JP5533607B2 - スパッタリングターゲット及びその製造方法 - Google Patents
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Description
本発明は、太陽電池の光吸収層を形成するためのＣｕ−Ｉｎ−Ｇａ−Ｓｅ四元系合金膜を形成するときに使用するスパッタリングターゲット及びその製造方法に関するものである。
近年、化合物半導体による薄膜太陽電池が実用に供せられるようになり、この化合物半導体による薄膜太陽電池は、ソーダライムガラス基板の上にプラス電極となるＭｏ電極層を形成し、このＭｏ電極層の上にＣｕ−Ｉｎ−Ｇａ−Ｓｅ四元系合金膜からなる光吸収層が形成され、この光吸収層の上にＺｎＳ、ＣｄＳなどからなるバッファ層が形成され、このバッファ層の上にマイナス電極となる透明電極層が形成された基本構造を有している。
上記Ｃｕ−Ｉｎ−Ｇａ−Ｓｅ四元系合金膜からなる光吸収層の形成方法として、蒸着法により成膜する方法が知られており、この方法により得られた光吸収層は高いエネルギー変換効率が得られるものの、蒸着法による成膜は速度が遅いため、大面積成膜した場合、膜厚の面内分布の均一性が不足している。そのために、スパッタ法によってＣｕ−Ｉｎ−Ｇａ−Ｓｅ四元系合金膜からなる光吸収層を形成する方法が提案されている。
このＣｕ−Ｉｎ−Ｇａ−Ｓｅ四元系合金膜をスパッタ法により成膜する方法として、まず、Ｃｕ−Ｇａ二元系合金ターゲットを使用してスパッタすることによりＣｕ−Ｇａ二元系合金膜を成膜し、このＣｕ−Ｇａ二元系合金膜の上にＩｎターゲットを使用してスパッタによりＩｎ膜を成膜し、得られたＣｕ−Ｇａ二元系合金膜およびＩｎ膜からなる積層膜をＳｅ雰囲気中で熱処理してＣｕ−Ｉｎ−Ｇａ−Ｓｅ四元系合金膜を形成する方法（いわゆる、セレン化法）が提案されている（特許文献１参照）。
上記従来の技術には、以下の課題が残されている。
すなわち、セレン化法ではＣｕ−Ｉｎ−Ｇａ−Ｓｅ四元系合金膜を形成するためにＳｅ雰囲気中で熱処理することが必要であるが、このような工程を用いずにＣｕ−Ｉｎ−Ｇａ−Ｓｅ四元系合金膜を形成するための積層膜として、直接、Ｓｅを含有する膜をスパッタ法で成膜することが検討されている。しかしながら、純Ｓｅのスパッタリングターゲットでスパッタリングを試みると、ターゲットに穴が空いたり溶けたりするため実際にはスパッタリングができないという問題があった。また、ＣｕＳｅ合金からなるスパッタリングターゲットでは、組成比がＣｕ：Ｓｅ＝１：２（重量比）程度であるため、Ｓｅの含有量が少なすぎて成膜した際に十分なＳｅを供給することができないという不都合があった。
すなわち、セレン化法ではＣｕ−Ｉｎ−Ｇａ−Ｓｅ四元系合金膜を形成するためにＳｅ雰囲気中で熱処理することが必要であるが、このような工程を用いずにＣｕ−Ｉｎ−Ｇａ−Ｓｅ四元系合金膜を形成するための積層膜として、直接、Ｓｅを含有する膜をスパッタ法で成膜することが検討されている。しかしながら、純Ｓｅのスパッタリングターゲットでスパッタリングを試みると、ターゲットに穴が空いたり溶けたりするため実際にはスパッタリングができないという問題があった。また、ＣｕＳｅ合金からなるスパッタリングターゲットでは、組成比がＣｕ：Ｓｅ＝１：２（重量比）程度であるため、Ｓｅの含有量が少なすぎて成膜した際に十分なＳｅを供給することができないという不都合があった。
本発明は、前述の課題に鑑みてなされたもので、Ｃｕ−Ｉｎ−Ｇａ−Ｓｅ四元系合金膜を形成するための積層膜として、スパッタ法により十分にＳｅを含有した膜を成膜可能なスパッタリングターゲット及びその製造方法を提供することを目的とする。
本発明者らは、Ｃｕ−Ｉｎ−Ｇａ−Ｓｅ四元系合金膜を形成するための積層膜用として、Ｓｅが高濃度に含有されたスパッタリングターゲットを製造するべく研究を行った。その結果、Ｃｕ合金粉と純Ｓｅ粉とを混合して加圧焼結させることで、高濃度のＳｅを含有すると共に安定したスパッタリングが可能なスパッタリングターゲットが得られることを突き止めた。
したがって、本発明は、上記知見から得られたものであり、前記課題を解決するために以下の構成を採用した。すなわち、本発明のスパッタリングターゲットは、Ｇａ，Ｉｎ，Ｓｅのうち１種または２種以上とＣｕとからなる合金相と、純Ｓｅ相とで構成されていることを特徴とする。
このスパッタリングターゲットでは、Ｇａ，Ｉｎ，Ｓｅのうち１種または２種以上とＣｕとからなる合金相と、純Ｓｅ相とで構成されているので、純Ｓｅのみのターゲットで発生していたターゲットの穴あきや溶解が生じ難く安定したスパッタリングが可能であると共に、純Ｓｅ相の割合に応じて高濃度なＳｅを有する化合物膜を成膜可能である。
このスパッタリングターゲットでは、Ｇａ，Ｉｎ，Ｓｅのうち１種または２種以上とＣｕとからなる合金相と、純Ｓｅ相とで構成されているので、純Ｓｅのみのターゲットで発生していたターゲットの穴あきや溶解が生じ難く安定したスパッタリングが可能であると共に、純Ｓｅ相の割合に応じて高濃度なＳｅを有する化合物膜を成膜可能である。
また、本発明のスパッタリングターゲットの製造方法は、Ｇａ，Ｉｎ，Ｓｅのうち１種または２種以上とＣｕとからなる合金粉と、純Ｓｅ粉との混合粉末を、真空または不活性ガス雰囲気中で加圧焼結する工程を有していることを特徴とする。
すなわち、このスパッタリングターゲットの製造方法では、Ｇａ，Ｉｎ，Ｓｅのうち１種または２種以上とＣｕとからなる合金粉と、純Ｓｅ粉との混合粉末を、真空または不活性ガス雰囲気中で加圧焼結する工程を有しているので、Ｇａ，Ｉｎ，Ｓｅのうち１種または２種以上とＣｕとからなる合金相と、純Ｓｅ相とで構成されたスパッタリングターゲットを得ることができる。
すなわち、このスパッタリングターゲットの製造方法では、Ｇａ，Ｉｎ，Ｓｅのうち１種または２種以上とＣｕとからなる合金粉と、純Ｓｅ粉との混合粉末を、真空または不活性ガス雰囲気中で加圧焼結する工程を有しているので、Ｇａ，Ｉｎ，Ｓｅのうち１種または２種以上とＣｕとからなる合金相と、純Ｓｅ相とで構成されたスパッタリングターゲットを得ることができる。
また、本発明のスパッタリングターゲットの製造方法は、前記純Ｓｅ粉を、全体に対して９０質量％以下で混合することを特徴とする。
すなわち、このスパッタリングターゲットの製造方法では、純Ｓｅ粉を、全体に対して９０質量％以下で混合するので、純Ｓｅのスパッタリングターゲットの場合のような穴あきや溶解の発生を十分に抑制したスパッタリングターゲットを得ることができる。
すなわち、このスパッタリングターゲットの製造方法では、純Ｓｅ粉を、全体に対して９０質量％以下で混合するので、純Ｓｅのスパッタリングターゲットの場合のような穴あきや溶解の発生を十分に抑制したスパッタリングターゲットを得ることができる。
さらに、本発明のスパッタリングターゲットの製造方法は、前記合金粉が、Ｓｅ：３０〜９０質量％を含有し、残部がＣｕからなる成分組成を有したＣｕＳｅ合金粉であることを特徴とする。
すなわち、このスパッタリングターゲットの製造方法では、合金粉が、Ｓｅ：３０〜９０質量％を含有し、残部がＣｕからなる成分組成を有したＣｕＳｅ合金粉であるので、ＣｕＳｅ合金相と純Ｓｅ相とから構成されたスパッタリングターゲットを得ることができる。
なお、合金粉におけるＳｅを上記含有量に設定した理由は、Ｓｅが３０質量％未満であると、スパッタすると膜中のＳｅが少なくなってしまうため、あまり効果が得られないためである。また、Ｓｅが９０質量％を超えると、焼結中に溶け出しが発生するためである。
すなわち、このスパッタリングターゲットの製造方法では、合金粉が、Ｓｅ：３０〜９０質量％を含有し、残部がＣｕからなる成分組成を有したＣｕＳｅ合金粉であるので、ＣｕＳｅ合金相と純Ｓｅ相とから構成されたスパッタリングターゲットを得ることができる。
なお、合金粉におけるＳｅを上記含有量に設定した理由は、Ｓｅが３０質量％未満であると、スパッタすると膜中のＳｅが少なくなってしまうため、あまり効果が得られないためである。また、Ｓｅが９０質量％を超えると、焼結中に溶け出しが発生するためである。
また、本発明のスパッタリングターゲットの製造方法は、前記合金粉が、Ｇａを７０質量％以下で含有し、残部がＣｕからなる成分組成を有したＣｕＧａ合金粉であることを特徴とする。
すなわち、このスパッタリングターゲットの製造方法では、合金粉が、Ｇａを７０質量％以下で含有し、残部がＣｕからなる成分組成を有したＣｕＧａ合金粉であるので、ＣｕＧａ合金相と純Ｓｅ相とから構成されたスパッタリングターゲットを得ることができる。
なお、合金粉におけるＧａを上記含有量に設定した理由は、Ｇａが７０質量％を超えると、Ｇａが単体で存在してしまうため焼結中に溶け出しが発生する可能性があるためである。
すなわち、このスパッタリングターゲットの製造方法では、合金粉が、Ｇａを７０質量％以下で含有し、残部がＣｕからなる成分組成を有したＣｕＧａ合金粉であるので、ＣｕＧａ合金相と純Ｓｅ相とから構成されたスパッタリングターゲットを得ることができる。
なお、合金粉におけるＧａを上記含有量に設定した理由は、Ｇａが７０質量％を超えると、Ｇａが単体で存在してしまうため焼結中に溶け出しが発生する可能性があるためである。
また、本発明のスパッタリングターゲットの製造方法は、前記合金粉が、Ｉｎ：３０〜７０質量％を含有し、残部がＣｕからなる成分組成を有したＣｕＩｎ合金粉であることを特徴とする。
すなわち、このスパッタリングターゲットの製造方法では、合金粉が、Ｉｎ：３０〜７０質量％を含有し、残部がＣｕからなる成分組成を有したＣｕＩｎ合金粉であるので、ＣｕＩｎ合金相と純Ｓｅ相とから構成されたスパッタリングターゲットを得ることができる。
なお、合金粉におけるＩｎを上記含有量に設定した理由は、Ｉｎが３０質量％未満であると、焼結時温度が上がってしまい純Ｓｅが溶け出してしまうためである。また、Ｉｎが７０質量％を超えると、合金粉同士が結合しやすくなるため、混合すると粒が粗大化してしまい、混合状態が思わしくないためである。
すなわち、このスパッタリングターゲットの製造方法では、合金粉が、Ｉｎ：３０〜７０質量％を含有し、残部がＣｕからなる成分組成を有したＣｕＩｎ合金粉であるので、ＣｕＩｎ合金相と純Ｓｅ相とから構成されたスパッタリングターゲットを得ることができる。
なお、合金粉におけるＩｎを上記含有量に設定した理由は、Ｉｎが３０質量％未満であると、焼結時温度が上がってしまい純Ｓｅが溶け出してしまうためである。また、Ｉｎが７０質量％を超えると、合金粉同士が結合しやすくなるため、混合すると粒が粗大化してしまい、混合状態が思わしくないためである。
また、本発明のスパッタリングターゲットの製造方法は、前記合金粉が、７０質量％以下のＩｎと５０質量％以下のＧａとを含有し、残部がＣｕからなる成分組成を有したＣｕＩｎＧａ合金粉であることを特徴とする。
すなわち、このスパッタリングターゲットの製造方法では、合金粉が、７０質量％以下のＩｎと５０質量％以下のＧａとを含有し、残部がＣｕからなる成分組成を有したＣｕＩｎＧａ合金粉であるので、ＣｕＩｎＧａ合金相と純Ｓｅ相とから構成されたスパッタリングターゲットを得ることができる。
なお、合金粉におけるＩｎおよびＧａを上記含有量に設定した理由は、Ｉｎが７０質量％を超えると、合金粉同士が結合しやすくなるため、混合すると粒が粗大化してしまい、混合状態が思わしくないためである。また、Ｇａが７０質量％を超えると、Ｇａが単体で存在してしまうため焼結中に溶け出しが発生する可能性があるためである。
すなわち、このスパッタリングターゲットの製造方法では、合金粉が、７０質量％以下のＩｎと５０質量％以下のＧａとを含有し、残部がＣｕからなる成分組成を有したＣｕＩｎＧａ合金粉であるので、ＣｕＩｎＧａ合金相と純Ｓｅ相とから構成されたスパッタリングターゲットを得ることができる。
なお、合金粉におけるＩｎおよびＧａを上記含有量に設定した理由は、Ｉｎが７０質量％を超えると、合金粉同士が結合しやすくなるため、混合すると粒が粗大化してしまい、混合状態が思わしくないためである。また、Ｇａが７０質量％を超えると、Ｇａが単体で存在してしまうため焼結中に溶け出しが発生する可能性があるためである。
本発明によれば、以下の効果を奏する。
すなわち、本発明に係るスパッタリングターゲットによれば、Ｇａ，Ｉｎ，Ｓｅのうち１種または２種以上とＣｕとからなる合金相と、純Ｓｅ相とで構成されているので、純Ｓｅのみのターゲットのようなターゲットの穴あきや溶解が生じ難く安定したスパッタリングが可能であると共に、純Ｓｅ相の割合に応じて高濃度なＳｅを有する化合物膜を成膜可能である。また、本発明に係るスパッタリングターゲットの製造方法によれば、Ｃｕ，Ｇａ，Ｉｎ，ＳｅのうちＣｕと他の１種または２種以上とからなる合金粉と、純Ｓｅ粉との混合粉末を、真空または不活性ガス雰囲気中で加圧焼結する工程を有しているので、上記本発明のスパッタリングターゲットを得ることができる。したがって、本発明のスパッタリングターゲットを用いれば、スパッタ法により高濃度にＳｅを含有した化合物膜を良好に成膜でき、発電効率の高い太陽電池を作製可能である。
すなわち、本発明に係るスパッタリングターゲットによれば、Ｇａ，Ｉｎ，Ｓｅのうち１種または２種以上とＣｕとからなる合金相と、純Ｓｅ相とで構成されているので、純Ｓｅのみのターゲットのようなターゲットの穴あきや溶解が生じ難く安定したスパッタリングが可能であると共に、純Ｓｅ相の割合に応じて高濃度なＳｅを有する化合物膜を成膜可能である。また、本発明に係るスパッタリングターゲットの製造方法によれば、Ｃｕ，Ｇａ，Ｉｎ，ＳｅのうちＣｕと他の１種または２種以上とからなる合金粉と、純Ｓｅ粉との混合粉末を、真空または不活性ガス雰囲気中で加圧焼結する工程を有しているので、上記本発明のスパッタリングターゲットを得ることができる。したがって、本発明のスパッタリングターゲットを用いれば、スパッタ法により高濃度にＳｅを含有した化合物膜を良好に成膜でき、発電効率の高い太陽電池を作製可能である。
以下、本発明に係るスパッタリングターゲット及びその製造方法の一実施形態を説明する。
本実施形態のスパッタリングターゲットは、Ｇａ，Ｉｎ，Ｓｅのうち１種または２種以上とＣｕとからなる合金相と、純Ｓｅ相とで構成されている。すなわち、上記合金相は、ＣｕＳｅ合金相、ＣｕＧａ合金相、ＣｕＩｎ合金相またはＣｕＧａＩｎ相などである。
上記本実施形態のスパッタリングターゲットを作製する方法は、Ｇａ，Ｉｎ，Ｓｅのうち１種または２種以上とＣｕとからなる合金粉と、純Ｓｅ粉との混合粉末を、真空または不活性ガス雰囲気中で加圧焼結する工程を有している。
また、このスパッタリングターゲットの製造方法では、純Ｓｅ粉を、全体に対して９０質量％以下で混合している。
また、このスパッタリングターゲットの製造方法では、純Ｓｅ粉を、全体に対して９０質量％以下で混合している。
上記スパッタリングターゲットとして、ＣｕＳｅ合金相と純Ｓｅ相とから構成されるＣｕＳｅ−Ｓｅスパッタリングターゲットを得る場合には、上記合金粉として、Ｓｅ：３０〜９０質量％を含有し、残部がＣｕからなる成分組成を有したＣｕＳｅ合金粉を採用する。
また、上記スパッタリングターゲットとして、ＣｕＧａ合金相と純Ｓｅ相とから構成されるＣｕＧａ−Ｓｅスパッタリングターゲットを得る場合には、上記合金粉として、Ｇａを７０質量％以下で含有し、残部がＣｕからなる成分組成を有したＣｕＧａ合金粉を採用する。
また、上記スパッタリングターゲットとして、ＣｕＧａ合金相と純Ｓｅ相とから構成されるＣｕＧａ−Ｓｅスパッタリングターゲットを得る場合には、上記合金粉として、Ｇａを７０質量％以下で含有し、残部がＣｕからなる成分組成を有したＣｕＧａ合金粉を採用する。
また、上記スパッタリングターゲットとして、ＣｕＩｎ合金相と純Ｓｅ相とから構成されるＣｕＩｎ−Ｓｅスパッタリングターゲットを得る場合には、上記合金粉として、Ｉｎ：３０〜７０質量％を含有し、残部がＣｕからなる成分組成を有したＣｕＩｎ合金粉を採用する。
さらに、上記スパッタリングターゲットとして、ＣｕＩｎＧａ合金相と純Ｓｅ相とから構成されるＣｕＩｎＧａ−Ｓｅスパッタリングターゲットを得る場合には、上記合金粉として、７０質量％以下のＩｎと５０質量％以下のＧａとを含有し、残部がＣｕからなる成分組成を有したＣｕＩｎＧａ合金粉を採用する。
さらに、上記スパッタリングターゲットとして、ＣｕＩｎＧａ合金相と純Ｓｅ相とから構成されるＣｕＩｎＧａ−Ｓｅスパッタリングターゲットを得る場合には、上記合金粉として、７０質量％以下のＩｎと５０質量％以下のＧａとを含有し、残部がＣｕからなる成分組成を有したＣｕＩｎＧａ合金粉を採用する。
上記ＣｕＳｅ合金粉は、例えば原料のＣｕとＳｅとを石英ルツボに入れてＡｒ雰囲気中で溶解させ、溶解後に鉄製のモールドに注いでインゴットにした後、振動ミル（鉄製のベッセル（容器）にインゴットを入れて振動で粉砕する装置）によって機械粉砕し、粉砕した合金粉を篩分けにより所定の粒径に分級することで作製される。なお、上記溶解時の溶解温度は、６５０〜７５０℃に設定され、溶解時間は２０〜３０分に設定される。また、上記粉砕時の粉砕時間は、１回１０秒前後に設定され、粉砕量は１回２００ｇ前後に設定される。さらに、上記篩分けは、篩い目２５０μｍの篩により行われる。
上記ＣｕＧａ合金粉は、例えば原料のＣｕとＧａとをカーボンルツボに入れてＡｒ雰囲気中で溶解させ、アトマイズ法にて粉末にし、この粉末を篩分けにより所定の粒径に分級することで作製される。なお、上記溶解時の溶解温度は１１５０〜１２００℃に設定され、アトマイズ法におけるガス圧は２４〜４０ｋｇｆ／ｃｍ２に設定される。また、上記篩分けは、篩い目２５０μｍの篩により行われる。
上記ＣｕＩｎ合金粉は、例えば原料のＣｕとＩｎとをカーボンルツボに入れてＡｒ雰囲気中で溶解させ、アトマイズ法にて粉末にし、この粉末を篩分けにより所定の粒径に分級することで作製される。なお、上記溶解時の溶解温度は１１５０〜１２００℃に設定され、アトマイズ法におけるガス圧は２４〜４０ｋｇｆ／ｃｍ２に設定される。また、上記篩分けは、篩い目２５０μｍの篩により行われる。
上記ＣｕＩｎＧａ合金粉は、例えば原料のＣｕとＩｎとＧａとをカーボンルツボに入れてＡｒ雰囲気中で溶解させ、アトマイズ法にて粉末にし、この粉末を篩分けにより所定の粒径に分級することで作製される。なお、上記溶解時の溶解温度は１１５０〜１２００℃に設定され、アトマイズ法におけるガス圧は２４〜４０ｋｇｆ／ｃｍ２に設定される。また、上記篩分けは、篩い目２５０μｍの篩により行われる。
上記純Ｓｅ粉は、例えばＳｅ（ショット）を振動ミルで機械粉砕し、この粉砕粉を篩分けにより所定の粒径に分級することで作製される。なお、上記粉砕時の粉砕時間は、１回１０秒前後に設定され、粉砕量は１回２００ｇ前後に設定される。また、上記篩い分けは、篩い目２５０μｍの篩により行われる。
上記加圧焼結としては、ホットプレス温度：８０〜２００℃の比較的低温のホットプレスが採用される。
このホットプレスを行うには、まず分級された上記合金粉と純Ｓｅ粉とを、所定の混合割合で混合装置（例えば、ロッキングミキサー、ボールミル、ヘンシェルミキサー、ジェットミル、Ｖ型混合機等）を用いて混合、分散させ、ホットプレスの混合粉を用意する。
このホットプレスを行うには、まず分級された上記合金粉と純Ｓｅ粉とを、所定の混合割合で混合装置（例えば、ロッキングミキサー、ボールミル、ヘンシェルミキサー、ジェットミル、Ｖ型混合機等）を用いて混合、分散させ、ホットプレスの混合粉を用意する。
この混合粉を鉄製のモールドに充填し、所定の条件（ホットプレス温度：８０〜２００℃、ホットプレス圧力：３００〜１５００ｋｇｆ/ｃｍ２）でホットプレスして焼結体とする。この焼結体を機械加工にて目標のサイズに加工することで、本実施形態のスパッタリングターゲットが作製される。
このように作製したスパッタリングターゲットを用いたスパッタは、ＤＣマグネトロンスパッタを用い、Ａｒガス中で行う。このときの直流（ＤＣ）スパッタは、パルス電圧を付加するパルスＤＣ電源を用いることでもよいし、パルスなしのＤＣ電源でも可能である。
このように本実施形態のスパッタリングターゲットでは、Ｇａ，Ｉｎ，Ｓｅのうち１種または２種以上とＣｕとからなる合金相と、純Ｓｅ相とで構成されているので、純Ｓｅのみのターゲットで発生していたターゲットの穴あきや溶解が生じ難く安定したスパッタリングが可能であると共に、純Ｓｅ相の割合に応じて高濃度なＳｅを有する化合物膜を成膜可能である。
また、本実施形態のスパッタリングターゲットの製造方法では、Ｇａ，Ｉｎ，Ｓｅのうち１種または２種以上とＣｕとからなる合金粉と、純Ｓｅ粉との混合粉末を、真空または不活性ガス雰囲気中で加圧焼結する工程を有しているので、Ｇａ，Ｉｎ，Ｓｅのうち１種または２種以上とＣｕとからなる合金相と、純Ｓｅ相とで構成された上記のスパッタリングターゲットを得ることができる。すなわち、上記合金粉に応じて、ＣｕＳｅ合金相と純Ｓｅ相とから構成されるＣｕＳｅ−Ｓｅスパッタリングターゲット、ＣｕＧａ合金相と純Ｓｅ相とから構成されるＣｕＧａ−Ｓｅスパッタリングターゲット、ＣｕＩｎ合金相と純Ｓｅ相とから構成されるＣｕＩｎ−Ｓｅスパッタリングターゲット、ＣｕＩｎＧａ合金相と純Ｓｅ相とから構成されるＣｕＩｎＧａ−Ｓｅスパッタリングターゲットなどが得られる。
次に、本発明に係るスパッタリングターゲット及びその製造方法を、上記実施形態に基づき実際に作製した実施例により、評価した結果を説明する。
＜実施例１，２＞
上記合金粉としてＣｕＳｅ合金粉を採用し、純Ｓｅ粉と混合して加圧焼結することでＣｕＳｅ−Ｓｅスパッタリングターゲットを作製した。すなわち、まず上記製法で作製したＣｕＳｅ系合金粉と、純Ｓｅ粉とをロッキングミキサーにより２種類の混合割合（実施例１，２）で３０分間混合し、この混合粉を鉄製モールドに充填してホットプレスして焼結体とした。この焼結体を所定サイズに機械加工することで、実施例１および２のスパッタリングターゲットを作製した。
上記合金粉としてＣｕＳｅ合金粉を採用し、純Ｓｅ粉と混合して加圧焼結することでＣｕＳｅ−Ｓｅスパッタリングターゲットを作製した。すなわち、まず上記製法で作製したＣｕＳｅ系合金粉と、純Ｓｅ粉とをロッキングミキサーにより２種類の混合割合（実施例１，２）で３０分間混合し、この混合粉を鉄製モールドに充填してホットプレスして焼結体とした。この焼結体を所定サイズに機械加工することで、実施例１および２のスパッタリングターゲットを作製した。
上記ＣｕＳｅ合金粉は、組成比がＣｕ１６．７５Ｓｅ８３．２５（ｗｔ％）である。
また、ＣｕＳｅ合金粉の平均粒径は、約６０μｍである。
さらに、純Ｓｅ粉の平均粒径は、約５０μｍである。これらの平均粒径の測定方法および測定条件は、以下の通りである。
＜平均粒径の測定方法および条件＞
測定装置：日機装マイクロトラックＭＰ３０００
拡散方法：ホモジナイザー（ＵＳ−３００Ｔ）
粒子透過性：反射
溶媒：ヘキサメタリンサン水溶液(０．２％)
溶媒の屈折率：１．３３３
測定回数：１
また、ＣｕＳｅ合金粉の平均粒径は、約６０μｍである。
さらに、純Ｓｅ粉の平均粒径は、約５０μｍである。これらの平均粒径の測定方法および測定条件は、以下の通りである。
＜平均粒径の測定方法および条件＞
測定装置：日機装マイクロトラックＭＰ３０００
拡散方法：ホモジナイザー（ＵＳ−３００Ｔ）
粒子透過性：反射
溶媒：ヘキサメタリンサン水溶液(０．２％)
溶媒の屈折率：１．３３３
測定回数：１
実施例１としては、組成比が（Ｃｕ１６．７５Ｓｅ８３．２５）２０−Ｓｅ８０（ｗｔ％）となるようにＣｕＳｅ合金粉と純Ｓｅ粉とを配合させた。
また、実施例２としては、組成比が（Ｃｕ１６．７５Ｓｅ８３．２５）５０−Ｓｅ５０（ｗｔ％）となるようにＣｕＳｅ合金粉と純Ｓｅ粉とを配合させた。
さらに、実施例１におけるホットプレスの条件は、圧力が６００ｋｇｆ／ｃｍ２であり、ホットプレス温度が１１５℃であると共にキープ時間が１時間である。
また、実施例２におけるホットプレスの条件は、圧力が６００ｋｇｆ／ｃｍ２であり、ホットプレス温度が８０℃であると共にキープ時間が１時間である。
また、実施例２としては、組成比が（Ｃｕ１６．７５Ｓｅ８３．２５）５０−Ｓｅ５０（ｗｔ％）となるようにＣｕＳｅ合金粉と純Ｓｅ粉とを配合させた。
さらに、実施例１におけるホットプレスの条件は、圧力が６００ｋｇｆ／ｃｍ２であり、ホットプレス温度が１１５℃であると共にキープ時間が１時間である。
また、実施例２におけるホットプレスの条件は、圧力が６００ｋｇｆ／ｃｍ２であり、ホットプレス温度が８０℃であると共にキープ時間が１時間である。
＜実施例３，４＞
上記合金粉としてＣｕＧａ合金粉を採用し、純Ｓｅ粉と混合して加圧焼結することでＣｕＧａ−Ｓｅスパッタリングターゲットを作製した。すなわち、まず上記製法で作製したＣｕＧａ合金粉と、純Ｓｅ粉とをロッキングミキサーにより２種類の混合割合（実施例３，４）で３０分間混合し、この混合粉を鉄製モールドに充填してホットプレスして焼結体とした。この焼結体を所定サイズに機械加工することで、実施例３および４のスパッタリングターゲットを作製した。
上記合金粉としてＣｕＧａ合金粉を採用し、純Ｓｅ粉と混合して加圧焼結することでＣｕＧａ−Ｓｅスパッタリングターゲットを作製した。すなわち、まず上記製法で作製したＣｕＧａ合金粉と、純Ｓｅ粉とをロッキングミキサーにより２種類の混合割合（実施例３，４）で３０分間混合し、この混合粉を鉄製モールドに充填してホットプレスして焼結体とした。この焼結体を所定サイズに機械加工することで、実施例３および４のスパッタリングターゲットを作製した。
上記ＣｕＧａ合金粉は、組成比がＣｕ５０Ｇａ５０（ｗｔ％）である。
また、ＣｕＧａ合金粉の平均粒径は、約２５μｍである。なお、この平均粒径の測定方法は、上記実施例と同様である。
実施例３としては、組成比が（Ｃｕ５０Ｇａ５０）１０−Ｓｅ９０（ｗｔ％）となるようにＣｕＧａ合金粉と純Ｓｅ粉とを配合させた。
また、実施例４としては、組成比が（Ｃｕ５０Ｇａ５０）９０−Ｓｅ１０（ｗｔ％）となるようにＣｕＧａ合金粉と純Ｓｅ粉とを配合させた。
さらに、実施例３，４におけるホットプレスの条件は、圧力が６００ｋｇｆ／ｃｍ２であり、ホットプレス温度が１３５℃であると共にキープ時間が１時間である。
また、ＣｕＧａ合金粉の平均粒径は、約２５μｍである。なお、この平均粒径の測定方法は、上記実施例と同様である。
実施例３としては、組成比が（Ｃｕ５０Ｇａ５０）１０−Ｓｅ９０（ｗｔ％）となるようにＣｕＧａ合金粉と純Ｓｅ粉とを配合させた。
また、実施例４としては、組成比が（Ｃｕ５０Ｇａ５０）９０−Ｓｅ１０（ｗｔ％）となるようにＣｕＧａ合金粉と純Ｓｅ粉とを配合させた。
さらに、実施例３，４におけるホットプレスの条件は、圧力が６００ｋｇｆ／ｃｍ２であり、ホットプレス温度が１３５℃であると共にキープ時間が１時間である。
このようにして作製した実施例１および２のスパッタリングターゲットの断面組織をＥＰＭＡ（電子線マイクロアナライザ）により元素分布を測定した。この際の組成像（ＣＰ）、Ｃｕの元素分布像及びＳｅの元素分布像を、それぞれ図１および図２に示す。また、実施例３および４のスパッタリングターゲットの断面組織を同様にＥＰＭＡにより元素分布を測定した。この際の組成像（ＣＰ）、Ｃｕの元素分布像、Ｓｅの元素分布像及びＧａの元素分布像を、それぞれ図３および図４に示す。
なお、ＥＰＭＡによる元素分布像は、本来カラー像であるが、白黒像に変換して記載しているため、濃淡の淡い部分（比較的白い部分）が所定元素の濃度が高い部分となっている。
なお、ＥＰＭＡによる元素分布像は、本来カラー像であるが、白黒像に変換して記載しているため、濃淡の淡い部分（比較的白い部分）が所定元素の濃度が高い部分となっている。
これら画像から、実施例１および２では、組織がＣｕＳｅ合金相と純Ｓｅ相とから構成されていることがわかる。
また、実施例３および４では、組織がＣｕＧａ合金相と純Ｓｅ相とから構成されていることがわかる。
また、実施例３および４では、組織がＣｕＧａ合金相と純Ｓｅ相とから構成されていることがわかる。
次に、上記実施例のスパッタリングターゲットを用いてスパッタ中における穴あきや溶解の発生状況について観察した。まず、本実施例のスパッタリングターゲットを直流マグネトロンスパッタ装置に装着し、到達真空圧力：５×１０−５Ｐａまで真空排気した後、Ａｒガスを導入して装置内の圧力（スパッタガス圧力）を１．０Ｐａとした。その後、スパッタ電力を８００Ｗとして１時間の連続スパッタを行った。このスパッタリングの結果、ターゲットに穴あきや溶解が発生しなかった。
なお、本発明の技術範囲は上記実施形態及び上記実施例に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
例えば、上記実施形態および上記実施例では、加圧焼結をホットプレスによって行っているが、他の方法としてＨＩＰ法（熱間等方加圧式焼結法）等を採用しても構わない。
例えば、上記実施形態および上記実施例では、加圧焼結をホットプレスによって行っているが、他の方法としてＨＩＰ法（熱間等方加圧式焼結法）等を採用しても構わない。
Claims (7)
- Ｇａ，Ｉｎ，Ｓｅのうち１種または２種以上とＣｕとからなる合金相と、
純Ｓｅ相とで構成されていることを特徴とするスパッタリングターゲット。 - 請求項１に記載のスパッタリングターゲットを作製する方法であって、
Ｇａ，Ｉｎ，Ｓｅのうち１種または２種以上とＣｕとからなる合金粉と、純Ｓｅ粉との混合粉末を、真空または不活性ガス雰囲気中で加圧焼結する工程を有していることを特徴とするスパッタリングターゲットの製造方法。 - 請求項２に記載のスパッタリングターゲットの製造方法において、
前記純Ｓｅ粉を、全体に対して９０質量％以下で混合することを特徴とするスパッタリングターゲットの製造方法。 - 請求項３に記載のスパッタリングターゲットの製造方法において、
前記合金粉が、Ｓｅ：３０〜９０質量％を含有し、残部がＣｕからなる成分組成を有したＣｕＳｅ合金粉であることを特徴とするスパッタリングターゲットの製造方法。 - 請求項３に記載のスパッタリングターゲットの製造方法において、
前記合金粉が、Ｇａを７０質量％以下で含有し、残部がＣｕからなる成分組成を有したＣｕＧａ合金粉であることを特徴とするスパッタリングターゲットの製造方法。 - 請求項３に記載のスパッタリングターゲットの製造方法において、
前記合金粉が、Ｉｎ：３０〜７０質量％を含有し、残部がＣｕからなる成分組成を有したＣｕＩｎ合金粉であることを特徴とするスパッタリングターゲットの製造方法。 - 請求項３に記載のスパッタリングターゲットの製造方法において、
前記合金粉が、７０質量％以下のＩｎと５０質量％以下のＧａとを含有し、残部がＣｕからなる成分組成を有したＣｕＩｎＧａ合金粉であることを特徴とするスパッタリングターゲットの製造方法。
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