專利名稱：層疊結(jié)構(gòu)體及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及層疊結(jié)構(gòu)體及其制造方法，更具體地說，涉及具備背板和銦靶的層疊結(jié)構(gòu)體及其制造方法。
背景技術(shù)：
銦用作Cu-In-Ga-k系(CIGS系)薄膜太陽能電池的光吸收層形成用的濺射靶。
在以往，如專利文獻1所公開，銦靶是通過在背板上附著銦合金等后，向模具中澆注銦并進行鑄造來制造的。
專利文獻1 日本特公昭63-44820號公報。 發(fā)明內(nèi)容
專利文獻1中，記載通過在背板上以數(shù)ym的厚度形成鎳薄膜、由此可以防止背板中的雜質(zhì)向銦擴散的主旨。但是，在實施例中并未測定銦靶中的雜質(zhì)濃度。此外，本發(fā)明人實施專利文獻1中記載的實施例后發(fā)現(xiàn)，作為背板的構(gòu)成元素的銅通過鎳薄膜以15ppm含有在銦靶內(nèi)。
此外，作為接合材料，使用錫等雜質(zhì)元素與銦的合金時，在濺射使用后將銦靶回收進行再利用時，除去銦以外的雜質(zhì)元素、管理濃度耗費工夫，在制造效率和制造成本方面存在問題。
因此，本發(fā)明的課題在于，提供良好地抑制雜質(zhì)對銦靶的混入的層疊結(jié)構(gòu)體及其制造方法。
本發(fā)明人為了解決上述課題而進行深入地研究后發(fā)現(xiàn)，通過在背板與銦靶之間形成包含由特定的金屬構(gòu)成的薄膜的雜質(zhì)擴散防止層，可以制作良好地抑制雜質(zhì)對銦靶的混入的層疊結(jié)構(gòu)體，由此可以節(jié)省在銦靶的再利用時除去雜質(zhì)、管理濃度的工夫以及成本。
基于以上發(fā)現(xiàn)完成的本發(fā)明，在一個方面為層疊結(jié)構(gòu)體，其具備背板，在背板上形成的包含由選自Fe、W、Ta、Te、Nb、Mo、S和Si中的1種以上的金屬構(gòu)成的薄膜的雜質(zhì)擴散防止層，和在雜質(zhì)擴散防止層上形成的銦靶。
本發(fā)明涉及的層疊結(jié)構(gòu)體在一個實施方式中，雜質(zhì)擴散防止層通過由狗構(gòu)成的薄膜形成。
本發(fā)明涉及的層疊結(jié)構(gòu)體在另一個實施方式中，由！^構(gòu)成的薄膜通過非電解鍍敷形成。
本發(fā)明涉及的層疊結(jié)構(gòu)體在進而另一個實施方式中，雜質(zhì)擴散防止層為5 100 μ m0
本發(fā)明涉及的層疊結(jié)構(gòu)體在進而另一個實施方式中，銦靶中的銅濃度為5ppm以下，鐵濃度為8ppm以下。
本發(fā)明在另一方面為層疊結(jié)構(gòu)體的制造方法，其具備準備背板的步驟；在背板上形成包含由選自Fe、W、Ta、Te、Nb、Mo、S和Si中的1種以上的金屬構(gòu)成的薄膜的雜質(zhì)擴散防止層的步驟；和通過將銦原料在背板上熔化鑄造來形成銦靶的步驟。
本發(fā)明涉及的層疊結(jié)構(gòu)體的制造方法在一個實施方式中，雜質(zhì)擴散防止層通過由狗構(gòu)成的薄膜形成。
本發(fā)明涉及的層疊結(jié)構(gòu)體的制造方法在另一個實施方式中，由!^e構(gòu)成的薄膜通過非電解鍍敷形成。
根據(jù)本發(fā)明，可以提供良好地抑制雜質(zhì)對銦靶的混入的層疊結(jié)構(gòu)體及其制造方法。
具體實施方式
本發(fā)明涉及的層疊結(jié)構(gòu)體具備背板、在背板上形成的雜質(zhì)擴散防止層、以及在雜質(zhì)擴散防止層上形成的銦靶。對背板的形狀不特別限定，可以形成為具有規(guī)定的厚度和直徑的圓盤狀。對背板的構(gòu)成材料不特別限定，例如可以由銅等金屬材料形成。如上所述，雜質(zhì)擴散防止層在背板與銦靶之間形成，具有防止雜質(zhì)從背板擴散到銦靶的功能。作為雜質(zhì)擴散防止層的構(gòu)成材料，選擇背板的構(gòu)成材料不易擴散的材料。作為這種雜質(zhì)擴散防止層的構(gòu)成材料，例如可以使用Fe、W、Ta、Te、Nb、Mo、S和Si等。此外，例如背板以銅作為主要構(gòu)成材料時，優(yōu)選雜質(zhì)擴散防止層由良好地抑制銅的擴散的鐵形成。此外，由于鐵在銦中的固溶限度非常小，幾乎沒有由于在銦中的熔化而導(dǎo)致的混入。因此，若雜質(zhì)擴散防止層為鐵制的薄膜，則還可以良好地抑制雜質(zhì)擴散防止層的構(gòu)成材料本身對銦靶的擴散。雜質(zhì)擴散防止層的厚度優(yōu)選為5 100 μ m。若雜質(zhì)擴散防止層小于5 μ m,則得不到充分的雜質(zhì)擴散防止效果。雜質(zhì)擴散防止層即使超過100 μ m,由于雜質(zhì)擴散防止效果飽和，因此形成更厚的厚膜的必要性小。銦靶由于設(shè)置了雜質(zhì)擴散防止層，雜質(zhì)混入靶中得到良好地抑制。具體地說，在銦靶中有可能含有銅和鐵作為雜質(zhì)時，優(yōu)選銅濃度為5ppm以下、鐵濃度為Sppm以下，進一步優(yōu)選銅濃度為3ppm以下、鐵濃度為4ppm以下。此外，根據(jù)需要，除了雜質(zhì)擴散防止層之外，在背板與銦靶之間還可以形成用于使它們的接合性良好的薄膜。
接著，按照順序?qū)Ρ景l(fā)明涉及的層疊結(jié)構(gòu)體的制造方法的適合例子進行說明。首先，準備具有規(guī)定的厚度的背板，在該背板上形成雜質(zhì)擴散防止層。對雜質(zhì)擴散防止層的形成方法不特別限定，根據(jù)構(gòu)成材料，可以通過非電解鍍敷、濺射、材料的涂布及干燥等來形成。使雜質(zhì)擴散防止層為鐵制的薄膜時，該鐵制的薄膜優(yōu)選通過作為簡單且低成本的薄膜形成方法的非電解鍍敷來形成。
接著，在形成有雜質(zhì)擴散防止層的背板上設(shè)置圓筒狀的鑄模。接著將原料銦熔化， 澆注到該鑄模中。若使用的原料銦含有雜質(zhì)，則利用該原料制作的太陽能電池的轉(zhuǎn)換效率降低，由于這種原因期望具有更高的純度，例如可以使用純度為99. 99質(zhì)量％以上的銦。然后，冷卻至室溫，形成銦靶。冷卻速度可以為利用空氣進行的自然放冷。此外，根據(jù)需要，可以對銦靶進行表面拋光等表面處理。
如此得到的層疊結(jié)構(gòu)體，可以合適地用作CIGS系薄膜太陽能電池用光吸收層的濺射靶。
[實施例]以下，同時示出本發(fā)明的實施例和比較例，這些實施例是為了更好地理解本發(fā)明及其優(yōu)點而提供的，沒有限定發(fā)明的意圖。
(實施例1)準備直徑250mm、厚度5mm的銅制背板。然后，將鐵濃度2mol/L的氯化鐵溶液、作為表面活性劑的辛基硫酸鈉(0. 5X10 —3mol/L)和氯化鈣(1. 5mol/L)混合而成的溶液作為鍍敷液，使用該鍍敷液通過非電解鍍敷，在背板上形成膜厚20 μ m的鐵制的薄膜(雜質(zhì)擴散防止層)。
接著，形成有鐵制的薄膜的背板上的周圍用直徑205mm、高度7mm的圓筒狀的鑄模包圍，向其內(nèi)部澆注在160°C下熔化的銦原料(純度5N)后，冷卻至室溫，形成圓盤狀的銦靶 (直徑204mmX厚度6mm)，由此制造層疊結(jié)構(gòu)體。
(實施例2)除了使鐵制的薄膜的膜厚為IOOym之外，在與實施例1相同的條件下制作層疊結(jié)構(gòu)體。
(實施例3)除了使鐵制的薄膜的膜厚為5μπι之外，在與實施例1相同的條件下制作層疊結(jié)構(gòu)體。
(實施例4)除了使鐵制的薄膜的膜厚為4μπι之外，在與實施例1相同的條件下制作層疊結(jié)構(gòu)體。
(實施例5)除了使鐵制的薄膜的膜厚為120μπι之外，在與實施例1相同的條件下制作層疊結(jié)構(gòu)體。
(比較例1)除了不形成鐵制的薄膜之外，在與實施例1相同的條件下制作層疊結(jié)構(gòu)體。
(評價)對于實施例和比較例中得到的層疊結(jié)構(gòu)體的銦靶，通過ICP分析法測定雜質(zhì)濃度。
各測定結(jié)果如表1所示。
[表 1]
權(quán)利要求
1.層疊結(jié)構(gòu)體，其具備背板，在該背板上形成的包含由選自Fe、W、Ta、Te、Nb、Mo、S和 Si中的1種以上的金屬構(gòu)成的薄膜的雜質(zhì)擴散防止層，和在該雜質(zhì)擴散防止層上形成的銦靶。
2.如權(quán)利要求1所述的層疊結(jié)構(gòu)體，其中，所述雜質(zhì)擴散防止層通過由狗構(gòu)成的薄膜形成。
3.如權(quán)利要求2所述的層疊結(jié)構(gòu)體，其中，所述由！^構(gòu)成的薄膜通過非電解鍍敷形成。
4.如權(quán)利要求1 3中任意一項所述的層疊結(jié)構(gòu)體，其中，所述雜質(zhì)擴散防止層為5 100 μ m0
5.如權(quán)利要求1 4中任意一項所述的層疊結(jié)構(gòu)體，其中，所述銦靶中的銅濃度為 5ppm以下，鐵濃度為8ppm以下。
6.層疊結(jié)構(gòu)體的制造方法，其具備 準備背板的步驟，在所述背板上形成包含由選自Fe、W、Ta、Te、Nb、Mo、S和Si中的1種以上的金屬構(gòu)成的薄膜的雜質(zhì)擴散防止層的步驟，和通過將銦原料在所述背板上熔化鑄造來形成銦靶的步驟。
7.如權(quán)利要求6所述的層疊結(jié)構(gòu)體的制造方法，其中，所述雜質(zhì)擴散防止層通過由狗構(gòu)成的薄膜形成。
8.如權(quán)利要求7所述的層疊結(jié)構(gòu)體的制造方法，其中，所述由狗構(gòu)成的薄膜通過非電解鍍敷形成。
全文摘要
本發(fā)明提供雜質(zhì)對銦靶的混入得到良好地抑制的層疊結(jié)構(gòu)體及其制造方法。層疊結(jié)構(gòu)體具備背板，在背板上形成的包含由選自Fe、W、Ta、Te、Nb、Mo、S和Si中的1種以上的金屬構(gòu)成的薄膜的雜質(zhì)擴散防止層，和在雜質(zhì)擴散防止層上形成的銦靶。
文檔編號C23C14/34GK102510911SQ201180002728
公開日2012年6月20日 申請日期2011年5月12日 優(yōu)先權(quán)日2010年8月31日
發(fā)明者前川貴誠, 小莊孝志, 栗原敏也 申請人:Jx日礦日石金屬株式會社