JP5265710B2 - Bi−Ge−O系焼結体スパッタリングターゲット及びその製造方法並びに光記録媒体 - Google Patents

Bi−Ge−O系焼結体スパッタリングターゲット及びその製造方法並びに光記録媒体 Download PDF

Info

Publication number
JP5265710B2
JP5265710B2 JP2010548692A JP2010548692A JP5265710B2 JP 5265710 B2 JP5265710 B2 JP 5265710B2 JP 2010548692 A JP2010548692 A JP 2010548692A JP 2010548692 A JP2010548692 A JP 2010548692A JP 5265710 B2 JP5265710 B2 JP 5265710B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
geo
target
powder
sputtering target
sintered
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2010548692A
Other languages
English (en)
Other versions
JPWO2011062021A1 (ja
Inventor
淳史 奈良
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
JX Nippon Mining and Metals Corp
Original Assignee
JX Nippon Mining and Metals Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by JX Nippon Mining and Metals Corp filed Critical JX Nippon Mining and Metals Corp
Priority to JP2010548692A priority Critical patent/JP5265710B2/ja
Publication of JPWO2011062021A1 publication Critical patent/JPWO2011062021A1/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP5265710B2 publication Critical patent/JP5265710B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23CCOATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C14/00Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
    • C23C14/06Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the coating material
    • C23C14/08Oxides
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01GCOMPOUNDS CONTAINING METALS NOT COVERED BY SUBCLASSES C01D OR C01F
    • C01G29/00Compounds of bismuth
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B35/00Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/01Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B35/00Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/01Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics
    • C04B35/453Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics based on zinc, tin, or bismuth oxides or solid solutions thereof with other oxides, e.g. zincates, stannates or bismuthates
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B35/00Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/622Forming processes; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/64Burning or sintering processes
    • C04B35/645Pressure sintering
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23CCOATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C14/00Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
    • C23C14/22Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the process of coating
    • C23C14/34Sputtering
    • C23C14/3407Cathode assembly for sputtering apparatus, e.g. Target
    • C23C14/3414Metallurgical or chemical aspects of target preparation, e.g. casting, powder metallurgy
    • GPHYSICS
    • G11INFORMATION STORAGE
    • G11BINFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B7/00Recording or reproducing by optical means, e.g. recording using a thermal beam of optical radiation by modifying optical properties or the physical structure, reproducing using an optical beam at lower power by sensing optical properties; Record carriers therefor
    • G11B7/24Record carriers characterised by shape, structure or physical properties, or by the selection of the material
    • G11B7/241Record carriers characterised by shape, structure or physical properties, or by the selection of the material characterised by the selection of the material
    • G11B7/242Record carriers characterised by shape, structure or physical properties, or by the selection of the material characterised by the selection of the material of recording layers
    • G11B7/243Record carriers characterised by shape, structure or physical properties, or by the selection of the material characterised by the selection of the material of recording layers comprising inorganic materials only, e.g. ablative layers
    • GPHYSICS
    • G11INFORMATION STORAGE
    • G11BINFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B7/00Recording or reproducing by optical means, e.g. recording using a thermal beam of optical radiation by modifying optical properties or the physical structure, reproducing using an optical beam at lower power by sensing optical properties; Record carriers therefor
    • G11B7/24Record carriers characterised by shape, structure or physical properties, or by the selection of the material
    • G11B7/26Apparatus or processes specially adapted for the manufacture of record carriers
    • G11B7/266Sputtering or spin-coating layers
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/02Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
    • C04B2235/30Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
    • C04B2235/32Metal oxides, mixed metal oxides, or oxide-forming salts thereof, e.g. carbonates, nitrates, (oxy)hydroxides, chlorides
    • C04B2235/3287Germanium oxides, germanates or oxide forming salts thereof, e.g. copper germanate
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/02Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
    • C04B2235/30Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
    • C04B2235/32Metal oxides, mixed metal oxides, or oxide-forming salts thereof, e.g. carbonates, nitrates, (oxy)hydroxides, chlorides
    • C04B2235/3298Bismuth oxides, bismuthates or oxide forming salts thereof, e.g. zinc bismuthate
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/02Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
    • C04B2235/50Constituents or additives of the starting mixture chosen for their shape or used because of their shape or their physical appearance
    • C04B2235/54Particle size related information
    • C04B2235/5418Particle size related information expressed by the size of the particles or aggregates thereof
    • C04B2235/5445Particle size related information expressed by the size of the particles or aggregates thereof submicron sized, i.e. from 0,1 to 1 micron
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/70Aspects relating to sintered or melt-casted ceramic products
    • C04B2235/74Physical characteristics
    • C04B2235/77Density
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/70Aspects relating to sintered or melt-casted ceramic products
    • C04B2235/74Physical characteristics
    • C04B2235/78Grain sizes and shapes, product microstructures, e.g. acicular grains, equiaxed grains, platelet-structures
    • C04B2235/786Micrometer sized grains, i.e. from 1 to 100 micron
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/70Aspects relating to sintered or melt-casted ceramic products
    • C04B2235/80Phases present in the sintered or melt-cast ceramic products other than the main phase
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/70Aspects relating to sintered or melt-casted ceramic products
    • C04B2235/96Properties of ceramic products, e.g. mechanical properties such as strength, toughness, wear resistance
    • GPHYSICS
    • G11INFORMATION STORAGE
    • G11BINFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B7/00Recording or reproducing by optical means, e.g. recording using a thermal beam of optical radiation by modifying optical properties or the physical structure, reproducing using an optical beam at lower power by sensing optical properties; Record carriers therefor
    • G11B7/24Record carriers characterised by shape, structure or physical properties, or by the selection of the material
    • G11B7/241Record carriers characterised by shape, structure or physical properties, or by the selection of the material characterised by the selection of the material
    • G11B7/242Record carriers characterised by shape, structure or physical properties, or by the selection of the material characterised by the selection of the material of recording layers
    • G11B7/243Record carriers characterised by shape, structure or physical properties, or by the selection of the material characterised by the selection of the material of recording layers comprising inorganic materials only, e.g. ablative layers
    • G11B2007/24302Metals or metalloids
    • G11B2007/24312Metals or metalloids group 14 elements (e.g. Si, Ge, Sn)
    • GPHYSICS
    • G11INFORMATION STORAGE
    • G11BINFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B7/00Recording or reproducing by optical means, e.g. recording using a thermal beam of optical radiation by modifying optical properties or the physical structure, reproducing using an optical beam at lower power by sensing optical properties; Record carriers therefor
    • G11B7/24Record carriers characterised by shape, structure or physical properties, or by the selection of the material
    • G11B7/241Record carriers characterised by shape, structure or physical properties, or by the selection of the material characterised by the selection of the material
    • G11B7/242Record carriers characterised by shape, structure or physical properties, or by the selection of the material characterised by the selection of the material of recording layers
    • G11B7/243Record carriers characterised by shape, structure or physical properties, or by the selection of the material characterised by the selection of the material of recording layers comprising inorganic materials only, e.g. ablative layers
    • G11B2007/24302Metals or metalloids
    • G11B2007/24314Metals or metalloids group 15 elements (e.g. Sb, Bi)
    • GPHYSICS
    • G11INFORMATION STORAGE
    • G11BINFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B7/00Recording or reproducing by optical means, e.g. recording using a thermal beam of optical radiation by modifying optical properties or the physical structure, reproducing using an optical beam at lower power by sensing optical properties; Record carriers therefor
    • G11B7/24Record carriers characterised by shape, structure or physical properties, or by the selection of the material
    • G11B7/241Record carriers characterised by shape, structure or physical properties, or by the selection of the material characterised by the selection of the material
    • G11B7/242Record carriers characterised by shape, structure or physical properties, or by the selection of the material characterised by the selection of the material of recording layers
    • G11B7/243Record carriers characterised by shape, structure or physical properties, or by the selection of the material characterised by the selection of the material of recording layers comprising inorganic materials only, e.g. ablative layers
    • G11B2007/24318Non-metallic elements
    • G11B2007/2432Oxygen

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Physical Vapour Deposition (AREA)
  • Manufacturing Optical Record Carriers (AREA)
  • Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)

Description

本発明は、Bi−Ge−O系焼結体スパッタリングターゲット及び同ターゲットの製造方法並びに光記録媒体に関し、特に耐熱衝撃性に優れ、高パワーでのスパッタリングが可能であるため生産効率の大幅な改善が期待できると共に、スパッタリングの際にターゲットの割れが発生せず、パーティクルの発生が少なく、安定して高品質の薄膜の作製が可能であり、記録ビットのエラー発生のない光記録媒体を得ることができるBi−Ge−O系焼結体スパッタリングターゲット及び同ターゲットの製造方法並びに光記録媒体に関する。
追記型(WORM:Write Once Read Many)光記録媒体は、青色波長領域(350〜500nm)のレーザ光でも高密度の記録を行なうことが可能な光記録媒体、特に、高い記録感度を持つ多層の記録層を持つ光記録媒体である。
光ディスクは高密度化への要求に対応する為、多層化による高密度化が行われている。青色LDを用いる光ディスクにおいても同様に、高密度記録用の光記録媒体の開発が行われている。
高密度多層記録が可能な追記型光記録媒体を実現するには、安定した組成、構造を持つ材料であることは勿論、光透過特性に優れた膜が必要であるが、そのような材料は酸化物であることが多く、一般的に融点が高い為、成膜法としてスパッタリング法が用いられることが多い。
従って、そのような膜を得るのに適した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、構造などが、スパッタリング特性にも影響するため、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した時に、良好なスパッタリングを安定して行うことが出来るか否かが問題となる。
スパッタリング法を用いて基板への光記録媒体用薄膜を形成する場合、ターゲットの材料によってパーティクルの発生が多くなり、品質を低下させる場合がある。特に高記録密度媒体ではパーティクルなどによる記録ビットのエラー発生が深刻な問題となる。これが原因で、不良品となって歩留まりが低下するという問題が発生する。
従来、提案されている光記録媒体として、多数の材料の提案がなされている。例えば、特許文献1には、基板上に少なくとも記録層を形成した光記録媒体であって、記録層の構成元素の主成分がBi及びO(酸素)であり、Bを含有し、さらにGe、Li、Sn、Cu、Fe、Pd、Zn、Mg、Nd、Mn、Niから選択される少なくとも一種の元素Xを含有する光記録媒体が記載されている。
また、特許文献2には、記録層が、Bi、M(MはMg、Al、Cr、Mn、Co、Fe、Cu、Zn、Li、Si、Ge、Zr、Ti、Hf、Sn、Mo、V、Nb、Y、Taのうち少なくとも一つの元素)及び酸素を含有し、情報が記録された記録マーク部が、該記録層に含有される元素の結晶及び/又はそれらの元素の酸化物の結晶を含むことを特徴とする追記型光記録媒体が記載されている。
この他にも、特許文献3−特許文献8が提案されている。このような中で、ビスマス(Bi)、ゲルマニウム(Ge)、酸素(O)からなる光記録媒体の組合せが考えられ、またこれらの光記録媒体を、焼結体ターゲットのスパッタリングにより成膜する記載もある。しかし、このBi−Ge−O系焼結体スパッタリングターゲットというのは、熱衝撃に弱く、高パワーによるスパッタリング時に割れ、亀裂が入ることが多く、これによるパーティクルが発生し、記録膜等の品質を損ねる問題があった。
特開2008−210492号公報 特開2006−116948号公報 特開2003−48375号公報 特開2005−161831号公報 特開2005−108396号公報 特開2007−169779号公報 特開2008−273167号公報 特許第4271063号公報
本発明は、Bi−Ge−O系焼結体スパッタリングターゲット及び同ターゲットの製造方法並びに光記録媒体に関し、特に耐熱衝撃性に優れ、高パワーでのスパッタリングが可能であるため生産効率の大幅な改善が期待できると共に、スパッタリングの際にターゲットの割れが発生せず、パーティクルの発生が少なく、安定して高品質の薄膜の作製が可能であり、記録ビットのエラー発生のない光記録媒体を得ることができるBi−Ge−O系焼結体スパッタリングターゲット及び同ターゲットの製造方法並びに光記録媒体を提供することを課題とする。
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、分散系のBi12GeO20粒子を微粒子化することで、個々の粒子の加熱・冷却時の熱膨張・熱収縮量が減少し、耐熱衝撃性が向上するとの知見を得た。
本発明は、この知見に基づき、
1)ビスマス(Bi)、ゲルマニウム(Ge)、酸素(O)からなる焼結体ターゲットであって、BiとGeの原子数比が、0.57<(Bi/(Bi+Ge))<0.75であり、結晶相としてBi12GeO20、BiGe12の2相から構成されることを特徴とするBi−Ge−O系焼結体スパッタリングターゲット
2)Bi12GeO20とBiGe12のモル比が、(Bi12GeO20/BiGe12)<0.56であることを特徴とする上記1)記載のBi−Ge−O系焼結体スパッタリングターゲット
3)ターゲット焼結体中のBi12GeO20の最大粒径が3μm以下であることを特徴とする上記1)又は2)記載のBi−Ge−O系焼結体スパッタリングターゲット
4)ターゲットに200°C、30分の加熱後、水中急冷による熱衝撃を与えた場合の、該熱衝撃前後の平均曲げ強度低下率が50%以下であることを特徴とする上記1)〜3)のいずれか一項に記載の焼結体スパッタリングターゲット
5)上記1)〜4)のいずれか一項に記載のターゲットを用いてスパッタリングすることにより成膜した光記録媒体、を提供する。
また、本発明は、
6)GeO粉14.3mol%及びBi粉85.7mol%を混合後、固相反応させて得たBi12GeO20粉と、GeO粉60.0mol%及びBi粉40.0mol%を混合後、固相反応させて得たBiGe12粉末とを出発原料とし、ホットプレスすることにより、焼結体を作製することを特徴とするBi−Ge−O系焼結体スパッタリングターゲットの製造方法
7)Bi12GeO20粉とBiGe12粉末とを出発原料とし、BiとGeの原子数比が、0.57<(Bi/(Bi+Ge))<0.75となるように混合した後、600〜840°C、加圧力0〜400kg/cmでホットプレスすることにより、焼結体を作製することを特徴とする上記6)記載のBi−Ge−O系焼結体スパッタリングターゲットの製造方法
8)平均粒径を1μm以下に微粉砕したBi12GeO20粉を使用することを特徴とする上記6)又は7)記載のBi−Ge−O系焼結体スパッタリングターゲットの製造方法、を提供する。
本発明のBi−Ge−O系焼結体スパッタリングターゲットは、特に耐熱衝撃性に優れ、高パワーでのスパッタリングが可能であるため生産効率の大幅な改善が期待できると共に、スパッタリングの際にターゲットの割れが発生せず、パーティクルの発生が少なく、安定して高品質の薄膜の作製が可能であり、記録ビットのエラー発生のない光記録媒体を得ることができるという優れた効果を有する。
実施例1で得られた焼結体の走査型電子顕微鏡観察結果を示す写真である。 比較例1で得られた焼結体の走査型電子顕微鏡観察結果を示す写真である。
本発明のBi−Ge−O系焼結体スパッタリングターゲットは、ビスマス(Bi)、ゲルマニウム(Ge)、酸素(O)からなる焼結体ターゲットであって、BiとGeの原子数比が、0.57<(Bi/(Bi+Ge))<0.75であり、結晶相としてBi12GeO20、BiGe12の2相から構成されることを特徴とする。この組成を利用した記録膜は、多層化による高密度記録が達成できる好適な組成であり、良好なスパッタリング成膜を安定的に行うことが可能である。
一般に、酸化ビスマス(Bi)と酸化ゲルマニウム(GeO)の粉末を出発原料とし、これを焼結して、当該組成ターゲットを作製した場合、Bi12GeO20とBiGe12の2相共存組成となる。
ところが、Bi12GeO20とBiGe12は熱膨張係数差が大きいため、熱衝撃に極めて弱くなり、高パワーでのスパッタリング成膜時に割れが発生するという問題が発生する。因みに、Bi12GeO20の熱膨張係数は1.39×10−5で、BiGe12の熱膨張係数は6.00×10−6である。
一方、当該組成範囲内では、BiGe12が母材となり、Bi12GeO20粒子が分散する系となる。このとき、分散系のBi12GeO20粒子を微粒子化することで、個々の粒子の加熱・冷却時の熱膨張・熱収縮量が減少し、耐熱衝撃性が向上することが判明した。
また、BiとGeOを出発原料とし、Bi12GeO20とBiGe12が共存する状態で微粉砕を行うと、BiGe12が選択的に微粉砕されてしまい、分散系のBi12GeO20が粉砕されにくいことが判明した。
そこで、Bi12GeO20とBiGe12を出発原料とし、あらかじめBi12GeO20を微粉砕することで、耐熱衝撃性の向上を実現した。
この結果、ターゲットの耐熱衝撃性が向上し、これによって高パワーでの成膜が可能となり、生産効率を上昇させることができる大きな利点が得られた。
また、割れや亀裂が原因となるパーティクルの発生が著しく減少し、安定した高品質の薄膜の作製が可能となり、記録ビットのエラー発生のない、そして高記録密度が達成できる光記録媒体の製造が可能となるという効果が得られた。
Bi12GeO20とBiGe12のモル比を(Bi12GeO20/BiGe12)<0.56とすることが、耐熱衝撃性を向上させる上で有効である。
さらに、ターゲット焼結体中のBi12GeO20の粒径を微細化する場合に、最大粒径が3ミクロン以下、好ましくは平均粒径が1μm以下とすることがさらに有効である。上記のターゲットは、200°C、30分の加熱後、水中急冷による熱衝撃を与えた場合の、該熱衝撃前後の平均曲げ強度低下率が50%以下を達成することが可能となった。
従来品のBi12GeO20とBiGe12の2相共存組成のターゲットの場合には、前記熱衝撃前後の平均曲げ強度低下率が80%を超えているのに対して、大きな改善効果があった。これによって、ターゲットの熱衝撃による割れを抑制する上で、ターゲットの特性を直接的に評価できるものである。
本発明は、上記のターゲットを用いてスパッタリングすることにより成膜した光記録媒体を包含するものである。
Bi−Ge−O系焼結体スパッタリングターゲットの製造に際しては、GeO粉14.3mol%及びBi粉85.7mol%を混合後、固相反応させて得たBi12GeO20粉と、GeO粉60.0mol%及びBi粉40.0mol%を混合後、固相反応させて得たBiGe12粉末とを出発原料とし、これらを混合してホットプレスすることにより、焼結体を作製することができる。
さらに、本願発明のBi−Ge−O系焼結体スパッタリングターゲットの製造に際しては、Bi12GeO20粉とBiGe12粉末とを出発原料とし、BiとGeの原子数比が、0.57<(Bi/(Bi+Ge))<0.75となるように混合した後、600〜840°C、加圧力0〜400kg/cmでホットプレスすることにより、焼結体を作製することが特に有効である。
この場合にも、平均粒径が1μm以下に微粉砕したBi12GeO20粉を使用することが有効である。
この焼結条件は、均一組成のターゲットを得ることができる好適な条件である。上記の範囲を外れる焼結条件でターゲットを製造することも可能であるが、ターゲット品質の再現性が劣るので、上記の範囲とするのが望ましい。また、前記原料段階のBiとGeの原子数比、0.57<(Bi/(Bi+Ge))<0.75は、ターゲットに直接反映され、同組成比のターゲットを得ることができる。
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。
(実施例1)
純度3N(99.9%)の酸化ビスマスと酸化ゲルマニウムの粉末を出発原料とし、予めBi12GeO20粉とBiGe12粉末を準備し、これらをそれぞれ、BiとGeの原子数比が、0.67となるように、Bi12GeO20粉16.67mol%とBiGe12粉83.33mol%を調合した後、混合し、さらに混合後の粉末をカーボン製ダイスに充填し、温度700°C、圧力250kg/cmの条件でホットプレスを行った。
ホットプレス後の焼結体を仕上げ加工してターゲットとした。ターゲットの相対密度は96%(100%密度で7.15g/cm)であった。
この焼結体の、X線回折測定により、Bi12GeO20、BiGe12の2相構造であることを確認した。
次に、この焼結体の走査型電子顕微鏡観察写真を図1に示す。これにより、BiGe12が母材(写真の灰色部分)となり、Bi12GeO20が分散系(写真の白色部分)であることを確認した。またBi12GeO20の最大粒径が3μm以下であり、平均粒径が1μm以下であることを確認した。
次に、このターゲットを200°C、30分の加熱後、水中急冷による熱衝撃を与えた。その後、JIS規格1601による曲げ試験(ターゲット中の任意の箇所5点から、幅4±0.1mm、高さ3±0.1mm、長さ40〜50mmの試験片を採取して測定し、5点の測定結果の平均値を求める)を実施し、該熱衝撃前後の平均曲げ強度比(強度の低下率)を測定した。この測定結果を同様に表1に示す。測定箇所により多少のばらつきが生じたが、いずれも50%未満となり、強度の低下率が少なかった。
次に、このターゲットを用いて、ガラス基板上に1kWで約1時間プレスパッタした後、2kWで10sスパッタ、5s停止を10,000回繰り返し、このスパッタサイクルの作業後、チャンバーを開放して目視により、ターゲットの異常を観察したが、ターゲットに割れや亀裂の発生は全く認められなかった。また、スパッタリング中のパーティクルの発生も少なかった。
この結果、本願発明の実施例は、ターゲットの割れの発生がなく、生産効率を上げることができ、かつ安定して高品質の薄膜の作製が可能であり、記録ビットのエラー発生のない光記録媒体を得ることができるという優れた効果を有する良好なターゲットであった。
(比較例1)
純度3N(99.9%)の酸化ビスマスと酸化ゲルマニウムの粉末を出発原料とし、これらをそれぞれ、BiとGeの原子数比が、0.67となるように、GeO粉50.0mol%、Bi粉50.0mol%を調合した後、混合し、さらに混合後の粉末をカーボン製ダイスに充填し、温度730°C、圧力250kg/cmの条件でホットプレスを行った。
ホットプレス後の焼結体を仕上げ加工してターゲットとした。ターゲットの相対密度は103%(100%密度で7.44g/cm)であった。
この焼結体のX線回折測定により、ターゲットの結晶相がBi12GeO20、BiGe12の2相構造であることを確認した。
次に、この焼結体の走査型電子顕微鏡観察写真を図2に示す。これにより、BiGe12が母材(写真の灰色部分)となり、Bi12GeO20が分散系(写真の白色部分)であることを確認した。またBi12GeO20の最大粒径が8μm以下、平均粒径が4μm以下であることを確認した。
次に、このターゲットを200°C、30分の加熱後、水中急冷による熱衝撃を加えた。その後、JIS1601による曲げ強度試験を実施した。該熱衝撃前後の平均曲げ強度比(強度の低下率)の測定結果を、同様に表1に示す。この結果、平均曲げ強度の低下率が82.1%となった。
次に、このターゲットを用いて、ガラス基板上に1kWで約1時間プレスパッタした後、2kWで10sスパッタ、5s停止を10回繰り返し、このスパッタサイクルの作業後、チャンバーを開放して目視により、ターゲットの異常を観察したところ、ターゲットに割れが発生していた。また、実施例に較べて、パーティクルの発生が著しく増加した。これはスパッタリング中のターゲットの割れが原因と考えられる。
本発明のBi−Ge−O系焼結体スパッタリングターゲット及びこのターゲットの製造方法によれば、特に耐熱衝撃性に優れ、高パワーでのスパッタリングが可能であるため生産効率の大幅な改善が期待できると共に、スパッタリングの際にターゲットの割れが発生せず、パーティクルの発生が少なく、安定して高品質の薄膜の作製が可能であり、記録ビットのエラー発生のない光記録媒体を得ることができるという優れた効果を有する。光記録媒体の成膜の生産効率を上げることができ、光記録媒体の製造に好適なターゲットを提供できる。

Claims (8)

  1. ビスマス(Bi)、ゲルマニウム(Ge)、酸素(O)からなる焼結体ターゲットであって、BiとGeの原子数比が、0.57<(Bi/(Bi+Ge))<0.75であり、結晶相としてBi12GeO20、BiGe12の2相から構成されることを特徴とするBi−Ge−O系焼結体スパッタリングターゲット。
  2. Bi12GeO20とBiGe12のモル比が、(Bi12GeO20/BiGe12)<0.56であることを特徴とする請求項1記載のBi−Ge−O系焼結体スパッタリングターゲット。
  3. ターゲット焼結体中のBi12GeO20の最大粒径が3μm以下であることを特徴とする請求項1又は2記載のBi−Ge−O系焼結体スパッタリングターゲット。
  4. ターゲットに200°C、30分の加熱後、水中急冷による熱衝撃を与えた場合の、該熱衝撃前後の平均曲げ強度低下率が50%以下であることを特徴とする請求項1〜3のいずれか一項に記載の焼結体スパッタリングターゲット。
  5. 請求項1〜4のいずれか一項に記載のターゲットを用いてスパッタリングすることにより成膜した光記録媒体。
  6. GeO粉14.3mol%及びBi粉85.7mol%を混合後、固相反応させて得たBi12GeO20粉と、GeO粉60.0mol%及びBi粉40.0mol%を混合後、固相反応させて得たBiGe12粉末とを出発原料とし、ホットプレスすることにより、焼結体を作製することを特徴とするBi−Ge−O系焼結体スパッタリングターゲットの製造方法。
  7. Bi12GeO20粉とBiGe12粉末とを出発原料とし、BiとGeの原子数比が、0.57<(Bi/(Bi+Ge))<0.75となるように混合した後、600〜840°C、加圧力0〜400kg/cmでホットプレスすることにより、焼結体を作製することを特徴とする請求項6記載のBi−Ge−O系焼結体スパッタリングターゲットの製造方法。
  8. 平均粒径が1μm以下に微粉砕したBi12GeO20粉を使用することを特徴とする請求項6又は7記載のBi−Ge−O系焼結体スパッタリングターゲットの製造方法。
JP2010548692A 2009-11-20 2010-10-21 Bi−Ge−O系焼結体スパッタリングターゲット及びその製造方法並びに光記録媒体 Active JP5265710B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2010548692A JP5265710B2 (ja) 2009-11-20 2010-10-21 Bi−Ge−O系焼結体スパッタリングターゲット及びその製造方法並びに光記録媒体

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2009264453 2009-11-20
JP2009264453 2009-11-20
PCT/JP2010/068547 WO2011062021A1 (ja) 2009-11-20 2010-10-21 Bi-Ge-O系焼結体スパッタリングターゲット及びその製造方法並びに光記録媒体
JP2010548692A JP5265710B2 (ja) 2009-11-20 2010-10-21 Bi−Ge−O系焼結体スパッタリングターゲット及びその製造方法並びに光記録媒体

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPWO2011062021A1 JPWO2011062021A1 (ja) 2013-04-04
JP5265710B2 true JP5265710B2 (ja) 2013-08-14

Family

ID=44059505

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2010548692A Active JP5265710B2 (ja) 2009-11-20 2010-10-21 Bi−Ge−O系焼結体スパッタリングターゲット及びその製造方法並びに光記録媒体

Country Status (4)

Country Link
JP (1) JP5265710B2 (ja)
CN (1) CN102597303B (ja)
TW (1) TWI421362B (ja)
WO (1) WO2011062021A1 (ja)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8435620B2 (en) * 2011-09-09 2013-05-07 Ritek Corporation Optical recording medium and recording material for the same
JP2014141375A (ja) * 2013-01-24 2014-08-07 Ulvac Japan Ltd 焼結体粉末の製造方法、焼結体粉末、スパッタリングターゲット、スパッタリングターゲットの製造方法及び焼結体粉末の製造装置
CN103586015B (zh) * 2013-11-22 2015-07-22 武汉理工大学 一种正三棱锥状锗酸铋可见光催化剂的制备方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS51109300A (en) * 1975-03-20 1976-09-28 Matsushita Electric Ind Co Ltd Gerumaniumusanbisumasuhakumakuno seizohoho
JPS5313200A (en) * 1976-07-21 1978-02-06 Matsushita Electric Ind Co Ltd Production method of piezo-electric thin film
JPS58167429A (ja) * 1982-03-26 1983-10-03 Otsuka Chem Co Ltd ビスマスーゲルマニウム系酸化物の製法
JP2003277923A (ja) * 2002-03-27 2003-10-02 Sumitomo Metal Mining Co Ltd スパッタリング用Ge−Bi合金ターゲット及びその製造方法

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN100450783C (zh) * 2004-08-31 2009-01-14 株式会社理光 一次写入多次读取的光学记录介质及其溅射靶
JP2008097802A (ja) * 2006-09-15 2008-04-24 Tdk Corp 多層光記録媒体及び多層光記録媒体への記録方法
JP4764858B2 (ja) * 2007-01-30 2011-09-07 株式会社リコー 光記録媒体、スパッタリングターゲット及びその製造方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS51109300A (en) * 1975-03-20 1976-09-28 Matsushita Electric Ind Co Ltd Gerumaniumusanbisumasuhakumakuno seizohoho
JPS5313200A (en) * 1976-07-21 1978-02-06 Matsushita Electric Ind Co Ltd Production method of piezo-electric thin film
JPS58167429A (ja) * 1982-03-26 1983-10-03 Otsuka Chem Co Ltd ビスマスーゲルマニウム系酸化物の製法
JP2003277923A (ja) * 2002-03-27 2003-10-02 Sumitomo Metal Mining Co Ltd スパッタリング用Ge−Bi合金ターゲット及びその製造方法

Also Published As

Publication number Publication date
JPWO2011062021A1 (ja) 2013-04-04
CN102597303A (zh) 2012-07-18
TWI421362B (zh) 2014-01-01
TW201129710A (en) 2011-09-01
CN102597303B (zh) 2014-08-27
WO2011062021A1 (ja) 2011-05-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TW201035347A (en) Ti-nb oxide sintered body sputtering target, ti-nb oxide thin film, and method for producing the thin film
WO2013118748A1 (ja) 酸化物スパッタリングターゲット及び光記録媒体用保護膜
WO2016121367A1 (ja) Mn-Zn-W-O系スパッタリングターゲット及びその製造方法
JP5265710B2 (ja) Bi−Ge−O系焼結体スパッタリングターゲット及びその製造方法並びに光記録媒体
JP6173499B2 (ja) Ta2O5焼結体の製造方法
JP5259741B2 (ja) Bi−Ge−O系焼結体スパッタリングターゲット及びその製造方法並びに光記録媒体
TWI288180B (en) Sputtering target and optical recording medium
JP2014077187A (ja) 薄膜形成用スパッタリングターゲット及びその製造方法
JP7076555B2 (ja) スパッタリングターゲット、磁性膜および垂直磁気記録媒体
TW201505739A (zh) 薄膜形成用濺鍍靶及其製造方法
JP5185406B2 (ja) スパッタリングターゲット、それを用いた相変化光記録媒体用界面層膜とその製造方法、および相変化光記録媒体
JP2002038258A (ja) スパッタリングターゲット
US8815149B2 (en) Semi-reflective film and reflective film for optical recording medium, and Ag alloy sputtering target for forming semi-reflective film or reflective film for optical recording medium
JP5912710B2 (ja) Ta2O5スパッタリングターゲット及びその製造方法
JP4817895B2 (ja) スパッタリングターゲット、それを用いた相変化光記録媒体用界面層膜とその製造方法、および相変化光記録媒体
JP2011181140A (ja) 磁気記録媒体用Fe−Co系合金軟磁性膜
JP4023432B2 (ja) 相変化型光記録媒体、その製造方法及びそれに用いる保護層形成用スパッタリングターゲット
JP4465711B2 (ja) 記録マークの保存安定性に優れた相変化型記録媒体を作製するためのGaSb系相変化型記録膜およびこの記録膜を形成するためのスパッタリングターゲット
JP6434546B2 (ja) ニッケル−テルル系スパッタリングターゲットおよびニッケル−テルル系酸化物材料
JP4714051B2 (ja) スパッタリングターゲットの製造方法、金属酸窒化膜の製造方法、および相変化光記録媒体の製造方法
CN103578502A (zh) 记录层用的合金靶材、记录层、光记录媒体及蓝光光碟
JP2019096372A (ja) 熱アシスト磁気記録媒体用密着層および熱アシスト磁気記録媒体の密着層形成用スパッタリングターゲット
JP5534191B2 (ja) Bi4Ti3O12相を含むBiTi系酸化物ターゲットおよびその製造方法
JP2008071424A (ja) スパッタリングターゲット、それを用いた相変化光記録媒体用界面層膜とその製造方法、および相変化光記録媒体
JP2017208148A (ja) 熱アシスト磁気記録媒体の密着層形成用スパッタリングターゲットおよび熱アシスト磁気記録媒体用密着層

Legal Events

Date Code Title Description
TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20130416

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20130501

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

Ref document number: 5265710

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

S531 Written request for registration of change of domicile

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531

S533 Written request for registration of change of name

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313533

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

S531 Written request for registration of change of domicile

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250