CN118159686A - 溅射靶 - Google Patents

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Abstract

本发明的溅射靶为将多个溅射靶材利用接合材料接合于基材而形成的溅射靶，所述溅射靶材由包含铟(In)元素、锌(Zn)元素及添加元素(X)的氧化物制成，添加元素(X)包含选自钽(Ta)及铌(Nb)中的至少1种元素，各元素的原子比满足规定的关系式，所述溅射靶具有配置在形成于所述多个溅射靶材间的间隙中的基材保护构件。

Description

溅射靶
技术领域
本发明涉及一种溅射靶。
背景技术
在平板显示器(以下也称作“FPD”)中使用的薄膜晶体管(以下也称作“TFT”)的技术领域中，伴随着FPD的高功能化，以In-Ga-Zn复合氧化物(以下也称作“IGZO”)为代表的氧化物半导体取代以往的无定形硅而受到关注，正在推进实用化。IGZO具有显示出高场效应迁移率和低泄漏电流的优点。近年来，随着FPD的进一步高功能化的推进，期望有显示出比IGZO所显示的场效应迁移率更高的场效应迁移率的材料。
例如，在专利文献1及2中，提出了由包含铟(In)元素及锌(Zn)元素和任意的元素X的In-Zn-X复合氧化物得到的TFT用的氧化物半导体。根据上述的文献，该氧化物半导体通过使用了包含In-Zn-X复合氧化物的靶材的溅射来形成。
另外，溅射中使用的氧化物半导体的溅射靶中，由于其材料为陶瓷，因此难以用一片靶材来构成大面积的靶。由此，通过准备多个具有一定程度的大小的靶材、并接合于具有所期望的面积的基材来制造大面积的氧化物半导体溅射靶(例如参照专利文献3)。
溅射靶的基材通常使用Cu、Ti、SUS等，在这些基材与靶材的接合中，使用热传导良好的接合材料、例如In等金属。例如，在制造大型的氧化物半导体溅射靶时，准备大型的Cu制平板型基材、Ti制圆筒形基材，并准备多个接合于该基材的靶材。而且，在基材配置多个靶材，利用In系、Sn系金属的接合材料，将靶材接合于基材。在该接合时，考虑到基材与靶材的热膨胀的差，以在室温时产生0.1mm～1.0mm的间隙的方式配置相邻的靶材。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：US2013/270109号公报
专利文献2：US2014/102892号公报
专利文献3：WO2012/063524号公报
发明内容
在使用这样的将多个靶材接合而形成的溅射靶、利用溅射来形成薄膜的半导体元件的情况下，溅射中还会从靶材的间隙溅射作为基材的构成材料的Cu、Ti，从而担心有混入薄膜中的问题。薄膜中的Cu、Ti的混入虽然是数ppm的水平，但是其影响对于氧化物半导体极大，例如若对在靶材的间隙附近形成的混入有Cu、Ti的半导体元件和其以外的部分的半导体元件进行比较，则有TFT元件的场效应迁移率变低的趋势，ON/OFF比也有降低的趋势。为了促进溅射靶的大面积化，这样的不佳状况也是应当消除的课题。
本发明的目的在于，提供一种溅射靶，即使是将多个靶材接合而得的大面积的溅射靶，也能够有效地防止基材的构成材料混入所形成的薄膜中。
本发明人们为了解决上述课题进行了深入研究，结果发现，通过在形成于多个溅射靶材间的间隙中配置基材保护构件，基材的构成材料不被溅射，能够有效地防止该构成材料混入所形成的薄膜中。
即，本发明提供一种溅射靶，其为将多个溅射靶材利用接合材料接合于基材而形成的溅射靶，上述溅射靶材由包含铟(In)元素、锌(Zn)元素及添加元素(X)的氧化物制成，
添加元素(X)包含选自钽(Ta)及铌(Nb)中的至少1种元素，
各元素的原子比满足式(1)至(3)的全部式子(式中的X设定为上述添加元素的含有比的总和。)，
0.4≤(In+X)/(In+Zn+X)＜0.75 (1)
0.25＜Zn/(In+Zn+X)≤0.6 (2)
0.001≤X/(In+Zn+X)≤0.015 (3)
上述溅射靶具有配置在形成于上述多个溅射靶材间的间隙中的基材保护构件。
附图说明
图1是表示本发明的溅射靶的一个实施方式的剖面概略图的示意图。
图2是表示本发明的溅射靶的另一个实施方式的剖面概略图的示意图。
图3是表示本发明的溅射靶的又一个实施方式的剖面概略图的示意图。
图4是表示本发明的溅射靶的再一个实施方式的剖面概略图的示意图。
图5是表示本发明的溅射靶的又一个实施方式的剖面概略图的示意图。
图6是表示本发明的溅射靶的又一个实施方式的剖面概略图的示意图。
图7是表示使用本发明的溅射靶来制作出的TFT元件的实施方式的结构的示意图。
图8是表示实施例1中得到的靶材的XRD测定结果的曲线图。
具体实施方式
以下对本发明基于其优选的实施方式进行说明。需要说明的是，表示数值范围的“～”以包含记载于其前后的数值作为下限值及上限值的含义使用，只要没有特别的规定，以下“～”就是以同样的含义使用。
本发明涉及一种溅射靶(以下也称作“靶”)。本发明的靶中使用的溅射靶材(以下也称作“靶材”)由包含铟(In)元素、锌(Zn)元素及添加元素(X)的氧化物制成。添加元素(X)包含选自钽(Ta)及铌(Nb)中的至少1种元素。本发明的靶材包含In、Zn及添加元素(X)作为构成它的金属元素，但是也可以在不损害本发明的效果的范围中在这些元素以外还有意地或不可避免地包含微量元素。作为微量元素，例如可以举出后述的有机添加物中含有的元素、制造靶材时混入的球磨机等的介质原料。作为本发明的靶材中的微量元素，例如可以举出Fe、Cr、Ni、Al、Si、W、Zr、Na、Mg、K、Ca、Ti、Y、Ga、Sn、Ba、La、Ce、Pr、Nd、Pm、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Lu、Nb、Sr及Pb等。它们的含量是相对于本发明的靶材所包含的包含In、Zn及X的氧化物的合计质量而言各自通常优选为100质量ppm(以下也称作“ppm”)以下，更优选为80ppm以下，进一步优选为50ppm以下。这些微量元素的合计量优选为500ppm以下，更优选为300ppm以下，进一步优选为100ppm以下。在本发明的靶材中包含微量元素的情况下，在上述合计质量中也包含微量元素的质量。
本发明的靶材可以合适地由包含上述的氧化物的烧结体制成。该烧结体及溅射靶材的形状没有特别限制，可以采用以往公知的形状、例如平板型及圆筒形等。
关于本发明的靶材，从提高由该靶材形成的氧化物半导体元件的性能的方面出发，优选构成该靶材的金属元素、即In、Zn及X的原子比为特定的范围。
具体而言，关于In及X，优选满足以下的式(1)所示的原子比(式中的X设定为上述添加元素的含有比的总和。以下，对于式(2)及(3)也相同。)。
0.4≤(In+X)/(In+Zn+X)＜0.75 (1)
关于Zn，优选满足以下的式(2)所示的原子比。
0.25＜Zn/(In+Zn+X)≤0.6 (2)
关于X，优选满足以下的式(3)所示的原子比。
0.001≤X/(In+Zn+X)≤0.015 (3)
通过使In、Zn及X的原子比满足上述的式(1)至(3)的全部式子，具有使用本发明的靶材并利用溅射形成的氧化物薄膜的半导体元件显示出高场效应迁移率、低泄漏电流及接近0V的阈值电压。从使这些优点更加显著的观点出发，关于In及X，更优选满足下述的式(1-2)至(1-5)。
0.43≤(In+X)/(In+Zn+X)≤0.74 (1-2)
0.48≤(In+X)/(In+Zn+X)≤0.73 (1-3)
0.53≤(In+X)/(In+Zn+X)≤0.72 (1-4)
0.58≤(In+X)/(In+Zn+X)≤0.70 (1-5)
从与上述同样的观点出发，关于Zn，更优选满足下述的式(2-2)至(2-5)，关于X，更优选满足下述的式(3-2)至(3-5)。
0.26≤Zn/(In+Zn+X)≤0.57 (2-2)
0.27≤Zn/(In+Zn+X)≤0.52 (2-3)
0.28≤Zn/(In+Zn+X)≤0.47 (2-4)
0.30≤Zn/(In+Zn+X)≤0.42 (2-5)
0.0015≤X/(In+Zn+X)≤0.013 (3-2)
0.002＜X/(In+Zn+X)≤0.012 (3-3)
0.0025≤X/(In+Zn+X)≤0.010 (3-4)
0.003≤X/(In+Zn+X)≤0.009 (3-5)
添加元素(X)如上所述使用选自Ta及Nb中的1种以上。这些元素可以各自单独使用，或者也可以组合使用2种。特别是从由本发明的靶材制造的氧化物半导体元件的综合性能的观点以及制造靶材方面的经济性的方面出发，优选使用Ta作为添加元素(X)。
从进一步提高由本发明的靶材形成的氧化物半导体元件的场效应迁移率的方面以及显示出接近0V的阈值电压的方面出发，优选本发明的靶材在满足上述的(1)至(3)的关系的基础上，还在In和X的原子比的方面满足以下的式(4)。
0.970≤In/(In+X)≤0.999 (4)
从式(4)清楚地看到，在本发明的靶材中，通过相对于In的量而使用极少量的X，由靶材形成的氧化物半导体元件的场效应迁移率变高。这一点是本发明人首次发现的结果。此前已知的现有技术(例如专利文献1及2中记载的现有技术)中，相对于In的量而言的X的使用量比本发明更多。
从进一步提高由靶材形成的氧化物半导体的场效应迁移率的观点以及显示出接近0V的阈值电压的观点出发，更优选In和X的原子比满足以下的式(4-2)至(4-4)。
0.980≤In/(In+X)≤0.997 (4-2)
0.990≤In/(In+X)≤0.995 (4-3)
0.990＜In/(In+X)≤0.993 (4-4)
从作为氧化物半导体元件的TFT元件的传递特性良好所带来的FPD的高功能化的方面出发，优选由靶材形成的氧化物半导体元件的场效应迁移率的值大。详细而言，具备由靶材形成的氧化物半导体元件的TFT的场效应迁移率(cm2/Vs)优选为45cm2/Vs以上，更优选为50cm2/Vs以上，进一步优选为60cm2/Vs以上，更进一步优选为70cm2/Vs以上，更进一步优选为80cm2/Vs以上，更进一步优选为90cm2/Vs以上，特别优选为100cm2/Vs以上。从FPD的高功能化的方面出发，场效应迁移率的值越大越优选，但是若场效应迁移率高至200cm2/Vs左右，则可以获得令人充分满意的程度的性能。
本发明的靶材中含有的各金属的比例例如可以利用ICP发光分光测定来测定。
本发明的所谓“配置在形成于多个溅射靶材间的间隙中的基材保护构件”，是指覆盖从接合于基材的多个靶材的间隙露出的基材的表面、且具有在溅射时不会从间隙中产生对所形成的薄膜造成不良影响之类的物质的作用的构件。作为这样的基材保护构件，可以在基材表面配置带状的基材保护构件，或者将成为基材保护构件的物质利用涂布、镀覆、溅射、喷镀等以膜状或片状、条带状进行设置。需要说明的是，也可以以填充上述间隙内的方式配设基材保护构件。另外，也可以使平面构件的一部分突出，该凸部埋入上述间隙内。本发明中，关于基材保护构件，特别优选配置带状的构件。
作为这样的基材保护构件的材质，可以使用即使混入到所形成的薄膜中也不会造成不良影响的物质、例如构成靶材的组成的元素的全部或其一部分、包含这些元素的合金、氧化物等。
需要说明的是，关于上述的基材保护构件的材质，该材质的化学组成与为了接合于基材而使用的接合材料的化学组成实质上不同。例如，在使用金属铟作为接合材料的情况下，意味着此时的基材保护构件不是金属铟。另外，有时在靶材间的间隙残存作为接合材料的金属铟，但是在残存于该间隙中的铟固化时，有其表面发生氧化的情况。在像这样地用于接合材料的金属铟在间隙中固化的情况下，由于在该铟表面难以形成均匀的氧化膜，因此无法发挥上述的作为本发明的基材保护构件的效果。
本发明的溅射靶例如以板状、圆筒形的溅射靶为对象。板状的溅射靶以在板状基材平面配置并接合多个板状的靶材而成者为对象。另外，圆筒形的溅射靶以在圆筒形基材嵌穿或插穿多个圆筒形靶材而沿圆筒形基材的圆筒轴向多级状地配置并接合而成者、或者向圆筒形基材的外侧面沿圆周方向并列多个地接合将中空圆筒沿圆筒轴向竖着切开的弯曲状靶材而成者为对象。该板状或圆筒形的溅射靶多用于大面积的溅射装置。需要说明的是，本发明并不妨碍向其他形状的溅射靶的应用，对于靶材也不限于该形状。
本发明的基材保护构件优选为Zn、Ta及Nb中的任一金属、或者包含In、Zn、Ta及Nb的任意两种以上的合金、或者包含In、Zn、Ta及Nb的任意一种以上的陶瓷。若使用这样的金属、陶瓷作为基材保护构件，则即使微量地混入到已形成的氧化物半导体薄膜中，与Cu、Ti等相比，也可以减少对TFT元件特性的影响。需要说明的是，作为陶瓷的材料，可以举出包含In、Zn、Ta及Nb的任意一种以上的氧化物、氮化物、氧氮化物等，但是由于靶材为氧化物，因此优选陶瓷材料也为氧化物。作为陶瓷材料，具体而言，可以举出In2O3、ZnO、Ta2O5、Nb2O5、In-Zn氧化物、In-Ta氧化物、In-Nb氧化物、Zn-Ta氧化物、Zn-Nb氧化物、Zn-Ta-Nb氧化物、In-Zn-Ta氧化物、In-Zn-Nb氧化物、In-Zn-Ta-Nb氧化物等、InN、Zn3N2、TaN、NbN、In-Zn氮化物、In-Ta氮化物、In-Nb氮化物、Zn-Ta氮化物、Zn-Nb氮化物、Zn-Ta-Nb氮化物、In-Zn-Ta氮化物、In-Zn-Nb氮化物、In-Zn-Ta-Nb氮化物等，但是并不限于它们。
需要说明的是，在基材保护构件由上述那样的金属、合金或陶瓷制成的情况下，以它们作为主材料优选以90质量％以上、更优选为95质量％以上、进一步优选为99质量％以上、更进一步优选为99.5质量％以上、特别优选为99.9质量％以上、最优选为99.95质量％以上的比例含有。
将构成基材保护构件的金属或陶瓷制成上述那样的膜状、片状或条带状的形状时的基材保护构件的厚度优选为0.0001mm～1.0mm。基材保护构件的宽度优选与形成于靶构件间的间隙相同、或拓宽到其以上，优选制成5.0mm～30mm的宽度。另外，在将上述那样的形状的基材保护构件配置于基材上的情况下，可以使用靶材的接合材料、导电性双面胶带等进行粘贴。
本发明的基材保护构件可以是层叠第1基材保护构件和第2基材保护构件而成的结构。若为这样的层叠基材保护构件而成的结构，则可以容易地制造本发明的溅射靶，可以与靶材、基材的材质匹配地恰当地选择应用第1基材保护构件和第2基材保护构件的材质。该第1基材保护构件与第2基材保护构件的宽度可以同等，也可以不同。需要说明的是，该层叠结构的基材保护构件在第1基材保护构件为靶材侧、第2基材保护构件为基材侧的状态下沿着形成于靶材间的间隙配置。
在利用层叠结构来设置本发明的基材保护构件的情况下，可以设定为下述的结构：层叠小宽度的第1基材保护构件和大宽度的第2基材保护构件、在第1基材保护构件的两端侧露出第2基材保护构件。就该结构而言，成为在大宽度的第2基材保护构件上层叠了小宽度的第1基材保护构件的结构。
在将本发明的基材保护构件设定为层叠结构、以膜状、片状或条带状的形状制成的情况下，第1基材保护构件的厚度优选为0.0001mm～0.3mm，第2基材保护构件的厚度优选为0.1mm～0.7mm。第1基材保护构件与第2基材保护构件的合计厚度优选设定为0.3mm～1.0mm。另外，在将相同宽度的第1基材保护构件与第2基材保护构件层叠的情况下，优选使这些基材保护构件的宽度为5mm～30mm。而且。在将小宽度的第1基材保护构件与大宽度的第2基材保护构件层叠的情况下，优选第1基材保护构件的宽度与形成于靶构件间的间隙相同、或拓宽到其以上，若考虑到操作性等，则优选为5mm～20mm。优选使大宽度的第2基材保护构件的宽度比第1基材保护构件的宽度大3mm～10mm。
在将本发明的基材保护构件设定为上述的层叠结构的情况下，优选将第2基材保护构件设定为Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、Nb、Mo、Ag及Ta中的任一金属或包含它们的任意两种以上的合金。另外，优选用Zn、Ta、Nb中的任一金属、或包含In、Zn、Ta及Nb的任意两种以上的合金、或包含In、Zn、Ta及Nb的任意一种以上的陶瓷来形成第1基材保护构件。
在将本发明的基材保护构件设定为上述的层叠结构的情况下，优选用包含In、Zn、Ta及Nb的任意一种以上的陶瓷来形成第1基材保护构件。这是因为，若为这些陶瓷，则与靶构件为相同组成，或者一部分的组成与靶材相同，因此即使在成膜时混入膜中，对TFT元件特性的影响也会变小。需要说明的是，作为陶瓷可以举出包含In、Zn、Ta及Nb的任意一种以上的氧化物、氮化物、氧氮化物等，但是由于靶材为氧化物，因此陶瓷也优选为氧化物。作为陶瓷，具体而言，可以举出In2O3、ZnO、Ta2O5、Nb2O5、In-Zn氧化物、In-Ta氧化物、In-Nb氧化物、Zn-Ta氧化物、Zn-Nb氧化物、Zn-Ta-Nb氧化物、In-Zn-Ta氧化物、In-Zn-Nb氧化物、In-Zn-Ta-Nb氧化物等、InN、Zn3N2、TaN、NbN、In-Zn氮化物、In-Ta氮化物、In-Nb氮化物、Zn-Ta氮化物、Zn-Nb氮化物、Zn-Ta-Nb氮化物、In-Zn-Ta氮化物、In-Zn-Nb氮化物、In-Zn-Ta-Nb氮化物等，但是并不限于它们。
需要说明的是，在第2基材保护构件由上述那样的金属或合金制成的情况下，以它们作为主材料优选以90质量％以上、更优选为95质量％以上、进一步优选为99质量％以上、更进一步优选为99.5质量％以上、特别优选为99.9质量％以上、最优选为99.95质量％以上的比例含有。另外，在第1基材保护构件由上述那样的金属、合金或陶瓷制成的情况下，以它们作为主材料优选以90质量％以上、更优选为95质量％以上、进一步优选为99质量％以上、更进一步优选为99.5质量％以上、特别优选为99.9质量％以上、最优选为99.95质量％以上的比例含有。
需要说明的是，在第1基材保护构件使用陶瓷的情况下，可以利用蒸镀法、溅射法、等离子体喷镀法、冷喷涂法、气溶胶沉积法、涂布法等，形成这些陶瓷作为第1基材保护构件，由此应用于本发明。
本发明的靶材的特征除了在于In、Zn及X的原子比以外，还在于相对密度高。详细而言，本发明的靶材的相对密度优选显示出95％以上的高的值。通过显示出这样的高相对密度，在使用本发明的靶材进行溅射的情况下，能够抑制颗粒的产生，因此是优选的。从该观点出发，本发明的靶材的相对密度更优选为97％以上，进一步优选为98％以上，更进一步优选为99％以上，特别优选为100％以上，尤其优选为大于100％。具有这样的相对密度的本发明的靶材可以利用后述的方法合适地制造。相对密度依照阿基米德法来测定。具体的测定方法在后述的实施例中详述。
本发明的靶材如上所述由包含In、Zn及X的氧化物制成。该氧化物可以是In的氧化物、Zn的氧化物或X的氧化物。或者该氧化物可以是选自In、Zn及X中的任意两种以上的元素的复合氧化物。作为复合氧化物的具体例，可以举出In-Zn复合氧化物、Zn-Ta复合氧化物、In-Ta复合氧化物、In-Nb复合氧化物、Zn-Nb复合氧化物、In-Nb复合氧化物、In-Zn-Ta复合氧化物、In-Zn-Nb复合氧化物等，但是并不限于它们。
关于本发明的靶材，从提高该靶材的密度及强度并且减小电阻的观点出发，特别优选包含作为In的氧化物的In2O3相及作为In和Zn的复合氧化物的Zn3In2O6相。可以利用以本发明的靶材作为对象的X射线衍射(以下也称作“XRD”)测定而根据是否观察到In2O3相及Zn3In2O6相来判断本发明的靶材包含In2O3相及Zn3In2O6相这一事项。需要说明的是，本发明的In2O3相可以微量地包含Zn元素。
详细而言，在使用CuKα射线作为X射线源的XRD测定中，In2O3相在2θ＝30.38°以上且30.78°以下的范围中观察到主峰。Zn3In2O6相在2θ＝34.00°以上且34.40°以下的范围中观察到主峰。
在利用XRD测定在本发明的靶材中观察到In2O3相的情况下，从提高本发明的靶材的密度及强度并且减小电阻的方面出发，优选In2O3相的晶粒的尺寸满足特定的范围。详细而言，In2O3相的晶粒的尺寸优选为3.0μm以下，更优选为2.7μm以下，进一步优选为2.5μm以下。晶粒的尺寸越小越优选，下限值没有特别规定，但是通常为0.1μm以上。
在利用XRD测定在本发明的靶材中观察到Zn3In2O6相的情况下，关于Zn3In2O6相，从提高本发明的靶材的密度及强度并且减小电阻的方面出发，也优选其晶粒的尺寸满足特定的范围。详细而言，Zn3In2O6相的晶粒的尺寸优选为3.9μm以下，更优选为3.5μm以下，进一步优选为3.0μm以下，更进一步优选为2.5μm以下，更进一步优选为2.3μm以下，特别优选为2.0μm以下，尤其优选为1.9μm以下。晶粒的尺寸越小越优选，下限值没有特别规定，但是通常为0.1μm以上。
为了将In2O3相的晶粒的尺寸及Zn3In2O6相的晶粒的尺寸设定为上述的范围，例如利用后述的方法制造靶材即可。
通过利用扫描型电子显微镜(以下也称作“SEM”)观察本发明的靶材来测定In2O3相的晶粒的尺寸及Zn3In2O6相的晶粒的尺寸。具体的测定方法在后述的实施例中详述。
下面，对本发明的靶材的合适的制造方法进行说明。本制造方法中，将成为靶材的原料的氧化物粉成形为规定的形状而得到成形体，对该成形体进行烧成，由此得到由烧结体制成的靶材。为了获得成形体，可以采用该技术领域中迄今为止已知的方法。特别是从能够制造致密的靶材的方面出发，优选采用浇铸成形法或CIP成形法。
浇铸成形法也被称作粉浆浇注法。为了进行浇铸成形法，首先使用分散介质来制备含有原料粉末和有机添加物的浆料。
作为上述的原料粉末，适合使用氧化物粉末或氢氧化物粉末。作为氧化物粉末，使用In氧化物的粉末、Zn氧化物的粉末及X氧化物的粉末。作为In氧化物，例如可以使用In2O3。作为Zn氧化物，例如可以使用ZnO。作为X氧化物的粉末，例如可以使用Ta2O5及Nb2O5。
本制造方法中，在将这些原料粉末全部混合后进行烧成。与该操作相对照，现有技术、例如专利文献2中记载的技术中，在将In2O3粉和Ta2O5粉混合后进行烧成，然后将所得的烧成粉和ZnO粉混合并再次进行烧成。该方法中因事先实施烧成而使构成粉末的粒子变为粗粒，不容易获得相对密度高的靶材。与之相对，本制造方法中，优选将In氧化物的粉末、Zn氧化物的粉末及X氧化物的粉末全部在常温下混合、成形后，进行烧成，因此能够容易地获得相对密度高的致密的靶材。
In氧化物的粉末、Zn氧化物的粉末及X氧化物的粉末的使用量优选以使作为目标的靶材中的In、Zn及X的原子比满足上述的范围的方式进行调整。
原料粉末的粒径以由激光衍射散射式粒度分布测定法得到的累积体积为50容量％时的体积累积粒径D50表示，优选为0.1μm以上且1.5μm以下。通过使用具有该范围的粒径的原料粉末，能够容易地获得相对密度高的靶材。
上述的有机添加物是为了合适地调整浆料、成形体的性状而使用的物质。作为有机添加物，例如可以举出粘结剂、分散剂及增塑剂等。粘结剂是为了提高成形体的强度而添加的。作为粘结剂，可以使用在公知的粉末烧结法中获得成形体时通常使用的粘结剂。作为粘结剂，例如可以举出聚乙烯醇。分散剂是为了提高浆料中的原料粉末的分散性而添加的。作为分散剂，例如可以举出聚羧酸系分散剂、聚丙烯酸系分散剂。增塑剂是为了提高成形体的塑性而添加的。作为增塑剂，例如可以举出聚乙二醇(PEG)及乙二醇(EG)等。
制作含有原料粉末及有机添加物的浆料时使用的分散介质没有特别限制，可以根据目的从水及醇等水溶性有机溶剂中适宜地选择来使用。制作含有原料粉末及有机添加物的浆料的方法没有特别限制，例如可以使用将原料粉末、有机添加物、分散介质及氧化锆球加入罐中并进行球磨机混合的方法。
如此所述地操作而得到浆料后，将该浆料注入到模具中，然后除去分散介质而制作成形体。作为能够使用的模具，例如可以举出金属模具、石膏模具、进行加压而除去分散介质的树脂模具等。
另一方面，在CIP成形法中，对与浇铸成形法中使用的浆料同样的浆料进行喷雾干燥而得到干燥粉末。将所得的干燥粉末填充到模具中而进行CIP成形。
如此所述地操作而得到成形体后，接着对其进行烧成。成形体的烧成通常可以在含氧气氛中进行。特别是在大气气氛中烧成是简便的。烧成温度优选为1200℃以上且1600℃以下，更优选为1300℃以上且1500℃以下，进一步优选为1350℃以上且1450℃以下。烧成时间优选为1小时以上且100小时以下，更优选为2小时以上且50小时以下，进一步优选为3小时以上且30小时以下。升温速度优选为5℃/小时以上且500℃/小时以下，更优选为10℃/小时以上且200℃/小时以下，进一步优选为20℃/小时以上且100℃/小时以下。
在成形体的烧成中，从促进烧结及生成致密的靶材的观点出发，优选在烧成过程中将生成In和Zn的复合氧化物、例如Zn5In2O8的相的温度维持一定时间。详细而言，在原料粉末中含有In2O3粉及ZnO粉的情况下，随着升温，它们发生反应而生成Zn5In2O8的相，其后变为Zn4In2O7的相，变为Zn3In2O6的相。特别是由于在Zn5In2O8的相生成时体积扩散得以推进，致密化得到促进，因此优选可靠地生成Zn5In2O8的相。从这样的观点出发，在烧成的升温过程中，优选将温度在1000℃以上且1250℃以下的范围中维持一定时间，更优选在1050℃以上且1200℃以下的范围中维持一定时间。所维持的温度不一定限于某个特定的一点的温度，也可以是具有一定程度的宽度的温度范围。具体而言，在将选自1000℃以上且1250℃以下的范围中的某个特定的温度设定为T(℃)时，只要包含于1000℃以上且1250℃以下的范围中，则例如可以为T±10℃，优选为T±5℃，更优选为T±3℃，进一步优选为T±1℃。维持该温度范围的时间优选为1小时以上且40小时以下，更优选为2小时以上且20小时以下。
如此所述地操作而得到的靶材可以通过研削加工等而加工为规定的尺寸。通过将其接合于基材，由此得到溅射靶。如此所述地操作而得到的溅射靶可以合适地用于氧化物半导体的制造。例如在TFT的制造中，可以使用本发明的靶材。
本发明的溅射靶例如可以通过如图1所示地在Cu制基材10上配置、接合多个靶材20而形成。在这些靶材之间，形成0.1mm～1.0mm的间隙30。
如图2所示，在基材10的表面，在与形成于靶材间的间隙相对应的位置，粘贴基材保护构件50。基材保护构件可以使用接合材料、导电性双面胶带等粘贴于基材10表面。
多个靶构件例如如图1所示地配置，使用In、Sn的接合材料接合。该接合是通过下述的步骤来进行的：在基材表面涂布熔融了的接合材料、将靶材配置于该接合材料上并冷却到室温。
图3中示出了使用了单层的基材保护构件时的剖面概略图。单层的基材保护构件50的厚度为0.0001mm～1.0mm，基材保护构件由Zn、Ta、Nb中的任一金属、或包含In、Zn、Ta及Nb的任意两种以上的合金、或包含In、Zn、Ta及Nb的任意一种以上的陶瓷形成。成为在该单层的基材保护构件50的两端侧存在有In的接合材料60的状态。
图4中示出了层叠相同宽度的基材保护构件而成的二层结构的基材保护构件的剖面概略图。二层结构的基材保护构件50由第1基材保护构件51和第2基材保护构件52制成。而且，若考虑操作性等，则该第1基材保护构件51和第2基材保护构件的宽度优选为5mm～20mm。另外，成为在第1基材保护构件51及第2基材保护构件52的两端侧存在有In的接合材料60的状态。需要说明的是，虽然在图4中示出了二层结构，但是基材保护构件也可以采用三层以上的结构。例如，考虑到第1基材保护构件的材质与第2基材保护构件的材质的线膨胀率差，可以使用具有第1基材保护构件的材质与第2基材保护构件的材质的中间的线膨胀率的材料来设置中间层。
图5中示出了层叠不同宽度的基材保护构件而成的二层结构的基材保护构件的剖面概略图。二层结构的基材保护构件50由第1基材保护构件51和第2基材保护构件52制成。而且，考虑到操作性等，该第1基材保护构件51的宽度为5mm～20mm，第2基材保护构件52的宽度为8mm～30mm，与第1基材保护构件相比第2基材保护构件的宽度更大。而且，在第2基材保护构件的大致中央处配置第1基材保护构件51，由此成为在第1基材保护构件的两端侧露出第2基材保护构件52的状态。该露出的部分的宽度在两端侧的各自的一侧为1.5mm～5mm。另外，成为在第1基材保护构件51及第2基材保护构件52的两端侧存在有In的接合材料60的状态。需要说明的是，虽然在图5中示出了二层结构，但是基材保护构件也可以采用三层以上的结构。例如，考虑到第1基材保护构件的材质与第2基材保护构件的材质的线膨胀率差，可以使用具有第1基材保护构件的材质与第2基材保护构件的材质的中间的线膨胀率的材料来设置中间层。
图4及图5中所示的第2基材保护构件52的厚度为0.1mm～0.7mm，由Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、Nb、Mo、Ag及Ta中的任一金属、或包含它们的任一者的合金制成。图4及图5中所示的第1基材保护构件51的厚度为0.0001mm～0.3mm，由Zn、Ta、Nb中的任一金属、或包含In、Zn、Ta、Nb的任意两种以上的合金、或包含In、Zn、Ta、Nb的任意一种以上的陶瓷形成。
图4及图5中所示的二层结构的基材保护构件例如可以通过向0.3mm厚度的Cu金属片利用等离子体喷镀吹送Ta2O5、Nb2O5的粉末来制作。
图6中示出了使用了单层的基材保护构件的变形例的剖面概略图。图6中，单层的基材保护构件50被填充于靶材20间的间隙30内。该情况下，基材保护构件50的厚度设定为0.0001mm～1.0mm，使得靶材20与基材保护构件50不会面齐平。由此，可以抑制基材保护构件50的溅射。需要说明的是，本变形例中，成为在靶材20及基材保护构件50与基材10之间存在有In的接合材料60的状态。
图7中示意性地示出了TFT元件100的一个例子。该图所示的TFT元件100形成于玻璃基材110的一面。在玻璃基材110的一面配置有栅极120，以将其覆盖的方式形成栅绝缘膜130。在栅绝缘膜130上，配置有源极160、漏极161及沟道层140。在沟道层140上配置有蚀刻阻挡层150。而且在最上部配置有保护层170。在具有该结构的TFT元件100中，例如可以使用本发明的靶材来进行沟道层140的形成。该情况下，沟道层140由包含铟(In)元素、锌(Zn)元素及添加元素(X)的氧化物制成，铟(In)元素、锌(Zn)元素及添加元素(X)的原子比满足上述的式(1)。另外，满足上述的式(2)及(3)。
关于由本发明的靶材形成的氧化物半导体元件，从提高该元件的性能的方面出发，优选具有无定形结构。
需要说明的是，本发明鉴于上述实施方式还包含以下的发明。
〔1〕一种溅射靶，其为将多个溅射靶材利用接合材料接合于基材而形成的溅射靶，上述溅射靶材由包含铟(In)元素、锌(Zn)元素及添加元素(X)的氧化物制成，添加元素(X)包含选自钽(Ta)及铌(Nb)中的至少1种元素，各元素的原子比满足式(1)至(3)的全部式子(式中的X设定为上述添加元素的含有比的总和。)
0.4≤(In+X)/(In+Zn+X)＜0.75 (1)
0.25＜Zn/(In+Zn+X)≤0.6 (2)
0.001≤X/(In+Zn+X)≤0.015 (3)
上述溅射靶具有配置在形成于上述多个溅射靶材间的间隙中的基材保护构件。
〔2〕根据〔1〕中记载的溅射靶，其中，上述基材保护构件包含Zn、Ta及Nb中的任一金属、或含有In、Zn、Ta及Nb的任意两种以上的合金。
〔3〕根据〔1〕中记载的溅射靶，其中，上述基材保护构件包含含有In、Zn、Ta及Nb的任意一种以上的陶瓷。
〔4〕根据〔3〕中记载的溅射靶，其中，上述陶瓷包含含有In、Zn、Ta及Nb的任意一种以上的氧化物、氮化物或氧氮化物。
〔5〕根据〔3〕或〔4〕中记载的溅射靶，其中，上述陶瓷包含含有In、Zn、Ta及Nb的任意一种以上的氧化物。
〔6〕根据〔1〕至〔5〕中任一项记载的溅射靶，其中，上述基材保护构件具有层叠溅射靶材侧的第1基材保护构件和基材侧的第2基材保护构件而成的结构。
〔7〕根据〔6〕中记载的溅射靶，其中，上述第2基材保护构件包含Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、Nb、Mo、Ag及Ta中的任一金属、或含有这些金属的任意两种以上的合金，上述第1基材保护构件包含Zn、Ta及Nb中的任一金属、或含有In、Zn、Ta及Nb的任意两种以上的合金。
〔8〕根据〔6〕中记载的溅射靶，其中，上述第2基材保护构件包含Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、Nb、Mo、Ag及Ta中的任一金属、或含有这些金属的任意两种以上的合金，第1基材保护构件包含含有In、Zn、Ta及Nb的任意一种以上的陶瓷。
〔9〕根据〔8〕中记载的溅射靶，其中，上述第1基材保护构件包含含有In、Zn、Ta及Nb的任意一种以上的氧化物、氮化物或氧氮化物。
〔10〕根据〔8〕或〔9〕中记载的溅射靶，其中，上述第1基材保护构件包含含有In、Zn、Ta及Nb的任意一种以上的氧化物。
〔11〕根据〔1〕至〔10〕中任一项记载的溅射靶，其中，添加元素(X)为钽(Ta)。
〔12〕根据〔1〕至〔11〕中任一项记载的溅射靶，其中，上述溅射靶材包含In2O3相及Zn3In2O6相。
〔13〕根据〔12〕中记载的溅射靶，其中，In2O3相的晶粒的尺寸为0.1μm以上且3.0μm以下，Zn3In2O6相的晶粒的尺寸为0.1μm以上且3.9μm以下。
〔14〕根据〔1〕至〔13〕中任一项记载的溅射靶，其进一步满足式(4)，0.970≤In/(In+X)≤0.999 (4)。
实施例
以下，利用实施例对本发明进一步详细说明。但是，本发明的范围并不受该实施例限制。
〔实施例1(实施例1-1～1-6)〕
将平均粒径D50为0.6μm的In2O3粉末、平均粒径D50为0.8μm的ZnO粉末和平均粒径D50为0.6μm的Ta2O5粉末利用氧化锆球进行球磨机干式混合，制备出混合原料粉末。各粉末的平均粒径D50使用Microtrac BEL株式会社制的粒度分布测定装置MT3300EXII测定。在测定时，溶剂使用水，以测定物质的折射率2.20进行测定。各粉末的混合比率以使In、Zn和Ta的原子比成为以下的表4所示的值的方式进行设定。
向制备了混合原料粉末的罐中加入相对于混合原料粉末为0.2质量％的粘结剂、相对于混合原料粉末为0.6质量％的分散剂和相对于混合原料粉末为20质量％的水，利用氧化锆球进行球磨机混合而制备出浆料。
将制备了的浆料注入夹持有过滤器的金属制的模具，然后排出浆料中的水而得到成形体。对该成形体进行烧成而制作出烧结体。烧成在氧浓度为20体积％的气氛中、烧成温度1400℃、烧成时间8小时、升温速度50℃/小时、降温速度50℃/小时的条件下进行。烧成的途中，将1100℃维持6小时而促进Zn5In2O8的生成。
对如此所述地操作而得到的烧结体进行切削加工，得到宽210mm×长710mm×厚6mm的氧化物烧结体(靶材)。切削加工中使用了#170的磨石。
从靶材中切出φ8英寸的靶材，在中央处一分为二。将这些一分为二的靶材以使得形成于靶材间的间隙为0.5mm的方式利用In焊料接合于Cu制的背衬板(基材)而得到溅射靶。此时，沿着形成于靶材间的间隙，在Cu制的背衬板与靶材之间配置基材保护构件。
〔实施例1-1〕
在上述的溅射靶中，作为单层的基材保护构件，配置厚度0.3mm、宽度20mm的Ta金属片。
〔实施例1-2〕
作为单层的基材保护构件，配置厚度0.3mm、宽度20mm的Zn金属片。
〔实施例1-3〕
作为单层的基材保护构件，配置厚度0.3mm、宽度20mm的与靶材相同组成的陶瓷片。
〔实施例1-4〕
作为层叠结构的基材保护构件，配置了以如下的方式得到的构件：在厚度0.3mm、宽度20mm的Cu金属片的第2基材保护构件上，利用溅射来形成厚度0.0001mm、宽度20mm的Ta膜作为第1基材保护构件。
〔实施例1-5〕
作为层叠结构的基材保护构件，配置了以如下的方式得到的构件：在厚度0.3mm、宽度20mm的Cu金属片的第2基材保护构件上，利用等离子体喷镀来形成厚度0.1mm、宽度20mm的Ta2O5膜作为第1基材保护构件。
〔实施例1-6〕
作为层叠结构的基材保护构件，配置了以如下的方式得到的构件：在厚度0.3mm、宽度20mm的Cu金属片的第2基材保护构件上，利用等离子体喷镀来形成厚度0.1mm、宽度20mm的与靶材相同组成的膜作为第1基材保护构件。
〔比较例1〕
在间隙部分不配置基材保护构件地进行接合。
〔实施例2至7〕
在实施例1中，以使In、Zn和Ta的原子比成为以下的表4所示的值的方式将各原料粉末混合。除此以外，与实施例1同样地操作而得到溅射靶。需要说明的是，作为基材保护构件配置与实施例1-5同样者。
〔实施例8-1～8-6〕
在实施例1中，取代Ta2O5粉末而使用平均粒径D50为0.7μm的Nb2O5粉末。以使In、Zn和Nb的原子比为以下的表1所示的值的方式将各原料粉末混合。除此以外，与实施例1同样地操作而得到溅射靶。
〔实施例8-1〕
在上述的溅射靶中，作为单层的基材保护构件，配置厚度0.3mm、宽度20mm的Nb金属片。
〔实施例8-2〕
作为单层的基材保护构件，配置厚度0.3mm、宽度20mm的Zn金属片。
〔实施例8-3〕
作为单层的基材保护构件，配置厚度0.3mm、宽度20mm的与靶材相同组成的陶瓷片。
〔实施例8-4〕
作为层叠结构的基材保护构件，配置了以如下的方式得到的构件：在厚度0.3mm、宽度20mm的Cu金属片的第2基材保护构件上，利用溅射来形成厚度0.0001mm、宽度20mm的Nb膜作为第1基材保护构件。
〔实施例8-5〕
作为层叠结构的基材保护构件，配置了以如下的方式得到的构件：在厚度0.3mm、宽度20mm的Cu金属片的第2基材保护构件上，利用等离子体喷镀来形成厚度0.1mm、宽度20mm的Nb2O5膜作为第1基材保护构件。
〔实施例8-6〕
作为层叠结构的基材保护构件，配置了以如下的方式得到的构件：在厚度0.3mm、宽度20mm的Cu金属片的第2基材保护构件上，利用等离子体喷镀来形成厚度0.1mm、宽度20mm的与靶材相同组成的膜作为第1基材保护构件。
〔比较例2〕
在间隙部分不配置基材保护构件地进行接合。
〔实施例9(实施例9-1～9-9)〕
在实施例1中，取代Ta2O5粉末而以使In、Zn、Ta和Nb的原子比为以下的表2所示的值的方式混合Ta2O5粉末和Nb2O5粉末。Ta、Nb的摩尔比设定为Ta：Nb＝3：2。除此以外，与实施例1同样地操作而得到溅射靶。
〔实施例9-1〕
在上述的溅射靶中，作为单层的基材保护构件，配置厚度0.3mm、宽度20mm的Ta金属片。
〔实施例9-2〕
作为单层的基材保护构件，配置厚度0.3mm、宽度20mm的Nb金属片。
〔实施例9-3〕
作为单层的基材保护构件，配置厚度0.3mm、宽度20mm的Zn金属片。
〔实施例9-4〕
作为单层的基材保护构件，配置厚度0.3mm、宽度20mm的与靶材相同组成的陶瓷片。
〔实施例9-5〕
作为层叠结构的基材保护构件，配置了以如下的方式得到的构件：在厚度0.3mm、宽度20mm的Cu金属片的第2基材保护构件上，利用溅射来形成厚度0.0001mm、宽度20mm的Ta膜作为第1基材保护构件。
〔实施例9-6〕
作为层叠结构的基材保护构件，配置了以如下的方式得到的构件：在厚度0.3mm、宽度20mm的Cu金属片的第2基材保护构件上，利用溅射来形成厚度0.0001mm、宽度20mm的Nb膜作为第1基材保护构件。
〔实施例9-7〕
作为层叠结构的基材保护构件，配置了以如下的方式得到的构件：在厚度0.3mm、宽度20mm的Cu金属片的第2基材保护构件上，利用等离子体喷镀来形成厚度0.1mm、宽度20mm的Ta2O5膜作为第1基材保护构件。
〔实施例9-8〕
作为层叠结构的基材保护构件，配置了以如下的方式得到的构件：在厚度0.3mm、宽度20mm的Cu金属片的第2基材保护构件上，利用等离子体喷镀来形成厚度0.1mm、宽度20mm的Nb2O5膜作为第1基材保护构件。
〔实施例9-9〕
作为层叠结构的基材保护构件，配置了以如下的方式得到的构件：在厚度0.3mm、宽度20mm的Cu金属片的第2基材保护构件上，利用等离子体喷镀来形成厚度0.1mm、宽度20mm的与靶材相同组成的膜作为第1基材保护构件。
〔比较例3〕
在间隙部分不配置基材保护构件地进行接合。
对实施例及比较例中得到的靶材中含有的各金属的比例利用ICP发光分光测定进行测定。确认了In、Zn、Ta和Nb的原子比与表4所示的原料比相同。
〔评价1〕
利用以下的方法测定出实施例中得到的靶材的相对密度。对实施例1～9中得到的靶材在以下的条件下进行XRD测定，确认In2O3相及Zn3In2O6相的有无。另外，对实施例1～9中得到的靶材进行SEM观察，利用以下的方法测定出In2O3相的晶粒的尺寸、Zn3In2O6相的晶粒的尺寸。将它们的结果表示于以下的表4中。
〔相对密度〕
用靶材的空中质量除以体积(靶材的水中质量/计测温度下的水比重)，将相对于基于下述式(i)的理论密度ρ(g/cm3)而言的百分率的值设定为相对密度(单位：％)。
(式中Ci表示靶材的构成物质的含量(质量％)，ρi表示对应于Ci的各构成物质的密度(g/cm3)。)
在本发明的情况下，靶材的构成物质是考虑为In2O3、ZnO、Ta2O5、Nb2O5，例如将如下的要件应用于式(i)，由此可以算出理论密度ρ，
C1：靶材的In2O3的质量％
ρ1：In2O3的密度(7.18g/cm3)
C2：靶材的ZnO的质量％
ρ2：ZnO的密度(5.60g/cm3)
C3：靶材的Ta2O5的质量％
ρ3：Ta2O5的密度(8.73g/cm3)
C4：靶材的Nb2O5的质量％
ρ4：Nb2O5的密度(4.60g/cm3)。
In2O3的质量％、ZnO的质量％、Ta2O5的质量％、Nb2O5的质量％可以根据由ICP发光分光测定得到的靶材的各元素的分析结果求出。
〔XRD测定条件〕
使用株式会社Rigaku的SmartLab(注册商标)。测定条件如下所示。将针对实施例1中得到的靶材的XRD测定的结果表示于图8中。
·射线源：CuKα射线
·管电压：40kV
·管电流：30mA
·扫描速度：5度/分钟
·步长：0.02度
·扫描范围：2θ＝5度～80度
〔In2O3相的晶粒的尺寸、Zn3In2O6相的晶粒的尺寸〕
使用Hitachi High-Technologies制的扫描型电子显微镜SU3500，对靶材的表面进行SEM观察，并且进行晶体的构成相、晶体形状的评价。
具体而言，对切割靶材而得到的切割面使用砂纸#180、#400、#800、#1000、#2000进行分级地研磨，最后进行抛光研磨而加工成镜面。对镜面加工面进行SEM观察。就晶体形状的评价而言，对倍率为1000倍、87.5μm×125μm的范围的BSE-COMP像随机地拍摄10个视场，得到SEM像。
对所得的SEM像利用图像处理软件：ImageJ 1.51k(http：//imageJ.nih.gov/ij/、提供方：美国国立卫生研究所(NIH：National Institutes of Health))进行分析。具体的步骤如下所示。
对SEM像拍摄时使用的样品在1100℃实施1小时热蚀刻，进行SEM观察，由此得到显现出晶界的图像。对所得的图像先沿着In2O3相的晶界进行描绘。全部的描绘结束后，实施粒子分析(Analyze→Analyze Particles)，得到各粒子的面积。其后，根据所得的各粒子的面积来算出面积当量圆直径。将10个视场中算出的全部粒子的面积当量圆直径的算术平均值设定为In2O3相的晶粒的尺寸。接着沿着Zn3In2O6相的晶界进行描绘，同样地实施分析，根据由此得到的各粒子的面积来算出面积当量圆直径。将10个视场中算出的全部粒子的面积当量圆直径的算术平均值设定为Zn3In2O6相的晶粒的尺寸。
〔评价2〕
对实施例1-1～1-6、实施例8-1～8-6、实施例9-1～9-6及比较例1～3的溅射靶中的由溅射膜的Cu制背衬板(基材)所带来的Cu的混入量进行了评价。具体而言，使用溅射装置(Tokki株式会社制SML-464)，在玻璃基材(日本电气硝子株式会社制OA-10)形成厚度14μm的薄膜。而且，对该进行了成膜的基材切出与形成于靶材间的间隙的正上方部分相对应的部位。对切出的基材使用Agilent Technologies公司制ICP发光分光分析装置720ICP-OES并利用ICP-OES法测定各薄膜中的Cu的含量来进行了评价。
将其结果表示于表1至3中。
表1
表2
表表3
如表1～3所示，在配置有基材保护构件的情况下，溅射膜的Cu的含量小于2ppm。与之相对，在没有配置基材保护构件的情况下，溅射膜的Cu的含量为21～23ppm。由该结果可知，通过配置基材保护构件，可以防止Cu向溅射膜的混入。
〔评价3〕
使用实施例1-5、实施例2～7、实施例8-5、实施例9-6及比较例1～3的溅射靶，利用光刻法制作出图6所示的TFT元件1。
在TFT元件1的制作中，首先在玻璃基材(日本电气硝子株式会社制OA-10)10上使用DC溅射装置形成Mο薄膜作为栅极20。然后，在下述的条件下形成SiOx薄膜作为栅绝缘膜30。
成膜装置：等离子体CVD装置Samco株式会社制PD-2202L
成膜气体：SiH4/N2O/N2混合气体
成膜压力：110Pa
基材温度：250～400℃
然后，对沟道层40使用实施例1-5、实施例2～7、实施例8-5、实施例9-6及比较例1～3中得到的溅射靶在下述的条件下进行溅射成膜，形成厚度30nm的薄膜。需要说明的是，在形成沟道层40时，使得在形成于靶材间的间隙的正上方进行成膜。
·成膜装置：DC溅射装置Tokki株式会社制SML-464
·极限真空度：小于1×10-4Pa
·溅射气体：Ar/O2混合气体
·溅射气体压力：0.4Pa
·O2气体分压：50％
·基材温度：室温
·溅射功率：3W/cm2
继而，作为蚀刻阻挡层50，使用上述等离子体CVD装置形成SiOx薄膜。然后，使用上述DC溅射装置形成Mo薄膜作为源极60及漏极61。作为保护层70，使用上述等离子体CVD装置形成SiOx薄膜。最后在350℃实施热处理。
对如此所述地操作而得到的TFT元件1，进行漏电压Vd＝5V时的传递特性的测定。所测定出的传递特性为场效应迁移率μ(cm2/Vs)、SS(亚阈值摆幅；Subthreshold Swing)值(V/dec)及阈值电压Vth(V)。传递特性利用Agilent Technologies株式会社制半导体器件参数分析仪B1500A进行测定。将测定结果表示于表1及表2中。需要说明的是，虽然没有表示于表中，但是本发明人利用XRD测定确认了：各实施例中得到的TFT元件1的沟道层40为无定形结构。
所谓场效应迁移率，是指在MOSFET(Metal-Oxide-Semiconductor Field-EffectTransistor；金属-氧化物半导体场效应晶体管)动作的饱和区域中根据使漏电流相对于使漏电压恒定时的栅电压的变化而求出的沟道迁移率，值越大则传递特性越良好。
所谓SS值，是指在阈值电压附近使漏电流升高1位数所需要的栅电压，值越小则传递特性越良好。
所谓阈值电压，是指对漏极施加正电压、对栅极施加正负任一电压时漏电流流过并达到1nA时的电压，优选其值接近0V。详细而言，阈值电压更优选为-2V以上，进一步优选为-1V以上，更进一步优选为0V以上。另外，阈值电压更优选为3V以下，进一步优选为2V以下，更进一步优选为1V以下。
由表4所示的结果清楚地可知，使用各实施例中得到的靶材制造的TFT元件的传递特性优异。
此外，实施例1中得到的靶材包含In2O3相及Zn3In2O6相。对于实施例2至9中得到的靶材也得到同样的结果。
产业上的可利用性
根据本发明，能够提供一种溅射靶，即使是将多个靶材接合而得到的大面积的溅射靶，也能够有效地防止基材的构成材料混入所形成的薄膜中。
本发明的溅射靶可以在平板显示器(FPD)中使用的薄膜晶体管(TFT)的技术领域中合适地使用。另外，通过在形成于多个溅射靶材间的间隙中配置基材保护构件，与以往溅射靶相比，基材的构成材料不被溅射，能够有效地防止该构成材料混入所形成的薄膜中。由此，能够抑制包含大量杂质的目标外的溅射膜的制造，从而实现天然资源的可持续的管理、高效的利用及脱碳(碳中和)。

Claims (14)

1.一种溅射靶，其为将多个溅射靶材利用接合材料接合于基材而形成的溅射靶，
所述溅射靶材由包含铟即In元素、锌即Zn元素及添加元素X的氧化物制成，添加元素X包含选自钽即Ta及铌即Nb中的至少1种元素，各元素的原子比满足式(1)至(3)的全部式子，式中的X设定为所述添加元素的含有比的总和，
0.4≤(In+X)/(In+Zn+X)＜0.75 (1)
0.25＜Zn/(In+Zn+X)≤0.6 (2)
0.001≤X/(In+Zn+X)≤0.015 (3)
所述溅射靶具有配置在形成于所述多个溅射靶材间的间隙中的基材保护构件。
2.根据权利要求1所述的溅射靶，其中，
所述基材保护构件包含Zn、Ta及Nb中的任一金属、或含有In、Zn、Ta及Nb的任意两种以上的合金。
3.根据权利要求1所述的溅射靶，其中，
所述基材保护构件包含含有In、Zn、Ta及Nb的任意一种以上的陶瓷。
4.根据权利要求3所述的溅射靶，其中，
所述陶瓷包含含有In、Zn、Ta及Nb的任意一种以上的氧化物、氮化物或氧氮化物。
5.根据权利要求3或4所述的溅射靶，其中，
所述陶瓷包含含有In、Zn、Ta及Nb的任意一种以上的氧化物。
6.根据权利要求1至4中任一项所述的溅射靶，其中，
所述基材保护构件具有层叠溅射靶材侧的第1基材保护构件和基材侧的第2基材保护构件而成的结构。
7.根据权利要求6所述的溅射靶，其中，
所述第2基材保护构件包含Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、Nb、Mo、Ag及Ta中的任一金属、或含有这些金属的任意两种以上的合金，所述第1基材保护构件包含Zn、Ta及Nb中的任一金属、或含有In、Zn、Ta及Nb的任意两种以上的合金。
8.根据权利要求6所述的溅射靶，其中，
所述第2基材保护构件包含Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、Nb、Mo、Ag及Ta中的任一金属、或含有这些金属的任意两种以上的合金，第1基材保护构件包含含有In、Zn、Ta及Nb的任意一种以上的陶瓷。
9.根据权利要求8所述的溅射靶，其中，
所述第1基材保护构件包含含有In、Zn、Ta及Nb的任意一种以上的氧化物、氮化物或氧氮化物。
10.根据权利要求8或9所述的溅射靶，其中，
所述第1基材保护构件包含含有In、Zn、Ta及Nb的任意一种以上的氧化物。
11.根据权利要求1至4中任一项所述的溅射靶，其中，
添加元素X为钽即Ta。
12.根据权利要求1至4中任一项所述的溅射靶，其中，
所述溅射靶材包含In2O3相及Zn3In2O6相。
13.根据权利要求12所述的溅射靶，其中，
In2O3相的晶粒的尺寸为0.1μm以上且3.0μm以下，
Zn3In2O6相的晶粒的尺寸为0.1μm以上且3.9μm以下。
14.根据权利要求1至4中任一项所述的溅射靶，其进一步满足式(4)，
0.970≤In/(In+X)≤0.999 (4)。
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