TWI504770B - An aluminum alloy reflective film for optical recording media, and a sputtering target used to form the reflective film - Google Patents

Description

光記錄媒體用鋁合金反射膜及使用於形成該反射膜的濺鍍靶

本發明係有關於構成光記錄媒體之鋁合金反射膜及為形成此鋁合金反射膜之由鋁合金所成的濺鍍靶，特別是有關構成使用波長為405nm之藍紫色雷射進行寫入及讀取之光記錄媒體之鋁合金反射膜。

一般，吾人已知光記錄媒體之反射膜為由鋁合金所成的反射膜所形成，使用具有與此鋁合金所成的反射膜為相同成分組成之鋁合金製靶，藉由濺鍍所形成之內容為吾人所知。

例如，專利文獻1中記載著一種含有Hf，Hi，Cr中1種或2種以上之合計0.1～10原子%，且Hf，Ti，Cr中1種或2種以上與Mg之合計為15原子%以下之鋁合金所成的反射膜。

另外，在專利文獻2中記載著以Al作為主成分，含有1.0～10.0原子%之至少1種稀土類元素，更含有Cr，Ta，Ti，Mo，V，W，Hf，Nb，Ni之至少1種：0.5～5.0原子%、Si，Mg之至少1種：5.0原子%以下之鋁合金所成的反射膜及為形成此反射膜之與反射膜為具有同一成分之濺鍍靶；以及，以Al作為主成分，含有1.0～10.0原子%之至少1種稀土類元素，更含有Cr，Ta，Ti，Mo，V，W，Hf，Nb，Ni之至少1種：0.5～5.0原子%、Fe，Co之至少1種：1.0～5.0原子%、Si，Mg之至少1種：5.0原子%以下之鋁合金所成的反射膜及為形成此反射膜之與反射膜為具有同一成分之濺鍍靶。

此專利文獻2中所記載的Al合金反射膜及濺鍍靶，為在光記錄媒體之中，尤其是以播放專用之媒體(ROM)用Al合金反射膜及其形成用之Al合金靶材。

又，在專利文獻2中，作為含有於鋁合金中之稀土類元素，僅示例Y及Nd，作為含有於3元系以上之鋁合金中之稀土類元素，僅示例Nd。

更，在專利文獻3中記載著由Al-M合金(惟，M為Mg，Ti，Zr，Hf，V，Nb，Ta，Cr，Mo，W，Mn，Fe，Co，Ni，Cu及Zn中之1種以上)所成，鏡面加工後以掃描式電子顯微鏡觀察時，為具有含有平均粒徑0.01～2μm之前述M-rich微細粒之晶粒(grain)，在此晶粒周圍具有晶界層，在此晶界層中含有M-rich之第2微細粒之Al合金濺鍍用靶，在此Al合金濺鍍用靶中所含的來源自原料之雜質等之例如Si，Fe，Cu等為1000ppm程度以下，又記載著O或N等亦可含有1000ppm程度之內容。

然後，在此等專利文獻1～3中所記載由Al合金所成的反射膜及靶均具有耐蝕性。

雖然吾人所知一般此等光記錄媒體之寫入及讀取為使用雷射，但因近年光記錄媒體之大容量化，對於記錄膜所形成的記錄標(mark)有縮小之必要性，所以變成使用比平常的雷射為波長更短的藍紫色雷射(波長405nm)。對於該狀況，會造成光記錄媒體所形成之反射膜耐蝕性變得不足、或已形成的反射膜表面粗糙時，在光記錄媒體之記錄播放時容易產生雜訊，變得無法正確地寫入及讀取。

因此，對於使用藍紫色雷射之光記錄媒體所形成之鋁合金反射膜，被要求具有足夠的耐蝕性且表面為更平滑的鋁合金反射膜，可形成具有該足夠耐蝕性且表面為更平滑的鋁合金反射膜之鋁合金製靶正被要求著。

為此，在專利文獻4中提案著含有Mg：0.1～15質量%，殘餘部分為Al及不可避免之雜質所成，前述不可避免之雜質為界定於100ppm以下組成之鋁合金所成的耐蝕性及表面平滑性優異之光記錄媒體用鋁合金反射膜，及為形成此反射膜之濺鍍靶。在此技術，更以含有作為稀土類元素之La，Ce，Pr，Nd，Eu中之1種或2種以上之合計0.1～10質量%，可得到更優異之表面平滑性。

[先前技術文獻] [專利文獻]

[專利文獻1]特開平5-210871號公報

[專利文敵2]特開2005-158236號公報

[專利文獻3]專利第3545787號公報

[專利文獻4]特開2007-66417號公報

在上述的先前技術中，留有以下之課題。

如同上述，若已形成的反射膜表面粗糙時，會因雜訊之發生而無法正確的寫入及讀取，雖如專利文獻4中所記載之技術，已開發出可得到優異之表面平滑性的光記錄媒體用鋁合金反射膜及為形成此反射膜之濺鍍靶，但就算是以如此之反射膜，在更實施以恆溫恆濕試驗時，表面會有變粗糙的不良發生。又，播放專用資訊記錄媒體在進行雷射打標(laser marking)之際，反射膜被要求高耐蝕性及低熱傳導率。

本發明為鑑於前述之課題者，係以提供一具有足夠的耐蝕性之同時具有優異的表面平滑性，即使在濕熱環境下表面粗糙度亦小之光記錄媒體用鋁合金反射膜及為形成此反射膜之濺鍍靶為目的。

本發明者們在進行以濺鍍形成光記錄媒體用鋁合金反射膜之技術時，發現使用含有一定範圍之Mg及Ce之鋁合金製靶所製作的反射膜，因表面粗糙度更小，所以可更降低使用藍紫色雷射之光記錄媒體之於記錄播放時之雜訊，以及，使用在此含有Mg及Ce之鋁合金中更添加一定範圍之含有量之特定元素之鋁合金製靶，所製造出的反射膜，阻礙了Al之擴散，因為即使是在濕熱環境下仍然維持小的表面粗糙度，所以可更提高光記錄媒體之記錄播放之信賴性。

因而，本發明為基於上述之見解所得到者，為解決前述課題採用以下之構成。即，本發明之光記錄媒體用鋁合金反射膜之特徵為由含有Mg：3～8質量%及Ce：3～8質量%，更含有合計為2～9質量%之Ni，Co中之1種或2種、殘餘部分為由Al及不可避免之雜質所構成之組成之鋁合金所構成者。

另外，用來形成本發明之光記錄媒體用鋁合金反射膜之濺鍍靶之特徵，為由含有Mg：3～8質量%及Ce：3～8質量%，更含有合計為2～9質量%之Ni，Co中之1種或2種，殘餘部分為由Al及不可避免之雜質所成之組成之鋁合金所構成者。

因為此等光記錄媒體用鋁合金反射膜及為形成此反射膜之濺鍍靶為含有Mg：3～8質量%及Ce：3～8質量%，更含有合計為2～9質量%之Ni，Co中之1種或2種，殘餘部分為由Al及不可避免之雜質所成之組成之鋁合金所構成者，具有足夠的耐蝕性及表面平滑性之同時，即使是在濕熱環境下反射膜仍維持小的表面粗糙度。因而可減低光記錄媒體於記錄播放時之雜訊。

用來形成本發明之光記錄媒體用鋁合金反射膜之濺鍍靶材，例如作為原料為準備純度：99.99質量%以上之高純度Al及亦為純度：99.9質量%以上之Mg、Ce及Ni，Co中之1種或2種，首先，除了將高純度Al及Mg之外，並將Ni、Co中之1種或2種使成為指定之含有量投入坩鍋中，在惰性氣體氣氛中進行熔解，製成雜質為盡可能少的Al合金熔融浴，在所得到的Al合金熔融浴中將Ce添加成指定的含有量，於熔解後，在惰性氣體氣氛中進行鑄造製作成鑄錠，此等鑄錠可在熱加工後藉由機械加工予以製造。

接著，將本發明之光記錄媒體用鋁合金反射膜及為形成此光記錄媒體用鋁合金反射膜之濺鍍靶之成分組成限定於如前述之理由予以說明。

Mg：

Mg成分為固溶於Al中，在提升由Al合金所成的光記錄媒體用鋁合金反射膜之表面平滑性之同時，藉由在表面形成緻密且透明的鈍化膜，為維持高反射率之同時又使耐蝕性提升之成分。

尚，即使含有未滿3質量%之Mg，降低反射膜表面粗糙度之效果會不足；另一方面，若含有超過8質量%時，膜反射率降低之傾向會變得顯著，故不宜。因此，本發明之光記錄媒體用鋁合金反射膜及為形成此光記錄媒體用鋁合金反射膜之濺鍍靶所含有Mg成分之含有量定為3～8質量%。另外，更佳的Mg組成範圍為5～8質量%。

Ce：

Ce成分為在濕熱環境下維持反射膜之耐蝕性之同時，對於反射膜表面粗糙度之降低為有效果之稀土類元素。更，Ce成分亦具有降低反射膜熱傳導率之效果。

尚，即使含有未滿3質量%之Ce，反射膜表面粗糙度之降低效果及熱傳導率之降低效果均會不足；另一方面，若含有超過8質量%時，會產生點蝕(pitting corrosion)，故不宜。因此，本發明之光記錄媒體用鋁合金反射膜及為形成此光記錄媒體用鋁合金反射膜之濺鍍靶所含有Ce成分之含有量定為3～8質量%。另外，更佳的Ce組成範圍為4～8質量%。

Ni，Co：

Ni，Co之各成分為與反射膜中之Al原子強力鍵結以抑制Al之擴散，為在濕熱環境下抑制反射膜表面粗糙度粗大化之成分。

尚，即使含有未滿2質量%之Ni，Co中之1種或2種，上述效果會不足；另一方面，若含有超過9質量%時，反射膜之反射率降低之傾向會變得顯著，故不宜。因此，本發明之光記錄媒體用鋁合金反射膜及為形成此光記錄媒體用鋁合金反射膜之濺鍍靶所含有之Ni，Co中之1種或2種之合計含有量定為2～9質量%。

藉由本發明可得到以下之效果。

即，藉由本發明相關之光記錄媒體用鋁合金反射膜及為形成此反射膜之濺鍍靶，因為是由含有以上述含有量之Mg及Ce，更含有合計為上述含有量之Ni，Co中之1種或2種之鋁合金所成，所以在耐蝕性及表面平滑性優異之同時，在濕熱環境下亦可維持小的表面粗糙度。因此，在濕熱環境下因經時變化所造成光記錄媒體之劣化少，可長期地使用，且可提供一即使是使用藍紫色雷射也能以不產生雜訊地寫入及讀取之光記錄媒體。

[實施發明的最佳型態]

以下對於本發明相關的光記錄媒體用鋁合金反射膜及為形成此反射膜之濺鍍靶之一實施型態以其製造方法同時進行說明。

首先，作為原料，準備高純度Al、高純度Mg，Ce，Ni，Co。

將依指定之調合比秤量後之各原料，使用通常的高週波熔解爐，在Ar氣體之氣氛下，以氧化鋁、氧化鎂等耐火物坩鍋熔解指定量的Al，Mg及Ni，Co中之1種或2種，以後加入之順序，將Ce加入做成合金熔融浴，以鑄鐵製的鑄模進行鑄造，製作鑄錠。

各原料之上述指定調合比，上述鑄錠為設定由含有Mg：3～8質量%及Ce：3～8質量%，更含有合計為2~9質量%之Ni，Co中之1種或2種，殘餘部分由Al及不可避免之雜質所構成之組成之鋁合金所構成。

將所得到的鑄錠以例如500℃加熱1小時後，以熱壓延、機械加工製作成具有指定尺寸之靶材。藉由將此靶材與墊板(packing plate)進行焊接，製作出本實施型態之濺鍍靶。

如此般所製作出的濺鍍靶，由含有Mg：3～8質量%及Ce：3～8質量%，更含有合計為2~9質量%之Ni，Co中之1種或2種，殘餘部分為由Al及不可避免之雜質所成之組成之鋁合金所構成。尚，更佳的Mg組成範圍為5～8質量%。

接著，使用上述濺鍍靶進行濺鍍製作本實施型態之光記錄媒體用鋁合金反射膜。

首先，將上述濺鍍靶安裝於直流磁控管濺鍍裝置。

接著，以真空排氣裝置將直流磁控管濺鍍裝置內排氣至指定壓力後，導入Ar氣體至指定的濺鍍氣體壓，接下來使用直流電源對靶材外加指定的直流濺鍍電力，在與上述靶材為對向且設置有一定間隔之與靶材呈平行配置之無鹼玻璃基板與上述靶之間，使產生電漿來進行濺鍍。

如此般所成膜的光記錄媒體用鋁合金反射膜，由含有Mg：3～8質量%及Ce：3～8質量%，更含有合計為2~9質量%之Ni，Co中之1種或2種，殘餘部分為由Al及不可避免之雜質所構成之組成之鋁合金所構成。

[實施例1]

接著，基於上述實施型態，以如表1所示成分組成製作本發明之濺鍍靶材1～12。

首先，在原料方面，準備純度：99.99質量%以上之高純度Al，純度：99.9質量%以上之Mg，Ce，Ni，Co。

將依指定之調合比秤量後之各原料，使用通常的高週波熔解爐，在Ar氣體之氣氛下，以氧化鋁、氧化鎂等耐火物坩鍋熔解指定量的Al，Mg及Ni，Co中之1種或2種，以後加入之順序，將Ce加入做成合金熔融浴，以鑄鐵製的鑄模進行鑄造，製作鑄錠。

各原料之上述指定調合比，上述鑄錠為設定由含有Mg：3～8質量%及Ce：3～8質量%，更含有合計為2~9質量%之Ni，Co中之1種或2種，殘餘部分由Al及不可避免之雜質所構成之組成之鋁合金所構成。

將所得到的鑄錠以500℃加熱1小時後，以熱壓延、機械加工製作成具有直徑：125mm、厚度：5mm尺寸之靶材。藉由使用銦焊錫將此靶材與無氧銅製的墊板進行焊接，製作出具有如表1所示成分組成之本發明濺鍍靶材1～12。

又，具有超出本發明之成分組成範圍之比較例靶材1～10，除了以成為如表1所示之成分組成調合外，與本發明靶材1～12為以相同製造條件予以製造。另外，如表1所示製作出以往靶材1。

將此等已焊接於墊板上之如表1所示之本發明靶材1～12、比較靶材1～10及以往靶材1安裝於直流磁控管濺鍍裝置。接下來，以真空排氣裝置將直流磁控管濺鍍裝置內排氣成1×10^-4 Pa後，導入Ar氣體成為0.67Pa之濺鍍氣體壓，接著以直流電源將靶材外加DC700W之直流濺鍍電力，在與上述靶材為對向且設置有70mm間隔之與靶材呈平行配置之長：30mm、寬：30mm、厚：1.1mm之無鹼玻璃基板與上述靶之間，使產生電漿來進行濺鍍。藉此形成具有如表1所示之成分組成、厚度：100nm之本發明鋁合金反射膜1～12、比較鋁合金反射膜1～10及以往鋁合金反射膜1。

對於如此所形成的本發明鋁合金反射膜1～12、比較鋁合金反射膜1～10及以往鋁合金反射膜1，進行下述的試驗及評價，結果如表1所示。

<表面粗糙度、耐熱性(表面粗糙度之變化)試驗>

在鋁合金反射膜之成膜後立即測定表面粗糙度。

此鋁合金反射膜之表面粗糙度為利用Seiko Instruments股份有限公司製掃描型探針顯微鏡SPA-400予以測定，以膜面內1μm×1μm領域之平均面粗糙度(Ra)來進行評價。

又，在耐熱性方面，更以在保持於80℃、85%RH之恆溫恆濕槽內予以保持100小時後，進行表面粗糙度之評價。

由此等表面粗糙度之評價結果可知，本發明之鋁合金反射膜1～12，即使在上述恆溫恆濕試驗後，亦較比較例之鋁合金反射膜1，3，5，7，9及以往鋁合金反射膜1之表面粗糙度為小。

<反射率、耐蝕性(反射率之變化)試驗>

將鋁合金反射膜成膜後立即之反射率，使用分光光度計予以測定，並與在高密度記錄媒體之記錄播放時所使用波長為405nm之藍紫色雷射光之反射率來做比較。

又，在耐蝕性方面，比較保持在80℃、85%RH之恆溫恆濕槽內保持100小時後之對波長405nm之反射率。

由此等反射率之評價結果可知，本發明之鋁合金反射膜1～12，即使在上述恆溫恆濕試驗後，亦較比較例鋁合金反射膜2，4，6，8，10為維持良好的反射率。

<熱傳導率之試驗>

鋁合金反射膜成膜後立即之電阻為使用四探針法予以測定，並基於維德曼-夫蘭茲定律，藉由以下之式(1)由電阻計算而求得。

k=2.44×10-8T/ρ　...(1)

(惟，k：熱傳導率、T：絶對溫度、ρ：電阻)

由此熱傳導率之評價結果可知，本發明之鋁合金反射膜1～12，具有較以往鋁合金反射膜1為低之熱傳導率。

尚，由此等評價結果可知，作為Mg之組成範圍，更佳為5～8質量%；作為Ce之組成範圍，更佳為4～8質量%。

尚且，本發明之技術範圍並不僅限定於上述實施型態，只要是在不超出本發明之宗旨之範圍，施加各種的變更為可能的。

Claims (2)

1. 一種光記錄媒體用鋁合金反射膜，其特徵係由含有Mg：3～8質量%及Ce：3～8質量%，更含有合計為2~9質量%之Ni、Co中之1種或2種，殘餘部分為由Al及不可避免之雜質所成之組成之鋁合金所構成。
2. 一種為了形成光記錄媒體用鋁合金反射膜之濺鍍靶，其特徵係由含有Mg：3～8質量%及Ce：3～8質量%，更含有合計為2~9質量%之Ni、Co中之1種或2種，殘餘部分為由Al及不可避免之雜質所成之組成之鋁合金所構成。