリウムの化合物としては、例えば、酸化ガリウム、水酸化ガリウム等が挙げられる。亜鉛の化合物としては、例えば、酸化亜鉛、水酸化亜鉛等が挙げられる。錫の化合物としては、例えば、酸化錫、水酸化錫等が挙げられる。各々の化合物として、焼結のしやすさ、副生成物の残存のし難さから、酸化物が好ましい。
【００６５】
また、原料の純度は、通常２Ｎ（９９質量％）以上、好ましくは３Ｎ（９９．９質量％）以上、特に好ましくは４Ｎ（９９．９９質量％）以上である。純度が２Ｎより低いと耐久性が低下する、液晶側に不純物が入り、焼き付けが起こるおそれがある。
【００６６】
原料の一部として金属亜鉛（亜鉛末）を用いることが好ましい。原料の一部に亜鉛末を用いるとホワイトスポットの生成を低減することができる。
尚、一旦、複合酸化物を合成して原料としてもよい。また、ＩＴＯ（酸化インジウム−酸化錫）ターゲットのリサイクル原料を原料すると、錫の分散がよくなり好ましい。
【００６７】
また、複合酸化物を合成し原料とする例として、ＺｎＧａ２Ｏ４で表されるスピネル構造化合物とＩｎ２Ｏ３で表されるビックスバイト構造化合物とを含む酸化物焼結体を得たい場合は、別途合成したＺｎＧａ２Ｏ４で表されるスピネル構造化合物と、別途合成したＳｎを含有するＩｎ２Ｏ３で表されるビックスバイト構造化合物とを原料とすると所望の結晶構造が均一に得られて好ましい。
【００６８】
金属酸化物等の酸化物焼結体の製造に用いる原料を混合し、通常の混合粉砕機、例えば、湿式ボールミルやビーズミル又は超音波装置を用いて、均一に混合・粉砕することが好ましい。
【００６９】
（２）仮焼工程
仮焼工程は、酸化物焼結体の原料である化合物の混合物を得た後、この混合物を仮焼する、必要に応じて設けられる工程である。
仮焼を行うと、密度を上げることが容易になり好ましいが、コストアップになるおそれがある。そのため、仮焼を行わずに密度を上げられることがより好ましい。
【００７０】
仮焼工程においては、５００〜１２００℃で、１〜１００時間の条件で金属酸化物の混合物を熱処理することが好ましい。５００℃未満又は１時間未満の熱処理条件では、インジウム化合物や亜鉛化合物、錫化合物の熱分解が不十分となる場合がある。一方、熱処理条件が、１２００℃を超えた場合又は１００時間を超えた場合には、粒子の粗大化が起こるおそれがあるためである。
従って、特に好ましいのは、８００〜１２００℃の温度範囲で、２〜５０時間の条件で、熱処理（仮焼）することである。
尚、ここで得られた仮焼物は、下記の成形工程の前に粉砕するのが好ましい。
また、仮焼を前述の複合酸化物の合成方法として利用することもできる。
【００７１】
（３）成形工程
成形工程は、金属酸化物の混合物（上記仮焼工程を設けた場合には仮焼物）を加圧成形して成形体とする工程である。この工程により、ターゲットとして好適な形状に成形する。仮焼工程を設けた場合には得られた仮焼物の微粉末を造粒した後、プレス成形により所望の形状に成形することができる。
本工程で用いることができる成形方法としては、例えば、金型成形、鋳込み成形、射出成形等が挙げられるが、焼結密度の高い焼結体（ターゲット）を得るためには、冷間静水圧（ＣＩＰ）、熱間静水圧（ＨＩＰ）等が好ましい。
【００７２】
また、プレス成形（一軸プレス）後に、冷間静水圧（ＣＩＰ）、熱間静水圧（ＨＩＰ）等を行い２段階以上の成形工程を設けてもよい。
ＣＩＰ（冷間静水圧、あるいは静水圧加圧装置）を用いる場合、面圧８００〜３０００ｋｇｆ／ｃｍ２で０．５〜２０分保持することが好ましい。また、面圧が８００ｋｇｆ／ｃｍ２以下であると、焼結後の密度が上がらないあるいは抵抗が高くなるおそれがある。面圧３０００ｋｇｆ／ｃｍ２以上であると装置が大きくなりすぎ不経済となるおそれがある。保持時間が０．５分以下であると焼結後の密度が上がらないあるいは抵抗が高くなるおそれがある。２０分以上であると時間が掛かりすぎ不経済となるおそれがある。
尚、成形処理に際しては、ポリビニルアルコールやメチルセルロース、ポリワックス、オレイン酸等の成形助剤を用いてもよい。
【００７３】
（４）焼結工程
焼結工程は、上記成形工程で得られた成形体を焼結する工程である。
焼結は、熱間静水圧（ＨＩＰ）焼結等によって行うことができる。
この場合の焼結条件としては、通常は酸素ガス雰囲気又は酸素ガス加圧下に、通常１１００〜１６００℃、好ましくは１２００〜１４５０℃において、通常３０分〜３６０時間、好ましくは８〜１８０時間、より好ましくは１２〜９６時間焼結する。焼結温度が１１００℃未満であると、ターゲットの密度が上がり難くなったり、焼結に時間がかかり過ぎるおそれがあり、１６００℃を超えると成分の気化により、組成がずれたり、炉を傷めたりするおそれがある。本発明では、１４５０℃以下の低温でも高温で焼結したものと同等以上のターゲットが得られるため、組成ずれや炉を傷める危険性がより少ない。
【００７４】
また、Ｉｎ：Ｇａ：Ｚｎ＝０．４：０．４：０．２付近の組成において、焼結温度によって結晶型を作り分けることができる。
ＺｎＧａ２Ｏ４で表されるスピネル構造化合物とＩｎ２Ｏ３で表されるビックスバイト構造化合物とを含む酸化物焼結体を得たい場合は、１１６０〜１３５０℃で焼結することが好ましく、１２００〜１３４０℃で焼結することがより好ましい。
Ｉｎ２Ｇａ２ＺｎＯ７又はＩｎＧａＺｎＯ４で表される結晶構造を含む酸化物焼結体を得たい場合は、１３５０〜１５４０℃で焼結することが好ましく、１４００〜１５２０℃で焼結することがより好ましい。
【００７５】
また、焼結時間が３０分未満であると、ターゲットの密度が上がり難く、３６０時間より長いと、製造時間がかかり過ぎコストが高くなるため、実用上採用できない。
【００７６】
一方、粉末混合物からなる成形体を、酸素ガスを含有しない雰囲気で焼結したり、１６００℃を超える温度において焼結したりすると、得られるターゲットの密度を十分に向上させることができず、スパッタリング時の異常放電の発生を十分に抑制できなくなる場合がある。
【００７７】
また、焼結時の昇温速度は、通常８℃／分以下、好ましくは４℃／分以下、より好ましくは２℃／分以下、さらに好ましくは１℃／分以下、特に好ましくは０．７℃／分以下である。また、通常０．３℃／分以上である。８℃／分以下であると、本発明において好ましい結晶型が得られやすい。また、降温時にクラックが発生しにくい。通常０．３℃／分未満であると、焼結時間が掛かりすぎる。
【００７８】
また、焼結時の降温速度は、通常４℃／分以下、好ましくは２℃／分以下、より好ましくは１℃／分以下、さらに好ましくは０．８℃／分以下、特に好ましくは０．５℃／分以下である。また、通常０．２℃／分以上である。４℃／分以下であると、本発明において好ましい結晶型が得られやすい。また、降温時にクラックが発生しにくい。通常０．２℃／分未満であると、焼結時間が掛かりすぎる。
【００７９】
（５）還元工程
還元工程は、上記焼結工程で得られた焼結体のバルク抵抗を、ターゲット全体として均一化するために還元処理を行う、必要に応じて設けられる工程である。
本工程で適用することができる還元方法としては、例えば、還元性ガスによる方法や真空焼成又は不活性ガスによる還元等が挙げられる。
還元性ガスによる還元処理の場合、水素、メタン、一酸化炭素や、これらのガスと酸素との混合ガス等を用いることができる。
不活性ガス中での焼成による還元処理の場合、窒素、アルゴンや、これらのガスと酸素との混合ガス等を用いることができる。
尚、還元処理時の温度は、通常１００〜８００℃、好ましくは２００〜８００℃である。また、還元処理の時間は、通常０．０１〜１０時間、好ましくは０．０５〜５時間である。
ただし、還元処理を行うと手間が係り、かつターゲットが割れる等のトラブルが発生するおそれがあり、還元処理を行わず低抵抗化できる方が好ましい。
【００８０】
（６）加工工程
加工工程は、上記のようにして焼結して得られた焼結体を、さらにスパッタリング装置への装着に適した形状に切削加工し、またバッキングプレート等の装着用治具を取り付けるための、必要に応じて設けられる工程である。
酸化物焼結体をターゲット素材とするには、該焼結体を、例えば、平面研削盤で研削して表面粗さＲａが５μｍ以下の素材とする。ここで、さらにターゲット素材のスパッタ面に鏡面加工を施して、平均表面粗さＲａが１０００オングストローム以下としてもよい。この鏡面加工（研磨）は機械的な研磨、化学研磨、メカノケミカル研磨（機械的な研磨と化学研磨の併用）等の、公知の研磨技術を用いることができる。例えば、固定砥粒ポリッシャー（ポリッシュ液：水）で＃２０００以上にポリッシングしたり、又は遊離砥粒ラップ（研磨材：ＳｉＣペースト等）にてラッピング後、研磨材をダイヤモンドペーストに換えてラッピングすることによって得ることができる。このような研磨方法には特に制限はない。
【００８１】
ターゲット素材の表面は２００〜１０，０００番のダイヤモンド砥石により仕上げを行うことが好ましく、４００〜５，０００番のダイヤモンド砥石により仕上げを行うことが特に好ましい。２００番より小さい、又は１０，０００番より大きいダイヤモンド砥石を使用するとターゲット素材が割れやすくなるおそれがある。
【００８２】
ターゲット素材の表面粗さＲａが０．５μｍ以下であり、方向性のない研削面を備えていることが好ましい。Ｒａが０．５μｍより大きかったり、研磨面に方向性があると、異常放電が起きたり、パーティクルが発生するおそれがある。
【００８３】
次に、得られたターゲット素材を清浄処理する。清浄処理にはエアーブロー又は流水洗浄等を使用できる。エアーブローで異物を除去する際には、ノズルの向い側から集塵機で吸気を行なうとより有効に除去できる。尚、以上のエアーブローや流水洗浄では限界があるので、さらに超音波洗浄等を行なうこともできる。この超音波洗浄は周波数２５〜３００ＫＨｚの間で多重発振させて行なう方法が有効である。例えば周波数２５〜３００ＫＨｚの間で、２５ＫＨｚ刻みに１２種類の周波数を多重発振させて超音波洗浄を行なうのが良い。
【００８４】
ターゲット素材の厚みは通常２〜２０ｍｍ、好ましくは３〜１２ｍｍ、特に好ましくは４〜６ｍｍである。
【００８５】
上記のようにして得られたターゲット素材をバッキングプレートへボンディングすることによって本発明の酸化物焼結体からなるスパッタリングターゲットを得ることができる。また、複数のターゲット素材を一つのバッキングプレートに取り付け、実質一つのターゲットとしてもよい。
【００８６】
本発明の酸化物薄膜は、Ｉｎ（インジウム）、Ｚｎ（亜鉛）、Ｇａ（ガリウム）及びＳｎ（錫）の原子比が下記式を満たすことを特徴とする。
０．１０≦Ｉｎ／（Ｉｎ＋Ｇａ＋Ｚｎ）≦０．８５
０．０５≦Ｇａ／（Ｉｎ＋Ｇａ＋Ｚｎ）≦０．５０
０．１０≦Ｚｎ／（Ｉｎ＋Ｇａ＋Ｚｎ）≦０．８５
０．０１＜Ｓｎ／（Ｉｎ＋Ｇａ＋Ｚｎ＋Ｓｎ）＜０．１０
【００８７】
スパッタリングに用いるターゲットを構成する酸化物焼結体の元素の原子比と得られる酸化物薄膜を構成する元素の原子比はほぼ一致するため、上記原子比を有する酸化物薄膜は、上記本発明のスパッタリングターゲットを用いたスパッタリングによって得ることができる。
【００８８】
本発明の酸化物薄膜は、薄膜トランジスタのチャンネル層（半導体層）として有用である。
特に、本発明の酸化物薄膜を用いて作製されたバックチャンネルエッチ型の薄膜トランジスタパネルの面内均一性が良好になる。本発明の酸化物薄膜は、ウェットエッチングの際、ＭｏやＡｌ等の金属を含む金属薄膜との選択比が高いためである。Ｓｎが適量含まれていることにより、ソース電極・ドレイン電極をウェットエッチングする際に用いるウェットエッチング液（例えば、リン酸系ウェットエッチング液）に対しては耐性が高く、本発明の酸化物薄膜からなる半導体層が侵食され特性が劣化することが抑制されると同時に、別の酸系エッチング液（例えば、蓚酸）でのウェットエッチングが可能なためである。
【００８９】
本発明の薄膜トランジスタの製造方法は、
上記本発明のスパッタリングターゲットを用いてスパッタリングにより酸化物薄膜を成膜する工程、
前記酸化物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、
前記ウェットエッチングされた酸化物薄膜上に金属薄膜を成膜する工程、
前記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工程、
とを含むことを特徴とする。
【００９０】
酸化物薄膜を酸系エッチング液でウェットエッチング際の酸系ウェットエッチング液は、蓚酸系のものが好ましい。例えば、ＩＴＯ−０６Ｎ（関東化学（株）製）やＩＴＯ−０７Ｎ（関東化学（株）製）等を用いることができる。
【００９１】
金属薄膜をウェットエッチングするエッチング液は、経時変化の少ない酸系のものが好ましい。酸系のエッチング液としては、オキソ酸を含むものがより好ましい。オキソ酸としてはリン酸が好ましい。リン酸を含むエッチング液としては、例えばリン酸が２０〜９５ｗｔ％、硝酸０．５〜５ｗｔ％、酢酸３〜５０ｗｔ％の範囲にあるものが用いられる。
また、エッチング液には界面活性剤を含んでいることが好ましい。界面活性剤はアニオン系又はノニオン系が好ましい。界面活性剤を含んでいると、エッチング残渣を低減できる場合がある。
【００９２】
また、エッチングを行う際のエッチング液の温度は５〜８０℃が好ましく、２０〜５０℃がより好ましく、３０〜４５℃がより好ましい。
５℃以下であると、装置周りに結露が発生するおそれがあり、またエッチング速度が遅くなるおそれがある。８０℃以上であると、水分の揮発により濃度変化が起きる可能性があり、またＴＦＴの均一性が悪くなる（ばらつきが大きくなる）おそれがある。
【００９３】
以下、薄膜トランジスタの構成及び薄膜トランジスタの製造方法について説明する。
１．基板
特に制限はなく、本技術分野で公知のものを使用できる。例えば、ケイ酸アルカリ系ガラス、無アルカリガラス、石英ガラス等のガラス基板、シリコン基板、アクリル、ポリカーボネート、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）等の樹脂基板、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリアミド等の高分子フィルム基材等が使用できる。
【００９４】
２．半導体層
上述したように、本発明のスパッタリングターゲットを用いてスパッタリングすることによって得られる酸化物薄膜を使用する。半導体層は非晶質膜であることが好ましい。非晶質膜であることにより、絶縁膜や保護層との密着性が改善でき、大面積でも均一なトランジスタ特性が容易に得られることとなる。ここで、半導体層が非晶質膜であるか否かは、Ｘ線結晶構造解析により確認できる。明確なピークが観測されない場合が非晶質である。
【００９５】
３．保護層
保護層を形成する材料には特に制限はない。本発明の効果が損なわれない範囲で一般に用いられているものを任意に選択できる。例えば、ＳｉＯ２，ＳｉＮｘ，Ａｌ２Ｏ３，Ｔａ２Ｏ５，ＴｉＯ２，ＭｇＯ，ＺｒＯ２，ＣｅＯ２，Ｋ２Ｏ，Ｌｉ２Ｏ，Ｎａ２Ｏ，Ｒｂ２Ｏ，Ｓｃ２Ｏ３，Ｙ２Ｏ３，Ｈｆ２Ｏ３，ＣａＨｆＯ３，ＰｂＴｉ３，ＢａＴａ２Ｏ６，ＳｒＴｉＯ３，ＡｌＮ等を用いることができる。これらのなかでも、ＳｉＯ２，ＳｉＮｘ，Ａｌ２Ｏ３，Ｙ２Ｏ３，Ｈｆ２Ｏ３，ＣａＨｆＯ３を用いるのが好ましく、より好ましくはＳｉＯ２，ＳｉＮｘ，Ｙ２Ｏ３，Ｈｆ２Ｏ３，ＣａＨｆＯ３であり、特に好ましくはＳｉＯ２，Ｙ２Ｏ３，Ｈｆ２Ｏ３，ＣａＨｆＯ３等の酸化物である。これらの酸化物の酸素数は、必ずしも化学量論比と一致していなくともよい（例えば、ＳｉＯ２でもＳｉＯｘでもよい）。また、ＳｉＮｘは水素元素を含んでいてもよい。
保護膜は、異なる２層以上の絶縁膜を積層した構造でもよい。
【００９６】
４．ゲート絶縁膜
ゲート絶縁膜を形成する材料にも特に制限はなく、一般に用いられているものを任意に選択できる。例えば、ＳｉＯ２，ＳｉＮｘ，Ａｌ２Ｏ３，Ｔａ２Ｏ５，ＴｉＯ２，ＭｇＯ，ＺｒＯ２，ＣｅＯ２，Ｋ２Ｏ，Ｌｉ２Ｏ，Ｎａ２Ｏ，Ｒｂ２Ｏ，Ｓｃ２Ｏ３，Ｙ２Ｏ３，Ｈｆ２Ｏ３，ＣａＨｆＯ３，ＰｂＴｉ３，ＢａＴａ２Ｏ６，ＳｒＴｉＯ３，ＡｌＮ等を用いることができる。これらのなかでも、ＳｉＯ２，ＳｉＮｘ，Ａｌ２Ｏ３，Ｙ２Ｏ３，Ｈｆ２Ｏ３，ＣａＨｆＯ３を用いるのが好ましく、より好ましくはＳｉＯ２，ＳｉＮｘ，Ｙ２Ｏ３，Ｈｆ２Ｏ３，ＣａＨｆＯ３である。これらの酸化物の酸素数は、必ずしも化学量論比と一致していなくともよい（例えば、ＳｉＯ２でもＳｉＯｘでもよい）。また、ＳｉＮｘは水素元素を含んでいてもよい。
【００９７】
ゲート絶縁膜は、異なる２層以上の絶縁膜を積層した構造でもよい。また、ゲート絶縁膜は、結晶質、多結晶質、非晶質のいずれであってもよいが、工業的に製造しやすい多結晶質又は非晶質であるのが好ましい。
また、ゲート絶縁膜としては、ポリ（４−ビニルフェノール）（ＰＶＰ）、パリレン等の有機絶縁膜を用いてもよい。さらに、ゲート絶縁膜は無機絶縁膜及び有機絶縁膜の２層以上の積層構造を有してもよい。
【００９８】
ゲート絶縁層の成膜はスパッタ法でもよいが、ＴＥＯＳ−ＣＶＤ法やＰＥＣＶＤ法等のＣＶＤ法で形成することが好ましい。スパッタ法ではオフ電流が高くなるおそれがある。
【００９９】
５．電極
ゲート電極、ソ−ス電極及びドレイン電極の各電極を形成する材料には特に制限はなく、一般に用いられているものを任意に選択することができる。
例えば、インジウム錫酸化物（ＩＴＯ）、インジウム亜鉛酸化物、ＺｎＯ、ＳｎＯ２等の透明電極や、Ａｌ，Ａｇ，Ｃｒ，Ｎｉ，Ｍｏ，Ａｕ，Ｔｉ，Ｔａ、Ｃｕ等の金属電極、又はこれらを含む合金の金属電極、又はこれらの積層膜による電極を用いることができる。
【０１００】
本発明の半導体膜を用いバックチャンネルエッチ型の薄膜トランジスタを作製する際は、ＭｏあるいはＭｏ合金、ＡｌあるいはＡｌ合金、ＣｕあるいはＣｕ合金、インジウム亜鉛酸化物、インジウム錫酸化物（ＩＴＯ）がより好ましく、ＭｏあるいはＭｏ合金、ＡｌあるいはＡｌ合金、インジウム亜鉛酸化物が特に好ましい。
【０１０１】
薄膜トランジスタ（電界効果型トランジスタ）及び薄膜トランジスタパネルの製造において、薄膜トランジスタの各構成部材（層）は、本技術分野で公知の手法で形成できる。
具体的に、成膜方法としては、スプレー法、ディップ法、ＣＶＤ法等の化学的成膜方法、又はスパッタ法、真空蒸着法、イオンプレーティング法、パルスレーザーデポジション法等の物理的成膜方法を用いることができる。キャリア密度が制御し易く、膜質向上が容易であることから、物理的成膜方法を用いることが好ましい。より好ましくは生産性が高いことからスパッタ法を用いる。
形成した膜は、各種エッチング法によりパターニングできる。
【０１０２】
本発明の薄膜トランジスタでは、半導体層を、本発明の酸化物焼結体からなるターゲットを用い、ＤＣ又はＡＣスパッタリングにより成膜することが好ましい。ＤＣ又はＡＣスパッタリングを用いることにより、ＲＦスパッタリングの場合と比べて、成膜時のダメージを低減できる。このため、電界効果型トランジスタにおいて、移動度の向上等の効果が期待できる。
【０１０３】
また、本発明の薄膜トランジスタでは、半導体層と半導体の保護層を形成した後に、７０〜３５０℃で熱処理することが好ましい。７０℃より低いと得られるトランジスタの熱安定性や耐熱性が低下したり、移動度が低くなったり、Ｓ値が大きくなったり、閾値電圧が高くなるおそれがある。一方、３５０℃より高いと耐熱性のない基板が使用できなかったり、熱処理用の設備費用がかかるおそれがある。
熱処理は、不活性ガス中で酸素分圧が１０−３Ｐａ以下の環境下で行うか、又は半導体層を保護層で覆った後に行うことが好ましい。上記条件下であると再現性が向上する。
【０１０４】
本発明の薄膜トランジスタは、移動度が通常６ｃｍ２／Ｖｓ以上、９ｃｍ２／Ｖｓ以上であることが好ましく、１０ｃｍ２／Ｖｓ以上がより好ましく、１２ｃｍ２／Ｖｓ以上が特に好ましい。３ｃｍ２／Ｖｓより小さいと、スイッチング速度が遅くなり大画面高精細のディスプレイに用いることができないおそれがある。また、１０ｃｍ２／Ｖｓ以上であると、ドライバ回路等の周辺回路への適用が容易となる。
【０１０５】
Ｓ値は、通常０．５Ｖ／ｄｅｃ以下、０．４Ｖ／ｄｅｃ以下が好ましく、０．３Ｖ／ｄｅｃ以下がより好ましい。０．５Ｖ／ｄｅｃ以下であると消費電力が低減できる。尚、Ｓ値に下限は無いが、０．０６Ｖ／ｄｅｃが理論限界と言われており、通常０．０６Ｖ／ｄｅｃ以上である。
【０１０６】
オンオフ比は、１０６以上が好ましく、１０７以上がより好ましく、１０８以上が特に好ましい。
【０１０７】
本発明の薄膜トランジスタパネルは、上記本発明の薄膜トランジスタの製造方法により製造された薄膜トランジスタを有することを特徴とする。
本発明の薄膜トランジスタパネルは、バックチャンネルエッチ型であっても、大面積で均一なトランジスタ特性を示す薄膜トランジスタを有している。
【０１０８】
本発明の液晶ディスクパネルは、上記本発明の薄膜トランジスタの製造方法により製造された薄膜トランジスタを有することを特徴とする。
【０１０９】
大面積に移動度の高いＴＦＴを工程数の少ないバックチャンネルエッチ型で作製することができる。
【実施例】
【０１１０】
実施例１
（１）酸化物焼結体の作製
（ａ）原料
Ｉｎ２Ｏ３、純度４Ｎ（アジア物性材料（株））
Ｇａ２Ｏ３、純度４Ｎ（高純度化学（株））
ＺｎＯ、純度４Ｎ（高純度化学（株））
ＳｎＯ２、純度４Ｎ（高純度化学（株））
（ｂ）混合：上記原料をボールミルで２４時間混合後、自然乾燥した。
（ｃ）成形：
ＣＩＰ（静水圧加圧装置）を用い、面圧１８００ｋｇｆ／ｃｍ２にて１分保持した。
（ｄ）焼結：上記成形体を、電気炉を用い下記条件で焼結した。
昇温速度 ２．５℃／分
焼結温度 １４００℃
焼結時間 ２０時間
焼結雰囲気 大気下
降温時間（冷却速度） 自然冷却
（ｅ）後処理：還元条件下での熱処理は行わなかった。
（ｆ）加工：上記で得られた厚さ６ｍｍの焼結体を、厚さ５ｍｍ、直径２インチに研削・研磨した。
【０１１１】
（２）酸化物焼結体の評価
評価は下記の方法で行った。結果を表１−１に示す。
（ａ）相対密度
原料粉の密度から計算した理論密度とアルキメデス法で測定した焼結体の密度から下記式によって算出した。
相対密度（％）＝（アルキメデス法で測定した密度）÷（理論密度）×１００
【０１１２】
（ｂ）抵抗率
抵抗率計（三菱化学(株)製、ロレスタ）を使用し四探針法（ＪＩＳ Ｒ １６３７）に基づき抵抗率を測定し、１０箇所の平均値を抵抗率値とした。
【０１１３】
（ｃ）元素組成比（原子比）
誘導プラズマ発光分析装置（ＩＣＰ−ＡＥＳ）により測定した。
【０１１４】
（ｄ）焼結体中の化合物の結晶系
上記のようにして得られた焼結体からターゲット用焼結体を切り出した。ターゲット用焼結体の側辺をダイヤモンドカッターで切断して、表面を平面研削盤で研削して表面粗さＲａが５μｍ以下のターゲット素材とした。次に、表面をエアーブローし、さらに周波数２５〜３００ｋＨｚの間で２５ｋＨｚ刻みに１２種類の周波数を多重発振させて３分間超音波洗浄を行なった。直径４インチ、厚み５ｍｍの円形の焼結体（ターゲット素材）を得た。
この焼結体（ターゲット素材）の表面を下記のＸ線回折測定（ＸＲＤ）で測定し、焼結体中の化合物の結晶系を確認した。
【０１１５】
化合物の結晶系は、Ｘ線回折測定とＪＣＰＤＳカードにより求めた。結晶系とＪＣＰＤＳカードの対応は、以下の通りである。
Ｉｎ２Ｏ３：ＪＣＰＤＳカードＮｏ．０６−０４１６
ＺｎＧａ２Ｏ４：ＪＣＰＤＳカードＮｏ．３８−１２４０
ＩｎＧａＺｎＯ４：ＪＣＰＤＳカードＮｏ．３８−１１０４
Ｉｎ２Ｇａ２ＺｎＯ７：ＪＣＰＤＳカードＮｏ．３８−１０９７
尚、表１−１の化合物結晶系において、「その他」とは、帰属が特定できないピークが存在することを意味する。
また、表１−１中、「１」は含有量が一番多い成分、「２」は二番目に多い成分、「３」は三番目に多い成分を意味する。含有量は最大ピークのピーク高さで判断する。
【０１１６】
Ｘ線回折測定（ＸＲＤ）
・装置：（株）リガク製Ｕｌｔｉｍａ−ＩＩＩ
・Ｘ線：Ｃｕ−Ｋα線（波長１．５４０６Å、グラファイトモノクロメータにて単色化）
・２θ−θ反射法、連続スキャン（１．０°／分）
・サンプリング間隔：０．０２°
・スリット ＤＳ、ＳＳ：２／３°、ＲＳ：０．６ｍｍ
【０１１７】
（ｅ）Ｓｎ（錫）原子の凝集体の平均径（μｍ）
電子プローブマイクロアナライザ（ＥＰＭＡ）を用いたＳｎの分散ＭＡＰにより、平均径が５μｍ以下であることを確認した。ＥＰＭＡの測定条件は下記の通りである。
装置名：日本電子株式会社
ＪＸＡ−８２００
測定条件
加速電圧：１５ｋＶ
照射電流：５０ｎＡ
照射時間（１点当りの）：５０ｍＳ
【０１１８】
（３）ターゲットの作製
上記のようにして得られたターゲット素材をインジウム半田にて無酸素銅製のバッキングプレートにボンディングしてターゲットとした。ターゲットの表面粗さＲａは０．５μｍ以下であり、方向性のない研削面を備えていた。
【０１１９】
（４）薄膜トランジスタの作製
図１に示すバックチャンネルエッチ型薄膜トランジスタ（逆スタガ型薄膜トランジスタ）１を作製した。
基板１０として、３００×４００ｍｍ２のガラス基板（Ｃｏｒｎｉｎｇ １７３７）を用いた。まず、基板１０上にスパッタリング法によりＭｏ（モリブデン）を成膜し、フォトリソグラフィー法を用いて、ゲート電極１２を形成した。
ゲート電極１２及び基板１０上に、厚さ４５０ｎｍのＳｉＮＸ膜をＰＥＣＶＤ法により成膜し、ゲート絶縁層１４を形成した。
【０１２０】
続いて、ＲＦスパッタ法により、上記で作製したターゲットを使用してスパッタリング成膜後、フォトリソグラフィー法（蓚酸系のウェットエッチング液（ＩＴＯ−０６Ｎ（関東化学（株）を用いた）により厚さ７０ｎｍの半導体膜（チャネル層）１６を形成した。大気中２５０℃で熱処理を行った後、半導体膜（チャネル層）１６とゲート絶縁膜１４上にスパッタリング法によりＭｏ（モリブデン）を成膜し、約４０℃のリン酸系エッチング液（リン酸７３質量％、硝酸３質量％、酢酸７質量％、水１７％）を用いたウェットエッチングにより、ソース電極１８ａ及びドレイン電極１８ｂを形成した。ＰＥＣＶＤによりＳｉＯ２保護膜２０を成膜後、コンタクトホール２２を形成し外部電極２４ａ，２４ｂとのコンタクトをとった。
その後、大気中２５０℃で熱処理し、チャネル長が２０μｍで、チャネル幅が２０μｍのトランジスタ１を得た。
【０１２１】
（５）薄膜トランジスタの評価
薄膜トランジスタの評価は、以下のように実施した。結果を表１−１に示す。
【０１２２】
（ａ）移動度（電界効果移動度（μ））、Ｓ値及びオンオフ比
半導体パラメーターアナライザー（ケースレー社製、ケースレー４２００）を用い、室温、遮光環境下で測定した。
【０１２３】
（ｂ）ＴＦＴ特性の均一性（ばらつき）
ガラス基板上の５箇所（図２に図示）のＶｏｎ値の最大値と最小値の差をＴＦＴ特性の均一性（ばらつき）として評価した。
【０１２４】
（ｃ）ＴＦＴ特性の再現性
連続５バッチ分における第１バッチと第５バッチの平均電界効果移動度の比（第１バッチ／第５バッチ）を測定した。平均電界効果移動度の比を以下の基準で分類し、評価した。
Ａ：１．００以内
Ｂ：１．００を超え１．２０以内
Ｃ：１．２０を超え１．５０以内
Ｄ：１．５０超
【０１２５】
（６）薄膜の加工性
上記ターゲットを用いたスパッタリングによって得られた酸化物薄膜の加工性を次のように評価した。
修酸系エッチング液ＩＴＯ−０６Ｎ（関東化学(株)）を用い、３５℃でのエッチング速度を測定した。５０ｎｍ／分以上のものを「可」、２０ｎｍ／分以上５０ｎｍ／分未満のものを「困難」、２０ｎｍ／分未満のものを「不可」とした。結果を表１−１に示す。
尚、Ｘ線回折による解析で、得られた膜は非晶質であった。
【０１２６】
実施例２〜１６、及び比較例１〜８
表１−１及び１−２に示す条件で作製した酸化物焼結体からなるターゲットを用いた以外は実施例１と同様にして薄膜トランジスタを作製し、実施例１と同様の評価を行った。結果を表１−１及び１−２に示す。
【０１２７】
実施例１７〜２６
表２に示す条件で作製した酸化物焼結体からなるターゲットを用いた以外は実施例１と同様にして薄膜トランジスタを作製し、実施例１と同様の評価を行った。結果を表２に示す。
尚、ターゲットの焼結は、１０００℃で一旦保持時間を設ける２段階焼結で行った。
【０１２８】
表２中、Ｍｏとの選択比は、スパッタリングで２００ｎｍ成膜した膜を混酸（リン酸７３質量％、硝酸３質量％、酢酸７質量％、水１７％）でエッチングし、エッチング前後の膜厚の変化を測定し、下記式で求めた。
Ｍｏとの選択比＝Ｍｏのエッチング速度÷酸化物膜のエッチング速度
尚、熱処理温度は２８０℃、熱処理時間は１時間とした。
【０１２９】
【表１−１】
【０１３０】
【表１−２】
【０１３１】
【表２】
【０１３２】
表１−１及び１−２の結果から、錫を適正量含んだターゲットを用いて作製した半導体膜を有するバックチャンネルエッチ型薄膜トランジスタは、ＴＦＴ特性のばらつきが小さくなっていることがわかる。これは、適正量の錫の添加により酸系エッチング液による浸食による半導体膜の劣化が抑えられたため、又は膜厚のばらつきが押さえられたためと推定される。
【０１３３】
表２の結果から、本発明の酸化物薄膜は、Ｍｏとの選択比が高く、酸化物薄膜上でのＭｏの加工が容易に精度よく行えることがわかる。また、従来のＩｎ：Ｇａ：Ｚｎ比が４０：４０：２０や１：１：１のもの（比較例１や比較例５）に比べ移動度が高くＳ値が小さいことがわかる。
【産業上の利用可能性】
【０１３４】
本発明の酸化物焼結体からなるスパッタリングターゲットによれば、バックチャンネルエッチ型であっても、大面積で均一なトランジスタ特性を示す薄膜トランジスタの作製が可能となる。大面積に移動度の高いＴＦＴを工程数の少ないバックチャンネルエッチ型で作製することができるため、産業経済上有用である。
本発明によれば、大面積で均一なトランジスタ特性を示す薄膜トランジスタパネルを提供できる。
【符号の説明】
【０１３５】
１ バックチャンネルエッチ型薄膜トランジスタ
１０ 基板
１２ ゲート電極
１４ ゲート絶縁膜
１６ 半導体膜（チャンネル層）
１８ａ ソース電極
１８ｂ ドレイン電極
２０ 保護膜
２２ コンタクトホール
２４ａ，２４ｂ 外部電極
【技術分野】
【０００１】
本発明は、Ｉｎ−Ｇａ−Ｚｎ系酸化物焼結体、それからなるスパッタリングターゲット、Ｉｎ−Ｇａ−Ｚｎ系酸化物焼結体の製造方法、酸化物薄膜、薄膜トランジスタの製造方法、薄膜トランジスタパネル、及び液晶ディスクプレイ用パネルに関する。
【背景技術】
【０００２】
酸化インジウム、酸化亜鉛及び酸化ガリウムからなる酸化物膜は、可視光透過性を有しかつ導電体、半導体から絶縁体まで広い電気特性を有するため、透明導電膜や（薄膜トランジスタ等に用いる）半導体膜として着目されている。
前記酸化物膜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があるが、比較的低温で大面積に均一に成膜できる方法としてスパッタリング法等の物理的成膜が中心に検討されている。
スパッタリング等の物理的成膜で酸化物薄膜を成膜する際は、均一に、安定して、効率よく（高い成膜速度で）成膜するために、酸化物焼結体からなるターゲットを用いることが一般的である。
【０００３】
酸化インイジウム、酸化ガリウム及び酸化亜鉛からなる酸化物半導体膜を薄膜トランジスタとして駆動させる方法が検討されている。しかし、酸化インジウム、酸化ガリウム、酸化亜鉛からなる酸化物半導体膜を薄膜トランジスタとして用いた場合、無機酸系ウェットエッチング液（例えばリン酸／硝酸／酢酸の混酸ウェットエッチング液）でウェットエッチングしてバックチャンネルエッチ型のフラットパネルディスプレイを製造した際に、大面積で閾値電圧等の薄膜トランジスタ特性の均一性が悪く、実用上の課題となっていた。そのため、アルカリ系のエッチング液（ＮＨ４ＯＨ／Ｈ２Ｏ２系エッチング液等）を用いる、ドライエッチングを用いる等の検討が行われている。しかし、アルカリ系エッチング液は寿命が短く、ドライエッチングはエッチングレートが遅く時間が掛かる等の問題点があった（非特許文献１）。
【０００４】
また、酸化インジウム、酸化亜鉛及び酸化ガリウムからなる酸化物膜を作製するためのスパッタリングターゲットとしては、ＩｎＧａＺｎＯ４、Ｉｎ２Ｇａ２ＺｎＯ７等の公知の結晶型の組成又はそれと近い組成のものが中心に検討されている。例えば、特許文献１には、ＩｎＧａＺｎＯ４やＩｎ２Ｇａ２ＺｎＯ７の六方晶層状化合物の結晶構造（ホモロガス結晶構造）を示すターゲットが開示されている。
【０００５】
また、特許文献１及び２には、酸化インジウム、酸化亜鉛及び酸化ガリウムに、全金属元素に対して錫を１原子％以下加えたターゲットが開示されている。特許文献３には、錫を１０原子％以上含み、Ｇａ２Ｉｎ６Ｓｎ２Ｏ１６等の酸化物結晶を含むターゲットが開示されている。しかし、ターゲット中の錫の含有量や、そのターゲットを用いてスパッタリングによって成膜した酸化物薄膜を用いて作製された薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）を用いたＴＦＴパネルの特性（面内均一性）への影響は検討されていない。特に、特許文献２に示されているように、錫の含有量が１原子％（１００００ｐｐｍ）を超えると、薄膜特性の安定性等に問題が発生すると思われていたため、１原子％以上加えた場合の効果は調べられていなかった。従って、錫を１原子％超１０原子％未満の量で含むターゲットの製造に関する検討もなされていなかった。また、薄膜トランジスタ作製用ターゲットとしての検討もなされていなかった。
【０００６】
特許文献４、５及び６には、酸化インジウム、酸化亜鉛、酸化ガリウムに酸化錫を加えた酸化物を活性層にする薄膜トランジスタが開示されている。しかし、錫の含有量の調整によるＴＦＴパネルの特性（面内均一性）への影響は検討されていない。
一方、酸化インイジウム、酸化ガリウム及び酸化亜鉛からなる酸化物半導体膜の検討は、主にＩｎ，Ｇａ，Ｚｎが原子比で４０：４０：２０、あるいは１：１：１のスパッタリングターゲットを用いて行われてきた（非特許文献１、２）。しかし、前記のターゲットを用いて薄膜トランジスタを作製すると、移動度が８ｃｍ２／Ｖｓ程度と不十分であり、またＭｏ等の金属とのウェットエッチングの選択比が小さく、作製した半導体膜上で金属電極のウェットエッチングによる加工が困難であるという課題があった（非特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平８−２４５２２０号公報
【特許文献２】特開２００８−２１４６９７号公報
【特許文献３】特開２００８−２８０２１６号公報
【特許文献４】特開２００７−１２３６９９号公報
【特許文献５】国際公開第２００７／１３９００９号パンフレット
【特許文献６】特開２００７−２８１４０９号公報
【非特許文献】
【０００８】
【非特許文献１】Ｊｅ−ｈｕｎ Ｌｅｅ ｅｔ ａｌ．ＳＩＤ ０８ ＤＩＧＥＳＴ，４２−２（６２５頁），２００８年
【非特許文献２】Ｊｉｎ−Ｓｅｏｎｇ Ｐａ ｅｔ ａｌ．， ＡＰＰＬＩＥＤ ＰＨＹＳＩＣＳ ＬＥＴＴＥＲＳ ９２， ０７２１０４（２００８）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明の目的は、大面積で均一な薄膜トランジスタパネルの製造が可能なＩｎ−Ｇｎ−Ｚｎ系酸化物焼結体からなるスパッタリングターゲット（以下、単にターゲットということがある）を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するため、本発明者らは鋭意研究を行い、Ｉｎ（インジウム）、Ｚｎ（亜鉛）及びＧａ（ガリウム）に、所定範囲の原子比となるようにＳｎ（錫）を含ませた酸化物焼結体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により得られた酸化物薄膜を用いると、作製されたバックチャンネルエッチ型の薄膜トランジスタパネルの面内均一性が良好になることを見出した。さらに、バックチャンネルエッチ型の薄膜トランジスタの製造が容易となることを見出し、本発明を完成させた。
【００１１】
これは、Ｓｎ（錫）が適量含まれることにより、ソース電極・ドレイン電極をウェットエッチングする際に用いる無機酸系ウェットエッチング液（例えばリン酸／硝酸／酢酸の混酸ウェットエッチング液）に対して耐性が高まるため、半導体層が侵食されて特性が劣化することが抑制されたためと推察される。また、Ｓｎ（錫）が適量含まれることにより、非晶質酸化物をウェットエッチングする際に用いる有機酸系エッチング液（例えば蓚酸エッチング液）で従来通りウェットエッチングが可能なため、バックチャンネルエッチ型の薄膜トランジスタの製造が容易となる。
【００１２】
さらに、Ｓｎ（錫）が適量含まれることにより、Ｓｎ（錫）が多量に含まれることによる錫の低級酸化物の生成や錫系化合物の生成によるターゲット性状の変化が少なく、新たな製造方法を検討しなくとも従来のＩｎ−Ｇａ−Ｚｎ−Ｏ系とほぼ同様に製造することができる利点がある。
【００１３】
さらに、Ｉｎ，Ｇａ，Ｚｎ及びＳｎの組成比が特定の範囲にあるターゲットを用いると、既存のＩｎ，Ｇａ及びＺｎが原子比で４０：４０：２０、あるいは１：１：１のものに比べ、Ｍｏとのウェットエッチングの選択比が十分高い半導体膜が得られ、かつＩｎ，Ｇａ及びＺｎが原子比で４０：４０：２０、あるいは１：１：１のものに比べ、移動度が高くＳ値が小さいＴＦＴが作製できることを見出した。
【００１４】
本発明によれば、以下の酸化物焼結体、スパッタリングターゲット、酸化物焼結体の製造方法、酸化物薄膜、薄膜トランジスタの製造方法、薄膜トランジスタパネル及び液晶ディスク用パネルが提供される。
１．Ｉｎ（インジウム）、Ｚｎ（亜鉛）、Ｇａ（ガリウム）及びＳｎ（錫）を含有し、
Ｓｎ（錫）の原子比が下記式を満たす酸化物焼結体。
０．０１＜Ｓｎ／（Ｉｎ＋Ｇａ＋Ｚｎ＋Ｓｎ）＜０．１０
２．前記Ｉｎ（インジウム）、Ｚｎ（亜鉛）及びＧａ（ガリウム）の原子比が下記式を満たす、上記１に記載の酸化物焼結体。
０．１０≦Ｉｎ／（Ｉｎ＋Ｇａ＋Ｚｎ）≦０．８５
０．０５≦Ｇａ／（Ｉｎ＋Ｇａ＋Ｚｎ）≦０．５０
０．１０≦Ｚｎ／（Ｉｎ＋Ｇａ＋Ｚｎ）≦０．８５
３．前記Ｉｎ（インジウム）、Ｇａ（ガリウム）、Ｚｎ（亜鉛）及びＳｎ（錫）の原子比が下記式を満たす、上記１に記載の酸化物焼結体。
０．４０≦Ｉｎ／（Ｉｎ＋Ｇａ＋Ｚｎ＋Ｓｎ）≦０．６０
０．２０≦Ｇａ／（Ｉｎ＋Ｇａ＋Ｚｎ＋Ｓｎ）≦０．４０
０．１０≦Ｚｎ／（Ｉｎ＋Ｇａ＋Ｚｎ＋Ｓｎ）
Ｓｎ／（Ｉｎ＋Ｇａ＋Ｚｎ＋Ｓｎ）＜０．１０
０．０５≦Ｓｎ／Ｚｎ
４．前記Ｉｎ（インジウム）、Ｇａ（ガリウム）、Ｚｎ（亜鉛）及びＳｎ（錫）の原子比が下記式を満たす、上記１に記載の酸化物焼結体。
０．４０≦Ｉｎ／（Ｉｎ＋Ｇａ＋Ｚｎ＋Ｓｎ）≦０．５０
０．３０≦Ｇａ／（Ｉｎ＋Ｇａ＋Ｚｎ＋Ｓｎ）≦０．４０
０．１５≦Ｚｎ／（Ｉｎ＋Ｇａ＋Ｚｎ＋Ｓｎ）
Ｓｎ／（Ｉｎ＋Ｇａ＋Ｚｎ＋Ｓｎ）≦０．０８
０．１０≦Ｓｎ／Ｚｎ
５．Ｉｎ２Ｇａ２ＺｎＯ７で表されるホモロガス構造化合物又はＩｎＧａＺｎＯ４で表されるホモロガス構造化合物を含む、上記１〜４のいずれかに記載の酸化物焼結体。
６．Ｉｎ２Ｏ３で表されるビックスバイト構造化合物を含む、上記１〜５のいずれかに記載の酸化物焼結体。
７．ＺｎＧａ２Ｏ４で表されるスピネル構造化合物とＩｎ２Ｏ３で表されるビックスバイト構造化合物とを含む、上記３又は４に記載の酸化物焼結体。
８．電子プローブマイクロアナライザ（ＥＰＭＡ）にて観測したＳｎ（錫）原子の凝集体の平均径が５μｍ以下である、上記１〜７のいずれかに記載の酸化物焼結体。
９．上記１〜８のいずれかに記載の酸化物焼結体からなるスパッタリングターゲット。
１０．１１００〜１６００℃で焼結する工程を含む、上記１〜８のいずれかに記載の酸化物焼結体の製造方法。
１１．１３５０〜１５４０℃で２〜４８時間焼結する工程を含む、上記５に記載の酸化物焼結体の製造方法。
１２．１１６０〜１３５０℃で４〜９６時間焼結する工程を含む、上記７に記載の酸化物焼結体の製造方法。
１３．Ｓｎ（錫）を固溶した酸化インジウム粉体を原料の一部とした成形体を成形する工程を含む上記１〜８のいずれかに記載の酸化物焼結体の製造方法。
１４．Ｉｎ（インジウム）、Ｚｎ（亜鉛）、Ｇａ（ガリウム）及びＳｎ（錫）の原子比が下記式を満たす酸化物薄膜。
０．１０≦Ｉｎ／（Ｉｎ＋Ｇａ＋Ｚｎ）≦０．８５
０．０５≦Ｇａ／（Ｉｎ＋Ｇａ＋Ｚｎ）≦０．５０
０．１０≦Ｚｎ／（Ｉｎ＋Ｇａ＋Ｚｎ）≦０．８５
０．０１＜Ｓｎ／（Ｉｎ＋Ｇａ＋Ｚｎ＋Ｓｎ）＜０．１０
１５．上記９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により酸化物薄膜を成膜する工程、
前記酸化物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、
前記ウェットエッチングされた酸化物薄膜上に金属薄膜を成膜する工程、
前記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工程、
とを含む薄膜トランジスタの製造方法。
１６．上記１５に記載の方法により製造された薄膜トランジスタを有する薄膜トランジスタパネル。
１７．上記１５に記載の方法により製造された薄膜トランジスタを有する液晶ディスプレイ用パネル。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、バックチャンネルエッチ型であっても、大面積で均一なトランジスタ特性を示す薄膜トランジスタの作製が可能な酸化物焼結体スパッタリングターゲット、及び大面積で均一なトランジスタ特性を示す薄膜トランジスタ及び薄膜トランジスタパネルを提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明に係るバックチャンネルエッチ型（逆スタガ型）薄膜トランジスタの構成を示す模式図である。
【図２】実施例３及び比較例１で製造した薄膜トランジスタパネルのＴＦＴ特性の面内均一性（ばらつき）を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
本発明の酸化物焼結体は、Ｉｎ（インジウム）、Ｚｎ（亜鉛）、Ｇａ（ガリウム）及びＳｎ（錫）を含有し、Ｓｎ（錫）の原子比が下記式を満たすことを特徴とする。
０．０１＜Ｓｎ／（Ｉｎ＋Ｇａ＋Ｚｎ＋Ｓｎ）＜０．１０
【００１８】
Ｓｎの原子比は、より好ましくは、下記式を満たす。
０．０１５≦Ｓｎ／（Ｉｎ＋Ｇａ＋Ｚｎ＋Ｓｎ）≦０．０８０
より好ましくは、下記式を満たす。
０．０１７≦Ｓｎ／（Ｉｎ＋Ｇａ＋Ｚｎ＋Ｓｎ）≦０．０６０
さらに好ましくは、下記式を満たす。
０．０２０≦Ｓｎ／（Ｉｎ＋Ｇａ＋Ｚｎ＋Ｓｎ）≦０．０５０
特に好ましくは、下記式を満たす。
０．０２５≦Ｓｎ／（Ｉｎ＋Ｇａ＋Ｚｎ＋Ｓｎ）≦０．０４５
【００１９】
Ｓｎの原子比が０．０１超であると、無機酸系ウェットエッチング液を用いたウェットエッチングでソース電極及びドレイン電極を形成しバックチャンネルエッチ型の薄膜トランジスタを作成した際に、面内均一性が良好となる。また、焼結温度が低く（例えば１４５０℃以下）ても、焼結体の相対密度を上げることが容易になる。
Ｓｎの原子比が０．１０未満であると、薄膜トランジスタを作製する際に有機酸系エッチング液によるウェットエッチングの速度が早く、タクトタイムを短くできる。また、有機酸系エッチング液によるウェットエッチングを行った際に残渣が残るおそれが少ない。即ち、Ｓｎの原子比が０．１以上であると、蓚酸等の有機酸系エッチング液によるウェットエッチングが遅くなったり、困難となったりするおそれがある。また、０．１０未満であると、低級酸化物の生成によりターゲットの抵抗が高くなったり、ノジュールが発生したりするおそれが少ない。
【００２０】
また、下記式を満たすとＩｎ２Ｇａ２ＺｎＯ７以外の結晶型を含まない（Ｉｎ２Ｇａ２ＺｎＯ７以外の金属酸化物のＸＲＤピークが観測されない）酸化物焼結体の製造が容易となる。
０．０１０＜Ｓｎ／（Ｉｎ＋Ｇａ＋Ｚｎ＋Ｓｎ）≦０．０４５
Ｉｎ２Ｇａ２ＺｎＯ７以外の結晶型を含まないと、ターゲット製造時の管理が容易となる（ＸＲＤによる不純物の有無の判定が容易）、ＤＣスパッタが安定しやすいという利点がある。
【００２１】
本発明の酸化物焼結体は、Ｉｎ（インジウム）、Ｚｎ（亜鉛）及びＧａ（ガリウム）の原子比が、下記式を満たすことが好ましい。
０．１０≦Ｉｎ／（Ｉｎ＋Ｇａ＋Ｚｎ）≦０．８５
０．０５≦Ｇａ／（Ｉｎ＋Ｇａ＋Ｚｎ）≦０．５０
０．１０≦Ｚｎ／（Ｉｎ＋Ｇａ＋Ｚｎ）≦０．８５
【００２２】
より好ましくは下記式を満たす。
０．２０≦Ｉｎ／（Ｉｎ＋Ｇａ＋Ｚｎ）≦０．７５
０．１１≦Ｇａ／（Ｉｎ＋Ｇａ＋Ｚｎ）≦０．４５
０．１５≦Ｚｎ／（Ｉｎ＋Ｇａ＋Ｚｎ）≦０．７０
特に好ましくは下記式を満たす。
０．３０≦Ｉｎ／（Ｉｎ＋Ｇａ＋Ｚｎ）≦０．６０
０．２０≦Ｇａ／（Ｉｎ＋Ｇａ＋Ｚｎ）≦０．４０
０．２０≦Ｚｎ／（Ｉｎ＋Ｇａ＋Ｚｎ）≦０．５０
【００２３】
Ｉｎ／（Ｉｎ＋Ｇａ＋Ｚｎ）が０．１０以上であると、酸化物焼結体の密度を上げやすく、抵抗を下げやすい。また、ターゲットとして使用して薄膜トランジスタを作製した際に移動度が向上する。
Ｉｎ／（Ｉｎ＋Ｇａ＋Ｚｎ）が０．８５以下であると、ターゲットの密度を上げやすく、抵抗を下げやすい。
【００２４】
Ｇａ／（Ｉｎ＋Ｇａ＋Ｚｎ）が０．０５以上であると、薄膜トランジスタとした際に耐湿性や保存安定性が向上する。
Ｇａ／（Ｉｎ＋Ｇａ＋Ｚｎ）が０．５０以下であると、ターゲットの密度を上げやすく、抵抗を下げやすい。また、成膜時の酸素分圧依存性を低減し、成膜の再現性を高めることができる。
【００２５】
Ｚｎ／（Ｉｎ＋Ｇａ＋Ｚｎ）が０．１０以上であると、安定して非晶質膜が得られる。また、有機酸系エッチング液によるウェットエッチングが容易になる。また、ウェットエッチングした際に残渣の発生が抑制できる。
Ｚｎ／（Ｉｎ＋Ｇａ＋Ｚｎ）が０．８５以下であると、耐薬品性や耐湿性が向上する。また、Ｍｏとの選択比が向上する。
【００２６】
Ｍｏとのウェットエッチングの選択比（以下、「Ｍｏとの選択比」という）とは、リン酸を含むウェットエッチング液でエッチングした際のＭｏとのエッチング速度の比をいい、下記式から求められる。
Ｍｏとの選択比＝Ｍｏのエッチング速度÷酸化物膜のエッチング速度
Ｍｏとの選択比は、１０．０以上が好ましく、１５．０以上がより好ましく、２０．０以上がさらに好ましく、３０．０以上が特に好ましい。１０．０以上であると酸化物膜（酸化物半導体膜）上でのＭｏの加工が容易に精度よく行える。Ｍｏとの選択比に上限はないが、通常１０００以下であり、好ましくは５００以下である。
【００２７】
また、酸化物膜（酸化物半導体膜）上でのＭｏのウェットエッチングを行う前に酸化物膜（酸化物半導体膜）を熱処理することが好ましい。熱処理を行うと選択比が向上する。熱処理の条件としては、通常１５０〜４５０℃、５分〜１０時間である。好ましくは、２００〜３５０℃、２０分〜３時間である。４５０℃以上であると酸化物膜の比抵抗が高くなりすぎるおそれがある。１５０℃以下であると、Ｍｏとの選択比が十分向上しないおそれがある。１０時間以上であると酸化物膜の比抵抗が高くなりすぎるおそれがある。５分以下であると、Ｍｏとの選択比が十分向上しないおそれがある。
【００２８】
エッチング選択比及びエッチング液
本発明の酸化物焼結体からなるターゲットを用いて作製した酸化物膜上で金属薄膜をウェットエッチングする際のエッチング液組成物は、通常りん酸を含み、好ましくはりん酸及び硝酸を含み、さらに好ましくはりん酸、硝酸、酢酸を含有してなる。尚、硝酸の代わりに硝酸塩（アンモニウム塩、アミン塩、アルカリ金属塩等）、酢酸の代わりに他の有機酸（蟻酸、プロピオン酸、酪酸、シュウ酸、マロン酸、コハク酸、グルタル酸、アジピン酸、ピメリン酸、マレイン酸、フマル酸、安息香酸、フタル酸、トリメリット酸、ヒドロキシ酢酸、乳酸、リンゴ酸、酒石酸、クエン酸等）あるいはスルホン酸化合物（硫酸、硫酸アンモニウム等）を用いてもよい。
【００２９】
金属薄膜は、特にモリブデンあるいはモリブデン合金とアルミニウムあるいはアルミニウム合金の積層膜、モリブデン、モリブデン合金、アルミニウム（Ａｌ）、アルミニウム合金、銀（Ａｇ）、銀合金を含有する膜に用いるのが好適であり、モリブデン合金としては、モリブデン（Ｍｏ）−ネオジム（Ｎｄ）が、アルミニウム合金としては、アルミニウム（Ａｌ）−ネオジム（Ｎｄ）、アルミニウム（Ａｌ）−チタン（Ｔｉ）が、銀合金としては、銀（Ａｇ）−パラジウム（Ｐｄ）−銅（Ｃｕ）、銀（Ａｇ）−パラジウム（Ｐｄ）、銀（Ａｇ）−銅（Ｃｕ）−金（Ａｕ）、銀（Ａｇ）−ルテニウム（Ｒｕ）−銅（Ｃｕ）、銀（Ａｇ）−ルテニウム（Ｒｕ）−金（Ａｕ）合金が好ましい。尚、これらの金属薄膜は、Ｍｏ−Ｎｄ／Ａｌ−Ｎｄ／Ｍｏ−Ｎｄ積層膜やＭｏ／Ａｌ積層膜のように適宜積層膜として用いてもよい。
【００３０】
Ｍｏとの選択比を求めるために使用するエッチング液組成物のりん酸、硝酸及び酢酸の組成比は、りん酸の濃度が、好ましくは５０．０〜９５．０重量％、さらに好ましくは５０．０〜８５．０重量％、硝酸の濃度が、好ましくは１．０〜４．０重量％、さらに好ましくは２．０〜３．０重量％、酢酸の濃度が、好ましくは３．０〜３５．０重量％、さらに好ましくは５．０〜３３．０重量％である。尚、りん酸、硝酸及び酢酸の他に水や添加剤（界面活性剤等）を含んでいてもよい。
【００３１】
りん酸、硝酸、酢酸の濃度が、上記範囲内であれば、サイドエッチングが抑制され、かつエッチング残渣、エッチングむらが生ずることがなく、好ましい。上述のりん酸、硝酸、酢酸の組成は、積層膜に応じて適宜変更し、最適化を行っても構わない。
【００３２】
また、Ｍｏとの選択比を求めるために使用するエッチング液組成物には、エッチングを行なう薄膜表面に対するぬれ性を改善するため、さらに界面活性剤を含んでもよい。界面活性剤は、アニオン系又はノニオン系が好ましく、さらに好ましくはアニオン系界面活性剤である。
【００３３】
アニオン系界面活性剤としては、フッ素系界面活性剤としてフタージェント１１０（株式会社ネオス）、ＥＦ−１０４（三菱マテリアル株式会社）、非フッ素系界面活性剤としてパーソフトＳＦ−Ｔ（日本油脂株式会社）、等が挙げられる。また、ノニオン系界面活性剤としては、フッ素系界面活性剤としてＥＦ−１２２Ａ（三菱マテリアル株式会社）、非フッ素系界面活性剤としてフタージェント２５０（株式会社ネオス）、等が挙げられる。
エッチング条件としての温度範囲は３５〜４５℃が好ましい。
【００３４】
エッチング液組成物に使用する薬品は、りん酸、硝酸、及び酢酸であり、一般に半導体用薬品として広く用いられており、高純度な製品が安価で容易に入手できるものである。そのため、薬液中の不純物によるデバイスの汚染の心配もなく、なおかつ、低コストというメリットがある。
【００３５】
尚、短波長の透過率を向上させたり、光電流を減らしたい場合は、Ｇａの原子比を下記式の範囲とすることが好ましい。
０．３６≦Ｇａ／（Ｉｎ＋Ｇａ＋Ｚｎ）
また、移動度を向上させたり、成膜時の酸素分圧による変動を減少させたい場合には、Ｇａの原子比を下記式の範囲とすることが好ましい。
０．３６＞Ｇａ／（Ｉｎ＋Ｇａ＋Ｚｎ）
【００３６】
スパッタリングターゲットを構成する酸化物焼結体に含まれる各元素の原子比は、誘導結合プラズマ発光分析装置（ＩＣＰ−ＡＥＳ）により含有元素を定量分析して求めることができる。
【００３７】
具体的には、ＩＣＰ−ＡＥＳを用いた分析では、溶液試料をネブライザーで霧状にして、アルゴンプラズマ（約６０００〜８０００℃）に導入すると、試料中の元素は熱エネルギーを吸収して励起され、軌道電子が基底状態から高いエネルギー準位の軌道に移る。この軌道電子は１０−７〜１０−８秒程度で、より低いエネルギー準位の軌道に移る。この際にエネルギーの差を光として放射し発光する。この光は元素固有の波長（スペクトル線）を示すため、スペクトル線の有無により元素の存在を確認できる（定性分析）。
【００３８】
また、それぞれのスペクトル線の大きさ（発光強度）は試料中の原子数に比例するため、既知濃度の標準液と比較することで試料中における元素の濃度を求めることができる（定量分析）。
【００３９】
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。
【００４０】
別の態様として、本発明の酸化物焼結体は、前記Ｉｎ（インジウム）、Ｇａ（ガリウム）、Ｚｎ（亜鉛）及びＳｎ（錫）の原子比が下記式を満たすことが好ましい。
０．４０≦Ｉｎ／（Ｉｎ＋Ｇａ＋Ｚｎ＋Ｓｎ）≦０．６０
０．２０≦Ｇａ／（Ｉｎ＋Ｇａ＋Ｚｎ＋Ｓｎ）≦０．４０
０．１０≦Ｚｎ／（Ｉｎ＋Ｇａ＋Ｚｎ＋Ｓｎ）
Ｓｎ／（Ｉｎ＋Ｇａ＋Ｚｎ＋Ｓｎ）＜０．１０
０．０５≦Ｓｎ／Ｚｎ
【００４１】
各元素の原子比が上記式を満たす場合、既存のＩｎ，Ｇａ及びＺｎが原子比で４０：４０：２０、あるいは１：１：１のものに比べ、Ｍｏとのウェットエッチングの選択比が高い半導体膜が得られ、かつＩｎ，Ｇａ及びＺｎが原子比で４０：４０：２０、あるいは１：１：１のものに比べ、移動度が比較的高くＳ値が小さいＴＦＴが作製できる効果が得られる。
また、４０：４０：２０、あるいは１：１：１のものに比べ、移動度が比較的高くＳ値が小さいＴＦＴを作製するためには、ターゲットの組成（原子比）が下記式を満たすことがさらに好ましく、
Ｉｎ／（Ｉｎ＋Ｇａ）＞０．５０
下記式を満たすことが特に好ましい。
Ｉｎ／（Ｉｎ＋Ｇａ）＞０．５５
【００４２】
また、さらに別の態様として、本発明の酸化物焼結体は、前記Ｉｎ（インジウム）、Ｇａ（ガリウム）、Ｚｎ（亜鉛）及びＳｎ（錫）の原子比が下記式を満たすことが好ましい。
０．４０≦Ｉｎ／（Ｉｎ＋Ｇａ＋Ｚｎ＋Ｓｎ）≦０．５０
０．３０≦Ｇａ／（Ｉｎ＋Ｇａ＋Ｚｎ＋Ｓｎ）≦０．４０
０．１５≦Ｚｎ／（Ｉｎ＋Ｇａ＋Ｚｎ＋Ｓｎ）
Ｓｎ／（Ｉｎ＋Ｇａ＋Ｚｎ＋Ｓｎ）≦０．０８
０．１０≦Ｓｎ／Ｚｎ
【００４３】
各元素の原子比が上記式を満たす場合、既存のＩｎ，Ｇａ及びＺｎが原子比で４０：４０：２０、あるいは１：１：１のものに比べ、熱処理を行わなくともＭｏとのウェットエッチングの選択比が十分高い半導体膜が得られ、かつＩｎ，Ｇａ及びＺｎが原子比で４０：４０：２０、あるいは１：１：１のものに比べ、移動度が高いＴＦＴが作製できる効果が得られる。
【００４４】
本発明のスパッタリングターゲットを構成する酸化物焼結体には、本発明の効果を損なわない範囲で、Ｉｎ、Ｇａ、Ｚｎ及びＳｎ以外の他の金属元素、例えば、Ａｌ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｔｉ、Ｃｕ等を含有していてもよい。
また、本発明のスパッタリングターゲットを構成する酸化物焼結体に含有される金属元素は、実質的にＩｎ、Ｇａ、Ｚｎ及びＳｎのみであってもよい。尚、「実質的に」とは、原料や製造工程等により不可避的に含まれる不純物等以外の元素を含まないことを意味する。
尚、不可避的に含まれる不純物等以外の元素を含まないとターゲット製造の品質管理において管理が容易になるという利点がある。
【００４５】
本発明の酸化物焼結体は、Ｉｎ２Ｇａ２ＺｎＯ７で表されるホモロガス構造化合物又はＩｎＧａＺｎＯ４で表されるホモロガス構造化合物を含むことが好ましい。
Ｉｎ２Ｇａ２ＺｎＯ７で表されるホモロガス構造化合物又はＩｎＧａＺｎＯ４で表されるホモロガス構造化合物を含んでいることにより、還元雰囲気での熱処理で比抵抗が下げられるという効果が得られる。
【００４６】
Ｉｎ２Ｇａ２ＺｎＯ７又はＩｎＧａＺｎＯ４で表される結晶構造は、「六方晶層状化合物」又は「ホモロガス相の結晶構造」と呼ばれ、異なる物質の結晶層を何層か重ね合わせた長周期を有する「自然超格子」構造から成る。結晶周期又は各薄膜層の厚さが、ナノメーター程度である場合、これら各層の化学組成や層の厚さの組み合わせによって、単一の物質又は各層を均一に混ぜ合わせた混晶の性質とは異なる固有の特性が得られる。そして、ホモロガス相の結晶構造は、例えばターゲットを粉砕したパウダー又は切削した片から測定したＸ線回折パターンが、組成比から想定されるホモロガス相の結晶構造Ｘ線回折パターンと一致することから確認できる。具体的には、ＪＣＰＤＳ（Ｊｏｉｎｔ Ｃｏｍｍｉｔｔｅｅ ｏｆ Ｐｏｗｄｅｒ Ｄｉｆｆｒａｃｔｉｏｎ Ｓｔａｎｄａｒｄｓ）カードから得られるホモロガス相の結晶構造Ｘ線回折パターンと一致することから確認することができる。
【００４７】
Ｘ線回折の測定条件は、例えば以下の通りである。
装置：（株）リガク製Ｕｌｔｉｍａ−ＩＩＩ
Ｘ線：Ｃｕ−Ｋα線（波長１．５４０６Å、グラファイトモノクロメータにて単色化）
２θ−θ反射法、連続スキャン（１．０°／分）
サンプリング間隔：０．０２°
スリット ＤＳ、ＳＳ：２／３°、ＲＳ：０．６ｍｍ
【００４８】
結晶構造Ｘ線回折パターンで構造が判断されれば、酸素が過剰であっても不足（酸素欠損）であっても構わない（化学量論比通りでもよいし、ずれていてもよい）が、酸素欠損を持っていることが好ましい。酸素が過剰であるとターゲットとした時抵抗が高くなりすぎるおそれがある。
【００４９】
本発明の酸化物焼結体に含まれる各元素の原子比は、誘導結合プラズマ発光分析装置（ＩＣＰ−ＡＥＳ）により含有元素を定量分析して求めることができる。
具体的に、ＩＣＰ−ＡＥＳを用いた分析では、溶液試料をネブライザーで霧状にして、アルゴンプラズマ（約６０００〜８０００℃）に導入すると、試料中の元素は熱エネルギーを吸収して励起され、軌道電子が基底状態から高いエネルギー準位の軌道に移る。この軌道電子は１０−７〜１０−８秒程度で、より低いエネルギー準位の軌道に移る。この際にエネルギーの差を光として放射し発光する。この光は元素固有の波長（スペクトル線）を示すため、スペクトル線の有無により元素の存在を確認できる（定性分析）。
【００５０】
また、別の様態として、本発明の酸化物焼結体は、Ｉｎ２Ｏ３で表されるビックスバイト構造化合物を含んでいることが好ましい。
Ｉｎ２Ｏ３で表されるビックスバイト構造化合物を含んでいることにより、不活性雰囲気下での熱処理等の還元処理を行わなくとも比抵抗の低いターゲットの製造が期待できる。また、Ｓｎを含有した際の比抵抗の低下が効率的に行えることが期待できる。
【００５１】
さらに、別の態様として、本発明の酸化物焼結体は、ＺｎＧａ２Ｏ４で表されるスピネル構造化合物とＩｎ２Ｏ３で表されるビックスバイト構造化合物とを含むことが好ましい。
Ｉｎ２Ｏ３で表されるビックスバイト構造化合物を含んでいることにより、還元雰囲気での熱処理を行わなくとも比抵抗が下げられるという効果が得られる。また、Ｓｎを含有させた際の比抵抗を効率的に低下させられることが期待できる。また、ＺｎＧａ２Ｏ４で表されるスピネル構造化合物を含んでいることで比較的低い温度で焼結して作製しても相対密度を上げやすいという利点や高抵抗の化合物であるＧａ２Ｏ３の生成を抑制するという利点がある。
【００５２】
本発明の酸化物焼結体の相対密度は、通常９０％以上であり、好ましくは９４％以上、より好ましくは９６％以上、特に好ましくは９８％以上である。酸化物焼結体の相対密度が向上すると、異常放電が減少する、成膜速度が向上する等の効果が期待できる。
【００５３】
本発明の酸化物焼結体の抵抗は、通常２０ｍΩｃｍ以下であり、好ましくは１０ｍΩｃｍ以下、より好ましくは５ｍΩｃｍ以下、特に好ましくは４ｍΩ以下である。抵抗が２０ｍΩｃｍ以下であると、ターゲットが割れる危険性が少ない。
【００５４】
本発明の酸化物結晶の粒径は、それぞれ通常２００μｍ以下であり、２０μｍ以下が好ましく、１０μｍ以下がさらに好ましく、５μｍ以下が特に好ましい。酸化物結晶の粒径は電子プローブマイクロアナライザ（ＥＰＭＡ）で測定した平均粒径である。粒径に下限はないが、通常０．１μｍ以上である。粒径は、例えば、原料である各酸化物の粉体の配合比や原料粉体の粒径、純度、昇温時間、焼結温度、焼結時間、焼結雰囲気、降温時間を調整することにより制御できる。粒径が２００μｍより大きいとスパッタ時にノジュールが発生するおそれがある。また、ターゲット表面に凹凸が発生し、成膜時の異常放電の原因となりやすい。
【００５５】
本発明の酸化物焼結体においては、電子プローブマイクロアナライザ（ＥＰＭＡ）にて観測したＳｎ（錫）原子の凝集体の平均径が５μｍ以下であることが好ましい。
Ｓｎ（錫）原子の凝集体の平均径が５μｍ以下であることにより、異常放電の発生頻度を抑制する効果が得られる。
【００５６】
本発明のスパッタリングターゲット（以下、本発明のターゲットという）は、前記本発明の酸化物焼結体からなることを特徴とする。
【００５７】
本発明のターゲットは、薄膜トランジスタ以外の半導体素子の作製や透明導電膜等の酸化膜の作製に用いることができる。
本発明のターゲットによれば、長期に渡る成膜を行った際も、安定した特性を有する酸化物薄膜が得られる。
【００５８】
本発明の酸化物焼結体の製造方法は、１１００〜１６００℃で焼結する工程を含むことを特徴とする。
【００５９】
また、別の態様として、本発明の酸化物焼結体の製造方法は、１３５０〜１５４０℃で２〜４８時間焼結する工程を含むことを特徴とする。
上記条件で焼結を行うことにより、前記Ｉｎ２Ｇａ２ＺｎＯ７又はＩｎＧａＺｎＯ４で表される結晶構造を含む酸化物焼結体を得ることができる。
【００６０】
さらに別の態様として、本発明の酸化物焼結体の製造方法は、１１６０〜１３５０℃で４〜９６時間焼結する工程を含むことを特徴とする。
上記条件で焼結を行うことにより、前記ＺｎＧａ２Ｏ４で表されるスピネル構造化合物とＩｎ２Ｏ３で表されるビックスバイト構造化合物とを含む酸化物焼結体を得ることができる。
【００６１】
さらに別の態様として、本発明の酸化物焼結体の製造方法は、Ｓｎ（錫）を固溶した酸化インジウム粉体を原料の一部とした成形体を成形する工程を含むことを特徴とする。
ここで、Ｓｎ（錫）を固溶した酸化インジウム粉体としては、酸化インジウム粉と酸化錫粉を混合し仮焼・粉砕したものやＩＴＯから回収・リサイクルした酸化インジウム粉等が挙げられる。Ｓｎ（錫）を固溶した酸化インジウム粉体を含むことはＸＲＤで酸化インジウムの格子定数が変化していることから確認できる。
【００６２】
Ｓｎ（錫）の添加量が少ない場合は、いったん酸化錫と酸化インジウムの仮焼粉末又は化合物粉末を作り原料としたり、ＩＴＯターゲットからの回収等により錫を含有した酸化インジウム粉末等を原料とすると、錫の分散が容易になり好ましい。
【００６３】
以下、本発明の酸化物焼結体の製造方法を工程毎に説明する。
（１）配合工程
配合工程は、酸化物焼結体の原料である金属酸化物を混合する工程である。
原料としては、インジウム化合物の粉末、ガリウム化合物の粉末、亜鉛化合物の粉末、錫酸化物の粉末等の粉末を用いる。
【００６４】
インジウムの化合物としては、例えば、酸化インジウム、水酸化インジウム等が挙げられる。ガリウムの化合物としては、例えば、酸化ガリウム、水酸化ガリウム等が挙げられる。亜鉛の化合物としては、例えば、酸化亜鉛、水酸化亜鉛等が挙げられる。錫の化合物としては、例えば、酸化錫、水酸化錫等が挙げられる。各々の化合物として、焼結のしやすさ、副生成物の残存のし難さから、酸化物が好ましい。
【００６５】
また、原料の純度は、通常２Ｎ（９９質量％）以上、好ましくは３Ｎ（９９．９質量％）以上、特に好ましくは４Ｎ（９９．９９質量％）以上である。純度が２Ｎより低いと耐久性が低下する、液晶側に不純物が入り、焼き付けが起こるおそれがある。
【００６６】
原料の一部として金属亜鉛（亜鉛末）を用いることが好ましい。原料の一部に亜鉛末を用いるとホワイトスポットの生成を低減することができる。
尚、一旦、複合酸化物を合成して原料としてもよい。また、ＩＴＯ（酸化インジウム−酸化錫）ターゲットのリサイクル原料を原料すると、錫の分散がよくなり好ましい。
【００６７】
また、複合酸化物を合成し原料とする例として、ＺｎＧａ２Ｏ４で表されるスピネル構造化合物とＩｎ２Ｏ３で表されるビックスバイト構造化合物とを含む酸化物焼結体を得たい場合は、別途合成したＺｎＧａ２Ｏ４で表されるスピネル構造化合物と、別途合成したＳｎを含有するＩｎ２Ｏ３で表されるビックスバイト構造化合物とを原料とすると所望の結晶構造が均一に得られて好ましい。
【００６８】
金属酸化物等の酸化物焼結体の製造に用いる原料を混合し、通常の混合粉砕機、例えば、湿式ボールミルやビーズミル又は超音波装置を用いて、均一に混合・粉砕することが好ましい。
【００６９】
（２）仮焼工程
仮焼工程は、酸化物焼結体の原料である化合物の混合物を得た後、この混合物を仮焼する、必要に応じて設けられる工程である。
仮焼を行うと、密度を上げることが容易になり好ましいが、コストアップになるおそれがある。そのため、仮焼を行わずに密度を上げられることがより好ましい。
【００７０】
仮焼工程においては、５００〜１２００℃で、１〜１００時間の条件で金属酸化物の混合物を熱処理することが好ましい。５００℃未満又は１時間未満の熱処理条件では、インジウム化合物や亜鉛化合物、錫化合物の熱分解が不十分となる場合がある。一方、熱処理条件が、１２００℃を超えた場合又は１００時間を超えた場合には、粒子の粗大化が起こるおそれがあるためである。
従って、特に好ましいのは、８００〜１２００℃の温度範囲で、２〜５０時間の条件で、熱処理（仮焼）することである。
尚、ここで得られた仮焼物は、下記の成形工程の前に粉砕するのが好ましい。
また、仮焼を前述の複合酸化物の合成方法として利用することもできる。
【００７１】
（３）成形工程
成形工程は、金属酸化物の混合物（上記仮焼工程を設けた場合には仮焼物）を加圧成形して成形体とする工程である。この工程により、ターゲットとして好適な形状に成形する。仮焼工程を設けた場合には得られた仮焼物の微粉末を造粒した後、プレス成形により所望の形状に成形することができる。
本工程で用いることができる成形方法としては、例えば、金型成形、鋳込み成形、射出成形等が挙げられるが、焼結密度の高い焼結体（ターゲット）を得るためには、冷間静水圧（ＣＩＰ）、熱間静水圧（ＨＩＰ）等が好ましい。
【００７２】
また、プレス成形（一軸プレス）後に、冷間静水圧（ＣＩＰ）、熱間静水圧（ＨＩＰ）等を行い２段階以上の成形工程を設けてもよい。
ＣＩＰ（冷間静水圧、あるいは静水圧加圧装置）を用いる場合、面圧８００〜３０００ｋｇｆ／ｃｍ２で０．５〜２０分保持することが好ましい。また、面圧が８００ｋｇｆ／ｃｍ２以下であると、焼結後の密度が上がらないあるいは抵抗が高くなるおそれがある。面圧３０００ｋｇｆ／ｃｍ２以上であると装置が大きくなりすぎ不経済となるおそれがある。保持時間が０．５分以下であると焼結後の密度が上がらないあるいは抵抗が高くなるおそれがある。２０分以上であると時間が掛かりすぎ不経済となるおそれがある。
尚、成形処理に際しては、ポリビニルアルコールやメチルセルロース、ポリワックス、オレイン酸等の成形助剤を用いてもよい。
【００７３】
（４）焼結工程
焼結工程は、上記成形工程で得られた成形体を焼結する工程である。
焼結は、熱間静水圧（ＨＩＰ）焼結等によって行うことができる。
この場合の焼結条件としては、通常は酸素ガス雰囲気又は酸素ガス加圧下に、通常１１００〜１６００℃、好ましくは１２００〜１４５０℃において、通常３０分〜３６０時間、好ましくは８〜１８０時間、より好ましくは１２〜９６時間焼結する。焼結温度が１１００℃未満であると、ターゲットの密度が上がり難くなったり、焼結に時間がかかり過ぎるおそれがあり、１６００℃を超えると成分の気化により、組成がずれたり、炉を傷めたりするおそれがある。本発明では、１４５０℃以下の低温でも高温で焼結したものと同等以上のターゲットが得られるため、組成ずれや炉を傷める危険性がより少ない。
【００７４】
また、Ｉｎ：Ｇａ：Ｚｎ＝０．４：０．４：０．２付近の組成において、焼結温度によって結晶型を作り分けることができる。
ＺｎＧａ２Ｏ４で表されるスピネル構造化合物とＩｎ２Ｏ３で表されるビックスバイト構造化合物とを含む酸化物焼結体を得たい場合は、１１６０〜１３５０℃で焼結することが好ましく、１２００〜１３４０℃で焼結することがより好ましい。
Ｉｎ２Ｇａ２ＺｎＯ７又はＩｎＧａＺｎＯ４で表される結晶構造を含む酸化物焼結体を得たい場合は、１３５０〜１５４０℃で焼結することが好ましく、１４００〜１５２０℃で焼結することがより好ましい。
【００７５】
また、焼結時間が３０分未満であると、ターゲットの密度が上がり難く、３６０時間より長いと、製造時間がかかり過ぎコストが高くなるため、実用上採用できない。
【００７６】
一方、粉末混合物からなる成形体を、酸素ガスを含有しない雰囲気で焼結したり、１６００℃を超える温度において焼結したりすると、得られるターゲットの密度を十分に向上させることができず、スパッタリング時の異常放電の発生を十分に抑制できなくなる場合がある。
【００７７】
また、焼結時の昇温速度は、通常８℃／分以下、好ましくは４℃／分以下、より好ましくは２℃／分以下、さらに好ましくは１℃／分以下、特に好ましくは０．７℃／分以下である。また、通常０．３℃／分以上である。８℃／分以下であると、本発明において好ましい結晶型が得られやすい。また、降温時にクラックが発生しにくい。通常０．３℃／分未満であると、焼結時間が掛かりすぎる。
【００７８】
また、焼結時の降温速度は、通常４℃／分以下、好ましくは２℃／分以下、より好ましくは１℃／分以下、さらに好ましくは０．８℃／分以下、特に好ましくは０．５℃／分以下である。また、通常０．２℃／分以上である。４℃／分以下であると、本発明において好ましい結晶型が得られやすい。また、降温時にクラックが発生しにくい。通常０．２℃／分未満であると、焼結時間が掛かりすぎる。
【００７９】
（５）還元工程
還元工程は、上記焼結工程で得られた焼結体のバルク抵抗を、ターゲット全体として均一化するために還元処理を行う、必要に応じて設けられる工程である。
本工程で適用することができる還元方法としては、例えば、還元性ガスによる方法や真空焼成又は不活性ガスによる還元等が挙げられる。
還元性ガスによる還元処理の場合、水素、メタン、一酸化炭素や、これらのガスと酸素との混合ガス等を用いることができる。
不活性ガス中での焼成による還元処理の場合、窒素、アルゴンや、これらのガスと酸素との混合ガス等を用いることができる。
尚、還元処理時の温度は、通常１００〜８００℃、好ましくは２００〜８００℃である。また、還元処理の時間は、通常０．０１〜１０時間、好ましくは０．０５〜５時間である。
ただし、還元処理を行うと手間が係り、かつターゲットが割れる等のトラブルが発生するおそれがあり、還元処理を行わず低抵抗化できる方が好ましい。
【００８０】
（６）加工工程
加工工程は、上記のようにして焼結して得られた焼結体を、さらにスパッタリング装置への装着に適した形状に切削加工し、またバッキングプレート等の装着用治具を取り付けるための、必要に応じて設けられる工程である。
酸化物焼結体をターゲット素材とするには、該焼結体を、例えば、平面研削盤で研削して表面粗さＲａが５μｍ以下の素材とする。ここで、さらにターゲット素材のスパッタ面に鏡面加工を施して、平均表面粗さＲａが１０００オングストローム以下としてもよい。この鏡面加工（研磨）は機械的な研磨、化学研磨、メカノケミカル研磨（機械的な研磨と化学研磨の併用）等の、公知の研磨技術を用いることができる。例えば、固定砥粒ポリッシャー（ポリッシュ液：水）で＃２０００以上にポリッシングしたり、又は遊離砥粒ラップ（研磨材：ＳｉＣペースト等）にてラッピング後、研磨材をダイヤモンドペーストに換えてラッピングすることによって得ることができる。このような研磨方法には特に制限はない。
【００８１】
ターゲット素材の表面は２００〜１０，０００番のダイヤモンド砥石により仕上げを行うことが好ましく、４００〜５，０００番のダイヤモンド砥石により仕上げを行うことが特に好ましい。２００番より小さい、又は１０，０００番より大きいダイヤモンド砥石を使用するとターゲット素材が割れやすくなるおそれがある。
【００８２】
ターゲット素材の表面粗さＲａが０．５μｍ以下であり、方向性のない研削面を備えていることが好ましい。Ｒａが０．５μｍより大きかったり、研磨面に方向性があると、異常放電が起きたり、パーティクルが発生するおそれがある。
【００８３】
次に、得られたターゲット素材を清浄処理する。清浄処理にはエアーブロー又は流水洗浄等を使用できる。エアーブローで異物を除去する際には、ノズルの向い側から集塵機で吸気を行なうとより有効に除去できる。尚、以上のエアーブローや流水洗浄では限界があるので、さらに超音波洗浄等を行なうこともできる。この超音波洗浄は周波数２５〜３００ＫＨｚの間で多重発振させて行なう方法が有効である。例えば周波数２５〜３００ＫＨｚの間で、２５ＫＨｚ刻みに１２種類の周波数を多重発振させて超音波洗浄を行なうのが良い。
【００８４】
ターゲット素材の厚みは通常２〜２０ｍｍ、好ましくは３〜１２ｍｍ、特に好ましくは４〜６ｍｍである。
【００８５】
上記のようにして得られたターゲット素材をバッキングプレートへボンディングすることによって本発明の酸化物焼結体からなるスパッタリングターゲットを得ることができる。また、複数のターゲット素材を一つのバッキングプレートに取り付け、実質一つのターゲットとしてもよい。
【００８６】
本発明の酸化物薄膜は、Ｉｎ（インジウム）、Ｚｎ（亜鉛）、Ｇａ（ガリウム）及びＳｎ（錫）の原子比が下記式を満たすことを特徴とする。
０．１０≦Ｉｎ／（Ｉｎ＋Ｇａ＋Ｚｎ）≦０．８５
０．０５≦Ｇａ／（Ｉｎ＋Ｇａ＋Ｚｎ）≦０．５０
０．１０≦Ｚｎ／（Ｉｎ＋Ｇａ＋Ｚｎ）≦０．８５
０．０１＜Ｓｎ／（Ｉｎ＋Ｇａ＋Ｚｎ＋Ｓｎ）＜０．１０
【００８７】
スパッタリングに用いるターゲットを構成する酸化物焼結体の元素の原子比と得られる酸化物薄膜を構成する元素の原子比はほぼ一致するため、上記原子比を有する酸化物薄膜は、上記本発明のスパッタリングターゲットを用いたスパッタリングによって得ることができる。
【００８８】
本発明の酸化物薄膜は、薄膜トランジスタのチャンネル層（半導体層）として有用である。
特に、本発明の酸化物薄膜を用いて作製されたバックチャンネルエッチ型の薄膜トランジスタパネルの面内均一性が良好になる。本発明の酸化物薄膜は、ウェットエッチングの際、ＭｏやＡｌ等の金属を含む金属薄膜との選択比が高いためである。Ｓｎが適量含まれていることにより、ソース電極・ドレイン電極をウェットエッチングする際に用いるウェットエッチング液（例えば、リン酸系ウェットエッチング液）に対しては耐性が高く、本発明の酸化物薄膜からなる半導体層が侵食され特性が劣化することが抑制されると同時に、別の酸系エッチング液（例えば、蓚酸）でのウェットエッチングが可能なためである。
【００８９】
本発明の薄膜トランジスタの製造方法は、
上記本発明のスパッタリングターゲットを用いてスパッタリングにより酸化物薄膜を成膜する工程、
前記酸化物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、
前記ウェットエッチングされた酸化物薄膜上に金属薄膜を成膜する工程、
前記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工程、
とを含むことを特徴とする。
【００９０】
酸化物薄膜を酸系エッチング液でウェットエッチング際の酸系ウェットエッチング液は、蓚酸系のものが好ましい。例えば、ＩＴＯ−０６Ｎ（関東化学（株）製）やＩＴＯ−０７Ｎ（関東化学（株）製）等を用いることができる。
【００９１】
金属薄膜をウェットエッチングするエッチング液は、経時変化の少ない酸系のものが好ましい。酸系のエッチング液としては、オキソ酸を含むものがより好ましい。オキソ酸としてはリン酸が好ましい。リン酸を含むエッチング液としては、例えばリン酸が２０〜９５ｗｔ％、硝酸０．５〜５ｗｔ％、酢酸３〜５０ｗｔ％の範囲にあるものが用いられる。
また、エッチング液には界面活性剤を含んでいることが好ましい。界面活性剤はアニオン系又はノニオン系が好ましい。界面活性剤を含んでいると、エッチング残渣を低減できる場合がある。
【００９２】
また、エッチングを行う際のエッチング液の温度は５〜８０℃が好ましく、２０〜５０℃がより好ましく、３０〜４５℃がより好ましい。
５℃以下であると、装置周りに結露が発生するおそれがあり、またエッチング速度が遅くなるおそれがある。８０℃以上であると、水分の揮発により濃度変化が起きる可能性があり、またＴＦＴの均一性が悪くなる（ばらつきが大きくなる）おそれがある。
【００９３】
以下、薄膜トランジスタの構成及び薄膜トランジスタの製造方法について説明する。
１．基板
特に制限はなく、本技術分野で公知のものを使用できる。例えば、ケイ酸アルカリ系ガラス、無アルカリガラス、石英ガラス等のガラス基板、シリコン基板、アクリル、ポリカーボネート、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）等の樹脂基板、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリアミド等の高分子フィルム基材等が使用できる。
【００９４】
２．半導体層
上述したように、本発明のスパッタリングターゲットを用いてスパッタリングすることによって得られる酸化物薄膜を使用する。半導体層は非晶質膜であることが好ましい。非晶質膜であることにより、絶縁膜や保護層との密着性が改善でき、大面積でも均一なトランジスタ特性が容易に得られることとなる。ここで、半導体層が非晶質膜であるか否かは、Ｘ線結晶構造解析により確認できる。明確なピークが観測されない場合が非晶質である。
【００９５】
３．保護層
保護層を形成する材料には特に制限はない。本発明の効果が損なわれない範囲で一般に用いられているものを任意に選択できる。例えば、ＳｉＯ２，ＳｉＮｘ，Ａｌ２Ｏ３，Ｔａ２Ｏ５，ＴｉＯ２，ＭｇＯ，ＺｒＯ２，ＣｅＯ２，Ｋ２Ｏ，Ｌｉ２Ｏ，Ｎａ２Ｏ，Ｒｂ２Ｏ，Ｓｃ２Ｏ３，Ｙ２Ｏ３，Ｈｆ２Ｏ３，ＣａＨｆＯ３，ＰｂＴｉ３，ＢａＴａ２Ｏ６，ＳｒＴｉＯ３，ＡｌＮ等を用いることができる。これらのなかでも、ＳｉＯ２，ＳｉＮｘ，Ａｌ２Ｏ３，Ｙ２Ｏ３，Ｈｆ２Ｏ３，ＣａＨｆＯ３を用いるのが好ましく、より好ましくはＳｉＯ２，ＳｉＮｘ，Ｙ２Ｏ３，Ｈｆ２Ｏ３，ＣａＨｆＯ３であり、特に好ましくはＳｉＯ２，Ｙ２Ｏ３，Ｈｆ２Ｏ３，ＣａＨｆＯ３等の酸化物である。これらの酸化物の酸素数は、必ずしも化学量論比と一致していなくともよい（例えば、ＳｉＯ２でもＳｉＯｘでもよい）。また、ＳｉＮｘは水素元素を含んでいてもよい。
保護膜は、異なる２層以上の絶縁膜を積層した構造でもよい。
【００９６】
４．ゲート絶縁膜
ゲート絶縁膜を形成する材料にも特に制限はなく、一般に用いられているものを任意に選択できる。例えば、ＳｉＯ２，ＳｉＮｘ，Ａｌ２Ｏ３，Ｔａ２Ｏ５，ＴｉＯ２，ＭｇＯ，ＺｒＯ２，ＣｅＯ２，Ｋ２Ｏ，Ｌｉ２Ｏ，Ｎａ２Ｏ，Ｒｂ２Ｏ，Ｓｃ２Ｏ３，Ｙ２Ｏ３，Ｈｆ２Ｏ３，ＣａＨｆＯ３，ＰｂＴｉ３，ＢａＴａ２Ｏ６，ＳｒＴｉＯ３，ＡｌＮ等を用いることができる。これらのなかでも、ＳｉＯ２，ＳｉＮｘ，Ａｌ２Ｏ３，Ｙ２Ｏ３，Ｈｆ２Ｏ３，ＣａＨｆＯ３を用いるのが好ましく、より好ましくはＳｉＯ２，ＳｉＮｘ，Ｙ２Ｏ３，Ｈｆ２Ｏ３，ＣａＨｆＯ３である。これらの酸化物の酸素数は、必ずしも化学量論比と一致していなくともよい（例えば、ＳｉＯ２でもＳｉＯｘでもよい）。また、ＳｉＮｘは水素元素を含んでいてもよい。
【００９７】
ゲート絶縁膜は、異なる２層以上の絶縁膜を積層した構造でもよい。また、ゲート絶縁膜は、結晶質、多結晶質、非晶質のいずれであってもよいが、工業的に製造しやすい多結晶質又は非晶質であるのが好ましい。
また、ゲート絶縁膜としては、ポリ（４−ビニルフェノール）（ＰＶＰ）、パリレン等の有機絶縁膜を用いてもよい。さらに、ゲート絶縁膜は無機絶縁膜及び有機絶縁膜の２層以上の積層構造を有してもよい。
【００９８】
ゲート絶縁層の成膜はスパッタ法でもよいが、ＴＥＯＳ−ＣＶＤ法やＰＥＣＶＤ法等のＣＶＤ法で形成することが好ましい。スパッタ法ではオフ電流が高くなるおそれがある。
【００９９】
５．電極
ゲート電極、ソ−ス電極及びドレイン電極の各電極を形成する材料には特に制限はなく、一般に用いられているものを任意に選択することができる。
例えば、インジウム錫酸化物（ＩＴＯ）、インジウム亜鉛酸化物、ＺｎＯ、ＳｎＯ２等の透明電極や、Ａｌ，Ａｇ，Ｃｒ，Ｎｉ，Ｍｏ，Ａｕ，Ｔｉ，Ｔａ、Ｃｕ等の金属電極、又はこれらを含む合金の金属電極、又はこれらの積層膜による電極を用いることができる。
【０１００】
本発明の半導体膜を用いバックチャンネルエッチ型の薄膜トランジスタを作製する際は、ＭｏあるいはＭｏ合金、ＡｌあるいはＡｌ合金、ＣｕあるいはＣｕ合金、インジウム亜鉛酸化物、インジウム錫酸化物（ＩＴＯ）がより好ましく、ＭｏあるいはＭｏ合金、ＡｌあるいはＡｌ合金、インジウム亜鉛酸化物が特に好ましい。
【０１０１】
薄膜トランジスタ（電界効果型トランジスタ）及び薄膜トランジスタパネルの製造において、薄膜トランジスタの各構成部材（層）は、本技術分野で公知の手法で形成できる。
具体的に、成膜方法としては、スプレー法、ディップ法、ＣＶＤ法等の化学的成膜方法、又はスパッタ法、真空蒸着法、イオンプレーティング法、パルスレーザーデポジション法等の物理的成膜方法を用いることができる。キャリア密度が制御し易く、膜質向上が容易であることから、物理的成膜方法を用いることが好ましい。より好ましくは生産性が高いことからスパッタ法を用いる。
形成した膜は、各種エッチング法によりパターニングできる。
【０１０２】
本発明の薄膜トランジスタでは、半導体層を、本発明の酸化物焼結体からなるターゲットを用い、ＤＣ又はＡＣスパッタリングにより成膜することが好ましい。ＤＣ又はＡＣスパッタリングを用いることにより、ＲＦスパッタリングの場合と比べて、成膜時のダメージを低減できる。このため、電界効果型トランジスタにおいて、移動度の向上等の効果が期待できる。
【０１０３】
また、本発明の薄膜トランジスタでは、半導体層と半導体の保護層を形成した後に、７０〜３５０℃で熱処理することが好ましい。７０℃より低いと得られるトランジスタの熱安定性や耐熱性が低下したり、移動度が低くなったり、Ｓ値が大きくなったり、閾値電圧が高くなるおそれがある。一方、３５０℃より高いと耐熱性のない基板が使用できなかったり、熱処理用の設備費用がかかるおそれがある。
熱処理は、不活性ガス中で酸素分圧が１０−３Ｐａ以下の環境下で行うか、又は半導体層を保護層で覆った後に行うことが好ましい。上記条件下であると再現性が向上する。
【０１０４】
本発明の薄膜トランジスタは、移動度が通常６ｃｍ２／Ｖｓ以上、９ｃｍ２／Ｖｓ以上であることが好ましく、１０ｃｍ２／Ｖｓ以上がより好ましく、１２ｃｍ２／Ｖｓ以上が特に好ましい。３ｃｍ２／Ｖｓより小さいと、スイッチング速度が遅くなり大画面高精細のディスプレイに用いることができないおそれがある。また、１０ｃｍ２／Ｖｓ以上であると、ドライバ回路等の周辺回路への適用が容易となる。
【０１０５】
Ｓ値は、通常０．５Ｖ／ｄｅｃ以下、０．４Ｖ／ｄｅｃ以下が好ましく、０．３Ｖ／ｄｅｃ以下がより好ましい。０．５Ｖ／ｄｅｃ以下であると消費電力が低減できる。尚、Ｓ値に下限は無いが、０．０６Ｖ／ｄｅｃが理論限界と言われており、通常０．０６Ｖ／ｄｅｃ以上である。
【０１０６】
オンオフ比は、１０６以上が好ましく、１０７以上がより好ましく、１０８以上が特に好ましい。
【０１０７】
本発明の薄膜トランジスタパネルは、上記本発明の薄膜トランジスタの製造方法により製造された薄膜トランジスタを有することを特徴とする。
本発明の薄膜トランジスタパネルは、バックチャンネルエッチ型であっても、大面積で均一なトランジスタ特性を示す薄膜トランジスタを有している。
【０１０８】
本発明の液晶ディスクパネルは、上記本発明の薄膜トランジスタの製造方法により製造された薄膜トランジスタを有することを特徴とする。
【０１０９】
大面積に移動度の高いＴＦＴを工程数の少ないバックチャンネルエッチ型で作製することができる。
【実施例】
【０１１０】
実施例１
（１）酸化物焼結体の作製
（ａ）原料
Ｉｎ２Ｏ３、純度４Ｎ（アジア物性材料（株））
Ｇａ２Ｏ３、純度４Ｎ（高純度化学（株））
ＺｎＯ、純度４Ｎ（高純度化学（株））
ＳｎＯ２、純度４Ｎ（高純度化学（株））
（ｂ）混合：上記原料をボールミルで２４時間混合後、自然乾燥した。
（ｃ）成形：
ＣＩＰ（静水圧加圧装置）を用い、面圧１８００ｋｇｆ／ｃｍ２にて１分保持した。
（ｄ）焼結：上記成形体を、電気炉を用い下記条件で焼結した。
昇温速度 ２．５℃／分
焼結温度 １４００℃
焼結時間 ２０時間
焼結雰囲気 大気下
降温時間（冷却速度） 自然冷却
（ｅ）後処理：還元条件下での熱処理は行わなかった。
（ｆ）加工：上記で得られた厚さ６ｍｍの焼結体を、厚さ５ｍｍ、直径２インチに研削・研磨した。
【０１１１】
（２）酸化物焼結体の評価
評価は下記の方法で行った。結果を表１−１に示す。
（ａ）相対密度
原料粉の密度から計算した理論密度とアルキメデス法で測定した焼結体の密度から下記式によって算出した。
相対密度（％）＝（アルキメデス法で測定した密度）÷（理論密度）×１００
【０１１２】
（ｂ）抵抗率
抵抗率計（三菱化学(株)製、ロレスタ）を使用し四探針法（ＪＩＳ Ｒ １６３７）に基づき抵抗率を測定し、１０箇所の平均値を抵抗率値とした。
【０１１３】
（ｃ）元素組成比（原子比）
誘導プラズマ発光分析装置（ＩＣＰ−ＡＥＳ）により測定した。
【０１１４】
（ｄ）焼結体中の化合物の結晶系
上記のようにして得られた焼結体からターゲット用焼結体を切り出した。ターゲット用焼結体の側辺をダイヤモンドカッターで切断して、表面を平面研削盤で研削して表面粗さＲａが５μｍ以下のターゲット素材とした。次に、表面をエアーブローし、さらに周波数２５〜３００ｋＨｚの間で２５ｋＨｚ刻みに１２種類の周波数を多重発振させて３分間超音波洗浄を行なった。直径４インチ、厚み５ｍｍの円形の焼結体（ターゲット素材）を得た。
この焼結体（ターゲット素材）の表面を下記のＸ線回折測定（ＸＲＤ）で測定し、焼結体中の化合物の結晶系を確認した。
【０１１５】
化合物の結晶系は、Ｘ線回折測定とＪＣＰＤＳカードにより求めた。結晶系とＪＣＰＤＳカードの対応は、以下の通りである。
Ｉｎ２Ｏ３：ＪＣＰＤＳカードＮｏ．０６−０４１６
ＺｎＧａ２Ｏ４：ＪＣＰＤＳカードＮｏ．３８−１２４０
ＩｎＧａＺｎＯ４：ＪＣＰＤＳカードＮｏ．３８−１１０４
Ｉｎ２Ｇａ２ＺｎＯ７：ＪＣＰＤＳカードＮｏ．３８−１０９７
尚、表１−１の化合物結晶系において、「その他」とは、帰属が特定できないピークが存在することを意味する。
また、表１−１中、「１」は含有量が一番多い成分、「２」は二番目に多い成分、「３」は三番目に多い成分を意味する。含有量は最大ピークのピーク高さで判断する。
【０１１６】
Ｘ線回折測定（ＸＲＤ）
・装置：（株）リガク製Ｕｌｔｉｍａ−ＩＩＩ
・Ｘ線：Ｃｕ−Ｋα線（波長１．５４０６Å、グラファイトモノクロメータにて単色化）
・２θ−θ反射法、連続スキャン（１．０°／分）
・サンプリング間隔：０．０２°
・スリット ＤＳ、ＳＳ：２／３°、ＲＳ：０．６ｍｍ
【０１１７】
（ｅ）Ｓｎ（錫）原子の凝集体の平均径（μｍ）
電子プローブマイクロアナライザ（ＥＰＭＡ）を用いたＳｎの分散ＭＡＰにより、平均径が５μｍ以下であることを確認した。ＥＰＭＡの測定条件は下記の通りである。
装置名：日本電子株式会社
ＪＸＡ−８２００
測定条件
加速電圧：１５ｋＶ
照射電流：５０ｎＡ
照射時間（１点当りの）：５０ｍＳ
【０１１８】
（３）ターゲットの作製
上記のようにして得られたターゲット素材をインジウム半田にて無酸素銅製のバッキングプレートにボンディングしてターゲットとした。ターゲットの表面粗さＲａは０．５μｍ以下であり、方向性のない研削面を備えていた。
【０１１９】
（４）薄膜トランジスタの作製
図１に示すバックチャンネルエッチ型薄膜トランジスタ（逆スタガ型薄膜トランジスタ）１を作製した。
基板１０として、３００×４００ｍｍ２のガラス基板（Ｃｏｒｎｉｎｇ １７３７）を用いた。まず、基板１０上にスパッタリング法によりＭｏ（モリブデン）を成膜し、フォトリソグラフィー法を用いて、ゲート電極１２を形成した。
ゲート電極１２及び基板１０上に、厚さ４５０ｎｍのＳｉＮＸ膜をＰＥＣＶＤ法により成膜し、ゲート絶縁層１４を形成した。
【０１２０】
続いて、ＲＦスパッタ法により、上記で作製したターゲットを使用してスパッタリング成膜後、フォトリソグラフィー法（蓚酸系のウェットエッチング液（ＩＴＯ−０６Ｎ（関東化学（株）を用いた）により厚さ７０ｎｍの半導体膜（チャネル層）１６を形成した。大気中２５０℃で熱処理を行った後、半導体膜（チャネル層）１６とゲート絶縁膜１４上にスパッタリング法によりＭｏ（モリブデン）を成膜し、約４０℃のリン酸系エッチング液（リン酸７３質量％、硝酸３質量％、酢酸７質量％、水１７％）を用いたウェットエッチングにより、ソース電極１８ａ及びドレイン電極１８ｂを形成した。ＰＥＣＶＤによりＳｉＯ２保護膜２０を成膜後、コンタクトホール２２を形成し外部電極２４ａ，２４ｂとのコンタクトをとった。
その後、大気中２５０℃で熱処理し、チャネル長が２０μｍで、チャネル幅が２０μｍのトランジスタ１を得た。
【０１２１】
（５）薄膜トランジスタの評価
薄膜トランジスタの評価は、以下のように実施した。結果を表１−１に示す。
【０１２２】
（ａ）移動度（電界効果移動度（μ））、Ｓ値及びオンオフ比
半導体パラメーターアナライザー（ケースレー社製、ケースレー４２００）を用い、室温、遮光環境下で測定した。
【０１２３】
（ｂ）ＴＦＴ特性の均一性（ばらつき）
ガラス基板上の５箇所（図２に図示）のＶｏｎ値の最大値と最小値の差をＴＦＴ特性の均一性（ばらつき）として評価した。
【０１２４】
（ｃ）ＴＦＴ特性の再現性
連続５バッチ分における第１バッチと第５バッチの平均電界効果移動度の比（第１バッチ／第５バッチ）を測定した。平均電界効果移動度の比を以下の基準で分類し、評価した。
Ａ：１．００以内
Ｂ：１．００を超え１．２０以内
Ｃ：１．２０を超え１．５０以内
Ｄ：１．５０超
【０１２５】
（６）薄膜の加工性
上記ターゲットを用いたスパッタリングによって得られた酸化物薄膜の加工性を次のように評価した。
修酸系エッチング液ＩＴＯ−０６Ｎ（関東化学(株)）を用い、３５℃でのエッチング速度を測定した。５０ｎｍ／分以上のものを「可」、２０ｎｍ／分以上５０ｎｍ／分未満のものを「困難」、２０ｎｍ／分未満のものを「不可」とした。結果を表１−１に示す。
尚、Ｘ線回折による解析で、得られた膜は非晶質であった。
【０１２６】
実施例２〜１６、及び比較例１〜８
表１−１及び１−２に示す条件で作製した酸化物焼結体からなるターゲットを用いた以外は実施例１と同様にして薄膜トランジスタを作製し、実施例１と同様の評価を行った。結果を表１−１及び１−２に示す。
【０１２７】
実施例１７〜２６
表２に示す条件で作製した酸化物焼結体からなるターゲットを用いた以外は実施例１と同様にして薄膜トランジスタを作製し、実施例１と同様の評価を行った。結果を表２に示す。
尚、ターゲットの焼結は、１０００℃で一旦保持時間を設ける２段階焼結で行った。
【０１２８】
表２中、Ｍｏとの選択比は、スパッタリングで２００ｎｍ成膜した膜を混酸（リン酸７３質量％、硝酸３質量％、酢酸７質量％、水１７％）でエッチングし、エッチング前後の膜厚の変化を測定し、下記式で求めた。
Ｍｏとの選択比＝Ｍｏのエッチング速度÷酸化物膜のエッチング速度
尚、熱処理温度は２８０℃、熱処理時間は１時間とした。
【０１２９】
【表１−１】
【０１３０】
【表１−２】
【０１３１】
【表２】
【０１３２】
表１−１及び１−２の結果から、錫を適正量含んだターゲットを用いて作製した半導体膜を有するバックチャンネルエッチ型薄膜トランジスタは、ＴＦＴ特性のばらつきが小さくなっていることがわかる。これは、適正量の錫の添加により酸系エッチング液による浸食による半導体膜の劣化が抑えられたため、又は膜厚のばらつきが押さえられたためと推定される。
【０１３３】
表２の結果から、本発明の酸化物薄膜は、Ｍｏとの選択比が高く、酸化物薄膜上でのＭｏの加工が容易に精度よく行えることがわかる。また、従来のＩｎ：Ｇａ：Ｚｎ比が４０：４０：２０や１：１：１のもの（比較例１や比較例５）に比べ移動度が高くＳ値が小さいことがわかる。
【産業上の利用可能性】
【０１３４】
本発明の酸化物焼結体からなるスパッタリングターゲットによれば、バックチャンネルエッチ型であっても、大面積で均一なトランジスタ特性を示す薄膜トランジスタの作製が可能となる。大面積に移動度の高いＴＦＴを工程数の少ないバックチャンネルエッチ型で作製することができるため、産業経済上有用である。
本発明によれば、大面積で均一なトランジスタ特性を示す薄膜トランジスタパネルを提供できる。
【符号の説明】
【０１３５】
１ バックチャンネルエッチ型薄膜トランジスタ
１０ 基板
１２ ゲート電極
１４ ゲート絶縁膜
１６ 半導体膜（チャンネル層）
１８ａ ソース電極
１８ｂ ドレイン電極
２０ 保護膜
２２ コンタクトホール
２４ａ，２４ｂ 外部電極
【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｉｎ（インジウム）、Ｚｎ（亜鉛）、Ｇａ（ガリウム）及びＳｎ（錫）を含有し、
Ｓｎ（錫）の原子比が下記式を満たす酸化物焼結体。
０．０１＜Ｓｎ／（Ｉｎ＋Ｇａ＋Ｚｎ＋Ｓｎ）＜０．１０
【請求項２】
前記Ｉｎ（インジウム）、Ｚｎ（亜鉛）及びＧａ（ガリウム）の原子比が下記式を満たす、請求項１に記載の酸化物焼結体。
０．１０≦Ｉｎ／（Ｉｎ＋Ｇａ＋Ｚｎ）≦０．８５
０．０５≦Ｇａ／（Ｉｎ＋Ｇａ＋Ｚｎ）≦０．５０
０．１０≦Ｚｎ／（Ｉｎ＋Ｇａ＋Ｚｎ）≦０．８５
【請求項３】
前記Ｉｎ（インジウム）、Ｇａ（ガリウム）、Ｚｎ（亜鉛）及びＳｎ（錫）の原子比が下記式を満たす、請求項１に記載の酸化物焼結体。
０．４０≦Ｉｎ／（Ｉｎ＋Ｇａ＋Ｚｎ＋Ｓｎ）≦０．６０
０．２０≦Ｇａ／（Ｉｎ＋Ｇａ＋Ｚｎ＋Ｓｎ）≦０．４０
０．１０≦Ｚｎ／（Ｉｎ＋Ｇａ＋Ｚｎ＋Ｓｎ）
Ｓｎ／（Ｉｎ＋Ｇａ＋Ｚｎ＋Ｓｎ）＜０．１０
０．０５≦Ｓｎ／Ｚｎ
【請求項４】
前記Ｉｎ（インジウム）、Ｇａ（ガリウム）、Ｚｎ（亜鉛）及びＳｎ（錫）の原子比が下記式を満たす、請求項１に記載の酸化物焼結体。
０．４０≦Ｉｎ／（Ｉｎ＋Ｇａ＋Ｚｎ＋Ｓｎ）≦０．５０
０．３０≦Ｇａ／（Ｉｎ＋Ｇａ＋Ｚｎ＋Ｓｎ）≦０．４０
０．１５≦Ｚｎ／（Ｉｎ＋Ｇａ＋Ｚｎ＋Ｓｎ）
Ｓｎ／（Ｉｎ＋Ｇａ＋Ｚｎ＋Ｓｎ）≦０．０８
０．１０≦Ｓｎ／Ｚｎ
【請求項５】
Ｉｎ２Ｇａ２ＺｎＯ７で表されるホモロガス構造化合物又はＩｎＧａＺｎＯ４で表されるホモロガス構造化合物を含む、請求項１〜４のいずれか１項に記載の酸化物焼結体。
【請求項６】
Ｉｎ２Ｏ３で表されるビックスバイト構造化合物を含む、請求項１〜５のいずれか１項に記載の酸化物焼結体。
【請求項７】
ＺｎＧａ２Ｏ４で表されるスピネル構造化合物とＩｎ２Ｏ３で表されるビックスバイト構造化合物とを含む、請求項３又は４に記載の酸化物焼結体。
【請求項８】
電子プローブマイクロアナライザ（ＥＰＭＡ）にて観測したＳｎ（錫）原子の凝集体の平均径が５μｍ以下である、請求項１〜７のいずれか１項に記載の酸化物焼結体。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれか１項に記載の酸化物焼結体からなるスパッタリングターゲット。
【請求項１０】
１１００〜１６００℃で焼結する工程を含む、請求項１〜８のいずれか１項に記載の酸化物焼結体の製造方法。
【請求項１１】
１３５０〜１５４０℃で２〜４８時間焼結する工程を含む、請求項５に記載の酸化物焼結体の製造方法。
【請求項１２】
１１６０〜１３５０℃で４〜９６時間焼結する工程を含む、請求項７に記載の酸化物焼結体の製造方法。
【請求項１３】
Ｓｎ（錫）を固溶した酸化インジウム粉体を原料の一部とした成形体を成形する工程を含む請求項１〜８のいずれか１項に記載の酸化物焼結体の製造方法。
【請求項１４】
Ｉｎ（インジウム）、Ｚｎ（亜鉛）、Ｇａ（ガリウム）及びＳｎ（錫）の原子比が下記式を満たす酸化物薄膜。
０．１０≦Ｉｎ／（Ｉｎ＋Ｇａ＋Ｚｎ）≦０．８５
０．０５≦Ｇａ／（Ｉｎ＋Ｇａ＋Ｚｎ）≦０．５０
０．１０≦Ｚｎ／（Ｉｎ＋Ｇａ＋Ｚｎ）≦０．８５
０．０１＜Ｓｎ／（Ｉｎ＋Ｇａ＋Ｚｎ＋Ｓｎ）＜０．１０
【請求項１５】
請求項９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により酸化物薄膜を成膜する工程、
前記酸化物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、
前記ウェットエッチングされた酸化物薄膜上に金属薄膜を成膜する工程、
前記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工程、
とを含む薄膜トランジスタの製造方法。
【請求項１６】
請求項１５に記載の方法により製造された薄膜トランジスタを有する薄膜トランジスタパネル。
【請求項１７】
請求項１５に記載の方法により製造された薄膜トランジスタを有する液晶ディスプレイ用パネル。
【請求項１】
Ｉｎ（インジウム）、Ｚｎ（亜鉛）、Ｇａ（ガリウム）及びＳｎ（錫）を含有し、
Ｓｎ（錫）の原子比が下記式を満たす酸化物焼結体。
０．０１＜Ｓｎ／（Ｉｎ＋Ｇａ＋Ｚｎ＋Ｓｎ）＜０．１０
【請求項２】
前記Ｉｎ（インジウム）、Ｚｎ（亜鉛）及びＧａ（ガリウム）の原子比が下記式を満たす、請求項１に記載の酸化物焼結体。
０．１０≦Ｉｎ／（Ｉｎ＋Ｇａ＋Ｚｎ）≦０．８５
０．０５≦Ｇａ／（Ｉｎ＋Ｇａ＋Ｚｎ）≦０．５０
０．１０≦Ｚｎ／（Ｉｎ＋Ｇａ＋Ｚｎ）≦０．８５
【請求項３】
前記Ｉｎ（インジウム）、Ｇａ（ガリウム）、Ｚｎ（亜鉛）及びＳｎ（錫）の原子比が下記式を満たす、請求項１に記載の酸化物焼結体。
０．４０≦Ｉｎ／（Ｉｎ＋Ｇａ＋Ｚｎ＋Ｓｎ）≦０．６０
０．２０≦Ｇａ／（Ｉｎ＋Ｇａ＋Ｚｎ＋Ｓｎ）≦０．４０
０．１０≦Ｚｎ／（Ｉｎ＋Ｇａ＋Ｚｎ＋Ｓｎ）
Ｓｎ／（Ｉｎ＋Ｇａ＋Ｚｎ＋Ｓｎ）＜０．１０
０．０５≦Ｓｎ／Ｚｎ
【請求項４】
前記Ｉｎ（インジウム）、Ｇａ（ガリウム）、Ｚｎ（亜鉛）及びＳｎ（錫）の原子比が下記式を満たす、請求項１に記載の酸化物焼結体。
０．４０≦Ｉｎ／（Ｉｎ＋Ｇａ＋Ｚｎ＋Ｓｎ）≦０．５０
０．３０≦Ｇａ／（Ｉｎ＋Ｇａ＋Ｚｎ＋Ｓｎ）≦０．４０
０．１５≦Ｚｎ／（Ｉｎ＋Ｇａ＋Ｚｎ＋Ｓｎ）
Ｓｎ／（Ｉｎ＋Ｇａ＋Ｚｎ＋Ｓｎ）≦０．０８
０．１０≦Ｓｎ／Ｚｎ
【請求項５】
Ｉｎ２Ｇａ２ＺｎＯ７で表されるホモロガス構造化合物又はＩｎＧａＺｎＯ４で表されるホモロガス構造化合物を含む、請求項１〜４のいずれか１項に記載の酸化物焼結体。
【請求項６】
Ｉｎ２Ｏ３で表されるビックスバイト構造化合物を含む、請求項１〜５のいずれか１項に記載の酸化物焼結体。
【請求項７】
ＺｎＧａ２Ｏ４で表されるスピネル構造化合物とＩｎ２Ｏ３で表されるビックスバイト構造化合物とを含む、請求項３又は４に記載の酸化物焼結体。
【請求項８】
電子プローブマイクロアナライザ（ＥＰＭＡ）にて観測したＳｎ（錫）原子の凝集体の平均径が５μｍ以下である、請求項１〜７のいずれか１項に記載の酸化物焼結体。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれか１項に記載の酸化物焼結体からなるスパッタリングターゲット。
【請求項１０】
１１００〜１６００℃で焼結する工程を含む、請求項１〜８のいずれか１項に記載の酸化物焼結体の製造方法。
【請求項１１】
１３５０〜１５４０℃で２〜４８時間焼結する工程を含む、請求項５に記載の酸化物焼結体の製造方法。
【請求項１２】
１１６０〜１３５０℃で４〜９６時間焼結する工程を含む、請求項７に記載の酸化物焼結体の製造方法。
【請求項１３】
Ｓｎ（錫）を固溶した酸化インジウム粉体を原料の一部とした成形体を成形する工程を含む請求項１〜８のいずれか１項に記載の酸化物焼結体の製造方法。
【請求項１４】
Ｉｎ（インジウム）、Ｚｎ（亜鉛）、Ｇａ（ガリウム）及びＳｎ（錫）の原子比が下記式を満たす酸化物薄膜。
０．１０≦Ｉｎ／（Ｉｎ＋Ｇａ＋Ｚｎ）≦０．８５
０．０５≦Ｇａ／（Ｉｎ＋Ｇａ＋Ｚｎ）≦０．５０
０．１０≦Ｚｎ／（Ｉｎ＋Ｇａ＋Ｚｎ）≦０．８５
０．０１＜Ｓｎ／（Ｉｎ＋Ｇａ＋Ｚｎ＋Ｓｎ）＜０．１０
【請求項１５】
請求項９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により酸化物薄膜を成膜する工程、
前記酸化物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、
前記ウェットエッチングされた酸化物薄膜上に金属薄膜を成膜する工程、
前記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工程、
とを含む薄膜トランジスタの製造方法。
【請求項１６】
請求項１５に記載の方法により製造された薄膜トランジスタを有する薄膜トランジスタパネル。
【請求項１７】
請求項１５に記載の方法により製造された薄膜トランジスタを有する液晶ディスプレイ用パネル。
【図１】
【図２】
【図２】
【公開番号】特開２０１１−１０８８７３（Ｐ２０１１−１０８８７３Ａ）
【公開日】平成２３年６月２日（２０１１．６．２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−２６２７９９（Ｐ２００９−２６２７９９）
【出願日】平成２１年１１月１８日（２００９．１１．１８）
【出願人】（０００１８３６４６）出光興産株式会社 (2,069)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年６月２日（２０１１．６．２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年１１月１８日（２００９．１１．１８）
【出願人】（０００１８３６４６）出光興産株式会社 (2,069)
【Ｆターム（参考）】
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