(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｃｕ粉末及びＧａが質量比で６８：３２〜５５：４５の割合で配合された混合粉末を不活性雰囲気中で加熱しながら撹拌し合金化して得られた平均粒径が１５０μｍ以下のＣｕ−Ｇａ合金粉末を、ホットプレス焼結することにより、断面組織が平均結晶粒径４０μｍ以下の粒子から構成されているＣｕ−Ｇａ合金スパッタリングターゲットを製造すること特徴とするＣｕ−Ｇａ合金スパッタリングターゲットの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＣＩＧＳ（Ｃｕ−Ｉｎ−Ｇａ−Ｓｅ四元系合金）太陽電池の光吸収層の形成に使用されるＣｕ−Ｇａ合金スパッタリングターゲット及びＣｕ−Ｇａ合金スパッタリングターゲットの製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、クリーンエネルギーの一つとして、太陽光発電が注目されている。主に、結晶系Ｓｉの太陽電池が使用されているが、供給面やコストの問題から、変換効率の高いＣＩＧＳ（Ｃｕ−Ｉｎ−Ｇａ−Ｓｅ四元系合金）系の太陽電池が注目されている。
【０００３】
ＣＩＧＳ太陽電池は、基本構造として、ソーダライムガラス基板の上に形成された裏面電極となるＭｏ電極層と、このＭｏ電極層の上に形成された光吸収層となるＣｕ−Ｉｎ−Ｇａ−Ｓｅ四元系合金膜と、このＣｕ−Ｉｎ−Ｇａ−Ｓｅ四元系合金膜からなる光吸収層の上に形成されたＺｎＳ、ＣｄＳなどからなるバッファ層と、このバッファ層の上に形成された透明電極とを備える。
【０００４】
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は、蒸着法が知られているが、より広い面積で均一な膜を得るために、スパッタ法によって形成する方法が提案されている。
【０００５】
スパッタ法としては、例えば、先ず、Ｉｎターゲットを使用してスパッタによりＩｎ膜を成膜し、このＩｎ膜の上にＣｕ−Ｇａ合金スパッタリングターゲットを使用してスパッタすることによりＣｕ−Ｇａ合金膜を成膜し、得られたＩｎ膜及びＣｕ−Ｇａ合金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がある。
【０００６】
スパッタ法により形成されたＣｕ−Ｉｎ−Ｇａ−Ｓｅ四元系合金膜の品質は、Ｃｕ−Ｇａ合金スパッタリングターゲットの品質に大きく依存するため、高品質なＣｕ−Ｇａ合金スパッタリングターゲットを用いることが望まれている。
【０００７】
Ｃｕ−Ｇａ合金スパッタリングターゲットの製造方法としては、溶解法と粉末焼結法が知られている。
【０００８】
例えば、特許文献１には、溶解法で作製したＣｕ−Ｇａ合金スパッタリングターゲットが提案されている。溶解法は、溶解鋳造して得られたＣＩＧＳ系太陽電池用の組成のＣｕ−Ｇａ合金が脆くて割れやすいという問題がある。
【０００９】
一方、粉末焼結法は、均一な組成が得られることからスパッタリングターゲットの製造方法として有望視されている。粉末焼結法としては、例えば、特許文献２には、高Ｇａ含有Ｃｕ−Ｇａ合金粉末と、純Ｃｕ又は低Ｇａ含有Ｃｕ−Ｇａ合金粉末とを配合してホットプレスにてスパッタリングターゲットを製造することが記載されている。
【００１０】
このような金属ターゲットは、スパッタリング成膜中にパーティクルが発生する場合がある。そこで、ターゲット組織の粒径や特定の金属相を限定してパーティクル問題を改善しようとする提案がある。
【００１１】
例えば、特許文献３では、Ｍｏ系焼結ターゲットにおいて平均粒径が１０μｍ以下、最大粒径が４０μｍ以下とすることが提案されている。特許文献４では、Ｃｕ−Ｉｎ−Ｇａ三元系焼結合金ターゲットにおいてＩｎ含有合金相の最大粒径が１０μｍ以下であることが提案されている。しかしながら、特許文献３及び４には、Ｃｕ−Ｇａ二元合金焼結ターゲットにおける改善の方法は示されていない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】特開２０００−０７３１６３号公報
【特許文献２】特開２００８−１３８２３２号公報
【特許文献３】特開２０００−０４５０６６号公報
【特許文献４】特開２００９−１２０８６２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
粉末焼結法では、原料となるＧａの融点が２９．７８℃と極めて低いため、Ｃｕ粉とＧａから直接焼結体を得ることはできない。このため、粉末焼結法では、原料にＣｕ−Ｇａ合金粉末が用いられる。
【００１４】
ところで、ＣＩＧＳ太陽電池の製造では、Ｃｕ−Ｇａ合金スパッタリングターゲットを用いて光吸収層を成膜する場合、生産性向上の観点からスパッタリング成膜の速度を上げることが望まれる。
【００１５】
しかしながら、成膜速度を上げるためにＣｕ−Ｇａ合金スパッタリングターゲットに大きな電力を投入した場合、スパッタリング膜のパーティクルの発生が顕在化する。パーティクルが発生すると太陽電池の歩留まりが低下してしまう。
【００１６】
そこで、本発明は、前記実情に鑑みて提案されたものであり、粉末焼結法で作製されたＣｕ−Ｇａ合金スパッタリングターゲットにおいて、大きなスパッタ電力を投入しても、スパッタ膜にパーティクルが発生することを抑制することができる高品質なＣｕ−Ｇａ合金ターゲットを提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
上述した目的を達成する本発明に係るＣｕ−Ｇａ合金スパッタリングターゲットの製造方法は、Ｃｕ粉末及びＧａが質量比で６８：３２〜５５：４５の割合で配合された混合粉末を不活性雰囲気中で加熱しながら撹拌し合金化して得られた平均粒径が１５０μｍ以下のＣｕ−Ｇａ合金粉末を、ホットプレス焼結することにより、断面組織に平均結晶粒径４０μｍ以下の粒子が含有されたＣｕ−Ｇａ合金スパッタリングターゲットを製造することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１９】
本発明では、Ｃｕ−Ｇａ合金スパッタリングターゲットの断面組織に平均結晶粒径が５μｍ未満の粒子が含有されている、即ち粒子の大きさが小さくなっている。このため、本発明では、このＣｕ−Ｇａ合金スパッタリングターゲットを用いてスパッタ膜を成膜すると、パーティクルの発生を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】実施例１のＣｕ−Ｇａ合金スパッタリングターゲットの断面組織を示す写真である。
【図２】比較例１のＣｕ−Ｇａ合金スパッタリングターゲットの断面組織を示す写真である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下に、本発明を適用したＣｕ−Ｇａ合金スパッタリングターゲット及びこのＣｕ−Ｇａ合金スパッタリングターゲットの製造方法について詳細に説明する。なお、本発明は、特に限定がない限り、以下の詳細な説明に限定されるものではない。
【００２２】
＜Ｃｕ−Ｇａ合金スパッタリングターゲット＞
先ず、Ｃｕ−Ｇａ合金スパッタリングターゲットについて説明する。Ｃｕ−Ｇａ合金スパッタリングターゲットは、Ｃｕ−Ｇａ合金粉末を原料として粉末焼結法により製造することができ、断面組織が平均結晶粒径４０μｍ以下の粒子から構成されている。Ｃｕ−Ｇａ合金スパッタリングターゲットの断面組織が平均結晶粒径４０μｍ以下の粒子から構成されていることによって、スパッタ膜にパーティクルの発生を抑制でき、スパッタ投入電力を大きくしてもスパッタ膜にパーティクルの発生が抑制することができ、表面が滑らかなスパッタ膜を形成することができる。これは、平均結晶粒径の小さな微細組織によって、大電力を投入してスパッタ膜を成膜しても、成膜中におけるターゲット組織中の粒子の遊離が効果的に抑制されるものと予想される。また、Ｃｕ−Ｇａ合金スパッタリングターゲットの断面組織における粒子の平均結晶粒径が４０μｍ以下であることによって、平均結晶粒径が大きいものよりも、Ｃｕ−Ｇａ合金スパッタリングターゲットの強度を高めることができる。
【００２３】
一方、Ｃｕ−Ｇａ合金スパッタリングターゲットの断面組織における粒子の平均結晶粒径が４０μｍよりも大きい場合には、ターゲット組織中の粒子が遊離しやすく、大きなスパッタ電力を投入したときにパーティクルが発生しやすくなる。
【００２４】
ここで、粒子の平均結晶粒径は、ＪＩＳ  Ｈ  ０５０１「伸銅品結晶粒度試験法」に記載されている切断法に基づいて、ターゲット断面組織の写真の上に描いた線分によって切られる粒子数と、その切断長さから求める。
【００２５】
＜Ｃｕ−Ｇａ合金スパッタリングターゲットの製造方法＞
次に、Ｃｕ−Ｇａ合金スパッタリングターゲットの製造方法について説明する。Ｃｕ−Ｇａ合金スパッタリングターゲットの製造方法は、Ｃｕ粉末及びＧａからＣｕ−Ｇａ合金粉末を製造し、得られたＣｕ−Ｇａ合金粉末を焼結してＣｕ−Ｇａ合金スパッタリングターゲットを製造する。
【００２６】
＜１．Ｃｕ−Ｇａ合金粉末の製造方法＞
先ず、Ｃｕ−Ｇａ合金粉末の製造方法について説明する。
【００２７】
ここで、作製するＣｕ−Ｇａ合金粉末は、断面組織に平均結晶粒径４０μｍ以下の粒子が含有されるように、平均粒径が１５０μｍ以下であることが好ましい。Ｃｕ−Ｇａ合金粉末の平均粒径が１５０μｍを超える場合には、Ｃｕ−Ｇａ合金スパッタリングターゲットの断面組織における粒子の平均結晶粒径が４０μｍを越えてしまう。平均粒径１５０μｍ以下では、Ｃｕ−Ｇａ合金スパッタリングターゲットの断面組織の平均結晶粒径が４０μｍ以下となって、スパッタ膜のパーティクルが抑制される。Ｃｕ−Ｇａ合金粉末の平均粒径は、後述するＣｕ粉末の粒径や粉砕によって調整する。
【００２８】
Ｃｕ−Ｇａ合金粉末の平均粒径は、合金粉末の粒度分布をレーザー回折法で測定し、小径側から存在比率（体積基準）を積算して、その値が全粒径に亘った存在比率の積算値の半分になる粒径（Ｄ５０）である。なお、合金粉末の平均粒径の数値とターゲット断面組織における粒子の平均結晶粒径の数値は一致しない。これは、粒子形状や測定方法の差異に起因するものと考えられる。
【００２９】
（原料）
Ｃｕ−Ｇａ合金粉末の原料としては、Ｃｕ粉末及びＧａが用いられる。Ｃｕ粉末及びＧａの純度は、Ｃｕ−Ｇａ合金スパッタリングターゲットから形成されるＣＩＧＳ光吸収層の特性に影響を与えないように適宜選択される。
【００３０】
Ｃｕ粉末は、例えば、電解法又はアトマイズ法により製造される電解Ｃｕ粉又はアトマイズＣｕ粉を使用することができる。電解Ｃｕ粉は、硫酸銅溶液などの電解液中で電気分解により陰極に海綿状又は樹枝状の形状のＣｕを析出させて製造される。アトマイズＣｕ粉は、ガスアトマイズ法、水アトマイズ法、遠心アトマイズ法、メルトエクストラクション法などにより球状又は不定形の形状のＣｕ粉末が製造される。なお、Ｃｕ粉末は、これらの方法以外で製造されたものを使用してもよい。
【００３１】
Ｃｕ粉末の平均粒径は、１〜１５０μｍであることが好ましい。Ｃｕ粉末の平均粒径が１μｍ未満の場合には、Ｃｕ粉末の飛散防止のための特別な取り扱いが必要になるとともに、Ｃｕ粉末のかさ容量が増加し、合金粉末製造装置が大型化し、高額な装置が必要となる。Ｃｕ粉末の平均粒径が１５０μｍを越える場合には、Ｃｕ−Ｇａ合金粉末の平均粒径が１５０μｍを超えてしまい、Ｃｕ−Ｇａ合金スパッタリングターゲットの断面組織における粒子の平均結晶粒径が４０μｍよりも大きくなってしまう。また、Ｃｕ粉末の平均粒径が１５０μｍを越える場合には、Ｇａが被覆しなければならないＣｕ粉末の表面積（ＢＥＴ）が減少して、被覆に必要となるＧａの量も減少し、その結果余剰となった未反応のＧａの液相が残るため、Ｇａを有効に利用することができない。したがって、Ｃｕ粉末の平均粒径を１〜１５０μｍとすることによって、Ｃｕ−Ｇａ合金スパッタリングターゲットの断面組織における粒子の平均結晶粒径を４０μｍ以下にでき、Ｃｕ粉末の飛散防止の措置をとる必要がなく、合金粉末製造装置の大型化を防止でき、また未反応のＧａの液相を少なくでき、Ｇａを有効に利用することができる。
【００３２】
Ｃｕ粉末の平均粒径は、Ｃｕ粉末の粒度分布をレーザー回折法で測定し、小径側から存在比率（体積基準）を積算して、その値が全粒径に亘った存在比率の積算値の半分になる粒径（Ｄ５０）である。
【００３３】
Ｇａは、融点が低い金属（融点：２９．７８℃）であり、加熱により容易に融解する。融解したＧａは、Ｃｕ粉末を被覆して二元系合金化する。Ｇａの形状には、制限はないが、小片であると秤量が容易である。小片は、Ｇａを室温近傍で溶解して鋳造し、鋳造物を砕いて得ることができる。
【００３４】
Ｇａは、低い温度で液体になるので、配合するＧａの平均粒径（サイズ）については、ターゲットの断面組織における粒子の平均結晶粒径の観点からは制限されない。したがって、Ｇａは、配合のための秤量のしやすさや、ハンドリングに容易な形状を選べばよい。
【００３５】
（配合）
Ｃｕ粉末とＧａとは、質量比で８５：１５〜５５：４５の割合で配合する。Ｇａ量が１５質量％以上であることにより、Ｇａによる均一被覆が可能となると共に、得られた粉末を焼結した際に均一な合金組織にすることが可能となる。また、Ｇａ量が４５質量％以下であることにより、Ｃｕ粉末の間に存在する多量のＧａによってＣｕ粉末同士が結合して塊状になるのを防ぐことができ、合金粉末の収率を向上させることができる。
【００３６】
また、Ｇａの含有量は、２５〜４１質量％であることが好ましい。Ｇａが２５質量％以上であることにより、短時間で均一にＣｕ粉末を被覆することができ、また、Ｇａが４１質量％以下であることにより、短時間で被覆したＧａを合金化することができる。したがって、Ｇａの含有量を２５質量％以上、４１質量％以下とすることによって、短時間で均一な合金粉末を製造することができる。
【００３７】
（合金化）
上述した質量比でＣｕ粉末とＧａとが配合された混合粉末を、不活性雰囲気中で３０℃以上４００℃以下の温度で攪拌して合金化する。具体的には、上述した質量比で秤量したＣｕ粉末とＧａ小片を、混合装置に投入し、加熱手段で３０℃以上４００℃以下の範囲で温度を制御し、攪拌機で撹拌することにより、Ｃｕ粉末とＧａとを混合し、Ｃｕ粉末の表面又は内部にＧａが分散したＣｕ−Ｇａ二元系合金粉末を作製する。
【００３８】
Ｃｕ−Ｇａ合金粉末は、次のような過程を経て形成されるものと考えられる。融点を超えて液体となったＧａは、混合のせん断運動によって小さな液滴になりながらＣｕ粉末間に均一に分散する。分散したＧａ液滴は、Ｃｕ粉末の周囲に付着し、Ｃｕ粉末とＧａ液滴が接触するとＣｕ粉末にＧａの拡散が始まり、Ｇａ濃度が高まるともにＣｕ−Ｇａ金属間化合物を生成しながら合金化反応が進行する。このとき、Ｃｕ−Ｇａ合金粉末の表面は、Ｇａ濃度の高いＣｕ−Ｇａ金属間化合物層であって、中心部は純Ｃｕ又はＧａを固溶したＣｕ相となる。
【００３９】
このＣｕ粉末とＧａとの混合は、均一な合金化反応の進行に有効である。また、混合のせん断運動は、粉同士の固着による塊状物の生成も抑制していると思われる。塊状物が生成してしまうと、ホットプレスなどの焼結工程において、焼結体中に空孔が生成し、密度が不均一になってしまう。
【００４０】
Ｃｕ粉末とＧａの混合及び合金化のための加熱には、容器内を攪拌羽根や攪拌ブレード等の攪拌機が運動する混合装置を使用することができる。また、円筒、ダブルコーン、ツインシェルなどの回転容器型の混合装置を使用してもよい。また、容器の内部にボールを投入して混合を強化してもよい。
【００４１】
容器材質は、加熱に対する耐熱性と、Ｇａ及びＣｕ−Ｇａ合金の付着抑制の観点から選ばれる。容器としては、例えば、ホウケイ酸ガラス、石英ガラスなどのガラス容器、アルミナやジルコニアなどのセラミックス容器、テフロン樹脂容器、テフロン被覆容器、ホーロー容器などが使用できる。
【００４２】
このようにして作製されたＣｕ−Ｇａ合金粉末は、強度、成形性に優れているのみならず、作製温度が低温であるがゆえに作製に用いる装置が簡便となるため、安価に合金粉末を作製できるという利点を有する。
【００４３】
以上のようなＣｕ−Ｇａ合金粉末の製造方法では、Ｃｕ粉末とＧａとが質量比８５：１５〜５５：４５の割合で配合され、３０℃以上４００℃以下の範囲で加熱して合金化することによって、優れた成形性を有するＣｕ−Ｇａ合金粉末が得られる。また、このＣｕ−Ｇａ合金粉末の製造方法では、従来のように、Ｃｕ−Ｇａ合金インゴットを粉砕する工程を必要とせず、Ｃｕ−Ｇａ合金粉末を容易に製造することができる。
【００４４】
＜２．Ｃｕ−Ｇａ合金スパッタリングターゲットの製造方法＞
次に、上述したＣｕ−Ｇａ合金粉末を用いたＣｕ−Ｇａ合金スパッタリングターゲットの製造方法について説明する。
【００４５】
（焼結）
先ず、Ｃｕ−Ｇａ合金粉末を加圧して焼結する。焼結は、真空中又は不活性ガス雰囲気中において、Ｃｕ−Ｇａ合金粉末をホットプレス装置で加圧、加熱して焼結するホットプレス法を用いる。ホットプレス法によれば、高密度の焼結体を安価に得ることができる。焼結は、Ｃｕ−Ｇａ合金粉末にホットプレス装置の上パンチと下パンチとによって、例えば５ＭＰａ〜３０ＭＰａ程度のホットプレス圧力を加え、４００℃〜９００℃の加熱温度で加圧焼結して行う。
【００４６】
（仕上げ）
焼結後に、仕上げ処理を行う。仕上げは、Ｃｕ−Ｇａ合金の焼結体の表面を研削により平面にし、Ｃｕ製のバッキングプレートにボンディングする。これにより、断面組織に平均結晶粒径４０μｍ以下の粒子が含有されたＣｕ−Ｇａ合金スパッタリングターゲットを得ることができる。
【００４７】
なお、焼結前に、Ｃｕ−Ｇａ合金粉末に熱処理を施すようにしてもよい。熱処理は、真空又は不活性雰囲気中において、Ｃｕ−Ｇａ合金粉末に対して無負荷とするか、又は０．１ＭＰａ以下（ホットプレス装置において上パンチを設置した際に、上パンチの自重によって加えられる圧力に相当する）の圧力の下で４００℃〜９００℃に加熱することにより行う。熱処理時間は、１時間以上、８時間以下とすることが好ましい。焼結前にＣｕ−Ｇａ合金粉末に対して熱処理を行うことによって、Ｃｕ粉末とＧａとの均質化反応が進み、Ｃｕの中心部にＧａが拡散し、Ｇａの液相の出現が抑えられた高品質な焼結体を製造することができる。
【００４８】
以上のように、Ｃｕ−Ｇａ合金スパッタリングターゲットの製造方法では、Ｃｕ粉末及びＧａが質量比で８５：１５〜５５：４５の割合で配合された混合粉末を、不活性雰囲気中で加熱しながら撹拌して合金化させたＣｕ−Ｇａ合金粉末を、ホットプレス焼結することにより、断面組織に平均結晶粒径４０μｍ以下の粒子が含有されたＣｕ−Ｇａ合金スパッタリングターゲットを製造することができる。
【００４９】
得られたＣｕ−Ｇａ合金スパッタリングターゲットは、断面組織の粒子の平均結晶粒径が４０μｍ以下であることによって、この平均結晶粒径の小さな微細組織により、大電力を投入してスパッタ膜を成膜しても、成膜中におけるターゲット組織中の粒子の遊離を効果的に抑制できる。これにより、Ｃｕ−Ｇａ合金スパッタリングターゲットは、表面が滑らかとなる。したがって、例えば、このＣｕ−Ｇａ合金スパッタリングターゲットを用いて太陽電池の光吸収層を形成した場合には、パーティクルが少ない光吸収層を形成でき、太陽電池の歩留まりを高くすることができる。
【実施例】
【００５０】
以下、本発明を適用した具体的な実施例について説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
【００５１】
（実施例１）
実施例１では、先ず、電解銅粉（平均粒径１４０μｍ）６８ｇとＧａ３２ｇをガラスビーカーに投入した。このビーカーとマントルヒーター及び攪拌機をグローブボックス内にセットし、真空排気したのちにＡｒガスを導入した。ビーカー内を３００℃に加熱しながら銅粉とＧａを攪拌してＣｕ−Ｇａ合金粉末を作製した。この得られたＣｕ−Ｇａ合金粉末のレーザー回折法による平均粒径は、１５０μｍであった。
【００５２】
次に、このＣｕ−Ｇａ合金粉末をホットプレス内に投入して５×１０−３Ｐａまで真空排気した後にＡｒガスを導入し、７００℃、２５ＭＰａの条件でホットプレスしてφ６０ｍｍ、厚さ３ｍｍのＣｕ−Ｇａ合金スパッタリングターゲットを作製した。
【００５３】
このターゲットにＣｕ製バッキングプレートを接合してスパッタ装置（アルバック社製）に取り付けた。基板には３インチＳｉウエハーを取り付けた。Ａｒガス圧０．７ＰａでＤＣ１００Ｗの直流電流を１時間投入してスパッタ成膜を実施した。Ｓｉウエハーを取り出して光学顕微鏡でスパッタ膜のパーティクルを観察した。続いて新しい３インチＳｉウエハー基板をスパッタ装置に取り付け、投入電力をＤＣ２００Ｗに増加させて１時間のスパッタ成膜を実施した。さらにＤＣ３００Ｗ、１時間のスパッタ成膜も実施した。各投入電力でＳｉウエハーに成膜したスパッタ膜を光学顕微鏡で観察した。結果を表１に示す。
【００５４】
スパッタ後のＣｕ−Ｇａ合金スパッタリングターゲットを取り外して研磨し、偏光顕微鏡でターゲット断面組織の複数の視野を写真撮影した。撮影した写真を図１に示す。ＪＩＳ  Ｈ  ０５０１「伸銅品結晶粒度試験法」に記載されている切断法に基づいて、この写真上に線分を描き、この線分によって切られる粒子数と、その切断長さから平均結晶粒径を求めた。求めた結果、平均結晶粒径は１７μｍであった。
【００５５】
（実施例２）
実施例２では、電解銅粉（平均粒径１００μｍ）５５ｇとＧａ４５ｇとしたこと以外は実施例１と同様にしてＣｕ−Ｇａ合金粉末を作製した。この合金粉末のレーザー回折法による平均粒径は８０μｍであった。また、ホットプレス温度を４００℃としたこと以外は実施例１と同様にしてＣｕ−Ｇａ合金スパッタリングターゲットを作製した。そして、スパッタ装置（アルバック社製）に取り付けて、実施例１と同様にして投入電力ＤＣ１００Ｗ、ＤＣ２００ＷおよびＤＣ３００Ｗで成膜したスパッタ膜のパーティクルを観察した。結果を表１に示す。
【００５６】
スパッタ後のＣｕ−Ｇａ合金スパッタリングターゲットを取り外して研磨し、偏光顕微鏡でターゲット断面組織写真を撮影した。この写真から実施例１と同様の方法で求めた平均結晶粒径は４０μｍであった。
【００５７】
（実施例３）
実施例３では、アトマイズ銅粉（平均粒径９０μｍ）８５ｇとＧａ１５ｇとしたこと以外は実施例１と同様にしてＣｕ−Ｇａ合金粉末を作製した。この合金粉末のレーザー回折法による平均粒径は９０μｍであった。また、ホットプレス温度を４００℃としたこと以外は実施例１と同様にしてＣｕ−Ｇａ合金スパッタリングターゲットを作製した。そして、スパッタ装置（アルバック社製）に取り付けて、実施例１と同様にして投入電力ＤＣ１００Ｗ、ＤＣ２００ＷおよびＤＣ３００Ｗで成膜したスパッタ膜のパーティクルを観察した。結果を表１に示す。
【００５８】
スパッタ後のターゲットを取り外して研磨し、偏光顕微鏡でターゲット断面組織写真を撮影した。この写真から実施例１と同様の方法で求めた平均結晶粒径は２０μｍであった。
【００５９】
（比較例１）
比較例１では、アトマイズ銅粉（平均粒径４００μｍ）を用いた以外は実施例１と同様にしてＣｕ−Ｇａ合金粉末を作製した。この合金粉末のレーザー回折法による平均粒径は１９０μｍであった。そして、このＣｕ−Ｇａ合金粉末を実施例１と同様にホットプレスしてφ６０ｍｍ、厚さ３ｍｍのＣｕ−Ｇａ合金ターゲットを作製した。このターゲットにＣｕ製バッキングプレートを接合してスパッタ装置（アルバック社製）に取り付けて、実施例１と同様にして投入電力ＤＣ１００Ｗ、ＤＣ２００ＷおよびＤＣ３００Ｗで成膜したスパッタ膜のパーティクルを観察した。結果を表１に示す。
【００６０】
スパッタ後のターゲットを取り外して研磨し、偏光顕微鏡でターゲット断面組織写真を撮影した。撮影した写真を図２に示す。この写真から実施例１と同様の方法で求めた平均結晶粒径は５０μｍであった。
【００６１】
以上の実施例１〜実施例３、比較例１についてのＣｕ−Ｇａ合金スパッタリングターゲットの製造条件及びパーティクルの有無について表１に示す。
【００６２】
【表１】
0005617493.tif 000002
【００６３】
表１に示す結果から、Ｃｕ−Ｇａ合金スパッタリングターゲットの断面組織における粒子の平均結晶粒径が４０μｍ以下である実施例１〜３では、投入電力をＤＣ２００Ｗにしても、スパッタ膜にパーティクルは発生せず、投入電力をさらに増大させたＤＣ３００Ｗにおいてもパーティクル数は極めて少なく、パーティクルの発生が効果的に抑制されている。したがって、実施例１〜実施例３のように、断面組織における粒子の平均結晶粒径４０μｍ以下であるＣｕ−Ｇａ合金スパッタリングターゲットは、成膜速度を上げても、パーティクルのない膜を形成でき、生産性を向上させることができる。
【００６４】
一方、比較例１では、投入電力をＤＣ２００Ｗにすると、パーティクルが発生し、さらに投入電力を増加させたＤＣ３００Ｗにおいは多数のパーティクルが発生したことから、実施例のように成膜速度を上げてスパッタ膜を形成することができない。
【００６５】
したがって、成膜速度を上げても、パーティクルのない膜を形成することができ、生産性を向上させることができるのは、実施例１〜実施例３のように、断面組織における粒子の平均結晶粒径４０μｍ以下であるＣｕ−Ｇａ合金スパッタリングターゲットである。
【図１】
0005617493.tif 000003
【図２】
0005617493.tif 000004