In或In合金溅射靶及其制造方法技术

本发明专利技术的In或In合金溅射靶为在由Cu或Cu合金制的垫板或衬管构成的靶支承基体上，通过由In与Cu的合金构成的结合层接合有成为靶主体的In或In合金层的In或In合金溅射靶，所述结合层具有5～100μm的厚度。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】In或In合金溅射靶及其制造方法
本专利技术涉及一种减少Cu向In内部扩散，并提高与由Cu或Cu合金制的垫板、衬管等构成的靶支承基体的接合强度的In或In合金溅射靶及其制造方法。本申请主张基于2013年12月9日在日本申请的专利申请2013-253986号的优先权，并将其内容援用于此。
技术介绍
近年来，具备化合物半导体的薄膜太阳能电池供实际使用，作为该具备化合物半导体的薄膜太阳能电池已知有使用了由Cu-In-Ga-Se四元系合金膜(以下称为CIGS膜)构成的光吸收层的薄膜太阳能电池。作为通过溅射法形成该CIGS膜的方法，提出有如下方法(硒化法)：首先，使用In溅射靶并通过溅射法形成In膜，并在该In膜上，使用Cu-Ga二元系合金溅射靶并通过溅射而形成Cu-Ga二元系合金膜，对所获得的In膜及由Cu-Ga二元系合金膜构成的层叠膜在Se气氛中实施热处理而形成Cu-In-Ga-Se四元系合金膜。以往，在制作上述In溅射靶时，已知有如下方法：将形成有外周设置有内浇道的铸模的Cu制垫板载置于加热板上，并对Cu制垫板进行加热，并且向Cu制垫板上投入In铸锭，熔解In铸锭之后，放置冷却、固化，由此制作In溅射靶(例如参考专利文献1)。另外，为了抑制来自Cu垫板的Cu的扩散来减少杂质的含量，开发了一种In溅射靶的制造方法，该In溅射靶的制造方法具有：在Cu或Cu合金制的垫板上形成Ni膜的工序、及在形成于加热的垫板上的Ni膜上熔解In原料，进而将熔解的In原料进行冷却并使其固化，由此制作In溅射靶的工序(例如参考专利文献2)。专利文献1：日本专利公开2010-24474号公报专利文献2：日本专利公开2012-52180号公报然而，专利文献1所记载的In溅射靶的制造方法中，Cu垫板被加热，并向其铸模内投入作为In原料的In铸锭并熔解In铸锭，因此导致Cu从垫板扩散到已熔解的In中。之后，在将已熔解的In进行冷却并使其固化时，In溅射靶中仍然含有作为杂质的高浓度Cu。而且，这样通过自由扩散而混入的高浓度Cu杂质在溅射靶中的分布非常不均匀。利用含有该高浓度且不均匀地分布的Cu的In溅射靶形成CIGS膜时，存在难以将膜中Cu含量调整为目标量，从而无法获得所希望的CIGS膜特性的问题。另外，上述引用文献2所记载的In溅射靶的制造方法中，能够减少如通过上述专利文献1所记载的方法而制造的In溅射靶那样来自垫板的Cu扩散至已熔解的In中。然而，追加有在Cu或Cu合金制的垫板上形成Ni膜的工序，因此，在制造In溅射靶时，存在不仅费工夫，还招致成本增加的课题。
技术实现思路
在此，本专利技术的目的在于提供一种抑制Cu从由Cu或Cu合金制的垫板、衬管等构成的靶支承基体(以下有时称为垫板)向In扩散，从而减少In中的杂质的含量，并且该垫板与In的接合强度非常高的In或In合金溅射靶及其制造方法。本专利技术人们为了解决上述课题，进行了各种研究发现，在Cu或Cu合金制的垫板上，通过由包括In与Cu的合金(InCu合金)构成的结合层接合由In或In合金构成的靶主体，由此能够获得提高了靶主体与垫板的接合强度的In或In合金溅射靶。并且，发现通过该InCu合金结合层，能够抑制Cu向In层扩散。而且，研磨Cu或Cu合金制的垫板的表面之后，在其表面上预先形成由包括In和Cu的合金(InCu合金)构成的基底层。研究发现，通过该所形成的InCu合金基底层，在制造In溅射靶时，能够将Cu向成为靶主体的In层中的扩散减少至不影响形成CIGS膜的程度，并且，垫板与In层通过结合层可靠地接合。还发现，根据该制造步骤，即使没有在制作In或In合金溅射靶时会带来成本增加的Ni膜的介入，也能够抑制来自垫板的Cu的扩散，而且，还能获得垫板与In层的充分的接合强度。并且，本专利技术不仅可以适用于使用平板状Cu或Cu合金制的垫板的In或In合金溅射靶，还可以适用于使用圆筒状Cu或Cu合金制的衬管的In或In合金圆筒溅射靶或具有其他类似结构的In或In合金溅射靶。因此，本专利技术是由上述见解而得出的，为解决上述课题而采用了以下构成。(1)一种In或In合金溅射靶，其在由Cu或Cu合金制的垫板或衬管构成的靶支承基体上，通过由In与Cu的合金构成的结合层接合有成为靶主体的In或In合金层，所述In或In合金溅射靶的特征在于，所述结合层具有5～100μm的厚度。(2)根据所述(1)所述的In或In合金溅射靶，其中，In或In合金溅射靶的所述结合层在所述In或In合金层与所述靶支承基体的粘合面中的覆盖率为90％以上。(3)一种In或In合金溅射靶的制造方法，其特征在于，具备以下工序：研磨由Cu或Cu合金制的垫板或衬管构成的靶支承基体的表面；在所述靶支承基体的表面上形成由In与Cu的合金构成的具有3～50μm厚度的基底层；及在所形成的所述基底层上形成In或In合金熔融体，并且在所述靶支承基体上与成为靶主体In或In合金层接合，所述In或In合金层与所述靶支承基体通过在所述基底层中生成的由In与Cu的合金构成的结合层而接合。(4)一种In或In合金溅射靶的制造方法，其特征在于，具备以下工序：研磨由Cu或Cu合金制的垫板或衬管构成的靶支承基体的表面；在所述靶支承基体的表面上形成由In与Cu的合金构成的具有3～50μm厚度的基底层；在所形成的所述基底层上形成In或In合金熔融体，并冷却固化而形成成为靶主体的In或In合金层；及对所述In或In合金层进行机械加工，所述In或In合金层与所述靶支承基体通过在所述基底层中生成的由In与Cu的合金构成的结合层而接合。(5)根据所述(3)或(4)所述的制造方法，其中，所述基底层及所述结合层在所述In或In合金层与所述靶支承基体的粘合面中的覆盖率分别为90％以上。(6)根据所述(3)～(5)的任一个所述的制造方法，其中，将所述靶支承基体的表面研磨成0.1～1.0μm的表面粗糙度。如上所述，根据本专利技术所涉及的In或In合金溅射靶，成为靶主体的In或In合金层通过InCu合金结合层接合于由Cu或Cu合金制的垫板或衬管构成的靶支承基体，因此能够使In或In合金溅射靶获得由垫板或衬管构成的靶支承基体与由In或In合金层构成的靶主体的充分的接合强度，在制作靶时的机械加工中，不会发生剥离，减少作为杂质的Cu的扩散。并且，根据专利技术所涉及的In或In合金溅射靶的制造方法，研磨Cu或Cu合金制的垫板的表面之后，在其表面上预先形成由InCu合金构成的基底层，并在该所形成的基底层上熔解In原料，进而将熔解的In进行冷却并使其固化而形成In层或In合金层。因此，在In层或In合金层中，能够将Cu浓度降低至不影响形成CIGS膜的程度，而且，由In或In合金层构成的靶主体与垫板通过InCu合金结合层而接合。因此，即使不存在会带来成本增加的Ni膜的介入，也能够抑制来自垫板的Cu的扩散。附图说明图1是用于说明本专利技术的实施方式所涉及的In溅射靶的制造方法的工序的示意图。图2是针对本专利技术的实施方式所涉及的In溅射靶一具体例，利用电子显微镜拍摄靶截面的图像。图3是针对本专利技术的实施方式所涉及的In溅射靶一具体例，利用EPMA对溅射靶的截面组织进行测定的各元素的元素分布图像。图4是针对现有例所涉及的In溅射靶本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种In或In合金溅射靶，其在由Cu或Cu合金制的垫板或衬管构成的靶支承基体上，通过由In与Cu的合金构成的结合层接合有成为靶主体的In或In合金层，所述In或In合金溅射靶的特征在于，所述结合层具有5～100μm的厚度。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2013.12.09 JP 2013-2539861.一种In或In合金溅射靶，其在由Cu或Cu合金制的垫板或衬管构成的靶支承基体上，通过由In与Cu的合金构成的结合层接合有成为靶主体的In或In合金层，所述In或In合金溅射靶的特征在于，所述结合层具有5～100μm的厚度。2.根据权利要求1所述的In或In合金溅射靶，其中，所述结合层在所述In或In合金层与所述靶支承基体的粘合面中的覆盖率为90％以上。3.一种In或In合金溅射靶的制造方法，其特征在于，具备以下工序：研磨由Cu或Cu合金制的垫板或衬管构成的靶支承基体的表面；在所述靶支承基体的表面上形成由In与Cu的合金构成的具有3～50μm厚度的基底层；及在所形成的所述基底层上形成In或In合金熔融体，并在所述靶支承基体上通过冷却固化来接合成为靶主体的In或In合金层，...

【专利技术属性】
技术研发人员：陆田雄也，梅本启太，张守斌，
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