JP5776902B2

JP5776902B2 - スパッタリングターゲット及びその製造方法

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Publication number: JP5776902B2
Application number: JP2012046292A
Authority: JP
Inventors: 啓太梅本; 張　守斌; 守斌張
Original assignee: Mitsubishi Materials Corp
Current assignee: Mitsubishi Materials Corp
Priority date: 2012-03-02
Filing date: 2012-03-02
Publication date: 2015-09-09
Anticipated expiration: 2032-03-02
Also published as: JP2013181220A

Description

本発明は、光吸収層としてＣｕ−Ｉｎ−Ｇａ−Ｓｅ化合物膜（以下、ＣＩＧＳ膜と略記する。）を用いたＣＩＧＳ光学変換デバイスにおいてＣＩＧＳ膜とＭｏ電極層との間にＭｏＳｅ_２層を形成するときに好適なスパッタリングターゲット及びその製造方法に関するものである。

近年、カルコパイライト系の化合物半導体による薄膜型太陽電池などの光学変換デバイスが実用に供せられるようになった。この化合物半導体による光学変換デバイスは、ソーダライムガラス基板の上にプラス電極となるＭｏ電極層を形成し、このＭｏ電極層の上にＣＩＧＳ膜からなる光吸収層が形成され、この光吸収層上にＺｎＳ、ＣｄＳなどからなるバッファ層が形成され、さらにこのバッファ層上にマイナス電極となる透明電極層が形成された基本構造を有している。

上記光吸収層の形成方法として、蒸着法により成膜する方法が知られている。この方法により得られた光吸収層は高いエネルギー変換効率が得られるものの、蒸着法による成膜は蒸着速度が遅いため、大面積の基板に成膜した場合には、膜厚分布の均一性が低下しやすい。そのために、スパッタ法によって光吸収層を形成する方法も提案されている。

スパッタ法により上記光吸収層を形成する方法としては、まず、Ｉｎターゲットを使用してスパッタによりＩｎ膜を成膜する。このＩｎ膜上にＣｕ−Ｇａ二元系合金ターゲットを使用してスパッタすることによりＣｕ−Ｇａ二元系合金膜を成膜し、得られたＩｎ膜およびＣｕ−Ｇａ二元系合金膜からなる積層プリカーサ膜をＳｅ雰囲気中で熱処理してＣＩＧＳ膜を形成する方法（いわゆる、セレン化法）が提案されている。

また、ＣＩＧＳ膜の形成過程ではＭｏ電極層とＣＩＧＳ膜との間に極薄のＭｏＳｅ層が副次的に形成されることが知られている（特許文献１参照）。このＭｏＳｅ層が介在することで、電子の伝達が向上する。
また、Ｍｏ電極層をスパッタ成膜した後に、この層を高温にて低圧Ｓｅ雰囲気に暴露させることでＭｏＳｅ_２層を形成する技術も提案されている（特許文献２参照）。

一方、ＣＩＧＳ膜からなる光吸収層の発電効率を向上させるため、この光吸収層へのＮａの添加が有効とされている。例えば、非特許文献１では、ＣＩＧＳ膜中のＮａ含有量を、０．１％程度としている。
ＮａをＣＩＧＳ膜に添加するため、予めＮａを含有したＭｏ電極層を形成することが提案されている。このＮａ含有Ｍｏ電極層をスパッタ成膜するために、特許文献３には、Ｎａを添加したＭｏ系スパッタリングターゲットを用いることが提案されている。このＭｏ系スパッタリングターゲットは、ＮａＦ粉末とＭｏ粉末との焼結体から構成されている。

特開２００５−１９１１６７号公報特表２００７−５２８６００号公報（段落番号００６２）特開２０１１−７４４１８号公報特開２０００−１７８７２０号公報

A．Romeo、「Development of Thin-film-Cu(In，Se)Se2 and CdTe Solar Cells」、Prog． Photovolt：Res． Appl． 2004；12：93-111 (DOI： 10．1002/pip．527

上記従来の技術には、以下の課題が残されている。
すなわち、特許文献２及び３に記載の技術では、ＭｏＳｅ層をＣＩＧＳ膜形成過程の熱処理時に副次的に形成するか、Ｍｏ電極層を高温低圧のＳｅ雰囲気に暴露することでＭｏＳｅ層を形成しているが、これらの製法の場合、一定の膜厚で安定したＭｏＳｅ層を得ることが困難であるため、スパッタリングターゲットを用いてスパッタ成膜することも検討されている。従来、例えば特許文献４に記載されているように、ＭｏＳｅ_２膜をスパッタ成膜可能なスパッタリングターゲットが知られている。しかしながら、ＭｏＳｅ_２は、層状構造の組織を有しているため、焼結体とした際にひび割れが生じ易く、割れ易いという不都合があった。このため、スパッタリングターゲットのハンドリングが困難になり、スパッタができないおそれもあった。

本発明は、前述の課題に鑑みてなされたもので、ひび割れ等が生じ難く、ＣＩＧＳ薄膜型太陽電池に用いるＭｏＳｅ層に好適な膜をスパッタ可能なスパッタリングターゲット及びその製造方法を提供することを目的とする。

本発明者らは、ＭｏＳｅ系のスパッタリングターゲットに関して研究を行った結果、ＮａＦ，Ｎａ_２Ｓ，Ｎａ_２Ｓｅ化合物を一定の範囲内で添加することにより、ターゲットのひび割れ等を抑制可能であることを見出した。

すなわち、本発明は、上記知見から得られたものであり、前記課題を解決するために以下の構成を採用した。すなわち、第１の発明のスパッタリングターゲットは、スパッタリングターゲットのＦおよびＳを除く金属成分として、Ｓｅ：５３〜６５ｗｔ％、Ｎａ：０．０５〜１０ｗｔ％を含有し、残部がＭｏ及び不可避不純物からなる成分組成を有し、Ｎａが，Ｎａ_２Ｓ，Ｎａ_２Ｓｅから選ばれる１種以上の化合物の状態で含有されていることを特徴とする。

このスパッタリングターゲットでは、スパッタリングターゲットのＦおよびＳを除く金属成分として、Ｓｅ：５３〜６５ｗｔ％、Ｎａ：０．０５〜１０ｗｔ％を含有し、残部がＭｏ及び不可避不純物からなる成分組成を有し、ＮａがＮａＦ，Ｎａ_２Ｓ，Ｎａ_２Ｓｅから選ばれる１種以上の化合物の状態で含有されているので、ＮａＦ，Ｎａ_２Ｓ，Ｎａ_２Ｓｅいずれかの化合物が焼結体の組織中に分散してＭｏＳｅ_２の層状組織の成長を抑制し、ひび割れ等の割れを抑制することができる。また、ターゲット組織が小さくなってパーティクルの生成が抑制されることで、異常放電等を低減することができる。さらに、ＣＩＧＳ薄膜型太陽電池においてＣＩＧＳ膜とＭｏ電極層との間に本発明のスパッタリングターゲットを用いてＭｏＳｅ層を形成する際には、ＭｏＳｅ層に含有されたＮａがＣＩＧＳ膜の形成過程でＣＩＧＳ膜に添加され、高い変換効率の光吸収層を得ることができる。
なお、Ｎａ含有量がＮａ：１０ｗｔ％を超えると、膜中にフッ素（Ｆ）あるいは硫黄（Ｓ）が大量に取り込まれ、後の太陽電池製造工程で除去することが困難となり、同時に膜中のＮａ量も多く含有され過ぎることから、Ｍｏ−ＭｏＳｅ−ＣＩＧＳ界面で剥がれが発生し、発電特性を劣化させるためである。また、Ｎａ含有量が０．０５ｗｔ％より少ないと、ＭｏＳｅ_２ターゲットに割れが発生してしまうためである。

第３の発明のスパッタリングターゲットは、第１の発明において、ターゲット素地中にＮａＦ，Ｎａ_２Ｓ，Ｎａ_２Ｓｅが分散している組織を有すると共に、前記ＮａＦ，Ｎａ_２Ｓ，Ｎａ_２Ｓｅの平均粒径が５μｍ以下であることを特徴とする。
半導体のＭｏＳｅ_２ターゲットに絶縁性の化合物であるＮａＦ，Ｎａ_２Ｓ，Ｎａ_２Ｓｅを添加したことで、従来のＭｏＳｅ_２ターゲットと同様にＲＦスパッタを行おうとすると、ＮａＦ，Ｎａ_２Ｓ，Ｎａ_２Ｓｅに起因する異常放電が多発する。こうした異常放電を抑制すべく、本発明のスパッタリングターゲットでは、ターゲット素地中のＮａＦ，Ｎａ_２Ｓ，Ｎａ_２Ｓｅの粒子サイズを最適化することで、従来のＭｏＳｅ_２ターゲットと同様のＲＦスパッタを可能にした。
すなわち、本発明のスパッタリングターゲットでは、ターゲット素地中にＮａＦ，Ｎａ_２Ｓ，Ｎａ_２Ｓｅが分散している組織を有すると共に、ＮａＦ，Ｎａ_２Ｓ，Ｎａ_２Ｓｅの平均粒径を５μｍ以下にすることで、ＮａＦ，Ｎａ_２Ｓ，Ｎａ_２Ｓｅによる異常放電を抑制して安定したＲＦスパッタが可能になる。含有するＮａＦ，Ｎａ_２Ｓ，Ｎａ_２Ｓｅは絶縁物であるため、平均粒径が５μｍを越えると、異常放電が多発し、ＲＦスパッタが不安定になる。したがって、本発明では、ＮａＦ，Ｎａ_２Ｓ，Ｎａ_２Ｓｅの平均粒径を５μｍ以下に設定することで、異常放電が抑制され、安定したＲＦスパッタが可能になる。

第３の発明のスパッタリングターゲットの製造方法は、第１又は第２の発明のスパッタリングターゲットを製造する方法であって、ＮａＦ，Ｎａ_２Ｓ，Ｎａ_２Ｓｅから選ばれる１種以上の化合物粉末とＭｏＳｅ_２粉末との混合粉末、ＮａＦ，Ｎａ_２Ｓ，Ｎａ_２Ｓｅから選ばれる１種以上の化合物粉末とＭｏ粉末とＳｅ粉末との混合粉末、又はＮａＦ，Ｎａ_２Ｓ，Ｎａ_２Ｓｅから選ばれる１種以上の化合物粉末とＭｏＳｅ_２粉末とに加えＭｏ粉末とＳｅ粉末とから選択される１種類以上の粉末との混合粉末からなる成形体を、真空中、不活性ガス中または還元性雰囲気中で加圧焼結または常圧焼結する工程を有していることを特徴とする。
すなわち、このスパッタリングターゲットの製造方法では、ＮａＦ，Ｎａ_２Ｓ，Ｎａ_２Ｓｅから選ばれる１種以上の化合物粉末とＭｏＳｅ_２粉末との混合粉末、ＮａＦ，Ｎａ_２Ｓ，Ｎａ_２Ｓｅから選ばれる１種以上の化合物粉末とＭｏ粉末とＳｅ粉末との混合粉末、又はＮａＦ，Ｎａ_２Ｓ，Ｎａ_２Ｓｅから選ばれる１種以上の化合物粉末とＭｏＳｅ_２粉末とに加えＭｏ粉末とＳｅ粉末とから選択される１種類以上の粉末との混合粉末からなる成形体を、真空中、不活性ガス中または還元性雰囲気中で加圧焼結または常圧焼結する工程を有しているので、ＮａをＮａＦ，Ｎａ_２Ｓ，Ｎａ_２Ｓｅ化合物の形で均一に分散分布させたＭｏＳｅ系スパッタリングターゲットを得ることができる。

本発明によれば、以下の効果を奏する。
すなわち、本発明に係るスパッタリングターゲット及びその製造方法によれば、スパッタリングターゲットのＦおよびＳを除く金属成分として、Ｓｅ：５３〜６５ｗｔ％、Ｎａ：０．０５〜１０ｗｔ％を含有し、残部がＭｏ及び不可避不純物からなる成分組成を有し、ＮａがＮａＦ，Ｎａ_２Ｓ，Ｎａ_２Ｓｅ化合物の状態で含有されているので、ひび割れ等を抑制することができる。また、その粒径が５μｍ以下であればスパッタリング時の異常放電を低減することもできる。したがって、このスパッタリングターゲットを用いたスパッタ法により、発電効率の向上に有効なＮａを含有したＭｏＳｅ膜を良好な生産性により成膜することができる。また、本発明のスパッタリングターゲットを用いてスパッタ成膜したＮａ含有ＭｏＳｅ膜を用いることで、ＣＩＧＳ薄膜型太陽電池における光吸収層へＮａを効率的に添加することができ、発電効率の高い太陽電池を製造することが可能となる。

本発明に係るスパッタリングターゲットおよびその製造方法において、ＣＩＧＳ薄膜型太陽電池における要部の拡大断面図である。

以下、本発明に係るスパッタリングターゲット及びその製造方法の一実施形態を、図１を参照して説明する。

本実施形態のスパッタリングターゲットは、例えばＣＩＧＳ薄膜型太陽電池におけるＭｏＳｅ層を形成するためのスパッタリングターゲットであって、スパッタリングターゲットのＦ、Ｓを除く金属成分として、Ｓｅ：５３〜６５ｗｔ％、Ｎａ：０．０５〜１０ｗｔ％を含有し、残部がＭｏ及び不可避不純物からなる成分組成を有し、ＮａがＮａＦ，Ｎａ_２Ｓ，Ｎａ_２Ｓｅから選ばれる１種以上の化合物の状態で含有されている。また、このスパッタリングターゲットは、ターゲット素地中にＮａＦ，Ｎａ_２Ｓ，Ｎａ_２Ｓｅが分散している組織を有すると共に、前記ＮａＦ，Ｎａ_２Ｓ，Ｎａ_２Ｓｅの平均粒径が５μｍ以下である。

このスパッタリングターゲットによりスパッタ成膜されたＭｏＳｅ層１は、ＮａがＮａＦ，Ｎａ_２Ｓ，Ｎａ_２Ｓｅから選ばれる１種以上の化合物の状態で含有されており、例えば図１に示すように、ＣＩＧＳ薄膜型太陽電池におけるＭｏ電極層２とＣＩＧＳ膜３との間に形成される。

上記本実施形態のスパッタリングターゲットを製造する方法は、ＮａＦ，Ｎａ_２Ｓ，Ｎａ_２Ｓｅから選ばれる１種以上の化合物粉末とＭｏＳｅ_２粉末との混合粉末、ＮａＦ，Ｎａ_２Ｓ，Ｎａ_２Ｓｅから選ばれる１種以上の化合物粉末とＭｏ粉末とＳｅ粉末との混合粉末、又はＮａＦ，Ｎａ_２Ｓ，Ｎａ_２Ｓｅから選ばれる１種以上の化合物粉末とＭｏＳｅ_２粉末とに加えＭｏ粉末とＳｅ粉末とから選択される１種類以上の粉末との混合粉末からなる成形体を、真空中、不活性ガス中または還元性雰囲気中で加圧焼結または常圧焼結する工程を有している。
まず、ＮａＦ，Ｎａ_２Ｓ，Ｎａ_２Ｓｅから選ばれる１種以上の化合物粉末とＭｏＳｅ_２粉末との混合粉末、ＮａＦ，Ｎａ_２Ｓ，Ｎａ_２Ｓｅから選ばれる１種以上の化合物粉末とＭｏ粉末とＳｅ粉末との混合粉末、又はＮａＦ，Ｎａ_２Ｓ，Ｎａ_２Ｓｅから選ばれる１種以上の化合物粉末とＭｏＳｅ_２粉末とに加え、Ｍｏ粉末とＳｅ粉末とから選択される１種類以上の粉末との混合粉末を予め用意し、以下の３つの焼結方法で製造することができる。

１．前記混合粉末を金型に充填し、冷間にてプレス成形した成形体あるいは成形モールドに充填、タッピングして一定のかさ密度を有する成形体を形成し、それを真空中、不活性ガス中または還元性雰囲気中において１８０〜２１０℃で焼結する。
２．混合粉末を真空または不活性ガス雰囲気中で１００〜２００℃の温度範囲内でホットプレスする。
３．混合粉末をＨＩＰ法で温度：１００〜２００℃、圧力：３０〜１５０ＭＰａにて焼結する。

この混合粉末を用意するには、例えば以下の（１）〜（３）のいずれかの方法で行う。
（１）ＮａＦ，Ｎａ_２Ｓ，Ｎａ_２Ｓｅ化合物は、純度２Ｎ以上であり、ターゲット中の酸素含有量を低減にするために、ＮａＦ，Ｎａ_２Ｓ，Ｎａ_２Ｓｅ化合物中の吸着水分を混合する前に予め取り除く必要がある。例えば、真空乾燥機中で真空環境にて１２０℃、１０時間の乾燥が有効である。

解砕は、粉砕装置（例えば、ボールミル、ジェットミル、ヘンシェルミキサー、アトライター等）を用いて行う。得られる平均粒径は、異常放電の増加を抑制するために２０μｍより小さいものが好ましい。粉砕工程は湿度ＲＨ４０％以下の乾燥した環境で行うことが好ましい。さらに、ＮａＦ，Ｎａ_２Ｓ，Ｎａ_２Ｓｅ化合物は、吸湿性があり且つ水に溶解されるので、水を使う湿式粉砕混合装置の使用は不適である。尚、ＮａＦ，Ｎａ_２Ｓ，Ｎａ_２Ｓｅ化合物を解砕する場合は、混合前に乾燥することが好ましい。例えば、前記同様、真空乾燥機中で１２０℃、１０時間の乾燥が有効である。

さらに、この乾燥させた解砕粉（ＮａＦ，Ｎａ_２Ｓ，Ｎａ_２Ｓｅ化合物粉末）とターゲット組成のＭｏＳｅ_２粉末又はＭｏ粉末とＳｅ粉末とを、乾式混合装置を用いて相対湿度ＲＨ４０％以下の乾燥した環境にて混合し、焼結用原料粉を用意する。なお、混合は不活性ガス雰囲気中で行うことがさらに好ましい。なお、焼結性の低下を抑えるために、ＭｏＳｅ_２粉末の最大粒径を５００μｍ未満にすることが好ましい。
なお、混合後の混合粉中の吸着水分を取り除く必要がある場合、例えば、真空乾燥機中で真空環境にて４０℃、１０時間以上の乾燥が有効である。

（２）ＮａＦ，Ｎａ_２Ｓ，Ｎａ_２Ｓｅ化合物は、上記解砕前の乾燥済みＮａＦ，Ｎａ_２Ｓ，Ｎａ_２Ｓｅ化合物粉末とあらかじめ用意したターゲット組成のＭｏＳｅ_２粉末又はＭｏ粉末とＳｅ粉末とを、同時に粉砕混合装置（例えば、ボールミル、ロッキングミキサー、ジェットミル、ヘンシェルミキサー、アトライター、Ｖ型混合機等）に充填し、混合とＮａＦ，Ｎａ_２Ｓ，Ｎａ_２Ｓｅ化合物粉末の解砕とを同時に行い、ＮａＦ，Ｎａ_２Ｓ，Ｎａ_２Ｓｅ化合物粉末の平均粒径が２０μｍ未満になる時点で解砕を終了し、原料粉とする。上記（１）と同様に、ＭｏＳｅ_２粉末の最大粒径を５００μｍ未満にすることが好ましい。混合は湿度ＲＨ４０％以下の乾燥した環境にて行うことが好ましく、不活性ガス雰囲気中で行うことがさらに好ましい。なお、混合後の混合粉中の吸着水分を取り除く必要がある場合、例えば、真空乾燥機中で真空環境にて１２０℃、１０時間以上の乾燥が有効である。

（３）まず、ＭｏＳｅ_２粉末を乾燥済みのＮａＦ，Ｎａ_２Ｓ，Ｎａ_２Ｓｅ化合物粉末と混合してから、さらにＳｅ粉末とＭｏ粉末とを追加し、均一になるように混合して原料粉とする。以上の混合はすべて上記（１）および（２）のような低湿度環境で行う。なお、還元性雰囲気中で行うことがさらに好ましい。上記（１）と同様に、ＭｏＳｅ_２粉末の最大粒径を５００μｍ未満にすることが好ましい。混合後の混合粉中の吸着水分を取り除く必要がある場合、例えば、真空乾燥機中で真空環境にて１２０℃、１０時間以上の乾燥が有効である。

次に、このように上記（１）〜（３）のいずれかの方法で混合した原料粉を、ＲＨ３０％以下の乾燥環境でプラスチック樹脂性の袋に封入し保管する。これは、ＮａＦ，Ｎａ_２Ｓ，Ｎａ_２Ｓｅ化合物の吸湿や吸湿による凝集を防止するためである。
また、ＭｏＳｅ_２粉末またはＭｏ粉末の焼結中の酸化防止のため、常圧焼結、ホットプレスまたはＨＩＰは還元性雰囲気中、真空中または不活性ガス雰囲気中で行う。

常圧焼結においては、ＮａＦ，Ｎａ_２Ｓ，Ｎａ_２Ｓｅ化合物を添加する場合、雰囲気中の水素の存在は焼結性の向上に有利である。雰囲気中の水素含有量は１％以上であることが好ましく、８０％以上はより好ましい。
ホットプレスにおいては、ホットプレスの圧力がターゲット焼結体の密度に大きな影響を及ぼすので、好ましい圧力は１００〜８００ｋｇｆ／ｃｍ^２とする。また、加圧は、昇温開始前からでもよいし、一定のホットプレス温度に到達してから行ってもよい。
ＨＩＰ法においては、好ましい圧力は３０〜１５０ｋｇｆ／ｃｍ^２とする。
焼結体の焼結時間は組成により変わるが、１〜３時間が好ましい。

次に、上記焼結したＭｏＳｅ−ＮａＦ，Ｎａ_２Ｓ，Ｎａ_２Ｓｅ化合物焼結体は、通常放電加工、切削加工または研削加工を用いて、ターゲットの指定形状に加工する。このとき、ＮａＦ，Ｎａ_２Ｓ，Ｎａ_２Ｓｅ化合物は水に溶解するため、加工の際、冷却液を使わない乾式法または水を含まない冷却液を使用する湿式法が好ましい。また、湿式法で予め加工した後、さらに乾式法で表面を精密加工する方法もある。

次に、加工後のスパッタリングターゲットを、Ｉｎを半田としてＭｏ，ＳＵＳ（ステンレス）又はその他金属からなるバッキングプレートにボンディングし、スパッタに供する。
なお、加工済みのターゲットを保管する際には、酸化、吸湿を防止するため、ターゲット全体を真空パックまたは不活性ガス置換したパックを施すことが好ましい。

このように作製したＭｏＳｅ−ＮａＦ，Ｎａ_２Ｓ，Ｎａ_２Ｓｅ化合物ターゲットは、Ａｒガスをスパッタガスとして高周波（ＲＦ）マグネトロンスパッタに供する。このとき、スパッタ時の投入電力は１〜１０Ｗ／ｃｍ^２が好ましい。また、ＭｏＳｅ−ＮａＦ，Ｎａ_２Ｓ，Ｎａ_２Ｓｅ化合物ターゲットで作製した膜の成膜の厚みは、１００〜２０００ｎｍとする。

この本実施形態のスパッタリングターゲットでは、スパッタリングターゲットのＦおよびＳを除く金属成分として、Ｓｅ：５３〜６５ｗｔ％、Ｎａ：０．０５〜１０ｗｔ％を含有し、残部がＭｏ及び不可避不純物からなる成分組成を有し、ＮａがＮａＦ，Ｎａ_２Ｓ，Ｎａ_２Ｓｅいずれかの化合物の状態で含有されているので、ＮａＦ，Ｎａ_２Ｓ，Ｎａ_２Ｓｅ化合物が焼結体の組織中に分散してＭｏＳｅ_２の層状化を抑制し、ひび割れ等の割れを抑制することができる。また、ＣＩＧＳ薄膜型太陽電池においてＣＩＧＳ膜とＭｏ電極層との間に本発明のスパッタリングターゲットを用いてＭｏＳｅ層を形成する際には、ＭｏＳｅ層に含有されたＮａがＣＩＧＳ膜の形成過程でＣＩＧＳ膜に添加され、高い変換効率の光吸収層を得ることができる。

また、このスパッタリングターゲットでは、ターゲット素地中にＮａＦ，Ｎａ_２Ｓ，Ｎａ_２Ｓｅが分散している組織を有すると共に、ＮａＦ，Ｎａ_２Ｓ，Ｎａ_２Ｓｅの平均粒径が５μｍ以下であるので、異常放電が抑制され、安定したＲＦスパッタが可能になる。

また、本実施形態のスパッタリングターゲットの製造方法では、上述したＮａＦ，Ｎａ_２Ｓ，Ｎａ_２Ｓｅ化合物粉末が混合された混合粉末を、真空または不活性ガス雰囲気中で加圧焼結または常圧焼結することで、ＮａがＮａＦ，Ｎａ_２Ｓ，Ｎａ_２Ｓｅ化合物を均一に分散分布させたＭｏＳｅ系スパッタリングターゲットを得ることができる。

次に、本発明に係るスパッタリングターゲット及びその製造方法を、上記実施形態に基づき作製した実施例により、評価した結果を説明する。

「実施例」
まず、表１に示される成分組成および粒径を有するＭｏＳｅ_２粉末とＮａＦ，Ｎａ_２Ｓ，Ｎａ_２Ｓｅ化合物粉末との混合粉末、又はＭｏ粉末とＳｅ粉末とＮａＦ，Ｎａ_２Ｓ，Ｎａ_２Ｓｅ化合物粉末との混合粉末を、表１に示される量になるように配合し、実施例１〜６の原料粉末とした。これらの原料粉末を、ロッキングミキサーで混合した。混合はアルゴン雰囲気で行った。

このように得られた混合粉末を黒鉛モールドに充填して真空ホットプレスを行った。このホットプレスの条件は、ホットプレス温度：１５５℃、ホットプレス圧力：６００ｋｇｆ／ｃｍ^２、ホットプレス時間：１．５時間とした。
なお、焼結済みの焼結体に、乾式切削加工を施し、所定形状のターゲット（実施例１〜６）を作製した。

なお、表１においてＮａ化合物を便宜的にＮａ−Ｘと記載し、ＸがＦ，Ｓ，Ｓｅの場合を、それぞれＮａＦ，Ｎａ_２Ｓ，Ｎａ_２Ｓｅ化合物としている。また、作製されたターゲット中のこれらＮａ化合物の平均粒径が混合前の原料粉での平均粒径（平均２次粒径）より小さい理由は、混合粉砕による二次粒子の解砕によるものである。

「評価」
まず、本実施例１〜６について、作製したターゲット中のＳｅとＮａとＭｏとの含有量を、ＩＣＰ法（高周波誘導結合プラズマ法）を用いて定量分析を行った。また、作製したターゲットから試験片を採取し、試験片から真密度を測定した。さらに、ホットプレス時におけるターゲットの割れ発生の有無を調べた。

「比較例」
表１に示された成分組成及び粒径を有するＭｏＳｅ_２粉末（比較例１）、Ｍｏ粉末とＳｅ粉末との混合粉末（比較例２）、及びＭｏＳｅ_２粉末とＮａＦ化合物粉末との混合粉末（比較例３）を原料粉として用意した。これらの原料粉のうち比較例２及び３の混合粉末については、本発明の上記実施例と同様にロッキングミキサーで混合して作製した。これら各比較例の原料粉を、上記実施例と同様にホットプレスを行った。このように得られた比較例１〜３のターゲットは、Ｎａの含有量が０．０５〜１０ｗｔ％の範囲外となっている。

これら評価結果からわかるように、ＮａＦ，Ｎａ_２Ｓ，Ｎａ_２Ｓｅ化合物を含有しない比較例１及び２では、ターゲットに亀甲状にひび割れが発生したのに対し、本実施例では、いずれもターゲットに割れが生じなかった。また、Ｎａの含有量が本発明の範囲を超える比較例３では、ターゲットの密度が５．１４ｇ／ｃｍ^３と低いのに対し、本発明の実施例は、いずれも５．２ｇ／ｃｍ^３以上が得られ高い密度となっている。さらに、比較例３では、ターゲット組織中のＮａＦ平均粒径が８．２μｍと高いのに対し、本発明の実施例は、いずれも５μｍ以下である。

なお、本発明を、スパッタリングターゲットとして利用するためには、相対密度：９０％以上、面粗さＲａ：１μｍ以下、粒径：５０μｍ以下、抗折強度：７０ＭＰａ以上、比抵抗：０．１Ω・ｃｍ以下、純度：９９．９％以上であることが好ましい。
また、本発明の技術範囲は上記実施形態及び上記実施例に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。

１…ＭｏＳｅ層、２…Ｍｏ電極層、３…ＣＩＧＳ膜

Claims

スパッタリングターゲットのＦおよびＳを除く金属成分として、Ｓｅ：５３〜６５ｗｔ％、Ｎａ：０．０５〜１０ｗｔ％を含有し、残部がＭｏ及び不可避不純物からなる成分組成を有し、
ＮａがＮａＦ，Ｎａ_２Ｓ，Ｎａ_２Ｓｅから選ばれる１種以上の化合物の状態で含有されていることを特徴とするスパッタリングターゲット。
請求項１に記載のスパッタリングターゲットにおいて、
ターゲット素地中にＮａＦ，Ｎａ_２Ｓ，Ｎａ_２Ｓｅが分散している組織を有すると共に、前記ＮａＦ，Ｎａ_２Ｓ，Ｎａ_２Ｓｅの平均粒径が５μｍ以下であることを特徴とするスパッタリングターゲット。
請求項１又は２に記載のスパッタリングターゲットを製造する方法であって、
ＮａＦ，Ｎａ_２Ｓ，Ｎａ_２Ｓｅ化合物から選択される１種類以上の粉末とＭｏＳｅ_２粉末との混合粉末、ＮａＦ，Ｎａ_２Ｓ，Ｎａ_２Ｓｅ化合物から選択される１種類以上の粉末とＭｏ粉末とＳｅ粉末との混合粉末、
又はＮａＦ，Ｎａ_２Ｓ，Ｎａ_２Ｓｅ化合物から選択される１種類以上の粉末とＭｏＳｅ_２粉末とに加えＭｏ粉末とＳｅ粉末とから選択される１種類以上の粉末からなる成形体を、真空中、不活性ガス中または還元性雰囲気中で加圧焼結または常圧焼結する工程を有していることを特徴とするスパッタリングターゲットの製造方法。