專利名稱:光信息記錄用鋁合金反射膜及其形成用靶材、記錄介質(zhì)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本發(fā)明涉及一種光信息記錄用鋁合金反射膜、光信息記錄介質(zhì)及光信息記錄用鋁合金反射膜的形成用的鋁合金濺射靶材,特別涉及在CD、DVD、Blu-ray Disk、HD-DVD等的光信息記錄介質(zhì)中的特別是再現(xiàn)專用的介質(zhì)(ROM)中,為能夠在盤形成后進行采用激光等的制標(biāo),具有低導(dǎo)熱率、低熔化溫度、高耐腐蝕性同時具有高反射率的反射膜、該反射膜的形成用的濺射靶材,及具有該反射膜的光信息記錄介質(zhì)。
背景技術(shù):
光盤有幾種,但從記錄再現(xiàn)原理上分,主要分為再現(xiàn)專用、追記型、重寫型3種。
其中,再現(xiàn)專用盤,如圖1所示,具有通過設(shè)置在透明塑料基體上的凹凸的坑,在制造時形成記錄數(shù)據(jù)后,設(shè)置以Al、Ag、Au等作為母材的反射膜的結(jié)構(gòu),在讀取數(shù)據(jù)時,通過檢測照射在盤上的激光的相位差或反射差,進行數(shù)據(jù)的再現(xiàn)。此外,也有在分別形成一個一個的記錄坑后,粘結(jié)設(shè)置反射膜層的基材和設(shè)置半透明反射膜層的基材的2枚基材,讀取記錄在2層上的數(shù)據(jù)的方式。在單面的該記錄再現(xiàn)方式中,數(shù)據(jù)為讀出專用(不可寫入、更改),作為采用該方式的光盤,列舉有CO-ROM、DVD-ROM、BD-ROM、HD-DVD-ROM等。另外,圖1是表示斷面結(jié)構(gòu)的模式圖,在圖1中,符號1表示聚碳酸酯基體、2表示半透明反射膜層(Au、Ag合金、Si)、3表示粘接層、4表示全反射膜層(鋁合金)、5表示UV固化樹脂保護層。
對于如此的再現(xiàn)專用的光盤,在形成盤時,由于通過利用預(yù)先形成信息圖形的壓模的沖壓加工,大量生產(chǎn)盤,因此難于一個一個盤地附加ID。但是,從盤的不當(dāng)復(fù)制的防止、商品流通的追蹤性的提高、附加價值的提高等目的考慮,即使在再現(xiàn)專用光盤上,也以門級方式或BCA(BurstCutting Area)方式等,在盤形成后,開始采用專用的裝置,標(biāo)準(zhǔn)化盤一記錄每張的ID的盤。該ID的制標(biāo),目前主要利用通過對制造后的盤照射激光,熔化反射膜的鋁合金,在反射膜上開孔,進行記錄的方法進行。
作為再現(xiàn)專用的光盤的反射膜,現(xiàn)在,作為一般結(jié)構(gòu)材,廣泛采用以流通量大、因此而廉價的JIS6061(Al-Mg系合金)為中心的鋁合金。
但是,上述JIS6061系鋁合金,由于不是以激光制標(biāo)加工為前提的材料,因此在以下[1]~[2]的方面,存在問題。
導(dǎo)熱率高。即,為用更低的輸出進行激光制標(biāo),反射膜的導(dǎo)熱率盡量低的好,但在6061系鋁合金中,導(dǎo)熱率過高。因此,在采用目前的6061系鋁合金,進行激光制標(biāo)的時候,由于激光輸出過大,所以存在構(gòu)成盤的聚碳酸酯基板或粘接層受到熱損害的問題。
耐腐蝕性低。即,在進行激光制標(biāo)時,在制標(biāo)后,由于產(chǎn)生空洞,在其后的恒溫恒濕試驗中,鋁合金膜產(chǎn)生腐蝕。
關(guān)于鋁合金反射膜的導(dǎo)熱率的降低,在光信息記錄用反射膜的領(lǐng)域,例如在特開平4-177639號公報(專利文獻1)中,公開了在Al中添加Nb、Ti、Ta、W、Mn,Mo等,降低導(dǎo)熱率的方法。此外,在特開平5-12733號公報(專利文獻2)中,公開了在Al中添加Si、Ti、Ta、Cr、Zr、Mo、Pd、Pt中的至少1種,降低導(dǎo)熱率的方法。此外,在特開平7-11426號公報(專利文獻3)中,也公開了在Al中添加W或Y的合金膜。但是,這些反射膜,由于不以利用激光照射熔化·去除膜為前提,因此盡管膜的導(dǎo)熱率降低,但是與此同時熔化溫度上升或不考慮如在上述制標(biāo)后的空洞的腐蝕問題,作為激光制標(biāo)用鋁合金,還不能提供能滿足要求的鋁合金。
專利文獻1特開平4-177639號公報專利文獻2特開平5-12733號公報專利文獻3特開平7-11426號公報如上所述,對于與激光制標(biāo)對應(yīng)的鋁合金,要求低導(dǎo)熱率、低熔化溫度、高耐腐蝕性。
但是,在作為再現(xiàn)專用的光盤上的反射膜使用的6061系鋁合金中,如前所述,導(dǎo)熱率高,并且,耐腐蝕性低,基于此點,難與激光制標(biāo)用途對應(yīng)。此外,在光磁記錄用反射膜的領(lǐng)域中,至今提出的鋁合金(專利文獻1~3記載的)中,如上所述,難與激光制標(biāo)用途對應(yīng)。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是針對如此的問題而提出的,其目的是,提供一種具有低導(dǎo)熱率、低熔化溫度、高耐腐蝕性的、能與激光制標(biāo)對應(yīng)的光信息記錄用鋁合金反射膜、備有該反射膜的光信息記錄介質(zhì)及該反射膜形成用的濺射靶材。
本發(fā)明者們,為達到上述目的,進行了深入研究,結(jié)果發(fā)現(xiàn),相對于鋁使特定量含有特定合金元素的鋁合金薄膜,具有低導(dǎo)熱率、低熔化溫度、高耐腐蝕性,作為適合激光制標(biāo)的光信息記錄用反射膜,是最合適的反射薄膜層(金屬薄膜層)。本發(fā)明是基于如此的見解完成的,如果采用本發(fā)明,能夠達到上述目的。
如此完成的、能夠達到上述目的本發(fā)明,涉及光信息記錄用鋁合金反射膜、光信息記錄介質(zhì)及光信息記錄用鋁合金反射膜的形成用的鋁合金濺射靶材,是如本發(fā)明中的要求保護范圍1~5所述的光信息記錄用鋁合金反射膜(第1~5發(fā)明的鋁合金反射膜)、要求保護范圍6~7所述的光信息記錄介質(zhì)(第6~7發(fā)明的光信息記錄介質(zhì))、要求保護范圍8~11所述的光信息記錄用鋁合金反射膜形成用的鋁合金濺射靶材(第8~11發(fā)明的濺射靶材),其構(gòu)成如下。
即,本發(fā)明1所述的光信息記錄用鋁合金反射膜,是用于光信息記錄介質(zhì)的鋁合金反射膜,其特征在于,以Al為主成分,含有1.0~10.0原子數(shù)量%的稀土類元素中的至少1種,此外含有0.5~5.0原子數(shù)量%的Cr、Ta、Ti、Mo、V、W、Zr、Hf、Nb、Ni中的至少1種[第1發(fā)明]。
本發(fā)明2所述的光信息記錄用鋁合金反射膜,是如本發(fā)明1所述的光信息記錄用鋁合金反射膜,其中,上述稀土類元素是Nd和/或Y[第2發(fā)明]。
本發(fā)明3所述的光信息記錄用鋁合金反射膜,是如本發(fā)明1或2所述的光信息記錄用鋁合金反射膜,其中,含有1.0~5.0原子數(shù)量%的Fe、Co中的至少1種[第3發(fā)明]。
本發(fā)明4所述的光信息記錄用鋁合金反射膜,是如本發(fā)明1~3中任何一項所述的光信息記錄用鋁合金反射膜,其中,含有1.0~10.0原子數(shù)量%的In、Zn、Ge、Cu、Li中的至少1種[第4發(fā)明]。
本發(fā)明5所述的光信息記錄用鋁合金反射膜,是如本發(fā)明1~5中任何一項所述的光信息記錄用鋁合金反射膜,其中,含有5.0原子數(shù)量%以下的Si、Mg中的至少1種[第5發(fā)明]。
本發(fā)明6所述的光信息記錄介質(zhì),其特征在于,具有本發(fā)明1~5中任何一項所述的光信息記錄用鋁合金反射膜[第6發(fā)明]。
本發(fā)明7所述的光信息記錄介質(zhì),如本發(fā)明6所述的光信息記錄介質(zhì)的激光制標(biāo)用途[第7發(fā)明]。
本發(fā)明8所述的光信息記錄用鋁合金反射膜的形成用的鋁合金濺射靶材,其特征在于,以Al為主成分,含有1.0~10.0原子數(shù)量%的稀土類元素中的至少1種,此外含有0.5~5.0原子數(shù)量%的Cr、Ta、Ti、Mo、V、W、Zr、Hf、Nb、Ni中的至少1種[第8發(fā)明]。
本發(fā)明9所述的光信息記錄用鋁合金反射膜的形成用的鋁合金濺射靶材,是如本發(fā)明8所述的光信息記錄用鋁合金反射膜的形成用的鋁合金濺射靶材,其中,含有1.0~5.0原子數(shù)量%的Fe、Co中的至少1種[第9發(fā)明]。
本發(fā)明10所述的光信息記錄用鋁合金反射膜的形成用的鋁合金濺射靶材,是如本發(fā)明8或9所述的光信息記錄用鋁合金反射膜的形成用的鋁合金濺射靶材,其中,含有1.0~10.0原子數(shù)量%的In、Zn、Ge、Cu、Li中的至少1種[第10發(fā)明]。
本發(fā)明11所述的光信息記錄用鋁合金反射膜的形成用的鋁合金濺射靶材,是如本發(fā)明8~10中任何一項所述的光信息記錄用鋁合金反射膜的形成用的鋁合金濺射靶材,其中,含有5.0原子數(shù)量%以下的Si、Mg中的至少1種[第11發(fā)明]。
本發(fā)明的光信息記錄用鋁合金反射膜,具有低導(dǎo)熱率、低熔化溫度、高耐腐蝕性,能夠恰好用作能與激光制標(biāo)對應(yīng)的光信息記錄用反射膜。本發(fā)明的光信息記錄介質(zhì),具有上述鋁合金反射膜,能夠適合進行激光制標(biāo)。如果采用本發(fā)明的光信息記錄用鋁合金反射膜形成用的鋁合金濺射靶材,能夠形成該鋁合金反射膜。
圖1是表示再現(xiàn)專用光盤的斷面結(jié)構(gòu)的模式圖。
圖中1…聚碳酸酯基體、2…半透明反射層(Au、Ag合金)、3…粘接層、4…全反射膜層(鋁合金)、5…UV固化樹脂保護層具體實施方式
如前所述,對于適合激光制標(biāo)的鋁合金薄膜,要求低導(dǎo)熱率、低熔化溫度、高耐腐蝕性。
本發(fā)明者們,制作了在Al中添加多種元素的鋁合金濺射靶材,使用這些靶材,利用濺射法,形成種種成分·組成的鋁合金薄膜,研究了其組成及作為反射薄膜層的特性,得出以下[下記(1)~(5)]的結(jié)論。
(1)通過在Al中添加1.0~10.0原子數(shù)量%的(at%)稀土類元素中的至少1種,不升高熔化溫度(液相線溫度),能夠大大將低導(dǎo)熱率。在該元素的添加量低于1.0at%時,導(dǎo)熱率的降低效果小。在該元素的添加量大于10.0at%時,反射率的降低大。即使在上述稀土類元素中,Nd、Y的導(dǎo)熱率降低效果更大。另外,關(guān)于耐腐蝕性,如果只添加上述的稀土類元素,效果不足。
(2)如上所述,通過在Al中合計添加1.0~10.0at%的稀土類元素中的至少1種,同時,此外,合計添加0.5~5.0at%的Cr、Ta、Ti、Mo、V、W、Zr、Hf、Nb、Ni中的至少1種,能夠大大改進耐腐蝕性。此外,這些元素[Cr、Ta、Ti、Mo、V、W、Zr、Hf、Nb、Ni(以下,都稱為Cr~Nb、Ni)],也降低導(dǎo)熱率。但是,由于這些元素(Cr~Nb、Ni)較大提高熔化溫度(液相線溫度),此外,也使反射率降低,所以限定添加量,要求設(shè)定在5.0at%以下,優(yōu)選設(shè)定在3.0at%以下。在這些元素(Cr~Nb、Ni)的添加量低于0.5at%時,耐腐蝕性改進效果小。優(yōu)選設(shè)定在1.0at%以上。另外,在這些元素中,通過選擇Cr、Ta、Ti、Hf,可以很大地改善耐腐蝕效果,因此是優(yōu)選的。
(3)如上所述(如上述(2)所述),通過在Al中合計添加1.0~10.0at%的稀土類元素中的至少1種,同時,此外,合計0.5~5.0at%添加Cr~Nb、Ni中的至少1種,另外合計添加1.0~5.0at%的Fe、Co中的至少1種,能夠降低導(dǎo)熱率。這些元素(Fe、Co)的添加量在低于1.0at%時,導(dǎo)熱率降低的效果小,為充分發(fā)揮導(dǎo)熱率降低的效果,優(yōu)選添加1.0at%以上這些元素(Fe、Co)。如果過多添加這些元素(Fe、Co),由于反射率的降低增大或從濺射靶材的制造容易度考慮,所以優(yōu)選這些元素(Fe、Co)的添加量設(shè)定在5.0at%以下。
(4)如上所述(如上述(2)所述),通過在Al中合計添加1.0~10.0at%的稀土類元素中的至少1種,同時合計添加0.5~5.0at%Cr~Nb、Ni中的至少1種,另外合計添加1.0~10.0at%的In、Zn、Ge、Cu、Li中的至少1種,能夠降低導(dǎo)熱率和熔化溫度。在這些元素[In、Zn、Ge、Cu、Li(以下,稱為In~Li)]的添加量低于1.0at%時,導(dǎo)熱率降低的效果及熔化溫度降低的效果小,為充分發(fā)揮導(dǎo)熱率降低的效果及熔化溫度降低的效果,優(yōu)選添加1.0at%以上這些元素(In~Li)。如果過多添加這些元素(In~Li),由于反射率的降低增大,所以這些元素(In~Li)的添加量優(yōu)選設(shè)定在10.0at%以下。
(5)如上所述(如上述(2)所述),通過在Al中合計添加1.0~10.0at%的稀土類元素中的至少1種,同時合計添加0.5~5.0at%Cr~Nb、Ni中的至少1種,另外添加5.0at%以下的Si、Mg中的至少1種,能夠降低熔化溫度。此外,在這些元素(Si、Mg)中,Si也有提高耐腐蝕性的效果。另外,這些元素(Si、Mg)不具有降低導(dǎo)熱率的效果。為充分發(fā)揮降低熔化溫度的效果,最好添加1.0at%以上這些元素(Si、Mg)。如果過多添加,由于導(dǎo)致反射率的降低或從靶材制造的容易度考慮,優(yōu)選設(shè)定在5.0at%以下。
是基于以上的見解,完成本發(fā)明的,形成如前述的構(gòu)成的光信息記錄用鋁合金反射膜、光信息記錄介質(zhì)及光信息記錄用鋁合金反射膜的形成用的鋁合金濺射靶材。
如此完成的本發(fā)明的光信息記錄用鋁合金反射膜,適用于光信息記錄介質(zhì)的鋁合金反射膜,其特征在于,以Al為主成分,含有1.0~10.0at%的稀土類元素中的至少1種,此外,含有0.5~5.0at%的Cr~Nb、Ni(Cr、Ta、Ti、Mo、V、W、Zr、Hf、Nb、Ni)中的至少1種[第1發(fā)明]。
該光信息記錄用鋁合金反射膜,從上述(1)~(2)得出,通過在Al中合計添加1.0~10.0at%的稀土類元素中的至少1種,不升高熔化溫度(液相線溫度),能夠較大降低導(dǎo)熱率,此外,通過合計添加0.5~5.0at%Cr~Nb、Ni中的至少1種,能夠較大改進耐腐蝕性,此外能夠進一步降低導(dǎo)熱率。
因此,本發(fā)明的光信息記錄用鋁合金反射膜,能夠具有低導(dǎo)熱率、低熔化溫度、高耐腐蝕性,能夠與激光制標(biāo)對應(yīng),能夠適合用作光信息記錄用反射膜。即,由于熔化溫度低,所以能夠容易進行激光制標(biāo),此外,由于導(dǎo)熱率低,所以在激光制標(biāo)時,激光輸出可以低(不需要過大的激光輸出),因此,不引起過強的激光輸出造成的盤構(gòu)成材(聚碳酸酯基板或粘膠層)的熱損傷,此外,由于耐腐蝕性優(yōu)良,因此還能夠防止激光制標(biāo)后的恒溫恒濕試驗中的腐蝕(浸入激光制標(biāo)后的空洞的水分造成的鋁合金反射膜的腐蝕)的發(fā)生。
在本發(fā)明的光信息記錄用鋁合金反射膜中,作為稀土類元素,在采用Nd和/或Y時,從上述(1)得出,能夠更加降低導(dǎo)熱率[第2發(fā)明]。
在本發(fā)明的光信息記錄用鋁合金反射膜中,在另外含有1.0~5.0at%的Fe、Co中的至少1種時,從上述(3)得出,能夠更大地降低導(dǎo)熱率[第3發(fā)明]。
在本發(fā)明的光信息記錄用鋁合金反射膜中,在另外含有1.0~10.0at%的In~Li(In、Zn、Ge、Cu、Li)中的至少1種時,從上述(4)得出,能夠降低熔化溫度,此外,能夠更大地降低導(dǎo)熱率[第4發(fā)明]。
在本發(fā)明的光信息記錄用鋁合金反射膜中,在另外含有5.0at%以下的Si、Mg中的至少1種時,從上述(5)得出,能夠降低熔化溫度[第5發(fā)明]。另外,在這些元素(Si、Mg)中,Si還具有提高耐腐蝕性的效果。
在本發(fā)明中,關(guān)于光信息記錄用鋁合金反射膜的膜厚度,優(yōu)選設(shè)定在30nm~200nm。這是因為,認(rèn)為是膜厚薄容易進行利用激光的制標(biāo),但是如果膜厚低于30nm,光透過,反射率降低,另外,隨膜厚度的增加,表面平滑性下降,光容易散射,在膜厚大于200nm時,容易產(chǎn)生光的散射。從上述反射膜及光的散射的抑制的角度考慮,更優(yōu)選設(shè)定膜厚40~100nm。
本發(fā)明的光信息記錄介質(zhì),具有上述的本發(fā)明的光信息記錄用鋁合金反射膜[第6發(fā)明]。該光信息記錄介質(zhì),能夠適合進行激光制標(biāo)。因此,無過強的激光輸出造成的盤構(gòu)成材(聚碳酸酯基板或粘膠層)的熱損傷,此外,由于鋁合金反射膜的耐腐蝕性優(yōu)良,因此激光制標(biāo)后的恒溫恒濕試驗中的腐蝕(浸入激光制標(biāo)后的空洞的水分造成的鋁合金反射膜的腐蝕)難發(fā)生,在此點上,能夠具有優(yōu)良的特性。
本發(fā)明的光信息記錄介質(zhì),由于能夠具有上述的如此優(yōu)良的特性,所以能夠特別適合用作激光制標(biāo)[第7發(fā)明]。
本發(fā)明的鋁合金濺射靶材,是光信息記錄用鋁合金反射膜的形成用的鋁合金濺射靶材,其特征在于,以Al為主成分,含有1.0~10.0at%的稀土類元素中的至少1種,同時含有0.5~5.0at%的Cr~Nb、Ni(Cr、Ta、Ti、Mo、V、W、Zr、Hf、Nb、Ni)中的至少1種[第8發(fā)明]。如果采用該鋁合金濺射靶材,能夠形成本發(fā)明的第1發(fā)明的光信息記錄用鋁合金反射膜。
在本發(fā)明的鋁合金濺射靶材中,在另外含有1.0~5.0at%的Fe、Co中的至少1種的時候,能夠形成本發(fā)明的第3發(fā)明的光信息記錄用鋁合金反射膜[第9發(fā)明]。
在本發(fā)明的鋁合金濺射靶材中,在另外含有1.0~10.0at%的In~Li(In、Zn、He、Cu、Li)中的至少1種的時候,能夠形成本發(fā)明的第4發(fā)明的光信息記錄用鋁合金反射膜[第10發(fā)明]。
在本發(fā)明的鋁合金濺射靶材中,在另外5.0at%含有Si、Mg中的至少1種的時候,能夠形成本發(fā)明的第5發(fā)明的光信息記錄用鋁合金反射膜[第11發(fā)明]。
以下,說明本發(fā)明的實施例及比較例。另外,本發(fā)明并不限定于此實施例,在符合本發(fā)明的宗旨的范圍內(nèi),也能夠適當(dāng)添加變更,進行實施,這都包含在本發(fā)明的技術(shù)范圍。
制作Al-Nd(含有Nd的鋁合金)薄膜及Al-Y(含有Y的鋁合金)薄膜,研究了Nd、Y的添加量(含量)和薄膜的熔化溫度、導(dǎo)熱率、反射率及BCA(Burst Cutting Area)特性的關(guān)系。
按以下制作了上述薄膜。即,利用DC磁控管濺射,在玻璃基板(科寧#1737,基板尺寸直徑50mm、厚度1mm)上,制作(成膜)Al-Nd薄膜或Al-Y薄膜。此時,成膜條件為,基板溫度22℃、氬氣壓2mTorr、成膜速度2nm/sec、背壓<5×10-6Torr。作為濺射靶材,采用與要得到的鋁合金薄膜同一組成的鋁合金濺射靶材。
薄膜的熔化溫度,按以下測定。從基板剝離成膜成厚度1μm的鋁合金薄膜(Al-Nd薄膜、Al-Y薄膜),收集大約5mg,采用示差熱測定儀測定。將此時升溫時的熔化結(jié)束溫度和降溫時的固溶開始溫度的平均值作為熔化溫度。關(guān)于導(dǎo)熱率,從按厚度100nm制作的鋁合金薄膜的電阻率換算。關(guān)于反射率,制作厚100nm的鋁合金薄膜,通過測定用現(xiàn)行DVD使用的波長650nm和波長405nm處的反射率,求出。
關(guān)于BCA特性,成膜條件與上述相同,但基板使用厚0.6mm的PC(聚碳酸酯)基板,制作厚70nm的鋁合金薄膜,進行實驗。在實驗中,按激光波長810nm、線速度4m/sec、激光功率1.5W的激光條件,對薄膜照射激光(激光制標(biāo)),以激光制標(biāo)部分的開口率,評價特性。此外,在評價中,使用DVD-ROM用BCA代碼記錄裝置POP120-8R(日立計算機機器公司制)。在后述的BCA特性的評價中,開口率95%以上的用◎表示,開口率80%以上低于95%的用○表示,開口率50%以上低于80%的用△表示,開口率低于50%的用×表示。
另外,作為與上述鋁合金薄膜(Al-Nd薄膜、Al-Y薄膜)的比較材,利用與上述相同的方法,制作(成膜)組成相當(dāng)于JIS6061材的鋁合金薄膜。此時作為濺射靶材,采用利用JIS6061材制作的鋁合金靶材。其組成,含有Si0.75重量%(質(zhì)量%)、Fe0.10重量%、Cu0.41重量%、Mn0.07重量%、Mg1.10重量%、Cr0.12重量%,余量為Al及不可避免的雜質(zhì)。制作的鋁合金薄膜的組成與上述鋁合金濺射靶材的組成相同。
另外,關(guān)于組成相當(dāng)于該JIS6061材的鋁合金薄膜。利用與上述同樣的方法,測定熔化溫度、導(dǎo)電鋁、導(dǎo)熱率、反射率及BCA特性。
表1示出上述測定(調(diào)查)結(jié)果。另外,在表1中,組成欄中的Al-Nd、Al-Y的Nd量、Y量為按at%(原子數(shù)量%的)的值。即,Al-X·Nd是含有Xat%Nd的鋁合金(Al-Nd合金)薄膜,Al-X·Y是含有Xat%Y的鋁合金(Al-Y合金)薄膜。例如,Al-1.0Nd是含有1.0at%的Nd的鋁合金。
從表1得出,隨著Nd量、Y量的增加,導(dǎo)熱率大大降低。另外,關(guān)于熔化溫度,即使Nd量、Y量增加,也幾乎不變化。此外,反射率隨著Nd量、Y量的增加而緩慢下降。
關(guān)于導(dǎo)熱率,在Nd量、Y量為1.0at%以上時,為充分良好的值(低的值),在2.0at%以上時,為更高水平的良好的值。關(guān)于反射率,在Nd量、Y量為10.0at%以下時,為充分良好的值(高的值)。但是,在該范圍內(nèi),超過7at%時的反射率的下降程度大于7at%時以下時。
從上述結(jié)果得出,Nd量、Y量的添加量(含量)需要設(shè)定在1.0~10.0at%,更優(yōu)選設(shè)定在2.0%~7at%。
制作Al-4.0Nd-(Ta、Cr、Ti)薄膜(由含有4.0at%Nd同時含有Ta、Cr、Ti中的1種以上的鋁合金構(gòu)成的薄膜),研究了Ta、Cr、Ti的添加量和薄膜的熔化溫度、導(dǎo)熱率、反射率、耐腐蝕性及BCA特性的關(guān)系。
按以下制作了上述薄膜。即,利用DC磁控管濺射,在玻璃基板(科寧#1737,基板尺寸直徑50mm、厚度1mm)上,制作(成膜)Al-4.0Nd-(Ta、Cr、Ti)合金薄膜。此時,成膜條件為,基板溫度22℃、氬氣壓2mTorr、成膜速度2nm/sec、背壓<5×10-6Torr。作為濺射靶材,采用與要得到的鋁合金薄膜同一組成的鋁合金濺射靶材。
薄膜的熔化溫度,按以下測定。從基板剝離成膜成厚度1μm的鋁合金薄膜[Al-4.0Nd-(Ta、Cr、Ti)薄膜],收集大約5mg,采用示差熱測定儀測定。將此時升溫時的熔化結(jié)束溫度和降溫時的固溶開始溫度的平均值作為熔化溫度。關(guān)于導(dǎo)熱率,從按厚度100nm制作的鋁合金薄膜的電阻率換算。關(guān)于反射率,制作厚100nm的鋁合金薄膜,通過測定用現(xiàn)行DVD使用的波長650nm和波長405nm處的反射率,求出。關(guān)于耐腐蝕性,浸漬在35℃、5%NaCl溶液中,進行陽極極化測定,由此求出點腐蝕發(fā)生電位(電流密度與10μA/cm2對應(yīng)的電位),以此作為耐腐蝕性的指標(biāo)。另外,該電位是飽和甘汞電極(SCE)標(biāo)準(zhǔn)的電位,即相對于SCE電位的電位(以下相同)。
關(guān)于BCA特性,成膜條件與上述相同,但基板使用厚0.6mm的PC(聚碳酸酯)基板,制作厚70nm的鋁合金薄膜,進行實驗。在實驗中,按激光波長810nm、線速度4m/sec、激光功率1.5W的激光條件,對薄膜照射激光(激光制標(biāo)),以激光制標(biāo)部分的開口率,評價特性。此外,在評價中,使用DVD-ROM用BCA代碼記錄裝置POP120-8R(日立計算機機器公司制)。在后述的BCA特性的評價中,開口率95%以上的用◎表示,開口率80%以上低于95%的用○表示,開口率50%以上低于80%的用△表示,開口率低于50%的用×表示。
表2示出上述測定(調(diào)查)結(jié)果。另外,在表2中,組成欄中的Al-4.0Nd-(Ta、Cr、Ti)的Nd量、Ta量、Cr量、Ti量為按at%(原子數(shù)量%的)的值。即,Al-4.0Nd-Y·Ta(或Cr、Ti)是含有4.0at%Nd同時含有Yat%Ta(或Cr、Ti)的鋁合金[Al-Nd-(Ta、Cr、Ti)合金)]薄膜。例如,Al-4Nd-1.0Ta是含有4.0at%Nd同時含有1.0at%Ta的鋁合金。
從表2得出,隨著Ta、Cr、Ti各添加量(含量)的增大,點腐蝕發(fā)生電位增加(變貴),耐腐蝕性提高。在Ta、Cr、Ti中,特別是Ta,耐腐蝕性提高提高的效果大。另外,隨著這些元素(Ta、Cr、Ti)的添加量的增大,熔化溫度上升,并且降低反射率。
關(guān)于耐腐蝕性,Ta量、Cr量、Ti量在0.5at%以上時為充分良好的值(高的值),在2.0at%以上時,為更高水平的良好的值。關(guān)于反射率,在Ta量、Cr量、Ti量在5.0at%以下時為充分良好的值(高的值),在4.0at%以下時,為更高水平的良好的值。關(guān)于熔化溫度,在Ta量、Cr量、Ti量在5.0at%以下時為充分良好的值(低的值),在4.0at%以下時,為更高水平的良好的值。
從上述結(jié)果得出,Ta量、Cr量、Ti量的添加量(含量)需要設(shè)定在0.5~5.0at%,更優(yōu)選設(shè)定在2.0%~4.0at%。
另外,由純鋁構(gòu)成的膜,從表1~2得出,導(dǎo)熱率高,不好,此外,點腐蝕發(fā)生電位低(變賤),耐腐蝕性不好。關(guān)于組成相當(dāng)于JIS6061材的鋁合金膜,表中未示出其點腐蝕發(fā)生電位,但為-744mV,點腐蝕發(fā)生電位低,耐腐蝕性不好。
制作Al-4.0Nd-[Mo、V、W、Zr、Hf、Nb、Ni(以下,都稱為Mo~Nb、Ni)],薄膜(由含有4.0at%Nd同時含有Mo~Nb、Ni中的1種以上的鋁合金構(gòu)成的薄膜),研究了Mo~Nb、Ni的添加量和薄膜的熔化溫度、導(dǎo)熱率、反射率、耐腐蝕性及BCA特性的關(guān)系。
按以下制作了上述薄膜。即,利用DC磁控管濺射,在玻璃基板(科寧#1737,基板尺寸直徑50mm、厚度1mm)上,制作(成膜)Al-4.0Nd-(Mo~Nb、Ni)合金薄膜。此時,成膜條件為,基板溫度22℃、氬氣壓2mTorr、成膜速度2nm/sec、背壓<5×10-6Torr。作為濺射靶材,采用與要得到的鋁合金薄膜同一組成的鋁合金濺射靶材。
薄膜的熔化溫度,按以下測定。從基板剝離成膜成厚度1μm的鋁合金薄膜[Al-4.0Nd-(Mo~Nb、Ni)薄膜],收集大約5mg,采用示差熱測定儀測定。將此時升溫時的熔化結(jié)束溫度和降溫時的固溶開始溫度的平均值作為熔化溫度。關(guān)于導(dǎo)熱率,從按厚度100nm制作的鋁合金薄膜的電阻率換算。關(guān)于反射率,制作厚100nm的鋁合金薄膜,通過測定用現(xiàn)行DVD使用的波長650nm和波長405nm處的反射率,求出。關(guān)于耐腐蝕性,浸漬在35℃、5%NaCl溶液中,進行陽極極化測定,由此求出點腐蝕發(fā)生電位(電流密度與10μA/cm2對應(yīng)的電位),以此作為耐腐蝕性的指標(biāo)。
關(guān)于BCA特性,成膜條件與上述相同,但基板使用厚0.6mm的PC(聚碳酸酯)基板,制作厚70nm的鋁合金薄膜,進行實驗。在實驗中,按激光波長810nm、線速度4m/sec、激光功率1.5W的激光條件,對薄膜照射激光(激光制標(biāo)),以激光制標(biāo)部分的開口率,評價特性。此外,在評價中,使用DVD-ROM用BCA代碼記錄裝置POP120-8R(日立計算機機器公司制)。在后述的BCA特性的評價中,開口率95%以上的用◎表示,開口率80%以上低于95%的用○表示,開口率50%以上低于80%的用△表示,開口率低于50%的用×表示。
表3~4示出上述測定(調(diào)查)結(jié)果。另外,在表3~4中,組成欄中的Al-4Nd-(Mo~Nb、Ni)的Mo~Nb、Ni量為按at%(原子數(shù)量%的)的值。即,Al-4Nd-Y·Mo(或V~Nb、Ni的1種)是含有4.0at%Nd同時含有Yat%Mo(或V~Nb、Ni的1種)的鋁合金[Al-Nd-(Mo~Nb、Ni)合金)]薄膜。例如,Al-4Nd-1.0Mo是含有4.0at%Nd同時含有1.0at%Mo的鋁合金。
從表3~4得出,隨著Mo~Nb、Ni(Mo、V、W、Zr、Hf、Nb、Ni)中的任一種添加量(含量)的增大,點腐蝕發(fā)生電位增加(變貴),耐腐蝕性提高。另外,隨著這些元素(Mo~Nb、Ni)的添加量的增大,熔化溫度上升,并且反射率降低。
關(guān)于耐腐蝕性,Mo~Nb、Ni的添加量在0.5at%以上時為充分良好的值(高的值),在2.0at%以上時,為更高水平的良好的值。關(guān)于反射率,在Mo~Nb、Ni的添加量在5.0at%以下時為充分良好的值(高的值),在4.0at%以下時,為更高水平的良好的值。關(guān)于熔化溫度,在Mo~Nb、Ni的添加量在5.0at%以下時為充分良好的值(低的值),在4.0at%以下時,為更高水平的良好的值。
從上述結(jié)果得出,Mo~Nb、Ni的添加量(含量)需要設(shè)定在0.5~5.0at%,更優(yōu)選設(shè)定在2.0%~4.0at%。
制作Al-4.0Nd-(Fe、Co)薄膜(由含有4.0at%Nd同時含有Fe或Co的鋁合金構(gòu)成的薄膜),及,Al-4.0Nd-1Ta-(Fe、Co)薄膜(由含有4.0at%Nd、1.0at%Ta同時含有Fe或Co的鋁合金構(gòu)成的薄膜),研究了Fe、Co的添加量和薄膜的熔化溫度、導(dǎo)熱率、反射率、耐腐蝕性及BCA特性。
按以下制作了上述薄膜。即,利用DC磁控管濺射,在玻璃基板(科寧#1737,基板尺寸直徑50mm、厚度1mm)上,制作(成膜)Al-4.0Nd-(Fe、Co)合金薄膜或Al-4.0Nd-1Ta-(Fe、Co)合金薄膜。此時,成膜條件為,基板溫度22℃、氬氣壓2mTorr、成膜速度2nm/sec、背壓<5×10-6Torr。作為濺射靶材,采用與要得到的鋁合金薄膜同一組成的鋁合金濺射靶材。
薄膜的熔化溫度,按以下測定。從基板剝離成膜成厚度1μm的鋁合金薄膜[Al-4.0Nd-(Fe、Co)薄膜、Al-4.0Nd-1Ta-(Fe、Co)薄膜],收集大約5mg,采用示差熱測定儀測定。將此時升溫時的熔化結(jié)束溫度和降溫時的固溶開始溫度的平均值作為熔化溫度。關(guān)于導(dǎo)熱率,從按厚度100nm制作的鋁合金薄膜的電阻率換算。關(guān)于反射率,制作厚100nm的鋁合金薄膜,通過測定用現(xiàn)行DVD使用的波長650nm和波長405nm處的反射率,求出。關(guān)于耐腐蝕性,浸漬在35℃、5%NaCl溶液中,進行陽極極化測定,由此求出點腐蝕發(fā)生電位(電流密度與10μA/cm2對應(yīng)的電位),以此作為耐腐蝕性的指標(biāo)。
關(guān)于BCA特性,成膜條件與上述相同,但基板使用厚0.6mm的PC(聚碳酸酯)基板,制作厚70nm的鋁合金薄膜,進行實驗。在實驗中,按激光波長810nm、線速度4m/sec、激光功率1.5W的激光條件,對薄膜照射激光(激光制標(biāo)),以激光制標(biāo)部分的開口率,評價特性。此外,在評價中,使用DVD-ROM用BCA代碼記錄裝置POP120-8R(日立計算機機器公司制)。在后述的BCA特性的評價中,開口率95%以上的用◎表示,開口率80%以上低于95%的用○表示,開口率50%以上低于80%的用△表示,開口率低于50%的用×表示。
表5示出上述測定(調(diào)查)結(jié)果。另外,在該表5中,組成欄中的Al-4Nd-1Ta-(Fe、Co)的Fe、Co量為按at%的值。即,Al-4Nd-1Ta-Z·Fe(或Co)是含有4.0at%Nd及1.0at%Ta同時含有Zat%Fe(或Co)的鋁合金[Al-Nd-Ta-(Fe、Co)合金)]薄膜。例如,Al-4Nd-1Ta-3.0Fe是含有4.0at%Nd、1.0at%Ta同時含有3.0at%Fe的鋁合金。
從表5得出,F(xiàn)e、Co,都具有降低導(dǎo)熱率的效果。在Fe、Co中,不具有提高耐腐蝕性的效果。
在Fe、Co的添加量低于1.0at%的時候,導(dǎo)熱率降低的效果差。如果Fe、Co的添加量超過5.0at%,反射率的下降增大。由此得出,F(xiàn)e、Co的添加量優(yōu)選設(shè)定在1.0~5.0at%。
制作Al-4.0Nd-[In~Li(In、Zn、Ge、Cu、Li)]薄膜(由含有4.0at%Nd同時含有In~Li中的1種以上的鋁合金構(gòu)成的薄膜),及,Al-4.0Nd-1Ta-[In~Li(In、Zn、Ge、Cu、Li)]薄膜(由含有4.0at%Nd、1.0at%Ta同時含有In~Li中的1種以上的鋁合金構(gòu)成的薄膜),研究了In~Li的添加量和薄膜的熔化溫度、導(dǎo)熱率、反射率、耐腐蝕性及BCA特性。
按以下制作了上述薄膜。即,利用DC磁控管濺射,在玻璃基板(科寧#1737,基板尺寸直徑50mm、厚度1mm)上,制作(成膜)Al-4.0Nd-(In~Li)合金薄膜或Al-4.0Nd-1Ta-(In~Li)合金薄膜。此時,成膜條件為,基板溫度22℃、氬氣壓2mTorr、成膜速度2nm/sec、背壓<5×10-6Torr。作為濺射靶材,采用與要得到的鋁合金薄膜同一組成的鋁合金濺射靶材。
薄膜的熔化溫度,按以下測定。從基板剝離成膜成厚度1μm的鋁合金薄膜[Al-4.0Nd-(In~Li)薄膜、Al-4.0Nd-1Ta-(In~Li)薄膜等],收集大約5mg,采用示差熱測定儀測定。將此時升溫時的熔化結(jié)束溫度和降溫時的固溶開始溫度的平均值作為熔化溫度。關(guān)于導(dǎo)熱率,從按厚度100nm制作的鋁合金薄膜的電阻率換算。關(guān)于反射率,制作厚100nm的鋁合金薄膜,通過測定用現(xiàn)行DVD使用的波長650nm和波長405nm處的反射率,求出。關(guān)于耐腐蝕性,浸漬在35℃、5%NaCl溶液中,進行陽極極化測定,由此求出點腐蝕發(fā)生電位(電流密度與10μA/cm2對應(yīng)的電位),以此作為耐腐蝕性的指標(biāo)。
關(guān)于BCA特性,成膜條件與上述相同,但基板使用厚0.6mm的PC(聚碳酸酯)基板,制作厚70nm的鋁合金薄膜,進行實驗。在實驗中,按激光波長810nm、線速度4m/sec、激光功率1.5W的激光條件,對薄膜照射激光(激光制標(biāo)),以激光制標(biāo)部分的開口率,評價特性。此外,在評價中,使用DVD-ROM用BCA代碼記錄裝置POP120-8R(日立計算機機器公司制)。在后述的BCA特性的評價中,開口率95%以上的用◎表示,開口率80%以上低于95%的用○表示,開口率50%以上低于80%的用△表示,開口率低于50%的用×表示。
表6示出上述測定(調(diào)查)結(jié)果。另外,在該表6中,組成欄中的Al-4Nd-1Ta-(In~Li)的In~Li量為按at%(原子數(shù)量%的)的值。即,Al-4Nd-1Ta-Z·In(或Zn、Ge、Cu、Li中的1種)是含有4.0at%Nd及1.0at%Ta同時含有Zat%In(或Zn、Ge、Cu、Li中的1種)的鋁合金[Al-Nd-Ta-(In~Li)合金)]薄膜。例如,Al-4Nd-1Ta-3.0In是含有4.0at%Nd、1.0at%Ta同時含有3.0at%In的鋁合金。
從表6得出,In~Li(In、Zn、Ge、Cu、Li),都具有降低熔化溫度的效果,同時具有降低導(dǎo)熱率的效果。在In~Li中,特別是In、Ge,降低導(dǎo)熱率的效果大,基于此點,優(yōu)選添加In、Ge。在In~Li中,不具有提高耐腐蝕性的效果。
在In~Li的添加量低于1.0at%的時候,導(dǎo)熱率降低的效果及熔化溫降低的效果差。如果In~Li的添加量超過10.0at%,反射率的下降增大。由此得出,In~Li的添加量優(yōu)選設(shè)定在1.0~10.0at%。
制作Al-4.0Nd-2.0Ta-(Si、Mg)薄膜(由含有4.0at%Nd、2.0at%Ta同時含有Si、Mg中的1種以上的鋁合金構(gòu)成的薄膜)研究了Si,Mg的添加量和薄膜的熔化溫度、導(dǎo)熱率、反射率、耐腐蝕性及BCA特性。
按以下制作了上述薄膜。即,利用DC磁控管濺射,在玻璃基板(科寧#1737,基板尺寸直徑50mm、厚度1mm)上,制作(成膜)Al-4.0Nd-2.0Ta-(Si、Mg)合金薄膜。此時,成膜條件為,基板溫度22℃、氬氣壓2mTorr、成膜速度2nm/sec、背壓<5×10-6Torr。作為濺射靶材,采用與要得到的鋁合金薄膜同一組成的鋁合金濺射靶材。
薄膜的熔化溫度,按以下測定。從基板剝離成膜成厚度1μm的鋁合金薄膜[Al-4.0Nd-2.0Ta-(Si、Mg)薄膜],收集大約5mg,采用示差熱測定儀測定。將此時升溫時的熔化結(jié)束溫度和降溫時的固溶開始溫度的平均值作為熔化溫度。關(guān)于導(dǎo)熱率,從按厚度100nm制作的鋁合金薄膜的電阻率換算。關(guān)于反射率,制作厚100nm的鋁合金薄膜,通過測定用現(xiàn)行DVD使用的波長650nm和波長405nm處的反射率,求出。關(guān)于耐腐蝕性,浸漬在35℃、5%NaCl溶液中,進行陽極極化測定,由此求出點腐蝕發(fā)生電位(電流密度與10μA/cm2對應(yīng)的電位),以此作為耐腐蝕性的指標(biāo)。
關(guān)于BCA特性,成膜條件與上述相同,但基板使用厚0.6mm的PC(聚碳酸酯)基板,制作厚70nm的鋁合金薄膜,進行實驗。在實驗中,按激光波長810nm、線速度4m/sec、激光功率1.5W的激光條件,對薄膜照射激光(激光制標(biāo)),以激光制標(biāo)部分的開口率,評價特性。此外,在評價中,使用DVD-ROM用BCA代碼記錄裝置POP120-8R(日立計算機機器公司制)。在后述的BCA特性的評價中,開口率95%以上的用◎表示,開口率80%以上低于95%的用○表示,開口率50%以上低于80%的用△表示,開口率低于50%的用×表示。
表7示出上述測定(調(diào)查)結(jié)果。另外,在該表7中,組成欄中的Al-4Nd-2.0Ta(Si、Mg)的Nd量、Ta量、Si量、Mg量為按at%(原子數(shù)量%的)的值。即,Al-4Nd-2.0Ta-Z·Si(或Mg)是含有4.0at%Nd及2.0at%Ta同時含有Zat%Si(或Mg)的鋁合金[Al-Nd-Ta-Si(Si、Mg)合金)]薄膜。例如,Al-4Nd-2.0Ta-5.0Si是含有4.0at%Nd、2.0at%Ta同時含有5.0at%Si的鋁合金。
從表7得出,隨著Si、Mg的添加量的增加,熔化溫度降低。此外,通過添加(含有)Si,點腐蝕發(fā)生電位大大上升,耐腐蝕性提高。另外,Al-2.0Si(比較例),為只添加Si,未發(fā)現(xiàn)點腐蝕發(fā)生電位升高。Si、Mg都具有降低導(dǎo)熱率的效果,但降低程度小。
另外,在以上例中,作為稀土類元素添加Nd或Y,但在添加Nd、Y以外的稀土類元素時,也能得到與上述例時有同樣傾向的結(jié)果。此外,在以上例中,對于稀土類元素,添加其任何一種(單獨添加),對于Cr~Nb、Ni(Cr、Ta、Ti、Mo、V、W、Zr、Hf、Nb、Ni),添加其任何一種(單獨添加),但在添加稀土類元素種的2種以上(復(fù)合添加),添加Cr~Nb、Ni中的2種以上(復(fù)合添加)的時候,也能夠得到與上述例時有同樣傾向的結(jié)果。
本發(fā)明的光信息記錄用鋁合金反射膜,由于具有低導(dǎo)熱率、低熔化溫度、高耐腐蝕性,所以能夠適合用作需要這些特性的光信息記錄用反射膜,特別適合用作需要激光制標(biāo)的光信息記錄介質(zhì)用的反射膜。
表1
表2
表3
表4
表5
表6
表7
權(quán)利要求
1.一種光信息記錄用鋁合金反射膜,是用于光信息記錄介質(zhì)的鋁合金反射膜,其特征在于,以Al為主成分,含有1.0~10.0原子數(shù)量%的稀土類元素中的至少1種,此外含有0.5~5.0原子數(shù)量%的Cr、Ta、Ti、Mo、V、W、Zr、Hf、Nb、Ni中的至少1種。
2.如權(quán)利要求1所述的光信息記錄用鋁合金反射膜,其中,上述稀土類元素是Nd和/或Y。
3.如權(quán)利要求1所述的光信息記錄用鋁合金反射膜,其中,含有1.0~5.0原子數(shù)量%的Fe、Co中的至少1種。
4.如權(quán)利要求1所述的光信息記錄用鋁合金反射膜,其中,含有1.0~10.0原子數(shù)量%的In、Zn、Ge、Cu、Li中的至少1種。
5.如權(quán)利要求1所述的光信息記錄用鋁合金反射膜,其中,含有5.0原子數(shù)量%以下的Si、Mg中的至少1種。
6.一種光信息記錄介質(zhì),其特征在于,具有如權(quán)利要求1所述的鋁合金反射膜。
7.權(quán)利要求6所述的光信息記錄介質(zhì)的激光制標(biāo)用途。
8.一種光信息記錄用鋁合金反射膜的形成用的鋁合金濺射靶材,其特征在于,以Al為主成分,含有1.0~10.0原子數(shù)量%的稀土類元素中的至少1種,此外含有0.5~5.0原子數(shù)量%的Cr、Ta、Ti、Mo、V、W、Zr、Hf、Nb、Ni中的至少1種。
9.如權(quán)利要求8所述的光信息記錄用鋁合金反射膜的形成用的鋁合金濺射靶材,其中,含有1.0~5.0原子數(shù)量%的Fe、Co中的至少1種。
10.如權(quán)利要求8所述的光信息記錄用鋁合金反射膜的形成用的鋁合金濺射靶材,其中,含有1.0~10.0原子數(shù)量%的In、Zn、Ge、Cu、Li中的至少1種。
11.如權(quán)利要求8所述的光信息記錄用鋁合金反射膜的形成用的鋁合金濺射靶材,其中,含有5.0原子數(shù)量%以下的Si、Mg中的至少1種。
全文摘要
本發(fā)明提供(1)光信息記錄用鋁合金反射膜,以Al為主成分,含有1.0~10.0原子數(shù)量%的稀土類元素中的至少1種,此外,含有0.5~5.0原子數(shù)量%的Cr、Ta、Ti、Mo、V、W、Zr、Hf、Nb、Ni中的至少1種,(2)在上述鋁合金反射膜中,含有1.0~5.0原子數(shù)量%的Fe、Co中的至少1種,或含有1.0~10.0原子數(shù)量%的In、Zn、Ge、Cu、Li中的至少1種,(3)光信息記錄介質(zhì),具有上述鋁合金反射膜,(4)所述鋁合金構(gòu)成的濺射靶材。根據(jù)本發(fā)明可以實現(xiàn)具有低導(dǎo)熱率、低熔化溫度、高耐腐蝕性的與激光制標(biāo)對應(yīng)的光信息記錄用鋁合金反射膜及其形成用濺射靶材、光信息記錄介質(zhì)。
文檔編號C23C14/14GK1612243SQ200410090068
公開日2005年5月4日 申請日期2004年11月1日 優(yōu)先權(quán)日2003年10月30日
發(fā)明者中井淳一, 田內(nèi)?;? 高木勝壽 申請人:株式會社神戶制鋼所