本发明涉及晶体氧化物薄膜及其制造方法、以及薄膜晶体管及其制造方法。
背景技术：
1、已知将晶体氧化物薄膜用于沟道层的薄膜晶体管(tft)(参照专利文献1～2)。
2、例如在专利文献1中，通过在导入水的同时溅射以i n元素为主成分的氧化物半导体而成膜，从而在使用了该氧化物半导体的tft中得到高迁移率的特性。
3、此外，在专利文献2中，在以i n元素为主成分的晶体氧化物薄膜中，通过设为包含ga元素并且包含sm元素的组成，即使在薄膜的成膜时不导入水，在tft元件中也可得到良好的迁移率。
4、现有技术文献
5、专利文献
6、专利文献1：日本专利第5491258号公报
7、专利文献2：日本专利第6853421号公报
技术实现思路
1、但是，在专利文献1、2的技术中，tft特性的提高未必充分，存在改善的余地。
2、在专利文献1的技术中，在规定期间施加电压时，阈值电压(vth)容易变动，有时在可靠性方面产生问题。
3、此外，在专利文献1、2的技术中，于退火工序前在氧化物薄膜中进行晶化，由此导致退火工序中的良好的晶体生长受到阻碍，有时无法充分得到迁移率的提高效果。
4、本发明的目的在于提供一种晶体氧化物薄膜，在应用于tft时示出良好的迁移率，且可得到高可靠性。此外，提供具有该晶体氧化物薄膜的薄膜晶体管及其制造方法。
5、根据本发明，可提供以下的晶体氧化物薄膜。
6、1.一种晶体氧化物薄膜，是以i n为主成分的晶体氧化物薄膜，
7、对从所述晶体氧化物薄膜的截面的透射电子显微镜(tem)图像中提取的多个图像区域的晶格像分别进行二维傅里叶变换(fft)处理而得到的傅里叶变换像的50％以上示出从(100)、(110)、(111)、(211)、(411)、(125)、(210)、(310)及(320)中选择的任一种面取向。
8、2.如1所述的晶体氧化物薄膜，在针对所述多个图像区域获取的、示出从(100)、(110)、(111)、(211)、(411)、(125)、(210)、(310)及(320)中选择的任一种面取向的所述傅里叶变换像的每一个中，
9、将从位于自所述傅里叶变换像的中心坐标相对于所述晶体氧化物薄膜的主面沿法线方向延伸的坐标轴上的亮点中选择的倒易晶格点p1的、从所述中心坐标起的频域的大小设为法线方向的面间隔d1，
10、将从位于自所述傅里叶变换像的中心坐标向与所述晶体氧化物薄膜的主面平行的方向延伸的坐标轴上的亮点中选择的倒易晶格点p2的、从所述中心坐标起的频域的大小设为平面方向的面间隔d2，
11、将所述倒易晶格点p1的密勒指数设为(h1，k1，l 1)，将所述倒易晶格点p2的密勒指数设为(h2，k2，l2)，
12、此时，根据由下述式(1)计算出的法线方向的晶格常数a及由下述式(2)计算出的平面方向的晶格常数b并通过下述式(3)计算出的、所述多个图像区域各自的晶格应变ε的平均值εaver为1.0＜εaver＜1.1。
13、法线方向的晶格常数a＝√(h12+k12+h12)×d1…(式(1))
14、平面方向的晶格常数b＝√(h22+k22+h22)×d2…(式(2))
15、[数1]
16、
17、3.如1或2所述的晶体氧化物薄膜，膜厚为3nm以上且小于50nm。
18、4.如1～3的任一项所述的晶体氧化物薄膜，所述晶体氧化物薄膜的短边的长度小于50μm。
19、5.如1～4的任一项所述的晶体氧化物薄膜，晶界彼此的平均间隔d为0.01μm以上2μm以下。
20、6.如1～5的任一项所述的晶体氧化物薄膜，包含62at％以上的i n。
21、7.如1～6的任一项所述的晶体氧化物薄膜，还包含从由h、b、c、n、o、f、mg、a l、si、o、s、c l、ar、ca、sc、t i、v、cr、mn、fe、co、n i、cu、zn、ga、ge、y、zr、nb、mo、tc、ru、rh、pd、ag、cd、sn、sb、cs、ba、ln、hf、ta、w、re、os、i r、pt、au、pb及b i构成的组中选择的一种以上的元素。
22、8.一种晶体氧化物薄膜的制造方法，是1～7的任一项所述的晶体氧化物薄膜的制造方法，在大气气氛下且在超过300℃的温度下对形成于支承体上的氧化物薄膜进行退火处理。
23、9.如8所述的晶体氧化物薄膜的制造方法，供于所述退火处理的所述氧化物薄膜的膜厚为3nm以上且小于50nm。
24、10.如8或9所述的晶体氧化物薄膜的制造方法，供于所述退火处理的所述氧化物薄膜的短边小于50μm。
25、11.一种薄膜晶体管，包含1～7的任一项所述的晶体氧化物薄膜。
26、12.如11所述的薄膜晶体管，具有缓冲层与沟道层，所述沟道层为所述晶体氧化物薄膜，从所述沟道层观察，在与所述缓冲层相反的一侧，从所述沟道层侧起依次具有栅极绝缘膜及栅电极。
27、13.一种薄膜晶体管的制造方法，是11或12所述的薄膜晶体管的制造方法，具有：在基板上成膜出氧化物薄膜的工序；在大气气氛下且在超过300℃的温度下对所述氧化物薄膜进行退火处理而形成晶体氧化物薄膜的工序；在所述晶体氧化物薄膜上依次形成栅极绝缘膜及栅电极的工序。
28、14.如13所述的薄膜晶体管的制造方法，在所述基板上形成缓冲层后，在所述缓冲层上成膜出所述氧化物薄膜。
29、15.一种薄膜晶体管的制造方法，是11或12所述的薄膜晶体管的制造方法，具有：在基板上成膜出氧化物薄膜的工序；在大气气氛下且在超过300℃的温度下对所述氧化物薄膜进行退火处理而形成晶体氧化物薄膜的工序；在所述晶体氧化物薄膜上依次形成层间绝缘膜的工序。
30、16.如15所述的薄膜晶体管的制造方法，在所述基板上依次形成栅电极、栅极绝缘膜后，在所述栅极绝缘膜层上成膜出所述氧化物薄膜。
31、根据本发明，能够提供在应用于tft时示出良好的迁移率、且可得到高可靠性的晶体氧化物薄膜。此外，能够提供具有该晶体氧化物薄膜的薄膜晶体管及其制造方法。
1.一种晶体氧化物薄膜，是以in为主成分的晶体氧化物薄膜，其特征在于，
2.如权利要求1所述的晶体氧化物薄膜，其特征在于，
3.如权利要求1或2所述的晶体氧化物薄膜，其特征在于，膜厚为3nm以上且小于50nm。
4.如权利要求1～3的任一项所述的晶体氧化物薄膜，其特征在于，所述晶体氧化物薄膜的短边的长度小于50μm。
5.如权利要求1～4的任一项所述的晶体氧化物薄膜，其特征在于，晶界彼此的平均间隔d为0.01μm以上2μm以下。
6.如权利要求1～5的任一项所述的晶体氧化物薄膜，其特征在于，包含62at％以上的in。
7.如权利要求1～6的任一项所述的晶体氧化物薄膜，其特征在于，还包含从由h、b、c、n、o、f、mg、al、si、o、s、cl、ar、ca、sc、ti、v、cr、mn、fe、co、ni、cu、zn、ga、ge、y、zr、nb、mo、tc、ru、rh、pd、ag、cd、sn、sb、cs、ba、ln、hf、ta、w、re、os、ir、pt、au、pb及bi构成的组中选择的一种以上的元素。
8.一种晶体氧化物薄膜的制造方法，是权利要求1～7的任一项所述的晶体氧化物薄膜的制造方法，其特征在于，在大气气氛下且在超过300℃的温度下对形成于支承体上的氧化物薄膜进行退火处理。
9.如权利要求8所述的晶体氧化物薄膜的制造方法，其特征在于，供于所述退火处理的所述氧化物薄膜的膜厚为3nm以上且小于50nm。
10.如权利要求8或9所述的晶体氧化物薄膜的制造方法，其特征在于，供于所述退火处理的所述氧化物薄膜的短边小于50μm。
11.一种薄膜晶体管，其特征在于，包含权利要求1～7的任一项所述的晶体氧化物薄膜。
12.如权利要求11所述的薄膜晶体管，其特征在于，
13.一种薄膜晶体管的制造方法，是权利要求11或12所述的薄膜晶体管的制造方法，其特征在于，具有：
14.如权利要求13所述的薄膜晶体管的制造方法，其特征在于，在所述基板上形成缓冲层后，在所述缓冲层上成膜出所述氧化物薄膜。
15.一种薄膜晶体管的制造方法，是权利要求11或12所述的薄膜晶体管的制造方法，其特征在于，具有：
16.如权利要求15所述的薄膜晶体管的制造方法，其特征在于，在所述基板上依次形成栅电极、栅极绝缘膜后，在所述栅极绝缘膜上成膜出所述氧化物薄膜。
