JP5896121B2 - 酸化物スパッタリングターゲット及び光記録媒体用保護膜 - Google Patents
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Description
有機色素を記録層に用いたタイプの記録媒体では、無機物を記録層とした場合と比較して、記録層の変形が大きいため、特許文献1の段落番号0058にも記載されているように、色素と隣り合う保護層には低い硬度が必要である。そのため、従来では、適度に柔らかい膜であるZnS−SiO2やITOが採用されている。
しかしながら、ZnS−SiO2には、特許文献2の段落番号0004にも記載があるように、硫黄(S)が含まれていると、硫黄と反射膜中の金属とが反応して反射率が低下し、保存性が低くなるという不都合がある。また、ITOについては、スパッタの際にパーティクルが多く、記録媒体のディスクに悪影響を与える上、生産設備の清掃が大変であり、生産性が悪いという問題があった。
なお、ZnO中に固溶したInによるキャリアの発生によりターゲットの比抵抗を下げることができると共に、さらに成膜された膜の熱拡散率が向上して熱的損傷を軽減可能と考えられる。
すなわち、この酸化物スパッタリングターゲットでは、Si:25at%以上であるので、膜の硬度(押し込み硬さ)が700mgf/μm2以下の、柔らかく割れ難い膜を成膜することができる。
また、第5の発明に係る光記録媒体用保護膜は、第1又は第2の発明に係る酸化物スパッタリングターゲットを用いてスパッタリングすることにより成膜されたことを特徴とする。
すなわち、本発明に係る酸化物スパッタリングターゲットによれば、全金属成分量に対してIn:0.15at%以上、Si:7at%以上、InおよびSiの合計:39at%以下、残部がZnおよび不可避不純物からなる成分組成の酸化物であるので、安定した直流スパッタが可能であり、高い保存性を有していると共に柔らかく割れ難い膜を成膜することができる。
したがって、本発明の酸化物スパッタリングターゲットで成膜された光記録媒体用保護膜は、有機色素の記録層を使用したBD用の誘電体保護膜として好適である。
なお、直流(DC)スパッタをするためにはスパッタリングターゲットの比抵抗を、1Ω・cm以下とすることが望ましい。特に、安定したスパッタを行うためには、0.1Ω・cm以下が望ましく、さらに望ましくは0.01Ω・cm以下である。
[実施例]
酸化亜鉛(化学式:ZnO、D50=1μm)と、二酸化ケイ素(化学式:SiO2、D50=2μm)と、酸化インジウム(化学式:In2O3、D50=11μm)との各原料粉末を、表1に示す所定の比率になるように秤量した。
これらの実施例及び比較例のスパッタリングターゲットを用いて、以下の成膜条件により実施例1〜7及び比較例1〜5の光記録媒体用保護膜を成膜した。
スパッタリングターゲットの金属組成を表2に、光記録媒体用保護膜の金属組成を表3に示す。
・電源:パルスDC500W(一部、高周波(RF)スパッタ)
・全圧:0.4Pa
・スパッタガス:Ar=47.5sccm、O2:2.5sccm(比較例4のみAr=50sccm、O2=0sccm)
・ターゲット−基板(TS)距離:70mm
各実施例・比較例のスパッタリングターゲットについて、密度比、比抵抗、異常放電回数、パーティクルの量、膜の押し込み硬さ、膜の割れ、膜の比抵抗、膜のXRD及び反射率の変化を求めた。
<密度比測定>
密度比は、焼結体を所定寸法に機械加工した後、重量を測定し嵩密度を求めた後、理論密度で割ることで、算出した。尚、理論密度は原料の重量に基づいて以下のようにして求めた。
スパッタリングターゲットおよび膜の比抵抗測定は、三菱化学製抵抗測定器ロレスタGPを用いて測定した。
ポリカーボネート上にAg98.1Nd1.0Cu0.9合金をスパッタし、特許文献1に記載の下記色素を成膜した基板を用い、その上に上述の条件において各実施例及び比較例の保護膜を厚さ14nm成膜した。その後、80℃、85%の恒温恒湿器に100時間放置して、その前後の反射率の変化を測定した。なお、反射率の測定には、紫外可視分光光度計(日本分光株式会社製V−550)を用いた。また、波長405nmの光に対する反射率を求めた。
上述の条件において基板をコーニング社製1737ガラス、膜厚を500nmとして成膜を行い、押し込み加重を35mgfとし超微小押し込み硬さ試験機(エリオニクス社製ENT−1100a)にて測定を行った。なお、基板は27℃の装置内にセットし、1時間以上経過してから測定した。なお、10点測定の平均値を測定値とした。
上述の条件において、厚さ0.1mmのPETフィルムに100nmの膜厚で成膜し、フィルムを10回折り曲げた後、膜表面を顕微鏡により倍率1000倍にて観察して割れの有無を調べた。
<異常放電とパーティクル>
上述の条件において12時間スパッタを行い異常放電の回数を計測した。その後、スパッタチャンバーを解放し、チャンバー内のパーティクルを確認した。
<膜のXRD>
試料の準備:試料はSiC−Paper(grit 180)にて湿式研磨、乾燥の後、測定試料とした。
装置:理学電気社製(RINT−Ultima/PC)
管球:Cu
管電圧:40kV
管電流:40mA
走査範囲(2θ):5°〜80°
スリットサイズ:発散(DS)2/3度、散乱(SS)2/3度、受光(RS)0.8mm
測定ステップ幅:2θで0.02度
スキャンスピード:毎分2度
試料台回転スピード:30rpm
これらの各評価結果を、表4に示す。
さらに、反射率の変化については、ZnS−SiO2の比較例4が大きく変化しているのに対し、本発明の実施例は、いずれも1.0%以下の少ない変化率であり、高い保存性が得られている。
なお、本実施例の保護膜は、常温でアモルファスである。
なお、EPMAによる元素分布像は、本来カラー像であるが、白黒像に変換して記載しているため、濃淡の淡い部分(比較的白い部分)が所定元素の濃度が高い部分となっている。
これら画像から、実施例1,3のスパッタリングターゲットは、ZnOとZn2SiO4と酸化ケイ素との相からなり、InがZnO相に選択的に分散していることがわかる。
また、本発明の技術範囲は上記実施形態および上記実施例に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
例えば、上記実施形態および上記実施例では、加圧焼結をホットプレスによって行っているが、他の方法としてHIP法(熱間等方加圧式焼結法)等を採用しても構わない。
Claims (2)
- 全金属成分量に対してIn:0.15at%以上、Si:25at%以上、InおよびSiの合計:39at%以下、残部がZnおよび不可避不純物からなり、
ZnO相及びZn2SiO4相を有し、
前記ZnO相にInが固溶していることを特徴とする酸化物スパッタリングターゲット。 - 全金属成分量に対してIn:0.15at%以上、Si:25at%以上、InおよびSiの合計:39at%以下、残部がZnおよび不可避不純物からなる成分組成の酸化物であることを特徴とする光記録媒体用保護膜。
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