JP5949661B2 - 硫化スズ焼結体およびその製造方法 - Google Patents
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Description
Cuの濃度は、質量%で0.1%以上10%以下の範囲内であり、
比抵抗が0.01Ω・cm〜100Ω・cmであることを特徴とする硫化スズ焼結体。
得られる混合粉を、下記A)又はB)により焼結して焼結体を得ることを特徴とする硫化スズ焼結体の製造方法。
A)600℃〜830℃の温度で、常圧下、不活性ガス雰囲気中で加熱・保持する常圧焼結法。
B)580℃〜800℃の温度で、15kg重/cm2以上175kg重/cm2以下の加圧圧力で不活性ガス雰囲気中で加熱・保持するホットプレス法。
以下、実施例を用いて本発明を具体的に説明する。
〔SnCuS焼結体の作製〕
まず、出発原料のSnS粉末(日本化学製)を12gに対して、添加するCu2S粉末(高純度化学製)を0.25g加えて乳鉢で混合し、同様の操作を4回行って混合粉末49gを作製した。混合粉末中のCuの濃度は、質量%で1.6%とした。
HPの660℃の保持時間を1時間とした以外は、実施例1と同様の方法で焼結体を作製し、密度と電気抵抗を測定した。結果を表1に示す。
HPの保持温度を680℃とした以外は、実施例2と同様の方法で焼結体を作製し、密度と電気抵抗を測定した。結果を表1に示す。
HPの保持温度を700℃とした以外は、実施例2と同様の方法で焼結体を作製し、密度と電気抵抗を測定した。結果を表1に示す。
SnS粉末を12.5gに対して、Cu2S粉末を0.125g加えて乳鉢で混合し、同様の操作を4回行って混合粉末50.5gを作製した。混合粉末中のCuの濃度は、質量%で0.8%とした以外は、実施例4と同様の方法で焼結体を作製し、密度と電気抵抗を測定した。結果を表1に示す。
<実施例6>
SnS粉末を12gに対して、Cu2S粉末を0.5g加えて乳鉢で混合し、同様の操作を4回行って混合粉末50gを作製した。混合粉末中のCuの濃度は、質量%で3.2%とし、HPの保持温度を620℃とした以外は、実施例4と同様の方法で焼結体を作製し、密度と電気抵抗を測定した。結果を表1に示す。
<実施例7>
SnS粉末を12gに対して、Cu2S粉末を0.5g加えて乳鉢で混合し、同様の操作を4回行って混合粉末50gを作製した。混合粉末中のCuの濃度は、質量%で3.2%とし、HPの保持温度を640℃とした以外は、実施例4と同様の方法で焼結体を作製し、密度と電気抵抗を測定した。結果を表1に示す。
Cu2S粉末17.3gとSnS粉末32.7gを乳鉢で混合した。混合粉末のCuの濃度を、質量%で28.6%とした。すなわち、組成はSnS66.7モル%である。この混合粉末を用いて保持温度を700℃とした以外は、実施例1と同様の方法で焼結体を作製した。焼結体の重量は16.58gしかなく、33.42gが溶融して押し出されていた。焼結体の表面に多数の穴があったため寸法と表面抵抗の測定ができなかった。
HP時の面圧を10kg重/cm2で加圧した以外は、実施例1と同様の方法で焼結体を作製し、密度と電気抵抗を測定した。結果を表1に示す。
HP時の面圧を300kg重/cm2で加圧した以外は、実施例1と同様の方法で焼結体を作製し、密度と電気抵抗を測定した。結果を表1に示す。
HP時の保持温度を820℃とし、Cu濃度を質量%で3.2%とした以外は、実施例1と同様の方法で焼結体を作製し、密度と電気抵抗を測定した。結果を表1に示す。
HP時の保持温度を550℃とし、Cu濃度を質量%で3.2%とした以外は、実施例1と同様の方法で焼結体を作製し、密度と電気抵抗を測定した。結果を表1に示す。
SnS単独での焼結体の作製
出発原料にSnS粉末だけを用いて、保持温度を680℃で4時間保持した以外は、実施例1と同様の方法で焼結体を作製し、密度と電気抵抗を測定した。結果を表1に示す。
直流(DC)スパッタリングが可能な低抵抗の組成系について、実際にスパッタリング装置にて放電試験を行った。
図4に示すように、Cuのバッキングプレートに、In系のボンディング層を介して焼結体を貼りつけてターゲットを作製した。ターゲットをマグネトロンRFスパッタリング装置(アネルバ製SPF210H
)に取り付けて、成膜を行った。ロータリーポンプで2Paまで引いた後、さらにクライオポンプで8×10−4Paまで真空に引いた。その後、Arガスを入れてスパッタリング圧力0.2〜1.5Paとし、DC電源はアドバンスエナジー社製のMDXを使用して100Wで放電させた。
Claims (5)
- 金属成分としてSnを主成分とし、添加金属成分として少なくともCuを含み、直流(DC)スパッタリング法により成膜するターゲット用の硫化スズ焼結体であって、
Cuの濃度は、質量%で0.1%以上10%以下の範囲内であり、
比抵抗が0.01Ω・cm〜100Ω・cmである
ことを特徴とするスパッタリングターゲット用硫化スズ焼結体。 - 前記Cuの少なくとも一部がCu2Sとして存在している
請求項1に記載のスパッタリングターゲット用硫化スズ焼結体。 - SnS粒子表面を、SnS−Cu2S共晶層が被覆している
請求項1又は2に記載のスパッタリングターゲット用硫化スズ焼結体。 - 出発原料としてCu2S粉とSnS粉を、Cuの濃度が質量%で0.1%以上10%以下の範囲内となるように混合し、
得られる混合粉を、580℃〜800℃の温度で、15kg重/cm 2 以上175kg重/cm 2 以下の加圧圧力として、不活性ガス雰囲気中で加熱・保持するホットプレス法により焼結して焼結体を得る
ことを特徴とするスパッタリングターゲット用硫化スズ焼結体の製造方法。 - 請求項1から3のいずれかに記載の硫化スズ焼結体をターゲットとして、直流電源を用いるDCスパッタリング法で成膜する工程を備える
ことを特徴とするCZTS膜の製造方法。
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