CN1441082A - 溅射靶及其制造方法 - Google Patents

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CN1441082A
CN1441082A CN03104948A CN03104948A CN1441082A CN 1441082 A CN1441082 A CN 1441082A CN 03104948 A CN03104948 A CN 03104948A CN 03104948 A CN03104948 A CN 03104948A CN 1441082 A CN1441082 A CN 1441082A
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向后雅则
稻生俊雄
内田雅人
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Tosoh Corp
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Tosoh Corp
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Abstract

本发明提供一种溅射靶，该溅射靶在溅射中没有裂纹或开口，不发生异常放电，而且能够稳定地进行溅射，并能够以高的生产率得到记录再现性能优异的相变化光记录媒体。由一种以上选自氧化物的物质和一种以上选自碳化物的物质构成的烧结体形成溅射靶，该烧结体中的碳化物含量在0.1wt％以上20wt％以下，相对密度在70％以上。特别是由含有Ta氧化物和Si碳化物的烧结体来构成溅射靶，该烧结体中Si碳化物的含量在0.1wt％以上和20wt％以下，而且相对密度在70％以上。

Description

溅射靶及其制造方法
技术领域
本发明涉及在可擦写光信息记录媒体中，在制造由激光束等使记录层发生相变化来实现信息的记录、再现或消除的相变化光记录媒体时所用的溅射靶及其制造方法。
背景技术
相变化型光记录光盘是一种可擦写光记录光盘，通过使记录层发生可逆的相变化(多数是在结晶态和无定形态之间)来记录信息。由于可擦写光记录光盘是一种能够由单一的头以单层记录膜进行光调制擦写，并且，可通过伴随着相变化产生的反射率的变化来读取信号，从而具有与CD-ROM等既有的光记录光盘的高互换性等特征的光盘，因此在近年得到广泛的开发，并应用于可擦写DVD上。
一般，相变化型光记录光盘等相变化光记录媒体是在记录层的结晶相(处于消除状态)上，通过激光束形成无定形相的记录标志来实现记录的，并由检测结晶相和无定形相上反射率的差值来得到再现信号。并且，在记录信号时，在无定形化的强度(峰值功率)和结晶化强度(偏置功率)之间进行激光束强度的强度调制，这样就能够通过单光束和单层记录膜的组合进行光调制擦写(直接擦写：DOW)，进而得到大容量且高传送速度的记录光盘。
另外，伴随着相变化光记录媒体容量的进一步增加，人们追求以更高的传送速度来再现记录，比如追求以10m/sec以上的高线速度进行擦写。在现有的相变化光记录媒体中，在这样的高线速度的情况下，具有消去率降低的问题。为了解决这个问题，对接着在记录层上而形成的保护层进行了许多探讨，并且，为了在多层上分担保护记录层和促进记录层的结晶化等不同的机能，提出了在记录层和保护层之间，形成接着记录层的薄界面层的方案。
可是，主要是氧化物被用作构成这样的相变化光记录媒体的保护层和界面层的材料，而形成此保护层和界面层的方法，则大多使用由构成它们的材料形成的烧结体在溅射靶上溅射的方法。
发明内容
在制造相变化光记录媒体的过程中的问题是，在形成保护层和界面层时，只用氧化物的靶子进行溅射而得到的薄膜，其粘合性不足，并且得到的相变化光记录媒体的记录灵敏度不佳。如果为了解决这个问题，使用在氧化物中添加了添加剂的材料作为构成保护层和界面层的材料，那么随之而来的问题是：当在氧化物中添加了添加剂的溅射靶上进行溅射时，就会产生裂纹或开口，结果，不能提高制造的产量。而且，在溅射时的异常放电会产生微粒，造成制品的合格率降低的问题。
本发明就是着眼于上述问题，不仅能够提供一种有效地形成相变化光记录媒体的保护层或记录层的溅射靶，所提供的溅射靶既能够实现高速且稳定的溅射，又能够得到记录再现性能优异的相变化光记录媒体，且生产率高，而且还提供一种能够简便地、合格率高地制造这种溅射靶的制造方法。
本发明人为了解决上述问题进行深入研究后，结果发现：将氧化物和碳化物的原料粉末混合，将得到的混合粉末在特定的条件下烧结就得到高密度的溅射靶，通过使用这种溅射靶，在进行溅射时，不会产生裂纹和开口，能够进行高速而稳定的溅射，而且能够得到记录再现性能优异的相变化光记录媒体。
本发明就是基于上述研究的结果。即，本发明溅射靶是一种特征为由一种以上选自氧化物的物质和一种以上选自碳化物的物质构成的烧结体组成，适于用作制造相变化光记录媒体的保护层或界面层的溅射靶。而且，在烧结体中碳化物的含量优选为在0.1wt％以上和20wt％以下，烧结体相对密度优选为70％以上。
构成上述烧结体的氧化物优选为一种以上选自Ta、Si、Al、Ti、Nb、Zr、Zn、In和Sn的氧化物，构成上述烧结体的碳化物优选为一种以上选自Si、Ta、Ti、Nb和W的碳化物。另外，当含有两种以上碳化物时，所含碳化物的总量优选是0.1wt％以上20wt％以下。
构成烧结体的碳化物的特别优选是Si碳化物。当碳化物是Si碳化物时，优选为实质上不含除Si以外的其它元素的碳化物。
并且，本发明的溅射靶的特征在于，该溅射靶是含有Ta氧化物和Si碳化物的烧结体，该烧结体中Si碳化物的含量在0.1wt％以上20wt％以下，而且由相对密度70％以上的烧结体构成。在此情况下，上述烧结体优选为实质上不含除Si以外的其它元素的碳化物。
在本发明中，所谓“实质上不含除Si以外的其它元素的碳化物”意味着在X射线衍射峰值分布图中，不能明确地辨认出属于Si以外其它元素的衍射峰。更具体说，比如，在烧结体的X衍射峰值分布图中，除Si以外其它元素的碳化物的衍射峰强度Ic与最大衍射峰的强度是Imax的比值(Ic/Imax)小于0.01。
在本发明中的Ta氧化物和Si碳化物可以分别使用比如Ta2O5和SiC。
本发明溅射靶的制造方法具有将由氧化物和碳化物原料粉末混合得到的混合粉末进行烧结得到烧结体的工序，是由一种以上选自氧化物的物质和一种以上选自碳化物的物质组成的烧结体构成上述溅射靶的制造方法，其特征在于，使用平均粒径为15μm以下的混合粉末作为所述混合粉末，并使上述混合粉末中碳化物的含量在0.1wt％以上20wt％以下，在烧结温度为900℃以上，烧结温度下的保持时间为30分钟以上，并且烧结结束后的降温速度为300℃/hr以下进行烧结。
本发明的溅射靶的制造方法具有将含有Ta氧化物和Si碳化物的混合粉末进行烧结得到烧结体的工序，是由含有Ta氧化物和Si碳化物的烧结体构成溅射靶的制造方法，其特征在于，使用平均粒径为15μm以下的混合粉末作为上述混合粉末，并使上述混合粉末中碳化物的含量为0.1以上20wt％以下，烧结温度在900℃以上，烧结温度下的保持时间为30分钟以上，并且烧结结束后的降温速度在300℃/hr以下进行烧结。烧结温度特别优选为在900℃以上1200℃以下，因为这样能够得到由实质上不含TaC等Ta碳化物的烧结体构成的溅射靶。优选使用热压法，在烧结压力100kg/cm2以上进行烧结，由此能够轻易得到密度更高的烧结体。
附图说明
图1表示用于实施例和比较例的烧结时温度变化和加压变化的曲线图；
图2表示由实施例和比较例制造的相变化光记录媒体I和相变化光记录媒体II结构的剖面图。(a)是相变化光记录媒体I；(b)是相变化光记录媒体II；
图3表示由实施例和比较例制造的相变化光记录媒体进行评价时使用的激光调制花样图；
图4表示在实施例1中制造的相变化光记录媒体I的CNR功率曲线的图。
符号的说明
311、321：基板
312、322：第一保护层
     323：第一界面层
313、324：记录层
     325：第二界面层
314、326：第二保护层
315、327：反射层
316、328：保护涂层
具体实施方式
下面详细地说明本发明。
本发明的溅射靶的特征在于，它是由一种以上选自氧化物的物质和一种以上选自碳化物的物质组成的烧结体构成的，在上述烧结体中碳化物的含量在0.1wt％以上20wt％以下，相对密度在70％以上。
并且，本发明的溅射靶的特征在于，它是含有Ta氧化物和Si碳化物的烧结体，在该烧结体中Si碳化物的含量在0.1wt％以上20wt％以下，且该烧结体的相对密度在70％以上。
如果烧结体中SiC等碳化物的含量超过20wt％，则由溅射得到的膜的透明性差，由于记录再现性能差而不实用，而如果不到0.1wt％，就没有提高记录灵敏度的效果。烧结体中碳化物的含量优选为0.1～15wt％，更优选为0.1～10wt％。由于烧结体的相对密度在70％以上，会急剧减少在溅射时产生裂纹和开口和异常的放电等现象的情况。烧结体的相对密度更优选为80％以上，特别优选为90％以上。
作为构成上述烧结体的氧化物，例如，可以使用一种以上选自Ta、Si、Al、Ti、Nb、Zr、Zn、In和Sn的氧化物，但为了提高使用制得的溅射靶制造的相变化光记录媒体的消去率性能，优选为一种以上选自Ta、Si、Al、Ti和Nb的氧化物。但是，由于SiO2的折光率比较低，在由以SiO2为主要成分的烧结体组成的溅射靶制造相变化光记录媒体时，会有信号强度相对降低的情况。为了提高使用制得的溅射靶制造的相变化光记录媒体的记录灵敏度性能，作为构成上述烧结体的碳化物，优选为一种以上选自Si、Ta、Ti、Nb和W的碳化物。
特别是从提高记录灵敏度性能的观点出发，Si碳化物是最有效的。因此，当碳化物是Si碳化物时，更优选为实质上不含除Si以外的其它元素的碳化物。
由提高相变化光记录媒体的消去率性能和记录灵敏度性能的观点出发，特别优选使用由含有Ta氧化物和Si碳化物的烧结体形成的溅射靶。此时还是优选实质上不含除Si以外的其它元素的碳化物。在使用由含有生成的副产物TaC的烧结体形成的溅射靶的情况下，与由不含TaC副产物的烧结体构成的溅射靶相比，降低了制得的相变化光记录媒体的消去率性能。另外，对于构成烧结体的氧化物，既可以仅使用Ta氧化物，也可以在Ta氧化物中添加其它的氧化物，比如In氧化物或Zr氧化物，这样，就能够提高记录灵敏度性能。作为Ta氧化物、In氧化物、Zr氧化物和Si碳化物，比如，可以分别使用Ta2O6、In2O3、ZrO2、SiC。
如上所述，本发明的溅射靶，由于形成了相变化光记录媒体的保护层和界面层，因此适于用作溅射靶。
下面说明用本发明优选的溅射靶制造的相变化光记录媒体。这样的相变化光记录媒体，是一种在基板上形成包括保护层、记录层的多层膜，利用该记录层的结晶相和无定形相之间的可逆相变化进行信息记录和消去的相变化光记录媒体，在基板上至少具有记录层和保护层，上述记录层能在结晶相和无定形相之间进行可逆相变化，上述保护层由介电材料形成，该介电材料的作用在于，在记录再现过程中发热时对基板进行保护，对记录层进行物理的·化学的保护，使光记录信号增强等。上述保护层多形成于记录层的两侧，也可以只形成于基板和记录层之间，或者只形成于与记录层基板相对的一侧。该保护层可以直接层积在记录层上，但为了承担防止向记录层发生原子扩散和促进记录层的结晶化等功能，也可以在记录层和保护层之间、接着记录层设置薄的界面层。在此情况下，既可以直接在界面层上层积保护层，也可以在其它任何层上进行层积。该界面层，既可以在记录层的两侧的面上形成，也可以只在基板侧的面上或只在与基板相对的一侧的面上形成。而且也可以在记录层的任何一侧的面上使用本发明的溅射靶形成界面层，而在另一面上用其它材料形成界面层。如上所述，界面层，是在记录层的两侧，或者在基板侧或者与基板侧相反的一面上接着记录层而形成的层，具有防止向记录层发生原子扩散，促进记录层的结晶化等机能，其厚度为0.1～20nm，更优选为0.2～10nm，进一步优选为0.2～2.5nm。
作为在这样的相变化光记录媒体上使用的基板，只要满足在使用的激光波长范围内足够透明，满足作为媒体基板的机械性能等性能，就没有特别的限定，可以使用玻璃、聚碳酸酯、非晶聚烯烃等。另外，当用于记录再现的激光不是通过基板，而是由记录层的一侧射入时，基板就不必是透明的，只要能满足作为媒体基板的机械性能等性能就可以了。
在所用激光波长范围内，保护层为透明的膜，除了用本发明的溅射靶形成的膜以外，也可以使用SiN、AlN、SiAlON、ZnS-SiO2等的膜。并且，记录层由GeSbTe系薄膜、InSbTe系薄膜等具有可逆相变化的膜组成。特别是在相变化光记录媒体中，一般具有用于将入射激光反射使其返回到信号检测系统的反射层，而该反射层由Al合金或Ag合金等在所用激光波长范围内具有高反射率的膜构成。
另外，上述保护层，除了具有保护记录层的作用以外，还有提高对入射到记录层上的光的吸收效率的作用，并且，由于上述保护层还具有增加记录前后反射光的变化量的作用，其厚度要在考虑到使用的激光的波长和记录层膜厚的情况下进行最优化设计。并且，在形成这些层之后，根据需要，还可以在这些层上形成由合成树脂制成的保护涂层。
下面举一个例子来更详细地说明本发明的溅射靶的制造方法。例如，将氧化物和碳化物的原料粉末按照预定的组成进行混合，用干法或湿法在球磨机等中进行均匀混合，得到混合粉末。此时，得到的混合粉末中碳化物粉末的含量为0.1～20wt％，更优选为0.1～15wt％，进一步优选为0.1～10wt％。如果碳化物粉末的含量超过20wt％，由于在得到的溅射靶上通过溅射得到的膜的透明性降低，从而降低了记录再现性能导致不能使用，而在0.1wt％以下，就没有提高记录灵敏度的效果。
作为制造在本发明溅射靶中所用的烧结体的原料粉末，所用的氧化物粉末和碳化物粉末没有特别的限制，可以使用市售的粉末，不过为了得到更为均匀的高密度烧结体，得到的混合粉末的平均粒径优选在15μm以下，更优选为平均粒径在10μm以下，进一步优选为平均粒径在5μm以下。
将得到的混合粉末用压力机等进行预成型，在常压烧成炉中进行烧成。而为了提高烧结的密度，优选为将得到的混合粉末填充到石墨模具中，用热压机进行加压烧结。也可以由HIP等压力机形成烧结体。在烧结时，由于降温速度高于300℃/hr时，烧结体会发生裂纹或开口等缺陷，所以应将降温速度控制在300℃/hr以下。降温速度更优选为在200℃/hr以下，进一步优选为在100℃/hr以下。
烧结温度在900℃以上，更优选为在1000℃以上，进一步优选为在1100℃以上。当不到900℃时，难以得到相对密度70％以上的高烧结密度的烧结体，即使在用热压机的情况下，也必须使用非常高的压力，从装置能力来考虑是不实用的。
而在制造含有Ta氧化物和Si碳化物的烧结体的情况下，为了避免在烧结体中产生TaC，烧结温度优选为在900℃以上和1200℃以下。
为了提高烧结密度，在使用热压机时的烧结压力优选为在100kg/cm2以上，更优选为在150kg/cm2以上，进一步优选为在200kg/cm2以上。
保持在烧结温度下的时间优选为在30min以上，更优选为在1hr以上，进一步优选为在2hr以上。
如上所述得到的烧结体，由干法或湿法的机械加工加工成预定的形状，根据需要，可粘结在模具板上来制造本发明的溅射靶，以便更有效地释放出在溅射时产生的热量。
溅射靶的形状可按照使用的溅射装置进行适当的选择，比如一般是直径3～8英寸左右的圆形或者(4～6英寸)×(5～20英寸)左右的方形。而溅射靶的厚度通常为3～20mm左右。
实施例
下面基于实施例详细地说明本发明，但这些实施例不对本发明构成任何限制。
(实施例1)
使用Ta2O5和SiC粉末作为原料粉末。把相对于总量2.5wt％的SiC粉末添加到Ta2O5粉末中，将它们和氧化锆球一起放入树脂制的罐中，在球磨机中进行12hr的混合。把得到的平均粒径1μm的混合粉末填充到热压机的石墨模具中，在纯氩气流下，在1100℃的烧结温度和200kg/cm2的烧结压力的条件下进行热压烧结，得到烧结体。且升温速度为200℃/hr，降温速度为100℃/hr，保持时间是2hr。热压机的温度变化曲线和加压变化曲线如图1所示。得到的烧结体经过机械加工加工成圆板状(直径101.6mm，厚6mm)。粘结在铜制的模具板上制造溅射靶。
在形成保护层时使用上述的溅射靶，制造如图2(a)所示结构的相变化光记录媒体。在用聚碳酸酯制造的盘状基板311上形成间距1.4μm，宽度0.7μm的沟槽，在添加了5vol％氧气的氩气环境(0.45Pa)下，在基板311上使用上述溅射靶，用RF溅射法形成第一保护层膜312(膜厚100nm)。然后使用Ge2Sb2Te5合金靶体，在0.45Pa压力的氩气下用DC溅射法形成记录层膜313(膜厚20nm)。再使用上述溅射靶，在添加5vol％氧气的氩气环境(0.45Pa)下，用RF溅射法形成第二保护层膜314(膜厚20nm)。然后使用含铝3wt％的Cr合金靶体形成反射层315(膜厚100nm)。在其上面形成厚度10μm的紫外线固化树脂保护涂层316，就得到了相变化光记录媒体(在下文中将具有此结构的相变化光记录媒体称为“相变化光记录媒体I”或者“媒体I”)。
在形成界面层的时候使用上述的溅射靶，制造出如图2(b)所示结构的相变化光记录媒体。在用聚碳酸酯制造的盘状基板321上形成间距1.4μm，宽度0.7μm的沟槽，用RF溅射法(氩气气氛，0.45Pa)下，由含有20mol％ZnS的SiO2形成厚度100nm的第一保护层322。在添加了5vol％氧气的氩气环境(0.45Pa)下，在其上面用上述溅射靶，由RF溅射法形成第一界面层膜323(膜厚2nm)。然后使用Ge2Sb2Te5合金靶体，在0.45Pa压力的氩气下用DC溅射法形成记录层膜324(膜厚20nm)。再在添加了5vol％氧气的氩气环境(0.45Pa)下，使用上述溅射靶，由RF溅射法成形成第二界面层膜325(膜厚2nm)。再在其上面用RF溅射法(氩气环境，0.45Pa)，由含有20mol％ZnS的SiO2组成的溅射靶形成厚度20nm的第二保护层326(膜厚20nm)。此后，用含有3wt％铝的Cr合金靶体形成厚度100nm的反射层327。在其上面形成厚度10μm的紫外线固化树脂保护涂层328，就得到了相变化光记录媒体(在下文中将具有此结构的相变化光记录媒体称为“相变化光记录媒体II”或者“媒体II”)。
(实施例2)
除了分别用Al、Zr、Si、Ti、Nb、Zn、In或Sn的氧化物代替Ta2O5以外，用与实施例1相同的方法制造溅射靶(实施例2-1～8)。然后与实施例1一样，使用得到的溅射靶制造相变化光记录媒体I和相变化光记录媒体II。
(实施例3)
除了分别用Ta、Ti、Nb、W、Zr、Hf、Al或Mn的碳化物代替SiC以外，用与实施例1相同的方法制造溅射靶(实施例3-1～8)。然后与实施例1一样，使用得到的溅射靶制造相变化光记录媒体I和相变化光记录媒体II。
(实施例4)
除了使混合粉末中的SiC粉末含量在0.1wt％到20wt％之间变化以外，用与实施例1同样的方法制造溅射靶(实施例4-1～6)。然后与实施例1一样，使用得到的溅射靶制造相变化光记录媒体I和相变化光记录媒体II。
(实施例5)
除了变化混合粉末的平均粒径以外，用与实施例1同样的方法制造溅射靶(实施例5-1～3)。
(实施例6)
除了使降温速度为200℃/hr或300℃/hr之下以外，用与实施例1同样的方法制造溅射靶(实施例6-1、6-2)。
(实施例7)
除了烧结温度为900℃、1200℃或1300℃以外，用与实施例1同样的方法制造溅射靶(实施例7-1～3)。然后与实施例1一样，使用得到的溅射靶制造相变化光记录媒体I和相变化光记录媒体II。
(实施例8)
除了以常压烧结法在烧结温度为900℃、1100℃、1200℃或1300℃下进行烧结以外，用与实施例1同样的方法制造溅射靶(实施例8-1～4)。然后与实施例1一样，使用得到的溅射靶制造相变化光记录媒体I和相变化光记录媒体II。
(实施例9)
除了烧结压力为100kg/cm2或150kg/cm2以外，用与实施例1同样的方法制造溅射靶(实施例9-1、9-2)。
(实施例10)
除了在烧结温度下的保持时间为30min或1hr以外，用与实施例1同样的方法制造溅射靶(实施例10-1、10-2)。
(实施例11)
使用Ta2O5粉末、SiC粉末和In2O3粉末作为原料粉末，在Ta2O5粉末中添加相对于总量2.5wt％的SiC粉末和2.5wt％的In2O3粉末，将它们与氧化锆球一起放入树脂制的罐中，用球磨机进行12hr的混合。使用制得的平均粒径1μm的混合粉末，与实施例一样制造溅射靶，用得到的溅射靶，与实施例1一样制造相变化光记录媒体I和相变化光记录媒体II。
(实施例12)
除了使用ZrO2粉末(2.5wt％)代替In2O3粉末以外，与实施例11同样地制造溅射靶。用得到的溅射靶，与实施例1一样制造相变化光记录媒体I和相变化光记录媒体II。
(比较例1)
除了使用CeN粉末或ZrN粉末代替SiC粉末以外，与实施例1同样地制造溅射靶(比较例1-1、1-2)。用得到的溅射靶，与实施例1一样制造相变化光记录媒体I和相变化光记录媒体II。
(比较例2)
除了混合粉末中SiC的含量为0％或25wt％以外，用与实施例1同样的方法制造溅射靶(比较例2-1、2-1)。用得到的溅射靶，与实施例1一样制造相变化光记录媒体I和相变化光记录媒体II。
(比较例3)
除了使用平均粒径20μm或18μm的混合粉末以外，用与实施例1同样的方法制造溅射靶。
(比较例4)
除了降温速度为400℃/hr以外，用与实施例1同样的方法制造溅射靶。
(比较例5)
除了烧结温度为800℃以外，用与实施例1同样的方法制造溅射靶。
(比较例6)
除了在烧结温度下的保持时间为15min以外，用与实施例1同样的方法制造溅射靶。
在上述实施例1～12和比较例1～6中，一面观察在制造烧结体时产生的裂纹或开口，一面对得到的烧结体进行密度测定和X射线衍射的测量，然后对得到的溅射靶进行成膜评价。
烧结体的密度一般由阿基米德法测定，算出相对密度。此时，烧结体的理论密度是以烧结前混合粉末中氧化物和碳化物的密度，按照混合粉末的重量组成进行加权平均得到的值，用此值算出相对密度。烧结体的理论密度也可以假定烧结体为结晶相，通过X射线衍射测量鉴定，计算出此烧结体的组成。而由X射线衍射测定的结晶相在烧结体中的存在量，例如，也可以假定为由EPMA测定的烧结体中各原子的存在比计算出的值，从而计算出烧结体的理论密度。
X射线衍射测量，可采取一部分制得的烧结体，由X射线衍射仪在以下的条件下进行测量。X射线：Cukα射线；功率：50KV-200mA；2θ扫描速度：4°/min；2θ扫描范围：10～100°；狭缝系统(DS-SS-RS)：0.5°-0.5°-0.15mm。
溅射放电试验，由RF磁力溅射装置，在0.4Pa的氩气压力和输入功率300W的条件下进行，观察在溅射靶上是否产生裂纹或开口和异常放电。
在初始化装置中，对实施例1～4、6、7、11、12和比较例1、2中制造的相变化光记录媒体I和相变化光记录媒体II进行记录层的初始结晶化。
然后在记录层已经结晶化区域的音轨上，以6m/sec的线速度记录长度6μm的无定形标记(记录间距：1.2μm，λ：685nm，NA＝0.55)。在进行此记录时，使用如图3所示的附加Off脉冲(off pulse)的激光调制花样，使Off脉冲功率(Poff)和前导功率(Pr)为1mW，峰值功率宽度为50ns，Off脉冲宽度为33ns。记录当偏置功率(Pb)为5mW时使峰值功率(Pp)改变的无定形标记，以CNR最大时的Pp作为最佳Pp(Pp0)。然后记录Pb＝5mW，Pp＝Pp0时的无定形标记，通过用各种功率的激光束照射来消去无定形标记。此时，将测得的消去前后的载波电平差作为消去率，将消去率最大时的激光功率作为最佳Pb(Pb0)。然后取Pp为(Pp0-1)mW，Pb为(Pb0-1)mW，记录无定形标记(标记长：0.6μm)，用(Pb0-1)mW的激光进行消去处理。每个声轨进行这样的记录-消去处理20次(在下文中，此工序被称为初始化处理)。
对经过了初始化处理的声轨，取Pb＝Pb0mW，以6m/s的线速度进行无定形标记(标记长：0.6μm)的记录，测量CNR的记录功率(Pp)的相关性(在下文中称为功率曲线)。而对经过初始化处理的音轨，以6m/sec的线速度记录0.6μm长的无定形标记，记录激光的Pr＝1mW、Poff＝1mW、Pp＝Pp0、Pb＝Pb0(记录间距：1.2μm)，以12m/sec的线速度，用各种消去功率消去该记录标记，测量消去处理前后的载波电平差，将其最大值定义为消去率。
图4表示的是用由实施例1得到的溅射靶制成的相变化光记录媒体I的CNR功率曲线。功率曲线与CNR＝30dB相交的交点被定义为各种相变化光记录媒体的记录灵敏度(Pth)。
表1表示对实施例1和实施例2(实施例2-1～8)的溅射靶进行评价的结果。由表1可以清楚地看到，在实施例1和实施例2的各个溅射靶中，都得到70％以上的相对密度，在烧结时和溅射时，都未产生裂纹或开口。也未发生溅射时的异常放电，也没有见到颗粒的产生。而Ta2O5、SiO2、Al2O3、TiO2、Nb2O5的消去率非常好。
表1
表2表示对实施例1、实施例3(实施例3-1～8)、比较例1(比较例1-1、1-2)以及比较例2(比较例2-1)的溅射靶进行评价的结果。由表2可以清楚地看到，在其中各个溅射靶中都得到70％以上的相对密度，而在添加物中使用碳化物的实施例1和实施例3(实施例3-1～8)的溅射靶中，烧结时和溅射时都未产生裂纹或开口，在溅射时也未发生异常放电，也没有见到颗粒的产生。
特别是SiC、TaC、TiC、Nb2C、WC具有既不降低消去率，又能够提高灵敏度的良好结果。与此相反，添加了氮化物的比较例1(比较例1-1、1-2)的溅射靶，在溅射时产生了裂纹和异常放电，记录灵敏度也低，并且，什么也没有添加的比较例2(比较例2-1)，其溅射靶记录灵敏度也很低。
表2
表3表示对实施例1、实施例4(实施例4-1～6)以及比较例2(比较例2-1、2-2)的溅射靶进行评价的结果。可以看出碳化物粉末的含量在20wt％以下时，不会降低消去率，从记录灵敏度Pth看，碳化物粉末的含量为0.1～20wt％时良好，在1～10wt％时特别良好。这样的溅射靶，在烧结时未产生裂纹或开口。并且，在溅射时也未发生异常放电，也没有见到颗粒的产生。
表3
表4表示对实施例1、实施例5(实施例5-1～3)以及比较例3(比较例3-1、3-2)的溅射靶的评价结果。当平均粒径在15μm以下时，可得到足够的烧结密度，在烧结时和在溅射时未产生裂纹和开口。并且，在溅射时也未发生异常放电，也没有见到颗粒的产生。
表4
表5表示对实施例1、实施例6(实施例6-1、6-2)以及比较例4的溅射靶的评价结果。当烧结结束后的降温速度在300℃/hr以下时，在烧结时和在溅射时未产生裂纹和开口。并且，在溅射时也未发生异常放电，也没有见到颗粒的产生。
表5
表6表示实施例1、实施例7(实施例7-1～3)、实施例8(实施例8-1～4)以及比较例5的溅射靶的评价结果。当烧结温度在900℃以上时，就能得到足够的烧结密度，特别是由热加压法可得到更高的相对密度。当烧结温度在900℃以上时，在烧结时和在溅射时未发生裂纹和开口。并且，在溅射时也未发生异常放电，也没有见到颗粒的产生。
另外，无论是在热加压法中，还是在常压烧结法中，在烧结温度1300℃下得到的溅射靶(实施例7-2、实施例8-3)中，X射线衍射的结果都认定有TaC生成，当使用认定有TaC生成的溅射靶制造的相变化光记录媒体时，无论是在相变化光记录媒体I还是在相变化光记录媒体II中，都可以肯定的是，消去率相对降低了。
表6
表7表示实施例1以及实施例9(实施例9-1、9-2)的溅射靶的评价结果。当烧结时的压力在100kg/cm2以上时，就能得到足够的烧结密度，在烧结时和在溅射时未发生裂纹和开口。并且，在溅射时也未发生异常放电，也没有见到颗粒的产生。
表7
表8表示实施例1、实施例10(实施例10-1、10-2)以及比较例6的溅射靶的评价结果。当烧结时的保持时间为0.5hr以上时，就能得到足够的烧结密度，在烧结时和在溅射时未发生裂纹和开口。并且，在溅射时也未发生异常放电，也没有见到颗粒的产生。
表8
表9表示实施例1、实施例11以及实施例12的溅射靶的评价结果。在进行这几个实施例的溅射时，都能够得到足够的烧结密度，在烧结时和在溅射时未发生裂纹和开口。并且，在溅射时也未发生异常放电，也没有见到颗粒的产生。
作为烧结体组成的氧化物，使用由在Ta氧化物中加入了In氧化物或Zr氧化物的烧结体制造的溅射靶得到的相变化光记录媒体，无论是在相变化光记录媒体中I还是在相变化光记录媒体II中，与由只含有Ta氧化物作为氧化物的烧结体得到的相变化光记录媒体相比，都可以肯定地认为进一步提高了记录灵敏度的性能。
表9
如上所述，在基板上形成含有保护层、记录层的多层膜，或者形成含有保护层、界面层、记录层的多层膜，利用此记录层的结晶相和无定形相之间的可逆相变化来进行信息的记录·消去，在这样的相变化光记录媒体中，通过由一种以上选自氧化物的物质和其含量为总量的0.1～20wt％的一种以上选自碳化物物质的材料形成保护层或界面层，就能够得到能以12m/sec以上的线速度擦写的相变化光记录媒体。作为氧化物，优选是一种以上选自Ta、Si、Al、Ti、Nb、Zr、Zn、In和Sn的氧化物，而作为碳化物，优选是一种以上选自Si、Ta、Ti、Nb以及W的碳化物。特别是由含有Ta2O5等Ta氧化物和SiC等Si碳化物，而且Si碳化物含量为0.1～20wt％的材料形成保护层或界面层，就能够得到消去率性能以及记录灵敏度性能都特别优异的相变化光记录媒体。
并且，由除了Ta2O5等Ta氧化物以外，还含有In2O3等In氧化物或ZrO2等Zr氧化物，而且含有0.1～20wt％的SiC等Si碳化物的材料形成的保护层或界面层，能够得到记录灵敏度性能特别优异的相变化光记录媒体。
为了保护记录层、促进记录层结晶、防止向记录层进行原子扩散而形成的层，并不只是单层的保护层，而是形成界面层+保护层，由于它们各自具有相应的机能，因此相变化光记录媒体的设计自由度就能够加大，并能够得到记录再现性能、耐久性和可靠性等方面都更优异的相变化光记录媒体。这样的界面层的厚度，优选为0.1～20nm，更优选为0.2～10nm，特别优选为0.2～2.5nm。
本发明的溅射靶在进行溅射时没有裂纹或开口产生，也不发生异常放电，还能够高速而稳定地成膜，因此，通过使用本发明的溅射靶能以很高的生产率得到记录再现性能优异的相变化光记录媒体。
表1
  试样No.   氧化物   相对密度[％]   消去率(线速度12m/s)  烧结时有无裂纹   溅射时有无裂纹 溅射时有无异常放电
    媒体I[dB]     媒体II[dB]
  实施例1   Ta2O5     88     36     29     无     无     无
  实施例2-1   Al2O3     85     36     29     无     无     无
  实施例2-2   ZrO2     84     30     28     无     无     无
  实施例2-3   SiO2     88     34     28     无     无     无
  实施例2-4   TiO2     85     34     28     无     无     无
  实施例2-5   Nb2O5     88     34     28     无     无     无
  实施例2-6   ZnO     86     30     27     无     无     无
  实施例2-7   In2O3     87     29     26     无     无     无
  实施例2-8   SnO2     87     28     25     无     无     无
表2
  试样No.   添加物   相对密度[％]   记录灵敏度(Pth)媒体I[mW] 消去率(线速度12m/s) 烧结时有无裂纹 溅射时有无裂纹 溅射时有无异常放电
  媒体I[dB]   媒体II[dB]
实施例1   SiC     88     8.5     36     29     无     无     无
实施例3-1   TaC     89     8.6     35     28     无     无     无
实施例3-2   TiC     88     8.8     35     28     无     无     无
实施例3-3   Nb2C     84     9.0     34     27     无     无     无
实施例3-4   WC     83     8.7     35     27     无     无     无
实施例3-5   ZrC     85     10.1     32     25     无     无     无
实施例3-6   HfC     84     10.5     32     25     无     无     无
实施例3-7   Al4C3     84     10.2     29     25     无     无     无
实施例3-8   MnC2     82     10.5     31     26     无     无     无
比较例1-1   CeN     78     12.0     28     22     无     有     有
比较例1-2   ZrN     82     11.5     27     21     无     有     有
比较例2-1   无     90     12.0     36     29     无     无     无
表3
   靶体   SiC添加量Wt％  相对密度[％]   记录灵敏度(Pth)媒体I[mW] 消去率(线速度12m/s) 烧结时有无裂纹 溅射时有无裂纹 溅射时有无异常放电
  媒体I[dB]   媒体II[dB]
比较例2-1     0     90     12.0     36     29     无     无     无
实施例4-1     0.1     94     9.4     36     29     无     无     无
实施例4-2     0.5     90     9.1     36     29     无     无     无
实施例1     2.5     88     8.5     36     29     无     无     无
实施例4-3     5     86     8.3     35     28     无     无     无
实施例4-4     10     82     8.4     35     28     无     无     无
实施例4-5     15     79     9.5     32     26     无     无     无
实施例4-6     20     75     10.0     30     25     无     无     无
比较例2-2     25     68     12.0     24     23     无     无     无
表4
    靶体   平均粒径[μm]   相对密度[％] 烧结时有无裂纹 溅射时有无裂纹 溅射时有无异常放电
    比较例3-1     20     65     有     -     -
    比较例3-2     18     68     无     有     有
    实施例5-1     15     75     无     无     无
    实施例5-2     10     81     无     无     无
    实施例5-3     5     87     无     无     无
    实施例1     1     88     无     无     无
表5
    靶体   降温速度[℃/hr]   相对密度[％] 烧结时有无裂纹 溅射时有无裂纹 溅射时有无异常放电
    实施例1     100     88     无     无     无
    实施例6-1     200     87     无     无     无
    实施例6-2     300     87     无     无     无
    比较例4     400     84     有     -     -
表6
    靶体 烧结方法   烧结温度[℃]   相对密度[％] 烧结时有无裂纹 溅射时有无裂纹 溅射时有无异常放电   TaC相     消去率[dB](线速度12m/s)
  媒体I   媒体II
比较例5 热加压     800     67     无     有     有   无     -     -
实施例7-1 热加压     900     75     无     无     无   无     36     29
实施例1 热加压     1100     88     无     无     无   无     36     29
实施例7-2 热加压     1200     92     无     无     无   无     35     28
实施例7-3 热加压     1300     95     无     无     无   有     31     25
实施例8-1 常压炉     900     71     无     无     无   无     36     29
实施例8-2 常压炉     1100     75     无     无     无   无     36     29
实施例8-3 常压炉     1200     77     无     无     无   无     35     28
实施例8-4 常压炉     1300     78     无     无     无   有     31     25
表7
    靶体     压力[kg/cm2]   相对密度[％] 烧结时有无裂纹 溅射时有无裂纹 溅射时有无异常放电
实施例9-1     100     78     无     无     无
实施例9-2     150     81     无     无     无
实施例1     200     88     无     无     无
表8
    靶体   保持时间[hr]   相对密度[％] 烧结时有无裂纹 溅射时有无裂纹 溅射时有无异常放电
  比较例6     0.25     68     无     有     有
  实施例10-1     0.5     76     无     无     无
  实施例10-2     1     81     无     无     无
  实施例1     2     88     无     无     无
表9
  靶体  氧化物① 氧化物② 碳化物   相对密度[％]  烧结时有无裂纹  溅射时有无裂纹  溅射时有无异常放电   记录灵敏度(Pth)媒体I[mW] 消去率(线速度12m/s)
  媒体I[dB]   媒体I[dB]
实施例1   Ta2O5   -   SiC     88     无     无     无     8.5     36     29
实施例11   Ta2O5   In2O3   SiC     87     无     无     无     7.5     35     29
实施例12   Ta2O5   ZrO2   SiC     87     无     无     无     7.7     35     29

Claims (11)

1.一种溅射靶，其特征为：由一种以上选自氧化物的物质和一种以上选自碳化物的物质组成的烧结体构成，其中所述碳化物的含量为0.1wt％以上20wt％以下，而且所述烧结体的相对密度为70％以上。
2.如权利要求1所述的溅射靶，其特征为：所述构成烧结体的氧化物是一种以上选自Ta、Si、Al、Ti、Nb、Zr、Zn、In以及Sn的氧化物。
3.如权利要求1或2所述的溅射靶，其特征为：所述构成烧结体的碳化物是一种以上选自Si、Ta、Ti、Nb以及W的碳化物。
4.如权利要求1所述的溅射靶，其特征为：所述构成烧结体的碳化物是Si的碳化物。
5.如权利要求2所述的溅射靶，其特征为：所述构成烧结体的碳化物是Si的碳化物。
6.如权利要求4或5所述的溅射靶，其特征为：所述烧结体实质上除Si碳化物以外不含其它元素的碳化物。
7.一种溅射靶，其特征为：它是由含有Ta氧化物和Si碳化物的烧结体构成的，所述烧结体中Si的碳化物的含量为0.1wt％以上20wt％以下，而且所述烧结体的相对密度为70％以上。
8.如权利要求7所述的溅射靶，其特征为：所述烧结体实质上除Si碳化物以外不含其它元素的碳化物。
9.一种溅射靶的制造方法，具有将氧化物和碳化物的原料粉末混合得到的混合粉末进行烧结得到烧结体的工序，构成所述溅射靶的烧结体是由一种以上选自氧化物的物质和一种以上选自碳化物的物质组成，其特征为：使用平均粒径为15μm以下的混合粉末作为所述混合粉末，并使所述混合粉末中碳化物的含量在0.1wt％以上20wt％以下，在烧结温度为900℃以上，烧结温度下的保持时间为30分钟以上，并且烧结结束后的降温速度为300℃/hr以下进行烧结。
10.一种溅射靶的制造方法，具有将含有Ta的氧化物和Si的碳化物的混合粉末进行烧结得到烧结体的工序，所述溅射靶由含有Ta氧化物和Si碳化物的烧结体构成，其特征为：使用平均粒径为15μm以下的混合粉末作为所述混合粉末，并使所述混合粉末中碳化物的含量为0.1～20wt％，烧结温度在900℃以上，烧结温度下的保持时间为30分钟以上，并且烧结结束后的降温速度在300℃/hr以下进行烧结。
11.如权利要求10所述的溅射靶的制造方法，其特征为：在900℃以上1200℃以下的烧结温度下进行烧结。
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