氧化鋅基燒結(jié)體、包含該燒結(jié)體的氧化鋅基濺射靶和用該靶進(jìn)行濺射而得到的氧化鋅基薄膜的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及W氧化鋒為主要成分的氧化鋒基燒結(jié)體、包含該燒結(jié)體的氧化鋒基瓣 射祀和用該祀進(jìn)行瓣射而得到的氧化鋒基薄膜。
【背景技術(shù)】
[0002] 近年來(lái)，開發(fā)了作為不需要磁頭而可W擦寫的高密度光信息記錄介質(zhì)的高密度記 錄光盤技術(shù)，并迅速商品化。特別是CD-RW作為可W擦寫的CD于1977年上市，目前是最為普 及的相變型光盤。該CD-RW的擦寫次數(shù)為約1000次。
[0003] 另外，作為DVD開發(fā)了DVD-RW并正在商品化，該光盤的層結(jié)構(gòu)基本上與CD-RW相同 或類似。其擦寫次數(shù)為約1000~約10000次。
[0004] 運(yùn)些光盤通過(guò)照射光束使記錄材料的透射率、反射率等產(chǎn)生光學(xué)變化，從而進(jìn)行 信息的記錄、復(fù)制、寫入，是迅速普及的電子部件。
[0005] -般而言，CD-RW或DVD-RW等使用的相變型光盤具有如下四層結(jié)構(gòu)：用ZnS ? Si化 等高烙點(diǎn)電介質(zhì)的保護(hù)層夾住Ag-In-Sb-Te基或Ge-Sb-Te基等的記錄薄膜層的兩側(cè)，并進(jìn) 一步設(shè)置有銀或銀合金或者侶合金反射膜。另外，為了提高重復(fù)次數(shù)，根據(jù)需要進(jìn)行在存儲(chǔ) 層和保護(hù)層之間增加界面層等。
[0006] 反射層和保護(hù)層除了要求使記錄層的非晶部與結(jié)晶部的反射率差增大的光學(xué)功 能W外，還要求記錄薄膜的耐濕性和防止熱變形的功能、W及記錄時(shí)的熱條件控制的功能 (參見(jiàn)非專利文獻(xiàn)1)。
[0007] 最近，為了實(shí)現(xiàn)大容量、高密度的記錄，提出了單面雙層光記錄介質(zhì)（參見(jiàn)專利文 獻(xiàn)1)。在該專利文獻(xiàn)1中，沿激光的入射方向具有形成在襯底1上的第一信息層和形成在襯 底2上的第二信息層，兩個(gè)信息層通過(guò)中間層W信息層相互面對(duì)的方式粘貼在一起。
[000引此時(shí)，第一信息層包括記錄層和第一金屬反射層，第二信息層由第一保護(hù)層、第二 保護(hù)層、記錄層、第二金屬反射層構(gòu)成。此外，也可W任選形成防止劃痕、污潰等的硬涂層、 熱擴(kuò)散層等層。另外，對(duì)于運(yùn)些保護(hù)層、記錄層、反射層等，提出了多種材料。
[0009] 包含高烙點(diǎn)電介質(zhì)的保護(hù)層需要：對(duì)由升溫和冷卻而產(chǎn)生的反復(fù)熱應(yīng)力具有耐 性，并且運(yùn)些熱影響不會(huì)影響反射膜和其它部位，并且其自身薄，反射率低并且具有不變質(zhì) 的初性。在該意義上，電介質(zhì)保護(hù)層具有重要作用。另外，當(dāng)然記錄層、反射層、干設(shè)膜層等 也在上述的CD、DVD、藍(lán)光(Blu-ray)(注冊(cè)商標(biāo))等光記錄介質(zhì)中發(fā)揮各自的功能，在該意義 上它們同樣重要，運(yùn)一點(diǎn)是毫無(wú)疑問(wèn)的。
[0010] 運(yùn)些多層結(jié)構(gòu)的各薄膜通常通過(guò)瓣射法形成。該瓣射法使用的原理如下：使包含 正極和負(fù)極的襯底與祀相對(duì)，在惰性氣體氛圍下在運(yùn)些襯底與祀之間施加高電壓W產(chǎn)生電 場(chǎng)，此時(shí)電離的電子與惰性氣體撞擊而形成等離子體，該等離子體中的陽(yáng)離子撞擊祀（負(fù) 極)表面而擊出祀構(gòu)成原子，該飛出的原子附著到相對(duì)的襯底表面而形成膜。
[0011] W往，由于上述保護(hù)層要求可見(jiàn)光范圍內(nèi)的透射性、耐熱性等，因此使用化S-Si化 等陶瓷祀進(jìn)行瓣射，形成約500A~約2()()()A的薄膜。運(yùn)些材料使用高頻瓣射(RF)裝置、磁 控瓣射裝置來(lái)成膜。
[001^ 但是，aiS-Si02為絕緣性材料，因此需要高價(jià)的RF電源，并且由于ZnS-Si02膜含有 硫化物，因此存在腐蝕鄰接的金屬層(特別是Ag合金反射層）的問(wèn)題，另外，由于熱導(dǎo)率低， 因此存在不適于高速記錄的問(wèn)題。
[0013] 發(fā)明人開發(fā)了利用W氧化鋒為基質(zhì)的同系化合物的瓣射祀(參見(jiàn)專利文獻(xiàn)2)、W 氧化錫為基質(zhì)的瓣射祀(參見(jiàn)專利文獻(xiàn)3)，運(yùn)些祀不含硫化物而具有與化S-Si化同等的特 性，但是得不到高熱導(dǎo)率。另外，W氧化鋒為基質(zhì)的燒結(jié)體還存在制造過(guò)程或瓣射中容易破 裂的問(wèn)題。
[0014] 現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn) [001引專利文獻(xiàn)
[0016] 專利文獻(xiàn)1:日本特開2006-79710號(hào)公報(bào)
[0017] 專利文獻(xiàn)2:日本特開2009-062618號(hào)公報(bào)
[0018] 專利文獻(xiàn)3:日本特開2005-154820號(hào)公報(bào)
[0019] 非專利文獻(xiàn)
[0020] 非專利文獻(xiàn)1:技術(shù)雜志《光學(xué)》第26卷第1期第9~15頁(yè)

【發(fā)明內(nèi)容】

[0021] 發(fā)明所要解決的問(wèn)題
[0022] 本發(fā)明的目的在于得到保持導(dǎo)電性、且熱滲透率高的氧化鋒基薄膜、適于制造該 薄膜的氧化鋒基燒結(jié)體、包含該燒結(jié)體的氧化鋒基瓣射祀。
[0023] 用于解決問(wèn)題的手段
[0024] 本發(fā)明人為了解決上述問(wèn)題而進(jìn)行了廣泛深入的研究，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，在W氧化鋒為 基質(zhì)的材料中，選擇金屬并添加到氧化鋒中，由此能夠得到即使在加熱成膜中不使結(jié)晶性 提高也具有高熱滲透率的氧化物薄膜，并且可W得到在制造過(guò)程或瓣射中不易破裂的燒結(jié) 體。
[0025] 導(dǎo)熱由聲子和傳導(dǎo)電子承擔(dān)，但是氧化侶等絕緣性高的材料中幾乎不存在傳導(dǎo)電 子，因此僅聲子作出貢獻(xiàn)。另外，利用通常的常溫瓣射成膜得到的膜的結(jié)晶性差，因此一般 利用聲子的傳導(dǎo)也變低。
[0026] 在運(yùn)樣的狀況下，本發(fā)明人關(guān)注于即使在常溫瓣射下也易于結(jié)晶化的氧化鋒基薄 膜，并考慮通過(guò)進(jìn)一步添加滲雜劑而增加傳導(dǎo)電子，通過(guò)進(jìn)一步添加熱導(dǎo)率高的金屬而提 高熱滲透率(熱導(dǎo)率)的方法。因此，優(yōu)選熱導(dǎo)率為80W/mKW上的金屬且烙點(diǎn)高于氧化鋒的 燒結(jié)溫度(約IOO(TC)的金屬。另外發(fā)現(xiàn)，通過(guò)添加平均粒徑范圍調(diào)節(jié)為0.5~50WI1的粉末， 能夠使添加金屬的一部分或全部均勻地W金屬的形式分散殘留在燒結(jié)體中，并且通過(guò)添加 微量的碳粉末，利用將添加金屬表面的氧化層還原除去、且氧化鋒也多少被還原的效果，可 W降低燒結(jié)體的體電阻率，得到不易破裂的燒結(jié)體。
[0027] 另外，添加金屬M(fèi)的殘留確認(rèn)通過(guò)EPMA的簡(jiǎn)易定量分析來(lái)進(jìn)行。通常通過(guò)在燒結(jié)體 中的金屬M(fèi)的粒子的中屯、附近是否存在95質(zhì)量％^上的金屬M(fèi)、W及氧量是否處于3質(zhì)量％ W下的范圍來(lái)進(jìn)行判斷。
[00%]本申請(qǐng)基于上述發(fā)現(xiàn)而提供下述發(fā)明。
[0029] 1)-種氧化鋒基燒結(jié)體，其中，W氧化鋒(ZnO)為主要成分，含有相對(duì)于氧化鋒為n 型滲雜劑的嫁(Ga)、侶(Al)或棚(B)，并含有10~300重量ppm的碳，且含有1種W上選自鉆 (Co)、儀(Ni)、鐵(Fe)、銅(Cu)、鋼(Mo)、釘(Ru)、錠(化）、鶴(W)、銀（Ir)、金(Au)的金屬元素 M，金屬M(fèi)的至少一部分或全部W金屬的形式殘留在燒結(jié)體中，相對(duì)于構(gòu)成氧化鋒基燒結(jié)體 的鋒、n型滲雜劑和全部金屬元素的金屬M(fèi)的濃度調(diào)節(jié)為0.05~25.0原子％。
[0030] 2)如上述1)所述的氧化鋒基燒結(jié)體，其特征在于，n型滲雜劑為嫁(Ga)時(shí)，相對(duì)于 鋒、Ga和氧的原子數(shù)合計(jì)的Ga濃度為1~7原子％。
[0031] 3)如上述1)所述的氧化鋒基燒結(jié)體，其特征在于，n型滲雜劑為侶(Al)時(shí)，相對(duì)于 鋒、Al和氧的原子數(shù)合計(jì)的Al濃度為0.5~3.5原子％。
[0032] 4)如上述1)所述的氧化鋒基燒結(jié)體，其特征在于，n型滲雜劑為棚(B)時(shí)，相對(duì)于 鋒、B和氧的原子數(shù)合計(jì)的B濃度為0.5~5.5原子％。
[0033] 5)如上述1)~4)中任一項(xiàng)所述的氧化鋒基燒結(jié)體，其特征在于，金屬M(fèi)的平均粒徑 調(diào)節(jié)為1~10皿的范圍。
[0034] 6)-種瓣射祀，其包含上述1)~5)中任一項(xiàng)所述的氧化鋒基燒結(jié)體。
[0035] 7)-種薄膜，其通過(guò)用上述6)所述的包含氧化鋒基燒結(jié)體的瓣射祀進(jìn)行瓣射而得 到。
[0036] 8)如上述7)所述的薄膜，其特征在于，膜的熱滲透率為1600(1/3*^'5111 21〇^上。
[0037] 發(fā)明效果
[0038] 本發(fā)明通過(guò)在添加有n型滲雜劑的氧化鋒基薄膜中添加適當(dāng)濃度的熱導(dǎo)率為80W/ mKW上、且烙點(diǎn)高于氧化鋒的燒結(jié)溫度(約IOO(TC)的金屬，而具有飛躍性地提高氧化鋒基 薄膜的熱滲透率的效果，能夠W透明或半透明的氧化物實(shí)現(xiàn)高熱滲透率。
[0039] 由此，能夠提供具有W往的包含氧化鋒基的材料類無(wú)法實(shí)現(xiàn)的高熱滲透率的薄 膜。
【具體實(shí)施方式】
[0040] 本發(fā)明提供一種氧化鋒基薄膜形成用瓣射祀，其為W氧化鋒(ZnO)為主要成分的 燒結(jié)體，含有相對(duì)于氧化鋒為n型滲雜劑的元素，并含有相對(duì)于燒結(jié)體總量為10~300重量 ppm的碳，且含有熱導(dǎo)率為80W/mKW上且烙點(diǎn)高于氧化鋒的燒結(jié)溫度（約IOO(TC)的金屬M(fèi)， 相對(duì)于構(gòu)成氧化鋒基薄膜的鋒、n型滲雜劑和全部金屬元素的金屬M(fèi)的濃度為0.05~25.0原 子％。
[0041] 作為上述祀的n型滲雜劑，可W使用嫁(Ga),優(yōu)選相對(duì)于鋒