氧化锌类的非晶质薄膜用溅射靶材及其制造方法技术

本发明专利技术公开了氧化锌类的非晶质薄膜用溅射靶材及其制造方法。本发明专利技术提供具有Ｉｎ↓［ｘ］Ｇａ↓［ｙ］Ａｌ↓［１－ｙ］Ｏ↓［３］（ＺｎＯ）↓［Ｔ］（ｘ＋ｙ＝１、ｘ∶ｙ＝１∶０．０１～１００、Ｔ＝０．１～５）组成的氧化锌类的非晶质薄膜用溅射靶材。由此，可以形成体积电阻率显示２０Ω.ｃｍ以下的值，可以进行ＤＣ溅射，Ｉｎ、Ｇａ、Ａｌ和Ｚｎ的凝聚体形成为１μｍ以下，可以抑制由异常放电所引起的不良问题，而且成膜时的载流子浓度显示１０↑［１６］～１０↑［１８］／ｃｍ↑［３］的值，具有１～１０ｃｍ↑［２］／Ｖ.ｓ值的电子迁移率的氧化锌类的非晶质薄膜。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及，更具体地说，涉及可以进行直流(Direct Current, DC )溅射的含有铟(In )、镓(Ga )、 铝(Al)和锌(Zn)的氧化锌类的非晶质薄膜用賊射靶材及其制造方法。
技术介绍
以往，作为薄膜晶体管(TFT)的沟道层，主要使用多晶硅膜或无定形 硅膜。但是，最近进行了使用载流子浓度和电子迁移率更优异的氧化锌形成 透明导电性氧化膜的研究。该氧化锌类的非晶质薄膜用溅射靶材用于使用氧 化物的TFT的制造中。TFT为以微细且薄的膜形状形成的小型放大管，为具有栅极、源极、漏 极的三端子器件。上述非晶质氧化膜基于半导体的特性，用作位于TFT的 源极和漏极之间的沟道。该沟道发挥在TFT工作时，通过向栅极端子施加 电压控制通过沟道的电流，在源极端子和漏极端子之间切换电流的功能。但是，氧化锌类的透明导电膜中，形成不是非晶质的多晶薄膜时，由于 多晶粒子界面的散射，电子迁移率受限，存在晶体管的开/关比增加的问题。 由此，最近进行形成氧化锌类的非晶质氧化物膜的研究。作为形成该氧化锌类的非晶质氧化物膜的方法，可以举出使多晶烧结体 为靶材的賊射法、脉冲激光沉积法、电子束蒸镀法等，但其中使用溅射法来 沉积氧化锌类的非晶质薄膜的溅射靶材的制造方法受到关注。对于薄膜的组成，在非单一成分的多成分体系下即使采用同一组成的溅 射靶材实施，其最终成分也不同。因此，溅射靶材的组成必须在对所要的薄 膜组成进行各种条件的研究之后进行确定。现有技术中，用于形成氧化锌类的非晶质薄膜的溅射靶材的特定元素产 生局部的浓缩化，成膜后难于得到薄膜组成的均质性，因此导致薄膜物性和 可靠性降低。因此，为了形成均勻的薄膜，要求通过控制溅射靶材制造工艺 的条件，形成原料物质以规定的组成比均匀分布的溅射靶材。
技术实现思路
本专利技术是为了改善上述问题而提出的，其目的在于提供一种氧化锌类非 晶质薄膜用溅射靶材，在成膜时非晶质薄膜显示出优异的载流子浓度和电子迁移率，从而可以进;f亍DC賊射。本专利技术的另 一 目的在于提供一 种制造氧化锌类的非晶质薄膜用溅射靶 材的方法，为了制造成膜时非晶质薄膜显示出优异的栽流子浓度和电子迁移 率，从而可以进行DC溅射的氧化锌类的非晶质薄膜用溅射靶材，使用湿法 研磨、喷雾干燥、挤压成型工序制造氧化锌类的非晶质薄膜用溅射靶材的方 法。为了达到上述目的、解决现有技术的问题，本专利技术提供氧化锌类的非晶 质薄膜用溅射靶材，其特征在于，溅射靶材具有InxGayAh-y03 ( ZnO) T (x+y=l、 x:y= 1:0.01 ~ 100、 T二0.1-5)的纟且成。此外,本专利技术提供氧化锌类的非晶质薄膜用溅射靶材的制造方法，其特 征在于，包括下述步骤向含有ln203、 Ga203、 A1203、 ZnO的原料物质中 添加分散剂，进行湿法研磨形成浆料；向上述浆料中添加粘结剂，进行喷雾 干燥形成颗粒粉末；将上述颗粒粉末挤压成型并烧结，形成具有InxGayAl卜 y03 (ZnO) t (x+y=l、 x:y = 1:0.01 ~ 100、 T=0.1~5)的组成的賊射靶材。本专利技术具有可以提供体积电阻率显示20acm以下的值、In、 Ga、 Al 和Zn的凝聚体形成为l)im以下、可以进行DC溅射的氧化锌类的非晶质薄 膜用溅射靶材的效果。本专利技术还具有可以形成成膜时的载流子浓度显示1016~ 10,cmM直、电 子迁移率具有1 ~ 10cm"V.s值的氧化锌类的非晶质薄膜的效果。附图说明图1为表示本专利技术实施方式的賊射靶材的制造方法的流程图。具体实施方式以下，参照附图对本专利技术的实施方式进行详细说明。 首先，对本专利技术实施方式的溅射靶材进行说明。本专利技术实施方式的溅射靶材具有InxGayAh-y03 (ZnO) T (x+y=l、 x:y =1:0.01 ~ 100、 TM).1 5)的组成，优选以InxGayAl！— y03 ( ZnO ) T ( x+y=l 、 x:y= 1:0.01 ~ 10、 T=0.1~5)的组成形成。多晶状态的氧化物、即烧结体的组成，由于在賊射这样的薄膜沉积工序 中有时根据沉积条件的控制会产生细微的变化，因此以上述提示的值控制溅 射靶材的In、 Ga、 Al、 Zn的组成比是重要的。在此，若考虑In、 Ga的价格，则T值越大越好。但是，若T值在一定 的范围外则由于ZnO的结晶性倾向增强而形成多晶，因此难于形成非晶质 膜。并且，多晶薄膜由于显示比半导体的特性更接近透明电极的物性，需要 在适当的范围内调节T值。但是，T值极小时，由于贵金属In和Ga占组成 的大部分，从成本方面考虑不优选。因此，本专利技术实施方式的'减射靶材中， 将T调节为0.1~5的值，但是并不将T值限定为特定的常数。本专利技术实施方式的溅射靶材通过调节In:Ga:Zn的比例，形成多晶氧化 物賊射靶材，使体积电阻率为数十Q.cm、优选为20Q'cm以下，/人而可以进 行DC濺射。此外，In、 Ga、 Al和Zn的凝聚体可以形成为lpm以下。射，可以得到氧化锌类的非晶质薄膜。这种非晶质薄膜显示1016-1018/cm3 的载流子浓度、1 ~ 10cm2/V.s值的电子迁移率，可以用作TFT的栅极绝缘膜的沟道层。图1为表示本专利技术实施方式的氧化锌类的非晶质薄膜用溅射靶材的制 造方法的流程图。参照图1,为了制造本专利技术实施方式的氧化锌类的非晶质薄膜用溅射靶材，首先准备111203、 Ga203、八1203和ZnO作为原料物质(步骤U0)。然 后，向各原料物质中添加分散剂(A。和消泡剂(A2)，进行湿法研磨工序 (步骤111)。通过该湿法研磨工序粉碎各原料的构成粒子的同时，各种粒子必须在粉 碎状态下均匀分散。因此，在湿法研磨工序前向准备的原料物质中添加分散 剂(A！)，并添加破坏由于分散剂(A！)的添加而产生的气泡的消泡剂(A2 ), 由此在进行湿法研磨时可以在更均质的状态下分散原料物质。分散剂(AJ使用羧酸盐，消泡剂(A2)使用通用消泡剂。此外，在湿 法研磨前向原料中添加分散剂(A。的方式大致分为两种。第一，在湿法研磨前混合所有原料物质而进行湿法研磨时，优选以粉末 为基准添加约0.5wt。/。的分散剂聚丙烯酸铵(分子量3000)。第二，分别分散各原料物质时，对111203使用0.5-1.5wt。/。的聚丙烯酸 铵盐，对ZnO使用0.1 0.5wt。/。的聚丙烯酸铵盐。并且，对Ga203的分散使 用0.8-2.0wt。/。的聚丙烯酸铵盐，对八1203使用0.5 ~ 1.0wt。/。的聚丙烯酸铵盐。更优选对111203使用0.8wt。/。的聚丙烯酸铵盐(分子量5000)，对ZnO 使用0.3wt。/。的聚丙烯酸铵盐(分子量3000)，对Ga20s使用1.0wt。/。的聚丙 烯酸铵盐(分子量2000)，对八1203使用0.8wt。/。的聚丙烯酸铵盐(分子量 5000)。从而，不管是什么物质，大致可以使用0.5 2.0wt。/。的聚丙烯酸铵盐(分 子量3000 - 5000)。对如上所述混合有分散剂(Aj和消泡剂(A2)的原料物质进行湿法研 磨工序形成浆料(步骤112)。然后，向准备好的上述浆料中添加粘结剂(A3)。粘结剂(A3)是为了制造溅射靶材，在制造成型体时提高成型本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种氧化锌类的非晶质薄膜用溅射靶材，其特征在于，在氧化锌类非晶质薄膜用的溅射靶材中，所述溅射靶材具有Ｉｎ↓［ｘ］Ｇａ↓［ｙ］Ａｌ↓［１－ｙ］Ｏ↓［３］（ＺｎＯ）↓［Ｔ］的组成，其中ｘ＋ｙ＝１、ｘ∶ｙ＝１∶０．０１～１００、Ｔ＝０．１～５。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：李伦圭，李真昊，
申请(专利权)人：三星康宁精密琉璃株式会社，
类型：发明
国别省市：KR[韩国]