DE10152889A1

DE10152889A1 - Reflektierende Schicht oder semi-transparente reflektierende Schicht für die Verwendung in optischen Informationsaufzeichnungsmedien, optische Informationsaufzeichnungsmedien und Sputter-Target für die Verwendung in den optischen Informationsaufzeichnungsmedien

Info

Publication number: DE10152889A1
Application number: DE10152889A
Authority: DE
Inventors: Junichi Nakai; Takashi Ohnishi; Hideo Fujii; Katutoshi Takagi
Original assignee: Kobe Steel Ltd
Current assignee: Kobe Steel Ltd
Priority date: 2000-12-26
Filing date: 2001-10-26
Publication date: 2002-07-04
Anticipated expiration: 2021-10-27
Also published as: US6689444B2; CN1361525A; KR100445083B1; CN1186772C; KR20020052927A; US20020150772A1; DE10152889B4; SG116432A1

Abstract

Eine neue reflektierende Schicht oder semi-transparente reflektierende Schicht für die Verwendung in optischen Informationsaufzeichnungsmedien mit unterdrücktem Wachstum von Ag-Kristallkörnern, die ein hohes Reflexionsvermögen und hervorragende struktuelle Stabilität aufweist, umfassend eine auf Ag basierende Legierung, enthaltend von 0,1 bis 3,0% Nd, wird bereitgestellt.

Description

Diese Erfindung betrifft eine reflektierende Schicht oder semi-transparente reflek tierende Schicht für die Verwendung in optischen Informationsaufzeichnungsme dien (reflektierende Schicht für eine optische Diskette oder semi-transparente re flektierende Schicht für eine optische Diskette), in der die Diffusion von Ag unter drückt ist und das Kristallkornwachstum unterdrückt ist, optische Information saufzeichnungsmedien und ein Sputter-Target für die Verwendung in der reflektier enden Schicht der optischen Informationsaufzeichnungsmedien.

Da die reflektierende Schicht oder semi-transparente reflektierende Schicht der vor liegenden Erfindung ein hohes Reflexionsvermögen hat, wird sie geeigneterweise zum Beispiel für optische Disketten zum Nur-Lesen (Beschreiben - Überschreiben unmöglich), wie CD-ROM, DVD-ROM, optische Disketten vom Einmal-Beschreiben- Typ (Aufzeichnen nur einmal und wiederholtes Lesen möglich), wie CD-R oder DVD-R, und optische Disketten vom beschreibbaren Typ (geeignet zum wiederhol ten Aufzeichnen/Lesen), wie CD-RW, DVD-RAM, DVD-RW, DVD+RW und PD, verwendet.

Optische Disketten schließen verschiedene Typen ein, und sie werden im allge meinen in drei Typen, (1) die optische Diskette zum Nur-Lesen, (2) die beschreib bare optische Diskette und (3) die einmal beschreibbare optische Diskette, im Hin blick auf das Beschreibungs-/Lese-Prinzip eingeteilt.

Unter diesen umfaßt die optische Diskette zum Nur-Lesen (1) im wesentlichen eine reflektierende Schicht unter Verwendung von Ag, Al, Au usw. als ein Grundmetall und eine Schutzschicht, z. B. aus einer UV-härtbaren Harzschutzschicht hergestellt, aufeinandergeschichtet auf einem transparenten Kunststoffsubstrat, wie z. B. einem Polycarbonat-Substrat. Die optische Diskette zum Nur-Lesen ist derart angepaßt, daß sie Aufzeichnungsdaten durch Konkav-/Konvex-Vertiefungen bildet, gebildet auf einem transparenten Kunststoffsubstrat, und Daten durch Detektieren der Pha sen-Differenz oder der Reflexions-Differenz eines auf die Diskette eingestrahlten Laserstrahls liest. Zusätzlich zu dem oben beschriebenen Stapelungstyp wird auch eine Diskette, wie sie in Fig. 1 gezeigt ist, verwendet, wobei ein Basismaterial, aus gestattet mit einer semi-transparenten reflektierenden Schicht 2, und ein Basisma terial, ausgestattet mit einer reflektierenden Schicht 4, mittels einer Ad häsionsschicht 3 auf einem transparenten Kunststoffsubstrat 1 befestigt werden und ferner ein transparentes Kunststoffsubstrat 5 darauf laminiert wird. Optische Disketten, die ein solches System zum Nur-Lesen von Daten (Beschreiben - Aufzeichnen unmöglich) übernehmen, können z. B. CD-ROM, DVD-ROM einschließen.

Die obige optische Diskette des beschreibbaren Typs (2) (Phasenwechsel-Typ) ist derart angepaßt, daß sie Daten durch Bilden eines Zwei-Phasen-Zustands aufzeichnet, d. h. eine kristalline Phase und eine amorphe Phase auf einer Aufzeichnungsschicht durch Steuerung der Leistung und der Bestrahlungszeit eines Laserstrahls, und daß die Daten durch Detektieren des Wechsels des Reflexions vermögens beider Phasen durch einen Laser gelesen werden. In diesem Aufzeich nungs-/Lese-System ist wiederholtes Aufzeichnen/Lesen möglich, und Aufzeichnen kann üblicherweise einige tausend- bis einige hunderttausendmal wiederholt aus geführt werden. Die Basisstruktur der beschreibbaren optischen Diskette umfaßt, wie in Fig. 2 gezeigt, verschiedene dünne Filmschichten; d. h. eine dielektrische Schicht 7, eine Aufzeichnungschicht 8, eine dielektrische Schicht 7, eine reflektier ende Schicht 4 und ein transparentes Kunststoffsubstrat 5 werden auf einem trans parenten Kunststoffsubstrat 1 laminiert. Die optische Diskette, die ein solches Sys tem übernimmt, kann z. B. CD-RW, DVD-RAM, DVD-RW und DVD+RW einschließen.

Ferner ist die optische Diskette vom Einmal-Beschreiben-Typ (3) derart angepaßt, daß sie Daten aufzeichnet durch Erhitzen zur Denaturierung eines Farbstoffs auf einer dünnen Aufzeichnungsfilmschicht (Organischer-Farbstoff-Schicht) mittels der Leistung eines Laserstrahls, wobei Rillen (Rillen, die zuvor auf einem Substrat ge bildet wurden) verformt werden, und daß die Daten durch Detektieren der Differenz zwischen dem Reflexionsvermögen an einer denaturierten Zone und dem Reflex ionsvermögen an einer nicht-denaturierten Zone gelesen werden. Fig. 3 zeigt eine Basisstruktur der optischen Diskette vom Einmal-Beschreiben-Typ. In der Figur werden ein transparentes Kunststoffsubstrat 1, eine Organischer-Farbstoff-Schicht 6, eine reflektierende Schicht 4 und ein transparentes Kunststoffsubstrat 5 gezeigt. Das Aufzeichnungs-/Lese-System weist dahingehend ein Merkmal auf, daß einmal aufgezeichnete Daten nicht überschrieben werden können (Aufzeichnen nur einmal und wiederholtes Lesen), und die optische Diskette, die ein solches System übernimmt, kann z. B. CD-R und DVD-R einschließen.

Bei jeder der oben beschriebenen optischen Disketten ist es für das Material der dünnen reflektierenden Schicht erforderlich, daß es hervorragende Eigenschaften wie Reflexionsvermögen, Wärmeleitfähigkeit, Temperaturwechselbeständigkeit und chemische Stabilität (insbesondere Korrosionsbeständigkeit (Oxidationsbeständigkeit)) aufweist und weniger Alterungsverschlechterung in den Aufzeichnungs-/Lese-Eigenschaften verursacht.

Da z. B. die dünne reflektierende Schicht für die Verwendung in der beschreibbaren optischen Diskette (2) auch als eine Wärmediffusionsschicht dient, ist es ferner er forderlich, daß ihre Wärmeleitfähigkeit zusätzlich zu den oben beschriebenen Charakteristika hervorragend ist. Insbesondere beim High-Density-Aufzeichnen ist hohe Wärmeleitfähigkeit der Wärmedissipationsschicht wesentlich im Hinblick auf die Verbesserung der Aufzeichnungsdichte. Jedoch ist bislang kein Material für die Verwendung in der reflektierenden Schicht, das geeignet wäre, derartige geforderte Charakteristika zu befriedigen, zur Verfügung gestellt worden.

Beispielsweise weisen Al-Legierungen, die im allgemeinen als reflektierende Schicht für die Verwendung in den beschreibbaren optischen Disketten verwendet werden, ein relativ hohes Reflexionsvermögen bei der Laser-Wellenlänge, die zum Aufzeichnen/Lesen (780 nm, 650 nm) verwendet wird, und Korrosionsbeständigkeit (chemische Korrosionsbeständigkeit) auf, aber sie sind bis jetzt nicht ausreichend im Hinblick auf das Reflexionsvermögen und haben den Nachteil, daß das Reflex ionsvermögen im Vergleich mit dem des Au- oder Ag-Systems schlecht ist. Ferner bringen sie, wenn sie mit dem Au-System verglichen werden, die Nachteile mit sich, daß die chemische Stabilität schlecht und die Wärmeleitfähigkeit niedrig ist. Insbe sondere bringen sie den Nachteil mit sich, daß sie im Hinblick auf die hohe Wär meleitfähigkeit schlecht sind, die für jede Diskette des beschreibbaren Typs und des Einmal-Beschreiben-Typs erforderlich ist. Entsprechend ist es, wenn Al- Legierungen für die reflektierende Schicht verwendet werden, schwierig, die reflek tierende Schicht mit den erforderlichen Charakteristika zur Verfügung zu stellen, was zu dem Nachteil der Beschränkung der Struktur und des Designs der Diskette führt.

Während im Hinblick auf das oben Gesagte die Verwendung von Au, Ag und Cu als das Material für die reflektierende Schicht anstelle der Al-Legierungen vorgeschla gen worden ist, hat jedes dieser Elemente die folgenden Probleme.

Reines Au oder eine Legierung, die Au als den Hauptinhaltsstoff umfaßt, ist z. B. vorteilhaft im Hinblick auf hervorragende chemische Stabilität, verursacht weniger Alterungsverschlechterung der Aufzeichnung-/Lese-Charakteristika und ist in der Lage, hohes Reflexionsvermögen, hohe Korrosionsbeständigkeit und hohe Wär meleitfähigkeit zur Verfügung zu stellen, aber Au ist extrem teuer und nicht prak tisch. Ferner hat es das Problem, daß kein ausreichendes Reflexionsvermögen für den Laser mit niedrigerer Wellenlänge (z. B. 405 nm), der für Disketten mit noch höherer Aufzeichnungsdichte zukünftig verwendet werden wird, erreicht werden kann.

Während ferner Cu oder eine Legierung, die Cu als den Hauptinhaltsstoff umfaßt, nicht teuer ist, hat dieses die Nachteile der schlechten Korrosionsbeständigkeit (insbesondere Oxidationsbeständigkeit) und des geringen Reflexionsvermögens gegenüber dem Laser mit niedrigerer Wellenlänge, wie demjenigen der Au-Serien. Als ein Ergebnis kann eine auf Cu basierende reflektierende Schicht nicht für Aufzeichnungsmedien mit höherer Dichte verwendet werden.

Während ferner reines Ag oder eine Legierung, die Ag als den Hauptinhaltsstoff umfaßt, ein ausreichend hervorragendes hohes Reflexionsvermögen bei einem praktischen Wellenlängenbereich von 400 bis 800 nm zeigt, hat diese(s) den Nachteil, im Hinblick auf die Korrosionsbeständigkeit und die Alterungsver schlechterungen der Aufzeichnungs-/Lese-Charakteristika schlechter zu sein als die reflektierenden Schichten der Au-Serien. Insbesondere bringt die auf Ag basierende Legierung das Problem mit sich, daß, da Ag leicht diffundiert, strukturelle Veränderungen, wie Kristallwachstum, leicht auftreten, was die Filmeigenschaften verschlechtert.

Auf der anderen Seite verursacht die reflektierende Schicht der optischen Diskette vom Einmal-Beschreiben-Typ (3) auch Probleme, die ähnlich zu den oben beschriebenen der beschreibbaren optischen Diskette (2) sind.

Bei der optischen Diskette des Einmal-Beschreiben-Typs wird im allgemeinen Au oder eine Legierung, die Au als den Hauptinhaltsstoff umfaßt, als das Material für die Verwendung in der reflektierenden Schicht verwendet. Ein solches Material kann ein hohes Reflexionsvermögen von 70% oder mehr bei der Laserwellenlänge, die für das Aufzeichnen/Lesen (780 nm, 650 nm) verwendet wird, erreichen. Al lerdings ist, wie oben beschrieben, Au extrem teuer, was hauptsächlich zum An stieg der Kosten beiträgt.

Im Hinblick auf das oben Gesagte ist vorgeschlagen worden, Ag, Cu oder Al als das Material für die reflektierende Schicht anstelle der oben beschriebenen Materialien zu verwenden. Allerdings bringen das reine Ag oder Legierungen, die reines Cu als den Hauptinhaltsstoff umfassen, den Nachteil mit sich, daß die Korrosions beständigkeit, wie oben beschrieben, schlecht ist.

Ferner bringt reines Al oder eine Legierung, die Al als den Hauptinhaltsstoff umfaßt, daß Problem der schlechten Dauerhaftigkeit mit sich. D. h., wenn reines Al oder eine Legierung, die reines Al als den Hauptinhaltsstoff umfaßt, für die reflektierende Schicht der optischen Diskette verwendet wird, ist es, weil die Diskettencharakteris tika dazu neigen, Alterungsverschlechterungen, wie Verringerung des Reflexions vermögens oder Erhöhen der Fehler aufgrund von Wanderungen oder chemischer Reaktion, zu verursachen, schwierig, das Material für die optische Diskette vom Einmal-Beschreiben-Typ, die hohe Verläßlichkeit erfordert, zu verwenden. Ferner bringt das Al-Material auch das Problem mit sich, daß das Reflexionsvermögen nie drig ist und insbesondere die auf Al basierende Legierungen mit Zusatz von Le gierungselementen ferner geringeres Reflexionsvermögen zeigen, und es ist un möglich, das hohe Reflexionsvermögen von 70% oder mehr in Gegenwart einer Organischer-Farbstoff-Schicht zu erreichen.

Wie oben beschrieben, während es erforderlich ist, daß die reflektierende Schicht für die Verwendung in der optischen Diskette verschiedene Eigenschaften, wie ho hes Reflexionsvermögen, chemische Stabilität (insbesondere Oxidationsbeständig keit), strukturelle Stabilität (strukturelle Stabilität in dem Sinne, daß Diffusion von Ag unterdrückt ist und Wachstum und Kohäsion von Kristallkörnern unterdrückt sind) der Aufzeichnungscharakteristika und reduzierte Kosten, befriedigt, ist bislang zur Erreichung hoch verläßlicher Medien noch keine dünne Metallfilmschicht, die geeignet wäre, alle die erforderlichen Charakteristika zu befriedigen, zur Verfügung gestellt worden. Während Au am hervorragendsten im Hinblick auf das Reflexions vermögen und die chemische Stabilität ist, erhöht es die Kosten und bringt das Problem mit sich, daß das Reflexionsvermögen stark vermindert ist für Laser mit niedrigerer Wellenlänge (Wellenlänge 405 nm), was ein Standard in der nächsten Generation sein wird.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine neue reflektierende Schicht oder semi-transparente reflektierende Schicht für die Verwendung in op tischen Aufzeichnungsmedien, aufweisend ein hohes Reflexionsvermögen sowie mit beschränktem Kristallkornwachstum von Ag und hervorragender struktureller Stabilität, optische Informationsaufzeichnungsmedien und ein Sputter-Target für die Verwendung in den optischen Informationsaufzeichnungsmedien zur Verfügung zu stellen.

Diese Aufgabe wird durch die in den Ansprüchen gekennzeichneten Aus führungsformen gelöst. Insbesondere wird eine reflektierende Schicht oder semi- transparente reflektierende Schicht für die Verwendung in optischen Information saufzeichnungsmedien bereitgestellt, die ein beschränktes Kristallkornwachstum von Ag aufweist und erfindungsgemäß eine auf Ag basierende Legierung umfaßt, welche 0,1 bis 3,0% (bedeutet hier und im folgenden at% bzw. Atom-%) Nd enthält.

Die semi-transparente reflektierende Schicht der vorliegenden Erfindung ist ein Film, der als eine reflektierende Schicht für Medien verwendet wird, die Multis chicht-Aufzeichnen durch zwei oder mehrere Schichten auf einer Seite einer Disk ette ausführen, und bedeutet eine dünne Schicht, die etwa 20 bis 80% Durchläs sigkeit aufweist, wobei die Durchlässigkeit und das Reflexionsvermögen in Ab hängigkeit von der Beschaffenheit der Diskette definiert sind. Ferner ist die reflek tierende Schicht in dieser Erfindung ein dünner Film, der als die reflektierende Schicht für Einschicht-Aufzeichnen auf einer Diskettenoberfläche oder als die re flektierende Schicht in der untersten Schicht für das Multischicht-Aufzeichnen ver wendet wird und eine Durchlässigkeit von etwa 0% und eine Reflexionsvermögen von etwa 70% und mehr aufweist, was in Abhängigkeit von der Beschaffenheit der Diskette definiert ist.

Die reflektierende Schicht oder semi-transparente reflektierende Schicht, die aus einer Ag-Nd-Legierung gebildet wird, kann die Diffusion von Ag unterdrücken und das Kristallkornwachstum unterdrücken und ist als ein Ergebnis hervorragend in der Stabilität der Kristallstruktur, was zu dem praktischen Effekt der Stabilität der Aufzeichnungscharakteristika und somit zur Dauerhaftigkeit führt.

In der oben beschriebenen Ag-Nd-Legierung sind solche bevorzugte Aus führungsformen, die ferner insgesamt von 0,2 bis 5,0% mindestens eines Elements, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Au, Cu, Pd, Mg, Ti und Ta, enthalten, da die Oxidationsbeständigkeit verbessert werden kann. Insbesondere ist eine Ag- Nd-Legierung mit Zusatz von Au, Cu, Pd (vor allem eine Legierung, die durch Zug abe von Cu zur Ag-Nd-Legierung gebildet wird) extrem nützlich, was die Oxida tionsbeständigkeit weiter verbessern kann, während die Minderung des Reflexions vermögens durch Legieren unterdrückt wird.

Die reflektierende Schicht oder semi-transparente reflektierende Schicht für die Verwendung in optischen Informationsaufzeichnungsmedien gemäß dieser Er findung ist anwendbar auf irgendeine der Nur-Lesen-Typ-, der Beschreibbar-Typ- oder der Einmal-Beschreiben-Typ-Disketten und insbesondere kann sie geeigneterweise für optischen Disketten vom Beschreibbar- und Einmal- Beschreiben-Typ verwendet werden.

Ferner sind die optischen Informationsaufzeichnungsmedien, welche die reflektier ende Schicht oder semi-transparente reflektierende Schicht für die Verwendung in den optischen Informationsaufzeichnungsmedien aufweisen, und das Sputter- Target für die Verwendung in den optischen Informationsaufzeichnungsmedien, gebildet durch die auf Ag basierende Legierung, ebenfalls im Umfang dieser Er findung eingeschlossen.

Fig. 1 ist eine schematische Darstellung, die eine Struktur einer optischen Diskette vom Nur-Lesen-Typ im Querschnitt zeigt;

Fig. 2 ist eine schematische Darstellung, die eine Struktur einer optischen Einmal- Beschreiben-Diskette im Querschnitt zeigt;

Fig. 3 eine schematische Darstellung, die eine Basisstruktur einer optischen Disk ette vom beschreibbaren Typ zeigt;

Fig. 4 ist ein Diagramm, das die Korngröße von reinem Ag vor dem Hochtempera tur-hohe-Feuchtigkeit-Test zeigt;

Fig. 5 ist eine fotografische Darstellung, die die Korngröße von reinem Ag nach dem Hochtemperatur-hohe-Feuchtigkeit-Test zeigt;

Fig. 6 ist eine fotografische Darstellung, die die Korngröße von reinem Au vor dem Hochtemperatur-hohe-Feuchtigkeit-Test zeigt;

Fig. 7 ist eine fotografische Darstellung, die die Korngröße von reinem Au nach dem Hochtemperatur-hohe-Feuchtigkeit-Test zeigt;

Fig. 8 ist eine fotografische Darstellung, die die Korngröße von Ag-0,9%Cu-1,0%Au vor dem Hochtemperatur-hohe-Feuchtigkeit-Test zeigt;

Fig. 9 ist eine fotografische Darstellung, die die Korngröße von Ag-0,9%Cu-1,0%Au nach dem Hochtemperatur-hohe-Feuchtigkeit-Test zeigt;

Fig. 10 ist eine fotografische Darstellung, die die Korngröße von Ag-0,5%Nd vor dem Hochtemperatur-hohe-Feuchtigkeit-Test zeigt;

Fig. 11 ist eine fotografische Darstellung, die die Korngröße von Ag-0,5%Nd nach dem Hochtemperatur-hohe-Feuchtigkeit-Test zeigt;

Fig. 12 ist eine fotografische Darstellung, die die Korngröße von Ag-0,5%Nd- 0,9%Cu-1,0%Au vor dem Hochtemperatur-hohe-Feuchtigkeit-Test zeigt;

Fig. 13 ist eine fotografische Darstellung, die die Korngröße von Ag-0,5%Nd- 0,9%Cu-1,0%Au nach dem Hochtemperatur-hohe-Feuchtigkeit-Test zeigt;

Fig. 14 ist ein Diagramm, das die Beziehung zwischen der Umgebungstest-Zeit und der Kristallkorngröße in jedem Typ der Ag-Legierungsdünnfilme bzw. -dünnschichtfilme zeigt;

Fig. 15 ist ein Diagramm, das die Beziehung zwischen der Menge an zugegebenem Element und der Kristallkorngröße in jedem Typ der Ag-Legierungsdünnfilme zeigt; und

Fig. 16 ist ein Diagramm, das die Beziehung zwischen der Menge an zugegebenem Element und dem anfänglichen Reflexionsvermögen in jedem Typ der Ag- Legierungsdünnfilme zeigt.

Da der Rein-Ag-Dünnfilm, der durch ein Filmabscheidungsverfahren wie Sputtern hergestellt wurde, viele Fehler enthält, z. B. Atom-Fehlstellen, und Ag diffundiert, so daß es leicht koaguliert, neigen die Ag-Kristallkörner dazu, unter den Bedingungen eines beschleunigten Tests auf Umwelteinflüsse bzw. eines Umgebungstests zu wachsen. Im Gegensatz dazu wird im Fall des dünnen Rein-Au-Films das Wachstum von Au-Kristallkörnern kaum beobachtet, selbst wenn er dem beschle unigten Umgebungstest in derselben Weise unterworfen wird, und es ist festgestellt worden, daß eine große Differenz in der strukturellen Stabilität zwischen dem Rein- Ag-Dünnfilm und dem Rein-Au-Dünnfilm besteht. Somit führen die vom Wachstum der Kristallkörner begleiteten Veränderungen der Wärmeleitfähigkeit, des Span nungszustands, der Filmstärke und der Natur des Randes des Dünnfilms dazu, daß schließlich die Aufzeichnungs-/Lese-Charakteristika der Medien abgebaut werden.

Im Hinblick auf das oben Gesagte wurden im Rahmen der vorliegenden Erfindung gewissenhafte Untersuchungen zur Bereitstellung einer reflektierenden Schicht oder einer semi-transparenten reflektierenden Schicht (im folgenden manchmal als reflektierende Schicht bezeichnet) für die Verwendung in optischen Information saufzeichnungsmedien mit hervorragender struktureller Stabilität, die in der Lage ist, das Wachstum von Ag-Kristallkörnern zu verhindern, durchgeführt. Insbeson dere wurden dünne Filme bzw. Dünnfilme von auf Ag basierenden Legierungen, die verschiedene Inhaltsstoffzusammensetzungen umfassen, durch das Sputter- Verfahren unter Verwendung von Sputter-Targets auf Ag basierenden Legierung, hergestellt durch Zugabe verschiedener Elemente zu Ag, gebildet, und die Charak teristika als reflektierende Schicht evaluiert. Als ein Ergebnis wurde festgestellt, daß, wenn Nd zu Ag hinzugegeben wird, die Diffusion von Ag unterdrückt werden kann und das Wachstum der Kristallkörner unterdrückt werden kann, so daß eine reflektierende Schicht mit hervorragender struktureller Stabilität erhalten werden kann.

Ferner wurde festgestellt, daß, wenn mindestens ein Element ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Au, Cu, Pd, Mg, Ti und Ta in einer vorherbestimmten Menge zu der Ag-Nd-Legierung hinzugegeben wird (mehr bevorzugt enthaltend mindestens eines von Au, Cu und Pd und weiter bevorzugt enthaltend Cu), die Kor rosionsbeständigkeit (insbesondere die Oxidationsbeständigkeit) verbessert werden kann.

Die Faktoren zum Aufbauen der reflektierenden Schicht für die Verwendung in den optischen Informationsaufzeichnungsmedien gemäß der vorliegenden Erfindung werden nacheinander wie folgt erläutert.

Die erfindungsgemäße reflektierende Schicht ist aufgebaut aus einer auf Ag basier enden Legierung, enthaltend von 0,1 bis 3,0% Nd. D. h., daß das wichtigste Merk mal in dieser Erfindung in dem Auffinden der Tatsache begründet liegt, daß das Kristallkornwachstum von Ag unterdrückt wird und hervorragende Stabilität der Aufzeichnungs-/Lese-Charakteristika bereitgestellt werden kann, um die Dauerhaf tigkeit zu verbessern, wenn Nd in einer Menge von 0,1 bis 3,0% zu der auf Ag basierenden Legierung hinzugegeben wird.

Gemäß dem Ergebnis der Studie wurde festgestellt, daß das Wachstum der Kristallkorngröße aufgrund der Diffusion von Ag durch Zugabe von 0,1% oder mehr Nd zu dem dünnen Ag-Nd-Legierungsfilm in einem beschleunigten Umgebungstest (Temperatur: 80°C, Feuchtigkeit: 90%) unterdrückt wird. 0,3% oder mehr sind bevorzugt.

Allerdings muß im Hinblick auf die Reflexionseigenschaft die obere Grenze mit 3,0% bestimmt werden. Erfindungsgemäß ist es beabsichtigt, einen derartigen Wert der Reflexionseigenschaft zu erreichen, daß das Reflexionsvermögen im wesentli chen identisch ist mit dem des dünnen Rein-Au-Films bei einer Wellenlänge von 650 nm, gebräuchlich in allgemeinen DVDs, und wenn die Zugabemenge des Sel ten-Erden-Elements 3,0% überschreitet, wird die Reflexionseigenschaft beachtlich erniedrigt. 2,0% oder weniger sind weiter bevorzugt. Da ferner die chemische Sta biltät (insbesondere Oxidationsbeständigkeit) ebenfalls innerhalb des oben beschriebenen Bereichs bevorzugt ist verglichen mit reinem Ag, ist festgestellt wor den, daß ein gewünschter dünner Film bzw. Dünnfilm erhalten werden kann.

Entsprechend wird zur Aufrechterhaltung der hohen Reflexionseigenschaft und Kor rosionsbeständigkeit und zur gleichzeitigen Unterdrückung des Wachstums der Ag- Kristallkorngröße die Zugabemenge von Nd bei 0,1% oder mehr (bevorzugt 0,3% oder mehr) und 3,0% oder weniger (bevorzugt 2,0% oder weniger) kontrolliert.

Bevorzugte Ausführungsformen der oben beschriebenen Ag-Nd-Legierung sind sol che, die ferner insgesamt von 0,5 bis 5,0% mindestens eines Elements, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Au, Cu, Pd, Mg, Ti und Ta, enthalten, da die Oxi dationsbeständigkeit weiter verbessert wird. Wie oben beschrieben kann die Oxida tionsbeständigkeit des Dünnfilms aus auf Ag basierender Legierung durch Zugabe von Nd zu Ag im Vergleich mit reinem Ag verbessert werden. Die Zugabe der oben beschriebenen Elemente hat den Vorteil der weiteren Verbesserung der Oxida tionsbeständigkeit, während diese die Verminderung des Reflexionsvermögen ver ursacht durch Legieren unterdrücken. Im allgemeinen wird die Oxidations beständigkeit der optischen Informationsaufzeichnungsmedien auf der Basis der Reduktion des Reflexionsvermögens evaluiert. Wenn die Oxidationsbeständigkeit auf der Basis der Reduktion des Reflexionsvermögens in einem Wellenlängen bereich nahe 780, 650, 405 nm als praktische Laserwellenlängen, die für das op tische Informationsaufzeichnen verwendet werden, evaluiert wurde, wurde fest gestellt, daß die Oxidationsbeständigkeit durch Zugabe von insgesamt 0,5% oder mehr der Elemente verbessert wurde, aber die Oxidationsbeständigkeit wurde ver glichen mit reinem Ag vermindert, wenn die Zugabemenge 5% überstieg. Darüber hinaus wird, während die Wellenlänge des Lasers im Standard der vorhergehenden Generation (CD) 780 nm betrug, erwartet, daß sie 650 nm im jetzigen Standard (DVD) sein wird, und der Laser mit niedrigerer Wellenlänge (z. B. 405 nm) eine Po sition als Standard in der nächsten Generation nach dem Jahr 2002 einnehmen wird.

Der Effekt der Verbesserung der Oxidationsbeständigkeit aufgrund der oben beschriebenen Elemente unterscheidet sich etwas in Abhängigkeit der Art der Ele mente, und es wird empfohlen, die Zugabemenge innerhalb der folgenden Bereiche zu kontrollieren: Cu: 0,2-5,0%, Au: 0,2-5,0%, Pd: 0,2-3,0%, Mg: 0,2-3,0%, Ti: 0,2-3,0%, Ta: 0,2-3,0%. Unter diesen sind Mg, Ti und Ta schlechter im Hinblick auf den verbesserten Effekt der Korrosionsbeständigkeit als Cu, Au und Pd, sie ha ben jedoch den Vorteil der geringeren Kosten. Obwohl Edelmetalle außer Au oder Pd (Ru, Rh, Ir) ebenfalls einen ähnlichen Effekt der Verbesserung der Oxidations beständigkeit aufweisen, sind sie teuer und nicht praktisch. Die Elemente können alleine verwendet werden, oder zwei oder mehr von ihnen können in Kombination verwendet werden.

Die reflektierende Schicht für die Verwendung in den optischen Information saufzeichnungsmedien gemäß dieser Erfindung enthält die oben beschriebenen Inhaltsstoffe und als Rest Ag. Ferner können andere Inhaltsstoffe als die oben beschriebenen ebenfalls hinzugegeben werden in einem Bereich, der den Effekt dieser Erfindung nicht verschlechtert. Beispielsweise können Edelmetalle wie Pt oder andere Übergangselemente unter Ausschluß von Nd mit dem Ziel, eine Eigen schaft wie Verbesserung der Härte zur Verfügung zu stellen, positiv hinzugegeben werden. Ferner können Gas-Inhaltsstoffe wie O und N eingearbeitet werden.

Es ist empfehlenswert, daß die erfindungsgemäße Legierung durch ein Sputter- Verfahren gebildet wird. D. h., daß die Löslichkeitsgrenze der Elemente, die in die ser Erfindung verwendet werden, zu Ag im Gleichgewichtszustand extrem gering ist (Au bildet eine vollständige feste Lösung). Da eine feste Nicht-Gleichgewicht- Lösung durch das dem Sputter-Verfahren inhärente Dampfphasen-Quenchen in dem durch das Sputter-Verfahren gebildeten dünnen Film möglich ist, sind jedoch die legierenden Elemente verglichen mit dem Fall des Bildens des dünnen Films aus auf Ag basierender Legierung mittels anderer Verfahren zum Bilden dünner Filme einförmiger in der Ag-Matrix vorhanden, und als ein Ergebnis wird der Effekt beachtlicher.

Ferner wird beim Sputtern eine auf Ag basierende Legierung, hergestellt durch ein Schmelz- und Gieß-Verfahren oder durch ein Pulver-Sinter-Verfahren (im folgenden als [Target-Material aus auf Ag basierender Legierung hergestellt durch Schmelzen] bezeichnet), bevorzugt als das Sputter-Target-Material verwendet.

Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend unter Bezug auf die Beispiele näher erläutert.

BEISPIELE Beispiel 1

In diesem Beispiel wurde die Veränderung der Kristallkorngröße vor und nach dem Umgebungs-Test durch Verwendung eines Transmissions-Elektronen-Mikroskops (TEM) beobachtet.

Als zu beobachtende Proben wurden Proben, gebildet mit jedem der dünnen Le gierungsfilme von 1500 Å Dicke (reflektierende Schicht), d. h. verschiedene dünne Legierungsfilme aus reinem Ag, reinem Au, Ag-0,9%Cu-1,0%Au, Ag-0,5%Nd, Ag- 0,5%Nd-0,9%Cu-1,0%Au auf einem transparenten Polycarbonat-Substrat (Substratgröße: 50 mm Durchmesser, 1 mm Dicke), unter Verwendung von Gleich strom-Magnetron-Sputtern, verwendet. Die Bedingungen für den Umgebungs-Test waren wie unten gezeigt.
Sputter-Apparat: HSM-552, hergestellt von Shimadzu Corporation
Substrat-Temperatur: 22°C
Ar-Gas-Druck: 2 mTorr
Ar-Gas-Flußgeschwindigkeit: 30 sccm
Hintergrund-Druck: 5×10^-6 Torr
Substrat-Target-Abstand: 55 mm
Filmabscheidungsleistung: 260 W
Substrat-Vorbehandlung: RF-Sputtern (200 W, 5 mTorr, 3 min).

Ferner wurden die Bedingungen für den beschleunigten Umgebungstest festgesetzt auf eine Temperatur von 80°C, eine Feuchtigkeit von 90% R.F. und eine Retention szeit von 48 Stunden. Die Ergebnisse sind in Fig. 4 bis Fig. 13 gezeigt. Fig. 4 ist eine Fotografie, die die Korngröße in reinem Ag vor einem Hochtemperatur-hohe- Feuchtigkeit-Test zeigt. Fig. 5 ist eine Fotografie, die die Korngröße in reinem Ag nach einem Hochtemperatur-hohe-Feuchtigkeit-Test zeigt. Fig. 6 ist eine Fotografie, die die Korngröße in reinem Au vor einem Hochtemperatur-hohe-Feuchtigkeit-Test zeigt. Fig. 7 ist eine Fotografie, die die Korngröße in reinem Au nach einem Ho chtemperatur-hohe-Feuchtigkeit-Test zeigt. Fig. 8 ist eine Fotografie, die die Korn größe in Ag-0,9%Cu-1,0%Au vor dem Hochtemperatur-hohe-Feuchtigkeit-Test zeigt. Fig. 9 ist eine Fotografie, die die Korngröße in Ag-0,9%Cu-1,0%Au nach dem Hochtemperatur-hohe-Feuchtigkeit-Test zeigt. Fig. 10 ist eine Fotografie, die die Korngröße in Ag-0,5%Nd vor dem Hochtemperatur-hohe-Feuchtigkeit-Test zeigt. Fig. 11 ist eine Fotografie, die die Korngröße in Ag-0,5%Nd nach dem Hochtem peratur-hohe-Feuchtigkeit-Test zeigt. Fig. 12 ist eine Fotografie, die die Korngröße in Ag-0,5%Nd-0,9%Cu-1,0%Au vor dem Hochtemperatur-hohe-Feuchtigkeit-Test zeigt. Fig. 13 ist eine Fotografie, die die Korngröße in Ag-0,5%Nd-0,9%Cu-1,0%Au nach dem Hochtemperatur-hohe-Feuchtigkeit-Test zeigt.

Es kann auf den Fotografien gesehen werden, daß eine Veränderung der Kristall korngröße vor und nach dem Umgebungs-Test in dem dünnen Rein-Au-Film kaum beobachtet wurde (Fig. 6 und Fig. 7), während die Kristallkorngröße auf etwa die fünffache Größe in dem dünnen Rein-Ag-Film (Fig. 4 und Fig. 5) und dem dünnen Ag-0,9%Cu-1,0%Au-Film (Fig. 8 und Fig. 9) gewachsen ist. Auf der anderen Seite wurde eine Veränderung der Kristallkorngröße vor und nach dem Test kaum beo bachtet in dem dünnen Ag-0,5%Nd-Film (Fig. 10 und Fig. 11) und in dem dünnen Ag-0,5%Nd-0,9%Cu-1,0%Au-Film (Fig. 12 und Fig. 13), jeder mit Zugabe von Nd zu Ag, und das Kornwachstum des dünnen Ag-basierten Films war beachtlich unter drückt durch Zugabe von Nd.

Beispiel 2

In diesem Beispiel wurde die Korrelation zwischen der Zeit des beschleunigten Um gebungstests und der Kristallkorngröße untersucht.

Verschiedene Proben, gezeigt in Fig. 14, wurden hergestellt in derselben Weise wie in Beispiel 1, und die Kristallkorngröße wurde nach den TEM-Bildern berechnet. Die Ergebnisse sind in Fig. 14 gezeigt.

Unter verschiedenen Legierungen wurde eine Veränderung der Kristallkorngröße kaum beobachtet bei Nd-Zugabe bei Ag-1%Nd, selbst wenn die Retentionszeit erhöht wurde, während die Kristallkorngröße beachtlich erhöht wurde, wenn die Retentionszeit der Ag-Legierung erhöht wurde, zu der ein anderes Element als Nd hinzugefügt wurde. Während die Kristallkorngröße sich mit der Retentionszeit auch in reinem Ag erhöhte, wenn Au, Cu, In, Zn oder Sn zu Ag hinzugegeben wurde, wurde die Kristallkorngröße verglichen zu reinem Ag besonders beachtlich ver größert. Wenn Nd zu den Elementen hinzugegeben wurde (z. B. Ag-1%Nd-1%Cu- 1%Au-Legierung), kann jedoch, weil die Kristallkorngröße kaum beobachtet wurde, gesehen werden, daß der Effekt der Unterdrückung des Anstiegs der Korngröße durch Nd extrem groß ist.

Beispiel 3

In diesem Beispiel wurde die Korrelation zwischen der Zugabemenge des Elements und der Kristallkorngröße vor und nach dem Umgebungstest in jedem der dünnen Filme aus binärer Ag-Legierung untersucht.

Verschiedene Proben, gezeigt in Fig. 15, wurden in derselben Weise wie in Beispiel 1 hergestellt, und die Kristallkorngröße wurde nach den TEM-Bildern berechnet, und die Ergebnisse sind in Fig. 15 gezeigt.

Aus dem Diagramm kann der beachtliche Effekt der Unterdrückung des Anstiegs der Kristallkorngröße für Nd entnommen werden, verglichen mit anderen Elemen ten. Es kann gesehen werden, daß der Effekt durch Zugabe von 0,1% erreicht wer den kann, aber der Effekt ist gesättigt, selbst wenn eine weitere größere Menge zugegeben wird.

Beispiel 4

In diesem Beispiel wurde die Korrelation zwischen der Zugabemenge des Elements und dem anfänglichen Reflexionsvermögen für jeden dünnen Film der binären Ag- Legierung untersucht.

Nach Herstellen der Proben, gebildet mit jedem der dünnen Filme aus binärer Ag- Legierung (reflektierende Schicht) nach derselben Methode wie in Beispiel 1, wurde das Reflexionsvermögen bei einer Meßlaserwellenlänge von 650 nm gemessen. Das Reflexionsvermögen wurde gemessen unter Verwendung eines modifizierten Instruments Modell 1810 (Photometer B) hergestellt von Neoark. Die Ergebnisse sind in Fig. 16 gezeigt.

Wie aus dem Diagramm ersehen werden kann, wurde eine Reduktion des Reflex ionsvermögens bei Zugabe von Au und Cu kaum beobachtet, während die Reflex ion im Verhältnis zu dem Anstieg der Zugabemenge anderer Elemente vermindert wurde. Während das anfängliche Reflexionsvermögen auf demselben Ausmaß basiert wie reines Au (anfängliches Reflexionsvermögen: 85,8%), das gegenwärtig in DVD oder dergleichen verwendet wird, ist es empfehlenswert, die Zugabemenge auf 3,0% oder weniger Nd und die Zugabemenge eines jeden von Ti, Mg und Ta auf 2,0% oder weniger zu kontrollieren.

Beispiel 5

In diesem Beispiel wurde die Korrosionsbeständigkeit in dünnen Ag-Nd-basierten Filmen verschiedener Zusammensetzungen evaluiert. Die Korrosionsbeständigkeit (Oxidationsbeständigkeit) wurde durch Untersuchung der Reduktion des Reflex ionsvermögens vor und nach dem Hochtemperatur-hohe-Feuchtigkeit-Test (Temperatur 80°C, Feuchtigkeit 90% R.F., Retentionszeit 48 h) evaluiert. Insbeson dere wurde das Reflexionsvermögen der reflektierenden Schicht (Laserwellenlänge: 650 nm) für jede Probe nach Beendigung des Hochtemperatur-hohe-Feuchtigkeit- Tests gemessen, und die Differenz des Reflexionsvermögens vor und nach dem Test (d. h. die Reduktion des Reflexionsvermögens nach Beendigung des Tests) wurde berechnet, um die Korrosionsbeständigkeit (Oxidationsbeständigkeit) zu evaluieren. Die Ergebnisse sind in Tabelle 1 gezeigt. Als Bezugsgröße sind die Kor rosionsbeständigkeit von reinem Au und reinem Ag zusammen gezeigt.

Tabelle 1

Die Verminderung des Reflexionsvermögens betrug bis zu -7,0%, und die Korro sionsbeständigkeit war schlecht in reinem Ag, während die Verminderung des Re flexionsvermögens etwa -2,0% betrug und die Korrosionsbeständigkeit verbessert war in der Legierung mit Zugabe von Nd zu Ag. Ferner ist ersichtlich, daß die Kor rosionsbeständigkeit in den Legierungen mit Zugabe von Ti, Mg oder Ta zu Ag-Nd weiter verbessert ist, und die Korrosionsbeständigkeit war in den Legierungen mit Zugabe von Au, Cu oder Pd weiter verbessert.

Da die reflektierende Schicht oder semi-transparente reflektierende Schicht für die Verwendung in den optischen Informationsaufzeichnungsmedien gemäß der vor liegenden Erfindung wie oben beschrieben aufgebaut ist, hat sie ein hohes Reflex ionsvermögen, und die Eigenschaften und die Verläßlichkeit der optischen Informa tionsaufzeichnungsmedien (jeweils vom Lesen-Typ, Einmal-Beschreiben-Typ und Beschreibbaren-Typ optischer Disketten) können außergewöhnlich verbessert wer den, weil der Anstieg der Kristallkorngröße, verursacht durch Diffusion von Ag, un terdrückt ist. Ferner wird das Sputter-Target der vorliegenden Erfindung geeigneterweise verwendet, wenn die reflektierende Schicht oder semi- transparente reflektierende Schicht für die Verwendung in den optischen Informa tionsaufzeichnungsmedien durch Sputtern gebildet wird. Das Sputter-Target ergibt auch die Vorteile, daß die Inhaltsstoffzusammensetzung der so gebildeten reflek tierenden Schicht leicht stabilisiert werden kann und daß eine reflektierende Schicht, die hervorragend in bezug auf verschiedene Eigenschaften wie Adhäsion, strukturelle Stabilität und Korrosionsbeständigkeit (insbesondere Oxidations beständigkeit) ist, effizient erhalten werden kann. Die optischen Information saufzeichnungsmedien gemäß der vorliegenden Erfindung sind insbesondere ver wendbar für optische Informationsaufzeichnungsmedien unter Ausschluß von op tomagnetischen Aufzeichnungsmedien.

Claims

1. Reflektierende Schicht oder semi-transparente reflektierende Schicht für die Verwendung in optischen Informationsaufzeichnungsmedien, umfas send eine auf Ag basierende Legierung, enthaltend von 0,1 bis 3,0% (hier und im folgenden at%) Nd.

2. Schicht nach Anspruch 1, worin die Oxidationsbeständigkeit dadurch ver bessert ist, daß sie zusätzlich insgesamt von 0,2 bis 5,0% mindestens eines Elements, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Au, Cu, Pd, Mg, Ti und Ta, enthält.

3. Schicht nach Anspruch 2, die insgesamt von 0,2 bis 5,0% mindestens eines Elements, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Au, Cu und Pd, enthält.

4. Schicht nach Anspruch 3, die von 0,2 bis 5,0% Cu enthält.

5. Optische Informationsaufzeichnungsmedien mit einer reflektierenden Schicht oder semi-transparenten reflektierenden Schicht, umfassend die in einem der Ansprüche 1 bis 4 definierte auf Ag basierende Legierung.

6. Sputter-Target für die Verwendung in optischen Informationsaufzeich nungsmedien, umfassend eine wie in einem der Ansprüche 1 bis 4 definierte auf Ag basierende Legierung.