[发明专利]溅射靶及其制造方法

说明书

本发明提供一种溅射靶，其以5wtppm～10000wtppm含有Cu，剩余部分由In构成，相对密度为99％以上，并且，平均结晶粒径为3000μm以下。

技术领域

本发明涉及一种提供给作为面向基板上的薄膜制造技术的溅射的溅射靶及其制造方法，特别是，提出一种能有效地消除进行溅射时的电弧放电的隐患，并有助于实现稳定的溅射的技术。

背景技术

在随着对太阳能发电的需求的增大，用于太阳能发电的太阳能电池的开发正在推进的近几年，一般而言，进行了用于提高在基板上依次配置背面电极层、光吸收层、阻抗缓冲层、透明导电层而构成的太阳能电池的光吸收层的光吸收能力的各种研究。

于是，有时会使用熟知的具有广泛覆盖太阳光光谱范围的波长，且光吸收能力高的CIGS类合金来形成光吸收层，具体而言，能将由Cu、In、Ga、Se等构成的该CIGS类合金作为溅射靶，对玻璃基板等的基板，通过进行溅射来形成光吸收层。

在用于形成这样的光吸收层等的溅射之际，在接合于平板形状的背板上的平型溅射靶中，其平面状表面以圆环状的方式被使用，靶表面的使用区域变少，无法有效地利用表面。与此相对，为了提高靶表面的利用效率，使用接合于圆筒形状的背衬管的外周面上的圆筒型溅射靶，在基于绕着这样的圆筒型溅射靶的轴线的旋转下进行溅射的、所谓旋转式溅射的溅射技术已达到了实用程度。将圆筒型溅射靶的概念图表示在图1中。图1所示的圆筒型溅射靶100形成于圆筒形状的背衬管101的外周侧。

然而，以往由铟构成的溅射靶，在平型和圆筒型的任一类型中都是如专利文献1所述那样，一般通过在将背板或者背衬管和其他的支承基材配置在铸模内的状态下，将熔融状态的铟流入上述支承基材的表面露出的铸造空间，使其在该处冷却固化的熔解铸造法来形成。

在该熔解铸造法中，在用于形成溅射靶的铸造空间整体内难以使冷却时的铟的凝固速度固定，特别是，在制造长度超过1m的溅射靶的情况下，由于溅射靶的组织变为不均匀并且结晶颗粒粗大，所以当使用该溅射靶来实施溅射时，难以使成膜基板的膜厚分布充分均匀。

另一方面，在专利文献2中，通过向旋转着的支承管热喷镀熔融的铟，在支承管上配置管状溅射靶，根据该热喷镀法，设为“依存于制造参数，具有平均颗粒尺寸50～500μm的细小颗粒的微细结构。多数情况下，产生的平均颗粒尺寸不足200μm。”，另外，设为“归功于基于层形态下的本发明的溅射靶的制造，微细结构遍及溅射靶的厚度和外装表面为均质。”

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特公昭63-44820号公报

专利文献2：日本特开2012-172265号公报

发明内容

本发明所要解决的技术问题

然而，在由专利文献2所述的热喷镀法形成的溅射靶中，虽然能使结晶颗粒微细化，但是存在密度变低的缺点，而且还如专利文献2所述，存在含氧率变高的可能性，其中有由于溅射靶的密度的降低成为进行溅射时的电弧放电的产生原因的隐患，所以存在无法进行向基板上的稳定成膜的问题。

本发明的课题在于，解决现有技术中存在的这种问题，其目的在于，提供一种溅射靶及其制造方法，为了能进行稳定的溅射，使靶密度充分变大，能有效地消除溅射时的电弧放电的产生原因并实现基于溅射的成膜基板的膜厚均匀化。

用于解决问题的方案

发明人发现，将微量的铜添加到铟的基础上，例如通过熔解铸造法铸造溅射靶原材料，在此基础上进一步实施规定的塑性加工来制造溅射靶，由此能实现现有的熔解铸造法那样的高密度并且有效地使结晶颗粒微细化。