JPWO2009078306A1 - 酸化チタンを主成分とする薄膜、酸化チタンを主成分とする薄膜の製造に適した焼結体スパッタリングターゲット及び酸化チタンを主成分とする薄膜の製造方法 - Google Patents
酸化チタンを主成分とする薄膜、酸化チタンを主成分とする薄膜の製造に適した焼結体スパッタリングターゲット及び酸化チタンを主成分とする薄膜の製造方法 Download PDFInfo
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Abstract
Description
また、DVD用としてDVD−RWが開発され商品化されているが、このディスクの層構造は基本的にCD−RWと同一又は類似するものである。この書き換え回数は1000〜10000回程度である。
これらは、光ビームを照射することにより、記録材料の透過率、反射率などの光学的な変化を生じさせて、情報の記録、再生、追記を行うものであり、急速に普及した電子部品である。
反射層と保護層は、記録層のアモルファス部と結晶部との反射率の差を増大させる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(非特許文献1参照)。
この場合、第一情報層は記録層と第1金属反射層からなり、第二情報層は第1保護層、第2保護層、記録層、第2金属反射層から構成されている。この他に、傷、汚れ等から保護するハードコート層、熱拡散層等の層を任意に形成しても良いとされている。また、これらの保護層、記録層、反射層などに、多様な材料が提案されている。
しかし、膜の透過率が低下するため、酸素含有量を35重量%以上とし、さらに酸素を導入する方策が採られている。また、酸素の導入により成膜速度が低下するため、金属酸化物を添加して、成膜速度の向上を図っているが、より屈折率が高く、吸収の少ない膜が求められる精密光学部材や電子部品としての適用には問題がある。特に、400nm付近の短波長側では問題があると考えられる。
技術雑誌「光学」26巻1号、頁9〜15
同時に透過率に優れ、反射率の低下が少なく、光情報記録媒体の干渉膜又は保護膜として、有用である薄膜を得ること課題とする。また、ガラス基板への適用、すなわち熱線反射膜、反射防止膜、干渉フィルタとして使用することも可能とする。
1)Ti、Ag、Oの成分からなり、Tiが29.6at%以上、34.0at%以下、Agが0.003at%以上、7.4at%以下、残部が酸素からなり、酸素とメタルの比O/(2Ti+0.5Ag)が0.97以上であることを特徴とする酸化チタンを主成分とする薄膜。
2)酸素とTiの比O/Tiが2以上であることを特徴とする上記1)記載の酸化チタンを主成分とする薄膜。
3)400〜410nmの波長域における屈折率が2.60以上であることを特徴とする上記1)又は2)記載の酸化チタンを主成分とする薄膜。
4)400〜410nmの波長域における消衰係数が0.1以下であることを特徴とする上記1)から3)のいずれか一項に記載の酸化チタンを主成分とする薄膜。
5)400〜410nmの波長域における消衰係数が0.03以下であることを特徴とする上記4)記載の酸化チタンを主成分とする薄膜。
6)干渉膜又は保護膜に使用する薄膜であることを特徴とする上記1)〜5)のいずれか一項に記載の酸化チタンを主成分とする薄膜。
7)光記録媒体として使用することを特徴とする上記6)記載の酸化チタンを主成分とする薄膜。
9)Ti、Ag、Oの成分からなり、各成分は(TiO2−m)1−nAgn(但し、0≦m≦0.5、0.01≦n≦0.2)の組成比を有し、比抵抗が10Ωcm以下であることを特徴とする酸化チタンを主成分とする薄膜の製造に適した上記8)記載の焼結体スパッタリングターゲット。
10)焼結体スパッタリングターゲット中に存在するAg相の平均粒径が15μm以下であることを特徴とする上記8)又は9)記載の焼結体スパッタリングターゲット。
12)直流スパッタリングで成膜し、スパッタリングの雰囲気中の酸素ガス比率b(%)とした場合において、スパッタリングターゲットのAgの組成比nが0.0001≦n≦0.01の場合に、0<b≦83.3n−0.17の範囲に調整し、Agの組成比nが0.01≦n≦0.2場合に、17n−0.17≦b≦83.3n−0.17の範囲に調整することを特徴とする上記11)記載の酸化チタンを主成分とする薄膜の製造方法。
13)0≦m≦0.05の範囲にあり、且つAgの組成比nが0.0001≦n≦0.01の場合に、酸素ガス比率b=0%に調整してスパッタリングを行うことを特徴とする上記11)記載の酸化チタンを主成分とする薄膜の製造方法。
また、本発明の薄膜は、同時に透過率に優れ、反射率の低下が少なく、光情報記録媒体の干渉膜又は保護膜として、特に有用である。
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必要であり、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が、本願発明の酸化チタンを主成分とする薄膜は、このような材料に適用できる特性を備えている。
また、スパッタリング中の酸素量も少ない範囲で調整できるため、成膜速度の低下も抑制できるという効果もある。
Agの存在は、薄膜の屈折率を高める効果を有する。0.003未満では、Agの添加効果が小さく、また7.4を超えると、薄膜の400〜410nmの波長域における消衰係数が増える傾向にあるので、薄膜中のAgの存在量は0.03at%以上、7.4at%以下にするのが望ましいと言える。
この銀は、場合によっては、その一部が酸化銀(Ag2O、Ag2O2など)として存在する場合もあるが、このように一部が酸化銀として存在する場合も、特に問題となるものではなく、同様に屈折率向上が認められる。酸化銀の存在は、XPS分析においてAg3dのピーク位置が368.0eV以下である場合において、確認が可能である。
このようにして得られる高屈折率の材料は、多層光学膜設計の自由度が高まり、より好適な材料となる。
上記400〜410nmの波長領域は、青色レーザーの波長領域であり、この波長領域において、上記の通り屈折率が2.60以上であるが、この屈折率は高い方が良い。また、消衰係数が0.1以下、さらには0.03以下を達成できるが、この消衰係数が低いほど、多層化により適している。この酸化チタンを主成分とする薄膜は、干渉膜又は保護膜として有用であり、特に光記録媒体として有用である。
この場合のスパッタリングは、特にAg量が多い場合、酸素含有雰囲気で成膜するのが好ましいため、スパッタ膜中の酸素は増加する。特に、酸素とTiの比であるO/Tiが2以上となるように調整することで、400〜410nmの波長域における消衰係数の低い酸化チタンを主成分とする薄膜を得ることが可能となる。
本発明の焼結体ターゲットは、薄膜の成分組成に近似するが、同一ではない。すなわち、ターゲットの基本成分はTi、Ag、Oの成分からなるが、各成分は(TiO2−m)1−nAgn(但し、0≦m≦0.5、0.0001≦n≦0.2)の組成比を有する。そして、このターゲットは10Ωcm以下の比抵抗を備えている。
この焼結体スパッタリングターゲットを使用し、無酸素又は0.1〜16%の酸素を含有するアルゴンガス雰囲気中でスパッタリングし、基板上にAg及び/又はAg酸化物を含有する酸化チタン薄膜を形成することができる。
しかしながら、上記の通り、0≦m≦0.05の範囲にあり、且つAgの組成比nが0.0001≦n≦0.01の場合に、酸素ガス比率b=0%に調整してスパッタリングを行うことも可能である。すなわち、酸素リークなしでも、光学特性を満足し得るスパッタリングが可能であり、さらに成膜速度(レート)の大幅な改善が可能となるという効果を得ることができる。
次に、これらを混合した後、酸化チタン粉に銀が均一に分散するように、湿式ボールミル又は乾式ブレンダー(混合機)を用いて混合する。
混合後、カーボン製のダイスに充填した後、ホットプレスを行う。ホットプレスの条件は、焼結原料の量によって変えることができるが、通常は800〜1000°Cの範囲で、面圧力100〜500kgf/cm2の範囲で行う。しかし、この条件は、代表的な条件を示したもので、その選択は任意であり、特に制限されない。焼結後は、焼結体を機械加工してターゲット形状に仕上げる。
これによって、ターゲットの基本成分はTi、Ag、Oの成分からなり、各成分は(TiO2−m)1−nAgn(但し、0≦m≦0.5、0.0001≦n≦0.2)の組成比を有し、酸化チタンのマトリックスの中に、銀(Ag)及び/又は酸化銀(Ag2O、Ag2O2など)が微細粒子として分散したターゲットを得ることができる。
原料として、平均粒径が10μmであり、純度が4N(99.99%)の酸化チタン(TiO2)と平均粒径が15μmであり、純度が3N(99.9%)の銀粉を用いた。これを、TiO2:Ag=99:1(at%)となるように調合し、混合した。
この混合粉1kgを、銀が酸化チタン粉に均一に分散するように、湿式ボールミルを用いて混合した。次に、水分を蒸発させて乾燥した混合粉を、カーボン製のダイスに充填し、ホットプレスを行った。ホットプレスの条件は、900°C、面圧300kgf/cm2の範囲とした。得られた焼結体を機械加工して、φ152mm、5mmtのターゲットとした。この結果、密度96%、比抵抗7Ωcmのターゲットが得られた。ターゲット中のAg相の粒径は15μmであった。スパッタリング中の異常放電はなかった。この結果を、表1に示す。
ガラス基板上に、500Åのスパッタ膜が形成された。EPMAで分析した膜の組成は、Ti:32.9at%、Ag:0.7at%、O:66.4at%、O/Ti:2.02、O/(2Ti+0.5Ag):1.00であった。このスパッタ膜の屈折率及び消衰係数を測定した。屈折率及び消衰係数は、光波長:405nmを用い、エリプソメーターにより測定した。これらの結果を、同様に表1に示す。なお、表2における酸素比率はバランスとする。
以上の結果、屈折率は、2.63と高くなり、また消衰係数は0.005となり、著しく低下した。好適な、光記録媒体の干渉膜又は保護膜を形成することが可能であった。
原料として、実施例1と同様に、平均粒径が10μmであり、純度が4N(99.99%)の酸化チタン(TiO2)と平均粒径が10μmであり、純度が3N(99.9%)の銀粉を用いた。これを、TiO2:Ag=90:10(at%)となるように調合し、混合した。
この混合粉1kgを、銀が酸化チタン粉に均一に分散するように、乾式のブレンダーを用いて混合した。次に、この混合粉を、カーボン製のダイスに充填し、ホットプレスを行った。ホットプレスの条件は、920°C、面圧350kgf/cm2の範囲とした。得られた焼結体を機械加工して、φ152mm、5mmtのターゲットとした。この結果、密度96%、比抵抗2Ωcmのターゲットが得られた。ターゲット中のAg相の粒径は、10μmであった。スパッタリング中の異常放電はなかった。
この結果を、同様に表1に示す。
ガラス基板上に、500Åのスパッタ膜が形成された。膜の組成は、Ti:31.2at%、Ag:3.5at%、O:65.3at%、O/Ti:2.09、O/(2Ti+0.5Ag):1.02であった。
このスパッタ膜の屈折率及び消衰係数を測定した。屈折率及び消衰係数は、光波長:405nmを用い、エリプソメーターにより測定した。これらの結果を、同様に表2に示す。
以上の結果、屈折率は、2.73と高くなり、また消衰係数は0.008となり、著しく低下した。好適な、光記録媒体の干渉膜又は保護膜を形成することが可能であった。
この比較例では、実施例2で得たターゲットを、酸素がないAr雰囲気で、スパッタリングした場合である。DCスパッタリング自体は問題なく実施できたが、薄膜の特性に問題を生じた。すなわち、得られた膜の屈折率が、2.65と低下し、また消衰係数は0.23と高くなった。
以上から、ターゲットに問題がない場合でも、酸素がないAr雰囲気でスパッタリングした場合には、好適な薄膜を形成することができないことが分かった。この比較例1の結果を、ターゲットについては表1に、薄膜の組成と結果は、表2に示す。
これらの表に示すように、膜の組成は、Ti:32.3at%、Ag:3.7at%、O:64at%、O/Ti:1.98、O/(2Ti+0.5Ag):0.96であった。
したがって、本願発明の焼結体スパッタリングターゲットを使用し、特にAg含有量が1.5%以上を含む場合には、0.1〜16%の酸素を含有するアルゴンガス雰囲気中でスパッタリングすることが好ましいことが確認できた。
原料として、平均粒径が10μmであり、純度が4N(99.99%)の酸化チタン(TiO2)を用いた。すなわち、比較例2では、銀粉を添加せず、TiO2:100(at%)のみを用いた。
この粉末1kgを、カーボン製のダイスに充填し、ホットプレスを行った。ホットプレスの条件は、950°C、面圧250kgf/cm2の範囲とした。得られた焼結体を機械加工して、φ152mm、5mmtのターゲットとした。この結果、密度97%で、密度は向上した。しかし、比抵抗は100Ωcmを超えるターゲットが得られた。この結果を、同様に表1に示す。
膜の組成は、Ti:33.2at%、Ag:0at%、O:66.8at%、O/Ti:2.01、O/(2Ti+0.5Ag):1.01であった。
ガラス基板上に、500Åのスパッタ膜が形成された。このスパッタ膜の屈折率及び消衰係数を測定した。屈折率及び消衰係数は、光波長:405nmを用い、エリプソメーターにより測定した。これらの結果を、同様に表2に示す。
以上の結果、屈折率は2.59と低下した。また消衰係数は0.004となった。消衰係数は特に問題はないが、屈折率の低下があり、また異常放電の発生が時折生じ、DCスパッタリングの安定性が著しく悪くなるという問題を生じた。
原料として、実施例1と同様に、平均粒径が10μmであり、純度が4N(99.99%)の酸化チタン(TiO2)と平均粒径が10μmであり、純度が3N(99.9%)の銀粉を用いた。これを、TiO2:Ag=99.9:0.1(at%)となるように調合し、混合した。
この混合粉1kgを、銀が酸化チタン粉に均一に分散するように、乾式のブレンダーを用いて混合した。次に、この混合粉を、カーボン製のダイスに充填し、ホットプレスを行った。ホットプレスの条件は、920°C、面圧350kgf/cm2の範囲とした。得られた焼結体を機械加工して、φ152mm、5mmtのターゲットとした。この結果、密度98%、比抵抗10Ωcmのターゲットが得られた。ターゲット中のAg相の粒径は、10μmであった。スパッタリング中の異常放電はなかった。
この結果を、同様に表1に示す。
ガラス基板上に、500Åのスパッタ膜が形成された。膜の組成は、Ti:33.3at%、Ag:0.04at%、O:66.66at%、O/Ti:2.00、O/(2Ti+0.5Ag):1.00であった。なお、Agの組成分析はSIMSにて行った。
このスパッタ膜の屈折率及び消衰係数を測定した。屈折率及び消衰係数は、光波長:405nmを用い、エリプソメーターにより測定した。これらの結果を、同様に表2に示す。
以上の結果、屈折率は、2.63と高くなり、また消衰係数は0.01となった。好適な、光記録媒体の干渉膜又は保護膜を形成することが可能であった。
原料として、実施例1と同様に、平均粒径が10μmであり、純度が4N(99.99%)の酸化チタン(TiO2)と平均粒径が15μmであり、純度が3N(99.9%)の銀粉を用いた。これを、TiO2:Ag=98:2(at%)となるように調合し、混合した。
この混合粉1kgを、銀が酸化チタン粉に均一に分散するように、乾式のブレンダーを用いて混合した。次に、この混合粉を、カーボン製のダイスに充填し、ホットプレスを行った。ホットプレスの条件は、920°C、面圧350kgf/cm2の範囲とした。得られた焼結体を機械加工して、φ152mm、5mmtのターゲットとした。この結果、密度96%、比抵抗6Ωcmのターゲットが得られた。ターゲット中のAg相の粒径は、15μmであった。スパッタリング中の異常放電はなかった。
この結果を、同様に表1に示す。
ガラス基板上に、500Åのスパッタ膜が形成された。膜の組成は、Ti:32.2at%、Ag:1.4at%、O:66.4at%、O/Ti:2.06、O/(2Ti+0.5Ag):1.02であった。
このスパッタ膜の屈折率及び消衰係数を測定した。屈折率及び消衰係数は、光波長:405nmを用い、エリプソメーターにより測定した。これらの結果を、同様に表2に示す。
以上の結果、屈折率は、2.67と高くなり、また消衰係数は0.006となり、著しく低下した。好適な、光記録媒体の干渉膜又は保護膜を形成することが可能であった。
原料として、実施例1と同様に、平均粒径が10μmであり、純度が4N(99.99%)の酸化チタン(TiO2)と平均粒径が20μmであり、純度が3N(99.9%)の銀粉を用いた。これを、TiO2:Ag=60:40(at%)となるように調合し、混合した。
この粉末1kgを、カーボン製のダイスに充填し、ホットプレスを行った。ホットプレスの条件は、950°C、面圧250kgf/cm2の範囲とした。得られた焼結体を機械加工して、φ152mm、5mmtのターゲットとした。この結果、密度90%で、密度は向上した。しかし、比抵抗は0.0003Ωcmのターゲットが得られた。この結果を、同様に表1に示す。ターゲット中のAg相の粒径は20μmであった。
膜の組成は、Ti:26.3at%、Ag:17.5at%、O:56.2at%、O/Ti:2.14、O/(2Ti+0.5Ag):0.92であった。
ガラス基板上に、500Åのスパッタ膜が形成された。このスパッタ膜の屈折率及び消衰係数を測定した。屈折率及び消衰係数は、光波長:405nmを用い、エリプソメーターにより測定した。これらの結果を、同様に表2に示す。
以上の結果、屈折率は2.5、消衰係数は0.15となった。消衰係数が増加し、また屈折率の低下があった。しかし、異常放電の発生はなかった。これはAgの粒径に因らず、Ag量が多いために、電気的に安定であると考えられる。
原料として、実施例1と同様に、平均粒径が10μmであり、純度が4N(99.99%)の酸化チタン(TiO2)と平均粒径が20μmであり、純度が3N(99.9%)の銀粉を用いた。これを、TiO2:Ag=90:10(at%)となるように調合し、混合した。
この混合粉1kgを、銀が酸化チタン粉に均一に分散するように、乾式のブレンダーを用いて混合した。次に、この混合粉を、カーボン製のダイスに充填し、ホットプレスを行った。ホットプレスの条件は、920°C、面圧350kgf/cm2の範囲とした。得られた焼結体を機械加工して、φ152mm、5mmtのターゲットとした。この結果、密度95%、比抵抗0.5Ωcmのターゲットが得られた。ターゲット中のAg相の粒径は、5μmであった。スパッタリング中の異常放電はなかった。
この結果を、同様に表1に示す。
ガラス基板上に、500Åのスパッタ膜が形成された。膜の組成は、Ti:31.0at%、Ag:3.6at%、O:65.4at%、O/Ti:2.11、O/(2Ti+0.5Ag):1.03であった。
このスパッタ膜の屈折率及び消衰係数を測定した。屈折率及び消衰係数は、光波長:405nmを用い、エリプソメーターにより測定した。これらの結果を、同様に表2に示す。
以上の結果、屈折率は、2.72と高くなり、また消衰係数は0.008となり、著しく低下した。好適な、光記録媒体の干渉膜又は保護膜を形成することが可能であった。
原料として、実施例1と同様に、平均粒径が10μmであり、純度が4N(99.99%)の酸化チタン(TiO2)と平均粒径が1μmであり、純度が3N(99.9%)の銀粉を用いた。これを、TiO2:Ag=90:10(at%)となるように調合し、混合した。
この混合粉1kgを、銀が酸化チタン粉に均一に分散するように、乾式のブレンダーを用いて混合した。次に、この混合粉を、カーボン製のダイスに充填し、ホットプレスを行った。ホットプレスの条件は、920°C、面圧350kgf/cm2の範囲とした。得られた焼結体を機械加工して、φ152mm、5mmtのターゲットとした。この結果、密度91%、比抵抗0.6Ωcmのターゲットが得られた。ターゲット中のAg相の粒径は、1μmであった。スパッタリング中の異常放電はなかった。
この結果を、同様に表1に示す。
ガラス基板上に、500Åのスパッタ膜が形成された。膜の組成は、Ti:31.4at%、Ag:3.5at%、O:65.1at%、O/Ti:2.07、O/(2Ti+0.5Ag):1.01であった。
このスパッタ膜の屈折率及び消衰係数を測定した。屈折率及び消衰係数は、光波長:405nmを用い、エリプソメーターにより測定した。これらの結果を、同様に表2に示す。
以上の結果、屈折率は、2.74と高くなり、また消衰係数は0.007となり、著しく低下した。好適な、光記録媒体の干渉膜又は保護膜を形成することが可能であった。
原料として、実施例1と同様に、平均粒径が10μmであり、純度が4N(99.99%)の酸化チタン(TiO2)と平均粒径が50μmであり、純度が3N(99.9%)の銀粉を用いた。これを、TiO2:Ag=90:10(at%)となるように調合し、混合した。
この混合粉1kgを、銀が酸化チタン粉に均一に分散するように、乾式のブレンダーを用いて混合した。次に、この混合粉を、カーボン製のダイスに充填し、ホットプレスを行った。ホットプレスの条件は、920°C、面圧350kgf/cm2の範囲とした。得られた焼結体を機械加工して、φ152mm、5mmtのターゲットとした。
この結果、密度97%、比抵抗15Ωcmのターゲットが得られた。ターゲット中のAg相の粒径は、50μmであった。次に、このようにして製造したスパッタリングターゲットを用いて、ガラス基板上にスパッタ膜を形成しようとしたが、スパッタリング中の異常放電が頻発して、成膜が困難であった。したがって、成膜は中止した。
原料として、実施例2と同様に、平均粒径が10μmであり、純度が4N(99.99%)の酸化チタン(TiO2)と平均粒径が10μmであり、純度が3N(99.9%)の銀粉を用いた。これを、TiO2:Ag=90:10(at%)となるように調合し、混合した。
この混合粉1kgを、銀が酸化チタン粉に均一に分散するように、乾式のブレンダーを用いて混合した。次に、この混合粉を、カーボン製のダイスに充填し、ホットプレスを行った。ホットプレスの条件は、920°C、面圧350kgf/cm2の範囲とした。得られた焼結体を機械加工して、φ152mm、5mmtのターゲットとした。
この結果、密度96%、比抵抗2Ωcmのターゲットが得られた。ターゲット中のAg相の粒径は10μmであった。
この結果を、同様に表1に示す。
ガラス基板上に、500Åのスパッタ膜が形成された。膜の組成は、Ti:30.7at%、Ag:3.1at%、O:66.2at%、O/Ti:2.16、O/(2Ti+0.5Ag):1.05であった。
このスパッタ膜の屈折率及び消衰係数を測定した。屈折率及び消衰係数は、光波長:405nmを用い、エリプソメーターにより測定した。これらの結果を、同様に表2に示す。以上の結果、屈折率は、2.59と低下し、また消衰係数は0.005となった。
原料として、実施例1と同様に、平均粒径が10μmであり、純度が4N(99.99%)の酸化チタン(TiO2)と平均粒径が10μmであり、純度が3N(99.9%)の銀粉を用いた。これを、TiO2:Ag=99:1(at%)となるように調合し、混合した。
この混合粉1kgを、銀が酸化チタン粉に均一に分散するように、乾式のブレンダーを用いて混合した。次に、この混合粉を、カーボン製のダイスに充填し、ホットプレスを行った。ホットプレスの条件は、920°C、面圧350kgf/cm2の範囲とした。得られた焼結体を機械加工して、φ152mm、5mmtのターゲットとした。
この結果、密度98%、比抵抗7Ωcmのターゲットが得られた。ターゲット中のAg相の粒径は15μmであった。スパッタリング中の異常放電はなかった。
この結果を、同様に表1に示す。
ガラス基板上に、500Åのスパッタ膜が形成された。膜の組成は、Ti:33.1at%、Ag:0.7at%、O:66.2at%、O/Ti:2.00、O/(2Ti+0.5Ag):0.99であった。
このスパッタ膜の屈折率及び消衰係数を測定した。屈折率及び消衰係数は、光波長:405nmを用い、エリプソメーターにより測定した。これらの結果を、同様に表2に示す。以上の結果、屈折率は、2.67と高くなり、また消衰係数は0.02となった。好適な、光記録媒体の干渉膜又は保護膜を形成することが可能であった。
原料として、実施例1と同様に、平均粒径が10μmであり、純度が4N(99.99%)の酸化チタン(TiO2)と平均粒径が10μmであり、純度が3N(99.9%)の銀粉を用いた。これを、TiO2:Ag=99.5:0.5(at%)となるように調合し、混合した。
この混合粉1kgを、銀が酸化チタン粉に均一に分散するように、乾式のブレンダーを用いて混合した。次に、この混合粉を、カーボン製のダイスに充填し、ホットプレスを行った。ホットプレスの条件は、920°C、面圧350kgf/cm2の範囲とした。得られた焼結体を機械加工して、φ152mm、5mmtのターゲットとした。
この結果、密度98%、比抵抗9Ωcmのターゲットが得られた。ターゲット中のAg相の粒径は10μmであった。スパッタリング中の異常放電はなかった。
この結果を、同様に表1に示す。
ガラス基板上に、500Åのスパッタ膜が形成された。膜の組成は、Ti:33.3at%、Ag:0.2at%、O:66.5at%、O/Ti:2.00、O/(2Ti+0.5Ag):1.00であった。
このスパッタ膜の屈折率及び消衰係数を測定した。屈折率及び消衰係数は、光波長:405nmを用い、エリプソメーターにより測定した。これらの結果を、同様に表2に示す。以上の結果、屈折率は、2.66と高くなり、また消衰係数は0.01となった。好適な、光記録媒体の干渉膜又は保護膜を形成することが可能であった。
原料として、実施例1と同様に、平均粒径が1μmであり、純度が4N(99.99%)の酸化チタン(TiO2)と平均粒径が1.5μmであり、純度が3N(99.9%)の銀粉を用いた。これを、TiO2:Ag=99.95:0.05(at%)となるように調合し、混合した。
この混合粉1kgを、銀が酸化チタン粉に均一に分散するように、乾式のブレンダーを用いて混合した。次に、この混合粉を、カーボン製のダイスに充填し、ホットプレスを行った。ホットプレスの条件は、920°C、面圧350kgf/cm2の範囲とした。得られた焼結体を機械加工して、φ152mm、5mmtのターゲットとした。
この結果、密度98%、比抵抗10Ωcmのターゲットが得られた。ターゲット中のAg相の粒径は1.5μmであった。スパッタリング中の異常放電はなかった。
この結果を、同様に表1に示す。
ガラス基板上に、500Åのスパッタ膜が形成された。膜の組成は、Ti:33.3at%、Ag:0.02at%、O:66.68at%、O/Ti:2.00、O/(2Ti+0.5Ag):1.00であった。
このスパッタ膜の屈折率及び消衰係数を測定した。屈折率及び消衰係数は、光波長:405nmを用い、エリプソメーターにより測定した。これらの結果を、同様に表2に示す。以上の結果、屈折率は2.62と高くなり、また消衰係数は0.007となった。好適な、光記録媒体の干渉膜又は保護膜を形成することが可能であった。
原料として、実施例1と同様に、平均粒径が1μmであり、純度が4N(99.99%)の酸化チタン(TiO2)と平均粒径が1.5μmであり、純度が3N(99.9%)の銀粉を用いた。これを、TiO2:Ag=99.99:0.01(at%)となるように調合し、混合した。
この混合粉1kgを、銀が酸化チタン粉に均一に分散するように、乾式のブレンダーを用いて混合した。次に、この混合粉を、カーボン製のダイスに充填し、ホットプレスを行った。ホットプレスの条件は、920°C、面圧350kgf/cm2の範囲とした。得られた焼結体を機械加工して、φ152mm、5mmtのターゲットとした。
この結果、密度98%、比抵抗10Ωcmのターゲットが得られた。ターゲット中のAg相の粒径は1.5μmであった。スパッタリング中の異常放電はなかった。
この結果を、同様に表1に示す。
ガラス基板上に、500Åのスパッタ膜が形成された。膜の組成は、Ti:33.3at%、Ag:0.005at%、O:66.695at%、O/Ti:2.00、O/(2Ti+0.5Ag):1.00であった。
このスパッタ膜の屈折率及び消衰係数を測定した。屈折率及び消衰係数は、光波長:405nmを用い、エリプソメーターにより測定した。これらの結果を、同様に表2に示す。以上の結果、屈折率は2.61と高くなり、また消衰係数は0.005となった。好適な、光記録媒体の干渉膜又は保護膜を形成することが可能であった。
原料として、実施例1と同様に、平均粒径が1μmであり、純度が4N(99.99%)の酸化チタン(TiO2)と、平均粒径15μmで純度3Nのチタン粉と、平均粒径が1.5μmであり純度が3N(99.9%)の銀粉を用いた。これを、TiO1.9:Ag=99.95:0.05(at%)となるように調合し、混合した。
この混合粉1kgを、銀が酸化チタン粉に均一に分散するように、乾式のブレンダーを用いて混合した。次に、この混合粉を、カーボン製のダイスに充填し、ホットプレスを行った。ホットプレスの条件は、920°C、面圧350kgf/cm2の範囲とした。得られた焼結体を機械加工して、φ152mm、5mmtのターゲットとした。
この結果、密度98%、比抵抗0.01Ωcmのターゲットが得られた。ターゲット中のAg相の粒径は1.5μmであった。スパッタリング中の異常放電はなかった。
この結果を、同様に表1に示す。
ガラス基板上に、500Åのスパッタ膜が形成された。膜の組成は、Ti:33.4at%、Ag:0.02at%、O:66.58at%、O/Ti:1.99、O/(2Ti+0.5Ag):1.00であった。
このスパッタ膜の屈折率及び消衰係数を測定した。屈折率及び消衰係数は、光波長:405nmを用い、エリプソメーターにより測定した。これらの結果を、同様に表2に示す。以上の結果、屈折率は2.61と高くなり、また消衰係数は0.007となった。好適な、光記録媒体の干渉膜又は保護膜を形成することが可能であった。
原料として、実施例1と同様に、平均粒径が1μmであり、純度が4N(99.99%)の酸化チタン(TiO2)と、平均粒径15μmで純度3Nのチタン粉と、平均粒径が1.5μmであり、純度が3N(99.9%)の銀粉を用いた。これを、TiO1.5:Ag=99.99:0.01(at%)となるように調合し、混合した。
この混合粉1kgを、銀が酸化チタン粉に均一に分散するように、乾式のブレンダーを用いて混合した。次に、この混合粉を、カーボン製のダイスに充填し、ホットプレスを行った。ホットプレスの条件は、920°C、面圧350kgf/cm2の範囲とした。得られた焼結体を機械加工して、φ152mm、5mmtのターゲットとした。
この結果、密度98%、比抵抗0.008Ωcmのターゲットが得られた。ターゲット中のAg相の粒径は1.5μmであった。スパッタリング中の異常放電はなかった。
この結果を、同様に表1に示す。
ガラス基板上に、500Åのスパッタ膜が形成された。膜の組成は、Ti:33.4at%、Ag:0.006at%、O:66.594at%、O/Ti:1.99、O/(2Ti+0.5Ag):1.00であった。
このスパッタ膜の屈折率及び消衰係数を測定した。屈折率及び消衰係数は、光波長:405nmを用い、エリプソメーターにより測定した。これらの結果を、同様に表2に示す。以上の結果、屈折率は2.60と高くなり、また消衰係数は0.01となった。好適な、光記録媒体の干渉膜又は保護膜を形成することが可能であった。
原料として、実施例1と同様に、平均粒径が1μmであり、純度が4N(99.99%)の酸化チタン(TiO2)と、平均粒径15μmで純度3Nのチタン粉と、平均粒径が5μmであり、純度が3N(99.9%)の銀粉を用いた。これを、TiO1.95:Ag=99.9:0.1(at%)となるように調合し、混合した。
この混合粉1kgを、銀が酸化チタン粉に均一に分散するように、乾式のブレンダーを用いて混合した。次に、この混合粉を、カーボン製のダイスに充填し、ホットプレスを行った。ホットプレスの条件は、920°C、面圧350kgf/cm2の範囲とした。得られた焼結体を機械加工して、φ152mm、5mmtのターゲットとした。
この結果、密度98%、比抵抗0.08Ωcmのターゲットが得られた。ターゲット中のAg相の粒径は5μmであった。スパッタリング中の異常放電はなかった。
この結果を、同様に表1に示す。
ガラス基板上に、500Åのスパッタ膜が形成された。膜の組成は、Ti:33.8at%、Ag:0.04at%、O:66.16at%、O/Ti:1.96、O/(2Ti+0.5Ag):0.98であった。
このスパッタ膜の屈折率及び消衰係数を測定した。屈折率及び消衰係数は、光波長:405nmを用い、エリプソメーターにより測定した。これらの結果を、同様に表2に示す。以上の結果、屈折率は2.63と高くなり、また消衰係数は0.09となった。好適な、光記録媒体の干渉膜又は保護膜を形成することが可能であった。
この比較例では、実施例11で得たターゲットを、酸素がないAr雰囲気で、スパッタリングした場合である。DCスパッタリング自体は問題なく実施できたが、薄膜の特性に問題を生じた。すなわち、得られた膜の屈折率が、2.58と低下し、また消衰係数は0.21と高くなった。
以上から、ターゲットに問題がない場合でも、酸素がないAr雰囲気でスパッタリングした場合には、好適な薄膜を形成することができないことが分かった。この比較例6の結果を、ターゲットについては表1に、薄膜の組成と結果は、表2に示す。
これらの表に示すように、膜の組成は、Ti:34.3at%、Ag:0.02at%、O:65.68at%、O/Ti:1.91、O/(2Ti+0.5Ag):0.96であった。
したがって、本願発明の焼結体スパッタリングターゲットを使用し、特にTi含有量が34.0%を超える場合には、0.1〜16%の酸素を含有するアルゴンガス雰囲気中でスパッタリングすることが好ましいことが確認できた。
この比較例では、実施例12で得たターゲットを、酸素がないAr雰囲気で、スパッタリングした場合である。DCスパッタリング自体は問題なく実施できたが、薄膜の特性に問題を生じた。すなわち、得られた膜の屈折率が、2.54と低下し、また消衰係数は0.34と高くなった。
以上から、ターゲットに問題がない場合でも、酸素がないAr雰囲気でスパッタリングした場合には、好適な薄膜を形成することができないことが分かった。この比較例7の結果を、ターゲットについては表1に、薄膜の組成と結果は、表2に示す。
これらの表に示すように、膜の組成は、Ti:39.9at%、Ag:0.006at%、O:60.094at%、O/Ti:1.51、O/(2Ti+0.5Ag):0.75であった。
したがって、本願発明の焼結体スパッタリングターゲットを使用し、特にTi含有量が34.0%を超える場合には、0.1〜16%の酸素を含有するアルゴンガス雰囲気中でスパッタリングすることが好ましいことが確認できた。
上記実施例と比較例については、代表的な例を示した。上記の実施例には示していないが、薄膜の組成が、Tiが29.6at%以上、34.0at%以下、Agが0.003at%以上、7.4at%以下、残部が酸素からなり、酸素とメタルの比であるO/(2Ti+0.5Ag)が0.97以上である場合、さらには酸素とTiの比であるO/Tiが2以上である場合においては、上記実施例1から実施例7と同様に、いずれも屈折率が高く、消衰係数が小さくなった。
また、スパッタリングターゲットの各成分が(TiO2−m)1−nAgn(但し、0≦m≦0.5、0.0001≦n≦0.2)の組成比を有するもの、そして平均粒径が15μm以下のAg粒子を含有する場合においては、比抵抗が10Ωcm以下となり、異常放電が見られないという良好な結果となった。
また、本発明の薄膜は、同時に透過率に優れ、反射率の低下が少なく、光情報記録媒体の干渉膜又は保護膜として、特に有用である。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誘電体保護層として有用である。
さらに、このような特性をもつ材料は、建築用ガラス、自動車用ガラス、CRT用、フラットディスプレイ用への適用、すなわち熱線反射膜、反射防止膜、干渉フィルタとして使用することも可能である。
また、DVD用としてDVD−RWが開発され商品化されているが、このディスクの層構造は基本的にCD−RWと同一又は類似するものである。この書き換え回数は1000〜10000回程度である。
これらは、光ビームを照射することにより、記録材料の透過率、反射率などの光学的な変化を生じさせて、情報の記録、再生、追記を行うものであり、急速に普及した電子部品である。
反射層と保護層は、記録層のアモルファス部と結晶部との反射率の差を増大させる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(非特許文献1参照)。
この場合、第一情報層は記録層と第1金属反射層からなり、第二情報層は第1保護層、第2保護層、記録層、第2金属反射層から構成されている。この他に、傷、汚れ等から保護するハードコート層、熱拡散層等の層を任意に形成しても良いとされている。また、これらの保護層、記録層、反射層などに、多様な材料が提案されている。
しかし、膜の透過率が低下するため、酸素含有量を35重量%以上とし、さらに酸素を導入する方策が採られている。また、酸素の導入により成膜速度が低下するため、金属酸化物を添加して、成膜速度の向上を図っているが、より屈折率が高く、吸収の少ない膜が求められる精密光学部材や電子部品としての適用には問題がある。特に、400nm付近の短波長側では問題があると考えられる。
技術雑誌「光学」26巻1号、頁9〜15
同時に透過率に優れ、反射率の低下が少なく、光情報記録媒体の干渉膜又は保護膜として、有用である薄膜を得ること課題とする。また、ガラス基板への適用、すなわち熱線反射膜、反射防止膜、干渉フィルタとして使用することも可能とする。
1)Ti、Ag、Oの成分からなり、各成分は(TiO 2−m ) 1−n Ag n (但し、0≦m≦0.5、0.0001≦n≦0.2)の組成比を有し、比抵抗が10Ωcm以下であることを特徴とする酸化チタンを主成分とする薄膜の製造に適した焼結体スパッタリングターゲット。
2)Ti、Ag、Oの成分からなり、各成分は(TiO 2−m ) 1−n Ag n (但し、0≦m≦0.5、0.01≦n≦0.2)の組成比を有し、比抵抗が10Ωcm以下であることを特徴とする酸化チタンを主成分とする薄膜の製造に適した上記1)記載の焼結体スパッタリングターゲット。
3)焼結体スパッタリングターゲット中に存在するAg相の平均粒径が15μm以下であることを特徴とする上記1)又は2)記載の焼結体スパッタリングターゲット。
5)直流スパッタリングで成膜し、スパッタリングの雰囲気中の酸素ガス比率b(%)とした場合において、スパッタリングターゲットのAgの組成比nが0.0001≦n≦0.01の場合に、0<b≦83.3n−0.17の範囲に調整し、Agの組成比nが0.01≦n≦0.2の場合に、17n−0.17≦b≦83.3n−0.17の範囲に調整することを特徴とする上記4)記載の酸化チタンを主成分とする薄膜の製造方法。
6)0≦m≦0.05の範囲にあり、且つAgの組成比nが0.0001≦n≦0.01の場合に、酸素ガス比率b=0%に調整してスパッタリングを行うことを特徴とする上記4)記載の酸化チタンを主成分とする薄膜の製造方法。
8)400〜410nmの波長域における屈折率が2.60以上、同消衰係数が0.1以下であることを特徴とする上記7)記載の酸化チタンを主成分とする薄膜。
9)酸素とTiの比O/Tiが2以上であることを特徴とする上記7)又は8)記載の酸化チタンを主成分とする薄膜。
10)400〜410nmの波長域における消衰係数が0.03以下であることを特徴とする上記7)〜9)のいずれか一項に記載の酸化チタンを主成分とする薄膜。
11)干渉膜又は保護膜に使用する薄膜であることを特徴とする上記7)〜10)のいずれか一項に記載の酸化チタンを主成分とする薄膜。
12)光記録媒体として使用することを特徴とする上記11)記載の酸化チタンを主成分とする薄膜。
また、本発明の薄膜は、同時に透過率に優れ、反射率の低下が少なく、光情報記録媒体の干渉膜又は保護膜として、特に有用である。
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必要であり、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が、本願発明の酸化チタンを主成分とする薄膜は、このような材料に適用できる特性を備えている。
また、スパッタリング中の酸素量も少ない範囲で調整できるため、成膜速度の低下も抑制できるという効果もある。
Agの存在は、薄膜の屈折率を高める効果を有する。0.003未満では、Agの添加効果が小さく、また7.4を超えると、薄膜の400〜410nmの波長域における消衰係数が増える傾向にあるので、薄膜中のAgの存在量は0.003at%以上、7.4at%以下にするのが望ましいと言える。
この銀は、場合によっては、その一部が酸化銀(Ag2O、Ag2O2など)として存在する場合もあるが、このように一部が酸化銀として存在する場合も、特に問題となるものではなく、同様に屈折率向上が認められる。酸化銀の存在は、XPS分析においてAg3dのピーク位置が368.0eV以下である場合において、確認が可能である。
このようにして得られる高屈折率の材料は、多層光学膜設計の自由度が高まり、より好適な材料となる。
上記400〜410nmの波長領域は、青色レーザーの波長領域であり、この波長領域において、上記の通り屈折率が2.60以上であるが、この屈折率は高い方が良い。また、消衰係数が0.1以下、さらには0.03以下を達成できるが、この消衰係数が低いほど、多層化により適している。この酸化チタンを主成分とする薄膜は、干渉膜又は保護膜として有用であり、特に光記録媒体として有用である。
この場合のスパッタリングは、特にAg量が多い場合、酸素含有雰囲気で成膜するのが好ましいため、スパッタ膜中の酸素は増加する。特に、酸素とTiの比であるO/Tiが2以上となるように調整することで、400〜410nmの波長域における消衰係数の低い酸化チタンを主成分とする薄膜を得ることが可能となる。
本発明の焼結体ターゲットは、薄膜の成分組成に近似するが、同一ではない。すなわち、ターゲットの基本成分はTi、Ag、Oの成分からなるが、各成分は(TiO2−m)1−nAgn(但し、0≦m≦0.5、0.0001≦n≦0.2)の組成比を有する。そして、このターゲットは10Ωcm以下の比抵抗を備えている。
この焼結体スパッタリングターゲットを使用し、無酸素又は0.1〜16%の酸素を含有するアルゴンガス雰囲気中でスパッタリングし、基板上にAg及び/又はAg酸化物を含有する酸化チタン薄膜を形成することができる。
しかしながら、上記の通り、0≦m≦0.05の範囲にあり、且つAgの組成比nが0.0001≦n≦0.01の場合に、酸素ガス比率b=0%に調整してスパッタリングを行うことも可能である。すなわち、酸素リークなしでも、光学特性を満足し得るスパッタリングが可能であり、さらに成膜速度(レート)の大幅な改善が可能となるという効果を得ることができる。
次に、これらを混合した後、酸化チタン粉に銀が均一に分散するように、湿式ボールミル又は乾式ブレンダー(混合機)を用いて混合する。
混合後、カーボン製のダイスに充填した後、ホットプレスを行う。ホットプレスの条件は、焼結原料の量によって変えることができるが、通常は800〜1000°Cの範囲で、面圧力100〜500kgf/cm2の範囲で行う。しかし、この条件は、代表的な条件を示したもので、その選択は任意であり、特に制限されない。焼結後は、焼結体を機械加工してターゲット形状に仕上げる。
これによって、ターゲットの基本成分はTi、Ag、Oの成分からなり、各成分は(TiO2−m)1−nAgn(但し、0≦m≦0.5、0.0001≦n≦0.2)の組成比を有し、酸化チタンのマトリックスの中に、銀(Ag)及び/又は酸化銀(Ag2O、Ag2O2など)が微細粒子として分散したターゲットを得ることができる。
原料として、平均粒径が10μmであり、純度が4N(99.99%)の酸化チタン(TiO2)と平均粒径が15μmであり、純度が3N(99.9%)の銀粉を用いた。これを、TiO2:Ag=99:1(at%)となるように調合し、混合した。
この混合粉1kgを、銀が酸化チタン粉に均一に分散するように、湿式ボールミルを用いて混合した。次に、水分を蒸発させて乾燥した混合粉を、カーボン製のダイスに充填し、ホットプレスを行った。ホットプレスの条件は、900°C、面圧300kgf/cm2の範囲とした。得られた焼結体を機械加工して、φ152mm、5mmtのターゲットとした。この結果、密度96%、比抵抗7Ωcmのターゲットが得られた。ターゲット中のAg相の粒径は15μmであった。スパッタリング中の異常放電はなかった。この結果を、表1に示す。
ガラス基板上に、500Åのスパッタ膜が形成された。EPMAで分析した膜の組成は、Ti:32.9at%、Ag:0.7at%、O:66.4at%、O/Ti:2.02、O/(2Ti+0.5Ag):1.00であった。このスパッタ膜の屈折率及び消衰係数を測定した。屈折率及び消衰係数は、光波長:405nmを用い、エリプソメーターにより測定した。これらの結果を、同様に表2に示す。なお、表2における酸素比率はバランスとする。
以上の結果、屈折率は、2.63と高くなり、また消衰係数は0.005となり、著しく低下した。好適な、光記録媒体の干渉膜又は保護膜を形成することが可能であった。
原料として、平均粒径が10μmであり、純度が4N(99.99%)の酸化チタン(TiO2)と平均粒径が10μmであり、純度が3N(99.9%)の銀粉を用いた。これを、TiO2:Ag=90:10(at%)となるように調合し、混合した。
この混合粉1kgを、銀が酸化チタン粉に均一に分散するように、乾式のブレンダーを用いて混合した。次に、この混合粉を、カーボン製のダイスに充填し、ホットプレスを行った。ホットプレスの条件は、920°C、面圧350kgf/cm2の範囲とした。得られた焼結体を機械加工して、φ152mm、5mmtのターゲットとした。この結果、密度96%、比抵抗2Ωcmのターゲットが得られた。ターゲット中のAg相の粒径は、10μmであった。スパッタリング中の異常放電はなかった。
この結果を、同様に表1に示す。
ガラス基板上に、500Åのスパッタ膜が形成された。膜の組成は、Ti:31.2at%、Ag:3.5at%、O:65.3at%、O/Ti:2.09、O/(2Ti+0.5Ag):1.02であった。
このスパッタ膜の屈折率及び消衰係数を測定した。屈折率及び消衰係数は、光波長:405nmを用い、エリプソメーターにより測定した。これらの結果を、同様に表2に示す。
以上の結果、屈折率は、2.73と高くなり、また消衰係数は0.008となり、著しく低下した。好適な、光記録媒体の干渉膜又は保護膜を形成することが可能であった。
この比較例では、実施例2で得たターゲットを、酸素がないAr雰囲気で、スパッタリングした場合である。DCスパッタリング自体は問題なく実施できたが、薄膜の特性に問題を生じた。すなわち、得られた膜の屈折率が、2.65と低下し、また消衰係数は0.23と高くなった。
以上から、ターゲットに問題がない場合でも、酸素がないAr雰囲気でスパッタリングした場合には、好適な薄膜を形成することができないことが分かった。この比較例1の結果を、ターゲットについては表1に、薄膜の組成と結果は、表2に示す。
これらの表に示すように、膜の組成は、Ti:32.3at%、Ag:3.7at%、O:64at%、O/Ti:1.98、O/(2Ti+0.5Ag):0.96であった。
したがって、本願発明の焼結体スパッタリングターゲットを使用し、特にAg含有量が1.5%以上を含む場合には、0.1〜16%の酸素を含有するアルゴンガス雰囲気中でスパッタリングすることが好ましいことが確認できた。
原料として、平均粒径が10μmであり、純度が4N(99.99%)の酸化チタン(TiO2)を用いた。すなわち、比較例2では、銀粉を添加せず、TiO2:100(at%)のみを用いた。
この粉末1kgを、カーボン製のダイスに充填し、ホットプレスを行った。ホットプレスの条件は、950°C、面圧250kgf/cm2の範囲とした。得られた焼結体を機械加工して、φ152mm、5mmtのターゲットとした。この結果、密度97%で、密度は向上した。しかし、比抵抗は100Ωcmを超えるターゲットが得られた。この結果を、同様に表1に示す。
膜の組成は、Ti:33.2at%、Ag:0at%、O:66.8at%、O/Ti:2.01、O/(2Ti+0.5Ag):1.01であった。
ガラス基板上に、500Åのスパッタ膜が形成された。このスパッタ膜の屈折率及び消衰係数を測定した。屈折率及び消衰係数は、光波長:405nmを用い、エリプソメーターにより測定した。これらの結果を、同様に表2に示す。
以上の結果、屈折率は2.59と低下した。また消衰係数は0.004となった。消衰係数は特に問題はないが、屈折率の低下があり、また異常放電の発生が時折生じ、DCスパッタリングの安定性が著しく悪くなるという問題を生じた。
原料として、平均粒径が10μmであり、純度が4N(99.99%)の酸化チタン(TiO2)と平均粒径が10μmであり、純度が3N(99.9%)の銀粉を用いた。これを、TiO2:Ag=99.9:0.1(at%)となるように調合し、混合した。
この混合粉1kgを、銀が酸化チタン粉に均一に分散するように、乾式のブレンダーを用いて混合した。次に、この混合粉を、カーボン製のダイスに充填し、ホットプレスを行った。ホットプレスの条件は、920°C、面圧350kgf/cm2の範囲とした。得られた焼結体を機械加工して、φ152mm、5mmtのターゲットとした。この結果、密度98%、比抵抗10Ωcmのターゲットが得られた。ターゲット中のAg相の粒径は、10μmであった。スパッタリング中の異常放電はなかった。
この結果を、同様に表1に示す。
ガラス基板上に、500Åのスパッタ膜が形成された。膜の組成は、Ti:33.3at%、Ag:0.04at%、O:66.66at%、O/Ti:2.00、O/(2Ti+0.5Ag):1.00であった。なお、Agの組成分析はSIMSにて行った。
このスパッタ膜の屈折率及び消衰係数を測定した。屈折率及び消衰係数は、光波長:405nmを用い、エリプソメーターにより測定した。これらの結果を、同様に表2に示す。
以上の結果、屈折率は、2.63と高くなり、また消衰係数は0.01となった。好適な、光記録媒体の干渉膜又は保護膜を形成することが可能であった。
原料として、平均粒径が10μmであり、純度が4N(99.99%)の酸化チタン(TiO2)と平均粒径が15μmであり、純度が3N(99.9%)の銀粉を用いた。これを、TiO2:Ag=98:2(at%)となるように調合し、混合した。
この混合粉1kgを、銀が酸化チタン粉に均一に分散するように、乾式のブレンダーを用いて混合した。次に、この混合粉を、カーボン製のダイスに充填し、ホットプレスを行った。ホットプレスの条件は、920°C、面圧350kgf/cm2の範囲とした。得られた焼結体を機械加工して、φ152mm、5mmtのターゲットとした。この結果、密度96%、比抵抗6Ωcmのターゲットが得られた。ターゲット中のAg相の粒径は、15μmであった。スパッタリング中の異常放電はなかった。
この結果を、同様に表1に示す。
ガラス基板上に、500Åのスパッタ膜が形成された。膜の組成は、Ti:32.2at%、Ag:1.4at%、O:66.4at%、O/Ti:2.06、O/(2Ti+0.5Ag):1.02であった。
このスパッタ膜の屈折率及び消衰係数を測定した。屈折率及び消衰係数は、光波長:405nmを用い、エリプソメーターにより測定した。これらの結果を、同様に表2に示す。
以上の結果、屈折率は、2.67と高くなり、また消衰係数は0.006となり、著しく低下した。好適な、光記録媒体の干渉膜又は保護膜を形成することが可能であった。
原料として、平均粒径が10μmであり、純度が4N(99.99%)の酸化チタン(TiO2)と平均粒径が20μmであり、純度が3N(99.9%)の銀粉を用いた。これを、TiO2:Ag=60:40(at%)となるように調合し、混合した。
この粉末1kgを、カーボン製のダイスに充填し、ホットプレスを行った。ホットプレスの条件は、950°C、面圧250kgf/cm2の範囲とした。得られた焼結体を機械加工して、φ152mm、5mmtのターゲットとした。この結果、密度90%で、密度は向上した。しかし、比抵抗は0.0003Ωcmのターゲットが得られた。この結果を、同様に表1に示す。ターゲット中のAg相の粒径は20μmであった。
膜の組成は、Ti:26.3at%、Ag:17.5at%、O:56.2at%、O/Ti:2.14、O/(2Ti+0.5Ag):0.92であった。
ガラス基板上に、500Åのスパッタ膜が形成された。このスパッタ膜の屈折率及び消衰係数を測定した。屈折率及び消衰係数は、光波長:405nmを用い、エリプソメーターにより測定した。これらの結果を、同様に表2に示す。
以上の結果、屈折率は2.5、消衰係数は0.15となった。消衰係数が増加し、また屈折率の低下があった。しかし、異常放電の発生はなかった。これはAgの粒径に因らず、Ag量が多いために、電気的に安定であると考えられる。
原料として、平均粒径が10μmであり、純度が4N(99.99%)の酸化チタン(TiO2)と平均粒径が20μmであり、純度が3N(99.9%)の銀粉を用いた。これを、TiO2:Ag=90:10(at%)となるように調合し、混合した。
この混合粉1kgを、銀が酸化チタン粉に均一に分散するように、乾式のブレンダーを用いて混合した。次に、この混合粉を、カーボン製のダイスに充填し、ホットプレスを行った。ホットプレスの条件は、920°C、面圧350kgf/cm2の範囲とした。得られた焼結体を機械加工して、φ152mm、5mmtのターゲットとした。この結果、密度95%、比抵抗0.5Ωcmのターゲットが得られた。ターゲット中のAg相の粒径は、5μmであった。スパッタリング中の異常放電はなかった。
この結果を、同様に表1に示す。
ガラス基板上に、500Åのスパッタ膜が形成された。膜の組成は、Ti:31.0at%、Ag:3.6at%、O:65.4at%、O/Ti:2.11、O/(2Ti+0.5Ag):1.03であった。
このスパッタ膜の屈折率及び消衰係数を測定した。屈折率及び消衰係数は、光波長:405nmを用い、エリプソメーターにより測定した。これらの結果を、同様に表2に示す。
以上の結果、屈折率は、2.72と高くなり、また消衰係数は0.008となり、著しく低下した。好適な、光記録媒体の干渉膜又は保護膜を形成することが可能であった。
原料として、平均粒径が10μmであり、純度が4N(99.99%)の酸化チタン(TiO2)と平均粒径が1μmであり、純度が3N(99.9%)の銀粉を用いた。これを、TiO2:Ag=90:10(at%)となるように調合し、混合した。
この混合粉1kgを、銀が酸化チタン粉に均一に分散するように、乾式のブレンダーを用いて混合した。次に、この混合粉を、カーボン製のダイスに充填し、ホットプレスを行った。ホットプレスの条件は、920°C、面圧350kgf/cm2の範囲とした。得られた焼結体を機械加工して、φ152mm、5mmtのターゲットとした。この結果、密度91%、比抵抗0.6Ωcmのターゲットが得られた。ターゲット中のAg相の粒径は、1μmであった。スパッタリング中の異常放電はなかった。
この結果を、同様に表1に示す。
ガラス基板上に、500Åのスパッタ膜が形成された。膜の組成は、Ti:31.4at%、Ag:3.5at%、O:65.1at%、O/Ti:2.07、O/(2Ti+0.5Ag):1.01であった。
このスパッタ膜の屈折率及び消衰係数を測定した。屈折率及び消衰係数は、光波長:405nmを用い、エリプソメーターにより測定した。これらの結果を、同様に表2に示す。
以上の結果、屈折率は、2.74と高くなり、また消衰係数は0.007となり、著しく低下した。好適な、光記録媒体の干渉膜又は保護膜を形成することが可能であった。
原料として、平均粒径が10μmであり、純度が4N(99.99%)の酸化チタン(TiO2)と平均粒径が50μmであり、純度が3N(99.9%)の銀粉を用いた。これを、TiO2:Ag=90:10(at%)となるように調合し、混合した。
この混合粉1kgを、銀が酸化チタン粉に均一に分散するように、乾式のブレンダーを用いて混合した。次に、この混合粉を、カーボン製のダイスに充填し、ホットプレスを行った。ホットプレスの条件は、920°C、面圧350kgf/cm2の範囲とした。得られた焼結体を機械加工して、φ152mm、5mmtのターゲットとした。
この結果、密度97%、比抵抗15Ωcmのターゲットが得られた。ターゲット中のAg相の粒径は、50μmであった。次に、このようにして製造したスパッタリングターゲットを用いて、ガラス基板上にスパッタ膜を形成しようとしたが、スパッタリング中の異常放電が頻発して、成膜が困難であった。したがって、成膜は中止した。
原料として、平均粒径が10μmであり、純度が4N(99.99%)の酸化チタン(TiO2)と平均粒径が10μmであり、純度が3N(99.9%)の銀粉を用いた。これを、TiO2:Ag=90:10(at%)となるように調合し、混合した。
この混合粉1kgを、銀が酸化チタン粉に均一に分散するように、乾式のブレンダーを用いて混合した。次に、この混合粉を、カーボン製のダイスに充填し、ホットプレスを行った。ホットプレスの条件は、920°C、面圧350kgf/cm2の範囲とした。得られた焼結体を機械加工して、φ152mm、5mmtのターゲットとした。
この結果、密度96%、比抵抗2Ωcmのターゲットが得られた。ターゲット中のAg相の粒径は10μmであった。
この結果を、同様に表1に示す。
ガラス基板上に、500Åのスパッタ膜が形成された。膜の組成は、Ti:30.7at%、Ag:3.1at%、O:66.2at%、O/Ti:2.16、O/(2Ti+0.5Ag):1.05であった。
このスパッタ膜の屈折率及び消衰係数を測定した。屈折率及び消衰係数は、光波長:405nmを用い、エリプソメーターにより測定した。これらの結果を、同様に表2に示す。以上の結果、屈折率は、2.59と低下し、また消衰係数は0.005となった。
原料として、平均粒径が10μmであり、純度が4N(99.99%)の酸化チタン(TiO2)と平均粒径が10μmであり、純度が3N(99.9%)の銀粉を用いた。これを、TiO2:Ag=99:1(at%)となるように調合し、混合した。
この混合粉1kgを、銀が酸化チタン粉に均一に分散するように、乾式のブレンダーを用いて混合した。次に、この混合粉を、カーボン製のダイスに充填し、ホットプレスを行った。ホットプレスの条件は、920°C、面圧350kgf/cm2の範囲とした。得られた焼結体を機械加工して、φ152mm、5mmtのターゲットとした。
この結果、密度98%、比抵抗7Ωcmのターゲットが得られた。ターゲット中のAg相の粒径は15μmであった。スパッタリング中の異常放電はなかった。
この結果を、同様に表1に示す。
ガラス基板上に、500Åのスパッタ膜が形成された。膜の組成は、Ti:33.1at%、Ag:0.7at%、O:66.2at%、O/Ti:2.00、O/(2Ti+0.5Ag):0.99であった。
このスパッタ膜の屈折率及び消衰係数を測定した。屈折率及び消衰係数は、光波長:405nmを用い、エリプソメーターにより測定した。これらの結果を、同様に表2に示す。以上の結果、屈折率は、2.67と高くなり、また消衰係数は0.02となった。好適な、光記録媒体の干渉膜又は保護膜を形成することが可能であった。
原料として、平均粒径が10μmであり、純度が4N(99.99%)の酸化チタン(TiO2)と平均粒径が10μmであり、純度が3N(99.9%)の銀粉を用いた。これを、TiO2:Ag=99.5:0.5(at%)となるように調合し、混合した。
この混合粉1kgを、銀が酸化チタン粉に均一に分散するように、乾式のブレンダーを用いて混合した。次に、この混合粉を、カーボン製のダイスに充填し、ホットプレスを行った。ホットプレスの条件は、920°C、面圧350kgf/cm2の範囲とした。得られた焼結体を機械加工して、φ152mm、5mmtのターゲットとした。
この結果、密度98%、比抵抗9Ωcmのターゲットが得られた。ターゲット中のAg相の粒径は10μmであった。スパッタリング中の異常放電はなかった。
この結果を、同様に表1に示す。
ガラス基板上に、500Åのスパッタ膜が形成された。膜の組成は、Ti:33.3at%、Ag:0.2at%、O:66.5at%、O/Ti:2.00、O/(2Ti+0.5Ag):1.00であった。
このスパッタ膜の屈折率及び消衰係数を測定した。屈折率及び消衰係数は、光波長:405nmを用い、エリプソメーターにより測定した。これらの結果を、同様に表2に示す。以上の結果、屈折率は、2.66と高くなり、また消衰係数は0.01となった。好適な、光記録媒体の干渉膜又は保護膜を形成することが可能であった。
原料として、平均粒径が1μmであり、純度が4N(99.99%)の酸化チタン(TiO2)と平均粒径が1.5μmであり、純度が3N(99.9%)の銀粉を用いた。これを、TiO2:Ag=99.95:0.05(at%)となるように調合し、混合した。
この混合粉1kgを、銀が酸化チタン粉に均一に分散するように、乾式のブレンダーを用いて混合した。次に、この混合粉を、カーボン製のダイスに充填し、ホットプレスを行った。ホットプレスの条件は、920°C、面圧350kgf/cm2の範囲とした。得られた焼結体を機械加工して、φ152mm、5mmtのターゲットとした。
この結果、密度98%、比抵抗10Ωcmのターゲットが得られた。ターゲット中のAg相の粒径は1.5μmであった。スパッタリング中の異常放電はなかった。
この結果を、同様に表1に示す。
ガラス基板上に、500Åのスパッタ膜が形成された。膜の組成は、Ti:33.3at%、Ag:0.02at%、O:66.68at%、O/Ti:2.00、O/(2Ti+0.5Ag):1.00であった。
このスパッタ膜の屈折率及び消衰係数を測定した。屈折率及び消衰係数は、光波長:405nmを用い、エリプソメーターにより測定した。これらの結果を、同様に表2に示す。以上の結果、屈折率は2.62と高くなり、また消衰係数は0.007となった。好適な、光記録媒体の干渉膜又は保護膜を形成することが可能であった。
原料として、平均粒径が1μmであり、純度が4N(99.99%)の酸化チタン(TiO2)と平均粒径が1.5μmであり、純度が3N(99.9%)の銀粉を用いた。これを、TiO2:Ag=99.99:0.01(at%)となるように調合し、混合した。
この混合粉1kgを、銀が酸化チタン粉に均一に分散するように、乾式のブレンダーを用いて混合した。次に、この混合粉を、カーボン製のダイスに充填し、ホットプレスを行った。ホットプレスの条件は、920°C、面圧350kgf/cm2の範囲とした。得られた焼結体を機械加工して、φ152mm、5mmtのターゲットとした。
この結果、密度98%、比抵抗10Ωcmのターゲットが得られた。ターゲット中のAg相の粒径は1.5μmであった。スパッタリング中の異常放電はなかった。
この結果を、同様に表1に示す。
ガラス基板上に、500Åのスパッタ膜が形成された。膜の組成は、Ti:33.3at%、Ag:0.005at%、O:66.695at%、O/Ti:2.00、O/(2Ti+0.5Ag):1.00であった。
このスパッタ膜の屈折率及び消衰係数を測定した。屈折率及び消衰係数は、光波長:405nmを用い、エリプソメーターにより測定した。これらの結果を、同様に表2に示す。以上の結果、屈折率は2.61と高くなり、また消衰係数は0.005となった。好適な、光記録媒体の干渉膜又は保護膜を形成することが可能であった。
原料として、平均粒径が1μmであり、純度が4N(99.99%)の酸化チタン(TiO2)と、平均粒径15μmで純度3Nのチタン粉と、平均粒径が1.5μmであり純度が3N(99.9%)の銀粉を用いた。これを、TiO1.9:Ag=99.95:0.05(at%)となるように調合し、混合した。
この混合粉1kgを、銀が酸化チタン粉に均一に分散するように、乾式のブレンダーを用いて混合した。次に、この混合粉を、カーボン製のダイスに充填し、ホットプレスを行った。ホットプレスの条件は、920°C、面圧350kgf/cm2の範囲とした。得られた焼結体を機械加工して、φ152mm、5mmtのターゲットとした。
この結果、密度98%、比抵抗0.01Ωcmのターゲットが得られた。ターゲット中のAg相の粒径は1.5μmであった。スパッタリング中の異常放電はなかった。
この結果を、同様に表1に示す。
ガラス基板上に、500Åのスパッタ膜が形成された。膜の組成は、Ti:33.4at%、Ag:0.02at%、O:66.58at%、O/Ti:1.99、O/(2Ti+0.5Ag):1.00であった。
このスパッタ膜の屈折率及び消衰係数を測定した。屈折率及び消衰係数は、光波長:405nmを用い、エリプソメーターにより測定した。これらの結果を、同様に表2に示す。以上の結果、屈折率は2.61と高くなり、また消衰係数は0.007となった。好適な、光記録媒体の干渉膜又は保護膜を形成することが可能であった。
原料として、平均粒径が1μmであり、純度が4N(99.99%)の酸化チタン(TiO2)と、平均粒径15μmで純度3Nのチタン粉と、平均粒径が1.5μmであり、純度が3N(99.9%)の銀粉を用いた。これを、TiO1.5:Ag=99.99:0.01(at%)となるように調合し、混合した。
この混合粉1kgを、銀が酸化チタン粉に均一に分散するように、乾式のブレンダーを用いて混合した。次に、この混合粉を、カーボン製のダイスに充填し、ホットプレスを行った。ホットプレスの条件は、920°C、面圧350kgf/cm2の範囲とした。得られた焼結体を機械加工して、φ152mm、5mmtのターゲットとした。
この結果、密度98%、比抵抗0.008Ωcmのターゲットが得られた。ターゲット中のAg相の粒径は1.5μmであった。スパッタリング中の異常放電はなかった。
この結果を、同様に表1に示す。
ガラス基板上に、500Åのスパッタ膜が形成された。膜の組成は、Ti:33.4at%、Ag:0.006at%、O:66.594at%、O/Ti:1.99、O/(2Ti+0.5Ag):1.00であった。
このスパッタ膜の屈折率及び消衰係数を測定した。屈折率及び消衰係数は、光波長:405nmを用い、エリプソメーターにより測定した。これらの結果を、同様に表2に示す。以上の結果、屈折率は2.60と高くなり、また消衰係数は0.01となった。好適な、光記録媒体の干渉膜又は保護膜を形成することが可能であった。
原料として、平均粒径が1μmであり、純度が4N(99.99%)の酸化チタン(TiO2)と、平均粒径15μmで純度3Nのチタン粉と、平均粒径が5μmであり、純度が3N(99.9%)の銀粉を用いた。これを、TiO1.95:Ag=99.9:0.1(at%)となるように調合し、混合した。
この混合粉1kgを、銀が酸化チタン粉に均一に分散するように、乾式のブレンダーを用いて混合した。次に、この混合粉を、カーボン製のダイスに充填し、ホットプレスを行った。ホットプレスの条件は、920°C、面圧350kgf/cm2の範囲とした。得られた焼結体を機械加工して、φ152mm、5mmtのターゲットとした。
この結果、密度98%、比抵抗0.08Ωcmのターゲットが得られた。ターゲット中のAg相の粒径は5μmであった。スパッタリング中の異常放電はなかった。
この結果を、同様に表1に示す。
ガラス基板上に、500Åのスパッタ膜が形成された。膜の組成は、Ti:33.8at%、Ag:0.04at%、O:66.16at%、O/Ti:1.96、O/(2Ti+0.5Ag):0.98であった。
このスパッタ膜の屈折率及び消衰係数を測定した。屈折率及び消衰係数は、光波長:405nmを用い、エリプソメーターにより測定した。これらの結果を、同様に表2に示す。以上の結果、屈折率は2.63と高くなり、また消衰係数は0.09となった。好適な、光記録媒体の干渉膜又は保護膜を形成することが可能であった。
この比較例では、実施例11で得たターゲットを、酸素がないAr雰囲気で、スパッタリングした場合である。DCスパッタリング自体は問題なく実施できたが、薄膜の特性に問題を生じた。すなわち、得られた膜の屈折率が、2.58と低下し、また消衰係数は0.21と高くなった。
以上から、ターゲットに問題がない場合でも、酸素がないAr雰囲気でスパッタリングした場合には、好適な薄膜を形成することができないことが分かった。この比較例6の結果を、ターゲットについては表1に、薄膜の組成と結果は、表2に示す。
これらの表に示すように、膜の組成は、Ti:34.3at%、Ag:0.02at%、O:65.68at%、O/Ti:1.91、O/(2Ti+0.5Ag):0.96であった。
したがって、本願発明の焼結体スパッタリングターゲットを使用し、特にTi含有量が34.0%を超える場合には、0.1〜16%の酸素を含有するアルゴンガス雰囲気中でスパッタリングすることが好ましいことが確認できた。
この比較例では、実施例12で得たターゲットを、酸素がないAr雰囲気で、スパッタリングした場合である。DCスパッタリング自体は問題なく実施できたが、薄膜の特性に問題を生じた。すなわち、得られた膜の屈折率が、2.54と低下し、また消衰係数は0.34と高くなった。
以上から、ターゲットに問題がない場合でも、酸素がないAr雰囲気でスパッタリングした場合には、好適な薄膜を形成することができないことが分かった。この比較例7の結果を、ターゲットについては表1に、薄膜の組成と結果は、表2に示す。
これらの表に示すように、膜の組成は、Ti:39.9at%、Ag:0.006at%、O:60.094at%、O/Ti:1.51、O/(2Ti+0.5Ag):0.75であった。
したがって、本願発明の焼結体スパッタリングターゲットを使用し、特にTi含有量が34.0%を超える場合には、0.1〜16%の酸素を含有するアルゴンガス雰囲気中でスパッタリングすることが好ましいことが確認できた。
上記実施例と比較例については、代表的な例を示した。上記の実施例には示していないが、薄膜の組成が、Tiが29.6at%以上、34.0at%以下、Agが0.003at%以上、7.4at%以下、残部が酸素からなり、酸素とメタルの比であるO/(2Ti+0.5Ag)が0.97以上である場合、さらには酸素とTiの比であるO/Tiが2以上である場合においては、上記実施例1から実施例7と同様に、いずれも屈折率が高く、消衰係数が小さくなった。
また、スパッタリングターゲットの各成分が(TiO2−m)1−nAgn(但し、0≦m≦0.5、0.0001≦n≦0.2)の組成比を有するもの、そして平均粒径が15μm以下のAg粒子を含有する場合においては、比抵抗が10Ωcm以下となり、異常放電が見られないという良好な結果となった。
また、本発明の薄膜は、同時に透過率に優れ、反射率の低下が少なく、光情報記録媒体の干渉膜又は保護膜として、特に有用である。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誘電体保護層として有用である。
さらに、このような特性をもつ材料は、建築用ガラス、自動車用ガラス、CRT用、フラットディスプレイ用への適用、すなわち熱線反射膜、反射防止膜、干渉フィルタとして使用することも可能である。
Claims (13)
- Ti、Ag、Oの成分からなり、Tiが29.6at%以上、34.0at%以下、Agが0.003at%以上、7.4at%以下、残部が酸素からなり、酸素とメタルの比O/(2Ti+0.5Ag)が0.97以上であることを特徴とする酸化チタンを主成分とする薄膜。
- 酸素とTiの比O/Tiが2以上であることを特徴とする請求項1記載の酸化チタンを主成分とする薄膜。
- 400〜410nmの波長域における屈折率が2.60以上であることを特徴とする請求項1又は2記載の酸化チタンを主成分とする薄膜。
- 400〜410nmの波長域における消衰係数が0.1以下であることを特徴とする請求項1から3のいずれか一項に記載の酸化チタンを主成分とする薄膜。
- 400〜410nmの波長域における消衰係数が0.03以下であることを特徴とする請求項4記載の酸化チタンを主成分とする薄膜。
- 干渉膜又は保護膜に使用する薄膜であることを特徴とする請求項1〜5のいずれか一項に記載の酸化チタンを主成分とする薄膜。
- 光記録媒体として使用することを特徴とする請求項6記載の酸化チタンを主成分とする薄膜。
- Ti、Ag、Oの成分からなり、各成分は(TiO2−m)1−nAgn(但し、0≦m≦0.5、0.0001≦n≦0.2)の組成比を有し、比抵抗が10Ωcm以下であることを特徴とする酸化チタンを主成分とする薄膜の製造に適した焼結体スパッタリングターゲット。
- Ti、Ag、Oの成分からなり、各成分は(TiO2−m)1−nAgn(但し、0≦m≦0.5、0.01≦n≦0.2)の組成比を有し、比抵抗が10Ωcm以下であることを特徴とする酸化チタンを主成分とする薄膜の製造に適した請求項8記載の焼結体スパッタリングターゲット。
- 焼結体スパッタリングターゲット中に存在するAg相の平均粒径が15μm以下であることを特徴とする請求項8又は9記載の焼結体スパッタリングターゲット。
- Ti、Ag、Oの成分からなり、各成分は(TiO2−m)1−nAgn(但し、0≦m≦0.5、0.0001≦n≦0.2)の組成比を有し、比抵抗が10Ωcm以下である焼結体スパッタリングターゲットを使用し、無酸素又は0.1〜16%の酸素を含有するアルゴンガス雰囲気中でスパッタリングすることにより、基板上に、Tiが29.6at%以上、33.3at%以下、Agが0.003at%以上、7.4at%以下、残部が酸素からなり、酸素とメタルの比O/(2Ti+0.5Ag)が0.97以上である薄膜を形成することを特徴とする酸化チタンを主成分とする薄膜の製造方法。
- 直流スパッタリングで成膜し、スパッタリングの雰囲気中の酸素ガス比率b(%)とした場合において、スパッタリングターゲットのAgの組成比nが0.0001≦n≦0.01の場合に、0<b≦83.3n−0.17の範囲に調整し、Agの組成比nが0.01≦n≦0.2場合に、17n−0.17≦b≦83.3n−0.17の範囲に調整することを特徴とする請求項11記載の酸化チタンを主成分とする薄膜の製造方法。
- 0≦m≦0.05の範囲にあり、且つAgの組成比nが0.0001≦n≦0.01の場合に、酸素ガス比率b=0%に調整してスパッタリングを行うことを特徴とする請求項11記載の酸化チタンを主成分とする薄膜の製造方法。
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