JP2006097126A - Sputtering target, method for producing the same, and optical recording medium - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a sputtering target suitable for arbitrarily forming a compositionally and structurally stable film, to provide a method for producing the same, and to provide a high-density optical recording medium using the sputtering target. <P>SOLUTION: There is provided: (1) the sputtering target containing at least one element selected from among BiFeO<SB>3</SB>, Bi<SB>25</SB>FeO<SB>40</SB>, and Bi<SB>36</SB>Fe<SB>2</SB>O<SB>57</SB>as the main component, (2) a sputtering target as described in (1), wherein the atomic ratio of Bi to Fe satisfies the requirements: Bi/Fe≥0.8, (3) the method for producing the above sputtering targets comprising firing Bi<SB>2</SB>O<SB>3</SB>and Fe<SB>2</SB>O<SB>3</SB>powders, and (4) the optical recording medium having a BiFeO film prepared by using the above sputtering target. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、光記録媒体の構成層である酸化物層を製膜するために用いるスパッタリングターゲットとその製造方法に係る。また、そのスパッタリングターゲットを用いて製造した光記録媒体、特に青色レーザ波長領域でも高密度の記録が可能な追記型光記録媒体に関する。   The present invention relates to a sputtering target used for forming an oxide layer which is a constituent layer of an optical recording medium, and a method for manufacturing the sputtering target. The present invention also relates to an optical recording medium manufactured using the sputtering target, and more particularly to a write-once optical recording medium capable of high-density recording even in a blue laser wavelength region.

青色レーザ波長以下で記録再生が可能な追記型光記録媒体を提供するため、超高密度の記録が可能となる青色レーザの開発は急速に進んでおり、それに対応した追記型光記録媒体の開発が行われている。
本出願人は先願(特願2003−110867)において、Bi、Fe、酸素を含む膜を用いた追記型光記録媒体が優れた特性を示すことを開示した。また、この層を形成する方法としてスパッタリング法を用いることも開示した。
スパッタリング法は薄膜の気相形成法の1つとして従来から広く知られており、工業的な薄膜製造にも利用されてきた。スパッタリング法では、目的とする膜の成分と同じ成分のターゲット材を用意し、通常は、このターゲット材にグロー放電で発生させたアルゴンガスイオンを衝突させてターゲット材の構成原子を叩き出し、基板上に原子を堆積させることにより成膜が行われる。酸化物は一般に融点が高いため、蒸着法などの方法は好ましくなく、高周波を印加する高周波スパッタリングがよく用いられる。
In order to provide a write-once optical recording medium capable of recording / reproducing at a blue laser wavelength or less, development of a blue laser capable of ultra-high-density recording is progressing rapidly, and development of a write-once optical recording medium corresponding to it. Has been done.
In the prior application (Japanese Patent Application No. 2003-110867), the present applicant has disclosed that a write-once optical recording medium using a film containing Bi, Fe, and oxygen exhibits excellent characteristics. Also disclosed is the use of sputtering as a method of forming this layer.
Sputtering has been widely known as one of thin film vapor forming methods and has been used for industrial thin film production. In the sputtering method, a target material having the same component as that of the target film is prepared. Usually, argon gas ions generated by glow discharge are collided with the target material to strike out the constituent atoms of the target material, and the substrate. Film formation is performed by depositing atoms on the top. Since oxides generally have a high melting point, methods such as vapor deposition are not preferred, and high-frequency sputtering that applies a high frequency is often used.

スパッタリングは製造プロセスで多くの実績がありスループットの点でも有利である。しかし、2種類以上の元素の混合材料からなる膜を製膜する場合、ターゲットの組成と膜の組成が同じにならないことが多いため、ターゲットの組成について検討が必要になる。また、ターゲットを構成する化合物の形態により、膜の構造、性質が異なることが多いため、この点についても検討が必要である。
公知技術としては、例えば特許文献1に、誘電体膜形成用のスパッタリングターゲットとしてBi系の酸化物のターゲットが開示されている。しかし、この文献にはFeを含むターゲットについての記述はない。構成元素の種類が異なれば、上記ターゲットの組成や構成化合物と膜の構造、組成の関係も異なるため、ターゲットの構成を変える必要があり、この文献に開示された知見は本発明の参考にはならない。
また、特許文献2には、BiFe12の薄膜製造用のターゲットの記述がある。しかし、この文献は、磁気光学効果が大きい、いわゆるガーネット構造の薄膜を製造するためのものであり、BiとFeの比が3:5から3.5:4.5となっており、本発明とは異なる。
Sputtering has many achievements in the manufacturing process and is advantageous in terms of throughput. However, when a film made of a mixed material of two or more elements is formed, the composition of the target and the composition of the film are often not the same, and thus the target composition needs to be examined. In addition, since the structure and properties of the film are often different depending on the form of the compound constituting the target, this point needs to be studied.
As a known technique, for example, Patent Document 1 discloses a Bi-based oxide target as a sputtering target for forming a dielectric film. However, this document does not describe a target containing Fe. If the types of constituent elements are different, the composition of the target and the composition of the target compound and the structure of the film and the relationship of the composition are also different, so it is necessary to change the target configuration, and the knowledge disclosed in this document is useful for reference of the present invention. Don't be.
Patent Document 2 describes a target for manufacturing a thin film of Bi 3 Fe 5 O 12 . However, this document is for manufacturing a so-called garnet-structured thin film having a large magneto-optic effect, and the ratio of Bi to Fe is from 3: 5 to 3.5: 4.5. Is different.

特開平11−92922号公報Japanese Patent Laid-Open No. 11-92922 特公平2−42899号公報Japanese Patent Publication No. 2-42899

高密度記録が可能な追記型光記録媒体を実現するには、Bi、Fe、酸素を含み、安定した組成、構造を持つ膜が必要となるが、そのためには適切なスパッタリングターゲットが必要となる。しかし、ターゲットを構成する化合物の形態、構造、不純物などが、形成される膜の組成、結晶性などに影響するため、ターゲットを構成する化合物を、必要な膜の特性に適したものとする必要がある。従って、本発明は、安定した組成、構造を有する膜を任意に形成するのに適したスパッタリングターゲットとその製造方法の提供、及び、そのスパッタリングターゲットを用いた高密度光記録媒体の提供を目的とする。   In order to realize a write-once optical recording medium capable of high-density recording, a film containing Bi, Fe, and oxygen and having a stable composition and structure is required. For this purpose, an appropriate sputtering target is required. . However, since the form, structure, impurities, etc. of the compound constituting the target affect the composition and crystallinity of the film to be formed, it is necessary to make the compound constituting the target suitable for the characteristics of the required film. There is. Accordingly, it is an object of the present invention to provide a sputtering target suitable for arbitrarily forming a film having a stable composition and structure, a method for producing the sputtering target, and a high-density optical recording medium using the sputtering target. To do.

上記課題は次の1)〜9)の発明(以下、本発明1〜9という)によって解決される。
1) BiFeO、Bi25FeO40、Bi36Fe57のうち少なくとも一つを主成分として含むことを特徴とするスパッタリングターゲット。
2) Bi、Fe及び酸素からなることを特徴とする1)記載のスパッタリングターゲット。
3) Bi及び/又はFeを含むことを特徴とする1)又は2)記載のスパッタリングターゲット。
4) BiFeを含まないことを特徴とする1)乃至3)の何れか1項に記載のスパッタリングターゲット。
5) Co、Ca及びCrの含有量が、ICP分析(高周波誘導結合プラズマ発光分光分析)による検出限界以下であることを特徴とする1)乃至4)の何れか1項に記載のスパッタリングターゲット。
6) 充填密度が65〜96%であることを特徴とする1)乃至5)の何れか1項に記載のスパッタリングターゲット。
7) BiとFeの原子比が、Bi/Fe≧0.8の条件を満足することを特徴とする1)乃至6)の何れか1項に記載のスパッタリングターゲット。
8) BiとFeの粉末を焼成することを特徴とする1)乃至7)の何れか1項に記載のスパッタリングターゲットの製造方法。
9) 1)乃至7)の何れか1項に記載のスパッタリングターゲットを用いて製膜したBiFeO膜を有することを特徴とする光記録媒体。
The above problems are solved by the following inventions 1) to 9) (hereinafter referred to as the present inventions 1 to 9).
1) A sputtering target comprising at least one of BiFeO 3 , Bi 25 FeO 40 , and Bi 36 Fe 2 O 57 as a main component.
2) The sputtering target according to 1), comprising Bi, Fe and oxygen.
3) The sputtering target according to 1) or 2), which contains Bi 2 O 3 and / or Fe 2 O 3 .
4) The sputtering target according to any one of 1) to 3), which does not contain Bi 2 Fe 4 O 9 .
5) The sputtering target according to any one of 1) to 4), wherein the contents of Co, Ca, and Cr are below a detection limit by ICP analysis (high frequency inductively coupled plasma emission spectroscopy).
6) The sputtering target according to any one of 1) to 5), wherein a packing density is 65 to 96%.
7) The sputtering target according to any one of 1) to 6), wherein an atomic ratio of Bi and Fe satisfies a condition of Bi / Fe ≧ 0.8.
8) The method for producing a sputtering target according to any one of 1) to 7), wherein a powder of Bi 2 O 3 and Fe 2 O 3 is fired.
9) An optical recording medium comprising a BiFeO film formed using the sputtering target according to any one of 1) to 7).

以下、上記本発明について詳しく説明する。
本発明1は、BiFeO、Bi25FeO40、、Bi36Fe57のうち少なくとも一つを主成分として含むスパッタリングターゲットに関する。前述したように、Bi、Fe、酸素を含む膜を用いた光記録媒体は優れた記録特性を示す。ガーネット構造を有する光磁気記録用のスパッタリングターゲットとしてBi、Fe、酸素を含むものは従来から存在しているが、これらは、ガーネット構造を形成するための組成からみて、本発明における上記化合物を主成分とするものではない。また、Bi、Fe、酸素の3元素のみではガーネット構造はできないため、この組成のターゲットが用いられたことはない。更に、本発明は、光磁気記録媒体ではなく、磁気を用いない光記録媒体(特に高密度記録可能な追記型光記録媒体)の、主にBi、Fe、酸素を含む膜(以下、BiFeO膜という)の形成に用いるスパッタリングターゲットに関するものである。
本発明2は、Bi、Fe、酸素の3元素からなるスパッタリングターゲットに関する。この場合、3元素以外の不純物元素を微量に含んでいてもよいが、膜の特性を損なうような微量元素を含むことは好ましくない。
Hereinafter, the present invention will be described in detail.
The present invention 1 relates to a sputtering target containing at least one of BiFeO 3 , Bi 25 FeO 40, and Bi 36 Fe 2 O 57 as a main component. As described above, an optical recording medium using a film containing Bi, Fe, and oxygen exhibits excellent recording characteristics. As a sputtering target for magneto-optical recording having a garnet structure, those containing Bi, Fe, and oxygen have existed conventionally. However, in view of the composition for forming a garnet structure, these are mainly the above-mentioned compounds in the present invention. It is not an ingredient. Further, since a garnet structure cannot be formed with only three elements of Bi, Fe, and oxygen, a target having this composition has never been used. Furthermore, the present invention is not a magneto-optical recording medium, but an optical recording medium that does not use magnetism (particularly a write-once type optical recording medium capable of high-density recording), which mainly contains Bi, Fe, and oxygen (hereinafter referred to as BiFeO film). It is related with the sputtering target used for formation.
The present invention 2 relates to a sputtering target composed of three elements of Bi, Fe, and oxygen. In this case, an impurity element other than the three elements may be included in a trace amount, but it is not preferable to include a trace element that impairs the characteristics of the film.

本発明のスパッタリングターゲットは、原料の酸化物粉末を混合焼成することにより作成される。Biの酸化物粉末とFeの酸化物粉末から焼成することが可能である。また、主にBi、Fe、酸素の3元素を含む化合物の粉末を作成し、その粉末を焼成することによりターゲットとすることも可能である。焼成法としては、ホットプレス法やHIP法などの加圧加熱焼成法を用いることができる。焼成温度に関しては、ターゲット強度を向上させるためには高温であることが好ましいが、Bi、Fe、酸素の3元素からなる化合物の場合、約800℃以上では相分離、融解などが起こり、均一なターゲットを焼成することが難しくなる。そこで焼成温度は750℃程度を超えないように制御する必要がある。
特に、BiFeO、Bi25FeO40、Bi36Fe57のうち少なくとも一つを主成分として含むターゲットを用いて製膜したBiFeO膜を記録層に用いた光記録媒体は良好な特性を示す。BiFeO、Bi25FeO40、Bi36Fe57の存在はX線回折により確認できる。線源はCuを用い、2θの角度が5から60度まで測定を行う。ここで主成分とは、最も含有率(重量%)が高いことを意味する。通常は、X線回折の結果、最も大きなピークを形成する材料を主成分とみてよいが、含有率の多少とピークの大小が一致しない場合もある。また、BiFeO、Bi25FeO40、Bi36Fe57のうちの2種以上を主成分として含む場合とは、それら2種以上の含有率が同じで、かつ他の成分よりも多い場合である。
The sputtering target of the present invention is prepared by mixing and firing raw material oxide powders. It is possible to fire from Bi oxide powder and Fe oxide powder. It is also possible to prepare a powder of a compound mainly containing three elements of Bi, Fe, and oxygen and to fire the powder to make a target. As the baking method, a pressure heating baking method such as a hot press method or an HIP method can be used. Regarding the firing temperature, it is preferable that the temperature is high in order to improve the target strength. However, in the case of a compound composed of three elements of Bi, Fe, and oxygen, phase separation, melting, etc. occur at about 800 ° C. or more, and it is uniform. It becomes difficult to fire the target. Therefore, it is necessary to control the firing temperature so as not to exceed about 750 ° C.
In particular, an optical recording medium using a BiFeO film formed using a target containing at least one of BiFeO 3 , Bi 25 FeO 40 , and Bi 36 Fe 2 O 57 as a main component as a recording layer exhibits good characteristics. . The presence of BiFeO 3 , Bi 25 FeO 40 , and Bi 36 Fe 2 O 57 can be confirmed by X-ray diffraction. Cu is used as the radiation source, and the angle of 2θ is measured from 5 to 60 degrees. Here, the main component means that the content (% by weight) is the highest. Usually, as a result of X-ray diffraction, the material that forms the largest peak may be regarded as the main component, but the content ratio may not match the magnitude of the peak. In addition, when two or more of BiFeO 3 , Bi 25 FeO 40 , Bi 36 Fe 2 O 57 are contained as the main component, the content of these two or more is the same and more than other components It is.

本発明3は、更にBi及び/又はFeを含むスパッタリングターゲットに関する。これらのターゲットを用いて製膜したBiFeO膜を記録層に用いた光記録媒体は良好な特性を示す。Bi及び/又はFeの存在はX線回折により確認できる。線源はCuを用い、2θの角度が5から60度まで測定を行う。
本発明4は、更にBiFeを含まないスパッタリングターゲットに関する。Biの含有率が高くなるに従って、BiFeの含有量は減少していく傾向にある。BiFeの有無の確認はX線回折法により行う。線源はCuを用い、2θの角度が5から60度まで測定を行う。X線回折法によりBiFeの存在が確認されたターゲットを用いて製膜したBiFeO膜を記録層に用いた光記録媒体は、記録特性が充分でなく、高密度記録には適さないことが分った。
The present invention 3 further relates to a sputtering target containing Bi 2 O 3 and / or Fe 2 O 3 . An optical recording medium using a BiFeO film formed by using these targets as a recording layer exhibits good characteristics. The presence of Bi 2 O 3 and / or Fe 2 O 3 can be confirmed by X-ray diffraction. Cu is used as the radiation source, and the angle of 2θ is measured from 5 to 60 degrees.
The present invention 4 further relates to a sputtering target that does not contain Bi 2 Fe 4 O 9 . As the Bi content increases, the Bi 2 Fe 4 O 9 content tends to decrease. The presence or absence of Bi 2 Fe 4 O 9 is confirmed by an X-ray diffraction method. Cu is used as the radiation source, and the angle of 2θ is measured from 5 to 60 degrees. An optical recording medium using as a recording layer a BiFeO film formed using a target in which the presence of Bi 2 Fe 4 O 9 is confirmed by X-ray diffraction method has insufficient recording characteristics and is suitable for high-density recording. I found that there was nothing.

本発明5は、更にCo、Ca及びCrの含有量が検出限界以下であるスパッタリングターゲットに関する。不純物を含むターゲットを用いた場合、製膜された膜にも不純物元素が含まれることになる。光記録は、照射光を記録層に吸収させることにより記録層の温度を上昇させ、物理的又は化学的変化を起こさせて記録を行っている。物理的又は化学的変化とは結晶化などの変化を指すが、記録層に用いる膜が不純物を含むと、結晶化温度が変化したり結晶化時の結晶の大きさが異なったりするため好ましくない。
不純物の検出には、ICP分析(高周波誘導結合プラズマ発光分光分析)による組成の定量分析を用いる。この分析法は微量な元素分析に適した方法であるが、この分析法によってもなお検出限界以下であることが好ましい。
The present invention 5 further relates to a sputtering target in which the contents of Co, Ca, and Cr are below the detection limit. In the case where a target including impurities is used, an impurity element is also included in the formed film. In optical recording, irradiation light is absorbed by a recording layer to raise the temperature of the recording layer and cause a physical or chemical change to perform recording. A physical or chemical change refers to a change such as crystallization, but if the film used for the recording layer contains impurities, it is not preferable because the crystallization temperature changes or the crystal size during crystallization changes. .
For the detection of impurities, quantitative analysis of the composition by ICP analysis (high frequency inductively coupled plasma emission spectroscopy) is used. Although this analysis method is suitable for trace elemental analysis, it is preferable that this analysis method still be below the detection limit.

本発明6は、更に充填密度が65〜96%であるスパッタリングターゲットに関する。ターゲットの充填密度が高くなるとターゲットの強度が高くなり、元素の密度が高いので製膜時間は短くなる傾向があるが、ターゲットと膜の組成の違いは大きくなる傾向がある。ターゲットの密度を低くすることによりターゲットと膜の組成を近づけることが可能となる場合も多いが、密度を低くすると製膜速度が遅くなるだけでなく、ターゲット自体が脆くなり製膜中に破壊するなどの問題が多く生じる。なお、ここでいう充填密度とは、ターゲットの体積を100%目的の物質で占めたときの重量を計算で求め、実際作製したターゲットの重量との比較で密度として求めたものである。
表1に、直径76.2mm、厚さ4mmのBi10FeOxのターゲットを製膜に用いた場合の、ターゲットの充填密度と、製膜時又は製膜後のターゲットの状態、或いは製膜された媒体の記録特性を示した。充填密度50%以下では、焼成してもターゲットの成型ができず、ターゲットとしての形をなさない。61%では、成型はできたが、脆いため、100Wの印加電力で直ぐに破損し易い。98%では密度が高すぎて硬いため破損し易かった。これに対し65〜96%では問題なく成型でき記録特性も良好であった。61%、98%でも製膜時に破損しない条件で製膜することにより、記録特性自体は良好であった。以上の結果から分るように、充填密度65〜96%が好ましい範囲である。

Figure 2006097126
The present invention 6 further relates to a sputtering target having a packing density of 65 to 96%. When the packing density of the target is increased, the strength of the target is increased, and since the element density is high, the film forming time tends to be shortened, but the difference between the composition of the target and the film tends to be large. In many cases, it is possible to make the composition of the target and the film closer by lowering the density of the target. However, lowering the density not only slows the film forming speed but also makes the target itself brittle and breaks during film formation. Many problems occur. Here, the packing density is a value obtained by calculating the weight when the target volume is 100% occupied by the target substance and comparing it with the weight of the actually produced target.
Table 1 shows the packing density of the target when a Bi 10 Fe 5 Ox target having a diameter of 76.2 mm and a thickness of 4 mm is used for film formation, the state of the target during film formation or after film formation, or film formation The recording characteristics of the finished media are shown. If the packing density is 50% or less, the target cannot be molded even if it is fired, and the target is not formed. At 61%, molding was possible, but because it was brittle, it was easily damaged by an applied power of 100 W. At 98%, the density was too high and hard, so it was easily damaged. On the other hand, 65 to 96% could be molded without any problem and the recording characteristics were good. Even when 61% and 98% were formed under the condition that the film was not damaged during the film formation, the recording characteristics were good. As can be seen from the above results, a packing density of 65 to 96% is a preferred range.
Figure 2006097126

本発明7は、更に、BiとFeの原子比が、Bi/Fe≧0.8の条件を満足するスパッタリングターゲットに関する。このターゲットを用いて製膜したBiFeO膜を有する光記録媒体は優れた特性を示し、特に高密度記録に適している。Bi/Feの上限は、Bi25FeO40を主成分として含む場合を想定すると理論的に25が最大値になるが、実際には15程度である。
本発明8は、BiとFeの粉末を焼成することにより本発明1〜7のBiFeOターゲットを製造する方法に関する。BiはBiの酸化物としてごく普通に存在するものであり、FeはFeの酸化物としてごく普通に存在するものである。これらの粉末を乾式又は湿式で粉砕し、分級して粒径の揃った粉末にする。次いで混合し加熱加圧成型して形状を整えたのち焼成を行う。焼成は大気中で750℃に保持する。一度焼成したものを再度粉砕し加熱加圧成型を行うという工程を繰り返すことによりターゲットの強度を向上させることも可能である。このようにして焼成したターゲットを金属ボンディング又は樹脂ボンディングにより無酸素銅製のバッキングプレートにボンディングすることにより、スパッタリングターゲットが得られる。
The present invention 7 further relates to a sputtering target in which the atomic ratio of Bi and Fe satisfies the condition of Bi / Fe ≧ 0.8. An optical recording medium having a BiFeO film formed using this target exhibits excellent characteristics and is particularly suitable for high-density recording. Assuming that Bi 25 FeO 40 is included as a main component, the upper limit of Bi / Fe is theoretically about 25, but is actually about 15.
The present invention 8 relates to a method for producing a BiFeO target of the present invention 1-7 by calcining a powder of Bi 2 O 3 and Fe 2 O 3. Bi 2 O 3 exists as an ordinary Bi oxide, and Fe 2 O 3 exists as an ordinary Fe oxide. These powders are pulverized dry or wet and classified into powders having a uniform particle size. Next, the mixture is mixed and heated and pressed to adjust the shape, followed by firing. Firing is maintained at 750 ° C. in the air. It is also possible to improve the strength of the target by repeating the process of once pulverizing the product once fired and performing heat and pressure molding. A sputtering target is obtained by bonding the target thus fired to a backing plate made of oxygen-free copper by metal bonding or resin bonding.

本発明9は、本発明1〜7の何れかのスパッタリングターゲットを用いて製膜したBiFeO膜を有する光記録媒体に関する。ポリカーボネートなどの樹脂基板の上に必要な膜を製膜し光記録媒体とする。樹脂基板にはトラッキングなどの制御を行うための溝やピットを形成しても良い。真空中でアルゴンガスを導入し、高周波電力を印加することによりBiFeO膜を製膜する。他に反射層としての金属膜や特性向上のための保護層などを設けても良い。
以上、本発明について光記録媒体を中心に説明したが、本発明のスパッタリングターゲットの用途は、光記録媒体に限られる訳ではなく、膜の性能さえ適合すれば他の用途に用いることもできる。例えば、磁性材料薄膜の製膜、光制御用アイソレータを作製するための薄膜の製膜、光スイッチ用薄膜の製膜などに用いることが可能である。
製造工程の大まかな流れとしては、原料の秤量、乾式ボールミル混合、ホットプレス、成型加工、ボンディングという工程を用いることが可能である。また、秤量、湿式ボールミル混合、スプレードライヤー、ホットプレス、成型加工、ボンディングという手順を用いることも可能である。
The present invention 9 relates to an optical recording medium having a BiFeO film formed using any one of the sputtering targets of the present invention 1-7. A necessary film is formed on a resin substrate such as polycarbonate to obtain an optical recording medium. A groove or pit for controlling tracking or the like may be formed on the resin substrate. A BiFeO film is formed by introducing argon gas in vacuum and applying high-frequency power. In addition, a metal film as a reflective layer or a protective layer for improving characteristics may be provided.
Although the present invention has been described mainly with respect to the optical recording medium, the application of the sputtering target of the present invention is not limited to the optical recording medium, and can be used for other applications as long as the performance of the film is suitable. For example, it can be used for forming a magnetic material thin film, forming a thin film for producing an optical control isolator, forming a thin film for an optical switch, and the like.
As a rough flow of the manufacturing process, it is possible to use processes of weighing raw materials, mixing with a dry ball mill, hot pressing, molding, and bonding. It is also possible to use procedures such as weighing, wet ball mill mixing, spray dryer, hot pressing, molding, and bonding.

本発明によれば、安定した組成、構造を有する膜を任意に形成するのに適したスパッタリングターゲットとその製造方法、及び、そのターゲットを用いた高密度光記録媒体を提供できる。   According to the present invention, it is possible to provide a sputtering target suitable for arbitrarily forming a film having a stable composition and structure, a manufacturing method thereof, and a high-density optical recording medium using the target.

以下、実施例及び比較例により本発明を更に具体的に説明するが、本発明は、これらの実施例により限定されるものではない。   EXAMPLES Hereinafter, although an Example and a comparative example demonstrate this invention further more concretely, this invention is not limited by these Examples.

実施例1
BiとFeの粉末をBiとFeの原子比が6:5になるように混合し、ボールミルで1時間乾式混合する。この混合粉末を100〜200MPaで加圧成型し、大気中750℃で5時間焼成することによりスパッタリングターゲットを作成した。ターゲットの大きさは、直径152.4φ、厚さ4mmとした。このターゲットを金属ボンディングにより無酸素銅製のバッキングプレートにボンディングし、スパッタリングターゲット1を得た。このターゲットの充填密度は75%であった。
上記スパッタリングターゲットのX線回折パターンを測定した。測定条件は表2に示した通りである。測定結果を図1に示す。
この測定で得られた回折ピークの位置を同定するために検索を行い、既存物質との照合を行った。図1の一番上に示されている(a)がターゲット1の回折パターンであり、その下の(b)はBiFeOの回折ピークが出る位置を既知のデータで示したものである。X線回折には過去に測定されたデータなどから既知物質の回折腺がどこに出てどの程度の強度なのかがデータベース化されており、そのデータと比較することにより測定物質を同定することができる。(b)で示したBiFeOデータと(a)の測定データを比較して検索をした結果、○を付けたピークがBiFeOのピークであるとの結果であった。同様に(c)には、Feの既知データ、(d)には、Biの既知データを示した。同様にBi、Feの同定を行った。最も大きなピークは、BiFeOのピークであり、この化合物が主に存在していることが明らかとなった。
また、上記スパッタリングターゲットについてICP分析を行った。ターゲットの一部を試料として希王水で溶解し、超純水で希釈して測定試料とした。この溶液についてCo、Ca、Crの各元素の分析を行った。その結果、各元素とも検出限界以下で有意な値は得られなかった。

Figure 2006097126
Example 1
Bi 2 O 3 and Fe 2 O 3 powders are mixed so that the atomic ratio of Bi and Fe is 6: 5, and dry-mixed by a ball mill for 1 hour. This mixed powder was pressure-molded at 100 to 200 MPa and fired at 750 ° C. for 5 hours in the air to prepare a sputtering target. The size of the target was 152.4φ in diameter and 4 mm in thickness. This target was bonded to a backing plate made of oxygen-free copper by metal bonding to obtain a sputtering target 1. The packing density of this target was 75%.
The X-ray diffraction pattern of the sputtering target was measured. The measurement conditions are as shown in Table 2. The measurement results are shown in FIG.
A search was performed to identify the position of the diffraction peak obtained by this measurement, and a comparison was made with existing substances. (A) shown at the top of FIG. 1 is the diffraction pattern of the target 1, and (b) below it shows the position where the diffraction peak of BiFeO 3 appears with known data. X-ray diffraction has a database of where diffracted glands of known substances come out and how strong they are based on data measured in the past, and the measured substances can be identified by comparing with the data. . As a result of searching by comparing the BiFeO 3 data shown in (b) with the measured data in (a), the peak marked with a circle was the BiFeO 3 peak. Similarly, (c) shows known data of Fe 2 O 3 and (d) shows known data of Bi 2 O 3 . Similarly, Bi 2 O 3 and Fe 2 O 3 were identified. The largest peak is that of BiFeO 3 , and it was revealed that this compound is mainly present.
Further, ICP analysis was performed on the sputtering target. A part of the target was dissolved in diluted aqua regia as a sample and diluted with ultrapure water to obtain a measurement sample. This solution was analyzed for each element of Co, Ca, and Cr. As a result, no significant value was obtained for each element below the detection limit.
Figure 2006097126

実施例2
実施例1で作成したスパッタリングターゲットを用いて光記録媒体を作製した。
案内溝(溝深さ50nm、トラックピッチ0.44μm)を有するポリカーボネート基板上に、スパッタ法で膜厚15nmのBiFeO薄膜を設け、その上に、スピンコート法で下記〔化1〕で示される色素からなる有機材料薄膜(平均膜厚約30nm)を設け、その上に、スパッタ法で膜厚150nmのAg反射層を設け、更にその上にスピンコート法で紫外線硬化型樹脂からなる膜厚約5μmの保護層を設けて追記型光記録媒体を得た。なお、〔化1〕の色素は、従来のDVD−RやDVD+Rに用いられる材料であり、青色レーザ領域には吸収が殆どない材料である。

Figure 2006097126
上記光記録媒体に対し、パルステック工業(株)製の光ディスク評価装置DDU−1000(波長:405nm、NA:0.65)を用いて、以下の条件で二値記録を行った。
<記録条件>
・変調方式 :8−16変調
・記録線密度 : 1T=0.0917(μm)
最短マーク長3T=0.275(μm)
・記録線速度 : 6.0(m/s)
・波形等化 : ノーマルイコライザ
その結果、図2に示すように、記録パワーが6.1mWで10.2%という良好なジッタ値が得られ、良好な記録特性を実現することができた。 Example 2
An optical recording medium was prepared using the sputtering target prepared in Example 1.
On a polycarbonate substrate having a guide groove (groove depth 50 nm, track pitch 0.44 μm), a BiFeO thin film having a film thickness of 15 nm is provided by sputtering, and a dye represented by the following [Chemical Formula 1] by spin coating. An organic material thin film (average film thickness of about 30 nm) is provided, an Ag reflective layer having a film thickness of 150 nm is formed thereon by sputtering, and a film thickness of about 5 μm made of an ultraviolet curable resin is further formed thereon by spin coating. A write-once type optical recording medium was obtained by providing a protective layer. The dye of [Chemical Formula 1] is a material used for conventional DVD-R and DVD + R, and is a material that hardly absorbs in the blue laser region.
Figure 2006097126
Binary recording was performed on the above optical recording medium under the following conditions using an optical disc evaluation apparatus DDU-1000 (wavelength: 405 nm, NA: 0.65) manufactured by Pulstec Industrial Co., Ltd.
<Recording conditions>
Modulation method: 8-16 modulation Recording linear density: 1T = 0.0917 (μm)
Shortest mark length 3T = 0.275 (μm)
・ Recording linear velocity: 6.0 (m / s)
Waveform equalization: Normal equalizer As a result, as shown in FIG. 2, a good jitter value of 10.2% was obtained at a recording power of 6.1 mW, and good recording characteristics could be realized.

実施例3
BiとFeの粉末をBiとFeの原子比が35:5になるように混合した点以外は、実施例1と同様にしてスパッタリングターゲット2を得た。このターゲットの充填密度は67%であった。
上記スパッタリングターゲットのX線回折パターンを測定した。測定条件は表2に示した通りである。測定結果を図3に示す。
この測定で得られた回折ピークの位置を同定するために検索を行い、既存物質との照合を行った。図3に示したように測定されたパターンのピークは、ほぼBi25FeO40に該当するピークのみということができる。よって、当然、最も大きなピークは、Bi25FeO40のピークであり、この化合物が主に存在していることが明らかとなった。
Example 3
A sputtering target 2 was obtained in the same manner as in Example 1 except that powders of Bi 2 O 3 and Fe 2 O 3 were mixed so that the atomic ratio of Bi and Fe was 35: 5. The packing density of this target was 67%.
The X-ray diffraction pattern of the sputtering target was measured. The measurement conditions are as shown in Table 2. The measurement results are shown in FIG.
A search was performed to identify the position of the diffraction peak obtained by this measurement, and a comparison was made with existing substances. It can be said that the peak of the pattern measured as shown in FIG. 3 is only the peak corresponding to Bi 25 FeO 40 . Therefore, naturally, the largest peak is the peak of Bi 25 FeO 40 , and it was revealed that this compound is mainly present.

実施例4
実施例3で作成したスパッタリングターゲットを用いて光記録媒体を作製した。
案内溝(溝深さ50nm、トラックピッチ0.44μm)を有するポリカーボネート基板上に、スパッタ法で膜厚50nmのZnS−SiO薄膜と膜厚15nmのBiFeO薄膜を順次積層し、その上に、スピンコート法で前記〔化1〕で示される色素からなる有機材料薄膜(平均膜厚約30nm)を設け、その上に、スパッタ法で膜厚150nmのAg反射層を設け、更にその上にスピンコート法で紫外線硬化型樹脂からなる膜厚約5μmの保護層を設けて追記型光記録媒体を得た。なお、〔化1〕の色素は、従来のDVD−RやDVD+Rに用いられる材料であり、青色レーザ領域には吸収が殆どない材料である。
上記光記録媒体に対し、パルステック工業(株)製の光ディスク評価装置DDU−1000(波長:405nm、NA:0.65)を用いて、以下の条件で二値記録を行った。
<記録条件>
・変調方式 : 8−16変調
・記録線密度 : 1T=0.0917(μm)
最短マーク長3T=0.275(μm)
・記録線速度 : 6.0(m/s)
・波形等化 : ノーマルイコライザ
その結果、図4に示すように、記録パワーが7.0mWで8.6%という良好なジッタ値が得られ、良好な記録特性を実現することができた。
また、記録パワーが最適記録パワーを超えた場合でも、記録マーク部の再生信号レベル(RF Level)が大きく変化することがなく、高い変調度と広い記録パワーマージンを有する追記型光記録媒体を実現することができた。
Example 4
An optical recording medium was prepared using the sputtering target prepared in Example 3.
On a polycarbonate substrate having a guide groove (groove depth 50 nm, track pitch 0.44 μm), a ZnS—SiO 2 thin film having a thickness of 50 nm and a BiFeO thin film having a thickness of 15 nm are sequentially laminated by sputtering, and spins are formed thereon. An organic material thin film (average film thickness of about 30 nm) composed of the dye represented by the above [Chemical Formula 1] is provided by a coating method, an Ag reflection layer having a thickness of 150 nm is provided thereon by a sputtering method, and spin coating is further provided thereon. A write-once optical recording medium was obtained by providing a protective layer made of an ultraviolet curable resin and having a thickness of about 5 μm. The dye of [Chemical Formula 1] is a material used for conventional DVD-R and DVD + R, and is a material that hardly absorbs in the blue laser region.
Binary recording was performed on the above optical recording medium under the following conditions using an optical disc evaluation apparatus DDU-1000 (wavelength: 405 nm, NA: 0.65) manufactured by Pulstec Industrial Co., Ltd.
<Recording conditions>
Modulation method: 8-16 modulation Recording linear density: 1T = 0.0917 (μm)
Shortest mark length 3T = 0.275 (μm)
・ Recording linear velocity: 6.0 (m / s)
Waveform equalization: normal equalizer As a result, as shown in FIG. 4, a good jitter value of 8.6% was obtained at a recording power of 7.0 mW, and good recording characteristics could be realized.
In addition, even when the recording power exceeds the optimum recording power, the reproduction signal level (RF Level) of the recording mark portion does not change greatly, and a write-once type optical recording medium having a high modulation degree and a wide recording power margin is realized. We were able to.

比較例1
BiとFeの粉末をBiとFeの原子比が1:5になるように混合した点以外は、実施例1と同様にしてスパッタリングターゲット3を得た。このターゲットの充填密度は67%であった。
上記スパッタリングターゲットのX線回折パターンを測定した。測定条件は表2に示した通りである。測定結果を図5に示す。
この測定で得られた回折ピークの位置を同定するために検索を行い、既存物質との照合を行った。その結果、BiFe、Bi、Feに該当するピークが存在したが、その他のピークは該当するものがなかった。最も大きなピークは、BiFeのピークであり、この化合物が主に存在していることが明らかとなった。
Comparative Example 1
A sputtering target 3 was obtained in the same manner as in Example 1 except that powders of Bi 2 O 3 and Fe 2 O 3 were mixed so that the atomic ratio of Bi and Fe was 1: 5. The packing density of this target was 67%.
The X-ray diffraction pattern of the sputtering target was measured. The measurement conditions are as shown in Table 2. The measurement results are shown in FIG.
A search was performed to identify the position of the diffraction peak obtained by this measurement, and a comparison was made with existing substances. As a result, peaks corresponding to Bi 2 Fe 4 O 9 , Bi 2 O 3 and Fe 2 O 3 were present, but none of the other peaks were applicable. The largest peak is that of Bi 2 Fe 4 O 9 , and it was revealed that this compound is mainly present.

比較例2
比較例1で作成したスパッタリングターゲットを用いて光記録媒体を作製した。
案内溝(溝深さ50nm、トラックピッチ0.44μm)を有するポリカーボネート基板上に、スパッタ法で膜厚50nmのZnS−SiO薄膜と膜厚10nmのBiFeO薄膜を順次積層し、その上に、スピンコート法で下記〔化1〕で示される色素からなる有機材料薄膜(平均膜厚約30nm)を設け、その上に、スパッタ法で膜厚150nmのAg反射層を設け、更にその上にスピンコート法で紫外線硬化型樹脂からなる膜厚約5μmの保護層を設けて追記型光記録媒体を得た。なお、〔化1〕の色素は、従来のDVD−RやDVD+Rに用いられる材料であり、青色レーザ領域には吸収が殆どない材料である。
上記光記録媒体に対し、パルステック工業(株)製の光ディスク評価装置DDU−1000(波長:405nm、NA:0.65)を用いて、以下の条件で二値記録を行った。
<記録条件>
・変調方式 : 8−16変調
・記録線密度 : 1T=0.0917(μm)
最短マーク長3T=0.275(μm)
・記録線速度 : 6.0(m/s)
・波形等化 : ノーマルイコライザ
その結果、記録パワーが8.1mWでジッタの値が22.6%というように良好なジッタを得られなかった。
更に、BiFeO膜の膜厚を15nm、20nmと変えてみたが、ジッタは一層悪くなり測定不可能であった。
Comparative Example 2
An optical recording medium was prepared using the sputtering target prepared in Comparative Example 1.
On a polycarbonate substrate having a guide groove (groove depth 50 nm, track pitch 0.44 μm), a ZnS-SiO 2 thin film having a thickness of 50 nm and a BiFeO thin film having a thickness of 10 nm are sequentially laminated by sputtering, and spins are formed thereon. An organic material thin film (average film thickness of about 30 nm) made of a dye represented by the following [Chemical Formula 1] is provided by a coating method, an Ag reflective layer having a thickness of 150 nm is provided thereon by a sputtering method, and spin coating is further provided thereon. A write-once optical recording medium was obtained by providing a protective layer made of an ultraviolet curable resin and having a thickness of about 5 μm. The dye of [Chemical Formula 1] is a material used for conventional DVD-R and DVD + R, and is a material that hardly absorbs in the blue laser region.
Binary recording was performed on the above optical recording medium under the following conditions using an optical disc evaluation apparatus DDU-1000 (wavelength: 405 nm, NA: 0.65) manufactured by Pulstec Industrial Co., Ltd.
<Recording conditions>
Modulation method: 8-16 modulation Recording linear density: 1T = 0.0917 (μm)
Shortest mark length 3T = 0.275 (μm)
・ Recording linear velocity: 6.0 (m / s)
-Waveform equalization: Normal equalizer As a result, good jitter could not be obtained such that the recording power was 8.1 mW and the jitter value was 22.6%.
Furthermore, when the thickness of the BiFeO film was changed to 15 nm and 20 nm, the jitter became worse and measurement was impossible.

実施例5
BiとFeの粉末をBiとFeの原子比が4:5になるように混合した点以外は、実施例1と同様にしてスパッタリングターゲット4を得た。このターゲットの充填密度は77%であった。
上記スパッタリングターゲットのX線回折パターンを測定した。測定条件は表2に示した通りである。測定結果を図6に示す。
この測定で得られた回折パターンを(a)に示した。物質を同定するために検索を行い、既存物質(b)BiFeOと(c)BiFeのピークの位置との照合を行った。その結果、BiFeOとBiFeに該当するピークのみであることが分った。最も大きなピークは、BiFeOのピークであり、この化合物が主に存在していることが明らかとなった。
Example 5
A sputtering target 4 was obtained in the same manner as in Example 1 except that Bi 2 O 3 and Fe 2 O 3 powder were mixed so that the atomic ratio of Bi and Fe was 4: 5. The packing density of this target was 77%.
The X-ray diffraction pattern of the sputtering target was measured. The measurement conditions are as shown in Table 2. The measurement results are shown in FIG.
The diffraction pattern obtained by this measurement is shown in (a). A search was performed to identify the substance, and the peak positions of the existing substance (b) BiFeO 3 and (c) Bi 2 Fe 4 O 9 were compared. As a result, it was found that there were only peaks corresponding to BiFeO 3 and Bi 2 Fe 4 O 9 . The largest peak is that of BiFeO 3 , and it was revealed that this compound is mainly present.

実施例6
実施例5で作成したスパッタリングターゲットを用いて光記録媒体を作製した。
案内溝(溝深さ50nm、トラックピッチ0.44μm)を有するポリカーボネート基板上に、スパッタ法で膜厚50nmのZnS−SiO薄膜と膜厚10nmのBiFeO薄膜を順次積層し、その上に、スピンコート法で前記〔化1〕で示される色素からなる有機材料薄膜(平均膜厚約30nm)を設け、その上に、スパッタ法で膜厚150nmのAg反射層を設け、更にその上にスピンコート法で紫外線硬化型樹脂からなる膜厚約5μmの保護層を設けて追記型光記録媒体を得た。なお、〔化1〕の色素は、従来のDVD−RやDVD+Rに用いられる材料であり、青色レーザ領域には吸収が殆どない材料である。
上記光記録媒体に対し、パルステック工業(株)製の光ディスク評価装置DDU−10
00(波長:405nm、NA:0.65)を用いて、以下の条件で二値記録を行った。最短マーク長を0.205(μm)として高密度記録が可能かどうかを調べた。
<記録条件>
・変調方式 : 1−7変調
・記録線密度 : 最短マーク長2T=0.205(μm)
・記録線速度 : 6.0(m/s)
・波形等化 : ノーマルイコライザ
その結果を図7に示す。
Example 6
An optical recording medium was prepared using the sputtering target prepared in Example 5.
On a polycarbonate substrate having a guide groove (groove depth 50 nm, track pitch 0.44 μm), a ZnS-SiO 2 thin film having a thickness of 50 nm and a BiFeO thin film having a thickness of 10 nm are sequentially laminated by sputtering, and spins are formed thereon. An organic material thin film (average film thickness of about 30 nm) composed of the dye represented by the above [Chemical Formula 1] is provided by a coating method, an Ag reflection layer having a thickness of 150 nm is provided thereon by a sputtering method, and spin coating is further provided thereon. A write-once optical recording medium was obtained by providing a protective layer made of an ultraviolet curable resin and having a thickness of about 5 μm. The dye of [Chemical Formula 1] is a material used for conventional DVD-R and DVD + R, and is a material that hardly absorbs in the blue laser region.
An optical disk evaluation apparatus DDU-10 manufactured by Pulstec Industrial Co., Ltd. is used for the optical recording medium.
Binary recording was performed using 00 (wavelength: 405 nm, NA: 0.65) under the following conditions. The shortest mark length was set to 0.205 (μm) to check whether high density recording was possible.
<Recording conditions>
Modulation method: 1-7 modulation Recording linear density: Shortest mark length 2T = 0.205 (μm)
・ Recording linear velocity: 6.0 (m / s)
-Waveform equalization: Normal equalizer The result is shown in FIG.

実施例7
BiとFeの原子比を変えた点以外は、実施例5と同様にして作成したスパッタリングターゲットを用いて、実施例6と同様にして作製した光記録媒体を、同様の条件で評価を行った結果を図7に示す。図から分るように、Bi/Fe≧0.8のもの[即ち、図中のBi/(Bi+Fe)≧4/9のもの]では、ジッタが14%前後であり、高密度記録においても良好なジッタ−が得られることが確認された。また、Bi/Fe≧0.6のもの[即ち、図中のBi/(Bi+Fe)≧3/8のもの]でもジッターはかなり改善されており、効果があることが分る。
Example 7
An optical recording medium produced in the same manner as in Example 6 was evaluated under the same conditions using a sputtering target produced in the same manner as in Example 5 except that the atomic ratio of Bi and Fe was changed. The results are shown in FIG. As can be seen from the figure, when Bi / Fe ≧ 0.8 [that is, Bi / (Bi + Fe) ≧ 4/9 in the figure], the jitter is around 14%, which is good even in high-density recording. It was confirmed that a good jitter was obtained. Further, it can be seen that even when Bi / Fe ≧ 0.6 [that is, Bi / (Bi + Fe) ≧ 3/8 in the figure], the jitter is considerably improved and effective.

実施例8
BiとFeの粉末をBiとFeの原子比が10:5になるように混合した点以外は、実施例1と同様にしてスパッタリングターゲット5を得た。このターゲットの充填密度は85%であった。
上記スパッタリングターゲットのX線回折パターンを測定した。測定条件は表2に示した通りである。測定結果を図8に示す。
この測定で得られた回折パターン(a)の回折ピークの位置を同定するために検索を行い、既存物質のピーク位置(b)〜(e)との照合を行った。その結果、Bi25FeO40、BiFeO、Bi、Feに該当するピークが存在したが、その他のピークは該当するものがなかった。最も大きなピークは、Bi25FeO40のピークであり、この化合物が主に存在していることが明らかとなった。
また、上記スパッタリングターゲットについてICP分析を行った。ターゲットの一部を試料として希王水で溶解し、超純水で希釈して測定試料とした。この溶液についてCo、Ca、Crの各元素の分析を行った。その結果、各元素とも検出限界以下で有意な値は得られなかった。
また、上記と同様にして、不純物としてAlが0.003重量%、Coが0.001重量%検出されたスパッタリングターゲット6を作製した。
Example 8
A sputtering target 5 was obtained in the same manner as in Example 1 except that powders of Bi 2 O 3 and Fe 2 O 3 were mixed so that the atomic ratio of Bi and Fe was 10: 5. The packing density of this target was 85%.
The X-ray diffraction pattern of the sputtering target was measured. The measurement conditions are as shown in Table 2. The measurement results are shown in FIG.
A search was performed to identify the position of the diffraction peak of the diffraction pattern (a) obtained by this measurement, and the peak positions (b) to (e) of the existing substances were compared. As a result, peaks corresponding to Bi 25 FeO 40 , BiFeO 3 , Bi 2 O 3 , and Fe 2 O 3 existed, but none of the other peaks corresponded. The largest peak was that of Bi 25 FeO 40 , and it was revealed that this compound was mainly present.
Further, ICP analysis was performed on the sputtering target. A part of the target was dissolved in diluted aqua regia as a sample and diluted with ultrapure water to obtain a measurement sample. This solution was analyzed for each element of Co, Ca, and Cr. As a result, no significant value was obtained for each element below the detection limit.
Further, in the same manner as described above, a sputtering target 6 was produced in which 0.003% by weight of Al and 0.001% by weight of Co were detected as impurities.

実施例9
実施例8で作製したスパッタリングターゲット5と6をそれぞれ用いて、光記録媒体を作製した。
案内溝(溝深さ50nm、トラックピッチ0.44μm)を有するポリカーボネート基板上に、スパッタ法で膜厚50nmのZnS−SiO薄膜と膜厚15nmのBiFeO薄膜を順次積層し、その上に、スピンコート法で前記〔化1〕で示される色素からなる有機材料薄膜(平均膜厚約30nm)を設け、その上に、スパッタ法で膜厚150nmのAg反射層を設け、更にその上にスピンコート法で紫外線硬化型樹脂からなる膜厚約5μmの保護層を設けて追記型光記録媒体を得た。なお、〔化1〕の色素は、従来のDVD−RやDVD+Rに用いられる材料であり、青色レーザ領域には吸収が殆どない材料である。
上記光記録媒体に対し、パルステック工業(株)製の光ディスク評価装置DDU−1000(波長:405nm、NA:0.65)を用いて、以下の条件で二値記録を行った。
<記録条件>
・変調方式 : 8−16変調
・記録線密度 : 1T=0.0917(μm)
最短マーク長3T=0.275(μm)
・記録線速度 : 6.0(m/s)
・波形等化 : ノーマルイコライザ
その結果、ターゲット5を用いたものは、記録パワーが5.0mWで8.4%、ターゲット6を用いたものは、記録パワーが5.0mWで8.2%という良好なジッタ値が得られ、良好な記録特性を実現することができた。
また、記録パワーが最適記録パワーを超えた場合でも、記録マーク部の再生信号レベル(RF Level)が大きく変化することがなく、高い変調度と広い記録パワーマージンを有する追記型光記録媒体を実現することができた。
Example 9
An optical recording medium was produced using the sputtering targets 5 and 6 produced in Example 8, respectively.
On a polycarbonate substrate having a guide groove (groove depth 50 nm, track pitch 0.44 μm), a ZnS—SiO 2 thin film having a thickness of 50 nm and a BiFeO thin film having a thickness of 15 nm are sequentially laminated by sputtering, and spins are formed thereon. An organic material thin film (average film thickness of about 30 nm) composed of the dye represented by the above [Chemical Formula 1] is provided by a coating method, an Ag reflection layer having a thickness of 150 nm is provided thereon by a sputtering method, and spin coating is further provided thereon. A write-once optical recording medium was obtained by providing a protective layer made of an ultraviolet curable resin and having a thickness of about 5 μm. The dye of [Chemical Formula 1] is a material used for conventional DVD-R and DVD + R, and is a material that hardly absorbs in the blue laser region.
Binary recording was performed on the above optical recording medium under the following conditions using an optical disc evaluation apparatus DDU-1000 (wavelength: 405 nm, NA: 0.65) manufactured by Pulstec Industrial Co., Ltd.
<Recording conditions>
Modulation method: 8-16 modulation Recording linear density: 1T = 0.0917 (μm)
Shortest mark length 3T = 0.275 (μm)
・ Recording linear velocity: 6.0 (m / s)
・ Waveform equalization: Normal equalizer As a result, the recording power using the target 5 is 8.4% at 5.0 mW, and the recording power using the target 6 is 8.2% at 5.0 mW. Good jitter values were obtained and good recording characteristics could be realized.
In addition, even when the recording power exceeds the optimum recording power, the reproduction signal level (RF Level) of the recording mark portion does not change greatly, and a write-once type optical recording medium having a high modulation degree and a wide recording power margin is realized. We were able to.

実施例10
BiとFeの粉末をBiとFeの原子比が10:5になるように混合した点以外は実施例1と同様にしてスパッタリングターゲット7を得た。このターゲットの充填密度は71%であった。
上記スパッタリングターゲットのX線回折パターンを測定した。測定条件は表2に示した通りである。測定結果を図9に示す。
この測定で得られた回折ピークの位置を同定するために検索を行い、既存物質との照合を行った。図9の一番上に示されている(a)がターゲット7の回折パターンであり、その下の(b)はBi36Fe57の回折ピークが出る位置を既知のデータで示したものである。X線回折には過去に測定されたデータなどから既知物質の回折線がどこに出てどの程度の強度なのかがデータベース化されており、そのデータと比較することにより測定物質を同定することができる。(c)には、BiFeOの既知データ、(d)には、Feの既知データを示した。最も大きなピークは、Bi36Fe57のピークであり、この化合物が主に存在していることが明らかとなった。
Example 10
A sputtering target 7 was obtained in the same manner as in Example 1 except that powders of Bi 2 O 3 and Fe 2 O 3 were mixed so that the atomic ratio of Bi and Fe was 10: 5. The packing density of this target was 71%.
The X-ray diffraction pattern of the sputtering target was measured. The measurement conditions are as shown in Table 2. The measurement results are shown in FIG.
A search was performed to identify the position of the diffraction peak obtained by this measurement, and a comparison was made with existing substances. (A) shown at the top of FIG. 9 is the diffraction pattern of the target 7, and (b) below it shows the position where the diffraction peak of Bi 36 Fe 2 O 57 appears with known data. It is. X-ray diffraction has a database of where the diffraction lines of known substances come out and how strong they are based on the data measured in the past, and the measurement substance can be identified by comparing with the data. . (C) shows the known data of BiFeO 3 , and (d) shows the known data of Fe 2 O 3 . The largest peak is that of Bi 36 Fe 2 O 57 , and it was revealed that this compound is mainly present.

実施例11
実施例10で作成したスパッタリングターゲットを用いて光記録媒体を作製した。
案内溝(溝深さ21nm、トラックピッチ0.44μm)を有するポリカーボネート基板上に、スパッタ法で膜厚5nmのBiFeO薄膜、膜厚14nmのZnS−SiO膜、膜厚100nmのAg反射層を順次積層し、その上にスピンコート法で紫外線硬化型樹脂からなる膜厚約5μmの保護層を設けて追記型光記録媒体を得た。
上記光記録媒体に対し、パルステック工業(株)製の光ディスク評価装置DDU−1000(波長:405nm、NA:0.65)を用いて、以下の条件で二値記録を行った。
<記録条件>
・変調方式 : 8−16変調
・記録線密度 : 1T=0.0917(μm)
最短マーク長3T=0.275(μm)
・記録線速度 : 6.0(m/s)
・波形等化 : ノーマルイコライザ
その結果、記録パワーが10.1mWで6.2%という良好なジッタ値が得られ、良好な記録特性を実現することができた。
Example 11
An optical recording medium was produced using the sputtering target produced in Example 10.
On a polycarbonate substrate having guide grooves (groove depth 21 nm, track pitch 0.44 μm), a BiFeO thin film having a thickness of 5 nm, a ZnS—SiO 2 film having a thickness of 14 nm, and an Ag reflecting layer having a thickness of 100 nm are sequentially formed by sputtering. A write-once optical recording medium was obtained by laminating and providing a protective layer having a thickness of about 5 μm made of an ultraviolet curable resin by spin coating.
Binary recording was performed on the above optical recording medium under the following conditions using an optical disc evaluation apparatus DDU-1000 (wavelength: 405 nm, NA: 0.65) manufactured by Pulstec Industrial Co., Ltd.
<Recording conditions>
Modulation method: 8-16 modulation Recording linear density: 1T = 0.0917 (μm)
Shortest mark length 3T = 0.275 (μm)
・ Recording linear velocity: 6.0 (m / s)
Waveform equalization: Normal equalizer As a result, a good jitter value of 6.2% was obtained at a recording power of 10.1 mW, and good recording characteristics could be realized.

スパッタリングターゲット1のX線回折パターンを示す図。The figure which shows the X-ray-diffraction pattern of the sputtering target 1. FIG. スパッタリングターゲット1を用いて作製した光記録媒体の記録特性を示す図。FIG. 4 is a diagram showing recording characteristics of an optical recording medium manufactured using a sputtering target 1. スパッタリングターゲット2のX線回折パターンを示す図。The figure which shows the X-ray-diffraction pattern of the sputtering target 2. FIG. スパッタリングターゲット2を用いて作製した光記録媒体の記録特性を示す図。FIG. 4 is a diagram showing recording characteristics of an optical recording medium manufactured using a sputtering target 2. スパッタリングターゲット3のX線回折パターンを示す図。The figure which shows the X-ray-diffraction pattern of the sputtering target 3. FIG. スパッタリングターゲット4のX線回折パターンを示す図。The figure which shows the X-ray-diffraction pattern of the sputtering target 4. FIG. Bi/Feの比の異なる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記録特性を示す図。The figure which shows the recording characteristic of the optical recording medium produced using the sputtering target from which Bi / Fe ratio differs. スパッタリングターゲット5のX線回折パターンを示す図。The figure which shows the X-ray-diffraction pattern of the sputtering target 5. FIG. スパッタリングターゲット7のX線回折パターンを示す図。The figure which shows the X-ray-diffraction pattern of the sputtering target 7. FIG.

Claims (9)

BiFeO、Bi25FeO40、Bi36Fe57のうち少なくとも一つを主成分として含むことを特徴とするスパッタリングターゲット。 A sputtering target comprising at least one of BiFeO 3 , Bi 25 FeO 40 , and Bi 36 Fe 2 O 57 as a main component. Bi、Fe及び酸素からなることを特徴とする請求項1記載のスパッタリングターゲット。   The sputtering target according to claim 1, comprising Bi, Fe, and oxygen. Bi及び/又はFeを含むことを特徴とする請求項1又は2記載のスパッタリングターゲット。 Bi 2 O 3 and / or Fe 2 O 3 are contained, The sputtering target of Claim 1 or 2 characterized by the above-mentioned. BiFeを含まないことを特徴とする請求項1乃至3の何れか1項に記載のスパッタリングターゲット。 The sputtering target according to any one of claims 1 to 3, which does not contain Bi 2 Fe 4 O 9 . Co、Ca及びCrの含有量が、ICP分析(高周波誘導結合プラズマ発光分光分析)による検出限界以下であることを特徴とする請求項1乃至4の何れか1項に記載のスパッタリングターゲット。   The sputtering target according to any one of claims 1 to 4, wherein the contents of Co, Ca and Cr are not more than a detection limit by ICP analysis (high frequency inductively coupled plasma emission spectroscopy). 充填密度が65〜96%であることを特徴とする請求項1乃至5の何れか1項に記載のスパッタリングターゲット。   The sputtering target according to any one of claims 1 to 5, wherein a packing density is 65 to 96%. BiとFeの原子比が、Bi/Fe≧0.8の条件を満足することを特徴とする請求項1乃至6の何れか1項に記載のスパッタリングターゲット。   The sputtering target according to any one of claims 1 to 6, wherein the atomic ratio of Bi and Fe satisfies a condition of Bi / Fe ≧ 0.8. BiとFeの粉末を焼成することを特徴とする請求項1乃至7の何れか1項に記載のスパッタリングターゲットの製造方法。 Bi 2 O 3 in the method of manufacturing the sputtering target according to any one of claims 1 to 7, characterized in that the baking powder Fe 2 O 3. 請求項1乃至7の何れか1項に記載のスパッタリングターゲットを用いて製膜したBiFeO膜を有することを特徴とする光記録媒体。
An optical recording medium comprising a BiFeO film formed using the sputtering target according to claim 1.
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