四方晶结构的铟靶材制造技术

本发明专利技术公开一种四方晶结构的铟靶材，其平均晶粒尺寸介于10至500微米之间。本发明专利技术的四方晶结构的铟靶材由于其平均晶粒尺寸远小于现有技术的铟靶材的平均晶粒尺寸，故于溅镀过程时，可大幅降低电弧产生的次数，进而大幅减少铟微粒附着于溅镀薄膜的表面，因而增加溅镀薄膜的质量，例如大幅提升其薄膜均匀性等，且本发明专利技术的四方晶结构的铟靶材应用于铜铟镓硒薄膜太阳能电池时，由于溅镀薄膜的质量提高，故能使该CIGS薄膜太阳能电池具有良好的性能。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种铟靶材，尤其涉及一种具有细化的晶粒的四方晶结构的铟靶材。
技术介绍
铟靶材是现今制备铜铟镓硒(Copper Indium Gallium Diselenide，CIGS)薄膜太阳能电池时常使用的材料之一。铟靶材的晶粒尺寸与靶材溅镀过程中电弧的形成以及电浆的均匀程度息息相关，故影响到形成的溅镀薄膜的均匀性，进而影响制得的太阳能电池的转换效率。日本专利公开文献第2012-052193号公开一种铟靶材的晶粒细化技术，其利用超音波震荡降低晶粒尺寸，使最终制得的铟靶材的平均晶粒尺寸不大于10mm。但该专利技术专利于说明书内公开的最小的平均晶粒尺寸仅为毫米等级，并无法达到更细化的微米等级，致使前公开专利文献所述的铟靶材在进行薄膜溅镀过程中所产生的电弧量无法有效被降低，使得电弧产生的大量微粒会沉积于溅镀薄膜的表面上，进而影响溅镀形成的薄膜的质量。此外，另一种常用于细化铟靶材的晶粒尺寸的方法为冷压延，但冷压延的方式仅适用于平面靶，对于例如旋转靶等非平面靶的异形靶而言，并无法用冷压延的方式达到晶粒细化的目的，故异形靶更难具有较小晶粒尺寸，而衍生了前述薄膜质量不佳且制得的CIGS薄膜太阳能电池的转换效率不佳的问题，进而降低了其产业利用性，故有必要发展出一种具有细化的晶粒的铟靶材。
技术实现思路
本专利技术提供一种四方晶结构的铟靶材，其平均晶粒尺寸(average grain size)介于10μm(微米)至500μm之间，可解决铟靶材的平均晶粒尺寸过大的问题，为实现上述目的，本专利技术提供一种四方晶结构的铟靶材，其平均晶粒尺寸介于10μm至500μm之间。其中，所述的四方晶结构的铟靶材指该铟靶材的晶格结构为四方晶(tetragonal)排列。其中，本专利技术所述的四方晶结构的铟靶材的纯度例如但不限于大于99.95%(3N5)以上。其中，本专利技术所述的四方晶结构的铟靶材指任何形式的铟靶材，其例如但不限于平面靶材或是异型靶材等。其中，本专利技术所述的平均晶粒尺寸例如但不限于单位面积为1.0×1.3平方厘米的四方晶结构的铟靶材的表面的各晶粒尺寸的平均值。其中量测平均晶粒尺寸的方式例如但不限于利用光学显微镜以100的放大倍率放大该表面并取得影像，在该影像上画四条切线，该四条切线呈米字型排列，利用影像分析软件量测各晶粒尺寸，并分别计算该四条切线的平均晶粒尺寸，再计算该四条切线的平均晶粒尺寸的总平均值。其中，较佳的，该四方晶结构的铟靶材的平均晶粒尺寸介于10μm至400μm之间。其中，本专利技术所述的四方晶结构的铟靶材为利用熔炼方式形成一铟液，再以浇铸法形成一四方晶结构的铟靶材，该四方晶结构的铟靶材于模具内时，令一冷却介质快速流过该模具相对于该四方晶结构的铟靶材的一侧，较佳的，在该模具的该侧外围设置一入口端以及一与该入口端形成一间距的出口端，使该冷却介质由入口端流入再由出口端流出，借以快速将模具温度降低，进而达成急速冷却该四方晶结构的铟靶材的目的。其中，本专利技术的“急速冷却”为以一特定速率使一冷却介质流过该模具的相对于该四方晶结构的铟靶材的一侧，借以传送该四方晶结构的铟靶材的热能，直到该四方晶结构的铟靶材到达所需温度。任何人都可依据所需而调整冷却的速率，借以使该四方晶结构的铟靶材得以急速冷却。较佳的，所述的急速冷却指于5分钟内令该四方晶结构的铟靶材的温度由206°C下降至50°C至70°C之间。其中，前述的冷却介质可为不具危险性且具有安定性，以及不影响整体靶材工艺的流动性物质。较佳的，所述的冷却介质包括但不限于水、油或是气体。其中，本专利技术所述的“该四方晶结构的铟靶材急速冷却”，指借由流过该模具的相对于该四方晶结构的铟靶材的一侧的冷却介质传送该四方晶结构的铟靶材热能，使置于该模具内的四方晶结构的铟靶材自靠近该冷却介质的方向开始急速冷却，其可应用于任何形式的铟靶材，其例如但不限于平面靶材或是异型靶材等。其中，较佳的，该四方晶结构的铟靶材的二端的平均晶粒尺寸的比值介于0.5至2.0之间。其中，本专利技术所述的二端为前段以及后段，所述的前段指靠近前述的入口端，而所述的后段则靠近前述的出口端。其中，本专利技术所述的二端的平均晶粒尺寸的比值为前段与后段的比值或是后段与前段的比值。其中，较佳的，该四方晶结构的铟靶材的氧含量不大于50ppm。其中，较佳的，该四方晶结构的铟靶材的铁含量不大于20ppm。其中，较佳的，该四方晶结构的铟靶材的锌含量不大于20ppm。其中，较佳的，该四方晶结构的铟靶材的锡含量不大于20ppm。其中，较佳的，该四方晶结构的铟靶材的表面包含以下晶面：(101)、(103)、(200)、(112)、(110)、(211)、(202)以及(002)。其中，较佳的，该四方晶结构的铟靶材为平面靶材。其中，本专利技术所述平面靶材例如但不限于：圆靶或是矩形靶等。其中，较佳的，该四方晶结构的铟靶材为非平面靶的异型靶材。其中，本专利技术所述的异型靶材例如但不限于旋转靶材或阶梯状靶材等。其中，较佳的，该四方晶结构的铟靶材未经冷压延的步骤前，每一晶面的强度比例与12.5%(无优选方向(random orientation)的各晶面强度比例：100%/8peaks=12.5%/per peak)的比值介于0.5至2.0之间。其中，本专利技术的四方晶结构的铟靶材为平面靶材时，可再接续进行冷压延的步骤，借以使该铟靶材具有一晶面的优选方向。其中，较佳的，该四方晶结构的铟靶材为平面靶材且经过冷压延步骤时，其中一晶面的强度比例与12.5%(无优选方向的各晶面强度比例)的比值大于2。其中，本专利技术的四方晶结构的铟靶材的质量借由溅镀过程中产生的微电弧(micro arc)次数以及强电弧(hard arc)次数判定。其中，本专利技术的测试电弧次数的仪器为型号为Pinnacle(Advanced Energy制)的仪器，其测试方式为于溅镀工艺中，侦测到一电弧的电压值低于50V，且该电弧维持时间低于40毫秒，该电弧称为微电弧；若侦测到一电弧的电压值低于50V，且该电弧维持时间高于40毫秒，该电弧称为强电弧。本专利技术提供的四方晶结构的铟靶材，由于其平均晶粒尺寸介于10至500微米(μm)之间，远小于现有技术的铟靶材的平均晶粒尺寸，故于溅镀过程时，可大幅降低电弧产生的次数，进而大幅减少铟微粒附着于溅镀薄膜的表面，因而增加溅镀薄膜的质量，例如大幅提升其薄膜均匀性等。又，本专利技术的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种四方晶结构的铟靶材，其特征在于，其平均晶粒尺寸介于10μm至
500μm之间。
2.根据权利要求1所述的四方晶结构的铟靶材，其特征在于，其平均晶粒
尺寸介于10μm至400μm之间。
3.根据权利要求1所述的四方晶结构的铟靶材，其特征在于，其二端的平
均晶粒尺寸的比值介于0.5至2.0之间。
4.根据权利要求1所述的四方晶结构的铟靶材，其特征在于，其氧含量不
大于50ppm。
5.根据权利要求1所述的四方晶结构的铟靶材，其特征在于，其铁含量不
大于20ppm。
6.根据权利要求1所述的四方晶结构的铟靶材，其特征在于，其锌含量不
大于20ppm。
7.根据权利要求1所述的四方晶结构的铟靶材，其特征在于，其锡含量不
大于20ppm。
8.根据权利要求1...

【专利技术属性】
技术研发人员：许舒惠，林俊荣，张博钦，杜承鑫，
申请(专利权)人：光洋应用材料科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：