(57)【要約】      （修正有）【課題】中央部と端部とにおいて密度が均一であり、Ｇａ濃度の均一性に優れ、ターゲット加工中及びスパッタリング中に割れ欠けがなく、異常放電の発生が抑制されたＣｕ−Ｇａ合金スパッタリングターゲットを提供する。【解決手段】Ｇａ濃度が１５質量％〜４５質量％であり、圧縮度が０％〜２５％であり、かつタップ密度と嵩密度の比が１．００〜１．３５であるＣｕ−Ｇａ合金粉末を熱処理後、焼結して得る。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
中央部と端部との密度差が０．１０ｇ／ｃｍ３未満であることを特徴とするＣｕ−Ｇａ合金スパッタリングターゲット。
【請求項２】
上記中央部と上記端部とのＧａ濃度差が±２．０ｗｔ％以内であることを特徴とする請求項１記載のＣｕ−Ｇａ合金スパッタリングターゲット。
【請求項３】
空孔率が０．０７％以下であることを特徴とする請求項１又請求項２記載のＣｕ−Ｇａ合金スパッタリングターゲット。
【請求項４】
Ｇａ濃度が１５質量％〜４５質量％であり、圧縮度が０％〜２５％であり、かつタップ密度と嵩密度の比が１．００〜１．３５であるＣｕ−Ｇａ合金粉末を熱処理後、焼結して得られることを特徴とする請求項３記載のＣｕ−Ｇａ合金スパッタリングターゲット。
【請求項５】
Ｇａ濃度が１５質量％〜４５質量％であり、
圧縮度が０％〜２５％であり、かつタップ密度と嵩密度の比が１．００〜１．３５であることを特徴とするＣｕ−Ｇａ合金粉末。
【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このターゲットに用いられるＣｕ−Ｇａ合金粉末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ＣＩＧＳ膜（Ｃｕ−Ｉｎ−Ｇａ−Ｓｅ膜、又はＣｕ−Ｉｎ−Ｇａ−Ｓ−Ｓｅ膜）と、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ＣＩＧＳ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リングにより作製された金属プリカーサ膜をセレン化する方法が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００５】
スパッタ法は、Ｃｕ−Ｇａ合金スパッタリングターゲットとＩｎターゲットを使用してスパッタすることにより、金属プリカーサ膜を作製し、これをＳｅ又はＳ雰囲気中で熱処理してＣＩＧＳ膜を形成する方法である。このスパッタ法により形成されたＣＩＧＳ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が望まれている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特許３２４９４０８号公報
【特許文献２】特開２０００−７３１６３号公報
【特許文献３】特開２００８−１３８２３２号公報
【特許文献４】特許第４６４９５３６号
【特許文献５】特開２０１０−２６５５４４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、近年、太陽電池メーカーによるＣＩＧＳ層組成の最適化が進み、Ｇａ濃度３０質量％以上の濃度のＣｕ−Ｇａ合金スパッタリングターゲットが求められている。
【０００８】
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（例えば、特許文献２参照。）又は粉末冶金法（例えば、特許文献３乃至特許文献５参照。）による製造方法が知られている。
【０００９】
特許文献２では、溶解法によりＣｕ−Ｇａ合金スパッタリングターゲットを製造する方法が提案されているが、鋳造したＧａ濃度３０質量％以上の合金は脆く、その後の加工でターゲットが割れてしまうという問題がある。
【００１０】
特許文献３では、Ｇａ濃度３０質量％以上で割れや欠損のないＣｕ−Ｇａ合金スパッタリングターゲットを粉末焼結法で製造する方法が提案されている。
【００１１】
また、Ｃｕ−Ｇａ合金スパッタリングターゲットを製造するあたり、原料となるＣｕ−Ｇａ合金粉末において嵩密度とタップ密度に差があると、ホットプレス等での粉の充填時に偏析が生じ、さらには押圧印加時に粉漏れが発生してしまう。これにより、ターゲットの歩留まりの低下、モールド類、押圧パンチ等の部材の汚れ或いは変形、如いては得られる焼結体の性能をも悪化、例えば、クラック、密度不均一、強度の悪化、Ｇａ濃度の不均一、厚みムラ等を生じさせるという問題がある。
【００１２】
Ｃｕ−Ｇａ合金スパッタリングターゲットの密度が不均一であったり、強度が不十分である場合には、スパッタリング中に異常放電（アーク放電）が発生し、スプラッシュが飛散して金属プリカーサ膜に付着したり、Ｃｕ−Ｇａ合金スパッタリングターゲットから小片が脱落して金属プリカーサ膜に付着して太陽電池特性の低下や歩留まりの低下が生じるという問題が起きてしまう。このため、高品質なＣｕ−Ｇａ合金スパッタリングターゲットには、異常放電や粒子脱落が発生しないことも求められる。
【００１３】
本発明は、このような実情に鑑みて提案されたものであり、中央部と端部とにおいて密度が均一であり、Ｇａ濃度の均一性に優れ、ターゲット加工中及びスパッタリング中に割れ欠けがなく、異常放電の発生が抑制されたＣｕ−Ｇａ合金スパッタリングターゲットを提供すること、並びに、このようなターゲットを製造するために、Ｃｕ−Ｇａ合金粉末の嵩密度とタップ密度の差が小さく、粒度偏析が起こりにくいＣｕ−Ｇａ合金粉末を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
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は、中央部と端部との密度差が０．１０ｇ／ｃｍ３未満であることを特徴とする。
【００１５】
このＣｕ−Ｇａ合金スパッタリングターゲットは、中央部と端部とのＧａ濃度差が±２．０ｗｔ％以内であることを特徴とする。
【００１６】
このＣｕ−Ｇａ合金スパッタリングターゲットは、空孔率が０．０７％以下であることを特徴とする。
【００１７】
このＣｕ−Ｇａ合金スパッタリングターゲットは、Ｇａ濃度が１５質量％〜４５質量％であり、圧縮度が０％〜２５％であり、かつタップ密度と嵩密度の比が１．００〜１．３５であるＣｕ−Ｇａ合金粉末を熱処理後、焼結して得られることを特徴とする
【００１８】
上述した目的を達成する本発明に係るＣｕ−Ｇａ合金粉末は、Ｇａ濃度が１５質量％〜４５質量％であり、圧縮度が０％〜２５％であり、かつタップ密度と嵩密度の比が１．００〜１．３５であ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中央部と端部とにおいて密度差が０．１０ｇ／ｃｍ３未満であるため、スパッタ時に異常放電が発生することを防止できる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】Ｃｕ−Ｇａ系合金状態図である。
【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合金粉末及びＣｕ−Ｇａ合金スパッタリングターゲット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。まず、Ｃｕ−Ｇａ合金スパッタリングターゲットの原料となるＣｕ−Ｇａ合金粉末について説明する。
【００２２】
＜Ｃｕ−Ｇａ合金粉末＞
Ｃｕ−Ｇａ合金粉末は、ターゲットを作製する際の熱処理工程や焼結工程で均一な組成、密度にするため、タップ密度、嵩密度、粒度分布が最適な範囲に制御されている。Ｃｕ−Ｇａ合金粉末は、Ｇａ濃度が１５質量％〜４５質量％であり、圧縮度が０％〜２５％であり、かつタップ密度と嵩密度の比（Ｈａｕｓｎｅｒ比）が１．００〜１．３５である。圧縮度及びＨａｕｓｎｅｒ比は、流動性の程度を表す周知のパラメータである。
【００２３】
圧縮度（％）は、圧縮度（％）＝｛（タップ密度―嵩密度）／タップ密度｝×１００により求めることができる。Ｈａｕｓｎｅｒ比は、タップ密度／嵩密度により求めることができる。嵩密度及びタップ密度は、ＪＩＳＲ１６２８とＪＩＳＺ２５１２に基づき測定することができる。
【００２４】
一般に、Ｈａｕｓｎｅｒ比が減少すると粉末の流動性は良くなる。すなわち、嵩密度がタップ密度に接近する。つまり、粒子間の空間がより微細な粒子によって充填されるのが困難になる。各種寸法の粒子間に細かな粉末が蓄積すると粒子間力が増加し、その結果、粉末の全体の流動性が妨げられる。即ち、Ｈａｕｓｎｅｒ比は粒子間の配列状態を意味している。
【００２５】
圧縮度が２６％以上、Ｈａｕｓｎｅｒ比が１．３５よりも大きい場合には、Ｃｕ−Ｇａ合金粉末の流動性が悪く、後工程である焼結でクラックが発生しやすい。また、偏析が起これば粉末を焼結の型に詰める際に粉漏れが発生し、ターゲットの密度が不均一になる恐れがある。ターゲットの密度に低い箇所が発生した場合、すなわち空孔率が大きくなった場合には、後のスパッタでアーク等が発生する原因となり、望ましくない。
【００２６】
したがって、Ｃｕ−Ｇａ合金粉末では、圧縮度が０％〜２５％であり、かつタップ密度と嵩密度の比が１．００〜１．３５であることによって、流動性が良く、偏析が起こらず、ターゲットの密度が均一になり、空孔率を低減でき、スパッタ時のアークの発生を抑えることができる。
【００２７】
また、Ｃｕ−Ｇａ合金粉末は、Ｃｕ−Ｇａ金属間化合物層におけるＧａの濃度のばらつきが抑えられ、ばらつきは３．０質量％以内である。したがって、このＣｕ−Ｇａ合金粉末は、組成が均一で高品質なものである。したがって、Ｃｕ−Ｇａ合金粉末を用いることで、組成が均一なＣｕ−Ｇａ合金スパッタリングターゲットを作製することができる。
【００２８】
＜Ｃｕ−Ｇａ合金スパッタリングターゲット＞
Ｃｕ−Ｇａ合金スパッタリングターゲットは、上述したＣｕ−Ｇａ合金粉末を後述するように熱処理し、焼結することによって製造することができる。Ｃｕ−Ｇａ合金スパッタリングターゲットは、圧縮度が０％〜２５％であり、かつタップ密度と嵩密度の比（Ｈａｕｓｎｅｒ比）が１．００以上１．３５以下であるＣｕ−Ｇａ合金粉末を用いることによって、焼結の際にホットプレス装置の型からＣｕ−Ｇａ合金粉末が漏れないため、Ｃｕ−Ｇａ合金スパッタリングターゲットの中央部と端部との密度の差が小さくなる。Ｃｕ−Ｇａ合金スパッタリングターゲットでは、アルキメデス法により測定して得られる中央部と端部とにおいて密度の差が０．１０ｇ／ｃｍ３未満となる。また、空孔率が０．０７％以下の緻密なものとなる。したがって、Ｃｕ−Ｇａ合金スパッタリングターゲット中の空孔が少ないため、スパッタ時にアークが発生することを抑制できる。
【００２９】
また、このＣｕ−Ｇａ合金スパッタリングターゲットは、中央部と端部とのＧａ濃度の差が±２．０ｗｔ％以内であり、Ｇａ濃度のばらつきが小さいため、組成が均一な高品質なものである。したがって、Ｃｕ−Ｇａ合金スパッタリングターゲットを用いてスパッタした場合には、Ｇａ濃度のばらつきが小さいため、均一な組成のスパッタ膜を形成することができる。
【００３０】
以上のＣｕ−Ｇａ合金スパッタリングターゲットは、中央部と端部とにおいて密度が均一であり、Ｇａ濃度の均一性に優れ、ターゲット加工中及びスパッタリング中に割れ欠けがなく、異常放電の発生が抑制された高品質なものであり、Ｇａ濃度が均一なスパッタ膜を不具合が生じることなく成膜することができる。
【００３１】
＜Ｃｕ−Ｇａ合金スパッタリングターゲットの製造方法＞
先ず、Ｃｕ−Ｇａ合金粉末の製造方法について説明し、次にＣｕ−Ｇａ合金スパッタリングターゲットの製造方法を説明する。
【００３２】
（原料）
Ｃｕ−Ｇａ合金粉末の原料には、Ｃｕ粉末及びＧａを用いる。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、硫酸銅溶液等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等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。
【００３３】
Ｃｕ粉末の純度は、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。Ｃｕ粉末中の酸素含有量が０．２質量％よりも多い場合には、後述する撹拌工程の処理が長時間になってしまうため、酸素含有量は０．２質量％以下であることが好ましい。また、Ｃｕ粉末中のＦｅ、Ｎｉ、Ｃｒの含有量が３ｐｐｍよりも多い場合には、ＣＩＧＳ光吸収層の量子効率が低下してしまうため、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｃｒは３ｐｐｍ以下であることが好ましい。
【００３４】
Ｃｕ粉末の平均粒径は、５μｍ〜３００μｍであることが好ましい。Ｃｕ粉末の平均粒径が５μｍ以上である場合には、Ｃｕ粉末の飛散を防止する特別な取り扱いが不要となるとともに、Ｃｕ粉末の嵩容量の増加により合金粉末製造装置が大型化し、高額な装置が必要となることを防ぐことができる。また、Ｃｕ粉末の平均粒径が３００μｍ以下である場合には、Ｇａが被覆しなければならないＣｕ粉末の表面積（ＢＥＴ）が不足して、余剰となった未反応の液相のＧａが残り易くなるのを防止することができる。これにより、Ｃｕ粉末の平均粒径が３００μｍ以下である場合には、未反応の液相のＧａの存在によりＣｕ−Ｇａ合金粉末の組成にばらつきが生じることを抑制できる。したがって、Ｃｕ粉末の平均粒径を５μｍ〜３００μｍとすることによって、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、Ｃｕ−Ｇａ合金粉末の組成のばらつきを抑えることができる。
【００３５】
なお、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、その値が全粒径に渡った存在比率の積算値の半分になる粒径（Ｄ５０）である。比表面積の値（以下ＢＥＴ値）は、ＢＥＴ法により求めることができる。
【００３６】
（配合）
Ｃｕ粉末とＧａとを上述した質量比８５：１５〜５５：４５の割合で配合する。Ｇａは、融点が低い金属（融点：２９．７８℃）であるため、加熱することにより容易に融解し、融解したＧａがＣｕ粉末を被覆する。Ｇａ量が１５質量％以上であることにより、Ｃｕ粉末の表面に短時間で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によって粉末同士が結合して塊状になるのを防ぎ、合金粉末の収率を向上させることができる。
【００３７】
（合金粉末作製工程）
次に、Ｃｕ粉末に所定量のＧａを加えてＣｕ−Ｇａ合金粉末を作製する合金粉末作製工程を行う。
【００３８】
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、真空又は不活性ガス雰囲気中で１００℃〜３００℃の温度で攪拌することにより、直接、Ｃｕ−Ｇａ合金粉末を形成する。従来では、一旦ＣｕとＧａを高温にて溶解して合金化し、作製したＣｕ−Ｇａ合金インゴットを粉砕してＣｕ−Ｇａ合金粉末を得ていた。しかしながら、この合金粉末作製工程では、上記の条件の下で、Ｃｕ粉末とＧａとを混合した混合粉末を１００℃〜３００℃の温度で撹拌することにより、Ｃｕ−Ｇａ合金インゴットを作製して粉砕しなくても、原料の状態から直接Ｃｕ−Ｇａ合金粉末を作製することができる。具体的には、上述した割合で秤量したＣｕ粉末とＧａ小片を、Ｇａの融点よりも高くＣｕの融点よりも低い温度、即ち３０℃〜３００℃の範囲で温度を制御し、Ｃｕ粉末の表面にＣｕ−Ｇａ二元系合金を形成する。
【００３９】
Ｃｕ−Ｇａ合金化物は、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合金化物の表面は、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となる。
【００４０】
このＣｕ粉末とＧａとの混合は、均一な合金化反応（均質化反応）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考えられる。塊状物が生成された場合には、後のホットプレス等の焼結工程において、焼結体中に空孔が形成されて、密度が不均一になってしまう。
【００４１】
Ｇａは、Ｃｕ粉末と同様に、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。Ｇａの純度は、Ｃｕ粉末と同様に、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｃｒが３ｐｐｍよりも多いとＣＩＧＳ光吸収層の量子効率が低下してしまうので、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｃｒは３ｐｐｍ以下であることが好ましい。Ｇａ中の酸素含有量が０．２質量％よりも多い場合には、スパッタリング中に異常放電が発生しやすいため、酸素含有量は０．２質量％以下であることが好ましい。
【００４２】
Ｇａは、融点が低い金属（融点：２９．７８℃）である。Ｃｕ粉末に投入するＧａは、融解した液体Ｇａである場合、直ちに攪拌を開始できるので好ましい。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。
【００４３】
Ｃｕ粉末とＧａは、質量比で８５：１５〜５５：４５の割合で配合する。特に合金粉末作製工程では、Ｇａが１５質量％以上であることにより、Ｃｕ粉末の表面にＧａを短時間で均一に被覆することができ、Ｇａが４５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。この合金粉末作製工程で形成されるＣｕ−Ｇａ合金粉末は、Ｃｕ粉末の表面にＣｕ−Ｇａ合金層が存在する。
【００４４】
合金粉末作製工程は、真空又は不活性ガス雰囲気中で行う。合金粉末作製工程では、真空又は不活性ガス雰囲気中で合金化することによって、Ｃｕ−Ｇａ合金粉末に酸素が含まれることを抑制できる。
【００４５】
真空又は不活性ガス雰囲気中の酸素分圧は、２０Ｐａ以下であることが好ましい。２０Ｐａより高い場合には、形成したＣｕ−Ｇａ合金粉末の酸素含有量が増加し、作製したスパッタリングターゲットの酸素含有量も増加して、大きな投入電力でスパッタすると異常放電を発生してしまう。不活性ガス雰囲気は、窒素ガス又はアルゴンガスが好ましい。
【００４６】
合金化する際の温度は、１００℃〜３００℃である。１００℃よりも低い場合には、Ｃｕ粉末とＧａの反応性が不十分となり、未反応のＧａが残り、Ｃｕ−Ｇａ合金粉末のＧａ濃度がばらついてしまう。３００℃よりも高い場合には、Ｃｕ粉末の表面が合金化するが、温度が高くなるとＣｕ−Ｇａ合金粉末同士が凝集しはじめてしまう。この凝集は、攪拌によるせん断運動で解くことができるため、３００℃より高温でＣｕ−Ｇａ合金粉末を形成することはできるが、攪拌装置の熱劣化が激しく、装置部品の交換の頻度を高めるためコスト高になってしまう。したがって、温度は、１００℃〜３００℃とすることによって、凝集することなく、Ｃｕ粉末とＧａとを十分に反応させることができる。
【００４７】
温度の保持時間は、３０分〜４時間が好ましい。保持時間が３０分よりも短い場合には、Ｃｕ粉末とＧａの反応性が不十分となり、未反応のＧａが残り、Ｃｕ−Ｇａ合金粉末のＧａ濃度がばらついてしまう。保持時間が４時間より長い場合には、真空又は不活性ガス雰囲気であってもＣｕ−Ｇａ合金粉末の酸素含有量が増加してしまう。したがって、温度の保持時間は、３０分〜４時間とすることによって、Ｃｕ粉末とＧａとを十分に反応させ、Ｃｕ−Ｇａ合金粉末の酸素含有量の増加を抑制できる。
【００４８】
攪拌は、Ｃｕ粉末とＧａとの接触頻度を上げて反応を進める効果と同時に、凝集を抑制して直接にＣｕ−Ｇａ合金粉末を形成することに有効である。
【００４９】
攪拌装置は、撹拌工程と同様の円筒、ダブルコーン、ツインシェル等の回転容器型の攪拌装置や、固定容器内を攪拌羽根や攪拌ブレード等の攪拌子が運動する攪拌装置を使用することができる。上述した撹拌工程を施したＣｕ粉末は、大気に触れると直ちに表面が酸化してＧａとの反応性が低下してしまう。このため、合金粉末作製工程は、撹拌工程を行う同一の攪拌装置内で撹拌工程に続けて合金化を行うことによって、大気と遮断したままで行うことができるので好ましい。
【００５０】
撹拌工程及び合金粉末作製工程に使用する攪拌装置の容器及び攪拌子の材質は、耐熱性、耐磨耗性、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｃｒ等の金属不純物の混入抑制等の観点から、窒化チタン（ＴｉＮ）、窒化クロム（ＣｒＮ）、ダイヤモンドライクカーボン（ＤＬＣ）（Ｄｉａｍｏｎｄ  ｌｉｋｅ  Ｃａｒｂｏｎ）をコーティングしたステンレス材が好ましい。
【００５１】
（混合・粉砕）
得られたＣｕ−Ｇａ合金粉末を粉砕・混合することで、粒径を揃え、粒度のばらつきを抑えることができる。粉砕・混合の雰囲気は、大気中または不活性ガス雰囲気が良い。粉砕・混合装置は、粉砕・混合が同時にできるボールミルが挙げられる。ボールはＺｒＯ２やテフロン被服ＳＵＳボールも使用できる。その他、粉砕にはジェットミル・ハンマーミルを用いることができる。撹拌で使用したビーカーにボールを入れて羽根を回転させ粉砕することもできる。混合にはＶ型混合機やロッキングミキサーを使用することができる。
【００５２】
以上のように、Ｃｕ−Ｇａ合金粉末の製造方法では、Ｇａ濃度が１５質量％〜４５質量％であり、圧縮度が０％〜２５％であり、かつタップ密度と嵩密度の比が１．００〜１．３５であるＣｕ−Ｇａ合金粉末を製造することができる。したがって、Ｃｕ−Ｇａ合金粉末の製造方法では、嵩密度とタップ密度の差が小さく、粒度偏析が起こりにくいＣｕ−Ｇａ合金粉末を製造することができる。
【００５３】
次に、上述した撹拌工程及び合金粉末作製工程により得られたＣｕ−Ｇａ合金粉末を用いてＣｕ−Ｇａ合金スパッタリングターゲットを製造する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−Ｇａ合金粉末を熱処理する熱処理工程と、熱処理したＣｕ−Ｇａ合金粉末で焼結体を作製する焼結工程と、焼結体を表面処理してＣｕ−Ｇａ合金スパッタリングターゲットとする仕上げ工程とを有する。
【００５４】
（熱処理工程）
熱処理工程は、上述した合金粉末作製工程により得られたＣｕ−Ｇａ合金粉末を、真空又は不活性ガス雰囲気中で２５０℃〜８３０℃の温度で熱処理する。
【００５５】
先の合金粉末作製工程で作製したＣｕ−Ｇａ合金粉末は、Ｃｕ粒子表面にＣｕ−Ｇａ合金層が存在している。このＣｕ−Ｇａ合金層のＧａ濃度は、合金粉末作製工程でＧａを配合した割合よりも高くなっている。即ち、熱処理を行う前の状態では、Ｃｕ粒子の内部とＧａとの相互拡散が十分に起こっていないため、Ｃｕ粉末表面にはＧａが多く存在している。Ｃｕ−Ｇａ合金粉末は、Ｇａ濃度が高くなると液相が出現する温度が低下するので、スパッタリングターゲットを作製しようとホットプレス装置でＣｕ−Ｇａ合金粉末を加圧した状態で加熱すると、焼結が開始されるよりも低い温度で高Ｇａ合金層から液相が出現してしまう。これにより、Ｃｕ−Ｇａ合金粉末は、流動してプレス型の隙間から押し出されてしまう。
【００５６】
そこで、熱処理工程では、ホットプレスによる焼結を行う前に、Ｃｕ−Ｇａ合金粉末を熱処理する。Ｃｕ−Ｇａ合金粉末は、この熱処理により、Ｃｕ粒子表面のＣｕ−Ｇａ合金層に含まれる低融点のＧａが熔け始めると同時に、Ｃｕ粒子表面のＣｕ−Ｇａ合金層中のＧａと粒子内部のＣｕとが相互拡散して、Ｃｕ粒子の表面のＧａ濃度が低下し、液相の出現温度を高くすることができる。これにより、後に行う焼結工程では、ホットプレスによる焼結中にＧａの液相が発生することなく焼結が進行してスパッタリングターゲットを作製することができる。
【００５７】
熱処理の温度は、２５０℃〜８３０℃である。２５０℃よりも低い場合には、Ｃｕ粒子表面の合金層中のＧａと粒子内部のＣｕとの相互拡散が十分に進まず高Ｇａ濃度の合金層が残存して、ホットプレスによる焼結中にＧａ液相が出現してＣｕ−Ｇａ合金粉末の漏れが発生してしまう。８３０℃よりも高い場合には、多量の液相が発生してＣｕ−Ｇａ合金粉末と分離してしまう。
【００５８】
熱処理の温度は、合金粉末作製工程におけるＧａの配合割合によって調整することが好ましい。熱処理中に少量の液相が発生して凝集体が形成された場合には、その凝集は弱いので後の焼結工程の焼結に影響はないが、高い温度で熱処理を行って多量の液相が出現した場合には、液相が集まってＣｕ−Ｇａ合金粉末と分離してしまい組成のばらつきが大きくなってしまう。このような液相の分離は、合金粉末作製工程におけるＧａの配合割合に応じて熱処理温度を制御することにより効果的に抑制することができる。
【００５９】
具体的に、合金粉末作製工程におけるＧａの配合割合と熱処理温度との関係は図１に示す状態図で表される。状態図において、液相線で示す温度以上の領域は液相のみが存在する液相領域であり、固相線で示す温度以下の領域は固相のみが存在する固相領域であり、これらの線の間の温度領域は液相と固相の共存領域である。したがって、熱処理の温度は、２５０℃以上、固相線以下の温度とすることが好ましい。熱処理工程において、熱処理温度を２５０℃以上、固相線以下の温度とすることによって、液相が発生することなく、Ｃｕ粒子表面の合金層中のＧａと粒子内部のＣｕとを相互拡散させることができる。
【００６０】
熱処理温度の保持時間は、３０分以上４時間以下とすることが好ましい。保持時間が３０分よりも短い場合には、ＣｕとＧａの相互拡散が不十分となり、次の焼結工程のホットプレスで液相が出現しプレス型からＣｕ−Ｇａ合金粉末が押し出されてしまう。保持時間が４時間よりも長い場合には、酸素分圧２０Ｐａ以下の真空又は不活性ガス雰囲気中であっても、Ｃｕ−Ｇａ合金粉末の酸素含有量が増加し、作製したスパッタリングターゲットの酸素含有量も増加して、大きな投入電力でスパッタすると異常放電が発生してしまう。
【００６１】
熱処理は、真空又は不活性ガス雰囲気中で行う。真空又は不活性雰囲気中の酸素分圧は、２０Ｐａ以下であることが好ましい。２０Ｐａより高い場合では、熱処理したＣｕ−Ｇａ合金粉末の酸素含有量が増加し、作製したスパッタリングターゲットの酸素含有量も増加して、大きな投入電力でスパッタすると異常放電が発生してしまう。不活性雰囲気は、窒素ガス又はアルゴンガスとすることが好ましい。
【００６２】
この熱処理工程は、後述する焼結工程と同一のホットプレス装置内で行うことが好ましい。焼結工程と同一のホットプレス装置内で熱処理を行った場合には、熱処理装置を別に設ける必要がなく、熱処理後の冷却時間やＣｕ−Ｇａ合金粉末の取り出し工程も不要にできる。これにより、熱処理工程と焼結工程を同一のホットプレス装置で行った場合には、別の熱処理装置を用いて熱処理を行った場合に比べて、冷却時間が不要であるため、スパッタリングターゲットの作製時間を短縮でき、Ｃｕ−Ｇａ合金粉末を取り出す必要がないため、収率が低くなることを防止できる。
【００６３】
熱処理工程を焼結工程と同一のホットプレス装置内で行う際には、プレス圧力はＣｕ−Ｇａ合金粉末に対して無負荷とするか、又は０．１ＭＰａ以下の圧力とすることが好ましい。０．１ＭＰａ以下の圧力というのは、ホットプレス装置の上パンチの自重による圧力に相当し、無負荷又は０．１ＭＰａ以下の圧力というのは実質的にＣｕ−Ｇａ合金粉末に圧力がかかっていない状態である。このような状態にすることで、液相が出現したとしても、Ｃｕ−Ｇａ合金粉末がホットプレス装置のプレス型から漏れ出ることを防止できる。
【００６４】
（焼結工程）
次に、前記熱処理工程で熱処理したＣｕ−Ｇａ合金粉末を、真空又は不活性ガス雰囲気中で２５０℃〜８３０℃の温度と、５ＭＰａ〜３０ＭＰａのプレス圧力とでホットプレス法により焼結する。
【００６５】
ホットプレスの雰囲気は、真空又は不活性ガス雰囲気中とすることで、焼結体の酸素含有量の増加を抑制できる。真空又は不活性ガス雰囲気中の酸素分圧は、２０Ｐａ以下が好ましい。２０Ｐａより大きい場合では、形成したＣｕ−Ｇａ合金焼結体の酸素含有量が増加し、作製したスパッタリングターゲットの酸素含有量も増加して、大きな投入電力でスパッタすると異常放電が発生してしまう。不活性ガス雰囲気は、窒素ガス又はアルゴンガスが好ましい。
【００６６】
ホットプレスの温度は、２５０℃〜８３０℃とする。温度が２５０℃よりも低い場合には、Ｃｕ−Ｇａ合金粉末の焼結が不十分で、空孔の多い焼結体となってしまう。空孔の多い焼結体をスパッタリングターゲットにしてスパッタした場合には、異常放電やスプラッシュが発生してしまう。温度が８３０℃よりも高い場合には、液相が出現し、焼結体を作製することができなくなってしまう。したがって、ホットプレスの温度は、２５０℃〜８３０℃とすることによって、液漏れが生じず、空孔の少ない焼結体を作製することができる。
【００６７】
ホットプレスのプレス圧力は、５ＭＰａ〜３０ＭＰａとする。プレス圧力が５ＭＰａよりも低い場合には、Ｃｕ−Ｇａ合金粉末の焼結が不十分で空孔の多い焼結体となってしまう。プレス圧力を高くした場合には、焼結体は空孔が減少して密度が上昇するが、３０ＭＰａより高くしても密度はほとんど上昇しなくなってしまう。３０ＭＰａよりも高いプレス圧力でプレスしようとした場合には、プレス型を特別な材質に変更したり、大きな電力が必要になってくるので、プレス圧力は３０ＭＰａ以下で十分である。
【００６８】
焼結工程では、熱処理工程で用いたホットプレス装置からＣｕ−Ｇａ合金粉末を取り出さず、熱処理工程に引き続いて同一のホットプレス装置で加圧焼結を行い、ホットプレスの温度を熱処理工程の熱処理温度と同じにすることが好ましい。同一のホットプレス装置で熱処理及び焼結を行うようにした場合には、熱処理工程のための熱処理装置を別に用意する必要がなく、熱処理後の冷却時間が不要である。焼結工程では、ホットプレス温度を熱処理と同じ温度にすることで、熱処理に引き続いてプレス圧力を掛けるので容易に焼結を行うことができる。また、焼結工程では、同一のホットプレス装置内で熱処理も焼結も行うことによって、Ｃｕ−Ｇａ合金スパッタリングターゲットの組成が変化したり、収率が低くなることを防止できる。
【００６９】
Ｃｕ−Ｇａ合金スパッタリングターゲットの製造方法において、熱処理・焼結工程で投入した合金粉末の重量と出来上がった焼結体の重量の差が小さいことが望ましい。重量差が大きい場合には、熱処理や焼結に際にホットプレス装置の型から粉漏れが生じたといえる。粉漏れを起こした場合には、Ｃｕ−Ｇａ合金スパッタリングターゲットの中央部と端部で密度に差が発生する。密度が低いとスパッタ時にアークが発生するので望ましくない。
【００７０】
（仕上げ工程）
仕上げ工程は、焼結工程によって得られたＣｕ−Ｇａ合金の焼結体の表面を研削により平面に仕上げ、Ｃｕ製のバッキングプレートにボンディングすることにより、Ｃｕ−Ｇａ合金スパッタリングターゲットを得る。
【００７１】
以上のようなＣｕ−Ｇａ合金スパッタリングターゲットの製造方法では、中央部と端部とにおいて密度が均一であり、Ｇａ濃度の均一性に優れた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。このＣｕ−Ｇａ合金スパッタリングターゲットの製造方法では、中央部と端部との密度差が０．１０ｇ／ｃｍ３未満である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。更に、得られたＣｕ−Ｇａ合金スパッタリングターゲットは、中央部と端部とのＧａ濃度差が±２．０ｗｔ％以内であり、空孔率が０．０７％以下である。したがって、このＣｕ−Ｇａ合金スパッタリングターゲットの製造方法では、ターゲット加工中及びスパッタリング中に割れ欠けがなく、異常放電の発生が抑制された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。
【実施例】
【００７２】
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。
【００７３】
＜実施例１＞
[合金粉末作製工程]
先ず、電解Ｃｕ粉末（平均粒径１５６μｍ）４２５０ｇを、ＴｉＮコーティング容器及び攪拌子を備えた二軸遊星型５Ｌ混合撹拌装置（小平製作所製５ＸＤｍｖ−ｒｒ型）に投入した。容器内を真空度１００Ｐａ以下（酸素分圧２０Ｐａ以下）まで真空排気した後に、５０℃に加温した液体Ｇａを、Ｃｕ粉末の入っている容器内に７５０ｇ（Ｇａ配合割合１５質量％）投入した。攪拌しながら１５０℃、１時間保持した。室温まで冷却して取り出したＣｕ−Ｇａ合金粉末を顕微鏡観察したところ、Ｃｕ粉末表面の一部が合金化して灰白色になっていた。合金粉末１ｇのサンプルを採取してＩＣＰ分析によりＧａ濃度を調べたところ、１５．０質量％であった。
【００７４】
[混合・粉砕工程]
次に、得られたＣｕ−Ｇａ合金粉末７０００ｇを１０Ｌポリ容器に移し替え、１０ｍｍφジルコニアボールを合金粉末と同重量の７０００ｇを投入し、６０ｒｐｍで３時間、乾式ボールミルを実施した。この粉を回収し、平均粒径（Ｄ５０）を上述のレーザー回折法にて求めたところ、１１９μｍであった。嵩密度は２．８０ｇ／ｃｍ３、タップ密度は３．４８ｇ／ｃｍ３であった。これより圧縮度は２０％、Ｈａｕｓｎｅｒ比は１．２４となり、流動性の良い粉が得られたといえる。
【００７５】
［熱処理工程］
次に、熱処理工程では、Ｃｕ−Ｇａ合金粉末７０００ｇをホットプレス用の内径５００×１３０ｍｍの黒鉛型にセットし、ホットプレス装置（ＩＨＩ株式会社製）に取り付けた。装置内を５０Ｐａ以下（酸素分圧１０Ｐａ以下）まで真空排気しながら、プレス圧力は無負荷の状態で加熱し、温度８２０℃、１時間保持の条件で熱処理した。
【００７６】
［焼結工程］
引き続いて焼結工程では、温度８２０℃のままプレス圧力３０ＭＰａを加圧し１時間保持の条件でホットプレスを実施し、長さ５００ｍｍ×１４０ｍｍ、厚み１３ｍｍのＣｕ−Ｇａ合金焼結体（ターゲット材）を取り出した。このときのＣｕ−Ｇａ合金焼結体の重量は６９７２ｇで、黒鉛型の隙間から漏れた粉は２８ｇと非常に少ない。また、クラックなども見られなかった。
【００７７】
［評価］
同様の方法でＣｕ−Ｇａ合金焼結体を複数作製し、これらの焼結体を光学顕微鏡観察、電子線マイクロアナライザ分析（ＥＰＭＡ分析、Electron Probe MicroAnalyser）、アルキメデス密度測定に使用した。また、Ｃｕ−Ｇａ合金焼結体を６インチφに加工し、バッキングプレートに接合してターゲットを作製し、スパッタ装置に取り付けてスパッタリングを行って、スパッタ膜の均一性、パーティクル、異常放電及びターゲットの割れ欠けの有無を調べた。
【００７８】
（空孔率・アルキメデス密度）
５００×１３０×１３ｍｍのＣｕ−Ｇａ合金焼結体の中央部と４隅のうち無作為に選んだ１箇所を１ｃｍ角に切り出し、断面の研磨を行った。この研磨面を光学顕微鏡観察したところ中央部、端部いずれも緻密であった。空孔率は、研磨面を２００倍で撮影した異なる５つ視野の画像から画像解析ソフトＩｍａｇｅＪを用いて空孔部分を抽出して面積割合を求めた。その結果、空孔率は中央部０．０３％、端部０．０５％と極めて少なかった。アルキメデス密度を測定したところ、中央部８．３３ｇ／ｃｍ３、端部８．２９ｇ／ｃｍ３であり、密度差は０．０４ｇ／ｃｍ３であり、両者でほとんど差が見られなかった。ＩＣＰによりＧａ濃度を調査したところ、中央部１５．１ｗｔ％、端部１５．０ｗｔ％であり、濃度差は０．１ｗｔ％であり、Ｇａ濃度においてもほとんど差がなかった。したがって、実施例１のＣｕ−Ｇａ合金焼結体は、中央部と端部とにおいて密度差が小さく、中央部及び端部が共に空孔が少ないことがわかる。また、Ｇａ濃度が均一であることがわかる。
【００７９】
（平均結晶粒径）
平均結晶粒径を観察するにあたり、結晶粒が観察できるよう偏光観察に切り替えたところ、小さな結晶粒組織であった。電子顕微鏡で反射電子像を撮影し、ＪＩＳＨ０５０１に記載の求積法で結晶粒径を求めたところ、１８．９μｍであった。
【００８０】
（異常放電）
スパッタ装置（アルバック社製ＳＨ−４５０）に作製したＣｕ−Ｇａ合金焼結体を取り付け真空度５×１０−４Ｐａまで真空排気した後、Ａｒガス１Ｐａ、ＤＣ投入電力５００Ｗの条件で３０分間スパッタした。このときの異常放電をアークモニター（アドバンスドエナジー社製）で測定した結果、アークは観測されなかった。
【００８１】
（ターゲットの割れ欠け）
スパッタ後のＣｕ−Ｇａ合金焼結体を観察したところ、割れ欠けは認められなかった。
【００８２】
＜実施例２＞
実施例２では、防錆剤処理された電解Ｃｕ粉末（平均粒径１０８μｍ）３５００ｇ、Ｇａ１５００ｇ、熱処理工程及び焼結工程を８００℃、とした以外は実施例１と同様にしてＣｕ−Ｇａ合金粉末、Ｃｕ−Ｇａ合金焼結体（ターゲット材）を作製した。
【００８３】
Ｃｕ−Ｇａ合金粉末についてＤ５０は４７μｍ、嵩密度３．４６ｇ／ｃｍ３、タップ密度４．０２ｇ／ｃｍ３であった。圧縮度は１４％、Ｈａｕｓｎｅｒ比は１．１６ときわめて流動性の良い粉が得られた。
【００８４】
Ｃｕ−Ｇａ合金焼結体について、実施例１と同様に粉漏れ重量を確認したところ７６ｇと少なく、クラックは見られなかった。実施例１と同様に光学顕微鏡観察、ＥＰＭＡ分析、空孔率は中央部、端部ともに０．０５％、アルキメデス密度は中央部８．４８ｇ／ｃｍ３、端部８．４３ｇ／ｃｍ３であり、密度差は０．０５ｇ／ｃｍ３であり、両者でほとんど差が見られなかった。Ｇａ濃度を調査したところ、中央部３０．１ｗｔ％、端部３０．０ｗｔ％であり、濃度差は０．１ｗｔ％であり、Ｇａ濃度においてもほとんど差がなかった。したがって、実施例２のＣｕ−Ｇａ合金焼結体は、中央部と端部とにおいて密度差が小さく、中央部及び端部が共に空孔が少ないことがわかる。また、Ｇａ濃度が均一であることがわかる。
【００８５】
また、平均結晶粒径は８．８μｍであった。ＤＣ５００Ｗ３０分間スパッタ時の異常放電は１回と極めて少なかった。ターゲットに割れ・欠けは見られなかった。
【００８６】
＜実施例３＞
実施例３では、電解Ｃｕ粉末１８００ｇ、Ｇａ１２００ｇ、熱処理工程の温度を４００℃とし、焼結工程の温度を７８０℃とした以外は実施例１と同様にしてＣｕ−Ｇａ合金粉末、Ｃｕ−Ｇａ合金焼結体を作製した。
【００８７】
Ｃｕ−Ｇａ合金粉末についてＤ５０は６８μｍ、嵩密度４．３０ｇ／ｃｍ３、タップ密度５．０９ｇ／ｃｍ３であった。圧縮度は２５％、Ｈａｕｓｎｅｒ比は１．３３であった。
【００８８】
Ｃｕ−Ｇａ合金焼結体について、実施例１と同様に粉漏れ重量を確認したところ６７ｇと少なく、クラックは見られなかった。実施例１と同様に光学顕微鏡観察、ＥＰＭＡ分析、アルキメデス密度測定を行った結果、空孔率は中央部０．０５％、端部０．０７％とほとんど差は見られず、アルキメデス密度は中央部８．１７ｇ／ｃｍ３、端部８．１３ｇ／ｃｍ３であり、密度差は０．０４ｇ／ｃｍ３であり、両者でほとんど差が見られなかった。Ｇａ濃度を調査したところ、中央部４０．２ｗｔ％、端部４０．１ｗｔ％であり、濃度差は０．１ｗｔ％であり、Ｇａ濃度においてもほとんど差がなかった。したがって、実施例３のＣｕ−Ｇａ合金焼結体は、中央部と端部とにおいて密度差が小さく、中央部及び端部が共に空孔が少ないことがわかる。また、Ｇａ濃度が均一であることがわかる。
【００８９】
また、平均結晶粒径は９．９μｍであった。ＤＣ５００Ｗ３０分間スパッタ時の異常放電は５回と少なかった。ターゲットに割れ・欠けは見られなかった。
【００９０】
＜比較例１＞
比較例1では、ボールミルを実施しなかったこと以外は実施例２と同様にしてＣｕ−Ｇａ合金粉末、Ｃｕ−Ｇａ合金焼結体を作製した。
【００９１】
Ｃｕ−Ｇａ合金粉末について、Ｄ５０は１０５μｍ、嵩密度２．４６ｇ／ｃｍ３、タップ密度３．３４ｇ／ｃｍ３であった。圧縮度は２６％、Ｈａｕｓｎｅｒ比は１．３６と高く、流動性は悪いものとなった。
【００９２】
Ｃｕ−Ｇａ合金焼結体について、実施例１と同様に粉漏れ重量を確認したところ２６３ｇと多く、全体にクラックが入っていた。実施例１と同様に光学顕微鏡観察、ＥＰＭＡ分析、アルキメデス密度測定を行った結果、空孔率は中央部０．０４％、端部０．９３％であった。アルキメデス密度は中央部８．４８ｇ／ｃｍ３、端部８．３５ｇ／ｃｍ３であり、密度差は０．１３ｇ／ｃｍ３であり、差が見られた。Ｇａ濃度は中央部３０．１ｗｔ％、端部２７．９ｗｔ％であり、濃度差は２．２ｗｔ％であり、Ｇａ濃度において差がみられた。Ｃｕ−Ｇａ合金焼結体の全体にクラックが入り、ターゲットにする面積を確保できなかったためスパッタ試験は出来なかった。したがって、比較例１のＣｕ−Ｇａ合金焼結体は、中央部と端部とにおいて密度差があり、端部に空孔が多いことがわかる。また、中央部と端とにおいて、Ｇａ濃度にばらつきがあることがわかる。
【００９３】
＜比較例２＞
比較例２では、防錆剤処理された電解Ｃｕ粉末２２５０ｇ、Ｇａ７５０ｇ、とした以外は比較例１と同様にしてＣｕ−Ｇａ合金粉末、Ｃｕ−Ｇａ合金焼結体を作製した。
【００９４】
Ｃｕ−Ｇａ合金粉末についてＤ５０は１２１μｍ、嵩密度２．２７ｇ／ｃｍ３、タップ密度３．１９ｇ／ｃｍ３であった。圧縮度は２９％、Ｈａｕｓｎｅｒ比は１．４１と高く、タップ密度測定後にガラス管の上部に粒度の大きい粉が集積していることが確認された。
【００９５】
Ｃｕ−Ｇａ合金焼結体について、実施例１と同様に粉漏れ重量を確認したところ３１８ｇと多く、一部にクラックが入っていた。実施例１と同様に光学顕微鏡観察、ＥＰＭＡ分析、アルキメデス密度測定を行った結果、空孔率は中央部０．０５％、端部４．５６％であった。アルキメデス密度は中央部８．５２ｇ／ｃｍ３であり、端部７．１５ｇ／ｃｍ３であり、密度差は１．３７ｇ／ｃｍ３であり、かなりの差が見られた。Ｇａ濃度は中央部２５．１ｗｔ％、端部２１．８ｗｔ％であり、濃度差は３．３ｗｔ％であり、かなりの差が見られた。また、比較例２では、Ｃｕ−Ｇａ合金焼結体の一部にクラックが入ったが、ターゲットとして使用する面積は確保することができたため、スパッタ試験を行うことができた。スパッタ試験を行った結果、ＤＣ５００Ｗ３０分間スパッタ時の異常放電は１９回と多かった。スパッタ試験後のターゲットには割れ・欠けは見られなかった。したがって、比較例２のＣｕ−Ｇａ合金焼結体は、中央部と端部とにおいて密度差があり、端部に空孔が多いことがわかる。また、中央部と端とにおいて、Ｇａ濃度にばらつきがあることがわかる。
【００９６】
実施例及び比較例のＣｕ−Ｇａ合金粉末について表１にまとめ、Ｃｕ−Ｇａ合金ターゲットについて表２及び表３にまとめた。
【００９７】
【表１】
2013194313.tif 000002
【００９８】
【表２】
2013194313.tif 000003
【００９９】
【表３】
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【図１】
2013194313.tif 000005