專(zhuān)利名稱(chēng)：：半導(dǎo)體薄膜、半導(dǎo)體薄膜的制備方法和半導(dǎo)體元件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及半導(dǎo)體薄膜、半導(dǎo)體薄膜的制備方法和具有半導(dǎo)體薄膜的半導(dǎo)體元件。詳細(xì)來(lái)說(shuō)，涉及通過(guò)將含有非晶質(zhì)氧化物的薄膜暴露于氧等離子體而得到的半導(dǎo)體薄膜、半導(dǎo)體薄膜的制備方法和具有半導(dǎo)體薄膜的半導(dǎo)體元件。
背景技術(shù)：
：目前，作為構(gòu)成晶體管等的半導(dǎo)體，已知有例如含有銦、鎵、錫等的氧化物的半導(dǎo)體薄膜。該半導(dǎo)體薄膜與硅等的半導(dǎo)體相比，可以在低溫下成膜，因此有可將不耐熱的樹(shù)脂材料作為基板進(jìn)行元件設(shè)計(jì)的優(yōu)點(diǎn)(例如參考專(zhuān)利文獻(xiàn)1至專(zhuān)利文獻(xiàn)7)。在專(zhuān)利文獻(xiàn)1至專(zhuān)利文獻(xiàn)7中，公丌了例如作為半導(dǎo)體薄膜的氧化物膜，在規(guī)定濃度的氧氛圍下成膜的氧化物膜，所述半導(dǎo)體薄膜是含有銦、鋅和鎵，并含有微結(jié)晶，同時(shí)具有小于規(guī)定值的電子載流子濃度、使用了非晶質(zhì)氧化物的半導(dǎo)體薄膜。另外，專(zhuān)利文獻(xiàn)5還公丌了在形成非晶質(zhì)氧化物薄膜后，對(duì)于該非晶質(zhì)氧化物薄膜照射含有氧的等離子體來(lái)得到氧化物膜。專(zhuān)利文獻(xiàn)1Fl本專(zhuān)利特開(kāi)2006-165527號(hào)公報(bào)專(zhuān)利文獻(xiàn)2R本專(zhuān)利特丌2006-165528號(hào)公報(bào)專(zhuān)利文獻(xiàn)3fl本專(zhuān)利特丌2006-165529號(hào)公報(bào)專(zhuān)利文獻(xiàn)4H本專(zhuān)利特開(kāi)2006-165530號(hào)公報(bào)專(zhuān)利文獻(xiàn)5円本專(zhuān)利特開(kāi)2006-165531號(hào)公報(bào)專(zhuān)利文獻(xiàn)6閂本專(zhuān)利特開(kāi)2006-165532號(hào)公報(bào)專(zhuān)利文獻(xiàn)7日本專(zhuān)利特開(kāi)2006-173580號(hào)公報(bào)
發(fā)明內(nèi)容但是，由于在專(zhuān)利文獻(xiàn)1至專(zhuān)利文獻(xiàn)7中記載的氧氛圍下成膜得到的氧化物膜是山非晶質(zhì)的氧化物所形成的，因此有熱穩(wěn)定性低、由長(zhǎng)時(shí)間的通電導(dǎo)致半導(dǎo)體特性發(fā)生變化的擔(dān)心。通過(guò)加熱而將氧進(jìn)行熱固定，可以避免上述問(wèn)題的發(fā)生，但此時(shí)需要加熱，因此失去了有效發(fā)揮非晶質(zhì)的特性而進(jìn)行低溫成膜的意義。而且，在非晶質(zhì)的結(jié)構(gòu)中被熱固定的氧易于脫離。例如將半導(dǎo)體薄膜在真空下加熱時(shí)，氧脫離而產(chǎn)生氧缺失。由此，有載流子增大、損害半導(dǎo)體特性的擔(dān)心。另外，專(zhuān)利文獻(xiàn)5沒(méi)有公開(kāi)含有氧的等離子體的發(fā)生條件等。因此，例如當(dāng)含有氧的等離子體的發(fā)生條件不合適時(shí)，有下述的擔(dān)心，即，由于含有氧的等離子體的照射，而損害作為氧化物膜的半導(dǎo)體薄膜的半導(dǎo)體特性。本發(fā)明鑒于上述問(wèn)題，其目的在于提供在不進(jìn)行加熱的情況下制備的、對(duì)于熱和長(zhǎng)時(shí)間通電具有高的半導(dǎo)體特性的非晶質(zhì)的半導(dǎo)體薄膜和結(jié)晶性的半導(dǎo)體薄膜、半導(dǎo)體薄膜的制備方法、使用了半導(dǎo)體薄膜的半導(dǎo)體元件。本發(fā)明的半導(dǎo)體薄膜的特征在于，將含有非晶質(zhì)氧化物的非晶質(zhì)氧化物薄膜暴露在氧等離子體中而形成，所述氧等離子體是用高頻率激發(fā)含有氧的氣體而產(chǎn)生的。根據(jù)本發(fā)明，利用高頻率有效地產(chǎn)生氧等離子體。另外，由于氧等離子體是激發(fā)含有氧的氣體而產(chǎn)生的，因此可以有效地氧化非晶質(zhì)氧化物薄膜。非晶質(zhì)氧化物薄膜在低溫狀態(tài)下被氧等離子體(低溫等離子體)所氧化。這種半導(dǎo)體薄膜由于表面和內(nèi)部易于被氧化，因此對(duì)于熱和長(zhǎng)時(shí)間的通電變得易于穩(wěn)定。因此，半導(dǎo)體薄膜的半導(dǎo)體特性是穩(wěn)定的。ttl氧等離子體固定的氧與成膜時(shí)固定的氧相比，難以脫離，因此對(duì)于半導(dǎo)體薄膜，由于氧的脫離而使載流子增大、損害半導(dǎo)體特性的可能性低。進(jìn)而，通過(guò)使用等離子體，可以將基板溫度保持在20(TC以下的低溫，因此半導(dǎo)體薄膜即使在薄膜等耐熱性低的基板上也可以成膜。在本發(fā)明中，上述氧等離子體優(yōu)選外加頻率數(shù)、即外加的電壓的頻率數(shù)為lkHz以上300MHz以下。外加頻率數(shù)優(yōu)選為100kHz以上lOOMHz以下，更優(yōu)選lMHz以上50MHz以下。13.56MHz的RF等離子體最為優(yōu)選。另外，輸入電功率為100W以上，優(yōu)選300W以上。這里，當(dāng)外加頻率數(shù)為lkHz以上300MHz以下的范圍以外時(shí)，有氧等離子體不穩(wěn)定的情況。另外，有由于高頻率的電場(chǎng)而使將半導(dǎo)體成膜的基板、或成膜的薄膜自身被加熱的情況，因此不是優(yōu)選的。因此，外加頻率數(shù)為lkHz以上300MHz以下，可以穩(wěn)定地產(chǎn)生氧等離子體。在本發(fā)明中，上述氧等離子體優(yōu)選在壓力為5Pa以上O.lMPa以下的條件下產(chǎn)生。壓力更優(yōu)選為50Pa以上且小于O.OlMPa，進(jìn)而優(yōu)選lOOPa以上且小于lOOOPa。當(dāng)壓力小于5Pa時(shí)，有不能有效進(jìn)行氧化的情況，在進(jìn)行下述的結(jié)晶化時(shí)，有該結(jié)晶化的進(jìn)行變慢的情況。另外，當(dāng)壓力超過(guò)0.1MPa時(shí)，有氧等離子體的溫度升高、基板過(guò)熱的擔(dān)心。因此，在壓力為5Pa以上0.1MPa以下的條件下，可以穩(wěn)定地產(chǎn)生氧等離子體。在本發(fā)明中，上述非晶質(zhì)氧化物薄膜優(yōu)選利用濺射法、離子鍍法、真空蒸鍍法、溶膠凝膠法、微粒涂布法的任一者來(lái)形成。根據(jù)這種構(gòu)成，在非晶質(zhì)氧化物薄膜的形成過(guò)程中，不需要加熱處理，因此可以將例如不耐熱的樹(shù)脂材料等作為基板。并且，當(dāng)使用真空裝置時(shí)，濺射法是有效的。另外，作為廉價(jià)制備的方法，溶膠凝膠法或微粒涂布法等也是有效的。進(jìn)而，當(dāng)考慮到對(duì)于大型基板的適應(yīng)性、表面平滑性和面內(nèi)的均一性等時(shí)，濺射法是有效的。在本發(fā)明中，上述非晶質(zhì)氧化物薄膜是以氧化銦為主成分的薄膜，優(yōu)選含有除氧化銦以外的正三價(jià)的金屬氧化物。主成分是指全部金屬氧化物中氧化銦的含量超過(guò)50質(zhì)量％的意思。另外，將正三價(jià)的金屬記作N時(shí)，In/(In+N)為0.5以上0.95以下，優(yōu)選0.6以上0.9以下。這里，當(dāng)小于0.5時(shí)，半導(dǎo)體薄膜有遷移率下降的情況。另一方面，當(dāng)超過(guò)0.95時(shí)，半導(dǎo)體薄膜有發(fā)生結(jié)晶化的情況。因此，根據(jù)這種構(gòu)成，半導(dǎo)體薄膜形成遷移率高的非晶質(zhì)狀態(tài)。在以上述氧化銦為主成分、且含有除上述氧化銦以外的上述正三價(jià)的金屬氧化物的上述非晶質(zhì)氧化物薄膜中，上述正三價(jià)的金屬氧化物優(yōu)選是選自氧化硼、氧化鋁、氧化鎵、氧化鈧、氧化釔、氧化鑭、氧化釹、氧化釤、氧化銪、氧化釓、氧化鏑、氧化鈥、氧化鉺、氧化銩、氧化鐿、氧化镥中至少任一者的1種以上的金屬氧化物。根據(jù)這種構(gòu)成，非晶質(zhì)氧化物薄膜可以簡(jiǎn)單地氧化，因此半導(dǎo)體薄膜形成非晶質(zhì)的狀態(tài)。半導(dǎo)體薄膜難以產(chǎn)生氧缺失，因而可以穩(wěn)定地工作。在本發(fā)明的半導(dǎo)體薄膜中，上述非晶質(zhì)氧化物薄膜也可以以氧化銦和正二價(jià)的金屬氧化物作為主成分。主成分是指全部金屬氧化物中的氧化銦和正二價(jià)的金屬氧化物的含量超過(guò)50質(zhì)量％的意思。將正二價(jià)的金屬記作M時(shí)，氧化銦和正二價(jià)的金屬氧化物的組成以原子比計(jì)、In/(In+M)為0.2以上0.95以下，優(yōu)選0.5以上0.9以下。這里，對(duì)于小于0.2和超過(guò)0.95的情況，有時(shí)通過(guò)等離子體處理而結(jié)晶化。因此，根據(jù)這種構(gòu)成，非晶質(zhì)氧化物薄膜易于被氧化，因而半導(dǎo)體薄膜容易形成穩(wěn)定的非晶質(zhì)的狀態(tài)。在以上述氧化銦和上述」下二價(jià)的金屬氧化物為主成分的上述非晶質(zhì)氧化物薄膜中，上述正二價(jià)的金屬氧化物優(yōu)選是選自氧化鋅、氧化鎂中至少任一者的1種以上的金屬氧化物。根據(jù)這種構(gòu)成，對(duì)于非晶質(zhì)氧化物薄膜，難以使載流子的遷移率下降。另外，半導(dǎo)體薄膜利用氧等離子體可以有效地形成非晶質(zhì)的狀態(tài)。另外，在以上述氧化銦和上述正二價(jià)的金屬氧化物為主成分的上述非晶質(zhì)氧化物薄膜中，上述非晶質(zhì)氧化物薄膜優(yōu)選含有選自氧化硼、氧化鋁、氧化鎵、氧化鈧、氧化釔、氧化鑭、氧化釹、氧化釤、氧化銪、氧化釓、氧化鏑、氧化鈥、氧化鉺、氧化銩、氧化鐿、氧化镥中至少任一者的1種以上的金屬氧化物。根據(jù)這種構(gòu)成，非晶質(zhì)氧化物薄膜進(jìn)而易于降低氧缺失，因此半導(dǎo)體薄膜容易形成非晶質(zhì)的狀態(tài)。進(jìn)而，在本發(fā)明的半導(dǎo)體薄膜中，上述非晶質(zhì)氧化物薄膜也可以以氧化鋅和氧化錫為主成分。主成分是指全部金屬氧化物中的氧化鋅和氧化錫的含量超過(guò)50質(zhì)量％。另外，氧化鋅和氧化錫的組成以原子比計(jì)、Zn/(Zn+Sn)為0.1以上0.9以下，優(yōu)選為0.2以上0.8以下。另一方面，對(duì)于小于0.1和超過(guò)0.9的情況，半導(dǎo)體薄膜有時(shí)通過(guò)等離子體處理而結(jié)晶化。因此，根據(jù)這種構(gòu)成，非晶質(zhì)氧化物薄膜容易被氧化，因而半導(dǎo)體薄膜容易形成穩(wěn)定的非晶質(zhì)的狀態(tài)。另外，在以上述氧化鋅和上述氧化錫為主成分的上述非晶質(zhì)氧化物薄膜中，上述非晶質(zhì)氧化物薄膜優(yōu)選含有.iH三價(jià)的金屬氧化物。根據(jù)這種構(gòu)成，非晶質(zhì)氧化物薄膜可以簡(jiǎn)單地被氧化，因此半導(dǎo)體薄膜易于形成非晶質(zhì)的狀態(tài)。半導(dǎo)體薄膜難以發(fā)生氧缺失，可以穩(wěn)定地工作。另外，在以上述氧化鋅和上述氧化錫為主成分，且含有上述正三價(jià)的金屬氧化物的上述非晶質(zhì)氧化物薄膜中，上述正三價(jià)的金屬氧化物優(yōu)選是選自氧化硼、氧化鋁、氧化鎵、氧化銦、氧化鈧、氧化釔、氧化鑭、氧化釹、氧化釤、氧化銪、氧化釓、氧化鏑、氧化鈥、氧化鉺、氧化銩、氧化鐿、氧化镥中至少任一者的l種以上的金屬氧化物。根據(jù)這種構(gòu)成，非晶質(zhì)氧化物薄膜可以簡(jiǎn)單地被氧化，因此半導(dǎo)體薄膜易于形成非晶質(zhì)的狀態(tài)。另外，半導(dǎo)體薄膜難以產(chǎn)生氧缺失，因此可以穩(wěn)定地工作。進(jìn)而，在本發(fā)明的半導(dǎo)體薄膜中，上述非晶質(zhì)氧化物薄膜也可以以氧化銦和氧化錫為主成分。主成分是指全部金屬氧化物中氧化銦和氧化錫的含量超過(guò)50質(zhì)量％。另外，氧化銦和氧化錫的組成以原子比計(jì)、In/(In+Sn)為0.2以上0.8以下，優(yōu)選0.5以上0.7以下。另一方面，對(duì)于小于0.2和超過(guò)0.8的情況，半導(dǎo)體薄膜有時(shí)發(fā)生結(jié)晶化。根據(jù)這種構(gòu)成，非晶質(zhì)氧化物薄膜容易被氧化，因此半導(dǎo)體薄膜的遷移率變高，同時(shí)形成非晶質(zhì)的狀態(tài)。另外，以上述氧化銦和上述氧化錫為主成分的上述非晶質(zhì)氧化物薄膜優(yōu)選還含有除氧化銦以外的正三價(jià)的金屬氧化物。根據(jù)這種構(gòu)成，非晶質(zhì)氧化物薄膜可以保持穩(wěn)定的非晶質(zhì)結(jié)構(gòu)。因此，非晶質(zhì)氧化物薄膜可以簡(jiǎn)單地被氧化，從而半導(dǎo)體薄膜易于形成非晶質(zhì)的狀態(tài)。半導(dǎo)體薄膜難以發(fā)生氧缺失，因此半導(dǎo)體特性是穩(wěn)定的。在以上述氧化銦和上述氧化錫為主成分、且含有除上述氧化銦以外的上述正三價(jià)的金屬氧化物的上述非晶質(zhì)氧化物薄膜中，上述正三價(jià)的金屬氧化物優(yōu)選是選自氧化硼、氧化鋁、氧化鎵、氧化鈧、氧化釔、氧化鑭、氧化釹、氧化釤、氧化銪、氧化釓、氧化鏑、氧化鈥、氧化鉺、氧化銩、氧化鐿、氧化镥中至少任一者的l種以上的金屬氧化物。根據(jù)這種構(gòu)成，非晶質(zhì)氧化物薄膜可以簡(jiǎn)單地被氧化，因此半導(dǎo)體薄膜易于形成非晶質(zhì)的狀態(tài)。另外，氧化物半導(dǎo)體難以產(chǎn)生氧缺失，且可以穩(wěn)定地工作穩(wěn)定。在本發(fā)明的半導(dǎo)體薄膜中，上述非晶質(zhì)氧化物薄膜也可以以上述氧化銦和上述氧化錫為主成分，且含有正二價(jià)的金屬氧化物。根據(jù)這種構(gòu)成，非晶質(zhì)氧化物薄膜可以保持穩(wěn)定的非晶質(zhì)結(jié)構(gòu)。因此，非晶質(zhì)氧化物薄膜可以簡(jiǎn)單地被氧化，從而半導(dǎo)體薄膜易于形成非晶質(zhì)的狀態(tài)。半導(dǎo)體薄膜難以產(chǎn)生氧缺失，因而半導(dǎo)體特性是穩(wěn)定的。另外，在以上述氧化銦和上述氧化錫為主成分、且含有上述i下.二價(jià)的金屬氧化物的上述非晶質(zhì)氧化物薄膜中，上述正二價(jià)的金屬氧化物優(yōu)選是選自氧化鋅、氧化鎂中至少任一者的1種以上的金屬氧化物。根據(jù)這種構(gòu)成，對(duì)于非晶質(zhì)氧化物薄膜，載流子的遷移率難以下降。半導(dǎo)體薄膜可以有效地形成非晶質(zhì)的狀態(tài)。在本發(fā)明中，上述非晶質(zhì)氧化物薄膜是以氧化銦為主成分的薄膜，優(yōu)選通過(guò)暴露于上述氧等離子體中來(lái)結(jié)晶化。根據(jù)本發(fā)明，將以氧化銦為主成分的非晶質(zhì)氧化物薄膜暴露于氧等離子體中，可以得到結(jié)晶性的氧化銦半導(dǎo)體薄膜。E卩，根據(jù)本發(fā)明，可以在不對(duì)氧化銦實(shí)施加熱處理的情況下使其結(jié)晶化，能夠得到對(duì)于熱和長(zhǎng)時(shí)間通電具有高穩(wěn)定性的半導(dǎo)體薄膜。另外，由于利用氧等離子體可在半導(dǎo)體薄膜中固定氧，因此在進(jìn)行氧化銦的結(jié)晶化時(shí)可以降低氧缺失。由此，可以得到半導(dǎo)體特性?xún)?yōu)異的半導(dǎo)體薄膜。進(jìn)而，利用氧等離子體而結(jié)晶化并固定的氧與比起熱固定的氧，難以脫離，因此山于氧的脫離而使載流子增大、損害半導(dǎo)體特性的可能性低。本發(fā)明的這種半導(dǎo)體薄膜可以在不實(shí)施熱處理的情況下進(jìn)行制備，因此可以在不耐熱的樹(shù)脂基板上成膜，同時(shí)作為半導(dǎo)體的特性也優(yōu)異。例如，利用本發(fā)明的半導(dǎo)體薄膜在成膜中不需要熱處理、在成膜后不需要熱處理、以及氧化銦薄膜為透明性的性質(zhì)，可以適用于以可撓性的樹(shù)脂材料為基板的薄型顯示裝覽的驅(qū)動(dòng)元件等。并且，在非晶質(zhì)氧化物薄膜中含有的非晶質(zhì)的氧化銦可以是含有微結(jié)晶的非晶質(zhì)，也可以完全是非晶質(zhì)。這里，所謂含有微結(jié)晶的非晶質(zhì)和非晶質(zhì)，是指利用x射線衍射完全不能觀察到峰，或者即使觀察到，也僅能利用結(jié)晶化的薄膜的x射線衍射觀察到小的峰。另外，"成為主成分"是指非晶質(zhì)氧化物薄膜中含有50質(zhì)量％以上的氧化銦。并且，氧化銦的含量?jī)?yōu)選為70質(zhì)量％以上，更優(yōu)選80質(zhì)量％以上。在本發(fā)明中，上述非晶質(zhì)氧化物薄膜優(yōu)選含有正二價(jià)的金屬氧化物。根據(jù)這種構(gòu)成，在所得半導(dǎo)體薄膜中，正二價(jià)的金屬氧化物可以有效地抑制載流子的發(fā)生。因此，根據(jù)本發(fā)明，可以得到長(zhǎng)期穩(wěn)定工作的半導(dǎo)體薄膜。在本發(fā)明中，上述IH二價(jià)的金屬氧化物優(yōu)選是選自氧化鋅、氧化鎂、氧化鎳、氧化銅和氧化鈷中至少任一者的1種以上的金屬氧化物。利用這種構(gòu)成，可以更有效地抑制載流子的發(fā)生，能夠得到長(zhǎng)期穩(wěn)定工作的半導(dǎo)體薄膜。并且，對(duì)于氧化鐵或氧化錳等，不具有添加效果。在本發(fā)明中，上述非晶質(zhì)氧化物薄膜優(yōu)選含有IH三價(jià)的金屬氧化物。根據(jù)這種構(gòu)成，正三價(jià)的金屬氧化物可以在進(jìn)行氧化銦的結(jié)晶化時(shí)使氧缺陷降低。因此，根據(jù)本發(fā)明，可以得到穩(wěn)定工作的半導(dǎo)體薄膜。在本發(fā)明中，上述」下三價(jià)的金屬氧化物優(yōu)選是選自氧化硼、氧化鋁、氧化鎵、氧化鈧、氧化釔、氧化鑭、氧化釹、氧化釤、氧化銪、氧化釓、氧化鏑、氧化鈥、氧化鉺、氧化銩、氧化鐿和氧化镥中至少任一者的1種以上的金屬氧化物。利用這種構(gòu)成，可以更有效地降低氧缺失，能夠得到穩(wěn)定工作的半導(dǎo)體薄膜。并且，氧化鉈等易于產(chǎn)生氧缺失，不具有添加效果。本發(fā)明半導(dǎo)體薄膜的制備方法的特征在于，在基板上含有非晶質(zhì)氧化物并形成薄膜，暴露于用高頻率激發(fā)含有氧的氣體而產(chǎn)生的氧等離子體中。根據(jù)本發(fā)明，由于非晶質(zhì)氧化物薄膜被氧等離子體氧化，因此可以在低溫狀態(tài)得到氧缺失減少的半導(dǎo)體薄膜。這種半導(dǎo)體薄膜的表面和內(nèi)部易于被氧化，因此半導(dǎo)體薄膜內(nèi)部的氧缺失有效地減少。因此，可以得到半導(dǎo)體特性穩(wěn)定的半導(dǎo)體薄膜。另外，由于可以利用氧等離子體使氧缺失減少，因此能夠有效地制備載流子密度減少的半導(dǎo)體薄膜。通過(guò)使用氧等離子體，可以將基板溫度保持在20(TC以下的低溫，因而即使在薄膜等耐熱性低的基板上，也可以得到-f.導(dǎo)體薄膜。另外，利用氧等離子體固定的氧與在成膜時(shí)固定的氧相比難以脫離，因此由于氧的脫離而使載流子增大、損害半導(dǎo)體特性的可能性低。本發(fā)明的半導(dǎo)體元件的特征在于，具有上述的半導(dǎo)體薄膜。因此，半導(dǎo)體薄膜具有穩(wěn)定的半導(dǎo)體特性，因此半導(dǎo)體元件能夠穩(wěn)定地工作。另外，由于半導(dǎo)體元件具有半導(dǎo)體薄膜，因而可以作為例如晶體管等來(lái)利用。圖1是表示本發(fā)明第1實(shí)施方式的實(shí)施例1-2中薄膜的180/|60比、和比較例1-2中薄膜的180/160比的關(guān)系的附圖。圖2是表示本發(fā)明第2實(shí)施方式的實(shí)施例2-1和比較例2-1中的氧化銦薄膜的電阻率與成膜中的氧濃度的關(guān)系的附圖。圖3是表示本發(fā)明第2實(shí)施方式的實(shí)施例2-1和比較例2-1的氧化銦薄膜的X射線衍射圖形的附圖。圖4是表示本發(fā)明第2實(shí)施方式的實(shí)施例2-1和比較例2-1中的氧化銦薄膜的載流子密度的附圖。圖5是表示本發(fā)明第2實(shí)施方式的實(shí)施例1中氧化銦薄膜的遷移率的附圖。圖6是表示本發(fā)明第2實(shí)施方式的實(shí)施例2-2和比較例2-2中氧化銦薄膜的電阻率與氧化鋅濃度的關(guān)系的附圖。圖7是表示本發(fā)明第2實(shí)施方式的實(shí)施例2-2和比較例2-2中氧化銦薄膜的X射線衍射圖形的附圖。圖8是表示本發(fā)明第2實(shí)施方式的實(shí)施例2-2和比較例2-2中氧化銦薄膜的載流子密度的附圖。圖9是表示本發(fā)明第2實(shí)施方式的實(shí)施例2-2中氧化銦薄膜的遷移率的附圖。圖10是表示本發(fā)明第2實(shí)施方式的實(shí)施例2-3和比較例2-3中氧化銦薄膜的電阻率與成膜中的氧濃度的關(guān)系的附圖。圖11是表示本發(fā)明第2實(shí)施方式的實(shí)施例2-3和比較例2-3中氧化銦薄膜的X射線衍射圖形的附圖。圖12是表示本發(fā)明第2實(shí)施方式的實(shí)施例2-3和比較例2-3中氧化銦薄膜的載流子密度的附圖。圖13是表示本發(fā)明第2實(shí)施方式的實(shí)施例2-3中氧化銦薄膜的遷移率的附圖。圖14是表示本發(fā)明第2頭'施方式的實(shí)施例2-5中氧化銦薄膜的電阻率與等離子體處理中的放大功率的關(guān)系的附圖。圖15是表示本發(fā)明第2實(shí)施方式的實(shí)施例2-5中氧化銦薄膜的氧化銦薄膜電阻率與等離子體暴露時(shí)間的關(guān)系的附圖。圖16是表示本發(fā)明第2實(shí)施方式的實(shí)施例2-6中氧化銦薄膜的氧化銦薄膜電阻率與氧化鋅濃度的關(guān)系的附圖。具體實(shí)施例方式<第1實(shí)施方式〉在本實(shí)施方式中，將含有非晶質(zhì)氧化物的非晶質(zhì)氧化物薄膜暴露于用高頻率激發(fā)含有氧的氣體而產(chǎn)生的氧等離子體中，來(lái)形成非晶質(zhì)的半導(dǎo)體薄膜。以下，對(duì)于本發(fā)明的第1實(shí)施方式進(jìn)行詳述。[對(duì)于非晶質(zhì)氧化物薄膜]本實(shí)施方式的非晶質(zhì)氧化物薄膜以氧化銦為主成分，且含有正三價(jià)的金屬氧化物。主成分具體來(lái)說(shuō)，是指氧化銦的含量超過(guò)50質(zhì)量％。另外，當(dāng)將正三價(jià)的金屬記作N時(shí)，以原子比計(jì)，In/(In+N)為0.5以上0.95以下，優(yōu)選為0.6以上0.9以下。另一方面，當(dāng)小于0.5時(shí)，有遷移率降低的情況。另外，當(dāng)超過(guò)0.95時(shí)，非晶質(zhì)氧化物薄膜有時(shí)形成結(jié)晶化的半導(dǎo)體薄膜。正三價(jià)的金屬氧化物可以列舉例如氧化硼、氧化鋁、氧化鎵、氧化鈧、氧化釔、氧化鑭、氧化釹、氧化釤、氧化銪、氧化釓、氧化鏑、氧化鈥、氧化鉺、氧化銩、氧化鐿、氧化镥等。在非晶質(zhì)氧化物薄膜中，可以單獨(dú)含有這些」下三價(jià)的金屬氧化物中的1種，也可以含有2種以上。另外，本實(shí)施方式的非晶質(zhì)氧化物薄膜也可以以氧化銦和正二價(jià)的金屬化合物作為主成分。主成分具體來(lái)說(shuō)，是指氧化銦和[^二價(jià)的金屬化合物的含量超過(guò)50質(zhì)量％。當(dāng)將正二價(jià)的金屬記作M時(shí)，氧化銦和正二價(jià)的金屬氧化物的組成以原子比計(jì)，In/(In+M)為0.2以上0.95以下，優(yōu)選0.5以上0.9以下。另一方面，對(duì)于小于0.2和超過(guò)0.95的情況，有時(shí)利用等離子體處理進(jìn)行結(jié)晶化。另外，正二價(jià)的金屬氧化物優(yōu)選氧化鋅和氧化鎂等。在非晶質(zhì)氧化物薄膜中，可以單獨(dú)含有氧化鋅和氧化鎂中的1種，也可以含有2種以上。另外，以氧化銦和正二價(jià)的金屬化合物為主成分的非晶質(zhì)氧化物薄膜進(jìn)而還可以含有選自氧化硼、氧化鋁、氧化鎵、氧化鈧、氧化釔、氧化鑭、氧化釹、氧化釤、氧1種以上的金屬氧化物。另外，本實(shí)施方式的非晶質(zhì)氧化物薄膜也可以以氧化鋅和氧化錫作為主成分。主成分具體來(lái)說(shuō)，是指氧化鋅和氧化錫的含量超過(guò)50質(zhì)量％。另外，氧化鋅和氧化錫的組成以原子比計(jì)、Zn/(Zn+Sn)為0.1以上0.9以下，優(yōu)選0.2以上0.8以下。另一方面，對(duì)于小于O.l和超過(guò)0.9的情況，非晶質(zhì)氧化物薄膜有時(shí)形成結(jié)晶化的半導(dǎo)體薄膜。這単，以氧化鋅和氧化錫為主成分的非晶質(zhì)氧化物薄膜進(jìn)而也可以含有正三價(jià)的金屬氧化物。i下-:三價(jià)的金屬氧化物可以列舉例如氧化硼、氧化鋁、氧化鎵、氧化銦、氧化鈧、氧化釔、氧化鑭、氧化釹、氧化釤、氧化銪、氧化釓、氧化鏑、氧化鈥、氧化鉺、氧化銩、氧化鐿、氧化镥等。在非晶質(zhì)氧化物薄膜中，可以單獨(dú)含有這些正三價(jià)的金屬氧化物中的i種，也可以含有2種以上。另外，本實(shí)施方式的非晶質(zhì)氧化物薄膜也可以以氧化銦和氧化錫作為主成分。主成分具體來(lái)說(shuō)，是指氧化銦和氧化錫的含量超過(guò)50質(zhì)量％。氧化銦和氧化錫的組成以原子比計(jì)、W(In+Sn)為0.2以上0.8以下，優(yōu)選為0.5以上0.7以下。另一方面，如果小于0.2和超過(guò)0.8，則非晶質(zhì)氧化物薄膜有時(shí)形成結(jié)晶化的半導(dǎo)體薄膜。這甩，以氧化銦和氧化錫為主成分的非晶質(zhì)氧化物薄膜進(jìn)而也可以含有正三價(jià)的金屬氧化物。jH三價(jià)的金屬氧化物口—J以列舉例如氧化硼、氧化鋁、氧化鎵、氧化鈧、氧化釔、氧化鑭、氧化釹、氧化釤、氧化銪、氧化釓、氧化鏑、氧化鈥、氧化鉺、氧化銩、氧化鐿、氧化镥等。在非晶質(zhì)氧化物薄膜中，可以單獨(dú)含有這些正三價(jià)的金屬氧化物中的1種，也可以含有2種以上。另外，本實(shí)施方式的非晶質(zhì)氧化物薄膜以氧化銦和氧化錫作為主成分，也可以含有正二價(jià)的金屬氧化物。這里，作為正二價(jià)的金屬氧化物，優(yōu)選氧化鋅和氧化鎂等。在非晶質(zhì)氧化物薄膜中可以單獨(dú)含有氧化鋅和氧化鎂中的1種，也可以含有2種以上。本實(shí)施方式的非晶質(zhì)氧化物薄膜可以利用例如濺射法、離子鍍法、真空蒸鍍法、溶膠凝膠法和微粒涂布法的任一種方法在基板上成膜。當(dāng)使用真空裝置時(shí)，濺射法是有效的。另外，作為廉價(jià)進(jìn)行制備的方法，溶膠凝膠法或微粒的涂布法等也是有效的。這単.，基板可以列舉例如無(wú)堿玻璃、堿玻璃、青板玻璃等的玻璃基板、聚碳酸酯薄膜、聚芳酯薄膜、聚醚砜薄膜、聚甲基丙烯酸甲酯薄膜、聚對(duì)苯二甲酸乙二酯薄膜、聚萘二甲酸乙二酯薄膜、聚乙酰纖維素薄膜、聚苯乙烯薄膜等的塑料薄膜等。另外，由于可以在不需要加熱處理的情況下將半導(dǎo)體薄膜成膜，因此可以將不耐熱的樹(shù)脂材料等作為基板。[利用了氧等離子體的處理]在本實(shí)施方式的非晶質(zhì)半導(dǎo)體制備中使用的氧等離子體是通過(guò)激發(fā)含有氧的氣體而產(chǎn)生的高頻率等離子體。作為氧等離子體的發(fā)生條件，外加頻率數(shù)為lkHz以上300MHz以下，壓力為5Pa以上O.lMPa以下。當(dāng)外加頻率數(shù)小于lkHz時(shí)，有時(shí)氧等離子體不穩(wěn)定，因此不是優(yōu)選的。如果外加頻率數(shù)超過(guò)300MHz，則有時(shí)不產(chǎn)生氧等離子體，或者變得不穩(wěn)定，另外，通過(guò)外加高頻率的電場(chǎng)，有將半導(dǎo)體成膜的基板、或成膜的薄膜自身被加熱的情況，因此不是優(yōu)選的。并且，外加頻率數(shù)優(yōu)選為100kHz以上lOOMHz以下，更優(yōu)選lMHz以上50MHz以下。最優(yōu)選13.56MHz的RF等離子體。另外，當(dāng)壓力為小于5Pa的壓力時(shí)，有時(shí)不能有效地進(jìn)行氧化。投入電功率為100W以上，優(yōu)選300W以上。[第1實(shí)施方式的效果]根據(jù)本實(shí)施方式，可以得到以下的效果。(1)根據(jù)本實(shí)施方式，通過(guò)使以上述原子比含有非晶質(zhì)氧化物的非晶質(zhì)氧化物薄膜暴露于用高頻率激發(fā)含有氧的氣體而產(chǎn)生的氧等離子體中，可以得到非晶質(zhì)的半導(dǎo)體薄膜。因此，非晶質(zhì)氧化物薄膜利用氧等離子體在低溫狀態(tài)下被氧化，因而半導(dǎo)體薄膜容易具有非晶質(zhì)的結(jié)構(gòu)。該非晶質(zhì)的半導(dǎo)體薄膜的表面和內(nèi)部易于被氧化，因此半導(dǎo)體特性變得穩(wěn)定。利用氧等離子體固定的氧與成膜時(shí)固定的氧相比難以脫離，因此對(duì)于半導(dǎo)體薄膜，由于氧的脫離而使載流子增大、損害半導(dǎo)體特性的可能性低。另外，通過(guò)使用等離子體，可以將基板溫度保持在200'C以下的低溫，因此半導(dǎo)體薄膜即使在薄膜等耐熱性低的基板上也可以進(jìn)行成膜。(2)根據(jù)本實(shí)施方式，由于氧等離子體是高頻等離子體，因此可以有效地產(chǎn)生氧等離子體。另外，氧等離子體的發(fā)生條件是外加頻率數(shù)為lkHz以上300MHz以下，壓力為5Pa以上0.1MPa以下，因此可以產(chǎn)生穩(wěn)定的氧等離子體，可以在不加熱非晶質(zhì)氧化物薄膜的情況下得到穩(wěn)定工作的半導(dǎo)體薄膜。(3)根據(jù)本實(shí)施方式，通過(guò)激發(fā)含有氧的氣體而產(chǎn)生氧等離子體，因而氧等離子體攝入到非晶質(zhì)氧化物薄膜的內(nèi)部。由此，上述本實(shí)施方式的以各原子比含有非晶質(zhì)氧化物的非晶質(zhì)氧化物薄膜可以有效地被氧化，能夠得到易于形成非晶質(zhì)狀態(tài)的半導(dǎo)體薄膜。(4)根據(jù)本實(shí)施方式，非晶質(zhì)氧化物薄膜可以通過(guò)濺射法、離子鍍法、真空蒸鍍法、溶膠凝膠法和微粒涂布法的任一種方法形成，在非晶質(zhì)氧化物薄膜的形成過(guò)程中，不需要進(jìn)行加熱處理。由此，例如可以將不耐熱的樹(shù)脂材料等用作為基板。(5)根據(jù)本實(shí)施方式，非晶質(zhì)氧化物薄膜以氧化銦作為主成分，含有正三價(jià)的金屬氧化物。另外，當(dāng)將氧化銦記作In、將正三價(jià)的金屬記作N時(shí)，以原子比計(jì)，In/(In+N)為0.5以上0.95以下，因此遷移率高，可以得到非晶質(zhì)狀態(tài)的半導(dǎo)體薄膜。另外，全部金屬氧化物中的氧化銦含量超過(guò)50質(zhì)量％，從而以原子比計(jì)，In/(In+N)為0.95以下，因此非晶質(zhì)的半導(dǎo)體薄膜的遷移率降低的擔(dān)憂(yōu)小。另外，半導(dǎo)體薄膜發(fā)生結(jié)晶化的情況也少。另外，以氧化銦為主成分的非晶質(zhì)氧化物薄膜通過(guò)含有例如氧化硼等正三價(jià)的金屬氧化物，變得易于被氧化。因此，半導(dǎo)體薄膜易于形成非晶質(zhì)的狀態(tài)。另外，半導(dǎo)體薄膜難以發(fā)生氧缺失，因此可以穩(wěn)定地工作。(6)根據(jù)本實(shí)施方式，非晶質(zhì)氧化物薄膜通過(guò)以氧化銦和正二價(jià)的金屬氧化物作為主成分，容易被氧化。另外，當(dāng)將正二價(jià)的金屬記作M時(shí)，以原子比計(jì)，In/(In+M)為0.2以上0.95以下，因此半導(dǎo)體薄膜形成非晶質(zhì)的狀態(tài)。另外，在以氧化銦和正二價(jià)的金屬氧化物作為主成分的非晶質(zhì)氧化物薄膜中，非晶質(zhì)氧化物薄膜通過(guò)使正二價(jià)的金屬氧化物為選自氧化鋅、氧化鎂中的至少任一者的1種以上的金屬氧化物，載流子的遷移率難以降低。因此，半導(dǎo)體薄膜可以有效地形成非晶質(zhì)的狀態(tài)。另外，在以氧化銦和JH二價(jià)的金屬氧化物為主成分的非晶質(zhì)氧化物薄膜中，非晶質(zhì)氧化物薄膜通過(guò)含有例如氧化硼等的金屬氧化物，可以進(jìn)而減少氧缺失。因此，半導(dǎo)體薄膜形成非晶質(zhì)的狀態(tài)。(7)根據(jù)本實(shí)施方式，非晶質(zhì)氧化物薄膜以氧化鋅和氧化錫作為主成分，由此容易被氧化。另夕卜，當(dāng)將氧化鋅記作Zn、將氧化錫記作Sn時(shí)，以原子比計(jì)，Zn/(Zn+Sn)為0.1以上0.9以下，因此半導(dǎo)體薄膜形成非晶質(zhì)的狀態(tài)。另外，氧化鋅和氧化錫的組成以原子比計(jì)、Zn/(Zn+Sn)為0.1以上0.9以下，因此結(jié)晶化的情況也少。另外，以氧化鋅和氧化錫為主成分的非晶質(zhì)氧化物薄膜進(jìn)而含有正三價(jià)的金屬氧化物，由此非晶質(zhì)氧化物薄膜可以簡(jiǎn)單地被氧化。因此，半導(dǎo)體薄膜易于形成非晶質(zhì)的狀態(tài)。另外，半導(dǎo)體薄膜難以發(fā)生氧缺失，因此可以穩(wěn)定地工作。另外，以氧化鋅和氧化錫為主成分的非晶質(zhì)氧化物薄膜含有例如氧化硼等的正三價(jià)的金屬氧化物，由此可以簡(jiǎn)單地被氧化。因此，半導(dǎo)體薄膜易于形成非晶質(zhì)的狀態(tài)。另外，半導(dǎo)體薄膜難以發(fā)生氧缺失，因此可以穩(wěn)定地工作。(8)根據(jù)本實(shí)施方式，通過(guò)非晶質(zhì)氧化物薄膜以氧化銦和氧化錫作為主成分，由此可以容易地被氧化。另外，當(dāng)將氧化銦記作In、將氧化錫記作Sn時(shí)，以原子比計(jì)、In/(In+Sn)為0.2以上0.8以下，因此半導(dǎo)體薄膜的遷移率高，且形成非晶質(zhì)的狀態(tài)。另外，以氧化銦和氧化錫為主成分的非晶質(zhì)氧化物薄膜進(jìn)而含有除了氧化銦以外的正三價(jià)的金屬氧化物，由此半導(dǎo)體薄膜易于形成非晶質(zhì)的狀態(tài)。另外，半導(dǎo)休薄膜難以發(fā)生氧缺失，因此可以穩(wěn)定地工作。另外，在以氧化銦和氧化錫為主成分、且含有除氧化銦以外的正三價(jià)的金屬氧化物的非晶質(zhì)氧化物薄膜中，正三價(jià)的金屬氧化物例如為氧化硼等。因此，半導(dǎo)體薄膜易于形成非晶質(zhì)的狀態(tài)。另外，半導(dǎo)體薄膜難以發(fā)生氧缺失，且可以穩(wěn)定地工作。另外，以氧化銦和氧化錫為主成分的非晶質(zhì)氧化物薄膜進(jìn)而含有正二價(jià)的金屬氧化物。因此，非晶質(zhì)氧化物薄膜保持穩(wěn)定的非晶質(zhì)結(jié)構(gòu)。非晶質(zhì)氧化物薄膜可以簡(jiǎn)單地被氧化，因此半導(dǎo)體薄膜易于形成非晶質(zhì)的狀態(tài)。另外，半導(dǎo)體薄膜難以發(fā)生氧缺失，且可以穩(wěn)定地工作。另外，在以氧化銦和氧化錫為主成分、且含有iH二價(jià)的金屬氧化物的非晶質(zhì)氧化物薄膜中，正二價(jià)的金屬氧化物是選自氧化鋅、氧化鎂中的至少任一者的1種以上的金屬氧化物。因此，對(duì)于非晶質(zhì)氧化物薄膜，載流子的遷移率難以下降。另外，由于非晶質(zhì)氧化物薄膜可以有效地被氧化，因此半導(dǎo)體薄膜形成非晶質(zhì)的狀態(tài)。<第2實(shí)施方式〉在上述第1實(shí)施方式中，將含有非晶質(zhì)氧化物的非晶質(zhì)氧化物薄膜暴露于用高頻率激發(fā)含有氧的氣體而產(chǎn)生的氧等離子體中，來(lái)形成非晶質(zhì)的半導(dǎo)體薄膜，而在本第2實(shí)施方式中，將含有非晶質(zhì)氧化物薄膜的非晶質(zhì)氧化物薄膜暴露于用高頻率激發(fā)含有氧的氣體而產(chǎn)生的氧等離子體中，來(lái)形成結(jié)晶性的半導(dǎo)體薄膜。以下，對(duì)于本發(fā)明的第2實(shí)施方式進(jìn)行詳述。并且，在本實(shí)施方式中，對(duì)于與上述第1實(shí)施方式同樣的內(nèi)容，省略或簡(jiǎn)化其說(shuō)明。本實(shí)施方式的非晶質(zhì)氧化物薄膜含有非晶質(zhì)的氧化銦作為主成分。具體來(lái)說(shuō)，非晶質(zhì)氧化物薄膜含有50質(zhì)量％以上的氧化銦。并且，氧化銦的含量?jī)?yōu)選為70質(zhì)量％以上，更優(yōu)選80質(zhì)量％以上。非晶質(zhì)氧化物薄膜中含有的非晶質(zhì)的氧化銦可以是含有微結(jié)晶的非晶質(zhì)，也可以完全是非晶質(zhì)。本實(shí)施方式的非晶質(zhì)氧化物薄膜含有iH二價(jià)的金屬氧化物。正二價(jià)的金屬氧化物可以列舉例如氧化鋅、氧化鎂、氧化鎳、氧化銅和氧化鈷等。在非晶質(zhì)氧化物薄膜中，可以單獨(dú)含有這些正二價(jià)的金屬氧化物中的1種，也可以含有2種以上。并且，iF.二價(jià)的金屬氧化物的添加量只要是不阻礙利用氧等離子體進(jìn)行的氧化銦的結(jié)晶化的程度即可，沒(méi)有特別地限定，例如優(yōu)選在全部金屬氧化物中小于10質(zhì)量％。這里，如果添加量為10質(zhì)量％以上，則有氧化銦不發(fā)生結(jié)晶化，或者結(jié)晶化過(guò)于花費(fèi)時(shí)間的情況，因此不是優(yōu)選的。另外，本實(shí)施方式的非晶質(zhì)氧化物薄膜含有正三價(jià)的金屬氧化物。正三價(jià)的金屬氧化物可以列舉例如氧化硼、氧化鋁、氧化鎵、氧化鈧、氧化釔、氧化鑭、氧化釹、氧化釤、氧化銪、氧化釓、氧化鏑、氧化鈥、氧化鉺、氧化銩、氧化鐿和氧化镥等。在非晶質(zhì)氧化物薄膜中，可以單獨(dú)含有這些正三價(jià)的金屬氧化物中的1種，也可以含有2種以上。并且，正三價(jià)的金屬氧化物的添加量只要是不阻礙利用氧等離子體進(jìn)行的氧化銦的結(jié)晶化的程度即可，沒(méi)有特別地限定，例如優(yōu)選在全部金屬氧化物中小于10質(zhì)量％。這里，如果添加量為10質(zhì)量％以上，則有氧化銦不發(fā)生結(jié)晶化，或者結(jié)晶化過(guò)于花費(fèi)時(shí)間的情況，因此不是優(yōu)選的。本實(shí)施方式的非晶質(zhì)氧化物薄膜可以用與上述第1實(shí)施方式同樣的方法在基板上成膜。并且，從對(duì)于大型基板的適應(yīng)性、表面平滑性或面內(nèi)的均一性等的角度考慮，本實(shí)施方式的非晶質(zhì)氧化物薄膜優(yōu)選利用濺射法來(lái)形成。[利用氧等離子體的處理]在本實(shí)施方式的結(jié)晶性半導(dǎo)體的制備中，非晶質(zhì)氧化物薄膜利用與上述第1實(shí)施方式同樣的氧等離子體進(jìn)行處理。并且，本實(shí)施方式的氧等離子體處理中的壓力優(yōu)選為5Pa以上O.lMPa以下，更優(yōu)選50Pa以上且小于O.OlMPa，進(jìn)而優(yōu)選100Pa以上且小于1000Pa。當(dāng)壓力小于5Pa時(shí)，結(jié)晶化的進(jìn)行變緩，如果壓力超過(guò)0.1MPa,則等離子體形成高溫，非晶質(zhì)氧化物薄膜被加熱，因此不是優(yōu)選的。[第2實(shí)施方式的效果]根據(jù)本實(shí)施方式，除了上述第1實(shí)施方式的效果、(3)和(4)，還可以得到以下的效果。(9)根據(jù)本實(shí)施方式，通過(guò)將以上述非晶質(zhì)的氧化銦為主成分的非晶質(zhì)氧化物薄膜在高頻電場(chǎng)中暴露于氧等離子體，可以得到結(jié)晶性的氧化銦半導(dǎo)體薄膜。B卩，可以在不對(duì)氧化銦實(shí)施加熱處理的情況下使其結(jié)晶化，可以得到對(duì)于熱和長(zhǎng)時(shí)問(wèn)通電具有高的穩(wěn)定性的結(jié)晶性的半導(dǎo)體薄膜。另外，由于利用氧等離子體在結(jié)晶性的半導(dǎo)體薄膜中固定氧，因此在進(jìn)行氧化銦的結(jié)晶化時(shí)，可以減少氧缺失。由此，可以得到半導(dǎo)體特性?xún)?yōu)異的結(jié)晶性的半導(dǎo)體薄膜。進(jìn)而，利用氧等離子體固定的氧與熱固定的氧相比，難以脫離，因此由于氧的脫離而使載流子增大、損害半導(dǎo)體特性的可能性低。(10)根據(jù)本實(shí)施方式，通過(guò)激發(fā)含有氧的氣體來(lái)產(chǎn)生氧等離子體，因此在非晶質(zhì)氧化物薄膜中含有的氧化銦通過(guò)氧等離子體被結(jié)晶化，與此同時(shí)被激發(fā)的氧原子攝入到非晶質(zhì)氧化物薄膜中。由此，可在氧化銦進(jìn)行結(jié)晶化時(shí)使氧缺失減少。因此，可以得到穩(wěn)定工作的結(jié)晶性的半導(dǎo)體薄膜。另外，利用氧等離子體固定的氧與熱固定的氧相比，難以脫離，因此由于氧的脫離而使載流子增大、損害半導(dǎo)體特性的可能性低。(11)根據(jù)本實(shí)施方式，非晶質(zhì)氧化物薄膜中含有的正二價(jià)的金屬氧化物可有效地抑制載流子的發(fā)生，因此半導(dǎo)體薄膜可以長(zhǎng)期穩(wěn)定地工作。另外，正二價(jià)的金屬氧化物的添加量在全部金屬氧化物中小于10質(zhì)量％，因此對(duì)由氧等離子體引起的對(duì)氧化銦的結(jié)晶化產(chǎn)生阻礙的擔(dān)心小。(12)根據(jù)本實(shí)施方式，非晶質(zhì)氧化物薄膜中含有的正—-三價(jià)的金屬氧化物在進(jìn)行氧化銦的結(jié)晶化時(shí)使氧缺陷減少，因此可以得到穩(wěn)定工作的半導(dǎo)體薄膜。另外，正三價(jià)的金屬氧化物的添加量在全部金屬氧化物中小于10質(zhì)量％，因此對(duì)山氧等離子體引起的對(duì)氧化銦的結(jié)晶化產(chǎn)生阻礙的擔(dān)心小。實(shí)施例以下，列舉實(shí)施例和比較例進(jìn)而詳細(xì)地說(shuō)明上述各頭'施方式。并且，本發(fā)明不限定于這些實(shí)施例記載的任何內(nèi)容。<第實(shí)施方式的頭'施例〉[比較例1-1]使用RF(RadioFr叫uency)磁控管濺射裝置(株式會(huì)社島津制作所生產(chǎn)商品名HMS-552),在氬氣氛圍中、室溫下，在玻璃上濺射成膜厚度為lOOnm的氧化銦-氧化鎵-氧化鋅(IGZO)薄膜。靶(出光興產(chǎn)株式會(huì)社生產(chǎn))使用含有氧化銦、氧化鎵、氧化鋅(In:Ga:Zn=l:1:1摩爾比)的靶。將比較例1-1中得到的IGZO薄膜、在以頻率數(shù)為13.56MHz、放大功率為500W、氧壓力為330Pa的條件產(chǎn)生的氧等離子體中暴露10分鐘。該等離子體處理時(shí)的基板溫度小于120°C。對(duì)于比較例1-1中得到的作為非晶質(zhì)氧化物薄膜的IGZO薄膜、和實(shí)施例1-1中得到的暴露在氧等離子體中的IGZO薄膜進(jìn)行X射線衍射。比較例1-1中得到的薄膜沒(méi)有觀察到X射線的衍射峰，因此是非晶質(zhì)的。另外，實(shí)施例1-1中得到的暴露于氧等離子體的IGZO薄膜也沒(méi)有觀察到X射線的衍射峰，因此是非晶質(zhì)的。在表1中，表示實(shí)施例1-1的IGZO薄膜和比較例1-1的IGZO薄膜的電阻率。實(shí)施例1-1的IGZO薄膜為4.44E+3Qcm，比較例1-1的IGZO薄膜為2.95E-2Qcm。因此可知，通過(guò)進(jìn)行氧等離子體處理，實(shí)施例1-1的IGZO薄膜與比較例1-1的IGZO薄膜相比，電阻率增大，因此是半導(dǎo)體薄膜。表1<table>tableseeoriginaldocumentpage20</column></row><table>另外，在表1中，表示通過(guò)孔測(cè)定求得的、實(shí)施例1-1的IGZO薄膜和比較例1-1的IGZO薄膜的載流子密度和遷移率。對(duì)于實(shí)施例1-1的IGZO薄膜，載流子密度為1.18E+14/cm3，遷移率為11.9cm2/V-秒。另一方面，對(duì)于比較例1-1的IGZO薄膜，載流子密度為1.16E+l9/cm3，遷移率為18.2cm2/V.秒。因此，可知通過(guò)將比較例1-1的IGZO薄膜暴露在氧等離子體中，可以得到與比較例1-1的IGZO薄膜相比，載流子密度下降的實(shí)施例1-1的IGZO薄膜。另外，可知通過(guò)將比較例1-1的IGZO薄膜暴露在氧等離子體中，可以得到與比較例l-的IGZO薄膜相比，遷移率降低的實(shí)施例1-1的IGZO薄膜。[比較例1-2]將比較例1-1的IGZO薄膜在通常的氧氛圍中進(jìn)行等離子體處理。[實(shí)施例1-2]將比較例1-1的IGZO薄膜在作為同位素的1802的氛圍中進(jìn)行等離子體處理。[實(shí)施例1-2和比較例1-2的IGZO薄膜的評(píng)價(jià)]對(duì)于實(shí)施例l-2中得到的薄膜，進(jìn)行SIMS分析，求得薄膜的180/l60比。另外，對(duì)于比較例1-2中得到的薄膜，進(jìn)行SIMS分析，求得薄膜的1802比。圖1表示這些測(cè)定結(jié)果的關(guān)系。以使用普通的氧進(jìn)行等離子體處理的比較例1-2的l80/l60比為1.0E+<)，表示使用1802氧進(jìn)行等離子體處理的實(shí)施例l-2的180增加量。根據(jù)圖l，使用|802氧進(jìn)行等離子體處理的半導(dǎo)體薄膜從表面起15mii的范圍內(nèi)可以觀察到'S0。由此可知，通過(guò)等離子體處理，氧攝入到薄膜中。這樣，通過(guò)非晶質(zhì)氧化物薄膜暴露在氧等離子體中，由此氧攝入到薄膜內(nèi)部。由表l和圖l的關(guān)系可知，暴露于氧等離子體的IGZO薄膜，由于氧攝入到薄膜的內(nèi)部，因此與沒(méi)有暴露在氧等離子體中的IGZO薄膜相比，載流子濃度降低，同時(shí)電阻率增加。除了使用含有氧化銦、氧化鋅(In:Zn=8:2摩爾比)的靶以外，其他與實(shí)施例1-1和比較例1-1同樣來(lái)形成氧化銦-氧化鋅(IZO)薄膜。[實(shí)施例1-3和比較例1-3的IZO薄膜的評(píng)價(jià)]對(duì)于比較例1-3中得到的作為非晶質(zhì)氧化物薄膜的IZO薄膜、和實(shí)施例1-3中得到的暴露于氧等離子體的IZO薄膜，進(jìn)行X射線衍射。比較例1-3中得到的薄膜沒(méi)有觀察到X射線的衍射峰，因此是非晶質(zhì)的。另外，實(shí)施例1-3中得到的暴露于氧等離子體的IZO薄膜也觀察不到X射線的衍射峰，因此是非晶質(zhì)的。在表2中，表示實(shí)施例1-3的IZO薄膜和比較例1-3的IZO薄膜的電阻率。實(shí)施例1-3的IZO薄膜為2.86E+2Qcm，比較例1-3的IZO薄膜為2.56E"Qcm。因此，可知通過(guò)進(jìn)行氧等離子體處理，實(shí)施例1-3的IGZO薄膜與比較例1-3的IZO薄膜相比，電阻率增大，因此為半導(dǎo)體薄膜。表2電阻率(Qcm)載流子密度(cm3)遷移率(cm2/V"秒)IZO濺射膜2.56E-47.12E+2Q34.2IZO等離子體處理膜2.86E"1.95E+1511.3另外，在表2中，表示通過(guò)孔測(cè)定求得的、實(shí)施例1-3的IZO薄膜和比較例1-3的IZO薄膜的載流子密度和遷移率。對(duì)于實(shí)施例1-3的IZO薄膜，載流子密度為1.95E+l5/cm3，遷移率為11.3cm2/V-秒。另一方面，對(duì)于比較例1-3的IGZO薄膜，載流子密度為7.12E+2Q/cm3，遷移率為34.2cm2/V'秒。因此，可知通過(guò)將比較例1-3的IZO薄膜暴露在氧等離子體中，可以得到與比較例1-3的IZO薄膜相比、載流子密度降低的實(shí)施例1-3的IZO薄膜。另外，可知通過(guò)將比較例l-3的IZO薄膜暴露在氧等離子體中，可以得到與比較例1-3的IZO薄膜相比、遷移率下降的實(shí)施例1-3的IZO薄膜。[實(shí)施例l-4和比較例1-4]除了使用含有氧化銦、氧化錫、氧化鋅(In:Sn:Zn=l:1:1摩爾比)的靶以外，其他與實(shí)施例l-4和比較例l-4同樣來(lái)形成氧化銦-氧化錫-氧化鋅(ITZO)薄膜。[實(shí)施例l-4和比較例1-4的ITZO薄膜的評(píng)價(jià)]對(duì)于比較例1-4中得到的作為非晶質(zhì)氧化物薄膜的ITZO薄膜、和實(shí)施例1-4中得到的暴露于氧等離子體的ITZO薄膜，進(jìn)行X射線衍射。比較例1-4中得到的ITZO薄膜不能觀察到X射線的衍射峰，因此是非晶質(zhì)的。另外，實(shí)施例l-4中得到的暴露于氧等離子體的ITZO薄膜也不能觀察到X射線的衍射峰，因此是非晶質(zhì)的。在表3中，表示實(shí)施例1-4的ITZO薄膜和比較例1-4的ITZO薄膜的電阻率。實(shí)施例1-4的ITZO薄膜為6.02E+GQcm,比較例1-4的ITZO薄膜為2.63E-3Qcm。因此，可知通過(guò)進(jìn)行氧等離子體處理，實(shí)施例1-4的ITZO薄膜與比較例1-4的ITZO薄膜相比，電阻率增大，因此為半導(dǎo)體薄膜。表3<table>tableseeoriginaldocumentpage22</column></row><table>另外，在表3中，表示通過(guò)孔測(cè)定求得的、實(shí)施例l-4的ITZO薄膜和比較例1-4的ITZO薄膜的載流子密度和遷移率。對(duì)于實(shí)施例1-4的ITZO薄膜，載流子密度為5.35E+l7/cm3，遷移率為1.94cm2/V■秒。另一方面，對(duì)于比較例1-4的ITZO薄膜，載流子密度為5.51E+l9/cm3，遷移率為43.1cm2/V-秒。因此，可知通過(guò)將比較例1-4的ITZO薄膜暴露在氧等離子體中，可以得到與比較例1-4的ITZO薄膜相比、載流子密度下降的實(shí)施例1-4的ITZO薄膜。另外，可知通過(guò)將比較例1-4的ITZO薄膜暴露在氧等離子體中，可以得到與比較例1-4的ITZO薄膜相比、遷移率下降的實(shí)施例卜4的ITZO薄膜。[實(shí)施例1-5和比較例1-5]除了使用含有氧化鋅、氧化錫(Zn:Sn=6:4摩爾比)的靶以外，其他與實(shí)施例1-1和比較例1-1同樣來(lái)形成氧化鋅-氧化錫(ZTO)薄膜。[實(shí)施例l-5和比較例l-5的ZTO薄膜的評(píng)價(jià)]對(duì)于比較例5中得到的作為非晶質(zhì)氧化物薄膜的ZTO薄膜、和實(shí)施例1-5中得到的暴露于氧等離子體的ZTO薄膜，進(jìn)行X射線衍射。比較例l-5中得到的ZTO薄膜沒(méi)有觀察到X射線的衍射峰，因此是非晶質(zhì)的。另外，實(shí)施例1-5中得到的暴露于氧等離子體的ZTO薄膜也沒(méi)有觀察到X射線的衍射峰，因此是非晶質(zhì)的。在表4中，表示實(shí)施例l-5的ZTO薄膜和比較例1-5的ZTO薄膜的電阻率。實(shí)施例1-5的ZTO薄膜為1.61E"Qcm'比較例1-5的ZTO薄膜為7.75E^Qcm。因此，可知通過(guò)進(jìn)行氧等離子體處理，實(shí)施例1-5的ZTO薄膜與比較例1-5的ZTO薄膜相比，電阻率增大，因此為半導(dǎo)體薄膜。表4電阻率(Qcm)載流子密度(cm3)遷移率(cm2/V.秒)ZTO濺射膜7.75E-24.42E+1818.2ZTO等離子休處理膜1.61E+12.76E+171.4另外，在表4中，表示通過(guò)孔測(cè)定求得的、實(shí)施例1-5的ZTO薄膜和比較例1-5的ZTO薄膜的載流子密度和遷移率。對(duì)于實(shí)施例1-5的ZTO薄膜，載流子密度為2.76E+l7/cm3，遷移率為1.4cm2/V-秒。另一方面，對(duì)于比較例1-5的ZTO薄膜，載流子密度為4.42E+18/cm3，遷移率為18.2cm2/V'秒。因此，可知通過(guò)將比較例1-5的ZTO薄膜暴露在氧等離子體中，可以得到與比較例1-5的ZTO薄膜相比，載流子密度下降的實(shí)施例1-5的ZTO薄膜。另外，可知通過(guò)將比較例l-5的ZTO薄膜暴露在氧等離子體中，可以得到與比較例1-5的ZTO薄膜相比，遷移率下降的實(shí)施例1-5的ZTO薄膜。[實(shí)施例l-6和比較例卜6]除了使用含有氧化鋅、氧化錫、氧化鐿(Zn:Sn:Yb二20:76:4摩爾比)的靶以外，其他與實(shí)施例1-1和比較例1-1同樣來(lái)形成氧化鋅-氧化錫-氧化鐿(ZTYbO)薄膜。對(duì)于比較例6中得到的作為非晶質(zhì)氧化物薄膜的ZTYbO薄膜、和實(shí)施例1-6中得到的暴露于氧等離子體的ZTYbO薄膜，進(jìn)行X射線衍射。比較例1-6中得到的ZTYbO薄膜沒(méi)有觀察到X射線的衍射峰，因此是非晶質(zhì)的。另外，實(shí)施例l-6中得到的暴露于氧等離子體的ZTYbO薄膜也沒(méi)有觀察到X射線的衍射峰，因此是非晶質(zhì)的。在表5中，表示實(shí)施例1-6的ZTYbO薄膜和比較例1-6的ZTYbO薄膜的電阻率。實(shí)施例1-6的ZTYbO薄膜為5.61E+QQcm，比較例1-6的ZTYbO薄膜為7.21E-2Qcm。因此，可知通過(guò)進(jìn)行氧等離子體處理，實(shí)施例1-6的ZTYbO薄膜與比較例1-6的ZTYbO薄膜相比，電阻率增大，因而為半導(dǎo)體薄膜。表5<table>tableseeoriginaldocumentpage24</column></row><table>另外，在表5中，表示通過(guò)孔測(cè)定求得的、實(shí)施例1-6的ZTYbO薄膜和比較例1-6的ZTYbO薄膜的載流子密度和遷移率。對(duì)于實(shí)施例1-6的ZTYbO薄膜，載流子密度為6.36E+17/cm3,遷移率為1.75cm2/V■秒。另一方面，對(duì)于比較例1-6的ZTYbO薄膜，載流子密度為4.34E+18/cm3，遷移率為1.99cm2/V.秒。因此，可知通過(guò)將比較例1-6的ZTYbO薄膜暴露在氧等離子體中，可以得到與比較例1-6的ZTYbO薄膜相比，載流子密度下降的實(shí)施例1-6的ZTYbO薄膜。另外，可知通過(guò)將比較例1-6的ZTYbO薄膜暴露在氧等離子體中，可以得到與比較例1-6的ZTYbO薄膜相比，遷移率降低的實(shí)施例1-6的ZTYbO薄膜。[實(shí)施例l-7和比較例1-7]除了使用含有氧化銦、氧化錫(In:Sn=60:40摩爾比)的靶以外，其他與實(shí)施例1-1和比較例1-1同樣來(lái)形成氧化銦-氧化錫(ITO)薄膜。[實(shí)施例1-7和比較例1-7的ITO薄膜的評(píng)價(jià)]對(duì)于比較例1-7中得到的作為非晶質(zhì)氧化物薄膜的ITO薄膜、和實(shí)施例1-7中得到的暴露于氧等離子體的ITO薄膜，進(jìn)行X射線衍射。比較例1-7中得到的ZTYbO薄膜沒(méi)有觀察到X射線的衍射峰，因此是非晶質(zhì)的。另外，實(shí)施例l-7中得到的暴露于氧等離子體的ITO薄膜也沒(méi)有觀察到X射線的衍射峰，因此是非晶質(zhì)的。在表6中，表示實(shí)施例1-7的ITO薄膜和比較例1-7的ITO薄膜的電阻率。實(shí)施例1-7的ITO薄膜為1.66E+GQcm，比較例1-7的ITO薄膜為8.66E"Qcm。因此，可知通過(guò)進(jìn)行氧等離子體處理，實(shí)施例1-7的ITO薄膜與比較例1-7的ITO薄膜相比，電阻率增大，因此為半導(dǎo)體薄膜。表6<table>tableseeoriginaldocumentpage24</column></row><table>另外，在表6中，表示通過(guò)孔測(cè)定求得的、實(shí)施例1-7的ITO薄膜和比較例1-7的no薄膜的載流子密度和遷移率。對(duì)于實(shí)施例1-7的ITO薄膜，載流子密度為1.29E+17/cm3，遷移率為2.9cm2/V-秒。另一方面，比較例1-7的ITO薄膜，載流子密度為1.54E+"/cm、遷移率為46.8cm2/V■秒。因此，可知通過(guò)將比較例1-7的ITO薄膜暴露在氧等離子體中，可以得到與比較例1-7的ITO薄膜相比，載流子密度下降的實(shí)施例1-7的ITO薄膜。另外，可知通過(guò)將比較例l-7的ITO薄膜暴露在氧等離子體中，可以得到與比較例1-7的ITO薄膜相比，遷移率降低的實(shí)施例1-7的ITO薄膜。[實(shí)施例l-8和比較例1-8]除了使用含有氧化銦、氧化錫、氧化釤(In:Sn:Sm=60:35:5摩爾比)的靶以外，其他與實(shí)施例1-1和比較例1-1同樣來(lái)形成氧化銦-氧化錫-氧化釤(ITSmO)薄膜。對(duì)于作為比較例1-8中得到的非晶質(zhì)氧化物薄膜的ITSmO薄膜、和實(shí)施例8中得到的暴露于氧等離子體的ITSmO薄膜，進(jìn)行X射線衍射。對(duì)于比較例1-8中得到的ITSmO薄膜，觀察不到X射線的衍射峰峰，因此是非晶質(zhì)的。另外，對(duì)于實(shí)施例1-8中得到的暴露于氧等離子體的ITSmO薄膜，也觀察不到X射線的衍射峰，因此是非晶質(zhì)的。在表7中，表示實(shí)施例l-8的ITSmO薄膜和比較例1-8的ITSmO薄膜的電阻率。實(shí)施例l-8的ITSmO薄膜為7.07E"Dcm，比較例l-8的ITSmO薄膜為7.95E-3Dcm。因此，可知通過(guò)進(jìn)行氧等離子體處理，實(shí)施例1-8的ITSmO薄膜與比較例1-8的ITSmO薄膜相比，電阻率增大，因而為半導(dǎo)體薄膜。<table>tableseeoriginaldocumentpage25</column></row><table>另夕卜，在表7中，表示通過(guò)孔測(cè)定求得的、實(shí)施例1-8的ITSmO薄膜和比較例1-8的ITSmO薄膜的載流子密度和遷移率。實(shí)施例1-8的ITSmO薄膜，載流子密度為6.02E+卩/cn^，遷移率為14.6cm2/V'秒。另一方面，比較例l-8的ITSmO薄膜，載流子密度為1.76E+力cn^，遷移率為44.6cm2/V■秒。因此，可知通過(guò)將比較例l-8的ITSmO薄膜暴露在氧等離子體中，可以得到與比較例1-8的ITO薄膜相比，載流子密度下降的實(shí)施例1-8的ITSmO薄膜。另外，可知通過(guò)將比較例1-8的ITSmO薄膜暴露在氧等離子體中，可以得到與比較例l-8的ITSmO薄膜相比，遷移率降低的實(shí)施例l-8的ITSmO薄膜。[實(shí)施例l-9和比較例1-9]除了使用含有氧化銦、氧化釤(In:Sm=90:10摩爾比)的濺射靶以外，其他與實(shí)施例1-1和比較例1-1同樣來(lái)形成氧化銦-氧化釤(ISmO)薄膜。[實(shí)施例1-9和比較例1-9的ISmO薄膜的評(píng)價(jià)]對(duì)于比較例l-9中得到的作為非晶質(zhì)氧化物薄膜的ISmO薄膜、和實(shí)施例1-9中得到的暴露于氧等離子體的ISmO薄膜，進(jìn)行X射線衍射。比較例1-9中得到的ISmO薄膜沒(méi)有觀察到X射線的衍射峰，因此是非晶質(zhì)的。另外，實(shí)施例l-9中得到的暴露于氧等離子體的ISmO薄膜也沒(méi)有觀察到X射線的衍射峰，因此是非晶質(zhì)的。在表8中，表示實(shí)施例1-9的ISmO薄膜和比較例1-9的ISmO薄膜的電阻率。實(shí)施例1-9的ISmO薄膜為9.53E+GQcm，比較例l誦9的ISmO薄膜為5.18E-2Qcm。因此，可知通過(guò)進(jìn)行氧等離子體處理，實(shí)施例1-9的ISmO薄膜與比較例1-9的ISmO薄膜相比，電阻率增大，因此為半導(dǎo)體薄膜。表8<table>tableseeoriginaldocumentpage26</column></row><table>另外，在表8中，表示通過(guò)孔測(cè)定求得的、實(shí)施例卜9的ISmO薄膜和比較例1-9的ISmO薄膜的載流子密度和遷移率。實(shí)施例1-9的ISmO薄膜，載流子密度為4.79E+l7/cm3，遷移率為1.4cm2/V'秒。另一方面，比較例1-9的ISmO薄膜，載流子密度為4.96E+18/cm3，遷移率為24.3cm2/V-秒。因此，可知通過(guò)將比較例1-9的ISmO薄膜暴露在氧等離子體中，可以得到與比較例l-9的ISmO薄膜相比，載流子密度下降的實(shí)施例l-9的ISmO薄膜。另外，可知通過(guò)將比較例1-9的ISmO薄膜暴露在氧等離子體中，可以得到與比較例1-9的ISmO薄膜相比，遷移率降低的實(shí)施例1-9的ISmO薄膜。根據(jù)本實(shí)施例可知，通過(guò)暴露在氧等離子體中，可以得到載流子密度降低，且具有穩(wěn)定半導(dǎo)體特性的半導(dǎo)體薄膜。<第2實(shí)施方式的實(shí)施例〉[比較例2-l]使用RF(RadioFrequency)磁控管濺射裝置(株式會(huì)社島津制作所生產(chǎn))，在改變氧濃度的氬氣存在下，在室溫的玻璃基板上濺射成膜厚度為100nm的氧化銦薄膜。靶使用僅含有氧化銦的靶。得到使成膜中的氧濃度為0%、3%、5%、10%的4種氧化銦薄膜。[實(shí)施例2-1]以比較例2-l的氧化銦薄膜為質(zhì)地薄膜，將這些質(zhì)地薄膜在以頻率數(shù)為13.56MHz、放大功率為500W、氧壓力為330Pa的條件下產(chǎn)生的等離子體中暴露IO分鐘。[實(shí)施例2-1和比較例2-1的氧化銦薄膜的評(píng)價(jià)]成膜中的氧濃度與成膜的氧化銦薄膜的電阻率的關(guān)系示于圖2。在比較例2-l中，伴隨著成膜中的氧濃度的增加，氧化銦薄膜的電阻率增大。實(shí)施了等離子體處理的實(shí)施例2-1的氧化銦薄膜的電阻率為1.0xlOQQcm以上，與比較例2-l相比，電阻率大。實(shí)施例2-1中形成的氧化銦薄膜形成半導(dǎo)體薄膜。實(shí)施例2-1和比較例2-1的氧化銦薄膜的X射線衍射圖形示于圖3。由圖3明確可知，比較例2-1的氧化銦薄膜(圖3中的B、D、F、H)不論氧濃度如何，都觀察不到X射線的衍射峰，是非晶質(zhì)。另一方面，實(shí)施了等離子體處理的實(shí)施例2-l的氧化銦薄膜(圖3中的A、C、E、G)不論氧濃度如何，都可以觀察到X射線的衍射峰，是結(jié)晶質(zhì)的。并且，該X射線衍射圖形是氧化銦的方鐵錳礦結(jié)構(gòu)的衍射圖形。在圖4和圖5中，表示通過(guò)孔測(cè)定求得的實(shí)施例2-1和比較例2-1的氧化銦薄膜的載流子密度和遷移率。由圖4可知，對(duì)于例2-l的氧化銦薄膜，伴隨著成膜中氧濃度的增加，載流子密度下降，下降止于1.0xl018/cm3階段。另一方面，可知對(duì)于實(shí)施了等離子體處理的實(shí)施例2-l的氧化銦薄膜，可以得到1.0xl0力cri^階段的載流子密度，作為半導(dǎo)體是有效的。由圖5可知，通過(guò)成膜中氧濃度的增加，氧化銦薄膜的遷移率降低。但是，該值為lcm2/V'秒以上，與無(wú)定形硅系的半導(dǎo)體薄膜相比，值較大。[實(shí)施例2-2和比較例2-2]使用包含含有1質(zhì)量％3質(zhì)量％氧化鋅的氧化銦的靶(出光興產(chǎn)株式會(huì)社生產(chǎn))，并將成膜中的氧濃度固定在0%，除此以外，其他與實(shí)施例2-l和比較例2-l同樣來(lái)形成氧化銦薄膜。[實(shí)施例2-2和比較例2-2的氧化銦薄膜的評(píng)價(jià)]氧化銦膜中的氧化鋅濃度與氧化銦薄膜的電阻率的關(guān)系示于圖6。由圖6明確可知，對(duì)于沒(méi)有實(shí)施等離子體處理的比較例2-2的氧化銦薄膜，電阻率為1.0xlO'"Qcm階段，是導(dǎo)電材料。另一方面，實(shí)施了等離子體處理的實(shí)施例2-2的氧化銦薄膜表現(xiàn)出1.0xlO'Qcm階段以上的電阻率，為半導(dǎo)體。實(shí)施例2-2和比較例2-2的氧化銦薄膜的X射線衍射圖形示于圖7。山圖7明確可知，比較例2-2的氧化銦薄膜(圖7中的B、D、F)不論氧化鋅濃度如何，都觀察不到X射線的衍射峰，為非晶質(zhì)。另一方面，實(shí)施了等離子體處理的實(shí)施例2-2的氧化銦薄膜(圖7中的A、C、E)不論氧化鋅的含量如何，都可以觀察到X射線的衍射峰，為結(jié)晶質(zhì)。并且，該X射線衍射圖形是氧化銦的方鐵錳礦結(jié)構(gòu)的衍射圖形。在圖8和圖9中，表示實(shí)施例2-2和比較例2-2的氧化銦薄膜的載流子密度和遷移率。山圖8可知，比較例2-2的氧化銦薄膜的載流子密度為1.0xl(P/ci^階段以上，為導(dǎo)電體。另一方面，實(shí)施了等離子體處理的實(shí)施例2-2的氧化銦薄膜的載流子密度為1.0xl0口/cr^階段以下，可知實(shí)施例2-2的氧化銦薄膜是優(yōu)異的半導(dǎo)體。由圖9可知，實(shí)施了等離子體處理的實(shí)施例2-2的氧化銦薄膜表現(xiàn)出15cm2/V-秒以上的高遷移率，并具有優(yōu)異的半導(dǎo)體特性、變換特性。并且，在本實(shí)施例中是以氧化鋅為例作為正二價(jià)的金屬氧化物，但氧化鎂、氧化鈷、氧化鎳、氧化銅也可以得到同樣的結(jié)果。另外，作為可用的正二價(jià)的金屬氧化物，還嘗試了氧化亞鐵(11)、氧化鉑、氧化銀、氧化鈀、氧化金等，觀察不到如圖8所示的載流子的減少。由此可知，作為正二價(jià)的金屬氧化物，氧化鋅、氧化鎂、氧化鈷、氧化鎳、氧化銅表現(xiàn)出優(yōu)異的添加效果。[實(shí)施例2-3和比較例2-3]除了使用包含含有3質(zhì)量％氧化鐿的氧化銦的靶以外，其他與實(shí)施例2-1和比較例2-1同樣來(lái)形成氧化銦薄膜。[實(shí)施例2-3和比較例2-3的氧化銦薄膜的評(píng)價(jià)]成膜中的氧濃度與成膜后的氧化銦薄膜的電阻率的關(guān)系示于圖10。由圖10明確可知，比較例2-3的氧化銦薄膜的電阻率隨著成膜中氧濃度的增加，從1.0x10—^cm階段變化至1.0xl0—^cm階段，但都為導(dǎo)電材料。另一方面，實(shí)施例2-3的氧化銦薄膜表現(xiàn)出1.0xl()GQcm階段以上的電阻率，可知為半導(dǎo)體。實(shí)施例2-3和比較例2-3的氧化銦薄膜的X射線衍射圖形示于圖11。山圖11明確可知，比較例2-3的氧化銦薄膜(圖11中的B、D、F、H)不論氧濃度如何，都觀察不到X射線的衍射峰，是非晶質(zhì)。另一方面，實(shí)施了等離子體處理的實(shí)施例2-3的氧化銦薄膜(圖11中的A、C、E、G)不論氧濃度，都可以觀察到X射線的衍射峰，是結(jié)晶質(zhì)的。并且，該X射線衍射圖形是氧化銦的方鐵錳礦結(jié)構(gòu)的衍射圖形。在圖12和圖13中，表示實(shí)施例2-3和比較例2-3的氧化銦薄膜的載流子密度和遷移率。由圖12可知，比較例2-3的氧化銦薄膜的載流子密度從1.0xl02Q/cm3階段至1.0xlOl8/cm3階段來(lái)變化，但都為導(dǎo)電體。另一方面，實(shí)施了等離子體處理的實(shí)施例2-3的氧化銦薄膜的載流子密度為1.0xl0力ci^階段，實(shí)施例2-3的氧化銦薄膜是優(yōu)異的半導(dǎo)體。山圖13可知，實(shí)施了等離子體處理的實(shí)施例2-3的氧化銦薄膜表現(xiàn)出2cm2/V'秒以上的高遷移率，并具有優(yōu)異的半導(dǎo)體特性、變換特性。并且，在本實(shí)施例中，以氧化鐿作為正三價(jià)的金屬氧化物的例子，但氧化硼、氧化鋁、氧化鎵、氧化鈧、氧化釔、氧化鑭、氧化釹、氧化釤、氧化銪、氧化釓、氧化鏑、氧化鈦、氧化鉺、氧化銩、氧化镥，也可以得到同樣的結(jié)果。另外，作為可用的正三價(jià)的金屬氧化物，可以考慮氧化鉈等，但有大量發(fā)生氧缺失的可能性，不能形成半導(dǎo)體。[實(shí)施例2-4]使用包含含有3質(zhì)量％氧化鋅和2質(zhì)量％氧化鐿的氧化銦靶、將成膜中的氧濃度固定在1%，除此以外，與實(shí)施例2-l同樣來(lái)形成氧化銦薄膜。即使在本實(shí)施例中，也與實(shí)施例2-l和實(shí)施例2-3同樣，剛成膜后的氧化銦薄膜是非晶質(zhì)，但X射線衍射測(cè)定的結(jié)果表明通過(guò)等離子體處理而產(chǎn)生結(jié)晶化。本實(shí)施例的氧化銦薄膜的電阻率為l.OxlO'Qcm以上，作為半導(dǎo)體是有效的。另外，本實(shí)施例的氧化銦薄膜的載流子密度為1.0xl017/cm3階段以下，具有充分的能力形成常關(guān)(normallyoff)狀態(tài)的薄膜晶體管。在本實(shí)施例中，作為正二價(jià)的金屬氧化物，以氧化鋅為例，但氧化鎂、氧化鈷、氧化鎳、氧化銅也可以得到同樣的結(jié)果。另外，作為正三價(jià)的金屬氧化物，以氧化鐿為例，但氧化硼、氧化鋁、氧化鎵、氧化鈧、氧化釔、氧化鑭、氧化釹、氧化釤、氧化銪、氧化釓、氧化鏑、氧化鈥、氧化鉺、氧化銩、氧化镥也可以得到同樣的結(jié)果。[實(shí)施例2-5]使用包含含有5質(zhì)量％氧化鋅的氧化銦靶，在改變氧濃度的氬氣的存在下，在室溫的玻璃基板上濺射成膜厚度為50nm的氧化銦薄膜。將得到的氧化銦薄膜在氧為100%、內(nèi)壓為330Pa、13.56MHz的RF等離子體中暴露5分鐘。得到使該等離子體處理中的放大功率為100W、200W、300W、400W、500W的5種氧化銦薄膜。圖14表示等離子體處理中的放大功率與得到的氧化銦薄膜的電阻率的關(guān)系。由圖14可知，等離子體處理中的放大功率從300W附近，電阻率開(kāi)始急劇增大。另外，X射線衍射測(cè)定的結(jié)果表明電阻率增大后的氧化銦薄膜為結(jié)晶質(zhì)。并且，等離子體處理中的放大功率根據(jù)基板的大小、產(chǎn)生等離子體的空間體積等而發(fā)生變化。圖15表示等離子體處理中的放大功率為500W、并改變氧分壓時(shí)的等離子體暴露時(shí)間與氧化銦薄膜的電阻率的關(guān)系。在氧分壓為130Pa、530Pa時(shí)，暴露約10分鐘的電阻率為1.0xioIDQcm，正在半導(dǎo)體化。另外，在X射線衍射測(cè)定中，觀察到結(jié)晶峰，可以確認(rèn)為結(jié)晶質(zhì)。[實(shí)施例2-6]除了使用包含含有1質(zhì)量％7.5質(zhì)量％氧化鋅的氧化銦靶，并使等離子體處理中的氧分壓變化以外，其他與實(shí)施例2-1和比較例2-1同樣來(lái)形成氧化銦薄膜。在圖16中，表示在使等離子體處理中的氧分壓變化時(shí)、氧化鋅濃度與氧化銦薄膜的電阻率的關(guān)系。當(dāng)用130Pa的氧分壓進(jìn)行等離子體處理時(shí)，氧化銦薄膜的電阻率為1.0xl(^Qcm階段以上，可知作為半導(dǎo)體是有效的。當(dāng)用330Pa的氧分壓進(jìn)行等離子體處理時(shí)，對(duì)于氧化鋅濃度為3質(zhì)量％以下的情況，電阻率為1.0xl(^Qcm階段，但對(duì)于氧化鋅的含量為4質(zhì)量％以上的情況，電阻率為1.0xlO'Qcm階段。另外，當(dāng)用530Pa的氧壓力進(jìn)行等離子體處理時(shí)，對(duì)于氧化鋅的含量為23質(zhì)量％的情況，電阻率取最大值，之后電阻率為l.Oxl()GQcm階段，因此是導(dǎo)體。并且，本發(fā)明不限定于上述實(shí)施方式，在可實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的的范圍下的變形、改良等都涵蓋在本發(fā)明中。另外，本發(fā)明實(shí)施中的具體材料和處理等在可以實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的的范圍下也可以采用其他材料和處理等。[第1實(shí)施方式的變形例]在第1實(shí)施方式中，外加頻率數(shù)的范圍為lkHz以上300MHz以下，但不限定于此。例如，外加頻率數(shù)的范圍也可以小于lkHz。此時(shí)，氧化速度變慢，因此有通過(guò)長(zhǎng)時(shí)間的處理也可以得到具有期望載流子濃度的半導(dǎo)體薄膜的情況。另一方面，外加頻率數(shù)的范圍也可以超過(guò)300MHz。此時(shí)，氧化速度變快，因此可以有效地制備半導(dǎo)體薄膜，但有基板也被加熱的情況，需要選擇基板。另外，在第1實(shí)施方式中，非晶質(zhì)氧化物薄膜通過(guò)濺射法、離子鍍法、真空蒸鍍法、溶膠凝膠法、微粒涂布法的任一種方法進(jìn)行成膜，但不限定于這些方法。非晶質(zhì)氧化物薄膜也可以通過(guò)ARE法、電子束蒸鍍法、線束激光蒸鍍法、脈沖激光蒸鍍法等進(jìn)行成膜。并且，成膜溫度的下限優(yōu)選比基板的熱變形溫度低。在第l實(shí)施方式中，列舉了氧化鋅和氧化鎂作為正二價(jià)的金屬氧化物，但不限定于此。例如也可以是氧化鈹、氧化鈣、氧化鍶、氧化鋇、氧化鐳、氧化鎘、氧化汞等。進(jìn)而，在第l實(shí)施方式中，列舉了氧化硼作為正三價(jià)的金屬氧化物，但不限定于此。例如也可以是氧化鈰、氧化鐠、氧化钷、氧化鋱等。另外，在第l實(shí)施方式中，列舉了含有正二價(jià)的金屬氧化物和正三價(jià)的金屬氧化物的非晶質(zhì)氧化物薄膜，但不限定于此。非晶質(zhì)氧化物薄膜也可以含有例如正二價(jià)的金屬氧化物、正三價(jià)的金屬氧化物、正四價(jià)的金屬氧化物、正五價(jià)的金屬氧化物、正六價(jià)的金屬氧化物等金屬化合物中至少任一者的1種以上的金屬氧化物。在第1實(shí)施方式中，非晶質(zhì)氧化物薄膜形成以氧化銦和正二價(jià)的金屬化合物為主成分的構(gòu)成，但不限定于此。例如，非晶質(zhì)氧化物薄膜也可以以氧化銦和正三價(jià)的金屬化合物作為主成分。另外，在第l實(shí)施方式中，非晶質(zhì)氧化物薄膜形成以氧化鋅和氧化錫為主成分的構(gòu)成，但不限定于此。例如，非晶質(zhì)氧化物薄膜也可以以氧化鋅和正二價(jià)的金屬化合物作為主成分。另外，非晶質(zhì)氧化物薄膜也可以以氧化鋅和正三價(jià)的金屬化合物作為主成分。非晶質(zhì)氧化物薄膜也可以以氧化錫和正二價(jià)的金屬化合物作為主成分。進(jìn)而，非晶質(zhì)氧化物薄膜也可以以氧化錫和正三價(jià)的金屬化合物為主成分。另外，在第l實(shí)施方式中，外加頻率數(shù)和壓力等氧等離子體的產(chǎn)生條件不限定于第1實(shí)施方式中列舉的條件。即使是其他的產(chǎn)生條件，也可以產(chǎn)生氧等離子體，且只要通過(guò)使非晶質(zhì)氧化物薄膜氧化，得到電子載流子濃度降低的非晶質(zhì)的半導(dǎo)體薄膜，就能夠得到與上述第1實(shí)施方式同樣優(yōu)異的作用效果。[第2實(shí)施方式的變形例]在第2實(shí)施方式中，列舉了含有正二價(jià)的金屬氧化物和正三價(jià)的金屬氧化物的非晶質(zhì)氧化物薄膜，但不限定于此。非晶質(zhì)氧化物薄膜可以不含有正二價(jià)的金屬氧化物和正三價(jià)的金屬氧化物，也可以?xún)H含有其中的任一者。該情況下，由于作為非晶質(zhì)氧化物薄膜主成分的氧化銦通過(guò)氧等離子體被結(jié)晶化、以及利用氧等離子體將氧固定在半導(dǎo)體薄膜中不發(fā)生改變，因此可以得到與上述第2實(shí)施方式同樣優(yōu)異的作用效果。另外，在第2實(shí)施方式中，外加頻率數(shù)、使用的氣體和壓力等氧等離子體的產(chǎn)生條件不限定于第2實(shí)施方式中列舉的條件。即使是其他的產(chǎn)生條件，也可以產(chǎn)生氧等離子體，只要可以使氧化銦結(jié)晶化，就能夠得到與上述第2實(shí)施方式同樣優(yōu)異的作用效果。產(chǎn)業(yè)可利用性本發(fā)明可以用于半導(dǎo)體薄膜、半導(dǎo)體薄膜的制備方法和具有半導(dǎo)體薄膜的半導(dǎo)體元件。詳細(xì)來(lái)說(shuō)，可以用于通過(guò)將含有非晶質(zhì)氧化物的薄膜暴露在等離子體中而得到的半導(dǎo)體薄膜、半導(dǎo)體薄膜的制備方法和具有半導(dǎo)體薄膜的半導(dǎo)體元件。例如，可以適用于以可撓性的樹(shù)脂材料為基板的薄型顯示裝置的驅(qū)動(dòng)元件、晶體管等的半導(dǎo)體元件、傳感器、二極管等的各種電部件、液晶顯示裝置、太陽(yáng)能電池、觸摸屏、有機(jī)EL顯示器等。權(quán)利要求1.半導(dǎo)體薄膜，其特征在于，將含有非晶質(zhì)氧化物的非晶質(zhì)氧化物薄膜暴露在用高頻率激發(fā)含有氧的氣體所產(chǎn)生的氧等離子體中而成。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體薄膜，其特征在于，上述氧等離子體在外加頻率數(shù)為1kHz以上300MHz以下的條件下產(chǎn)生。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的半導(dǎo)體薄膜，其特征在于，上述氧等離子體在壓力為5Pa以上O.lMPa以下的條件下產(chǎn)生。4.根據(jù)權(quán)利要求13中任一項(xiàng)所述的半導(dǎo)體薄膜，其特征在于，上述非晶質(zhì)氧化物薄膜利用濺射法、離子鍍法、真空蒸鍍法、溶膠凝膠法、微粒涂布法的任一者來(lái)形成。5.根據(jù)權(quán)利要求14中任一項(xiàng)所述的半導(dǎo)體薄膜，其特征在于，上述非晶質(zhì)氧化物薄膜是以氧化銦為主成分的薄膜，且含有除氧化銦以外的正三價(jià)的金屬氧化物。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的半導(dǎo)體薄膜，其特征在于，上述正三價(jià)的金屬氧化物是選自氧化硼、氧化鋁、氧化鎵、氧化鈧、氧化釔、氧化鑭、氧化釹、氧化釤、氧化銪、氧化軋、氧化鏑、氧化鈥、氧化鉺、氧化銩、氧化鐿、氧化镥中至少任一者的1種以上的金屬氧化物。7.根據(jù)權(quán)利要求14中任一項(xiàng)所述的半導(dǎo)體薄膜，其特征在于，上述非晶質(zhì)氧化物薄膜以氧化銦和正二價(jià)的金屬氧化物為主成分。8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的半導(dǎo)體薄膜，其特征在于，上述正二價(jià)的金屬氧化物是選自氧化鋅、氧化鎂中至少任一者的1種以上的金屬氧化物。9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的半導(dǎo)體薄膜，其特征在于，上述非晶質(zhì)氧化物薄膜含有選自氧化硼、氧化鋁、氧化鎵、氧化鈧、氧化釔、氧化鑭、氧化釹、氧化釤、氧化銪、氧化軋、氧化鏑、氧化鈥、氧化鉺、氧化銩、氧化鐿、氧化镥中至少任一者的1種以上的金屬氧化物。10.根據(jù)權(quán)利要求14中任一項(xiàng)所述的半導(dǎo)體薄膜，其特征在于，上述非晶質(zhì)氧化物薄膜以氧化鋅和氧化錫為主成分。11.根據(jù)權(quán)利要求IO所述的半導(dǎo)體薄膜，其特征在于，上述非晶質(zhì)氧化物薄膜含有正三價(jià)的金屬氧化物。12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的半導(dǎo)體薄膜，其特征在于，上述lf.三價(jià)的金屬氧化物是選自氧化硼、氧化鋁、氧化鎵、氧化銦、氧化鈧、氧化釔、氧化鑭、氧化釹、氧化釤、氧化銪、氧化釓、氧化鏑、氧化鈥、氧化鉺、氧化銩、氧化鐿、氧化镥中至少任一者的1種以上的金屬氧化物。13.根據(jù)權(quán)利要求14中任一項(xiàng)所述的半導(dǎo)體薄膜，其特征在于，上述非晶質(zhì)氧化物薄膜以氧化銦和氧化錫為主成分。14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的半導(dǎo)體薄膜，其特征在于，上述非晶質(zhì)氧化物薄膜含有除氧化銦以外的」下三價(jià)的金屬氧化物。15.根據(jù)權(quán)利要求13所述的半導(dǎo)體薄膜，其特征在于，上述正三價(jià)的金屬氧化物是選自氧化硼、氧化鋁、氧化鎵、氧化鈧、氧化釔、氧化鑭、氧化釹、氧化釤、氧化銪、氧化釓、氧化鏑、氧化鈥、氧化鉺、氧化銩、氧化鐿、氧化镥中至少任一者的1種以上的金屬氧化物。16.根據(jù)權(quán)利要求13所述的半導(dǎo)體薄膜，其特征在于，上述非晶質(zhì)氧化物薄膜含有正二價(jià)的金屬氧化物。17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的半導(dǎo)體薄膜，其特征在于，上述正二價(jià)的金屬氧化物是選自氧化鋅、氧化鎂中至少任一者的1種以上的金屬氧化物。18.根據(jù)權(quán)利要求14中任一項(xiàng)所述的半導(dǎo)體薄膜，其特征在于，上述非晶質(zhì)氧化物薄膜是以氧化銦為主成分的薄膜，通過(guò)暴露于上述氧等離子體中而結(jié)晶化。19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的半導(dǎo)體薄膜，其特征在于，上述非晶質(zhì)氧化物薄膜含有正二價(jià)的金屬氧化物。20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的半導(dǎo)體薄膜，其特征在于，上述正二價(jià)的金屬氧化物是選自氧化鋅、氧化鎂、氧化鎳、氧化銅和氧化鈷中至少任一者的1種以上的金屬氧化物。21.根據(jù)權(quán)利要求1821中任一項(xiàng)所述的半導(dǎo)體薄膜，其特征在于，上述非晶質(zhì)氧化物薄膜含有」下三價(jià)的金屬氧化物。22.根據(jù)權(quán)利要求21所述的半導(dǎo)體薄膜，其特征在于，上述正三價(jià)的金屬氧化物是選自氧化硼、氧化鋁、氧化鎵、氧化鈧、氧化釔、氧化鑭、氧化釹、氧化釤、氧化銪、氧化釓、氧化鏑、氧化鈥、氧化鉺、氧化銩、氧化鐿和氧化镥中至少任一者的1種以上的金屬氧化物。23.半導(dǎo)體薄膜的制備方法，其特征在于，將含有非晶質(zhì)氧化物并形成薄膜的非晶質(zhì)氧化物薄膜暴露于用高頻率激發(fā)含有氧的氣體而產(chǎn)生的氧等離子體中。24.半導(dǎo)體元件，其特征在于，具有如權(quán)利要求122中任一項(xiàng)所述的半導(dǎo)體薄膜。全文摘要將含有非晶質(zhì)氧化物的非晶質(zhì)氧化物薄膜暴露于用高頻率激發(fā)含有氧的氣體而產(chǎn)生的氧等離子體中。氧等離子體的產(chǎn)生條件優(yōu)選外加頻率數(shù)為1kHz以上300MHz以下、壓力為5Pa以上。另外，優(yōu)選利用濺射法、離子鍍法、真空蒸鍍法、溶膠凝膠法、微粒涂布法的任一者暴露非晶質(zhì)氧化物薄膜。文檔編號(hào)C23C14/08GK101679036SQ20088001516公開(kāi)日2010年3月24日申請(qǐng)日期2008年4月23日優(yōu)先權(quán)日2007年5月7日發(fā)明者井上一吉,宇都野太,本田克典申請(qǐng)人:出光興產(chǎn)株式會(huì)社