[0巧6] 0. 10《ai/(In+Sn+ai+Al)《0. 70 (3)
[0巧7] 0. 01《Al/(In+Sn+ai+Al)《0. 40 (4)
[015引（式中，In、Sn、化及A1分別表示姍射祀中的各元素的原子比。）
[015引在上述式（1)中，若In元素的原子比為0.10W上，則能夠較大地保持In的5s軌 道的重疊，容易使電場(chǎng)效應(yīng)遷移率為lOcmVVsW上。另一方面，若In元素的原子比為0. 75 W下，則將成膜的膜應(yīng)用于TFT的溝道層時(shí)，能夠得到良好的可靠性。
[0160] 在上述式（2)中，若Sn元素的原子比為0.01W上，則能夠防止祀電阻的上升，因 此在姍射成膜中不易發(fā)生異常放電，成膜容易穩(wěn)定化。另一方面，若Sn元素的原子比為 0. 30W下，則能夠防止得到的薄膜向濕式蝕刻劑的溶解性降低，能夠沒有問題地進(jìn)行濕式 蝕刻。
[OW] 在上述式（3)中，若化元素的原子比為0. 10W上，則得到的膜作為非晶質(zhì)膜容易 穩(wěn)定。另一方面，若化元素的原子比為0.70W下，則得到的薄膜向濕式蝕刻劑的溶解速度 不會(huì)過高，能夠沒有問題地進(jìn)行濕式蝕刻。
[016引在上述式（4)中，A1元素的原子比為0.01W上，則能夠防止成膜時(shí)的氧分壓的上 升。A1元素與氧的鍵合強(qiáng)，因此能夠降低成膜時(shí)的氧分壓。另外，將溝道相成膜而應(yīng)用于 TFT時(shí)能夠得到良好的可靠性。另一方面，若A1元素的原子比為0. 40W下，則能夠防止在 祀中生成Al203而在姍射成膜時(shí)發(fā)生異常放電，成膜容易穩(wěn)定化。
[0163] 本發(fā)明的氧化物半導(dǎo)體薄膜的載流子濃度通常為l〇i7cm3W下，優(yōu)選為10"~ l〇i7cm3,進(jìn)一步優(yōu)選為1〇14~10is/cms，特別優(yōu)選為1〇15~10is/cms。
[0164] 若氧化物層的載流子濃度為l〇i9cnr3W下，則能夠防止構(gòu)成薄膜晶體管等元件時(shí) 的漏電流、正常導(dǎo)通、on-off比的降低，能夠發(fā)揮良好的晶體管性能。若載流子濃度為 10"cm-3W上，則作為TFT沒有問題地驅(qū)動(dòng)。
[0165] 氧化物半導(dǎo)體薄膜的載流子濃度可W通過霍爾效應(yīng)測(cè)定方法進(jìn)行測(cè)定。具體來說 可W用實(shí)施例中記載的方法進(jìn)行測(cè)定。
[0166] 本發(fā)明的姍射祀具有高導(dǎo)電性，因此，作為姍射法，能夠應(yīng)用成膜速度快的DC姍 射法。另外，除了DC姍射法之外，還可使用RF姍射法、AC姍射法、脈沖DC姍射法，能夠?qū)?現(xiàn)沒有異常放電的姍射。
[0167] 使用上述燒結(jié)體，除了姍射法之外，還可W通過蒸鍛法、離子鍛敷法、脈沖激光蒸 鍛法等制作本發(fā)明的氧化物半導(dǎo)體薄膜。
[016引作為制造本發(fā)明的氧化物半導(dǎo)體薄膜時(shí)的姍射氣體（氣氛），可W使用氮?dú)獾认?有氣體和氧化性氣體的混合氣體。氧化性氣體可W舉出02、0)2、03、&0、馬0等。姍射氣體優(yōu) 選含有稀有氣體與選自水蒸氣、氧氣及一氧化二氮?dú)怏w中的一種W上的氣體的混合氣體， 更優(yōu)選為含有稀有氣體與至少水蒸氣的混合氣體。
[0169] 姍射成膜時(shí)的氧分壓比優(yōu)選設(shè)為0%W上且低于40%。若為氧分壓比低于40%的 條件，制作的薄膜的載流子濃度不會(huì)大幅降低，能夠防止載流子濃度變得低于例如l〇"cnT 3 〇
[0170] 氧分壓比更優(yōu)選為0 %~30 %，特別優(yōu)選為0 %~20 %。
[0171] 氧化物薄膜堆積時(shí)的姍射氣體（氣氛）中所含水蒸氣的分壓比、即化〇]/ (化〇] +[稀有氣體]+ [其它氣體])優(yōu)選為0. 1%~25%。若水的分壓比為25%W下，貝U 能夠防止膜密度的降低，能夠較大地保持In的5s軌道的重疊，能夠防止遷移率的降低。
[0172] 姍射時(shí)的氣氛中的水的分壓比更優(yōu)選0. 7~13%，特別優(yōu)選1~6%。
[0173] 通過姍射成膜時(shí)的基板溫度優(yōu)選為25~12(TC，進(jìn)一步優(yōu)選為25~10(TC，特別 優(yōu)選25~90°C。
[0174] 若成膜時(shí)的基板溫度為12(TCW下，則能夠充分地?cái)z取成膜時(shí)導(dǎo)入的氧氣等，能夠 防止加熱后的薄膜的載流子濃度的過度增加。另外，若成膜時(shí)的基板溫度為25CW上，則薄 膜的膜密度不會(huì)降低，能夠防止TFT的遷移率降低。
[01巧]優(yōu)選將通過姍射而得到的氧化物薄膜進(jìn)一步在150~50(TC保持15分鐘~5小 時(shí)實(shí)施退火處理。成膜后的退火處理溫度更優(yōu)選為20(TCW上且45CTCW下，進(jìn)一步優(yōu)選為 25CTCW上且35CTCW下。通過實(shí)施上述退火，能夠得到半導(dǎo)體特性。
[0176] 另外，加熱時(shí)的氣氛沒有特別限定，但從載流子控制性的觀點(diǎn)出發(fā)，優(yōu)選大氣氣 氛、氧流通氣氛。
[0177] 在氧化物薄膜的后處理退火工序中，可W在氧的存在下或不存在下使用燈光退火 裝置、激光退火裝置、熱等離子體裝置、熱風(fēng)加熱裝置、接觸加熱裝置等。
[0178] 姍射時(shí)的祀與基板之間的距離相對(duì)于基板的成膜面在垂直方向上優(yōu)選為1~ 15畑1，進(jìn)一步優(yōu)選為2~8畑1。
[0179] 若該距離為1cmW上，則到達(dá)基板的祀構(gòu)成元素的粒子的動(dòng)能不會(huì)變得過大，能 夠得到良好的膜特性。另外，能夠防止膜厚和電特性的面內(nèi)分布等。
[0180] 另一方面，若祀與基板的間隔為15cmW下，則到達(dá)基板的祀構(gòu)成元素的粒子的動(dòng) 能不會(huì)變得過小，能夠得到致密的膜。另外，能夠得到良好的半導(dǎo)體特性。
[0181] 氧化物薄膜的成膜優(yōu)選在磁場(chǎng)強(qiáng)度為300~1500高斯的氣氛下進(jìn)行姍射。若磁 場(chǎng)強(qiáng)度為300高斯W上，則能夠防止等離子體密度的降低，即使在高電阻的姍射祀的情況 下也能夠沒有問題地進(jìn)行姍射。另一方面，若為1500高斯W下，則能夠抑制膜厚和膜中的 電特性的控制性的惡化。
[0182] 氣體氣氛的壓力（姍射壓力）若為等離子體能夠穩(wěn)定地放電的范圍則沒有特別限 定，優(yōu)選為0. 1~3.OPa，進(jìn)一步優(yōu)選為0. 1~1. 5Pa，特別優(yōu)選為0. 1~1.OPa。若姍射壓 力為3.OPaW下，則姍射粒子的平均自由工序不會(huì)變得過短，能夠防止薄膜密度的降低。另 夕F，若姍射壓力為0.IPaW上，則能夠防止成膜時(shí)在膜中生成微晶。
[0183] 需要說明的是，姍射壓力是指，導(dǎo)入氮?dú)獾认∮袣怏w、水蒸氣、氧氣等后的姍射開 始時(shí)體系內(nèi)的總壓。
[0184] 另外，可W利用如下的交流姍射進(jìn)行氧化物半導(dǎo)體薄膜的成膜。
[0185] 向與在真空腔內(nèi)保持規(guī)定的間隔并列設(shè)置的3個(gè)W上的祀相對(duì)的位置，依次搬送 基板，由交流電源對(duì)各祀交替地施加負(fù)電位和正電位，使祀上產(chǎn)生等離子體而在基板表面 上成膜。
[0186] 此時(shí)，邊將來自交流電源的輸出的至少1個(gè)在分岔地連接的2個(gè)W上的祀之間進(jìn) 行施加電位的祀的轉(zhuǎn)換邊進(jìn)行。目P，將來自上述交流電源的輸出的至少1個(gè)進(jìn)行分支并連 接于2個(gè)W上的祀，邊對(duì)鄰接的祀施加不同電位邊進(jìn)行成膜。
[0187] 需要說明的是，在通過交流姍射進(jìn)行氧化物半導(dǎo)體薄膜的成膜的情況下，例如，也 優(yōu)選在含有稀有氣體、與選自水蒸氣、氧氣及一氧化二氮?dú)怏w的一種W上的氣體的混合氣 體的氣氛下進(jìn)行姍射，特別優(yōu)選在含有水蒸氣的混合氣體的氣氛下進(jìn)行姍射。
[0188] 通過AC姍射而成膜的情況下，能夠得到工業(yè)上大面積均一性優(yōu)異的氧化物層，并 且能夠期待祀的利用效率的提高。
[0189] 另外，在1邊超過Im的大面積基板上進(jìn)行姍射成膜的情況下，優(yōu)選使用例如日本 特開2005 - 290550號(hào)公報(bào)記載的那樣的大面積生產(chǎn)用的AC姍射裝置。
[0190] 具體來說，日本特開2005 - 290550號(hào)公報(bào)記載的AC姍射裝置具有真空槽、配置 于真空槽內(nèi)部的基板架、和配置于與該基板架對(duì)向的位置的姍射源。圖1中示出AC姍射裝 置的姍射源的主要部分。姍射源具有多個(gè)姍射部，分別具有板狀的祀31a~31f，若將各祀 31a~31f的被姍射的面作為姍射面，則各姍射部按照姍射面位于同一平面上的方式配置。 各祀31a~31f形成具有長(zhǎng)度方向的細(xì)長(zhǎng)狀，各祀為同一形狀，姍射面的長(zhǎng)度方向的緣部分 (側(cè)面）相互空出規(guī)定間隔平行地配置。因此，鄰接的祀31a~31f的側(cè)面變得平行。
[0191] 在真空槽的外部，配置有交流電源17a~17c，各交流電源17a~17c的2個(gè)端子 中，一個(gè)端子連接于鄰接的2個(gè)電極中的一個(gè)電極，另一個(gè)端子連接于另一電極。各交流電 源17a~17c的2個(gè)端子按照輸出正負(fù)不同極性的電壓的方式配置，祀31a~31f密合地 安裝于電極，由此通過交流電源17a~17c對(duì)鄰接的2個(gè)祀31a~31f相互施加不同極性 的交流電壓。因此，變成在相互鄰接的祀31a~31f之中，一個(gè)置于正電位時(shí)另一個(gè)置于負(fù) 電位的狀態(tài)。
[0192] 在與電極的祀31a~31f相反側(cè)的面配置有磁場(chǎng)形成機(jī)構(gòu)40a~40f。各磁場(chǎng)形 成機(jī)構(gòu)40a~40f分別具有外周與祀31a~31f的外周大致相等的大小的細(xì)長(zhǎng)的環(huán)狀磁石、 和比環(huán)狀磁石的長(zhǎng)度短的棒狀磁石。
[0193] 各環(huán)狀磁石在對(duì)應(yīng)的1個(gè)祀31a~31f的正背后位置，相對(duì)于祀31a~31f的長(zhǎng) 度方向平行地配置。如上所述，由于祀31a~31f空出規(guī)定間隔平行配置，因此環(huán)狀磁石也 空出與祀31a~31f相同的間隔而配置。
[0194] 利用AC姍射、使用氧化物祀時(shí)的交流功率密度優(yōu)選3W/cm2W上且20W/cm2W下。 若功率密度為3W/cm2W上，則成膜速度不會(huì)變得過慢，能夠保證生產(chǎn)經(jīng)濟(jì)性。若為20W/cm2 W下，則能夠抑制祀的破損。更優(yōu)選的功率密度為3W/cm2~15W/cm2。
[019引 AC姍射的頻率優(yōu)選10曲Z~IMHz的范圍。若為10曲ZW上，則不容易產(chǎn)生噪音的 問題。若為IMHzW下，則能夠防止等離子體過度分散而在所期望的祀位置W外進(jìn)行姍射， 可保持均勻性。更優(yōu)選的AC姍射的頻率為20曲Z~500曲Z。
[0196] 上述W外的姍射時(shí)的條件等從上述的條件中適當(dāng)選擇即可。
[0197]III.薄膜晶體管
[019引上述的氧化物半導(dǎo)體薄膜能夠用于薄膜晶體管（TFT)，特別是能夠適宜地用作溝 道層。
[0199] 本發(fā)明的薄膜晶體管若具有上述的氧化物薄膜作為溝道層，則其元件構(gòu)成沒有特 別限定，可W采用公知的各種元件構(gòu)成。
[0200] 另外，通過將上述的氧化物薄膜用于TFT的溝道層，能夠得到電場(chǎng)效應(yīng)遷移率和 可靠性高的TFT。本發(fā)明的TFT優(yōu)選電場(chǎng)效應(yīng)遷移率為lOcmVVsW上，更優(yōu)選為13cmVVs W上。電場(chǎng)效應(yīng)遷移率可W通過實(shí)施例中記載的方法進(jìn)行測(cè)定。