JP2011094240A - Titanium oxide based thin film - Google Patents

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titanium oxide
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Yukio Noguchi
幸雄 野口
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a thin film which has a high refractive index to a laser beam of short wavelength than a ZrS based thin film, has excellent thermal impact resistance, also has high stability to heat and can be deposited by a deposition process with high efficiency such as d.c. sputtering. <P>SOLUTION: The titanium oxide based thin film essentially consists of titanium oxide and comprises niobium oxide as an auxiliary component, whose refractive index to light of 400 nm wavelength is ≥2.5, and also has an amorphous structure. The titanium oxide based thin film is, e.g., used for an optical recording medium. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明は、酸化チタンを主成分とし、副成分として酸化ニオブを含有してなり、短波長光に対して高屈折率を有する酸化チタン系薄膜に関するものである。   The present invention relates to a titanium oxide thin film having titanium oxide as a main component and niobium oxide as a subcomponent and having a high refractive index with respect to short wavelength light.

従来、可視光線等の光に対して高い屈折率を有し、熱に対して優れた安定性を有する薄膜は、レーザー集光用レンズや光記録媒体といった用途に使用されている。   Conventionally, a thin film having a high refractive index with respect to light such as visible light and excellent stability against heat has been used in applications such as a laser condensing lens and an optical recording medium.

例えば、光記録媒体の中でもレーザー光の照射信号を記録層の相変化として記録する相変化型記録層を備えたものは相変化型光記録媒体と呼ばれ、CD−RW、DVD−RAM、DVD+RW等の光ディスクとして用いられている。   For example, an optical recording medium having a phase change type recording layer that records a laser beam irradiation signal as a phase change of the recording layer is called a phase change type optical recording medium, and is called CD-RW, DVD-RAM, DVD + RW. It is used as an optical disc.

図4に一般的な相変化型光記録媒体の概略図を示すように、この相変化型光記録媒体20は、ポリマー等からなる円盤状をした基体11上に、第一の保護層12a、Te合金やSb合金からなる相変化型記録層(以下、単に記録層という)13、第二の保護層12bをこの順序で積層し、最後に、アルミニウム、金、銀、あるいはこれらを主成分とする合金等からなる反射層14と樹脂層15を被着したもので、基体11側からレーザー光を照射すると、レーザー光は第二の保護層12bを透過して記録層13に照射され、記録層13を透過したレーザー光は第一の保護膜12aを透過して反射層14で反射され、反射されたレーザー光は、再度、第一の保護膜12a、記録層13、第二の保護層12bを透過して照射側に戻り、電気信号として取り出されるようになっており、記録時には、信号強度に対応して変調されたレーザー光が照射され、その熱エネルギーにより記録層13を相変化させることにより(例えば、記録層13の合金薄膜を結晶相と非晶相とに相互に変化させる)、信号情報をこの相変化として記録させ、また、再生時には、レーザー光を照射して記録層13における相変化に伴ったレーザー光の反射強度変化を信号として検出するようになっていた。   As shown in a schematic diagram of a general phase change type optical recording medium in FIG. 4, the phase change type optical recording medium 20 has a first protective layer 12a, A phase change recording layer (hereinafter simply referred to as a recording layer) 13 made of Te alloy or Sb alloy 13 and a second protective layer 12b are laminated in this order. Finally, aluminum, gold, silver, or these as a main component When the laser beam is irradiated from the substrate 11 side, the laser beam is transmitted through the second protective layer 12b and irradiated to the recording layer 13, and the recording layer 13 is recorded. The laser light that has passed through the layer 13 passes through the first protective film 12a and is reflected by the reflective layer 14, and the reflected laser light is again the first protective film 12a, the recording layer 13, and the second protective layer. 12b and return to the irradiation side, At the time of recording, a laser beam modulated in accordance with the signal intensity is irradiated, and the recording layer 13 is phase-shifted by the thermal energy (for example, the alloy thin film of the recording layer 13 is changed). The signal information is recorded as this phase change, and at the time of reproduction, the laser beam is irradiated to reproduce the change in the reflection intensity of the laser beam accompanying the phase change in the recording layer 13. Was detected as a signal.

そして、このような相変化型光記録媒体20に用いられる保護層12a,12bは、レーザー光を透過し、かつ記録層13に接してその両面を保護する目的で設けられているものであるが、レーザー光の照射による記録/消去時には、瞬間的に400℃〜700℃の熱が加わり、大きな温度変化を受けることになることになるため、耐熱衝撃性に優れた硫化亜鉛薄膜が用いられていた。   The protective layers 12a and 12b used in the phase change type optical recording medium 20 are provided for the purpose of transmitting laser light and contacting the recording layer 13 to protect both surfaces. At the time of recording / erasing by laser light irradiation, heat of 400 ° C. to 700 ° C. is instantaneously applied and a large temperature change is caused. Therefore, a zinc sulfide thin film excellent in thermal shock resistance is used. It was.

しかしながら、レーザー光の照射によって繰り返し熱が加わると、硫化亜鉛薄膜中のZnS結晶が粒成長を起こして薄膜の特性が劣化することから、この粒成長を防止するため、保護層12a,12bとしてSiO2を含有する硫化亜鉛系薄膜、例えば、モル比で、
80モル%ZnS−20モル%SiO2の組成を有する硫化亜鉛系薄膜により形成したも
のを用いることが提案されていた(特許文献1参照)。
However, when heat is repeatedly applied by laser light irradiation, the ZnS crystal in the zinc sulfide thin film undergoes grain growth and the properties of the thin film deteriorate. Therefore, in order to prevent this grain growth, the protective layers 12a and 12b are made of SiO. 2 containing zinc sulfide thin film, for example, in molar ratio,
It has been proposed to use a zinc sulfide-based thin film having a composition of 80 mol% ZnS-20 mol% SiO 2 (see Patent Document 1).

また、硫化亜鉛系薄膜からなる保護膜12a,12bを有する相変化型光記録媒体を製作するには、RFスパッタリング装置内に、基体11と、これと対置して、ZnS−SiO2系焼結体からなるスパッタリングターゲット材を配置し、高真空で希薄なAr中で高
周波プラズマを発生させることにより、基体11上にSiO2を含有する硫化亜鉛系薄膜
からなる保護膜12aを被着し、この保護層12a上にTe合金やSb合金からなる記録層13を形成した後、さらに記録層13上に、ZnS−SiO2系薄膜からなる保護層1
2bをRFスパッタリング装置により被着した後、アルミニウム、金、銀、あるいはこれらを主成分とする合金等からなる反射層14と樹脂層15を被着することにより形成され
ていた。
Further, in order to manufacture a phase change type optical recording medium having protective films 12a and 12b made of a zinc sulfide-based thin film, a substrate 11 and a ZnS-SiO 2 -based sintered material are placed in an RF sputtering apparatus. A protective film 12a made of a zinc sulfide-based thin film containing SiO 2 is deposited on the substrate 11 by arranging a sputtering target material made of a body and generating high-frequency plasma in a high vacuum and dilute Ar. After the recording layer 13 made of Te alloy or Sb alloy is formed on the protective layer 12a, the protective layer 1 made of a ZnS—SiO 2 thin film is further formed on the recording layer 13.
After 2b was deposited by an RF sputtering apparatus, it was formed by depositing a reflective layer 14 and a resin layer 15 made of aluminum, gold, silver, an alloy mainly containing these, or the like.

特開平11−278936号公報JP 11-278936 A

ところで、近年、相変化型光記録媒体の高密度化のため、回転速度の高速化と共に、レーザー光の短波長化が進められており、従来、830nmや780nmの波長を有するレーザー光が用いられていたのに対し、400nmの波長を有するレーザー光を用いることが提案されており、このレーザー光の短波長化によって記録層13における復素屈折率の相変化に伴う変化率が小さくなり(信号のS/N比が小さくなる)、保護層12a,12bの屈折率を高めることが要求されていた。   By the way, in recent years, in order to increase the density of the phase change optical recording medium, the rotation speed has been increased and the laser light has been shortened. Conventionally, laser light having a wavelength of 830 nm or 780 nm has been used. On the other hand, it has been proposed to use a laser beam having a wavelength of 400 nm. By shortening the wavelength of this laser beam, the rate of change of the recording layer 13 due to the phase change of the refractive index decreases (signal). The S / N ratio of the protective layer 12a, 12b is required to be increased.

ところが、保護膜12a,12bを硫化亜鉛薄膜により形成したものでは、400nm波長光に対する屈折率(n)が2.35程度と比較的高い屈折率を有するものの、上述したように、硫化亜鉛薄膜はレーザー光の照射によって薄膜中のZnS結晶が粒成長を起こして薄膜の特性劣化を生じるといった不都合があり、他方、保護膜12a,12bをSiO2を含有する硫化亜鉛系薄膜により形成したものでは、SiO2の含有によりレーザー光に対する屈折率が全体的に悪くなり、特に400nmの波長を有するレーザー光に対する屈折率(n)が2.35よりもさらに低くなって、光記録媒体の記録密度を高めることができないといった課題があった。 However, in the case where the protective films 12a and 12b are formed of a zinc sulfide thin film, the refractive index (n) for 400 nm wavelength light has a relatively high refractive index of about 2.35. There is a disadvantage that the ZnS crystal in the thin film causes grain growth due to laser light irradiation and the characteristic of the thin film is deteriorated. On the other hand, the protective films 12a and 12b are formed of a zinc sulfide-based thin film containing SiO 2 . The refractive index with respect to the laser beam is deteriorated as a whole due to the inclusion of SiO 2 , and particularly the refractive index (n) with respect to the laser beam having a wavelength of 400 nm is further lower than 2.35, thereby increasing the recording density of the optical recording medium. There was a problem that it was not possible.

そこで、400nmの波長を有するレーザー光に対する屈折率(n)を高めるために、SiO2を含有する硫化亜鉛系薄膜からなる保護層12a,12bの厚みを厚くすること
も考えられるが、硫化亜鉛系薄膜は熱伝導率が小さいため、記録/消去時におけるレーザー光の照射によって保護層12a,12bに蓄熱された熱を直ちに放熱することができず、記録層13や基体11との間の熱膨張差に伴って発生する熱応力によって剥離するといった恐れがあった。その上、光記録媒体がCD仕様である場合、ポリマーからなる基体11の厚みが1.2mm程度とある程度の厚みによって強度を維持することができるものの、光記録媒体がDVD仕様となると、その厚みは0.6mmにまで薄くなり、この場合、熱応力によってポリマーからなる基体11が変形するといった恐れもあった。
Therefore, in order to increase the refractive index (n) for laser light having a wavelength of 400 nm, it is conceivable to increase the thickness of the protective layers 12a and 12b made of a zinc sulfide-based thin film containing SiO 2. Since the thin film has a low thermal conductivity, the heat stored in the protective layers 12a and 12b due to the irradiation of the laser beam at the time of recording / erasing cannot be immediately dissipated, and the thermal expansion between the recording layer 13 and the substrate 11 occurs. There was a risk of peeling due to thermal stress generated with the difference. In addition, when the optical recording medium has a CD specification, the thickness of the base 11 made of a polymer can be maintained with a certain thickness of about 1.2 mm. Becomes as thin as 0.6 mm. In this case, there is a fear that the base 11 made of the polymer is deformed by thermal stress.

さらに、記録/消去時に照射されるレーザー光によって硫化亜鉛系薄膜からなる保護層12a,12bが400℃〜700℃の温度範囲に加熱されると、硫化亜鉛系薄膜中の硫黄が記録層13の合金と反応して腐食され、光記録媒体の信頼性が著しく損なわれるといった課題もあった。   Further, when the protective layers 12a and 12b made of a zinc sulfide-based thin film are heated to a temperature range of 400 ° C. to 700 ° C. by laser light irradiated at the time of recording / erasing, sulfur in the zinc sulfide-based thin film There has also been a problem that the reliability of the optical recording medium is remarkably impaired by reacting with the alloy and being corroded.

また、硫化亜鉛系薄膜からなる保護層12a,12bを形成するために用いるスパッタリングターゲット材としてのZnS−SiO2系焼結体は、その体積固有抵抗値が高いた
め、RFスパッタリング法が用いられていたが、RFスパッタリング法は成膜速度が遅く、光記録媒体の生産性を高めることができないといった不都合もあった。
In addition, the ZnS—SiO 2 sintered body as a sputtering target material used to form the protective layers 12a and 12b made of a zinc sulfide-based thin film has a high volume resistivity, and therefore, an RF sputtering method is used. However, the RF sputtering method has a disadvantage that the film forming speed is slow and the productivity of the optical recording medium cannot be increased.

そこで、本件発明者は、短波長光に対する屈折率が硫化亜鉛薄膜よりも高く、耐熱衝撃性に優れるとともに、熱に対して高い安定性を有し、かつDCスパッタリング法等の効率の良い成膜手段によって成膜することが可能な薄膜について鋭意研究を重ねたところ、酸化チタンを主成分とし、副成分として酸化ニオブを含有する酸化チタン系薄膜を用いれば良いことを見出し、本発明に至った。   Therefore, the inventor of the present invention has a higher refractive index for short-wavelength light than a zinc sulfide thin film, excellent thermal shock resistance, high stability against heat, and efficient film formation such as DC sputtering. As a result of extensive research on thin films that can be formed by means, it was found that a titanium oxide-based thin film containing titanium oxide as a main component and niobium oxide as a subcomponent may be used, and the present invention was achieved. .

即ち、本発明の酸化チタン系薄膜は、酸化チタンを主成分とし、副成分として酸化ニオブを含有してなり、400nmの波長光に対する屈折率が2.5以上であり、かつ非晶質構造を有することを特徴とする。   That is, the titanium oxide-based thin film of the present invention contains titanium oxide as a main component and niobium oxide as a subcomponent, has a refractive index of 2.5 or more with respect to light having a wavelength of 400 nm, and has an amorphous structure. It is characterized by having.

本発明の酸化チタン系薄膜は、好ましくは、上記酸化ニオブの含有量がNb換算で2.5重量%〜11重量%の範囲にあることを特徴とする。 The titanium oxide thin film of the present invention is preferably characterized in that the content of the niobium oxide is in the range of 2.5% by weight to 11% by weight in terms of Nb 2 O 5 .

本発明の酸化チタン系薄膜は、好ましくは、上記酸化ニオブの含有量がNb換算で5重量%〜10重量%の範囲にあり、400nmの波長光に対する屈折率が2.8より大きいことを特徴とする。 In the titanium oxide thin film of the present invention, preferably, the content of niobium oxide is in the range of 5% by weight to 10% by weight in terms of Nb 2 O 5 and the refractive index with respect to light having a wavelength of 400 nm is greater than 2.8. It is characterized by that.

本発明の酸化チタン系薄膜は、好ましくは、上記酸化チタン系薄膜の400nmから800nmの波長光に対する屈折率が2.4以上であることを特徴とする。   The titanium oxide thin film of the present invention is preferably characterized in that the refractive index of the titanium oxide thin film with respect to light having a wavelength of 400 nm to 800 nm is 2.4 or more.

本発明の酸化チタン系薄膜は、好ましくは、上記保護層を形成する酸化チタン系薄膜の400nmから1500nmの波長光に対する屈折率が2.4以上であることを特徴とする。   The titanium oxide thin film of the present invention is preferably characterized in that the titanium oxide thin film forming the protective layer has a refractive index of 2.4 or more with respect to light having a wavelength of 400 nm to 1500 nm.

以上のように、本発明によれば、酸化チタンを主成分とし、副成分として酸化ニオブを含有する酸化チタン系薄膜を用いるようにしたことから、400nmの波長光に対する屈折率を2.5以上と、硫化亜鉛系薄膜よりも高い屈折率を得ることができ、これにより保護膜の膜厚を薄くすることができるため、熱放散性を向上させることができる。
特に酸化ニオブをNb換算で2.5重量%〜11重量%の範囲で含有する酸化チタン系薄膜は、400nmの波長光に対する屈折率が2.6以上の高屈折率を得ることができる。
As described above, according to the present invention, since the titanium oxide thin film containing titanium oxide as a main component and niobium oxide as a subcomponent is used, the refractive index for wavelength light of 400 nm is 2.5 or more. In addition, since a higher refractive index than that of the zinc sulfide-based thin film can be obtained, and thus the thickness of the protective film can be reduced, heat dissipation can be improved.
In particular, a titanium oxide thin film containing niobium oxide in the range of 2.5% by weight to 11% by weight in terms of Nb 2 O 5 can obtain a high refractive index of 2.6 or more with respect to light having a wavelength of 400 nm. it can.

本発明に係る酸化チタン系薄膜を相変化型記録層の保護層として用いた光記録媒体を示す概略断面図である。It is a schematic sectional drawing which shows the optical recording medium which used the titanium oxide type thin film which concerns on this invention as a protective layer of a phase change type recording layer. 酸化ニオブの含有量と酸化チタン系薄膜の屈折率との関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between content of niobium oxide, and the refractive index of a titanium oxide type thin film. (a)は酸化ニオブの含有量が2.5重量%である酸化チタン系薄膜の300nm〜1500nmの波長光に対する屈折率を示すグラフであり、(b)は酸化ニオブの含有量が5.0重量%である酸化チタン系薄膜の300nm〜1500nmの波長光に対する屈折率を示すグラフである。(A) is a graph which shows the refractive index with respect to the 300 nm-1500 nm wavelength light of the titanium oxide type thin film whose content of niobium oxide is 2.5 weight%, (b) is content of niobium oxide being 5.0. It is a graph which shows the refractive index with respect to the wavelength light of 300 nm-1500 nm of the titanium oxide type thin film which is weight%. 従来の光記録媒体を示す概略断面図である。It is a schematic sectional drawing which shows the conventional optical recording medium.

以下、本発明の実施形態について説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described.

本発明の酸化チタン系薄膜は、酸化チタンを主成分とし、副成分として酸化ニオブを含有したもので、400nmの波長光に対する屈折率が2.5以上であることを特徴とする。   The titanium oxide-based thin film of the present invention contains titanium oxide as a main component and niobium oxide as a subcomponent, and has a refractive index of 2.5 or more for light having a wavelength of 400 nm.

即ち、本件発明者は、短波長光に対する屈折率が硫化亜鉛薄膜より高い材料について鋭意研究を重ねたところ、酸化チタンが硫化亜鉛と同程度の屈折率を有することを知見し、さらに酸化チタンを主成分とし、副成分として酸化ニオブを含有させることにより、酸化チタン(TiO2)や硫化亜鉛(ZnS)の単体よりも屈折率を高めることができること
を見出したのである。
That is, the present inventor conducted extensive research on a material having a refractive index with respect to short wavelength light higher than that of the zinc sulfide thin film, and found that titanium oxide has a refractive index comparable to that of zinc sulfide. It has been found that by containing niobium oxide as a main component and a subcomponent, the refractive index can be increased as compared with titanium oxide (TiO 2 ) or zinc sulfide (ZnS) alone.

そして、酸化ニオブの含有量について実験を重ねたところ、Nb25換算で0.5重量%〜14重量%の範囲で含有することにより、400nmの波長光に対する屈折率を2.5以上とすることができ、好ましくは酸化ニオブの含有量をNb25換算で、1重量%〜13重量%の範囲で含有することにより、400nmの波長光に対する屈折率を2.6以上とすることができ、さらに好ましくは酸化ニオブの含有量をNb25換算で、2.5重量%〜11重量%の範囲で含有することにより、400nmの波長光に対する屈折率を2.8以上とすることができ、望ましくは酸化ニオブの含有量をNb25換算で、5重量%〜10重量%の範囲で含有することにより、400nmの波長光に対する屈折率を2.85以上とすることができる。 Then, it was repeated experiments about the content of niobium oxide, by containing in the range of 0.5 wt% to 14 wt% calculated as Nb 2 O 5, the refractive index with respect to wavelength of 400 nm 2.5 or more and Preferably, the refractive index for light having a wavelength of 400 nm is 2.6 or more by containing the niobium oxide content in the range of 1 wt% to 13 wt% in terms of Nb 2 O 5. More preferably, by containing the niobium oxide content in the range of 2.5% by weight to 11% by weight in terms of Nb 2 O 5 , the refractive index for light having a wavelength of 400 nm is 2.8 or more. Desirably, the refractive index with respect to light having a wavelength of 400 nm is set to 2.85 or more by containing the niobium oxide content in the range of 5 wt% to 10 wt% in terms of Nb 2 O 5. Can .

その為、本発明の酸化チタン系薄膜を用いれば、短波長光に対する高い屈折率が要求されるレーザー集光用レンズ、光記録媒体といった用途に好適に用いることができる。   Therefore, if the titanium oxide thin film of the present invention is used, it can be suitably used for applications such as a laser condensing lens and an optical recording medium that require a high refractive index for short wavelength light.

また、この酸化チタン系薄膜は、非晶質構造を有し、熱に対する安定性に優れることから、700℃もの大きな熱が加わったとしても酸化チタン結晶が生成されたり、粒成長を起こすようなことがなく、かつ酸化チタン系薄膜が他の材質と反応することもないため、熱が加わるような環境下でも使用することができる。しかも、非晶質構造であるため、成膜時に膜内に残留する内部応力が小さいため、被着する基板との相性の制約が少なく、様々な基板へ比較的密着良く被着することができる。   In addition, since this titanium oxide thin film has an amorphous structure and is excellent in heat stability, even if heat as high as 700 ° C. is applied, titanium oxide crystals are generated or grain growth occurs. In addition, since the titanium oxide thin film does not react with other materials, it can be used even in an environment where heat is applied. Moreover, since it has an amorphous structure, the internal stress remaining in the film during film formation is small, so there are few restrictions on compatibility with the substrate to be deposited, and it can be deposited on various substrates with relatively good adhesion. .

ところで、本発明の酸化チタン系薄膜を製作するには、真空蒸着法、スパッタリング法、プラズマCVD法、光CVD法、イオンプレーティング法、電子ビーム蒸着法等の気相成膜法を用いることができるが、これらの気相成膜法の中でもスパッタリング法を用いれば比較的簡単にかつ安価に酸化チタン系薄膜を成膜することができる。   By the way, in order to manufacture the titanium oxide-based thin film of the present invention, a vapor deposition method such as a vacuum deposition method, a sputtering method, a plasma CVD method, a photo CVD method, an ion plating method, an electron beam deposition method, or the like is used. However, among these vapor deposition methods, a titanium oxide thin film can be formed relatively easily and inexpensively by using a sputtering method.

スパッタリングターゲット材としては、酸化チタン系薄膜と略同等の組成を有する酸化ニオブを含有する酸化チタン系焼結体を用いれば良く、具体的には、酸化チタンを主成分とし、副成分として酸化ニオブをNb25換算で0.5重量%を越え、15重量%以下の範囲で含有する酸化チタン系焼結体を用いることが好ましい。 As a sputtering target material, a titanium oxide-based sintered body containing niobium oxide having a composition substantially equivalent to that of a titanium oxide-based thin film may be used. Specifically, titanium oxide is a main component and niobium oxide is used as a subcomponent. It is preferable to use a titanium oxide-based sintered body that contains Nb 2 O 5 in a range of more than 0.5 wt% and not more than 15 wt%.

即ち、酸化ニオブの含有量がNb25換算で0.5重量%以下であると、成膜した酸化チタン系薄膜中における酸化ニオブの含有量がNb25換算で0.5重量%以下となり、400nmの波長光に対する屈曲率を2.5以上とすることができないからであり、逆に酸化ニオブの含有量がNb25換算で15重量%を超えると、成膜した酸化チタン系薄膜中における酸化ニオブの含有量がNb25換算で14重量%を越え、400nmの波長光に対する屈曲率を2.5以上とすることができないからである。 That is, when the content of niobium oxide is 0.5% by weight or less in terms of Nb 2 O 5 , the content of niobium oxide in the formed titanium oxide thin film is 0.5% by weight in terms of Nb 2 O 5. This is because the bending rate with respect to light having a wavelength of 400 nm cannot be made 2.5 or more. Conversely, when the content of niobium oxide exceeds 15% by weight in terms of Nb 2 O 5 , the formed titanium oxide This is because the content of niobium oxide in the system thin film exceeds 14% by weight in terms of Nb 2 O 5 and the bending rate with respect to light having a wavelength of 400 nm cannot be 2.5 or more.

そして、主成分である酸化チタンは絶縁材料であるが、これに酸化ニオブをNb25換算で0.5重量%を越え、15重量%以下の範囲で含有することにより、酸化チタン系焼結体のシート抵抗値を100Ω/□以下とすることができ、RFスパッタリング法だけでなく、成膜速度の速いDCスパッタリング法を用いることもできるため、酸化チタン系薄膜の成膜時間を大幅に短縮することができる。なお、好ましくは酸化チタン系焼結体の酸化ニオブ含有量をNb25に換算して1重量%〜10重量%の範囲で含有させることにより、酸化チタン系焼結体のシート抵抗値を30Ω/□以下とすることができ、DCスパッタリング法による成膜速度をより高めることができる。 Titanium oxide, which is the main component, is an insulating material. By containing niobium oxide in a range of more than 0.5% by weight and 15% by weight or less in terms of Nb 2 O 5 , titanium oxide-based firing is achieved. The sheet resistance value of the bonded body can be set to 100Ω / □ or less, and not only the RF sputtering method but also the DC sputtering method having a high film formation rate can be used, so that the film formation time of the titanium oxide thin film is greatly increased. It can be shortened. The niobium oxide content of the titanium oxide-based sintered body is preferably 1% to 10% by weight in terms of Nb 2 O 5 , so that the sheet resistance value of the titanium oxide-based sintered body is reduced. It can be set to 30Ω / □ or less, and the film formation rate by the DC sputtering method can be further increased.

次に、本発明に係る酸化チタン系薄膜を用いた応用例について説明する。   Next, application examples using the titanium oxide thin film according to the present invention will be described.

図2は本発明に係る酸化チタン系薄膜を相変化型記録層の保護層として用いた光記録媒体を示す概略断面図である。   FIG. 2 is a schematic sectional view showing an optical recording medium using the titanium oxide thin film according to the present invention as a protective layer of the phase change recording layer.

この相変化型光記録媒体10は、ポリマー等からなる円盤状をした基体1上に、DCスパッタリング法を含む気相成膜法により、酸化チタンを主成分とし、副成分として酸化ニオブを含有し、400nmの波長を有するレーザー光に対する屈折率が2.5以上である酸化チタン系薄膜からなる第一の保護層2aを被覆した後、この保護層2a上にTe合金やSb合金からなる相変化型記録層3を被覆し、さらにこの記録層3上に、DCスパッタリング法を含む気相成膜法により、酸化チタンを主成分とし、副成分として酸化ニオブを含有し、400nmの波長を有するレーザー光に対する屈折率が2.5以上である酸化チタン系薄膜からなる第ニの保護層2bを被覆し、この保護層2bの上にアルミニウム、金、銀、あるいはこれらを主成分とする合金等からなる反射膜4と樹脂層5を形成したもので、基体1側から照射されたレーザー光は、第二の保護層2bを透過して記録層3に照射され、記録層3を透過したレーザー光は第一の保護膜2aを透過して反射層4で反射され、反射されたレーザー光は、再度、第一の保護膜2a、記録層3、第2の保護層2bを透過して照射側に戻り、電気信号として取り出されるようになっており、記録時には、信号強度に対応して変調されたレーザー光が照射され、その熱エネルギーにより記録層3を相変化させることにより(例えば、記録層3の合金薄膜を結晶相と非晶相とに相互に変化させる)、信号情報をこの相変化として記録させ、また、再生時には、レーザー光を照射して記録層3における相変化に伴ったレーザー光の反射強度変化を信号として検出するようになっている。   This phase change optical recording medium 10 contains titanium oxide as a main component and niobium oxide as a subcomponent on a disc-shaped substrate 1 made of a polymer or the like by a vapor deposition method including a DC sputtering method. After coating the first protective layer 2a made of a titanium oxide thin film having a refractive index of 2.5 or more with respect to laser light having a wavelength of 400 nm, a phase change made of Te alloy or Sb alloy is formed on the protective layer 2a. A laser having a wavelength of 400 nm, which covers the mold recording layer 3 and further contains titanium oxide as a main component and niobium oxide as a subcomponent on the recording layer 3 by a vapor phase film forming method including a DC sputtering method. A second protective layer 2b made of a titanium oxide-based thin film having a refractive index with respect to light of 2.5 or more is coated, and aluminum, gold, silver, or these as main components are formed on the protective layer 2b The laser beam irradiated from the substrate 1 side is transmitted to the recording layer 3 through the second protective layer 2b, and the recording layer 3 is irradiated to the recording layer 3. The transmitted laser light passes through the first protective film 2a and is reflected by the reflective layer 4, and the reflected laser light passes through the first protective film 2a, the recording layer 3, and the second protective layer 2b again. Then, it returns to the irradiation side and is extracted as an electrical signal. During recording, a laser beam modulated in accordance with the signal intensity is irradiated, and the recording layer 3 is phase-shifted by the thermal energy ( For example, the alloy thin film of the recording layer 3 is mutually changed into a crystalline phase and an amorphous phase), signal information is recorded as this phase change, and the phase change in the recording layer 3 is performed by irradiating a laser beam during reproduction. Of reflection intensity of laser light And it detects a signal.

そして、本発明の光記録媒体10は、保護層2a,2bを形成する酸化チタン系薄膜が、酸化チタンを主成分とし、副成分として酸化ニオブを含み、熱に対して安定した非晶質構造を有することから、記録/消去時に繰り返し照射されるレーザー光によって400℃〜700℃に加熱されたとしても酸化チタンの結晶化や粒成長を防ぎ、結晶化や粒成長に伴うS/N比の低減を防止することができる。   The optical recording medium 10 of the present invention has an amorphous structure in which the titanium oxide thin film forming the protective layers 2a and 2b contains titanium oxide as a main component and niobium oxide as a subcomponent and is stable against heat. Therefore, even when heated to 400 ° C. to 700 ° C. by laser light repeatedly irradiated at the time of recording / erasing, crystallization and grain growth of titanium oxide are prevented, and the S / N ratio accompanying crystallization and grain growth is reduced. Reduction can be prevented.

しかも、本発明の酸化チタン系薄膜は、化学的に安定であることから、レーザー光によって高温に加熱されたとしても記録層3として用いられるTe合金やSb合金との反応することがなく、記録層3の腐食を防止することができる。   Moreover, since the titanium oxide thin film of the present invention is chemically stable, it does not react with the Te alloy or Sb alloy used as the recording layer 3 even when heated to a high temperature by laser light, and the recording is performed. Corrosion of the layer 3 can be prevented.

その上、酸化チタン系薄膜は非晶質構造であることから、酸化チタン系薄膜中に残留する内部応力が小さく、保護層2a,2bの剥離や破損を防止することができるとともに、光記録媒体10がDVD仕様である場合には反りの発生を防ぎ、光記録媒体10の信頼性を高めることができる。   In addition, since the titanium oxide thin film has an amorphous structure, the internal stress remaining in the titanium oxide thin film is small, and the protective layers 2a and 2b can be prevented from being peeled off or damaged. When 10 is a DVD specification, the occurrence of warpage can be prevented and the reliability of the optical recording medium 10 can be improved.

また、酸化ニオブをNb換算で2.5重量%〜11重量%の範囲で含有する酸化チタン系薄膜は、熱に対して安定であるために、光記録媒体の消去/記録時に照射されるレーザー光によって400℃〜700℃の高温に加熱されたとしても酸化チタン結晶が生成されたり、粒成長することが殆どなく、非晶質構造を安定して維持することができるため、光記録媒体の記録層を保護する保護層として好適に用いることができる。 In addition, since a titanium oxide thin film containing niobium oxide in a range of 2.5 wt% to 11 wt% in terms of Nb 2 O 5 is stable to heat, it is irradiated during erasing / recording of an optical recording medium. Even when heated to a high temperature of 400 ° C. to 700 ° C. by a laser beam generated, titanium oxide crystals are hardly generated and grain growth hardly occurs, and an amorphous structure can be stably maintained. It can be suitably used as a protective layer for protecting the recording layer of the recording medium.

さらに、本発明の酸化チタン系薄膜は、薄膜を得る方法として、従来のRFスパッタリング法に限定されず、真空蒸着法、プラズマCVD法、光CVD法、イオンプレーティング法、電子ビーム蒸着法などの膜形成方法を利用することができ、薄膜は安定した熱的特性を有するとともに、硫化亜鉛系薄膜と比較して、電気抵抗値が低い特徴を有するために、その酸化チタン系焼結体から、薄膜形成に直流スパッタリングを利用することができ、電力の粒力を高めることにより、スパッタ速度を大きくして、光記録媒体の保護層として形成する場合の薄膜生産性を高めることができる。   Furthermore, the titanium oxide thin film of the present invention is not limited to the conventional RF sputtering method as a method for obtaining the thin film, but includes a vacuum vapor deposition method, a plasma CVD method, a photo CVD method, an ion plating method, an electron beam vapor deposition method and the like. A film forming method can be used, and since the thin film has stable thermal characteristics and has a low electric resistance value compared to the zinc sulfide-based thin film, the titanium oxide-based sintered body Direct current sputtering can be used for forming a thin film, and by increasing the grain strength of electric power, the sputtering rate can be increased to increase the productivity of the thin film when formed as a protective layer of an optical recording medium.

また、本発明の酸化チタン系薄膜は、化学的に安定であることから、記録層にTe合金やSb合金を用いた相変化型光記録媒体において、記録層の腐食を防ぐことができ、光記録媒体の信頼性を高めることができる。   In addition, since the titanium oxide thin film of the present invention is chemically stable, it is possible to prevent corrosion of the recording layer in a phase change optical recording medium using a Te alloy or Sb alloy for the recording layer. The reliability of the recording medium can be increased.

また、本発明の酸化チタン系薄膜は、従来より用いられている硫化亜鉛薄膜の屈折率より大きな屈折率を有するため、保護膜2a,2bの膜厚みを10nm〜500nmと薄くすることができ、これにより保護層2a,2bの放熱性を高め、保護層2a,2bの剥離等の熱的障害を防止することもできる。   In addition, since the titanium oxide thin film of the present invention has a refractive index larger than that of a conventionally used zinc sulfide thin film, the thickness of the protective films 2a and 2b can be reduced to 10 nm to 500 nm. Thereby, the heat dissipation of the protective layers 2a and 2b can be improved, and thermal failure such as peeling of the protective layers 2a and 2b can be prevented.

さらに、従来のSiO2を含有する硫化亜鉛系薄膜からなる保護層では、成膜速度を速
めることができるDCスパッタリング法を適用できなかったが、本発明の酸化チタン系薄膜は、DCスパッタリング法を用いることができるため、光記録媒体10を生産性を高めることもできる。かくして、本発明によれば、信頼性の高い光記録媒体を提供することができる。
Furthermore, in the conventional protective layer composed of a zinc sulfide-based thin film containing SiO 2 , the DC sputtering method capable of increasing the film formation rate could not be applied. However, the titanium oxide-based thin film of the present invention is not subjected to the DC sputtering method. Since the optical recording medium 10 can be used, productivity of the optical recording medium 10 can be increased. Thus, according to the present invention, a highly reliable optical recording medium can be provided.

以上、本発明の実施形態について示したが、本発明は上記実施形態だけに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で改良や変更できることは言うまでもない。   As mentioned above, although embodiment of this invention was shown, this invention is not limited only to the said embodiment, It cannot be overemphasized that it can improve and change in the range which does not deviate from the summary of this invention.

(実施例1)ここで、酸化ニオブの含有量を異ならせた酸化チタン系薄膜を用意し、400nmの波長を有するレーザー光に対する屈折率を測定する実験を行った。 (Example 1) Here, titanium oxide thin films having different niobium oxide contents were prepared, and experiments were conducted to measure the refractive index with respect to laser light having a wavelength of 400 nm.

本実験にあたり、まず、酸化チタン系薄膜を成膜するため、スパッタリングターゲット材を製作した。   In this experiment, a sputtering target material was first manufactured to form a titanium oxide thin film.

具体的には、出発原料として、平均粒径2.0μmのTiO2粉末に対し、平均粒径1
.0μmのNb25粉末を0.05重量%〜15重量%の範囲で添加し、さらに水と有機系バインダーを加え混合することによりスラリーを得た。次に、得られたスラリーを200℃にて噴霧乾燥させることにより造粒粉を製作し、この造粒粉を型内に充填しプレス成形にて円板状体に成形した後、脱脂工程を経て1400℃の温度で3時間程度焼結することにより、酸化ニオブを含有する酸化チタン系焼結体を製作し、直径76mm×厚み5mmとなるように切削加工を施すことによりスパッタリングターゲット材を製作した。
Specifically, as a starting material, an average particle size of 1 with respect to a TiO 2 powder having an average particle size of 2.0 μm.
. A slurry was obtained by adding 0 μm of Nb 2 O 5 powder in the range of 0.05 wt% to 15 wt%, and further adding water and an organic binder and mixing. Next, the obtained slurry is spray-dried at 200 ° C. to produce granulated powder. After the granulated powder is filled in a mold and formed into a disk-like body by press molding, a degreasing step is performed. After that, by sintering for about 3 hours at a temperature of 1400 ° C., a titanium oxide-based sintered body containing niobium oxide is manufactured, and a sputtering target material is manufactured by cutting to a diameter of 76 mm × thickness of 5 mm. did.

そして、得られた酸化チタン系焼結体からなるスパッタリングターゲット材を用い、DCスパッタリング法によりガラス基板上に酸化ニオブの含有量を異ならせた酸化チタン系薄膜を100nmの厚みで被着し、各酸化チタン系薄膜の400nmの波長を有するレーザー光に対する屈折率を分光エリプソメーターによって測定した。なお、DCスパッタリング法の条件は、投入電力1000W、Arと酸素の混合ガス圧を1Paとした。   And using the sputtering target material which consists of the obtained titanium oxide type sintered compact, the titanium oxide type thin film which varied the content of niobium oxide on the glass substrate by DC sputtering method was deposited with a thickness of 100 nm, The refractive index of the titanium oxide thin film with respect to laser light having a wavelength of 400 nm was measured with a spectroscopic ellipsometer. The conditions of the DC sputtering method were an input power of 1000 W and a mixed gas pressure of Ar and oxygen of 1 Pa.

図1にその結果を示すように、酸化チタン系薄膜の屈折率は、酸化ニオブの含有量がNb換算で0.5重量%を越え、2.5重量%までは急激に増加し、2.5重量%から10重量%までは比較的緩やかに増加し、10重量%を越えると屈折率が低下することが判る。そして、酸化ニオブの含有量がNb換算で0.5重量%〜14重量%の範囲においては、400nmの波長光に対する屈折率を2.5以上とすることができ、また酸化ニオブの含有量がNb換算で2.5重量%〜11重量%の範囲においては、400nmの波長光に対する屈折率を2.8以上とすることができ、さらに酸化ニオブの含有量がNb換算で5重量%〜10重量%の範囲においては、400nmの波長光に対する屈折率を2.85以上とすることができることが判る。 As shown in FIG. 1, the refractive index of the titanium oxide thin film increases rapidly until the niobium oxide content exceeds 0.5 wt% in terms of Nb 2 O 5 and reaches 2.5 wt%. From 2.5% by weight to 10% by weight, it increases relatively slowly, and when it exceeds 10% by weight, the refractive index decreases. When the content of niobium oxide is in the range of 0.5% to 14% by weight in terms of Nb 2 O 5 , the refractive index with respect to light having a wavelength of 400 nm can be 2.5 or more. When the content is in the range of 2.5% by weight to 11% by weight in terms of Nb 2 O 5 , the refractive index for light having a wavelength of 400 nm can be 2.8 or more, and the content of niobium oxide is Nb 2. It can be seen that the refractive index with respect to light having a wavelength of 400 nm can be 2.85 or more in the range of 5 to 10% by weight in terms of O 5 .

また、他の波長光に対する屈折率を見るため、酸化ニオブの含有量がNb換算で2.5重量%である酸化チタン系薄膜と、酸化ニオブの含有量がNb換算で5.0重量%である酸化チタン系薄膜を用い、300nm〜15nmの波長を有するレーザー光に対する屈折率を測定した。 Moreover, in order to see the refractive index with respect to light of other wavelengths, the titanium oxide thin film whose niobium oxide content is 2.5% by weight in terms of Nb 2 O 5 and the niobium oxide content in terms of Nb 2 O 5 The refractive index with respect to the laser beam which has a wavelength of 300 nm-15 nm was measured using the titanium oxide type thin film which is 5.0 weight%.

酸化ニオブの含有量が2.5重量%である酸化チタン系薄膜の屈折率は、図2(a)に、Nb含有量が5.0重量%である酸化チタン系薄膜の屈折率は図2(b)にそれぞれ示す通りである。 The refractive index of the titanium oxide thin film having a niobium oxide content of 2.5% by weight is shown in FIG. 2 (a). The refractive index of the titanium oxide thin film having a Nb 2 O 5 content of 5.0% by weight is shown in FIG. Are as shown in FIG.

この結果、いずれの酸化チタン系薄膜も同様の傾向が見られ、300nm〜600nmの波長を有するレーザー光に対する屈折率を2.5以上とすることができ、また、600nm〜1500nmの波長を有するレーザー光に対する屈折率もそれ程大きく低下することがなく、2.4以上を有していた。   As a result, the same tendency is observed in any of the titanium oxide thin films, and the refractive index for laser light having a wavelength of 300 nm to 600 nm can be made 2.5 or more, and a laser having a wavelength of 600 nm to 1500 nm. The refractive index with respect to light did not decrease so much and had 2.4 or more.

この結果、酸化ニオブの含有量が2.5重量%以上を有する酸化チタン系薄膜を用いれば、800nm以下の波長を有するレーザー光に対しても屈折率が2.4以上と、高い屈折率が得られ、これにより、Te合金やSb合金からなる相変化型記録層を保護する保護層としても好適に用いることができ、また、広範囲の波長領域を有するレーザー光に対して使用可能な光記録媒体を提供することができるとともに、高い屈折率を利用して保護層を薄くすることができ、熱的安定性を確保することができるため、保護層の剥離のない信頼性の高い光記録媒体のを提供することができる。   As a result, if a titanium oxide thin film having a niobium oxide content of 2.5% by weight or more is used, a high refractive index of 2.4 or more is obtained even for laser light having a wavelength of 800 nm or less. As a result, it can be suitably used as a protective layer for protecting a phase change recording layer made of Te alloy or Sb alloy, and can be used for laser light having a wide wavelength range. In addition to providing a medium, the protective layer can be thinned using a high refractive index, and thermal stability can be ensured. Therefore, a reliable optical recording medium without peeling of the protective layer is provided. Can be provided.

(実施例2)次に、実施例1の酸化チタン系薄膜と従来の酸化珪素を含有する硫化亜鉛系薄膜を、成膜速度の速いDCスパッタリング法と、成膜速度の速くないRFスパッタリング法を用いて成膜し、成膜するのに要する時間について調べる実験を行った。   (Example 2) Next, the titanium oxide thin film of Example 1 and the conventional zinc sulfide-based thin film containing silicon oxide were subjected to a DC sputtering method with a high film formation rate and an RF sputtering method with a low film formation rate. An experiment was conducted to examine the time required for film formation.

なお、従来の酸化珪素を含有する硫化亜鉛系薄膜を成膜するスパッタリングターゲット材として、ZnS(80重量%)−SiO2(20重量%)系焼結体を用いた。 As a sputtering target material for forming a conventional zinc sulfide-based thin film containing silicon oxide, a ZnS (80 wt%)-SiO 2 (20 wt%) sintered body was used.

また、実施例1の酸化チタン系薄膜及び従来の硫化亜鉛系薄膜を成膜するのに用いた酸化チタン系焼結体及び硫化亜鉛系焼結体からなるスパッタリングターゲット材の表面抵抗値を四探針法により測定した結果は表1に示す通りである。   Further, the surface resistance value of the sputtering target material comprising the titanium oxide-based sintered body and the zinc sulfide-based sintered body used for forming the titanium oxide-based thin film of Example 1 and the conventional zinc sulfide-based thin film was investigated. The results measured by the needle method are as shown in Table 1.

Figure 2011094240
Figure 2011094240

また、RFスパッタリング法の条件は、投入電力800W、Arと酸素の混合ガス圧1Paを選定し、100nmの膜厚みとなるよう、ガラス基板上に成膜し、DCスパッタリ
ング法の条件は、投入電力1000W、Arと酸素の混合ガス圧1Paを選定し、100nmの膜厚みとなるよう、ガラス基板上に成膜した。
Also, the RF sputtering method conditions include an input power of 800 W, a mixed gas pressure of 1 Pa for Ar and oxygen, and a film thickness of 100 nm is formed on a glass substrate. 1000 W, a mixed gas pressure of 1 Pa was selected from Ar and oxygen, and a film was formed on a glass substrate so as to have a film thickness of 100 nm.

結果は表2に示す通りである。   The results are as shown in Table 2.

Figure 2011094240
Figure 2011094240

この結果、表2より判るように、DCスパッタリング法によれば、RFスパッタリング法と比較すると、スパッタレートが約40%向上することが判る。このようにして、薄膜生産の効率化の点では、従来の硫化亜鉛系薄膜が、RFスパッタリング法でしか形成できず、そのスパッタレートが小さいが、酸化チタン系薄膜はスパッタレートを高められることが判る。   As a result, as can be seen from Table 2, according to the DC sputtering method, it is found that the sputtering rate is improved by about 40% as compared with the RF sputtering method. Thus, in terms of efficiency of thin film production, the conventional zinc sulfide-based thin film can be formed only by the RF sputtering method, and its sputter rate is small, but the titanium oxide-based thin film can increase the sputter rate. I understand.

また、従来の硫化亜鉛系薄膜は、スパッタリング法でスパッタリングターゲットの使用開始直後と、使用後半のターゲット消耗が激しい時とでは、薄膜の光学特性が変わることがあったが、酸化チタン系薄膜では、光学特性が変わらないことを確認している。   In addition, the conventional zinc sulfide-based thin film may change the optical characteristics of the thin film immediately after the start of use of the sputtering target in the sputtering method and when the target consumption in the latter half of the use is severe, but in the titanium oxide-based thin film, It has been confirmed that the optical characteristics do not change.

また、酸化ニオブをNb換算で2.5重量%〜11重量%の範囲で含有する酸化チタン系薄膜は、熱に対して安定であるために、光記録媒体の消去/記録時に照射されるレーザー光によって400℃〜700℃の高温に加熱されたとしても酸化チタン結晶が生成されたり、粒成長することが殆どなく、非晶質構造を安定して維持することができるため、光記録媒体の記録層を保護する保護層として好適に用いることができる。 In addition, since a titanium oxide thin film containing niobium oxide in a range of 2.5 wt% to 11 wt% in terms of Nb 2 O 5 is stable to heat, it is irradiated during erasing / recording of an optical recording medium. Even when heated to a high temperature of 400 ° C. to 700 ° C. by a laser beam generated, titanium oxide crystals are hardly generated and grain growth hardly occurs, and an amorphous structure can be stably maintained. It can be suitably used as a protective layer for protecting the recording layer of the recording medium.

さらに、本発明の酸化チタン系薄膜は、薄膜を得る方法として、従来のRFスパッタリング法に限定されず、真空蒸着法、プラズマCVD法、光CVD法、イオンプレーティング法、電子ビーム蒸着法などの膜形成方法を利用することができ、薄膜は安定した熱的特性を有するとともに、硫化亜鉛系薄膜と比較して、電気抵抗値が低い特徴を有するために、その酸化チタン系焼結体から、薄膜形成に直流スパッタリングを利用することができ、電力の粒力を高めることにより、スパッタ速度を大きくして、光記録媒体の保護層として形成する場合の薄膜生産性を高めることができる。   Furthermore, the titanium oxide thin film of the present invention is not limited to the conventional RF sputtering method as a method for obtaining the thin film, but includes a vacuum vapor deposition method, a plasma CVD method, a photo CVD method, an ion plating method, an electron beam vapor deposition method and the like. A film forming method can be used, and since the thin film has stable thermal characteristics and has a low electric resistance value compared to the zinc sulfide-based thin film, the titanium oxide-based sintered body Direct current sputtering can be used for forming a thin film, and by increasing the grain strength of electric power, the sputtering rate can be increased to increase the productivity of the thin film when formed as a protective layer of an optical recording medium.

また、本発明の酸化チタン系薄膜は、化学的に安定であることから、記録層にTe合金やSb合金を用いた相変化型光記録媒体において、記録層の腐食を防ぐことができ、光記録媒体の信頼性を高めることができる。   In addition, since the titanium oxide thin film of the present invention is chemically stable, it is possible to prevent corrosion of the recording layer in a phase change optical recording medium using a Te alloy or Sb alloy for the recording layer. The reliability of the recording medium can be increased.

1:基板
2a:第一の保護層
2b:第二の保護層
3:記録層
4:反射層
5:樹脂層
10:光記録媒体
11:基板
12a:第一の保護層
12b:第二の保護層
13:記録層
14:反射層
15:樹脂層
20:光記録媒
1: substrate 2a: first protective layer 2b: second protective layer 3: recording layer 4: reflective layer 5: resin layer 10: optical recording medium 11: substrate 12a: first protective layer 12b: second protection Layer 13: Recording layer 14: Reflective layer 15: Resin layer 20: Optical recording medium

Claims (5)

酸化チタンを主成分とし、副成分として酸化ニオブを含有してなり、400nmの波長光に対する屈折率が2.5以上であり、かつ非晶質構造を有することを特徴とする酸化チタン系薄膜。   A titanium oxide thin film comprising titanium oxide as a main component and niobium oxide as a subcomponent, having a refractive index of 2.5 or more with respect to light having a wavelength of 400 nm and an amorphous structure. 上記酸化ニオブの含有量がNb換算で2.5重量%〜11重量%の範囲にあることを特徴とする請求項1に記載の酸化チタン系薄膜。 2. The titanium oxide thin film according to claim 1, wherein the content of niobium oxide is in the range of 2.5 wt% to 11 wt% in terms of Nb 2 O 5 . 上記酸化ニオブの含有量がNb換算で5重量%〜10重量%の範囲にあり、400nmの波長光に対する屈折率が2.8より大きいことを特徴とする請求項1または2に記載の酸化チタン系薄膜。 In the range content of 5 wt% to 10 wt% calculated as Nb 2 O 5 of the above niobium oxide, according to claim 1 or 2 refractive index for wavelength light 400nm is equal to or greater than 2.8 Titanium oxide thin film. 上記酸化チタン系薄膜の400nmから800nmの波長光に対する屈折率が2.4以上であることを特徴とする請求項1から請求項3のいずれかに記載の酸化チタン系薄膜。   The titanium oxide thin film according to any one of claims 1 to 3, wherein the titanium oxide thin film has a refractive index of 2.4 or more with respect to light having a wavelength of 400 nm to 800 nm. 上記保護層を形成する酸化チタン系薄膜の400nmから1500nmの波長光に対する屈折率が2.4以上であることを特徴とする請求項4に記載の酸化チタン系薄膜。   The titanium oxide thin film according to claim 4, wherein the titanium oxide thin film forming the protective layer has a refractive index of 2.4 or more with respect to light having a wavelength of 400 nm to 1500 nm.
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