JP2007308804A - ZnS-SiO2 SPUTTERING TARGET - Google Patents

ZnS-SiO2 SPUTTERING TARGET Download PDF

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a ZnS-SiO<SB>2</SB>sputtering target for depositing an optical disk protection film, which contains fine SiO<SB>2</SB>crystal grains, has a high density of ≥95% and can be produced stably at a low cost, and with which the uniformity of a deposited film can be enhanced and the production efficiency can be increased, and to provide an optical recording medium in which a ZnS-SiO<SB>2</SB>phase-change type optical disk protective film is deposited by using the same. <P>SOLUTION: The ZnS-SiO<SB>2</SB>sputtering target contains, as additive, one or more selected from alkaline earth metals or their oxides in an amount of 0.001-5 wt.%. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、スパッタリングによって膜を形成する際に、スパッタ時に発生するパーティクル(発塵)やノジュールを低減し、且つ高密度で品質のばらつきが少なく量産性を向上させることのできる、特にZnS−SiO相変化型光ディスク保護膜形成に有用であるZnS−SiOスパッタリングターゲット及び該ターゲットを使用してZnS−SiO相変化型光ディスク保護膜を形成した光記録媒体に関する。 In the present invention, when forming a film by sputtering, particles (dust generation) and nodules generated at the time of sputtering can be reduced, mass variation can be improved, and mass productivity can be improved. Particularly, ZnS-SiO The present invention relates to a ZnS—SiO 2 sputtering target useful for forming a two- phase change optical disc protective film and an optical recording medium having a ZnS—SiO 2 phase change optical disc protective film formed using the target.

近年、磁気ヘッドを必要とせずに記録・再生ができる高密度記録光ディスク技術が開発され、急速に関心が高まっている。この光ディスクは再生専用型、追記型、書き換え型の3種類に分けられるが、特に追記型又は書き換え型で使用されている相変化方式が注目されている。この相変化型光ディスクを用いた記録・再生の原理を以下に簡単に説明する。
相変化光ディスクは、基板上の記録薄膜をレーザー光の照射によって加熱昇温させ、その記録薄膜の構造に結晶学的な相変化(アモルファス⇔結晶)を起こさせて情報の記録・再生を行うものであり、より具体的にはその相間の光学定数の変化に起因する反射率の変化を検出して情報の再生を行うものである。
In recent years, high-density recording optical disc technology capable of recording / reproducing without the need of a magnetic head has been developed, and interest is rapidly increasing. These optical discs are classified into three types: read-only type, write-once type, and rewritable type. In particular, the phase change method used in the write-once type or the rewritable type is attracting attention. The principle of recording and reproduction using this phase change type optical disk will be briefly described below.
A phase-change optical disc records and reproduces information by heating the recording thin film on the substrate by laser irradiation and causing a crystallographic phase change (amorphous crystal) in the structure of the recording thin film. More specifically, information is reproduced by detecting a change in reflectance caused by a change in optical constant between the phases.

上記の相変化は1〜数μm程度の径に絞ったレーザー光の照射によって行なわれる。この場合、例えば1μmのレーザービームが10m/sの線速度で通過するとき、光ディスクのある点に光が照射される時間は100nsであり、この時間内で上記相変化と反射率の検出を行う必要がある。
また、上記結晶学的な相変化すなわちアモルファスと結晶との相変化を実現する上で、溶融と急冷が光ディスクの相変化記録層だけでなく周辺の誘電体保護層やアルミニウム合金の反射膜にも繰返し付与されることになる。
The above phase change is performed by laser light irradiation with a diameter of about 1 to several μm. In this case, for example, when a 1 μm laser beam passes at a linear velocity of 10 m / s, the time during which light is irradiated to a certain point on the optical disk is 100 ns, and the phase change and reflectance are detected within this time. There is a need.
In order to realize the crystallographic phase change, that is, the phase change between amorphous and crystal, the melting and rapid cooling are applied not only to the phase change recording layer of the optical disc but also to the surrounding dielectric protective layer and the reflective film of the aluminum alloy. It will be given repeatedly.

このようなことから相変化光ディスクは、Ge−Sb−Te系等の記録薄膜層の両側をZnS・SiO系の高融点誘電体の保護層で挟み、さらにアルミニウム合金反射膜を設けた四層構造となっている。
このなかで反射層と保護層はアモルファス部と結晶部との吸収を増大させ反射率の差が大きい光学的機能が要求されるほか、記録薄膜の耐湿性や熱による変形の防止機能、さらには記録の際の熱的条件制御という機能が要求される(雑誌「光学」26巻1号頁9〜15参照)。
このように、高融点誘電体の保護層は昇温と冷却による熱の繰返しストレスに対して耐性をもち、さらにこれらの熱影響が反射膜や他の箇所に影響を及ぼさないようにし、かつそれ自体も薄く、低反射率でかつ変質しない強靭さが必要である。この意味において誘電体保護層は重要な役割を有する。
For this reason, the phase change optical disk is a four-layer structure in which both sides of a Ge—Sb—Te-based recording thin film layer are sandwiched between protective layers of ZnS / SiO 2 -based high-melting dielectric, and an aluminum alloy reflective film is further provided. It has a structure.
Among them, the reflective layer and the protective layer are required to have an optical function that increases absorption between the amorphous part and the crystalline part and has a large difference in reflectance, as well as the moisture resistance of the recording thin film and the function of preventing deformation due to heat, A function of thermal condition control during recording is required (see “Optical”, Vol. 26, No. 1, pages 9 to 15).
In this way, the protective layer of the high melting point dielectric is resistant to the repeated heat stress caused by heating and cooling, and further prevents these thermal effects from affecting the reflective film and other parts. The film itself must be thin, have low reflectivity, and do not deteriorate. In this sense, the dielectric protective layer has an important role.

上記誘電体保護層は、通常スパッタリング法によって形成されている。このスパッタリング法は正の電極と負の電極とからなるターゲットとを対向させ、不活性ガス雰囲気下でこれらの基板とターゲットの間に高電圧を印加して電場を発生させるものであり、この時電離した電子と不活性ガスが衝突してプラズマが形成され、このプラズマ中の陽イオンがターゲット(負の電極)表面に衝突してターゲット構成原子を叩きだし、この飛び出した原子が対向する基板表面に付着して膜が形成されるという原理を用いたものである。   The dielectric protective layer is usually formed by a sputtering method. In this sputtering method, a target composed of a positive electrode and a negative electrode is opposed to each other, and an electric field is generated by applying a high voltage between the substrate and the target in an inert gas atmosphere. Ionized electrons collide with inert gas to form a plasma, and cations in the plasma collide with the target (negative electrode) surface to strike out target constituent atoms, and the surface of the substrate where the ejected atoms face each other This is based on the principle that a film is formed by adhering to the film.

従来、上記保護層は可視光域での透過性や耐熱性等を要求されるため、ZnS−SiO等のセラミックスターゲットを用いてスパッタリングし、500〜2000Å程度の薄膜が形成されている。
これらの材料は、高周波スパッタリング(RF)装置、マグネトロンスパッタリング装置又はターゲット材に特殊な処理を施してDC(直流)スパッタリング装置を使用して成膜される。
ZnS−SiOターゲットの結晶粒を微細化し、且つ高密度化することで、ターゲットのスパッタ面を均一かつ平滑にすることが可能であり、パーティクルやノジュールを低減させ、さらにターゲットライフも長くなるという特徴を有する。その結果として光ディスクの生産性が向上することは知られている。
しかし、従来ZnS−SiOターゲットに使用されるSiOは、4N以上の高純度で平均粒径が0.1〜20μmのものが使用されており、通常800〜1200°Cの間で焼結して製造されているが、このような温度範囲ではSiO自体の変形等は発生せず、ZnSとの反応も起こらない。
したがって、このようにして製造されたZnS−SiOターゲットはZnSとSiOの間に空隙を生じ易く、SiOを微細にするほどそれが顕著となり、ZnSの緻密化も阻害されるため、ターゲット密度が低下するという問題があった。
Conventionally, since the protective layer is required to have transparency in the visible light range, heat resistance, and the like, a thin film of about 500 to 2000 mm is formed by sputtering using a ceramic target such as ZnS—SiO 2 .
These materials are formed using a DC (direct current) sputtering apparatus after a special treatment is performed on a high frequency sputtering (RF) apparatus, a magnetron sputtering apparatus, or a target material.
By making the crystal grains of the ZnS-SiO 2 target finer and densified, it is possible to make the sputtering surface of the target uniform and smooth, reduce particles and nodules, and further increase the target life. Has characteristics. As a result, it is known that the productivity of optical disks is improved.
However, SiO 2 used in the conventional ZnS-SiO 2 target, the average grain size 4N or more high purity are used those 0.1 to 20 [mu] m, the sintering between the normal 800 to 1200 ° C However, in such a temperature range, deformation of SiO 2 itself does not occur, and reaction with ZnS does not occur.
Therefore, it is easy thus ZnS-SiO 2 target produced by causes a gap between the ZnS and SiO 2, as the SiO 2 to refine it becomes conspicuous, since the densification of ZnS is inhibited, the target There was a problem that the density decreased.

このため、従来高密度化するためにはホットプレス等による製造条件をより高温、高面圧にする必要があった。しかし、例えば、ホットプレス法で作製する場合、高温になるほど1工程に要する時間が長くなり、また高面圧にするほどグラファイト型の強度を保つため、外周の肉厚を大きくし、荷重面積部分を小さくしなければならない。この結果、ホットプレスのバッチ当たりの生産量が著しく減少するという問題を生じた。
逆に、生産量を減少させないように、ホットプレス装置を大きくし、グラファイト型自体も大きくすることも考えられるが、ホットプレス装置やグラファイト型等のコストが上昇する。
このようなことから、従来は高密度のZnS−SiO相変化型光ディスク保護膜用スパッタリングターゲットを低コストで得ることができなかった。
したがって、一般には低密度のターゲットを使用せざるを得ず、この結果スパッタリングによって膜を形成する際に、スパッタ時に発生するパーティクル(発塵)やノジュールが発生するため、成膜の均一性及び品質が低下し、生産性も劣るという問題があった。
For this reason, conventionally, in order to increase the density, it has been necessary to set the production conditions such as hot pressing to a higher temperature and a higher surface pressure. However, for example, when manufacturing by the hot press method, the time required for one process becomes longer as the temperature becomes higher, and the higher the surface pressure, the greater the thickness of the outer periphery and the load area portion in order to maintain the strength of the graphite mold. Must be reduced. This resulted in a problem that the production volume per batch of hot press was significantly reduced.
Conversely, it is conceivable to increase the size of the hot press apparatus and the graphite mold itself so as not to reduce the production volume, but the cost of the hot press apparatus, the graphite mold, etc. increases.
For this reason, conventionally, it has been impossible to obtain a high-density ZnS-SiO 2 phase change optical disk protective film sputtering target at low cost.
Therefore, in general, a low-density target must be used, and as a result, when forming a film by sputtering, particles (dust generation) and nodules generated during sputtering are generated. There was a problem that the productivity was lowered and the productivity was poor.

本発明は、安定して低コストで結晶粒が微細な90%以上の高密度ターゲット作製出来るようにし、さらに成膜の均一性を高め、生産効率を上げることができる光ディスク保護膜形成用スパッタリングターゲット及び該スパッタリングターゲットを使用してZnS−SiO相変化型光ディスク保護膜を形成した光記録媒体を得ることを目的とする。 The present invention provides a sputtering target for forming an optical disk protective film that can stably produce a high-density target having a crystal grain size of 90% or more at a low cost, and can further improve the uniformity of film formation and increase the production efficiency. And an optical recording medium having a ZnS-SiO 2 phase change optical disc protective film formed thereon using the sputtering target.

上記の課題を解決するために、本発明者らは鋭意研究を行った結果、ZnS−SiOに添加物を加えることにより、ZnSとの空隙を低減させ、微細化しても容易に高密度化することが可能となり、保護膜としての特性も損なわず、さらにスパッタ時に発生するパーティクルやノジュールを低減でき、膜厚均一性も向上できるとの知見を得た。
本発明はこの知見に基づき、
1.添加物としてアルカリ土類金属又はこれらの酸化物から選択した1種以上を0.001〜5wt%含有することを特徴とするZnS−SiOスパッタリングターゲット
2.添加物としてアルカリ金属又はこれらの酸化物から選択した1種以上を、アルカリ土類金属又はこれらの酸化物との総量で0.001〜5wt%含有することを特徴とする上記1記載のZnS−SiOスパッタリングターゲット
3.添加物として硼素、アルミニウム、りん、砒素又はこれらの酸化物から選択した1種以上を0.001〜10wt%含有することを特徴とする上記1又は2記載のZnS−SiOスパッタリングターゲット
4.相対密度95%以上であることを特徴とする上記1〜3のいずれかに記載のZnS−SiOスパッタリングターゲット
5.SiO部の結晶粒の平均粒径が0.1〜30μmであることを特徴とする上記1〜4のいずれかに記載のZnS−SiOスパッタリングターゲット、を提供する。
In order to solve the above-mentioned problems, the present inventors have conducted intensive research. As a result, by adding an additive to ZnS-SiO 2 , the gap with ZnS is reduced, and the density can be easily increased even when miniaturized. It has become possible to reduce the number of particles and nodules generated during sputtering and improve the film thickness uniformity without impairing the properties as a protective film.
The present invention is based on this finding,
1. 1. ZnS—SiO 2 sputtering target characterized by containing 0.001 to 5 wt% of one or more selected from alkaline earth metals or their oxides as additives. The ZnS- of item 1, wherein the additive contains at least one selected from alkali metals or oxides thereof in an amount of 0.001 to 5 wt% in total with the alkaline earth metal or oxides thereof. 2. SiO 2 sputtering target 3. ZnS—SiO 2 sputtering target according to 1 or 2 above, containing 0.001 to 10 wt% of one or more selected from boron, aluminum, phosphorus, arsenic or oxides thereof as an additive. ZnS-SiO 2 sputtering target 5 as described in any one of the above 1 to 3, characterized in that a relative density of 95% or more. The ZnS—SiO 2 sputtering target according to any one of 1 to 4 above, wherein the average grain size of the crystal grains of the SiO 2 part is 0.1 to 30 μm.

本発明の添加物を加えることにより、ZnSとの空隙を低減させ、SiOを微細化しても容易に高密度化することが可能となり、保護膜としての特性も損なわず、スパッタ時に発生するパーティクル(発塵)やノジュールの発生を抑制し、成膜の均一性を高め、生産効率を上げることができる光ディスク保護膜形成用スパッタリングターゲット及び該スパッタリングターゲットを使用してZnS−SiO相変化型光ディスク保護膜を形成した光記録媒体得ることができるという優れた効果を有する。 By adding the additive of the present invention, it is possible to reduce the gap with ZnS, easily increase the density even if the SiO 2 is miniaturized, and the properties generated as a protective film are not impaired. Sputtering target for forming an optical disk protective film that can suppress generation of dust (dust generation) and nodules, improve film formation uniformity, and increase production efficiency, and a ZnS-SiO 2 phase change optical disk using the sputtering target The optical recording medium having a protective film can be obtained.

本発明のZnS−SiO系スパッタリングターゲットは、添加物としてアルカリ土類金属又はこれらの酸化物から選択した1種以上を0.001〜5wt%含有する。アルカリ土類金属又はこれらの酸化物を添加することにより密度が高くかつ耐食性に富むZnS−SiO系スパッタリングターゲットを得ることができる。
また、上記アルカリ土類金属又はこれらの酸化物から選択した1種以上を0.001〜5wt%含有するZnS−SiO系スパッタリングターゲットにさらに、アルカリ金属又はこれらの酸化物から選択した1種以上を0.001〜5wt%含有させることができる。アルカリ金属はLi、Na、K、Rb、Cs、Frを含み、アルカリ土類金属はBe、Mg、Ca、Sr、Ba、Raを含む。
上記に、さらに硼素、アルミニウム、りん、砒素又はこれらの酸化物を0.001〜10wt%含有させることもできる。これらの材料の添加に際しては、特に上記Na、K若しくはアルカリ土類金属又はこれらの酸化物から選択した添加物等の2倍以下が望ましい。
The ZnS—SiO 2 -based sputtering target of the present invention contains 0.001 to 5 wt% of one or more selected from an alkaline earth metal or an oxide thereof as an additive. By adding an alkaline earth metal or an oxide thereof, a ZnS—SiO 2 -based sputtering target having a high density and a high corrosion resistance can be obtained.
Further, the ZnS-SiO 2 sputtering target containing 0.001 to 5 wt% of one or more selected from the above alkaline earth metals or their oxides, and further one or more selected from alkali metals or these oxides Can be contained in an amount of 0.001 to 5 wt%. The alkali metal includes Li, Na, K, Rb, Cs, and Fr, and the alkaline earth metal includes Be, Mg, Ca, Sr, Ba, and Ra.
In addition to the above, 0.001 to 10 wt% of boron, aluminum, phosphorus, arsenic, or an oxide thereof may be further contained. In addition of these materials, it is particularly desirable that the amount is not more than twice that of the above-mentioned additive selected from Na, K or alkaline earth metals or oxides thereof.

上記Na、K若しくはアルカリ土類金属又はこれらの酸化物から選択した添加物等の添加量が0.001wt%未満では添加の効果がなく、また5wt%を超えると、膜特性が大きく変化したり、耐食性が劣化し好ましくないので、総量で0.001〜5wt%とする。
硼素、アルミニウム、りん、砒素又はこれらの酸化物の添加は耐食性の向上にさらに効果がある。0.001wt%未満では添加の効果がなく、また10wt%を超えると膜特性が大きく変り好ましくないので、添加により耐食性を向上させる場合には、総量で0.001〜10wt%とする。ZnS−SiO相変化型光ディスク保護膜形成用スパッタリングターゲットの要求特性に応じて上記添加物及び添加量を適宜選択し調節する。
ターゲットの製造に際しては、上記の添加元素をZnS粉末とSiO粉末に均一に分散混合して、これをホットプレス等により成形する。好ましくは、上記添加元素又はその塩とSiO粉末を混合加熱した後、残部ZnS粉末と混合しホットプレスにより成形する。
これにより、ZnSとSiO間の空隙が少なく、相対密度95%以上であるZnS−SiO相変化型光ディスク保護膜形成用スパッタリングターゲットを得ることができる。
If the additive amount selected from the above-mentioned Na, K or alkaline earth metals or their oxides is less than 0.001 wt%, there is no effect of addition, and if it exceeds 5 wt%, the film characteristics change greatly. Since corrosion resistance deteriorates and is not preferable, the total amount is set to 0.001 to 5 wt%.
Addition of boron, aluminum, phosphorus, arsenic or an oxide thereof is more effective in improving the corrosion resistance. If it is less than 0.001 wt%, the effect of addition is not obtained, and if it exceeds 10 wt%, the film properties are greatly changed, which is not preferable. Therefore, when the corrosion resistance is improved by addition, the total amount is 0.001 to 10 wt%. The above additives and addition amounts are appropriately selected and adjusted according to the required characteristics of the sputtering target for forming a ZnS-SiO 2 phase change optical disc protective film.
In the production of the target, the above additive elements are uniformly dispersed and mixed in the ZnS powder and the SiO 2 powder, and this is molded by hot pressing or the like. Preferably, the additive element or a salt thereof and SiO 2 powder are mixed and heated, and then mixed with the remaining ZnS powder and molded by hot pressing.
Thereby, a sputtering target for forming a ZnS-SiO 2 phase change optical disc protective film having a small gap between ZnS and SiO 2 and a relative density of 95% or more can be obtained.

さらに、上記の材料を添加するだけで、ZnS−SiO系ターゲットの結晶粒を微細化し、且つ高密度化することもできるので、ターゲットのスパッタ面を均一かつ平滑にすることができ、スパッタリング時のパーティクルやノジュールを低減させ、さらにターゲットライフも長くすることができるという著しい効果を有する。その結果として、ZnS−SiO相変化型光ディスク保護膜を形成した光記録媒体の生産性が向上し、品質の優れた材料を得ることができる。
SiOの結晶粒の平均粒径を0.1〜30μmとすることによって、上記の特性をさらに改善することができる。
Furthermore, since the crystal grains of the ZnS-SiO 2 target can be refined and densified simply by adding the above materials, the sputtering surface of the target can be made uniform and smooth. Particles and nodules can be reduced, and the target life can be lengthened. As a result, the productivity of the optical recording medium on which the ZnS—SiO 2 phase change optical disc protective film is formed is improved, and a material with excellent quality can be obtained.
The above characteristics can be further improved by setting the average grain size of the SiO 2 crystal grains to 0.1 to 30 μm.

以下、実施例および比較例に基づいて説明する。なお、本実施例はあくまで一例であり、この例によって何ら制限されるものではない。すなわち、本発明は特許請求の範囲によってのみ制限されるものであり、本発明に含まれる実施例以外の種々の変形を包含するものである。   Hereinafter, description will be made based on Examples and Comparative Examples. In addition, a present Example is an example to the last, and is not restrict | limited at all by this example. In other words, the present invention is limited only by the scope of the claims, and includes various modifications other than the examples included in the present invention.

(参考例1)
純度99.99%以上のSiO系粉末をZnSに対し20mol%の比率で混合し、さらにこれに対し0.1wt%NaOを添加して混合した。
この混合粉をグラファイトダイスに充填し、Ar雰囲気、面圧150kg/cm、温度1000°Cの条件でホットプレスを行った。これによって得られたターゲットの相対密度は99%であった。このターゲットの表面顕微鏡写真を図1に示す。
図1の黒色球形部はSiOを示しており、SiOの結晶粒の平均粒径は10μm以下であり、ZnSとSiO間の表面に空隙は殆ど認められない。この結果、高密度ZnS−SiO相変化型光ディスク保護膜形成用スパッタリングターゲットが得られた。
(Reference Example 1)
A SiO 2 powder having a purity of 99.99% or more was mixed at a ratio of 20 mol% with respect to ZnS, and 0.1 wt% Na 2 O was further added thereto and mixed.
This mixed powder was filled in a graphite die and hot pressed under conditions of an Ar atmosphere, a surface pressure of 150 kg / cm 2 , and a temperature of 1000 ° C. The relative density of the target thus obtained was 99%. A surface micrograph of this target is shown in FIG.
The black spherical portion in FIG. 1 indicates SiO 2 , and the average particle diameter of the SiO 2 crystal grains is 10 μm or less, and almost no void is observed on the surface between ZnS and SiO 2 . As a result, a high-density ZnS—SiO 2 phase change optical disk protective film forming sputtering target was obtained.

(実施例1)
純度99.99%以上のSiO系粉末をZnSに対し20mol%の比率で混合し、さらにこれに対し0.1wt%NaO及び0.01wt%MgOを添加して混合した。
この混合粉を実施例1と同様にグラファイトダイスに充填し、Ar雰囲気、面圧150kg/cm、温度1000°Cの条件でホットプレスを行った。これによって得られたターゲットの相対密度は97%であった。
実施例1と同様に、SiOの結晶粒の平均粒径は10μm以下であり、ZnSとSiO間の表面に空隙は殆ど認められなかった。この結果、ZnS−SiO相変化型光ディスク保護膜形成に好適な高密度スパッタリングターゲットが得られた。
Example 1
SiO 2 -based powder having a purity of 99.99% or more was mixed at a ratio of 20 mol% with respect to ZnS, and 0.1 wt% Na 2 O and 0.01 wt% MgO were further added and mixed.
This mixed powder was filled in a graphite die in the same manner as in Example 1, and hot pressed under conditions of an Ar atmosphere, a surface pressure of 150 kg / cm 2 , and a temperature of 1000 ° C. The relative density of the target thus obtained was 97%.
Similar to Example 1, the average grain size of the SiO 2 crystal grains was 10 μm or less, and almost no voids were observed on the surface between ZnS and SiO 2 . As a result, a high-density sputtering target suitable for forming a ZnS—SiO 2 phase change optical disc protective film was obtained.

(参考例2)
純度99.99%以上のSiO系粉末をZnSに対し20mol%の比率で混合し、さらにこれに対し1.0wt%NaO及び0.3wt%Alを添加して混合した。
この混合粉を実施例1と同様にグラファイトダイスに充填し、Ar雰囲気、面圧150kg/cm、温度1000°Cの条件でホットプレスを行った。これによって得られたターゲットの相対密度は97%であった。
実施例1と同様に、SiOの結晶粒の平均粒径は10μm以下であり、ZnSとSiO間の表面に空隙は殆ど認められなかった。この結果、ZnS−SiO相変化型光ディスク保護膜形成に好適な高密度スパッタリングターゲットが得られた。
(Reference Example 2)
A SiO 2 powder having a purity of 99.99% or more was mixed at a ratio of 20 mol% with respect to ZnS, and 1.0 wt% Na 2 O and 0.3 wt% Al 2 O 3 were further added and mixed.
This mixed powder was filled in a graphite die in the same manner as in Example 1, and hot pressed under conditions of an Ar atmosphere, a surface pressure of 150 kg / cm 2 , and a temperature of 1000 ° C. The relative density of the target thus obtained was 97%.
Similar to Example 1, the average grain size of the SiO 2 crystal grains was 10 μm or less, and almost no voids were observed on the surface between ZnS and SiO 2 . As a result, a high-density sputtering target suitable for forming a ZnS—SiO 2 phase change optical disc protective film was obtained.

(実施例2)
純度99.99%以上のSiO系粉末を用いZnSに対し20mol%の比率で均一に混合する。さらにこれに対しNaOを0.1wt%、CaO0.01wt%、Alを0.1wt%添加して混合した。
この混合粉をグラファイトダイスに充填し、Ar雰囲気、面圧150kg/cm、温度1000°Cの条件でホットプレスを行った。これによって得られたターゲットの相対密度は97%であった。この結果、高密度ZnS−SiO相変化型光ディスク保護膜形成用スパッタリングターゲットが得られた。このSEM写真を図2に示す。
図2の黒色球形部はSiOを示しており、その平均粒径は10μm以下であり、ZnSとSiO間の空隙が少ないことが分かる。
(Example 2)
A SiO 2 powder having a purity of 99.99% or more is uniformly mixed at a ratio of 20 mol% with respect to ZnS. Further, 0.1 wt% of Na 2 O, 0.01 wt% of CaO and 0.1 wt% of Al 2 O 3 were added and mixed.
This mixed powder was filled in a graphite die and hot pressed under conditions of an Ar atmosphere, a surface pressure of 150 kg / cm 2 , and a temperature of 1000 ° C. The relative density of the target thus obtained was 97%. As a result, a high-density ZnS—SiO 2 phase change optical disk protective film forming sputtering target was obtained. This SEM photograph is shown in FIG.
The black spherical portion in FIG. 2 shows SiO 2 , and the average particle diameter is 10 μm or less, and it can be seen that there are few voids between ZnS and SiO 2 .

(実施例3)
純度99.99%以上のSiO系粉末をZnSに対し20mol%の比率で混合し、さらにこれに対し1.0wt%NaO、0.5wt%BaO及び0.1wt%Pを添加して混合した。
この混合粉を実施例1と同様にグラファイトダイスに充填し、Ar雰囲気、面圧150kg/cm、温度1000°Cの条件でホットプレスを行った。これによって得られたターゲットの相対密度は97%であった。
実施例1と同様に、SiOの結晶粒の平均粒径は10μm以下であり、ZnSとSiO間の表面に空隙は殆ど認められなかった。この結果、ZnS−SiO相変化型光ディスク保護膜形成に好適な高密度スパッタリングターゲットが得られた。
(Example 3)
A SiO 2 powder having a purity of 99.99% or more was mixed at a ratio of 20 mol% with respect to ZnS, and 1.0 wt% Na 2 O, 0.5 wt% BaO, and 0.1 wt% P 2 O 5 were further added thereto. Added and mixed.
This mixed powder was filled in a graphite die in the same manner as in Example 1, and hot pressed under conditions of an Ar atmosphere, a surface pressure of 150 kg / cm 2 , and a temperature of 1000 ° C. The relative density of the target thus obtained was 97%.
Similar to Example 1, the average grain size of the SiO 2 crystal grains was 10 μm or less, and almost no voids were observed on the surface between ZnS and SiO 2 . As a result, a high-density sputtering target suitable for forming a ZnS—SiO 2 phase change optical disc protective film was obtained.

(参考例3)
純度99.99%以上のSiO系粉末をZnSに対し20mol%の比率で混合し、さらにこれに対し0.1wt%KOを添加して混合した。
この混合粉を実施例1と同様にグラファイトダイスに充填し、Ar雰囲気、面圧150kg/cm、温度1000°Cの条件でホットプレスを行った。これによって得られたターゲットの相対密度は99%であり、特に密度向上が著しかった。
また、実施例1と同様にSiOの結晶粒の平均粒径は10μm以下であり、ZnSとSiO間の表面に空隙は殆ど認められなかった。この結果、ZnS−SiO相変化型光ディスク保護膜形成に好適な高密度スパッタリングターゲットが得られた。
(Reference Example 3)
An SiO 2 powder having a purity of 99.99% or more was mixed at a ratio of 20 mol% with respect to ZnS, and 0.1 wt% K 2 O was further added thereto and mixed.
This mixed powder was filled in a graphite die in the same manner as in Example 1, and hot pressed under conditions of an Ar atmosphere, a surface pressure of 150 kg / cm 2 , and a temperature of 1000 ° C. The relative density of the target thus obtained was 99%, and the density improvement was particularly remarkable.
As in Example 1, the average grain size of SiO 2 crystal grains was 10 μm or less, and almost no voids were observed on the surface between ZnS and SiO 2 . As a result, a high-density sputtering target suitable for forming a ZnS—SiO 2 phase change optical disc protective film was obtained.

(参考例4)
純度99.99%以上のSiO系粉末をZnSに対し20mol%の比率で混合し、さらにこれに対し0.1wt%KO及び0.1wt%Alを添加して混合した。
この混合粉を実施例1と同様にグラファイトダイスに充填し、Ar雰囲気、面圧150kg/cm、温度1000°Cの条件でホットプレスを行った。これによって得られたターゲットの相対密度は97%であった。
実施例1と同様に、SiOの結晶粒の平均粒径は10μm以下であり、ZnSとSiO間の表面に空隙は殆ど認められなかった。この結果、ZnS−SiO相変化型光ディスク保護膜形成に好適な高密度スパッタリングターゲットが得られた。
(Reference Example 4)
A SiO 2 powder having a purity of 99.99% or more was mixed at a ratio of 20 mol% with respect to ZnS, and 0.1 wt% K 2 O and 0.1 wt% Al 2 O 3 were further added thereto and mixed.
This mixed powder was filled in a graphite die in the same manner as in Example 1, and hot pressed under conditions of an Ar atmosphere, a surface pressure of 150 kg / cm 2 , and a temperature of 1000 ° C. The relative density of the target thus obtained was 97%.
Similar to Example 1, the average grain size of the SiO 2 crystal grains was 10 μm or less, and almost no voids were observed on the surface between ZnS and SiO 2 . As a result, a high-density sputtering target suitable for forming a ZnS—SiO 2 phase change optical disc protective film was obtained.

(実施例4)
純度99.99%以上のSiO系粉末をZnSに対し20mol%の比率で混合し、さらにこれに対し2.0wt%KO、0.1wt%MgO及び0.1wt%Alを添加して混合した。
この混合粉を実施例1と同様にグラファイトダイスに充填し、Ar雰囲気、面圧150kg/cm、温度1000°Cの条件でホットプレスを行った。これによって得られたターゲットの相対密度は97%であった。
実施例1と同様に、SiOの結晶粒の平均粒径は10μm以下であり、ZnSとSiO間の表面に空隙は殆ど認められなかった。この結果、ZnS−SiO相変化型光ディスク保護膜形成に好適な高密度スパッタリングターゲットが得られた。
Example 4
A SiO 2 -based powder having a purity of 99.99% or more was mixed at a ratio of 20 mol% with respect to ZnS, and 2.0 wt% K 2 O, 0.1 wt% MgO and 0.1 wt% Al were further added thereto. Mixed.
This mixed powder was filled in a graphite die in the same manner as in Example 1, and hot pressed under conditions of an Ar atmosphere, a surface pressure of 150 kg / cm 2 , and a temperature of 1000 ° C. The relative density of the target thus obtained was 97%.
Similar to Example 1, the average grain size of the SiO 2 crystal grains was 10 μm or less, and almost no voids were observed on the surface between ZnS and SiO 2 . As a result, a high-density sputtering target suitable for forming a ZnS—SiO 2 phase change optical disc protective film was obtained.

(実施例5)
純度99.99%以上のSiO系粉末をZnSに対し20mol%の比率で混合し、さらにこれに対し0.2wt%MgO、0.01wt%CaOを添加して混合した。
この混合粉を実施例1と同様にグラファイトダイスに充填し、Ar雰囲気、面圧150kg/cm、温度1000°Cの条件でホットプレスを行った。これによって得られたターゲットの相対密度は98%であった。
実施例1と同様に、SiOの結晶粒の平均粒径は10μm以下であり、ZnSとSiO間の表面に空隙は殆ど認められなかった。この結果、ZnS−SiO相変化型光ディスク保護膜形成に好適な高密度スパッタリングターゲットが得られた。
(Example 5)
A SiO 2 -based powder having a purity of 99.99% or more was mixed at a ratio of 20 mol% with respect to ZnS, and 0.2 wt% MgO and 0.01 wt% CaO were further added thereto and mixed.
This mixed powder was filled in a graphite die in the same manner as in Example 1, and hot pressed under conditions of an Ar atmosphere, a surface pressure of 150 kg / cm 2 , and a temperature of 1000 ° C. The relative density of the target thus obtained was 98%.
Similar to Example 1, the average grain size of the SiO 2 crystal grains was 10 μm or less, and almost no voids were observed on the surface between ZnS and SiO 2 . As a result, a high-density sputtering target suitable for forming a ZnS—SiO 2 phase change optical disc protective film was obtained.

(実施例6)
純度99.99%以上のSiO系粉末をZnSに対し20mol%の比率で混合し、さらにこれに対し0.5wt%CaO、0.1wt%Alを添加して混合した。
この混合粉を実施例1と同様にグラファイトダイスに充填し、Ar雰囲気、面圧150kg/cm、温度1000°Cの条件でホットプレスを行った。これによって得られたターゲットの相対密度は97%であった。
実施例1と同様に、SiOの結晶粒の平均粒径は10μm以下であり、ZnSとSiO間の表面に空隙は殆ど認められなかった。この結果、ZnS−SiO相変化型光ディスク保護膜形成に好適な高密度スパッタリングターゲットが得られた。
(Example 6)
SiO 2 -based powder having a purity of 99.99% or more was mixed at a ratio of 20 mol% with respect to ZnS, and 0.5 wt% CaO and 0.1 wt% Al 2 O 3 were further added and mixed.
This mixed powder was filled in a graphite die in the same manner as in Example 1, and hot pressed under conditions of an Ar atmosphere, a surface pressure of 150 kg / cm 2 , and a temperature of 1000 ° C. The relative density of the target thus obtained was 97%.
Similar to Example 1, the average grain size of the SiO 2 crystal grains was 10 μm or less, and almost no voids were observed on the surface between ZnS and SiO 2 . As a result, a high-density sputtering target suitable for forming a ZnS—SiO 2 phase change optical disc protective film was obtained.

(比較例1)
純度99.99%以上のSiO粉を用い、ZnSに対し20mol%の比率SiO粉を均一に混合する。
この混合粉をグラファイトダイスに充填し、Ar雰囲気、面圧150kg/cm、温度1000°Cの条件でホットプレスを行った。これによって得られたターゲットの相対密度は94%であった。この結果、本発明の実施例よりも密度に劣るZnS−SiO相変化型光ディスク保護膜形成用スパッタリングターゲットとなった。
このターゲットの表面顕微鏡写真を図3に示す。上記と同様に、図3の黒色球形部はSiOを示しており、その平均粒径は10〜20μmであり、ZnSとSiO間に多くの空隙が認められた。
(Comparative Example 1)
With a purity of 99.99% or more SiO 2 powder, homogeneously mixing 20 mol% of the ratio SiO 2 powder to ZnS.
This mixed powder was filled in a graphite die and hot pressed under conditions of an Ar atmosphere, a surface pressure of 150 kg / cm 2 , and a temperature of 1000 ° C. The relative density of the target thus obtained was 94%. As a result, a ZnS—SiO 2 phase change optical disk protective film forming sputtering target having a density lower than that of the example of the present invention was obtained.
A surface micrograph of this target is shown in FIG. Similarly to the above, the black spherical portion in FIG. 3 shows SiO 2 , the average particle diameter is 10 to 20 μm, and many voids are observed between ZnS and SiO 2 .

(比較例2)
純度99.99%以上のSiO粉を用い、ZnSに対し20mol%の比率SiO粉を均一に混合する。さらにこれに対し0.5wt%Alを添加して混合した。
この混合粉をグラファイトダイスに充填し、Ar雰囲気、面圧150kg/cm、温度1000°Cの条件でホットプレスを行った。これによって得られたターゲットの相対密度は91%であった。この結果、本発明の実施例よりも密度に劣るZnS−SiO相変化型光ディスク保護膜形成用スパッタリングターゲットとなった。また、このターゲットの平均粒径は10〜20μmであり、ZnSとSiO間に多くの空隙が認められた。
(Comparative Example 2)
With a purity of 99.99% or more SiO 2 powder, homogeneously mixing 20 mol% of the ratio SiO 2 powder to ZnS. Further, 0.5 wt% Al 2 O 3 was added to this and mixed.
This mixed powder was filled in a graphite die and hot pressed under conditions of an Ar atmosphere, a surface pressure of 150 kg / cm 2 , and a temperature of 1000 ° C. The relative density of the target thus obtained was 91%. As a result, a ZnS—SiO 2 phase change optical disk protective film forming sputtering target having a density lower than that of the example of the present invention was obtained. The average particle diameter of the target is 10 to 20 [mu] m, many voids between ZnS and SiO 2 were observed.

本発明の添加物を加えることにより、ZnSとの空隙を低減させ、SiOを微細化しても容易に高密度化することが可能となり、保護膜としての特性も損なわず、スパッタ時に発生するパーティクル(発塵)やノジュールの発生を抑制し、成膜の均一性を高め、生産効率を上げることができる光ディスク保護膜形成用スパッタリングターゲットとして有用であり、かつ該スパッタリングターゲットを使用してZnS−SiO相変化型光ディスク保護膜に用いることができる。 By adding the additive of the present invention, it is possible to reduce the gap with ZnS, easily increase the density even if the SiO 2 is miniaturized, and the properties generated as a protective film are not impaired. It is useful as a sputtering target for forming an optical disk protective film that can suppress the generation of dust (dust generation) and nodules, increase the uniformity of film formation, and increase the production efficiency. Using this sputtering target, ZnS-SiO It can be used for a two- phase change type optical disc protective film.

実施例1によって得られたターゲット表面の顕微鏡写真である。2 is a photomicrograph of the target surface obtained in Example 1. 実施例4によって得られたターゲット表面の顕微鏡写真である。6 is a photomicrograph of the target surface obtained in Example 4. 比較例1によって得られたターゲット表面の顕微鏡写真である。2 is a photomicrograph of the target surface obtained in Comparative Example 1.

Claims (5)

添加物としてアルカリ土類金属又はこれらの酸化物から選択した1種以上を0.001〜5wt%含有することを特徴とするZnS−SiOスパッタリングターゲット。 ZnS-SiO 2 sputtering target, characterized in that it contains 0.001 to 5% one or more selected from alkaline earth metals or oxides thereof as additives. 添加物としてアルカリ金属又はこれらの酸化物から選択した1種以上を、アルカリ土類金属又はこれらの酸化物との総量で0.001〜5wt%含有することを特徴とする請求項1記載のZnS−SiOスパッタリングターゲット。 2. The ZnS according to claim 1, wherein the additive contains at least one selected from an alkali metal or an oxide thereof as 0.001 to 5 wt% in total with an alkaline earth metal or an oxide thereof. -SiO 2 sputtering target. 添加物として硼素、アルミニウム、りん、砒素又はこれらの酸化物から選択した1種以上を0.001〜10wt%含有することを特徴とする請求項1又は2記載のZnS−SiOスパッタリングターゲット。 3. The ZnS—SiO 2 sputtering target according to claim 1, wherein the additive contains 0.001 to 10 wt% of one or more selected from boron, aluminum, phosphorus, arsenic, or oxides thereof. 相対密度95%以上であることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載のZnS−SiOスパッタリングターゲット。 ZnS-SiO 2 sputtering target according to any one of claims 1 to 3, characterized in that a relative density of 95% or more. SiO部の結晶粒の平均粒径が0.1〜30μmであることを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載のZnS−SiOスパッタリングターゲット。 ZnS-SiO 2 sputtering target according to claim 1, average particle diameter of the crystal grains of SiO 2 parts is characterized in that a 0.1 to 30 [mu] m.
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