[发明专利]包含Cu-Ga合金的溅射靶的制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及包含Cu-Ga合金的溅射靶(スパツタリングタ一ゲツト)的制造方法。

背景技术

以往，作为薄膜形成方法之一，已知有溅射法。溅射法是在减压下使等离子体状态的惰性气体轰击溅射靶，使因为该轰击而从该靶飞出的分子、原子附着在基板上，在基板上形成薄膜的方法，由于容易形成大面积的薄膜且得到高性能的膜而被用于工业。

使用这种溅射法所形成的薄膜中，Cu-Ga合金薄膜被作为构成CIGS(Cu-In-Ga-Se)薄膜型太阳能电池的光吸收层使用。

以往，通过使用车床、圆锯，将已熔融铸造成例如300mm×400mm×1000mm大小的长方体形状的高纯度铝、铝合金等的锭(ingot)切断成几个，将切断后的金属片(slab)轧制、切削，从而制造溅射靶。

但是，在上述CIGS薄膜型太阳能电池中使用的包含Cu-Ga合金的靶，Ga的组成比比较大，因此缺乏延性、展性，硬度高且容易破裂(脆)。因此，例如若对长方体形状的Cu-Ga合金锭与铝合金锭同样地实施包括切断加工在内的塑性加工等的加工，则在加工后的Cu-Ga合金片中会出现裂纹，或者破裂或缺损。要将产生了这种问题的Cu-Ga合金片制成产品，就必须要切削除去有裂纹的部分等。此外，产生的切削碎片中因为切削而混入了杂质，因此，难以将该切削碎片作为溅射靶用Cu-Ga合金进行再利用。所以，产生了不能再利用的大量的切削碎片，产品的成品率变差。

另外，Ga的组成比大的Cu-Ga合金、例如Ga的组成比是25摩尔％(26.8重量％)以上的Cu-Ga合金，特殊地硬度高且容易破裂(脆)，因此，难以实施塑性加工等的加工，切断加工后的表面研磨时也容易产生裂纹或者破裂或缺损。

Ga的组成比大的Cu-Ga合金与陶瓷等的成型同样，可以通过烧结Cu-Ga合金粉末来成型为期望的形状。

但是，在通过烧结粉末来制造期望形状的Cu-Ga合金的方法中，与实施塑性加工等的加工进行制造的方法相比，虽然改善了产品的成品率，但是该产品的生产性变低。

此外，提出了通过熔融铸造(溶解鋳造)制造包含Cu-Ga合金的溅射靶的方法(例如，日本特开2000-73163号公报(专利文献1))，但该方法每次都要根据期望的溅射靶的大小改变铸模的设计，因此生产性极低。

发明内容

在这种状况下，本发明的目的在于提供一种生产性好、抑制了出现裂纹或者破裂或缺损的、包含Cu-Ga合金的溅射靶的制造方法。

本发明为了达到所述目的，提供以下方法。

[1]包含Cu-Ga合金的溅射靶的制造方法，其是利用电火花线加工(ワイヤ一放電加工)将Cu-Ga合金锭切断成想得到的溅射靶的厚度，对得到的Cu-Ga合金切断片的面中的至少成为溅射面的平面进行粗研磨，利用电火花线加工将得到的粗研磨后的切断片切断，加工成溅射靶的形状，接着，将溅射靶形状的切断片的成为溅射面的平面研磨至期望的表面平滑度。

[2]根据[1]记载的方法，其中，Cu-Ga合金锭中的Ga的组成比是10摩尔％～50摩尔％。

[3]根据[1]或[2]记载的方法，其中，Cu-Ga合金锭的形状是长方体，以长方体的最短边与切断面相交的方式将该Cu-Ga合金锭切断。

[4]根据[1]～[3]中任一项记载的方法，其中，在对平面进行粗研磨时，使用选自带式打磨机(belt sander)、盘磨机(disc grinder)和直磨机(straight grinder)中的任一种研磨机。

[5]根据[1]～[4]中任一项记载的方法，其中，粗研磨后的平面的表面粗糙度Ra是1μm以下。

[6]根据[1]～[5]中任一项记载的方法，其中，对溅射靶形状的切断片的、由成为溅射面的平面和其它侧面的2个面构成的边缘部进行倒角加工，接着对倒角加工后的成为溅射面的平面进行研磨。

[7]根据[1]～[6]中任一项记载的方法，其中，上述倒角加工是将边缘部倒角成R0.3～1.0的加工。

[8]根据[1]～[7]中任一项记载的方法，其中，上述倒角加工是将边缘部倒角成C0.3～1.0的加工。

[9]根据[1]～[8]中任一项记载的方法，其中，在对溅射靶形状的切断片进行研磨时，使用轨道打磨机(orbital sander)作为研磨机。

根据本发明，即使使用Ga浓度比较高的Cu-Ga合金锭，也能够提供不容易出现裂纹或者不容易破裂或缺损的、并且用比较短时间的研磨处理就具有期望的表面平滑度的、包含Cu-Ga合金的溅射靶。

附图说明