スパッタリングターゲット焼結用粉末及びスパッタリングターゲット
【課題】パーティクルやノジュールを低減し、量産性を向上した硫化亜鉛−ケイ酸化物を主成分とする相変化型光ディスク保護膜形成用スパッタリングターゲットを提供する。
【解決手段】硫酸根量（ＳＯ４）が０．０５〜０．３５ｗｔ％の硫化亜鉛粉とケイ酸化物のメジアン粒径を各Ａμｍ、Ｂμｍとし、ケイ酸化物の混合比をＭｍｏｌ％とし、０．１μｍ＜Ａ＜１０μｍ、０．５μｍ＜Ｂ＜１５μｍ、１５ｍｏｌ％≦Ｍの範囲で、１．４≦Ｂ／Ａを満たし、かつ比表面積が各Ｃｍ２／ｇ、Ｄｍ２／ｇであり、ケイ酸化物の混合比をＭｍｏｌ％とし、５ｍ２／ｇ≦Ｃ≦４０ｍ２／ｇ、０．５ｍ２／ｇ≦Ｄ≦１５ｍ２／ｇ、１５ｍｏｌ％≦Ｍの範囲で、３．５≦Ｃ／Ｄを満たし、さらに粒径Ａ換算比表面積をＥｍ２／ｇとしたとき１５≦Ｃ／Ｅであり、粒径Ｂ換算比表面積をＦｍ２／ｇとしたときＤ／Ｆ≦５である硫化亜鉛粉とケイ酸化物粉を均一混合分散した粉体を用いる。
【解決手段】硫酸根量（ＳＯ４）が０．０５〜０．３５ｗｔ％の硫化亜鉛粉とケイ酸化物のメジアン粒径を各Ａμｍ、Ｂμｍとし、ケイ酸化物の混合比をＭｍｏｌ％とし、０．１μｍ＜Ａ＜１０μｍ、０．５μｍ＜Ｂ＜１５μｍ、１５ｍｏｌ％≦Ｍの範囲で、１．４≦Ｂ／Ａを満たし、かつ比表面積が各Ｃｍ２／ｇ、Ｄｍ２／ｇであり、ケイ酸化物の混合比をＭｍｏｌ％とし、５ｍ２／ｇ≦Ｃ≦４０ｍ２／ｇ、０．５ｍ２／ｇ≦Ｄ≦１５ｍ２／ｇ、１５ｍｏｌ％≦Ｍの範囲で、３．５≦Ｃ／Ｄを満たし、さらに粒径Ａ換算比表面積をＥｍ２／ｇとしたとき１５≦Ｃ／Ｅであり、粒径Ｂ換算比表面積をＦｍ２／ｇとしたときＤ／Ｆ≦５である硫化亜鉛粉とケイ酸化物粉を均一混合分散した粉体を用いる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、スパッタリングによって膜を形成する際に、スパッタ時に発生するパーティクル（発塵）やノジュールを低減し、且つ高密度で品質のばらつきが少なく量産性を向上させることのできる、硫化亜鉛−ケイ酸化物を主成分とするスパッタリングターゲット焼結用粉末及びスパッタリングターゲットに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、磁気ヘッドを必要とせずに記録・再生ができる高密度記録光ディスク技術が開発され、急速に関心が高まっている。この光ディスクは再生専用型、追記型、書き換え型の３種類に分けられるが、特に追記型又は書き換え型で使用されている相変化方式が注目されている。この相変化型光ディスクを用いた記録・再生の原理を以下に簡単に説明する。
相変化光ディスクは、基板上の記録薄膜をレーザー光の照射によって加熱昇温させ、その記録薄膜の構造に結晶学的な相変化（アモルファス⇔結晶）を起こさせて情報の記録・再生を行うものであり、より具体的にはその相間の光学定数の変化に起因する反射率の変化を検出して情報の再生を行うものである。
【０００３】
上記の相変化は１〜数μｍ程度の径に絞ったレーザー光の照射によって行なわれる。この場合、例えば１μｍのレーザービームが１０ｍ／ｓの線速度で通過するとき、光ディスクのある点に光が照射される時間は１００ｎｓであり、この時間内で上記相変化と反射率の検出を行う必要がある。
また、上記結晶学的な相変化すなわちアモルファスと結晶との相変化を実現する上で、溶融と急冷が光ディスクの相変化記録層だけでなく周辺の誘電体保護層やアルミニウム合金の反射膜にも繰返し付与されることになる。
【０００４】
このようなことから相変化光ディスクは、Ｇｅ−Ｓｂ−Ｔｅ系等の記録薄膜層の両側を硫化亜鉛−ケイ酸化物（ＺｎＳ・ＳｉＯ２）系の高融点誘電体の保護層で挟み、さらにアルミニウム合金反射膜を設けた四層構造となっている。
このなかで反射層と保護層はアモルファス部と結晶部との吸収を増大させ反射率の差が大きい光学的機能が要求されるほか、記録薄膜の耐湿性や熱による変形の防止機能、さらには記録の際の熱的条件制御という機能が要求される（雑誌「光学」２６巻１号頁９〜１５参照）。
このように、高融点誘電体の保護層は昇温と冷却による熱の繰返しストレスに対して耐性をもち、さらにこれらの熱影響が反射膜や他の箇所に影響を及ぼさないようにし、かつそれ自体も薄く、低反射率でかつ変質しない強靭さが必要である。この意味において誘電体保護層は重要な役割を有する。
【０００５】
上記誘電体保護層は、通常スパッタリング法によって形成されている。このスパッタリング法は正の電極と負の電極とからなるターゲットとを対向させ、不活性ガス雰囲気下でこれらの基板とターゲットの間に高電圧を印加して電場を発生させるものであり、この時電離した電子と不活性ガスが衝突してプラズマが形成され、このプラズマ中の陽イオンがターゲット（負の電極）表面に衝突してターゲット構成原子を叩きだし、この飛び出した原子が対向する基板表面に付着して膜が形成されるという原理を用いたものである。
【０００６】
従来、上記保護層は可視光域での透過性や耐熱性等を要求されるため、ＺｎＳ−ＳｉＯ２等のセラミックスターゲットを用いてスパッタリングし、５００〜２０００Å程度の薄膜が形成されている。
これらの材料は、高周波スパッタリング（ＲＦ）装置、マグネトロンスパッタリング装置又はターゲット材に特殊な処理を施してＤＣ（直流）スパッタリング装置を使用して成膜される。
【０００７】
硫化亜鉛−ケイ酸化物（ＺｎＳ−ＳｉＯ２）ターゲットの結晶粒を微細化し、且つ高密度化することで、ターゲットのスパッタ面を均一かつ平滑にすることが可能であり、パーティクルやノジュールを低減させ、さらにターゲットライフも長くなるという特徴を有する。その結果として光ディスクの生産性が向上することは知られている。
しかし、従来ＺｎＳ−ＳｉＯ２ターゲットに使用されるＳｉＯ２は、４Ｎ以上の高純度で平均粒径が０．１〜２０μｍのものが使用されており、通常８００〜１２００°Ｃの間で焼結して製造されているが、このような温度範囲ではＳｉＯ２自体の変形等は発生せず、ＺｎＳとの反応も起こらない。
【０００８】
したがって、このようにして製造されたＺｎＳ−ＳｉＯ２ターゲットはＺｎＳとＳｉＯ２の間に空隙を生じ易く、ＳｉＯ２を微細にするほどそれが顕著となり、ＺｎＳの緻密化も阻害されるため、ターゲット密度が低下するという問題があった。
このため、従来高密度化するためにはホットプレス等による製造条件をより高温、高面圧にする必要があった。しかし、例えば、ホットプレス法で作製する場合、高温になるほど１工程に要する時間が長くなり、また高面圧にするほどグラファイト（製）型の強度を保つため、外周の肉厚を大きくし、荷重面積部分を小さくしなければならない。
この結果、ホットプレスのバッチ当たりの生産量が著しく減少するという問題を生じた。逆に、生産量を減少させないように、ホットプレス装置を大きくし、グラファイト型自体も大きくすることも考えられるが、ホットプレス装置やグラファイト型等のコストが上昇する。
【０００９】
このようなことから、従来は高密度のＺｎＳ−ＳｉＯ２相変化型光ディスク保護膜用スパッタリングターゲットを低コストで得ることができなかった。
したがって、一般には低密度のターゲットを使用せざるを得ず、この結果スパッタリングによって膜を形成する際に、スパッタ時に発生するパーティクル（発塵）やノジュールが発生するため、成膜の均一性及び品質が低下し、生産性も劣るという問題があった。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明は、スパッタリングによって膜を形成する際に、スパッタ時に発生するパーティクル（発塵）やノジュールを低減し、品質のばらつきが少なく量産性を向上させることができ、かつ結晶粒が微細であり９８％以上の高密度を備えた硫化亜鉛−ケイ酸化物を主成分とするスパッタリングターゲット焼結用粉末及びスパッタリングターゲット並びに該ターゲットを使用して硫化亜鉛−ケイ酸化物を主成分とする相変化型光ディスク保護膜を形成した光記録媒体を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記の課題を解決するために、本発明者らは鋭意研究を行った結果、硫化亜鉛に含有する硫酸根（ＳＯ４）の量と比表面積を調整することにより、空孔を低減させ、微細化しても容易に高密度化することが可能となり、保護膜としての特性も損なわず、さらにスパッタ時に発生するパーティクルやノジュールを低減でき、膜厚均一性も向上できるとの知見を得た。
【００１２】
本発明はこの知見に基づき、硫化亜鉛−ケイ酸化物を主成分とする相変化型光ディスク保護膜形成用ターゲットを焼結するための粉末であって、硫酸根量（ＳＯ４）が０．０５〜０．３５ｗｔ％である硫化亜鉛粉とケイ酸化物のメジアン粒径をそれぞれＡμｍ、Ｂμｍとし、ケイ酸化物の混合比をＭｍｏｌ％としたとき、０．１μｍ＜Ａ＜１０μｍ、０．５μｍ＜Ｂ＜１５μｍ、１５ｍｏｌ％≦Ｍの範囲において、１．４≦Ｂ／Ａを満たし、かつ比表面積がそれぞれＣｍ２／ｇ、Ｄｍ２／ｇであり、ケイ酸化物の混合比をＭｍｏｌ％としたとき、５ｍ２／ｇ≦Ｃ≦４０ｍ２／ｇ、０．５ｍ２／ｇ≦Ｄ≦１５ｍ２／ｇ、１５ｍｏｌ％≦Ｍの範囲において、３．５≦Ｃ／Ｄを満たし、さらに粒径Ａ換算比表面積をＥｍ２／ｇとしたとき１５≦Ｃ／Ｅであり、粒径Ｂ換算比表面積をＦｍ２／ｇとしたときＤ／Ｆ≦５である硫化亜鉛粉とケイ酸化物粉を均一混合分散した粉体であることを特徴とするスパッタリングターゲット焼結用粉末、及びターゲットのバルク相中に存在するケイ酸化物の平均粒子径が１０μｍ以下であり、相対密度９８％以上であることを特徴とする硫化亜鉛−ケイ酸化物を主成分とする相変化型光ディスク保護膜形成用スパッタリングターゲット、を提供する。
【００１３】
上記において、Ａが０．１μｍ以下では凝集の発生及びかさ密度の低下等により生産性が低下し、またＡが１０μｍ以上であると目標とする高密度化が困難となるので、０．１μｍ＜Ａ＜１０μｍとする。Ｂが０．５μｍ以下では目標とする高密度化を達成することが困難で、またＢが１５μｍ以上であるとパーティクルやノジュールの増加を生ずるので、５μｍ＜Ｂ＜１５μｍとする。Ｃが５ｍ２／ｇ未満では目標とする高密度化を達成することが困難であり、４０ｍ２／ｇを超えると凝集の発生やかさ密度の低下等により生産性が低下する。従って、５ｍ２／ｇ≦Ｃ≦４０ｍ２／ｇとする。
Ｄが０．５ｍ２未満ではパーティクルやノジュールの増加を生じ、また１５ｍ２／ｇを超えると目標とする高密度化を達成することが困難となる。従って、０．５ｍ２／ｇ≦Ｄ≦１５ｍ２／ｇの範囲とする。
【発明の効果】
【００１４】
スパッタリングによって膜を形成する際に、スパッタ時に発生するパーティクル（発塵）やノジュールを低減し、品質のばらつきが少なく量産性を向上させることができ、かつ空孔が少なく結晶粒が微細であり、相対密度９８％以上の高密度を備えた硫化亜鉛−ケイ酸化物を主成分とするスパッタリングターゲットを製造することができ、また保護膜としての特性も損なわずに、該ターゲットを使用して硫化亜鉛−ケイ酸化物を主成分とする相変化型光ディスク保護膜を形成した光記録媒体を得ることができるという著しい効果を有する。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
本発明の硫化亜鉛−ケイ酸化物を主成分とするスパッタリングターゲットを製造するための焼結用粉末は、上記の通り、硫酸根量（ＳＯ４）が０．０５〜０．３５ｗｔ％である硫化亜鉛粉とケイ酸化物のメジアン粒径をそれぞれＡμｍ、Ｂμｍとし、ケイ酸化物の混合比をＭｍｏｌ％としたとき、０．１μｍ＜Ａ＜１０μｍ、０．５μｍ＜Ｂ＜１５μｍ、１５ｍｏｌ％≦Ｍの範囲において、１．４≦Ｂ／Ａを満たし、かつ比表面積をそれぞれＣｍ２／ｇ、Ｄｍ２／ｇとし、ケイ酸化物の混合比をＭｍｏｌ％としたとき、５ｍ２／ｇ≦Ｃ≦４０ｍ２／ｇ、０．５ｍ２／ｇ≦Ｄ≦１５ｍ２／ｇ、１５ｍｏｌ％≦Ｍの範囲において、３．５≦Ｃ／Ｄを満たし、さらに粒径Ａ換算比表面積をＥｍ２／ｇとしたとき１５≦Ｃ／Ｅであり、粒径Ｂ換算比表面積をＦｍ２／ｇとしたときＤ／Ｆ≦５である硫化亜鉛粉とケイ酸化物粉を均一に分散するように混合したものであり、これを焼結してスパッタリングターゲットを作成するものである。これによって、相対密度９８％以上のスパッタリングターゲットが得られる。
【００１６】
このような硫化亜鉛−ケイ酸化物を主成分とするスパッタリングターゲットの密度の向上は、空孔を減少させ結晶粒を微細化し、ターゲットのスパッタ面を均一かつ平滑にすることができるので、スパッタリング時のパーティクルやノジュールを低減させ、さらにターゲットライフも長くすることができるという著しい効果を有する。
上記の結果、本発明の硫化亜鉛−ケイ酸化物を主成分とするスパッタリングターゲットを使用して相変化型光ディスク保護膜を形成した光記録媒体の生産性が向上し、品質の優れた材料を得ることができる。
【００１７】
また、ターゲットのバルク相中に存在するケイ酸化物の平均粒子径が１０μｍ以下とすることによって、上記の特性をさらに改善することができる。
硫化亜鉛−ケイ酸化物を主成分とするスパッタリングターゲットの製造方法に際しては、前記硫化亜鉛粉とケイ酸化物粉をホットプレス又は熱間静水圧プレスにより製造することができる。ホットプレスに際しては、昇温中又は最高温度保持中の雰囲気を真空としてホットプレスすることにより、容易に高密度のターゲットを製造することができる。
【００１８】
この場合、硫化亜鉛原料については、脱ガス等を目的とする３００°Ｃ以上の熱処理を必要とせず、高密度で空孔の少ないターゲットを製造することができる。このように、硫化亜鉛の比表面積と原料中に含まれる硫酸根（ＳＯ４）を規定するという比較的簡単な方法により、ターゲットの品質（結晶粒や結晶相など）を変えずに、通常の量産性に富むホットプレスやＨＩＰの条件（温度、圧力、雰囲気）で、高密度かつ空孔の少ないターゲットを作製できるという著しい効果がある。
【実施例】
【００１９】
以下、実施例および比較例に基づいて説明する。なお、本実施例はあくまで一例であり、この例によって何ら制限されるものではない。すなわち、本発明は特許請求の範囲によってのみ制限されるものであり、本発明に含まれる実施例以外の種々の変形を包含するものである。
【００２０】
（実施例１）
純度４Ｎ（９９．９９％）であり、ＢＥＴ法による比表面積２０ｍ２／ｇ（粒径換算比表面積０．５ｍ２／ｇ）、硫酸根（ＳＯ４）量０．２ｗｔ％、粒径（メジアン）３μｍである硫化亜鉛（ＺｎＳ）粉と、純度４Ｎ（９９．９９％）、ＢＥＴ法による比表面積０．８ｍ２／ｇ（粒径換算比表面積０．３ｍ２／ｇ）、粒径（メジアン）１０μｍのケイ酸化物（ＳｉＯ２）粉を、ＺｎＳに対し２０ｍｏｌ％の比率で均一に混合した。
この混合粉をグラファイトダイス（型）に充填し、真空雰囲気中、面圧１５０ｋｇ／ｃｍ２、温度１０００°Ｃの条件でホットプレスを行った。これによって得られたターゲットの相対密度は９８．０％であった。
ＳｉＯ２の結晶粒の平均粒径は１０μｍ以下であった。またＺｎＳとＳｉＯ２間の表面に空隙は殆ど認められなかった。この結果、優れた高密度ＺｎＳ−ＳｉＯ２相変化型光ディスク保護膜形成用スパッタリングターゲットが得られた。
【００２１】
（実施例２）
純度４Ｎであり、ＢＥＴ法による比表面積１０ｍ２／ｇ（粒径換算比表面積０．３ｍ２／ｇ）、硫酸根（ＳＯ４）量０．１１ｗｔ％、粒径（メジアン）５μｍである硫化亜鉛（ＺｎＳ）粉と、純度４Ｎ、ＢＥＴ法による比表面積０．９ｍ２／ｇ（粒径換算比表面積０．３ｍ２／ｇ）、粒径（メジアン）１０μｍのＳｉＯ２粉を、ＺｎＳに対し２０ｍｏｌ％の比率で均一に混合した。
この混合粉をグラファイトダイスに充填し、真空雰囲気中、面圧１５０ｋｇ／ｃｍ２、温度１０００°Ｃの条件でホットプレスを行った。これによって得られたターゲットの相対密度は９８．５％であった。
ＳｉＯ２の結晶粒の平均粒径は１０μｍ以下であった。またＺｎＳとＳｉＯ２間の表面に空隙は殆ど認められなかった。この結果、優れた高密度ＺｎＳ−ＳｉＯ２相変化型光ディスク保護膜形成用スパッタリングターゲットが得られた。
【００２２】
（実施例３）
純度４Ｎであり、ＢＥＴ法による比表面積３０ｍ２／ｇ（粒径換算比表面積１．５ｍ２／ｇ）、硫酸根（ＳＯ４）量０．３５ｗｔ％、粒径（メジアン）１μｍである硫化亜鉛（ＺｎＳ）粉と、純度４Ｎ、ＢＥＴ法による比表面積０．９ｍ２／ｇ（粒径換算比表面積０．３ｍ２／ｇ）、粒径（メジアン）１０μｍのＳｉＯ２粉を、ＺｎＳに対し２０ｍｏｌ％の比率で均一に混合した。
この混合粉をグラファイトダイスに充填し、真空雰囲気中、面圧１５０ｋｇ／ｃｍ２、温度１０００°Ｃの条件でホットプレスを行った。これによって得られたターゲットの相対密度は９９．０％であった。
ＳｉＯ２の結晶粒の平均粒径は１０μｍ以下であった。またＺｎＳとＳｉＯ２間の表面に空隙は殆ど認められなかった。この結果、優れた高密度ＺｎＳ−ＳｉＯ２相変化型光ディスク保護膜形成用スパッタリングターゲットが得られた。
【００２３】
（実施例４）
純度４Ｎであり、ＢＥＴ法による比表面積７ｍ２／ｇ（粒径換算比表面積０．３ｍ２／ｇ）、硫酸根（ＳＯ４）量０．１５ｗｔ％、粒径（メジアン）５μｍであるＺｎＳ粉と純度４Ｎ、ＢＥＴ法による比表面積１．３ｍ２／ｇ（粒径換算比表面積０．３ｍ２／ｇ）、粒径（メジアン）９μｍのＳｉＯ２粉を、ＺｎＳに対し２０ｍｏｌ％の比率で均一に混合した。
この混合粉をグラファイトダイスに充填し、真空雰囲気中、面圧１５０ｋｇ／ｃｍ２、温度１１００°Ｃの条件でホットプレスを行った。これによって得られたターゲットの相対密度は９８．５％であった。
ＳｉＯ２の結晶粒の平均粒径は１０μｍ以下であった。またＺｎＳとＳｉＯ２間の表面に空隙は殆ど認められなかった。この結果、優れた高密度ＺｎＳ−ＳｉＯ２相変化型光ディスク保護膜形成用スパッタリングターゲットが得られた。
【００２４】
（実施例５）
純度４Ｎであり、ＢＥＴ法による比表面積１０ｍ２／ｇ（粒径換算比表面積０．５ｍ２／ｇ）、硫酸根（ＳＯ４）量０．１２ｗｔ％、粒径（メジアン）３μｍであるＺｎＳ粉と、純度４Ｎ、ＢＥＴ法による比表面積２．５ｍ２／ｇ（粒径換算比表面積０．５ｍ２／ｇ）、粒径（メジアン）５μｍのＳｉＯ２粉を、ＺｎＳに対し２０ｍｏｌ％の比率で均一に混合した。
この混合粉をグラファイトダイスに充填し、真空雰囲気中、面圧１５０ｋｇ／ｃｍ２、温度１１００°Ｃの条件でホットプレスを行った。これによって得られたターゲットの相対密度は９９．５％であった。
ＳｉＯ２の結晶粒の平均粒径は１０μｍ以下であった。またＺｎＳとＳｉＯ２間の表面に空隙は殆ど認められなかった。この結果、優れた高密度ＺｎＳ−ＳｉＯ２相変化型光ディスク保護膜形成用スパッタリングターゲットが得られた。
【００２５】
（実施例６）
純度４Ｎであり、ＢＥＴ法による比表面積２０ｍ２／ｇ（粒径換算比表面積０．５ｍ２／ｇ）、硫酸根（ＳＯ４）量０．２２ｗｔ％、粒径（メジアン）３μｍであるＺｎＳ粉と、純度４Ｎ、ＢＥＴ法による比表面積１．８ｍ２／ｇ（粒径換算比表面積０．５ｍ２／ｇ）、粒径（メジアン）６μｍのＳｉＯ２粉を、ＺｎＳに対し２０ｍｏｌ％の比率で均一に混合した。
この混合粉をグラファイトダイスに充填し、真空雰囲気中、面圧１５０ｋｇ／ｃｍ２、温度１１００°Ｃの条件でホットプレスを行った。これによって得られたターゲットの相対密度は９８．５％であった。
ＳｉＯ２の結晶粒の平均粒径は１０μｍ以下であった。またＺｎＳとＳｉＯ２間の表面に空隙は殆ど認められなかった。この結果、優れた高密度ＺｎＳ−ＳｉＯ２相変化型光ディスク保護膜形成用スパッタリングターゲットが得られた。
【００２６】
（実施例７）
純度４Ｎであり、ＢＥＴ法による比表面積３０ｍ２／ｇ（粒径換算比表面積１．５ｍ２／ｇ）、硫酸根（ＳＯ４）量０．２５ｗｔ％、粒径（メジアン）１μｍであるＺｎＳ粉と、純度４Ｎ、ＢＥＴ法による比表面積０．７ｍ２／ｇ（粒径換算比表面積０．２ｍ２／ｇ）、粒径（メジアン）１１μｍのＳｉＯ２粉を、ＺｎＳに対し２０ｍｏｌ％の比率で均一に混合した。
この混合粉をグラファイトダイスに充填し、真空雰囲気中、面圧１５０ｋｇ／ｃｍ２、温度１１００°Ｃの条件でホットプレスを行った。これによって得られたターゲットの相対密度は９９．４％であった。
ＳｉＯ２の結晶粒の平均粒径は１０μｍ以下であった。またＺｎＳとＳｉＯ２間の表面に空隙は殆ど認められなかった。この結果、優れた高密度ＺｎＳ−ＳｉＯ２相変化型光ディスク保護膜形成用スパッタリングターゲットが得られた。
【００２７】
（実施例１〜７のまとめ）
上記実施例１〜７に示すように、硫酸根（ＳＯ４）量を調整し、かつ硫化亜鉛粉とケイ酸化物のメジアン粒径及び比表面積の双方を、本発明の範囲で規定することにより、相対密度９８％以上の高密度を備えた硫化亜鉛−ケイ酸化物を主成分とするスパッタリングターゲットを安定して製造することができる。これらの条件は、特に重要である。これらの結果については、表１に示す。
【００２８】
【表１】
【００２９】
（比較例１）
純度４Ｎであり、ＢＥＴ法による比表面積１０ｍ２／ｇ（粒径換算比表面積０．３ｍ２／ｇ）、硫酸根（ＳＯ４）量０．７ｗｔ％（本発明の範囲外）、粒径（メジアン）５μｍであるＺｎＳ粉と、純度４Ｎ、ＢＥＴ法による比表面積０．５ｍ２／ｇ（粒径換算比表面積０．１ｍ２／ｇ）、粒径（メジアン）２０μｍ（本発明の範囲外）のＳｉＯ２粉をＺｎＳに対し２０ｍｏｌ％の比率で均一に混合した。
この混合粉をグラファイトダイスに充填し、真空雰囲気中、面圧１５０ｋｇ／ｃｍ２、温度１０００°Ｃの条件でホットプレスを行った。これによって得られたターゲットの相対密度は８５．０％であった。
ＳｉＯ２の結晶粒の平均粒径は２０μｍであった。またＺｎＳとＳｉＯ２間の表面に多くの空隙が認められた。この結果、密度に劣るスパッタリングターゲットが得られた。表１に条件と結果を示す。
【００３０】
（比較例２）
純度４Ｎであり、ＢＥＴ法による比表面積８ｍ２／ｇ（粒径換算比表面積０．３ｍ２／ｇ）、硫酸根（ＳＯ４）量０．４５ｗｔ％（本発明の範囲外）、粒径（メジアン）５μｍであるＺｎＳ粉と、純度４Ｎ、ＢＥＴ法による比表面積０．７ｍ２／ｇ（粒径換算比表面積０．２ｍ２／ｇ）、粒径（メジアン）１２μｍのＳｉＯ２粉を、ＺｎＳに対し２０ｍｏｌ％の比率で均一に混合した。
この混合粉をグラファイトダイスに充填し、真空雰囲気中、面圧１５０ｋｇ／ｃｍ２、温度１１００°Ｃの条件でホットプレスを行った。これによって得られたターゲットの相対密度は９６．０％であった。硫酸根（ＳＯ４）の量の増加は、密度の低下に大きな影響を与える。表１に条件と結果を示す。
【００３１】
（比較例３）
純度４Ｎであり、ＢＥＴ法による比表面積９ｍ２／ｇ（粒径換算比表面積０．３ｍ２／ｇ）、硫酸根（ＳＯ４）量０．２１ｗｔ％、粒径（メジアン）５μｍであるＺｎＳ粉と、純度４Ｎ、ＢＥＴ法による比表面積２．５ｍ２／ｇ（粒径換算比表面積０．５ｍ２／ｇ）、粒径（メジアン）５μｍのＳｉＯ２粉を、ＺｎＳに対し２０ｍｏｌ％の比率で均一に混合した。
この混合粉をグラファイトダイスに充填し、真空雰囲気中、面圧１５０ｋｇ／ｃｍ２、温度１１００°Ｃの条件でホットプレスを行った。これによって得られたターゲットの相対密度は９４．０％であった。表１に条件と結果を示す。
【００３２】
（比較例４）
純度４Ｎであり、ＢＥＴ法による比表面積４ｍ２／ｇ（粒径換算比表面積０．３ｍ２／ｇ）、硫酸根（ＳＯ４）量０．１８ｗｔ％、粒径（メジアン）５μｍであるＺｎＳ粉と、純度４Ｎ、ＢＥＴ法による比表面積１．６ｍ２／ｇ（粒径換算比表面積０．３ｍ２／ｇ）、粒径（メジアン）８μｍのＳｉＯ２粉を、ＺｎＳに対し２０ｍｏｌ％の比率で均一に混合した。
この混合粉をグラファイトダイスに充填し、真空雰囲気中、面圧１５０ｋｇ／ｃｍ２、温度１１００°Ｃの条件でホットプレスを行った。これによって得られたターゲットの相対密度は９２．０％であり、著しい低下があった。表１に条件と結果を示す。
【００３３】
（比較例５）
純度４Ｎであり、ＢＥＴ法による比表面積２．５ｍ２／ｇ（粒径換算比表面積０．２ｍ２／ｇ）、硫酸根（ＳＯ４）量０．２ｗｔ％、粒径（メジアン）８μｍであるＺｎＳ粉と、純度４Ｎ、ＢＥＴ法による比表面積２．３ｍ２／ｇ（粒径換算比表面積０．５ｍ２／ｇ）、粒径（メジアン）５μｍのＳｉＯ２粉を、ＺｎＳに対し２０ｍｏｌ％の比率で均一に混合した。
この混合粉をグラファイトダイスに充填し、真空雰囲気中、面圧１５０ｋｇ／ｃｍ２、温度１１００°Ｃの条件でホットプレスを行った。これによって得られたターゲットの相対密度は８８．０％であり、著しい低下があった。表１に条件と結果を示す。
【００３４】
（比較例６）
純度４Ｎであり、ＢＥＴ法による比表面積２０ｍ２／ｇ（粒径換算比表面積０．３ｍ２／ｇ）、硫酸根（ＳＯ４）量０．１８ｗｔ％、粒径（メジアン）５μｍであるＺｎＳ粉と、純度４Ｎ、ＢＥＴ法による比表面積５．０ｍ２／ｇ（粒径換算比表面積０．４ｍ２／ｇ）、粒径（メジアン）７μｍのＳｉＯ２粉を、ＺｎＳに対し２０ｍｏｌ％の比率で均一に混合した。
この混合粉をグラファイトダイスに充填し、真空雰囲気中、面圧１５０ｋｇ／ｃｍ２、温度１１００°Ｃの条件でホットプレスを行った。これによって得られたターゲットの相対密度は９３．５％であり、低密度であった。表１に条件と結果を示す。
【００３５】
（比較例７）
純度４Ｎであり、ＢＥＴ法による比表面積２．５ｍ２／ｇ（粒径換算比表面積０．２ｍ２／ｇ）、硫酸根（ＳＯ４）量０．１７ｗｔ％、粒径（メジアン）８μｍであるＺｎＳ粉と、純度４Ｎ、ＢＥＴ法による比表面積０．７ｍ２／ｇ（粒径換算比表面積０．２ｍ２／ｇ）、粒径（メジアン）１２μｍのＳｉＯ２粉を、ＺｎＳに対し２０ｍｏｌ％の比率で均一に混合した。
この混合粉をグラファイトダイスに充填し、真空雰囲気中、面圧１５０ｋｇ／ｃｍ２、温度１１００°Ｃの条件でホットプレスを行った。これによって得られたターゲットの相対密度は９３．１％であり、低密度であった。表１に条件と結果を示す。
【００３６】
（比較例８）
純度４Ｎであり、ＢＥＴ法による比表面積３０ｍ２／ｇ（粒径換算比表面積１．５ｍ２／ｇ）、硫酸根（ＳＯ４）量０．２５ｗｔ％、粒径（メジアン）１μｍであるＺｎＳ粉と、純度４Ｎ、ＢＥＴ法による比表面積８．８ｍ２／ｇ（粒径換算比表面積１．８ｍ２／ｇ）、粒径（メジアン）１．５μｍのＳｉＯ２粉を、ＺｎＳに対し２０ｍｏｌ％の比率で均一に混合した。
この混合粉をグラファイトダイスに充填し、真空雰囲気中、面圧１５０ｋｇ／ｃｍ２、温度１１００°Ｃの条件でホットプレスを行った。これによって得られたターゲットの相対密度は９０．３％であり、低密度であった。表１に条件と結果を示す。
【００３７】
（比較例９）
純度４Ｎであり、ＢＥＴ法による比表面積２．４ｍ２／ｇ（粒径換算比表面積０．１ｍ２／ｇ）、硫酸根（ＳＯ４）量０．１１ｗｔ％、粒径（メジアン）１０μｍであるＺｎＳ粉と、純度４Ｎ、ＢＥＴ法による比表面積０．２ｍ２／ｇ（粒径換算比表面積０．２ｍ２／ｇ）、粒径（メジアン）１４μｍのＳｉＯ２粉を、ＺｎＳに対し２０ｍｏｌ％の比率で均一に混合した。
この混合粉をグラファイトダイスに充填し、真空雰囲気中、面圧１５０ｋｇ／ｃｍ２、温度１１００°Ｃの条件でホットプレスを行った。これによって得られたターゲットの相対密度は９５．５％であり、低密度であった。表１に条件と結果を示す。
【００３８】
（比較例１０）
純度４Ｎであり、ＢＥＴ法による比表面積４５ｍ２／ｇ（粒径換算比表面積０．２ｍ２／ｇ）、硫酸根（ＳＯ４）量０．３ｗｔ％、粒径（メジアン）６μｍであるＺｎＳ粉と、純度４Ｎ、ＢＥＴ法による比表面積１２．０ｍ２／ｇ（粒径換算比表面積６．８ｍ２／ｇ）、粒径（メジアン）０．４μｍのＳｉＯ２粉を、ＺｎＳに対し２０ｍｏｌ％の比率で均一に混合した。
この混合粉をグラファイトダイスに充填し、真空雰囲気中、面圧１５０ｋｇ／ｃｍ２、温度１１００°Ｃの条件でホットプレスを行った。これによって得られたターゲットの相対密度は８４．０％であり、密度低下が著しかった。表１に条件と結果を示す。
【００３９】
（実施例と比較例のまとめ）
以上の実施例及び比較例に示すように、硫化亜鉛に含有する硫酸根（ＳＯ４）の量と硫化亜鉛粉とケイ酸化物のメジアン粒径及び比表面積の双方を本発明の範囲の条件とすることにより、空孔を低減させ、微細化しても容易に高密度化、すなわち相対密度９８％以上を達成することが可能となり、保護膜としての特性も損なわず、さらにスパッタ時に発生するパーティクルやノジュールを低減でき、膜厚均一性も向上できる効果を有する。
本発明の範囲から外れている比較例１〜１０においては、極端な密度低下があり、スパッタ時に発生するパーティクル（発塵）やノジュールが増加し、また相変化型光ディスク保護膜としての特性も損なわれるという問題がある。
【産業上の利用可能性】
【００４０】
スパッタリングによって膜を形成する際に、スパッタ時に発生するパーティクル（発塵）やノジュールを低減し、品質のばらつきが少なく量産性を向上させることができ、かつ空孔が少なく結晶粒が微細であり、相対密度９８％以上の高密度を備えた硫化亜鉛−ケイ酸化物を主成分とするスパッタリング用ターゲットとすることができ、また該ターゲットを使用して形成された硫化亜鉛−ケイ酸化物を主成分とする相変化型光ディスク保護膜を有する光記録媒体として有用である。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、スパッタリングによって膜を形成する際に、スパッタ時に発生するパーティクル（発塵）やノジュールを低減し、且つ高密度で品質のばらつきが少なく量産性を向上させることのできる、硫化亜鉛−ケイ酸化物を主成分とするスパッタリングターゲット焼結用粉末及びスパッタリングターゲットに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、磁気ヘッドを必要とせずに記録・再生ができる高密度記録光ディスク技術が開発され、急速に関心が高まっている。この光ディスクは再生専用型、追記型、書き換え型の３種類に分けられるが、特に追記型又は書き換え型で使用されている相変化方式が注目されている。この相変化型光ディスクを用いた記録・再生の原理を以下に簡単に説明する。
相変化光ディスクは、基板上の記録薄膜をレーザー光の照射によって加熱昇温させ、その記録薄膜の構造に結晶学的な相変化（アモルファス⇔結晶）を起こさせて情報の記録・再生を行うものであり、より具体的にはその相間の光学定数の変化に起因する反射率の変化を検出して情報の再生を行うものである。
【０００３】
上記の相変化は１〜数μｍ程度の径に絞ったレーザー光の照射によって行なわれる。この場合、例えば１μｍのレーザービームが１０ｍ／ｓの線速度で通過するとき、光ディスクのある点に光が照射される時間は１００ｎｓであり、この時間内で上記相変化と反射率の検出を行う必要がある。
また、上記結晶学的な相変化すなわちアモルファスと結晶との相変化を実現する上で、溶融と急冷が光ディスクの相変化記録層だけでなく周辺の誘電体保護層やアルミニウム合金の反射膜にも繰返し付与されることになる。
【０００４】
このようなことから相変化光ディスクは、Ｇｅ−Ｓｂ−Ｔｅ系等の記録薄膜層の両側を硫化亜鉛−ケイ酸化物（ＺｎＳ・ＳｉＯ２）系の高融点誘電体の保護層で挟み、さらにアルミニウム合金反射膜を設けた四層構造となっている。
このなかで反射層と保護層はアモルファス部と結晶部との吸収を増大させ反射率の差が大きい光学的機能が要求されるほか、記録薄膜の耐湿性や熱による変形の防止機能、さらには記録の際の熱的条件制御という機能が要求される（雑誌「光学」２６巻１号頁９〜１５参照）。
このように、高融点誘電体の保護層は昇温と冷却による熱の繰返しストレスに対して耐性をもち、さらにこれらの熱影響が反射膜や他の箇所に影響を及ぼさないようにし、かつそれ自体も薄く、低反射率でかつ変質しない強靭さが必要である。この意味において誘電体保護層は重要な役割を有する。
【０００５】
上記誘電体保護層は、通常スパッタリング法によって形成されている。このスパッタリング法は正の電極と負の電極とからなるターゲットとを対向させ、不活性ガス雰囲気下でこれらの基板とターゲットの間に高電圧を印加して電場を発生させるものであり、この時電離した電子と不活性ガスが衝突してプラズマが形成され、このプラズマ中の陽イオンがターゲット（負の電極）表面に衝突してターゲット構成原子を叩きだし、この飛び出した原子が対向する基板表面に付着して膜が形成されるという原理を用いたものである。
【０００６】
従来、上記保護層は可視光域での透過性や耐熱性等を要求されるため、ＺｎＳ−ＳｉＯ２等のセラミックスターゲットを用いてスパッタリングし、５００〜２０００Å程度の薄膜が形成されている。
これらの材料は、高周波スパッタリング（ＲＦ）装置、マグネトロンスパッタリング装置又はターゲット材に特殊な処理を施してＤＣ（直流）スパッタリング装置を使用して成膜される。
【０００７】
硫化亜鉛−ケイ酸化物（ＺｎＳ−ＳｉＯ２）ターゲットの結晶粒を微細化し、且つ高密度化することで、ターゲットのスパッタ面を均一かつ平滑にすることが可能であり、パーティクルやノジュールを低減させ、さらにターゲットライフも長くなるという特徴を有する。その結果として光ディスクの生産性が向上することは知られている。
しかし、従来ＺｎＳ−ＳｉＯ２ターゲットに使用されるＳｉＯ２は、４Ｎ以上の高純度で平均粒径が０．１〜２０μｍのものが使用されており、通常８００〜１２００°Ｃの間で焼結して製造されているが、このような温度範囲ではＳｉＯ２自体の変形等は発生せず、ＺｎＳとの反応も起こらない。
【０００８】
したがって、このようにして製造されたＺｎＳ−ＳｉＯ２ターゲットはＺｎＳとＳｉＯ２の間に空隙を生じ易く、ＳｉＯ２を微細にするほどそれが顕著となり、ＺｎＳの緻密化も阻害されるため、ターゲット密度が低下するという問題があった。
このため、従来高密度化するためにはホットプレス等による製造条件をより高温、高面圧にする必要があった。しかし、例えば、ホットプレス法で作製する場合、高温になるほど１工程に要する時間が長くなり、また高面圧にするほどグラファイト（製）型の強度を保つため、外周の肉厚を大きくし、荷重面積部分を小さくしなければならない。
この結果、ホットプレスのバッチ当たりの生産量が著しく減少するという問題を生じた。逆に、生産量を減少させないように、ホットプレス装置を大きくし、グラファイト型自体も大きくすることも考えられるが、ホットプレス装置やグラファイト型等のコストが上昇する。
【０００９】
このようなことから、従来は高密度のＺｎＳ−ＳｉＯ２相変化型光ディスク保護膜用スパッタリングターゲットを低コストで得ることができなかった。
したがって、一般には低密度のターゲットを使用せざるを得ず、この結果スパッタリングによって膜を形成する際に、スパッタ時に発生するパーティクル（発塵）やノジュールが発生するため、成膜の均一性及び品質が低下し、生産性も劣るという問題があった。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明は、スパッタリングによって膜を形成する際に、スパッタ時に発生するパーティクル（発塵）やノジュールを低減し、品質のばらつきが少なく量産性を向上させることができ、かつ結晶粒が微細であり９８％以上の高密度を備えた硫化亜鉛−ケイ酸化物を主成分とするスパッタリングターゲット焼結用粉末及びスパッタリングターゲット並びに該ターゲットを使用して硫化亜鉛−ケイ酸化物を主成分とする相変化型光ディスク保護膜を形成した光記録媒体を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記の課題を解決するために、本発明者らは鋭意研究を行った結果、硫化亜鉛に含有する硫酸根（ＳＯ４）の量と比表面積を調整することにより、空孔を低減させ、微細化しても容易に高密度化することが可能となり、保護膜としての特性も損なわず、さらにスパッタ時に発生するパーティクルやノジュールを低減でき、膜厚均一性も向上できるとの知見を得た。
【００１２】
本発明はこの知見に基づき、硫化亜鉛−ケイ酸化物を主成分とする相変化型光ディスク保護膜形成用ターゲットを焼結するための粉末であって、硫酸根量（ＳＯ４）が０．０５〜０．３５ｗｔ％である硫化亜鉛粉とケイ酸化物のメジアン粒径をそれぞれＡμｍ、Ｂμｍとし、ケイ酸化物の混合比をＭｍｏｌ％としたとき、０．１μｍ＜Ａ＜１０μｍ、０．５μｍ＜Ｂ＜１５μｍ、１５ｍｏｌ％≦Ｍの範囲において、１．４≦Ｂ／Ａを満たし、かつ比表面積がそれぞれＣｍ２／ｇ、Ｄｍ２／ｇであり、ケイ酸化物の混合比をＭｍｏｌ％としたとき、５ｍ２／ｇ≦Ｃ≦４０ｍ２／ｇ、０．５ｍ２／ｇ≦Ｄ≦１５ｍ２／ｇ、１５ｍｏｌ％≦Ｍの範囲において、３．５≦Ｃ／Ｄを満たし、さらに粒径Ａ換算比表面積をＥｍ２／ｇとしたとき１５≦Ｃ／Ｅであり、粒径Ｂ換算比表面積をＦｍ２／ｇとしたときＤ／Ｆ≦５である硫化亜鉛粉とケイ酸化物粉を均一混合分散した粉体であることを特徴とするスパッタリングターゲット焼結用粉末、及びターゲットのバルク相中に存在するケイ酸化物の平均粒子径が１０μｍ以下であり、相対密度９８％以上であることを特徴とする硫化亜鉛−ケイ酸化物を主成分とする相変化型光ディスク保護膜形成用スパッタリングターゲット、を提供する。
【００１３】
上記において、Ａが０．１μｍ以下では凝集の発生及びかさ密度の低下等により生産性が低下し、またＡが１０μｍ以上であると目標とする高密度化が困難となるので、０．１μｍ＜Ａ＜１０μｍとする。Ｂが０．５μｍ以下では目標とする高密度化を達成することが困難で、またＢが１５μｍ以上であるとパーティクルやノジュールの増加を生ずるので、５μｍ＜Ｂ＜１５μｍとする。Ｃが５ｍ２／ｇ未満では目標とする高密度化を達成することが困難であり、４０ｍ２／ｇを超えると凝集の発生やかさ密度の低下等により生産性が低下する。従って、５ｍ２／ｇ≦Ｃ≦４０ｍ２／ｇとする。
Ｄが０．５ｍ２未満ではパーティクルやノジュールの増加を生じ、また１５ｍ２／ｇを超えると目標とする高密度化を達成することが困難となる。従って、０．５ｍ２／ｇ≦Ｄ≦１５ｍ２／ｇの範囲とする。
【発明の効果】
【００１４】
スパッタリングによって膜を形成する際に、スパッタ時に発生するパーティクル（発塵）やノジュールを低減し、品質のばらつきが少なく量産性を向上させることができ、かつ空孔が少なく結晶粒が微細であり、相対密度９８％以上の高密度を備えた硫化亜鉛−ケイ酸化物を主成分とするスパッタリングターゲットを製造することができ、また保護膜としての特性も損なわずに、該ターゲットを使用して硫化亜鉛−ケイ酸化物を主成分とする相変化型光ディスク保護膜を形成した光記録媒体を得ることができるという著しい効果を有する。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
本発明の硫化亜鉛−ケイ酸化物を主成分とするスパッタリングターゲットを製造するための焼結用粉末は、上記の通り、硫酸根量（ＳＯ４）が０．０５〜０．３５ｗｔ％である硫化亜鉛粉とケイ酸化物のメジアン粒径をそれぞれＡμｍ、Ｂμｍとし、ケイ酸化物の混合比をＭｍｏｌ％としたとき、０．１μｍ＜Ａ＜１０μｍ、０．５μｍ＜Ｂ＜１５μｍ、１５ｍｏｌ％≦Ｍの範囲において、１．４≦Ｂ／Ａを満たし、かつ比表面積をそれぞれＣｍ２／ｇ、Ｄｍ２／ｇとし、ケイ酸化物の混合比をＭｍｏｌ％としたとき、５ｍ２／ｇ≦Ｃ≦４０ｍ２／ｇ、０．５ｍ２／ｇ≦Ｄ≦１５ｍ２／ｇ、１５ｍｏｌ％≦Ｍの範囲において、３．５≦Ｃ／Ｄを満たし、さらに粒径Ａ換算比表面積をＥｍ２／ｇとしたとき１５≦Ｃ／Ｅであり、粒径Ｂ換算比表面積をＦｍ２／ｇとしたときＤ／Ｆ≦５である硫化亜鉛粉とケイ酸化物粉を均一に分散するように混合したものであり、これを焼結してスパッタリングターゲットを作成するものである。これによって、相対密度９８％以上のスパッタリングターゲットが得られる。
【００１６】
このような硫化亜鉛−ケイ酸化物を主成分とするスパッタリングターゲットの密度の向上は、空孔を減少させ結晶粒を微細化し、ターゲットのスパッタ面を均一かつ平滑にすることができるので、スパッタリング時のパーティクルやノジュールを低減させ、さらにターゲットライフも長くすることができるという著しい効果を有する。
上記の結果、本発明の硫化亜鉛−ケイ酸化物を主成分とするスパッタリングターゲットを使用して相変化型光ディスク保護膜を形成した光記録媒体の生産性が向上し、品質の優れた材料を得ることができる。
【００１７】
また、ターゲットのバルク相中に存在するケイ酸化物の平均粒子径が１０μｍ以下とすることによって、上記の特性をさらに改善することができる。
硫化亜鉛−ケイ酸化物を主成分とするスパッタリングターゲットの製造方法に際しては、前記硫化亜鉛粉とケイ酸化物粉をホットプレス又は熱間静水圧プレスにより製造することができる。ホットプレスに際しては、昇温中又は最高温度保持中の雰囲気を真空としてホットプレスすることにより、容易に高密度のターゲットを製造することができる。
【００１８】
この場合、硫化亜鉛原料については、脱ガス等を目的とする３００°Ｃ以上の熱処理を必要とせず、高密度で空孔の少ないターゲットを製造することができる。このように、硫化亜鉛の比表面積と原料中に含まれる硫酸根（ＳＯ４）を規定するという比較的簡単な方法により、ターゲットの品質（結晶粒や結晶相など）を変えずに、通常の量産性に富むホットプレスやＨＩＰの条件（温度、圧力、雰囲気）で、高密度かつ空孔の少ないターゲットを作製できるという著しい効果がある。
【実施例】
【００１９】
以下、実施例および比較例に基づいて説明する。なお、本実施例はあくまで一例であり、この例によって何ら制限されるものではない。すなわち、本発明は特許請求の範囲によってのみ制限されるものであり、本発明に含まれる実施例以外の種々の変形を包含するものである。
【００２０】
（実施例１）
純度４Ｎ（９９．９９％）であり、ＢＥＴ法による比表面積２０ｍ２／ｇ（粒径換算比表面積０．５ｍ２／ｇ）、硫酸根（ＳＯ４）量０．２ｗｔ％、粒径（メジアン）３μｍである硫化亜鉛（ＺｎＳ）粉と、純度４Ｎ（９９．９９％）、ＢＥＴ法による比表面積０．８ｍ２／ｇ（粒径換算比表面積０．３ｍ２／ｇ）、粒径（メジアン）１０μｍのケイ酸化物（ＳｉＯ２）粉を、ＺｎＳに対し２０ｍｏｌ％の比率で均一に混合した。
この混合粉をグラファイトダイス（型）に充填し、真空雰囲気中、面圧１５０ｋｇ／ｃｍ２、温度１０００°Ｃの条件でホットプレスを行った。これによって得られたターゲットの相対密度は９８．０％であった。
ＳｉＯ２の結晶粒の平均粒径は１０μｍ以下であった。またＺｎＳとＳｉＯ２間の表面に空隙は殆ど認められなかった。この結果、優れた高密度ＺｎＳ−ＳｉＯ２相変化型光ディスク保護膜形成用スパッタリングターゲットが得られた。
【００２１】
（実施例２）
純度４Ｎであり、ＢＥＴ法による比表面積１０ｍ２／ｇ（粒径換算比表面積０．３ｍ２／ｇ）、硫酸根（ＳＯ４）量０．１１ｗｔ％、粒径（メジアン）５μｍである硫化亜鉛（ＺｎＳ）粉と、純度４Ｎ、ＢＥＴ法による比表面積０．９ｍ２／ｇ（粒径換算比表面積０．３ｍ２／ｇ）、粒径（メジアン）１０μｍのＳｉＯ２粉を、ＺｎＳに対し２０ｍｏｌ％の比率で均一に混合した。
この混合粉をグラファイトダイスに充填し、真空雰囲気中、面圧１５０ｋｇ／ｃｍ２、温度１０００°Ｃの条件でホットプレスを行った。これによって得られたターゲットの相対密度は９８．５％であった。
ＳｉＯ２の結晶粒の平均粒径は１０μｍ以下であった。またＺｎＳとＳｉＯ２間の表面に空隙は殆ど認められなかった。この結果、優れた高密度ＺｎＳ−ＳｉＯ２相変化型光ディスク保護膜形成用スパッタリングターゲットが得られた。
【００２２】
（実施例３）
純度４Ｎであり、ＢＥＴ法による比表面積３０ｍ２／ｇ（粒径換算比表面積１．５ｍ２／ｇ）、硫酸根（ＳＯ４）量０．３５ｗｔ％、粒径（メジアン）１μｍである硫化亜鉛（ＺｎＳ）粉と、純度４Ｎ、ＢＥＴ法による比表面積０．９ｍ２／ｇ（粒径換算比表面積０．３ｍ２／ｇ）、粒径（メジアン）１０μｍのＳｉＯ２粉を、ＺｎＳに対し２０ｍｏｌ％の比率で均一に混合した。
この混合粉をグラファイトダイスに充填し、真空雰囲気中、面圧１５０ｋｇ／ｃｍ２、温度１０００°Ｃの条件でホットプレスを行った。これによって得られたターゲットの相対密度は９９．０％であった。
ＳｉＯ２の結晶粒の平均粒径は１０μｍ以下であった。またＺｎＳとＳｉＯ２間の表面に空隙は殆ど認められなかった。この結果、優れた高密度ＺｎＳ−ＳｉＯ２相変化型光ディスク保護膜形成用スパッタリングターゲットが得られた。
【００２３】
（実施例４）
純度４Ｎであり、ＢＥＴ法による比表面積７ｍ２／ｇ（粒径換算比表面積０．３ｍ２／ｇ）、硫酸根（ＳＯ４）量０．１５ｗｔ％、粒径（メジアン）５μｍであるＺｎＳ粉と純度４Ｎ、ＢＥＴ法による比表面積１．３ｍ２／ｇ（粒径換算比表面積０．３ｍ２／ｇ）、粒径（メジアン）９μｍのＳｉＯ２粉を、ＺｎＳに対し２０ｍｏｌ％の比率で均一に混合した。
この混合粉をグラファイトダイスに充填し、真空雰囲気中、面圧１５０ｋｇ／ｃｍ２、温度１１００°Ｃの条件でホットプレスを行った。これによって得られたターゲットの相対密度は９８．５％であった。
ＳｉＯ２の結晶粒の平均粒径は１０μｍ以下であった。またＺｎＳとＳｉＯ２間の表面に空隙は殆ど認められなかった。この結果、優れた高密度ＺｎＳ−ＳｉＯ２相変化型光ディスク保護膜形成用スパッタリングターゲットが得られた。
【００２４】
（実施例５）
純度４Ｎであり、ＢＥＴ法による比表面積１０ｍ２／ｇ（粒径換算比表面積０．５ｍ２／ｇ）、硫酸根（ＳＯ４）量０．１２ｗｔ％、粒径（メジアン）３μｍであるＺｎＳ粉と、純度４Ｎ、ＢＥＴ法による比表面積２．５ｍ２／ｇ（粒径換算比表面積０．５ｍ２／ｇ）、粒径（メジアン）５μｍのＳｉＯ２粉を、ＺｎＳに対し２０ｍｏｌ％の比率で均一に混合した。
この混合粉をグラファイトダイスに充填し、真空雰囲気中、面圧１５０ｋｇ／ｃｍ２、温度１１００°Ｃの条件でホットプレスを行った。これによって得られたターゲットの相対密度は９９．５％であった。
ＳｉＯ２の結晶粒の平均粒径は１０μｍ以下であった。またＺｎＳとＳｉＯ２間の表面に空隙は殆ど認められなかった。この結果、優れた高密度ＺｎＳ−ＳｉＯ２相変化型光ディスク保護膜形成用スパッタリングターゲットが得られた。
【００２５】
（実施例６）
純度４Ｎであり、ＢＥＴ法による比表面積２０ｍ２／ｇ（粒径換算比表面積０．５ｍ２／ｇ）、硫酸根（ＳＯ４）量０．２２ｗｔ％、粒径（メジアン）３μｍであるＺｎＳ粉と、純度４Ｎ、ＢＥＴ法による比表面積１．８ｍ２／ｇ（粒径換算比表面積０．５ｍ２／ｇ）、粒径（メジアン）６μｍのＳｉＯ２粉を、ＺｎＳに対し２０ｍｏｌ％の比率で均一に混合した。
この混合粉をグラファイトダイスに充填し、真空雰囲気中、面圧１５０ｋｇ／ｃｍ２、温度１１００°Ｃの条件でホットプレスを行った。これによって得られたターゲットの相対密度は９８．５％であった。
ＳｉＯ２の結晶粒の平均粒径は１０μｍ以下であった。またＺｎＳとＳｉＯ２間の表面に空隙は殆ど認められなかった。この結果、優れた高密度ＺｎＳ−ＳｉＯ２相変化型光ディスク保護膜形成用スパッタリングターゲットが得られた。
【００２６】
（実施例７）
純度４Ｎであり、ＢＥＴ法による比表面積３０ｍ２／ｇ（粒径換算比表面積１．５ｍ２／ｇ）、硫酸根（ＳＯ４）量０．２５ｗｔ％、粒径（メジアン）１μｍであるＺｎＳ粉と、純度４Ｎ、ＢＥＴ法による比表面積０．７ｍ２／ｇ（粒径換算比表面積０．２ｍ２／ｇ）、粒径（メジアン）１１μｍのＳｉＯ２粉を、ＺｎＳに対し２０ｍｏｌ％の比率で均一に混合した。
この混合粉をグラファイトダイスに充填し、真空雰囲気中、面圧１５０ｋｇ／ｃｍ２、温度１１００°Ｃの条件でホットプレスを行った。これによって得られたターゲットの相対密度は９９．４％であった。
ＳｉＯ２の結晶粒の平均粒径は１０μｍ以下であった。またＺｎＳとＳｉＯ２間の表面に空隙は殆ど認められなかった。この結果、優れた高密度ＺｎＳ−ＳｉＯ２相変化型光ディスク保護膜形成用スパッタリングターゲットが得られた。
【００２７】
（実施例１〜７のまとめ）
上記実施例１〜７に示すように、硫酸根（ＳＯ４）量を調整し、かつ硫化亜鉛粉とケイ酸化物のメジアン粒径及び比表面積の双方を、本発明の範囲で規定することにより、相対密度９８％以上の高密度を備えた硫化亜鉛−ケイ酸化物を主成分とするスパッタリングターゲットを安定して製造することができる。これらの条件は、特に重要である。これらの結果については、表１に示す。
【００２８】
【表１】
【００２９】
（比較例１）
純度４Ｎであり、ＢＥＴ法による比表面積１０ｍ２／ｇ（粒径換算比表面積０．３ｍ２／ｇ）、硫酸根（ＳＯ４）量０．７ｗｔ％（本発明の範囲外）、粒径（メジアン）５μｍであるＺｎＳ粉と、純度４Ｎ、ＢＥＴ法による比表面積０．５ｍ２／ｇ（粒径換算比表面積０．１ｍ２／ｇ）、粒径（メジアン）２０μｍ（本発明の範囲外）のＳｉＯ２粉をＺｎＳに対し２０ｍｏｌ％の比率で均一に混合した。
この混合粉をグラファイトダイスに充填し、真空雰囲気中、面圧１５０ｋｇ／ｃｍ２、温度１０００°Ｃの条件でホットプレスを行った。これによって得られたターゲットの相対密度は８５．０％であった。
ＳｉＯ２の結晶粒の平均粒径は２０μｍであった。またＺｎＳとＳｉＯ２間の表面に多くの空隙が認められた。この結果、密度に劣るスパッタリングターゲットが得られた。表１に条件と結果を示す。
【００３０】
（比較例２）
純度４Ｎであり、ＢＥＴ法による比表面積８ｍ２／ｇ（粒径換算比表面積０．３ｍ２／ｇ）、硫酸根（ＳＯ４）量０．４５ｗｔ％（本発明の範囲外）、粒径（メジアン）５μｍであるＺｎＳ粉と、純度４Ｎ、ＢＥＴ法による比表面積０．７ｍ２／ｇ（粒径換算比表面積０．２ｍ２／ｇ）、粒径（メジアン）１２μｍのＳｉＯ２粉を、ＺｎＳに対し２０ｍｏｌ％の比率で均一に混合した。
この混合粉をグラファイトダイスに充填し、真空雰囲気中、面圧１５０ｋｇ／ｃｍ２、温度１１００°Ｃの条件でホットプレスを行った。これによって得られたターゲットの相対密度は９６．０％であった。硫酸根（ＳＯ４）の量の増加は、密度の低下に大きな影響を与える。表１に条件と結果を示す。
【００３１】
（比較例３）
純度４Ｎであり、ＢＥＴ法による比表面積９ｍ２／ｇ（粒径換算比表面積０．３ｍ２／ｇ）、硫酸根（ＳＯ４）量０．２１ｗｔ％、粒径（メジアン）５μｍであるＺｎＳ粉と、純度４Ｎ、ＢＥＴ法による比表面積２．５ｍ２／ｇ（粒径換算比表面積０．５ｍ２／ｇ）、粒径（メジアン）５μｍのＳｉＯ２粉を、ＺｎＳに対し２０ｍｏｌ％の比率で均一に混合した。
この混合粉をグラファイトダイスに充填し、真空雰囲気中、面圧１５０ｋｇ／ｃｍ２、温度１１００°Ｃの条件でホットプレスを行った。これによって得られたターゲットの相対密度は９４．０％であった。表１に条件と結果を示す。
【００３２】
（比較例４）
純度４Ｎであり、ＢＥＴ法による比表面積４ｍ２／ｇ（粒径換算比表面積０．３ｍ２／ｇ）、硫酸根（ＳＯ４）量０．１８ｗｔ％、粒径（メジアン）５μｍであるＺｎＳ粉と、純度４Ｎ、ＢＥＴ法による比表面積１．６ｍ２／ｇ（粒径換算比表面積０．３ｍ２／ｇ）、粒径（メジアン）８μｍのＳｉＯ２粉を、ＺｎＳに対し２０ｍｏｌ％の比率で均一に混合した。
この混合粉をグラファイトダイスに充填し、真空雰囲気中、面圧１５０ｋｇ／ｃｍ２、温度１１００°Ｃの条件でホットプレスを行った。これによって得られたターゲットの相対密度は９２．０％であり、著しい低下があった。表１に条件と結果を示す。
【００３３】
（比較例５）
純度４Ｎであり、ＢＥＴ法による比表面積２．５ｍ２／ｇ（粒径換算比表面積０．２ｍ２／ｇ）、硫酸根（ＳＯ４）量０．２ｗｔ％、粒径（メジアン）８μｍであるＺｎＳ粉と、純度４Ｎ、ＢＥＴ法による比表面積２．３ｍ２／ｇ（粒径換算比表面積０．５ｍ２／ｇ）、粒径（メジアン）５μｍのＳｉＯ２粉を、ＺｎＳに対し２０ｍｏｌ％の比率で均一に混合した。
この混合粉をグラファイトダイスに充填し、真空雰囲気中、面圧１５０ｋｇ／ｃｍ２、温度１１００°Ｃの条件でホットプレスを行った。これによって得られたターゲットの相対密度は８８．０％であり、著しい低下があった。表１に条件と結果を示す。
【００３４】
（比較例６）
純度４Ｎであり、ＢＥＴ法による比表面積２０ｍ２／ｇ（粒径換算比表面積０．３ｍ２／ｇ）、硫酸根（ＳＯ４）量０．１８ｗｔ％、粒径（メジアン）５μｍであるＺｎＳ粉と、純度４Ｎ、ＢＥＴ法による比表面積５．０ｍ２／ｇ（粒径換算比表面積０．４ｍ２／ｇ）、粒径（メジアン）７μｍのＳｉＯ２粉を、ＺｎＳに対し２０ｍｏｌ％の比率で均一に混合した。
この混合粉をグラファイトダイスに充填し、真空雰囲気中、面圧１５０ｋｇ／ｃｍ２、温度１１００°Ｃの条件でホットプレスを行った。これによって得られたターゲットの相対密度は９３．５％であり、低密度であった。表１に条件と結果を示す。
【００３５】
（比較例７）
純度４Ｎであり、ＢＥＴ法による比表面積２．５ｍ２／ｇ（粒径換算比表面積０．２ｍ２／ｇ）、硫酸根（ＳＯ４）量０．１７ｗｔ％、粒径（メジアン）８μｍであるＺｎＳ粉と、純度４Ｎ、ＢＥＴ法による比表面積０．７ｍ２／ｇ（粒径換算比表面積０．２ｍ２／ｇ）、粒径（メジアン）１２μｍのＳｉＯ２粉を、ＺｎＳに対し２０ｍｏｌ％の比率で均一に混合した。
この混合粉をグラファイトダイスに充填し、真空雰囲気中、面圧１５０ｋｇ／ｃｍ２、温度１１００°Ｃの条件でホットプレスを行った。これによって得られたターゲットの相対密度は９３．１％であり、低密度であった。表１に条件と結果を示す。
【００３６】
（比較例８）
純度４Ｎであり、ＢＥＴ法による比表面積３０ｍ２／ｇ（粒径換算比表面積１．５ｍ２／ｇ）、硫酸根（ＳＯ４）量０．２５ｗｔ％、粒径（メジアン）１μｍであるＺｎＳ粉と、純度４Ｎ、ＢＥＴ法による比表面積８．８ｍ２／ｇ（粒径換算比表面積１．８ｍ２／ｇ）、粒径（メジアン）１．５μｍのＳｉＯ２粉を、ＺｎＳに対し２０ｍｏｌ％の比率で均一に混合した。
この混合粉をグラファイトダイスに充填し、真空雰囲気中、面圧１５０ｋｇ／ｃｍ２、温度１１００°Ｃの条件でホットプレスを行った。これによって得られたターゲットの相対密度は９０．３％であり、低密度であった。表１に条件と結果を示す。
【００３７】
（比較例９）
純度４Ｎであり、ＢＥＴ法による比表面積２．４ｍ２／ｇ（粒径換算比表面積０．１ｍ２／ｇ）、硫酸根（ＳＯ４）量０．１１ｗｔ％、粒径（メジアン）１０μｍであるＺｎＳ粉と、純度４Ｎ、ＢＥＴ法による比表面積０．２ｍ２／ｇ（粒径換算比表面積０．２ｍ２／ｇ）、粒径（メジアン）１４μｍのＳｉＯ２粉を、ＺｎＳに対し２０ｍｏｌ％の比率で均一に混合した。
この混合粉をグラファイトダイスに充填し、真空雰囲気中、面圧１５０ｋｇ／ｃｍ２、温度１１００°Ｃの条件でホットプレスを行った。これによって得られたターゲットの相対密度は９５．５％であり、低密度であった。表１に条件と結果を示す。
【００３８】
（比較例１０）
純度４Ｎであり、ＢＥＴ法による比表面積４５ｍ２／ｇ（粒径換算比表面積０．２ｍ２／ｇ）、硫酸根（ＳＯ４）量０．３ｗｔ％、粒径（メジアン）６μｍであるＺｎＳ粉と、純度４Ｎ、ＢＥＴ法による比表面積１２．０ｍ２／ｇ（粒径換算比表面積６．８ｍ２／ｇ）、粒径（メジアン）０．４μｍのＳｉＯ２粉を、ＺｎＳに対し２０ｍｏｌ％の比率で均一に混合した。
この混合粉をグラファイトダイスに充填し、真空雰囲気中、面圧１５０ｋｇ／ｃｍ２、温度１１００°Ｃの条件でホットプレスを行った。これによって得られたターゲットの相対密度は８４．０％であり、密度低下が著しかった。表１に条件と結果を示す。
【００３９】
（実施例と比較例のまとめ）
以上の実施例及び比較例に示すように、硫化亜鉛に含有する硫酸根（ＳＯ４）の量と硫化亜鉛粉とケイ酸化物のメジアン粒径及び比表面積の双方を本発明の範囲の条件とすることにより、空孔を低減させ、微細化しても容易に高密度化、すなわち相対密度９８％以上を達成することが可能となり、保護膜としての特性も損なわず、さらにスパッタ時に発生するパーティクルやノジュールを低減でき、膜厚均一性も向上できる効果を有する。
本発明の範囲から外れている比較例１〜１０においては、極端な密度低下があり、スパッタ時に発生するパーティクル（発塵）やノジュールが増加し、また相変化型光ディスク保護膜としての特性も損なわれるという問題がある。
【産業上の利用可能性】
【００４０】
スパッタリングによって膜を形成する際に、スパッタ時に発生するパーティクル（発塵）やノジュールを低減し、品質のばらつきが少なく量産性を向上させることができ、かつ空孔が少なく結晶粒が微細であり、相対密度９８％以上の高密度を備えた硫化亜鉛−ケイ酸化物を主成分とするスパッタリング用ターゲットとすることができ、また該ターゲットを使用して形成された硫化亜鉛−ケイ酸化物を主成分とする相変化型光ディスク保護膜を有する光記録媒体として有用である。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
硫化亜鉛−ケイ酸化物を主成分とする相変化型光ディスク保護膜形成用ターゲットを焼結するための粉末であって、硫酸根量（ＳＯ４）が０．０５〜０．３５ｗｔ％である硫化亜鉛粉とケイ酸化物のメジアン粒径をそれぞれＡμｍ、Ｂμｍとし、ケイ酸化物の混合比をＭｍｏｌ％としたとき、０．１μｍ＜Ａ＜１０μｍ、０．５μｍ＜Ｂ＜１５μｍ、１５ｍｏｌ％≦Ｍの範囲において、１．４≦Ｂ／Ａを満たし、かつ比表面積がそれぞれＣｍ２／ｇ、Ｄｍ２／ｇであり、ケイ酸化物の混合比をＭｍｏｌ％としたとき、５ｍ２／ｇ≦Ｃ≦４０ｍ２／ｇ、０．５ｍ２／ｇ≦Ｄ≦１５ｍ２／ｇ、１５ｍｏｌ％≦Ｍの範囲において、３．５≦Ｃ／Ｄを満たし、さらに粒径Ａ換算比表面積をＥｍ２／ｇとしたとき１５≦Ｃ／Ｅであり、粒径Ｂ換算比表面積をＦｍ２／ｇとしたときＤ／Ｆ≦５である硫化亜鉛粉とケイ酸化物粉を均一混合分散した粉体であることを特徴とするスパッタリングターゲット焼結用粉末。
【請求項２】
ターゲットのバルク相中に存在するケイ酸化物の平均粒子径が１０μｍ以下であり、相対密度９８％以上であることを特徴とする硫化亜鉛−ケイ酸化物を主成分とする相変化型光ディスク保護膜形成用スパッタリングターゲット。
【請求項１】
硫化亜鉛−ケイ酸化物を主成分とする相変化型光ディスク保護膜形成用ターゲットを焼結するための粉末であって、硫酸根量（ＳＯ４）が０．０５〜０．３５ｗｔ％である硫化亜鉛粉とケイ酸化物のメジアン粒径をそれぞれＡμｍ、Ｂμｍとし、ケイ酸化物の混合比をＭｍｏｌ％としたとき、０．１μｍ＜Ａ＜１０μｍ、０．５μｍ＜Ｂ＜１５μｍ、１５ｍｏｌ％≦Ｍの範囲において、１．４≦Ｂ／Ａを満たし、かつ比表面積がそれぞれＣｍ２／ｇ、Ｄｍ２／ｇであり、ケイ酸化物の混合比をＭｍｏｌ％としたとき、５ｍ２／ｇ≦Ｃ≦４０ｍ２／ｇ、０．５ｍ２／ｇ≦Ｄ≦１５ｍ２／ｇ、１５ｍｏｌ％≦Ｍの範囲において、３．５≦Ｃ／Ｄを満たし、さらに粒径Ａ換算比表面積をＥｍ２／ｇとしたとき１５≦Ｃ／Ｅであり、粒径Ｂ換算比表面積をＦｍ２／ｇとしたときＤ／Ｆ≦５である硫化亜鉛粉とケイ酸化物粉を均一混合分散した粉体であることを特徴とするスパッタリングターゲット焼結用粉末。
【請求項２】
ターゲットのバルク相中に存在するケイ酸化物の平均粒子径が１０μｍ以下であり、相対密度９８％以上であることを特徴とする硫化亜鉛−ケイ酸化物を主成分とする相変化型光ディスク保護膜形成用スパッタリングターゲット。
【公開番号】特開２０１１−２０２２８２（Ｐ２０１１−２０２２８２Ａ）
【公開日】平成２３年１０月１３日（２０１１．１０．１３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１１４３９７（Ｐ２０１１−１１４３９７）
【出願日】平成２３年５月２３日（２０１１．５．２３）
【分割の表示】特願２００５−１９１３９３（Ｐ２００５−１９１３９３）の分割
【原出願日】平成１４年８月２９日（２００２．８．２９）
【出願人】（５０２３６２７５８）ＪＸ日鉱日石金属株式会社 (482)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年１０月１３日（２０１１．１０．１３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年５月２３日（２０１１．５．２３）
【分割の表示】特願２００５−１９１３９３（Ｐ２００５−１９１３９３）の分割
【原出願日】平成１４年８月２９日（２００２．８．２９）
【出願人】（５０２３６２７５８）ＪＸ日鉱日石金属株式会社 (482)
【Ｆターム（参考）】
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