JP2005146419A - 光情報記録媒体用Ａｇ基合金スパッタリングターゲット - Google Patents

Abstract

【課題】 純Agや従来のAg合金に比較して、高熱伝導率・高反射率・高耐久性を有するAg基合金を見出すことにより、高倍速DVDや次世代光ディスクに高い信頼性を付与し得る光情報記録媒体用Ag基合金反射膜または半透過反射膜の成膜に使用されるスパッタリングターゲットを提供する。
【解決手段】 Biを0.05〜4.5％含有するAg基合金、または、Sbを0.005〜0.40％含有し、更に希土類金属元素の少なくとも１種を含有するAg基合金である光情報記録媒体用Ag基合金スパッタリングターゲット。

Description

本発明は、CD（Compact Disc）やDVD（Digital Versatile Disc）等の光情報記録媒体の分野において、高熱伝導率・高反射率・高耐久性を有する光情報記録媒体用反射膜又は半透過反射膜の成膜に使用される光情報記録媒体用スパッタリングターゲットに関するものである。

光情報記録媒体（光ディスク）にはいくつかの種類があり、記録再生方式から（１）読み出し専用型、（２）追記型、（３）書き換え型の三種類に大別される。

まず、（１）の読み出し専用型の光ディスクは、凹凸のピット（記録データ）が形成された透明プラスチック（例えば、ポリカーボネート等）基板上にAl, Ag, Auなどを主成分とする反射膜（金属膜）が積層された構造を有しており、該光ディスクに照射されたレーザー光の反射率差や位相差を検出することによって、記録データの再生を行うものである。この光ディスクには、反射膜が成膜された透明プラスチック基板からなる片面一層タイプや、反射膜が成膜された透明プラスチック基板と半透過反射膜が成膜されたものを接着剤で貼り合わせることで記録容量を倍増させた片面二層タイプなどがあり、かかる方式を採用した光ディスクとしては、CD-ROM、DVD-ROM等が挙げられる。

次に、（２）の追記型の光ディスクは、透明プラスチック基板上に記録膜（有機色素膜）と反射膜（金属膜）が積層された構造を有しており、該光ディスクでは、レーザー光照射により記録膜を発熱・分解させ、グルーブ（基板に予め刻まれている案内溝）を変形させることによってデータを記録し、該記録膜の分解部分の反射率と非分解部分の反射率との差をレーザー光で検出することによってデータの再生を行うものである。この光ディスクでは、一度記録されたデータを書き換えられないこと（一回限りの記録と繰り返し再生）が特徴であり、かかる方式を採用した光ディスクとしては、CD−R、DVD−R、DVD＋R等が挙げられる。

また、（３）の書き換え型の光ディスクは、透明プラスチック基板上に誘電体保護膜／記録膜／誘電体保護膜／反射膜（金属膜）が積層された構造を基本構造としており、レーザー光照射によって生じる記録膜の結晶質−非晶質の可逆的な相変化を利用してデータを記録し、記録したデータの再生は、記録膜の結晶質部分と非晶質部分との反射率差をレーザー光で検出することによって行われる。この光ディスクの特徴は、データを千回から十万回書き換えられること（繰り返しの記録と再生）である。かかる方式の光ディスクとしては、CD−RW、DVD−RAM、DVD−RW、DVD＋RW等が挙げられる。

前述した（１）〜（３）の光ディスクが有する反射膜または半透過反射膜には、熱伝導率、反射率、耐久性の観点から、Au, Al, Ag、あるいはこれらを主成分とする合金が広く使用されている。

これらの中でもAuを主成分とするAu系反射膜は耐久性（化学的安定性と熱的安定性）に優れるため、光ディスクの記録再生特性を経時劣化させにくい。しかしながら、原料費が高価であり、更に次世代の光ディスク（Blu−ray Disc等）で使用される青紫色レーザー（波長：405nm）に対しては、要求される高反射率が得られ難いという問題がある。

Alを主成分とするAl系反射膜は原料費が安価であるため、光ディスクのコストダウンを図ることができ、さらに次世代光ディスクで使用される青紫色レーザーに対して高い反射率が得られるという特徴がある。しかしながら、Au系反射膜に比較すると耐久性が低く、さらに追記型／書き換え型光ディスクの反射膜として用いる際に求められる熱拡散膜としての機能を発揮させるための高い熱伝導率が得られないという問題がある。

Agを主成分とするAg系反射膜は、次世代光ディスクで用いられる青紫色レーザーに対する高反射率、追記型／書き換え型のディスクに求められる高熱伝導率を有していることに加えて、Au系反射膜に比べて原料費が安価であるといった特徴があり、反射膜や半透過反射膜として有望な材料である。しかし、耐久性の点においては、Al系反射膜よりは優れているものの、Au系反射膜に匹敵するほどの高い耐久性は備えておらず、光ディスクの反射膜や半透過反射膜として実用化するには、Agが本来有している高反射率と高熱伝導率を損なうことなく、耐久性を改善する必要がある。

このようなAg系反射膜の耐久性の向上手段については、次のような改善策が報告されている。例えば特許文献１では、AgにAu, Pd, Cu, Rh, Ru, Os, Ir, Ptを添加することにより、また特許文献２では、AgにPd, Cuを添加することにより、それぞれ耐久性（化学的安定性）を向上させている。更に、本発明者らも、特許文献３において、Agに希土類金属元素を添加することによって耐久性（結晶粒成長の抑制などの熱的安定性）を向上させる方法を提案している。

しかし、高倍速記録DVDや次世代光ディスクでは、反射膜に対する要求特性が更に高まっており、今まで以上に高レベルの耐久性、熱伝導率および反射率が求められる。

特に耐久性に関しては、塩素をはじめとするハロゲン元素に対する高い耐食性が要求されている。この要求は、ハロゲン元素を含有する有機色素記録膜、保護膜、接着剤層などと反射膜が直接積層される追記型光ディスクの場合に特に顕著である。また次世代光ディスクは、DVDとは異なって、透明プラスチック基板上にまず反射膜を成膜し、その上に誘電体保護膜／記録膜／誘電体保護膜／を積層成膜する逆積層構造であるため、記録再生特性の劣化を抑えるために反射膜の表面粗度を極めて小さくしなければならず、さらに熱的負荷を受けても表面粗度の安定性を維持し得ることが求められる。

また熱伝導率に関しては、レーザー光照射により記録膜の極微小領域で発生した熱を急速に拡散させる必要があり、反射膜には熱拡散膜としての機能も併せ持たせるため高熱伝導率が要求される。

さらに反射率に関しては、高倍速DVDや次世代光ディスクで使用される青紫色レーザーに対しても高反射率を有することが求められている。

しかしながら、これら全ての要求を満たすAg基合金はまだ見出されておらず、高倍速DVDや次世代光ディスク用として高い信頼性を確保するには、高熱伝導率、高反射率および高耐久性の全ての要求特性を具備するAg基合金が強く求められている。
米国特許第６００７８８９号明細書、クレームなど 特開平６−２０８７３２号公報、特許請求の範囲、[０００８]など 特開２００２−１５４６４号公報、特許請求の範囲など

本発明は以上のような状況に鑑みてなされたもので、その目的は、純Agや従来のAg合金に比較して、高熱伝導率・高反射率・高耐久性を有するAg基合金を見出すことにより、高倍速DVDや次世代光ディスク用として高い信頼性を有する光情報記録媒体用Ag基合金反射膜または半透過反射膜の成膜に使用される光情報記録媒体用Ag基合金スパッタリングターゲットを提供することにある。

上記の課題を解決し得た本発明に係る光情報記録媒体用（光ディスク）用Ag基合金スパッタリングターゲットとは、
（１）Biを0.05〜4.5％（以下、特記しない限り原子％を表す）含有するAg基合金、あるいは、
（２）Sbを0.005〜0.40％含有し、更に希土類金属元素の少なくとも１種を含有するAg基合金、
によって構成されているところに要旨を有する。このような組成のAg基合金スパッタリングターゲットから成膜される反射膜および半透過反射膜は、高反射率・光熱伝導率と共に高耐久性を兼ね備えている。

上記Biを含有するAg基合金としてより好ましいのは、希土類金属元素の少なくとも１種を含有するものである。上記BiあるいはSbを含有するAg基合金のいずれも、上記希土類金属元素として、Ndおよび／またはYを含有するものは、一段と優れた耐久性（特に熱的安定性）を発揮するので好ましい。尚、Ndおよび／またはYは合計で0.1〜2%含有するものであるのが好ましい。

また、上記Ag基合金には、Cu, Au, Rh, Pd, Ptから選ばれる少なくとも１種を含有させることも有効であり、これらの元素を合計で0.1〜3%含有させると、高耐久性、特に優れた化学的安定性に由来して外観変化を抑制し、高反射率を維持することができる。

本発明の光情報記録媒体用Ag基合金スパッタリングターゲットは、光情報記録媒体用反射膜あるいは半透過反射膜の成膜に好適に使用され、これを用いて成膜された反射膜や半透過反射膜は、合金組成と合金元素分布と膜厚の膜面内均一性に優れ、かつ不純物成分の含有量が少ないため、反射膜としての高性能（高熱伝導率、高反射率、高耐久性）が良好に引き出され、高性能かつ信頼性の高い光情報記録媒体の生産が可能となる。また、本発明の光情報記録媒体用Ag基合金スパッタリングターゲットにより製造される光情報記録媒体用Ag基合金反射膜または半透過反射膜は、高熱伝導率・高反射率・高耐久性を有するため、光情報記録媒体（特に高倍速DVDや次世代光ディスク）の記録再生特性と信頼性を格段に高めることが可能となる。したがって、上述の反射膜および半透過反射膜を備える光情報記録媒体は、記録再生特性と信頼性を格段に高めることが可能となる。

本発明者らは、上述した様な課題の下で、高熱伝導率、高反射率ならびに高耐久性を有する光情報記録媒体用Ag基合金反射膜または半透過反射膜が得られるようなAg基合金スパッタリングターゲットを提供すべく鋭意研究を重ねてきた。その結果、Biを0.05〜4.5％含有するAg基合金、または、Sbを0.005〜0.40％含有し、更に希土類金属元素の少なくとも１種を含有するAg基合金スパッタリングターゲットにより成膜されたBiおよび／またはSbを合計で0.005〜0.40％含有するAg基合金反射膜または半透過反射膜は、純Agに匹敵する高反射率、高熱伝導率を有すると共に、純Agを凌駕する高レベルの耐久性を発揮し得ることを見出し、本発明を完成した。以下、本発明について詳細に説明する。

本発明の光情報記録媒体用Ag基合金スパッタリングターゲットは、Biを0.05〜4.5％含有するAg基合金、または、Sbを0.005〜0.40％含有し、更に希土類金属元素の少なくとも１種を含有するAg基合金である。

上記本発明のAg基合金スパッタリングターゲットを用いて成膜された光情報記録媒体用Ag基合金反射膜または半透過反射膜は、必須元素としてBiおよび／またはSbを合計で0.005〜0.40％含むAg基合金からなるものである。このようなAg基合金からなる反射膜または半透過反射膜は、純Agに匹敵する高熱伝導率と高反射率を有するばかりでなく、卓越した耐久性（熱的安定性および化学的安定性）を有している。

通常、スパッタリング法などによって成膜された純Ag薄膜は、多数の結晶欠陥（空孔、転位、粒界など）を含み、この結晶欠陥を介してAg原子が容易に拡散するため、純Ag薄膜を高温高湿環境下で保持すると、Ag原子が各所で拡散・凝集し、表面粗度や結晶粒径が増大する。また、塩素イオンの如きハロゲンイオンを含む環境下においても同様に、Ag原子は容易に拡散・凝集する。こうした凝集に起因する薄膜表面の変化は反射率の低下を引き起こし、光ディスクの記録再生特性を著しく劣化させる。特に、DVD-ROMに使用される極薄の半透過反射膜では、凝集が及ぼす反射率への影響が大きく、光ディスクの再生特性を著しく劣化させる。

上記問題の解決策としては、これまでにもAgの合金化が検討されており、例えば、Agへの貴金属元素（Au、Pd、Ptなど）の添加や、希土類金属元素（Yなど）の添加による合金化が提案されてきた。

しかし、Agに貴金属元素（Au、Pd、Ptなど）を添加して合金化すると、塩素イオン等の影響によるAg原子の凝集は抑制されるものの、高温高湿下での保持によるAg原子の凝集は抑制できない。また、希土類金属元素（Yなど）を添加して合金化する方法では、高温高湿下での保持によるAg原子の凝集は抑制されるものの、塩素イオン等の影響によるAg原子の凝集は抑制できない。即ちいずれの元素群を用いた合金化でも、高温高湿下での保持および塩素イオンの影響の双方に由来するAg原子の凝集を同時に抑制することはできない。

ところが本発明によれば、Biおよび／またはSbを合計で0.005%以上含むAg基合金とすることにより、高温高湿下での保持および塩素イオンの影響によるAg原子の凝集を同時に抑制できるのである。しかも、これらの元素は、その含有量が増加するにつれて、より明確な凝集抑制効果を発揮することが確認された。ただし、Agへの上記の元素の添加は、純Ag薄膜に対して熱伝導率と反射率を低下させる傾向があり、この傾向は上記元素の含有量が増加するにつれて顕著となり、結果としてAg基合金薄膜の熱伝導率と反射率を低下させる。

上記元素の含有量について、次世代光ディスクで使用される青紫色レーザーに対する高反射率を確保するという観点からすると、総含有量の上限を3%まで高めることができる。しかし、総含有量が0.40％を超えると、高倍速DVDや次世代光ディスクの反射膜に求められる高熱伝導率を確保出来なくなるので、高反射率と高熱伝導率の両特性を確保するための要件として、総含有量の上限を0.40％と定めた。一方、総含有量が0.005％未満では、Biおよび／またはSbの添加による凝集抑制効果が有効に発揮されない。好ましくは0.01％以上、0.3％以下、より好ましくは0.05％以上、0.2％以下である。なお、スパッタリングターゲットの製造等を考慮すると、取り扱い性に優れるという観点からはBiを用いるのが好ましい。

尚、本発明では、Biおよび／またはSbを含むAg基合金の耐久性、特に熱的安定性をさらに向上させる目的で、上記元素以外に希土類金属元素を含有させることも有効である。これらの元素は、高温高湿下での保持によるAg原子の凝集をさらに抑制して、耐久性を一段と高める効果を有している。該希土類金属元素としては、Ndおよび／またはYが好ましく、上述のAg基合金に対するこれらの元素の含有量は、Ndおよび／またはYを合計で0.1%以上、2%以下とすることが好ましい。0.1％未満では、上記元素の添加による有効な効果が得られず、含有量が2％を超えると高い熱伝導率が得られないからである。より好ましい含有量の上限は1%であり、さらに好ましく0.5％である。

さらに、Biおよび／またはSbを含むAg基合金の耐久性、特に化学的安定性を向上させる目的で、Cu、Au、Rh、Pd、Ptから選ばれる少なくとも1種を添加してもよい。これらの元素は、塩素イオンの影響によるAg原子の凝集をさらに抑制して、耐久性を一段と高める効果を有しており、こうしたAg原子の凝集抑制効果を有効に発揮させるには、総含有量を0.1％以上、3%以下とすることが好ましい。より好ましい上限は2%である。

また、Ag基合金のさらなる化学的安定性の向上を図るには、上記元素に加えてMg、Ti、Znを添加することも有効である。これらの元素の添加による耐久性向上効果はAu、Rh、Pd、Ptには及ばないものの、原料費が安価であることから、光ディスクのコストダウンを図る上で有益となる。なお、Mg、Ti、Znは、その添加量が多くなると熱伝導率と反射率を低下させるので、これら元素の総含有量の上限は3%とする。尚、上述の合金元素群については、1種の添加でも十分な効果は得られるが、2種以上を組み合わせて添加した場合でも同様の効果が得られることは言うまでもない。ただし、希土類金属元素としてNdおよび／またはYを添加することにより得られる上記効果や、Cu、Au、Rh、Pd、Ptから選ばれる少なくとも１種を添加することにより得られる上記効果は、Biおよび／またはSbを含有するAg基合金に認められる特有の効果であり、例えば、純Agでは同様の効果は認められない。

尚、例えば特開2001-184725号公報にも開示されている如く、AgにAl、Au、Cu、Co、Ni、Ti、V、Mo、Mn、Pt、Si、Nb、Fe、Ta、Hf、Ga、Pd、Bi、In、W、Zrから選ばれた少なくとも一つの元素を0.5〜5%添加することにより耐腐食性の向上を図ったAg合金は知られている。しかし、Al、Au、Cu、Pt、Pdには、Ag薄膜を高温保持したときに生じるAg原子の凝集を抑制する効果がなく、本発明で解決課題として掲げる熱的安定性という観点からの耐久性改善効果は得られない。また、Biを0.5%以上添加することは熱伝導率を低下させるため好ましくなく、本発明からは除外される。また、特開2002-92959号公報には、Agに4〜15質量%のCuと0.5質量%以上のAl、Zn、Cd、Sn、Sb、Irを添加することにより化学的安定性の向上を図ったAg合金が提示されている。しかし、Cu、Al、Zn、Cd、Sn、Irでは、高温下での保持によるAg原子の凝集抑制効果は得られない。また、Sbを0.5質量%（0.44%）以上添加することは、Ag本来の熱伝導率を低下させるため好ましくない。従って、これら公知のAg合金は、その具体的な構成と作用効果において本発明とは明確に区別される。

上記特性を有する光情報記録媒体用Ag基合金反射膜およびAg基合金半透過反射膜は、前述した合金組成のAg基合金を、真空蒸着法やイオンプレーティング法やスパッタリング法などによって基板上に成膜することによって得ることができるが、これらの中でもスパッタリング法によって成膜されたものが推奨される。スパッタリング法により成膜されたAg基合金反射膜とAg基合金半透過反射膜は、他の成膜法により成膜された膜に比較して、合金元素分布や膜厚の膜面内均一性に優れており、反射膜としてより高レベルの特性（高熱伝導率、高反射率、高耐久性）が良好に引き出され、高性能で信頼性の高い光ディスクの生産が可能となるからである。

尚、本発明における光情報記録媒体用Ag基合金反射膜とは、ディスク片面にのみ記録を行う単層記録の反射膜、もしくは多層記録の最上層の反射膜として用いられる薄膜で、透過率はほぼ０％で、反射率はディスクの構成により規定されるがおおよそ45％以上である。またその膜厚は、上述の反射率および透過率を満たす範囲で適宜決定すればよいが、標準的には50〜200nm程度とすればよい。

また、本発明において半透過反射膜とは、ディスク片面に２層以上の多層記録を行う媒体の反射膜として用いられる膜で、透過率・反射率はディスクの構成によって規定されるが、おおよそ60〜72％程度の透過率と18〜30％程度の反射率を有する薄膜を意味する。またその膜厚は、上述の反射率および透過率を満たす範囲で適宜決定すればよいが、標準的には5〜20nm程度とすればよい。

上述の様に、本発明にかかるスパッタリングターゲットを用いて成膜された反射膜および半透過反射膜は、Biおよび／またはSbを0.005〜0.40％含有することを必須とするものであるが、特にBiの含有量が上述の範囲となるような組成の薄膜を得るためには、スパッタリングターゲット中にBiを0.05〜4.5％程度含有させる必要がある。

通常の合金系、例えば、Ag‐Cu合金系、Ag‐貴金属合金系やAg‐希土類金属合金系などの薄膜では、スパッタリングターゲットの組成と薄膜の組成とはほぼ一致する。これに対して、Biを含むAg基合金スパッタリングターゲットを用いて薄膜を成膜した場合、薄膜中のBi量はスパッタリングターゲット中のBi量の数％〜数十％に減少してしまう。

この原因としては、（i）AgとBiの融点の差が大きいため、あるいはAgに比較してBiの蒸気圧が高いため成膜中に基板側からBiが再蒸発する、または、（ii）Agのスパッタ率がBiのスパッタ率に比べて大きいため、Biがスパッタリングされにくい、さらに、（iii）BiがAgに比べて酸化し易いため、スパッタリングターゲット表面でBiのみが酸化されてしまいスパッタリングされない、などが考えられ、これらの理由により、薄膜中のBi量はスパッタリングターゲット中のBi量に比べて減少すると考えられる。

従って、本発明に係るスパッタリングターゲット中のBi含有量は、目的とする反射膜中および半透過反射膜中のBi含有量よりも多くしておく必要があり、例えば、Biを0.005〜0.40％含む反射膜および半透過反射膜を得るためには、膜中に取り込まれないBi量を考慮して、スパッタリングターゲット中のBi含有量を0.05％以上、4.5％以下、好ましくは0.1％以上、3.6％以下とすればよい。

尚、上述の現象はAg‐Sb合金系、Ag‐希土類金属合金系など他のAg基合金では見られない現象であり、これらのAg基合金においては、スパッタリングターゲットとこれを用いて成膜した薄膜の組成はほぼ一致する。したがって、本発明においてもBi以外の元素については、後述の規定を満たす範囲内でそれぞれの元素を含有させたスパッタリングターゲットを製造すればよい。

本発明の光情報記録媒体用Ag基合金スパッタリングターゲットは、溶解・鋳造法や粉末焼結法およびスプレイフォーミング法などいずれの方法でも製造できるが、これらの中でも特に真空溶解・鋳造法によって製造することが推奨される。真空溶解・鋳造法により製造されたAg基合金スパッタリングターゲットは、他の方法で製造されたものに比較して窒素や酸素などの不純物成分の含有量が少なく、このスパッタリングターゲットを用いて成膜された反射膜や半透過反射膜は、反射膜として高特性（高熱伝導率、高反射率、高耐久性）が効果的に引き出され、高性能ならびに信頼性の高い光ディスクの生産が可能となるからである。

本発明の光情報記録媒体用Ag基合金スパッタリングターゲットから成膜されたAg基合金反射膜または半透過反射膜を備えた光情報記録媒体の構成は特に限定されず、光情報記録媒体分野において公知のあらゆる構成を採用することができるが、例えば上述のAg基合金からなる反射膜または半透過反射膜をポリカーボネート等の透明基板の片面に備えた本発明の光情報記録媒体は、高反射率、高熱伝導率および高耐久性を有しているため、読み出し専用型、追記型、書き換え型などの光情報記録媒体に用いることができるのは勿論のこと、高倍速DVDや次世代光ディスクにも好適に用いることができる。

以下、実験例によって本発明をさらに詳述するが、下記実験例は本発明を制限するものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で変更実施することはすべて本発明の技術範囲に包含される。尚、各特性は以下の方法で測定あるいは評価した。

〔Ag基合金薄膜の作製〕
純Agスパッタリングターゲット上に、各種添加元素のチップを配置した複合ターゲットを用いて、DCマグネトロンスパッタリング法によって、ポリカーボネート基板（直径：50mm、厚さ：1mm）上に膜厚100nm（反射膜として）あるいは15nm（半透過反射膜として）の純Ag（試料番号1）、Ag-Bi合金（試料番号2〜5）、Ag-Sb合金（試料番号6〜9）、Ag-Bi-Nd合金（試料番号10〜14）、Ag-Bi-Y合金（試料番号15〜19）、Ag-Sb-Nd合金（試料番号20〜24）、Ag-Sb-Y合金（試料番号25〜29）、Ag-Bi-Cu合金（試料番号30〜34）、Ag-Bi-Au合金（試料番号35〜39）、Ag-Sb-Cu合金（試料番号40〜44）、Ag-Sb-Au合金（試料番号45〜49）、Ag-Bi-Nd-Cu合金（試料番号50）、Ag-Bi-Nd-Au合金（試料番号51）、Ag-Bi-Y-Cu合金（試料番号52）、Ag-Bi-Y-Au合金（試料番号53）、Ag-Sb-Nd-Cu合金（試料番号54）、Ag-Sb-Nd-Au合金（試料番号55）、Ag-Sb-Y-Cu合金（試料番号56）、Ag-Sb-Y-Au合金（試料番号57）Ag-Si合金（試料番号58）、Ag-Sn合金（試料番号59）の薄膜を成膜した。そして、これらのAg基合金薄膜の組成をICP（Inductively Coupled Plasma）質量分析法によって調べた。

次に、作製された各Ag基合金薄膜を用いて、反射膜（膜厚100nm）あるいは半透過反射膜（15nm）としての特性（熱伝導率、反射率、耐久性）を調べた。特に、耐久性のうちの熱的安定性については、高温高湿試験前後の反射率変化と表面粗度（平均粗さ）と結晶粒径等を調べ、また耐久性のうちの化学的安定性については塩水浸漬試験後の外観変化を調べて、各薄膜の耐久性を評価した。

実験例1 〔熱伝導率の測定〕
上述のようにして作製された膜厚100nmの各薄膜の熱伝導率を以下の方法で測定した。HIOKI社製3226ｍΩ Hi TESTERを用いて四探針法によりシート抵抗Rsを、そしてTENCOR INSTRUMENTS社製alpha-step250を用いて膜厚ｔを測定し、電気抵抗率ρ（＝シート抵抗Rs×膜厚ｔ）を算出してから、ヴィーデマン−フランツの法則により絶対温度300K（≒27℃）の熱伝導率κ（＝2.51×絶対温度T／電気抵抗率ρ）を算出した。なお、評価にあたっては、純Ag薄膜が有する熱伝導率：320W／（m・K）の8割以上に相当する256W／（m・K）以上を示すものを高熱伝導率を有すると判定した。結果を表１、２に示す。

表１、２から明らかな様に、純Ag薄膜（試料番号1）、Ag-Si合金（試料番号58）薄膜および本発明の規定要件を満たす試料番号2〜4，6〜8，10〜13，15〜18，20〜23，25〜28，30〜33，35〜38，40〜43，45〜48，50〜57のAg基合金薄膜は、いずれも高熱伝導率を有している。これらに対して、試料番号5，9，14，19，24，29，34，39，44，49のAg基合金薄膜は、合金元素の添加量が多過ぎるために所定の高熱伝導率が得られず、また、Ag-Sn合金（試料番号59）の薄膜でも高熱伝導率は得られていない。なお、RhやPdやPtの添加効果はCuまたはAuの添加効果と同様である。

実験例2 〔反射率の測定〕
上述の様にして作製された膜厚100nmの各薄膜の可視光（波長：400〜800nm）に対する反射率を、日本科学エンジニアリング社製Polar Kerr Scope NEO ARK MODEL BH−810を用いて測定した。なお、高反射率の評価にあたっては、純Ag薄膜の反射率である90.8%（波長405nm）と92.5%（波長650nm）に対して80%以上（波長405nm）と88%以上（波長650nm）を示すものを、高反射率を有すると判定した。ここで、波長405nmは次世代光ディスクで使用されるレーザー光の波長であり、波長650nmはDVDで使用されるレーザー光の波長である。結果を表３、４に示す。

表３、４から明らかな様に、純Ag薄膜（試料番号１）、Ag-Si合金（試料番号58）、Ag-Sn合金（試料番号59）の薄膜および本発明の規定要件を満たす試料番号2〜4，6〜8，10〜13，15〜18，20〜23，25〜28，30〜33，35〜38，40〜43，45〜48，50〜57のAg基合金薄膜は、いずれも高熱反射率を有している。これらに対し、試料番号5，9，14，19，24，29，34，39，44，49のAg基合金薄膜は、合金元素の添加量が多過ぎるため所定の高反射率が得られていない。なお、RhやPdやPtの添加効果はCuまたはAuの添加効果と同様である。

実験例3 〔耐久性試験１：熱的安定性の評価〕
上記実験例２の反射率の測定に用いたものと同じ膜厚100nmの各薄膜に対して高温高湿試験（温度80℃−湿度90％RH−保持時間48時間）を施し、試験後に再び反射率を測定した。評価にあたっては、高温高湿試験前後の反射率変化の絶対値が5%以下（波長405nm）および1%以下（波長650nm）を示すものを高耐久性を有すると判定した。結果を表５、６に示す。

表５，６から明らかな様に、本発明の規定要件を満たす試料番号2〜57のAg基合金薄膜は、いずれも高耐久性を有している。これらに対して、純Ag（試料番号1）、Ag−Si合金（試料番号58）およびAg-Sn合金（試料番号59）の薄膜では所定の高耐久性が得られていない。なお、RhやPdやPtの添加効果はCuまたはAuの添加効果と同様である。

実験例4 〔耐久性試験２：化学的安定性の評価〕
上述の様にして作製された膜厚15nmの各薄膜に対して、塩水浸漬試験（塩水濃度：NaClで0.05mol/l、塩水温度：20℃、浸漬時間：5分間）を行い、試験後の薄膜の外観変化を目視で観察した。評価にあたっては、変色や剥離などの外観変化が認められないものを高耐久性を有すると判定した。結果を表７、８に示す。

表７、８から明らかな様に、本発明の規定要件を満たす試料番号2〜57のAg基合金薄膜は、いずれも高耐久性を有している。これらに対して、純Ag（試料番号１）、Ag−Si合金（試料番号58）およびAg-Sn（試料番号59）の薄膜では、所定の高耐久性が得られていない。なお、RhやPdやPtの添加効果はCuまたはAuの添加効果と同様である。

実験例5 〔耐久性試験３：熱的安定性の評価〕
上述の様にして作製された膜厚100nmの各薄膜について、Digital Instruments社製Nanoscope IIIa走査型プローブ顕微鏡を用いて、原子間力顕微鏡（AFM：Atomic Force Microscope）モードにより表面形態観察と表面粗度（平均粗さ：Ra）測定を行った。そして、AFMモード測定を行った薄膜に対して高温高湿試験（温度80℃−湿度90％RH−保持時間48時間）を行い、試験後に再び表面形態観察と表面粗度（平均粗さ：Ra）測定を行った。評価にあたっては、高温高湿試験前後で、いずれの平均粗さも1nm未満であったものを高耐久性を有すると判定した。結果を表９、１０に示す。

表９、１０から明らかな様に、本発明の規定要件を満たす試料番号2〜57のAg基合金薄膜は、いずれも高耐久性を有している。これに対して、純Ag（試料番号1），Ag−Si合金（試料番号58）およびAg−Sn合金（試料番号59）の薄膜では所定の高耐久性が得られていない。なお、RhやPdやPtの添加効果はCuまたはAuの添加効果と同様である。

上記表１〜１０の結果から明らかな様に、本発明の規定を満たす試料2〜4，6〜8，10〜13，15〜18，20〜23，25〜28，30〜33，35〜38，40〜43，45〜48，50〜57のAg基合金薄膜は、高熱伝導率、高反射率、高耐久性の全てにおいて高性能を有している。特に、Ag-Bi合金（試料番号3）に希土類金属元素としてNdを添加したもの（試料番号10〜14）やYを添加したもの（試料番号15〜19）、またはCuを添加したもの（試料番号30〜34）やAuを添加したもの（試料番号35〜39）はAg−Bi合金（試料番号3）に比べて耐久性が向上している。同様にAg−Sb合金（試料番号7）に希土類金属元素としてNdを添加したもの（試料番号20〜24）やYを添加したもの（試料番号25〜29）、またはCuを添加したもの（試料番号40〜44）やAuを添加したもの（試料番号45〜49）は、Ag−Sb合金（試料番号7）に比べて耐久性が向上している。さらに、Ag-Bi合金（試料番号3）にNdとCuを添加したもの（試料番号50）、NdとAuを添加したもの（試料番号51）、YとCuを添加したもの（試料番号52）、YとAuを添加したもの（試料番号53）は、Ag−Bi合金（試料番号３）に比べて耐久性がより一層向上している。同様に、Ag-Sb合金（試料番号7）にNdとCuを添加したもの（試料番号54）、NdとAuを添加したもの（試料番号55）、YとCuを添加したもの（試料番号56）、YとAuを添加したもの（試料番号57）は、Ag−Sb合金（試料番号7）に比べて耐久性がより一層向上している。

実験例6 〔スパッタリングターゲット中のBi量と薄膜中のBi量との比較〕
スパッタリングターゲット中およびこれを用いて成膜した薄膜中におけるBi含有量を比較するため、表11に示す組成を有するスパッタリングターゲットを用いてAg基合金薄膜を成膜した。得られた薄膜のAg基合金部分10mg以上を試料として用い、これを硝酸：純水＝1：1の溶液に溶かした。その後、この溶液を200℃のホットプレート上で加熱して試料が完全に溶解したことを確認してから、冷却し、ICP質量分析法（セイコーインスツルメント社製SPQ‐8000）によって薄膜中に含まれるBi量を測定した。結果を表１１に示す。

実験番号1は、スパッタリングターゲット中に含まれるBi量が少なすぎたため、得られた薄膜中のBi含有量も不足であった。実験番号2〜4で用いたスパッタリングターゲットは、本発明のBi含有量の規定を満たしていたため、得られた薄膜中にも十分な量のBiが存在していた。実験番号5はスパッタリングターゲット中のBi量が多すぎたため、得られた薄膜中のBi含有量も過剰であった。

Claims (9)

1. Biを0.05〜4.5％（以下、特記しない限り原子％を表す）含有するAg基合金であることを特徴とする光情報記録媒体用Ag基合金スパッタリングターゲット。
2. 上記Ag基合金は、希土類金属元素の少なくとも１種を含有するものである請求項１に記載の光情報記録媒体用Ag基合金スパッタリングターゲット。
3. 上記希土類金属元素は、Ndおよび／またはYである請求項２に記載の光情報記録媒体用Ag基合金スパッタリングターゲット。
4. 上記希土類金属元素としてNdおよび／またはYを合計で0.1〜2%含有するものである請求項３に記載の光情報記録媒体用Ag基合金スパッタリングターゲット。
5. 上記Ag基合金は、Cu,Au,Rh,Pd,Ptから選ばれる少なくとも１種を合計で0.1〜3%含有するものである請求項１〜４のいずれかに記載の光情報記録媒体用Ag基合金スパッタリングターゲット。
6. Sbを0.005〜0.40％含有し、更に希土類金属元素の少なくとも１種を含有するAg基合金であることを特徴とする光情報記録媒体用Ag基合金スパッタリングターゲット。
7. 上記希土類金属元素は、Ndおよび／またはYである請求項６に記載の光情報記録媒体用Ag基合金スパッタリングターゲット。
8. 上記希土類金属元素としてNdおよび／またはYを合計で0.1〜2％含有するものである請求項７に記載の光情報記録媒体用Ag基合金スパッタリングターゲット。
9. 上記Ag基合金は、Cu,Au,Rh,Pd,Ptから選ばれる少なくとも１種を合計で0.1〜3%含有するものである請求項６〜８のいずれかに記載の光情報記録媒体用Ag基合金スパッタリングターゲット。