[发明专利]靶组合件及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种具有通过冷喷涂法形成的靶材层的靶组合件及其制造方法。

背景技术

现有技术中，Cu（铜）-Ga（镓）、Cu-Ga-In（铟）等的Cu-Ga类靶材，例如使用在薄膜太阳能电池的光吸收层的溅射成膜上。上述种类的合金靶材的制造方法，例如下述专利文件1中所提供的，将CuGa合金的溶液通过喷射成形法制作Cu-Ga合金半成品，然后将该半成品通过热等静压（HIP）法烧结而形成Cu-Ga合金溅射靶材。

另外，通过热喷涂法的靶材的制造方法已被大家所公知，例如，在下述的专利文献2中记载有，将Ti（钛）粉末和TiO₂（二氧化钛）粉末以高温且高速的状态被吹到管材上，从而由Ti和TiO₂的混合物形成靶材的方法。又有，在下述的专利文献3中记载有，通过以金属粉末为原料的冷喷涂法在基体上由金属堆积膜形成靶材层的方法。

专利文献

专利文献1：日本发明专利公开公报特开2010-265544号

专利文献2：日本发明专利公开公报特开2003-239067号

专利文献3：WO2008/081585号说明书

在专利文献1中所记载的方法中，由于将喷射成形法和热等静压法组合制作靶材，存在工序繁杂，生产性及生产成本增加的问题。另外，在专利文献2中所记载的热喷涂法中，伴随着原料的溶解，不可避免的使氧浓度增加，从而很难制作高密度的靶材。还有，在专利文献3中记载的方法中，由于硬质的合金粉末或化合物粉末相对于金属粉末不能够被稳定的堆积，从而使合金靶材或化合物靶材的制作困难。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种将合金靶材或化合物靶材通过冷喷涂法能够制造稳定的靶组合件及其制造方法。

为了达到上述目的，本发明的一个技术方案的靶组合件的制造方法包含制作由金属元素构成的第1粉末和以所述金属元素为主要成分的合金或化合物形成的第2粉末的混合粉末。

然后，以所述混合粉末为原料通过冷喷涂法在基体表面上形成由所述金属元素的合金或化合物形成的靶材层。

本发明的一个技术方案的靶组合件具有基体和靶材层。

所述靶材层具有形成在所述基体的表面上的CuGa粒子和配置于CuGa粒子之间的Cu粒子。

附图说明

图1是表示本发明的一实施方式的靶组合件的结构的大致截面图；

图2是表示靶材层的内部结构的示意图；

图3是说明本实施方式的靶组合件的制作方法的工艺流程图；

图4时说明本实施方式的靶材层的形成方法的示意图。

具体实施方式

本发明的一个实施方式的靶组合件的制造方法包含制作第1粉末和第2粉末的混合粉末的步骤，该第1粉末由金属元素构成，该第2粉末由以上述金属元素为主要成分的合金或化合物形成。

以上述混合粉末为原料通过冷喷涂法在基体表面上形成由所述金属元素的合金或化合物形成的靶材层。

上述第1粉末为适用于冷喷涂法的软质金属的粉末。另一方面，上述第2粉末一般为相对于上述纯金属的硬质金属，因此，只使用该第2粉末很难通过冷喷涂法成膜。因此，在上述制造方法中，使用上述第1粉末和第2粉末的混合粉末作为原料，通过在基体表面和第2粉末之间，以及在第2粉末之间配置第1粉末，能够形成合金材料或化合物材料的堆积膜。由此，通过冷喷涂法能够制造稳定的合金靶材或化合物靶材。

构成第1粉末的金属元素，例如可采用Cu（铜）、Al（铝）、In（铟）、Sn（锡）、Ti（钛）、Ni（镍）、Co（钴）、Cr（铬）、Ta（铊）、Mo（钼）等的能够适用于冷喷涂法的各种的软质金属。构成第2粉末的合金或化合物也没有特别的限定，该化合物例如为氧化物、氮化物、硼化物、硅化物、碳化物等。

在本发明的一个实施方式中，第1粉末使用Cu粉末，第2粉末使用CuGa（铜-镓合金）粉末。在这种情况下，能够得到例如在薄膜太阳电池的光吸收层的成膜中使用的CuGa类靶材层。

在形成上述CuGa类靶材层时，第1粉末相对于上述混合粉末的混合比例，为占原子数的20%以上且50%以下。由此，能够形成具有95%以上的相对密度，并且镓的原子数含有量为30%以上且60%以下的稳定的CuGa合金靶材层。