Cu－Ga合金以及Cu－Ga合金濺射靶制造技術(shù)

本發(fā)明專利技術(shù)涉及Cu－Ga合金以及Cu－Ga合金濺射靶，所述Cu－Ga合金含有質(zhì)量百分比25～30%的Ga，且余量為Cu，所述Cu－Ga合金的特征在于，通過(guò)電子顯微鏡得到的組織圖像上所呈現(xiàn)出的、Ga濃度為質(zhì)量百分比30～35%的相即γ相的平均等效圓直徑為50μm以下，且最大等效圓直徑為200μm以下。由于本發(fā)明專利技術(shù)的Cu－Ga合金通過(guò)使組織具有特定的相結(jié)構(gòu)，從而即使在通過(guò)鑄造法進(jìn)行制作的情況下也難以產(chǎn)生裂紋或缺口等，因此，能夠在以質(zhì)量百分比25～30%的較高濃度含有Ga的同時(shí)實(shí)施壓延加工。因此，能夠通過(guò)壓延來(lái)制造Ga的含有量較多的濺射靶，且能夠?qū)崿F(xiàn)濺射靶的生產(chǎn)率的提高。此外，在通過(guò)鑄造法來(lái)制作本發(fā)明專利技術(shù)的Cu－Ga合金的情況下，與通過(guò)熱壓等的粉末燒結(jié)法而制造的Cu－Ga合金濺射靶相比，濺射速率較快。

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
【國(guó)外來(lái)華專利技術(shù)】
本專利技術(shù)涉及一種Cu - Ga合金以及Cu — Ga合金濺射靶，更詳細(xì)而言，涉及即使Ga的含有量較多也能夠進(jìn)行壓延加工的Cu - Ga合金、以及由所述合金得到的Cu - Ga合金濺射靶。
技術(shù)介紹
近年來(lái)，由化合物半導(dǎo)體得到的薄膜太陽(yáng)能電池已被實(shí)用化。在該薄膜太陽(yáng)能電池中，一般情況下，在鈉鈣玻璃基板之上形成有成為正電極的Mo電極層，在該Mo電極層之上形成有含有Cu — In — Ga — Se合金膜的光吸收層，在該光吸收層之上形成有含有ZnS、CdS等的緩沖層，且在該緩沖層之上形成有成為負(fù)電極的透明電極層。作為含有Cu — In — Ga — Se合金膜的光吸收層的形成方法，已經(jīng)提出了通過(guò)濺射法而形成Cu — In — Ga — Se合金膜的方法，以代替成膜速度較慢且耗費(fèi)成本的蒸鍍法。 作為通過(guò)濺射法而使該Cu — In — Ga— Se合金膜成膜的方法，已經(jīng)提出了如下的方法，即，使用Cu — Ga祀并通過(guò)派射而使Cu — Ga合金膜成膜,并通過(guò)在該Cu — Ga合金膜之上使用In靶進(jìn)行濺射從而形成復(fù)合膜，之后，在Se氣氛中對(duì)該復(fù)合膜進(jìn)行熱處理，從而形成Cu — In — Ga — Se合金膜的方法。該方法也能夠通過(guò)使形成復(fù)合膜的順序顛倒，即在In膜之上形成Cu - Ga膜來(lái)實(shí)施。作為Cu — Ga合金靶，已知含有重量百分比I 40%的Ga、且余量由Cu構(gòu)成的Cu — Ga合金革巴。作為該Cu - Ga合金濺射靶的制造方法，可以使用熱壓等的粉末燒結(jié)法以及真空熔解法等的鑄造法。作為通過(guò)粉末燒結(jié)法而制造出的Cu - Ga合金濺射靶，例如，在日本特開(kāi)2008 - 138232號(hào)公報(bào)中公開(kāi)了一種Cu — Ga合金濺射靶，所述Cu-Ga合金濺射靶通過(guò)對(duì)Ga的含有量為質(zhì)量百分比30%以上的Cu - Ga合金粉末、和純銅粉末或Ga的含有量為質(zhì)量百分比15%以下的Cu - Ga合金粉末的混合粉末進(jìn)行熱壓而獲得。但是，通過(guò)熱壓法而制造的Cu - Ga合金濺射靶一方面具有微細(xì)的組織，而另一方面卻存在氧濃度較高，且濺射速率較慢等的缺點(diǎn)。相對(duì)于此，通過(guò)鑄造法制造的Cu - Ga合金濺射靶則具有氧濃度較低，且濺射速率較快等的優(yōu)點(diǎn)。但是，其另一方面，由于通過(guò)鑄造法而制造出的Cu - Ga合金的鑄塊無(wú)法形成微細(xì)的組織，并易于發(fā)生偏析，且容易產(chǎn)生裂紋，因此存在難以通過(guò)壓延等的塑性加工而使濺射靶成形等的缺點(diǎn)。如果不能通過(guò)壓延而使濺射靶成形，則無(wú)法實(shí)現(xiàn)濺射靶的生產(chǎn)率的提高。由于當(dāng)Cu — Ga合金的Ga濃度為質(zhì)量百分比25%以上時(shí)，硬度會(huì)較高，從而發(fā)生裂紋的可能性將明顯較大，因此尤其難以實(shí)施壓延等的塑性加工。作為解決鑄造法所引起的這種偏析和脆性裂紋等缺點(diǎn)的技術(shù)，在日本特開(kāi)2000 - 073163號(hào)公報(bào)中公開(kāi)了一種在利用具備加熱單元以及冷卻單元的鑄型對(duì)冷卻速度進(jìn)行控制的同時(shí)，對(duì)含有質(zhì)量百分比15 70%的Ga的Cu — Ga合金材料進(jìn)行鑄造而制作鑄塊，并在該鑄塊上設(shè)置呈島狀的空孔，在該空孔中注入In的熔融金屬?gòu)亩圃斐龅蔫T塊。在先技術(shù)文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)I :日本特開(kāi)2008 - 138232號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)2 :日本特開(kāi)2000 - 073163號(hào)公報(bào)
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
專利技術(shù)所要解決的課題雖然日本特開(kāi)2000 - 073163號(hào)公報(bào)所公開(kāi)的所述鑄塊通過(guò)使冷卻速度減慢，從而對(duì)偏析和脆性進(jìn)行了抑制，進(jìn)而能夠通過(guò)切削加工來(lái)形成濺射靶，但是由于在冷卻速度減慢時(shí)，一個(gè)個(gè)的結(jié)晶將會(huì)變大，因此無(wú)法進(jìn)行壓延。本專利技術(shù)的目的在于，提供一種即使Ga含有量較多也能夠?qū)嵤貉蛹庸さ腃u — Ga 合金、以及即使Ga含有量較多也能夠通過(guò)壓延加工來(lái)進(jìn)行制造的Cu-Ga合金濺射靶。用于解決課題的方法本專利技術(shù)人發(fā)現(xiàn)，對(duì)于通過(guò)鑄造法而得到的、含有Cu - Ga合金的鑄塊的脆性而言，其與Ga濃度為質(zhì)量百分比30 35%的相、例如被稱為、相的相相關(guān)，且能夠通過(guò)對(duì)該Y相的大小以及存在比率進(jìn)行調(diào)節(jié)來(lái)控制開(kāi)裂難易度，由此完成了本專利技術(shù)。即，本專利技術(shù)為一種Cu - Ga合金，其含有質(zhì)量百分比25 30%的Ga，且余量為Cu，所述Cu - Ga合金的特征在于，通過(guò)電子顯微鏡得到的組織圖像上所呈現(xiàn)出的、Ga濃度為質(zhì)量百分比30 35%的相即Y相的平均等效圓直徑為50 μ m以下，且最大等效圓直徑為200 μ m以下。作為所述Cu - Ga合金的優(yōu)選方式，該濺射靶制造用合金中，相對(duì)于所述組織圖像的面積的、Y相的面積的總計(jì)的比率為5 70%ο此外，其他專利技術(shù)為一種Cu - Ga合金濺射靶，其通過(guò)對(duì)所述Cu — Ga合金進(jìn)行壓延而得到。專利技術(shù)的效果本專利技術(shù)的Cu - Ga合金，由于通過(guò)使組織具有特定的相結(jié)構(gòu)，從而即使在通過(guò)鑄造法進(jìn)行制作的情況下也難以產(chǎn)生裂紋或缺口等，因此，能夠在以質(zhì)量百分比25 30%的較高濃度含有Ga的情況下實(shí)施壓延加工。因此，能夠通過(guò)壓延來(lái)制造Ga的含有量較多的濺射靶，且能夠?qū)崿F(xiàn)濺射靶的生產(chǎn)率的提高。此外，在通過(guò)鑄造法來(lái)制作本專利技術(shù)的Cu — Ga合金的情況下，與通過(guò)熱壓等的粉末燒結(jié)法而制造出的Cu - Ga合金濺射靶相比，濺射速率較快。附圖說(shuō)明圖I為，通過(guò)掃描型電子顯微鏡以200倍的倍率對(duì)利用碳鑄模而制造出的本專利技術(shù)的Cu - Ga合金的截面進(jìn)行觀察，從而得到的組織圖像的一個(gè)示例。圖2為，通過(guò)掃描型電子顯微鏡以200倍的倍率對(duì)利用水冷銅鑄模而制造出的本專利技術(shù)的Cu - Ga合金截面進(jìn)行觀察，從而得到的組織圖像的一個(gè)示例。具體實(shí)施方式本專利技術(shù)的Cu - Ga合金的特征在于，含有質(zhì)量百分比25 30%的Ga且余量為Cu，并且通過(guò)電子顯微鏡而得到的組織圖像上所呈現(xiàn)出的Y相的平均等效圓直徑為50μπι以下，且最大等效圓直徑為200 μ m以下。在此，Y相是指Ga濃度為質(zhì)量百分比30 35%的相。組織圖像上所呈現(xiàn)出的相是否為Y相能夠通過(guò)如下方式進(jìn)行確認(rèn)，即，利用由電子顯微鏡得到的與平均原子量對(duì)應(yīng)的圖像(成分像，COMPO像)，對(duì)由Ga濃度差引起的襯度的差異進(jìn)行觀察來(lái)進(jìn)行確認(rèn)。等效圓直徑是指，由上述方式得到的成分像的Ga濃度為質(zhì)量百分比30 35%的區(qū)域、即具有與Y相的面積相同面積的圓的直徑。平均等效圓直徑是指，所述組織圖像上所呈現(xiàn)出的全部的Y相的等效圓的直徑的平均值。最大等效圓直徑是指，在所述組織圖像上所呈現(xiàn)出的全部的Y相的等效圓直徑中的、最大的等效圓直徑。作為Y相的等效圓直徑的具體的求取方法，在以200倍的倍率得到的O. 3mm2的成分像中，判斷出Y相和其他相之間的界限之后，進(jìn)行圖像處理從而計(jì)算出該Y相的面積，并假設(shè)具有該面積的圓，從而將其直徑作為該Y相的等效圓直徑。Y相的平均等效圓直徑可以通過(guò)如下方式獲得，即，通過(guò)對(duì)于所述成分像上所呈現(xiàn)出的全部的Y相而以上述方式·求得等效圓直徑，并對(duì)這些等效圓直徑進(jìn)行平均而獲得。此外，對(duì)于所述成分像上所呈現(xiàn)出的全部的Y相而以上述方式求得等效圓直徑，并將這些等效圓直徑中的最大值作為Y相的最大等效圓直徑。根據(jù)電子顯微鏡觀察而確認(rèn)到，雖然一般情況下，Cu - Ga合金在Ga的含有量小于約質(zhì)量百分比25%的情況下，由Cu中固溶有Ga的相、和Ga濃度為質(zhì)量百分比20 25%的相(β相)構(gòu)成，但是當(dāng)Ga的含有量成為約質(zhì)量百分比25%以上時(shí)，則由Ga濃度為質(zhì)量百分比30本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】

【技術(shù)特征摘要】
【國(guó)外來(lái)華專利技術(shù)】...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：失野智泰，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：三井金屬礦業(yè)株式會(huì)社，
類型：
國(guó)別省市：