JP2007293966A

JP2007293966A - 記録マーク保存安定性に優れたＧｅＳｂ系相変化型記録膜およびこのＧｅＳｂ系相変化型記録膜を形成するためのスパッタリングターゲット

Info

Publication number: JP2007293966A
Application number: JP2006118861A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Kinoshita; 啓木之下; Munetaka Mashima; 宗位真嶋; Rie Mori; 理恵森
Original assignee: Mitsubishi Materials Corp
Current assignee: Mitsubishi Materials Corp
Priority date: 2006-04-24
Filing date: 2006-04-24
Publication date: 2007-11-08

Abstract

【課題】ＣＤやＤＶＤなど各種相変化型記録媒体に使用される記録マーク保存安定性に優れたＧｅＳｂ系相変化型記録膜およびそのＧｅＳｂ系相変化型記録膜を形成するためのスパッタリングターゲットを提供する。
【解決手段】原子％でＧｅ：３〜１４％未満、Ｉｎ：１〜１０％、Ｂｉ：１〜１０％、Ｇａ：１〜１０％を含有し、残部がＳｂおよび不可避不純物からなる組成を有する記録マーク保存安定性に優れたＧｅＳｂ系相変化型記録膜、並びに前記ＧｅＳｂ系相変化型記録膜の成分組成と同じ成分組成を有するスパッタリングターゲット。
【選択図】なし

Description

この発明は、ＣＤやＤＶＤなど各種相変化型記録媒体に使用される記録マーク保存安定性に優れたＧｅＳｂ系相変化型記録膜およびそのＧｅＳｂ系相変化型記録膜を形成するためのスパッタリングターゲットに関するものである。

光ビーム照射による非晶質相と結晶相との可逆的な相変化を利用して情報の記録、再生および消去を行うＣＤやＤＶＤなどの記録媒体において用いられる記録膜として、Ｉｎを含むＧｅＳｂ系相変化型記録膜、例えば、（Ｓｂ_ｘＧｅ_１−ｘ）Ｉｎ_ｙ（ただし、０．６５≦ｘ≦０．９５、０＜ｙ≦０．２）の成分組成を有する記録膜（特許文献１参照）や（Ｓｂ_ｘＧｅ_１−ｘ）Ｉｎ_ｙ（ただし、０．０１≦ｘ≦０．２５、０．０５≦ｙ≦０．４０）の成分組成を有する記録膜（特許文献２参照）などが知られている。
特開２００１−３９０３１号公報特開２００２−３４７３４１号公報

しかし、これら従来のＩｎを含む記録膜は高速での書き換え（オーバーライト）が可能であるもののアモルファスの安定性が低く、したがって、記録マークを長期間安定して保持することができないためにデータを長期間保存することができないという欠点があった。

そこで、本発明者らは、より一層記録マークの保存安定性に優れた相変化型記録膜を得るべく研究を行なった結果、
原子％で（以下、％は原子％を示す）Ｇｅ：３〜１４％未満を含有し、さらにＩｎ、ＢｉおよびＧａをＩｎ：１〜１０％、Ｂｉ：１〜１０％、Ｇａ：１〜１０％の範囲内で同時に含有し、残部がＳｂおよび不可避不純物からなるように成分組成を調整したＧｅＳｂ共晶系相変化型記録膜は、従来のＩｎを含むＧｅＳｂ共晶系相変化型記録膜に比べてアモルファスの安定性が優れ、したがって記録マークを一層長期間安定して保存することができる、という研究結果が得られたのである。

この発明は、かかる研究結果に基づいて成されたものであって、
（１）Ｇｅ：３〜１４％未満、Ｉｎ：１〜１０％、Ｂｉ：１〜１０％、Ｇａ：１〜１０％を含有し、残部がＳｂおよび不可避不純物からなる組成を有する記録マーク保存安定性に優れたＧｅＳｂ系相変化型記録膜、に特徴を有するものである。

前記（１）記載のＧｅＳｂ系相変化型記録膜は、前記（１）記載のＧｅＳｂ系相変化型記録膜の成分組成と同じ成分組成を有するターゲットを用い、スパッタリングすることにより得られる。したがって、この発明は、
（２）Ｇｅ：３〜１４％未満、Ｉｎ：１〜１０％、Ｂｉ：１〜１０％、Ｇａ：１〜１０％を含有し、残部がＳｂおよび不可避不純物からなる組成を有する前記（１）記載の記録マーク保存安定性に優れたＧｅＳｂ系相変化型記録膜を形成するためのスパッタリングターゲット、に特徴を有するものである。

この発明の記録マーク保存安定性に優れたＧｅＳｂ系相変化型記録膜およびそのＧｅＳｂ系相変化型記録膜を形成するためのターゲットの成分組成を前述のごとく限定した理由を説明する。

（ａ）Ｇｅ
この発明の記録マーク保存安定性に優れたＧｅＳｂ系相変化型記録膜に含まれるＧｅを３〜１４％未満に限定したのは、Ｇｅの含有量が３％未満では結晶化温度が低くなり過ぎるので好ましくなく、一方、Ｇｅ：１４％以上となると、結晶化温度が高くなり過ぎて結晶化が困難になるので好ましくないことによるものである。

（ｂ）Ｉｎ
Ｉｎ成分は、ＧｅＳｂ系相変化型記録膜の融点を下げ、結晶化速度を高めるために添加するが、Ｉｎ成分を１％未満添加しても膜の結晶化速度を上げる効果が薄いので好ましくなく、一方、１０％を越えて含有させるとＧｅＳｂ系相変化型記録膜の融点が低くなりすぎて記録膜が変質しやすくなるので好ましくない。したがって、この発明のＧｅＳｂ系相変化型記録膜に含まれるＩｎを１〜１０％に定めた。

（ｃ）Ｂｉ
Ｂｉ成分は、記録マークの保存安定性を向上させるために添加するが、Ｂｉ成分を１％未満添加しても記録マーク保存安定の効果が薄いので好ましくなく、一方、１０％を越えて含有させるとＧｅＳｂ系相変化型記録膜の融点が低くなりすぎて記録膜が変質しやすくなるので好ましくない。したがって、この発明のＧｅＳｂ系相変化型記録膜に含まれるＢｉを１〜１０％に定めた。

（ｃ）Ｇａ
Ｇａ成分は、ＧｅＳｂ系相変化型記録膜の結晶化速度を高めるために添加するが、Ｇａ成分を１％未満添加しても結晶化速度を上げる効果が薄いので好ましくなく、一方、１０％を越えて含有させると必要以上に結晶化しやすくなり、記録マーク保存安定性が悪くなるので好ましくない。したがって、この発明のＧｅＳｂ系相変化型記録膜に含まれるＧａを１〜１０％に定めた。

この発明のＧｅＳｂ系相変化型記録膜は、この発明のＧｅＳｂ系相変化型記録膜の成分組成と同じ成分組成を有する合金をＡｒガス雰囲気中で溶解した後、鉄製モールドに出湯して合金インゴットを作製し、これらを不活性ガス雰囲気中で粉砕して合金粉末を作製し、この合金粉末を真空ホットプレスすることによりスパッタリングターゲットを作製し、かかる条件で作製したスパッタリングターゲットを通常のスパッタリング装置に装入し、通常の条件でスパッタすることにより形成することができる。
前記真空ホットプレスは、圧力：１４６〜１５５ＭＰａ、温度：３７０〜４３０℃、１〜２時間保持の条件で行なわれ、その後、モールドの温度が２７０〜３００℃まで下がった時点で冷却速度：１〜３℃／ｍｉｎ．で常温まで冷却することにより行われることが一層好ましい。

この発明によると、一層記録マーク保存安定性に優れたＧｅＳｂ系相変化型記録膜を提供することができ、したがってＣＤやＤＶＤなど各種相変化型記録媒体に書き込まれたデータを一層長期間保存することが可能となって、光メモリー産業の発展に大いに貢献し得るものである。

直径：１２５ｍｍ、厚さ：５ｍｍの寸法を有する円盤形状を有するＺｎＳ−ＳｉＯ_２ターゲットを用意し、さらにガラス基板を用意した。
さらにＧｅ、Ｓｂ、Ｉｎ、ＢｉおよびＧａをＡｒガス雰囲気中で溶解し鋳造して合金インゴットを作製し、この合金インゴットをＡｒ雰囲気中で粉砕することにより、いずれも粒径：２５０μｍ以下の合金粉末を作製し、この合金粉末を温度：４００℃、圧力：１４６ＭＰａで真空ホットプレスすることによりホットプレス体を作製し、これらホットプレス体を超硬バイトを使用し、旋盤回転数：２００ｒｐｍの条件で研削加工することにより直径：１２５ｍｍ、厚さ：５ｍｍの寸法を有する円盤状の表１に示される成分組成を有する本発明ターゲット１〜１０、比較ターゲット１〜１４および従来ターゲットを作製した。

先に用意したＺｎＳ−ＳｉＯ_２ターゲットおよび表１に示される本発明ターゲット１〜１０、比較ターゲット１〜１４および従来ターゲットをそれぞれ銅製の冷却用バッキングプレートに純度：９９．９９９重量％のインジウムろう材にてハンダ付けし、これを直流マグネトロンスパッタリング装置に装入してスパッタリングすることにより、下記の条件でガラス基板の上に本発明記録膜１〜１０、比較記録膜１〜１４および従来記録膜を形成し、その上にＺｎＳ−ＳｉＯ_２保護膜を成膜することにより表２〜３に示されるサンプル記録媒体を作製した。

記録膜成膜条件：
まず、表１に示される本発明ターゲット１〜１０、比較ターゲット１〜１４および従来ターゲットを直流マグネトロンスパッタリング装置に装入し、ガラス基板との間の距離を１８０ｍｍになるようにセットした後、到達真空度：４×１０^−４Ｐａ（３×１０^−６Ｔｏｒｒ）以下になるまで真空引きを行い、その後、全圧：０．８３Ｐａ（６．２×１０^−３Ｔｏｒｒ）になるまでＡｒガスを供給し、
・基板温度：室温、
・投入電力：１５０Ｗ（ＤＣ）、
の条件でスパッタリングを行い、ガラス基板表面に、いずれも厚さ：３０ｎｍを有する表２〜３に示される成分組成を有する本発明記録膜１〜１０、比較記録膜１〜１４および従来記録膜を形成した。

保護膜成膜条件：
先に用意したＺｎＳ−ＳｉＯ_２ターゲットとガラス基板を直流マグネトロンスパッタリング装置に装入し、ＺｎＳ−ＳｉＯ_２ターゲットと表２〜３に示される本発明記録膜１〜１０、比較記録膜１〜１４および従来記録膜を形成したガラス基板表面の間の距離をそれぞれ８０ｍｍとなるようにセットした後、到達真空度：４×１０^−４Ｐａ（３×１０^−６Ｔｏｒｒ）以下になるまで真空引きを行い、その後、全圧：０．６７Ｐａ（５×１０^−３Ｔｏｒｒ）になるまでＡｒガスを供給し、
・基板温度：室温、
・投入電力：１５０Ｗ、
の条件でスパッタリングを行い、ガラス基板の表面の本発明記録膜１〜１０、比較記録膜１〜１４および従来記録膜の上に、それぞれ厚さ：１５ｎｍを有するＺｎＳ−ＳｉＯ_２保護膜を形成することによりサンプル相変化型記録媒体１〜２５を作製した。

得られたサンプル相変化型記録媒体１〜２５の反射率を日本分光株式会社製の絶対反射率測定装置を使用して測定し、その後温度：１５０℃に保持された高温炉に表２〜３に示される時間保持したのち再び同様にして反射率を測定し、その結果を表２〜３に示した。

表１〜３に示される結果から、本発明反射膜１〜１０を形成したサンプル相変化型記録媒体１〜１０は、従来反射膜を形成したサンプル相変化型記録媒体２５および比較反射膜１〜１４を形成したサンプル相変化型記録媒体１１〜２４に比べて、高温に長時間保持しても反射率の変化が小さいことから、この発明のＧｅＳｂ系相変化型記録膜は記録マーク保存安定性に優れていることが分かる。

Claims

原子％で（以下、％は原子％を示す）Ｇｅ：３〜１４％未満、Ｉｎ：１〜１０％、Ｂｉ：１〜１０％、Ｇａ：１〜１０％を含有し、残部がＳｂおよび不可避不純物からなる組成を有することを特徴とする記録マーク保存安定性に優れたＧｅＳｂ系相変化型記録膜。
原子％で（以下、％は原子％を示す）Ｇｅ：３〜１４％未満、Ｉｎ：１〜１０％、Ｂｉ：１〜１０％、Ｇａ：１〜１０％を含有し、残部がＳｂおよび不可避不純物からなる組成を有することを特徴とする請求項１記載の記録マーク保存安定性に優れたＧｅＳｂ系相変化型記録膜を形成するためのスパッタリングターゲット。