專利名稱：：氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及將氧化物半導(dǎo)體膜用于溝道層的場(chǎng)效應(yīng)晶體管及其制造方法。
背景技術(shù)：
：薄膜晶體管(TFT)等場(chǎng)效應(yīng)晶體管作為半導(dǎo)體存儲(chǔ)集成電路的單位電子元件、高頻信號(hào)放大元件、液晶驅(qū)動(dòng)用元件等被廣泛應(yīng)用，現(xiàn)在，是最多且實(shí)用的電子器件。其中，近年來伴隨顯示裝置以驚人的速度發(fā)展，在液晶顯示裝置(LCD)、場(chǎng)致發(fā)光顯示裝置(EL)、場(chǎng)致發(fā)射顯示裝置O^ED)等各種顯示裝置中，作為在顯示元件上施加驅(qū)動(dòng)電壓而驅(qū)動(dòng)顯示裝置的開關(guān)元件，大多使用TFT。作為場(chǎng)效應(yīng)晶體管的主要部件即半導(dǎo)體層(溝道層)的材料，硅半導(dǎo)體化合物被最廣泛應(yīng)用。一般而言，在高速動(dòng)作所必要的高頻放大元件及集成電路用元件等中，使用硅單晶。另一方面，在液晶驅(qū)動(dòng)用元件等中，從大面積化的要求考慮，使用非晶性硅半導(dǎo)體(非晶硅)。例如，作為TFT，有在玻璃等基板上層疊柵電極、柵極絕緣層、氫化非晶硅(a-SiH)等半導(dǎo)體層、源極及漏電極的逆交錯(cuò)結(jié)構(gòu)。該TFT以圖象傳感器為主，在大面積器件的領(lǐng)域，作為以有源矩陣型的液晶顯示裝置為代表的平板顯示裝置等驅(qū)動(dòng)元件被應(yīng)用。在這些用途中，即使應(yīng)用了現(xiàn)有的非晶硅元件也要求伴隨高功能化的動(dòng)作的高速化。目前，作為驅(qū)動(dòng)顯示裝置的開關(guān)元件，應(yīng)用了硅系半導(dǎo)體膜的元件占據(jù)主流，但是，這是因?yàn)?，除了硅薄膜的穩(wěn)定性、加工性良好之外，開關(guān)速度快等各種性能良好。而且，這種硅系薄膜一般利用化學(xué)氣相沉積法(CVD)制造。但是，結(jié)晶性的硅系薄膜實(shí)現(xiàn)結(jié)晶化時(shí)，例如，需要800°C以上的高溫，向玻璃基板上或有機(jī)物基板上的構(gòu)成困難。因此，只能在硅片或石英等耐熱性高的高價(jià)的基板上形成，另外，存在在制造時(shí)需要大的能量和工序數(shù)等問題。另外，結(jié)晶性硅系薄膜通常TFT元件構(gòu)成限定于頂柵極構(gòu)成，因此，掩模張數(shù)減少等成本降低困難。另一方面，非晶硅薄膜盡管在比較低溫下能夠形成，但是，與結(jié)晶性薄膜相比，開關(guān)速度遲緩，因此，作為驅(qū)動(dòng)顯示裝置的開關(guān)元件使用時(shí)，有時(shí)不能跟蹤高速的動(dòng)畫顯示。另外，向半導(dǎo)體活性層照射可視光時(shí)，存在顯示導(dǎo)電性，有發(fā)生漏電流的錯(cuò)誤動(dòng)作等、作為開關(guān)元件的特性劣化之類的問題。因此，公知的有設(shè)置遮斷可視光的遮光層的方法。例如，作為遮光層使用金屬薄膜。但是，設(shè)置由金屬薄膜構(gòu)成的遮光層時(shí)，不僅工序增多，而且具有浮動(dòng)電位，因此，存在需要將遮光層設(shè)定為基態(tài)、在該情況下也發(fā)生寄生容量之類的問題。具體而言，在析像度為VGA的液晶電視中，可使用遷移率為0.5lcm2/Vs的非晶硅，但是，在析像度為SXGA、UXGA、QXGA或其以上時(shí)，要求2cm2/VS以上的遷移率。另外，為提高畫質(zhì)而提高驅(qū)動(dòng)頻率時(shí)，需要更高的遷移率。另外，在有機(jī)EL顯示裝置中為電流驅(qū)動(dòng)，因此，使用因DC應(yīng)力導(dǎo)致的特性變化的非晶硅時(shí)，存在長時(shí)間使用導(dǎo)致的畫質(zhì)低下的問題。除此之外，在這些用途中使用結(jié)晶硅時(shí)，不能與大面積相對(duì)應(yīng)，需要高溫的熱處理，因此存在制造成本增高的問題。這種狀況下，近年來，作為穩(wěn)定性比硅系半導(dǎo)體薄膜更優(yōu)異的使用了氧化物的氧化物半導(dǎo)體薄膜引起了人們的注意。例如，在專利文獻(xiàn)1中記載有使用氧化鋅作為半導(dǎo)體層的TFT。但是，在該半導(dǎo)體層中，場(chǎng)效應(yīng)遷移率低達(dá)lcm2/V·sec左右，on-off比也小。而且，容易發(fā)生漏電流，因此在工業(yè)上難以實(shí)用化。另外，對(duì)于含有使用了氧化鋅的結(jié)晶質(zhì)的氧化物半導(dǎo)體，進(jìn)行了大量的研究，但是，在用工業(yè)上一般進(jìn)行的濺射法成膜的情況下，存在如下的問題。S卩，容易遷移率低、on-off比低、漏電流大、夾斷不明顯、成為常接通等、TFT的性能可能降低。另外，耐化學(xué)藥品性劣化，因此，存在難以使用濕式蝕刻等制造程序或使用環(huán)境受到制限的問題。另外，為提高性能，需要以高的壓力進(jìn)行成膜，存在成膜速度遲緩，或需要700°C以上的高溫處理等工業(yè)化的問題。另外，底柵極構(gòu)成的電解遷移率等TFT性能低，要提高性能，也有在頂柵極構(gòu)成中需要將膜厚設(shè)定為50nm以上等TFT元件構(gòu)成上的限制。為解決這種問題，研究了制作由氧化銦、氧化鋅構(gòu)成的非晶質(zhì)的氧化物半導(dǎo)體膜，驅(qū)動(dòng)薄膜晶體管的方法(專利文獻(xiàn)2)。但是，該晶體管性能不充分。另外，在使用了該氧化物半導(dǎo)體膜的薄膜晶體管中，將S值壓縮為小的值，或減小應(yīng)力導(dǎo)致的閾值偏移，因此，需要進(jìn)行相應(yīng)的熱處理(例如，以300°C以上高溫進(jìn)行1小時(shí)以上熱處理等)(非專利文獻(xiàn)1)。因此，除了遷移率低、S值大之類的問題之外，在作為液晶顯示裝置或有機(jī)EL顯示裝置等的TFT使用的情況下，需要使用耐熱性高的基板。因此，難以實(shí)現(xiàn)用廉價(jià)的玻璃基板時(shí)的成本降低、基板的樹脂化帶來的柔韌顯示裝置的工業(yè)化。另外，研究了制作由氧化銦、氧化鋅、氧化鎵構(gòu)成的非晶質(zhì)的氧化物半導(dǎo)體膜、驅(qū)動(dòng)薄膜晶體管的方法(專利文獻(xiàn)3、4)。但是，難以降低靶材的電阻或提高靶材的密度，靶材容易破損、或難以使用DC濺射法。另外，具體研究大量含有鎵的情況，對(duì)含有鋁的情況的研究沒有進(jìn)行。在目前大量含有鎵的半導(dǎo)體層中，存在S值大、耐熱性低、應(yīng)力導(dǎo)致的閾值偏移大的問題。另一方面，作為透明導(dǎo)電膜，研究了含有銦及鋅、鋁等元素的復(fù)合氧化物(參照專利文獻(xiàn)5、非專利文獻(xiàn)2)。但是，載流子密度高，作為晶體管不能利用。專利文獻(xiàn)1特開2003-86808號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)2:US2005/0199959專利文獻(xiàn)3特開2007-73701號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)4特開2007-73312號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)5特開2000-44236號(hào)公報(bào)非專利文獻(xiàn)1:Kim,ChangJungetal.HighlyStableGa203-In203_Zn0TFTforActive-MatrixOrganicLight-EmittingDiodeDisplayApplication,ElectronDevicesMeeting,2006.IEDM，06.International(ISBN1-4244-0439-8)非專利文獻(xiàn)2:K.Tomonagaetal.，J.Vac.Sci.Technol.A23(3)，2005，40
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明是鑒于所述事情而開發(fā)的，其目的在于提供一種遷移率高、S值低的場(chǎng)效應(yīng)晶體管。另外，其目的還在于提供一種即使在低溫下或經(jīng)短時(shí)間的熱處理后也得到高特性的場(chǎng)效應(yīng)晶體管的制造方法。根據(jù)本發(fā)明，提供以下的場(chǎng)效應(yīng)晶體管等。一種場(chǎng)效應(yīng)晶體管，其具有半導(dǎo)體層，所述半導(dǎo)體層包含以下述(1)(3)的原子比含有In元素及Zn元素、和選自Zr、Hf、Ge、Si、Ti、Mn、W、Mo、V、Cu、Ni、Co、Fe、Cr、Nb、Al、B、Sc、Y及鑭系元素類(La、Ce、Pr、Nd、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Lu)中的一種以上元素X的復(fù)合氧化物，In/'(Ιη+Ζη)==0.2--0.8(1)In/'(Ιη+Χ)=0.29--0.99(2)Zn/‘(Χ+Ζη)=0.29--0.99(3)本發(fā)明根據(jù)元素X的種類分為以下兩種實(shí)施方式。本發(fā)明的第一實(shí)施方式1、一種場(chǎng)效應(yīng)晶體管，其具有半導(dǎo)體層，所述半導(dǎo)體層包含以下述(1)(3)式的原子比包含In(銦)元素及Zn(鋅)元素、和選自Zr、Hf、Ge、Si、Ti、Mn、W、Mo、V、Cu、Ni、Co、Fe、Cr及Nb中的一種以上元素X的復(fù)合氧化物。In/'(Ιη+Ζη)==0.2--0.8(1)In/'(Ιη+Χ)=0.29--0.99(2)Zn/'(Χ+Ζη)=0.29--0.99(3)2、如1所述的場(chǎng)效應(yīng)晶體管，其中，所述元素X為ττ。3、如1或2所述的場(chǎng)效應(yīng)晶體管，其中，所述半導(dǎo)體層為非晶質(zhì)膜，其電子載流子濃度為IO13IO1Vcm3,帶隙為2.06.OeV04、如13中任一項(xiàng)所述的場(chǎng)效應(yīng)晶體管，其中，所述半導(dǎo)體層為非簡并半導(dǎo)體。5、一種半導(dǎo)體層用靶材，其包含以下述(1)(3)式的原子比包含In(銦)元素及Zn(鋅)元素、和選自Zr、Hf、Ge、Si、Ti、Mn、W、Mo、V、Cu、Ni、Co、Fe、Cr及Nb中的一種以上元素X的復(fù)合氧化物。In/(Ιη+Ζη)=0.20.8(1)In/(Ιη+Χ)=0.290.99(2)Zn/(Χ+Ζη)=0.290.99(3)6、一種場(chǎng)效應(yīng)晶體管的制造方法，其包含使用5所述的靶材，通過DC或AC濺射來使半導(dǎo)體層成膜的工序；以及，以70350°C的溫度對(duì)所述半導(dǎo)體層進(jìn)行熱處理的工序。本發(fā)明的第二實(shí)施方式1、一種場(chǎng)效應(yīng)晶體管，其具有半導(dǎo)體層，所述半導(dǎo)體層包含以下述(1)(3)式的原子比包含In(銦)元素及Zn(鋅)元素、和選自Al(鋁)、B(硼)、Sc(鈧)、Y(釔)及鑭系元素類(La、Ce、Pr、Nd、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Lu)中的一種以上元素X的復(fù)合氧化物。In/(Ιη+Ζη)=0.20.8(1)In/(In+X)=0.290.99(2)Zn/(X+Zn)=0.290.99(3)2、如1所述的場(chǎng)效應(yīng)晶體管，其特征為，包含復(fù)合氧化物的半導(dǎo)體層以下述(2)’的原子比包含元素X。In/(In+X)=0.590.99(2)，3、如1或2所述的場(chǎng)效應(yīng)晶體管，其中，所述元素X為Al或B。4、如1或2所述的場(chǎng)效應(yīng)晶體管，其中，所述元素X為Sc或Y。5、如1或2所述的場(chǎng)效應(yīng)晶體管，其中，所述元素X為鑭系元素類(La、Ce、Pr、Nd、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Lu)。6、如15中任一項(xiàng)所述的場(chǎng)效應(yīng)晶體管，其中，所述半導(dǎo)體層為非晶質(zhì)膜，其電子載流子濃度為IO131018/cm3，帶隙為2.06.OeV07、如16中任一項(xiàng)所述的場(chǎng)效應(yīng)晶體管，其中，所述半導(dǎo)體層為非簡并半導(dǎo)體。8、一種半導(dǎo)體層用靶材，其包含以下述⑴(3)式的原子比包含In(銦)元素及Zn(鋅)元素、和選自Al(鋁)、B(硼)、Sc(鈧)、Y(釔)及鑭系元素類(La、Ce、Pr、Nd、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Lu)中的一種以上元素X的復(fù)合氧化物。In/(Ιη+Ζη)=0.20.8(1)In/(In+X)=0.290.99(2)Zn/(X+Zn)=0.290.99(3)9、如8所述的半導(dǎo)體層用靶材，其中，還包含10010000原子ppm的選自Sn(錫)、Ge(鍺)、Si(硅)、Ti(鈦)、Zr(鋯)及Hf(鉿)中的一種以上元素。10、一種場(chǎng)效應(yīng)晶體管的制造方法，其包含使用8或9所述的靶材，通過DC或AC濺射來使半導(dǎo)體層成膜的工序；以70350°C的溫度對(duì)所述半導(dǎo)體層進(jìn)行熱處理的工序。根據(jù)本發(fā)明，可獲得遷移率高、S值低的場(chǎng)效應(yīng)晶體管。另外，用低溫或短時(shí)間的熱處理能夠制造場(chǎng)效應(yīng)晶體管。圖1是本發(fā)明一實(shí)施方式的場(chǎng)效應(yīng)晶體管的概略剖面圖；圖2是場(chǎng)效應(yīng)晶體管1的概略俯視圖；圖3是本發(fā)明另一實(shí)施方式的場(chǎng)效應(yīng)晶體管的概略剖面圖；圖4是本發(fā)明另一實(shí)施方式的場(chǎng)效應(yīng)晶體管的概略剖面圖；圖5是本發(fā)明另一實(shí)施方式的場(chǎng)效應(yīng)晶體管的概略剖面圖；圖6是表示半導(dǎo)體層的熱處理溫度和遷移率的關(guān)系的圖表；圖7是表示半導(dǎo)體層的熱處理溫度和遷移率的關(guān)系的圖表。具體實(shí)施例方式[本發(fā)明的第一實(shí)施方式]本發(fā)明的場(chǎng)效應(yīng)晶體管具有半導(dǎo)體層，所述半導(dǎo)體層包含以下述(1)(3)式的原子比含有In(銦)元素及Zn(鋅)元素、和選自Zr、Hf、Ge、Si、Ti、Mn、W、Mo、V、Cu、Ni、Co、Fe、Cr及Nb中的一種以上元素X的復(fù)合氧化物。In/(In+Zn)=0.20.8(1)In/(In+X)=0.290.99(2)Zn/(X+Zn)=0.290.99(3)通過由上述復(fù)合氧化物形成半導(dǎo)體層，可獲得遷移率高、S值低的場(chǎng)效應(yīng)晶體管。另外，即使在低溫下或經(jīng)短時(shí)間的熱處理(熱處理)后，也可獲得高特性的場(chǎng)效應(yīng)晶體管。在上述(1)中，若In的比率比0.2小，則有可能遷移率降低，或S值變大，或耐濕性降低，或?qū)λ帷A等的耐化學(xué)藥品性降低。另一方面，若比0.8大，則可能阻斷電流或柵漏電流變大，或S值變大，或耐等離子體性降低，或閾值成為負(fù)而成為常接通。In/(In+Zn)優(yōu)選0.30.75，更優(yōu)選0.350.7。在上述(2)中，In的比率比0.29小時(shí)，可能遷移率降低，或S值變大，或閾值電壓增高。另一方面，比0.99大時(shí)，可能阻斷電流或柵漏電流變大，或閾值成為負(fù)而成為常接通，或光電流變大，或耐等離子體性降低，或閾值電壓的移位變大。In/(In+X)優(yōu)選0.450.98，更優(yōu)選0.650.98，特別優(yōu)選0.70.97。上述(3)中，Zn的比率比0.29小時(shí)，可能遷移率降低，或S值變大，或?yàn)榉€(wěn)定化而需要高溫或長時(shí)間的熱處理，或濕式蝕刻速率延遲。另一方面，比0.99大時(shí)，有可能遷移率降低，或S值變大，或熱穩(wěn)定性或耐熱性降低，或耐濕性降低，或?qū)λ釅A等的耐化學(xué)藥品性降低，或閾值電壓的移位變大。Zn/(X+Zn)優(yōu)選0.450.98，更優(yōu)選0.60.98，特別優(yōu)選0.70.97。在本發(fā)明中，半導(dǎo)體層還優(yōu)選滿足下述⑷的比率(原子比)。X/(In+Zn+X)=0.010.2(4)X的比率比0.2大時(shí)，可能S值變大，或遷移率降低，或閾值電壓變大。另一方面，比0.01小時(shí)，可能熱穩(wěn)定性或耐熱性降低，或耐濕性降低，或?qū)λ釅A等的耐化學(xué)藥品性降低，或閾值電壓的移位變大。X/(In+Zn+X)更優(yōu)選0.020.15，特別優(yōu)選0.030.1。另外，根據(jù)用途，半導(dǎo)體層特別優(yōu)選滿足下述(5)或(6)的比率(原子比)。In/(In+Zn+X)=0.30.5(5)In/(In+Zn+X)=0.50.7(不包括0.5)(6)對(duì)于上述(5)的比率，容易降低阻斷電流，能夠提高開關(guān)比。另外，成膜條件或后處理?xiàng)l件的范圍也變大。為上述(6)的比率時(shí)可以提高遷移率，減小閾值電壓。在本發(fā)明中，熱穩(wěn)定性、耐熱性、耐化學(xué)藥品性提高，可降低S值或阻斷電流，因此，元素X優(yōu)選ττ或Hf，特別優(yōu)選&。另外，在要降低光電流的情況下，元素X優(yōu)選&、Hf、Ge、Si、Ti。另外，提高等離子體耐性且在后工序中難以改變特性的情況下，元素X優(yōu)選Cu、Ni、Co、Fe、Cr、Mn、W、Mo、V及Nb。[本發(fā)明的第二實(shí)施方式]本發(fā)明的場(chǎng)效應(yīng)晶體管具有半導(dǎo)體層，所述半導(dǎo)體層包含以下述(1)(3)式的原子比含有In(銦)元素及Zn(鋅)元素、和選自下述的A組中的一種以上元素X的復(fù)合氧化物。A組:A1(鋁)、B(硼)、Sc(鈧)、Y(釔)及鑭系元素類(La、Ce、Pr、Nd、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Lu)In/'(In+Zn)==0.2--0.8(1)In/'(In+X)=0.29--0.99(2)Zn/‘(X+Zn)=0.29--0.99(3)通過由上述復(fù)合氧化物形成半導(dǎo)體層，可獲得遷移率高、S值低的場(chǎng)效應(yīng)晶體管。另外，即使在低溫下或經(jīng)短時(shí)間的熱處理(熱處理)后，也可成為獲得高的特性的場(chǎng)效應(yīng)晶體管。在上述(1)中，In的比率比0.2小時(shí)，有可能遷移率降低，或S值變大，或耐濕性降低，或?qū)λ帷A等的耐化學(xué)藥品性降低。另一方面，比0.8大時(shí)，可能阻斷電流或柵漏電流變大，或S值變大，或耐等離子體性降低，或閾值成為負(fù)而成為常接通。In/(In+Zn)優(yōu)選0.30.75，更優(yōu)選0.350.7。在上述(2)中，In的比率比0.29小時(shí)，可能遷移率降低，或S值變大，或閾值電壓增高。另一方面，比0.99大時(shí)，可能阻斷電流或柵漏電流變大，或閾值成為負(fù)而成為常接通，或光電流變大，或耐等離子體性降低，或閾值電壓的移位變大。In/(In+X)通常為0.290.99，優(yōu)選0.59~0.98,更優(yōu)選0.60.97，進(jìn)一步優(yōu)選0.650.96，特別優(yōu)選0.70.95。上述(3)中，Zn的比率比0.29小時(shí)，可能遷移率降低，或S值變大，或?yàn)榱朔€(wěn)定化而需要高溫或長時(shí)間的熱處理，或濕式蝕刻速率延遲。另一方面，比0.99大時(shí)，有可能遷移率降低，或S值變大，或熱穩(wěn)定性或耐熱性降低，或耐濕性降低，或?qū)λ釅A等的耐化學(xué)藥品性降低，或閾值電壓的移位變大。Zn/(X+Zn)優(yōu)選0.450.98，更優(yōu)選0.60.98，進(jìn)而優(yōu)選0.70.97，特別優(yōu)選0.750.90。在本發(fā)明中，半導(dǎo)體層還優(yōu)選滿足下述⑷的比率(原子比)。X/(In+Zn+X)=0.020.3(4)X的比率比0.3大時(shí)，可能S值變大，或遷移率降低，或閾值電壓變大。另一方面，比0.02小時(shí)，可能熱穩(wěn)定性或耐熱性降低，或耐濕性降低，或?qū)λ釅A等的耐化學(xué)藥品性降低，或阻斷電流變大，或閾值電壓的移位變大。X/(In+Zn+X)更優(yōu)選0.040.25，進(jìn)一步優(yōu)選0.0550.2，特別優(yōu)選0.060.15。另外，半導(dǎo)體層滿足下述(5)或(6)的比率(原子比)，但是，特別優(yōu)選根據(jù)用途分別使用。In/(In+Zn+X)=0.30.5(5)In/(In+Zn+X)=0.50.7(不包括0.5)(6)在上述(5)的比率中，容易降低阻斷電流，能夠提高開關(guān)比。另外，成膜條件或后處理?xiàng)l件的范圍也變大。若為上述(6)的比率，則能夠提高遷移率，減小閾值電壓。在本發(fā)明中元素X優(yōu)選Al或B。另外，還優(yōu)選Sc或Y的情況。進(jìn)一步也優(yōu)選鑭系元素類(La、Ce、Pr、Nd、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Lu)的情況。本發(fā)明的場(chǎng)效應(yīng)晶體管只要具有上述第一實(shí)施方式或第二實(shí)施方式所示的半導(dǎo)體層，則對(duì)其它構(gòu)成沒有特別的限定?？梢岳庙敄艠O型或底柵極型等公知的結(jié)構(gòu)。下面，參照附圖對(duì)場(chǎng)效應(yīng)晶體管的構(gòu)成例進(jìn)行說明。圖1是本發(fā)明一實(shí)施方式的場(chǎng)效應(yīng)晶體管的概略剖面圖。場(chǎng)效應(yīng)晶體管1為底柵極型，在具有熱氧化膜11的硅基板10上，以帶狀形成柵電極12。以覆蓋該柵電極12的方式具有柵極絕緣膜13，在該柵極絕緣膜13上且柵電極12上形成有半導(dǎo)體層14(活性層)。在半導(dǎo)體層14的一端14a，在與柵電極12正交的方向連接有源電極15。另外，在與半導(dǎo)體層14的一端14a對(duì)向的另一端14b連接有漏電極16。圖2是表示柵電極12、半導(dǎo)體層14、源電極15及漏電極16的位置關(guān)系的概略俯視圖。為了使位置關(guān)系可視化，省略了一部分部件。底柵極型的場(chǎng)效應(yīng)晶體管的情況下，半導(dǎo)體層優(yōu)選用保護(hù)層保護(hù)。在底柵極型的晶體管中，沒有保護(hù)層時(shí)，半導(dǎo)體層的主要部分暴露，因此保護(hù)層的效果大。圖3及圖4是本發(fā)明其它實(shí)施方式的場(chǎng)效應(yīng)晶體管的概略剖面圖。場(chǎng)效應(yīng)晶體管2及3除了形成保護(hù)層17之外，與上述的場(chǎng)效應(yīng)晶體管1形成同樣的構(gòu)成。圖5是表示頂柵極型的場(chǎng)效應(yīng)晶體管的例子的概略剖面圖。在場(chǎng)效應(yīng)晶體管4中，在基板30上形成源電極35及漏電極36，以覆蓋其間隙及這些電極的一部分的方式設(shè)置半導(dǎo)體層34。而且，在半導(dǎo)體層34上經(jīng)由柵極絕緣膜33形成柵電極32。在晶體管3中，基板30發(fā)揮保護(hù)層37的功能。下面，對(duì)本發(fā)明的場(chǎng)效應(yīng)晶體管的構(gòu)成部件進(jìn)行說明。1、基板沒有特別限制，可使用本領(lǐng)域中公知的基板。例如，可使用堿金屬硅酸鹽系玻璃、無堿玻璃、石英玻璃等玻璃基板、硅基板、丙烯酸、聚碳酸酯、聚萘二甲酸乙二醇脂(PEN)等樹脂基板、聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚酰胺等高分子薄膜基材等?；寤蚧牡暮穸纫话銥?.110mm，優(yōu)選0.35mm。玻璃基板的情況下，優(yōu)選化學(xué)的或熱強(qiáng)化玻璃。要求透明性或平滑性的情況下，優(yōu)選玻璃基板、樹脂基板，特別優(yōu)選玻璃基板。要求輕量化的情況下，優(yōu)選樹脂基板或高分子器械材料。2、半導(dǎo)體層半導(dǎo)體層包含滿足上述⑴(3)的比率、優(yōu)選⑴⑷的比率的上述第一實(shí)施方式或第二實(shí)施方式所示的In(銦)、Zn(鋅)及元素X的復(fù)合氧化物。這種半導(dǎo)體層，例如可通過使用本發(fā)明的復(fù)合氧化物靶材(半導(dǎo)體層用靶材)形成薄膜而制造。本發(fā)明的半導(dǎo)體層用靶材由滿足上述第一實(shí)施方式或第二實(shí)施方式所示的比率⑴(3)或⑴⑷的復(fù)合氧化物的燒結(jié)體形成。該靶材，將以滿足上述元素比率的方式含有例如，氧化銦、氧化鋅及元素X的氧化物的混合粉末作為原料。將原料粉末用球磨機(jī)等微粉末化后，成形為靶材狀進(jìn)行燒結(jié)，由此能夠制造。另外，使用的原料粉末的一部分也可以是從靶材的端材或含有使用完的靶材等高純度氧化銦的廢料中回收制作的。尤其是，從ITO靶材中回收的氧化銦，作為雜質(zhì)優(yōu)選適當(dāng)含有Sn(錫)。氧化銦的回收可以使用特開2002-069544號(hào)記載的方法等公知的方法。另外，上述的第一實(shí)施方式所示的元素X為Zr、Hf、Ge、Si、Ti、V及Nb時(shí)，尤其是容易制造外觀好、抗彎力高的靶材。各原料粉純度通常為99.9%(3N)以上，優(yōu)選99.99%(4N)以上，更優(yōu)選99.995%以上，特別優(yōu)選99.999%(5N)以上。各原料粉的純度不足99.9%(3N)時(shí)，雜質(zhì)有可能降低半導(dǎo)體特性，產(chǎn)生顏色不均或斑點(diǎn)等外觀上的不良，可靠性降低等。對(duì)于原料粉，優(yōu)選將氧化銦粉的比表面積設(shè)定為810m2/g，將氧化鋅粉的比表面積設(shè)定為24m2/g，將元素X的氧化物的比表面積設(shè)定為510m2/g(更優(yōu)選8IOm2/g)?；騼?yōu)選將氧化銦粉的中位徑設(shè)定為0.22μπι，將氧化鋅粉的中位徑設(shè)定為0.8L6μm0另外，優(yōu)選使用氧化銦粉的比表面積和元素X的氧化物粉的比表面積大致相同的粉末。由此，能夠更高效地粉碎混合。具體而言，優(yōu)選將比表面積的差設(shè)為5m2/g以下。比表面積相差過大時(shí)，不能高效地粉碎混合，在燒結(jié)體中有時(shí)殘留元素X的氧化物粒子。例如，使用濕式介質(zhì)攪拌研磨機(jī)混合粉碎混合粉末。這時(shí)，優(yōu)選粉碎后的比表面積比原料混合粉末的比表面積增加1.52.5m2/g左右，或粉碎后的平均中位徑為0.6Ium0通過使用這樣調(diào)整的原料粉，完全不必要預(yù)燒工序，可得到高密度的氧化物燒結(jié)體。另外，也不需要還原工序。另外，原料混合粉末的比表面積的增加量不足1.0m2/g時(shí)，或粉碎后的原料混合粉的平均中位徑超過Iym時(shí)，有時(shí)燒結(jié)密度沒有足夠大。另一方面，原料混合粉末的比表面積的增加量超過3.0m2/g時(shí)或粉碎后的平均中位徑不足0.6μm時(shí)，有時(shí)來自粉碎時(shí)的粉碎器等的污染度(雜質(zhì)混入量)增加。在此，各粉末的比表面積為用BET法測(cè)定的值。各粉末的粒度分布的中位徑為用粒度分布計(jì)測(cè)定的值。這些值通過用干式粉碎法、濕式粉碎法等粉碎粉末能夠進(jìn)行調(diào)整。用噴霧干燥機(jī)等干燥了粉碎工序后的原料后，進(jìn)行成形。成形可以采用公知的方法，例如，加壓成形、冷壓靜水壓加壓。接著，燒結(jié)獲得的成形物得到燒結(jié)體。燒結(jié)優(yōu)選在13501600°C下燒結(jié)220小時(shí)。在不足1350°C時(shí)，密度未提高，另外，超過1600°C時(shí)有時(shí)鋅蒸散，燒結(jié)體的組成發(fā)生變化，或通過蒸散而在燒結(jié)體中產(chǎn)生空隙(空隙)。另外，燒結(jié)可以通過使氧氣流通在氧氣氛圍氣中燒結(jié)，或在加壓下燒結(jié)。由此，能夠抑制鋅的蒸散，獲得沒有空隙(空隙)的燒結(jié)體。這樣制造的燒結(jié)體密度高，使用時(shí)結(jié)塊或顆粒的發(fā)生減少，因此，能夠制作膜特性優(yōu)異的氧化物半導(dǎo)體膜。氧化物燒結(jié)體通過實(shí)施研磨等加工成為靶材。具體而言，將燒結(jié)體例如用平面磨床進(jìn)行磨削，使表面粗糙度Ra為5μπι以下。另外，對(duì)靶材的濺射面實(shí)施鏡面加工，平均表面粗糙度Ra也可以為1000埃以下。該鏡面加工(研磨)可以采用機(jī)械研磨、化學(xué)研磨、進(jìn)行機(jī)械化學(xué)研磨(機(jī)械研磨和化學(xué)研磨并用)等已知的研磨技術(shù)。例如，用固定磨粒拋光器(拋光液水)拋光到#2000以上，或經(jīng)由游離研磨劑(研磨材料SiC膏等)研磨后，將研磨材料變換為金剛石膏進(jìn)行研磨而可得到。對(duì)于這種的研磨方法沒有特別的限制。將得到的靶材與背板接合，由此，能夠在各種成膜裝置上安裝使用。作為成膜法，例如可以列舉濺射法、PLD(脈沖激光熔敷)法、真空蒸鍍法、離子鍍法等。另外，在靶材的清洗處理中，可以使用鼓風(fēng)或流水清洗等。在用鼓風(fēng)除去異物時(shí)，從噴嘴朝向側(cè)用吸塵器進(jìn)行吸氣，由此，進(jìn)一步有效除去灰塵。除了鼓風(fēng)或流水清洗之外，也可以進(jìn)行超聲波清洗等。在超聲波清洗中，在頻率25300KHz間進(jìn)行多重振動(dòng)的方法是有效的。例如，可以在頻率25300KHz之間，每隔25KHz進(jìn)行12種頻率的多重振動(dòng)的超聲波清洗。氧化物燒結(jié)體中的各化合物的粒徑分別優(yōu)選20μm以下，更優(yōu)選10μm以下，特別優(yōu)選5μπι以下。另外，粒徑為用電子探針微量分析儀(EPMA)測(cè)定的平均粒徑。結(jié)晶粒徑例如可通過調(diào)整原料即酸化銦、X元素的氧化物、氧化鋅的各粉末的配合比或原料粉末的粒徑、純度、升溫時(shí)間、燒結(jié)溫度、燒結(jié)時(shí)間、燒結(jié)氛圍、降溫時(shí)間獲得?；衔锏牧奖?0μπι大時(shí)在濺射時(shí)可能發(fā)生結(jié)塊。靶材的密度優(yōu)選理論密度的95%以上，更優(yōu)選98%以上，特別優(yōu)選99%以上。靶材的密度比95%小時(shí)，強(qiáng)度不夠，在成膜時(shí)可能會(huì)出現(xiàn)靶材破損。另外，在制作晶體管時(shí)，性能可能會(huì)不均一。在此，靶材的理論相對(duì)密度由各氧化物的比重(例如，ZnO為5.66g/cm3、In2O3為7.12g/cm3、Zr02為5.98g/cm3)和其量比計(jì)算密度，計(jì)算與用阿基米德法測(cè)定的密度的比率作為理論相對(duì)密度。靶材的體電阻優(yōu)選20πιΩ以下，更優(yōu)選ΙΟπιΩ以下，進(jìn)一步優(yōu)選5πιΩ以下，特別優(yōu)選2mQcm以下。比20πιΩ大時(shí)，在用DC濺射成膜時(shí)，靶材可能回破損。另外，由于異常放電，可能發(fā)生火花，靶材破裂，或火花飛出的粒子附著于成膜基板，降低作為氧化物半導(dǎo)體膜的性能。另外，在放電時(shí)靶材也有可能破裂。另外，體電阻為使用電阻率計(jì)、利用四探針法測(cè)定的值。本發(fā)明的靶材的抗彎強(qiáng)度優(yōu)選8kg/mm2以上，更優(yōu)選10kg/mm2以上，特別優(yōu)選12kg/mm2以上?；诎胁脑谶\(yùn)輸、安裝時(shí)需要承受負(fù)荷、靶材可能破損之類的理由，對(duì)靶材要求一定以上的抗彎強(qiáng)度，在不足8kg/mm2時(shí)，作為靶材可能不耐用。靶材的抗彎強(qiáng)度可以JISR1601為基準(zhǔn)進(jìn)行測(cè)定。另外，在本發(fā)明的第二實(shí)施方式的靶材中，另外，優(yōu)選包含100IOOOOppm的選自Sn(錫)、Ge(鍺)、Si(硅)、Ti(鈦)、Zr(鋯)及Hf(鉿)中的一種以上元素。含有這些元素時(shí)，有利于靶材的密度的提高、強(qiáng)度的提高、電阻的降低、顏色偏差的減少、均一性的提高、異常放電或黃片的減少等，且作為半導(dǎo)體用靶材能夠期待品質(zhì)提高。上述元素也可以使用從含有這些元素的燒結(jié)體(靶材)回收的原料，也可以作為雜質(zhì)含有。另外，也可以在原料中添加金屬粉末或氧化物。在本發(fā)明中，半導(dǎo)體層優(yōu)選非晶質(zhì)膜。通過非晶質(zhì)膜能夠改善絕緣膜或保護(hù)層的密接性，或即使在大面積中也容易獲得均一的晶體管特性。在此，通過X射線結(jié)晶結(jié)構(gòu)解析能夠確認(rèn)半導(dǎo)體層是否是非晶質(zhì)膜。不能觀測(cè)明確的峰值的情況下為非晶質(zhì)。另外，半導(dǎo)體層的電子載流子濃度優(yōu)選IO131018/cm3，特別優(yōu)選IO14IO1Vcm315電子載流子濃度只要在上述范圍內(nèi)，則容易成為非簡并半導(dǎo)體，作為晶體管使用時(shí)優(yōu)選遷移率和開關(guān)比的均衡良好。另外，帶隙優(yōu)選2.06.OeV，特別優(yōu)選2.85.OeV0帶隙比2.OeV小時(shí)，吸收可視光并場(chǎng)效應(yīng)晶體管可能進(jìn)行錯(cuò)誤動(dòng)作。另一方面，比6.OeV大時(shí)，難以供給載流子，難以發(fā)揮場(chǎng)效應(yīng)晶體管功能。半導(dǎo)體層優(yōu)選為表示熱活性型的非簡并半導(dǎo)體。為簡并半導(dǎo)體時(shí)，載流子過多，斷開電流·柵漏電流增加，或閾值成為負(fù)且常接通。半導(dǎo)體層是否為非簡并半導(dǎo)體，通過進(jìn)行采用了霍爾效應(yīng)的遷移率和載流子密度的溫度變化的測(cè)定能夠判斷。另外，要將半導(dǎo)體層設(shè)定為非簡并半導(dǎo)體，可以通過調(diào)整成膜時(shí)的氧氣分壓，或進(jìn)行后處理，控制氧氣缺陷量，使載流子密度最適當(dāng)來實(shí)現(xiàn)。半導(dǎo)體層的表面粗糙度(RMS)優(yōu)選Inm以下，更優(yōu)選0.6nm以下，特別優(yōu)選0.3nm以下。比Inm大時(shí)，可能遷移率降低。半導(dǎo)體層優(yōu)選為維持氧化銦的紅色綠寶石(日文Ε〃々7K〃卜)結(jié)構(gòu)的棱共有結(jié)構(gòu)的至少一部分的非晶質(zhì)膜。含有氧化銦的非晶質(zhì)膜是否維持氧化銦的紅色綠寶石(日文Ii7々7K〃卜)結(jié)構(gòu)的棱共有結(jié)構(gòu)的至少一部分，通過利用使用了高輝度的同步加速器放射等微小角入射X射線衍射(GIXS)求得的徑向分布函數(shù)(RDF)，表示In-x(x為In,Zn)的峰值在0.30至0.36nm之間即能夠確認(rèn)。詳細(xì)地說，只要參照下述文獻(xiàn)即可。F.Utsuno,etal.，ThinSolidFilms,Volume496，2006，Pages95_98另外，在將原子間距離為0.30至0.36nm之間的RDF的最大值設(shè)定為A、將原子間距離為0.36至0.42之間的RDF的最大值設(shè)定為B的情況下，優(yōu)選滿足A/B>0.7的關(guān)系，更優(yōu)選滿足A/B>0.85，進(jìn)一步優(yōu)選滿足A/B>1，特別優(yōu)選滿足A/B>1.2。A/B為0.7以下時(shí)，將半導(dǎo)體層作為晶體管的活性層使用的情況下，可能遷移率降低，或閾值或S值過大。A/B小時(shí)，考慮反映出非晶質(zhì)膜的近距離秩序性惡劣。另外，優(yōu)選In-In的平均結(jié)合距離為0.30.322nm，特別優(yōu)選0.310.32nm。In-In的平均結(jié)合距離可利用X射線吸收分光法求出。在X射線吸收分光法的測(cè)定中，表示從開始到擴(kuò)展到達(dá)數(shù)百eV的高能量的擴(kuò)展X射線吸收精細(xì)結(jié)構(gòu)(EXAFS)。EXAFS是通過激勵(lì)的原子周圍的原子的電子的后方衍射引起的。引起跳躍的電子波和后方衍射的波的干涉效果。干涉依存于電子狀態(tài)的波長和周圍原子來往的光程。通過對(duì)EXAFS進(jìn)行傅立葉變換獲得徑向分布函數(shù)(RDF)。從RDF的峰值也能夠估算平均結(jié)合距離。半導(dǎo)體層的膜厚通常為0.5500nm，優(yōu)選1150nm，更優(yōu)選380nm，特別優(yōu)選1060nm。比0.5nm薄時(shí)，難以工業(yè)化均一成膜。另一方面，比500nm厚時(shí)，成膜時(shí)間變長，工業(yè)上不采用。另外，在3SOnm范圍內(nèi)時(shí)，遷移率或開關(guān)比等TFT特性特別良好。在本發(fā)明中，半導(dǎo)體層為非晶質(zhì)膜，非定域能級(jí)的能量寬度(Etl)優(yōu)選14meV以下。半導(dǎo)體層的非定域能級(jí)的能量寬度(Etl)更優(yōu)選IOmeV以下，進(jìn)一步優(yōu)選SmeV以下，特別優(yōu)選6meV以下。非定域能級(jí)的能量寬度(Etl)比14meV大時(shí)，將半導(dǎo)體層作為晶體管的活性層使用時(shí)，可能遷移率降低，或閾值或S值過度變大。認(rèn)為半導(dǎo)體層的非定域能級(jí)的能量寬度(Etl)大反映出非晶質(zhì)膜的近距離秩序性惡化。3.半導(dǎo)體層的保護(hù)層場(chǎng)效應(yīng)晶體管優(yōu)選具有半導(dǎo)體的保護(hù)層。沒有半導(dǎo)體的保護(hù)層時(shí)，在真空中或低壓下，可能半導(dǎo)體表面層的氧脫離，或阻斷電流變高，或閾值電壓成為負(fù)。另外，即使在大氣下，受濕度等周圍的影響，可能閾值電壓等晶體管特性的偏差變大。形成半導(dǎo)體的保護(hù)層的材料沒有特別的限定。在不失去本發(fā)明的效果的范圍內(nèi)可以任意選擇一般使用的材料。例如可以使用Si02、SiNx、Al203、Ta205、Ti02、Mg0、&02、Ce02、K2O,Li2O,Na2O,Rb2O,Sc203、Y2O3>Hf2O3>CaHfO3>PbTi3、BaTa2O6,SrTi03、AIN等。在這些中優(yōu)選使用SiO2,SiNx、A1203、Y2O3>Hf2O3>CaHfO3,更優(yōu)選使用SiO2,SiNx、Y2O3>Hf203>CaHfO3,特別優(yōu)選使用Si02、Y2O3,Hf2O3,CaHfO3等氧化物。這些氧化物的氧原子數(shù)不一定與化學(xué)計(jì)量比一致(例如，可以是SiO2，也可以是SiOx)。另外，SiNx也可以含有氫原子。這種保護(hù)膜也可以是層疊了不同的2層以上絕緣膜的結(jié)構(gòu)。另外，保護(hù)層也可以是結(jié)晶質(zhì)、多晶質(zhì)、非晶質(zhì)中的任一種，但是，優(yōu)選工業(yè)上容易制造的多晶質(zhì)、非晶質(zhì)。但是，保護(hù)層特別優(yōu)選非晶質(zhì)。不是非晶質(zhì)膜時(shí)，界面的平滑性惡化，遷移率降低，或閾值電壓或S值過度變大。半導(dǎo)體層的保護(hù)層優(yōu)選非晶質(zhì)氧化物或非晶質(zhì)氮化物，特別優(yōu)選非晶質(zhì)氧化物。另外，保護(hù)層不是氧化物時(shí)，半導(dǎo)體中的氧向保護(hù)層側(cè)移動(dòng)，阻斷電流提高，或閾值電壓成為負(fù)，顯示為常接通。另外，半導(dǎo)體層的保護(hù)層也可以使用聚(4-乙烯基苯酚)(PVP)、聚對(duì)二甲苯等有機(jī)絕緣膜。另外，半導(dǎo)體層的保護(hù)層也可以具有無機(jī)絕緣膜及有機(jī)絕緣膜的兩層以上的層疊結(jié)構(gòu)。4.柵極絕緣膜對(duì)形成柵極絕緣膜的材料也沒有特別的限定。在不失去本實(shí)施方式的發(fā)明的效果的范圍內(nèi)可以任意選擇一般使用的材料。例如可以使用Si02、SiNx、Al203、Ta205、Ti02、Mg0、ZrO2,CeO2,K2O,Li2O,Na2O,Rb2O,Sc203、Y2O3>Hf2O3>CaHfO3>PbTi3、BaTa2O6,SrTiO3>AIN等。在這些中優(yōu)選使用SiO2、SiNx、Al2O3、Y2O3、Hf2O3、CaHfO3，更優(yōu)選使用SiO2、SiNx、Y2O3、Hf2O3、CaHfO30這些氧化物的氧數(shù)不一定與化學(xué)計(jì)量比一致(例如，可以是SiO2，也可以是SiOx)。另外，SiNx也可以含有氫元素。這種柵極絕緣膜也可以是層疊了不同的2層以上絕緣膜的結(jié)構(gòu)。另外，柵極絕緣膜也可以是結(jié)晶質(zhì)、多晶質(zhì)、非晶質(zhì)中的任一種，但是，優(yōu)選工業(yè)上容易制造的多晶質(zhì)、非晶質(zhì)。另外，柵極絕緣膜也可以使用聚(4-乙烯基苯酚)(PVP)、聚對(duì)二甲苯等有機(jī)絕緣膜。另外，柵極絕緣膜也可以具有無機(jī)絕緣膜及有機(jī)絕緣膜的兩層以上的層疊結(jié)構(gòu)。5.電極形成柵電極、源電極及漏電極各電極的材料沒有特別的限定。在不失去本發(fā)明的效果的范圍內(nèi)可以任意選擇一般使用的材料。例如，可以使用銦錫氧化物(ITO)、銦鋅氧化物、ZnO,SnO2等透明電極、或Al、Ag、Cr、Ni、Mo、Au、Ti、Ta、Cu等金屬電極、或含有這些的合金的金屬電極。另外，優(yōu)選將它們層疊兩層以上，降低接觸電阻，或提高界面強(qiáng)度。另外，為降低源電極、漏電極的接觸電阻，也可以對(duì)與半導(dǎo)體的電極的界面進(jìn)行等離子體處理、臭氧處理等來調(diào)整電阻。下面，對(duì)本發(fā)明的場(chǎng)效應(yīng)晶體管的制造方法進(jìn)行說明。在本發(fā)明的制造方法中，其特征包括應(yīng)用上述本發(fā)明的靶材，通過DC或AC濺射來成膜半導(dǎo)體層的工序；在形成半導(dǎo)體層后，以70350°C進(jìn)行熱處理的工序。另外，上述場(chǎng)效應(yīng)晶體管的各構(gòu)成部件(層)用本
技術(shù)領(lǐng)域：
中公知的方法形成。具體而言，作為成膜方法，可以使用噴射法、浸漬法、CVD法等化學(xué)成膜方法，或?yàn)R射法、真空蒸鍍法、離子鍍法、脈沖激光熔敷法等物理成膜方法。從容易控制載流子密度、及膜質(zhì)容易提高的角度考慮，優(yōu)選使用物理成膜方法，更優(yōu)選使用生產(chǎn)性高的濺射法。在濺射法中，可以利用應(yīng)用復(fù)合氧化物的燒結(jié)靶材的方法、應(yīng)用采用多個(gè)燒結(jié)靶材的共濺射的方法、應(yīng)用采用合金靶材的反應(yīng)性濺射的方法等。但是，在應(yīng)用采用多個(gè)燒結(jié)靶材的共濺射的方法或應(yīng)用采用合金靶材的反應(yīng)性濺射的方法中，可能在均一性或再現(xiàn)性惡化時(shí)，非定域能級(jí)的能量寬度(Etl)有時(shí)變大，遷移率降低，或閾值電壓變大等，晶體管特性降低。優(yōu)選使用復(fù)合氧化物的燒結(jié)靶材。通過各種蝕刻法可以將形成的膜構(gòu)圖。在本發(fā)明中，使用本發(fā)明的靶材，利用DC或AC濺射法使半導(dǎo)體層成膜。通過使用DC或AC濺射法，與RF濺射的情況相比，能夠降低成膜時(shí)的損害。因此，在場(chǎng)效應(yīng)晶體管中能夠期待閾值電壓移位的降低、遷移率的提高、閾值電壓的減少、S值的減少等效果。另外，在本發(fā)明中，在形成半導(dǎo)體層和半導(dǎo)體的保護(hù)層之后，以70350°C進(jìn)行熱處理。比70°C低時(shí)，獲得的晶體管的熱穩(wěn)定性或耐熱性低，或遷移率降低，或S值變大，或閾值電壓增高。另一方面，比350°C高時(shí)，可能導(dǎo)致不能使用沒有耐熱性的基板，可能增加熱處理用的設(shè)備費(fèi)用，可能保護(hù)層、絕緣膜或半導(dǎo)體層的界面劣化、或可能降低水分壓力在成膜時(shí)結(jié)晶化而不能得到非晶質(zhì)膜。熱處理溫度優(yōu)選80260°C，更優(yōu)選90180°C，進(jìn)一步優(yōu)選100150°C。尤其是，熱處理溫度只要在180°C以下，則作為基板可以使用PEN等耐熱性低的樹脂基板，故而優(yōu)選。熱處理時(shí)間通常優(yōu)選1秒24小時(shí)，但是，優(yōu)選根據(jù)處理溫度調(diào)整。例如，70180°C時(shí)，更優(yōu)選10分24小時(shí)，進(jìn)一步優(yōu)選20分6小時(shí)，特別優(yōu)選30分3小時(shí)。180260°C時(shí)，更優(yōu)選6分4小時(shí)，進(jìn)一步優(yōu)選15分2小時(shí)。260300°C時(shí)，更優(yōu)選30秒4小時(shí)，特別優(yōu)選1分2小時(shí)。300350°C時(shí)，更優(yōu)選1秒1小時(shí)，特別優(yōu)選2秒30分。熱處理優(yōu)選在惰性氣體中在氧分壓為10_3Pa以下的環(huán)境下進(jìn)行，或在用保護(hù)層覆蓋半導(dǎo)體層之后進(jìn)行。在上述條件下提高再現(xiàn)性。作為惰性氣體，優(yōu)選N2、He、Ne、Ar、Kr、Xe。在本發(fā)明的場(chǎng)效應(yīng)晶體管中，遷移率優(yōu)選lcm2/VS以上，更優(yōu)選3cm2/VS以上，特別優(yōu)選8cm7Vs以上。比lcm7Vs小時(shí)，轉(zhuǎn)換速度變緩，不能用于大畫面高精細(xì)的顯示裝置。轉(zhuǎn)換比優(yōu)選IO6以上，更優(yōu)選IO7以上，特別優(yōu)選IO8以上。阻斷電流優(yōu)選2pA以下，更優(yōu)選IpA以下，進(jìn)一步優(yōu)選0.5pA以下，特別優(yōu)選0.2pA以下。阻斷電流比2pA大時(shí)，作為顯示裝置的TFT使用時(shí)，對(duì)比度惡化，或畫面的均一性惡劣。柵漏電流優(yōu)選IpA以下。比IpA大時(shí)，作為顯示裝置的TFT使用時(shí)對(duì)比度惡化。閾值電壓通常為010V，但是，優(yōu)選04V，更優(yōu)選03V，特別優(yōu)選02V。比OV小時(shí)，成為常接通，在阻斷時(shí)需要電壓，消耗的電力變大。比IOV大時(shí)，驅(qū)動(dòng)電壓變大，或消耗電力變大，或需要高的遷移率。另外，S值優(yōu)選0.8V/dec以下，更優(yōu)選0.3V/dec以下，進(jìn)一步優(yōu)選0.25V/dec以下，特別優(yōu)選0.2V/dec以下。比0.8V/dec大時(shí)，驅(qū)動(dòng)電壓變大，或消耗電力變大。尤其是，應(yīng)用有機(jī)EL顯示裝置的情況下，用直流驅(qū)動(dòng)，因此，將S值設(shè)定為0.3V/dec以下時(shí)能夠大幅降低消耗電力，故而優(yōu)選。另外，所謂S值(SwingFactor)是表示從阻斷狀態(tài)增加?xùn)艠O電壓時(shí)，從阻斷狀態(tài)到接通狀態(tài)漏極電流急劇上升時(shí)的該急劇程度的值。以下述式定義，將漏極電流上升1位(10倍)時(shí)的柵極電壓的增值設(shè)定為S值。S值=dVg/dlog(Ids)S值越小，越急劇上升(“薄膜卜’夕技術(shù)Ot《r(薄膜晶體管技術(shù)的全部)”、鵜飼育弘著、2007年刊、工業(yè)調(diào)查會(huì))。S值大時(shí)，在從接通切換到阻斷時(shí)需要高的柵極電壓，消耗電力可能變大。另外，10μA的直流電壓在50°C施加100小時(shí)前后的閾值電壓的移位量優(yōu)選1.OV以下，更優(yōu)選0.5V以下。比IV大時(shí)作為有機(jī)EL顯示裝置的晶體管利用時(shí)，可能改變畫質(zhì)。另外，用傳遞曲線使柵極電壓升降的情況下，優(yōu)選磁滯小的一方。另外，溝道寬度W和溝道長度L的比W/L(參照?qǐng)D2)通常為0.1100，優(yōu)選0.520，特別優(yōu)選18。W/L超過100時(shí)可能漏電流增加，或on-off比低下。比0.1小時(shí)，可能場(chǎng)效應(yīng)遷移率低下，或夾斷不明顯。另外，溝道長度L為通常0.11000μm，優(yōu)選1100μm，更優(yōu)選210μm。0.Iym以下時(shí)工業(yè)制造困難，另外漏電流可能變大，在1000μm以上時(shí)元件過大，不優(yōu)選。本發(fā)明的場(chǎng)效應(yīng)晶體管優(yōu)選具有對(duì)半導(dǎo)體層遮光的結(jié)構(gòu)。不具有對(duì)半導(dǎo)體層遮光的結(jié)構(gòu)(例如，遮光層)時(shí)，光向半導(dǎo)體層入射時(shí)載流子電子被激勵(lì)，阻斷電流可能提高。遮光層優(yōu)選為在300SOOnm具有吸收的薄膜。遮光層可以在半導(dǎo)體層的上部、也可以在下部，優(yōu)選在上部和下部雙方。另外，遮光層也可以與柵極絕緣膜或黑底等兼用。僅在單側(cè)有遮光層的情況下，需要研究制成光不能從沒有遮光層側(cè)向半導(dǎo)體層照射的結(jié)構(gòu)。另外，在本發(fā)明的場(chǎng)效應(yīng)晶體管中，在半導(dǎo)體層和源電極或漏電極之間優(yōu)選設(shè)置接觸層。接觸層的形成材料可以使用與上述的半導(dǎo)體層同樣組成的復(fù)合氧化物。即，接觸層優(yōu)選以In或Zn等在半導(dǎo)體層中含有的元素為主要成分的氧化物。不含有這些元素時(shí)，在接觸層和半導(dǎo)體層之間發(fā)生元素的移動(dòng)，進(jìn)行應(yīng)力試驗(yàn)等時(shí)閾值電壓的移位可能變大。對(duì)接觸層的制造方法沒有特別的制約，但也可以通過改變成膜條件而形成與半導(dǎo)體層同樣的組成比的接觸層、或形成與半導(dǎo)體層組成比不同的層、或構(gòu)成為將與半導(dǎo)體的電極接觸的部分進(jìn)行等離子處理或臭氧處理來提高電阻，或構(gòu)成在形成半導(dǎo)體層時(shí)利用氧分壓等成膜條件提高電阻的層。另外，在本發(fā)明的場(chǎng)效應(yīng)晶體管中，優(yōu)選在半導(dǎo)體層和柵極絕緣膜之間及/或半導(dǎo)體層和保護(hù)層之間具有比半導(dǎo)體層的電阻高的氧化物電阻層。沒有氧化物電阻層時(shí)可能發(fā)生阻斷電流，或閾值電壓成為負(fù)而常接通。另外，在保護(hù)膜成膜或蝕刻等后處理工程時(shí)，半導(dǎo)體變質(zhì)，特性可能劣化。作為氧化物電阻層可以例示如下?！づc以比半導(dǎo)體膜成膜時(shí)高的氧分壓成膜的半導(dǎo)體層為同一組成的非晶質(zhì)氧化物膜·與半導(dǎo)體層為同一組成，但是改變了組成比的非晶質(zhì)氧化物膜含有In及Zn、且含有與半導(dǎo)體層不同的元素X的非晶質(zhì)氧化物膜·以氧化銦為主成分的多晶氧化物膜·以氧化銦為主成分，滲雜一種以上Zn、Cu、Co、Ni、Mn、Mg等正二價(jià)元素的多晶氧化物膜在半導(dǎo)體層所含有的組成中再添加選自Cu、Co、Ni、Mn、Fe、Mg、Ca、Sr、Ba、Ag、Au中的一種以上元素的非晶質(zhì)氧化物膜在與半導(dǎo)體層為同一組成，但是改變了組成比的非晶質(zhì)氧化物膜、或含有In及Zn、且含有與半導(dǎo)體層不同的元素X的非晶質(zhì)氧化物膜的情況下，優(yōu)選In組成比比半導(dǎo)體層少。另外，優(yōu)選元素X的組成比比半導(dǎo)體層多。氧化物電阻層優(yōu)選為含有In及Zn各元素的氧化物。不含有它們時(shí)，在氧化物電阻層和半導(dǎo)體層之間發(fā)生元素的移動(dòng)，在進(jìn)行應(yīng)力試驗(yàn)等時(shí)可能閾值電壓的移位變大。在半導(dǎo)體層所含有的組成中再添加選自Cu、Co、Ni、Mn、Fe、Mg、Ca、Sr、Ba、Ag、Au中的一種以上元素的非晶質(zhì)氧化物膜的情況下，優(yōu)選In組成比比半導(dǎo)體層少。另外，優(yōu)選Ga組成比比半導(dǎo)體層多。[實(shí)施例][第一實(shí)施方式]實(shí)施例1(1)濺射靶材的制造作為原料，將氧化銦、氧化鋅及氧化鋯的粉末以原子比〔In/(In+Zn+Zr)〕為0.48、原子比〔Zn/(In+Zn+Zr)〕為0.50、原子比(Zr/(In+Zn+Zr)〕為0.02的方式混合。將它們供給濕式球磨機(jī)，混合粉碎72小時(shí)，獲得原料微粉末。將得到的原料微粉末進(jìn)行造粒后，擠壓成形為直徑10cm、厚度5mm的尺寸，將其裝入燒結(jié)爐內(nèi)，在1500°C燒結(jié)12小時(shí)，得到燒結(jié)體(靶材)。靶材的體電阻為3πιΩ，理論相對(duì)密度為0.99。另外，可獲得沒有顏色不均、外觀均一性高的靶材。另外，理論相對(duì)密度通過計(jì)算由各氧化物的比重和其量比計(jì)算的密度與用阿基米德法測(cè)定的密度的比率求出。(2)晶體管的制作除了基板使用玻璃基板之外，制作與圖1所示的場(chǎng)效應(yīng)晶體管同樣的晶體管。在玻璃基板上，用室溫的RF濺射層疊200nm鉬金屬之后，用濕式蝕刻圖案化，制作柵電極。接著，在制作了柵電極的基板上，利用等離子化學(xué)氣相成長裝置(PECVD)JiSiNx在300°C成膜(厚度200nm)，制成柵極絕緣膜。接著，將在(1)中制造的靶材安裝于DC濺射法的一種即DC磁控濺射法的成膜裝置中，在柵極絕緣膜上成膜，之后進(jìn)行圖案化，形成半導(dǎo)體層(膜厚50nm)。濺射條件設(shè)定為基板溫度25°C、可達(dá)壓力1\10呷￡1、氣氛4沖9.5%及氧0.5%、濺射壓力(總壓)2XIO-1Peu接通電力100W、成膜時(shí)間6分鐘、S-T距離IlOmm0接著，應(yīng)用提離工藝及RF磁控濺射(室溫、Arl00%)，形成由In2O3-ZnO構(gòu)成的源/漏電極。之后，在氮?dú)猸h(huán)境下，在170°C進(jìn)行2小時(shí)熱處理，制造場(chǎng)效應(yīng)晶體管(圖2的W為40μm、L為4μm的底柵極型的場(chǎng)效應(yīng)晶體管)。[半導(dǎo)體層的評(píng)價(jià)]在玻璃基板(二一二>^1737)上，使用在上述實(shí)施例(1)中制造的靶材形成半導(dǎo)體進(jìn)行評(píng)價(jià)。半導(dǎo)體層利用DC磁控濺射法的成膜裝置，以與實(shí)施例(2)相同的方式形成。其結(jié)果是，在玻璃基板上，形成膜厚為50nm的氧化物薄膜。用ICP(InductivelyCoupledPlasma)法分析得到的半導(dǎo)體膜時(shí)，原子比〔In/(In+Zn+Zr)〕為0.49、原子比(Zn/(In+Zn+Zr)〕為0.49、原子比(Ga/(In+Zn+Zr)〕為0.02。將上述半導(dǎo)體膜在氮?dú)猸h(huán)境下在170°C進(jìn)行2小時(shí)的熱處理。利用霍爾測(cè)定裝置測(cè)定熱處理后的半導(dǎo)體膜的載流子濃度及霍爾遷移率。結(jié)果表示η型，載流子濃度為4Χ1017cm_3、霍爾遷移率為2cm2/VS。另外，霍爾測(cè)定裝置、及其測(cè)定條件如下述?！せ魻枩y(cè)定裝置東陽于夕二力制ResiTest8310測(cè)定條件測(cè)定溫度室溫(25°C)測(cè)定磁場(chǎng)0.5T測(cè)定電流10—1210、測(cè)定模式AC磁場(chǎng)霍爾測(cè)定另外，通過X射線結(jié)晶結(jié)構(gòu)分析確認(rèn)為非晶質(zhì)。由AMF測(cè)定的表面粗糙度RMSO.2nm。另外，光學(xué)求取的帶隙為3.8eV。另外，在77300K范圍內(nèi)改變測(cè)定溫度測(cè)定霍爾效應(yīng)時(shí)，顯示熱活性型，能夠確認(rèn)半導(dǎo)體膜為非簡并半導(dǎo)體。另外，根據(jù)改變溫度、使用霍爾效應(yīng)測(cè)定的載流子濃度和活化能的關(guān)系，非定域能級(jí)的能量寬度(Etl)為6meV以下。另外，通過由X射線衍射測(cè)定求取的徑向分布函數(shù)(RDF)，觀測(cè)到表示In-In的峰值在0.35nm附近，能夠確認(rèn)殘留有氧化銦的紅色綠寶石(日文^〃々力〃卜)結(jié)構(gòu)的棱共有結(jié)構(gòu)。在將原子間距離0.300.36nm之間的RDF的最大值設(shè)定為A、將原子間距離0.360.42之間的RDF的最大值設(shè)定為B的情況下，A/B為1.3。通過X射線吸收分光法求取的In-In的平均結(jié)合距離為0.318nm。[晶體管的評(píng)價(jià)]對(duì)場(chǎng)效應(yīng)晶體管進(jìn)行下述評(píng)價(jià)。(1)場(chǎng)效應(yīng)遷移率(μ)、開關(guān)比、阻斷電流、柵漏電流、S值、閾值電壓(Vth)應(yīng)用半導(dǎo)體參數(shù)測(cè)量器(*一7>—4200)，在室溫、大氣中、且遮光環(huán)境下進(jìn)行測(cè)定。(2)磁滯應(yīng)用半導(dǎo)體參數(shù)測(cè)量器，測(cè)定升電壓時(shí)的傳遞曲線(I-V特性)和降電壓時(shí)的傳遞曲線(I-V特性)，將升降時(shí)的電壓差設(shè)定為AVg。將AVg的最大值為0.5V以下的設(shè)定為“少”，將0.53V設(shè)定為“有”，將3V以上設(shè)定為“大”。(3)應(yīng)力試驗(yàn)應(yīng)力條件設(shè)定為在50°C下以柵極電壓15V施加100小時(shí)10μA的直流電壓。比較施加應(yīng)力前后的Vth，測(cè)定閾值電壓的移位量(AVth)。另外，按如下方式評(píng)價(jià)耐酸性及耐濕性。(1)耐酸性以與實(shí)施例1(2)相同的條件，在玻璃基板上形成200nm厚的半導(dǎo)體膜，進(jìn)行熱處理。將此用草酸系蝕刻液(關(guān)東化學(xué)制、IT0-06)進(jìn)行蝕刻，測(cè)定25°C的蝕刻速度。評(píng)價(jià)如下。不足200nm/分〇200500nm/分Δ500IOOOnm/分X:1000nm/分以上(2)耐濕性將制作的晶體管在85°C、85%RH下，實(shí)施2000小時(shí)耐濕試驗(yàn)。測(cè)定試驗(yàn)前后的電阻，按如下方式分類。將試驗(yàn)前的電阻值+試驗(yàn)后的電阻值、試驗(yàn)后的電阻值+試驗(yàn)前的電阻值大這一方設(shè)定為變化率?！蜃兓什蛔?倍〇變化率為25倍Δ變化率為5100倍X變化率為100倍以上將測(cè)定結(jié)果表示于表1。實(shí)施例229、比較例17除了按表1-4所示的組成調(diào)制原料即氧化銦、氧化鋅及X元素的氧化物的混合比之外，與實(shí)施例1(1)同樣制造濺射靶材。使用上述的濺射靶材，按表1-4所示變更成膜條件，除此之外，與實(shí)施例1(2)同樣制作場(chǎng)效應(yīng)晶體管，進(jìn)行評(píng)價(jià)。另外，在制作濺射靶材時(shí)，代替氧化鋯使用的原料如下所述。實(shí)施例12=HfO2、株式會(huì)社高純度化學(xué)研究所社制、HFOOIPB實(shí)施例13=GeO2、株式會(huì)社高純度化學(xué)研究所社制、GE006PB實(shí)施例14=SiO2、株式會(huì)社高純度化學(xué)研究所社制、SI012PB實(shí)施例15=TiO2、株式會(huì)社高純度化學(xué)研究所社制、ΤΙ014ΡΒ實(shí)施例16=MnO2、株式會(huì)社高純度化學(xué)研究所社制、ΜΝ003ΡΒ實(shí)施例17:W03、株式會(huì)社高純度化學(xué)研究所社制、WW004PB實(shí)施例18=MoO3、株式會(huì)社高純度化學(xué)研究所社制、M0003PB實(shí)施例19=V2O5、株式會(huì)社高純度化學(xué)研究所社制、VV009PB實(shí)施例20=Nb2O5、株式會(huì)社高純度化學(xué)研究所社制、NB008PB實(shí)施例25:CuO、株式會(huì)社高純度化學(xué)研究所社制、CU008PB實(shí)施例26:NiO、株式會(huì)社高純度化學(xué)研究所社制、NIOlIPB實(shí)施例27:Co0、株式會(huì)社高純度化學(xué)研究所社制、C0003PB實(shí)施例28:FeO、株式會(huì)社高純度化學(xué)研究所社制、FEOOIPB實(shí)施例29=Cr2O3、株式會(huì)社高純度化學(xué)研究所社制、CROOIGB在實(shí)施例21中，形成源/漏電極后，用RF磁控濺射法使SiO2以300nm成膜而形成保護(hù)層，制作圖4所示的場(chǎng)效應(yīng)晶體管。在實(shí)施例22及比較例17中，用RF濺射進(jìn)行半導(dǎo)體層的形成。具體而言，將靶材安裝于RF磁控濺射成膜裝置進(jìn)行成膜。在此的濺射條件設(shè)定為基板溫度25°C、可達(dá)壓力1\10-乍^氣氛4沖9.5%及氧0.5%、濺射壓力(總壓)2XICT1Pa.接通電力100W、成膜時(shí)間8分鐘、S-T距離100mm。在實(shí)施例23中，使用帶SiO2熱氧化膜的硅基板。SiO2熱氧化膜的厚度為lOOnm。在該晶體管中，柵極絕緣膜為SiO2熱氧化膜，硅基板發(fā)揮柵電極和基板的作用。在帶SiO2熱氧化膜的硅基板上，與實(shí)施例1同樣形成了半導(dǎo)體層、源電極及漏電極。磁[濺射靶材的例]實(shí)施例30作為原料，將氧化銦、氧化鋅及氧化鋯的粉末以原子比〔In/(In+Zn+Zr)〕為0.4、原子比(Zn/(In+Zn+Zr)〕為0.4、原子比(Zr/(In+Zn+Zr)〕為0.2的方式混合。將它們供給濕式球磨機(jī)，混合粉碎72小時(shí)，獲得原料微粉末。將得到的原料微粉末進(jìn)行造粒后，擠壓成形為直徑20cm、厚度5mm的尺寸之后，將其裝入燒結(jié)爐內(nèi)，在1400燒結(jié)12小時(shí)，得到燒結(jié)體(靶材)。靶材的體電阻為5πιΩ，理論相對(duì)密度為0.98。靶材的抗彎強(qiáng)度為12kg/mm2。另夕卜，可獲得沒有顏色不均、外觀均一性高的靶材。比較例8作為原料，將氧化銦、氧化鋅及氧化鎵的粉末以原子比〔In/dn+Zn+Ga)〕為0.4、原子比(Zn/(In+Zn+Ga)〕為0.4、原子比(Ga/(In+Zn+Ga)〕為0.2的方式混合。將它們供給濕式球磨機(jī)，混合粉碎72小時(shí)，獲得原料微粉末。將得到的原料微粉末進(jìn)行造粒后，擠壓成形為直徑20cm、厚度5mm的尺寸之后，將其裝入燒結(jié)爐內(nèi)，在1400°C燒結(jié)12小時(shí)，得到燒結(jié)體(靶材)。靶材的體電阻為70mΩ，理論相對(duì)密度為0.82。靶材的抗彎強(qiáng)度為7kg/mm2。另夕卜，在靶材上被確認(rèn)有若干顏色不均。圖6表示與實(shí)施例1及5同樣組成的半導(dǎo)體層的熱處理溫度和遷移率的關(guān)系。另外，處理時(shí)間為2小時(shí)。在實(shí)施例1的組成中，以150°C處理時(shí)遷移率穩(wěn)定，與之相對(duì)，在實(shí)施例5的組成中，為了使遷移率穩(wěn)定，就需要300°C以上的處理溫度。[第二實(shí)施方式][濺射靶材的制作]實(shí)施例31(靶材I)作為原料，將5N(純度99.999%)的氧化銦(株式會(huì)社高純度化學(xué)研究所社制IN004PB)、5N的氧化鋅(株式會(huì)社高純度化學(xué)研究所社制ZN004PB)及5N的氧化鋁(株式會(huì)社高純度化學(xué)研究所社制)的粉末以原子比〔In/dn+Zn+Al)〕為0.48、原子比〔Zn/(In+Zn+Al)〕為0.50、原子比(Al/(In+Zn+Al)〕為0.02的方式混合。將它們供給濕式球磨機(jī)，混合粉碎72小時(shí)，獲得原料微粉末。將得到的原料微粉末進(jìn)行造粒后，擠壓成形為直徑10cm、厚度5mm的尺寸之后，將其裝入燒結(jié)爐內(nèi)，在1500°C燒結(jié)12小時(shí)，得到燒結(jié)體(靶材)。粉碎靶材并用ICP分析時(shí)，不含有Sn(錫)、Ge(鍺)、Si(硅)、Ti(鈦)、Zr(鋯)、Hf(鉿)等雜質(zhì)。另外，靶材的體電阻為20πιΩ，理論相對(duì)密度為0.95。實(shí)施例32(靶材II)作為原料，將從使用結(jié)束的ITO靶材等回收的氧化銦、5Ν的氧化鋅(株式會(huì)社高純度化學(xué)研究所社制ΖΝ004ΡΒ)及4Ν的氧化鋁(株式會(huì)社高純度化學(xué)研究所社制AL012PB)的粉末以原子比(In/(In+Zn+Al)〕為0.48、原子比(Zn/(In+Zn+Al)〕為0.50、原子比〔Al/(In+Zn+Al)〕為0.02的方式混合。將它們供給濕式球磨機(jī)，混合粉碎72小時(shí)，獲得原料微粉末。將得到的原料微粉末進(jìn)行造粒后，擠壓成形為直徑10cm、厚度5mm的尺寸，將其裝入燒結(jié)爐內(nèi)，在1500°C燒結(jié)12小時(shí)，得到燒結(jié)體(靶材)。粉碎靶材并用ICP分析時(shí)，作為雜質(zhì)含有Sn(錫)500ppm。另外，靶材的體電阻為3πιΩ，理論相對(duì)密度為0.99。另外，可獲得沒有顏色不均、外觀均一性高的靶材。實(shí)施例33-37(靶材III-VII)將Ge、Si、Ti、&或Hf元素，以相對(duì)于原料中的金屬元素整體成為500原子ppm的方式作為氧化物進(jìn)行添加，除此之外，用與靶材I相同的工序制作靶材。靶材可獲得與靶材II大致相同的品質(zhì)，但是，外觀更均勻、美觀。[濺射靶材的評(píng)價(jià)]·靶材I將在上述實(shí)施例31制作的靶材I安裝于RF濺射法的一種即RF磁控濺射法的成膜裝置，在玻璃基板(二一二>^1737)上形成半導(dǎo)體膜。作為在此的濺射條件，設(shè)定為基板溫度25°C、可達(dá)壓力1\10-節(jié)^氣氛4沖9.5%及氧0.5%、濺射壓力(總壓UXliT1PEU接通電力100W、成膜時(shí)間8分鐘、S-T距離100mm。其結(jié)果是，在玻璃基板上形成了膜厚70nm的半導(dǎo)體膜。另外，用ICP法分析得到的膜組成時(shí)，原子比(Ιη/(Ιη+Ζη+Α1))為0.49、原子比〔Ζη/(Ιη+Ζη+Α1)〕為0.49、原子比〔Al/(In+Zn+Al)〕為0.02。這樣，在靶材I中能夠形成半導(dǎo)體膜。靴材IIVII與上述的靶材I同樣形成半導(dǎo)體膜。其結(jié)果是，應(yīng)用靶材IIVII的情況下，與靶材I的結(jié)果同樣，也能夠形成半導(dǎo)體膜。但是，長時(shí)間連續(xù)放電時(shí)，與使用靶材I的情況相比，能夠確認(rèn)濺射時(shí)的異常放電的頻度或黃片的量的減少。[半導(dǎo)體膜的評(píng)價(jià)]對(duì)使用靶材I形成的上述半導(dǎo)體膜，在氮?dú)猸h(huán)境下，以150°C進(jìn)行2小時(shí)的熱處理。對(duì)熱處理后的半導(dǎo)體膜利用霍爾測(cè)定裝置測(cè)定載流子濃度及霍爾遷移率。其結(jié)果是，半導(dǎo)體膜顯示η型，載流子濃度為4Χ1017cm_3、霍爾遷移率為3cm2/VS。另外，通過X射線結(jié)晶結(jié)構(gòu)分析能夠確認(rèn)為非晶質(zhì)。利用原子力顯微鏡(AMF)測(cè)定的表面粗糙度為RMSO.2nm。另外，光學(xué)求取的帶隙為3.9eV。另外，在77300K范圍內(nèi)改變測(cè)定溫度測(cè)定霍爾效應(yīng)時(shí)，顯示熱活性型，能夠確認(rèn)半導(dǎo)體膜為非簡并半導(dǎo)體。另外，根據(jù)改變溫度、應(yīng)用霍爾效應(yīng)測(cè)定的載流子濃度和活化能的關(guān)系，非定域能級(jí)的能量寬度(Etl)為6meV以下。另外，通過由X射線衍射測(cè)定求取的徑向分布函數(shù)(RDF)，觀測(cè)到表示In-In的峰值在0.35nm附近，能夠確認(rèn)殘留有氧化銦的紅色綠寶石(日文^〃々力〃卜)結(jié)構(gòu)的棱共有結(jié)構(gòu)。在將原子間距離0.300.36nm之間的RDF的最大值設(shè)定為A、將原子間距離0.360.42之間的RDF的最大值設(shè)定為B的情況下，A/B為1.5。通過X射線吸收分光法求取的In-In的平均結(jié)合距離為0.317nm。[場(chǎng)效應(yīng)晶體管的制作]實(shí)施例38除了基板使用玻璃基板之外，制作與圖1所示的場(chǎng)效應(yīng)晶體管同樣的晶體管。在玻璃基板上，用室溫的RF濺射層疊200nm鉬金屬之后，用濕式蝕刻圖案化，制作柵電極。接著，在制作了柵電極的基板上，利用等離子化學(xué)氣相成長裝置(PECVD)JiSiNx以300°C成膜(厚度200nm)，制成柵極絕緣膜。接著，使用在實(shí)施例31中制造的靶材，以與評(píng)價(jià)上述靶材I時(shí)制作的半導(dǎo)體膜同樣的條件成膜，之后進(jìn)行圖案化形成半導(dǎo)體層。接著，應(yīng)用提離工藝及RF磁控濺射(室溫、Arl00%)，形成由In2O3-ZnO構(gòu)成的源/漏電極。之后，在氮?dú)猸h(huán)境下，在150°C進(jìn)行2小時(shí)熱處理，制造場(chǎng)效應(yīng)晶體管(圖2的W為50μm、L為4μm的底柵極型的場(chǎng)效應(yīng)晶體管)。對(duì)該場(chǎng)效應(yīng)晶體管進(jìn)行與實(shí)施例1同樣的評(píng)價(jià)。表6表示測(cè)定結(jié)果。實(shí)施例3961、比較例1118除了按表6-9所示的組成調(diào)制原料即氧化銦、氧化鋅及X元素的氧化物的混合比之外，與實(shí)施例31同樣地制造了濺射靶材。使用上述的濺射靶材，按表6-9所示變更成膜條件，除此之外，與實(shí)施例38同樣地制作了場(chǎng)效應(yīng)晶體管，進(jìn)行評(píng)價(jià)。另外，在制作濺射靶材時(shí)，代替氧化鋁使用的原料如下所述。實(shí)施例49=B2O3、株式會(huì)社高純度化學(xué)研究所社制、BB006PB實(shí)施例50=Y2O3、株式會(huì)社高純度化學(xué)研究所社制、YY003PB實(shí)施例51=Sc2O3、株式會(huì)社高純度化學(xué)研究所社制、SCOOIPB實(shí)施例52=CeO2、株式會(huì)社高純度化學(xué)研究所社制、CE005PB實(shí)施例53=Nd2O3、株式會(huì)社高純度化學(xué)研究所社制、NDOOIPB實(shí)施例54=Sm2O3、株式會(huì)社高純度化學(xué)研究所社制、SMOOIPB實(shí)施例55=Gd2O3、株式會(huì)社高純度化學(xué)研究所社制、⑶001PB實(shí)施例56=Tb2O3、株式會(huì)社高純度化學(xué)研究所社制、TB002PB實(shí)施例57=Yb2O3、株式會(huì)社高純度化學(xué)研究所社制、YB002PB在實(shí)施例58中，形成源/漏電極后，用RF磁控濺射法將SiO2以300nm成膜而形成保護(hù)層，制作圖4所示的場(chǎng)效應(yīng)晶體管。在實(shí)施例59中，用DC濺射進(jìn)行半導(dǎo)體層的形成。將靶材安裝于DC磁控濺射成膜裝置(神港精機(jī)(株)制)，在玻璃基板(二一二1737)上形成半導(dǎo)體層。作為在此的濺射條件，設(shè)定為基板溫度25°C、可達(dá)壓力1\10-節(jié)^氣氛4沖9%及氧1.0%、濺射壓力(總壓)2XICT1Pa.接通電力100W、成膜時(shí)間8分鐘、S-T距離100mm。在成膜前，充分烘烤腔室，使可達(dá)壓力充分下降，使用真空進(jìn)樣室(LOADLOCK)并投入基板，由此，降低成膜時(shí)的水分壓。用四極質(zhì)譜儀(Q-mass)分析濺射腔室中的H20(水)，測(cè)定成膜時(shí)的水分壓后為IXlO-6Pa以下。在實(shí)施例60中，使用帶SiO2熱氧化膜的硅基板。SiO2熱氧化膜的厚度為lOOnm。在該晶體管中，柵極絕緣膜為SiO2熱氧化膜，硅基板發(fā)揮柵電極和基板的作用。在帶SiO2熱氧化膜的硅基板上，與實(shí)施例38同樣地形成了半導(dǎo)體層、源電極及漏電極。另外，比較例17的薄膜，利用X射線吸收分光法求取的In-In的平均結(jié)合距離為0.325nm。另外，根據(jù)應(yīng)用霍爾效應(yīng)測(cè)定的載流子濃度和活化能的關(guān)系求取的非定域能級(jí)的能量寬度(Etl)為22meV。[熱處理溫度和效果]圖7表示與實(shí)施例41、61及比較例14同樣組成的半導(dǎo)體層的熱處理溫度和遷移率的關(guān)系。另外，處理時(shí)間為2小時(shí)。在實(shí)施例41的組成中，以150°C處理時(shí)遷移率穩(wěn)定，與之相對(duì)，在實(shí)施例61的組成中，為了使遷移率穩(wěn)定，就需要300°C以上的處理溫度，在比較例14中，可以確認(rèn)即使400°C以上的熱處理也沒有效果。產(chǎn)業(yè)上的應(yīng)用本發(fā)明的場(chǎng)效應(yīng)晶體管可適用于邏輯電路、存儲(chǔ)電路、差動(dòng)放大電路等集成電路。尤其是，可以作為驅(qū)動(dòng)液晶顯示裝置或有機(jī)EL顯示裝置的開關(guān)元件使用。權(quán)利要求一種場(chǎng)效應(yīng)晶體管，其中，具有半導(dǎo)體層，所述半導(dǎo)體層包含以下述(1)～(3)的原子比含有In元素及Zn元素、和選自Zr、Hf、Ge、Si、Ti、Mn、W、Mo、V、Cu、Ni、Co、Fe、Cr、Nb、Al、B、Sc、Y及鑭系元素類中的一種以上元素X的復(fù)合氧化物，所述鑭系元素類為La、Ce、Pr、Nd、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Lu，In/(In+Zn)＝0.2～0.8(1)In/(In+X)＝0.29～0.99(2)Zn/(X+Zn)＝0.29～0.99(3)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的場(chǎng)效應(yīng)晶體管，其特征在于，所述元素X為選自Al、B、Sc、Y及鑭系元素類中的一種以上元素，包含復(fù)合氧化物的半導(dǎo)體層以下述(2)’的原子比含有元素X，In/(In+X)=0.590.99(2)，。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的場(chǎng)效應(yīng)晶體管，其中，所述元素X為Al或B。4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的場(chǎng)效應(yīng)晶體管，其中，所述元素X為Sc或Y。5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的場(chǎng)效應(yīng)晶體管，其中，所述元素X為鑭系元素類。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的場(chǎng)效應(yīng)晶體管，其中，所述元素X為&。7.根據(jù)權(quán)利要求16中任一項(xiàng)所述的場(chǎng)效應(yīng)晶體管，其中，所述半導(dǎo)體層為非晶質(zhì)膜，其電子載流子濃度為10131018/cm3，帶隙為2.06.OeV08.根據(jù)權(quán)利要求17中任一項(xiàng)所述的場(chǎng)效應(yīng)晶體管，其中，所述半導(dǎo)體層為非簡并半導(dǎo)體。9一種半導(dǎo)體層用靶材，其中，包含以下述(1)(3)的原子比含有In元素及Zn元素、和選自Zr、Hf、Ge、Si、Ti、Mn、W、Mo、V、Cu、Ni、Co、Fe、Cr、Nb、Al、B、Sc、Y及鑭系元素類中的一種以上元素X的復(fù)合氧化物，所述鑭系元素類為La、Ce、Pr、Nd、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Lu，In/(In+Zn)=0.20.8(1)In/(In+X)=0.290.99(2)Zn/(X+Zn)=0.290.99(3)。10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的半導(dǎo)體層用靶材，其中，所述元素X為選自Al、B、Sc、Y及鑭系元素類中的一種以上元素，另外，包含10010000原子ppm的選自Sn、Ge、Si、Ti、&及Hf中的一種以上元素。11.一種場(chǎng)效應(yīng)晶體管的制造方法，其中，包含使用權(quán)利要求9或10所述的靶材，通過DC或AC濺射來使半導(dǎo)體層成膜的工序；及以70350°C的溫度對(duì)所述半導(dǎo)體層進(jìn)行熱處理的工序。全文摘要本發(fā)明提供一種場(chǎng)效應(yīng)晶體管，其具有半導(dǎo)體層，所述半導(dǎo)體層包含以下述(1)～(3)式的原子比包含In元素及Zn元素、和選自Zr、Hf、Ge、Si、Ti、Mn、W、Mo、V、Cu、Ni、Co、Fe、Cr、Nb、Al、B、Sc、Y及鑭系元素類中的一種以上元素X的復(fù)合氧化物。In/(In+Zn)＝0.2～0.8(1)；In/(In+X)＝0.29～0.99(2)；Zn/(X+Zn)＝0.29～0.99(3)。文檔編號(hào)H01L29/786GK101911303SQ200880122558公開日2010年12月8日申請(qǐng)日期2008年12月19日優(yōu)先權(quán)日2007年12月25日發(fā)明者井上一吉,川島浩和,矢野公規(guī),笘井重和,笠見雅司申請(qǐng)人:出光興產(chǎn)株式會(huì)社