JP5882248B2 - Cu-Ga alloy sputtering target, casting product for the sputtering target, and production method thereof - Google Patents
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Description
本発明は薄膜太陽電池層の光吸収層であるCu−In−Ga−Se(以下、CIGSと記載する。)四元系合金薄膜を形成する時に使用されるポア(空孔又は空隙とも言う。)を低減したCu−Ga合金スパッタリングターゲット、同スパッタリングターゲット用鋳造品及びこれらの製造方法に関する。 In the present invention, a pore (also referred to as a void or a void) used when forming a Cu—In—Ga—Se (hereinafter referred to as CIGS) quaternary alloy thin film which is a light absorption layer of a thin film solar cell layer. ) -Reduced Cu—Ga alloy sputtering target, a casting product for the sputtering target, and a method for producing them.
近年、薄膜系太陽電池として高効率であるCIGS系太陽電池の量産が進展してきており、その光吸収層製造方法としては、蒸着法とセレン化法が知られている。蒸着法で製造された太陽電池は高変換効率の利点はあるが、低成膜速度、高コスト、低生産性の欠点があり、セレン化法の方が産業的大量生産には適している。 In recent years, mass production of high-efficiency CIGS solar cells as thin-film solar cells has progressed, and vapor deposition methods and selenization methods are known as methods for producing the light absorption layer. Solar cells manufactured by vapor deposition have advantages of high conversion efficiency, but have disadvantages of low film formation speed, high cost, and low productivity, and selenization is more suitable for industrial mass production.
セレン化法の概要プロセスは以下の通りである。まず、ソーダライムガラス基板上にモリブデン電極層を形成し、その上にCu−Ga層とIn層をスパッタ成膜後、水素化セレンガス中の高温処理により、CIGS層を形成する。このセレン化法によるCIGS層形成プロセス中のCu−Ga層のスパッタ成膜時にCu−Gaターゲットが使用される。 The outline process of the selenization method is as follows. First, a molybdenum electrode layer is formed on a soda lime glass substrate, a Cu—Ga layer and an In layer are formed thereon by sputtering, and then a CIGS layer is formed by high-temperature treatment in selenium hydride gas. A Cu—Ga target is used during the sputter deposition of the Cu—Ga layer during the CIGS layer formation process by this selenization method.
CIGS系太陽電池の変換効率には、各種の製造条件や構成材料の特性等が影響を与えるが、CIGS膜の特性も大きな影響を与える。
Cu−Gaターゲットの製造方法としては、溶解法と粉末法がある。一般的には、溶解法で製造されたCu−Gaターゲットは、不純物汚染が比較的少ないとされているが、欠点もある。例えば、ターゲット中にポアが発生することである。これはスパッタリング時に異常放電及びパーティクルの発生を伴うことである。これは膜の品質を低下させる原因となる。
Various manufacturing conditions, characteristics of constituent materials, and the like affect the conversion efficiency of the CIGS solar cell, but the characteristics of the CIGS film also have a large effect.
As a method for producing the Cu—Ga target, there are a dissolution method and a powder method. In general, a Cu—Ga target manufactured by a melting method is considered to have relatively little impurity contamination, but has a drawback. For example, pores are generated in the target. This is accompanied by abnormal discharge and generation of particles during sputtering. This causes the film quality to deteriorate.
また、溶湯冷却時の最終段階で引け巣が発生し易く、引け巣周辺部分は特性も悪く、所定形状への加工の都合等から使用できないため歩留まりが悪い。
溶解法によるCu−Gaターゲットに関する先行文献(特許文献1)には、組成偏析が観察されなかった旨の記載はあるが、分析結果等は一切示されていない。また、ターゲット中にポアが発生に関しては、全く着目しておらず、その解決方法もない。
In addition, shrinkage cavities are likely to occur at the final stage when the molten metal is cooled, the properties around the shrinkage cavities are poor, and the yield is poor because it cannot be used for processing into a predetermined shape.
Although there is a description that compositional segregation was not observed in the prior document (Patent Document 1) relating to the Cu—Ga target by the dissolution method, no analysis results or the like are shown. Moreover, no attention is paid to the occurrence of pores in the target, and there is no solution.
一方、粉末法で作製されたターゲットは、一般的には焼結密度が低く、不純物濃度が高い等の問題があった。Cu−Gaターゲットに関する特許文献2では、焼結体ターゲットが記載されているが、これはターゲットを切削する際に割れや欠損が発生し易いという脆性に関する従来技術の説明があり、これを解決しようとして、二種類の粉末を製造し、これを混合して焼結したとしている。そして、二種類の粉末の、一方はGa含有量を高くした粉末で、他方はGa含有量を少なくした粉末であり、粒界相で包囲した二相共存組織にするというものである。 On the other hand, targets prepared by the powder method generally have problems such as low sintering density and high impurity concentration. In Patent Document 2 relating to a Cu-Ga target, a sintered body target is described. However, there is an explanation of the prior art regarding brittleness in which cracking and chipping are liable to occur when the target is cut. As mentioned above, two types of powders are manufactured, mixed and sintered. One of the two types of powders is a powder having a high Ga content, and the other is a powder having a low Ga content, which is a two-phase coexisting structure surrounded by a grain boundary phase.
この工程は、二種類の粉末を製造するものであるから、工程が複雑であり、また金属粉末は酸素濃度が高くなり焼結体の相対密度向上は期待できない。
密度が低く、酸素濃度の高いターゲットは、当然ながら異常放電やパーティクル発生があり、スパッタ膜表面にパーティクル等の異形物があると、その後のCIGS膜特性にも悪影響を与え、最終的にはCIGS太陽電池の変換効率の大きな低下を招く虞が多分にある。
Since this process produces two types of powders, the process is complicated, and the metal powder has a high oxygen concentration, and an improvement in the relative density of the sintered body cannot be expected.
The target with low density and high oxygen concentration naturally has abnormal discharge and particle generation, and if there are irregular shapes such as particles on the surface of the sputtered film, it will adversely affect the characteristics of the subsequent CIGS film. There is a possibility that the conversion efficiency of the solar cell is greatly reduced.
また、特許文献3には、平均結晶粒径が10μm以下であり、かつ気孔率が0.1%以下であるCu−Ga合金スパッタリングターゲットが記載され、膜の成分組成の均一性(膜均一性)に優れたCu−Gaスパッタリング膜を形成でき、かつ、スパッタリング中のアーキング発生を低減できると共に、強度が高くスパッタリング中の割れを抑制できるという説明がなされ、緻密性を高める工夫がなされているが、焼結体としての、問題を根本的に解決することはできない。 Patent Document 3 describes a Cu—Ga alloy sputtering target having an average crystal grain size of 10 μm or less and a porosity of 0.1% or less, and the uniformity of the composition of the film (film uniformity) In addition, it is possible to form a Cu—Ga sputtering film excellent in) and to reduce the occurrence of arcing during sputtering and to suppress cracking during sputtering, and to improve the denseness. The problem as a sintered body cannot be fundamentally solved.
粉末法によって作製されるCu−Gaスパッタリングターゲットの大きな問題は、工程が複雑で、作製した焼結体は、酸素濃度が高くなり、不純物量も多くなるので、品質が必ずしも良好ではなく、生産コストが増大するという大きな不利がある点である。この点から溶解・鋳造法が望まれるのであるが、上記の通り、製造に問題あり、ターゲット自体の品質も向上できなかった。 The big problem of Cu-Ga sputtering target produced by the powder method is that the process is complicated, and the produced sintered body has a high oxygen concentration and a large amount of impurities, so the quality is not always good and the production cost is low. There is a big disadvantage that increases. From this point, a melting / casting method is desired, but as described above, there is a problem in manufacturing, and the quality of the target itself could not be improved.
Cu−Ga合金ターゲットは、Ga濃度が25at%以上では非常に脆性が高く、溶解鋳造では製造が困難とされてきた。また、粉末焼結でも製造することができるが、酸素濃度が高く、不純物量も多くなるため、太陽電池特性を劣化させる懸念がある。そこで、本願ではGa濃度が25at%〜35at%の範囲のCuGa合金においても、割れが生じず、ポア(空孔又は空隙)を低減することで、異常放電等の少ない良好なスパッタリングを可能としたターゲットを提供することを課題とする。 The Cu—Ga alloy target is very brittle when the Ga concentration is 25 at% or more, and it has been difficult to produce by melt casting. Moreover, although it can manufacture also by powder sintering, since oxygen concentration is high and the amount of impurities increases, there exists a possibility of degrading a solar cell characteristic. Therefore, in this application, even in a CuGa alloy having a Ga concentration in the range of 25 at% to 35 at%, cracking does not occur, and pores (holes or voids) are reduced, thereby enabling good sputtering with less abnormal discharge and the like. The challenge is to provide a target.
上記課題の解決のため、本発明者らは鋭意研究を行った結果、
Gaの成分組成を調整し、溶解法によって溶解、鋳造された円筒型鋳造品であって、溶解条件、HIP条件を最適化することにより、ポアの極めて少ないターゲットが得ることができることを見出し、本発明を完成させた。
In order to solve the above problems, the present inventors conducted extensive research,
It is a cylindrical cast product that is prepared by adjusting the Ga component composition and melting and casting by the melting method. By optimizing the melting conditions and the HIP conditions, it has been found that a target with extremely small pores can be obtained. Completed the invention.
上記の知見から、本発明は、次の発明を提供する。
1)Gaが25at%以上35at%以下、残部がCu及び不可避的不純物からなる溶解・鋳造したCu−Ga合金の円筒型鋳造品であって、同円筒型鋳造品を輪切りに切断した場合の、横断面における100μm以上の円相当径を有するポアの個数が3.5個/cm2以下であることを特徴とするCu−Ga合金円筒型鋳造品。
なお、ポアの「円相当径」とは、不規則形状の1個のポアの面積と同面積の円の直径である円相当径を意味するものとする。以下、同様である。
From the above findings, the present invention provides the following inventions.
1) A cylindrical cast product of a melted and cast Cu-Ga alloy composed of 25 at% or more and 35 at% or less, the balance being Cu and inevitable impurities, and when the cylindrical cast product is cut into round pieces, A Cu-Ga alloy cylindrical cast product, wherein the number of pores having a circle-equivalent diameter of 100 μm or more in a cross section is 3.5 pieces / cm 2 or less.
It should be noted that the “equivalent circle diameter” of the pore means a circle equivalent diameter which is the diameter of a circle having the same area as the area of one irregularly shaped pore. The same applies hereinafter.
2)Gaが25at%以上35at%以下、残部がCu及び不可避的不純物からなるCu−Ga合金を溶解・鋳造して円筒型鋳造品を製造方法であって、溶解温度を同合金の(融点+100)℃以上1100℃以下とし、かつ真空度を5.0×10−2torr以上の高い真空度として、溶解・鋳造することを特徴とするCu−Ga合金円筒型鋳造品の製造方法。
3)溶解温度を同合金の(融点+100)℃以上1040℃以下とすることを特徴とする上記2)記載のCu−Ga合金円筒型鋳造品の製造方法。
2) A method for producing a cylindrical cast product by melting and casting a Cu—Ga alloy comprising Ga of 25 at% or more and 35 at% or less, the balance being Cu and inevitable impurities, and the melting temperature of the alloy is (melting point + 100 ) A method for producing a Cu-Ga alloy cylindrical cast product, characterized by melting and casting at a temperature not lower than 1 ° C. and not higher than 1100 ° C. and a high vacuum level of 5.0 × 10 −2 torr or higher.
3) The method for producing a Cu-Ga alloy cylindrical cast according to 2) above, wherein the melting temperature of the alloy is (melting point + 100) ° C. or higher and 1040 ° C. or lower.
4)上記製造方法により、円筒型鋳造品を輪切りに切断した場合の、横断面における100μm以上の円相当径を有するポアの個数を3.5個/cm2以下とすることを特徴とする上記2)又は3)記載のCu−Ga合金円筒型鋳造品の製造方法。 4) The number of pores having a circle-equivalent diameter of 100 μm or more in a cross section when the cylindrical casting is cut into round pieces by the above manufacturing method is 3.5 pieces / cm 2 or less. A method for producing a Cu-Ga alloy cylindrical cast according to 2) or 3).
5)Gaが25at%以上35at%以下、残部がCu及び不可避的不純物からなるCu−Ga合金スパッタリングターゲットであって、該ターゲットに50μm以上の円相当径を有するポアの個数が0.3個/cm2以下であることを特徴とするCu−Ga合金円筒型スパッタリングターゲット。 5) A Cu—Ga alloy sputtering target comprising Ga of 25 at% or more and 35 at% or less and the balance of Cu and inevitable impurities, wherein the number of pores having an equivalent circle diameter of 50 μm or more is 0.3 / A Cu—Ga alloy cylindrical sputtering target characterized by being cm 2 or less.
6)Gaが25at%以上35at%以下、残部がCu及び不可避的不純物からなるCu−Ga合金スパッタリングターゲットの製造方法であって、Cu−Ga合金原料を溶解するに際して、溶解温度を同合金の(融点+100)℃以上1100℃以下とし、かつ真空度を5.0×10−2torr以上の高い真空度として、溶解・鋳造してCu−Ga合金円筒型鋳造品とした後、これを加圧力1500kg/cm2以上、温度750℃以上融点の−50℃以下、保持時間2時間以上でHIP(熱間等方圧加圧加工)処理し、さらにターゲット形状に加工することを特徴とするCu−Ga合金円筒型スパッタリングターゲットの製造方法。 6) A method for producing a Cu—Ga alloy sputtering target comprising Ga of 25 at% or more and 35 at% or less, the balance being Cu and inevitable impurities, and when melting the Cu—Ga alloy raw material, the melting temperature of the alloy ( Melting point + 100) ° C. or higher and 1100 ° C. or lower and a vacuum degree of 5.0 × 10 −2 torr or higher, melting and casting to form a Cu—Ga alloy cylindrical cast product, and then applying pressure Cu-, characterized by being subjected to HIP (hot isostatic pressing) at a temperature of 1500 kg / cm 2 or more, a temperature of 750 ° C. or more and a melting point of −50 ° C. or less and a holding time of 2 hours or more, and further processed into a target shape. Manufacturing method of Ga alloy cylindrical sputtering target.
7)前記溶解温度を同合金の融点の+100℃以上1040℃以下とし、かつ真空度を5.0×10−3torr以上の高い真空度として、溶解・鋳造してCu−Ga合金円筒型鋳造品とした後、これを加圧力1500kg/cm2以上、温度750℃以上(融点−50)℃以下、保持時間3時間以上でHIP処理させることを特徴とする上記6)に記載のCu−Ga合金円筒型スパッタリングターゲットの製造方法。
8)前記工程により、50μm以上の平均径を有するポアの個数を0.3個/cm2以下とすることを特徴とする上記7)に記載のCu−Ga合金円筒型スパッタリングターゲットの製造方法。
7) The melting temperature is set to + 100 ° C. or higher and 1040 ° C. or lower of the melting point of the alloy, and the degree of vacuum is set to a high degree of vacuum of 5.0 × 10 −3 torr or higher. Cu-Ga as described in 6) above, wherein the product is subjected to HIP treatment at a pressure of 1500 kg / cm 2 or more, a temperature of 750 ° C. or more (melting point −50) ° C. and a holding time of 3 hours or more. Manufacturing method of alloy cylindrical sputtering target.
8) The method for producing a Cu—Ga alloy cylindrical sputtering target according to 7) above, wherein the number of pores having an average diameter of 50 μm or more is set to 0.3 / cm 2 or less by the step.
本発明によれば、Ga濃度が25at%〜35at%の範囲のCuGa合金においても、割れが生じず、ポア(空孔又は空隙とも言う。)を低減することで、異常放電等の少ない良好なスパッタリングを可能としたターゲットを提供することができる優れた効果を有する。また、焼結体ターゲットに比べてガス成分を減少できるという大きな利点がある。このようにガス成分(酸素等)が少なく、ポアの発生が少ない鋳造組織を持つCu−Ga合金ターゲットを用いてスパッタリングすることにより、異常放電及びパーティクルの発生が少なく、均質なCu−Ga系合金膜を得ることが可能であり、かつCu−Ga合金ターゲットの製造コストを大きく低減できる効果を有する。このようなスパッタ膜から光吸収層及びCIGS系太陽電池を製造することができるので、CIGS太陽電池の変換効率の低下が抑制されるとともに、低コストのCIGS系太陽電池を作製することができるという優れた効果を有する。 According to the present invention, even in a CuGa alloy having a Ga concentration in the range of 25 at% to 35 at%, cracks do not occur, and pores (also referred to as vacancies or voids) are reduced. It has an excellent effect of providing a target capable of sputtering. Further, there is a great advantage that the gas component can be reduced as compared with the sintered compact target. Sputtering using a Cu-Ga alloy target having a cast structure with a small amount of gas components (oxygen, etc.) and a small amount of pores as described above results in less abnormal discharge and less generation of particles and a homogeneous Cu-Ga alloy. A film can be obtained, and the manufacturing cost of the Cu—Ga alloy target can be greatly reduced. Since a light absorption layer and a CIGS solar cell can be manufactured from such a sputtered film, a reduction in conversion efficiency of the CIGS solar cell is suppressed, and a low-cost CIGS solar cell can be produced. Has an excellent effect.
本願発明のCu−Ga合金円筒型鋳造品は、Gaが25at%以上35at%以下、残部がCu及び不可避的不純物からなるものであり、これらの合金の原料を溶解・鋳造したCu−Ga合金の円筒型鋳造品である。そして、この同円筒型鋳造品を輪切りに切断した場合の、横断面における100μm以上の円相当径を有するポアの個数を3.5個/cm2以下とするものである。
このような鋳造組織を持つCu−Ga合金ターゲットを用いてスパッタリングすることにより、異常放電及びパーティクルの発生が少なく、均質なCu−Ga系合金膜を得ることが可能となる。さらに、本発明のCu−Ga合金ターゲット用いたスパッタ膜をもちいて光吸収層及びCIGS系太陽電池を製造した場合に、CIGS太陽電池の変換効率の低下が抑制されるとともに、低コストのCIGS系太陽電池を作製することができる。
The Cu-Ga alloy cylindrical cast of the present invention is made of Cu-Ga alloy in which Ga is 25 at% or more and 35 at% or less, and the balance is made of Cu and inevitable impurities. It is a cylindrical casting. When the cylindrical cast product is cut into round pieces, the number of pores having a circle-equivalent diameter of 100 μm or more in the cross section is set to 3.5 pieces / cm 2 or less.
By performing sputtering using a Cu—Ga alloy target having such a cast structure, it is possible to obtain a homogeneous Cu—Ga alloy film with less abnormal discharge and generation of particles. Furthermore, when the light absorption layer and the CIGS solar cell are manufactured using the sputtered film using the Cu—Ga alloy target of the present invention, the reduction in the conversion efficiency of the CIGS solar cell is suppressed, and the low-cost CIGS system is used. A solar cell can be produced.
Gaの含有量は、CIGS系太陽電池を製造する際に必要とされるCu−Ga合金スパッタ膜形成の要請から必要とされるものであるが、本発明Cu−Ga合金スパッタリングターゲットは、Gaが25at%以上35at%以下、残部がCu及び不可避的不純物からなる溶解・鋳造した円筒型のCu−Ga合金スパッタリングターゲットを提供する。 The Ga content is required from the request for the formation of a Cu—Ga alloy sputtered film that is required when manufacturing a CIGS solar cell. Disclosed is a fused and cast cylindrical Cu-Ga alloy sputtering target having 25 at% or more and 35 at% or less, the balance being Cu and inevitable impurities.
従来の焼結品では相対密度を95%以上、さらには98%以上にすることが目標である。相対密度が低いと、スパッタ中の内部空孔の表出時に空孔周辺を起点とするスプラッシュや異常放電による膜へのパーティクル発生や表面凹凸化の進展が早期に進行して、表面突起(ノジュール)を起点とする異常放電等が起き易くなるからである。鋳造品は、ほぼ相対密度100%を達成することができ、この結果、スパッタリングの際のパーティクルの発生を抑制できる効果を有する。これは鋳造品の大きな利点の一つと言える。 In a conventional sintered product, the target is to set the relative density to 95% or more, further 98% or more. When the relative density is low, when the internal vacancies are exposed during sputtering, the generation of particles and surface irregularities on the film due to splash and abnormal discharge starting from the periphery of the vacancies progress early, and surface protrusions (nodules) This is because an abnormal discharge or the like starting from () is likely to occur. The cast product can achieve a relative density of approximately 100%, and as a result, has an effect of suppressing generation of particles during sputtering. This is one of the major advantages of castings.
ポアは、スパッタリング時の異常放電とパーティクルを低減するためには、出来るだけ削減することが必要である。ところが、ロータリーターゲットのような円筒形状の場合、鋳型内に溶湯を注ぐと、100〜500μ(ミクロン)単位の目視で確認できる大きなポア(空孔)が生ずることが分かった。
鋳造インゴットの一部切断面を研磨した組織の様子を、図1に示す。図1の上の図では、〇で囲った5個のポア(マイクロポア)が確認できる。図1の下の図は、この中の一つを拡大した組織の写真である。主として、結晶組織の粒界にポアが見られる。
The pores need to be reduced as much as possible to reduce abnormal discharge and particles during sputtering. However, in the case of a cylindrical shape such as a rotary target, it has been found that when a molten metal is poured into a mold, large pores (holes) that can be visually confirmed in units of 100 to 500 μm are generated.
The state of the structure | tissue which grind | polished the partial cut surface of the casting ingot is shown in FIG. In the upper diagram of FIG. 1, five pores (micropores) surrounded by circles can be confirmed. The lower figure of FIG. 1 is a photograph of an enlarged structure of one of them. There are pores mainly at the grain boundaries of the crystal structure.
この空孔内部には、主に水素ガスが内包されていることが分かった。ポア内部のガス分析については、鋳片を微小ドリルで孔を開けながらガスを分析することにより測定し、ドリルで孔を開けていないバックグラウンドとの比較から水素ガスの存在が確認できる。
実際のガス分析については、ブローホール内ガス分析装置(日鐵テクノリサーチ)、質量分析計(アネルバ製「四重極質量分析計」)を使用して行った。この結果を図2に示す。この図2で、バックグラウンド(上図)とガス放出時(下図)の分析結果を示す。
It was found that hydrogen gas was mainly contained in the pores. The gas analysis inside the pore is measured by analyzing the gas while making a hole in the slab with a micro drill, and the presence of hydrogen gas can be confirmed by comparison with a background in which no hole is made with a drill.
The actual gas analysis was carried out using a gas analyzer in the blowhole (Nippon Techno Research) and a mass spectrometer (“A quadrupole mass spectrometer”). The result is shown in FIG. FIG. 2 shows the analysis results of the background (upper figure) and gas release (lower figure).
水素は、溶解時には銅中に固溶しているが、凝固の過程で固相にトラップされたものである。従って、一般的には最終的にHIP処理等によりマイクロポアを除去していた。
ところが、単位面積あたりの空隙がある一定量以上存在するとHIP処理のみでは完全に除去しきれず、インゴット内部に残留することがあった。
Although hydrogen is dissolved in copper when dissolved, it is trapped in the solid phase during the solidification process. Therefore, in general, the micropores are finally removed by HIP processing or the like.
However, if there is a certain amount or more of voids per unit area, it may not be completely removed by HIP treatment alone and may remain inside the ingot.
そこで、溶解の条件を工夫することにより、すなわちGaが25at%以上35at%以下、残部がCuからなるCu−Ga合金の溶解温度を、同合金の(融点+100)℃以上1100℃以下、さらには(融点+100)℃以上1040℃以下とし、かつ真空度を5.0×10−2torr以上、さらには5.0×10−3torr以上の高い真空度として、溶解・鋳造することによりポアを低減又は除去することができた。
すなわち、円筒型鋳造品を輪切りに切断した場合の、横断面における100μm以上の円相当径を有するポアの個数を3.5個/cm2以下とすることが可能となった。
合金の融点は、Cu−Gaの二元系状態図から求めることができる(参考資料:ASMのBinary Alloy data base)。例えば、Gaが25at%の場合、Cu−Gaの二元系状態図から、融点は、890℃となる。
Therefore, by devising the melting conditions, that is, the melting temperature of the Cu—Ga alloy having Ga of 25 at% or more and 35 at% or less and the balance being Cu is set to (melting point + 100) ° C. or more and 1100 ° C. or less of the alloy, The melting point is +100) ° C. or higher and 1040 ° C. or lower, and the degree of vacuum is 5.0 × 10 −2 torr or higher, and further high melting degree is 5.0 × 10 −3 torr or higher. Could be reduced or eliminated.
That is, the number of pores having a circle-equivalent diameter of 100 μm or more in the cross section when the cylindrical cast product is cut into round pieces can be 3.5 pieces / cm 2 or less.
The melting point of the alloy can be determined from a binary phase diagram of Cu-Ga (reference material: ASM's Binary Alloy data base). For example, when Ga is 25 at%, the melting point is 890 ° C. from the binary phase diagram of Cu—Ga.
この場合、溶解温度が1100℃を超えると液相中の水素溶解度が多くなり、十分に除去できない。より好ましくは溶解温度を1040℃以下とするのが良い。また真空度が5×10−3torr以上であっても、ガス成分が溶解中に固溶し、除去できないので、上記の条件が好ましいと言える。
図3に、Cu−Hの2元状態図を示す。Cuの水素固溶限は、約1075℃の0.2at%であり、温度が下がるほど少なくなる。また、融点の1084℃を超えると、溶解度は0.6at%と3倍に増加する。このことから、上記の温度範囲とするのが良いと言える。
In this case, if the dissolution temperature exceeds 1100 ° C., the hydrogen solubility in the liquid phase increases and cannot be removed sufficiently. More preferably, the melting temperature is 1040 ° C. or lower. Even if the degree of vacuum is 5 × 10 −3 torr or more, the gas component is dissolved in the solution and cannot be removed, so the above conditions can be said to be preferable.
FIG. 3 shows a binary phase diagram of Cu—H. The hydrogen solubility limit of Cu is 0.2 at% at about 1075 ° C., and decreases as the temperature decreases. When the melting point exceeds 1084 ° C., the solubility increases by a factor of 3 to 0.6 at%. From this, it can be said that the above temperature range is preferable.
Cu−Ga合金円筒型スパッタリングターゲットの製造に際しては、Gaが25at%以上35at%以下、残部がCuからなる原料を、前記の通り、溶解温度を同合金の(融点+100)℃以上1100℃以下(より好ましくは、〜1040℃以下)とし、かつ真空度を5.0×10−2torr以上の高い真空度として、溶解・鋳造してCu−Ga合金円筒型鋳造品とした後、これを加圧力1500kg/cm2以上、温度750℃以上(融点−50)℃以下、保持時間2時間以上(さらに好ましくは、3時間以上)でHIP処理し、さらにターゲット形状に加工することにより、該ターゲットに50μm以上の円相当径を有するポアの個数が0.3個/cm2以下のCu−Ga合金円筒型スパッタリングターゲットを得ることが可能となった。 In the production of a Cu-Ga alloy cylindrical sputtering target, a raw material comprising Ga of 25 at% to 35 at% and the balance of Cu as described above has a melting temperature of (melting point + 100) ° C. to 1100 ° C. More preferably, it is 1040 ° C. or less) and the degree of vacuum is as high as 5.0 × 10 −2 torr or more. A HIP treatment is performed at a pressure of 1500 kg / cm 2 or more, a temperature of 750 ° C. or more (melting point −50) ° C. or less, a holding time of 2 hours or more (more preferably 3 hours or more), and further processed into a target shape. can be the number of pores having an equivalent circle diameter of more than 50μm to obtain a 0.3 / cm 2 or less of Cu-Ga alloy cylindrical sputtering target It became.
このHIP処理は、加圧が1500kg/cm2未満だと、ポアが十分に潰れず、温度が750℃未満であると、ガス成分が拡散せずに残留する。また、高温の温度保持時間を一定時間以上にすることが必要である。具体的には2時間以上、さらには3時間以上が望ましい。高温の温度保持時間が不足すると、ポアに内包されたガス成分の十分な拡散が行われず、ポア(空孔)が残留することが多くなる。
Cu−Ga合金の溶解鋳造の例を図4に示す。所定のCuGa合金の組成となるように、Cu、Gaの原料を例えば約25kgをグラファイト製坩堝内で溶解する。水分除去のため、バーナーでグラファイト製タンディシュを約1時間、炙るのが良い。
In this HIP treatment, when the pressure is less than 1500 kg / cm 2 , the pores are not sufficiently crushed, and when the temperature is less than 750 ° C., the gas component remains without being diffused. Moreover, it is necessary to set the high temperature holding time to a certain time or longer. Specifically, 2 hours or more, further 3 hours or more are desirable. If the high temperature holding time is insufficient, the gas component contained in the pores is not sufficiently diffused, and pores (holes) often remain.
An example of melt casting of a Cu—Ga alloy is shown in FIG. For example, about 25 kg of Cu and Ga raw materials are dissolved in a graphite crucible so as to have a predetermined CuGa alloy composition. In order to remove water, it is better to beat the graphite tundish with a burner for about 1 hour.
中子を備えたグラファイト製鋳型(例えば、外径165φ、内径125φ、高さ400mm)とタンディシュを、チャンバー内に設置する。所定の真空度になるまで真空引きを行った後、坩堝を誘導加熱により加熱し、原料を溶かす。そして、所定の温度になった時点で、タンディシュを介して、鋳型に注ぎ込んで円筒型のCu−Ga合金インゴットを製造する。 A graphite mold (for example, an outer diameter of 165φ, an inner diameter of 125φ, and a height of 400 mm) having a core and a tundish are placed in the chamber. After evacuation until a predetermined degree of vacuum is achieved, the crucible is heated by induction heating to melt the raw material. And when it becomes predetermined | prescribed temperature, it pours into a casting_mold | template via a tundish and manufactures a cylindrical Cu-Ga alloy ingot.
円筒型のCu−Ga合金インゴットの評価に際しては、図5に示すように、約300mm長さの円筒状鋳造品(鋳物)を、例えば上から50mm、150mm、250mmの位置の3か所を、それぞれの厚みが10mmとなるように輪切りに切断する。なお、輪切りの際には、図5のように断面方向が長さ方向に垂直に近い方向になるように切断する(斜めに切断するようなことはしない)。
この様にして得たインゴットを#400のエメリー紙で研磨する。そして、断面に存在するポアの個数を数えて、本願発明の要件を満足しているか否かを確認する。
When evaluating the cylindrical Cu-Ga alloy ingot, as shown in FIG. 5, a cylindrical cast product (cast) having a length of about 300 mm, for example, three locations at positions of 50 mm, 150 mm, and 250 mm from the top, Cut into rounds so that each thickness is 10 mm. At the time of ring cutting, cutting is performed so that the cross-sectional direction is nearly perpendicular to the length direction as shown in FIG. 5 (they are not cut obliquely).
The ingot thus obtained is polished with # 400 emery paper. Then, the number of pores present in the cross section is counted to check whether the requirements of the present invention are satisfied.
さらに、溶解・鋳造してCu−Ga合金円筒型鋳造品(インゴット)を、加圧力1500kg/cm2以上、温度750℃から融点−50℃の範囲、保持時間:2時間以上として(必要に応じて3時間以上として)、HIP処理してターゲットに加工することにより、該ターゲットに50μm以上の円相当径を有するポアの個数が0.3個/cm2以下のCu−Ga合金円筒型スパッタリングターゲットを得ることができる。さらには0個/cm2とすることも可能となる。 Further, a Cu-Ga alloy cylindrical cast product (ingot) is melted and cast to a pressure of 1500 kg / cm 2 or more, a temperature range from 750 ° C. to a melting point of −50 ° C., holding time: 2 hours or more (if necessary Cu-Ga alloy cylindrical sputtering target in which the number of pores having a circle-equivalent diameter of 50 μm or more is 0.3 pieces / cm 2 or less by processing into a target by HIP treatment for 3 hours or more) Can be obtained. Further, it can be 0 / cm 2 .
このようにして製造されたスパッタリングターゲットは、例えば、スパッタパワーを直流(DC)1000W、雰囲気ガスをアルゴンとして、ガス流量50scm、スパッタ時圧力を0.5Paとしたとき、スパッタ時間にして5時間後から6時間後の間の1時間における異常放電数を10回以下、好ましくは5回以下とすることができる。
以上に示すように、鋳造条件を制御し、適切な条件でHIP処理を施すことによりGa濃度が25〜35at%の範囲でも、ターゲットの割れが生じず、マイクロポアを低減することで異常放電数を低減したCuGa合金ロータリーターゲットを得ることができる。
The sputtering target manufactured in this way is, for example, a sputtering time of 5 hours when the sputtering power is direct current (DC) 1000 W, the atmosphere gas is argon, the gas flow rate is 50 scm, and the sputtering pressure is 0.5 Pa. The number of abnormal discharges in 1 hour between 6 hours and 10 hours or less can be 10 times or less, preferably 5 times or less.
As described above, by controlling the casting conditions and performing the HIP process under appropriate conditions, even if the Ga concentration is in the range of 25 to 35 at%, the target is not cracked and the number of abnormal discharges is reduced by reducing the micropores. CuGa alloy rotary target with reduced can be obtained.
次に、本発明の実施例について説明する。なお、本実施例はあくまで一例であり、この例に制限されるものではない。すなわち、本発明の技術思想の範囲内で、明細書全体から把握できる発明及び実施例以外の態様あるいは変形を全て包含するものである。 Next, examples of the present invention will be described. In addition, a present Example is an example to the last, and is not restrict | limited to this example. In other words, all aspects or modifications other than the invention and examples that can be grasped from the entire specification are included within the scope of the technical idea of the present invention.
(実施例1)
図4に示す鋳造装置を使用し、添加元素であるGa(純度:4N)をGa濃度が25at%の組成比となるように調整し、残部銅(Cu:純度4N)とした原料25kgをカーボン製坩堝に入れ、チャンバー内を5×10−3torrの真空雰囲気にし、誘導加熱にて坩堝を1100°Cまで加熱した。
原料が完全に溶解した後、チャンバー内部にアルゴンガスを導入し、溶湯温度を990°Cになるまで下げ、溶湯温度が安定した時点で出湯を開始した。以降では、この際の温度を出湯温度とする。出湯はタンディッシュを介して鋳型へ流し込む方法で行った。溶解の際使用した坩堝の形状は320mmφ×400mmφ、鋳型は外径165φ、内径125φ、高さ400mmである。
Example 1
Using the casting apparatus shown in FIG. 4, the additive element Ga (purity: 4N) is adjusted so that the Ga concentration is a composition ratio of 25 at%, and the remaining 25 kg of raw material made of copper (Cu: purity 4N) is carbon. It put in the crucible made, the inside of a chamber was made into the vacuum atmosphere of 5 * 10 < -3 > torr, and the crucible was heated to 1100 degreeC by induction heating.
After the raw materials were completely dissolved, argon gas was introduced into the chamber, the molten metal temperature was lowered to 990 ° C., and tapping started when the molten metal temperature became stable. Hereinafter, this temperature will be referred to as the tapping temperature. The tapping was performed by pouring into a mold through a tundish. The shape of the crucible used for melting was 320 mmφ × 400 mmφ, the mold had an outer diameter of 165φ, an inner diameter of 125φ, and a height of 400 mm.
鋳造後、インゴットを鋳型から取り出し、出来上がった約300mm長さの円筒状鋳物を、上から50mm、150mm、250mmの位置の3か所を、それぞれの厚みが10mmとなるように輪切りに切断した。この様にして得たインゴットの横断面を#400のエメリー紙で研磨した後、断面に存在する100μ以上の円相当径を有するポアの個数を確認したところ、単位cm2あたり0.8個であった。 After casting, the ingot was taken out from the mold, and the finished cylindrical casting having a length of about 300 mm was cut into three pieces at a position of 50 mm, 150 mm, and 250 mm from the top so that each thickness was 10 mm. After polishing the cross section of the ingot obtained in this manner with emery paper of # 400, it was confirmed number of pores having an equivalent circle diameter of more than 100μ present in cross-section, 0.8 per unit cm 2 in there were.
さらに、この円筒型物を加圧力1500kg/cm2、温度750℃、保持時間3時間で、HIP処理を施した。鋳物に存在する50μm以上の円相当径を有するポアは皆無(0)であり、0.3個/cm2以下を満たした。この結果を、表1に示す。
この円筒型鋳物を内径135mm、外径150mm、長さ75mm2本を円筒状に加工して、チタン製のバッキングチューブにボンディグし、2分割で全長150mmのスパッタリングターゲットとし、スパッタを行った。スパッタパワーは直流(DC)1000W、雰囲気ガスはアルゴンでガス流量は50sccm、スパッタ時圧力は0.5Paとした。スパッタ時間にして5時間後から6時間後の間の1時間における異常放電数をカウントしたところ0回であった。これにより、本願の目的を達成することができた。この結果を、表1に示す。
Further, this cylindrical product was subjected to HIP treatment at a pressure of 1500 kg / cm 2 , a temperature of 750 ° C., and a holding time of 3 hours. There were no (0) pores having an equivalent circle diameter of 50 μm or more present in the casting, and 0.3 or less per cm 2 was satisfied. The results are shown in Table 1.
Two cylindrical castings having an inner diameter of 135 mm, an outer diameter of 150 mm, and a length of 75 mm were processed into a cylindrical shape, bonded to a titanium backing tube, and sputtered with a splitting target having a total length of 150 mm. The sputtering power was direct current (DC) 1000 W, the atmosphere gas was argon, the gas flow rate was 50 sccm, and the sputtering pressure was 0.5 Pa. When the number of abnormal discharges in one hour between 5 hours and 6 hours after the sputtering time was counted, it was 0. Thereby, the objective of this application was able to be achieved. The results are shown in Table 1.
(比較例1)
実施例1と同様に鋳造した円筒型鋳物を、加圧力1500kg/cm2、温度650℃、保持時間3時間で、HIP処理を施した。鋳物に存在する50μm以上の円相当径を有するポアの個数は、単位cm2あたり0.5個であった。実施例1とは異なるHIP条件(低温)で処理したものであるが、ポア数が増加した。この結果を、同様に表1に示す。実施例1と同様の条件でスパッタしたところ、異常放電数は12回であり、異常放電が多い結果となった。
(Comparative Example 1)
A cylindrical casting cast in the same manner as in Example 1 was subjected to HIP treatment at a pressure of 1500 kg / cm 2 , a temperature of 650 ° C., and a holding time of 3 hours. The number of pores having an equivalent circle diameter of 50 μm or more present in the casting was 0.5 per unit cm 2 . Although it processed by HIP conditions (low temperature) different from Example 1, the number of pores increased. The results are also shown in Table 1. When sputtering was performed under the same conditions as in Example 1, the number of abnormal discharges was 12, which resulted in many abnormal discharges.
(実施例2)
出湯温度を1040℃とした以外は、実施例1と同様に鋳造した円筒型鋳物を、加圧力1500kg/cm2、温度750°C、保持時間3時間で、HIP処理を施した。鋳物に存在する50μm以上の円相当径を有するポアの個数は、単位cm2あたり1.4個であり、HIP後のポアの個数は、単位cm2あたり皆無(0)であり、0.3個/cm3以下を満たした。この結果を、表1に示す。実施例1と同様の条件でスパッタしたところ、異常放電数は0回であった。これにより、本願の目的を達成することができた。この結果を、表1に示す。
(Example 2)
A cylindrical casting cast in the same manner as in Example 1 except that the tapping temperature was 1040 ° C. was subjected to HIP treatment at a pressure of 1500 kg / cm 2 , a temperature of 750 ° C., and a holding time of 3 hours. The number of pores having a circle-equivalent diameter of 50 μm or more present in the casting is 1.4 per unit cm 2 , and the number of pores after HIP is none (0) per unit cm 2. Pieces / cm3 or less were satisfied. The results are shown in Table 1. When sputtering was performed under the same conditions as in Example 1, the number of abnormal discharges was zero. Thereby, the objective of this application was able to be achieved. The results are shown in Table 1.
(比較例2)
実施例2と同様に鋳造した円筒型鋳物を、加圧力1500kg/cm2、温度650℃、保持時間3時間で、HIP処理を施した。鋳物に存在する50μm以上の円相当径を有するポアの個数は、単位cm2あたり1.4個であり、HIP後のポアの個数は、単位cm2あたり0.5個であった。
実施例2とは異なるHIP条件(低温)で処理したものであるが、ポア数が増加した。この結果を、同様に表1に示す。実施例1と同様の条件でスパッタしたところ、異常放電数は20回であり、異常放電が多い結果となった。
(Comparative Example 2)
The cylindrical casting cast in the same manner as in Example 2 was subjected to HIP treatment at a pressure of 1500 kg / cm 2 , a temperature of 650 ° C., and a holding time of 3 hours. The number of pores having a circle-equivalent diameter of 50 μm or more present in the casting was 1.4 per unit cm 2 , and the number of pores after HIP was 0.5 per unit cm 2 .
Although it processed by HIP conditions (low temperature) different from Example 2, the number of pores increased. The results are also shown in Table 1. When sputtering was performed under the same conditions as in Example 1, the number of abnormal discharges was 20, which resulted in many abnormal discharges.
(実施例3)
出湯温度を1100℃とした以外は、実施例1と同様に鋳造した円筒型鋳物を、加圧力1500kg/cm2、温度750°C、保持時間3時間で、HIP処理を施した。鋳物に存在する50μm以上の円相当径を有するポアの個数は、単位cm2あたり3.2個であり、HIP後のポアの個数は、単位cm2あたり0.2個であり、0.3個/cm2以下を満たした。この結果を、表1に示す。実施例1と同様の条件でスパッタしたところ、異常放電数は2回であった。これにより、本願の目的を達成することができた。この結果を、表1に示す。
(Example 3)
A cylindrical casting cast in the same manner as in Example 1 except that the tapping temperature was 1100 ° C. was subjected to HIP treatment at a pressure of 1500 kg / cm 2 , a temperature of 750 ° C., and a holding time of 3 hours. The number of pores having a circle-equivalent diameter of 50 μm or more present in the casting is 3.2 per unit cm 2 , and the number of pores after HIP is 0.2 per unit cm 2. The number / cm 2 or less was satisfied. The results are shown in Table 1. When sputtering was performed under the same conditions as in Example 1, the number of abnormal discharges was two. Thereby, the objective of this application was able to be achieved. The results are shown in Table 1.
(比較例3)
低い真空度である5×10−1torr(出湯前の真空度)とした以外は実施例3と同様に鋳造した円筒型鋳物を、加圧力1500kg/cm2、温度750℃、保持時間3時間で、HIP処理を施した。鋳物に存在する50μm以上の円相当径を有するポアの個数は、単位cm2あたり4.5個であり、HIP後のポアの個数は、単位cm2あたり0.6個であった。
このように、実施例3とは異なる真空度(低真空)で処理したものであるが、ポア数が増加した。この結果を、同様に表1に示す。実施例1と同様の条件でスパッタしたところ、異常放電数は36回であり、異常放電が多い結果となった。
(Comparative Example 3)
A cylindrical casting cast in the same manner as in Example 3 except that the vacuum degree was 5 × 10 −1 torr (vacuum degree before tapping) was applied to a pressing force of 1500 kg / cm 2 , a temperature of 750 ° C., and a holding time of 3 hours. Then, the HIP treatment was performed. The number of pores having an equivalent circle diameter of 50 μm or more present in the casting was 4.5 per unit cm 2 , and the number of pores after HIP was 0.6 per unit cm 2 .
Thus, although it processed by the vacuum degree (low vacuum) different from Example 3, the number of pores increased. The results are also shown in Table 1. When sputtering was performed under the same conditions as in Example 1, the number of abnormal discharges was 36, resulting in many abnormal discharges.
(実施例4)
添加元素であるGa(純度:4N)をGa濃度が30at%の組成比となるように調整して、実施例1と同様に原料を完全に溶解した。
原料が完全に溶解した後、チャンバー内部にアルゴンガスを導入し、溶湯温度を950°Cになるまで下げ、溶湯温度が安定した時点で出湯を開始した。出湯方法、鋳型の寸法は実施例1と同様である。
鋳造した円筒型物を加圧力1500kg/cm2、温度750°C、保持時間2時間で、HIP処理を施した。鋳物に存在する50μm以上の円相当径を有するポアの個数は、単位cm2あたり1.3個であり、HIP後のポアの個数は、単位cm2あたり0.1個であり、0.3個/cm2以下を満たした。この結果を、表1に示す。実施例1と同様の条件でスパッタしたところ、異常放電数は2回であった。これにより、本願の目的を達成することができた。この結果を、表1に示す。
Example 4
The additive element Ga (purity: 4N) was adjusted to a composition ratio of Ga concentration of 30 at%, and the raw material was completely dissolved as in Example 1.
After the raw material was completely dissolved, argon gas was introduced into the chamber, the molten metal temperature was lowered to 950 ° C., and the hot water was started when the molten metal temperature was stabilized. The hot water discharge method and the dimensions of the mold are the same as in Example 1.
The cast cylindrical product was subjected to HIP treatment at a pressure of 1500 kg / cm 2 , a temperature of 750 ° C., and a holding time of 2 hours. The number of pores having a circle-equivalent diameter of 50 μm or more present in the casting is 1.3 per unit cm 2 , and the number of pores after HIP is 0.1 per unit cm 2 , 0.3 The number / cm 2 or less was satisfied. The results are shown in Table 1. When sputtering was performed under the same conditions as in Example 1, the number of abnormal discharges was two. Thereby, the objective of this application was able to be achieved. The results are shown in Table 1.
(比較例4)
実施例4と同様に鋳造した円筒型鋳物を、加圧力1500kg/cm2、温度650℃、保持時間3時間で、HIP処理を施した。鋳物に存在する50μm以上の円相当径を有するポアの個数は、単位cm2あたり1.3個であり、HIP後のポアの個数は、単位cm2あたり0.6個であった。
実施例4とは異なるHIP条件(低温)で処理したものであるが、ポア数が増加した。この結果を、同様に表1に示す。実施例1と同様の条件でスパッタしたところ、異常放電数は32回であり、異常放電が多い結果となった。
(Comparative Example 4)
A cylindrical casting cast in the same manner as in Example 4 was subjected to HIP treatment at a pressure of 1500 kg / cm 2 , a temperature of 650 ° C., and a holding time of 3 hours. The number of pores having an equivalent circle diameter of 50 μm or more present in the casting was 1.3 per unit cm 2 , and the number of pores after HIP was 0.6 per unit cm 2 .
Although it processed by HIP conditions (low temperature) different from Example 4, the number of pores increased. The results are also shown in Table 1. When sputtering was performed under the same conditions as in Example 1, the number of abnormal discharges was 32, resulting in many abnormal discharges.
(実施例5)
実施例4と同様に鋳造した円筒型鋳物を、加圧力1500kg/cm2、温度800℃、保持時間3時間で、HIP処理を施した。鋳物に存在する50μm以上の円相当径を有するポアの個数は、単位cm2あたり1.3個であり、HIP後のポアの個数は、単位cm2あたり皆無(0)個であり、0.3個/cm2以下を満たした。この結果を、表1に示す。実施例1と同様の条件でスパッタしたところ、異常放電数は1回であった。これにより、本願の目的を達成することができた。この結果を、表1に示す。
(Example 5)
A cylindrical casting cast in the same manner as in Example 4 was subjected to HIP treatment at a pressure of 1500 kg / cm 2 , a temperature of 800 ° C., and a holding time of 3 hours. The number of pores having a circle-equivalent diameter of 50 μm or more present in the casting is 1.3 per unit cm 2 , and the number of pores after HIP is none (0) per unit cm 2 . 3 pieces / cm 2 or less were satisfied. The results are shown in Table 1. When sputtering was performed under the same conditions as in Example 1, the number of abnormal discharges was one. Thereby, the objective of this application was able to be achieved. The results are shown in Table 1.
(実施例6)
真空度を5×10−2torrの真空雰囲気とした以外は実施例4と同様に鋳造した円筒型鋳物を、加圧力1500kg/cm2、温度750℃、保持時間4時間で、HIP処理を施した。鋳物に存在する50μm以上の円相当径を有するポアの個数は、単位cm2あたり3.2個であり、HIP後のポアの個数は、単位cm2あたり0.2個であり、0.3個/cm2以下を満たした。この結果を、表1に示す。実施例1と同様の条件でスパッタしたところ、異常放電数は2回であった。これにより、本願の目的を達成することができた。この結果を、表1に示す。
(Example 6)
A cylindrical casting cast in the same manner as in Example 4 except that the degree of vacuum was changed to a vacuum atmosphere of 5 × 10 −2 torr was subjected to HIP treatment at a pressure of 1500 kg / cm 2 , a temperature of 750 ° C., and a holding time of 4 hours. did. The number of pores having a circle-equivalent diameter of 50 μm or more present in the casting is 3.2 per unit cm 2 , and the number of pores after HIP is 0.2 per unit cm 2. The number / cm 2 or less was satisfied. The results are shown in Table 1. When sputtering was performed under the same conditions as in Example 1, the number of abnormal discharges was two. Thereby, the objective of this application was able to be achieved. The results are shown in Table 1.
(実施例7)
出湯温度を1040℃とした以外は実施例4と同様に鋳造した円筒型鋳物を、加圧力1500kg/cm2、温度750℃、保持時間3時間で、HIP処理を施した。鋳物に存在する50μm以上の円相当径を有するポアの個数は、単位cm2あたり2.2個であり、HIP後のポアの個数は、単位cm2あたり0.3個であり、0.3個/cm2以下を満たした。この結果を、表1に示す。実施例1と同様の条件でスパッタしたところ、異常放電数は4回であった。これにより、本願の目的を達成することができた。この結果を、表1に示す。
(Example 7)
A cylindrical casting cast in the same manner as in Example 4 except that the tapping temperature was 1040 ° C. was subjected to HIP treatment at a pressure of 1500 kg / cm 2 , a temperature of 750 ° C., and a holding time of 3 hours. The number of pores having a circle-equivalent diameter of 50 μm or more present in the casting is 2.2 per unit cm 2 , and the number of pores after HIP is 0.3 per unit cm 2. The number / cm 2 or less was satisfied. The results are shown in Table 1. When sputtering was performed under the same conditions as in Example 1, the number of abnormal discharges was four. Thereby, the objective of this application was able to be achieved. The results are shown in Table 1.
(比較例5)
実施例7と同様に鋳造した円筒型鋳物を、加圧力1500kg/cm2、温度650℃、保持時間3時間で、HIP処理を施した。鋳物に存在する50μm以上の円相当径を有するポアの個数は、単位cm2あたり2.2個であり、HIP後のポアの個数は、単位cm2あたり0.8個であった。
実施例7とは異なるHIP条件(低温)で処理したものであるが、ポア数が増加した。この結果を、同様に表1に示す。実施例1と同様の条件でスパッタしたところ、異常放電数は64回であり、異常放電が多い結果となった。
(Comparative Example 5)
A cylindrical casting cast in the same manner as in Example 7 was subjected to HIP treatment at a pressure of 1500 kg / cm 2 , a temperature of 650 ° C., and a holding time of 3 hours. The number of pores having a circle-equivalent diameter of 50 μm or more present in the casting was 2.2 per unit cm 2 , and the number of pores after HIP was 0.8 per unit cm 2 .
Although it processed by HIP conditions (low temperature) different from Example 7, the number of pores increased. The results are also shown in Table 1. When sputtering was performed under the same conditions as in Example 1, the number of abnormal discharges was 64, resulting in many abnormal discharges.
(比較例6)
実施例7と同様に鋳造した円筒型鋳物を、加圧力1500kg/cm2、温度750℃、保持時間1時間で、HIP処理を施した。鋳物に存在する50μm以上の円相当径を有するポアの個数は、単位cm2あたり2.2個であり、HIP後のポアの個数は、単位cm2あたり0.5個であった。
実施例7とは異なるHIP条件(短時間)で処理したものであるが、ポア数が増加した。この結果を、同様に表1に示す。実施例1と同様の条件でスパッタしたところ、異常放電数は26回であり、異常放電が多い結果となった。
(Comparative Example 6)
A cylindrical casting cast in the same manner as in Example 7 was subjected to HIP treatment at a pressure of 1500 kg / cm 2 , a temperature of 750 ° C., and a holding time of 1 hour. The number of pores having an equivalent circle diameter of 50 μm or more present in the casting was 2.2 per unit cm 2 , and the number of pores after HIP was 0.5 per unit cm 2 .
Although it processed by HIP conditions (short time) different from Example 7, the number of pores increased. The results are also shown in Table 1. When sputtering was performed under the same conditions as in Example 1, the number of abnormal discharges was 26, and there were many abnormal discharges.
(実施例8)
真空度を5×10−4torrとした以外は実施例7と同様に鋳造した円筒型鋳物を、加圧力1500kg/cm2、温度750℃、保持時間2時間で、HIP処理を施した。鋳物に存在する50μm以上の円相当径を有するポアの個数は、単位cm2あたり1.8個であり、HIP後のポアの個数は、単位cm2あたり皆無(0)であり、0.3個/cm3以下を満たした。この結果を、表1に示す。実施例1と同様の条件でスパッタしたところ、異常放電数は1回であった。これにより、本願の目的を達成することができた。この結果を、表1に示す。
(Example 8)
A cylindrical casting cast in the same manner as in Example 7 except that the degree of vacuum was 5 × 10 −4 torr was subjected to HIP treatment at a pressure of 1500 kg / cm 2 , a temperature of 750 ° C., and a holding time of 2 hours. The number of pores having a circle-equivalent diameter of 50 μm or more present in the casting is 1.8 per unit cm 2 , and the number of pores after HIP is none (0) per unit cm 2. Pieces / cm3 or less were satisfied. The results are shown in Table 1. When sputtering was performed under the same conditions as in Example 1, the number of abnormal discharges was one. Thereby, the objective of this application was able to be achieved. The results are shown in Table 1.
(実施例9)
真空度を5×10−2torrとした以外は実施例7と同様に鋳造した円筒型鋳物を、加圧力1500kg/cm2、温度750℃、保持時間3時間で、HIP処理を施した。 鋳物に存在する50μm以上の円相当径を有するポアの個数は、単位cm2あたり4.0個であり、HIP後のポアの個数は、単位cm2あたり0.3個であり、0.3個/cm2以下を満たした。この結果を、表1に示す。実施例1と同様の条件でスパッタしたところ、異常放電数は3回であった。これにより、本願の目的を達成することができた。この結果を、表1に示す。
Example 9
A cylindrical casting cast in the same manner as in Example 7 except that the degree of vacuum was 5 × 10 −2 torr was subjected to HIP treatment at a pressure of 1500 kg / cm 2 , a temperature of 750 ° C., and a holding time of 3 hours. The number of pores having an equivalent circle diameter of 50 μm or more present in the casting is 4.0 per unit cm 2 , and the number of pores after HIP is 0.3 per unit cm 2. The number / cm 2 or less was satisfied. The results are shown in Table 1. When sputtering was performed under the same conditions as in Example 1, the number of abnormal discharges was three. Thereby, the objective of this application was able to be achieved. The results are shown in Table 1.
(実施例10)
出湯温度を1050℃とした以外は実施例4と同様に鋳造した円筒型鋳物を、加圧力1500kg/cm2、温度800℃、保持時間3時間で、HIP処理を施した。鋳物に存在する50μm以上の円相当径を有するポアの個数は、単位cm2あたり3.1個であり、HIP後のポアの個数は、単位cm2あたり0.2個であり、0.3個/cm2以下を満たした。この結果を、表1に示す。実施例1と同様の条件でスパッタしたところ、異常放電数は2回であった。これにより、本願の目的を達成することができた。この結果を、表1に示す。
(Example 10)
A cylindrical casting cast in the same manner as in Example 4 except that the tapping temperature was 1050 ° C. was subjected to HIP treatment at a pressure of 1500 kg / cm 2 , a temperature of 800 ° C., and a holding time of 3 hours. The number of pores having a circle-equivalent diameter of 50 μm or more present in the casting is 3.1 per unit cm 2 , and the number of pores after HIP is 0.2 per unit cm 2. The number / cm 2 or less was satisfied. The results are shown in Table 1. When sputtering was performed under the same conditions as in Example 1, the number of abnormal discharges was two. Thereby, the objective of this application was able to be achieved. The results are shown in Table 1.
(比較例7)
溶解温度を1180℃まで高くし、そのまま出湯した以外は、実施例4と同様に鋳造した円筒型鋳物を、加圧力1500kg/cm2、温度750℃、保持時間3時間で、HIP処理を施した。鋳物に存在する50μm以上の円相当径を有するポアの個数は、単位cm2あたり4.3個であり、HIP後のポアの個数は、単位cm2あたり0.5個であった。
実施例4とは異なる溶解、出湯温度(高温)で処理したものであるが、ポア数が増加した。この結果を、同様に表1に示す。実施例1と同様の条件でスパッタしたところ、異常放電数は28回であり、異常放電が多い結果となった。
(Comparative Example 7)
A cylindrical casting cast in the same manner as in Example 4 except that the melting temperature was increased to 1180 ° C. and the hot water was discharged as it was was subjected to HIP treatment at a pressure of 1500 kg / cm 2 , a temperature of 750 ° C., and a holding time of 3 hours. . The number of pores having a circle-equivalent diameter of 50 μm or more present in the casting was 4.3 per unit cm 2 , and the number of pores after HIP was 0.5 per unit cm 2 .
Although it was processed at a different melting and tapping temperature (high temperature) from Example 4, the number of pores increased. The results are also shown in Table 1. When sputtering was performed under the same conditions as in Example 1, the number of abnormal discharges was 28, resulting in many abnormal discharges.
(比較例8)
出湯温度を1200℃とした以外は、実施例4と同様に鋳造した円筒型鋳物を、加圧力1500kg/cm2、温度750℃、保持時間3時間で、HIP処理を施した。鋳物に存在する50μm以上の円相当径を有するポアの個数は、単位cm2あたり5.4個であり、HIP後のポアの個数は、単位cm2あたり0.7個であった。
実施例4とは異なる出湯温度(高温)で処理したものであるが、ポア数が増加した。この結果を、同様に表1に示す。実施例1と同様の条件でスパッタしたところ、異常放電数は49回であり、異常放電が多い結果となった。
(Comparative Example 8)
A cylindrical casting cast in the same manner as in Example 4 except that the tapping temperature was 1200 ° C. was subjected to HIP treatment at a pressure of 1500 kg / cm 2 , a temperature of 750 ° C., and a holding time of 3 hours. The number of pores having an equivalent circle diameter of 50 μm or more present in the casting was 5.4 per unit cm 2 , and the number of pores after HIP was 0.7 per unit cm 2 .
Although it processed by the tapping temperature (high temperature) different from Example 4, the number of pores increased. The results are also shown in Table 1. When sputtering was performed under the same conditions as in Example 1, the number of abnormal discharges was 49, resulting in many abnormal discharges.
(実施例11)
添加元素であるGa(純度:4N)をGa濃度が35at%の組成比となるように調整して、実施例1と同様に原料を完全に溶解した。
原料が完全に溶解した後、チャンバー内部にアルゴンガスを導入し、溶湯温度を910°Cになるまで下げ、溶湯温度が安定した時点で出湯を開始した。出湯方法、鋳型の寸法は実施例1と同様である。
鋳造した円筒型物を加圧力1500kg/cm2、温度750°C、保持時間2時間で、HIP処理を施した。鋳物に存在する50μm以上の円相当径を有するポアの個数は、単位cm2あたり1.5個であり、HIP後のポアの個数は、単位cm2あたり0.2個であり、0.2個/cm2以下を満たした。この結果を、表1に示す。実施例1と同様の条件でスパッタしたところ、異常放電数は2回であった。これにより、本願の目的を達成することができた。この結果を、表1に示す。
(Example 11)
The additive element Ga (purity: 4N) was adjusted to a composition ratio of Ga concentration of 35 at%, and the raw material was completely dissolved in the same manner as in Example 1.
After the raw materials were completely dissolved, argon gas was introduced into the chamber, the molten metal temperature was lowered to 910 ° C., and the hot water was started when the molten metal temperature was stabilized. The hot water discharge method and the dimensions of the mold are the same as in Example 1.
The cast cylindrical product was subjected to HIP treatment at a pressure of 1500 kg / cm 2 , a temperature of 750 ° C., and a holding time of 2 hours. The number of pores having a circle-equivalent diameter of 50 μm or more present in the casting is 1.5 per unit cm 2 , and the number of pores after HIP is 0.2 per unit cm 2. The number / cm 2 or less was satisfied. The results are shown in Table 1. When sputtering was performed under the same conditions as in Example 1, the number of abnormal discharges was two. Thereby, the objective of this application was able to be achieved. The results are shown in Table 1.
(比較例9)
実施例11と同様に鋳造した円筒型鋳物を、加圧力1500kg/cm2、温度650℃、保持時間3時間で、HIP処理を施した。鋳物に存在する50μm以上の円相当径を有するポアの個数は、単位cm2あたり1.5個であり、HIP後のポアの個数は、単位cm2あたり0.6個であった。
実施例11とは異なるHIP条件(低温)で処理したものであるが、ポア数が増加した。この結果を、同様に表1に示す。実施例1と同様の条件でスパッタしたところ、異常放電数は40回であり、異常放電が多い結果となった。
(Comparative Example 9)
A cylindrical casting cast in the same manner as in Example 11 was subjected to HIP treatment at a pressure of 1500 kg / cm 2 , a temperature of 650 ° C., and a holding time of 3 hours. The number of pores having an equivalent circle diameter of 50 μm or more present in the casting was 1.5 per unit cm 2 , and the number of pores after HIP was 0.6 per unit cm 2 .
Although it processed by HIP conditions (low temperature) different from Example 11, the number of pores increased. The results are also shown in Table 1. When sputtering was performed under the same conditions as in Example 1, the number of abnormal discharges was 40, resulting in many abnormal discharges.
(実施例12)
実施例11と同様に鋳造した円筒型鋳物を、加圧力1500kg/cm2、温度750℃、保持時間5時間で、HIP処理を施した。鋳物に存在する50μm以上の円相当径を有するポアの個数は、単位cm2あたり1.5個であり、HIP後のポアの個数は、単位cm2あたり皆無(0)であり、0.3個/cm2以下を満たした。この結果を、表1に示す。実施例1と同様の条件でスパッタしたところ、異常放電数は0回であった。これにより、本願の目的を達成することができた。この結果を、表1に示す。
(Example 12)
A cylindrical casting cast in the same manner as in Example 11 was subjected to HIP treatment at a pressure of 1500 kg / cm 2 , a temperature of 750 ° C., and a holding time of 5 hours. The number of pores having a circle-equivalent diameter of 50 μm or more present in the casting is 1.5 per unit cm 2 , and the number of pores after HIP is none (0) per unit cm 2. The number / cm 2 or less was satisfied. The results are shown in Table 1. When sputtering was performed under the same conditions as in Example 1, the number of abnormal discharges was zero. Thereby, the objective of this application was able to be achieved. The results are shown in Table 1.
(実施例13)
真空度を5×10−2torrとした以外は、実施例11と同様に鋳造した円筒型鋳物を、加圧力1500kg/cm2、温度750℃、保持時間3時間で、HIP処理を施した。鋳物に存在する50μm以上の円相当径を有するポアの個数は、単位cm2あたり3.3個であり、HIP後のポアの個数は、単位cm2あたり0.3個であり、0.3個/cm2以下を満たした。この結果を、表1に示す。実施例1と同様の条件でスパッタしたところ、異常放電数は3回であった。これにより、本願の目的を達成することができた。この結果を、表1に示す。
(Example 13)
A cylindrical casting cast in the same manner as in Example 11 except that the degree of vacuum was 5 × 10 −2 torr was subjected to HIP treatment at a pressure of 1500 kg / cm 2 , a temperature of 750 ° C., and a holding time of 3 hours. The number of pores having a circle-equivalent diameter of 50 μm or more present in the casting is 3.3 per unit cm 2 , and the number of pores after HIP is 0.3 per unit cm 2. The number / cm 2 or less was satisfied. The results are shown in Table 1. When sputtering was performed under the same conditions as in Example 1, the number of abnormal discharges was three. Thereby, the objective of this application was able to be achieved. The results are shown in Table 1.
(比較例10)
真空度を5×10−1torrとした以外は、実施例11と同様に鋳造した円筒型鋳物を、加圧力1500kg/cm2、温度750℃、保持時間3時間で、HIP処理を施した。鋳物に存在する50μm以上の円相当径を有するポアの個数は、単位cm2あたり4.2個であり、HIP後のポアの個数は、単位cm2あたり0.4個であった。
実施例11とは異なる真空度(低真空)で処理したものであるが、ポア数が増加した。この結果を、同様に表1に示す。実施例1と同様の条件でスパッタしたところ、異常放電数は11回であり、異常放電が多い結果となった。
(Comparative Example 10)
A cylindrical casting cast in the same manner as in Example 11 except that the degree of vacuum was 5 × 10 −1 torr was subjected to HIP treatment at a pressure of 1500 kg / cm 2 , a temperature of 750 ° C., and a holding time of 3 hours. The number of pores having an equivalent circle diameter of 50 μm or more present in the casting was 4.2 per unit cm 2 , and the number of pores after HIP was 0.4 per unit cm 2 .
Although it processed by the vacuum degree (low vacuum) different from Example 11, the number of pores increased. The results are also shown in Table 1. When sputtering was performed under the same conditions as in Example 1, the number of abnormal discharges was 11, which resulted in many abnormal discharges.
(実施例14)
出湯温度を1040℃とした以外は、実施例11と同様に鋳造した円筒型鋳物を、加圧力1500kg/cm2、温度750℃、保持時間2時間で、HIP処理を施した。鋳物に存在する50μm以上の円相当径を有するポアの個数は、単位cm2あたり2.9個であり、HIP後のポアの個数は、単位cm2あたり0.1個であり、0.3個/cm2以下を満たした。この結果を、表1に示す。実施例1と同様の条件でスパッタしたところ、異常放電数は2回であった。これにより、本願の目的を達成することができた。この結果を、表1に示す。
(Example 14)
A cylindrical casting cast in the same manner as in Example 11 except that the tapping temperature was 1040 ° C. was subjected to HIP treatment at a pressure of 1500 kg / cm 2 , a temperature of 750 ° C., and a holding time of 2 hours. The number of pores having a circle-equivalent diameter of 50 μm or more present in the casting is 2.9 per unit cm 2 , and the number of pores after HIP is 0.1 per unit cm 2 , 0.3 The number / cm 2 or less was satisfied. The results are shown in Table 1. When sputtering was performed under the same conditions as in Example 1, the number of abnormal discharges was two. Thereby, the objective of this application was able to be achieved. The results are shown in Table 1.
(比較例11)
実施例14と同様に鋳造した円筒型鋳物を、加圧力1500kg/cm2、温度600℃、保持時間3時間で、HIP処理を施した。鋳物に存在する50μm以上の円相当径を有するポアの個数は、単位cm2あたり2.9個であり、HIP後のポアの個数は、単位cm2あたり1.0個であった。
実施例11とは異なるHIP条件(低温)で処理したものであるが、ポア数が増加した。この結果を、同様に表1に示す。実施例1と同様の条件でスパッタしたところ、異常放電数は72回であり、異常放電が多い結果となった。
(Comparative Example 11)
A cylindrical casting cast in the same manner as in Example 14 was subjected to HIP treatment at a pressure of 1500 kg / cm 2 , a temperature of 600 ° C., and a holding time of 3 hours. The number of pores having an equivalent circle diameter of 50 μm or more present in the casting was 2.9 per unit cm 2 , and the number of pores after HIP was 1.0 per unit cm 2 .
Although it processed by HIP conditions (low temperature) different from Example 11, the number of pores increased. The results are also shown in Table 1. When sputtering was performed under the same conditions as in Example 1, the number of abnormal discharges was 72, resulting in many abnormal discharges.
(実施例15)
真空度を5×10−4torrとした以外は、実施例11と同様に鋳造した円筒型鋳物を、加圧力1500kg/cm2、温度750℃、保持時間3時間で、HIP処理を施した。鋳物に存在する50μm以上の円相当径を有するポアの個数は、単位cm2あたり2.4個であり、HIP後のポアの個数は、単位cm2あたり皆無(0)であり、0.3個/cm2以下を満たした。この結果を、表1に示す。実施例1と同様の条件でスパッタしたところ、異常放電数は1回であった。これにより、本願の目的を達成することができた。この結果を、表1に示す。
(Example 15)
A cylindrical casting cast in the same manner as in Example 11 except that the degree of vacuum was 5 × 10 −4 torr was subjected to HIP treatment at a pressure of 1500 kg / cm 2 , a temperature of 750 ° C., and a holding time of 3 hours. The number of pores having a circle-equivalent diameter of 50 μm or more present in the casting is 2.4 per unit cm 2 , and the number of pores after HIP is none (0) per unit cm 2. The number / cm 2 or less was satisfied. The results are shown in Table 1. When sputtering was performed under the same conditions as in Example 1, the number of abnormal discharges was one. Thereby, the objective of this application was able to be achieved. The results are shown in Table 1.
(比較例12)
真空度を5×10−1torrとした以外は、実施例14と同様に鋳造した円筒型鋳物を、加圧力1500kg/cm2、温度750℃、保持時間3時間で、HIP処理を施した。鋳物に存在する50μm以上の円相当径を有するポアの個数は、単位cm2あたり4.3個であり、HIP後のポアの個数は、単位cm2あたり0.5個であった。
実施例14とは異なる真空度(低真空)で処理したものであるが、ポア数が増加した。この結果を、同様に表1に示す。実施例1と同様の条件でスパッタしたところ、異常放電数は34回であり、異常放電が多い結果となった。
(Comparative Example 12)
A cylindrical casting cast in the same manner as in Example 14 except that the degree of vacuum was 5 × 10 −1 torr was subjected to HIP treatment at a pressure of 1500 kg / cm 2 , a temperature of 750 ° C., and a holding time of 3 hours. The number of pores having a circle-equivalent diameter of 50 μm or more present in the casting was 4.3 per unit cm 2 , and the number of pores after HIP was 0.5 per unit cm 2 .
Although it processed by the vacuum degree (low vacuum) different from Example 14, the number of pores increased. The results are also shown in Table 1. When sputtering was performed under the same conditions as in Example 1, the number of abnormal discharges was 34, and there were many abnormal discharges.
(実施例16)
出湯温度を1050℃とした以外は、実施例11と同様に鋳造した円筒型鋳物を、加圧力1500kg/cm2、温度750℃、保持時間6時間で、HIP処理を施した。鋳物に存在する50μm以上の円相当径を有するポアの個数は、単位cm2あたり3.1個であり、HIP後のポアの個数は、単位cm2あたり0.2個であり、0.3個/cm2以下を満たした。この結果を、表1に示す。実施例1と同様の条件でスパッタしたところ、異常放電数は2回であった。これにより、本願の目的を達成することができた。この結果を、表1に示す。
(Example 16)
A cylindrical casting cast in the same manner as in Example 11 except that the tapping temperature was 1050 ° C. was subjected to HIP treatment at a pressure of 1500 kg / cm 2 , a temperature of 750 ° C., and a holding time of 6 hours. The number of pores having a circle-equivalent diameter of 50 μm or more present in the casting is 3.1 per unit cm 2 , and the number of pores after HIP is 0.2 per unit cm 2. The number / cm 2 or less was satisfied. The results are shown in Table 1. When sputtering was performed under the same conditions as in Example 1, the number of abnormal discharges was two. Thereby, the objective of this application was able to be achieved. The results are shown in Table 1.
(実施例17)
出湯温度を1100℃とした以外は、実施例11と同様に鋳造した円筒型鋳物を、加圧力1500kg/cm2、温度750℃、保持時間3時間で、HIP処理を施した。鋳物に存在する50μm以上の円相当径を有するポアの個数は、単位cm2あたり3.5個であり、HIP後のポアの個数は、単位cm2あたり0.3個であり、0.3個/cm2以下を満たした。この結果を、表1に示す。実施例1と同様の条件でスパッタしたところ、異常放電数は4回であった。これにより、本願の目的を達成することができた。この結果を、表1に示す。
(Example 17)
A cylindrical casting cast in the same manner as in Example 11 except that the tapping temperature was 1100 ° C. was subjected to HIP treatment at a pressure of 1500 kg / cm 2 , a temperature of 750 ° C., and a holding time of 3 hours. The number of pores having an equivalent circle diameter of 50 μm or more present in the casting is 3.5 per unit cm 2 , and the number of pores after HIP is 0.3 per unit cm 2. The number / cm 2 or less was satisfied. The results are shown in Table 1. When sputtering was performed under the same conditions as in Example 1, the number of abnormal discharges was four. Thereby, the objective of this application was able to be achieved. The results are shown in Table 1.
(比較例13)
出湯温度を1200℃とした以外は、実施例14と同様に鋳造した円筒型鋳物を、加圧力1500kg/cm2、温度750℃、保持時間3時間で、HIP処理を施した。鋳物に存在する50μm以上の円相当径を有するポアの個数は、単位cm2あたり5.5個であり、HIP後のポアの個数は、単位cm2あたり1.2個であった。
実施例14とは異なる出湯温度(高温)で処理したものであるが、ポア数が増加した。この結果を、同様に表1に示す。実施例1と同様の条件でスパッタしたところ、異常放電数は84回であり、異常放電が多い結果となった。
(Comparative Example 13)
A cylindrical casting cast in the same manner as in Example 14 except that the tapping temperature was 1200 ° C. was subjected to HIP treatment at a pressure of 1500 kg / cm 2 , a temperature of 750 ° C., and a holding time of 3 hours. The number of pores having an equivalent circle diameter of 50 μm or more present in the casting was 5.5 per unit cm 2 , and the number of pores after HIP was 1.2 per unit cm 2 .
Although it processed by the tapping temperature (high temperature) different from Example 14, the number of pores increased. The results are also shown in Table 1. When sputtering was performed under the same conditions as in Example 1, the number of abnormal discharges was 84, resulting in many abnormal discharges.
本発明によれば、Ga濃度が25at%〜35at%の範囲のCuGa合金においても、割れが生じず、ポア(空孔又は空隙)を低減したターゲットを提供することができる優れた効果を有する。また、焼結体ターゲットに比べてガス成分を減少できるという大きな利点がある。このようにガス成分が少なく、ポアの発生が少ない鋳造組織を持つCu−Ga合金ターゲットを用いてスパッタリングすることにより、異常放電及びパーティクルの発生が少なく、均質なCu−Ga系合金膜を得ることが可能であり、かつCu−Ga合金ターゲットの製造コストを大きく低減できる効果を有する。
このようなスパッタ膜から光吸収層及びCIGS系太陽電池を製造することができるので、CIGS太陽電池の変換効率低下抑制のための太陽電池に有用である。
According to the present invention, even a CuGa alloy having a Ga concentration in the range of 25 at% to 35 at% has an excellent effect of providing a target with no cracks and reduced pores (holes or voids). Further, there is a great advantage that the gas component can be reduced as compared with the sintered compact target. Sputtering using a Cu—Ga alloy target having a cast structure with a small amount of gas and a small amount of pores in this way yields a homogeneous Cu—Ga alloy film with less abnormal discharge and particles. And has the effect of greatly reducing the manufacturing cost of the Cu—Ga alloy target.
Since a light absorption layer and a CIGS solar cell can be manufactured from such a sputtered film, it is useful for a solar cell for suppressing a reduction in conversion efficiency of a CIGS solar cell.
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