JP6305083B2 - スパッタリングターゲット及び、それの製造方法 - Google Patents
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ここで、光吸収層を形成するには、太陽光のスペクトルの範囲を広くカバーする波長を有し、光吸収能力の高いものとして知られているCIGS系合金を用いることがあり、具体的には、Cu、In、Ga、Se等からなるこのCIGS系合金をスパッタリングターゲットとして、ガラス基板等の基板に対し、スパッタリングすることにより行うことができる。
これに対し、ターゲット表面の利用効率を高めるため、たとえば図1に例示するような、円筒形状のバッキングチューブ101の外周面にターゲット本体102を接合した円筒型スパッタリングターゲット103を用いて、そのような円筒型スパッタリングターゲットの軸線周りの回転下でスパッタリングする、いわゆるロータリー型スパッタリングによるスパッタ技術が実用化されるに至っている。
そして、スパッタリングターゲットのそのような低い接着率は、スパッタリングを行う際に、たとえば、バッキングチューブもしくはプレートの内部通路への液体の通流による、ターゲット本体の冷却機能を低下させ、それによってスパッタリングの異常の発生を招くおそれがある。
なおここで、ターゲット本体は、Ni、Fe、Cr、Ti、Al、Siから選択される少なくとも一種類を、一種類当たり10wtppm以下でさらに含有するものであってもよく、また、Cu、Gaから選択される少なくとも一種類を、一種類当たり10000wtppm以下でさらに含有するものであってもよい。
この発明の一の実施形態に係るスパッタリングターゲットは、ステンレス、チタンまたはアルミニウムのいずれかの材質からなる、たとえば円筒状のバッキングチューブまたは円盤状のバッキングプレートと、円筒状バッキングチューブの外周面または円盤状バッキングプレートの表面に接合されて、インジウムを主材とするターゲット本体とを有するものである。
なおここで、図1に例示するような、いずれも円筒状のバッキングチューブ101及びターゲット本体102で構成される円筒型スパッタリングターゲット103としたときは、先述のロータリー型スパッタリングに供することができて、平板型スパッタリングターゲットと比較して使用効率を高めることができる。
ここで、バッキングチューブまたはバッキングプレート、特に円筒型スパッタリングターゲットを構成するバッキングチューブは、この実施形態のスパッタリングターゲットのように、ステンレス、チタンまたはアルミニウムで形成することが多く、これにより、ターゲット本体を形成するインジウム中に固溶し難いステンレス、チタンないしアルミニウムの性質を利用して、ターゲット本体に存在する不純物を少なくすることができる。
ここで、バッキングチューブないしプレートとターゲット本体との接着率を測定するに当っては、超音波探傷機を用いて、平型ターゲットの場合は縦方向及び横方向、また円筒型ターゲットの場合は長手方向(軸方向)及び円周方向に、それぞれ所定のピッチで界面の全体をスキャンし、十分に接着されていない部分としての欠陥部の面積Adを求めた後、その欠陥部の面積Adと界面全体の面積Atより、式:Pa=100×(At−Ad)/Atから得られる値Pa(%)を接着率とすることができる。
ここでは、バッキングチューブ外表面のインジウム下地層が酸化していないことから、ターゲット本体がバッキングチューブの外表面に、インジウム下地層を介して強固に接合されることになり、たとえば、それらの接着率が95%以上のスパッタリングターゲットが製造することができる。なお、ターゲット本体を形成するインジウムには、4Nの原料を用いることができる。また、Cu、GaはCIGSの構成元素であるため、それぞれ10000wtppm以下含んでもよい。
しかもこの場合、下地層の主成分がターゲット本体と同じインジウムであることから、特許文献2に記載された方法で起こるような、ターゲット本体への下地層のニッケルの多量の混入によるスパッタ異常の発生を招くおそれがない。
・スパッタガス: Ar
・スパッタガス圧: 0.5Pa
・スパッタガス流量: 50SCCM
・スパッタリング温度: R.T.(無加熱)
・投入スパッタパワー密度: 1.3W/cm2
・プレスパッタ: 上記条件で1h
それらの結果を表1に示す。
102 ターゲット本体
103 円筒型スパッタリングターゲット
Claims (6)
- ステンレス、チタンまたはアルミニウムのいずれかの材質からなるバッキングチューブもしくはバッキングプレートと、インジウムからなるターゲット本体との二層構造からなり、前記バッキングチューブもしくはバッキングプレートとターゲット本体との接着率を、超音波探傷により測定して95%以上としてなる、スパッタリングターゲット。
- 前記バッキングチューブもしくはバッキングプレートの、ターゲット本体との接合表面における表面粗さRaを4.0μm以上としてなる、請求項1に記載のスパッタリングターゲット。
- 前記ターゲット本体が、Ni、Fe、Cr、Ti、Al、Siから選択される少なくとも一種類を、一種類当たり10wtppm以下でさらに含有してなる、請求項1または2に記載のスパッタリングターゲット。
- 前記ターゲット本体が、Cu、Gaから選択される少なくとも一種類を、一種類当たり10000wtppm以下でさらに含有してなる、請求項1〜3のいずれか一項に記載のスパッタリングターゲット。
- インジウムからなるターゲット本体を鋳造により、ステンレス、チタンまたはアルミニウムのいずれかの材質からなるバッキングチューブもしくはバッキングプレートの表面に、インジウム下地層を介して接合して、スパッタリングターゲットを製造するに当り、
バッキングチューブもしくはバッキングプレートの表面に、インジウム下地層を形成し、その後、ターゲット本体の鋳造を実施するに先立ち、インジウム下地層付きのバッキングチューブもしくはバッキングプレートに対し、非酸化雰囲気下で予備加熱を施し、
前記予備加熱を、ターゲット本体の鋳造用鋳型内にバッキングチューブもしくはバッキングプレートを配置した状態で行うこととし、当該予備加熱からターゲット本体の鋳造が終了するまで、非酸化雰囲気を維持させる、スパッタリングターゲットの製造方法。 - 前記ターゲット本体が、Ni、Fe、Cr、Ti、Al、Siから選択される少なくとも一種類を、一種類当たり10wtppm以下でさらに含有するものとする、請求項5に記載の、スパッタリングターゲットの製造方法。
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