專利名稱：濺射靶及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及在可擦寫光信息記錄媒體中，在制造由激光束等使記錄層發(fā)生相變化來實現(xiàn)信息的記錄、再現(xiàn)或消除的相變化光記錄媒體時所用的濺射靶及其制造方法。
一般，相變化型光記錄光盤等相變化光記錄媒體是在記錄層的結(jié)晶相(處于消除狀態(tài))上，通過激光束形成無定形相的記錄標志來實現(xiàn)記錄的，并由檢測結(jié)晶相和無定形相上反射率的差值來得到再現(xiàn)信號。并且，在記錄信號時，在無定形化的強度(峰值功率)和結(jié)晶化強度(偏置功率)之間進行激光束強度的強度調(diào)制，這樣就能夠通過單光束和單層記錄膜的組合進行光調(diào)制擦寫(直接擦寫DOW)，進而得到大容量且高傳送速度的記錄光盤。
另外，伴隨著相變化光記錄媒體容量的進一步增加，人們追求以更高的傳送速度來再現(xiàn)記錄，比如追求以10m/sec以上的高線速度進行擦寫。在現(xiàn)有的相變化光記錄媒體中，在這樣的高線速度的情況下，具有消去率降低的問題。為了解決這個問題，對接著在記錄層上而形成的保護層進行了許多探討，并且，為了在多層上分擔保護記錄層和促進記錄層的結(jié)晶化等不同的機能，提出了在記錄層和保護層之間，形成接著記錄層的薄界面層的方案。
可是，主要是氧化物被用作構(gòu)成這樣的相變化光記錄媒體的保護層和界面層的材料，而形成此保護層和界面層的方法，則大多使用由構(gòu)成它們的材料形成的燒結(jié)體在濺射靶上濺射的方法。
本發(fā)明就是著眼于上述問題，不僅能夠提供一種有效地形成相變化光記錄媒體的保護層或記錄層的濺射靶，所提供的濺射靶既能夠?qū)崿F(xiàn)高速且穩(wěn)定的濺射，又能夠得到記錄再現(xiàn)性能優(yōu)異的相變化光記錄媒體，且生產(chǎn)率高，而且還提供一種能夠簡便地、合格率高地制造這種濺射靶的制造方法。
本發(fā)明人為了解決上述問題進行深入研究后，結(jié)果發(fā)現(xiàn)將氧化物和碳化物的原料粉末混合，將得到的混合粉末在特定的條件下燒結(jié)就得到高密度的濺射靶，通過使用這種濺射靶，在進行濺射時，不會產(chǎn)生裂紋和開口，能夠進行高速而穩(wěn)定的濺射，而且能夠得到記錄再現(xiàn)性能優(yōu)異的相變化光記錄媒體。
本發(fā)明就是基于上述研究的結(jié)果。即，本發(fā)明濺射靶是一種特征為由一種以上選自氧化物的物質(zhì)和一種以上選自碳化物的物質(zhì)構(gòu)成的燒結(jié)體組成，適于用作制造相變化光記錄媒體的保護層或界面層的濺射靶。而且，在燒結(jié)體中碳化物的含量優(yōu)選為在0.1wt％以上和20wt％以下，燒結(jié)體相對密度優(yōu)選為70％以上。
構(gòu)成上述燒結(jié)體的氧化物優(yōu)選為一種以上選自Ta、Si、Al、Ti、Nb、Zr、Zn、In和Sn的氧化物，構(gòu)成上述燒結(jié)體的碳化物優(yōu)選為一種以上選自Si、Ta、Ti、Nb和W的碳化物。另外，當含有兩種以上碳化物時，所含碳化物的總量優(yōu)選是0.1wt％以上20wt％以下。
構(gòu)成燒結(jié)體的碳化物的特別優(yōu)選是Si碳化物。當碳化物是Si碳化物時，優(yōu)選為實質(zhì)上不含除Si以外的其它元素的碳化物。
并且，本發(fā)明的濺射靶的特征在于，該濺射靶是含有Ta氧化物和Si碳化物的燒結(jié)體，該燒結(jié)體中Si碳化物的含量在0.1wt％以上20wt％以下，而且由相對密度70％以上的燒結(jié)體構(gòu)成。在此情況下，上述燒結(jié)體優(yōu)選為實質(zhì)上不含除Si以外的其它元素的碳化物。
在本發(fā)明中，所謂“實質(zhì)上不含除Si以外的其它元素的碳化物”意味著在X射線衍射峰值分布圖中，不能明確地辨認出屬于Si以外其它元素的衍射峰。更具體說，比如，在燒結(jié)體的X衍射峰值分布圖中，除Si以外其它元素的碳化物的衍射峰強度Ic與最大衍射峰的強度是Imax的比值(Ic/Imax)小于0.01。
在本發(fā)明中的Ta氧化物和Si碳化物可以分別使用比如Ta2O5和SiC。
本發(fā)明濺射靶的制造方法具有將由氧化物和碳化物原料粉末混合得到的混合粉末進行燒結(jié)得到燒結(jié)體的工序，是由一種以上選自氧化物的物質(zhì)和一種以上選自碳化物的物質(zhì)組成的燒結(jié)體構(gòu)成上述濺射靶的制造方法，其特征在于，使用平均粒徑為15μm以下的混合粉末作為所述混合粉末，并使上述混合粉末中碳化物的含量在0.1wt％以上20wt％以下，在燒結(jié)溫度為900℃以上，燒結(jié)溫度下的保持時間為30分鐘以上，并且燒結(jié)結(jié)束后的降溫速度為300℃/hr以下進行燒結(jié)。
本發(fā)明的濺射靶的制造方法具有將含有Ta氧化物和Si碳化物的混合粉末進行燒結(jié)得到燒結(jié)體的工序，是由含有Ta氧化物和Si碳化物的燒結(jié)體構(gòu)成濺射靶的制造方法，其特征在于，使用平均粒徑為15μm以下的混合粉末作為上述混合粉末，并使上述混合粉末中碳化物的含量為0.1以上20wt％以下，燒結(jié)溫度在900℃以上，燒結(jié)溫度下的保持時間為30分鐘以上，并且燒結(jié)結(jié)束后的降溫速度在300℃/hr以下進行燒結(jié)。燒結(jié)溫度特別優(yōu)選為在900℃以上1200℃以下，因為這樣能夠得到由實質(zhì)上不含TaC等Ta碳化物的燒結(jié)體構(gòu)成的濺射靶。優(yōu)選使用熱壓法，在燒結(jié)壓力100kg/cm2以上進行燒結(jié)，由此能夠輕易得到密度更高的燒結(jié)體。


圖1表示用于實施例和比較例的燒結(jié)時溫度變化和加壓變化的曲線圖；圖2表示由實施例和比較例制造的相變化光記錄媒體I和相變化光記錄媒體II結(jié)構(gòu)的剖面圖。(a)是相變化光記錄媒體I；(b)是相變化光記錄媒體II；圖3表示由實施例和比較例制造的相變化光記錄媒體進行評價時使用的激光調(diào)制花樣圖；圖4表示在實施例1中制造的相變化光記錄媒體I的CNR功率曲線的圖。
符號的說明311、321基板312、322第一保護層323第一界面層313、324記錄層325第二界面層314、326第二保護層315、327反射層316、328保護涂層本發(fā)明的濺射靶的特征在于，它是由一種以上選自氧化物的物質(zhì)和一種以上選自碳化物的物質(zhì)組成的燒結(jié)體構(gòu)成的，在上述燒結(jié)體中碳化物的含量在0.1wt％以上20wt％以下，相對密度在70％以上。
并且，本發(fā)明的濺射靶的特征在于，它是含有Ta氧化物和Si碳化物的燒結(jié)體，在該燒結(jié)體中Si碳化物的含量在0.1wt％以上20wt％以下，且該燒結(jié)體的相對密度在70％以上。
如果燒結(jié)體中SiC等碳化物的含量超過20wt％，則由濺射得到的膜的透明性差，由于記錄再現(xiàn)性能差而不實用，而如果不到0.1wt％，就沒有提高記錄靈敏度的效果。燒結(jié)體中碳化物的含量優(yōu)選為0.1～15wt％，更優(yōu)選為0.1～10wt％。由于燒結(jié)體的相對密度在70％以上，會急劇減少在濺射時產(chǎn)生裂紋和開口和異常的放電等現(xiàn)象的情況。燒結(jié)體的相對密度更優(yōu)選為80％以上，特別優(yōu)選為90％以上。
作為構(gòu)成上述燒結(jié)體的氧化物，例如，可以使用一種以上選自Ta、Si、Al、Ti、Nb、Zr、Zn、In和Sn的氧化物，但為了提高使用制得的濺射靶制造的相變化光記錄媒體的消去率性能，優(yōu)選為一種以上選自Ta、Si、Al、Ti和Nb的氧化物。但是，由于SiO2的折光率比較低，在由以SiO2為主要成分的燒結(jié)體組成的濺射靶制造相變化光記錄媒體時，會有信號強度相對降低的情況。為了提高使用制得的濺射靶制造的相變化光記錄媒體的記錄靈敏度性能，作為構(gòu)成上述燒結(jié)體的碳化物，優(yōu)選為一種以上選自Si、Ta、Ti、Nb和W的碳化物。
特別是從提高記錄靈敏度性能的觀點出發(fā)，Si碳化物是最有效的。因此，當碳化物是Si碳化物時，更優(yōu)選為實質(zhì)上不含除Si以外的其它元素的碳化物。
由提高相變化光記錄媒體的消去率性能和記錄靈敏度性能的觀點出發(fā)，特別優(yōu)選使用由含有Ta氧化物和Si碳化物的燒結(jié)體形成的濺射靶。此時還是優(yōu)選實質(zhì)上不含除Si以外的其它元素的碳化物。在使用由含有生成的副產(chǎn)物TaC的燒結(jié)體形成的濺射靶的情況下，與由不含TaC副產(chǎn)物的燒結(jié)體構(gòu)成的濺射靶相比，降低了制得的相變化光記錄媒體的消去率性能。另外，對于構(gòu)成燒結(jié)體的氧化物，既可以僅使用Ta氧化物，也可以在Ta氧化物中添加其它的氧化物，比如In氧化物或Zr氧化物，這樣，就能夠提高記錄靈敏度性能。作為Ta氧化物、In氧化物、Zr氧化物和Si碳化物，比如，可以分別使用Ta2O6、In2O3、ZrO2、SiC。
如上所述，本發(fā)明的濺射靶，由于形成了相變化光記錄媒體的保護層和界面層，因此適于用作濺射靶。
下面說明用本發(fā)明優(yōu)選的濺射靶制造的相變化光記錄媒體。這樣的相變化光記錄媒體，是一種在基板上形成包括保護層、記錄層的多層膜，利用該記錄層的結(jié)晶相和無定形相之間的可逆相變化進行信息記錄和消去的相變化光記錄媒體，在基板上至少具有記錄層和保護層，上述記錄層能在結(jié)晶相和無定形相之間進行可逆相變化，上述保護層由介電材料形成，該介電材料的作用在于，在記錄再現(xiàn)過程中發(fā)熱時對基板進行保護，對記錄層進行物理的·化學(xué)的保護，使光記錄信號增強等。上述保護層多形成于記錄層的兩側(cè)，也可以只形成于基板和記錄層之間，或者只形成于與記錄層基板相對的一側(cè)。該保護層可以直接層積在記錄層上，但為了承擔防止向記錄層發(fā)生原子擴散和促進記錄層的結(jié)晶化等功能，也可以在記錄層和保護層之間、接著記錄層設(shè)置薄的界面層。在此情況下，既可以直接在界面層上層積保護層，也可以在其它任何層上進行層積。該界面層，既可以在記錄層的兩側(cè)的面上形成，也可以只在基板側(cè)的面上或只在與基板相對的一側(cè)的面上形成。而且也可以在記錄層的任何一側(cè)的面上使用本發(fā)明的濺射靶形成界面層，而在另一面上用其它材料形成界面層。如上所述，界面層，是在記錄層的兩側(cè)，或者在基板側(cè)或者與基板側(cè)相反的一面上接著記錄層而形成的層，具有防止向記錄層發(fā)生原子擴散，促進記錄層的結(jié)晶化等機能，其厚度為0.1～20nm，更優(yōu)選為0.2～10nm，進一步優(yōu)選為0.2～2.5nm。
作為在這樣的相變化光記錄媒體上使用的基板，只要滿足在使用的激光波長范圍內(nèi)足夠透明，滿足作為媒體基板的機械性能等性能，就沒有特別的限定，可以使用玻璃、聚碳酸酯、非晶聚烯烴等。另外，當用于記錄再現(xiàn)的激光不是通過基板，而是由記錄層的一側(cè)射入時，基板就不必是透明的，只要能滿足作為媒體基板的機械性能等性能就可以了。
在所用激光波長范圍內(nèi)，保護層為透明的膜，除了用本發(fā)明的濺射靶形成的膜以外，也可以使用SiN、AlN、SiAlON、ZnS-SiO2等的膜。并且，記錄層由GeSbTe系薄膜、InSbTe系薄膜等具有可逆相變化的膜組成。特別是在相變化光記錄媒體中，一般具有用于將入射激光反射使其返回到信號檢測系統(tǒng)的反射層，而該反射層由Al合金或Ag合金等在所用激光波長范圍內(nèi)具有高反射率的膜構(gòu)成。
另外，上述保護層，除了具有保護記錄層的作用以外，還有提高對入射到記錄層上的光的吸收效率的作用，并且，由于上述保護層還具有增加記錄前后反射光的變化量的作用，其厚度要在考慮到使用的激光的波長和記錄層膜厚的情況下進行最優(yōu)化設(shè)計。并且，在形成這些層之后，根據(jù)需要，還可以在這些層上形成由合成樹脂制成的保護涂層。
下面舉一個例子來更詳細地說明本發(fā)明的濺射靶的制造方法。例如，將氧化物和碳化物的原料粉末按照預(yù)定的組成進行混合，用干法或濕法在球磨機等中進行均勻混合，得到混合粉末。此時，得到的混合粉末中碳化物粉末的含量為0.1～20wt％，更優(yōu)選為0.1～15wt％，進一步優(yōu)選為0.1～10wt％。如果碳化物粉末的含量超過20wt％，由于在得到的濺射靶上通過濺射得到的膜的透明性降低，從而降低了記錄再現(xiàn)性能導(dǎo)致不能使用，而在0.1wt％以下，就沒有提高記錄靈敏度的效果。
作為制造在本發(fā)明濺射靶中所用的燒結(jié)體的原料粉末，所用的氧化物粉末和碳化物粉末沒有特別的限制，可以使用市售的粉末，不過為了得到更為均勻的高密度燒結(jié)體，得到的混合粉末的平均粒徑優(yōu)選在15μm以下，更優(yōu)選為平均粒徑在10μm以下，進一步優(yōu)選為平均粒徑在5μm以下。
將得到的混合粉末用壓力機等進行預(yù)成型，在常壓燒成爐中進行燒成。而為了提高燒結(jié)的密度，優(yōu)選為將得到的混合粉末填充到石墨模具中，用熱壓機進行加壓燒結(jié)。也可以由HIP等壓力機形成燒結(jié)體。在燒結(jié)時，由于降溫速度高于300℃/hr時，燒結(jié)體會發(fā)生裂紋或開口等缺陷，所以應(yīng)將降溫速度控制在300℃/hr以下。降溫速度更優(yōu)選為在200℃/hr以下，進一步優(yōu)選為在100℃/hr以下。
燒結(jié)溫度在900℃以上，更優(yōu)選為在1000℃以上，進一步優(yōu)選為在1100℃以上。當不到900℃時，難以得到相對密度70％以上的高燒結(jié)密度的燒結(jié)體，即使在用熱壓機的情況下，也必須使用非常高的壓力，從裝置能力來考慮是不實用的。
而在制造含有Ta氧化物和Si碳化物的燒結(jié)體的情況下，為了避免在燒結(jié)體中產(chǎn)生TaC，燒結(jié)溫度優(yōu)選為在900℃以上和1200℃以下。
為了提高燒結(jié)密度，在使用熱壓機時的燒結(jié)壓力優(yōu)選為在100kg/cm2以上，更優(yōu)選為在150kg/cm2以上，進一步優(yōu)選為在200kg/cm2以上。
保持在燒結(jié)溫度下的時間優(yōu)選為在30min以上，更優(yōu)選為在1hr以上，進一步優(yōu)選為在2hr以上。
如上所述得到的燒結(jié)體，由干法或濕法的機械加工加工成預(yù)定的形狀，根據(jù)需要，可粘結(jié)在模具板上來制造本發(fā)明的濺射靶，以便更有效地釋放出在濺射時產(chǎn)生的熱量。
濺射靶的形狀可按照使用的濺射裝置進行適當?shù)倪x擇，比如一般是直徑3～8英寸左右的圓形或者(4～6英寸)×(5～20英寸)左右的方形。而濺射靶的厚度通常為3～20mm左右。
實施例下面基于實施例詳細地說明本發(fā)明，但這些實施例不對本發(fā)明構(gòu)成任何限制。
(實施例1)使用Ta2O5和SiC粉末作為原料粉末。把相對于總量2.5wt％的SiC粉末添加到Ta2O5粉末中，將它們和氧化鋯球一起放入樹脂制的罐中，在球磨機中進行12hr的混合。把得到的平均粒徑1μm的混合粉末填充到熱壓機的石墨模具中，在純氬氣流下，在1100℃的燒結(jié)溫度和200kg/cm2的燒結(jié)壓力的條件下進行熱壓燒結(jié)，得到燒結(jié)體。且升溫速度為200℃/hr，降溫速度為100℃/hr，保持時間是2hr。熱壓機的溫度變化曲線和加壓變化曲線如圖1所示。得到的燒結(jié)體經(jīng)過機械加工加工成圓板狀(直徑101.6mm，厚6mm)。粘結(jié)在銅制的模具板上制造濺射靶。
在形成保護層時使用上述的濺射靶，制造如圖2(a)所示結(jié)構(gòu)的相變化光記錄媒體。在用聚碳酸酯制造的盤狀基板311上形成間距1.4μm，寬度0.7μm的溝槽，在添加了5vol％氧氣的氬氣環(huán)境(0.45Pa)下，在基板311上使用上述濺射靶，用RF濺射法形成第一保護層膜312(膜厚100nm)。然后使用Ge2Sb2Te5合金靶體，在0.45Pa壓力的氬氣下用DC濺射法形成記錄層膜313(膜厚20nm)。再使用上述濺射靶，在添加5vol％氧氣的氬氣環(huán)境(0.45Pa)下，用RF濺射法形成第二保護層膜314(膜厚20nm)。然后使用含鋁3wt％的Cr合金靶體形成反射層315(膜厚100nm)。在其上面形成厚度10μm的紫外線固化樹脂保護涂層316，就得到了相變化光記錄媒體(在下文中將具有此結(jié)構(gòu)的相變化光記錄媒體稱為“相變化光記錄媒體I”或者“媒體I”)。
在形成界面層的時候使用上述的濺射靶，制造出如圖2(b)所示結(jié)構(gòu)的相變化光記錄媒體。在用聚碳酸酯制造的盤狀基板321上形成間距1.4μm，寬度0.7μm的溝槽，用RF濺射法(氬氣氣氛，0.45Pa)下，由含有20mol％ZnS的SiO2形成厚度100nm的第一保護層322。在添加了5vol％氧氣的氬氣環(huán)境(0.45Pa)下，在其上面用上述濺射靶，由RF濺射法形成第一界面層膜323(膜厚2nm)。然后使用Ge2Sb2Te5合金靶體，在0.45Pa壓力的氬氣下用DC濺射法形成記錄層膜324(膜厚20nm)。再在添加了5vol％氧氣的氬氣環(huán)境(0.45Pa)下，使用上述濺射靶，由RF濺射法成形成第二界面層膜325(膜厚2nm)。再在其上面用RF濺射法(氬氣環(huán)境，0.45Pa)，由含有20mol％ZnS的SiO2組成的濺射靶形成厚度20nm的第二保護層326(膜厚20nm)。此后，用含有3wt％鋁的Cr合金靶體形成厚度100nm的反射層327。在其上面形成厚度10μm的紫外線固化樹脂保護涂層328，就得到了相變化光記錄媒體(在下文中將具有此結(jié)構(gòu)的相變化光記錄媒體稱為“相變化光記錄媒體II”或者“媒體II”)。
(實施例2)除了分別用Al、Zr、Si、Ti、Nb、Zn、In或Sn的氧化物代替Ta2O5以外，用與實施例1相同的方法制造濺射靶(實施例2-1～8)。然后與實施例1一樣，使用得到的濺射靶制造相變化光記錄媒體I和相變化光記錄媒體II。
(實施例3)除了分別用Ta、Ti、Nb、W、Zr、Hf、Al或Mn的碳化物代替SiC以外，用與實施例1相同的方法制造濺射靶(實施例3-1～8)。然后與實施例1一樣，使用得到的濺射靶制造相變化光記錄媒體I和相變化光記錄媒體II。
(實施例4)除了使混合粉末中的SiC粉末含量在0.1wt％到20wt％之間變化以外，用與實施例1同樣的方法制造濺射靶(實施例4-1～6)。然后與實施例1一樣，使用得到的濺射靶制造相變化光記錄媒體I和相變化光記錄媒體II。
(實施例5)
除了變化混合粉末的平均粒徑以外，用與實施例1同樣的方法制造濺射靶(實施例5-1～3)。
(實施例6)除了使降溫速度為200℃/hr或300℃/hr之下以外，用與實施例1同樣的方法制造濺射靶(實施例6-1、6-2)。
(實施例7)除了燒結(jié)溫度為900℃、1200℃或1300℃以外，用與實施例1同樣的方法制造濺射靶(實施例7-1～3)。然后與實施例1一樣，使用得到的濺射靶制造相變化光記錄媒體I和相變化光記錄媒體II。
(實施例8)除了以常壓燒結(jié)法在燒結(jié)溫度為900℃、1100℃、1200℃或1300℃下進行燒結(jié)以外，用與實施例1同樣的方法制造濺射靶(實施例8-1～4)。然后與實施例1一樣，使用得到的濺射靶制造相變化光記錄媒體I和相變化光記錄媒體II。
(實施例9)除了燒結(jié)壓力為100kg/cm2或150kg/cm2以外，用與實施例1同樣的方法制造濺射靶(實施例9-1、9-2)。
(實施例10)除了在燒結(jié)溫度下的保持時間為30min或1hr以外，用與實施例1同樣的方法制造濺射靶(實施例10-1、10-2)。
(實施例11)使用Ta2O5粉末、SiC粉末和In2O3粉末作為原料粉末，在Ta2O5粉末中添加相對于總量2.5wt％的SiC粉末和2.5wt％的In2O3粉末，將它們與氧化鋯球一起放入樹脂制的罐中，用球磨機進行12hr的混合。使用制得的平均粒徑1μm的混合粉末，與實施例一樣制造濺射靶，用得到的濺射靶，與實施例1一樣制造相變化光記錄媒體I和相變化光記錄媒體II。
(實施例12)除了使用ZrO2粉末(2.5wt％)代替In2O3粉末以外，與實施例11同樣地制造濺射靶。用得到的濺射靶，與實施例1一樣制造相變化光記錄媒體I和相變化光記錄媒體II。
(比較例1)除了使用CeN粉末或ZrN粉末代替SiC粉末以外，與實施例1同樣地制造濺射靶(比較例1-1、1-2)。用得到的濺射靶，與實施例1一樣制造相變化光記錄媒體I和相變化光記錄媒體II。
(比較例2)除了混合粉末中SiC的含量為0％或25wt％以外，用與實施例1同樣的方法制造濺射靶(比較例2-1、2-1)。用得到的濺射靶，與實施例1一樣制造相變化光記錄媒體I和相變化光記錄媒體II。
(比較例3)除了使用平均粒徑20μm或18μm的混合粉末以外，用與實施例1同樣的方法制造濺射靶。
(比較例4)除了降溫速度為400℃/hr以外，用與實施例1同樣的方法制造濺射靶。
(比較例5)除了燒結(jié)溫度為800℃以外，用與實施例1同樣的方法制造濺射靶。
(比較例6)除了在燒結(jié)溫度下的保持時間為15min以外，用與實施例1同樣的方法制造濺射靶。
在上述實施例1～12和比較例1～6中，一面觀察在制造燒結(jié)體時產(chǎn)生的裂紋或開口，一面對得到的燒結(jié)體進行密度測定和X射線衍射的測量，然后對得到的濺射靶進行成膜評價。
燒結(jié)體的密度一般由阿基米德法測定，算出相對密度。此時，燒結(jié)體的理論密度是以燒結(jié)前混合粉末中氧化物和碳化物的密度，按照混合粉末的重量組成進行加權(quán)平均得到的值，用此值算出相對密度。燒結(jié)體的理論密度也可以假定燒結(jié)體為結(jié)晶相，通過X射線衍射測量鑒定，計算出此燒結(jié)體的組成。而由X射線衍射測定的結(jié)晶相在燒結(jié)體中的存在量，例如，也可以假定為由EPMA測定的燒結(jié)體中各原子的存在比計算出的值，從而計算出燒結(jié)體的理論密度。
X射線衍射測量，可采取一部分制得的燒結(jié)體，由X射線衍射儀在以下的條件下進行測量。X射線Cukα射線；功率50KV-200mA；2θ掃描速度4°/min；2θ掃描范圍10～100°；狹縫系統(tǒng)(DS-SS-RS)0.5°-0.5°-0.15mm。
濺射放電試驗，由RF磁力濺射裝置，在0.4Pa的氬氣壓力和輸入功率300W的條件下進行，觀察在濺射靶上是否產(chǎn)生裂紋或開口和異常放電。
在初始化裝置中，對實施例1～4、6、7、11、12和比較例1、2中制造的相變化光記錄媒體I和相變化光記錄媒體II進行記錄層的初始結(jié)晶化。
然后在記錄層已經(jīng)結(jié)晶化區(qū)域的音軌上，以6m/sec的線速度記錄長度6μm的無定形標記(記錄間距1.2μm，λ685nm，NA＝0.55)。在進行此記錄時，使用如圖3所示的附加Off脈沖(off pulse)的激光調(diào)制花樣，使Off脈沖功率(Poff)和前導(dǎo)功率(Pr)為1mW，峰值功率寬度為50ns，Off脈沖寬度為33ns。記錄當偏置功率(Pb)為5mW時使峰值功率(Pp)改變的無定形標記，以CNR最大時的Pp作為最佳Pp(Pp0)。然后記錄Pb＝5mW，Pp＝Pp0時的無定形標記，通過用各種功率的激光束照射來消去無定形標記。此時，將測得的消去前后的載波電平差作為消去率，將消去率最大時的激光功率作為最佳Pb(Pb0)。然后取Pp為(Pp0-1)mW，Pb為(Pb0-1)mW，記錄無定形標記(標記長0.6μm)，用(Pb0-1)mW的激光進行消去處理。每個聲軌進行這樣的記錄-消去處理20次(在下文中，此工序被稱為初始化處理)。
對經(jīng)過了初始化處理的聲軌，取Pb＝Pb0mW，以6m/s的線速度進行無定形標記(標記長0.6μm)的記錄，測量CNR的記錄功率(Pp)的相關(guān)性(在下文中稱為功率曲線)。而對經(jīng)過初始化處理的音軌，以6m/sec的線速度記錄0.6μm長的無定形標記，記錄激光的Pr＝1mW、Poff＝1mW、Pp＝Pp0、Pb＝Pb0(記錄間距1.2μm)，以12m/sec的線速度，用各種消去功率消去該記錄標記，測量消去處理前后的載波電平差，將其最大值定義為消去率。
圖4表示的是用由實施例1得到的濺射靶制成的相變化光記錄媒體I的CNR功率曲線。功率曲線與CNR＝30dB相交的交點被定義為各種相變化光記錄媒體的記錄靈敏度(Pth)。
表1表示對實施例1和實施例2(實施例2-1～8)的濺射靶進行評價的結(jié)果。由表1可以清楚地看到，在實施例1和實施例2的各個濺射靶中，都得到70％以上的相對密度，在燒結(jié)時和濺射時，都未產(chǎn)生裂紋或開口。也未發(fā)生濺射時的異常放電，也沒有見到顆粒的產(chǎn)生。而Ta2O5、SiO2、Al2O3、TiO2、Nb2O5的消去率非常好。
表1表2表示對實施例1、實施例3(實施例3-1～8)、比較例1(比較例1-1、1-2)以及比較例2(比較例2-1)的濺射靶進行評價的結(jié)果。由表2可以清楚地看到，在其中各個濺射靶中都得到70％以上的相對密度，而在添加物中使用碳化物的實施例1和實施例3(實施例3-1～8)的濺射靶中，燒結(jié)時和濺射時都未產(chǎn)生裂紋或開口，在濺射時也未發(fā)生異常放電，也沒有見到顆粒的產(chǎn)生。
特別是SiC、TaC、TiC、Nb2C、WC具有既不降低消去率，又能夠提高靈敏度的良好結(jié)果。與此相反，添加了氮化物的比較例1(比較例1-1、1-2)的濺射靶，在濺射時產(chǎn)生了裂紋和異常放電，記錄靈敏度也低，并且，什么也沒有添加的比較例2(比較例2-1)，其濺射靶記錄靈敏度也很低。
表2表3表示對實施例1、實施例4(實施例4-1～6)以及比較例2(比較例2-1、2-2)的濺射靶進行評價的結(jié)果?？梢钥闯鎏蓟锓勰┑暮吭?0wt％以下時，不會降低消去率，從記錄靈敏度Pth看，碳化物粉末的含量為0.1～20wt％時良好，在1～10wt％時特別良好。這樣的濺射靶，在燒結(jié)時未產(chǎn)生裂紋或開口。并且，在濺射時也未發(fā)生異常放電，也沒有見到顆粒的產(chǎn)生。
表3表4表示對實施例1、實施例5(實施例5-1～3)以及比較例3(比較例3-1、3-2)的濺射靶的評價結(jié)果。當平均粒徑在15μm以下時，可得到足夠的燒結(jié)密度，在燒結(jié)時和在濺射時未產(chǎn)生裂紋和開口。并且，在濺射時也未發(fā)生異常放電，也沒有見到顆粒的產(chǎn)生。
表4表5表示對實施例1、實施例6(實施例6-1、6-2)以及比較例4的濺射靶的評價結(jié)果。當燒結(jié)結(jié)束后的降溫速度在300℃/hr以下時，在燒結(jié)時和在濺射時未產(chǎn)生裂紋和開口。并且，在濺射時也未發(fā)生異常放電，也沒有見到顆粒的產(chǎn)生。
表5表6表示實施例1、實施例7(實施例7-1～3)、實施例8(實施例8-1～4)以及比較例5的濺射靶的評價結(jié)果。當燒結(jié)溫度在900℃以上時，就能得到足夠的燒結(jié)密度，特別是由熱加壓法可得到更高的相對密度。當燒結(jié)溫度在900℃以上時，在燒結(jié)時和在濺射時未發(fā)生裂紋和開口。并且，在濺射時也未發(fā)生異常放電，也沒有見到顆粒的產(chǎn)生。
另外，無論是在熱加壓法中，還是在常壓燒結(jié)法中，在燒結(jié)溫度1300℃下得到的濺射靶(實施例7-2、實施例8-3)中，X射線衍射的結(jié)果都認定有TaC生成，當使用認定有TaC生成的濺射靶制造的相變化光記錄媒體時，無論是在相變化光記錄媒體I還是在相變化光記錄媒體II中，都可以肯定的是，消去率相對降低了。
表6表7表示實施例1以及實施例9(實施例9-1、9-2)的濺射靶的評價結(jié)果。當燒結(jié)時的壓力在100kg/cm2以上時，就能得到足夠的燒結(jié)密度，在燒結(jié)時和在濺射時未發(fā)生裂紋和開口。并且，在濺射時也未發(fā)生異常放電，也沒有見到顆粒的產(chǎn)生。
表7表8表示實施例1、實施例10(實施例10-1、10-2)以及比較例6的濺射靶的評價結(jié)果。當燒結(jié)時的保持時間為0.5hr以上時，就能得到足夠的燒結(jié)密度，在燒結(jié)時和在濺射時未發(fā)生裂紋和開口。并且，在濺射時也未發(fā)生異常放電，也沒有見到顆粒的產(chǎn)生。
表8表9表示實施例1、實施例11以及實施例12的濺射靶的評價結(jié)果。在進行這幾個實施例的濺射時，都能夠得到足夠的燒結(jié)密度，在燒結(jié)時和在濺射時未發(fā)生裂紋和開口。并且，在濺射時也未發(fā)生異常放電，也沒有見到顆粒的產(chǎn)生。
作為燒結(jié)體組成的氧化物，使用由在Ta氧化物中加入了In氧化物或Zr氧化物的燒結(jié)體制造的濺射靶得到的相變化光記錄媒體，無論是在相變化光記錄媒體中I還是在相變化光記錄媒體II中，與由只含有Ta氧化物作為氧化物的燒結(jié)體得到的相變化光記錄媒體相比，都可以肯定地認為進一步提高了記錄靈敏度的性能。
表9如上所述，在基板上形成含有保護層、記錄層的多層膜，或者形成含有保護層、界面層、記錄層的多層膜，利用此記錄層的結(jié)晶相和無定形相之間的可逆相變化來進行信息的記錄·消去，在這樣的相變化光記錄媒體中，通過由一種以上選自氧化物的物質(zhì)和其含量為總量的0.1～20wt％的一種以上選自碳化物物質(zhì)的材料形成保護層或界面層，就能夠得到能以12m/sec以上的線速度擦寫的相變化光記錄媒體。作為氧化物，優(yōu)選是一種以上選自Ta、Si、Al、Ti、Nb、Zr、Zn、In和Sn的氧化物，而作為碳化物，優(yōu)選是一種以上選自Si、Ta、Ti、Nb以及W的碳化物。特別是由含有Ta2O5等Ta氧化物和SiC等Si碳化物，而且Si碳化物含量為0.1～20wt％的材料形成保護層或界面層，就能夠得到消去率性能以及記錄靈敏度性能都特別優(yōu)異的相變化光記錄媒體。
并且，由除了Ta2O5等Ta氧化物以外，還含有In2O3等In氧化物或ZrO2等Zr氧化物，而且含有0.1～20wt％的SiC等Si碳化物的材料形成的保護層或界面層，能夠得到記錄靈敏度性能特別優(yōu)異的相變化光記錄媒體。
為了保護記錄層、促進記錄層結(jié)晶、防止向記錄層進行原子擴散而形成的層，并不只是單層的保護層，而是形成界面層+保護層，由于它們各自具有相應(yīng)的機能，因此相變化光記錄媒體的設(shè)計自由度就能夠加大，并能夠得到記錄再現(xiàn)性能、耐久性和可靠性等方面都更優(yōu)異的相變化光記錄媒體。這樣的界面層的厚度，優(yōu)選為0.1～20nm，更優(yōu)選為0.2～10nm，特別優(yōu)選為0.2～2.5nm。
本發(fā)明的濺射靶在進行濺射時沒有裂紋或開口產(chǎn)生，也不發(fā)生異常放電，還能夠高速而穩(wěn)定地成膜，因此，通過使用本發(fā)明的濺射靶能以很高的生產(chǎn)率得到記錄再現(xiàn)性能優(yōu)異的相變化光記錄媒體。
表1

表2

表3

表4

表5

表6

表7

表8

表9

權(quán)利要求
1.一種濺射靶，其特征為由一種以上選自氧化物的物質(zhì)和一種以上選自碳化物的物質(zhì)組成的燒結(jié)體構(gòu)成，其中所述碳化物的含量為0.1wt％以上20wt％以下，而且所述燒結(jié)體的相對密度為70％以上。
2.如權(quán)利要求1所述的濺射靶，其特征為所述構(gòu)成燒結(jié)體的氧化物是一種以上選自Ta、Si、Al、Ti、Nb、Zr、Zn、In以及Sn的氧化物。
3.如權(quán)利要求1或2所述的濺射靶，其特征為所述構(gòu)成燒結(jié)體的碳化物是一種以上選自Si、Ta、Ti、Nb以及W的碳化物。
4.如權(quán)利要求1所述的濺射靶，其特征為所述構(gòu)成燒結(jié)體的碳化物是Si的碳化物。
5.如權(quán)利要求2所述的濺射靶，其特征為所述構(gòu)成燒結(jié)體的碳化物是Si的碳化物。
6.如權(quán)利要求4或5所述的濺射靶，其特征為所述燒結(jié)體實質(zhì)上除Si碳化物以外不含其它元素的碳化物。
7.一種濺射靶，其特征為它是由含有Ta氧化物和Si碳化物的燒結(jié)體構(gòu)成的，所述燒結(jié)體中Si的碳化物的含量為0.1wt％以上20wt％以下，而且所述燒結(jié)體的相對密度為70％以上。
8.如權(quán)利要求7所述的濺射靶，其特征為所述燒結(jié)體實質(zhì)上除Si碳化物以外不含其它元素的碳化物。
9.一種濺射靶的制造方法，具有將氧化物和碳化物的原料粉末混合得到的混合粉末進行燒結(jié)得到燒結(jié)體的工序，構(gòu)成所述濺射靶的燒結(jié)體是由一種以上選自氧化物的物質(zhì)和一種以上選自碳化物的物質(zhì)組成，其特征為使用平均粒徑為15μm以下的混合粉末作為所述混合粉末，并使所述混合粉末中碳化物的含量在0.1wt％以上20wt％以下，在燒結(jié)溫度為900℃以上，燒結(jié)溫度下的保持時間為30分鐘以上，并且燒結(jié)結(jié)束后的降溫速度為300℃/hr以下進行燒結(jié)。
10.一種濺射靶的制造方法，具有將含有Ta的氧化物和Si的碳化物的混合粉末進行燒結(jié)得到燒結(jié)體的工序，所述濺射靶由含有Ta氧化物和Si碳化物的燒結(jié)體構(gòu)成，其特征為使用平均粒徑為15μm以下的混合粉末作為所述混合粉末，并使所述混合粉末中碳化物的含量為0.1～20wt％，燒結(jié)溫度在900℃以上，燒結(jié)溫度下的保持時間為30分鐘以上，并且燒結(jié)結(jié)束后的降溫速度在300℃/hr以下進行燒結(jié)。
11.如權(quán)利要求10所述的濺射靶的制造方法，其特征為在900℃以上1200℃以下的燒結(jié)溫度下進行燒結(jié)。
全文摘要
本發(fā)明提供一種濺射靶，該濺射靶在濺射中沒有裂紋或開口，不發(fā)生異常放電，而且能夠穩(wěn)定地進行濺射，并能夠以高的生產(chǎn)率得到記錄再現(xiàn)性能優(yōu)異的相變化光記錄媒體。由一種以上選自氧化物的物質(zhì)和一種以上選自碳化物的物質(zhì)構(gòu)成的燒結(jié)體形成濺射靶，該燒結(jié)體中的碳化物含量在0.1wt％以上20wt％以下，相對密度在70％以上。特別是由含有Ta氧化物和Si碳化物的燒結(jié)體來構(gòu)成濺射靶，該燒結(jié)體中Si碳化物的含量在0.1wt％以上和20wt％以下，而且相對密度在70％以上。
文檔編號C23C14/34GK1441082SQ03104948
公開日2003年9月10日 申請日期2003年2月27日 優(yōu)先權(quán)日2002年2月28日
發(fā)明者向后雅則, 稻生俊雄, 內(nèi)田雅人 申請人:東曹株式會社