本发明专利技术提供一种溅射靶，该溅射靶的机械加工性优异，且可形成含有Cu、Ga作为主成分的化合物膜。本发明专利技术的溅射靶，其特征在于，相对于溅射靶中的全部金属元素，含有15.0～50.0原子％的Ga、合计0.1～10.0原子％的选自Al、Zn、Sn、Ag及Mg中的一种以上金属元素，剩余部分由Cu及不可避免的杂质构成。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种形成含有Cu、Ga作为主成分的化合物膜时所使用的溅射靶及其 制造方法。 本申请基于2013年2月25日在日本申请的专利申请2013-034389号及2014年 1月17日在日本申请的专利申请2014-006532号主张优先权，并将其内容援用于此。
技术介绍
以往，Cu-Ga合金溅射靶为用于制造通过所谓硒（Se)化法来在光吸收层中使用 Cu-In-Ga-Se四元系合金膜（CIGS膜）的太阳能电池的必要材料。另外，所谓硒化法为例 如将Cu-Ga合金膜溅射成约500nm的厚度，在其膜上溅射并层积约500nm厚的In膜，并 将这些膜在500°C的H 2Se气体气氛中加热，使得Se扩散于Cu-Ga合金膜与In膜中，形成 Cu-In-Ga-Se四元系化合物膜的方法（例如，参考专利文献1、2)。 另一方面，为了提高由Cu-In-Ga-Se四元系合金膜构成的光吸收层的发电效率， 已提出有在光吸收层中添加钠（Na)的方案（例如，参考专利文献2、非专利文献1)。其中， 示出通常将前体膜（Cu-In-Ga-Se四元系合金膜）中的Na含量设为0. 1%左右。 专利文献1 :日本专利第3249408号公报 专利文献2 :日本特开2009-283560号公报 非专利文献 1 :A.Romeo,"DevelopmentofThin-filmCu(In，Ga)Se2andCdTe SolarCells"，Prog.Photovolt:Res.Appl. 2004 ;12:93-111(D01:10. 1002/pip. 527) 上述以往的技术中留有以下课题。 即，高密度且高Ga含量的Cu-Ga合金材料非常硬且缺乏延展性，因此由Cu-Ga合 金材料制造溅射靶时，存在难以通过切削进行表面加工，而不得不使用磨削加工的缺点。因 此，溅射靶制造中的加工速度缓慢，且复杂形状的加工非常困难。并且，即使在Cu-Ga合金 材料中添加Na时，也存在相同课题。
技术实现思路
本专利技术是鉴于上述课题而完成的，其目的在于提供一种机械加工性优异、且可形 成含有Cu、Ga作为主成分的化合物膜的。 本专利技术人等欲制造含有Cu、Ga作为主成分的化合物膜形成用的溅射靶而进行了 研究。结果，得知若在Cu-Ga合金中添加少量的选自Al、Zn、Sn、Ag及Mg中的一种以上金 属元素，可改善Cu-Ga合金材料的机械加工性。 因此，本专利技术是基于上述见解而得到的，且为了解决所述课题而采用以下的构成。 (1)本专利技术的溅射靶，其特征在于，相对于溅射靶中的全部金属元素，含有15. 0~ 50. 0原子％的Ga、合计0. 1~10. 0原子％的选自Al、Zn、Sn、Ag及Mg中的一种以上金属 元素，剩余部分由Cu及不可避免的杂质构成。 (2)所述（1)的溅射祀，其特征在于，其理论密度比为95%以上，氧含量为800重 量ppm以下。 (3)所述（1)或（2)的溅射靶，其特征在于，其抗折强度为200MPa以上。 (4)所述⑴至（3)中任一项的溅射祀，其中，含有选自Al、Zn、Sn、Ag及Mg中的 一种以上金属元素的金属相的平均粒径为500 ym以下。 (5)所述（1)至（4)中任一项的溅射靶，其中，相对于溅射靶中的全部金属元素，进 一步含有合计〇.〇1~10. 〇原子％的选自Li、K及Na中的一种以上元素。 (6)本专利技术的溅射靶的制造方法为制造所述⑴至⑷中任一项的溅射靶的方法， 其中，包括在1050°C以上温度下将Cu、Ga及选自Al、Zn、Sn、Ag及Mg中的一种以上金属元 素熔解、铸造而制作铸块的工序。 (7)本专利技术的溅射靶的制造方法为制造所述⑴至⑷中任一项的溅射靶的方法， 其中，包括：制作原料粉末的工序，该原料粉末是Cu、Ga及选自Al、Zn、Sn、Ag及Mg中的一 种以上金属元素以单质或含有这些元素中的两种以上元素的合金粉末的方式含有；以及在 真空、惰性气氛或还原性气氛下烧结所述原料粉末的工序。 (8) -种溅射靶的制造方法，其为制造所述（5)的溅射靶的方法，其中，包括：将 Cu、Ga及选自Al、Zn、Sn、Ag及Mg中的一种以上金属元素以单质或含有这些元素中的两种 以上元素的合金的方式含有的金属粉末与NaF粉末、Na 2S粉末或Na2Se粉末进行混合而制 作原料粉末的工序；以及在真空、惰性气氛或还原性气氛下烧结所述原料粉末的工序。 (9)所述（7)或⑶的溅射靶的制造方法，其中，所述原料粉末的平均粒径为1ym 以上且500ym以下。 如上所述，本专利技术的溅射靶相对于靶材原材料中的全部金属元素，具有如下成分 组成：含有15~50原子％ (at% )的Ga、且合计0? 1~10原子％的选自Al、Zn、Sn、Ag及 Mg中的一种以上金属元素，剩余部分由Cu及不可避免的杂质构成。该溅射靶中由于含有合 计0.1~10原子％的选自八1、2]1、511、48及1%中的一种以上金属元素，因此可具有高的被 切削性。 另外，将选自Al、Zn、Sn、Ag及Mg中的一种以上金属元素（以下称为A1等添加元 素）的添加量设定在〇. 1~10原子％的范围内的理由在于，小于〇. 1原子％时，无法获得 机械加工性的提高效果，超过10原子％时，溅射靶本身会脆化，切削加工时容易出现破裂 或缺损。添加A1等添加元素时，各元素可各自单独添加，即仅添加一种，并且，同时添加这 些添加元素中的两种以上、多种类的添加元素时，若这些的合计添加量在0. 1~10原子％ 的范围内，则作为母体的由Cu-Ga合金构成的溅射靶可具有高的被切削性。另外，将Ga的 含量规定在15~50原子％的范围的理由在于，如所述专利文献2所记载，该范围的Ga含 量由于能形成转换效率高的CIGS光吸收层，因此为一般的Ga添加量。并且，该说明书中， 所谓金属元素定义为除了非金属元素以外的元素。在此所谓非金属元素为H、He、C、N、0、 F、Ne、P、S、Cl、Ar、Se、Br、Kr、I、Xe、At、Rn。 而且，本专利技术的溅射靶中，理论密度比设为95 %以上，氧含量设为800重量ppm以 下。 S卩，该溅射靶中，在Cu-Ga合金中添加A1等添加元素，但A1等的添加元素与Cu或 Ga相比，特别容易氧化，靶材原材料中的氧含量超过800重量ppm时，会形成较多的A1的氧 化物、Zn的氧化物、Sn的氧化物、Mg的氧化物等的夹杂物。这些氧化物的夹杂物会减弱靶 材原材料的Cu-Ga合金粒子之间的结合，在祀材原材料的机械加工时的高速切削时，会在 其切削表面形成缺陷，引起切削面的平坦性或缺陷发生率的增加。 本专利技术的又一特征为靶材密度为理论密度比95%以上。在此所谓理论密度是指在 真空熔解炉中，在1100°C以上温度下使具有相同组成的含有A1等添加元素的Cu-Ga合金熔 解后，在碳铸模中铸造，以冷却速度50°C /min以下缓慢冷却所作成的铸锭的无孔隙等的健 全部分的密度。靶材原材料以熔解铸造法制作时，存在随着铸造方法或铸造工序的选择而 铸块密度下降的情况，并且，以烧结法作成靶材原材料时，根据烧结条件等而有所得靶材原 材料的理论密度比处于95%以下的情况。为了提供本专利技术目的的机械加工性优异、且可形 成含有Cu、Ga作为主成分的化合物膜的，而针对添本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种溅射靶，其特征在于，相对于溅射靶中的全部金属元素，含有15.0～50.0原子％的Ga、合计0.1～10.0原子％的选自Al、Zn、Sn、Ag及Mg中的一种以上的金属元素，剩余部分由Cu及不可避免的杂质构成。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：张守斌，梅本启太，
申请(专利权)人：三菱综合材料株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP
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