專利名稱：濺射靶和光信息記錄介質(zhì)及其制造方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明涉及一種光信息記錄介質(zhì)用薄膜(特別是用作保護膜)及其制造方法和適用于這些的濺射靶，該光信息記錄介質(zhì)用薄膜的非晶態(tài)性穩(wěn)定，成膜速度快，與記錄層的密合性、機械特性優(yōu)良，且透過率高，此外，由于它由非硫化物類構(gòu)成，不容易使相鄰的反射層、記錄層發(fā)生老化。
背景技術(shù)：
一直以來，主要是相變型光信息記錄介質(zhì)的保護層通常使用的ZnS-SiO2，具有優(yōu)良的光學特性、熱特性、與記錄層的密合性等特性，使用非常廣泛。
然而，今天以Blue-Ray為代表的可重寫型DVD，對重寫次數(shù)的增加、大容量化、高速記錄化有了進一步的強烈要求。
作為光信息記錄介質(zhì)的重寫次數(shù)等減少的原因，列舉其中之一是，保護層ZnS-SiO2中的硫成分向被夾在其中的記錄層材料的擴散。
此外，為了達到大容量化、高速記錄化，使用具有高反射率、高熱傳導特性的純Ag或Ag合金作反射層材料，但也將此反射層置于與保護層材料ZnS-SiO2相鄰的位置。
因此，這種情況下，ZnS-SiO2中硫成分的擴散，也同樣是導致純Ag或Ag合金反射層材料被腐蝕老化、光信息記錄介質(zhì)的反射率等特性變差的一個主要原因。
為防止硫成分擴散這種情況，也采用在反射層和保護層、記錄層和保護層之間設置以氮化物或碳化物為主要成分的中間層的構(gòu)造。然而，隨著層壓的增加，產(chǎn)生生產(chǎn)量下降，成本增加的問題。
為了解決上述問題，僅用不含硫化物的氧化物的材料替換保護層材料，找出與ZnS-SiO2具有相同或以上光學特性、非晶態(tài)穩(wěn)定性的材料成為當務之急。
而且，由于ZnS-SiO2等陶瓷靶的體電阻值高，不能用直流濺射裝置成膜，而通常使用高頻濺射(RF)裝置。
但是，此高頻濺射(RF)裝置不僅本身價格高，而且有濺射效率差，電力消耗量大，操作復雜，成膜速度慢的很多缺點。
此外，為了提高成膜速度而加高電力時，基板的溫度上升，存在聚碳酸酯制基板變形的問題。
根據(jù)上述情況，提出了使用不含ZnS即不含硫成分的透明導電材料的方法(參照專利文獻1、專利文獻2)。
但是，專利文獻1存在包含光學特性以及非晶態(tài)性差的領域的問題，專利文獻2存在包含不能得到很好的成膜速度，非晶態(tài)性差的領域的問題。
專利文獻1特開2000-256059號公報專利文獻2特開2000-256061號公報發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明涉及一種光信息記錄介質(zhì)用薄膜(特別是用作保護膜)及其制造方法和適用于這些的濺射靶，該光信息記錄介質(zhì)用薄膜的非晶態(tài)性穩(wěn)定，成膜速度快，與記錄層的密合性、機械特性優(yōu)良，且透過率高，此外，由于它由非硫化物類構(gòu)成，不容易使相鄰的反射層、記錄層發(fā)生老化，由此，本發(fā)明的目的在于，提高光信息記錄介質(zhì)的特性及大幅度改善其生產(chǎn)率。
為了解決上述課題，本發(fā)明人進行了認真的研究，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，僅用下文提到的不含硫化物的氧化物材料替換原來的保護層材料ZnS-SiO2，可以確保其與ZnS-SiO2具有相同的光學特性以及非晶態(tài)穩(wěn)定性，進而可以高速成膜，改善光信息記錄介質(zhì)的特性、提高生產(chǎn)率。
本發(fā)明以此發(fā)現(xiàn)為基礎，提供1)濺射靶，其特征在于，由向以SnO2為主要成分的In2O3-ZnO-SnO2類復合氧化物中添加SiO2、B2O3中的任何一種或兩種氧化物所得的材料組成。
2)根據(jù)1)所記載的濺射靶，其特征在于，添加SiO2時，是各種元素比為In/(In+Zn+Sn+Si)＝0.01～0.43、Zn/(In+Zn+Sn+Si)＝0.02～0.47、Sn/(In+Zn+Sn+Si)＝0.19～0.82、Si/(In+Zn+Sn+Si)＝0.04～0.50的氧化物。
3)根據(jù)1)或2)所記載的濺射靶，其特征在于，添加SiO2時，是(Sn+Si)/(In+Zn+Sn+Si)＝0.45～0.90的氧化物。
4)根據(jù)1)所記載的濺射靶，其特征在于，添加B2O3時，是各種元素比為In/(In+Zn+Sn+B)＝0.01～0.41、Zn/(In+Zn+Sn+B)＝0.02～0.45、Sn/(In+Zn+Sn+B)＝0.13～0.81、B/(In+Zn+Sn+B)＝0.09～0.66的氧化物。
5)根據(jù)1)或2)所記載的濺射靶，其特征在于，添加B2O3時，是(Sn+B)/(In+Zn+Sn+B)＝0.45～0.90的氧化物。
此外，本發(fā)明還提供6)根據(jù)1)～5)中任何一項所記載的濺射靶，其特征在于，相對密度在90％以上。
7)使用上述1)～6)中任何一項所記載的濺射靶，至少形成作為薄膜的光信息記錄介質(zhì)構(gòu)造的一部分為特征的光信息記錄介質(zhì)及其制造方法。
8)使用上述1)～7)中任何一項所記載的濺射靶，至少形成作為薄膜的光信息記錄介質(zhì)構(gòu)造的一部分，且置于與記錄層或反射層相鄰位置為特征的光信息記錄介質(zhì)及其制造方法。
發(fā)明效果如上所述，本發(fā)明能夠提供一種光信息記錄介質(zhì)用薄膜(特別是用作保護膜)及其制造方法和適用于這些的濺射靶，通過僅用不含硫化物的氧化物替換保護層材料ZnS-SiO2，在抑制相鄰的反射層、記錄層等由于硫的擴散而老化的同時，還具備了與ZnS-SiO2相同或以上的光學特性以及非晶態(tài)穩(wěn)定性，使高速成膜成為可能，與記錄層的密合性、機械特性優(yōu)良，且透過率高。
此外，通過使用本材料，取得了使改善光信息記錄介質(zhì)特性、大幅度提高生產(chǎn)率成為可能的良好效果。
具體實施例方式
本發(fā)明的濺射靶，由向以SnO2為主要成分的In2O3-ZnO-SnO2類復合氧化物中添加SiO2、B2O3中的任何一種或兩種氧化物所得的材料組成。
這種材料的光學特性及膜的非晶態(tài)性穩(wěn)定，適合作相變型光記錄介質(zhì)的保護層材料，利用高頻濺射靶濺射成膜的速度也很快。
通過向本材料中進一步添加適量SiO2、B2O3，其非晶態(tài)性更穩(wěn)定，透過率進一步提高，因此適合用作重寫速度快的相變記錄介質(zhì)和藍激光系列的相變記錄介質(zhì)用保護層材料。
此外，尤其是本發(fā)明的濺射靶，在添加SiO2時，希望是各種元素比為In/(In+Zn+Sn+Si)＝0.01～0.43、Zn/(In+Zn+Sn+Si)＝0.02～0.47、Sn/(In+Zn+Sn+Si)＝0.19～0.82、Si/(In+Zn+Sn+Si)＝0.04～0.50的氧化物，優(yōu)選(Sn+Si)/(In+Zn+Sn+Si)＝0.45～0.90的氧化物。
這樣能夠改善非晶態(tài)穩(wěn)定性及光學特性(折射率、透過率)。當數(shù)值脫離上述范圍時，上述特性有變差的傾向。
此外，本發(fā)明的濺射靶，在添加B2O3時，希望是各種元素比為In/(In+Zn+Sn+B)＝0.01～0.41、Zn/(In+Zn+Sn+B)＝0.02～0.45、Sn/(In+Zn+Sn+B)＝0.13～0.81、B/(In+Zn+Sn+B)＝0.09～0.66的氧化物，優(yōu)選(Sn+B)/(In+Zn+Sn+B)＝0.45～0.90的氧化物。這樣能夠進一步改善非晶態(tài)穩(wěn)定性及光學特性(折射率、透過率)。
而且，本發(fā)明的濺射靶，相對密度可以達到90％以上。密度增加，濺射膜的均勻性提高，而且有能夠抑制濺射時產(chǎn)生顆粒的效果。
使用上述濺射靶，能提供至少形成作為薄膜的光信息記錄介質(zhì)構(gòu)造的一部分的光信息記錄介質(zhì)。而且，使用上述濺射靶，能制造至少形成作為薄膜的光信息記錄介質(zhì)構(gòu)造的一部分，且置于與記錄層或反射層相鄰位置的光信息記錄介質(zhì)。
這樣，本發(fā)明通過采用由In2O3、ZnO和SiO2的氧化物構(gòu)成的以SiO2為主成分的材料，可以確保一定的導電性，由此，通過高頻濺射可以提高成膜速度。
另外，利用調(diào)整光學特性可以使保護膜本身的厚度變薄，所以更能發(fā)揮提高生產(chǎn)率、防止加熱基板的效果。
此外，使用本發(fā)明的濺射靶形成的薄膜，形成光信息記錄介質(zhì)構(gòu)造的一部分，置于與記錄層或反射層相鄰的位置，但如上所述，由于沒有使用ZnS，而沒有S的污染、沒有硫成分向被夾在保護層中的記錄層材料擴散而導致記錄層老化的情況，此效果顯著。
而且，為了達到大容量化、高速記錄化，使用具有高反射率、高熱傳導特性的純Ag或Ag合金作反射層材料，同樣，也沒有硫成分向此相鄰反射層的擴散，清除了引起反射層材料腐蝕老化、光信息記錄介質(zhì)的反射率等特性變差的原因，此效果良好。
本發(fā)明的濺射靶可以通過常壓燒結(jié)或高溫加壓燒結(jié)平均粒徑為5μm以下的各構(gòu)成元素的氧化物粉末制造。這樣能得到相對密度為90％以上的濺射靶。這種情況下，燒結(jié)前，優(yōu)選在800～1300℃下煅燒以氧化錫為主要成分的氧化物粉末。該煅燒后，粉碎至3μm以下，作為燒結(jié)用的原料。
而且，通過使用本發(fā)明的濺射靶，有如下顯著的效果，即，生產(chǎn)率提高，能夠得到質(zhì)量優(yōu)良的材料，能穩(wěn)定地以低成本制造具有光盤保護膜的光記錄介質(zhì)。
本發(fā)明的濺射靶隨著密度的增加，有如下顯著的效果，細孔減少、晶粒細小化，靶的濺射面變得均勻而且平滑，因此減少了濺射時的顆粒和結(jié)核，而且靶的壽命延長，質(zhì)量偏差小、提高了批量生產(chǎn)性。
實施例下面以實施例以及比較例為基礎進行說明。當然，本實施例只是一例，本發(fā)明并不受此例的任何限制。也就是說，本發(fā)明只受權(quán)利要求范圍的限制，也包含本發(fā)明的實施例以外的各種變形。
(實施例1-3)將相當于4N的5μm以下的In2O3粉、ZnO粉、SiO2粉，以及相當于4N的平均粒徑5μm以下的SnO2粉，按表1所示的組成調(diào)合，用濕法混合，干燥后在1100℃下煅燒。
然后，將此煅燒粉濕法細粉碎，達到平均粒徑為1μm后，添加粘合劑，用噴霧干燥器制粒。再將此制粒粉冷壓成形，在1200℃下氧氣環(huán)境中常壓燒結(jié)，最終將此燒結(jié)材料機械加工成靶的形狀。此靶的構(gòu)成成分、組成比(In/(In+Zn+Sn+Si)、Zn/(In+Zn+Sn+Si)、Sn/(In+Zn+Sn+Si)、Si/(In+Zn+Sn+Si))如表1所示。
表1

非晶態(tài)性是以相對于經(jīng)退火(600℃×30min、氬氣環(huán)境)處理的成膜樣品在XRD測定中2θ＝20-60°范圍內(nèi)的未成膜玻璃基板的最大峰強度比表示。
使用上述最終加工得到的直徑大小為6英寸的靶進行濺射。以RF濺射方式、1000W濺射能、0.5Pa氬氣壓為濺射條件，以1500為目標膜厚成膜。
成膜樣品的透過率(波長633nm)％、折射率(波長633nm)、非晶態(tài)性(以相對于經(jīng)退火(600℃×30min、氬氣環(huán)境)處理的成膜樣品在XRD(Cu-Kα、40kV、30mA)測定中2θ＝20-60°范圍內(nèi)的未成膜玻璃基板的最大峰強度比表示)、還有濺射方式以及成膜速度(/sec)的測定結(jié)果等，總結(jié)如表1所示。
以上結(jié)果表明，實施例1-3中任何一種濺射靶，相對密度都達到90～99％、能夠穩(wěn)定的進行RF濺射。而且，成膜速度達到1.5～3.2/Sec，具有極好的濺射性。
濺射膜的透過率達到92～98％(633nm)、折射率為1.9～2.2，而且看不到特定的結(jié)晶峰，具有穩(wěn)定的非晶態(tài)性(1.0～1.2)。
本實施例的靶由于沒有使用ZnS，不會發(fā)生因為硫的擴散、污染而導致光信息記錄介質(zhì)的特性變差的情況。此外，與下述的比較例相比，成膜樣品的透過率、折射率、非晶態(tài)的穩(wěn)定性、靶密度、成膜速度均顯示出良好的數(shù)值。
(比較例1-3)如表1所示，準備具有與本發(fā)明的條件不同的原料粉的成分和組成比的材料，特別是比較例4中的ZnS原料粉，在與實施例相同的條件下制作靶，并用此靶形成濺射膜。對一部分的材料采用DC(直流)濺射。
該結(jié)果同樣如表1所示。
脫離本發(fā)明組成比的比較例的成分、組成，例如在比較例1中，由于Sn氧化物含量多，Si氧化物含量少，雖然成膜速度快，但會導致透過率為84％、折射率為2.3以及非晶態(tài)性為3.4這樣差的結(jié)果。
在比較例2中，由于In氧化物含量少，Si氧化物含量多，即使使用高頻濺射，成膜速度仍然極差，為0.3/sec。
在比較例3中，由于In氧化物含量多，非晶態(tài)性結(jié)果較差，為4.2。
而且，特別是比較例4，ZnS含量較多，是有硫污染危險的材料。
(實施例4-6)將相當于4N的5μm以下的In2O3粉、ZnO粉、B2O3粉，以及相當于4N的平均粒徑5μm以下的SnO2粉，按表2所示的組成調(diào)合，用濕法混合，干燥后在1100℃下煅燒。
然后，將此煅燒粉用與實施例1-3相同的方法最終加工成靶的形狀。此靶的構(gòu)成成分、組成比(In/(In+Zn+Sn+B)、Zn/(In+Zn+Sn+B)、Sn/(In+Zn+Sn+B)、B/(In+Zn+Sn+B))如表2所示。
表2

非晶態(tài)性是以相對于經(jīng)退火(600℃×30min、氬氣環(huán)境)處理的成膜樣品在XRD測定中2θ＝20-60°范圍內(nèi)的未成膜玻璃基板的最大峰強度比表示。
使用上述最終加工得到的直徑大小為6英寸的靶進行濺射。以RF濺射方式、1000W濺射能、0.5Pa氬氣壓為濺射條件，以1500為目標膜厚成膜。
成膜樣品的透過率(波長633nm)％、折射率(波長633nm)、非晶態(tài)性(以相對于經(jīng)退火(600℃×30min、氬氣環(huán)境)處理的成膜樣品在XRD(Cu-Kα、40kV、30mA)測定中2θ＝20-60°范圍內(nèi)的未成膜玻璃基板的最大峰強度比表示)、還有濺射方式以及成膜速度(/sec)的測定結(jié)果等，總結(jié)如表2所示。
以上結(jié)果表明，實施例4-6中任何一種濺射靶，相對密度都達到90～95％、能夠穩(wěn)定的進行RF濺射。而且，成膜速度達到0.8～1.9/sec，具有良好且穩(wěn)定的濺射性。
濺射膜的透過率達到93～98％(633nm)、折射率為1.9～2.1，而且看不到特定的結(jié)晶峰，具有穩(wěn)定的非晶態(tài)性(1.0～1.2)。
本實施例的靶由于沒有使用ZnS，不會發(fā)生因為硫的擴散、污染而導致光信息記錄介質(zhì)的特性變差的情況。此外，與下述的比較例相比，成膜樣品的透過率、折射率、非晶態(tài)的穩(wěn)定性、靶密度、成膜速度均顯示出良好的數(shù)值。
(比較例5-7)如表2所示，準備具有與本發(fā)明的條件不同的原料粉的成分和組成比的材料，在與實施例相同的條件下制作靶，并用此靶形成濺射膜。對一部分的材料采用DC(直流)濺射。該結(jié)果同樣如表2所示。
脫離本發(fā)明組成比的比較例的成分、組成，例如在比較例5中，由于B2O3氧化物含量比規(guī)定量少，雖然成膜速度快，但會導致透過率為84％、折射率為2.3以及非晶態(tài)性為3.4這樣差的結(jié)果。
在比較例6中，由于Zn氧化物以及Sn氧化物含量少，B氧化物含量多，即使使用高頻濺射，成膜速度仍然極差，為0.4/sec。
在比較例7中，由于Zn氧化物以及B氧化物含量少，Sn氧化物含量多，會導致透過率為83％、折射率為2.4以及非晶態(tài)性為3.1這樣差的結(jié)果。
工業(yè)實用性使用本發(fā)明的濺射靶形成的薄膜，形成光信息記錄介質(zhì)構(gòu)造的一部分，由于沒有使用ZnS，故而沒有硫成分向記錄層材料擴散而導致記錄層老化的情況，效果顯著。而且，相鄰的反射層材料使用具有高反射率、高熱傳導特性的純Ag或Ag合金時，也沒有硫成分向該反射層的擴散，清除了引起反射層材料腐蝕老化、特性變差的原因，效果良好。
此外，由于非晶態(tài)性穩(wěn)定化，同時付與靶導電性，以及相對密度達90％以上的高密度化，可以進行穩(wěn)定的RF濺射成膜。而且簡化濺射操作、加快成膜速度、提高濺射效率的效果十分顯著。此外，還有如下顯著的效果減少了濺射成膜時顆粒(起塵)和結(jié)核的產(chǎn)生，質(zhì)量偏差小、提高了批量生產(chǎn)性，能穩(wěn)定地以低成本制造具有光盤保護膜的光記錄介質(zhì)。
權(quán)利要求
1.一種濺射靶，其特征在于，由向以SnO2為主要成分的In2O3-ZnO-SnO2類復合氧化物中添加SiO2、B2O3中的任何一種或兩種氧化物所得的材料組成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的濺射靶，其特征在于，添加SiO2時，是各種元素比為In/(In+Zn+Sn+Si)＝0.01～0.43、Zn/(In+Zn+Sn+Si)＝0.02～0.47、Sn/(In+Zn+Sn+Si)＝0.19～0.82、Si/(In+Zn+Sn+Si)＝0.04～0.50的氧化物。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的濺射靶，其特征在于，添加SiO2時，是(Sn+Si)/(In+Zn+Sn+Si)＝0.45～0.90的氧化物。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所記載的濺射靶，其特征在于，添加B2O3時，是各種元素比為In/(In+Zn+Sn+B)＝0.01～0.41、Zn/(In+Zn+Sn+B)＝0.02～0.45、Sn/(In+Zn+Sn+B)＝0.13～0.81、B/(In+Zn+Sn+B)＝0.09～0.66的氧化物。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的濺射靶，其特征在于，添加B2O3時，是(Sn+B)/(In+Zn+Sn+B)＝0.45～0.90的氧化物。
6.根據(jù)權(quán)利要求1～5中任一項所述的濺射靶，其特征在于，相對密度在90％以上。
7.使用權(quán)利要求1～6中任一項所述的濺射靶，至少形成作為薄膜的光信息記錄介質(zhì)構(gòu)造的一部分為特征的光信息記錄介質(zhì)及其制造方法。
8.使用權(quán)利要求1～7中任一項所述的濺射靶，至少形成作為薄膜的光信息記錄介質(zhì)構(gòu)造的一部分，且置于與記錄層或反射層相鄰位置為特征的光信息記錄介質(zhì)及其制造方法。
全文摘要
一種濺射靶，其特征在于，由向以SnO
文檔編號G11B7/243GK1918319SQ20048004180
公開日2007年2月21日 申請日期2004年7月29日 優(yōu)先權(quán)日2004年2月17日
發(fā)明者高見英生, 矢作政隆 申請人:日礦金屬株式會社