JP5488377B2 - Method for producing Cu-Ga alloy sputtering target and Cu-Ga alloy sputtering target - Google Patents

Method for producing Cu-Ga alloy sputtering target and Cu-Ga alloy sputtering target Download PDF

Info

Publication number
JP5488377B2
JP5488377B2 JP2010219415A JP2010219415A JP5488377B2 JP 5488377 B2 JP5488377 B2 JP 5488377B2 JP 2010219415 A JP2010219415 A JP 2010219415A JP 2010219415 A JP2010219415 A JP 2010219415A JP 5488377 B2 JP5488377 B2 JP 5488377B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
powder
alloy
sputtering target
heat treatment
alloy sputtering
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP2010219415A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2012072466A (en
Inventor
正徳 高木
恵理子 佐藤
勲雄 安東
浩尚 南
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sumitomo Metal Mining Co Ltd
Original Assignee
Sumitomo Metal Mining Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sumitomo Metal Mining Co Ltd filed Critical Sumitomo Metal Mining Co Ltd
Priority to JP2010219415A priority Critical patent/JP5488377B2/en
Publication of JP2012072466A publication Critical patent/JP2012072466A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP5488377B2 publication Critical patent/JP5488377B2/en
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Description

本発明は、CIGS(Cu−In−Ga−Se四元系合金)太陽電池の光吸収層の形成に使用されるCu−Ga合金スパッタリングターゲットの製造方法及びCu−Ga合金スパッタリングターゲットに関するものである。   The present invention relates to a method for producing a Cu—Ga alloy sputtering target used for forming a light absorption layer of a CIGS (Cu—In—Ga—Se quaternary alloy) solar cell and a Cu—Ga alloy sputtering target. .

近年、クリーンエネルギーの一つとして、太陽光発電が注目されている。主に、結晶系Siの太陽電池が使用されているが、供給面やコストの問題から、変換効率の高いCIGS(Cu−In−Ga−Se四元系合金)系の太陽電池が注目されている。   In recent years, photovoltaic power generation has attracted attention as one of clean energy. Although crystalline Si solar cells are mainly used, CIGS (Cu—In—Ga—Se quaternary alloy) solar cells with high conversion efficiency are attracting attention because of supply and cost problems. Yes.

CIGS太陽電池は、基本構造として、ソーダライムガラス基板の上に形成された裏面電極となるMo電極層と、このMo電極層の上に形成された光吸収層となるCu−In−Ga−Se四元系合金膜と、このCu−In−Ga−Se四元系合金膜からなる光吸収層の上に形成されたZnS、CdSなどからなるバッファ層と、このバッファ層の上に形成された透明電極とを備える。   The CIGS solar cell has, as a basic structure, a Mo electrode layer serving as a back electrode formed on a soda lime glass substrate and a Cu—In—Ga—Se serving as a light absorption layer formed on the Mo electrode layer. A quaternary alloy film, a buffer layer made of ZnS, CdS, etc. formed on the light absorption layer made of this Cu-In-Ga-Se quaternary alloy film, and formed on this buffer layer A transparent electrode.

Cu−In−Ga−Se四元系合金膜からなる光吸収層の形成方法としては、蒸着法が知られているが、より広い面積で均一な膜を得るために、スパッタリングにより作製された金属プリカーサ膜をセレン化する方法が提案されている(例えば、特許文献1参照。)。   As a method for forming a light absorption layer made of a Cu—In—Ga—Se quaternary alloy film, a vapor deposition method is known. In order to obtain a uniform film with a larger area, a metal produced by sputtering is used. A method for selenizing a precursor film has been proposed (see, for example, Patent Document 1).

具体的には、Inターゲット及びCu−Ga合金スパッタリングターゲットを使用してスパッタすることにより得られたIn膜及びCu−Ga合金膜からなる積層膜をSe雰囲気中で熱処理してCu−In−Ga−Se四元系合金膜を形成する方法である。このスパッタ法により形成されたCu−In−Ga−Se四元系合金膜の品質は、Cu−Ga合金スパッタリングターゲットの品質に大きく依存するため、高品質なCu−Ga合金スパッタリングターゲットが望まれている。また更なる量産化のために安価なCu−Ga合金スパッタリングターゲットも望まれている。   Specifically, a stacked film composed of an In film and a Cu—Ga alloy film obtained by sputtering using an In target and a Cu—Ga alloy sputtering target is heat-treated in a Se atmosphere to form a Cu—In—Ga. This is a method of forming a Se quaternary alloy film. Since the quality of the Cu—In—Ga—Se quaternary alloy film formed by this sputtering method largely depends on the quality of the Cu—Ga alloy sputtering target, a high quality Cu—Ga alloy sputtering target is desired. Yes. In addition, an inexpensive Cu—Ga alloy sputtering target is desired for further mass production.

Cu−Ga合金スパッタリングターゲットの製造方法としては、溶解法と粉末焼結法が知られている。溶解法は、溶解鋳造したCIGS系太陽電池用の組成となっているCu−Ga合金が脆くて割れやすいという問題がある。一方、粉末焼結法は、均一な組成が得られることからスパッタリングターゲットの製造方法として有望視されている。   As a method for producing a Cu—Ga alloy sputtering target, a melting method and a powder sintering method are known. The melting method has a problem that a Cu-Ga alloy having a composition for a melt cast CIGS solar cell is brittle and easily cracked. On the other hand, the powder sintering method is regarded as a promising method for producing a sputtering target because a uniform composition can be obtained.

粉末焼結法としては、例えば、高Ga含有Cu−Ga合金粉末と、純Cu又は低Ga含有Cu−Ga合金粉末とを配合してホットプレスにてスパッタリングターゲットを製造する方法が記載されている(例えば、特許文献2参照。)。   As the powder sintering method, for example, a method is described in which a high Ga content Cu—Ga alloy powder and pure Cu or low Ga content Cu—Ga alloy powder are blended to produce a sputtering target by hot pressing. (For example, refer to Patent Document 2).

特許3249408号公報Japanese Patent No. 3249408 特開2008−138232号公報JP 2008-138232 A

原料のGaは、融点が29.78℃であり、極めて低融点であるため、Cu粉とGaから直接焼結体を得ることができない。このため、粉末焼結法では、原料にCu−Ga合金粉末を用いる。   Since the raw material Ga has a melting point of 29.78 ° C. and an extremely low melting point, a sintered body cannot be obtained directly from Cu powder and Ga. For this reason, in the powder sintering method, Cu—Ga alloy powder is used as a raw material.

しかしながら、Cu−Ga合金粉末を用いてCu−Ga合金スパッタリングターゲットを製造する場合に、Cu−Ga合金粉末の均質化反応が十分に進んでいないと、局所的にGaの液相が生成されてしまう。このような液相が生成されたCu−Ga合金粉末を加圧焼結すると、液相の漏れが発生し、割れ等の不具合が生じ、使用可能な高品質のCu−Ga合金スパッタリングターゲットを得ることができない。   However, when a Cu—Ga alloy sputtering target is produced using Cu—Ga alloy powder, if the homogenization reaction of the Cu—Ga alloy powder is not sufficiently advanced, a Ga liquid phase is locally generated. End up. When pressure-sintering the Cu—Ga alloy powder in which such a liquid phase is generated, leakage of the liquid phase occurs, defects such as cracks occur, and a usable high-quality Cu—Ga alloy sputtering target is obtained. I can't.

したがって、粉末焼結法において、割れ等の不具合が発生することなく、高品質なCu−Ga合金スパッタリングターゲットを製造することができる方法が求められている。   Accordingly, there is a need for a method that can produce a high-quality Cu—Ga alloy sputtering target without causing defects such as cracks in the powder sintering method.

そこで、本発明は、このような従来の実情に鑑みて提案されたものであり、高品質なCu−Ga合金粉末を作製し、割れ等の不具合が生じることなく、高品質なCu−Ga合金スパッタリングターゲットを製造することができるCu−Ga合金スパッタリングターゲットの製造方法及びCu−Ga合金スパッタリングターゲットを提供することを目的とする。   Therefore, the present invention has been proposed in view of such conventional situations, and a high-quality Cu—Ga alloy powder is produced without causing defects such as cracks by producing a high-quality Cu—Ga alloy powder. It aims at providing the manufacturing method of a Cu-Ga alloy sputtering target which can manufacture a sputtering target, and a Cu-Ga alloy sputtering target.

上述した目的を達成する本発明に係るCu−Ga合金スパッタリングターゲットの製造方法は、Cu粉末とGaとが質量比で85:15〜55:45の割合で配合された混合粉末を、不活性雰囲気中で30℃以上400℃以下の温度で撹拌して合金化させたCu−Ga合金粉末を真空又は不活性雰囲気中で400℃以上900℃以下の温度で熱処理した後に、加圧して焼結することを特徴とする。   The manufacturing method of the Cu-Ga alloy sputtering target which concerns on this invention which achieves the objective mentioned above is a inert powder in which mixed powder by which Cu powder and Ga were mix | blended by the ratio of 85: 15-55: 45 by mass ratio. Cu-Ga alloy powder that has been alloyed by stirring at a temperature of 30 ° C. or higher and 400 ° C. or lower is heat-treated at a temperature of 400 ° C. or higher and 900 ° C. or lower in a vacuum or an inert atmosphere, and then pressed and sintered. It is characterized by that.

また、上述した目的を達成する本発明に係るCu−Ga合金スパッタリングターゲットは、上記Cu−Ga合金スパッタリングターゲットの製造方法により製造されることを特徴とする。   In addition, a Cu—Ga alloy sputtering target according to the present invention that achieves the above-described object is manufactured by the above-described method for manufacturing a Cu—Ga alloy sputtering target.

本発明では、Cu粉末とGaとが質量比で85:15〜55:45の割合で配合された混合粉末を、不活性雰囲気中で30℃以上400℃以下の温度で撹拌して合金化させ、次に合金化したCu−Ga合金粉末を真空又は不活性雰囲気中で400℃以上900℃以下の温度で熱処理することによって、混合粉末の均質化反応を十分に進めることができ、局所的なGaの液相の生成が抑制された高品質なCu−Ga合金粉末を焼結することができ、焼結体に割れ等の不具合が発生せず、高品質なCu−Ga合金スパッタリングターゲットを製造することができる。   In the present invention, a mixed powder in which Cu powder and Ga are blended at a mass ratio of 85:15 to 55:45 is stirred and alloyed at a temperature of 30 ° C. to 400 ° C. in an inert atmosphere. Next, the alloyed Cu—Ga alloy powder is heat-treated at a temperature of 400 ° C. or more and 900 ° C. or less in a vacuum or an inert atmosphere, so that the homogenization reaction of the mixed powder can be sufficiently advanced. High-quality Cu-Ga alloy powder with suppressed generation of Ga liquid phase can be sintered, and defects such as cracks do not occur in the sintered body, and high-quality Cu-Ga alloy sputtering target is produced. can do.

本発明の一実施の形態におけるCu−Ga合金スパッタリングターゲットの製造方法の概要を説明する図である。It is a figure explaining the outline | summary of the manufacturing method of the Cu-Ga alloy sputtering target in one embodiment of this invention.

以下に、本発明を適用したCu−Ga合金スパッタリングターゲットの製造方法及びこの製造方法によって得られたCu−Ga合金スパッタリングターゲットについて詳細に説明する。なお、本発明は、特に限定がない限り、以下の詳細な説明に限定されるものではない。   Below, the manufacturing method of the Cu-Ga alloy sputtering target to which this invention is applied and the Cu-Ga alloy sputtering target obtained by this manufacturing method are demonstrated in detail. Note that the present invention is not limited to the following detailed description unless otherwise specified.

図1は、本実施の一実施の形態におけるCu−Ga合金スパッタリングターゲットの製造方法の概要を説明するための図である。Cu−Ga合金スパッタリングターゲットの製造方法は、Cu−Ga合金粉末を製造するする製造工程(A)と、Cu−Ga合金粉末を熱処理する熱処理工程(B)と、熱処理後のCu−Ga合金粉末を焼結する焼結工程(C)と、仕上げ工程(D)とを有する。   FIG. 1 is a view for explaining an outline of a method for producing a Cu—Ga alloy sputtering target in one embodiment of the present invention. The manufacturing method of a Cu-Ga alloy sputtering target includes a manufacturing process (A) for manufacturing a Cu-Ga alloy powder, a heat treatment process (B) for heat-treating the Cu-Ga alloy powder, and a Cu-Ga alloy powder after the heat treatment. And a finishing step (D).

Cu−Ga合金スパッタリングターゲットの製造方法では、Cu−Ga合金粉末の製造工程(A)で製造したCu−Ga合金粉末を、熱処理工程(B)で真空又は不活性雰囲気中で400℃以上900℃以下の温度で熱処理した後に、焼結工程(C)で加圧して焼結し、仕上げ工程(D)によりCu−Ga合金スパッタリングターゲットを製造する。   In the method for producing a Cu—Ga alloy sputtering target, the Cu—Ga alloy powder produced in the Cu—Ga alloy powder production step (A) is heated to 400 ° C. or more and 900 ° C. in a vacuum or inert atmosphere in the heat treatment step (B). After heat treatment at the following temperature, pressure is applied in the sintering step (C) to sinter, and a Cu—Ga alloy sputtering target is manufactured in the finishing step (D).

<1.Cu−Ga合金粉末の製造方法>
先ず、Cu−Ga合金粉末の製造工程(A)におけるCu−Ga合金粉末の製造方法について説明する。
<1. Method for producing Cu-Ga alloy powder>
First, the manufacturing method of the Cu-Ga alloy powder in the manufacturing process (A) of Cu-Ga alloy powder is demonstrated.

(原料)
Cu−Ga合金粉末の原料としては、Cu粉末及びGaが用いられる。Cu粉末及びGaの純度は、Cu−Ga合金スパッタリングターゲットから形成されるCIGS光吸収層の特性に影響を与えないように適宜選択される。
(material)
Cu powder and Ga are used as raw materials for the Cu—Ga alloy powder. The purity of the Cu powder and Ga is appropriately selected so as not to affect the characteristics of the CIGS light absorption layer formed from the Cu—Ga alloy sputtering target.

Cu粉末は、例えば、電解法又はアトマイズ法により製造される電解Cu粉又はアトマイズCu粉を使用することができる。電解Cu粉は、硫酸銅溶液などの電解液中で電気分解により陰極に海綿状又は樹枝状の形状のCuを析出させて製造される。アトマイズCu粉は、ガスアトマイズ法、水アトマイズ法、遠心アトマイズ法、メルトエクストラクション法などにより球状又は不定形の形状のCu粉末が製造される。なお、Cu粉末は、これらの方法以外で製造されたものを使用してもよい。   As the Cu powder, for example, electrolytic Cu powder or atomized Cu powder produced by an electrolytic method or an atomizing method can be used. The electrolytic Cu powder is produced by depositing spongy or dendritic Cu on the cathode by electrolysis in an electrolytic solution such as a copper sulfate solution. As for the atomized Cu powder, spherical or irregular shaped Cu powder is produced by a gas atomization method, a water atomization method, a centrifugal atomization method, a melt extraction method, or the like. In addition, you may use what was manufactured by Cu methods other than these methods.

Cu粉末の平均粒径は、1〜300μmであることが好ましい。Cu粉末の平均粒径が1μm未満の場合には、Cu粉末の飛散防止のための特別な取り扱いが必要となるとともに、Cu粉末のかさ容量が増加し、合金粉末製造装置が大型化し、高額な装置が必要となる。また、Cu粉末の平均粒径が300μmを越えると、Gaが被覆しなければならないCu粉末の表面積(BET)が減少して、被膜に必要となるGaの量も減少し、その結果余剰となった未反応のGaの液相が残るため、Gaを有効に利用することができない。したがって、Cu粉末の平均粒径を1〜300μmとすることによって、Cu粉末の飛散防止の措置をとる必要がなく、合金粉末製造装置の大型化を防止でき、また未反応のGaの液相を少なくでき、Gaを有効に利用することができる。   The average particle size of the Cu powder is preferably 1 to 300 μm. When the average particle size of the Cu powder is less than 1 μm, special handling for preventing the scattering of the Cu powder is required, the bulk capacity of the Cu powder is increased, the size of the alloy powder manufacturing apparatus is increased, and the cost is increased. A device is required. Further, when the average particle size of the Cu powder exceeds 300 μm, the surface area (BET) of the Cu powder that must be coated with Ga decreases, and the amount of Ga required for the coating also decreases, resulting in an excess. Furthermore, since the liquid phase of unreacted Ga remains, Ga cannot be used effectively. Therefore, by setting the average particle size of Cu powder to 1 to 300 μm, it is not necessary to take measures to prevent scattering of Cu powder, the enlargement of the alloy powder production apparatus can be prevented, and the liquid phase of unreacted Ga can be reduced. It can be reduced, and Ga can be used effectively.

なお、Cu粉末の平均粒径は、Cu粉末の粒度分布をレーザー回折法で測定し、小径側から存在比率(体積基準)を積算して、その値が全粒径に渡った存在比率の積算値の半分になる粒径(D50)である。   The average particle size of the Cu powder is obtained by measuring the particle size distribution of the Cu powder by a laser diffraction method, integrating the abundance ratio (volume basis) from the small diameter side, and integrating the abundance ratio over the entire particle diameter. The particle size (D50) is half of the value.

Gaは、融点が低い金属(融点:29.78℃)であり、加熱により容易に融解する。融解したGaは、Cu粉末を被覆して二元系合金化する。Gaの形状には、制限はないが、小片であると秤量が容易である。小片は、Gaを室温近傍で溶解して鋳造し、鋳造物を砕いて得ることができる。   Ga is a metal having a low melting point (melting point: 29.78 ° C.) and is easily melted by heating. The molten Ga is coated with Cu powder to form a binary alloy. Although there is no restriction | limiting in the shape of Ga, when it is a small piece, weighing is easy. The small piece can be obtained by melting and casting Ga in the vicinity of room temperature and crushing the casting.

(配合)
Cu粉末とGaとは、質量比で85:15〜55:45の割合で配合する。Ga量が15質量%以上であることにより、Gaによる均一被覆が可能となると共に、得られた粉末を焼結した際に均一な合金組織にすることが可能となる。また、Ga量が45質量%以下であることにより、Cu粉末の間に存在する多量のGaによってCu粉末同士が結合して塊状になるのを防ぐことができ、合金粉末の収率を向上させることができる。
(Combination)
Cu powder and Ga are mix | blended in the ratio of 85: 15-55: 45 by mass ratio. When the amount of Ga is 15% by mass or more, uniform coating with Ga becomes possible, and a uniform alloy structure can be obtained when the obtained powder is sintered. Moreover, when the amount of Ga is 45% by mass or less, Cu powders can be prevented from being combined and formed into a lump by a large amount of Ga existing between Cu powders, and the yield of the alloy powder is improved. be able to.

また、Gaの含有量は、25〜41質量%であることが好ましい。Gaが25質量%以上であることにより、短時間で均一にCu粉末を被覆することができ、また、Gaが41質量%以下であることにより、短時間で被覆したGaを合金化することができる。したがって、Gaの含有量を25質量%以上、41質量%以下とすることによって、短時間で均一な合金粉末を製造することができる。   Moreover, it is preferable that content of Ga is 25-41 mass%. When Ga is 25% by mass or more, Cu powder can be uniformly coated in a short time, and when Ga is 41% by mass or less, Ga coated in a short time can be alloyed. it can. Therefore, a uniform alloy powder can be produced in a short time by setting the Ga content to 25 mass% or more and 41 mass% or less.

(合金化)
上述した質量比でCu粉末とGaとが配合された混合粉末を、不活性雰囲気中で30℃以上400℃以下の温度で攪拌して合金化し、図1に示すようにCu−Ga合金粉末1を作製する。具体的には、上述した質量比で秤量したCu粉末とGa小片を、混合装置2に投入し、加熱手段3で30℃以上400℃以下の範囲で温度を制御し、攪拌機4で撹拌することにより、Cu粉末とGaとを混合し、Cu粉末の表面又は内部にGaが分散したCu−Ga二元系合金粉末1を作製する。
(Alloying)
The mixed powder in which Cu powder and Ga are blended in the above-described mass ratio is alloyed by stirring at a temperature of 30 ° C. or higher and 400 ° C. or lower in an inert atmosphere, and as shown in FIG. Is made. Specifically, the Cu powder and Ga pieces weighed at the above-described mass ratio are put into the mixing device 2, the temperature is controlled in the range of 30 ° C. or more and 400 ° C. or less with the heating means 3, and stirring is performed with the stirrer 4. By mixing Cu powder and Ga, Cu—Ga binary alloy powder 1 in which Ga is dispersed on the surface or inside of Cu powder is produced.

Cu−Ga合金粉末1は、次のような過程を経て形成されるものと考えられる。融点を超えて液体となったGaは、混合のせん断運動によって小さな液滴になりながらCu粉末間に均一に分散する。分散したGa液滴は、Cu粉末の周囲に付着し、Cu粉末とGa液滴が接触するとCu粉末にGaの拡散が始まり、Ga濃度が高まるともにCu−Ga金属間化合物を生成しながら合金化反応が進行する。このとき、Cu−Ga合金粉末1の表面は、Ga濃度の高いCu−Ga金属間化合物層であって、中心部は純Cu又はGaを固溶したCu相となる。   The Cu—Ga alloy powder 1 is considered to be formed through the following process. Ga, which has become liquid beyond the melting point, is uniformly dispersed between Cu powders while becoming small droplets by the shearing motion of mixing. The dispersed Ga droplets adhere to the periphery of the Cu powder, and when the Cu powder and Ga droplets come into contact with each other, the Ga powder begins to diffuse into the Cu powder, and the Ga concentration increases while alloying while forming a Cu-Ga intermetallic compound. The reaction proceeds. At this time, the surface of the Cu—Ga alloy powder 1 is a Cu—Ga intermetallic compound layer having a high Ga concentration, and the central portion is a Cu phase in which pure Cu or Ga is dissolved.

このCu粉末とGaとの混合は、均一な合金化反応の進行に有効である。また、混合のせん断運動は、粉同士の固着による塊状物の生成も抑制していると思われる。塊状物が生成してしまうと、ホットプレスなどの焼結工程において、焼結体中に空孔が生成したりし、密度が不均一になってしまう。   This mixing of Cu powder and Ga is effective for the progress of a uniform alloying reaction. Moreover, it is considered that the shearing motion of mixing also suppresses the formation of a lump due to the adhesion between the powders. If a lump is generated, voids are generated in the sintered body in a sintering process such as hot pressing, and the density becomes non-uniform.

Cu粉末とGaの混合及び合金化のための加熱には、容器内を攪拌羽根や攪拌ブレード等の攪拌機4が運動する混合装置2を使用することができる。また、円筒、ダブルコーン、ツインシェルなどの回転容器型の混合装置を使用してもよい。また、容器の内部にボールを投入して混合を強化してもよい。   For heating for mixing and alloying of Cu powder and Ga, a mixing device 2 in which a stirrer 4 such as a stirring blade or a stirring blade moves in the container can be used. Moreover, you may use rotating container type mixing apparatuses, such as a cylinder, a double cone, and a twin shell. Also, mixing may be strengthened by throwing balls into the container.

容器材質は、加熱に対する耐熱性と、Ga及びCu−Ga合金の付着抑制の観点から選ばれる。容器としては、例えば、ホウケイ酸ガラス、石英ガラスなどのガラス容器、アルミナやジルコニアなどのセラミックス容器、テフロン樹脂容器、テフロン被覆容器、ホーロー容器などが使用できる。   The container material is selected from the viewpoints of heat resistance against heating and suppression of adhesion of Ga and Cu—Ga alloys. Examples of the container include glass containers such as borosilicate glass and quartz glass, ceramic containers such as alumina and zirconia, Teflon resin containers, Teflon-coated containers, and enamel containers.

このようにして作製されたCu−Ga合金粉末1は、強度、成形性に優れているのみならず、作製温度が低温であるがゆえに作製に用いる装置が簡便となるため、安価に合金粉末を作製できるという利点を有する。   The Cu—Ga alloy powder 1 produced in this way is not only excellent in strength and formability, but also because the production temperature is low, the apparatus used for production becomes simple, so the alloy powder can be produced at low cost. It has the advantage that it can be produced.

また、Cu粉末とGaの混合及び合金化は、アルゴンガスや窒素ガスといった不活性ガス雰囲気中で行う。不活性ガス雰囲気中で加熱・混合することにより、合金粉末の酸素含有量の増加を抑制することができる。   Moreover, mixing and alloying of Cu powder and Ga are performed in inert gas atmosphere, such as argon gas and nitrogen gas. By heating and mixing in an inert gas atmosphere, an increase in the oxygen content of the alloy powder can be suppressed.

<2.Cu−Ga合金スパッタリングターゲットの製造方法>
次に、上述したCu−Ga合金粉末1を用いたスパッタリングターゲットの製造方法について説明する。先ず、Cu−Ga合金粉末1を熱処理する熱処理工程(B)について説明する。
<2. Manufacturing method of Cu-Ga alloy sputtering target>
Next, the manufacturing method of the sputtering target using the Cu-Ga alloy powder 1 mentioned above is demonstrated. First, the heat treatment step (B) for heat-treating the Cu—Ga alloy powder 1 will be described.

Cu−Ga合金スパッタリングターゲットを製造するにあたって、Cu−Ga二元系合金のCu−Ga合金粉末1は組成と温度によって様々な相が存在するため、状態図に基づいて以下の熱処理の条件及び焼結条件を決める必要がある。   In manufacturing a Cu—Ga alloy sputtering target, Cu—Ga alloy powder 1 of the Cu—Ga binary alloy has various phases depending on the composition and temperature. It is necessary to determine the conclusion conditions.

(熱処理)
Cu−Ga合金粉末1の熱処理は、ホットプレス装置5の高温で耐熱性を有する型6にCu−Ga合金粉末1を入れて行う。熱処理をホットプレス装置5内で行うことによって、後の焼結工程(C)も同一のホットプレス装置5内で行うことができる。熱処理は、真空又は不活性雰囲気中において、Cu−Ga合金粉末1を400℃以上900℃以下に加熱することにより行う。
(Heat treatment)
The heat treatment of the Cu—Ga alloy powder 1 is performed by putting the Cu—Ga alloy powder 1 in a mold 6 having heat resistance at a high temperature of the hot press apparatus 5. By performing the heat treatment in the hot press apparatus 5, the subsequent sintering step (C) can also be performed in the same hot press apparatus 5. The heat treatment is performed by heating the Cu—Ga alloy powder 1 to 400 ° C. or more and 900 ° C. or less in a vacuum or an inert atmosphere.

熱処理温度を400℃未満とすると、均質化反応が十分に進まず局所的にGaリッチな液相が出現し、その後の加圧焼結により液相の漏れが発生してしまう。熱処理温度を900℃より高くすると、いかなる組成であっても液相が出現し、焼結体を作製することができなくなってしまう。したがって、熱処理温度を400℃以上900℃以下の範囲とすることによって、局所的にGaリッチな液相が出現しないため、液相漏れを防止でき、後の焼結工程(C)で焼結体を作製することができる。   When the heat treatment temperature is less than 400 ° C., the homogenization reaction does not proceed sufficiently and a Ga-rich liquid phase appears locally, and the liquid phase leaks due to subsequent pressure sintering. If the heat treatment temperature is higher than 900 ° C., a liquid phase appears in any composition, and it becomes impossible to produce a sintered body. Therefore, by setting the heat treatment temperature in the range of 400 ° C. or more and 900 ° C. or less, Ga-rich liquid phase does not appear locally, so that liquid phase leakage can be prevented, and the sintered body is sintered in the subsequent sintering step (C). Can be produced.

また、熱処理の際には、Cu−Ga合金粉末1に対して無負荷とするか、又は0.1MPa以下の圧力とすることが好ましい。Cu−Ga合金粉末1に0.1MPa以下の圧力を加える場合には、ホットプレス装置5の上パンチ7の自重によって加える。0.1MPa以下の圧力というのは、ホットプレス装置5の上パンチ7の自重による圧力に相当し、無負荷又は0.1MPa以下の圧力というのは実質的にCu−Ga合金粉末1に圧力がかかっていない状態である。   Moreover, it is preferable to make it a no-load with respect to the Cu-Ga alloy powder 1, or set it as a pressure of 0.1 Mpa or less in the case of heat processing. When applying a pressure of 0.1 MPa or less to the Cu—Ga alloy powder 1, it is applied by the weight of the upper punch 7 of the hot press device 5. The pressure of 0.1 MPa or less corresponds to the pressure due to the weight of the upper punch 7 of the hot press device 5, and the pressure of no load or 0.1 MPa or less is substantially a pressure on the Cu—Ga alloy powder 1. It is not in the state.

熱処理において、Cu−Ga合金粉末1に対して無負荷、又は圧力を0.1MPa以下とすることによって、仮に局所的にGaの液相が出現したとしても、液相がホットプレス装置5のプレス型から押し出されず、十分にCu−Ga合金粉末1の均質化反応を進めることができ、後の焼結工程(C)でCuとGaの組成に変化がない高品質な焼結体を作製することができる。   In the heat treatment, the Cu—Ga alloy powder 1 is unloaded or the pressure is set to 0.1 MPa or less, so that even if a Ga liquid phase appears locally, the liquid phase is pressed by the hot press device 5. A high-quality sintered body can be produced in which the Cu—Ga alloy powder 1 can be sufficiently homogenized without being extruded from the mold, and the composition of Cu and Ga remains unchanged in the subsequent sintering step (C). be able to.

また、熱処理時間は、1時間以上8時間以下とすることが好ましい。熱処理時間を1時間以上とすることによって、CuとGaの拡散が十分に進み、未反応のCuGa相が残ることを防止できる。熱処理時間を8時間以下とすることによって、Cu−Ga合金スパッタリングターゲットの製造のための時間がかかり過ぎず、安価にCu−Ga合金スパッタリングターゲットを作製することができる。したがって、熱処理時間を1時間以上8時間以下とすることによって、CuとGaの拡散が十分に進み、未反応のCuGa相が残らず、熱処理工程を設けたことによるCu−Ga合金スパッタリングターゲットの製造時間が長くなり過ぎずにCu−Ga合金スパッタリングターゲットを製造することができる。 The heat treatment time is preferably 1 hour or more and 8 hours or less. By setting the heat treatment time to 1 hour or longer, it is possible to prevent Cu and Ga from sufficiently diffusing and to leave an unreacted CuGa 2 phase. By setting the heat treatment time to 8 hours or less, the Cu—Ga alloy sputtering target can be produced at low cost without taking too much time for the production of the Cu—Ga alloy sputtering target. Therefore, by setting the heat treatment time to 1 hour or more and 8 hours or less, the diffusion of Cu and Ga sufficiently proceeds, the unreacted CuGa 2 phase does not remain, and the Cu—Ga alloy sputtering target obtained by providing the heat treatment step. The Cu—Ga alloy sputtering target can be manufactured without excessively increasing the manufacturing time.

以上のように、Cu−Ga合金粉末1を焼結の前に、真空又は不活性雰囲気中でCu−Ga合金粉末1を400℃以上900℃以下で熱処理することによって、Cuの中心部にGaが拡散し、Gaの液相の出現が抑えられる。   As described above, the Cu—Ga alloy powder 1 is heat-treated at 400 ° C. or more and 900 ° C. or less in a vacuum or an inert atmosphere before the Cu—Ga alloy powder 1 is sintered, thereby forming Ga at the center of Cu. Diffuses and the appearance of the Ga liquid phase is suppressed.

また、このCu−Ga合金スパッタリングターゲットの製造方法では、Gaの液相が出現したとしても液相がホットプレス装置5から押し出されることがないため、Cu−Ga合金粉末1の組成に変化がなくCu−Ga合金粉末1の均質化反応を進めることができ、後の焼結工程(C)で高品質な焼結体を作製することができる。   Moreover, in this manufacturing method of a Cu-Ga alloy sputtering target, even if the liquid phase of Ga appears, since a liquid phase is not extruded from the hot press apparatus 5, there is no change in the composition of the Cu-Ga alloy powder 1. The homogenization reaction of the Cu-Ga alloy powder 1 can be advanced, and a high-quality sintered body can be produced in the subsequent sintering step (C).

更に、熱処理において、Cu−Ga合金粉末1に対して無負荷、又は0.1MPa以下の圧力となるようにすることで、仮に局所的にGaの液相が出現したとしても、液相がホットプレス装置5のプレス型から押し出されることなく、均質化反応を進めることができる。   Furthermore, in the heat treatment, the liquid phase is hot even if a Ga liquid phase appears locally by causing no pressure on the Cu—Ga alloy powder 1 or a pressure of 0.1 MPa or less. The homogenization reaction can proceed without being pushed out from the press die of the press device 5.

また、熱処理において、熱処理時間を1時間以上8時間以下とすることによって、CuとGaの拡散を十分に進ませることができ、また熱処理時間が長くなり過ぎずに熱処理を行うことができる。   Further, in the heat treatment, by setting the heat treatment time to 1 hour or more and 8 hours or less, the diffusion of Cu and Ga can be sufficiently advanced, and the heat treatment can be performed without excessively increasing the heat treatment time.

(焼結)
次に、Cu−Ga合金粉末1を加圧して焼結する焼結工程(C)について説明する。焼結は、真空中又は不活性ガス雰囲気中において、上記熱処理後のCu−Ga合金粉末1をホットプレス装置5の上パンチ7と下パンチ8とで挟み込み、ホットプレス圧力を5MPa以上30MPa以下程度にして加圧焼結する。即ち、焼結は、ホットプレス法にて行う。ホットプレス法によれば、高密度の焼結体を安価に得ることができる。
(Sintering)
Next, the sintering step (C) in which the Cu—Ga alloy powder 1 is pressed and sintered will be described. For sintering, the heat-treated Cu—Ga alloy powder 1 is sandwiched between the upper punch 7 and the lower punch 8 of the hot press device 5 in a vacuum or an inert gas atmosphere, and the hot press pressure is about 5 MPa to 30 MPa. And pressure sintering. That is, the sintering is performed by a hot press method. According to the hot press method, a high-density sintered body can be obtained at low cost.

焼結は、熱処理で用いたホットプレス装置5からCu−Ga合金粉末1を取り出さず、熱処理を行った後に引き続いて同一のホットプレス装置5で加圧焼結を行う。これにより、熱処理装置を別に用意する必要はなく、熱処理冷却時間が不要であり、引き続いてプレス圧力を掛けるので合金粉が凝集していても粉砕等の措置をとる必要がなく、容易に焼結を行うことができる。また、同一のホットプレス装置5内で熱処理も焼結も行うことによって、熱処理によりGaの液相が生成されても、液相が漏れることがないため、Cu−Ga合金スパッタリングターゲットの組成が変化したり、収率が低くなることも防止できる。   In the sintering, the Cu—Ga alloy powder 1 is not taken out from the hot press apparatus 5 used in the heat treatment, and after the heat treatment, the same hot press apparatus 5 is subsequently subjected to pressure sintering. As a result, there is no need to prepare a separate heat treatment device, heat treatment cooling time is unnecessary, and subsequent press pressure is applied, so there is no need to take measures such as crushing even if the alloy powder is agglomerated, and easy sintering It can be performed. Further, by performing heat treatment and sintering in the same hot press apparatus 5, even if a liquid phase of Ga is generated by the heat treatment, the liquid phase does not leak, so the composition of the Cu—Ga alloy sputtering target changes. Or a decrease in yield.

このように、Cu−Ga合金粉末1は、焼結することにより、GaがCuに拡散するため、均一に合金化したCu−Ga合金焼結体を得ることができる。   Thus, since the Cu—Ga alloy powder 1 is sintered, Ga diffuses into Cu, and thus a uniformly alloyed Cu—Ga alloy sintered body can be obtained.

(仕上げ)
仕上げ工程(D)は、焼結工程(C)によって得られたCu−Ga合金の焼結体の表面を研削により平面に仕上げ、Cu製のバッキングプレートにボンディングすることにより、Cu−Ga合金スパッタリングターゲットを得ることができる。
(Finishing)
In the finishing step (D), the surface of the sintered body of the Cu—Ga alloy obtained in the sintering step (C) is finished to a flat surface by grinding and bonded to a Cu backing plate, thereby forming a Cu—Ga alloy sputtering. You can get a target.

以上のように、Cu−Ga合金スパッタリングターゲットの製造方法では、Cu粉末とGaとが85:15〜55:45の割合で配合された混合粉末を、不活性雰囲気中で30℃以上400℃以下の温度で撹拌して合金化させたCu−Ga合金粉末を真空又は不活性雰囲気中で400℃以上900℃以下の温度で熱処理をすることによって、Cu−Ga合金粉末1の均質化反応を十分に進めることができ、焼結体に割れ等の不具合が発生することなく、Cu−Ga合金スパッタリングターゲットを製造することができる。これにより、この製造方法では、高品質なCu−Ga合金スパッタリングターゲットを得ることができる。   As mentioned above, in the manufacturing method of a Cu-Ga alloy sputtering target, Cu powder and Ga mix | blended the ratio of 85: 15-55: 45, 30 degreeC or more and 400 degrees C or less in inert atmosphere The Cu—Ga alloy powder that has been agitated and alloyed at a temperature of 5 ° C. is heat-treated at a temperature of 400 ° C. or more and 900 ° C. or less in a vacuum or an inert atmosphere, thereby sufficiently homogenizing the Cu—Ga alloy powder 1. The Cu—Ga alloy sputtering target can be manufactured without causing problems such as cracks in the sintered body. Thereby, in this manufacturing method, a high quality Cu-Ga alloy sputtering target can be obtained.

なお、上述のCu−Ga合金スパッタリングターゲットの製造方法では、熱処理及び焼結を同一のホットプレス装置で行ったが、このことに限らず、真空熱処理炉等の他の加熱装置を用いて熱処理を行い、ホットプレス装置で焼結を行ってもよい。   In addition, in the manufacturing method of the above-mentioned Cu-Ga alloy sputtering target, although heat processing and sintering were performed with the same hot press apparatus, not only this but heat processing using other heating apparatuses, such as a vacuum heat treatment furnace, is carried out. And sintering may be performed with a hot press apparatus.

以下、本発明を適用した具体的な実施例について説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。   Hereinafter, specific examples to which the present invention is applied will be described, but the present invention is not limited to these examples.

(実施例1)
実施例1では、アルゴンガス雰囲気にしたグローブボックス内に、マントルヒーターにセットした容量300mLの磁器製ビーカーと、この磁器製ビーカーにガラス製攪拌羽根を取り付けた攪拌装置とを設置した。
Example 1
In Example 1, a 300 mL porcelain beaker set in a mantle heater and a stirrer in which a glass stirring blade was attached to the porcelain beaker were installed in a glove box in an argon gas atmosphere.

先ず、Cu−Ga合金粉末を作製した。アトマイズCu粉末(平均粒径106μm)を68.0g、Gaの小片を32.0g秤量し、ビーカーに投入して攪拌しながら230℃、45分間、アルゴンガス雰囲気中で加熱混合を実施してCu−Ga合金粉末を作製した。   First, Cu—Ga alloy powder was prepared. Weigh 68.0 g of atomized Cu powder (average particle size 106 μm) and 32.0 g of Ga small pieces, put them into a beaker and heat and mix them in an argon gas atmosphere at 230 ° C. for 45 minutes. -Ga alloy powder was produced.

次に、Cu−Ga合金粉末を熱処理した。熱処理は、ホットプレス装置(大亜真空株式会社製)を用い、直径60mmの黒鉛製プレス型にCu−Ga合金粉末を投入し、真空度5×10−3Paに真空排気した後、上プレスの自重による0.1MPaの圧力がかかった状態で700℃で1時間熱処理をした。 Next, the Cu—Ga alloy powder was heat-treated. For the heat treatment, a hot press apparatus (manufactured by Daia Vacuum Co., Ltd.) was used, the Cu—Ga alloy powder was put into a graphite press mold having a diameter of 60 mm, and evacuated to a vacuum degree of 5 × 10 −3 Pa. A heat treatment was performed at 700 ° C. for 1 hour in a state where a pressure of 0.1 MPa was applied due to its own weight.

次に、熱処理後のCu−Ga合金粉末を焼結した。熱処理後、700℃で保持したまま24.3MPaの圧力をかけて1時間、焼結を行い、直径60mm、厚さ4.2mmのCu−Ga合金の焼結体を作製した。   Next, the Cu—Ga alloy powder after the heat treatment was sintered. After the heat treatment, sintering was performed for 1 hour by applying a pressure of 24.3 MPa while being held at 700 ° C., and a sintered body of a Cu—Ga alloy having a diameter of 60 mm and a thickness of 4.2 mm was produced.

プレス型から取り出した焼結体には割れは見られなかった。   No cracks were observed in the sintered body taken out from the press mold.

また、Cu−Ga合金焼結体に対して平面研削を行い、機械加工により直径60mm、厚さ3.7mmのサイズに仕上げ、Cu製バッキングプレートにボンディングしてCu−Ga合金スパッタリングターゲットとした。   Further, the Cu—Ga alloy sintered body was subjected to surface grinding, finished to a size of 60 mm in diameter and 3.7 mm in thickness by machining, and bonded to a Cu backing plate to obtain a Cu—Ga alloy sputtering target.

(実施例2)
実施例2では、Cu−Ga合金粉末の原料のアトマイズCu粉を55.0g、Gaの小片を45.0g秤量し、熱処理温度を400℃とした以外は実施例1と同じようにしてCu−Ga合金の焼結体を作製した。プレス型から取り出した焼結体に割れは見られなかった。そして、実施例1と同様に、Cu−Ga合金スパッタリングターゲットを作製した。
(Example 2)
In Example 2, 55.0 g of atomized Cu powder as a raw material of the Cu—Ga alloy powder, 45.0 g of Ga small pieces were weighed, and the heat treatment temperature was set to 400 ° C. In the same manner as in Example 1, Cu— A sintered body of Ga alloy was prepared. No cracks were found in the sintered body taken out from the press mold. And the Cu-Ga alloy sputtering target was produced similarly to Example 1. FIG.

(実施例3)
実施例3では、原料のアトマイズCu粉を85.0g、Gaの小片を15.0g秤量し、熱処理温度を900℃とした以外は実施例1と同じようにしてCu−Ga合金の焼結体を作製した。プレス型から取り出した焼結体に割れは見られなかった。そして、実施例1と同様に、Cu−Ga合金スパッタリングターゲットを作製した。
(Example 3)
In Example 3, a sintered body of Cu—Ga alloy was prepared in the same manner as in Example 1 except that 85.0 g of the atomized Cu powder as a raw material and 15.0 g of Ga small pieces were weighed and the heat treatment temperature was set to 900 ° C. Was made. No cracks were found in the sintered body taken out from the press mold. And the Cu-Ga alloy sputtering target was produced similarly to Example 1. FIG.

(実施例4)
実施例4では、熱処理時間を8時間とした以外は実施例1と同じようにしてCu−Ga合金焼結体を作製した。プレス型から取り出した焼結体に割れは見られなかった。そして、実施例1と同様に、Cu−Ga合金スパッタリングターゲットを作製した。
(Example 4)
In Example 4, a Cu—Ga alloy sintered body was produced in the same manner as in Example 1 except that the heat treatment time was 8 hours. No cracks were found in the sintered body taken out from the press mold. And the Cu-Ga alloy sputtering target was produced similarly to Example 1. FIG.

(実施例5)
実施例5では、アトマイズCu粉末の平均粒径を1μmとした以外は実施例1と同じようにしてCu−Ga合金の焼結体を作製した。プレス型から取り出した焼結体に割れは見られなかった。そして、実施例1と同様に、Cu−Ga合金スパッタリングターゲットを作製した。なお、熱処理については、上パンチがない状態(無負荷)でホットプレス装置内で熱処理を行った。この後、室温まで冷却して、上パンチをセットして加圧焼結を行った。
(Example 5)
In Example 5, a sintered body of Cu—Ga alloy was produced in the same manner as in Example 1 except that the average particle size of the atomized Cu powder was 1 μm. No cracks were found in the sintered body taken out from the press mold. And the Cu-Ga alloy sputtering target was produced similarly to Example 1. FIG. In addition, about the heat processing, it heat-processed in the hot press apparatus in the state without an upper punch (no load). Then, it cooled to room temperature, the upper punch was set, and pressure sintering was performed.

(実施例6)
実施例6では、Cu粉末として平均粒径が300μmの電解Cu粉末を用いた以外は実施例1と同じようにしてCu−Ga合金の焼結体を作製した。プレス型から取り出した焼結体に割れは見られなかった。そして、実施例1と同様に、Cu−Ga合金スパッタリングターゲットを作製した。
(Example 6)
In Example 6, a sintered body of Cu—Ga alloy was produced in the same manner as in Example 1 except that electrolytic Cu powder having an average particle size of 300 μm was used as Cu powder. No cracks were found in the sintered body taken out from the press mold. And the Cu-Ga alloy sputtering target was produced similarly to Example 1. FIG.

(実施例7)
実施例7では、実施例1と同様にしてCu−Ga合金粉末を作製した。この合金粉を真空熱処理炉(東京真空株式会社製)に投入し、真空度5×10−3Paに真空排気した後、無負荷の状態で、700℃で1時間熱処理を行った。16時間冷却して室温になったところで取り出したところ、合金粉は凝集していたので、乳鉢を用いて解砕した。
(Example 7)
In Example 7, a Cu—Ga alloy powder was produced in the same manner as in Example 1. This alloy powder was put into a vacuum heat treatment furnace (manufactured by Tokyo Vacuum Co., Ltd.), evacuated to a vacuum degree of 5 × 10 −3 Pa, and then heat-treated at 700 ° C. for 1 hour in an unloaded state. The alloy powder was agglomerated when it was cooled to room temperature after cooling for 16 hours, and was crushed using a mortar.

解砕した合金粉をホットプレス装置(大亜真空株式会社製)の直径60mmの黒鉛製プレス型に投入し、真空度5×10−3Paに真空排気した後、700℃、24.3MPa、1時間の加圧焼結を行った結果、直径60mm、厚さ3.4mmのCu−Ga合金焼結体が得られた。 The pulverized alloy powder was put into a graphite press mold having a diameter of 60 mm of a hot press apparatus (manufactured by Daia Vacuum Co., Ltd.), evacuated to a vacuum degree of 5 × 10 −3 Pa, 700 ° C., 24.3 MPa, As a result of pressure sintering for 1 hour, a Cu—Ga alloy sintered body having a diameter of 60 mm and a thickness of 3.4 mm was obtained.

この実施例7は、熱処理及び焼結を同一のホットプレス装置で行った実施例1〜6とは異なり、熱処理を真空熱処理炉で行い、焼結をホットプレス装置で行った。   This Example 7 was different from Examples 1 to 6 in which the heat treatment and sintering were performed in the same hot press apparatus, and the heat treatment was performed in a vacuum heat treatment furnace and the sintering was performed in the hot press apparatus.

(比較例1)
比較例1では、加圧する前の熱処理をせず、加圧したまま昇温し、700℃で2時間30分焼結した以外は実施例1と同じようにしてCu−Ga合金の焼結体を作製した。その結果、液相の漏れに伴い焼結体に割れが発生し、スパッタリングターゲットとして用いることはできなかった。
(Comparative Example 1)
In Comparative Example 1, a sintered body of Cu—Ga alloy was prepared in the same manner as in Example 1 except that the heat treatment before pressurization was not performed, the temperature was increased while pressurization, and sintering was performed at 700 ° C. for 2 hours 30 minutes. Was made. As a result, the sintered body was cracked with the leakage of the liquid phase and could not be used as a sputtering target.

実施例1〜実施例7及び比較例1のCu−Ga合金粉末、熱処理、加圧焼結の条件、焼結体の収率を表1に示す。焼結体の収率とは、仕込んだCu−Ga合金粉末重量に対する得られた焼結体の重量の割合であり、(焼結体の重量/Cu−Ga合金粉末重量)×100により求めた値である。   Table 1 shows the Cu—Ga alloy powders of Examples 1 to 7 and Comparative Example 1, the conditions for heat treatment and pressure sintering, and the yield of the sintered body. The yield of the sintered body is the ratio of the weight of the obtained sintered body to the weight of the prepared Cu—Ga alloy powder, and was determined by (weight of sintered body / Cu—Ga alloy powder weight) × 100. Value.

Figure 0005488377
Figure 0005488377


以上の実施例1〜実施例7に示すように、Cu粉末とGaとを所定の割合で配合し、合金化することにより得られた高品質なCu−Ga合金粉末を無負荷で所定の温度及び時間で熱処理をした後に、加圧して焼結することで、液相が生成せず、割れが発生することなく高品質なCu−Ga合金の焼結体を作製することができる。

As shown in Examples 1 to 7 above, Cu powder and Ga are blended at a predetermined ratio and alloyed to obtain a high-quality Cu—Ga alloy powder at a predetermined temperature without any load. And after heat-processing for time, it pressurizes and sinters, A high quality Cu-Ga alloy sintered compact can be produced, without generating a liquid phase and generating a crack.

一方、比較例1では、実施例のように焼結前に熱処理を行っていないため、液相漏れによる割れが発生し、Cu−Ga合金の焼結体を作製することができなかった。   On the other hand, in Comparative Example 1, since heat treatment was not performed before sintering as in the example, cracks due to liquid phase leakage occurred, and a sintered body of Cu—Ga alloy could not be produced.

また、実施例1〜6では、Cu−Ga合金粉末の熱処理及び焼結を同一のホットプレス装置内で行っているため、Cu−Ga合金粉末の重量にほとんど変化がなく、焼結体の収率が98%以上で高くなっている。これに対して、実施例7では、Cu−Ga合金粉末の熱処理を真空熱処理炉で行い、焼結をホットプレス装置で行い、熱処理と焼結を別の装置で行っているため、真空熱処理炉内にCu−Ga合金粉末が残存してしまったこと等から、Cu−Ga合金粉末の重量が減少し、焼結体の収率が低くなった。   In Examples 1 to 6, since the heat treatment and sintering of the Cu—Ga alloy powder are performed in the same hot press apparatus, there is almost no change in the weight of the Cu—Ga alloy powder. The rate is higher than 98%. On the other hand, in Example 7, the heat treatment of the Cu—Ga alloy powder is performed in a vacuum heat treatment furnace, the sintering is performed in a hot press apparatus, and the heat treatment and the sintering are performed in separate apparatuses. Since the Cu—Ga alloy powder remained inside, the weight of the Cu—Ga alloy powder was reduced, and the yield of the sintered body was lowered.

本発明のCu−Ga合金スパッタリングターゲットの製造方法は、高品質で安価なCu−Ga合金ターゲットを製造することに好適に用いることができる。   The manufacturing method of the Cu-Ga alloy sputtering target of this invention can be used suitably for manufacturing a high-quality and cheap Cu-Ga alloy target.

Claims (5)

Cu粉末とGaとが質量比で85:15〜55:45の割合で配合された混合粉末を不活性雰囲気中で30℃以上400℃以下の温度で合金化して得られたCu−Ga合金粉末に対して、真空又は不活性雰囲気中で400℃以上900℃以下の温度で熱処理を行った後、加圧して焼結することを特徴とするCu−Ga合金スパッタリングターゲットの製造方法。   Cu-Ga alloy powder obtained by alloying mixed powder in which Cu powder and Ga are mixed at a mass ratio of 85:15 to 55:45 at a temperature of 30 ° C. or higher and 400 ° C. or lower in an inert atmosphere. On the other hand, a heat treatment is performed at a temperature of 400 ° C. or higher and 900 ° C. or lower in a vacuum or in an inert atmosphere, and then pressurized to sinter the Cu—Ga alloy sputtering target. 上記熱処理の時間は、1時間以上8時間以下であることを特徴とする請求項1記載のCu−Ga合金スパッタリングターゲットの製造方法。   The method for producing a Cu-Ga alloy sputtering target according to claim 1, wherein the heat treatment time is 1 hour or more and 8 hours or less. 上記Cu粉末の平均粒径が1μm〜300μmであることを特徴とする請求項1又は請求項2記載のCu−Ga合金スパッタリングターゲットの製造方法。   The method for producing a Cu-Ga alloy sputtering target according to claim 1 or 2, wherein the Cu powder has an average particle size of 1 µm to 300 µm. 上記熱処理及び上記焼結は、同一のホットプレス装置内で上記熱処理に続けて上記焼結を行い、
上記熱処理は、上記混合粉末に対して無負荷、又は0.1MPa以下の圧力で行うことを特徴とする請求項1乃至請求項3のいずれか1項記載のCu−Ga合金スパッタリングターゲットの製造方法。
The heat treatment and the sintering are performed after the heat treatment in the same hot press apparatus.
The method for producing a Cu-Ga alloy sputtering target according to any one of claims 1 to 3, wherein the heat treatment is performed with no load on the mixed powder or at a pressure of 0.1 MPa or less. .
請求項1乃至請求項4のいずれか1項に記載のCu−Ga合金スパッタリングターゲットの製造方法により製造されることを特徴とするCu−Ga合金スパッタリングターゲット。   It manufactures with the manufacturing method of the Cu-Ga alloy sputtering target of any one of Claim 1 thru | or 4, The Cu-Ga alloy sputtering target characterized by the above-mentioned.
JP2010219415A 2010-09-29 2010-09-29 Method for producing Cu-Ga alloy sputtering target and Cu-Ga alloy sputtering target Expired - Fee Related JP5488377B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2010219415A JP5488377B2 (en) 2010-09-29 2010-09-29 Method for producing Cu-Ga alloy sputtering target and Cu-Ga alloy sputtering target

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2010219415A JP5488377B2 (en) 2010-09-29 2010-09-29 Method for producing Cu-Ga alloy sputtering target and Cu-Ga alloy sputtering target

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2012072466A JP2012072466A (en) 2012-04-12
JP5488377B2 true JP5488377B2 (en) 2014-05-14

Family

ID=46168941

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2010219415A Expired - Fee Related JP5488377B2 (en) 2010-09-29 2010-09-29 Method for producing Cu-Ga alloy sputtering target and Cu-Ga alloy sputtering target

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP5488377B2 (en)

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS57107501A (en) * 1980-12-25 1982-07-05 Sony Corp Conduction material
JPH04218602A (en) * 1990-12-18 1992-08-10 Fukuda Metal Foil & Powder Co Ltd Production of metal coated composite powder
JPH07224301A (en) * 1994-02-14 1995-08-22 Toshiba Corp Production of mechanically alloyed powder and mechanically alloying device
JP2004076080A (en) * 2002-08-14 2004-03-11 Tosoh Corp Thin film for wiring and sputtering target
JP4811660B2 (en) * 2006-11-30 2011-11-09 三菱マテリアル株式会社 High Ga-containing Cu-Ga binary alloy sputtering target and method for producing the same
JP5192990B2 (en) * 2008-11-11 2013-05-08 光洋應用材料科技股▲分▼有限公司 Copper-gallium alloy sputtering target, method for producing the sputtering target, and related applications
CN102046836B (en) * 2009-07-27 2012-10-03 Jx日矿日石金属株式会社 Sintered Cu-Ga sputtering target and method for producing the target

Also Published As

Publication number Publication date
JP2012072466A (en) 2012-04-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5740988B2 (en) Cu-Ga alloy powder and Cu-Ga alloy sputtering target
TWI360583B (en)
JP5818139B2 (en) Cu-Ga alloy target material and method for producing the same
US9334559B2 (en) Powder, sintered body and sputtering target, each containing elements of Cu, In, Ga and Se, and method for producing the powder
TWI424080B (en) Sputtering target and its manufacturing method
JP5928237B2 (en) Cu-Ga alloy sputtering target and method for producing the same
TW201219132A (en) Potassium/molybdenum composite metal powders, powder blends, products thereof, and methods for producing photovoltaic cells
JP2004162109A (en) Sputtering target and powder for producing the same
TWI438296B (en) Sputtering target and its manufacturing method
JP2012102358A (en) METHOD FOR PRODUCING Cu-Ga ALLOY POWDER, Cu-Ga ALLOY POWDER, METHOD FOR PRODUCING Cu-Ga ALLOY SPUTTERING TARGET AND Cu-Ga ALLOY SPUTTERING TARGET
JP2013142175A (en) Cu-Ga ALLOY SPUTTERING TARGET AND METHOD FOR PRODUCING THE SAME
JP5630416B2 (en) Method for producing Cu-Ga alloy sputtering target and method for producing Cu-Ga alloy powder
JP5740891B2 (en) Cu-Ga alloy sputtering target and method for producing Cu-Ga alloy sputtering target
JP5488377B2 (en) Method for producing Cu-Ga alloy sputtering target and Cu-Ga alloy sputtering target
JP2014122372A (en) Na-CONTAINING Cu-Ga ALLOY SPUTTERING TARGET AND PRODUCTION METHOD THEREOF
JP6028714B2 (en) Method for producing Cu-Ga alloy sputtering target
JP2015045060A (en) MANUFACTURING METHOD OF Cu-BASED POWDER, AND MANUFACTURING METHOD OF Cu-BASED SPUTTERING TARGET MATERIAL USING THE SAME
JP5617493B2 (en) Cu-Ga alloy sputtering target and method for producing Cu-Ga alloy sputtering target
JP2012092438A (en) Mo-based sputtering target and method of manufacturing the same, and cigs-based thin-film solar cell using the same
JP5488401B2 (en) Method for producing Cu-Ga alloy sputtering target and Cu-Ga alloy sputtering target
JP2013194313A (en) Cu-Ga ALLOY SPUTTERING TARGET AND Cu-Ga ALLOY POWDER
JP2017095781A (en) Cu-Ga ALLOY SPUTTERING TARGET AND MANUFACTURING METHOD OF THE SAME
JP2015086434A (en) METHOD OF MANUFACTURING Cu-Ga ALLOY SPUTTERING TARGET
JP2015059246A (en) Cu-Ga ALLOY TARGET MATERIAL

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20130614

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20140110

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20140128

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20140210

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 5488377

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees