專(zhuān)利名稱(chēng)：濺射靶及非晶光學(xué)薄膜的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于能夠改善濺射膜的400nm附近的藍(lán)色激光的波長(zhǎng)區(qū)域的消光系 數(shù)、并且能夠形成非晶性穩(wěn)定的光學(xué)薄膜的濺射靶及使用該靶在基板上形成的非晶光學(xué)薄膜。
背景技術(shù)：
以往，一般使用ZnS-SiO2膜主要作為相變型光信息記錄介質(zhì)的保護(hù)層。該 ZnS-SiO2膜，具有光學(xué)特性、熱特性、與記錄層的密合性等優(yōu)良的特征。但是，目前以藍(lán)光為 代表的可重寫(xiě)DVD，進(jìn)一步強(qiáng)烈要求重寫(xiě)次數(shù)增加、大容量化、高速記錄化。作為光信息記錄介質(zhì)的重寫(xiě)次數(shù)等劣化的原因之一，可以列舉來(lái)自ZnS-SiO2的硫 成分?jǐn)U散到以?shī)A在保護(hù)層ZnS-SiO2中的方式配置的記錄層材料中。另外，為了實(shí)現(xiàn)大容量化、高速記錄化，開(kāi)始使用具有高反射率和高導(dǎo)熱特性的純 Ag或Ag合金作為反射層材料，這樣的反射層也以與作為保護(hù)層材料的ZnS-SiO2接觸的方 式配置。因此，此時(shí)同樣由于來(lái)自ZnS-SiO2W硫成分的擴(kuò)散，成為引起純Ag或Ag合金反 射層材料腐蝕劣化的重要原因，引起光信息記錄介質(zhì)的反射率等特性劣化。作為防止這些硫成分?jǐn)U散的對(duì)策，采用在反射層與保護(hù)層、記錄層與保護(hù)層之間 設(shè)置有含有氮化物或碳化物作為主成分的中間層的構(gòu)成。但是，這會(huì)造成層疊數(shù)的增加，產(chǎn) 生生產(chǎn)能力下降、成本增加等問(wèn)題。為了解決這樣的問(wèn)題，要求置換為不含硫化物的僅僅氧 化物的材料、具有與ZnS-SiO2同等或更好的光學(xué)特性和非晶穩(wěn)定性的材料體系作為保護(hù)層 材料。另外，ZnS-SiO2等陶瓷靶，由于體電阻值高，因此不能利用直流濺射裝置成膜，通 常使用高頻濺射(RF)裝置。不過(guò)，該高頻濺射(RF)裝置，不僅裝置本身價(jià)格高，而且存在 濺射效率差、電力消耗量大、控制比較復(fù)雜、成膜速度慢等許多缺點(diǎn)。另外，為了提高成膜速度而施加高功率的情況下，基板溫度上升，產(chǎn)生聚碳酸酯制 基板變形的問(wèn)題。另外，ZnS-SiO2的膜厚度厚，因此存在生產(chǎn)能力下降或成本增加的問(wèn)題?；谝陨蠁?wèn)題，提出了不使用ZnS即不含有硫成分的透明導(dǎo)電材料(參考專(zhuān)利文 獻(xiàn)1和2)。但是，專(zhuān)利文獻(xiàn)1中，存在包含光學(xué)特性及非晶性變差的區(qū)域的問(wèn)題，另外，專(zhuān)利 文獻(xiàn)2中，存在不能得到充分的成膜速度，包含非晶性變差的區(qū)域的問(wèn)題?；谶@樣的問(wèn)題，本發(fā)明人開(kāi)發(fā)了置換為不含硫化物的僅僅氧化物的材料作為保 護(hù)層材料，包含在以SnO2為主成分的In2O3-ZnO-SnO2基復(fù)合氧化物中添加Si02、B203中的一 種或兩種氧化物的材料的光信息記錄介質(zhì)用濺射靶。該靶具有能夠確保與ZnS-SiO2同等 的光學(xué)特性及非晶穩(wěn)定性，并且還可以進(jìn)行高速成膜的優(yōu)良特性。專(zhuān)利文獻(xiàn)1 日本特開(kāi)2000-256059號(hào)公報(bào)專(zhuān)利文獻(xiàn)2 日本特開(kāi)2000-256061號(hào)公報(bào)專(zhuān)利文獻(xiàn)3 國(guó)際公開(kāi)W02005/078153號(hào)公報(bào)

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的課題在于改善包含In2O3-ZnO-SnO2基復(fù)合氧化物的靶，提供能夠改善濺 射膜的400nm附近的藍(lán)色激光的波長(zhǎng)區(qū)域的消光系數(shù)，并且能夠形成非晶性穩(wěn)定的光學(xué)薄 膜的濺射靶，以及使用該靶在基板上形成的非晶光學(xué)薄膜。為了解決上述課題，本發(fā)明人進(jìn)行了廣泛深入的研究，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，通過(guò)添加氧化 鎂，能夠改善濺射膜的400nm附近的藍(lán)色激光的波長(zhǎng)區(qū)域的消光系數(shù)，并且能夠形成非晶 性穩(wěn)定的光學(xué)薄膜?；谠摪l(fā)現(xiàn)，本發(fā)明提供1) 一種光學(xué)薄膜形成用濺射靶，其特征在于，包含銦、錫、鋅和鎂四種元素的氧化 物，具有(In2O3) (Zn0)m(其中，1彡m彡10)和(In2O3) (MgO)n(其中，1 ^ η ^ 2)的化合物 相，相對(duì)于總量的錫含量以SnO2換算為5摩爾％ 30摩爾％，相對(duì)于總量的鎂含量以MgO 換算為3摩爾％ 25摩爾％。另外，本發(fā)明提供2) 一種非晶光學(xué)薄膜，其通過(guò)使用靶進(jìn)行濺射而在基板上形成，所述靶包含銦、 錫、鋅和鎂四種元素的氧化物，具有(In2O3) (Zn0)m(其中，1彡m彡10)和(In2O3) (MgO)n(其 中，1彡η彡2)的化合物相，相對(duì)于總量的錫含量以SnO2換算為5摩爾％ 30摩爾％，相 對(duì)于總量的鎂含量以MgO換算為3摩爾％ 25摩爾％。3)上述2)所述的非晶光學(xué)薄膜，其特征在于，波長(zhǎng)400nm的折射率為2.0以上，消 光系數(shù)為0.1以下。發(fā)明效果根據(jù)上述發(fā)明，其顯著特征在于可以提供能夠改善濺射膜的400nm附近的藍(lán)色激 光的波長(zhǎng)區(qū)域的消光系數(shù)，并且能夠形成非晶性穩(wěn)定的光學(xué)薄膜的濺射靶以及使用該靶在 基板上形成的非晶光學(xué)薄膜。另外，本發(fā)明可以原樣利用先前開(kāi)發(fā)的包含In2O3-ZnO-SnO2基復(fù)合氧化物的靶的 特性。即，本發(fā)明的靶的濺射成膜速度快，形成的薄膜與記錄層的密合性、機(jī)械特性優(yōu)良，并 且透射率高，通過(guò)由非硫化物構(gòu)成而具有難以產(chǎn)生相鄰的反射層、記錄層的劣化的光信息 記錄介質(zhì)用薄膜(特別是作為保護(hù)層使用的)的特性。由此，可以提高光信息記錄介質(zhì)的特性，可以進(jìn)一步大幅改善生產(chǎn)率。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明的濺射靶，由光學(xué)薄膜形成用濺射靶構(gòu)成，所述濺射靶包含銦、錫、鋅和 鎂四種元素的氧化物，具有(In2O3) (Zn0)m(其中，1彡m彡10)和(In2O3) (Mg0)n(其中， 1 ^ η ^ 2)的化合物相，相對(duì)于總量的錫含量以SnO2換算為5摩爾％ 30摩爾％，相對(duì)于 總量的鎂含量以MgO換算為3摩爾％ 25摩爾％。(In2O3) (ZnO)ffl^ (In2O3) (MgO)n為類(lèi)似
相(才、毛口辦；^相)。 該材料的光學(xué)特性及膜的非晶性穩(wěn)定，并且濺射膜能夠改善400nm附近的藍(lán)色激 光的波長(zhǎng)區(qū)域的消光系數(shù)，使消光系數(shù)為0.1以下。另外，在同一區(qū)域中，可以使折射率為 2. 0以上。其特別適合相變型光記錄介質(zhì)的保護(hù)層材料，通過(guò)高頻濺射的濺射成膜速度也快。 認(rèn)為這是由鎂氧化物和錫氧化物的適量添加而帶來(lái)的，非晶性更穩(wěn)定，并且可以 提高透射率，因此適合重寫(xiě)速度快的相變記錄介質(zhì)或藍(lán)色激光型相變記錄介質(zhì)用保護(hù)層材 料。激光重寫(xiě)中，通常達(dá)到約300°C 約600°C的溫度，重復(fù)該溫度與室溫的溫度循 環(huán)。在這樣的狀況下需要保持非晶性。一般而言，為了確認(rèn)保持這樣的耐溫度循環(huán)性，對(duì)相變記錄介質(zhì)用保護(hù)層進(jìn)行后 述的600°C下的退火處理(加熱)試驗(yàn)是有效的。另外，需要在這樣的條件下保持高折射率 和低消光系數(shù)。作為實(shí)現(xiàn)該條件的有效成分，可以特別列舉氧化鎂(MgO)的添加，相對(duì)于總量的 鎂含量以MgO換算設(shè)定為3摩爾％ 25摩爾％是極其有效的。另一方面，氧化錫(SnO2)對(duì) 于成膜速度的提高是有效的，并且為必要成分。另外，本發(fā)明的濺射靶，可以實(shí)現(xiàn)相對(duì)密度為90%以上，進(jìn)一步可以實(shí)現(xiàn)為95% 以上。密度的提高具有可以提高濺射膜的均勻性，并且可以抑制濺射時(shí)粒子產(chǎn)生的效果。使用如上所述的濺射靶，至少可以用于形成光學(xué)薄膜，具體而言，可以提供形成光 信息記錄介質(zhì)結(jié)構(gòu)的一部分的光信息記錄介質(zhì)。另外，使用上述濺射靶，至少可以以薄膜形 式形成光信息記錄介質(zhì)結(jié)構(gòu)的一部分，并且可以制作與記錄層或反射層鄰接配置的光信息 記錄介質(zhì)。本發(fā)明通過(guò)這樣得到由氧化銦、氧化錫、氧化鋅、氧化鎂構(gòu)成的材料，可以保持一 定的導(dǎo)電性，由此，可以通過(guò)高頻濺射提高成膜速度。體電阻值可以達(dá)到0. 1 Qcrn以下。另外，可以減少保護(hù)膜自身的厚度，因此可以進(jìn)一步發(fā)揮生產(chǎn)率提高、防止基板加 熱的效果。另外，使用本發(fā)明的濺射靶形成的薄膜，可以形成光信息記錄介質(zhì)結(jié)構(gòu)的一部分， 與記錄層或反射層鄰接配置，如上所述具有的顯著效果為，由于不使用ZnS，因此不產(chǎn)生硫 (S)污染，不產(chǎn)生硫成分向以?shī)A在保護(hù)層中的方式配置的記錄層材料中的擴(kuò)散，并且由此不 產(chǎn)生記錄層劣化。另外，為了大容量化、高速記錄化，開(kāi)始使用具有高反射率且高導(dǎo)熱性的純Ag或 Ag合金，使用本發(fā)明的濺射靶形成的薄膜，不產(chǎn)生硫成分向鄰接的反射層的擴(kuò)散，同樣地具 有消除反射層材料腐蝕劣化從而引起光信息記錄介質(zhì)的反射率等特性劣化的原因的優(yōu)良 效果。本發(fā)明的濺射靶，可以通過(guò)將平均粒徑為5μπι以下的各構(gòu)成元素的氧化物粉末 進(jìn)行常壓燒結(jié)或高溫加壓燒結(jié)來(lái)制造。由此，可以得到相對(duì)密度為90%以上，并且進(jìn)一步為 95%以上的濺射靶。此時(shí)，燒結(jié)前優(yōu)選將這些氧化物粉末在800°C 1300°C進(jìn)行煅燒。該 煅燒后，可以粉碎為3μπι以下而得到燒結(jié)用的原料。另外，可以將In2O3-SnO2-ZnO和In2O3-MgO分別煅燒后，進(jìn)行混合調(diào)節(jié)。另外，如上 所述，優(yōu)選氧化物粉末的粒徑小，但是沒(méi)有必要對(duì)該數(shù)值進(jìn)行特別限定。可以根據(jù)目標(biāo)靶的 品質(zhì)進(jìn)行變更。另外，通過(guò)使用本發(fā)明濺射靶，具有可以提高生產(chǎn)率，得到品質(zhì)優(yōu)良的材料，可以 以低成本穩(wěn)定地制造具有光盤(pán)保護(hù)膜的光記錄介質(zhì)的顯著效果。特別是可以提供能夠改善濺射膜的400nm附近的藍(lán)色激光區(qū)域的消光系數(shù)，并且能夠形成非晶性穩(wěn)定的光學(xué)薄膜的 濺射靶。另外，本發(fā)明的濺射靶的密度提高，可以減少空隙而使晶粒微小化，可以使靶的濺 射面均勻且平滑，因此，具有可以減少濺射時(shí)的粒子或結(jié)核，并且可以延長(zhǎng)靶壽命的顯著效 果，可以減少品質(zhì)偏差提高量產(chǎn)性。實(shí)施例以下，基于實(shí)施例和比較例進(jìn)行說(shuō)明。另外，本實(shí)施例僅僅是一個(gè)示例，本發(fā)明不 限于該示例。即，本發(fā)明僅受權(quán)利要求書(shū)的范圍限制，本發(fā)明也包括實(shí)施例以外的各種變形。

(實(shí)施例1 7)準(zhǔn)備相當(dāng)于4N的5 μ m以下的In2O3粉、SnO2粉、ZnO粉以及MgO粉，按表1所示的 組成進(jìn)行調(diào)合，并進(jìn)行濕式混合，干燥后在iiocrc下煅燒。另外，將該煅燒粉濕式微細(xì)粉碎至相當(dāng)于平均粒徑為1 μ m后，添加粘合劑并用噴 霧干燥器進(jìn)行造粒。將該造粒粉進(jìn)行冷加壓成形，在氧氣氛、1500°C下進(jìn)行常壓燒結(jié)，并將 所得燒結(jié)材料通過(guò)機(jī)械加工而精加工為靶形狀。該靶的構(gòu)成成分、組成比如表1所示。
權(quán)利要求
1.一種光學(xué)薄膜形成用濺射靶，其特征在于，包含銦、錫、鋅和鎂四種元素的氧化物，具 有(In2O3) (ZnO)m(其中，1 ^ m ^ 10)和(In2O3) (MgO)n(其中，1 ^ η ^ 2)的化合物相，相對(duì) 于總量的錫含量以SnO2換算為5摩爾％ 30摩爾％，相對(duì)于總量的鎂含量以MgO換算為3 摩爾％ 25摩爾％。
2.一種非晶光學(xué)薄膜，其通過(guò)使用靶進(jìn)行濺射而在基板上形成，所述靶包含銦、錫、鋅 和鎂四種元素的氧化物，具有(In2O3) (Zn0)m(其中，1彡m彡10)和(In2O3) (Mg0)n(其中， 1 ^ η ^ 2)的化合物相，相對(duì)于總量的錫含量以SnO2換算為5摩爾％ 30摩爾％，相對(duì)于 總量的鎂含量以MgO換算為3摩爾％ 25摩爾％。
3.如權(quán)利要求2所述的非晶光學(xué)薄膜，其特征在于，波長(zhǎng)400nm的折射率為2.0以上， 消光系數(shù)為0.1以下。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種光學(xué)薄膜形成用濺射靶，其特征在于，包含銦、錫、鋅和鎂四種元素的氧化物，具有(In2O3)(ZnO)m(其中，1≤m≤10)和(In2O3)(MgO)n(其中，1≤n≤2)的化合物相，相對(duì)于總量的錫含量以SnO2換算為5摩爾％～30摩爾％，相對(duì)于總量的鎂含量以MgO換算為3摩爾％～25摩爾％。本發(fā)明課題在于對(duì)包含In2O3-ZnO-SnO2基復(fù)合氧化物的靶進(jìn)行改良，提供能夠改善濺射膜的400nm附近的藍(lán)色激光區(qū)域的消光系數(shù)，并且能夠形成非晶性穩(wěn)定的光學(xué)薄膜的濺射靶以及使用該靶在基板上形成的非晶光學(xué)薄膜。
文檔編號(hào)C23C14/34GK102046835SQ200980120549
公開(kāi)日2011年5月4日 申請(qǐng)日期2009年5月26日 優(yōu)先權(quán)日2008年6月3日
發(fā)明者矢作政隆, 高見(jiàn)英生 申請(qǐng)人:Jx日礦日石金屬株式會(huì)社