专利名称：光信息记录用铝合金反射膜及其形成用靶材、记录介质的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种光信息记录用铝合金反射膜、光信息记录介质及光信息记录用铝合金反射膜的形成用的铝合金溅射靶材，特别涉及在CD、DVD、Blu-ray Disk、HD-DVD等的光信息记录介质中的特别是再现专用的介质(ROM)中，为能够在盘形成后进行采用激光等的制标，具有低导热率、低熔化温度、高耐腐蚀性同时具有高反射率的反射膜、该反射膜的形成用的溅射靶材，及具有该反射膜的光信息记录介质。
背景技术：
光盘有几种，但从记录再现原理上分，主要分为再现专用、追记型、重写型3种。
其中，再现专用盘，如图1所示，具有通过设置在透明塑料基体上的凹凸的坑，在制造时形成记录数据后，设置以Al、Ag、Au等作为母材的反射膜的结构，在读取数据时，通过检测照射在盘上的激光的相位差或反射差，进行数据的再现。此外，也有在分别形成一个一个的记录坑后，粘结设置反射膜层的基材和设置半透明反射膜层的基材的2枚基材，读取记录在2层上的数据的方式。在单面的该记录再现方式中，数据为读出专用(不可写入、更改)，作为采用该方式的光盘，列举有CO-ROM、DVD-ROM、BD-ROM、HD-DVD-ROM等。另外，图1是表示断面结构的模式图，在图1中，符号1表示聚碳酸酯基体、2表示半透明反射膜层(Au、Ag合金、Si)、3表示粘接层、4表示全反射膜层(铝合金)、5表示UV固化树脂保护层。
对于如此的再现专用的光盘，在形成盘时，由于通过利用预先形成信息图形的压模的冲压加工，大量生产盘，因此难于一个一个盘地附加ID。但是，从盘的不当复制的防止、商品流通的追踪性的提高、附加价值的提高等目的考虑，即使在再现专用光盘上，也以门级方式或BCA(BurstCutting Area)方式等，在盘形成后，开始采用专用的装置，标准化盘一记录每张的ID的盘。该ID的制标，目前主要利用通过对制造后的盘照射激光，熔化反射膜的铝合金，在反射膜上开孔，进行记录的方法进行。
作为再现专用的光盘的反射膜，现在，作为一般结构材，广泛采用以流通量大、因此而廉价的JIS6061(Al-Mg系合金)为中心的铝合金。
但是，上述JIS6061系铝合金，由于不是以激光制标加工为前提的材料，因此在以下[1]～[2]的方面，存在问题。
导热率高。即，为用更低的输出进行激光制标，反射膜的导热率尽量低的好，但在6061系铝合金中，导热率过高。因此，在采用目前的6061系铝合金，进行激光制标的时候，由于激光输出过大，所以存在构成盘的聚碳酸酯基板或粘接层受到热损害的问题。
耐腐蚀性低。即，在进行激光制标时，在制标后，由于产生空洞，在其后的恒温恒湿试验中，铝合金膜产生腐蚀。
关于铝合金反射膜的导热率的降低，在光信息记录用反射膜的领域，例如在特开平4-177639号公报(专利文献1)中，公开了在Al中添加Nb、Ti、Ta、W、Mn，Mo等，降低导热率的方法。此外，在特开平5-12733号公报(专利文献2)中，公开了在Al中添加Si、Ti、Ta、Cr、Zr、Mo、Pd、Pt中的至少1种，降低导热率的方法。此外，在特开平7-11426号公报(专利文献3)中，也公开了在Al中添加W或Y的合金膜。但是，这些反射膜，由于不以利用激光照射熔化·去除膜为前提，因此尽管膜的导热率降低，但是与此同时熔化温度上升或不考虑如在上述制标后的空洞的腐蚀问题，作为激光制标用铝合金，还不能提供能满足要求的铝合金。
专利文献1特开平4-177639号公报专利文献2特开平5-12733号公报专利文献3特开平7-11426号公报如上所述，对于与激光制标对应的铝合金，要求低导热率、低熔化温度、高耐腐蚀性。
但是，在作为再现专用的光盘上的反射膜使用的6061系铝合金中，如前所述，导热率高，并且，耐腐蚀性低，基于此点，难与激光制标用途对应。此外，在光磁记录用反射膜的领域中，至今提出的铝合金(专利文献1～3记载的)中，如上所述，难与激光制标用途对应。
发明内容
本发明是针对如此的问题而提出的，其目的是，提供一种具有低导热率、低熔化温度、高耐腐蚀性的、能与激光制标对应的光信息记录用铝合金反射膜、备有该反射膜的光信息记录介质及该反射膜形成用的溅射靶材。
本发明者们，为达到上述目的，进行了深入研究，结果发现，相对于铝使特定量含有特定合金元素的铝合金薄膜，具有低导热率、低熔化温度、高耐腐蚀性，作为适合激光制标的光信息记录用反射膜，是最合适的反射薄膜层(金属薄膜层)。本发明是基于如此的见解完成的，如果采用本发明，能够达到上述目的。
如此完成的、能够达到上述目的本发明，涉及光信息记录用铝合金反射膜、光信息记录介质及光信息记录用铝合金反射膜的形成用的铝合金溅射靶材，是如本发明中的要求保护范围1～5所述的光信息记录用铝合金反射膜(第1～5发明的铝合金反射膜)、要求保护范围6～7所述的光信息记录介质(第6～7发明的光信息记录介质)、要求保护范围8～11所述的光信息记录用铝合金反射膜形成用的铝合金溅射靶材(第8～11发明的溅射靶材)，其构成如下。
即，本发明1所述的光信息记录用铝合金反射膜，是用于光信息记录介质的铝合金反射膜，其特征在于，以Al为主成分，含有1.0～10.0原子数量％的稀土类元素中的至少1种，此外含有0.5～5.0原子数量％的Cr、Ta、Ti、Mo、V、W、Zr、Hf、Nb、Ni中的至少1种[第1发明]。
本发明2所述的光信息记录用铝合金反射膜，是如本发明1所述的光信息记录用铝合金反射膜，其中，上述稀土类元素是Nd和/或Y[第2发明]。
本发明3所述的光信息记录用铝合金反射膜，是如本发明1或2所述的光信息记录用铝合金反射膜，其中，含有1.0～5.0原子数量％的Fe、Co中的至少1种[第3发明]。
本发明4所述的光信息记录用铝合金反射膜，是如本发明1～3中任何一项所述的光信息记录用铝合金反射膜，其中，含有1.0～10.0原子数量％的In、Zn、Ge、Cu、Li中的至少1种[第4发明]。
本发明5所述的光信息记录用铝合金反射膜，是如本发明1～5中任何一项所述的光信息记录用铝合金反射膜，其中，含有5.0原子数量％以下的Si、Mg中的至少1种[第5发明]。
本发明6所述的光信息记录介质，其特征在于，具有本发明1～5中任何一项所述的光信息记录用铝合金反射膜[第6发明]。
本发明7所述的光信息记录介质，如本发明6所述的光信息记录介质的激光制标用途[第7发明]。
本发明8所述的光信息记录用铝合金反射膜的形成用的铝合金溅射靶材，其特征在于，以Al为主成分，含有1.0～10.0原子数量％的稀土类元素中的至少1种，此外含有0.5～5.0原子数量％的Cr、Ta、Ti、Mo、V、W、Zr、Hf、Nb、Ni中的至少1种[第8发明]。
本发明9所述的光信息记录用铝合金反射膜的形成用的铝合金溅射靶材，是如本发明8所述的光信息记录用铝合金反射膜的形成用的铝合金溅射靶材，其中，含有1.0～5.0原子数量％的Fe、Co中的至少1种[第9发明]。
本发明10所述的光信息记录用铝合金反射膜的形成用的铝合金溅射靶材，是如本发明8或9所述的光信息记录用铝合金反射膜的形成用的铝合金溅射靶材，其中，含有1.0～10.0原子数量％的In、Zn、Ge、Cu、Li中的至少1种[第10发明]。
本发明11所述的光信息记录用铝合金反射膜的形成用的铝合金溅射靶材，是如本发明8～10中任何一项所述的光信息记录用铝合金反射膜的形成用的铝合金溅射靶材，其中，含有5.0原子数量％以下的Si、Mg中的至少1种[第11发明]。
本发明的光信息记录用铝合金反射膜，具有低导热率、低熔化温度、高耐腐蚀性，能够恰好用作能与激光制标对应的光信息记录用反射膜。本发明的光信息记录介质，具有上述铝合金反射膜，能够适合进行激光制标。如果采用本发明的光信息记录用铝合金反射膜形成用的铝合金溅射靶材，能够形成该铝合金反射膜。
图1是表示再现专用光盘的断面结构的模式图。
图中1…聚碳酸酯基体、2…半透明反射层(Au、Ag合金)、3…粘接层、4…全反射膜层(铝合金)、5…UV固化树脂保护层具体实施方式
如前所述，对于适合激光制标的铝合金薄膜，要求低导热率、低熔化温度、高耐腐蚀性。
本发明者们，制作了在Al中添加多种元素的铝合金溅射靶材，使用这些靶材，利用溅射法，形成种种成分·组成的铝合金薄膜，研究了其组成及作为反射薄膜层的特性，得出以下[下记(1)～(5)]的结论。
(1)通过在Al中添加1.0～10.0原子数量％的(at％)稀土类元素中的至少1种，不升高熔化温度(液相线温度)，能够大大将低导热率。在该元素的添加量低于1.0at％时，导热率的降低效果小。在该元素的添加量大于10.0at％时，反射率的降低大。即使在上述稀土类元素中，Nd、Y的导热率降低效果更大。另外，关于耐腐蚀性，如果只添加上述的稀土类元素，效果不足。
(2)如上所述，通过在Al中合计添加1.0～10.0at％的稀土类元素中的至少1种，同时，此外，合计添加0.5～5.0at％的Cr、Ta、Ti、Mo、V、W、Zr、Hf、Nb、Ni中的至少1种，能够大大改进耐腐蚀性。此外，这些元素[Cr、Ta、Ti、Mo、V、W、Zr、Hf、Nb、Ni(以下，都称为Cr～Nb、Ni)]，也降低导热率。但是，由于这些元素(Cr～Nb、Ni)较大提高熔化温度(液相线温度)，此外，也使反射率降低，所以限定添加量，要求设定在5.0at％以下，优选设定在3.0at％以下。在这些元素(Cr～Nb、Ni)的添加量低于0.5at％时，耐腐蚀性改进效果小。优选设定在1.0at％以上。另外，在这些元素中，通过选择Cr、Ta、Ti、Hf，可以很大地改善耐腐蚀效果，因此是优选的。
(3)如上所述(如上述(2)所述)，通过在Al中合计添加1.0～10.0at％的稀土类元素中的至少1种，同时，此外，合计0.5～5.0at％添加Cr～Nb、Ni中的至少1种，另外合计添加1.0～5.0at％的Fe、Co中的至少1种，能够降低导热率。这些元素(Fe、Co)的添加量在低于1.0at％时，导热率降低的效果小，为充分发挥导热率降低的效果，优选添加1.0at％以上这些元素(Fe、Co)。如果过多添加这些元素(Fe、Co)，由于反射率的降低增大或从溅射靶材的制造容易度考虑，所以优选这些元素(Fe、Co)的添加量设定在5.0at％以下。
(4)如上所述(如上述(2)所述)，通过在Al中合计添加1.0～10.0at％的稀土类元素中的至少1种，同时合计添加0.5～5.0at％Cr～Nb、Ni中的至少1种，另外合计添加1.0～10.0at％的In、Zn、Ge、Cu、Li中的至少1种，能够降低导热率和熔化温度。在这些元素[In、Zn、Ge、Cu、Li(以下，称为In～Li)]的添加量低于1.0at％时，导热率降低的效果及熔化温度降低的效果小，为充分发挥导热率降低的效果及熔化温度降低的效果，优选添加1.0at％以上这些元素(In～Li)。如果过多添加这些元素(In～Li)，由于反射率的降低增大，所以这些元素(In～Li)的添加量优选设定在10.0at％以下。
(5)如上所述(如上述(2)所述)，通过在Al中合计添加1.0～10.0at％的稀土类元素中的至少1种，同时合计添加0.5～5.0at％Cr～Nb、Ni中的至少1种，另外添加5.0at％以下的Si、Mg中的至少1种，能够降低熔化温度。此外，在这些元素(Si、Mg)中，Si也有提高耐腐蚀性的效果。另外，这些元素(Si、Mg)不具有降低导热率的效果。为充分发挥降低熔化温度的效果，最好添加1.0at％以上这些元素(Si、Mg)。如果过多添加，由于导致反射率的降低或从靶材制造的容易度考虑，优选设定在5.0at％以下。
是基于以上的见解，完成本发明的，形成如前述的构成的光信息记录用铝合金反射膜、光信息记录介质及光信息记录用铝合金反射膜的形成用的铝合金溅射靶材。
如此完成的本发明的光信息记录用铝合金反射膜，适用于光信息记录介质的铝合金反射膜，其特征在于，以Al为主成分，含有1.0～10.0at％的稀土类元素中的至少1种，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种[第1发明]。
该光信息记录用铝合金反射膜，从上述(1)～(2)得出，通过在Al中合计添加1.0～10.0at％的稀土类元素中的至少1种，不升高熔化温度(液相线温度)，能够较大降低导热率，此外，通过合计添加0.5～5.0at％Cr～Nb、Ni中的至少1种，能够较大改进耐腐蚀性，此外能够进一步降低导热率。
因此，本发明的光信息记录用铝合金反射膜，能够具有低导热率、低熔化温度、高耐腐蚀性，能够与激光制标对应，能够适合用作光信息记录用反射膜。即，由于熔化温度低，所以能够容易进行激光制标，此外，由于导热率低，所以在激光制标时，激光输出可以低(不需要过大的激光输出)，因此，不引起过强的激光输出造成的盘构成材(聚碳酸酯基板或粘胶层)的热损伤，此外，由于耐腐蚀性优良，因此还能够防止激光制标后的恒温恒湿试验中的腐蚀(浸入激光制标后的空洞的水分造成的铝合金反射膜的腐蚀)的发生。
在本发明的光信息记录用铝合金反射膜中，作为稀土类元素，在采用Nd和/或Y时，从上述(1)得出，能够更加降低导热率[第2发明]。
在本发明的光信息记录用铝合金反射膜中，在另外含有1.0～5.0at％的Fe、Co中的至少1种时，从上述(3)得出，能够更大地降低导热率[第3发明]。
在本发明的光信息记录用铝合金反射膜中，在另外含有1.0～10.0at％的In～Li(In、Zn、Ge、Cu、Li)中的至少1种时，从上述(4)得出，能够降低熔化温度，此外，能够更大地降低导热率[第4发明]。
在本发明的光信息记录用铝合金反射膜中，在另外含有5.0at％以下的Si、Mg中的至少1种时，从上述(5)得出，能够降低熔化温度[第5发明]。另外，在这些元素(Si、Mg)中，Si还具有提高耐腐蚀性的效果。
在本发明中，关于光信息记录用铝合金反射膜的膜厚度，优选设定在30nm～200nm。这是因为，认为是膜厚薄容易进行利用激光的制标，但是如果膜厚低于30nm，光透过，反射率降低，另外，随膜厚度的增加，表面平滑性下降，光容易散射，在膜厚大于200nm时，容易产生光的散射。从上述反射膜及光的散射的抑制的角度考虑，更优选设定膜厚40～100nm。
本发明的光信息记录介质，具有上述的本发明的光信息记录用铝合金反射膜[第6发明]。该光信息记录介质，能够适合进行激光制标。因此，无过强的激光输出造成的盘构成材(聚碳酸酯基板或粘胶层)的热损伤，此外，由于铝合金反射膜的耐腐蚀性优良，因此激光制标后的恒温恒湿试验中的腐蚀(浸入激光制标后的空洞的水分造成的铝合金反射膜的腐蚀)难发生，在此点上，能够具有优良的特性。
本发明的光信息记录介质，由于能够具有上述的如此优良的特性，所以能够特别适合用作激光制标[第7发明]。
本发明的铝合金溅射靶材，是光信息记录用铝合金反射膜的形成用的铝合金溅射靶材，其特征在于，以Al为主成分，含有1.0～10.0at％的稀土类元素中的至少1种，同时含有0.5～5.0at％的Cr～Nb、Ni(Cr、Ta、Ti、Mo、V、W、Zr、Hf、Nb、Ni)中的至少1种[第8发明]。如果采用该铝合金溅射靶材，能够形成本发明的第1发明的光信息记录用铝合金反射膜。
在本发明的铝合金溅射靶材中，在另外含有1.0～5.0at％的Fe、Co中的至少1种的时候，能够形成本发明的第3发明的光信息记录用铝合金反射膜[第9发明]。
在本发明的铝合金溅射靶材中，在另外含有1.0～10.0at％的In～Li(In、Zn、He、Cu、Li)中的至少1种的时候，能够形成本发明的第4发明的光信息记录用铝合金反射膜[第10发明]。
在本发明的铝合金溅射靶材中，在另外5.0at％含有Si、Mg中的至少1种的时候，能够形成本发明的第5发明的光信息记录用铝合金反射膜[第11发明]。
以下，说明本发明的实施例及比较例。另外，本发明并不限定于此实施例，在符合本发明的宗旨的范围内，也能够适当添加变更，进行实施，这都包含在本发明的技术范围。
制作Al-Nd(含有Nd的铝合金)薄膜及Al-Y(含有Y的铝合金)薄膜，研究了Nd、Y的添加量(含量)和薄膜的熔化温度、导热率、反射率及BCA(Burst Cutting Area)特性的关系。
按以下制作了上述薄膜。即，利用DC磁控管溅射，在玻璃基板(科宁#1737，基板尺寸直径50mm、厚度1mm)上，制作(成膜)Al-Nd薄膜或Al-Y薄膜。此时，成膜条件为，基板温度22℃、氩气压2mTorr、成膜速度2nm/sec、背压＜5×10-6Torr。作为溅射靶材，采用与要得到的铝合金薄膜同一组成的铝合金溅射靶材。
薄膜的熔化温度，按以下测定。从基板剥离成膜成厚度1μm的铝合金薄膜(Al-Nd薄膜、Al-Y薄膜)，收集大约5mg，采用示差热测定仪测定。将此时升温时的熔化结束温度和降温时的固溶开始温度的平均值作为熔化温度。关于导热率，从按厚度100nm制作的铝合金薄膜的电阻率换算。关于反射率，制作厚100nm的铝合金薄膜，通过测定用现行DVD使用的波长650nm和波长405nm处的反射率，求出。
关于BCA特性，成膜条件与上述相同，但基板使用厚0.6mm的PC(聚碳酸酯)基板，制作厚70nm的铝合金薄膜，进行实验。在实验中，按激光波长810nm、线速度4m/sec、激光功率1.5W的激光条件，对薄膜照射激光(激光制标)，以激光制标部分的开口率，评价特性。此外，在评价中，使用DVD-ROM用BCA代码记录装置POP120-8R(日立计算机机器公司制)。在后述的BCA特性的评价中，开口率95％以上的用◎表示，开口率80％以上低于95％的用○表示，开口率50％以上低于80％的用△表示，开口率低于50％的用×表示。
另外，作为与上述铝合金薄膜(Al-Nd薄膜、Al-Y薄膜)的比较材，利用与上述相同的方法，制作(成膜)组成相当于JIS6061材的铝合金薄膜。此时作为溅射靶材，采用利用JIS6061材制作的铝合金靶材。其组成，含有Si0.75重量％(质量％)、Fe0.10重量％、Cu0.41重量％、Mn0.07重量％、Mg1.10重量％、Cr0.12重量％，余量为Al及不可避免的杂质。制作的铝合金薄膜的组成与上述铝合金溅射靶材的组成相同。
另外，关于组成相当于该JIS6061材的铝合金薄膜。利用与上述同样的方法，测定熔化温度、导电铝、导热率、反射率及BCA特性。
表1示出上述测定(调查)结果。另外，在表1中，组成栏中的Al-Nd、Al-Y的Nd量、Y量为按at％(原子数量％的)的值。即，Al-X·Nd是含有Xat％Nd的铝合金(Al-Nd合金)薄膜，Al-X·Y是含有Xat％Y的铝合金(Al-Y合金)薄膜。例如，Al-1.0Nd是含有1.0at％的Nd的铝合金。
从表1得出，随着Nd量、Y量的增加，导热率大大降低。另外，关于熔化温度，即使Nd量、Y量增加，也几乎不变化。此外，反射率随着Nd量、Y量的增加而缓慢下降。
关于导热率，在Nd量、Y量为1.0at％以上时，为充分良好的值(低的值)，在2.0at％以上时，为更高水平的良好的值。关于反射率，在Nd量、Y量为10.0at％以下时，为充分良好的值(高的值)。但是，在该范围内，超过7at％时的反射率的下降程度大于7at％时以下时。
从上述结果得出，Nd量、Y量的添加量(含量)需要设定在1.0～10.0at％，更优选设定在2.0％～7at％。
制作Al-4.0Nd-(Ta、Cr、Ti)薄膜(由含有4.0at％Nd同时含有Ta、Cr、Ti中的1种以上的铝合金构成的薄膜)，研究了Ta、Cr、Ti的添加量和薄膜的熔化温度、导热率、反射率、耐腐蚀性及BCA特性的关系。
按以下制作了上述薄膜。即，利用DC磁控管溅射，在玻璃基板(科宁#1737，基板尺寸直径50mm、厚度1mm)上，制作(成膜)Al-4.0Nd-(Ta、Cr、Ti)合金薄膜。此时，成膜条件为，基板温度22℃、氩气压2mTorr、成膜速度2nm/sec、背压＜5×10-6Torr。作为溅射靶材，采用与要得到的铝合金薄膜同一组成的铝合金溅射靶材。
薄膜的熔化温度，按以下测定。从基板剥离成膜成厚度1μm的铝合金薄膜[Al-4.0Nd-(Ta、Cr、Ti)薄膜]，收集大约5mg，采用示差热测定仪测定。将此时升温时的熔化结束温度和降温时的固溶开始温度的平均值作为熔化温度。关于导热率，从按厚度100nm制作的铝合金薄膜的电阻率换算。关于反射率，制作厚100nm的铝合金薄膜，通过测定用现行DVD使用的波长650nm和波长405nm处的反射率，求出。关于耐腐蚀性，浸渍在35℃、5％NaCl溶液中，进行阳极极化测定，由此求出点腐蚀发生电位(电流密度与10μA/cm2对应的电位)，以此作为耐腐蚀性的指标。另外，该电位是饱和甘汞电极(SCE)标准的电位，即相对于SCE电位的电位(以下相同)。
关于BCA特性，成膜条件与上述相同，但基板使用厚0.6mm的PC(聚碳酸酯)基板，制作厚70nm的铝合金薄膜，进行实验。在实验中，按激光波长810nm、线速度4m/sec、激光功率1.5W的激光条件，对薄膜照射激光(激光制标)，以激光制标部分的开口率，评价特性。此外，在评价中，使用DVD-ROM用BCA代码记录装置POP120-8R(日立计算机机器公司制)。在后述的BCA特性的评价中，开口率95％以上的用◎表示，开口率80％以上低于95％的用○表示，开口率50％以上低于80％的用△表示，开口率低于50％的用×表示。
表2示出上述测定(调查)结果。另外，在表2中，组成栏中的Al-4.0Nd-(Ta、Cr、Ti)的Nd量、Ta量、Cr量、Ti量为按at％(原子数量％的)的值。即，Al-4.0Nd-Y·Ta(或Cr、Ti)是含有4.0at％Nd同时含有Yat％Ta(或Cr、Ti)的铝合金[Al-Nd-(Ta、Cr、Ti)合金)]薄膜。例如，Al-4Nd-1.0Ta是含有4.0at％Nd同时含有1.0at％Ta的铝合金。
从表2得出，随着Ta、Cr、Ti各添加量(含量)的增大，点腐蚀发生电位增加(变贵)，耐腐蚀性提高。在Ta、Cr、Ti中，特别是Ta，耐腐蚀性提高提高的效果大。另外，随着这些元素(Ta、Cr、Ti)的添加量的增大，熔化温度上升，并且降低反射率。
关于耐腐蚀性，Ta量、Cr量、Ti量在0.5at％以上时为充分良好的值(高的值)，在2.0at％以上时，为更高水平的良好的值。关于反射率，在Ta量、Cr量、Ti量在5.0at％以下时为充分良好的值(高的值)，在4.0at％以下时，为更高水平的良好的值。关于熔化温度，在Ta量、Cr量、Ti量在5.0at％以下时为充分良好的值(低的值)，在4.0at％以下时，为更高水平的良好的值。
从上述结果得出，Ta量、Cr量、Ti量的添加量(含量)需要设定在0.5～5.0at％，更优选设定在2.0％～4.0at％。
另外，由纯铝构成的膜，从表1～2得出，导热率高，不好，此外，点腐蚀发生电位低(变贱)，耐腐蚀性不好。关于组成相当于JIS6061材的铝合金膜，表中未示出其点腐蚀发生电位，但为-744mV，点腐蚀发生电位低，耐腐蚀性不好。
制作Al-4.0Nd-[Mo、V、W、Zr、Hf、Nb、Ni(以下，都称为Mo～Nb、Ni)]，薄膜(由含有4.0at％Nd同时含有Mo～Nb、Ni中的1种以上的铝合金构成的薄膜)，研究了Mo～Nb、Ni的添加量和薄膜的熔化温度、导热率、反射率、耐腐蚀性及BCA特性的关系。
按以下制作了上述薄膜。即，利用DC磁控管溅射，在玻璃基板(科宁#1737，基板尺寸直径50mm、厚度1mm)上，制作(成膜)Al-4.0Nd-(Mo～Nb、Ni)合金薄膜。此时，成膜条件为，基板温度22℃、氩气压2mTorr、成膜速度2nm/sec、背压＜5×10-6Torr。作为溅射靶材，采用与要得到的铝合金薄膜同一组成的铝合金溅射靶材。
薄膜的熔化温度，按以下测定。从基板剥离成膜成厚度1μm的铝合金薄膜[Al-4.0Nd-(Mo～Nb、Ni)薄膜]，收集大约5mg，采用示差热测定仪测定。将此时升温时的熔化结束温度和降温时的固溶开始温度的平均值作为熔化温度。关于导热率，从按厚度100nm制作的铝合金薄膜的电阻率换算。关于反射率，制作厚100nm的铝合金薄膜，通过测定用现行DVD使用的波长650nm和波长405nm处的反射率，求出。关于耐腐蚀性，浸渍在35℃、5％NaCl溶液中，进行阳极极化测定，由此求出点腐蚀发生电位(电流密度与10μA/cm2对应的电位)，以此作为耐腐蚀性的指标。
关于BCA特性，成膜条件与上述相同，但基板使用厚0.6mm的PC(聚碳酸酯)基板，制作厚70nm的铝合金薄膜，进行实验。在实验中，按激光波长810nm、线速度4m/sec、激光功率1.5W的激光条件，对薄膜照射激光(激光制标)，以激光制标部分的开口率，评价特性。此外，在评价中，使用DVD-ROM用BCA代码记录装置POP120-8R(日立计算机机器公司制)。在后述的BCA特性的评价中，开口率95％以上的用◎表示，开口率80％以上低于95％的用○表示，开口率50％以上低于80％的用△表示，开口率低于50％的用×表示。
表3～4示出上述测定(调查)结果。另外，在表3～4中，组成栏中的Al-4Nd-(Mo～Nb、Ni)的Mo～Nb、Ni量为按at％(原子数量％的)的值。即，Al-4Nd-Y·Mo(或V～Nb、Ni的1种)是含有4.0at％Nd同时含有Yat％Mo(或V～Nb、Ni的1种)的铝合金[Al-Nd-(Mo～Nb、Ni)合金)]薄膜。例如，Al-4Nd-1.0Mo是含有4.0at％Nd同时含有1.0at％Mo的铝合金。
从表3～4得出，随着Mo～Nb、Ni(Mo、V、W、Zr、Hf、Nb、Ni)中的任一种添加量(含量)的增大，点腐蚀发生电位增加(变贵)，耐腐蚀性提高。另外，随着这些元素(Mo～Nb、Ni)的添加量的增大，熔化温度上升，并且反射率降低。
关于耐腐蚀性，Mo～Nb、Ni的添加量在0.5at％以上时为充分良好的值(高的值)，在2.0at％以上时，为更高水平的良好的值。关于反射率，在Mo～Nb、Ni的添加量在5.0at％以下时为充分良好的值(高的值)，在4.0at％以下时，为更高水平的良好的值。关于熔化温度，在Mo～Nb、Ni的添加量在5.0at％以下时为充分良好的值(低的值)，在4.0at％以下时，为更高水平的良好的值。
从上述结果得出，Mo～Nb、Ni的添加量(含量)需要设定在0.5～5.0at％，更优选设定在2.0％～4.0at％。
制作Al-4.0Nd-(Fe、Co)薄膜(由含有4.0at％Nd同时含有Fe或Co的铝合金构成的薄膜)，及，Al-4.0Nd-1Ta-(Fe、Co)薄膜(由含有4.0at％Nd、1.0at％Ta同时含有Fe或Co的铝合金构成的薄膜)，研究了Fe、Co的添加量和薄膜的熔化温度、导热率、反射率、耐腐蚀性及BCA特性。
按以下制作了上述薄膜。即，利用DC磁控管溅射，在玻璃基板(科宁#1737，基板尺寸直径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。此时，成膜条件为，基板温度22℃、氩气压2mTorr、成膜速度2nm/sec、背压＜5×10-6Torr。作为溅射靶材，采用与要得到的铝合金薄膜同一组成的铝合金溅射靶材。
薄膜的熔化温度，按以下测定。从基板剥离成膜成厚度1μm的铝合金薄膜[Al-4.0Nd-(Fe、Co)薄膜、Al-4.0Nd-1Ta-(Fe、Co)薄膜]，收集大约5mg，采用示差热测定仪测定。将此时升温时的熔化结束温度和降温时的固溶开始温度的平均值作为熔化温度。关于导热率，从按厚度100nm制作的铝合金薄膜的电阻率换算。关于反射率，制作厚100nm的铝合金薄膜，通过测定用现行DVD使用的波长650nm和波长405nm处的反射率，求出。关于耐腐蚀性，浸渍在35℃、5％NaCl溶液中，进行阳极极化测定，由此求出点腐蚀发生电位(电流密度与10μA/cm2对应的电位)，以此作为耐腐蚀性的指标。
关于BCA特性，成膜条件与上述相同，但基板使用厚0.6mm的PC(聚碳酸酯)基板，制作厚70nm的铝合金薄膜，进行实验。在实验中，按激光波长810nm、线速度4m/sec、激光功率1.5W的激光条件，对薄膜照射激光(激光制标)，以激光制标部分的开口率，评价特性。此外，在评价中，使用DVD-ROM用BCA代码记录装置POP120-8R(日立计算机机器公司制)。在后述的BCA特性的评价中，开口率95％以上的用◎表示，开口率80％以上低于95％的用○表示，开口率50％以上低于80％的用△表示，开口率低于50％的用×表示。
表5示出上述测定(调查)结果。另外，在该表5中，组成栏中的Al-4Nd-1Ta-(Fe、Co)的Fe、Co量为按at％的值。即，Al-4Nd-1Ta-Z·Fe(或Co)是含有4.0at％Nd及1.0at％Ta同时含有Zat％Fe(或Co)的铝合金[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同时含有3.0at％Fe的铝合金。
从表5得出，Fe、Co，都具有降低导热率的效果。在Fe、Co中，不具有提高耐腐蚀性的效果。
在Fe、Co的添加量低于1.0at％的时候，导热率降低的效果差。如果Fe、Co的添加量超过5.0at％，反射率的下降增大。由此得出，Fe、Co的添加量优选设定在1.0～5.0at％。
制作Al-4.0Nd-[In～Li(In、Zn、Ge、Cu、Li)]薄膜(由含有4.0at％Nd同时含有In～Li中的1种以上的铝合金构成的薄膜)，及，Al-4.0Nd-1Ta-[In～Li(In、Zn、Ge、Cu、Li)]薄膜(由含有4.0at％Nd、1.0at％Ta同时含有In～Li中的1种以上的铝合金构成的薄膜)，研究了In～Li的添加量和薄膜的熔化温度、导热率、反射率、耐腐蚀性及BCA特性。
按以下制作了上述薄膜。即，利用DC磁控管溅射，在玻璃基板(科宁#1737，基板尺寸直径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。此时，成膜条件为，基板温度22℃、氩气压2mTorr、成膜速度2nm/sec、背压＜5×10-6Torr。作为溅射靶材，采用与要得到的铝合金薄膜同一组成的铝合金溅射靶材。
薄膜的熔化温度，按以下测定。从基板剥离成膜成厚度1μm的铝合金薄膜[Al-4.0Nd-(In～Li)薄膜、Al-4.0Nd-1Ta-(In～Li)薄膜等]，收集大约5mg，采用示差热测定仪测定。将此时升温时的熔化结束温度和降温时的固溶开始温度的平均值作为熔化温度。关于导热率，从按厚度100nm制作的铝合金薄膜的电阻率换算。关于反射率，制作厚100nm的铝合金薄膜，通过测定用现行DVD使用的波长650nm和波长405nm处的反射率，求出。关于耐腐蚀性，浸渍在35℃、5％NaCl溶液中，进行阳极极化测定，由此求出点腐蚀发生电位(电流密度与10μA/cm2对应的电位)，以此作为耐腐蚀性的指标。
关于BCA特性，成膜条件与上述相同，但基板使用厚0.6mm的PC(聚碳酸酯)基板，制作厚70nm的铝合金薄膜，进行实验。在实验中，按激光波长810nm、线速度4m/sec、激光功率1.5W的激光条件，对薄膜照射激光(激光制标)，以激光制标部分的开口率，评价特性。此外，在评价中，使用DVD-ROM用BCA代码记录装置POP120-8R(日立计算机机器公司制)。在后述的BCA特性的评价中，开口率95％以上的用◎表示，开口率80％以上低于95％的用○表示，开口率50％以上低于80％的用△表示，开口率低于50％的用×表示。
表6示出上述测定(调查)结果。另外，在该表6中，组成栏中的Al-4Nd-1Ta-(In～Li)的In～Li量为按at％(原子数量％的)的值。即，Al-4Nd-1Ta-Z·In(或Zn、Ge、Cu、Li中的1种)是含有4.0at％Nd及1.0at％Ta同时含有Zat％In(或Zn、Ge、Cu、Li中的1种)的铝合金[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同时含有3.0at％In的铝合金。
从表6得出，In～Li(In、Zn、Ge、Cu、Li)，都具有降低熔化温度的效果，同时具有降低导热率的效果。在In～Li中，特别是In、Ge，降低导热率的效果大，基于此点，优选添加In、Ge。在In～Li中，不具有提高耐腐蚀性的效果。
在In～Li的添加量低于1.0at％的时候，导热率降低的效果及熔化温降低的效果差。如果In～Li的添加量超过10.0at％，反射率的下降增大。由此得出，In～Li的添加量优选设定在1.0～10.0at％。
制作Al-4.0Nd-2.0Ta-(Si、Mg)薄膜(由含有4.0at％Nd、2.0at％Ta同时含有Si、Mg中的1种以上的铝合金构成的薄膜)研究了Si，Mg的添加量和薄膜的熔化温度、导热率、反射率、耐腐蚀性及BCA特性。
按以下制作了上述薄膜。即，利用DC磁控管溅射，在玻璃基板(科宁#1737，基板尺寸直径50mm、厚度1mm)上，制作(成膜)Al-4.0Nd-2.0Ta-(Si、Mg)合金薄膜。此时，成膜条件为，基板温度22℃、氩气压2mTorr、成膜速度2nm/sec、背压＜5×10-6Torr。作为溅射靶材，采用与要得到的铝合金薄膜同一组成的铝合金溅射靶材。
薄膜的熔化温度，按以下测定。从基板剥离成膜成厚度1μm的铝合金薄膜[Al-4.0Nd-2.0Ta-(Si、Mg)薄膜]，收集大约5mg，采用示差热测定仪测定。将此时升温时的熔化结束温度和降温时的固溶开始温度的平均值作为熔化温度。关于导热率，从按厚度100nm制作的铝合金薄膜的电阻率换算。关于反射率，制作厚100nm的铝合金薄膜，通过测定用现行DVD使用的波长650nm和波长405nm处的反射率，求出。关于耐腐蚀性，浸渍在35℃、5％NaCl溶液中，进行阳极极化测定，由此求出点腐蚀发生电位(电流密度与10μA/cm2对应的电位)，以此作为耐腐蚀性的指标。
关于BCA特性，成膜条件与上述相同，但基板使用厚0.6mm的PC(聚碳酸酯)基板，制作厚70nm的铝合金薄膜，进行实验。在实验中，按激光波长810nm、线速度4m/sec、激光功率1.5W的激光条件，对薄膜照射激光(激光制标)，以激光制标部分的开口率，评价特性。此外，在评价中，使用DVD-ROM用BCA代码记录装置POP120-8R(日立计算机机器公司制)。在后述的BCA特性的评价中，开口率95％以上的用◎表示，开口率80％以上低于95％的用○表示，开口率50％以上低于80％的用△表示，开口率低于50％的用×表示。
表7示出上述测定(调查)结果。另外，在该表7中，组成栏中的Al-4Nd-2.0Ta(Si、Mg)的Nd量、Ta量、Si量、Mg量为按at％(原子数量％的)的值。即，Al-4Nd-2.0Ta-Z·Si(或Mg)是含有4.0at％Nd及2.0at％Ta同时含有Zat％Si(或Mg)的铝合金[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同时含有5.0at％Si的铝合金。
从表7得出，随着Si、Mg的添加量的增加，熔化温度降低。此外，通过添加(含有)Si，点腐蚀发生电位大大上升，耐腐蚀性提高。另外，Al-2.0Si(比较例)，为只添加Si，未发现点腐蚀发生电位升高。Si、Mg都具有降低导热率的效果，但降低程度小。
另外，在以上例中，作为稀土类元素添加Nd或Y，但在添加Nd、Y以外的稀土类元素时，也能得到与上述例时有同样倾向的结果。此外，在以上例中，对于稀土类元素，添加其任何一种(单独添加)，对于Cr～Nb、Ni(Cr、Ta、Ti、Mo、V、W、Zr、Hf、Nb、Ni)，添加其任何一种(单独添加)，但在添加稀土类元素种的2种以上(复合添加)，添加Cr～Nb、Ni中的2种以上(复合添加)的时候，也能够得到与上述例时有同样倾向的结果。
本发明的光信息记录用铝合金反射膜，由于具有低导热率、低熔化温度、高耐腐蚀性，所以能够适合用作需要这些特性的光信息记录用反射膜，特别适合用作需要激光制标的光信息记录介质用的反射膜。
表1
表2
表3
表4
表5
表6
表7
权利要求
1.一种光信息记录用铝合金反射膜，是用于光信息记录介质的铝合金反射膜，其特征在于，以Al为主成分，含有1.0～10.0原子数量％的稀土类元素中的至少1种，此外含有0.5～5.0原子数量％的Cr、Ta、Ti、Mo、V、W、Zr、Hf、Nb、Ni中的至少1种。
2.如权利要求1所述的光信息记录用铝合金反射膜，其中，上述稀土类元素是Nd和/或Y。
3.如权利要求1所述的光信息记录用铝合金反射膜，其中，含有1.0～5.0原子数量％的Fe、Co中的至少1种。
4.如权利要求1所述的光信息记录用铝合金反射膜，其中，含有1.0～10.0原子数量％的In、Zn、Ge、Cu、Li中的至少1种。
5.如权利要求1所述的光信息记录用铝合金反射膜，其中，含有5.0原子数量％以下的Si、Mg中的至少1种。
6.一种光信息记录介质，其特征在于，具有如权利要求1所述的铝合金反射膜。
7.权利要求6所述的光信息记录介质的激光制标用途。
8.一种光信息记录用铝合金反射膜的形成用的铝合金溅射靶材，其特征在于，以Al为主成分，含有1.0～10.0原子数量％的稀土类元素中的至少1种，此外含有0.5～5.0原子数量％的Cr、Ta、Ti、Mo、V、W、Zr、Hf、Nb、Ni中的至少1种。
9.如权利要求8所述的光信息记录用铝合金反射膜的形成用的铝合金溅射靶材，其中，含有1.0～5.0原子数量％的Fe、Co中的至少1种。
10.如权利要求8所述的光信息记录用铝合金反射膜的形成用的铝合金溅射靶材，其中，含有1.0～10.0原子数量％的In、Zn、Ge、Cu、Li中的至少1种。
11.如权利要求8所述的光信息记录用铝合金反射膜的形成用的铝合金溅射靶材，其中，含有5.0原子数量％以下的Si、Mg中的至少1种。
全文摘要
本发明提供(1)光信息记录用铝合金反射膜，以Al为主成分，含有1.0～10.0原子数量％的稀土类元素中的至少1种，此外，含有0.5～5.0原子数量％的Cr、Ta、Ti、Mo、V、W、Zr、Hf、Nb、Ni中的至少1种，(2)在上述铝合金反射膜中，含有1.0～5.0原子数量％的Fe、Co中的至少1种，或含有1.0～10.0原子数量％的In、Zn、Ge、Cu、Li中的至少1种，(3)光信息记录介质，具有上述铝合金反射膜，(4)所述铝合金构成的溅射靶材。根据本发明可以实现具有低导热率、低熔化温度、高耐腐蚀性的与激光制标对应的光信息记录用铝合金反射膜及其形成用溅射靶材、光信息记录介质。
文档编号C23C14/14GK1612243SQ200410090068
公开日2005年5月4日 申请日期2004年11月1日 优先权日2003年10月30日
发明者中井淳一, 田内裕基, 高木胜寿 申请人:株式会社神户制钢所