[發明專利]四方晶結構的銦靶材

無效

• 申請號: 201210428240.2
• 申請日: 2012-10-31
• 公開（公告）號: CN103789729A
• 公開（公告）日: 2014-05-14
• 發明（設計）人: 許舒惠;林俊榮;張博欽;杜承鑫
• 申請（專利權）人: 光洋應用材料科技股份有限公司
• 主分類號: C23C14/14
• 分類號: C23C14/14;C23C14/34
• 代理公司: 北京律誠同業知識產權代理有限公司 11006
• 代理人: 梁揮;鮑俊萍

技術領域

本發明涉及一種銦靶材，尤其涉及一種具有細化的晶粒的四方晶結構的銦靶材。

背景技術

銦靶材是現今制備銅銦鎵硒(Copper?Indium?Gallium?Diselenide，CIGS)薄膜太陽能電池時常使用的材料之一。銦靶材的晶粒尺寸與靶材濺鍍過程中電弧的形成以及電漿的均勻程度息息相關，故影響到形成的濺鍍薄膜的均勻性，進而影響制得的太陽能電池的轉換效率。

日本專利公開文獻第2012-052193號公開一種銦靶材的晶粒細化技術，其利用超音波震蕩降低晶粒尺寸，使最終制得的銦靶材的平均晶粒尺寸不大于10mm。但該發明專利于說明書內公開的最小的平均晶粒尺寸僅為毫米等級，并無法達到更細化的微米等級，致使前公開專利文獻所述的銦靶材在進行薄膜濺鍍過程中所產生的電弧量無法有效被降低，使得電弧產生的大量微粒會沉積于濺鍍薄膜的表面上，進而影響濺鍍形成的薄膜的質量。

此外，另一種常用于細化銦靶材的晶粒尺寸的方法為冷壓延，但冷壓延的方式僅適用于平面靶，對于例如旋轉靶等非平面靶的異形靶而言，并無法用冷壓延的方式達到晶粒細化的目的，故異形靶更難具有較小晶粒尺寸，而衍生了前述薄膜質量不佳且制得的CIGS薄膜太陽能電池的轉換效率不佳的問題，進而降低了其產業利用性，故有必要發展出一種具有細化的晶粒的銦靶材。

發明內容

本發明提供一種四方晶結構的銦靶材，其平均晶粒尺寸(average?grain?size)介于10μm(微米)至500μm之間，可解決銦靶材的平均晶粒尺寸過大的問題，

為實現上述目的，本發明提供一種四方晶結構的銦靶材，其平均晶粒尺寸介于10μm至500μm之間。

其中，所述的四方晶結構的銦靶材指該銦靶材的晶格結構為四方晶(tetragonal)排列。

其中，本發明所述的四方晶結構的銦靶材的純度例如但不限于大于99.95%(3N5)以上。

其中，本發明所述的四方晶結構的銦靶材指任何形式的銦靶材，其例如但不限于平面靶材或是異型靶材等。

其中，本發明所述的平均晶粒尺寸例如但不限于單位面積為1.0×1.3平方厘米的四方晶結構的銦靶材的表面的各晶粒尺寸的平均值。其中量測平均晶粒尺寸的方式例如但不限于利用光學顯微鏡以100的放大倍率放大該表面并取得影像，在該影像上畫四條切線，該四條切線呈米字型排列，利用影像分析軟件量測各晶粒尺寸，并分別計算該四條切線的平均晶粒尺寸，再計算該四條切線的平均晶粒尺寸的總平均值。

其中，較佳的，該四方晶結構的銦靶材的平均晶粒尺寸介于10μm至400μm之間。

其中，本發明所述的四方晶結構的銦靶材為利用熔煉方式形成一銦液，再以澆鑄法形成一四方晶結構的銦靶材，該四方晶結構的銦靶材于模具內時，令一冷卻介質快速流過該模具相對于該四方晶結構的銦靶材的一側，較佳的，在該模具的該側外圍設置一入口端以及一與該入口端形成一間距的出口端，使該冷卻介質由入口端流入再由出口端流出，借以快速將模具溫度降低，進而達成急速冷卻該四方晶結構的銦靶材的目的。

其中，本發明的“急速冷卻”為以一特定速率使一冷卻介質流過該模具的相對于該四方晶結構的銦靶材的一側，借以傳送該四方晶結構的銦靶材的熱能，直到該四方晶結構的銦靶材到達所需溫度。任何人都可依據所需而調整冷卻的速率，借以使該四方晶結構的銦靶材得以急速冷卻。較佳的，所述的急速冷卻指于5分鐘內令該四方晶結構的銦靶材的溫度由206°C下降至50°C至70°C之間。

其中，前述的冷卻介質可為不具危險性且具有安定性，以及不影響整體靶材工藝的流動性物質。較佳的，所述的冷卻介質包括但不限于水、油或是氣體。

其中，本發明所述的“該四方晶結構的銦靶材急速冷卻”，指借由流過該模具的相對于該四方晶結構的銦靶材的一側的冷卻介質傳送該四方晶結構的銦靶材熱能，使置于該模具內的四方晶結構的銦靶材自靠近該冷卻介質的方向開始急速冷卻，其可應用于任何形式的銦靶材，其例如但不限于平面靶材或是異型靶材等。

其中，較佳的，該四方晶結構的銦靶材的二端的平均晶粒尺寸的比值介于0.5至2.0之間。

其中，本發明所述的二端為前段以及后段，所述的前段指靠近前述的入口端，而所述的后段則靠近前述的出口端。

其中，本發明所述的二端的平均晶粒尺寸的比值為前段與后段的比值或是后段與前段的比值。

其中，較佳的，該四方晶結構的銦靶材的氧含量不大于50ppm。