Cu－Ga合金以及Cu－Ga合金溅射靶制造技术

本发明专利技术涉及Cu－Ga合金以及Cu－Ga合金溅射靶，所述Cu－Ga合金含有质量百分比25～30%的Ga，且余量为Cu，所述Cu－Ga合金的特征在于，通过电子显微镜得到的组织图像上所呈现出的、Ga浓度为质量百分比30～35%的相即γ相的平均等效圆直径为50μm以下，且最大等效圆直径为200μm以下。由于本发明专利技术的Cu－Ga合金通过使组织具有特定的相结构，从而即使在通过铸造法进行制作的情况下也难以产生裂纹或缺口等，因此，能够在以质量百分比25～30%的较高浓度含有Ga的同时实施压延加工。因此，能够通过压延来制造Ga的含有量较多的溅射靶，且能够实现溅射靶的生产率的提高。此外，在通过铸造法来制作本发明专利技术的Cu－Ga合金的情况下，与通过热压等的粉末烧结法而制造的Cu－Ga合金溅射靶相比，溅射速率较快。

【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Cu - Ga合金以及Cu — Ga合金溅射靶，更详细而言，涉及即使Ga的含有量较多也能够进行压延加工的Cu - Ga合金、以及由所述合金得到的Cu - Ga合金溅射靶。
技术介绍
近年来，由化合物半导体得到的薄膜太阳能电池已被实用化。在该薄膜太阳能电池中，一般情况下，在钠钙玻璃基板之上形成有成为正电极的Mo电极层，在该Mo电极层之上形成有含有Cu — In — Ga — Se合金膜的光吸收层，在该光吸收层之上形成有含有ZnS、CdS等的缓冲层，且在该缓冲层之上形成有成为负电极的透明电极层。作为含有Cu — In — Ga — Se合金膜的光吸收层的形成方法，已经提出了通过溅射法而形成Cu — In — Ga — Se合金膜的方法，以代替成膜速度较慢且耗费成本的蒸镀法。 作为通过溅射法而使该Cu — In — Ga— Se合金膜成膜的方法，已经提出了如下的方法，即，使用Cu — Ga祀并通过派射而使Cu — Ga合金膜成膜,并通过在该Cu — Ga合金膜之上使用In靶进行溅射从而形成复合膜，之后，在Se气氛中对该复合膜进行热处理，从而形成Cu — In — Ga — Se合金膜的方法。该方法也能够通过使形成复合膜的顺序颠倒，即在In膜之上形成Cu - Ga膜来实施。作为Cu — Ga合金靶，已知含有重量百分比I 40%的Ga、且余量由Cu构成的Cu — Ga合金革巴。作为该Cu - Ga合金溅射靶的制造方法，可以使用热压等的粉末烧结法以及真空熔解法等的铸造法。作为通过粉末烧结法而制造出的Cu - Ga合金溅射靶，例如，在日本特开2008 - 138232号公报中公开了一种Cu — Ga合金溅射靶，所述Cu-Ga合金溅射靶通过对Ga的含有量为质量百分比30%以上的Cu - Ga合金粉末、和纯铜粉末或Ga的含有量为质量百分比15%以下的Cu - Ga合金粉末的混合粉末进行热压而获得。但是，通过热压法而制造的Cu - Ga合金溅射靶一方面具有微细的组织，而另一方面却存在氧浓度较高，且溅射速率较慢等的缺点。相对于此，通过铸造法制造的Cu - Ga合金溅射靶则具有氧浓度较低，且溅射速率较快等的优点。但是，其另一方面，由于通过铸造法而制造出的Cu - Ga合金的铸块无法形成微细的组织，并易于发生偏析，且容易产生裂纹，因此存在难以通过压延等的塑性加工而使溅射靶成形等的缺点。如果不能通过压延而使溅射靶成形，则无法实现溅射靶的生产率的提高。由于当Cu — Ga合金的Ga浓度为质量百分比25%以上时，硬度会较高，从而发生裂纹的可能性将明显较大，因此尤其难以实施压延等的塑性加工。作为解决铸造法所引起的这种偏析和脆性裂纹等缺点的技术，在日本特开2000 - 073163号公报中公开了一种在利用具备加热单元以及冷却单元的铸型对冷却速度进行控制的同时，对含有质量百分比15 70%的Ga的Cu — Ga合金材料进行铸造而制作铸块，并在该铸块上设置呈岛状的空孔，在该空孔中注入In的熔融金属从而制造出的铸块。在先技术文献专利文献专利文献I :日本特开2008 - 138232号公报专利文献2 :日本特开2000 - 073163号公报
技术实现思路
专利技术所要解决的课题虽然日本特开2000 - 073163号公报所公开的所述铸块通过使冷却速度减慢，从而对偏析和脆性进行了抑制，进而能够通过切削加工来形成溅射靶，但是由于在冷却速度减慢时，一个个的结晶将会变大，因此无法进行压延。本专利技术的目的在于，提供一种即使Ga含有量较多也能够实施压延加工的Cu — Ga 合金、以及即使Ga含有量较多也能够通过压延加工来进行制造的Cu-Ga合金溅射靶。用于解决课题的方法本专利技术人发现，对于通过铸造法而得到的、含有Cu - Ga合金的铸块的脆性而言，其与Ga浓度为质量百分比30 35%的相、例如被称为、相的相相关，且能够通过对该Y相的大小以及存在比率进行调节来控制开裂难易度，由此完成了本专利技术。即，本专利技术为一种Cu - Ga合金，其含有质量百分比25 30%的Ga，且余量为Cu，所述Cu - Ga合金的特征在于，通过电子显微镜得到的组织图像上所呈现出的、Ga浓度为质量百分比30 35%的相即Y相的平均等效圆直径为50 μ m以下，且最大等效圆直径为200 μ m以下。作为所述Cu - Ga合金的优选方式，该溅射靶制造用合金中，相对于所述组织图像的面积的、Y相的面积的总计的比率为5 70%ο此外，其他专利技术为一种Cu - Ga合金溅射靶，其通过对所述Cu — Ga合金进行压延而得到。专利技术的效果本专利技术的Cu - Ga合金，由于通过使组织具有特定的相结构，从而即使在通过铸造法进行制作的情况下也难以产生裂纹或缺口等，因此，能够在以质量百分比25 30%的较高浓度含有Ga的情况下实施压延加工。因此，能够通过压延来制造Ga的含有量较多的溅射靶，且能够实现溅射靶的生产率的提高。此外，在通过铸造法来制作本专利技术的Cu — Ga合金的情况下，与通过热压等的粉末烧结法而制造出的Cu - Ga合金溅射靶相比，溅射速率较快。附图说明图I为，通过扫描型电子显微镜以200倍的倍率对利用碳铸模而制造出的本专利技术的Cu - Ga合金的截面进行观察，从而得到的组织图像的一个示例。图2为，通过扫描型电子显微镜以200倍的倍率对利用水冷铜铸模而制造出的本专利技术的Cu - Ga合金截面进行观察，从而得到的组织图像的一个示例。具体实施方式本专利技术的Cu - Ga合金的特征在于，含有质量百分比25 30%的Ga且余量为Cu，并且通过电子显微镜而得到的组织图像上所呈现出的Y相的平均等效圆直径为50μπι以下，且最大等效圆直径为200 μ m以下。在此，Y相是指Ga浓度为质量百分比30 35%的相。组织图像上所呈现出的相是否为Y相能够通过如下方式进行确认，即，利用由电子显微镜得到的与平均原子量对应的图像(成分像，COMPO像)，对由Ga浓度差引起的衬度的差异进行观察来进行确认。等效圆直径是指，由上述方式得到的成分像的Ga浓度为质量百分比30 35%的区域、即具有与Y相的面积相同面积的圆的直径。平均等效圆直径是指，所述组织图像上所呈现出的全部的Y相的等效圆的直径的平均值。最大等效圆直径是指，在所述组织图像上所呈现出的全部的Y相的等效圆直径中的、最大的等效圆直径。作为Y相的等效圆直径的具体的求取方法，在以200倍的倍率得到的O. 3mm2的成分像中，判断出Y相和其他相之间的界限之后，进行图像处理从而计算出该Y相的面积，并假设具有该面积的圆，从而将其直径作为该Y相的等效圆直径。Y相的平均等效圆直径可以通过如下方式获得，即，通过对于所述成分像上所呈现出的全部的Y相而以上述方式·求得等效圆直径，并对这些等效圆直径进行平均而获得。此外，对于所述成分像上所呈现出的全部的Y相而以上述方式求得等效圆直径，并将这些等效圆直径中的最大值作为Y相的最大等效圆直径。根据电子显微镜观察而确认到，虽然一般情况下，Cu - Ga合金在Ga的含有量小于约质量百分比25%的情况下，由Cu中固溶有Ga的相、和Ga浓度为质量百分比20 25%的相(β相)构成，但是当Ga的含有量成为约质量百分比25%以上时，则由Ga浓度为质量百分比30本文档来自技高网...

【技术保护点】

【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：失野智泰，
申请(专利权)人：三井金属矿业株式会社，
类型：
国别省市：