KR20130110107A - Cu-ga alloy sputtering target and method for manufacturing the same - Google Patents

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Abstract

PURPOSE: A Cu-Ga alloy sputtering target and a manufacturing method thereof are provided to reduce gas component, such as oxygen compared to a pellet target, to reduce oxygen, and to also obtain the target in which dendrite is dispersed and which has a high-quality cast structure. CONSTITUTION: A Cu-Ga alloy sputtering target has a structure consisting of α phase in which Ga is employed in Gu or the mixed phase with α phase and ζ phase, and is formed with dendrite structure dispersed to the α phase or the mixed structure with α phase and ζ phase. The dendrite structure consists of a first arm and a second arm grown in a side direction from the first arm. The average length of the second arm is 30 to 60 μm, the average width of the second arm is 10 to 30 μm, and the average distance between the second arms is 20 to 80 μm. The maximum diameter of the first arm is 5 to 30 μm. [Reference numerals] (AA) First arm; (BB) Width of a second arm; (CC) Length of a second arm; (DD) Second arm; (EE) Space between second dendrite arms; (FF) Structure of a dendrite

Description

Cu-Ga 합금 스퍼터링 타깃 및 그 제조 방법{Cu-Ga ALLOY SPUTTERING TARGET AND METHOD FOR MANUFACTURING THE SAME}Cu-Ga alloy sputtering target and its manufacturing method {Cu-Ga ALLOY SPUTTERING TARGET AND METHOD FOR MANUFACTURING THE SAME}

본 발명은 박막 태양 전지층의 광흡수층인 Cu-In-Ga-Se (이하, CIGS 라고 기재한다) 4 원계 합금 박막을 형성할 때에 사용되는 Cu-Ga 합금 스퍼터링 타깃 및 그 제조 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a Cu-Ga alloy sputtering target used when forming a Cu-In-Ga-Se (hereinafter referred to as CIGS) quaternary alloy thin film which is a light absorbing layer of a thin film solar cell layer, and a method of manufacturing the same.

최근, 박막계 태양 전지로서 고효율인 CIGS 계 태양 전지의 양산이 진전되고 있으며, 그 광흡수층 제조 방법으로는, 증착법과 셀렌화법이 알려져 있다. 증착법으로 제조된 태양 전지는 고변환 효율의 이점은 있지만, 저성막 속도, 고비용, 저생산성의 결점이 있어, 셀렌화법이 산업적 대량 생산에는 적합하다.In recent years, mass production of highly efficient CIGS-based solar cells has progressed as thin-film solar cells, and vapor deposition and selenization are known as methods for producing the light absorption layer. Although the solar cell manufactured by the vapor deposition method has the advantage of high conversion efficiency, there are disadvantages of low film rate, high cost, and low productivity, and the selenization method is suitable for industrial mass production.

셀렌화법의 개요 프로세스는 이하와 같다. 먼저, 소다라임 유리 기판 상에 몰리브덴 전극층을 형성하고, 그 위에 Cu-Ga 층과 In 층을 스퍼터 성막 후, 수소화셀레늄 가스 중의 고온 처리에 의해, CIGS 층을 형성한다. 이 셀렌화법에 의한 CIGS 층 형성 프로세스 중의 Cu-Ga 층의 스퍼터 성막시에 Cu-Ga 타깃이 사용된다.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 sputter-formed thereon, and a CIGS layer is formed by high temperature treatment in selenium hydride gas. A Cu-Ga target is used at the time of sputtering the Cu-Ga layer during the CIGS layer forming process by the selenization method.

CIGS 계 태양 전지의 변환 효율에는, 각종 제조 조건이나 구성 재료의 특성 등이 영향을 미치지만, CIGS 막의 특성도 큰 영향을 미친다.The conversion efficiency of the CIGS-based solar cell affects various manufacturing conditions, the properties of the constituent materials, and the like, but also significantly affects the characteristics of the CIGS film.

Cu-Ga 타깃의 제조 방법으로는, 용해법과 분말법이 있다. 일반적으로는, 용해법으로 제조된 Cu-Ga 타깃은, 불순물 오염이 비교적 적은 것으로 여겨지고 있지만, 결점도 많다. 예를 들어, 냉각 속도를 크게 할 수 없기 때문에 조성 편석이 커, 스퍼터법에 의해 제작되는 막의 조성이 점차 변화되어 버린다.As a manufacturing method of a Cu-Ga target, there exist a dissolution method and a powder method. In general, the Cu-Ga target produced by the dissolution method is considered to have relatively low impurity contamination, but also has many drawbacks. For example, since the cooling rate can not be increased, the composition of the film produced by the sputtering method is gradually changed due to large compositional segregation.

또, 용탕 냉각시의 최종 단계에서 수축공이 발생하기 쉽고, 수축공 주변 부분은 특성도 나빠, 소정 형상으로의 가공의 편의 등의 면에서 사용할 수 없기 때문에 수율이 나쁘다.In addition, shrinkage pores tend to occur in the final stage during the cooling of the molten metal, and the portion around the shrinkage pores is also poor in properties, and the yield is poor because it cannot be used in terms of convenience in processing into a predetermined shape.

용해법에 의한 Cu-Ga 타깃에 관한 선행 문헌 (특허문헌 1) 에는, 조성 편석이 관찰되지 않았다는 취지의 기재는 있지만, 분석 결과 등은 전혀 나타나 있지 않다.Prior literatures (Patent Document 1) on Cu-Ga targets by the dissolution method describe the fact that no composition segregation was observed, but the analysis results and the like are not shown at all.

또, 실시예에서는 Ga 농도 30 중량% 의 결과밖에 없어, 이 이하의 Ga 저농도 영역에서의 조직이나 편석 등의 특성에 관한 기술은 전혀 없다.In the examples, only the Ga concentration is 30% by weight, and there is no description regarding the characteristics of the structure, segregation, etc. in the Ga low concentration region.

한편, 분말법으로 제작된 타깃은, 일반적으로는 소결 밀도가 낮고, 불순물 농도가 높은 등의 문제가 있었다. Cu-Ga 타깃에 관한 특허문헌 2 에서는, 소결체 타깃이 기재되어 있지만, 이것은 타깃을 절삭할 때에 균열이나 결손이 발생하기 쉽다는 취성에 관한 종래 기술의 설명이 있으며, 이것을 해결하고자 하여, 2 종류의 분말을 제조하고, 이것을 혼합하여 소결한 것으로 하고 있다. 그리고, 2 종류의 분말의 일방은 Ga 함유량을 많게 한 분말이고, 타방은 Ga 함유량을 적게 한 분말로, 입계상으로 포위한 2 상 공존 조직으로 한다는 것이다.On the other hand, the target produced by the powder method generally had problems, such as low sintering density and high impurity concentration. Although Patent Document 2 on Cu-Ga targets describes a sintered compact target, there is a description of the prior art regarding brittleness that cracks and defects are likely to occur when cutting a target, and two types of Powder is prepared, this is mixed and sintered. One of the two kinds of powders is a powder having a high Ga content, and the other is a powder having a low Ga content, which is used as a two-phase coexistence structure surrounded by grain boundaries.

이 공정은, 2 종류의 분말을 제조하는 것이기 때문에, 공정이 복잡하고, 또한 금속 분말은 산소 농도가 높아져 소결체의 상대 밀도 향상은 기대할 수 없다.Since this process produces two kinds of powders, the process is complicated, and the metal powder has a high oxygen concentration, so that the relative density improvement of the sintered compact cannot be expected.

밀도가 낮고, 산소 농도가 높은 타깃은, 당연히 이상 방전이나 파티클 발생이 있으며, 스퍼터막 표면에 파티클 등의 이형물이 있으면, 그 후의 CIGS 막 특성에도 악영향을 미쳐, 최종적으로는 CIGS 태양 전지의 변환 효율의 큰 저하를 초래할 우려가 다분히 있다.A target with a low density and a high oxygen concentration naturally has abnormal discharges and particles, and if there is a release product such as particles on the surface of the sputter film, it adversely affects subsequent CIGS film properties, and finally, conversion of the CIGS solar cell. There is much concern that it will cause the big fall of efficiency.

분말법에 의해 제작되는 Cu-Ga 스퍼터링 타깃의 큰 문제는, 공정이 복잡하여, 제작된 소결체의 품질이 반드시 양호한 것도 아니며, 생산 비용이 증대된다고 하는 큰 불리함이 있는 점이다. 이 점에서 용해ㆍ주조법이 바람직한 것이지만, 상기와 같이 제조에 문제가 있으며, 타깃 자체의 품질도 향상시킬 수 없었다.The big problem of the Cu-Ga sputtering target produced by the powder method is that the process is complicated, the quality of the produced sintered compact is not necessarily good, and there is a big disadvantage that the production cost increases. Although the melting and casting method is preferable at this point, there exists a manufacturing problem as mentioned above and the quality of the target itself was not able to be improved.

종래 기술로는, 예를 들어 특허문헌 3 이 있다. 이 경우에는, 고순도 구리와 미량의 티탄 0.04 ∼ 0.15 중량% 또는 아연 0.014 ∼ 0.15 중량% 를 첨가한 구리 합금을 연속 주조에 의해, 이것을 타깃으로 가공하는 기술이 기재되어 있다.As a conventional technique, there is, for example, Patent Document 3. In this case, the technique which processes this into a target by continuous casting the copper alloy which added high purity copper and 0.04 to 0.15 weight% of trace titanium, or 0.014 to 0.15 weight% of zinc is described.

이와 같은 합금은 첨가 원소의 양이 미량이기 때문에, 첨가 원소량이 많은 합금의 제조에 적용할 수 있는 것은 아니다.Such an alloy is not applicable to the production of an alloy with a large amount of additional elements because the amount of additional elements is very small.

특허문헌 4 에는, 마찬가지로 고순도 구리를 로드상으로 주조 결함이 없도록 연속 주조하고, 이것을 압연하여 스퍼터링 타깃으로 가공하는 기술이 개시되어 있다. 이것은, 순금속에서의 취급으로, 첨가 원소량이 많은 합금의 제조에 적용할 수 있는 것은 아니다.Similarly, Patent Document 4 discloses a technique in which high-purity copper is continuously cast so as not to have a casting defect in a rod shape, which is rolled and processed into a sputtering target. This is a handling in pure metals and is not applicable to the production of alloys with a large amount of added elements.

특허문헌 5 에는, 알루미늄에 Ag, Au 등의 24 개의 원소에서 선택한 재료를 0.1 ∼ 3.0 중량% 를 첨가하여 연속 주조하여, 단결정화한 스퍼터링 타깃을 제조하는 것이 기재되어 있다. 이것도 마찬가지로, 합금은 첨가 원소의 양이 미량이기 때문에, 첨가 원소량이 많은 합금의 제조에 적용할 수 있는 것은 아니다.Patent Document 5 describes that a material selected from 24 elements such as Ag and Au is continuously added to aluminum to continuously cast to produce a single crystallized sputtering target. Similarly, since the alloy has a small amount of additional elements, the alloy is not applicable to the production of an alloy with a large amount of additional elements.

상기 특허문헌 3 ∼ 5 에 대해서는, 연속 주조법을 이용하여 제조하는 예를 나타내고 있지만, 모두 순금속 또는 미량 원소 첨가 합금의 재료에 첨가된 것으로, 첨가 원소량이 많고 금속 간 화합물의 편석이 발생하기 쉬운 Cu-Ga 합금 타깃의 제조에 존재하는 문제를 해결할 수 있는 개시는 아니라고 할 수 있다.Although the examples which manufacture using the continuous casting method are shown about the said patent documents 3-5, all are added to the material of a pure metal or a trace element addition alloy, and there are many additive elements, and Cu tends to generate segregation of an intermetallic compound. It can be said that the disclosure does not solve the problems present in the production of the -Ga alloy target.

일본 공개특허공보 2000-73163호Japanese Laid-Open Patent Publication 2000-73163 일본 공개특허공보 2008-138232호Japanese Unexamined Patent Publication No. 2008-138232 일본 공개특허공보 평5-311424호Japanese Patent Laid-Open No. 5-311424 일본 공개특허공보 2005-330591호Japanese Laid-Open Patent Publication 2005-330591 일본 공개특허공보 평7-300667호Japanese Laid-Open Patent Publication No. 7-300667

Ga 를 15 at% 이상 함유하는 Cu-Ga 합금에서는 금속 간 화합물의 편석이 발생하기 쉬워, 통상적인 용해법으로는 편석을 세세하고 균일하게 분산시키는 것이 어렵다. 한편, 주조 조직의 스퍼터링 타깃은, 소결체 타깃에 비해 산소 등의 가스 성분을 감소시킬 수 있다는 장점이 있다. 이 주조 조직을 갖는 스퍼터링 타깃을 일정한 냉각 속도 이상의 응고 조건에서 연속적으로 고화시킴으로써, 산소를 저감시키고, 또한 편석상을 분산시킨 양질의 주조 조직의 타깃을 얻는 것을 과제로 한다.In the Cu-Ga alloy containing 15 at% or more of Ga, segregation of the intermetallic compound is likely to occur, and it is difficult to disperse the segregation finely and uniformly by the usual dissolution method. On the other hand, the sputtering target of a cast structure has the advantage that gas components, such as oxygen, can be reduced compared with the sintered compact target. It is a subject to obtain the target of the high quality cast structure which reduced oxygen and disperse | distributed the segregation phase by solidifying the sputtering target which has this casting structure continuously in the solidification conditions more than a fixed cooling rate.

상기 과제의 해결을 위해, 본 발명자들은 예의 연구를 실시한 결과, 성분 조성을 조정하고, 또한 연속 주조법에 의해, 산소를 저감시키고, 또한 다수의 수지상정을 분산시킨 양질의 주조 조직의 CuGa 합금 스퍼터링 타깃을 얻을 수 있다는 것을 알아내어, 본 발명을 완성시켰다.In order to solve the above-mentioned problems, the present inventors have conducted a thorough study, and as a result, the present inventors have found that a CuGa alloy sputtering target of a high quality cast structure in which oxygen is reduced and a large number of resinous phases are dispersed by a continuous casting method It was found that it could be obtained, and completed the present invention.

상기의 지견 (知見) 으로부터, 본 발명은, 다음의 발명을 제공한다.From the said knowledge, this invention provides the following invention.

1) Ga 가 15 at% 이상 22 at% 이하, 잔부가 Cu 및 불가피적 불순물로 이루어지는 용해ㆍ주조한 판상의 Cu-Ga 합금 스퍼터링 타깃으로서, Cu 에 Ga 가 고용된 α 상 또는 α 상과 ζ 상의 혼상으로 이루어지는 조직을 갖고, 그 α 상 또는 α 상과 ζ 상의 혼상으로 이루어지는 조직에 덴드라이트 조직이 분산되어 있고, 그 덴드라이트 조직 (수지상정) 은, 1 차 아암과 그 1 차 아암으로부터 측방으로 성장한 2 차 아암으로 이루어지고, 2 차 아암의 평균 길이가 30 ∼ 60 ㎛, 2 차 아암의 평균 폭이 10 ∼ 30 ㎛, 그 2 차 아암 사이의 평균 간격이 20 ∼ 80 ㎛ 인 것을 특징으로 하는 Cu-Ga 합금 스퍼터링 타깃.1) Ga-based α- or α- and ζ-phase in which Ga is dissolved in Cu as a plate-shaped Cu-Ga alloy sputtering target in which Ga is 15 at% or more and 22 at% or less, and the balance is composed of Cu and unavoidable impurities. The dendrite structure is dispersed in a structure composed of a mixed phase, and composed of the α phase or a mixed phase of the α phase and the ζ phase, and the dendrite structure (resin phase crystal) is laterally separated from the primary arm and the primary arm. It consists of the grown secondary arm, The average length of a secondary arm is 30-60 micrometers, The average width of a secondary arm is 10-30 micrometers, The mean space | interval between the secondary arms is 20-80 micrometers, It is characterized by the above-mentioned. Cu-Ga alloy sputtering target.

2) 1 차 아암의 최대 직경이 5 ∼ 30 ㎛ 인 것을 특징으로 하는 상기 1) 에 기재된 Cu-Ga 합금 스퍼터링 타깃.2) The maximum diameter of a primary arm is 5-30 micrometers, The Cu-Ga alloy sputtering target as described in said 1) characterized by the above-mentioned.

3) 덴드라이트 조직의 2 차 아암 사이에, 덴드라이트 조직보다 Ga 농도가 진한 (Ga 리치) 상을 갖는 것을 특징으로 하는 상기 1) 또는 2) 에 기재된 Cu-Ga 합금 스퍼터링 타깃.3) The Cu-Ga alloy sputtering target according to 1) or 2) above, wherein the secondary arm of the dendrites has a Ga concentration that is thicker than that of the dendrites.

4) 덴드라이트 조직보다 Ga 농도가 진한 상이, α 상 또는 ζ 상인 것을 특징으로 하는 상기 3) 에 기재된 Cu-Ga 합금 스퍼터링 타깃.4) The Cu-Ga alloy sputtering target according to 3) above, wherein the Ga concentration is higher than that of the dendrite structure, which is an α phase or a ζ phase.

5) 산소 함유량이 20 wtppm 이하인 것을 특징으로 하는 상기 1) ∼ 4) 중 어느 한 항에 기재된 Cu-Ga 합금 스퍼터링 타깃.5) Oxygen content is 20 wtppm or less, The Cu-Ga alloy sputtering target in any one of said 1) -4) characterized by the above-mentioned.

6) 타깃 원료를 그라파이트제 도가니 내에서 용해시키고, 이 용탕을, 수랭 프로브를 구비한 주형에 부어 연속적으로 Cu-Ga 합금으로 이루어지는 판상의 주조체를 제조하고, 이것을 추가로 기계 가공하여 판상의 Cu-Ga 합금 타깃을 제조하는 방법으로서, 상기 주조체의 융점에서부터 300 ℃ 에 이를 때까지의 응고 속도를 300 ∼ 1000 ℃/min 으로 제어하는 것을 특징으로 하는 Cu-Ga 합금 스퍼터링 타깃의 제조 방법.6) The target raw material is dissolved in a crucible made of graphite, and the molten metal is poured into a mold provided with a water-cooled probe to continuously manufacture a plate-shaped casting made of a Cu-Ga alloy, which is further machined to form a plate-shaped Cu A method for producing a -Ga alloy target, wherein the solidification rate from the melting point of the cast body to 300 ° C. is controlled at 300 to 1000 ° C./min, wherein the Cu-Ga alloy sputtering target is produced.

7) 타깃 원료를 그라파이트제 도가니 내에서 용해시키고, 이 용탕을, 수랭 프로브를 구비한 주형에 부어 연속적으로 Cu-Ga 합금으로 이루어지는 판상의 주조체를 제조하고, 이것을 추가로 기계 가공하여 판상의 Cu-Ga 합금 타깃을 제조하는 방법으로서, 상기 주조체의 융점에서부터 300 ℃ 에 이를 때까지의 응고 속도를 300 ∼ 1000 ℃/min 으로 제어함으로써, 상기 1) ∼ 6) 중 어느 한 항에 기재된 타깃을 제조하는 것을 특징으로 하는 Cu-Ga 합금 스퍼터링 타깃의 제조 방법.7) The target raw material is dissolved in a crucible made of graphite, and the molten metal is poured into a mold provided with a water-cooled probe to continuously manufacture a plate-shaped casting made of a Cu-Ga alloy, which is further machined to form a plate-shaped Cu A method for producing a -Ga alloy target, wherein the target according to any one of 1) to 6) above is controlled by controlling the solidification rate from the melting point of the cast body to 300 ° C at 300 to 1000 ° C / min. The manufacturing method of the Cu-Ga alloy sputtering target characterized by the above-mentioned.

8) 인발 속도를 50 ㎜/min ∼ 150 ㎜/min 으로 하여 제조하는 것을 특징으로 하는 상기 6) 에 기재된 Cu-Ga 합금 스퍼터링 타깃의 제조 방법.8) The manufacturing method of the Cu-Ga alloy sputtering target as described in said 6) which manufactures with drawing speed as 50 mm / min-150 mm / min.

9) 횡형 연속 주조법을 이용하여 제조하는 것을 특징으로 하는 상기 6) 또는 7) 에 기재된 Cu-Ga 합금 스퍼터링 타깃의 제조 방법.9) The manufacturing method of the Cu-Ga alloy sputtering target as described in said 6) or 7) manufactured using the horizontal continuous casting method.

10) 상기 주조체의 융점에서부터 300 ℃ 에 이를 때까지의 응고 속도를 300 ∼ 1000 ℃/min 으로 제어함으로써, 주조시에 형성되는 α 상 또는 α 상과 ζ 상의 혼상의 양 및 농도를 조정하는 것을 특징으로 하는 상기 6) ∼ 9) 중 어느 한 항에 기재된 Cu-Ga 합금 스퍼터링 타깃의 제조 방법.10) By controlling the solidification rate from the melting point of the cast to 300 ℃ to 300 ~ 1000 ℃ / min, to adjust the amount and concentration of the α phase or the mixed phase of the α phase and ζ phase formed during casting The manufacturing method of the Cu-Ga alloy sputtering target in any one of said 6) -9) characterized by the above-mentioned.

본 발명에 의하면, 소결체 타깃에 비해 산소 등의 가스 성분을 감소시킬 수 있다고 하는 큰 이점이 있으며, 이 주조 조직을 갖는 스퍼터링 타깃을 일정한 냉각 속도 이상의 응고 조건에서 연속적으로 고화시킴으로써, 산소를 저감시키고, 또한 수지상정을 분산시킨 양질의 주조 조직의 타깃을 얻을 수 있다는 효과를 갖는다.According to the present invention, there is a great advantage that the gas component such as oxygen can be reduced in comparison with the sintered compact target, and the oxygen is reduced by solidifying the sputtering target having this cast structure continuously under the solidification conditions at a constant cooling rate, Moreover, it has the effect that the target of the quality casting structure which disperse | distributed the dendrite can be obtained.

이와 같이 산소가 적고, 편석이 분산된 주조 조직을 갖는 Cu-Ga 합금 타깃을 사용하여 스퍼터링함으로써, 파티클의 발생이 적어, 균질인 Cu-Ga 계 합금막을 얻는 것이 가능하고, 또한 Cu-Ga 합금 타깃의 제조 비용을 크게 저감시킬 수 있는 효과를 갖는다. 이와 같은 스퍼터막으로부터 광흡수층 및 CIGS 계 태양 전지를 제조할 수 있기 때문에, CIGS 태양 전지의 변환 효율의 저하가 억제됨과 함께, 저비용의 CIGS 계 태양 전지를 제작할 수 있다고 하는 우수한 효과를 갖는다.By sputtering using a Cu-Ga alloy target having a cast structure with less oxygen and segregation dispersed in this way, it is possible to obtain a homogeneous Cu-Ga-based alloy film with less generation of particles and a Cu-Ga alloy target. Has the effect of greatly reducing the manufacturing cost. Since the light absorption layer and the CIGS solar cell can be manufactured from such a sputter film, the fall of the conversion efficiency of a CIGS solar cell is suppressed and it has the outstanding effect that a low cost CIGS solar cell can be manufactured.

도 1 은 덴드라이트 조직의 개념 설명도이다.
도 2 는 실시예 1, 2, 3, 4 및 비교예 1, 2 의 타깃 연마면을, 염화제2철을 함유하는 염산 용액으로 에칭한 표면의 현미경 사진을 나타내는 도면이다.
도 3 은 실시예 2 (상측 도면) 와 실시예 4 (하측 도면) 의 타깃 연마면을, FE-EPMA 의 면 분석 결과를 나타내는 도면이다.
1 is a conceptual explanatory diagram of a dendrite structure.
It is a figure which shows the micrograph of the surface which etched the target grinding | polishing surface of Example 1, 2, 3, 4 and Comparative Examples 1, 2 with the hydrochloric acid solution containing ferric chloride.
3 is a diagram showing the results of surface analysis of FE-EPMA for the target polishing surfaces of Example 2 (upper view) and Example 4 (lower view).

본원 발명의 Cu-Ga 합금 스퍼터링 타깃은, Ga 가 15 at% 이상 22 at% 이하, 잔부가 Cu 및 불가피적 불순물로 이루어지는 용해ㆍ주조한 판상의 Cu-Ga 합금 스퍼터링 타깃이다.The Cu-Ga alloy sputtering target of the present invention is a plate-shaped Cu-Ga alloy sputtering target in which Ga is 15 at% or more and 22 at% or less and the balance is made of Cu and unavoidable impurities.

일반적으로, 소결품은 상대 밀도를 95 % 이상으로 하는 것이 목표이다. 상대 밀도가 낮으면, 스퍼터 중의 내부 공공 (公空) 의 표출시에 공공 주변을 기점으로 하는 스플래시나 이상 방전에 의한 막에 대한 파티클 발생이나 표면 요철화의 진전이 조기에 진행되어, 표면 돌기 (노듈) 를 기점으로 하는 이상 방전 등이 일어나기 쉬워지기 때문이다. 주조품은, 거의 상대 밀도 100 % 를 달성할 수 있으며, 이 결과, 스퍼터링의 차이가 파티클의 발생을 억제할 수 있다는 효과를 갖는다. 이것은 주조품의 큰 이점 중 하나라고 할 수 있다.Generally, the sintered product is intended to have a relative density of 95% or more. When the relative density is low, when the internal voids in the sputter are exposed, particle generation and surface unevenness advance to the film due to splashes or abnormal discharges starting from the periphery of the voids. It is because abnormal discharge etc. which originate from a nodule) tend to occur. The cast product can achieve almost 100% relative density, and as a result, the difference in sputtering has the effect of suppressing generation of particles. This is one of the great advantages of casting.

Ga 의 함유량은, CIGS 계 태양 전지를 제조할 때에 필요시되는 Cu-Ga 합금 스퍼터막 형성의 요청으로 필요해지는 것인데, 본 발명의 Cu-Ga 합금 스퍼터링 타깃은, Ga 가 15 at% 이상 22 at% 이하, 잔부가 Cu 및 불가피적 불순물로 이루어지는 용해ㆍ주조한 판상의 Cu-Ga 합금 스퍼터링 타깃이다.Although content of Ga is needed by the request of formation of the Cu-Ga alloy sputtering film | membrane which is needed when manufacturing a CIGS system solar cell, the Cu-Ga alloy sputtering target of this invention is Ga 15-at least 22 at% Hereinafter, the remainder is a plate-shaped Cu-Ga alloy sputtering target made of Cu and unavoidable impurities.

그리고, 용해ㆍ주조한 판상의 Cu-Ga 합금 스퍼터링 타깃은, Cu 에 Ga 가 고용된 α 상 또는 α 상과 ζ 상의 혼상으로 이루어지는 조직을 갖는다. 또한, 이 조직에 덴드라이트 (수지상정) 조직이 분산되어 있으며, 그 덴드라이트 조직은, 1 차 아암과 그 1 차 아암으로부터 측방으로 성장한 2 차 아암으로 이루어진다. 2 차 아암의 평균 길이가 30 ∼ 60 ㎛, 2 차 아암의 평균 폭이 10 ∼ 30 ㎛, 그 2 차 아암 사이의 평균 간격이 20 ∼ 80 ㎛ 이다.And the plate-shaped Cu-Ga alloy sputtering target melt | dissolved and cast has the structure which consists of the alpha phase which Ga dissolved in Cu, or the mixed phase of alpha phase and ζ phase. Further, dendrite (resin-supposing) tissue is dispersed in this tissue, and the dendrite tissue is composed of a primary arm and a secondary arm laterally grown from the primary arm. The average length of a secondary arm is 30-60 micrometers, the average width of a secondary arm is 10-30 micrometers, and the average space | interval between the secondary arms is 20-80 micrometers.

덴드라이트 조직의 개념 설명도를 도 1 에 나타낸다. 도 1 에 나타내는 바와 같이, 중심에 1 차 아암이 있고, 그 측방에 2 차 아암이 성장한다. 2 차 아암의 길이는, 1 차 아암의 측벽에서부터 선단까지의 길이를 의미하고, 2 차 아암의 폭은, 도 1 에 나타내는 바와 같은 아암의 폭을 의미한다. 2 차 아암의 간격은, 2 차 아암의 중심축 사이의 간격을 의미한다.The conceptual explanatory diagram of a dendrite structure is shown in FIG. As shown in FIG. 1, a primary arm exists in the center and a secondary arm grows in the side. The length of a secondary arm means the length from the side wall of a primary arm to a tip, and the width of a secondary arm means the width of the arm as shown in FIG. Spacing of the secondary arms means the spacing between the central axes of the secondary arms.

이와 같이, 균일하게 분산된 덴드라이트 조직 (수지상정) 은, 막의 형성에 매우 유효하다. 덴드라이트 조직은, 냉각 속도에 의해 영향을 받아, 냉각 속도가 빠르면, 미세한 덴드라이트 조직 (수지상정) 이 급속하게 성장한다. Ga 는 융점을 낮추는 원소이기 때문에, 처음에 가능한 한 덴드라이트 조직에는, Ga 함유량은 적다. 즉, Ga 함유량은 적은 덴드라이트 조직이 형성된다. 그 후, 덴드라이트 조직의 2 차 아암 사이에는, 덴드라이트 조직보다 Ga 농도가 진한 (Ga 리치) 상이 형성된다.Thus, the dendrite structure (resin phase) uniformly dispersed is very effective for the formation of a film. The dendrites are affected by the cooling rate, and when the cooling rate is high, the fine dendrites (resin phase) grow rapidly. Since Ga is an element that lowers the melting point, Ga content is small in the dendrite structure at first. That is, the dendrite structure with little Ga content is formed. Thereafter, between the secondary arms of the dendrite structure, a Ga concentration richer in Ga concentration than the dendrites is formed.

이 Ga 농도가 진한 (Ga 리치) 상은, 편석상이라고 할 수 있지만, 상기 덴드라이트 조직 (수지상정) 이 세세하게 분산되기 때문에, 덴드라이트 조직 사이에 형성되는 Ga 농도가 진한 (Ga 리치) 상도 마찬가지로 세세하게 분산되는 결과가 된다. 이것은, 본원 발명의 큰 특징 중 하나이다. 스퍼터링 타깃의 전체적인 조직을 관찰하면, 큰 편석이 없어, 균일한 조직인 것을 알 수 있다.The Ga concentration rich in Ga concentration is a segregation phase, but since the dendrite structure (resin phase) is dispersed finely, the Ga concentration phase formed between the dendrite structures is similarly fine. The result is dispersion. This is one of the great features of the present invention. When observing the whole structure of a sputtering target, it turns out that there is no big segregation and it is a uniform structure.

또한, 본원 발명의 덴드라이트 조직의 특징 중 하나로서, 1 차 아암의 최대 직경이 5 ∼ 30 ㎛ 이다. 이것도 마찬가지로, 덴드라이트 조직 (수지상정) 이 세세하게 분산되어 있는 형태의 특징을 의미한다.Moreover, as one of the characteristics of the dendrite structure of this invention, the largest diameter of a primary arm is 5-30 micrometers. This also means the characteristic of the form in which the dendrite structure (resin assumption) is dispersed finely.

상기 덴드라이트 조직보다 Ga 농도가 진한 상은, 고용체인 α 상 또는 ζ 상인 것을 특징으로 한다. 본원 발명의 Cu-Ga 합금 스퍼터링 타깃은, 종합적으로 산소 함유량이 적어, 20 wtppm 이하의 Cu-Ga 합금 스퍼터링 타깃을 제공할 수 있다.The Ga concentration higher than the dendrite structure is characterized in that the α phase or the ζ phase which is a solid solution. The Cu-Ga alloy sputtering target of this invention is low in oxygen content comprehensively, and can provide the Cu-Ga alloy sputtering target of 20 wtppm or less.

Cu-Ga 합금 스퍼터링 타깃의 제조 방법은, 타깃 원료를 그라파이트제 도가니 내에서 용해시키고, 이 용탕을, 수랭 프로브를 구비한 주형에 부어 연속적으로 Cu-Ga 합금으로 이루어지는 판상의 주조체를 제조하고, 이것을 추가로 기계 가공하여 판상의 Cu-Ga 합금 타깃을 제조하는 것인데, 상기 주조체의 융점에서부터 300 ℃ 에 이를 때까지의 응고 속도를 300 ∼ 1000 ℃/min 으로 제어하는 것이 바람직하다. 이로써, 상기의 타깃을 제조할 수 있다.In the manufacturing method of a Cu-Ga alloy sputtering target, a target raw material is melt | dissolved in the crucible made from graphite, this molten metal is poured into the mold provided with a water-cooled probe, and it continuously manufactures the plate-shaped casting body which consists of Cu-Ga alloy, This is further machined to produce a plate-shaped Cu-Ga alloy target, and it is preferable to control the solidification rate from the melting point of the cast body to 300 ° C at 300 to 1000 ° C / min. Thereby, said target can be manufactured.

또한, Cu-Ga 합금 스퍼터링 타깃 제조의 효율적이고 또한 유효한 수단으로서, 인발 속도를 50 ㎜/min ∼ 150 ㎜/min 으로 하는 것이 바람직하다. 또, 이와 같은 연속의 주조 방법은, 횡형 연속 주조법을 이용하여 제조하는 것이 유효하다.Moreover, as an efficient and effective means of manufacture of a Cu-Ga alloy sputtering target, it is preferable to make drawing speed into 50 mm / min-150 mm / min. Moreover, it is effective to manufacture such a continuous casting method using the horizontal continuous casting method.

이와 같이 하여, 상기 주조체의 융점에서부터 300 ℃ 에 이를 때까지의 응고 속도를 300 ∼ 1000 ℃/min 으로 제어함으로써, 주조시에 형성되는 α 상 또는 α 상과 ζ 상의 혼상의 양 및 농도를 용이하게 조정하는 것이 가능해진다.In this way, by controlling the solidification rate from the melting point of the cast body to 300 ° C. at 300 to 1000 ° C./min, the amount and concentration of the α phase or the mixed phase of the α phase and ζ phase formed at the time of casting are easy. Can be adjusted.

상기와 같이, 본원 발명의 Cu-Ga 합금 스퍼터링 타깃은, 산소 함유량을 20 wtppm 이하로 하는 것이 가능하지만, 이것은 Cu-Ga 합금 용탕의 탈가스와 주조 단계에 있어서의 대기 혼입 방지책 (예를 들어, 주형, 내화재와의 시일재의 선택 및 이 시일 부분에서의 아르곤 가스 또는 질소 가스의 도입) 을 채택함으로써 달성할 수 있다.As described above, the Cu-Ga alloy sputtering target of the present invention can have an oxygen content of 20 wtppm or less, but this is to prevent degassing of the Cu-Ga alloy molten metal and atmospheric mixing measures (for example, And the introduction of argon gas or nitrogen gas in the seal portion.

이것은, 상기와 마찬가지로, CIGS 계 태양 전지의 특성을 향상시키기 위한 바람직한 요건이다. 또, 이로써, 스퍼터링시의 파티클의 발생을 억제하는 것이 가능하고, 스퍼터막 중의 산소를 저감시킬 수 있으며, 또한 내부 산화에 의한 산화물 또는 아산화물의 형성을 억제할 수 있는 효과를 갖는다.This is a preferable requirement for improving the characteristic of a CIGS system solar cell similarly to the above. Moreover, by this, generation | occurrence | production of the particle at the time of sputtering can be suppressed, oxygen in a sputtering film can be reduced, and it has the effect which can suppress formation of the oxide or suboxide by internal oxidation.

Cu-Ga 합금 스퍼터링 타깃의 제조시에 있어서는, 주형으로부터 인출된 주조체의 단면의 폭이 50 ㎜ ∼ 320 ㎜ 이고, 두께가 5 ㎜ ∼ 30 ㎜ 인 주조체를 제조하고, 기계 가공 및 표면 연마하여 타깃으로 마무리할 수 있으며, 이 제조 조건은 임의이긴 하지만, 바람직한 조건이라고 할 수 있다.In the production of the Cu-Ga alloy sputtering target, a cast body having a width of 50 mm to 320 mm and a thickness of 5 mm to 30 mm in the cross section of the cast body drawn out from the mold is manufactured, machined and surface polished It can finish with a target, and although this manufacturing condition is arbitrary, it can be called preferable conditions.

Cu-Ga 계 합금막으로 이루어지는 광흡수층 및 CIGS 계 태양 전지의 제작에 있어서, 조성의 편차는, 광흡수층 및 CIGS 계 태양 전지의 특성을 크게 변화시키지만, 본 발명의 Cu-Ga 합금 스퍼터링 타깃을 사용하여 성막한 경우에는, 이와 같은 조성 편차는 전혀 관찰되지 않는다. 이것은 소결품에 비해 주조품의 큰 이점 중 하나이다.In the fabrication of a light absorbing layer and a CIGS-based solar cell made of a Cu-Ga-based alloy film, the variation in composition greatly changes the characteristics of the light-absorbing layer and the CIGS-based solar cell, but the Cu-Ga alloy sputtering target of the present invention is used. In the case of film formation, no such composition deviation is observed at all. This is one of the major advantages of castings over sintered parts.

실시예Example

다음으로, 본 발명의 실시예에 대하여 설명한다. 또한, 본 실시예는 어디까지나 일례로, 이 예에 제한되는 것은 아니다. 즉, 본 발명의 기술 사상의 범위 내에서, 명세서 전체로부터 파악할 수 있는 발명 및 실시예 이외의 양태 혹은 변형을 모두 포함하는 것이다.Next, the Example of this invention is described. In addition, this embodiment is an example to the last, It is not limited to this example. That is, the present invention includes all aspects and modifications other than the invention and examples which can be grasped from the entire specification within the scope of the technical idea of the present invention.

(실시예 1)(Example 1)

먼저, 구리 (Cu : 순도 4 N) 원료 20 ㎏ 을 카본제 도가니에 넣고, 도가니 내를 질소 가스 분위기로 하고, 1250 ℃ 까지 가열하였다. 이 고온의 가열은, 더미 바와 Cu-Ga 합금 용탕을 용착시키기 위해서이다.First, 20 kg of copper (Cu: purity 4N) raw materials were put into a carbon crucible, the inside of the crucible was made into nitrogen gas atmosphere, and it heated to 1250 degreeC. This high temperature heating is for welding a dummy bar and molten Cu-Ga alloy.

다음으로, 첨가 원소인 Ga (순도 : 4 N) 를 Ga 농도가 15 at% 인 조성비가 되도록 조정하여, 가열 도가니에 도입하였다. 도가니의 가열에는, 저항 가열 장치 (그라파이트 엘리먼트) 를 사용하였다. 용해 도가니의 형상은, 140 ㎜φ ×400 ㎜φ 이고, 주형의 재질은 그라파이트제이며, 주조 덩어리의 형상은, 65 ㎜ w×12 ㎜t 의 판으로 하여 연속 주조하였다.Next, Ga (purity: 4N) which is an additional element was adjusted so that it might become a composition ratio whose Ga concentration is 15 at%, and it introduce | transduced into the heating crucible. A resistance heating device (graphite element) was used for heating the crucible. The shape of the melting crucible was 140 mmφ × 400 mmφ, the material of the mold was made of graphite, and the shape of the cast mass was continuously cast as a 65 mm w × 12 mmt plate.

원료가 용해된 후, 용탕 온도를 1080 ℃ 가 될 때까지 낮춰, 용탕 온도와 주형 온도가 안정된 시점에서 인발을 개시한다. 주형의 전단에는, 더미 바가 삽입되어 있기 때문에, 이 더미 바를 인출함으로써, 응고된 주물편이 인출된다.After the raw material is dissolved, the molten metal temperature is lowered until it reaches 1080 ° C, and drawing is started when the molten metal temperature and the mold temperature are stabilized. Since the dummy bar is inserted in the front end of the mold, the solidified casting piece is taken out by pulling out the dummy bar.

인발 패턴은, 0.5 초 구동, 2.5 초 정지의 반복으로 실시하고, 주파수를 변화시키고, 인발 속도를 50 ㎜/min 으로 하였다. 인발 속도 (㎜/min) 와 냉각 속도 (℃/min) 는 비례 관계에 있어, 인발 속도 (㎜/min) 를 높이면 냉각 속도도 상승한다. 이 결과, 350 ℃/min 의 냉각 속도가 되었다.The drawing pattern was repeated with 0.5 second drive and 2.5 second stop, the frequency was changed, and the drawing speed was 50 mm / min. The drawing speed (mm / min) and the cooling rate (° C / min) are proportional to each other. When the drawing speed (mm / min) is increased, the cooling rate also increases. As a result, it became the cooling rate of 350 degreeC / min.

얻어진 주조편은, Cu 에 Ga 가 고용 (α 상) 된 조직을 갖고, 산소 농도는 10 wtppm 미만이 되고, 미세한 덴드라이트 조직이 형성되었다. 2 차 덴드라이트 아암 간격은 37 ㎛ 가 되고, 2 차 덴드라이트의 길이는 38 ㎛ 이고, 폭은 24 ㎛ 가 되었다.The obtained cast piece had a structure in which Ga was dissolved in Ga (α phase), the oxygen concentration was less than 10 wtppm, and fine dendrite structures were formed. The secondary dendrite arm spacing was 37 µm, the length of the secondary dendrites was 38 µm, and the width was 24 µm.

또한, 덴드라이트의 2 차 아암의 간격과 치수는, 랜덤하게 선택한 5 개의 덴드라이트로부터 각각 5 점 계측한 평균값이다. 따라서, 덴드라이트 개수 5×계측에 선택한 2 차 아암 수=25 개의 평균값이 된다. 이하, 동일하다.In addition, the space | interval and the dimension of the secondary arm of a dendrite are the average value measured 5 points from five dendrites selected at random, respectively. Therefore, the average number of secondary arms = 25 selected for the number of dendrites 5x is measured. Hereinafter, the same applies.

2 차 덴드라이트 아암 사이에는, Ga 농도가 높은 상 (편석상, 이상 (異相)) 이 관찰되었다. 이것은 2 차 덴드라이드 아암 사이에 끼인 구조가 되기 때문에, 덴드라이트 조직이 미세하게 되어 형성되어 있으므로, 이 편석상 (이상) 도 균일하게 분산되어 있었다.Between secondary dendrite arms, a phase with high Ga concentration (segregation phase, abnormal phase) was observed. Since this is a structure sandwiched between secondary dendride arms, the dendrite structure is formed finely, and thus the segregation phase (above) was also uniformly dispersed.

이 결과를 표 1 에 나타낸다. 다음으로, 이 주조편을 타깃 형상으로 기계 가공하고, 추가로 연마하고, 그 연마면을, 염화제2철을 함유하는 염산 용액으로 에칭한 표면의 현미경 사진을 도 2 에 나타낸다. 이 결과, Ga 상 (편석상) 이 균일하게 분산된 주조 조직을 얻을 수 있었다. 이와 같이 산소량이 적고, Ga 상 (편석상) 이 균일하게 분산된 주조 조직을 갖는 Cu-Ga 합금 타깃을 사용하여 스퍼터링함으로써, 파티클의 발생이 적어, 균질인 Cu-Ga 계 합금막을 얻을 수 있었다.The results are shown in Table 1. Next, the photomicrograph of the surface which machined this casting piece into target shape, grind | polishing further, and the grinding | polishing surface etched with the hydrochloric acid solution containing ferric chloride is shown in FIG. As a result, a cast structure in which the Ga phase (segregation phase) was uniformly dispersed could be obtained. Thus, sputtering using the Cu-Ga alloy target which has a small amount of oxygen and the cast structure which Ga phase (segregation phase) disperse | distributed uniformly was produced, and the particle | grains generate | occur | produced little and the homogeneous Cu-Ga type alloy film was obtained.

Figure pat00001
Figure pat00001

(실시예 2)(Example 2)

먼저, 구리 (Cu : 순도 4 N) 원료 20 ㎏ 을 카본제 도가니에 넣고, 도가니 내를 질소 가스 분위기로 하고, 1250 ℃ 까지 가열하였다. 이 고온의 가열은, 더미 바와 Cu-Ga 합금 용탕을 용착시키기 위해서이다.First, 20 kg of copper (Cu: purity 4N) raw materials were put into a carbon crucible, the inside of the crucible was made into nitrogen gas atmosphere, and it heated to 1250 degreeC. This high temperature heating is for welding a dummy bar and molten Cu-Ga alloy.

다음으로, 첨가 원소인 Ga (순도 : 4 N) 를 Ga 농도가 15 at% 인 조성비가 되도록 조정하여, 가열 도가니에 도입하였다. 도가니의 가열에는, 저항 가열 장치 (그라파이트 엘리먼트) 를 사용하였다. 용해 도가니의 형상은, 140 ㎜φ ×400 ㎜φ 이고, 주형의 재질은 그라파이트제이며, 주조 덩어리의 형상은, 65 ㎜ w×12 ㎜t 의 판으로 하여 연속 주조하였다.Next, Ga (purity: 4N) which is an additional element was adjusted so that it might become a composition ratio whose Ga concentration is 15 at%, and it introduce | transduced into the heating crucible. A resistance heating device (graphite element) was used for heating the crucible. The shape of the melting crucible was 140 mmφ × 400 mmφ, the material of the mold was made of graphite, and the shape of the cast mass was continuously cast as a 65 mm w × 12 mmt plate.

원료가 용해된 후, 용탕 온도를 1080 ℃ 가 될 때까지 낮춰, 용탕 온도와 주형 온도가 안정된 시점에서, 인발을 개시한다. 주형의 전단에는, 더미 바가 삽입되어 있기 때문에, 이 더미 바를 인출함으로써, 응고된 주물편이 인출된다.After the raw materials are dissolved, the molten metal temperature is lowered to 1080 ° C, and drawing is started when the molten metal temperature and the mold temperature are stabilized. Since the dummy bar is inserted in the front end of the mold, the solidified casting piece is taken out by pulling out the dummy bar.

인발 패턴은, 0.5 초 구동, 2.5 초 정지의 반복으로 실시하고, 주파수를 변화시키고, 인발 속도를 90 ㎜/min 으로 하였다. 인발 속도 (㎜/min) 와 냉각 속도 (℃/min) 는 비례 관계에 있어, 인발 속도 (㎜/min) 를 높이면 냉각 속도도 상승한다. 이 결과, 650 ℃/min 의 냉각 속도가 되었다.The drawing pattern was performed by repetition of 0.5 second drive and 2.5 second stop, frequency was changed, and the drawing speed was 90 mm / min. The drawing speed (mm / min) and the cooling rate (° C / min) are proportional to each other. When the drawing speed (mm / min) is increased, the cooling rate also increases. As a result, it became the cooling rate of 650 degreeC / min.

얻어진 주조편은, Cu 에 Ga 가 고용 (α 상) 된 조직을 갖고, 산소 농도는 10 wtppm 미만이었다. 주조 조직에 1 차 덴드라이트 아암과 2 차 덴드라이트 아암으로 이루어지는 미세한 덴드라이트 조직이 형성되었다. 2 차 덴드라이트 아암 간격은 28 ㎛ 가 되고, 2 차 덴드라이트의 길이는 33 ㎛ 이고, 폭은 19 ㎛ 가 되었다.The obtained casting piece had a structure in which Ga was dissolved in Ga (α phase), and the oxygen concentration was less than 10 wtppm. Fine dendrite structures were formed in the cast tissue, which consisted of primary and secondary dendrite arms. The secondary dendrite arm spacing was 28 mu m, the length of the secondary dendrite was 33 mu m, and the width was 19 mu m.

2 차 덴드라이트 아암 사이에는, Ga 농도가 높은 상 (편석상, 이상) 이 관찰되었다. 이것은 2 차 덴드라이트 아암 사이에 끼인 구조가 되기 때문에, 덴드라이트 조직이 미세하게 되어 형성되어 있으므로, 이 편석상 (이상) 도 균일하게 분산되어 있었다.Between secondary dendrite arms, a phase with high Ga concentration (segregation phase, abnormality) was observed. Since this is a structure sandwiched between secondary dendrite arms, since the dendrites are formed finely, this segregation phase (above) was also uniformly dispersed.

이 결과를 표 1 에 나타낸다. 다음으로, 이 주조편을 타깃 형상으로 기계 가공하고, 추가로 연마하고, 그 연마면을, 염화제2철을 함유하는 염산 용액으로 에칭한 표면의 현미경 사진을 도 2 에 나타낸다. 또, FE-EPMA 의 면 분석 결과를 도 3 의 상측 도면에 나타낸다. 이 도면에 나타내는 바와 같이, Ga 상 (편석상) 이 균일하게 분산된 주조 조직을 얻을 수 있었다.The results are shown in Table 1. Next, the photomicrograph of the surface which machined this casting piece into target shape, grind | polishing further, and the grinding | polishing surface etched with the hydrochloric acid solution containing ferric chloride is shown in FIG. Moreover, the surface analysis result of FE-EPMA is shown in the upper figure of FIG. As shown in this figure, the cast structure in which the Ga phase (segregation phase) was uniformly dispersed was obtained.

이와 같이 산소량이 적고, Ga 상 (편석상) 이 균일하게 분산된 주조 조직을 갖는 Cu-Ga 합금 타깃을 사용하여 스퍼터링함으로써, 파티클의 발생이 적어, 균질인 Cu-Ga 계 합금막을 얻을 수 있었다.Thus, sputtering using the Cu-Ga alloy target which has a small amount of oxygen and the cast structure which Ga phase (segregation phase) disperse | distributed uniformly was produced, and the particle | grains generate | occur | produced little and the homogeneous Cu-Ga type alloy film was obtained.

(실시예 3)(Example 3)

먼저, 구리 (Cu : 순도 4 N) 원료 20 ㎏ 을 카본제 도가니에 넣고, 도가니 내를 질소 가스 분위기로 하고, 1250 ℃ 까지 가열하였다. 이 고온의 가열은, 더미 바와 Cu-Ga 합금 용탕을 용착시키기 위해서이다.First, 20 kg of copper (Cu: purity 4N) raw materials were put into a carbon crucible, the inside of the crucible was made into nitrogen gas atmosphere, and it heated to 1250 degreeC. This high temperature heating is for welding a dummy bar and molten Cu-Ga alloy.

다음으로, 첨가 원소인 Ga (순도 : 4 N) 를 Ga 농도가 20 at% 인 조성비가 되도록 조정하여, 가열 도가니에 도입하였다. 도가니의 가열에는, 저항 가열 장치 (그라파이트 엘리먼트) 를 사용하였다. 용해 도가니의 형상은, 140 ㎜φ ×400 ㎜φ 이고, 주형의 재질은 그라파이트제이며, 주조 덩어리의 형상은, 65 ㎜ w×12 ㎜t 의 판으로 하여 연속 주조하였다.Next, Ga (purity: 4N) which is an additional element was adjusted so that it might become a composition ratio whose Ga concentration is 20 at%, and it introduce | transduced into the heating crucible. A resistance heating device (graphite element) was used for heating the crucible. The shape of the melting crucible was 140 mmφ × 400 mmφ, the material of the mold was made of graphite, and the shape of the cast mass was continuously cast as a 65 mm w × 12 mmt plate.

원료가 용해된 후, 용탕 온도를 1080 ℃ 가 될 때까지 낮춰, 용탕 온도와 주형 온도가 안정된 시점에서, 인발을 개시한다. 주형의 전단에는, 더미 바가 삽입되어 있기 때문에, 이 더미 바를 인출함으로써, 응고된 주물편이 인출된다.After the raw materials are dissolved, the molten metal temperature is lowered to 1080 ° C, and drawing is started when the molten metal temperature and the mold temperature are stabilized. Since the dummy bar is inserted in the front end of the mold, the solidified casting piece is taken out by pulling out the dummy bar.

인발 패턴은, 0.5 초 구동, 2.5 초 정지의 반복으로 실시하고, 주파수를 변화시키고, 인발 속도를 50 ㎜/min 으로 하였다. 인발 속도 (㎜/min) 와 냉각 속도 (℃/min) 는 비례 관계에 있어, 인발 속도 (㎜/min) 를 높이면 냉각 속도도 상승한다. 이 결과, 350 ℃/min 의 냉각 속도가 되었다.The drawing pattern was repeated with 0.5 second drive and 2.5 second stop, the frequency was changed, and the drawing speed was 50 mm / min. The drawing speed (mm / min) and the cooling rate (° C / min) are proportional to each other. When the drawing speed (mm / min) is increased, the cooling rate also increases. As a result, it became the cooling rate of 350 degreeC / min.

얻어진 주조편은, Cu 에 Ga 가 고용 (α 상) 된 조직을 갖고, 산소 농도는 10 wtppm 미만이 되고, 미세한 덴드라이트 조직이 형성되었다. 2 차 덴드라이트 아암 간격은 48 ㎛ 가 되고, 2 차 덴드라이트의 길이는 45 ㎛ 이고, 폭은 25 ㎛ 가 되었다.The obtained cast piece had a structure in which Ga was dissolved in Ga (α phase), the oxygen concentration was less than 10 wtppm, and fine dendrite structures were formed. The secondary dendrite arm spacing was 48 µm, the length of the secondary dendrites was 45 µm, and the width was 25 µm.

2 차 덴드라이트 아암 사이에는, Ga 농도가 높은 상 (편석상, 이상) 이 관찰되었다. 이것은 2 차 덴드라이트 아암 사이에 끼인 구조가 되기 때문에, 덴드라이트 조직이 미세하게 되어 형성되어 있으므로, 이 편석상 (이상) 도 균일하게 분산되어 있었다.Between secondary dendrite arms, a phase with high Ga concentration (segregation phase, abnormality) was observed. Since this is a structure sandwiched between secondary dendrite arms, since the dendrites are formed finely, this segregation phase (above) was also uniformly dispersed.

이 결과를 표 1 에 나타낸다. 다음으로, 이 주조편을 타깃 형상으로 기계 가공하고, 추가로 연마하고, 그 연마면을, 염화제2철을 함유하는 염산 용액으로 에칭한 표면의 현미경 사진을 도 2 에 나타낸다. 이 결과, Ga 상 (편석상) 이 균일하게 분산된 주조 조직을 얻을 수 있었다. 이와 같이 산소량이 적고, Ga 상 (편석상) 이 균일하게 분산된 주조 조직을 갖는 Cu-Ga 합금 타깃을 사용하여 스퍼터링함으로써, 파티클의 발생이 적어, 균질인 Cu-Ga 계 합금막을 얻을 수 있었다.The results are shown in Table 1. Next, the photomicrograph of the surface which machined this casting piece into target shape, grind | polishing further, and the grinding | polishing surface etched with the hydrochloric acid solution containing ferric chloride is shown in FIG. As a result, a cast structure in which the Ga phase (segregation phase) was uniformly dispersed could be obtained. Thus, sputtering using the Cu-Ga alloy target which has a small amount of oxygen and the cast structure which Ga phase (segregation phase) disperse | distributed uniformly was produced, and the particle | grains generate | occur | produced little and the homogeneous Cu-Ga type alloy film was obtained.

(실시예 4)(Example 4)

먼저, 구리 (Cu : 순도 4 N) 원료 20 ㎏ 을 카본제 도가니에 넣고, 도가니 내를 질소 가스 분위기로 하고, 1250 ℃ 까지 가열하였다. 이 고온의 가열은, 더미 바와 Cu-Ga 합금 용탕을 용착시키기 위해서이다.First, 20 kg of copper (Cu: purity 4N) raw materials were put into a carbon crucible, the inside of the crucible was made into nitrogen gas atmosphere, and it heated to 1250 degreeC. This high temperature heating is for welding a dummy bar and molten Cu-Ga alloy.

다음으로, 첨가 원소인 Ga (순도 : 4 N) 를 Ga 농도가 20 at% 인 조성비가 되도록 조정하여, 가열 도가니에 도입하였다. 도가니의 가열에는, 저항 가열 장치 (그라파이트 엘리먼트) 를 사용하였다. 용해 도가니의 형상은, 140 ㎜φ ×400 ㎜φ 이고, 주형의 재질은 그라파이트제이며, 주조 덩어리의 형상은, 65 ㎜ w×12 ㎜t 의 판으로 하여 연속 주조하였다.Next, Ga (purity: 4N) which is an additional element was adjusted so that it might become a composition ratio whose Ga concentration is 20 at%, and it introduce | transduced into the heating crucible. A resistance heating device (graphite element) was used for heating the crucible. The shape of the melting crucible was 140 mmφ × 400 mmφ, the material of the mold was made of graphite, and the shape of the cast mass was continuously cast as a 65 mm w × 12 mmt plate.

원료가 용해된 후, 용탕 온도를 1080 ℃ 가 될 때까지 낮춰, 용탕 온도와 주형 온도가 안정된 시점에서, 인발을 개시한다. 주형의 전단에는, 더미 바가 삽입되어 있기 때문에, 이 더미 바를 인출함으로써, 응고된 주물편이 인출된다.After the raw materials are dissolved, the molten metal temperature is lowered to 1080 ° C, and drawing is started when the molten metal temperature and the mold temperature are stabilized. Since the dummy bar is inserted in the front end of the mold, the solidified casting piece is taken out by pulling out the dummy bar.

인발 패턴은, 0.5 초 구동, 2.5 초 정지의 반복으로 실시하고, 주파수를 변화시키고, 인발 속도를 90 ㎜/min 으로 하였다. 인발 속도 (㎜/min) 와 냉각 속도 (℃/min) 는 비례 관계에 있어, 인발 속도 (㎜/min) 를 높이면 냉각 속도도 상승한다. 이 결과, 650 ℃/min 의 냉각 속도가 되었다.The drawing pattern was performed by repetition of 0.5 second drive and 2.5 second stop, frequency was changed, and the drawing speed was 90 mm / min. The drawing speed (mm / min) and the cooling rate (° C / min) are proportional to each other. When the drawing speed (mm / min) is increased, the cooling rate also increases. As a result, it became the cooling rate of 650 degreeC / min.

얻어진 주조편은, Cu 에 Ga 가 고용 (α 상) 된 조직을 갖고, 산소 농도는 10 wtppm 미만이 되고, 미세한 덴드라이트 조직이 형성되었다. 2 차 덴드라이트 아암 간격은 32 ㎛ 가 되고, 2 차 덴드라이트의 길이는 35 ㎛ 이고, 폭은 21 ㎛ 가 되었다.The obtained cast piece had a structure in which Ga was dissolved in Ga (α phase), the oxygen concentration was less than 10 wtppm, and fine dendrite structures were formed. The secondary dendrite arm spacing was 32 탆, the length of the secondary dendrites was 35 탆, and the width was 21 탆.

2 차 덴드라이트 아암 사이에는, Ga 농도가 높은 상 (편석상, 이상) 이 관찰되었다. 이것은 2 차 덴드라이트 아암 사이에 끼인 구조가 되기 때문에, 덴드라이트 조직이 미세하게 되어 형성되어 있으므로, 이 편석상 (이상) 도 균일하게 분산되어 있었다.Between secondary dendrite arms, a phase with high Ga concentration (segregation phase, abnormality) was observed. Since this is a structure sandwiched between secondary dendrite arms, since the dendrites are formed finely, this segregation phase (above) was also uniformly dispersed.

이 결과를 표 1 에 나타낸다. 다음으로, 이 주조편을 타깃 형상으로 기계 가공하고, 추가로 연마하고, 그 연마면을, 염화제2철을 함유하는 염산 용액으로 에칭한 표면의 현미경 사진을 도 2 에 나타낸다. 또, FE-EPMA 의 면 분석 결과를 도 3 의 상측 도면에 나타낸다. 이 도면에 나타내는 바와 같이, Ga 상 (편석상) 이 균일하게 분산된 주조 조직을 얻을 수 있었다.The results are shown in Table 1. Next, the photomicrograph of the surface which machined this casting piece into target shape, grind | polishing further, and the grinding | polishing surface etched with the hydrochloric acid solution containing ferric chloride is shown in FIG. Moreover, the surface analysis result of FE-EPMA is shown in the upper figure of FIG. As shown in this figure, the cast structure in which the Ga phase (segregation phase) was uniformly dispersed was obtained.

이와 같이 산소량이 적고, Ga 상 (편석상) 이 균일하게 분산된 주조 조직을 갖는 Cu-Ga 합금 타깃을 사용하여 스퍼터링함으로써, 파티클의 발생이 적어, 균질인 Cu-Ga 계 합금막을 얻을 수 있었다.Thus, sputtering using the Cu-Ga alloy target which has a small amount of oxygen and the cast structure which Ga phase (segregation phase) disperse | distributed uniformly was produced, and the particle | grains generate | occur | produced little and the homogeneous Cu-Ga type alloy film was obtained.

(비교예 1)(Comparative Example 1)

먼저, 구리 (Cu : 순도 4 N) 원료 20 ㎏ 을 카본제 도가니에 넣고, 도가니 내를 질소 가스 분위기로 하고, 1250 ℃ 까지 가열하였다. 이 고온의 가열은, 더미 바와 Cu-Ga 합금 용탕을 용착시키기 위해서이다.First, 20 kg of copper (Cu: purity 4N) raw materials were put into a carbon crucible, the inside of the crucible was made into nitrogen gas atmosphere, and it heated to 1250 degreeC. This high temperature heating is for welding a dummy bar and molten Cu-Ga alloy.

다음으로, 첨가 원소인 Ga (순도 : 4 N) 를 Ga 농도가 15 at% 인 조성비가 되도록 조정하여, 가열 도가니에 도입하였다. 도가니의 가열에는, 저항 가열 장치 (그라파이트 엘리먼트) 를 사용하였다. 용해 도가니의 형상은, 140 ㎜φ ×400 ㎜φ 이고, 주형의 재질은 그라파이트제이며, 주조 덩어리의 형상은, 65 ㎜ w×12 ㎜t 의 판으로 하여 연속 주조하였다.Next, Ga (purity: 4N) which is an additional element was adjusted so that it might become a composition ratio whose Ga concentration is 15 at%, and it introduce | transduced into the heating crucible. A resistance heating device (graphite element) was used for heating the crucible. The shape of the melting crucible was 140 mmφ × 400 mmφ, the material of the mold was made of graphite, and the shape of the cast mass was continuously cast as a 65 mm w × 12 mmt plate.

원료가 용해된 후, 용탕 온도를 1080 ℃ 가 될 때까지 낮춰, 용탕 온도와 주형 온도가 안정된 시점에서, 인발을 개시한다. 주형의 전단에는, 더미 바가 삽입되어 있기 때문에, 이 더미 바를 인출함으로써, 응고된 주물편이 인출된다.After the raw materials are dissolved, the molten metal temperature is lowered to 1080 ° C, and drawing is started when the molten metal temperature and the mold temperature are stabilized. Since the dummy bar is inserted in the front end of the mold, the solidified casting piece is taken out by pulling out the dummy bar.

인발 패턴은, 0.5 초 구동, 2.5 초 정지의 반복으로 실시하고, 주파수를 변화시키고, 인발 속도를 30 ㎜/min 으로 하였다. 인발 속도 (㎜/min) 와 냉각 속도 (℃/min) 는 비례 관계에 있어, 인발 속도 (㎜/min) 를 높이면 냉각 속도도 상승한다. 이 결과, 200 ℃/min 의 냉각 속도가 되었다.The drawing pattern was repeated with 0.5 second drive and 2.5 second stop, the frequency was changed, and the drawing speed was 30 mm / min. The drawing speed (mm / min) and the cooling rate (° C / min) are proportional to each other. When the drawing speed (mm / min) is increased, the cooling rate also increases. As a result, it became the cooling rate of 200 degreeC / min.

얻어진 주조편은, Cu 에 Ga 가 고용 (α 상) 된 조직을 갖고, 산소 농도는 10 wtppm 미만이 되고, 조대화된 덴드라이트 조직이 형성되었다. 2 차 덴드라이트 아암 간격은 94 ㎛ 가 되고, 2 차 덴드라이트의 길이는 64 ㎛ 이고, 폭은 61 ㎛ 가 되었다. 2 차 덴드라이트 아암 사이에는, Ga 농도가 높은 상 (편석상, 이상) 이 관찰되었지만, 덴드라이트가 크기 때문에, 편석상 (이상) 도 커져 있었다.The obtained cast piece had a structure in which Ga was dissolved (Ga phase) in Cu, the oxygen concentration was less than 10 wtppm, and coarse dendrite structures were formed. The secondary dendrite arm spacing was 94 µm, the length of the secondary dendrites was 64 µm, and the width was 61 µm. The phase (segregation phase, abnormality) with high Ga concentration was observed between secondary dendrite arms, but since the dendrites were large, the segregation phase (ideality) was also large.

이 결과를 표 1 에 나타낸다. 다음으로, 이 주조편을 타깃 형상으로 기계 가공하고, 추가로 연마하고, 그 연마면을, 염화제2철을 함유하는 염산 용액으로 에칭한 표면의 현미경 사진을 도 2 에 나타낸다. 이와 같이 산소량이 적지만, Ga 상 (편석상) 이 조대화된 주조 조직을 갖는 Cu-Ga 합금 타깃이 되었다. 이 타깃을 사용하여 스퍼터링함으로써, 파티클의 발생이 증가하여, 균질인 Cu-Ga 계 합금막을 얻을 수 없었다.The results are shown in Table 1. Next, the photomicrograph of the surface which machined this casting piece into target shape, grind | polishing further, and the grinding | polishing surface etched with the hydrochloric acid solution containing ferric chloride is shown in FIG. As described above, although the amount of oxygen is small, the Ga phase (segregation phase) became a Cu-Ga alloy target having a coarse cast structure. By sputtering using this target, generation | occurrence | production of a particle increased and the homogeneous Cu-Ga type alloy film was not obtained.

(비교예 2)(Comparative Example 2)

먼저, 구리 (Cu : 순도 4 N) 원료 20 ㎏ 을 카본제 도가니에 넣고, 도가니 내를 질소 가스 분위기로 하고, 1250 ℃ 까지 가열하였다. 이 고온의 가열은, 더미 바와 Cu-Ga 합금 용탕을 용착시키기 위해서이다.First, 20 kg of copper (Cu: purity 4N) raw materials were put into a carbon crucible, the inside of the crucible was made into nitrogen gas atmosphere, and it heated to 1250 degreeC. This high temperature heating is for welding a dummy bar and molten Cu-Ga alloy.

다음으로, 첨가 원소인 Ga (순도 : 4 N) 를 Ga 농도가 20 at% 인 조성비가 되도록 조정하여, 가열 도가니에 도입하였다. 도가니의 가열에는, 저항 가열 장치 (그라파이트 엘리먼트) 를 사용하였다. 용해 도가니의 형상은, 140 ㎜φ ×400 ㎜φ 이고, 주형의 재질은 그라파이트제이며, 주조 덩어리의 형상은, 65 ㎜ w×12 ㎜t 의 판으로 하여 연속 주조하였다.Next, Ga (purity: 4N) which is an additional element was adjusted so that it might become a composition ratio whose Ga concentration is 20 at%, and it introduce | transduced into the heating crucible. A resistance heating device (graphite element) was used for heating the crucible. The shape of the melting crucible was 140 mmφ × 400 mmφ, the material of the mold was made of graphite, and the shape of the cast mass was continuously cast as a 65 mm w × 12 mmt plate.

원료가 용해된 후, 용탕 온도를 1080 ℃ 가 될 때까지 낮춰, 용탕 온도와 주형 온도가 안정된 시점에서, 인발을 개시한다. 주형의 전단에는, 더미 바가 삽입되어 있기 때문에, 이 더미 바를 인출함으로써, 응고된 주물편이 인출된다.After the raw materials are dissolved, the molten metal temperature is lowered to 1080 ° C, and drawing is started when the molten metal temperature and the mold temperature are stabilized. Since the dummy bar is inserted in the front end of the mold, the solidified casting piece is taken out by pulling out the dummy bar.

인발 패턴은, 0.5 초 구동, 2.5 초 정지의 반복으로 실시하고, 주파수를 변화시키고, 인발 속도를 30 ㎜/min 으로 하였다. 인발 속도 (㎜/min) 와 냉각 속도 (℃/min) 는 비례 관계에 있어, 인발 속도 (㎜/min) 를 높이면 냉각 속도도 상승한다. 이 결과, 200 ℃/min 의 냉각 속도가 되었다.The drawing pattern was repeated with 0.5 second drive and 2.5 second stop, the frequency was changed, and the drawing speed was 30 mm / min. The drawing speed (mm / min) and the cooling rate (° C / min) are proportional to each other. When the drawing speed (mm / min) is increased, the cooling rate also increases. As a result, it became the cooling rate of 200 degreeC / min.

얻어진 주조편은, Cu 에 Ga 가 고용 (α 상) 된 조직을 갖고, 산소 농도는 10 wtppm 미만이 되고, 조대한 덴드라이트 조직이 형성되었다. 2 차 덴드라이트 아암 간격은 98 ㎛ 가 되고, 2 차 덴드라이트의 길이는 62 ㎛ 이고, 폭은 65 ㎛ 가 되었다.The obtained cast piece had a structure in which Ga was dissolved (Ga) in Cu, the oxygen concentration was less than 10 wtppm, and coarse dendrites were formed. The secondary dendrite arm spacing was 98 µm, the length of the secondary dendrites was 62 µm, and the width was 65 µm.

2 차 덴드라이트 아암 사이에는, Ga 농도가 높은 상 (편석상, 이상) 이 관찰되었지만, 덴드라이트가 크기 때문에, 편석상 (이상) 도 커져 있었다.The phase (segregation phase, abnormality) with high Ga concentration was observed between secondary dendrite arms, but since the dendrites were large, the segregation phase (ideality) was also large.

이 결과를 표 1 에 나타낸다. 다음으로, 이 주조편을 타깃 형상으로 기계 가공하고, 추가로 연마하고, 그 연마면을, 염화제2철을 함유하는 염산 용액으로 에칭한 표면의 현미경 사진을 도 2 에 나타낸다. 이와 같이 산소량이 적지만, Ga 상 (편석상) 이 조대화된 주조 조직을 갖는 Cu-Ga 합금 타깃이 되었다. 이 타깃을 사용하여 스퍼터링함으로써, 파티클의 발생이 증가하여, 균질인 Cu-Ga 계 합금막을 얻을 수 없었다.The results are shown in Table 1. Next, the photomicrograph of the surface which machined this casting piece into target shape, grind | polishing further, and the grinding | polishing surface etched with the hydrochloric acid solution containing ferric chloride is shown in FIG. As described above, although the amount of oxygen is small, the Ga phase (segregation phase) became a Cu-Ga alloy target having a coarse cast structure. By sputtering using this target, generation | occurrence | production of a particle increased and the homogeneous Cu-Ga type alloy film was not obtained.

본 발명에 의하면, 소결체 타깃에 비해 산소 등의 가스 성분을 감소시킬 수 있다고 하는 큰 이점이 있고, 이 주조 조직을 갖는 스퍼터링 타깃을 일정한 냉각 속도 이상의 응고 조건에서 연속적으로 고화시킴으로써, 산소를 저감시키고, 또한 다수의 미세한 수지상정을 형성시킨 양질의 주조 조직의 타깃을 얻을 수 있다는 효과를 갖는다.According to the present invention, there is a great advantage that the gas component such as oxygen can be reduced in comparison with the sintered compact target, and the oxygen is reduced by solidifying the sputtering target having this cast structure continuously under the solidification conditions at a constant cooling rate, Moreover, it has the effect that the target of the quality casting structure which formed many fine dendrites can be obtained.

이와 같이 산소가 적고, 다수의 미세한 수지상정이 분산된 주조 조직을 갖는 Cu-Ga 합금 타깃을 사용하여 스퍼터링함으로써, 파티클의 발생이 적어, 균질인 Cu-Ga 계 합금막을 얻는 것이 가능하고, 또한 Cu-Ga 합금 타깃의 제조 비용을 크게 저감시킬 수 있는 효과를 갖는다.By sputtering using a Cu-Ga alloy target having a casting structure in which a small amount of fine resinous crystals are dispersed in such a small amount of oxygen, it is possible to obtain a homogeneous Cu-Ga-based alloy film with little generation of particles. It has the effect that a manufacturing cost of -Ga alloy target can be greatly reduced.

이와 같은 스퍼터막으로부터 광흡수층 및 CIGS 계 태양 전지를 제조할 수 있기 때문에, CIGS 태양 전지의 변환 효율의 저하가 억제됨과 함께, 저비용의 CIGS 계 태양 전지를 제작할 수 있다고 하는 우수한 효과를 갖는다. 이와 같은 스퍼터막으로부터 광흡수층 및 CIGS 계 태양 전지를 제조할 수 있기 때문에, CIGS 태양 전지의 변환 효율의 저하를 억제하기 위한 태양 전지에 유용하다.Since the light absorption layer and the CIGS solar cell can be manufactured from such a sputter film, the fall of the conversion efficiency of a CIGS solar cell is suppressed and it has the outstanding effect that a low cost CIGS solar cell can be manufactured. Since a light absorption layer and a CIGS solar cell can be manufactured from such a sputter film, it is useful for the solar cell for suppressing the fall of the conversion efficiency of a CIGS solar cell.

Claims (14)

Ga 가 15 at% 이상 22 at% 이하, 잔부가 Cu 및 불가피적 불순물로 이루어지는 용해ㆍ주조한 판상의 Cu-Ga 합금 스퍼터링 타깃으로서, Cu 에 Ga 가 고용된 α 상 또는 α 상과 ζ 상의 혼상으로 이루어지는 조직을 갖고, 그 α 상 또는 α 상과 ζ 상의 혼상으로 이루어지는 조직에 덴드라이트 조직이 분산되어 있고, 그 덴드라이트 조직 (수지상정) 은, 1 차 아암과 그 1 차 아암으로부터 측방으로 성장한 2 차 아암으로 이루어지고, 2 차 아암의 평균 길이가 30 ∼ 60 ㎛, 2 차 아암의 평균 폭이 10 ∼ 30 ㎛, 그 2 차 아암 사이의 평균 간격이 20 ∼ 80 ㎛ 인 것을 특징으로 하는 Cu-Ga 합금 스퍼터링 타깃.Ga is 15 at% or more and 22 at% or less, and the remainder is a plate-shaped Cu-Ga alloy sputtering target composed of Cu and unavoidable impurities. The dendrite structure is dispersed in the structure which consists of the alpha phase or the mixed phase of the alpha phase and the ζ phase, The dendrite structure (resin phase top) is 2 which grew laterally from the primary arm and the primary arm. Cu- which consists of a primary arm, the average length of a secondary arm is 30-60 micrometers, the average width of a secondary arm is 10-30 micrometers, and the average space | interval between the secondary arms is 20-80 micrometers. Ga alloy sputtering target. 제 1 항에 있어서,
1 차 아암의 최대 직경이 5 ∼ 30 ㎛ 인 것을 특징으로 하는 Cu-Ga 합금 스퍼터링 타깃.
The method of claim 1,
The maximum diameter of a primary arm is 5-30 micrometers, Cu-Ga alloy sputtering target characterized by the above-mentioned.
제 1 항에 있어서,
덴드라이트 조직의 2 차 아암 사이에, 덴드라이트 조직보다 Ga 농도가 진한 (Ga 리치) 상을 갖는 것을 특징으로 하는 Cu-Ga 합금 스퍼터링 타깃.
The method of claim 1,
A Cu-Ga alloy sputtering target, having a Ga concentration that is thicker than a dendrite structure between secondary arms of the dendrite structure.
제 2 항에 있어서,
덴드라이트 조직의 2 차 아암 사이에, 덴드라이트 조직보다 Ga 농도가 진한 (Ga 리치) 상을 갖는 것을 특징으로 하는 Cu-Ga 합금 스퍼터링 타깃.
3. The method of claim 2,
A Cu-Ga alloy sputtering target, having a Ga concentration that is thicker than a dendrite structure between secondary arms of the dendrite structure.
제 3 항에 있어서,
덴드라이트 조직보다 Ga 농도가 진한 상이, α 상 또는 ζ 상인 것을 특징으로 하는 Cu-Ga 합금 스퍼터링 타깃.
The method of claim 3, wherein
A Ga-Ga alloy sputtering target, wherein a Ga concentration is higher than a dendrite structure is an α phase or a ζ phase.
제 4 항에 있어서,
덴드라이트 조직보다 Ga 농도가 진한 상이, α 상 또는 ζ 상인 것을 특징으로 하는 Cu-Ga 합금 스퍼터링 타깃.
5. The method of claim 4,
A Ga-Ga alloy sputtering target, wherein a Ga concentration is higher than a dendrite structure is an α phase or a ζ phase.
제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
산소 함유량이 20 wtppm 이하인 것을 특징으로 하는 Cu-Ga 합금 스퍼터링 타깃.
7. The method according to any one of claims 1 to 6,
An Cu-Ga alloy sputtering target, wherein the oxygen content is 20 wtppm or less.
타깃 원료를 그라파이트제 도가니 내에서 용해시키고, 이 용탕을, 수랭 프로브를 구비한 주형에 부어 연속적으로 Cu-Ga 합금으로 이루어지는 판상의 주조체를 제조하고, 이것을 추가로 기계 가공하여 판상의 Cu-Ga 합금 타깃을 제조하는 방법으로서, 상기 주조체의 융점에서부터 300 ℃ 에 이를 때까지의 응고 속도를 300 ∼ 1000 ℃/min 으로 제어하는 것을 특징으로 하는 Cu-Ga 합금 스퍼터링 타깃의 제조 방법.The target raw material is dissolved in a graphite crucible, and the molten metal is poured into a mold having a water-cooled probe to continuously manufacture a plate-shaped casting made of a Cu-Ga alloy, which is further machined to form a plate-shaped Cu-Ga. A method for producing an alloy target, the method of producing a Cu-Ga alloy sputtering target, characterized by controlling the solidification rate from the melting point of the cast body to 300 ° C at 300 to 1000 ° C / min. 타깃 원료를 그라파이트제 도가니 내에서 용해시키고, 이 용탕을, 수랭 프로브를 구비한 주형에 부어 연속적으로 Cu-Ga 합금으로 이루어지는 판상의 주조체를 제조하고, 이것을 추가로 기계 가공하여 판상의 Cu-Ga 합금 타깃을 제조하는 방법으로서, 상기 주조체의 융점에서부터 300 ℃ 에 이를 때까지의 응고 속도를 300 ∼ 1000 ℃/min 으로 제어함으로써, 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 기재된 타깃을 제조하는 것을 특징으로 하는 Cu-Ga 합금 스퍼터링 타깃의 제조 방법.The target raw material is dissolved in a graphite crucible, and the molten metal is poured into a mold having a water-cooled probe to continuously manufacture a plate-shaped casting made of a Cu-Ga alloy, which is further machined to form a plate-shaped Cu-Ga. A method for producing an alloy target, wherein the target according to any one of claims 1 to 6 is produced by controlling the solidification rate from the melting point of the cast body to 300 ° C at 300 to 1000 ° C / min. The manufacturing method of the Cu-Ga alloy sputtering target characterized by the above-mentioned. 타깃 원료를 그라파이트제 도가니 내에서 용해시키고, 이 용탕을, 수랭 프로브를 구비한 주형에 부어 연속적으로 Cu-Ga 합금으로 이루어지는 판상의 주조체를 제조하고, 이것을 추가로 기계 가공하여 판상의 Cu-Ga 합금 타깃을 제조하는 방법으로서, 상기 주조체의 융점에서부터 300 ℃ 에 이를 때까지의 응고 속도를 300 ∼ 1000 ℃/min 으로 제어함으로써, 제 7 항에 기재된 타깃을 제조하는 것을 특징으로 하는 Cu-Ga 합금 스퍼터링 타깃의 제조 방법.The target raw material is dissolved in a graphite crucible, and the molten metal is poured into a mold having a water-cooled probe to continuously manufacture a plate-shaped casting made of a Cu-Ga alloy, which is further machined to form a plate-shaped Cu-Ga. A method for producing an alloy target, wherein the target according to claim 7 is produced by controlling the solidification rate from the melting point of the cast body to 300 ° C. at 300 to 1000 ° C./min. Method for producing an alloy sputtering target. 제 8 항에 있어서,
인발 속도를 50 ㎜/min ∼ 150 ㎜/min 으로 하여 제조하는 것을 특징으로 하는 Cu-Ga 합금 스퍼터링 타깃의 제조 방법.
The method of claim 8,
A manufacturing method of the Cu-Ga alloy sputtering target characterized by drawing with a drawing speed of 50 mm / min-150 mm / min.
제 8 항에 있어서,
횡형 연속 주조법을 이용하여 제조하는 것을 특징으로 하는 Cu-Ga 합금 스퍼터링 타깃의 제조 방법.
The method of claim 8,
It manufactures using a horizontal continuous casting method, The manufacturing method of the Cu-Ga alloy sputtering target characterized by the above-mentioned.
제 8 항에 있어서,
상기 주조체의 융점에서부터 300 ℃ 에 이를 때까지의 응고 속도를 300 ∼ 1000 ℃/min 으로 제어함으로써, 주조시에 형성되는 α 상 또는 α 상과 ζ 상의 혼상의 양 및 농도를 조정하는 것을 특징으로 하는 Cu-Ga 합금 스퍼터링 타깃의 제조 방법.
The method of claim 8,
By controlling the solidification rate from the melting point of the cast to 300 ℃ to 300 ~ 1000 ℃ / min, it is characterized by adjusting the amount and concentration of the α phase or the mixed phase of the α phase and ζ phase formed during casting Method for producing a Cu-Ga alloy sputtering target.
제 11 항에 있어서,
상기 주조체의 융점에서부터 300 ℃ 에 이를 때까지의 응고 속도를 300 ∼ 1000 ℃/min 으로 제어함으로써, 주조시에 형성되는 α 상 또는 α 상과 ζ 상의 혼상의 양 및 농도를 조정하는 것을 특징으로 하는 Cu-Ga 합금 스퍼터링 타깃의 제조 방법.
The method of claim 11,
By controlling the solidification rate from the melting point of the cast to 300 ℃ to 300 ~ 1000 ℃ / min, it is characterized by adjusting the amount and concentration of the α phase or the mixed phase of the α phase and ζ phase formed during casting Method for producing a Cu-Ga alloy sputtering target.
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