JP2003160826A - 光記録媒体の反射層形成用銀合金スパッタリングターゲット - Google Patents
光記録媒体の反射層形成用銀合金スパッタリングターゲットInfo
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Abstract
M)などの光記録媒体のAg合金反射層を形成するため
の銀合金スパッタリングターゲットを提供する。 【解決手段】(1)Sn:1〜11質量%を含有し、さ
らにCa,Be,Siから選ばれる1種または2種以上
の合計:0.005〜0.05質量%を含有し、残部が
Agである組成の銀合金、(2)Sn:1〜11質量%
を含有し、さらにDy,La,Nd,Tb,Gdから選
ばれる1種または2種以上の合計:0.1〜3質量%を
含有し、残部がAgである組成の銀合金、または(3)
Sn:1〜11質量%を含有し、さらにCa,Be,S
iから選ばれる1種または2種以上の合計:0.005
〜0.05質量%を含有し、さらにDy,La,Nd,
Tb,Gdから選ばれる1種または2種以上の合計:
0.1〜3質量%を含有し、残部がAgである組成の銀
合金からなる。
Description
などのレーザービームを用いて音声、映像、文字などの情
報信号を再生あるいは記録・再生・消去を行う光記録デ
ィスク(CD−RW,DVD−RAM)などの光記録媒
体の構成層である半透明反射層または反射層(以下、両者
を含めて反射層と呼ぶ)をスパッタリング法にて形成す
るための銀合金スパッタリングターゲットに関するもの
である。
VD−RAM)などの光記録媒体の反射層としてAgま
たはAg合金反射層が使用されており、このAgまたは
Ag合金反射層は400〜830nmの幅広い波長域で
の反射率が高く、特に光記録媒体の高密度化記録に用い
られる短波長のレーザー光に対して反射率が大きいので
好適であるとされている。 前記AgまたはAg合金反射層の形成には、Agまたは
Ag−Sn合金からなるターゲットをスパッタすること
により形成されることが知られている(特開2001−
35014号公報参照)。
中でも記録層に相変化記録材料を用い、繰り返し記録・
再生・消去を行う光記録媒体においては、記録・再生・
消去の繰り返し回数が増大するにつれて、AgまたはA
g−Sn合金反射層の反射率が低下し、長期に亘る十分
な記録再生耐性が得られなかった。 この原因の一つとして光記録媒体に繰り返し記録・再生
・消去を行うと、レーザー光の照射によりAg反射層の
加熱冷却が繰り返され、それによってAg反射層が再結
晶化し、結晶粒が粗大化することによって反射率が低下
することを突き止めた。
録・再生・消去の繰り返し回数が増大しても反射層の反
射率が低下することの少ないAg合金反射層を得るべく
研究を行った。その結果、(イ)AgにSn:1〜11
質量%を添加したAg−Sn合金にCa,Be,Siか
ら選ばれる1種または2種以上の合計:0.005〜
0.05質量%を含有せしめた組成の銀合金ターゲット
を用いてスパッタリングすることにより得られた銀合金
反射層は、従来のAgまたはAg−Sn合金からなるタ
ーゲットを用いてスパッタすることにより得られた銀ま
たは銀合金反射層に比べて、レーザービームの繰り返し
照射に伴う繰り返し加熱冷却を受けても結晶粒が粗大化
することが少なく、したがって、長期間使用しても反射
率の低下が極めて少ない、(ロ)AgにSn:1〜11
質量%を添加したAg−Sn合金にDy,La,Nd,
Tb,Gdから選ばれる1種または2種以上の合計:
0.1〜3質量%を含有させた組成の銀合金ターゲット
を用いてスパッタリングすることにより得られた銀合金
反射層は、従来のAgまたはAg−Sn合金からなるタ
ーゲットを用いてスパッタすることにより得られた銀ま
たは銀合金反射層に比べて、レーザービームの繰り返し
照射に伴う繰り返し加熱冷却を受けても結晶粒が粗大化
することが少なく、したがって、長期間使用しても反射
率の低下が極めて少ない、(ハ)AgにSn:1〜11
質量%を添加したAg−Sn合金に、さらにCa,B
e,Siから選ばれる1種または2種以上の合計:0.
005〜0.05質量%とDy,La,Nd,Tb,G
dから選ばれる1種または2種以上の合計:0.1〜3
質量%とを共に含有せしめた銀合金ターゲットを用いて
スパッタリングすることにより得られた銀合金反射層で
も同じ効果が得られる、という研究結果が得られたので
ある。
されたものであって、(1)Sn:1〜11質量%を含
有し、さらにCa,Be,Siから選ばれる1種または
2種以上の合計:0.005〜0.05質量%を含有
し、残部がAgである組成の銀合金からなる光記録媒体
の反射層形成用銀合金スパッタリングターゲット、
(2)Sn:1〜11質量%を含有し、さらにDy,L
a,Nd,Tb,Gdから選ばれる1種または2種以上
の合計:0.1〜3質量%を含有し、残部がAgである
組成の銀合金からなる光記録媒体の反射層形成用銀合金
スパッタリングターゲット、(3)Sn:1〜11質量
%を含有し、さらにCa,Be,Siから選ばれる1種
または2種以上の合計:0.005〜0.05質量%を
含有し、さらにDy,La,Nd,Tb,Gdから選ば
れる1種または2種以上の合計:0.1〜3質量%を含
有し、残部がAgである組成の銀合金からなる光記録媒
体の反射層形成用銀合金スパッタリングターゲット、に
特徴を有するものである。
スパッタリングターゲットは、原料としていずれも純
度:99.99質量%以上の高純度Agおよび高純度S
n、並びに純度:99.9質量%以上のDy,La,N
d,TbおよびGdを用意し、これら原料を高真空また
は不活性ガス雰囲気中で溶解し、得られた溶湯を真空ま
たは不活性ガス雰囲気中で鋳造してインゴットを作製
し、これらインゴットを熱間加工したのち機械加工する
ことにより製造することができる。
Siについては、それぞれの各元素の濃度が0.20質
量%となるようにAgを配合した後、高周波真空溶解に
て溶解し、溶解後炉内圧力が大気圧となるまでArガス
を充填したのち黒鉛製鋳型に鋳造してCa,Beおよび
Siを含むAgの母合金を作製し、この母合金をSnと
ともにAgに添加して溶解し鋳造することによりインゴ
ットを作製し、得られたインゴットを熱間加工したのち
機械加工することにより製造することができる。
およびこのAg合金からなる反射層を形成するためのス
パッタリングターゲットにおける成分組成を前記の如く
限定した理由を説明する。
度を高め、結晶粒の再結晶粒化を防止し、スパッタにより
形成された反射層の反射率の低下を抑制する効果がある
が、Snを1質量%未満含んでも十分な結晶粒の再結晶
粒化を防止することができないので反射層の反射率の低
下を抑止することができず、一方、Snが11質量%を越
えて含有すると、スパッタにより形成されたAg合金反
射層の内部応力が大きくなり、ターゲットの製造時に結
晶粒内および/または結晶粒界に金属間化合物を形成
し、割れが生じやすくなるので好ましくない。したがっ
て、Ag合金反射層およびこのAg合金反射層を形成す
るためのスパッタリングターゲットに含まれるこれらS
nの含有量は1〜11質量%(一層好ましくは3〜7質
量%)に定めた。
殆ど固溶せず、結晶粒界に析出することにより結晶粒同
士の結合を防止し、Ag合金反射層の再結晶化防止をさ
らに促進する成分であるが、これら成分の1種または2
種以上を合計で0.005質量%未満含んでも格段の効
果が得られず、一方、これら成分の1種または2種以上を
合計で0.05質量%を越えて含有すると、ターゲット
が著しく硬化し、ターゲットの作製が困難になるので好
ましくない。したがって、Ag合金反射層およびこのA
g合金反射層を形成するためのスパッタリングターゲッ
トに含まれるこれら成分の含有量は0.005〜0.0
5質量%(一層好ましくは0.010〜0.035質量
%)に定めた。
分は、Agとの反応により金属間化合物を結晶粒界に形
成して結晶粒同士の結合を防止し、Ag合金反射層の再
結晶化防止をさらに促進する成分であるが、これら成分
の内の1種または2種以上を合計で0.1質量%未満含
んでも格段の効果が得られず、一方、これら成分の1種ま
たは2種以上を合計で3質量%を越えて含有すると、タ
ーゲットが著しく硬化し、ターゲットの作製が困難にな
るので好ましくない。したがって、Ag合金反射層およ
びこのAg合金反射層を形成するためのスパッタリング
ターゲットに含まれるこれら成分の含有量は0.1〜3
質量%(一層好ましくは0.2〜1.5質量%)に定め
た。
よび高純度Sn、並びに純度:99.9質量%以上のC
a,BeおよびSiを用意した。Ca,BeおよびSi
はAgへの固溶が殆どないので、それぞれの各元素の濃
度が0.20質量%となるようにAgを配合した後、高周
波真空溶解炉にて溶解し、溶解後炉内圧力が大気圧とな
るまでArガスを充填したのち黒鉛製鋳型に鋳造するこ
とにより予めCa,BeおよびSiを含むAgの母合金
を作製した。この母合金をSnと共にAgに添加して溶
解し鋳造することによりインゴットを作製し、得られた
インゴットを600℃、2時間加熱した後、圧延し、次い
で機械加工することにより直径:125mm、厚さ:5
mmの寸法を有し、表1〜2に示される成分組成を有す
る本発明ターゲット1〜18、比較ターゲット1〜4お
よび従来ターゲット1〜2を製造した。
ゲット1〜4および従来ターゲット1〜2をそれぞれ無
酸素銅製のバッキングプレートにはんだ付けし、これを
直流マグネトロンスパッタ装置に装着し、真空排気装置
にて直流マグネトロンスパッタ装置内を1×10-4Pa
まで排気した後、Arガスを導入して1.0Paのスパ
ッタガス圧とし、続いて直流電源にてターゲットに10
0Wの直流スパッタ電力を印加し、前記ターゲットに対
抗しかつ70mmの間隔を設けてターゲットと平行に配
置した直径:30mm、厚さ:0.5mmのガラス基板
と前記ターゲットの間にプラズマを発生させ、厚さ:1
00nmのAgおよびAg合金反射膜を形成した。
金反射膜の成膜直後の反射率を分光光度計により測定し
た。その後、形成したAgおよびAg合金反射膜を温
度:80℃、相対湿度:85%の恒温恒湿槽にて200
時間保持したのち、再度同じ条件で反射率を測定した。
得られた反射率データから、波長:400nmおよび6
50nmにおける各反射率を求め、その結果を表1〜2
に示して光記録媒体の反射膜として記録再生耐性を評価
した。
本発明ターゲット1〜18を用いてスパッタリングを行
うことにより得られた反射層は、従来ターゲット1〜2
を用いてスパッタリングを行うことにより得られた反射
層に比べて、温度:80℃、相対湿度:85%の恒温恒湿
槽にて200時間保持後の反射率の低下が少ないことが
わかる。しかし、この発明の範囲から外れてZn、C
a,BeおよびSiを多く含む比較ターゲット1〜4
は、割れが発生したり、硬くなって成形できなくなるこ
とが分かる。
よびSnを用意し、さらに純度:99.9質量%以上の
Dy,La,Nd,TbおよびGdを用意し、これら原
料を高周波真空溶解炉で溶解し、得られた溶湯をArガ
ス雰囲気中で黒鉛鋳型に鋳造してインゴットを作製し、
得られたインゴットを600℃、2時間加熱した後、圧延
し、次いで機械加工することにより直径:125mm、
厚さ:5mmの寸法を有し、表3〜5に示される成分組
成を有する本発明ターゲット19〜43および比較ター
ゲット5〜10を製造した。
較ターゲット5〜10をそれぞれ無酸素銅製のバッキン
グプレートにはんだ付けし、これを直流マグネトロンス
パッタ装置に装着し、真空排気装置にて直流マグネトロ
ンスパッタ装置内を1×10- 4Paまで排気した後、A
rガスを導入して1.0Paのスパッタガス圧とし、続
いて直流電源にてターゲットに100Wの直流スパッタ
電力を印加し、前記ターゲットに対抗しかつ70mmの
間隔を設けてターゲットと平行に配置した直径:30m
m、厚さ:0.5mmのガラス基板と前記ターゲットの
間にプラズマを発生させ、厚さ:100nmのAg合金
反射膜を形成した。
の成膜直後の反射率を分光光度計により測定した。その
後、形成した各Ag合金反射膜を温度:80℃、相対湿
度:85%の恒温恒湿槽にて200時間保持したのち、
再度同じ条件で反射率を測定した。得られた反射率デー
タから、波長:400nmおよび650nmにおける各
反射率を求め、その結果を表3〜5に示して光記録媒体
の反射膜として記録再生耐性を評価した。
本発明ターゲット19〜43を用いてスパッタリングを
行うことにより得られた反射層は、表2に示される従来
ターゲット1〜2を用いてスパッタリングを行うことに
より得られた反射層に比べて、温度:80℃、相対湿度:
85%の恒温恒湿槽にて200時間保持後の反射率の低
下が少ないことがわかる。しかし、比較ターゲット5〜
10に見られるように、Dy,La,Nd,Tbおよび
Gdの合計が3質量%より多く含有すると、圧延中に割
れが発生するなどして成形できなくなることが分かる。
a,BeおよびSiを含む母合金、並びに実施例2で用
意したDy,La,Nd,TbおよびGdを用いて表6
に示される成分組成を有する本発明ターゲット44〜5
5を作製し、これらターゲットについて実施例1と同様
にしてガラス基板表面に厚さ:100nmのAg合金反
射膜を形成し、各Ag合金反射膜の成膜直後の反射率を
分光光度計により測定した。その後、形成した各Ag合
金反射膜を温度:80℃、相対湿度:85%の恒温恒湿
槽にて200時間保持したのち、再度同じ条件で反射率
を測定した。得られた反射率データから、波長:400n
mおよび650nmにおける各反射率を求め、その結果
を表6に示して光記録媒体の反射膜として記録再生耐性
を評価した。
明ターゲット44〜55を用いてスパッタリングを行う
ことにより得られた反射層は表2の従来ターゲット1〜
2を用いてスパッタリングを行うことにより得られた反
射層に比べて、波長:400nmおよび650nmにお
ける温度:80℃、相対湿度:85%の恒温恒湿槽にて
200時間保持後の反射率の低下が少ないことがわか
る。
反射層形成用銀合金スパッタリングターゲットを用いて
作製した反射層は、従来の光記録媒体の反射層形成用銀
合金スパッタリングターゲットを用いて作製した反射層
に比べて、経時変化による反射率の低下が少なく、長期に
わたって使用できる光記録媒体を製造することができ、
メディア産業の発展に大いに貢献し得るものである。
Claims (4)
- 【請求項1】Sn:1〜11質量%を含有し、さらにC
a,Be,Siから選ばれる1種または2種以上の合
計:0.005〜0.05質量%を含有し、残部がAg
である組成の銀合金からなることを特徴とする光記録媒
体の反射層形成用銀合金スパッタリングターゲット。 - 【請求項2】Sn:1〜11質量%を含有し、さらにD
y,La,Nd,Tb,Gdから選ばれる1種または2
種以上の合計:0.1〜3質量%を含有し、残部がAg
である組成の銀合金からなることを特徴とする光記録媒
体の反射層形成用銀合金スパッタリングターゲット。 - 【請求項3】Sn:1〜11質量%を含有し、さらにC
a,Be,Siから選ばれる1種または2種以上の合
計:0.005〜0.05質量%を含有し、さらにD
y,La,Nd,Tb,Gdから選ばれる1種または2
種以上の合計:0.1〜3質量%を含有し、残部がAg
である組成の銀合金からなることを特徴とする光記録媒
体の反射層形成用銀合金スパッタリングターゲット。 - 【請求項4】請求項1、2または3記載の銀合金スパッ
タリングターゲットを用いて作製した光記録媒体の反射
層。
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