JP2012102358A

JP2012102358A - METHOD FOR PRODUCING Cu-Ga ALLOY POWDER, Cu-Ga ALLOY POWDER, METHOD FOR PRODUCING Cu-Ga ALLOY SPUTTERING TARGET AND Cu-Ga ALLOY SPUTTERING TARGET

Info

Publication number: JP2012102358A
Application number: JP2010251015A
Authority: JP
Inventors: Eriko Sato; 恵理子佐藤; Masanori Takagi; 正徳高木; Isao Ando; 勲雄安東; Hironao Minami; 浩尚南
Original assignee: Sumitomo Metal Mining Co Ltd
Current assignee: Sumitomo Metal Mining Co Ltd
Priority date: 2010-11-09
Filing date: 2010-11-09
Publication date: 2012-05-31

Abstract

【課題】均一な組成のＣｕ−Ｇａ合金スパッタリングターゲットを得る。
【解決手段】Ｃｕ粉末とＧａとが質量比で８５：１５〜５５：４５の割合で配合された混合粉末を、不活性雰囲気中で撹拌しながら３０℃〜４００℃の温度で加熱して合金化した後、合金化物を粉砕及び粉砕物を混合して、Ｃｕ−Ｇａ合金粉末を作製し、このＣｕ−Ｇａ合金粉末を焼結してＧａのばらつきが３．０質量％以内のＣｕ−Ｇａ合金スパッタリングターゲットを製造する。
【選択図】なしA Cu—Ga alloy sputtering target having a uniform composition is obtained.
An alloy obtained by heating a mixed powder in which Cu powder and Ga are mixed at a mass ratio of 85:15 to 55:45 at a temperature of 30 ° C. to 400 ° C. while stirring in an inert atmosphere. Then, the alloyed product is pulverized and mixed with the pulverized product to prepare a Cu-Ga alloy powder. The Cu-Ga alloy powder is sintered to obtain a Cu-Ga having a Ga variation of 3.0% by mass or less. An alloy sputtering target is manufactured.
[Selection figure] None

Description

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の製造方法及びＣｕ−Ｇａ合金スパッタリングターゲット、このＣｕ−Ｇａ合金スパッタリングターゲットの原料となるＣｕ−Ｇａ合金粉末の製造方法及びＣｕ−Ｇａ合金粉末に関するものである。 The present invention relates to a method for producing a Cu—Ga alloy sputtering target used for forming a light absorption layer of a CIGS (Cu—In—Ga—Se quaternary alloy) solar cell, a Cu—Ga alloy sputtering target, and this Cu— The present invention relates to a method for producing a Cu—Ga alloy powder as a raw material for a Ga alloy sputtering target and a Cu—Ga alloy powder.

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。 In recent years, photovoltaic power generation has attracted attention as one of clean energy. Although crystalline Si solar cells are mainly used, CIGS (Cu—In—Ga—Se quaternary alloy) solar cells with high conversion efficiency are attracting attention because of supply and cost problems. Yes.

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。 The CIGS solar cell has, as a basic structure, a Mo electrode layer serving as a back electrode formed on a soda lime glass substrate and a Cu—In—Ga—Se serving as a light absorption layer formed on the Mo electrode layer. A quaternary alloy film, a buffer layer made of ZnS, CdS, etc. formed on the light absorption layer made of this Cu-In-Ga-Se quaternary alloy film, and formed on this buffer layer A transparent electrode.

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。 As a method for forming a light absorption layer made of a Cu—In—Ga—Se quaternary alloy film, a vapor deposition method is known, but in order to obtain a uniform film with a wider area, a method of forming by a sputtering method. Has been proposed.

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。 As a sputtering method, for example, first, an In film is formed by sputtering using an In target, and a Cu—Ga alloy film is formed on the In film by sputtering using a Cu—Ga alloy sputtering target. There is a method of forming a Cu—In—Ga—Se quaternary alloy film by forming a film and heat-treating the obtained laminated film composed of the In film and the Cu—Ga alloy film in a Se atmosphere.

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。 Since the quality of the Cu—In—Ga—Se quaternary alloy film formed by sputtering greatly depends on the quality of the Cu—Ga alloy sputtering target, it is desirable to use a high quality Cu—Ga alloy sputtering target. It is rare.

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。 As a method for producing a Cu—Ga alloy sputtering target, a melting method and a powder sintering method are known.

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。 For example, Patent Document 1 proposes a Cu—Ga alloy sputtering target produced by a melting method. The melting method has a problem that a Cu—Ga alloy having a composition for CIGS solar cells obtained by melting and casting is brittle and easily cracked.

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。 On the other hand, the powder sintering method is regarded as a promising method for producing a sputtering target because a uniform composition can be obtained. As a powder sintering method, for example, in Patent Document 2, a high Ga-containing Cu—Ga alloy powder and pure Cu or a low Ga-containing Cu—Ga alloy powder are blended to produce a sputtering target by hot pressing. It is described.

特開２０００−０７３１６３号公報JP 2000-073163 A 特開２００８−１３８２３２号公報JP 2008-138232 A

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ができない。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。 In the powder sintering method, since the melting point of Ga as a raw material is as extremely low as 29.78 ° C., a sintered body cannot be obtained directly from Cu powder and Ga. For this reason, in the powder sintering method, Cu—Ga alloy powder is used as a raw material.

一般には、Ｃｕ−Ｇａ合金が脆性材であることを利用して、一旦ＣｕとＧａを溶解して合金化し、これを粉砕してＣｕ−Ｇａ合金粉末を得ている。即ち、Ｃｕ−Ｇａ合金粉末を得るためには、ＣｕとＧａを高温にて溶解させるプロセス及びＣｕ−Ｇａ合金インゴットを粉砕させる等の粉末化のプロセスが必要である。 In general, by utilizing the fact that the Cu—Ga alloy is a brittle material, Cu and Ga are once melted and alloyed, and then pulverized to obtain a Cu—Ga alloy powder. That is, in order to obtain Cu—Ga alloy powder, a process of dissolving Cu and Ga at a high temperature and a pulverization process such as pulverizing the Cu—Ga alloy ingot are necessary.

しかしながら、これまでの単純な粉末化プロセスでは、Ｇａ濃度が偏析してしまい、焼結してＣｕ−Ｇａ合金スパッタリングターゲットを製造したときに、ターゲットにおいてＧａ濃度にばらつきが生じてしまう。Ｇａ濃度の偏析がある場合には、成膜したときに膜組成にばらつきが発生してしまう。このため、Ｇａ濃度の偏析があるＣｕ−Ｇａ合金スパッタリングターゲットを用いて、Ｃｕ−Ｉｎ−Ｇａ−Ｓｅ四元系合金膜をスパッタにより形成した場合、Ｃｕ−Ｉｎ−Ｇａ−Ｓｅ四元系合金膜に影響を与えてしまう。 However, in the conventional simple pulverization process, the Ga concentration is segregated, and when the Cu—Ga alloy sputtering target is manufactured by sintering, the Ga concentration varies in the target. When there is segregation of the Ga concentration, the film composition varies when the film is formed. Therefore, when a Cu—In—Ga—Se quaternary alloy film is formed by sputtering using a Cu—Ga alloy sputtering target having segregation of Ga concentration, a Cu—In—Ga—Se quaternary alloy film is formed. Will be affected.

本発明は、前記実情に鑑みて提案されたものであり、組成の偏りがない高品質なＣｕ−Ｇａ合金粉末を製造することができるＣｕ−Ｇａ合金粉末の製造方法及びＣｕ−Ｇａ合金粉末、並びに組成の偏りがない高品質なＣｕ−Ｇａ合金スパッタリングターゲットの製造方法及びＣｕ−Ｇａ合金スパッタリングターゲットを提供するものである。 The present invention has been proposed in view of the above circumstances, and a method for producing a Cu-Ga alloy powder and a Cu-Ga alloy powder capable of producing a high-quality Cu-Ga alloy powder free from compositional bias, And the manufacturing method and Cu-Ga alloy sputtering target of a high quality Cu-Ga alloy sputtering target without a composition bias are provided.

上述した目的を達成する本発明に係るＣｕ−Ｇａ合金粉末の製造方法は、Ｃｕ粉末とＧａとが質量比で８５：１５〜５５：４５の割合で配合された混合粉末を、不活性雰囲気中で撹拌しながら３０℃〜４００℃の温度で加熱して合金化した後、合金化物を粉砕及び粉砕物を混合することを特徴とする。 In the method for producing a Cu—Ga alloy powder according to the present invention that achieves the above-described object, a mixed powder containing Cu powder and Ga in a mass ratio of 85:15 to 55:45 is mixed in an inert atmosphere. After being alloyed by heating at a temperature of 30 ° C. to 400 ° C. with stirring in the process, the alloyed product is pulverized and the pulverized product is mixed.

上述した目的を達成する本発明に係るＣｕ−Ｇａ合金粉末は、上記Ｃｕ−Ｇａ合金粉末の製造方法により製造され、Ｇａの濃度のばらつきが３．０質量％以内であることを特徴とする。 The Cu—Ga alloy powder according to the present invention that achieves the above-described object is manufactured by the above-described Cu—Ga alloy powder manufacturing method, and the variation in the Ga concentration is within 3.0 mass%.

また、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粉末とＧａとが質量比で８５：１５〜５５：４５の割合で配合された混合粉末を、不活性雰囲気中で撹拌しながら３０℃〜４００℃の温度で加熱して合金化した後、合金化物を粉砕及び粉砕物を混合してＣｕ−Ｇａ合金粉末を作製し、このＣｕ−Ｇａ合金粉末を焼結することを特徴とする。 Moreover, the manufacturing method of the Cu-Ga alloy sputtering target based on this invention which achieves the objective mentioned above does not mix the mixed powder by which Cu powder and Ga were mix | blended by the ratio of 85: 15-55: 45 by mass ratio. After being alloyed by heating at a temperature of 30 ° C. to 400 ° C. with stirring in an active atmosphere, the alloyed product is pulverized and mixed with the pulverized product to produce a Cu—Ga alloy powder. It is characterized by sintering.

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、上記Ｃｕ−Ｇａ合金スパッタリングターゲットの製造方法により製造され、Ｇａの濃度のばらつきが３．０質量％以内であることを特徴とする。 The Cu—Ga alloy sputtering target according to the present invention that achieves the above-described object is manufactured by the method for manufacturing a Cu—Ga alloy sputtering target, and the variation in Ga concentration is within 3.0 mass%. To do.

本発明では、Ｃｕ−Ｇａ合金スパッタリングターゲットの原料となるＣｕ−Ｇａ合金粉末を、Ｃｕ粉末とＧａとが質量比で８５：１５〜５５：４５の割合で配合された混合粉末を、不活性雰囲気中で撹拌しながら３０℃〜４００℃の温度で加熱して合金化した後、合金化物を粉砕及び粉砕物を混合して製造することによって、Ｇａの濃度のばらつきが３．０質量％以内となり、Ｇａ濃度に偏析がなく、組成が均一なＣｕ−Ｇａ合金粉末を製造することができる。これにより、本発明では、組成が均一なＣｕ−Ｇａ合金粉末を焼結することで、Ｇａの濃度のばらつきが３．０質量％以内の均一な組成となっている高品質な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。 In the present invention, Cu—Ga alloy powder as a raw material for a Cu—Ga alloy sputtering target is mixed with a mixed powder in which Cu powder and Ga are blended in a mass ratio of 85:15 to 55:45, and an inert atmosphere. After being alloyed by heating at a temperature of 30 ° C. to 400 ° C. with stirring in the alloy, the alloyed product is pulverized and mixed with the pulverized product to produce a variation in Ga concentration within 3.0% by mass. , Cu-Ga alloy powder having a uniform composition without segregation in Ga concentration can be produced. Thus, in the present invention, a high-quality Cu—Ga alloy having a uniform composition with a variation in Ga concentration within 3.0% by mass by sintering a Cu—Ga alloy powder having a uniform composition. A sputtering target can be manufactured.

以下に、本発明を適用したＣｕ−Ｇａ合金粉末の製造方法、この製造方法により製造されたＣｕ−Ｇａ合金粉末、並びにＣｕ−Ｇａ合金スパッタリングターゲットの製造方法及びこの製造方法により製造された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。 Below, the manufacturing method of the Cu-Ga alloy powder to which this invention is applied, the Cu-Ga alloy powder manufactured by this manufacturing method, the manufacturing method of a Cu-Ga alloy sputtering target, and Cu- manufactured by this manufacturing method The Ga alloy sputtering target will be described in detail. Note that the present invention is not limited to the following detailed description unless otherwise specified.

＜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る。 <Cu-Ga alloy sputtering target>
First, a Cu—Ga alloy sputtering target will be described. The Cu—Ga alloy sputtering target can be manufactured by a powder sintering method using Cu—Ga alloy powder as a raw material.

このＣｕ−Ｇａ合金スパッタリングターゲットは、ターゲット全体においてＧａ濃度に偏りがなく、組成が均一なものである。具体的に、このＣｕ−Ｇａ合金スパッタリングターゲットは、ターゲット全体におけるＧａの濃度の偏りが３．０質量％以内であり、Ｇａ濃度のばらつきが抑えられている。このようなＣｕ−Ｇａ合金スパッタリングターゲットを用いてスパッタにより成膜した場合には、組成にばらつきがない膜を形成することができる。したがって、このＣｕ−Ｇａ合金スパッタリングターゲットで例えば太陽電池のＣＩＧＳ光吸収層となるＣｕ−Ｉｎ−Ｇａ−Ｓｅ四元系合金膜を形成した場合には、吸収層の特性に影響を与えることがない。 This Cu—Ga alloy sputtering target has a uniform Ga concentration and a uniform composition throughout the target. Specifically, this Cu—Ga alloy sputtering target has a Ga concentration deviation of 3.0% by mass or less in the entire target, and variation in Ga concentration is suppressed. When a film is formed by sputtering using such a Cu—Ga alloy sputtering target, a film having no variation in composition can be formed. Therefore, for example, when a Cu—In—Ga—Se quaternary alloy film serving as a CIGS light absorption layer of a solar cell is formed with this Cu—Ga alloy sputtering target, the characteristics of the absorption layer are not affected. .

＜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、まず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。 <Method for producing Cu-Ga alloy sputtering target>
Next, the manufacturing method of a Cu-Ga alloy sputtering target is demonstrated. The manufacturing method of a Cu-Ga alloy sputtering target manufactures Cu-Ga alloy powder from Cu powder and Ga first, Sinters the obtained Cu-Ga alloy powder, and manufactures a Cu-Ga alloy sputtering target.

＜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。 <1. Method for producing Cu-Ga alloy powder>
First, the manufacturing method of Cu-Ga alloy powder is demonstrated.

（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、例えば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。 (material)
Cu powder and Ga are used as raw materials for the Cu—Ga alloy powder. The purity of Cu powder and Ga is appropriately selected so as not to affect the characteristics of the CIGS light absorption layer formed from, for example, a Cu—Ga alloy sputtering target.

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。 As the Cu powder, for example, electrolytic Cu powder or atomized Cu powder produced by an electrolytic method or an atomizing method can be used. The electrolytic Cu powder is produced by depositing spongy or dendritic Cu on the cathode by electrolysis in an electrolytic solution such as a copper sulfate solution. As for the atomized Cu powder, spherical or irregular shaped Cu powder is produced by a gas atomization method, a water atomization method, a centrifugal atomization method, a melt extraction method, or the like. In addition, you may use what was manufactured by Cu methods other than these methods.

Ｃｕ粉末の平均粒径は、１μｍ〜３００μｍであることが好ましい。Ｃｕ粉末の平均粒径が１μｍ以上であることにより、Ｃｕ粉末の飛散を防止して特別な取り扱いが不要となるとともに、Ｃｕ粉末のかさ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以下であることにより、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、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１〜３００μｍ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。 The average particle diameter of the Cu powder is preferably 1 μm to 300 μm. When the average particle size of the Cu powder is 1 μm or more, the Cu powder is prevented from being scattered and special handling becomes unnecessary, and the bulk of the Cu powder increases the size of the alloy powder production apparatus, resulting in an expensive apparatus. Can be prevented. In addition, when the average particle size of the Cu powder is 300 μm or less, the surface area (BET) of the Cu powder that must be coated with Ga is insufficient, and excess unreacted Ga in the liquid phase tends to remain. It is possible to prevent the dispersion of the composition of the Cu—Ga alloy powder due to the presence of unreacted liquid phase Ga. Therefore, by setting the average particle size of Cu powder to 1 to 300 μm, it is not necessary to take measures to prevent scattering of Cu powder, the enlargement of the alloy powder production apparatus can be prevented, and the liquid phase of unreacted Ga can be reduced. The variation in the composition of the Cu—Ga alloy powder can be suppressed.

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。 The average particle size of the Cu powder is obtained by measuring the particle size distribution of the Cu powder by a laser diffraction method, integrating the abundance ratio (volume basis) from the small diameter side, and integrating the abundance ratio over the entire particle diameter. The particle size (D50) is half of the value.

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。 Ga is a metal having a low melting point (melting point: 29.78 ° C.) and is easily melted by heating. The molten Ga is coated with Cu powder to form a binary alloy. Although there is no restriction | limiting in the shape of Ga, when it is a small piece, weighing is easy. The small piece can be obtained by melting and casting Ga in the vicinity of room temperature and crushing the casting.

（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。 (Combination)
Cu powder and Ga are mix | blended in the ratio of 85: 15-55: 45 by mass ratio. When the amount of Ga is 15% by mass or more, uniform coating with Ga becomes possible, and a uniform alloy structure can be obtained when the obtained powder is sintered. Moreover, when the amount of Ga is 45% by mass or less, Cu powders can be prevented from being combined and formed into a lump by a large amount of Ga existing between Cu powders, and the yield of the alloy powder is improved. be able to.

また、Ｇａの含有量は、２５質量％〜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。 Moreover, it is preferable that content of Ga is 25 mass%-41 mass%. When Ga is 25% by mass or more, Cu powder can be uniformly coated in a short time, and when Ga is 41% by mass or less, Ga coated in a short time can be alloyed. it can. Therefore, a uniform alloy powder can be produced in a short time by setting the Ga content to 25 mass% or more and 41 mass% or less.

（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、不活性雰囲気中で撹拌しながら、３０℃以上４００℃以下の温度で加熱して合金化し、粉末状のＣｕ−Ｇａ合金化物を作製する。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、Ｇａの融点よりも高くＣｕの融点よりも低い温度、即ち３０℃以上４００℃以下の範囲で温度を制御し、Ｃｕ粉末の表面又は内部にＣｕ−Ｇａ二元系合金を形成する。 (Alloying)
The mixed powder containing Cu powder and Ga in the mass ratio described above is alloyed by heating at a temperature of 30 ° C. or higher and 400 ° C. or lower while stirring in an inert atmosphere to form a powdered Cu—Ga alloyed product. Is made. Specifically, the Cu powder and Ga pieces weighed at the above-described mass ratio are controlled to a temperature higher than the melting point of Ga and lower than the melting point of Cu, that is, in the range of 30 ° C. or higher and 400 ° C. or lower, and Cu powder. Cu—Ga binary alloy is formed on the surface or inside of the substrate.

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又はＧａを固溶したＣｕ相となる。 The Cu-Ga alloy is considered to be formed through the following process. Ga, which has become liquid beyond the melting point, is uniformly dispersed between Cu powders while becoming small droplets by the shearing motion of mixing. The dispersed Ga droplets adhere to the periphery of the Cu powder, and when the Cu powder and Ga droplets come into contact with each other, the Ga powder begins to diffuse into the Cu powder, and the Ga concentration increases while alloying while forming a Cu-Ga intermetallic compound. The reaction proceeds. At this time, the surface of the Cu—Ga alloyed material is a Cu—Ga intermetallic compound layer having a high Ga concentration, and the central portion is a Cu phase in which pure Cu or Ga is dissolved.

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思われる。塊状物が生成されると、ホットプレスなどの焼結工程において、焼結体中に空孔が形成されて、密度が不均一になってしまう。 This mixing of Cu powder and Ga is effective for the progress of a uniform alloying reaction (homogenization reaction). Moreover, it is considered that the shearing motion of mixing also suppresses the formation of a lump due to the adhesion between the powders. When a lump is generated, pores are formed in the sintered body in a sintering process such as hot pressing, and the density becomes non-uniform.

Ｃｕ粉末とＧａの混合及び合金化のための加熱には、加熱手段を有する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。 For heating for mixing and alloying of Cu powder and Ga, a mixing device in which a stirrer such as a stirring blade or a stirring blade moves in a container having a heating means can be used. Moreover, you may use rotating container type mixing apparatuses, such as a cylinder, a double cone, and a twin shell. Also, mixing may be strengthened by throwing balls into the container.

容器の材質は、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（登録商標）樹脂容器、テフロン（登録商標）被覆容器、ホーロー容器などを使用することができる。 The material of the container is selected from the viewpoints of heat resistance against heating and suppression of adhesion of Ga and Cu—Ga alloys. Examples of the container include glass containers such as borosilicate glass and quartz glass, ceramic containers such as alumina and zirconia, Teflon (registered trademark) resin containers, Teflon (registered trademark) coated containers, enamel containers, and the like. .

このようにして作製されたＣｕ−Ｇａ合金化物は、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、安価に合金化物を作製できるという利点を有する。 The Cu—Ga alloyed material prepared in this way is not only excellent in strength and formability, but also because the manufacturing temperature is low, the device used for manufacturing is simple, so that the alloyed material can be manufactured at low cost. It has the advantage of being able to.

また、Ｃｕ粉末とＧａの混合及び合金化は、アルゴンガスや窒素ガスといった不活性ガス雰囲気中で行うことが好ましい。不活性ガス雰囲気中で加熱・混合することにより、Ｃｕ−Ｇａ合金化物の酸素含有量の増加を抑制することができる。酸素量の多いＣｕ−Ｇａ合金化物を用いてＣｕ−Ｇａ合金スパッタリングターゲットを製造した場合には、Ｃｕ−Ｇａ合金スパッタリングターゲットに含有される酸素量が多くなり、大きな電力を投入してスパッタすると、異常放電を発生してしまう。したがって、Ｃｕ粉末とＧａの混合及び合金化を不活性ガス雰囲気中で行い、Ｃｕ−Ｇａ合金化に酸素が含有されることを抑制することで、異常放電等の不具合が発生することを防止できる。 Moreover, it is preferable to perform mixing and alloying of Cu powder and Ga in inert gas atmosphere, such as argon gas and nitrogen gas. By heating and mixing in an inert gas atmosphere, an increase in the oxygen content of the Cu—Ga alloyed product can be suppressed. When a Cu-Ga alloy sputtering target is produced using a Cu-Ga alloy compound having a large amount of oxygen, the amount of oxygen contained in the Cu-Ga alloy sputtering target is increased, and when sputtering is performed by applying a large electric power, Abnormal discharge will occur. Therefore, mixing of Cu powder and Ga and alloying are performed in an inert gas atmosphere, and it is possible to prevent the occurrence of problems such as abnormal discharge by suppressing the inclusion of oxygen in Cu-Ga alloying. .

ここで、Ｃｕ−Ｇａ合金化物を作製する際に、Ｃｕ粉末の形状、大きさが変わるとＧａ濃度のばらつきが変化する。これは、樹枝状、海綿状等の複雑なＣｕ粉末の形状によって、各Ｃｕ粉末に対してＧａが均一に付着しないためと考えられる。また１〜４００μｍの幅広い粒度分布をもつＣｕ粉末を使用した場合も、Ｇａ濃度にばらつきが生じてしまう。例えば、平均粒径が大きいＣｕ粉末は、Ｃｕ粉末に対するＧａの割合が少ないのでＧａ濃度の低いＣｕ−Ｇａ合金粉末になり、平均粒径が小さいＣｕ粉末は、Ｃｕ粉末に対するＧａの割合が多いのでＧａ濃度の高いＣｕ−Ｇａ合金粉末になる。このため、Ｃｕ−Ｇａ合金スパッタリングターゲットを作製する際に、Ｃｕ−Ｇａ合金粉末の粒度に偏りが生じると、ターゲット全体において、Ｇａの濃度が低い部分と高い部分ができてしまい、組成が均一になりにくい。このように、Ｇａ濃度のばらつきのメカニズムは、単なる混合不足だけではなく、粒径の影響も受けるものであって、仕込み組成の影響は少ない。 Here, when the Cu-Ga alloyed product is manufactured, the variation in the Ga concentration changes as the shape and size of the Cu powder change. This is presumably because Ga does not adhere uniformly to each Cu powder due to the complicated shape of Cu powder such as dendritic or sponge-like. Also, when Cu powder having a wide particle size distribution of 1 to 400 μm is used, the Ga concentration varies. For example, Cu powder having a large average particle size has a low Ga concentration to a Cu-Ga alloy powder having a low Ga concentration with respect to the Cu powder, and Cu powder having a small average particle size has a large proportion of Ga to the Cu powder. It becomes Cu-Ga alloy powder with high Ga concentration. For this reason, when producing a Cu-Ga alloy sputtering target, if a deviation occurs in the particle size of the Cu-Ga alloy powder, a low Ga concentration portion and a high Ga concentration portion are formed in the entire target, and the composition is uniform. Hard to become. Thus, the mechanism of variation in Ga concentration is not only due to insufficient mixing but also influenced by the particle size, and is less affected by the charged composition.

特に、大面積のＣｕ−Ｇａ合金スパッタリングターゲットを作製する場合に、Ｃｕ−Ｇａ合金化物の組成が不均一な状態だと、Ｃｕ−Ｇａ合金スパッタリングターゲットの濃度のばらつきも大きくなってしまう。このため、このようなＣｕ−Ｇａ合金スパッタリングターゲットで、太陽電池のＣＩＧＳ光吸収層を形成した場合には、ＣＩＧＳ光吸収層に影響があるためＧａ濃度は均一であることが望ましい。 In particular, when producing a Cu-Ga alloy sputtering target with a large area, if the composition of the Cu-Ga alloyed product is in a non-uniform state, the variation in the concentration of the Cu-Ga alloy sputtering target will also increase. For this reason, when the CIGS light absorption layer of a solar cell is formed with such a Cu-Ga alloy sputtering target, it is desirable that the Ga concentration is uniform because the CIGS light absorption layer is affected.

そこで、このＣｕ−Ｇａ合金粉末を作製するにあたって、以下に説明するように、Ｃｕ−Ｇａ合金化物を粉砕及び粉砕物を混合する粉砕、混合工程を加えることによって、Ｇａ濃度に偏りがなく、組成が均一であるＣｕ−Ｇａ合金粉末を作製することができる。 Therefore, in producing this Cu-Ga alloy powder, as explained below, by adding a pulverization and mixing step of pulverizing the Cu-Ga alloyed product and mixing the pulverized product, there is no bias in the Ga concentration. Cu-Ga alloy powder having a uniform thickness can be produced.

（粉砕、混合）
このＣｕ−Ｇａ合金化物の粉砕、混合の雰囲気は、大気中又は不活性ガス雰囲気が好ましい。粉砕及び混合を行う装置としては、粉砕・混合が同時にできるボールミルを使用することができる。ボールミルに使用するボールは、Ａｌ_２Ｏ_３、ＺｒＯ_２、ＳＵＳボールやテフロン（登録商標）を被覆したＳＵＳボールを使用でき、直径５ｍｍ〜２０ｍｍ程度である。また、ボールミルを使用する場合には、回転数５０ｒｐｍ〜２５０ｒｐｍ程度である。 (Crushing, mixing)
The atmosphere of pulverization and mixing of this Cu—Ga alloyed product is preferably the air or an inert gas atmosphere. As an apparatus for pulverizing and mixing, a ball mill capable of simultaneously pulverizing and mixing can be used. Balls used for the ball mill can be Al ₂ O ₃ , ZrO ₂ , SUS balls or SUS balls coated with Teflon (registered trademark), and have a diameter of about 5 mm to 20 mm. Moreover, when using a ball mill, it is about 50 rpm-250 rpm.

ボールミルの他に、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。Ｃｕ粉末とＧａの合金化の際の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て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もできる。なお、Ｃｕ−Ｇａ合金化物の粉砕、混合は、ボールミルを使用して粉砕と混合を同時に行ってもよく、また粉砕をした後、粉砕物を混合し、別工程で行ってもよい。 In addition to a ball mill, a jet mill / hammer mill can be used for pulverization. It is also possible to pulverize by putting a ball in a beaker used for stirring during alloying of Cu powder and Ga and rotating a blade. For mixing, a V-type mixer or a rocking mixer can also be used. Note that the Cu-Ga alloyed product may be pulverized and mixed using a ball mill at the same time, or after pulverization, the pulverized product may be mixed and used in a separate step.

このように、Ｃｕ−Ｇａ合金化物を粉砕及び粉砕物を混合することで、粉末状のＣｕ−Ｇａ合金化物の粒径を揃えることができ、Ｇａ濃度の偏りをなくし、組成が均一なＣｕ−Ｇａ合金化粉末を得ることができる。具体的には、粉砕、混合後のＣｕ−Ｇａ合金粉末におけるＧａ濃度のばらつきが３．０質量％以内である。ここで、Ｃｕ−Ｇａ合金粉末のＧａ濃度のばらつきとは、Ｃｕ−Ｇａ合金粉末において、任意の複数の箇所のＧａ濃度を測定したときの濃度差である。即ち、いずれの箇所の濃度であっても、他の箇所の濃度との差が３．０質量％以内となっている。組成が均一なＣｕ−Ｇａ合金化粉末を焼結することによって、組成が均一な高品質な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。 Thus, by pulverizing the Cu—Ga alloyed product and mixing the pulverized product, the particle size of the powdered Cu—Ga alloyed product can be made uniform, the Ga concentration unevenness is eliminated, and the uniform composition of Cu— Ga alloyed powder can be obtained. Specifically, the variation in Ga concentration in the Cu—Ga alloy powder after pulverization and mixing is within 3.0 mass%. Here, the dispersion | variation in Ga density | concentration of Cu-Ga alloy powder is a density | concentration difference when measuring Ga density | concentration of arbitrary several places in Cu-Ga alloy powder. That is, at any concentration, the difference from the concentration at other locations is within 3.0% by mass. By sintering the Cu—Ga alloyed powder having a uniform composition, a high-quality Cu—Ga alloy sputtering target having a uniform composition can be produced.

上述したＣｕ−Ｇａ合金粉末の製造方法では、Ｃｕ粉末とＧａとを所定の割合で配合し、３０℃〜４００℃の温度範囲で合金化し、ボールミル等の簡単な粉砕方法で適当な大きさに粉砕できると共に組成を均一にすることができる。一方、従来では、ＣｕとＧａを一旦高温で溶解鋳造する必要があり、得られたＣｕ−Ｇａ合金インゴットを粉砕して、粉末状のＣｕ−Ｇａ合金を得ている。上述したＣｕ−Ｇａ合金粉末の製造方法では、従来よりも低温で合金化することができ、高温の合金化装置を必要とすることなく、粉末状のＣｕ−Ｇａ合金粉末が得られる点で従来の方法とは異なる。また、上述したＣｕ−Ｇａ合金粉末の製造方法では、粉末状のＣｕ−Ｇａ合金粉末を粉砕するため、従来のようにインゴットを粉砕するよりも容易な方法で粉砕を行うことできる。したがって、上述したＣｕ−Ｇａ合金粉末の製造方法では、均一な組成で高品質なＣｕ−Ｇａ合金粉末を容易に製造することができる。 In the manufacturing method of the Cu-Ga alloy powder described above, Cu powder and Ga are blended at a predetermined ratio, alloyed in a temperature range of 30 ° C to 400 ° C, and adjusted to an appropriate size by a simple grinding method such as a ball mill. The composition can be made uniform while being pulverized. On the other hand, conventionally, it is necessary to melt and cast Cu and Ga once at a high temperature, and the obtained Cu—Ga alloy ingot is pulverized to obtain a powdered Cu—Ga alloy. The above-described method for producing a Cu—Ga alloy powder can be alloyed at a lower temperature than in the prior art, and the conventional method can obtain a powdery Cu—Ga alloy powder without requiring a high temperature alloying device. It is different from the method. Moreover, in the manufacturing method of the Cu-Ga alloy powder mentioned above, in order to grind | pulverize powdery Cu-Ga alloy powder, it can grind | pulverize by the method easier than grind | pulverizing an ingot conventionally. Therefore, in the above-described method for producing a Cu—Ga alloy powder, it is possible to easily produce a high-quality Cu—Ga alloy powder with a uniform composition.

＜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。 <2. Manufacturing method of Cu-Ga alloy sputtering target>
Next, the manufacturing method of the Cu-Ga alloy sputtering target using the Cu-Ga alloy powder mentioned above is demonstrated.

（焼結）
焼結工程では、上述した製造方法により製造したＣｕ−Ｇａ合金粉末を、例えばプレスにて成形し、この成形体を真空中で、４００〜８００℃で焼結する粉末焼結法を用いることができる。４００〜８００℃で焼結することにより、ＣｕやＧａが拡散するため、均一に合金化したＣｕ−Ｇａ合金焼結体が得られる。焼結方法は、不活性ガス雰囲気中での焼結でもよく、また、原料粉末を高温で耐熱性の型に入れて加圧するホットプレス法（ＨＰ法）、加圧媒体であるガスを用いて、高温高圧下で被処理物を等方的に加圧する熱間静水圧加圧焼結法（ＨＩＰ法）等を用いてもよい。この中でも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。 (Sintering)
In the sintering process, it is possible to use a powder sintering method in which the Cu—Ga alloy powder manufactured by the above-described manufacturing method is formed by, for example, a press, and this formed body is sintered at 400 to 800 ° C. in vacuum. it can. By sintering at 400 to 800 ° C., Cu and Ga diffuse, so that a uniformly alloyed Cu—Ga alloy sintered body is obtained. The sintering method may be sintering in an inert gas atmosphere, or a hot press method (HP method) in which raw material powder is put into a heat-resistant mold at high temperature and pressed, and a gas as a pressurizing medium is used. Alternatively, a hot isostatic pressing method (HIP method) for isotropically pressing a workpiece under high temperature and high pressure may be used. Among these, according to the hot press method, a high-density sintered body can be obtained at low cost.

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。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粉末の中心部にＧａが拡散し、Ｇａの液相の出現が抑えられ、高密度の焼結体を製造することができる。また、熱処理を行うことによって、Ｃｕ粉末の中心部にＧａが拡散するため、Ｃｕ粉末の表面にＣｕ−Ｇａ合金を形成したＣｕ−Ｇａ合金化物をＣｕ−Ｇａ合金粉末にして熱処理を行わない場合と比べて、Ｃｕ−Ｇａ合金粉末の全体にＧａが分散され、Ｇａ濃度のばらつきをより抑えることができる。 In addition, you may make it heat-process to Cu-Ga alloy powder before sintering. By performing heat treatment on the Cu-Ga alloy powder before sintering, the homogenization reaction between the Cu powder and Ga proceeds, Ga diffuses in the center of the Cu powder, and the appearance of the liquid phase of Ga is suppressed. A high-density sintered body can be produced. In addition, when Ga is diffused in the center of the Cu powder by performing the heat treatment, the Cu—Ga alloyed product in which the Cu—Ga alloy is formed on the surface of the Cu powder is converted into the Cu—Ga alloy powder and the heat treatment is not performed. As compared with, Ga is dispersed throughout the Cu—Ga alloy powder, and variation in Ga concentration can be further suppressed.

熱処理は、後の焼結をホットプレス装置にて行う場合には同一のホットプレス装置内で行うことが好ましく、同一のホットプレス装置内で行うことによって、熱処理装置を別に用意する必要がなく、熱処理冷却時間が不要であり、引き続いてプレス圧力を掛けるので合金粉が凝集していても粉砕等の措置をとる必要がなく、容易に焼結を行うことができる。また、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、熱処理によりＧａの液相が生成されても、液相が漏れることがないため、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。 The heat treatment is preferably performed in the same hot press apparatus when the subsequent sintering is performed in the hot press apparatus, and it is not necessary to prepare a heat treatment apparatus separately by performing in the same hot press apparatus, No heat treatment cooling time is required, and subsequent press pressure is applied, so even if the alloy powder is agglomerated, it is not necessary to take measures such as pulverization, and sintering can be performed easily. In addition, by performing heat treatment and sintering in the same hot press apparatus, even if a liquid phase of Ga is generated by the heat treatment, the liquid phase does not leak, so the composition of the Cu-Ga alloy sputtering target changes. Or the yield can be prevented from being lowered.

また、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（ホットプレス装置を用いた場合には、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ことが好ましい。Ｃｕ−Ｇａ合金粉末に対して無負荷、又は圧力を０．１ＭＰａ以下とすることによって、仮に局所的にＧａの液相が出現したとしても、液相がホットプレス装置のプレス型から押し出されず、十分にＣｕ−Ｇａ合金粉末の均質化反応を進めることができ、後の焼結工程でＣｕとＧａの組成に変化がない高品質な焼結体を作製することができる。 In addition, heat treatment is performed in a vacuum or in an inert atmosphere with no load applied to the Cu-Ga alloy powder, or 0.1 MPa or less (when using an upper punch when a hot press apparatus is used) It is preferable to carry out by heating to 400 ° C. to 900 ° C. under a pressure of (corresponding to the pressure applied by the weight of the upper punch). No load on the Cu-Ga alloy powder, or by setting the pressure to 0.1 MPa or less, even if Ga liquid phase appears locally, the liquid phase is not extruded from the press die of the hot press device, The Cu—Ga alloy powder can be sufficiently homogenized and a high-quality sintered body in which the composition of Cu and Ga does not change in the subsequent sintering step can be produced.

熱処理は、撹拌しながら行ってもよく、１時間以上、８時間以下とすることが好ましい。熱処理時間を１時間以上とすることによって、ＣｕとＧａの拡散が十分に進み、未反応のＣｕＧａ_２相が残ることを防止できる。熱処理時間を８時間以下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製造のための時間がかかり過ぎず、安価に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。したがって、熱処理時間を１時間以上８時間以下とすることによって、ＣｕとＧａの拡散が十分に進み、未反応のＣｕＧａ_２相が残らず、熱処理工程を設けたことによるＣｕ−Ｇａ合金スパッタリングターゲットの製造時間が長くなり過ぎずに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。 The heat treatment may be performed with stirring, and is preferably 1 hour or longer and 8 hours or shorter. By setting the heat treatment time to 1 hour or longer, it is possible to prevent Cu and Ga from sufficiently diffusing and to leave an unreacted CuGa ₂ phase. By setting the heat treatment time to 8 hours or less, the Cu—Ga alloy sputtering target can be produced at low cost without taking too much time for the production of the Cu—Ga alloy sputtering target. Therefore, by setting the heat treatment time to 1 hour or more and 8 hours or less, the diffusion of Cu and Ga sufficiently proceeds, the unreacted CuGa ₂ phase does not remain, and the Cu—Ga alloy sputtering target obtained by providing the heat treatment step. The Cu—Ga alloy sputtering target can be manufactured without excessively increasing the manufacturing time.

（仕上げ）
仕上げ工程では、Ｃｕ−Ｇａ合金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ことができる。 (Finishing)
In the finishing step, a Cu—Ga alloy sputtering target can be obtained by finishing the surface of the Cu—Ga alloy sintered body to a flat surface by grinding and bonding to a Cu backing plate.

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、Ｇａの濃度のばらつきが３．０質量％以内であり、Ｇａ濃度に偏りがないＣｕ−Ｇａ合金粉末を用い、このＣｕ−Ｇａ合金粉末を焼結することによって、Ｇａの濃度のばらつきが３．０質量％以内で、Ｇａ濃度に偏りがなく、均一な組成の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。ここで、Ｃｕ−Ｇａ合金スパッタリングターゲットのＧａの濃度のばらつきとは、Ｃｕ−Ｇａ合金スパッタリングターゲットにおいて、任意の複数の箇所のＧａ濃度を測定したときの濃度差である。即ち、いずれの箇所の濃度であっても、他の箇所の濃度との差が３．０質量％以内となっている。 In this method for producing a Cu—Ga alloy sputtering target, a variation in Ga concentration is within 3.0 mass%, and Cu—Ga alloy powder having no bias in Ga concentration is used, and this Cu—Ga alloy powder is sintered. By doing so, it is possible to produce a Cu—Ga alloy sputtering target having a uniform composition with a Ga concentration variation of 3.0% by mass or less and without a bias in Ga concentration. Here, the variation in the Ga concentration of the Cu—Ga alloy sputtering target is a concentration difference when measuring the Ga concentration at any of a plurality of locations in the Cu—Ga alloy sputtering target. That is, at any concentration, the difference from the concentration at other locations is within 3.0% by mass.

また、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、Ｃｕ−Ｇａ合金粉末を焼結する前に熱処理を行うことによって、ＧａがＣｕ粉末の内部により拡散するため、Ｇａの液相の出現が抑えられ、密度が高く、且つ組成がより均一な高品質な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。 Further, in this method for producing a Cu—Ga alloy sputtering target, the heat treatment is performed before the Cu—Ga alloy powder is sintered, so that Ga diffuses inside the Cu powder, thereby suppressing the appearance of the Ga liquid phase. In addition, a high-quality Cu—Ga alloy sputtering target having a high density and a more uniform composition can be manufactured.

また、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、上述したＣｕ−Ｇａ合金粉末の製造方法によりＣｕ−Ｇａ合金粉末を製造することによって、組成が均一なＣｕ−Ｇａ合金スパッタリングターゲットを容易且つ安価に製造することができる。 Moreover, in this manufacturing method of Cu-Ga alloy sputtering target, Cu-Ga alloy sputtering target with a uniform composition is easy and cheap by manufacturing Cu-Ga alloy powder by the manufacturing method of Cu-Ga alloy powder mentioned above. Can be manufactured.

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。 Specific examples to which the present invention is applied will be described below, but the present invention is not limited to these examples.

（実施例１）
実施例１では、アルゴンガス雰囲気にしたグローブボックス内に、マントルヒーターにセットした容量１０００ｍＬの磁器製ビーカーと、この磁器製ビーカーにガラス製攪拌羽根を取り付けた攪拌装置とを設置した。 Example 1
In Example 1, a 1000 mL porcelain beaker set in a mantle heater and a stirrer in which a glass stirring blade was attached to the porcelain beaker were installed in a glove box in an argon gas atmosphere.

そして、電解Ｃｕ粉末（平均粒径１００μｍ、酸素：０．０７質量％）を４２５．０ｇ、Ｇａの小片を７５．０ｇ秤量し、ビーカーに投入して攪拌しながら１１０℃、２時間、アルゴンガス雰囲気中で加熱混合し、灰白色の合金粉（合金化物）を得た。得られた粉末をテフロン（登録商標）製の５００ｍＬ容器に入れ、ＺｒＯ_２ボール（１００ｍｍφ）を５０個投入し、２時間粉砕、混合を実施して、Ｃｕ−Ｇａ合金粉末を作製した。Ｃｕ−Ｇａ合金粉末に対して、３箇所を無作為にサンプリングし、Ｇａ濃度を調べた結果、サンプリング（１）が１５．１質量％、サンプルリング（２）が１４．８質量％、サンプルリング（３）が１４．５質量％であり、Ｇａ濃度のばらつきは０．６質量％以内であった。 Then, 425.0 g of electrolytic Cu powder (average particle size 100 μm, oxygen: 0.07 mass%) and 75.0 g of Ga small pieces were weighed, put into a beaker and stirred at 110 ° C. for 2 hours with argon gas. The mixture was heated and mixed in an atmosphere to obtain an off-white alloy powder (alloyed product). The obtained powder was put into a 500 mL container made of Teflon (registered trademark), 50 ZrO ₂ balls (100 mmφ) were charged, and pulverized and mixed for 2 hours to prepare a Cu—Ga alloy powder. Sampling (1) was 15.1% by mass, sampling ring (2) was 14.8% by mass, and sampling rate was obtained by sampling three locations at random with respect to the Cu—Ga alloy powder. (3) was 14.5% by mass, and variation in Ga concentration was within 0.6% by mass.

更に、ホットプレス装置（型式：真空ホットプレス大亜真空株式会社製）を用い、直径６０ｍｍの黒鉛製プレス型にＣｕ−Ｇａ合金粉末を投入し、ホットプレス装置全体を真空度５×１０^−３Ｐａに一度真空排気した後、アルゴンでガス置換を行い、アルゴンガスを連続供給しながら、上パンチの自重によって加えられる圧力１．１ｋｇｆ／ｃｍ^２（０．１ＭＰａ）の負荷のかかる状態で７００℃で１時間熱処理をした。 Further, using a hot press apparatus (model: vacuum hot press manufactured by Daia Vacuum Co., Ltd.), Cu—Ga alloy powder was put into a graphite press mold having a diameter of 60 mm, and the entire hot press apparatus was subjected to a vacuum degree of 5 × 10 ^−3. After evacuating to Pa once, the gas was replaced with argon, and while continuously supplying argon gas, the pressure applied by the dead weight of the upper punch was 700 ° C. under a load of 1.1 kgf / cm ² (0.1 MPa). For 1 hour.

その後、７００℃で保持したまま、２４．３ＭＰａの圧力をかけて１時間半、焼結を行い、直径６０ｍｍ、厚さ４．２ｍｍのＣｕ−Ｇａ合金焼結体を作製した。プレス型から取り出した焼結体には割れは見られなかった。このＣｕ−Ｇａ合金焼結体をＣｕ製バッキングプレートにボンディングしてＣｕ−Ｇａ合金スパッタリングターゲットを作製した。 Thereafter, while maintaining at 700 ° C., sintering was performed for 1 hour and a half by applying a pressure of 24.3 MPa to prepare a Cu—Ga alloy sintered body having a diameter of 60 mm and a thickness of 4.2 mm. No cracks were observed in the sintered body taken out from the press mold. This Cu—Ga alloy sintered body was bonded to a Cu backing plate to prepare a Cu—Ga alloy sputtering target.

Ｃｕ−Ｇａ合金焼結体の寸法と重量から求めた密度は、８．５１ｇ／ｃｍ^３であった。Ｃｕ−Ｇａ合金焼結体の表面・断面をＳＥＭ観察した結果、空孔は認められず、緻密であった。 The density determined from the dimensions and weight of the Cu—Ga alloy sintered body was 8.51 g / cm ³ . As a result of SEM observation of the surface and the cross section of the Cu—Ga alloy sintered body, no pores were observed and it was dense.

そして、このＣｕ−Ｇａ合金スパッタリングターゲットをスパッタ装置（ＳＨ−４５０、アルバック社製）に取り付けて、アルゴンガス圧０．７Ｐａ中でＤＣ１００Ｗの直流電力をターゲットに投入した結果、異常な放電やスプラッシュなどがなく、良好にスパッタすることができた。 Then, this Cu—Ga alloy sputtering target is attached to a sputtering apparatus (SH-450, manufactured by ULVAC), and DC power of DC 100 W is applied to the target in an argon gas pressure of 0.7 Pa. As a result, abnormal discharge, splash, etc. No spatter was observed and sputtering was successfully performed.

（実施例２）
実施例２では、Ｃｕ−Ｇａ合金粉末中のＧａ濃度が３２．０質量％となるようにしたこと、合金化の際の温度を３２０℃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。そして、実施例１と同様に、Ｃｕ−Ｇａ合金粉末の３箇所を無作為にサンプリングし、Ｇａ濃度を調べた結果、サンプリング（１）が３１．１質量％、サンプリング（２）が３２．４質量％、サンプリング（３）が３０．４質量％であり、Ｇａ濃度のばらつきは２．０質量％以内であった。 (Example 2)
In Example 2, except that the Ga concentration in the Cu—Ga alloy powder was 32.0% by mass, and the temperature during alloying was 320 ° C., the same as in Example 1, Cu-Ga alloy powder was produced. And like Example 1, as a result of sampling 3 places of Cu-Ga alloy powder at random and investigating Ga concentration, sampling (1) is 31.1 mass% and sampling (2) is 32.4. The mass%, sampling (3) was 30.4 mass%, and the variation in Ga concentration was within 2.0 mass%.

また、このＣｕ−Ｇａ合金粉末を用い、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。Ｃｕ−Ｇａ合金焼結体の寸法と重量から求めた密度は、８．４２ｇ／ｃｍ^３であった。Ｃｕ−Ｇａ合金焼結体の表面・断面をＳＥＭ観察した結果、空孔は認められず、緻密であった。実施例１と同様にＣｕ−Ｇａ合金ターゲットをスパッタした結果、異常な放電やスプラッシュなどがなく、良好にスパッタすることができることが分かった。 Further, using this Cu—Ga alloy powder, a Cu—Ga alloy sputtering target was produced in the same manner as in Example 1. The density determined from the dimensions and weight of the Cu—Ga alloy sintered body was 8.42 g / cm ³ . As a result of SEM observation of the surface and the cross section of the Cu—Ga alloy sintered body, no pores were observed and it was dense. As a result of sputtering a Cu—Ga alloy target in the same manner as in Example 1, it was found that there was no abnormal discharge or splash, and that sputtering could be performed satisfactorily.

更に、薄い円柱形状のＣｕ−Ｇａ合金焼結体の円周付近で中心角が略９０°毎の位置４箇所と略中心部の計５箇所を切断して略５．０ｇずつ採取し、組成のばらつきを調査した。その結果、Ｇａ濃度は、３１．０質量％、３２．３質量％、３１．９質量％、３０．５質量％、３１．１質量％であり、Ｇａ濃度のばらつきは１．８質量％以内であった。 Furthermore, approximately 5.0 g was sampled by cutting a total of five locations, approximately four central locations and approximately five central locations around the circumference of the thin cylindrical Cu-Ga alloy sintered body, The variation of was investigated. As a result, the Ga concentration is 31.0% by mass, 32.3% by mass, 31.9% by mass, 30.5% by mass, 31.1% by mass, and variation in Ga concentration is within 1.8% by mass. Met.

（実施例３）
実施例３では、Ｃｕ−Ｇａ合金粉末中のＧａ濃度が３５．０質量％となるようにしたこと、原料のＣｕ粉末を、電解Ｃｕ粉末（平均粒径２００μｍ、酸素：０．０３質量％）を３２５．０ｇ、Ｇａの小片を１７５．０ｇとしたこと、合金化の際の温度を３０℃にしたこと以外は、実施例１と同様にして、Ｃｕ−Ｇａ合金粉末を作製した。実施例１と同様に、Ｃｕ−Ｇａ合金粉末の３箇所を無作為にサンプリングし、Ｇａ濃度を調べた結果、サンプリング（１）が３５．２質量％、サンプリング（２）が３５．３質量％、サンプリング（３）が３５．７質量％であり、Ｇａ濃度のばらつきは０．５質量％以内であった。 (Example 3)
In Example 3, the Ga concentration in the Cu—Ga alloy powder was set to 35.0 mass%, and the raw material Cu powder was replaced with electrolytic Cu powder (average particle size 200 μm, oxygen: 0.03 mass%). A Cu—Ga alloy powder was prepared in the same manner as in Example 1, except that 325.0 g of the alloy and 175.0 g of the Ga piece were changed to 30 ° C. As in Example 1, three locations of the Cu—Ga alloy powder were randomly sampled, and the Ga concentration was examined. As a result, sampling (1) was 35.2 mass% and sampling (2) was 35.3 mass%. Sampling (3) was 35.7% by mass, and variation in Ga concentration was within 0.5% by mass.

また、このＣｕ−Ｇａ合金粉末を用い、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。Ｃｕ−Ｇａ合金スパッタリングターゲット（Ｃｕ−Ｇａ合金焼結体）の寸法と重量から求めた密度は、８．３８ｇ／ｃｍ^３であった。Ｃｕ−Ｇａ合金焼結体の表面・断面をＳＥＭ観察した結果、空孔は認められず、緻密であった。実施例１と同様にＣｕ−Ｇａ合金ターゲットをスパッタした結果、異常な放電やスプラッシュなどがなく、良好にスパッタすることができることが分かった。 Further, using this Cu—Ga alloy powder, a Cu—Ga alloy sputtering target was produced in the same manner as in Example 1. The density determined from the size and weight of the Cu—Ga alloy sputtering target (Cu—Ga alloy sintered body) was 8.38 g / cm ³ . As a result of SEM observation of the surface and the cross section of the Cu—Ga alloy sintered body, no pores were observed and it was dense. As a result of sputtering a Cu—Ga alloy target in the same manner as in Example 1, it was found that there was no abnormal discharge or splash, and that sputtering could be performed satisfactorily.

（実施例４）
実施例４では、アルゴンガス雰囲気にしたグローブボックス内に、マントルヒーターにセットした容量１０００ｍＬの磁器製ビーカーと、この磁器製ビーカーにガラス製攪拌羽根を取り付けた攪拌装置とを設置した。 Example 4
In Example 4, a 1000 mL porcelain beaker set in a mantle heater and a stirrer in which a glass stirring blade was attached to the porcelain beaker were installed in a glove box in an argon gas atmosphere.

そして、原料のＣｕ粉末を、アトマイズＣｕ粉末（平均粒径４０μｍ、酸素：０．０１ｗｔ％）としたこと、Ｃｕ粉末を２７５．０ｇ、Ｇａ小片を２２５．０ｇ秤量し、ビーカーに投入して撹拌しながら、４００℃で２時間、アルゴンガス雰囲気中で加熱混合した。灰白色になったのを確認し、即ち合金粉（合金化物）が生成されたのを確認し、１０ｍｍφＺｒＯ_２ボール５０個をビーカーの中に入れ、１時間撹拌し、粉砕した。混合には、Ｖ型混合機を用い、３０分間混合して、Ｃｕ−Ｇａ合金粉末を作製した。実施例１と同様に、Ｃｕ−Ｇａ合金粉末に対して、３箇所を無作為にサンプリングし、Ｇａ濃度を調べた結果、サンプリング（１）が４６．３質量％、サンプリング（２）が４３．３質量％、サンプリング（３）が４５．２質量％であり、Ｇａ濃度のばらつきは３．０質量％以内であった。 Then, the raw material Cu powder was atomized Cu powder (average particle size 40 μm, oxygen: 0.01 wt%), 275.0 g of Cu powder and 225.0 g of Ga small pieces were weighed, put into a beaker and stirred. The mixture was heated and mixed in an argon gas atmosphere at 400 ° C. for 2 hours. After confirming the formation of grayish white color, that is, confirming the formation of alloy powder (alloyed product), 50 balls of 10 mmφZrO ₂ were put in a beaker and stirred for 1 hour and pulverized. For mixing, a V-type mixer was used and mixed for 30 minutes to prepare a Cu-Ga alloy powder. As in Example 1, three locations were sampled randomly with respect to the Cu—Ga alloy powder, and the Ga concentration was examined. As a result, the sampling (1) was 46.3% by mass and the sampling (2) was 43. 3 mass%, sampling (3) was 45.2 mass%, and variation in Ga concentration was within 3.0 mass%.

また、このＣｕ−Ｇａ合金粉末を用い、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。Ｃｕ−Ｇａ合金焼結体の寸法と重量から求めた密度は、８．４１ｇ／ｃｍ^３であった。Ｃｕ−Ｇａ合金焼結体の表面・断面をＳＥＭ観察した結果、空孔は認められず、緻密であった。実施例１と同様にＣｕ−Ｇａ合金ターゲットをスパッタした結果、異常な放電やスプラッシュなどがなく、良好にスパッタすることができることが分かった。 Further, using this Cu—Ga alloy powder, a Cu—Ga alloy sputtering target was produced in the same manner as in Example 1. The density determined from the dimensions and weight of the Cu—Ga alloy sintered body was 8.41 g / cm ³ . As a result of SEM observation of the surface and the cross section of the Cu—Ga alloy sintered body, no pores were observed and it was dense. As a result of sputtering a Cu—Ga alloy target in the same manner as in Example 1, it was found that there was no abnormal discharge or splash, and that sputtering could be performed satisfactorily.

更に、薄い円柱形状のＣｕ−Ｇａ合金焼結体の円周付近で中心角が略９０°毎の位置４箇所と略中心部の計５箇所を切断して略５．０ｇずつ採取し、組成のばらつきを調査した。その結果、Ｇａ濃度は、４６．４質量％、４４．３質量％、４５．５質量％、４５．６質量％、４３．４質量％であり、Ｇａ濃度のばらつきは３．０質量％以内であった。 Furthermore, approximately 5.0 g was sampled by cutting a total of five locations, approximately four central locations and approximately five central locations around the circumference of the thin cylindrical Cu-Ga alloy sintered body, The variation of was investigated. As a result, the Ga concentration is 46.4% by mass, 44.3% by mass, 45.5% by mass, 45.6% by mass, 43.4% by mass, and variation in Ga concentration is within 3.0% by mass. Met.

（比較例１）
比較例１では、Ｃｕ−Ｇａ合金粉末中のＧａ濃度が３２．０質量％となるようにしたこと、原料のＣｕ粉末を、電解Ｃｕ粉末（平均粒径２００μｍ、酸素：０．０３質量％）を３４０．０ｇ、Ｇａの小片を１６０．０ｇとしたこと、温度を３８０℃としたこと、ボールミルで粉砕、混合をしなかったこと以外は、実施例１と同様にしてＣｕ−Ｇａ合金粉末を作製した。Ｃｕ−Ｇａ合金粉末に対して、実施例１と同様に３箇所を無作為にサンプリングし、Ｇａ濃度を調べた結果、サンプリング（１）が３３．４質量％、サンプリング（２）が３１．４質量％、サンプリング（３）が２９．２質量％であり、Ｇａ濃度のばらつきは４．２質量％以内であった。そして、このＣｕ−Ｇａ合金粉末を用い、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。 (Comparative Example 1)
In Comparative Example 1, the Ga concentration in the Cu—Ga alloy powder was 32.0 mass%, and the raw material Cu powder was electrolytic Cu powder (average particle size 200 μm, oxygen: 0.03 mass%). The Cu—Ga alloy powder was prepared in the same manner as in Example 1, except that the amount of the Ga powder was 340.0 g, the Ga piece was 160.0 g, the temperature was 380 ° C., and the ball mill was not pulverized or mixed. Produced. The sample was randomly sampled at three locations in the same manner as in Example 1 with respect to the Cu—Ga alloy powder, and the Ga concentration was examined. As a result, the sampling (1) was 33.4% by mass and the sampling (2) was 31.4. The mass%, sampling (3) was 29.2 mass%, and the variation in Ga concentration was within 4.2 mass%. And using this Cu-Ga alloy powder, it carried out similarly to Example 1, and produced the Cu-Ga alloy sputtering target.

また、薄い円柱形状のＣｕ−Ｇａ合金焼結体の円周付近で中心角が略９０°毎の位置４箇所と略中心部の計５箇所を切断して略５．０ｇずつ採取し、組成のばらつきを調査した。その結果、Ｇａ濃度は、３３．３質量％、３１．５質量％、３１．８質量％、２９．４質量％、３０．５質量％であり、Ｇａ濃度のばらつきは３．９質量％以内であった。 Further, in the vicinity of the circumference of the thin cylindrical Cu-Ga alloy sintered body, a total of 5 locations, each having a central angle of approximately 90 °, and a total of 5 locations, approximately 5.0 g, were sampled and collected. The variation of was investigated. As a result, the Ga concentration is 33.3% by mass, 31.5% by mass, 31.8% by mass, 29.4% by mass, 30.5% by mass, and variation in Ga concentration is within 3.9% by mass. Met.

以下の表１に、実施例１〜実施例４、比較例１の原料条件、合金化条件、粉砕、混合及びＧａ濃度をまとめたものを示す。なお、表１中のＧａ濃度のばらつきは、Ｇａ濃度の最も高い濃度と、Ｇａ濃度が最も低い濃度との差を記載している。 Table 1 below summarizes the raw material conditions, alloying conditions, pulverization, mixing, and Ga concentration of Examples 1 to 4 and Comparative Example 1. The variation in Ga concentration in Table 1 describes the difference between the highest Ga concentration and the lowest Ga concentration.

表１に示す結果から、実施例１〜実施例４では、Ｃｕ−Ｇａ合金化物を粉砕及び粉砕物を混合してＣｕ−Ｇａ合金粉末を作製していることより、Ｃｕ−Ｇａ合金粉末のＧａ濃度のばらつきが３．０質量％以内であり、均一となった。これにより、実施例１〜実施例４では、組成が均一なＣｕ−Ｇａ合金粉末を用いることによって、Ｇａ濃度に偏りがない組成が均一なＣｕ−Ｇａ合金スパッタリングターゲットが容易に得られることが分かる。例えば、実施例２では、Ｃｕ−Ｇａ合金スパッタリングターゲットのＧａ濃度のばらつきは１．８質量％以内であり、実施例４では、３．０質量％以内であった。したがって、他の実施例においても、同様にＣｕ−Ｇａ合金スパッタリングターゲットのＧａ濃度にばらつきがなく、均一な組成のものができるといえる。 From the results shown in Table 1, in Examples 1 to 4, Cu—Ga alloy powders were pulverized and mixed with pulverized products to produce Cu—Ga alloy powders. The variation in concentration was within 3.0% by mass and became uniform. Thereby, in Example 1- Example 4, it turns out that a Cu-Ga alloy sputtering target with a uniform composition with no bias in Ga concentration can be easily obtained by using a Cu-Ga alloy powder having a uniform composition. . For example, in Example 2, the variation in Ga concentration of the Cu—Ga alloy sputtering target was within 1.8% by mass, and in Example 4, it was within 3.0% by mass. Therefore, it can be said that the Ga-concentration of the Cu—Ga alloy sputtering target does not vary in other examples, and a uniform composition can be obtained.

また、実施例１〜実施例４のように、Ｃｕ−Ｇａ合金化物の粉砕、混合することによって、合金化の際の撹拌力が不十分でも、またＣｕ−Ｇａ合金化粉末の作製量が増えても安定して組成が均一なＣｕ−Ｇａ合金化物を得ることが出来る。 In addition, as in Examples 1 to 4, by pulverizing and mixing the Cu—Ga alloyed product, the amount of Cu—Ga alloyed powder produced is increased even if the stirring force during alloying is insufficient. Even in this case, a Cu—Ga alloyed product having a stable and uniform composition can be obtained.

一方、比較例１では、Ｃｕ−Ｇａ合金化物を粉砕、混合していないため、Ｃｕ−Ｇａ合金化粉末のＧａ濃度が均一にならず、Ｇａ濃度のばらつきにおいて４．２質量％のものがあり、得られたＣｕ−Ｇａ合金スパッタリングターゲットにおいても３．９質量％のばらつきが生じ、組成が不均一となった。 On the other hand, in Comparative Example 1, since the Cu—Ga alloyed product is not pulverized and mixed, the Ga concentration of the Cu—Ga alloyed powder is not uniform, and there is a variation in Ga concentration of 4.2 mass%. Even in the obtained Cu—Ga alloy sputtering target, a variation of 3.9% by mass occurred, and the composition became non-uniform.

Claims

After alloying by heating a mixed powder containing Cu powder and Ga in a mass ratio of 85:15 to 55:45 at a temperature of 30 ° C. to 400 ° C. while stirring in an inert atmosphere, A method for producing a Cu-Ga alloy powder, comprising pulverizing an alloyed product and mixing the pulverized product.

The method for producing a Cu-Ga alloy powder according to claim 1, wherein the Cu powder has an average particle size of 1 to 300 µm.

After alloying by heating a mixed powder containing Cu powder and Ga in a mass ratio of 85:15 to 55:45 at a temperature of 30 ° C. to 400 ° C. while stirring in an inert atmosphere, It is made by pulverizing alloyed material and mixing pulverized material,
Cu—Ga alloy powder characterized in that variation in Ga concentration is within 3.0 mass%.

After alloying by heating a mixed powder containing Cu powder and Ga in a mass ratio of 85:15 to 55:45 at a temperature of 30 ° C. to 400 ° C. while stirring in an inert atmosphere, Cu-Ga alloy powder is prepared by pulverizing the alloyed product and mixing the pulverized product,
A method for producing a Cu-Ga alloy sputtering target, comprising sintering the Cu-Ga alloy powder.

5. The heat treatment is performed on the Cu—Ga alloy powder at a temperature of 400 ° C. to 900 ° C. in a vacuum or an inert atmosphere before sintering the Cu—Ga alloy powder. The manufacturing method of Cu-Ga alloy sputtering target of this.

The heat treatment and the sintering are performed after the heat treatment in the same hot press apparatus.
6. The method of manufacturing a Cu—Ga alloy sputtering target according to claim 5, wherein the heat treatment is performed with no load on the Cu—Ga alloy powder or at a pressure of 0.1 MPa or less.

The average particle diameter of the said Cu powder is 1-300 micrometers, The manufacturing method of the Cu-Ga alloy sputtering target of any one of Claims 4 thru | or 6 characterized by the above-mentioned.

After alloying by heating a mixed powder containing Cu powder and Ga in a mass ratio of 85:15 to 55:45 at a temperature of 30 ° C. to 400 ° C. while stirring in an inert atmosphere, The alloyed product is pulverized and the pulverized product is mixed to produce a Cu-Ga alloy powder, and the Cu-Ga alloy powder is sintered,
The Cu-Ga alloy sputtering target, wherein the Ga concentration variation is within 3.0 mass%.