CN100476017C - 溅射靶及其制造方法和光信息记录介质用薄膜及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种溅射靶，其特征在于，含有以氧化锌作为主要成分的化合物，并包含硫族化锌，且相对密度为90%以上，体电阻值为0.1Ωcm以下，所述化合物在A、B分别为不同的三价以上的阳性元素、其价数分别为Ka、Kb时，满足AxBYO(KaX+KbY)/2(ZnO)m、0＜X＜2、Y＝2-X、1≤m。得到通过溅射形成膜时可以减少向基板的加热等的影响，能够高速成膜，可将膜厚调整得很薄，能够减少溅射时产生的颗粒(扬尘)或结核，质量偏差少地提高量产性，并且晶粒微细的高密度的溅射靶及其制造方法、以及特别适用于作为保护膜的光信息记录介质用薄膜及其制造方法。

Description

溅射靶及其制造方法和光信息记录介质用薄膜及其制造方法
技术领域
本发明涉及溅射靶及其制造方法和光信息记录介质用薄膜(特别是作为保护层使用)及其制造方法，在光信息记录介质保护层用薄膜中具有非晶质稳定性，通过溅射形成膜时，可进行直流(DC)溅射，溅射时的起弧少，能够减少由此产生的颗粒(扬尘)或结核，并且能够以高密度且质量偏差少地提高量产性。
背景技术
近年来，对作为不需要磁头而可重写的高密度光信息记录介质的高密度记录光盘技术进行开发并迅速商品化。特别是，CD-RW作为可重写的CD从1977年出现到至今，是最普及的相变光盘。该CD-RW的重写次数为1000次左右。并且，虽然开发了用于DVD的DVD-RW并使其商品化，但是该磁盘的层结构基本上与CD-RW相同。该重写次数为1000～10000次左右。
下面简单说明利用该相变型光盘的记录原理。相变型光盘，通过激光照射来使基板上的记录薄膜加热升温，从而在该记录薄膜的结构上引起结晶学上的相变
Figure C20048000597800041
来进行信息的记录·重放，更具体而言，是检测其相间的光学常数的变化所引起的反射率的变化而进行信息的重放。上述的相变，通过直径缩小至数百nm～数μm左右的激光的照射而进行。
此时，例如1μm的激光束以10m/s的线速度通过时，光盘上的某个点被光照射的时间为100ns，需要检测在该时间内的上述相变和反射率。
并且，通过实现上述结晶学上的相变、即非晶形和结晶之间的相变，不仅在记录层上，在周边的电介质保护层或铝合金的反射膜上也能够反复进行加热和急冷。
因此，用于CD-RW或DVD-RW等的相变光盘，形成用硫化锌-二氧化硅(ZnS·SiO2)类的高熔点电介质的保护层夹住Ag-In-Sb-Te类或Ge-Sb-Te类等的记录薄膜层的两侧，并设置铝合金反射膜的四层结构。并且，为了提高反复次数，根据需要在存储层和保护层之间添加界面层等。
其中，反射层和保护层要求增大记录层的非晶形部和结晶部之间反射率的差的光学功能，此外，还要求记录薄膜的耐湿性、防止热变形的功能、以及被称为记录时的热条件控制的功能(参照杂志《光学》26卷1号9～15页)。
这样，高熔点电介质的保护层对于升温和冷却所导致的热的反复应力具有耐性，并且防止这些热影响影响到反射膜或其他部位上，并且其本身需要变薄，需要低反射率和不变质的强韧性。从该意义上电介质保护层具有重要的作用。
上述电介质保护层可通过普通溅射法形成。在该溅射法使用如下的原理：使靶与由正电极和负电极构成的基板相对，在惰性气体气氛下在这些基板和靶之间施加高电压而产生电场，此时电离的电子和惰性气体碰撞而形成等离子体，该等离子体中的阳离子碰撞到靶(负电极)表面而打击靶构成原子，该飞出的原子附着在相对的基板表面而形成膜。
在以往，一般主要用在重写型的光信息记录介质的保护层上的ZnS-SiO2，由于在光学特性、热特性、与记录层之间粘着性等中具有优良的特性，因而被广泛使用。并且，以往使用这种ZnS-SiO2等的陶瓷靶能够形成数百～数千
Figure C20048000597800061
左右的薄膜。
但是，这些材料由于靶的体电阻值高，因而不能通过直流溅射装置来进行成膜，通常使用高频溅射(RF)装置。但是，该高频溅射(RF)装置不仅装置本身价格高昂，还存在溅射效率差、电力消耗量大、控制复杂、成膜速度慢等多个缺点。
另外，为了提高成膜速度而施加高电力时，存在基板温度上升，并产生聚碳酸酯制基板的变形的问题。并且，由于ZnS-SiO2膜厚较厚，因而存在生产率降低或成本增加的问题。
虽然重写型DVD除激光波长的短波长化之外，还强烈要求增加重写次数、大容量化和高速记录化，但是上述ZnS-SiO2材料还存在其他问题。
反复加热、冷却被ZnS-SiO2夹持而配置的记录层材料时，在记录层和保护层之间产生间隙，这成为使光信息记录介质的重写次数变差的原因之一。因此成为引起反射率等的特性变差的主要原因。
为了提高这些材料的粘着性，虽然在记录层和保护层之间设置将氮化物或碳化物作为主要成分的中间层，但是存在层压数增加引起的生产率降低和成本增加的问题。
为了解决上述问题，考虑到通过确保比保护层材料ZnS-SiO2更为稳定的非晶质性而提高与记录层之间的粘着性。
由于ZnO基的同系化合物(参照技术杂志《固体物理》李春飞等3人著，Vol.35、No.1、2000、23～32页《同系化合物RMO3(ZnO)m(R＝In，Fe；M＝In，Fe，Ga，Al；m＝自然数)的调制结构的电子显微镜观察》)具有复杂的层状结构，因而具有能够稳定地保持成膜时的非晶质性的特征，并且具有在使用波长领域中透明，折射率也接近ZnS-SiO2的特性。
通过将该ZnO基的同系化合物添加到ZnS而提高非晶质性，并除去绝缘材料的SiO2，可以使溅射特性稳定化，可以期待改善光信息记录介质的特性以及提高生产率。
通常，将以同系化合物为主要成分的材料作为透明导电性材料使用的例子，例如有通过激光磨蚀形成锌-铟类氧化物靶的方法(参照特开2000-26119号公报)；包含导电性、特别是蓝光透光性良好的非晶质性氧化物的透明导电体膜的例子(参照特开2000-44236号公报)；将In和Zn作为主要成分、分子式为In2O3(ZnO2)m(m＝2～20)且In和Zn(In/(In+Zn))的原子比为0.2～0.85的用于形成耐湿性膜的靶的例子(参照特许第2695605号公报)。
但是，形成上述透明导电膜的材料对于光信息记录介质用薄膜(特别是作为保护膜使用)不一定可以说是充分的。
另外，添加了将ZnO作为基的同系化合物的与ZnS的复合靶，存在体积密度很难上升并且只能得到低密度的烧结体靶的问题。
这种低密度的靶，存在用溅射方式形成膜时很容易产生起弧，并且由此引起溅射时产生颗粒(扬尘)或结核，成膜的均匀性和质量低下，而且生产率差的问题。
发明内容
本发明的目的在于得到通过溅射形成膜时很少对基板产生加热等影响，能够高速成膜，可将膜厚调整得很薄，并且能够减少溅射时产生的颗粒(扬尘)或结核，质量偏差少地提高量产性，而且晶粒微细的高密度的溅射靶及其制造方法、以及特别适用于作为保护膜的光信息记录介质用薄膜及其制造方法。
为了解决上述课题，本发明者们进行锐意研究的结果，发现通过采用将ZnS等硫族化锌和ZnO作为主要成分的化合物，能够充分利用光学特性、热特性、与记录层之间的粘着性等中的优良特性，并且能够通过保持导电性而进行DC溅射，并且通过增加密度而不会损坏作为保护膜的特性，此外能够降低溅射时产生的颗粒或结核，还能够提高膜厚均匀性。
根据该发现，本发明提供
1.一种溅射靶，其特征在于，含有以氧化锌为主要成分的化合物和硫族化锌，所述化合物在A、B分别为不同的三价以上的阳性元素、其价数分别为Ka、Kb时，满足AxBYO(KaX+KbY)/2(ZnO)m、0＜X＜2、Y＝2-X、1≤m。
2.一种溅射靶，其特征在于，含有以氧化锌为主要成分的化合物，包含硫族化锌，相对密度为90％以上，体电阻值为0.1Ωcm以下，其中，所述化合物在A、B分别为不同的三价以上的阳性元素、其价数分别为Ka、Kb时，满足AxBYO(KaX+KbY)/2(ZnO)m、0＜X＜2、Y＝2-X、1≤m。
3.根据上述1或2所述的溅射靶，其特征在于，含有满足2≤m的以氧化锌为主要成分的化合物。
4.根据上述1至3中任一项所述的溅射靶，其特征在于A为铟。
5.根据上述1至4中任一项所述的溅射靶，其特征在于，以氧化锌为主要成分的化合物相对硫族化锌以体积率计包含25％以上。
6.根据上述1至5中任一项所述的溅射靶，其特征在于，靶内锌以外的元素的偏差范围在0.5重量％以内。
7.根据上述1至6中任一项所述的溅射靶，其特征在于，靶内密度的偏差范围在3％以内。
8.根据上述1至7中任一项所述的溅射靶，其特征在于，靶内体电阻的偏差相对平均值为40％以内。
9.根据上述1至8中任一项所述的溅射靶，其特征在于，靶内平均结晶粒径为10μm以下，具有以氧化锌为主要成分的氧化物和硫族化物均匀分散的组织。
本发明，还提供
10.一种光信息记录介质用薄膜，使用上述1至9中任一项所述的溅射用靶而形成。
11.根据上述10所述的光信息记录介质用薄膜，其特征在于，与记录层邻接而使用。
12.一种光信息记录介质用薄膜的制造方法，其特征在于，使用上述1至9中任一项所述的溅射用靶并通过直流溅射形成薄膜。
13.一种上述1至9中任一项所述的溅射用靶的制造方法，其特征在于，对平均粒径为5μm以下的各构成元素的氧化物粉末和硫族化物粉末进行常压烧结或高温加压烧结。
14.根据上述13所述的溅射用靶的制造方法，其特征在于，烧结前将以氧化锌为主要成分的氧化物粉末均匀混合后，在800～1300℃下煅烧。
15.根据上述14所述的溅射用靶的制造方法，其特征在于，煅烧后粉碎成1μm以下。
16.根据上述12至15中任一项所述的溅射用靶的制造方法，其特征在于，在真空中或氩、氮等的惰性气氛中进行烧结。
17.根据上述12至16中任一项所述的溅射用靶的制造方法，其特征在于，烧结前的氧化物粉末预先形成以氧化锌为主要成分的化合物。
具体实施方式
本发明的溅射靶，包含硫族化锌，并且添加有以氧化锌为主要成分的化合物，所述化合物在A、B分别为不同的三价以上的阳性元素、其价数分别为Ka、Kb时，满足AxBYO(KaX+KbY)/2(ZnO)m、0＜X＜2、Y＝2-X、1≤m，进一步满足2≤m。
特别是A、B使用选自铝、镓、铟、钪、钇、镧、钒、铬、锰、铁、铌、钽、锗、锡、锑等中的至少一种以上的元素。并且，特别是A优选使用铟。
另外，优选的是，以上述氧化锌为主要成分的化合物，相对硫族化锌以体积率计含有25％以上而使用。
本发明，由于如上所述添加了以氧化锌为主要成分的化合物，因而能够保持靶的导电性，并由此可通过直流溅射(DC溅射)形成薄膜。
DC溅射与RF溅射相比，成膜速度快，溅射效率良好。
另外，DC溅射装置具有价格低廉，容易控制，并且电力消耗量少的优点。此外由于能够使保护膜本身的膜厚变薄，因而可提高生产率，得到防止基板加热的效果。
因此，通过使用本发明的溅射靶，能够提高生产率，得到质量优良的材料，具有能够以低成本稳定地制造具有光盘保护膜的光记录介质的显著效果。
另外本发明的靶，优选的是，靶内的锌以外的元素的偏差范围在0.5重量％以内，进而为0.3％以内；并且靶内的密度的偏差范围在3％以内，进而为1.5％以内；靶内的体电阻的偏差相对平均值为40％以内，进而为20％以内；并且靶内平均结晶粒径为10μm以下，具有以氧化锌为主要成分的氧化物和硫族化物均匀分散的组织。由此，能够均匀地成膜，并且能够形成特性优良的光信息记录介质用薄膜(保护膜)。
能够使用上述本发明的靶而形成光信息记录介质用薄膜(保护膜)，并且该保护膜至少与记录层邻接而使用。
靶烧结体可以通过对平均粒径为5μm以下的各构成元素的氧化物粉末和硫族化物粉末进行常压烧结或高温加压烧结而制造高密度的溅射用靶。
另外，优选的是，在烧结前将以氧化锌为主要成分的氧化物粉末均匀地混合后，在800～1300℃进行煅烧；并且优选在煅烧后粉碎成1μm以下。烧结优选在真空中或氩、氮等惰性气氛中进行。由此，能够得到相对密度为90％以上的溅射靶。并且，优选的是，烧结前的氧化物粉末形成以氧化锌为主要成分的化合物。这是为了提高均匀性、并更有效地发挥同系化合物的优点而使非晶质性稳定。
通过使用本发明的溅射靶，能够提高生产率，能够得到质量优良的材料，具有能够以低成本稳定地制造具有光盘保护膜的光记录介质的显著的效果。
由于通过提高本发明的溅射靶的密度，能够减少空孔，并使晶粒微细化，能使靶的溅射面均匀且平滑，因而能够减少溅射时的颗粒或结核，并且具有能够延长靶寿命的显著效果，并且能够质量偏差较少地提高量产性。
实施例和比较例
下面，根据实施例和比较例进行说明。并且，本实施例只是一个例子，本发明并不被该例子限定。即，本发明仅被发明内容的范围限定，可以包括本发明中所包含的实施例以外的各种变形。
(实施例1)
准备相当于4N且5μm以下的In2O3粉、相当于4N且1μm以下的Al2O3粉以及相当于4N且平均粒径5μm以下的ZnO粉，调合成In1.0Al1.0O3(ZnO)3，湿式混合并干燥后在1100℃下进行煅烧。
煅烧后，湿式微粉碎至相当于平均粒径1μm并干燥。将该In1.0Al1.0O3(ZnO)3粉和相当于4N且平均粒径5μm以下的ZnS粉混合成ZnS∶In1.0Al1.0O3(ZnO)3＝70∶30体积％。将该混合粉填充到碳制的模中，并在温度1000℃下热压而形成靶。该靶的相对密度为92％。
使用将其加工成6英寸φ的尺寸的靶进行溅射。溅射条件为DC溅射、溅射功率1000W、Ar气压0.5Pa，并在玻璃基板上以目标膜厚1500
Figure C20048000597800121
成膜。成膜试样的透射率为95％(波长650nm)、折射率为2.2(波长633nm)。
另外，进行成膜试样的退火处理(600℃×30min、Ar气流)前后的XRD测量(Cu-Kα、40kV、30mA，以下相同)。由此，没有观察到特定的结晶峰，保持了稳定的非晶质性。
实施例1的靶的化学组成、混合比、相对密度、DC溅射可能性、折射率、非晶质性(相对2θ＝20～60°的未成膜玻璃基板的最大峰强度比)表示在表1。
表1
例 组成(成分比)   密度(％)   DC溅射   折射率   非晶质性
  实施例1   ZnS∶In<sub>1.0</sub>Al<sub>1.0</sub>O<sub>3</sub>(ZnO)<sub>3</sub>＝70∶30体积％   92   ○   2.2   1.6
  实施例2   ZnS∶In<sub>1.2</sub>Al<sub>0.8</sub>O<sub>3</sub>(ZnO)<sub>4</sub>＝65∶35体积％   90   ○   2.1   1.5
  实施例3   ZnS∶In<sub>1.1</sub>Ga<sub>0.9</sub>O<sub>3</sub>(ZnO)<sub>4.2</sub>＝70∶30体积％   95   ○   2.2   1.0
  实施例4   ZnS∶In<sub>1.0</sub>Ga<sub>1.0</sub>O<sub>3</sub>(ZnO)<sub>7</sub>＝70∶30体积％   94   ○   2.2   1.1
  实施例5   ZnS∶In<sub>1.5</sub>Fe<sub>0.5</sub>O<sub>3</sub>(ZnO)<sub>2</sub>＝75∶25体积％   90   ○   2.5   1.4
  实施例6   ZnS∶In<sub>1.0</sub>Sn<sub>1.0</sub>O<sub>3.5</sub>(ZnO)<sub>4</sub>＝70∶30体积％   93   ○   2.3   1.1
  实施例7   ZnS∶In<sub>1.0</sub>Al<sub>0.5</sub>Ga<sub>0.5</sub>O<sub>3</sub>(ZnO)<sub>5</sub>＝65∶35体积％   92   ○   2.2   1.2
  比较例1   ZnS∶In<sub>0.5</sub>Al<sub>1.5</sub>O<sub>3</sub>(ZnO)<sub>0.8</sub>＝70∶30体积％   92   ○   2.2   9.0
  比较例2   ZnS∶In<sub>1.0</sub>Al<sub>1.0</sub>O<sub>3</sub>(ZnO)<sub>3</sub>＝90∶10体积％   83   ×   2.1   2.5
  比较例3   ZnS∶In<sub>0.2</sub>Ga<sub>1.8</sub>O<sub>3</sub>(ZnO)<sub>0.5</sub>＝70∶30体积％   82   ○   2.2   5.2
  比较例4   ZnS∶Fe<sub>1.0</sub>Al<sub>1.0</sub>O<sub>3</sub>(ZnO)<sub>0.25</sub>＝70∶30体积％   90   ○   2.5   7.0
非晶质性，以相对2θ＝20～60°的未成膜玻璃基板的最大峰强度比来表示。
(实施例2-7)
改变AxBYO(KaX+KbY)/2(ZnO)m化合物的组成，并且改变与ZnS的比率的情况下，其他以与实施例1相同的条件制造靶，并且与实施例相同地检查靶的化学组成、混合比、相对密度、DC溅射可能性、折射率、非晶质性。结果如表1所示。
结果，相对密度均为90％以上，并且能够进行DC溅射，折射率为2.1～2.2，另外均未发现特定的结晶峰，保持了稳定的非晶质性。
(比较例1)
准备相当于4N且5μm以下的In2O3粉、相当于4N且1μm以下的Al2O3粉以及相当于4N且平均粒径5μm以下的ZnO粉，调合成In0.5Al1.5O3(ZnO)0.8，湿式混合并干燥后在1100℃下进行煅烧。
煅烧后，湿式微粉碎至相当于平均粒径1μm并干燥。将该干燥In0.5Al1.5O3(ZnO)0.8粉和相当于4N且平均粒径5μm以下的ZnS粉混合成ZnS∶In0.5Al1.5O3(ZnO)0.8＝70∶30体积％。
将该混合粉填充到碳制的模中，并在温度1000℃下热压而形成靶。该靶的相对密度为92％。
使用将其加工成6英寸φ的尺寸的靶而进行溅射。溅射条件为DC溅射、溅射功率1000W、Ar气压0.5Pa，并在玻璃基板上以目标膜厚1500成膜。成膜试样的透射率为90％(波长650nm)、折射率为2.2(波长633nm)。
另外，进行成膜试样的退火处理(600℃×30min、Ar气流)前后的XRD测量。结果，由于本比较例中ZnO的比率低，因而未发现结晶峰。
该比较例1的靶的化学组成、混合比、相对密度、DC溅射可能性、折射率、非晶质性(相对2θ＝20～60°的未成膜玻璃基板的最大峰强度比)表示在表1。
(比较例2-4)
改变AxBYO(KaX+KbY)/2(ZnO)m化合物的组成，并且改变与ZnS的比，在本发明条件外的情况下，其他为与比较例1相同的条件而制造靶，并且与比较例1相同地检查靶的化学组成、混合比、相对密度、DC溅射可能性、折射率、非晶质性。结果如表1所示。
结果，虽然比较例2中折射率在2.1～2.2的范围内，但是由于AxBYO(KaX+KbY)/2(ZnO)m化合物的混合比低，因而不能进行DC溅射，并且相对密度低至83％。
比较例3和比较例4中，折射率均在2.1～2.5范围，但是由于ZnO的比率低，未发现结晶峰，并且非晶质也不稳定。
上述实施例1～7中，作为三价以上的阳性元素(A、B)，使用了铟、铝、铁、锡、镓，但是使用选自其他三价以上的阳性元素——钪、钇、镧、钒、铬、锰、铌、钽、锗、锑等中的至少一种以上的元素而实施时，也得到了与实施例1～7相同的结果(由于结果重复并且繁杂，因而省略)。另外，复合以上元素时也得到相同的结果。
(实施例8)
准备相当于4N且5μm以下的In2O3粉、相当于4N且1μm以下的Al2O3粉以及相当于4N且平均粒径5μm以下的ZnO粉，调合成In1.0Al1.0O3(ZnO)3，湿式混合并干燥后在1100℃下进行煅烧。
通过煅烧后的XRD测量观察到In1.0Al1.0O3(ZnO)3的结晶峰。并且将该煅烧粉湿式微粉碎至相当于平均粒径1μm左右并干燥。将该In1.0Al1.0O3(ZnO)3粉和相当于4N且平均粒径5μm以下的ZnS粉混合成ZnS∶In1.0Al1.0O3(ZnO)3＝70∶30体积％。混合利用湿式球磨机混合或高速搅拌混合机而使各粉末均匀地分散。
接着，将该混合粉填充到碳制的模中，并在温度900℃下热压而形成靶。该靶的相对密度为92％。靶内的平均结晶粒径为4μm。
从靶内任意三个位置取样并测量组成(ICP法)和密度(阿基米德法)的结果和测量平滑加工的靶的溅射面上任意五个位置上的体电阻(四端子法)的结果表示于表2。如表2所示，得到组成、密度、体电阻值的偏差极小的结果。
并且，使用将其加工成6英寸φ的尺寸的靶而进行溅射。溅射条件为DC溅射、溅射功率1000W、Ar气压0.5Pa，以目标膜厚1500
Figure C20048000597800151
成膜。成膜试样的透射率为95％(波长650nm)、折射率为2.2(波长633nm)。
另外，进行成膜试样的退火处理(600℃×30min、Ar气流)前后的XRD(Cu-Kα、40kV、30mA，以下相同)测量。结果，没有观察到特定的结晶峰，保持了稳定的非晶质性。
表2
  例   组成(重量％)   密度(％)   体电阻(Ωcm)
实施例8   In：8.2，8.2，8.3Al：2.9，2.9，2.8 92.0，92.4，92.5   0.021，0.022，0.025，0.019，0.023
实施例9   In：8.1，8.0，8.0Ga：4.8，4.9，4.8 92.8，93.5，93.1   0.021，0.022，0.025，0.019，0.023
实施例10   In：8.4，8.2，8.3Sn：4.3，4.2，4.2 90.8，91.2，91.4   0.034，0.037，0.028，0.030，0.032
实施例11   In：12.2，12.1，11.9Cr：0.6，0.5，0.6 94.3，94.0，93.9   0.042，0.048，0.051，0.038，0.037
比较例5   In：8.6，8.1，8.0Al：2.4，2.5，3.0 80.0，82.4，85.5 0.35，1.32，1.54，0.98，0.64
比较例6   In：15.0，15.9，14.2Ga：9.2，9.3，8.7 75.2，80.7，80.1 0.2，2.5，0.4，3.0，0.7
(实施例9)
准备相当于4N且5μm以下的In2O3粉、相当于4N且3μm以下的Ga2O3粉以及相当于4N且平均粒径5μm以下的ZnO粉，调合成In1.0Ga1.0O3(ZnO)3，湿式混合并干燥后在1100℃下进行煅烧。
通过煅烧后的XRD测量观察到In1.0Ga1.0O3(ZnO)3的结晶峰。将该煅烧粉湿式微粉碎至相当于平均粒径1μm左右并干燥。将该In1.0Ga1.0O3(ZnO)3粉和相当于4N且平均粒径5μm以下的ZnS粉混合成ZnS∶In1.0Ga1.0O3(ZnO)3＝70∶30体积％。混合利用湿式球磨机混合或高速搅拌混合机而使各粉末均匀地分散。
接着，将该混合粉填充到碳制的模中，并在温度950℃下热压而形成靶。该靶的相对密度为94％。靶内的平均结晶粒径为3.5μm。
从靶内任意三个位置取样并测量组成(ICP法)和密度(阿基米德法)的结果和测量平滑加工的靶的溅射面上任意五个位置上的体电阻(四端子法)的结果表示于表2。如表2所示，得到组成、密度、体电阻的偏差极小的结果。
并且，使用将其加工成6英寸φ的尺寸的靶而进行溅射。溅射条件为DC溅射、溅射功率1000W、Ar气压0.5Pa，以目标膜厚1500成膜。成膜试样的透射率为98％(波长650nm)、折射率为2.2(波长633nm)。
另外，进行成膜试样的退火处理(600℃×30min、Ar气流)前后的XRD测量。结果，没有观察到特定的结晶峰，保持了稳定的非晶质性。
(实施例10)
准备相当于4N且5μm以下的In2O3粉、相当于4N且3μm以下的SnO粉以及相当于4N且平均粒径5μm以下的ZnO粉，调合成In1.0Sn1.0O3.5(ZnO)4，湿式混合并干燥后在1100℃下进行煅烧。
通过煅烧后的XRD测量观察到In1.0Sn1.0O3.5(ZnO)4的结晶峰。将该煅烧粉湿式微粉碎至相当于平均粒径1μm左右并干燥。将该In1.0Sn1.0O3.5(ZnO)4粉和相当于4N且平均粒径5μm以下的ZnS粉混合成ZnS∶In1.0Sn1.0O3.5(ZnO)4＝70∶30体积％。混合利用湿式球磨机混合或高速搅拌混合机使各粉末均匀地分散。
接着，将该混合粉填充到碳制的模中，并在温度950℃下热压而形成靶。该靶的相对密度为91％。靶内的平均结晶粒径为3.5μm。
从靶内任意三个位置取样并测量组成(ICP法)和密度(阿基米德法)的结果和测量平滑加工的靶的溅射面上任意五个位置上的体电阻(四端子法)的结果表示于表2。如表2所示，得到组成、密度、体电阻的偏差极小的结果。
并且，使用将其加工成6英寸φ的尺寸的靶进行溅射。溅射条件为DC溅射、溅射功率1000W、Ar气压0.5Pa，以目标膜厚1500
Figure C20048000597800172
成膜。成膜试样的透射率为95％(波长650nm)、折射率为2.3(波长633nm)。
进行成膜试样的退火处理(600℃×30min、Ar气流)前后的XRD测量。结果，没有观察到特定的结晶峰，保持了稳定的非晶质性。
(实施例11)
准备相当于4N且5μm以下的In2O3粉、相当于4N且3μm以下的Cr2O3粉以及相当于4N且平均粒径5μm以下的ZnO粉，调合成In1.8Cr0.2O3(ZnO)3，湿式混合并干燥后在1100℃下进行煅烧。
通过煅烧后的XRD测量观察到In1.8Cr0.2O3(ZnO)5的结晶峰。将该煅烧粉湿式微粉碎至相当于平均粒径1μm左右并干燥。将该In1.8Cr0.2O3(ZnO)5粉和相当于4N且平均粒径5μm以下的ZnS粉混合成ZnS∶In1.8Cr0.2O3(ZnO)5＝60∶40体积％。混合利用湿式球磨机混合或高速搅拌混合机而使各粉末均匀地分散。
接着，将该混合粉填充到碳制的模中，并在温度950℃下热压而形成靶。该靶的相对密度为94％。靶内的平均结晶粒径为4.0μm。
从靶内任意三个位置取样并测量组成(ICP法)和密度(阿基米德法)的结果和测量平滑加工的靶的溅射面上任意五个位置上的体电阻(四端子法)的结果表示于表2。如表2所示，得到组成、密度、体电阻的偏差极小的结果。
并且，使用将其加工成6英寸φ的尺寸的靶进行溅射。溅射条件为DC溅射、溅射功率1000W、Ar气压0.5Pa，以目标膜厚1500
Figure C20048000597800181
成膜。成膜试样的透射率为92％(波长650nm)、折射率为2.3(波长633nm)。
进行成膜试样的退火处理(600℃×30min、Ar气流)前后的XRD测量。结果，没有观察到特定的结晶峰，保持了稳定的非晶质性。
(比较例5)
准备相当于4N且5μm以下的In2O3粉、相当于4N且1μm以下的Al2O3粉以及相当于4N且平均粒径5μm以下的ZnO粉，调合成In1.0Al1.0O3(ZnO)3，并且将相当于4N且平均粒径5μm以下的ZnS粉混合成ZnS∶In1.0Al1.0O3(ZnO)3＝70∶30体积％。
接着，将该混合粉填充到碳制的模中，并在温度900℃下热压而形成靶。该靶的相对密度为82％。靶内的平均结晶粒径为13μm。
从靶内任意三个位置取样并测量组成(ICP法)和密度(阿基米德法)的结果和测量平滑加工的靶的溅射面上任意五个位置上的体电阻(四端子法)的结果表示于表2。如表2所示，得到组成、密度、体电阻的偏差大的结果。
并且，使用将其加工成6英寸φ的尺寸的靶进行溅射。虽然溅射条件为DC溅射、溅射功率1000W、Ar气压0.5Pa，但是该靶异常放电多，不能进行DC溅射。
(比较例6)
准备相当于4N且5μm以下的In2O3粉、相当于4N且1μm以下的Ga2O3粉以及相当于4N且平均粒径5μm以下的ZnO粉，调合成InGaO3(ZnO)0.7，并且将相当于4N且平均粒径5μm以下的ZnS粉混合成ZnS∶InGaO3(ZnO)0.7＝60∶40体积％。
接着，将该混合粉填充到碳制的模中，并在温度900℃下热压而形成靶。该靶的相对密度为78％。靶内的平均结晶粒径为11μm。
从靶内任意三个位置取样并测量组成(ICP法)和密度(阿基米德法)的结果和测量平滑加工的靶的溅射面上任意五个位置上的体电阻(四端子法)的结果表示于表2。如表2所示，得到组成、密度、体电阻的偏差大的结果。
并且，使用将其加工成6英寸φ的尺寸的靶而进行溅射。虽然溅射条件为DC溅射、溅射功率1000W、Ar气压0.5Pa，但是该靶异常放电多，不能进行DC溅射。
上述实施例8～11中，作为三价以上的阳性元素(A、B)，使用了铟、锡、铬、镓，但是使用选自其他三价以上的阳性元素——铝、铁、钪、钇、镧、钒、锰、铌、钽、锗、锡、锑等中的至少一种以上的元素而实施时，也得到了与实施例8～11相同的结果(由于结果重复并且繁杂，因而省略)。另外，复合以上元素的场合也得到相同的结果。
产业上的利用可能性
本发明，向ZnS等的硫族化锌中添加以ZnO为主要成分的化合物(同系化合物)而调整成分，谋求非晶质性的稳定化并向靶赋予导电性，通过提高与光信息记录介质的记录层材料的粘着性而提高特性，并且使相对密度成为90％以上的高密度化，从而能够进行稳定的DC溅射。
另外，作为该DC溅射特征，具有使溅射控制变得容易、提高成膜速度、提高溅射效率的显著效果。
并且由此，能够减少成膜过程中溅射时产生的颗粒(扬尘)或结核，并且能够质量偏差少地提高量产性，具有能够以低成本稳定地制造具有光盘保护膜的光记录介质的显著效果。
另外，由于靶内锌以外的元素的偏差范围、靶内密度的偏差范围、靶内体电阻的偏差相对平均值较小，并且靶内平均结晶粒径为10μm以下，具有以氧化锌为主要成分的氧化物和硫族化物均匀地分散的组织，因而具有能够均匀地进行成膜，并且能够形成特性优良的光信息记录介质用薄膜(保护膜)的效果。

Claims (17)

1.一种溅射靶，其特征在于，含有以氧化锌为主要成分的化合物和硫族化锌，所述化合物在A、B分别为不同的三价以上的阳性元素、其价数分别为Ka、Kb时，满足AxBYO(KaX+KbY)/2(ZnO)m、0＜X＜2、Y＝2-X、1≤m。
2.一种溅射靶，其特征在于，含有以氧化锌为主要成分的化合物，还包含硫族化锌，相对密度为90％以上，体电阻值为0.1Ωcm以下，其中，所述化合物在A、B分别为不同的三价以上的阳性元素、其价数分别为Ka、Kb时，满足AxBYO(KaX+KbY)/2(ZnO)m、0＜X＜2、Y＝2-X、1≤m。
3.根据权利要求1或2所述的溅射靶，其特征在于，含有满足2≤m的以氧化锌为主要成分的化合物。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的溅射靶，其特征在于，A为铟。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的溅射靶，其特征在于，以体积率计，以氧化锌为主要成分的化合物相对硫族化锌的比值在1/3以上。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的溅射靶，其特征在于，靶内锌以外的元素的偏差范围在0.5重量％以内。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的溅射靶，其特征在于，靶内密度的偏差范围在3％以内。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的溅射靶，其特征在于，靶内体电阻的偏差相对平均值为40％以内。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的溅射靶，其特征在于，靶内平均结晶粒径为10μm以下，具有以氧化锌为主要成分的氧化物和硫族化物均匀分散的组织。
10.一种光信息记录介质用薄膜，使用权利要求1至9中任一项所述的溅射用靶而形成。
11.根据权利要求10所述的光信息记录介质用薄膜，其特征在于，与记录层邻接而使用。
12.一种光信息记录介质用薄膜的制造方法，其特征在于，使用权利要求1至9中任一项所述的溅射用靶并通过直流溅射形成薄膜。
13.一种如权利要求1至9中任一项所述的溅射用靶的制造方法，其特征在于，对平均粒径为5μm以下的各构成元素的氧化物粉末和硫族化物粉末进行常压烧结或高温加压烧结。
14.根据权利要求13所述的溅射用靶的制造方法，其特征在于，烧结前将以氧化锌为主要成分的氧化物粉末在800～1300℃下煅烧。
15.根据权利要求14所述的溅射用靶的制造方法，其特征在于，煅烧后粉碎成1μm以下。
16.根据权利要求13至15中任一项所述的溅射用靶的制造方法，其特征在于，在真空中或惰性气氛中进行烧结。
17.根据权利要求13至16中任一项所述的溅射用靶的制造方法，其特征在于，烧结前的氧化物粉末预先形成以氧化锌为主要成分的化合物。
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