JP2005022406A - 融点が低くかつ結晶化温度の低いGaSb系相変化型記録膜およびこのGaSb系相変化型記録膜を形成するためのスパッタリングターゲット - Google Patents
融点が低くかつ結晶化温度の低いGaSb系相変化型記録膜およびこのGaSb系相変化型記録膜を形成するためのスパッタリングターゲット Download PDFInfo
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Abstract
【課題】融点および結晶化温度の低いGaSb系相変化型記録膜およびそのGaSb系相変化型記録膜を形成するためのスパッタリングターゲットを提供する。
【解決手段】原子%でGa:5〜20%を含有し、さらにIn:5〜20%未満を含有し、残部がSbおよび不可避不純物からなるするSb基合金からなる融点の低いGaSb系相変化型記録膜、並びにこのGaSb系相変化型記録膜をスパッタリングにより形成するためのターゲット。
【選択図】 なし
【解決手段】原子%でGa:5〜20%を含有し、さらにIn:5〜20%未満を含有し、残部がSbおよび不可避不純物からなるするSb基合金からなる融点の低いGaSb系相変化型記録膜、並びにこのGaSb系相変化型記録膜をスパッタリングにより形成するためのターゲット。
【選択図】 なし
Description
この発明は、CDやDVDなど各種相変化型記録媒体に使用される融点が低くかつ結晶化温度の低いGaSb系相変化型記録膜およびそのGaSb系相変化型記録膜を形成するためのスパッタリングターゲットに関するものである。
一般に、光ビーム照射による非晶質相と結晶相との可逆的な相変化を利用して情報の記録、再生および消去を行うCDやDVDなどの記録媒体において用いられる記録膜は、Ga−Sb二元共晶系相変化型記録膜が広く用いられており、その中でもGa12Sb88共晶組成を有するGa−Sb二元系相変化型記録膜は、結晶化速度が大きく高速記録に好適であるところから広く用いられている。このGa12Sb88共晶組成を有するGa−Sb二元系相変化型記録膜は、融点:588.0℃、結晶化温度:204.9℃を有し、このGa12Sb88共晶組成を有するGa−Sb二元系相変化型記録膜は、該膜と同一の成分組成を有する焼結合金からなるターゲットを用いてスパッタリングすることにより作製されることも知られている(例えば、非特許文献1参照)。
「PCOS2002」High‐Density&High−Speed Phase ChangeRecording Technologies for Future Generation Proceedings of The 14th Symposiumon Phase Change Optical Information Storage PCOS2002(2002年11月28、29日に静岡県伊東市の伊東大和館において開催)第11〜15頁。
「PCOS2002」High‐Density&High−Speed Phase ChangeRecording Technologies for Future Generation Proceedings of The 14th Symposiumon Phase Change Optical Information Storage PCOS2002(2002年11月28、29日に静岡県伊東市の伊東大和館において開催)第11〜15頁。
しかし、前記従来のGa12Sb88の共晶組成を有するGa−Sb二元系相変化型記録膜は融点が588.0℃であり結晶化温度が204.9であるために融点および結晶化温度が高く、そのために書き込みおよび消去時に大きな電力を必要とし、回路への大きな負担となっていた。
そこで、本発明者らは、従来のGa12Sb88の共晶組成を有するGa−Sb二元系相変化型記録膜の融点(588.0℃)よりも低い融点を有するGaSb系相変化型記録膜を作製し、書き込み消去動作時に使用する電力を低減させるべく研究を行なった。その結果、
(イ)通常のGaSb共晶系相変化型記録膜において、In:5〜20%未満(以下、%は原子%を示す)を含有せしめたGaSb系相変化型記録膜は、融点および結晶化温度を一層低くすることができ、したがって、書き込み消去動作時に使用する電力を一層低減させることができる、
(ロ)前記(イ)記載のGaSb系相変化型記録膜は、このGaSb系相変化型記録膜と同一の成分組成を有する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る、という研究結果が得られたのである。
(イ)通常のGaSb共晶系相変化型記録膜において、In:5〜20%未満(以下、%は原子%を示す)を含有せしめたGaSb系相変化型記録膜は、融点および結晶化温度を一層低くすることができ、したがって、書き込み消去動作時に使用する電力を一層低減させることができる、
(ロ)前記(イ)記載のGaSb系相変化型記録膜は、このGaSb系相変化型記録膜と同一の成分組成を有する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る、という研究結果が得られたのである。
この発明は、かかる研究結果に基づいて成されたものであって、
(1)原子%で(以下、%は原子%を示す)Ga:5〜20%を含有し、さらにIn:5〜20%未満を含有し、残部がSbおよび不可避不純物の組成を有するSb基合金からなる融点が低くかつ結晶化温度の低いGaSb系相変化型記録膜、
(2)前記(1)記載の組成を有するSb基合金からからなる融点が低くかつ結晶化温度の低いGaSb系相変化型記録膜を形成するためのスパッタリングターゲット、に特徴を有するものである。
(1)原子%で(以下、%は原子%を示す)Ga:5〜20%を含有し、さらにIn:5〜20%未満を含有し、残部がSbおよび不可避不純物の組成を有するSb基合金からなる融点が低くかつ結晶化温度の低いGaSb系相変化型記録膜、
(2)前記(1)記載の組成を有するSb基合金からからなる融点が低くかつ結晶化温度の低いGaSb系相変化型記録膜を形成するためのスパッタリングターゲット、に特徴を有するものである。
この発明の融点が低くかつ結晶化温度の低いGaSb系相変化型記録膜の成分組成を前述のごとく限定した理由を説明する。
(a) Ga
この発明のGaSb系相変化型記録膜に含まれるGaを5〜20%に限定したのは、Gaの含有量が5%未満では結晶化温度が低くなり過ぎてマーク安定性が悪くなるので好ましくなく、一方、Gaが20%を越えて含有すると、結晶化温度が高くなり過ぎて結晶化が困難になるので好ましくないことによるものである。
(a) Ga
この発明のGaSb系相変化型記録膜に含まれるGaを5〜20%に限定したのは、Gaの含有量が5%未満では結晶化温度が低くなり過ぎてマーク安定性が悪くなるので好ましくなく、一方、Gaが20%を越えて含有すると、結晶化温度が高くなり過ぎて結晶化が困難になるので好ましくないことによるものである。
(b) In
In成分は、GaSb系相変化型記録膜の融点および結晶化温度を下げるために添加するが、これら成分を5%未満添加しても膜の融点および結晶化温度を下げる効果が薄いので好ましくなく、一方、20%以上を含有させると、融点および結晶化温度が高くなり過ぎてかえって結晶化が困難になるので好ましくない。したがって、この発明のGaSb系相変化型記録膜に含まれるIn量を5〜20%未満に定めた。In含有量のの一層好ましい範囲は9〜15%である。
In成分は、GaSb系相変化型記録膜の融点および結晶化温度を下げるために添加するが、これら成分を5%未満添加しても膜の融点および結晶化温度を下げる効果が薄いので好ましくなく、一方、20%以上を含有させると、融点および結晶化温度が高くなり過ぎてかえって結晶化が困難になるので好ましくない。したがって、この発明のGaSb系相変化型記録膜に含まれるIn量を5〜20%未満に定めた。In含有量のの一層好ましい範囲は9〜15%である。
この発明のGaSb系相変化型記録膜は、この発明のGaSb系相変化型記録膜の成分組成と同じ成分組成を有する合金をArガス雰囲気中で溶解した後、鉄製モールドに出湯して合金インゴットを作製し、これらを不活性ガス雰囲気中で粉砕して合金粉末を作製し、この合金粉末を真空ホットプレスすることによりスパッタリングターゲットを作製し、かかる条件で作製したスパッタリングターゲットを通常のスパッタリング装置に装入し、通常の条件でスパッタすることにより形成することができる。
前記真空ホットプレスは、圧力:146〜155MPa、温度:370〜430℃、1〜2時間保持の条件で行なわれ、その後、モールドの温度が270〜300℃まで下がった時点で冷却速度:1〜3℃/min.で常温まで冷却することにより行われることが一層好ましい。
この発明によると、適度に低い融点を有するGaSb系相変化型記録膜が得られ、書き込み消去動作時の電流値を低減し、書き換え速度の一層の高速化が可能となり、低消費電力化、デバイスの微小化に寄与し、光メモリー産業の発展に大いに貢献し得るものである。
Ga、SbおよびInをArガス雰囲気中で溶解してGa、SbおよびInを含む合金溶湯を作製し、この合金溶湯を鋳造して合金インゴットを作製し、この合金インゴットをAr雰囲気中で粉砕することにより、いずれも粒径:250μm以下の合金粉末を作製した。
これら合金粉末を温度:400℃、圧力:146MPaで真空ホットプレスすることによりホットプレス体を作製し、これらホットプレス体を超硬バイトを使用し、旋盤回転数:200rpmの条件で研削加工することにより直径:125mm、厚さ:5mmの寸法を有する円盤状の表1に示される成分組成を有する本発明ターゲット1〜6、比較ターゲット1〜4および従来ターゲット1を作製した。
これら合金粉末を温度:400℃、圧力:146MPaで真空ホットプレスすることによりホットプレス体を作製し、これらホットプレス体を超硬バイトを使用し、旋盤回転数:200rpmの条件で研削加工することにより直径:125mm、厚さ:5mmの寸法を有する円盤状の表1に示される成分組成を有する本発明ターゲット1〜6、比較ターゲット1〜4および従来ターゲット1を作製した。
これら本発明ターゲット1〜6、比較ターゲット1〜4および従来ターゲット1をそれぞれ銅製の冷却用バッキングプレートに純度:99.999重量%のインジウムろう材にてハンダ付けし、これを直流マグネトロンスパッタリング装置に装入し、ターゲットとポリカーボネート基板の間の距離を70mmになるようにセットした後、到達真空度:5×10-5Pa以下になるまで真空引きを行い、その後、全圧:1.0PaになるまでArガスを供給し、
・基板温度:室温、
・投入電力:50W(0.4W/cm2)、
の条件でスパッタリングを行い、ポリカーボネート基板の表面に、厚さ:3μmを有しアモルファス膜である本発明GaSb系相変化型記録膜:1〜6、比較GaSb系相変化型記録膜1〜4および従来GaSb系相変化型記録膜1を形成した。
このようにして得られたアモルファス膜である本発明GaSb系相変化型記録膜:1〜6、比較GaSb系相変化型記録膜1〜4および従来GaSb系相変化型記録膜1をポリカーボネート基板から10mg剥離して粉末化したものについてDTA(示差熱分析法)により融点および結晶化温度を測定し、その結果を表2に示した。
・基板温度:室温、
・投入電力:50W(0.4W/cm2)、
の条件でスパッタリングを行い、ポリカーボネート基板の表面に、厚さ:3μmを有しアモルファス膜である本発明GaSb系相変化型記録膜:1〜6、比較GaSb系相変化型記録膜1〜4および従来GaSb系相変化型記録膜1を形成した。
このようにして得られたアモルファス膜である本発明GaSb系相変化型記録膜:1〜6、比較GaSb系相変化型記録膜1〜4および従来GaSb系相変化型記録膜1をポリカーボネート基板から10mg剥離して粉末化したものについてDTA(示差熱分析法)により融点および結晶化温度を測定し、その結果を表2に示した。
表1〜2に示される結果から、本発明ターゲット1〜6を用いてスパッタリングすることにより得られた本発明GaSb系相変化型記録膜:1〜6の結晶化温度は従来ターゲット1を用いてスパッタリングすることにより得られた従来GaSb系相変化型記録膜1の結晶化温度(204.9℃)に比べて低く、かつ融点が大幅に低いことが分かる。しかし、この発明の条件から外れた成分組成を有する比較ターゲット1〜4を用いてスパッタリングすることにより得られた結晶化させた比較GaSb系相変化型記録膜1〜4は、結晶化温度および融点の少なくとも一方が上がり過ぎたり下がり過ぎたりして好ましくないことが分かる。
Claims (2)
- 原子%で(以下、%は原子%を示す)Ga:5〜20%を含有し、さらにIn:5〜20%未満を含有し、残部がSbおよび不可避不純物の組成を有するSb基合金からなることを特徴とする融点が低くかつ結晶化温度の低いGaSb系相変化型記録膜。
- 請求項1記載の組成を有するSb基合金からからなる融点が低くかつ結晶化温度の低いGaSb系相変化型記録膜を形成するためのスパッタリングターゲット。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2004170608A JP2005022406A (ja) | 2003-06-10 | 2004-06-09 | 融点が低くかつ結晶化温度の低いGaSb系相変化型記録膜およびこのGaSb系相変化型記録膜を形成するためのスパッタリングターゲット |
Applications Claiming Priority (2)
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JP2003164745 | 2003-06-10 | ||
JP2004170608A JP2005022406A (ja) | 2003-06-10 | 2004-06-09 | 融点が低くかつ結晶化温度の低いGaSb系相変化型記録膜およびこのGaSb系相変化型記録膜を形成するためのスパッタリングターゲット |
Publications (1)
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2004
- 2004-06-09 JP JP2004170608A patent/JP2005022406A/ja active Pending
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