JP3803864B2 - 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
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、半導体レーザー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。
【０００２】
【従来の技術】
従来、光記録ディスク（ＣＤ−ＲＷ，ＤＶＤ−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−Ｃｕ合金、Ａｇ−Ｎｉ合金などのＡｇ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（特開昭５７−１８６２４４号公報参照、特開２００１−３５０１４号公報参照）。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、光記録媒体の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Ａｇ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。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
そこで本発明者らは、記録・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ＣｕおよびＮｉを共に添加した銀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合金反射層は、従来のＡｇ、Ａｇ−Ｃｕ合金またはＡｇ−Ｎｉ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た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よる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一層少なく、このＣｕおよびＮｉを共に含有する銀合金反射層の成分組成はＣｕ：０．５〜４．０５質量％、Ｎｉ：０．０５〜２質量％を含み、残部がＡｇであることが好ましい、
（ロ）Ｃｕ：０．５〜４．０５質量％、Ｎｉ：０．０５〜２質量％を含み、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、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一層少なく、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）Ｃｕ：０．５〜４．０５質量％、Ｎｉ：０．０５〜２質量％を含み、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％を含み、残部がＡｇである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、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一層少なく、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、
（ニ）Ｃｕ：０．５〜４．０５質量％、Ｎｉ：０．０５〜２質量％を含み残部がＡｇである組成の銀合金に、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％と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％とを共に含んだ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。
【０００５】
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）Ｃｕ：０．５〜４．０５質量％、Ｎｉ：０．０５〜２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）Ｃｕ：０．５〜４．０５質量％、Ｎｉ：０．０５〜２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、
（３）Ｃｕ：０．５〜４．０５質量％、Ｎｉ：０．０５〜２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、
（４）Ｃｕ：０．５〜４．０５質量％、Ｎｉ：０．０５〜２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。
【０００６】
この発明の銀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Ｃｕ、並びに純度：９９.９質量％以上のＮｉ、Ｄｙ，Ｌａ，Ｎｄ，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。
【０００７】
Ａｇへの固溶が殆どないＣａ，Ｂｅおよび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ガスを充填した後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、また同様にＡｇへの固溶が殆どないＮｉについてはＮｉの濃度が５〜９５質量％となるようにＣｕを配合した後、高周波真空溶解にて溶解し、溶解後真空雰囲気にて黒鉛製鋳型に鋳造してＮｉを含むＣｕの母合金を作製し、これら母合金を必要に応じてＣｕととも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。
【０００８】
次に、この発明のＡｇ合金からなる反射層およびこの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。
【０００９】
Ｃｕ：
Ｃｕは、Ａｇに固溶して結晶粒の強度を高め、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、Ｃｕを０．５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、Ｃｕが４．０５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、反射層が剥がれ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Ｃｕの含有量は０.５〜４．０５質量％(一層好ましくは１．０〜３質量％)に定めた。
【００１０】
Ｎｉ：
Ｎｉは、Ａｇにほとんど固溶せず、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、反射層の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、Ｎｉを０．０５質量％未満含んでも格段の効果が得られず、一方、Ｎｉが２質量％を越えて含有すると、膜応力が大きくなり、スパッタ直後に膜にクラックが入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Ｎｉの含有量は０.０５〜２質量％(一層好ましくは０．１〜１．５質量％)に定めた。
【００１１】
Ｃａ，Ｂｅ，Ｓｉ：
これら成分は、Ｎｉと同様にＡｇに殆ど固溶せず、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０.００５〜０．０５質量％(一層好ましくは０．０１０〜０．０３５質量％)に定めた。
【００１２】
Ｄｙ，Ｌａ，Ｎｄ，Ｔｂ，Ｇｄ：
これら成分は、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。
【００１３】
【発明の実施の形態】
実施例１
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Ｃｕを用意した。さらにＮｉについてはＡｇへの固溶が殆ど無いので、ＮｉをＣｕと共に高周波真空溶解炉で溶解し、黒鉛鋳型に鋳造して予めＮｉを含むＣｕの母合金を作製しておき、これを原料として用意した。これら用意したＡｇ、ＣｕおよびＮｉを含むＣｕの母合金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、これらインゴットを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１に示される成分組成を有する本発明ターゲット１〜８、比較ターゲット１〜３および従来ターゲット１〜２製造した。
【００１３】
これら本発明ターゲット１〜８、比較ターゲット１〜３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：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：１００ｎｍのＡｇ合金反射膜を形成した。
【００１４】
このようにして形成した各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％の恒温恒室槽にて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１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。
【００１５】
【表１】
【００１６】
表１に示される結果から、この発明の本発明ターゲット１〜８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、比較ターゲット１〜３および従来ターゲット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％の恒温恒室槽にて２００時間保持後の反射率の低下が少ないことがわかる。
【００１７】
実施例２
原料として純度：９９.９質量％以上のＣａ，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することにより予めＣａ，ＢｅまたはＳｉを含むＡｇの母合金を作製した。
これら母合金を実施例１で用意したＣｕおよびＮｉを含むＣｕの母合金と共に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：５ｍｍの寸法を有し、表２〜３に示される成分組成を有する本発明ターゲット９〜２６を製造した。
【００１８】
このようにして得られた本発明ターゲット９〜２６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％の恒温恒室槽にて２００時間保持したのち、再度同じ条件で反射率を測定した。得られた反射率のデータから、波長：４００ｎｍおよび６５０ｎｍにおける各反射率を求め、その結果を表３〜４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。
【００１９】
【表２】
【００２０】
【表３】
【００２１】
表２〜３に示される結果から、この発明の本発明ターゲット９〜２６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１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％の恒温恒室槽にて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４〜７に見られるように、Ｃａ，ＢｅおよびＳｉが合計で０．０５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。
【００２２】
実施例３
原料として純度：９９.９質量％以上のＤｙ，Ｌａ，Ｎｄ，ＴｂおよびＧｄを用意し、これら原料を実施例１で用意したＣｕおよびＮｉを含むＣｕの母合金並びに実施例２で用意したＣａ，ＢｅまたはＳｉを含むＡｇの母合金と共にＡｇに添加して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４〜６に示される成分組成を有する本発明ターゲット２７〜５１および比較ターゲット８〜１３を製造した。
【００２３】
これら本発明ターゲット２７〜５１および較ターゲット８〜１３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：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：１００ｎｍのＡｇ合金反射膜を形成した。
【００２４】
このようにして形成した各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％の恒温恒室槽にて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４〜６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。
【００２５】
【表４】
【００２６】
【表５】
【００２７】
【表６】
【００２８】
表４〜６に示される結果から、この発明の本発明ターゲット２７〜５１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１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％の恒温恒室槽にて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８〜１３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。
【００２９】
実施例４
実施例１で用意した実施例１で用意したＣｕおよびＮｉを含むＣｕの母合金、実施例２で用意したＣａ，ＢｅおよびＳｉを含む母合金、並びに実施例３で用意したＤｙ，Ｌａ，Ｎｄ，ＴｂおよびＧｄを用いて表７に示される成分組成を有する本発明ターゲット５２〜６３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％の恒温恒室槽にて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７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。
【００３０】
【表７】
【００３１】
表７に示される結果から、この発明の本発明ターゲット５２〜６３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１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％の恒温恒室槽にて２００時間保持後の反射率の低下が少ないことがわかる。
【００３２】
【発明の効果】
上述のように、この発明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。
【発明の属する技術分野】
この発明は、半導体レーザー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。
【０００２】
【従来の技術】
従来、光記録ディスク（ＣＤ−ＲＷ，ＤＶＤ−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−Ｃｕ合金、Ａｇ−Ｎｉ合金などのＡｇ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（特開昭５７−１８６２４４号公報参照、特開２００１−３５０１４号公報参照）。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、光記録媒体の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Ａｇ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。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
そこで本発明者らは、記録・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ＣｕおよびＮｉを共に添加した銀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合金反射層は、従来のＡｇ、Ａｇ−Ｃｕ合金またはＡｇ−Ｎｉ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た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よる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一層少なく、このＣｕおよびＮｉを共に含有する銀合金反射層の成分組成はＣｕ：０．５〜４．０５質量％、Ｎｉ：０．０５〜２質量％を含み、残部がＡｇであることが好ましい、
（ロ）Ｃｕ：０．５〜４．０５質量％、Ｎｉ：０．０５〜２質量％を含み、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、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一層少なく、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）Ｃｕ：０．５〜４．０５質量％、Ｎｉ：０．０５〜２質量％を含み、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％を含み、残部がＡｇである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、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一層少なく、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、
（ニ）Ｃｕ：０．５〜４．０５質量％、Ｎｉ：０．０５〜２質量％を含み残部がＡｇである組成の銀合金に、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％と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％とを共に含んだ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。
【０００５】
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）Ｃｕ：０．５〜４．０５質量％、Ｎｉ：０．０５〜２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）Ｃｕ：０．５〜４．０５質量％、Ｎｉ：０．０５〜２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、
（３）Ｃｕ：０．５〜４．０５質量％、Ｎｉ：０．０５〜２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、
（４）Ｃｕ：０．５〜４．０５質量％、Ｎｉ：０．０５〜２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。
【０００６】
この発明の銀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Ｃｕ、並びに純度：９９.９質量％以上のＮｉ、Ｄｙ，Ｌａ，Ｎｄ，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。
【０００７】
Ａｇへの固溶が殆どないＣａ，Ｂｅおよび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ガスを充填した後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、また同様にＡｇへの固溶が殆どないＮｉについてはＮｉの濃度が５〜９５質量％となるようにＣｕを配合した後、高周波真空溶解にて溶解し、溶解後真空雰囲気にて黒鉛製鋳型に鋳造してＮｉを含むＣｕの母合金を作製し、これら母合金を必要に応じてＣｕととも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。
【０００８】
次に、この発明のＡｇ合金からなる反射層およびこの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。
【０００９】
Ｃｕ：
Ｃｕは、Ａｇに固溶して結晶粒の強度を高め、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、Ｃｕを０．５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、Ｃｕが４．０５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、反射層が剥がれ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Ｃｕの含有量は０.５〜４．０５質量％(一層好ましくは１．０〜３質量％)に定めた。
【００１０】
Ｎｉ：
Ｎｉは、Ａｇにほとんど固溶せず、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、反射層の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、Ｎｉを０．０５質量％未満含んでも格段の効果が得られず、一方、Ｎｉが２質量％を越えて含有すると、膜応力が大きくなり、スパッタ直後に膜にクラックが入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Ｎｉの含有量は０.０５〜２質量％(一層好ましくは０．１〜１．５質量％)に定めた。
【００１１】
Ｃａ，Ｂｅ，Ｓｉ：
これら成分は、Ｎｉと同様にＡｇに殆ど固溶せず、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０.００５〜０．０５質量％(一層好ましくは０．０１０〜０．０３５質量％)に定めた。
【００１２】
Ｄｙ，Ｌａ，Ｎｄ，Ｔｂ，Ｇｄ：
これら成分は、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。
【００１３】
【発明の実施の形態】
実施例１
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Ｃｕを用意した。さらにＮｉについてはＡｇへの固溶が殆ど無いので、ＮｉをＣｕと共に高周波真空溶解炉で溶解し、黒鉛鋳型に鋳造して予めＮｉを含むＣｕの母合金を作製しておき、これを原料として用意した。これら用意したＡｇ、ＣｕおよびＮｉを含むＣｕの母合金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、これらインゴットを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１に示される成分組成を有する本発明ターゲット１〜８、比較ターゲット１〜３および従来ターゲット１〜２製造した。
【００１３】
これら本発明ターゲット１〜８、比較ターゲット１〜３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：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：１００ｎｍのＡｇ合金反射膜を形成した。
【００１４】
このようにして形成した各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％の恒温恒室槽にて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１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。
【００１５】
【表１】
表１に示される結果から、この発明の本発明ターゲット１〜８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、比較ターゲット１〜３および従来ターゲット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％の恒温恒室槽にて２００時間保持後の反射率の低下が少ないことがわかる。
【００１７】
実施例２
原料として純度：９９.９質量％以上のＣａ，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することにより予めＣａ，ＢｅまたはＳｉを含むＡｇの母合金を作製した。
これら母合金を実施例１で用意したＣｕおよびＮｉを含むＣｕの母合金と共に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：５ｍｍの寸法を有し、表２〜３に示される成分組成を有する本発明ターゲット９〜２６を製造した。
【００１８】
このようにして得られた本発明ターゲット９〜２６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％の恒温恒室槽にて２００時間保持したのち、再度同じ条件で反射率を測定した。得られた反射率のデータから、波長：４００ｎｍおよび６５０ｎｍにおける各反射率を求め、その結果を表３〜４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。
【００１９】
【表２】
【表３】
表２〜３に示される結果から、この発明の本発明ターゲット９〜２６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１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％の恒温恒室槽にて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４〜７に見られるように、Ｃａ，ＢｅおよびＳｉが合計で０．０５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。
【００２２】
実施例３
原料として純度：９９.９質量％以上のＤｙ，Ｌａ，Ｎｄ，ＴｂおよびＧｄを用意し、これら原料を実施例１で用意したＣｕおよびＮｉを含むＣｕの母合金並びに実施例２で用意したＣａ，ＢｅまたはＳｉを含むＡｇの母合金と共にＡｇに添加して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４〜６に示される成分組成を有する本発明ターゲット２７〜５１および比較ターゲット８〜１３を製造した。
【００２３】
これら本発明ターゲット２７〜５１および較ターゲット８〜１３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：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：１００ｎｍのＡｇ合金反射膜を形成した。
【００２４】
このようにして形成した各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％の恒温恒室槽にて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４〜６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。
【００２５】
【表４】
【表５】
【表６】
表４〜６に示される結果から、この発明の本発明ターゲット２７〜５１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１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％の恒温恒室槽にて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８〜１３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。
【００２９】
実施例４
実施例１で用意した実施例１で用意したＣｕおよびＮｉを含むＣｕの母合金、実施例２で用意したＣａ，ＢｅおよびＳｉを含む母合金、並びに実施例３で用意したＤｙ，Ｌａ，Ｎｄ，ＴｂおよびＧｄを用いて表７に示される成分組成を有する本発明ターゲット５２〜６３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％の恒温恒室槽にて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７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。
【００３０】
【表７】
表７に示される結果から、この発明の本発明ターゲット５２〜６３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１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％の恒温恒室槽にて２００時間保持後の反射率の低下が少ないことがわかる。
【００３２】
【発明の効果】
上述のように、この発明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 (5)
- Ｃｕ：０．５〜４．０５質量％、Ｎｉ：０．０５〜２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。
- Ｃｕ：０．５〜４．０５質量％、Ｎｉ：０．０５〜２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。
- Ｃｕ：０．５〜４．０５質量％、Ｎｉ：０．０５〜２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。
- Ｃｕ：０．５〜４．０５質量％、Ｎｉ：０．０５〜２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１、２、３または４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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