KR20120057630A - 광 정보 기록 매체용 기록층, 광 정보 기록 매체 및 스퍼터링 타깃 - Google Patents

Abstract

기록 특성이 우수한 광 정보 기록 매체용 기록층, 그 기록층을 구비한 광 정보 기록 매체 및 상기 기록층의 형성에 유용한 스퍼터링 타깃을 제공한다. 레이저광의 조사에 의해 기록이 행해지는 기록층이며, 산소 1mol에 대한 산화물의 표준 생성 자유 에너지의 절대값이 Pd 및 Ag보다도 큰 X 금속의 산화물, 산화 Pd 및 산화 Ag를 포함하고, 기록층에 포함되는 X 금속 원자, Pd 원자 및 Ag 원자의 합계량에 대해, Pd 원자의 비율이 10 내지 60원자％, Ag 원자의 비율이 5 내지 45원자％, 또한 Pd 원자와 Ag 원자의 합계량의 비율이 75원자％ 이하인 광 정보 기록 매체용 기록층에 관한 것이다.

Description

광 정보 기록 매체용 기록층, 광 정보 기록 매체 및 스퍼터링 타깃{RECORDING LAYER FOR OPTICAL INFORMATION RECORDING MEDIUM, OPTICAL INFORMATION RECORDING MEDIUM, AND SPUTTERING TARGET}

본 발명은, 광 정보 기록 매체용 기록층, 광 정보 기록 매체 및 상기 기록층의 형성에 유용한 스퍼터링 타깃에 관한 것이다.

광 정보 기록 매체(광 디스크)는, CD, DVD, BD와 같은 광 디스크로 대표되고, 기록 재생 방식에 따라, 재생 전용형, 추기형 및 개서형의 3종류로 크게 구별된다. 이 중 추기형 광 디스크의 기록 방식은, 주로 기록층을 상(相) 변화시키는 상 변화 방식, 복수의 기록층을 반응시키는 층간 반응 방식, 기록층을 구성하는 화합물을 분해시키는 방식, 기록층에 구멍이나 피트 등의 기록 마크를 국소적으로 형성시키는 펀칭 방식으로 크게 구별된다.

상기 상 변화 방식에서는, 기록층의 결정화에 의한 광학 특성의 변화를 이용한 재료가, 기록층의 재료로서 제안되어 있다. 예를 들어 특허 문헌 1에서는, Te-O-M(M은 금속 원소, 반금속 원소 및 반도체 원소로부터 선택되는 적어도 1종의 원소)을 포함하는 기록층이 제안되고, 특허 문헌 2에서는 Sb 및 Te를 포함하는 기록층이 제안되어 있다.

상기 층간 반응 방식의 광 정보 기록 매체의 기록층으로서는, 예를 들어 특허 문헌 3에, 제1 기록층을 In-O-(Ni, Mn, Mo)를 포함하는 합금으로 이루어지는 것으로 하고, 또한 제2 기록층을 Se 및/또는 Te 원소, O(산소) 및 Ti, Pd, Zr 중으로부터 선택된 하나의 원소를 포함하는 합금으로 이루어지는 것으로 한 기록층이 제안되어 있다. 또한 특허 문헌 4에서는, 제1 기록층:In을 주성분으로 하는 금속, 제2 기록층:5B족 또는 6B족에 속하는 적어도 1종류의 원소를 포함하는, 산화물 이외의 금속 혹은 비금속을 적층하여, 가열에 의한 반응 또는 합금화에 의해 기록을 행하는 것이 제안되어 있다.

상기 기록층을 구성하는 화합물을 분해하는 방식의 기록층으로서, 예를 들어 특허 문헌 5에는 질화물을 주성분으로 한 기록층이 개시되어 있고, 상기 질화물을 가열에 의해 분해함으로써 기록을 행하는 재료나, 유기 색소 재료가 검토되고 있다.

상기 펀칭 방식의 기록층으로서는, 저융점 금속 재료로 이루어지는 것이 검토되고 있다. 예를 들어 특허 문헌 6에서는, Sn 합금에 3B족, 4B족, 5B족의 원소를 첨가한 합금으로 이루어지는 것이 제안되어 있다. 특허 문헌 7에서는, Ni 및/또는 Co를 1 내지 50원자％의 범위에서 함유하는 Sn기 합금으로 이루어지는 기록층이 제안되어 있다. 또한 특허 문헌 8에는, Co를 20 내지 65원자％ 함유하는 In 합금, 또한 이것에 Sn, Bi, Ge, Si로부터 선택되는 1종류 이상의 원소를 19원자％ 이하 함유하는 In 합금으로 이루어지는 기록층이 개시되어 있다.

또한 특허 문헌 9에는, 실질적으로 Pd, Ag, O로 이루어지고, 이들 Pd, Ag, O의 원자수의 비율을 규정한 기록층이 개시되어 있다.

일본 특허 출원 공개 제2005-135568호 공보 일본 특허 출원 공개 제2003-331461호 공보 일본 특허 출원 공개 제2003-326848호 공보 일본 특허 제3499724호 공보 국제 공개 제2003/101750호 팸플릿 일본 특허 출원 공개 제2002-225433호 공보 일본 특허 출원 공개 제2007-196683호 공보 일본 특허 제4110194호 공보 일본 특허 출원 공개 제2005-238516호 공보

광 정보 기록 매체에 요구되는 요구 특성으로서, 주로 재생에 충분한 반사율을 갖는 것이나, 실용적인 기록 레이저 파워로 기록이 가능한 것, 기록 신호가 재생에 충분한 신호 진폭을 갖는 것(고변조도인 것) 등이 요구된다.

그러나 종래 기술로서 개시되어 있는 기록 재료는, 이들 요구 특성을 기록 재료 단일 부재로 만족시키는 것이 어렵고, 상기 상 변화 방식에서는, 기록층 단독으로의 반사율이 낮기 때문에, 광 디스크 상태에서의 반사율을 높이기 위해 반사막이 필요하고, 또한 변조도를 증가시키기 위해 기록층의 상하에 ZnS-SiO₂ 등의 유전체층도 형성할 필요가 있어, 광 디스크를 구성하는 층수가 많아진다. 또한, 상기 층간 반응 방식에서도 복수의 기록층이 필요하므로, 광 디스크를 구성하는 층수가 많아진다. 이로 인해 막 층수가 많아져 생산성이 저하된다고 하는 과제가 있다. 이에 대해 상기 펀칭 방식은, 기록층 자체의 반사율이 높고, 또한 큰 변조도도 확보할 수 있으므로, 광 디스크를 구성하는 층의 수를 저감할 수 있지만, 보다 높은 기록 감도를 달성하는 데 있어서는 가일층의 검토가 필요하다. 또한 특허 문헌 9와 같이, Pd나 Ag의 산화물을 형성하는 것만으로는, 안정적이고 또한 기록 특성을 보다 높이는 것이 어렵다고 생각된다.

본 발명은 이러한 사정에 비추어 이루어진 것이며, 그 목적은 광 디스크의 층수를 저감하면서 상기 요구 특성을 만족시켜, 광 정보 기록 매체의 생산성을 높일 수 있는 광 정보 기록 매체용 기록층과, 상기 기록층을 구비한 광 정보 기록 매체 및 상기 기록층의 형성에 유용한 스퍼터링 타깃을 제공하는 데 있다.

본 발명은 이하의 형태를 포함한다.

(1) 레이저광의 조사에 의해 기록이 행해지는 광 정보 기록 매체용 기록층이며,

산소 1mol에 대한 산화물의 표준 생성 자유 에너지의 절대값이 Pd 및 Ag보다도 큰 X 금속의 산화물, 산화 Pd 및 산화 Ag를 포함하고, 기록층에 포함되는 X 금속 원자, Pd 원자 및 Ag 원자의 합계량에 대해, Pd 원자의 비율이 10 내지 60원자％, Ag 원자의 비율이 5 내지 45원자％, 또한 Pd 원자와 Ag 원자의 합계량의 비율이 75원자％ 이하인 광 정보 기록 매체용 기록층.

(2) 상기 X 금속이, In, Sn, Zn, Bi, Ge, Co, W, Cu 및 Al로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1종 이상인 (1)에 기재된 광 정보 기록 매체용 기록층.

(3) 상기 X 금속이 In인 (2)에 기재된 광 정보 기록 매체용 기록층.

(4) 레이저광이 조사된 부분에 기포가 생성되어 체적 변화됨으로써 기록이 행해지는 (1) 내지 (3) 중 어느 하나에 기재된 광 정보 기록 매체용 기록층.

(5) (1) 내지 (4) 중 어느 하나에 기재된 기록층을 구비하는 광 정보 기록 매체.

(6) 상기 기록층에 인접하여 형성되는 유전체층을 구비하는 (5)에 기재된 광 정보 기록 매체.

(7) (1) 내지 (4) 중 어느 하나에 기재된 광 정보 기록 매체용 기록층 형성용 스퍼터링 타깃이며,

스퍼터링 타깃에 포함되는 X 금속 원자, Pd 원자 및 Ag 원자의 합계량에 대해, Pd 원자의 비율이 10 내지 60원자％, Ag 원자의 비율이 5 내지 45원자％, 또한 Pd 원자와 Ag 원자의 합계량의 비율이 75원자％ 이하인 스퍼터링 타깃.

(8) 상기 X 금속이, In, Sn, Zn, Bi, Ge, Co, W, Cu 및 Al로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1종 이상인 (7)에 기재된 스퍼터링 타깃.

(9) 상기 X 금속이 In인 (8)에 기재된 스퍼터링 타깃.

본 발명에 따르면, 실용적인 비교적 낮은 기록 레이저 파워로 고변조도를 달성할 수 있는(이하, 이러한 특성을 「기록 감도가 우수한」이라고 하는 경우가 있음) 광 정보 기록 매체용 기록층(특히는, 추기형 광 정보 기록 매체용 기록층) 및 상기 기록층을 구비한 광 정보 기록 매체(특히는, 추기형 광 정보 기록 매체)를 제공할 수 있다. 또한, 본 발명에 따르면, 상기 기록층의 형성에 유용한 스퍼터링 타깃을 제공할 수 있다.

본 발명자들은, 종래의 기록층보다도 기록 감도가 우수한 광 정보 기록 매체용 기록층을 실현하기 위해 예의 연구를 행하였다. 그 결과, 종래의 기록층과는 달리, 산소 1mol에 대한 산화물의 표준 생성 자유 에너지의 절대값이 Pd 및 Ag보다도 큰 금속(이하, X 금속이라 함)의 산화물, 산화 Pd 및 산화 Ag를 포함하는 기록층으로 하면, 상기 기록층에 레이저를 조사시켰을 때에, X 금속의 산화물 중에 포함되는 상기 산화 Pd와 산화 Ag가, 레이저 조사에 의해 가열되고, 분해되어 산소를 방출하여 안정적으로 기록층의 조직을 변화시키는, 구체적으로는 레이저가 조사된 부분에 기포를 생성시켜 불가역적인 기록을 행하도록 하면, 종래보다도 기록 감도를 각별히 높일 수 있는 것을 발견하였다.

상기 기록층에 의한 기록 방식에서는, 레이저 조사 전의 기록층의 구조는 비정질이고, 레이저 조사 후에도 비정질인 점에서, 비정질이 레이저 조사에 의해 결정으로 변화되는 것을 이용한 상 변화 방식과 다르다.

본 발명의 기록층이 기록 감도가 우수한 이유로서, 레이저 조사에 의해 기포가 발생한 부분에서는, 기포가 발생되어 있지 않은 부분에 비해 투과율이 증가(즉, 반사율이 저하)함으로써, 변조도를 크게 할 수 있었던 것이 생각된다.

상기 효과를 충분히 발현시키기 위해서는, 기록층에 포함되는 X 금속 원자, Pd 원자 및 Ag 원자의 합계량에 대해,

?Pd 원자의 비율 : 10 내지 60원자％,

?Ag 원자의 비율 : 5 내지 45원자％ 및

?Pd 원자와 Ag 원자의 합계량:75원자％ 이하

를 만족시키도록 할 필요가 있다.

상기 Pd 원자의 비율이 10원자％를 하회하면, 레이저 조사시에 분해되는 산화 Pd가 적으므로, 방출되는 산소량이 충분하지 않아 생성되는 기포가 부족하고, 기록 감도 향상의 효과가 작아진다. 또한, 산화 Ag만으로는 산소 방출에 의한 형태 변화가 불충분하여, 산화 Pd가 어느 정도 필요하다. 이들의 관점에서, 본 발명에서는 Pd 원자의 비율을 10원자％ 이상으로 하였다. Pd 원자의 비율은, 바람직하게는 15원자％ 이상이다.

또한 본 발명에서는, 상기 산화 Pd와 함께 산화 Ag를 함유시킴으로써, 산화 Pd에 의한 기록 감도의 향상 효과를, 산화 Ag의 환원에 의한 산소 방출에 의해 충분히 높일 수 있다. 이러한 효과를 발휘시키기 위해, Ag 원자의 비율을 5원자％ 이상으로 한다. Ag 원자는 바람직하게는 8원자％ 이상이다.

한편, 산화 Pd 및 산화 Ag와 함께 X 금속의 산화물을 함유시킴으로써, 후술하는 바와 같이, 레이저 조사에 의한 기록 부분의 형태 변화를 최적화할 수 있다. 이와 같이 본 발명에서는, 산화 Pd 및 산화 Ag와 함께, X 금속의 산화물의 존재도 중요하므로, Pd 원자의 상한을 60원자％(바람직한 상한은 50원자％, 보다 바람직한 상한은 45원자％), Ag 원자의 상한을 45원자％(바람직한 상한은 40원자％)로 하는 동시에, Pd 원자 및 Ag 원자의 합계량의 상한을 75원자％(즉, X 금속 원자, Pd 원자 및 Ag 원자의 합계량에 대한, X 금속 원자의 비율의 하한을 25원자％)로 하였다. Pd 원자 및 Ag 원자의 합계량의 상한은, 바람직하게는 60원자％이다.

상기 산화 Pd가, 특히 일산화 Pd와 이산화 Pd를 포함하는 것이면, 기록 감도를 보다 충분히 향상시킬 수 있으므로 바람직하다. 그 이유로서, 일산화 Pd보다도 불안정한 이산화 Pd가, 레이저 조사에 의해 용이하게 분해되어 산소를 방출하는 것, 및 이산화 Pd에 비해 안정적인 일산화 Pd 중에 이산화 Pd를 존재시킴으로써, 이 이산화 Pd의 자연 분해가 억제되어, 안정적인 기록층이 얻어지는 것이 생각된다.

상기 이산화 Pd의 분해에 의한 산소 방출량을 높여, 기록에 의한 충분한 반사율 변화를 얻기 위해서는, 상기 일산화 Pd와 이산화 Pd의 합계에 대한 이산화 Pd의 비를, 3몰％ 이상으로 하는 것이 바람직하다. 보다 바람직하게는 5몰％ 이상이다.

한편, 일산화 Pd에 대해 이산화 Pd가 지나치게 많으면, 이산화 Pd는 안정적으로 존재할 수 없어, 기록층의 제작이 곤란해지므로, 상기 일산화 Pd와 이산화 Pd의 합계에 대한 이산화 Pd의 비는 70몰％ 이하로 하는 것이 바람직하다. 보다 바람직하게는 60몰％ 이하이다.

본 발명의 기록층은, 상술한 바와 같이, 상기 산화 Pd 및 산화 Ag와 함께, 산소 1mol에 대한 산화물의 표준 생성 자유 에너지의 절대값이 Pd 및 Ag보다도 큰 금속(X 금속)의 산화물을 필수로 하는 것이다. 이와 같이, 산화 Pd나 산화 Ag보다도 안정적인 금속 산화물(X 금속의 산화물)을, 산화 Pd 및 산화 Ag와 함께 함유시킴으로써, 상기 산화 Pd나 산화 Ag가 분해되었을 때의 산소 방출에 의한 형태 변화를 명료하고 또한 크게 할 수 있어, 기록에 의한 충분한 반사율 변화, 즉 고변조도를 달성할 수 있다.

Pd나 Ag보다도 산소 1mol에 대한 산화물의 표준 생성 자유 에너지의 절대값이 큰 금속(X 금속)으로서는, In, Sn, Zn, Bi, Ge, Co, W, Cu, Al을 들 수 있다(실온에 있어서의 산소 1mol에 대한 산화물의 표준 생성 자유 에너지는, Pd가 약 -150kJ/mol, Ag가 -40kJ/mol인 것에 대해, In, Sn, Zn, Bi, Ge, Co, W, Cu, Al이 각각 -500, -520, -640, -330, -420, -420, -500, -270, -1050kJ/mol임). 이 중 바람직하게는 In, Bi, 즉, 상기 산화 Pd 및 산화 Ag와 함께 포함되는 X 금속의 산화물로서, 산화 In이나 산화 Bi가 바람직하다.

또한, 본 발명의 기록층에는, 상기 X 금속의 산화물, 상기 산화 Pd 및 상기 산화 Ag를 포함하는 것 외에, 금속 Pd가 포함될 수 있는 경우가 있다.

또한, 제작시에 불가피하게 혼입되는 불가피 불순물이 포함될 수 있다. 그러나 본 발명의 기록층의 성분 조성은, 그들 불가피하게 혼입되어 오는 미량 성분까지 규정하는 것은 아니며, 본 발명의 상기 특성이 저해되지 않는 한, 그들 불가피 불순물의 미량 혼입은 허용된다.

또한 본 발명의 기록층은, 흡수율의 향상이나 굴절률의 제어를 목적으로 하여, Sn, Al, Bi, Cu, Nb, Ti, Si, Ta를 합계 약 30원자％ 이하의 범위 내에서, 예를 들어 산화물로서 포함하고 있어도 된다.

기록층의 막 두께는, 기록층의 상하에 유전체층이나 광학 조정층 등의 다른 층을 삽입하는 등, 광 정보 기록 매체의 구조에도 의존하지만, 기록층을 단층으로 사용하는 경우(상기 유전체층이나 광학 조정층 등을 형성하지 않는 경우)에는, 기록층의 막 두께를 5 내지 100㎚로 하는 것이 바람직하다. 기록층의 막 두께가 5㎚보다 작으면, 기록에 의한 충분한 반사율 변화가 얻어지기 어려울 우려가 있기 때문이다. 보다 바람직하게는 10㎚ 이상, 더욱 바람직하게는 20㎚ 이상, 특히 바람직하게는 25㎚ 이상이다. 한편, 기록층의 막 두께가 100㎚보다 크면, 막의 형성에 시간이 걸려, 생산성이 저하되는 동시에, 기록에 필요한 레이저 파워가 커질 우려가 있으므로 바람직하지 않다. 기록층의 막 두께는, 보다 바람직하게는 70㎚ 이하, 더욱 바람직하게는 60㎚ 이하이다.

본 발명의 기록층은, 스퍼터링법으로 형성하는 것이 바람직하다. 스퍼터링 조건으로서는, Ar 유량:10 내지 100sccm, 산소 유량:10 내지 100sccm으로 하는 것을 들 수 있다. 또한, 스퍼터링법에 있어서의 그 밖의 조건은, 범용되는 스퍼터링 조건을 채용할 수 있고, 가스압을 예를 들어 0.1 내지 1.0㎩의 범위, 스퍼터 전력을 예를 들어 0.5 내지 20W/㎠의 범위로 제어하는 것을 들 수 있다.

상기 스퍼터링법으로 본 발명의 기록층을 형성하는 데 있어서는, 스퍼터링 타깃(이하, 단순히 「타깃」이라고 하는 경우가 있음)으로서, 스퍼터링 타깃에 포함되는 X 금속 원자(바람직하게는, In, Sn, Zn, Bi, Ge, Co, W, Cu 및 Al로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1종 이상, 보다 바람직하게는 In), Pd 원자 및 Ag 원자의 합계량에 대해,

?Pd 원자의 비율 : 10 내지 60원자％,

?Ag 원자의 비율 : 5 내지 45원자％ 및

?Pd 원자와 Ag 원자의 합계량:75원자％ 이하

를 만족시키는 것을 사용한다.

상기 타깃의 구체적 형태로서는, X 금속이 산화물로서 포함되는(즉, X 금속의 산화물) 동시에, Pd 원자가 금속 Pd 및/또는 산화 Pd, 또한 Ag 원자가 금속 Ag 및/또는 산화 Ag로서 포함되는 것을 들 수 있다.

그 밖의 형태로서, X 금속 원자, Pd 원자 및 Ag 원자 모두가 금속, 즉, 이들 원소를 포함하는 합금으로 이루어지는 것을 들 수 있다.

또한, 상기 원소(X 금속 원자, Pd 원자, Ag 원자)가 산화물의 형태로 타깃 중에 존재하는 경우, 상기 원소의 비율은, 산화물에 있어서의 산소 원자를 제외한 원자 환산으로 구한 값을 나타낸다.

상기 타깃으로서는, 특히, X 금속의 산화물, 금속 Pd 및 금속 Ag의 분말을 혼합하여, 소결시킨 것을 사용하는 것이, 생산성이나 형성된 박막의 조성의 면내 균일성이나 두께 제어의 점에서 바람직하다. 상기 타깃에는, 제조시에 불가피하게 혼입되는 불가피 불순물이 포함될 수 있다. 그러나 본 발명의 스퍼터링 타깃의 성분 조성은, 그들 불가피하게 혼입되어 오는 미량 성분까지 규정하는 것은 아니며, 본 발명의 상기 특성이 저해되지 않는 한, 그들 불가피 불순물의 미량 혼입은 허용된다.

기록층의 형성에는, 상기 타깃을 사용하여 스퍼터링을 행하는 것 외에, 예를 들어 X 금속 타깃, 금속 Pd 타깃[순(純) Pd 금속 타깃] 및 금속 Ag 타깃(순 Ag 금속 타깃)을 사용하여, 이들을 동시 방전시켜 다원 스퍼터링을 행하는 것도 들 수 있다.

본 발명의 광 정보 기록 매체는, 상기 우수한 특성을 나타내는 기록층을 갖고 있지만, 고온 고습 환경하에 있어서도 상기 우수한 특성을 유지할 수 있는 우수한 내구성을 확보하기 위해서는, 기록층에 인접하여 유전체층이 형성된 것이 바람직하다. 상기 고온 고습 환경하에 있어서는, 레이저를 조사하고 있지 않은(즉, 기록을 행하고 있지 않은) 부분의 산화 Pd나 산화 Ag가 서서히 환원되어 산소를 방출하고, 그 결과, 광학 특성이 변화되어 반사율의 저하로 되어 나타나는 것이, 내구성의 저하 원인으로서 생각된다. 그러나 유전체층을 형성함으로써, 산화 Pd(특히는 이산화 Pd)나 산화 Ag의 불필요한 분해를 억제하여 안정적으로 유지할 수 있는 것이라고 생각된다.

상기 「기록층에 인접하여 유전체층을 형성」의 형태에는, 예를 들어 기판과 기록층의 사이이며 기록층에 인접하여 형성하는 경우, 및/또는 기록층과 후술하는 광 투과층의 사이이며 기록층에 인접하여 형성하는 경우를 들 수 있다.

상기 유전체층은, 산소 배리어층으로서 작용함으로써도 내구성을 향상시킨다. 산화 Pd나 산화 Ag의 분해에 의해 발생하는 산소의 도산(逃散)을 방지함으로써, 반사율의 변화(특히는 반사율의 저하)를 방지할 수 있어, 기록층으로서 필요한 반사율을 확보할 수 있는 것이라 생각된다.

또한 유전체층을 형성함으로써 기록 특성을 향상시킬 수도 있다. 이것은, 유전체층에 의해 입사한 레이저의 열확산이 최적으로 제어되어, 기록 부분에 있어서의 기포가 지나치게 커지거나, 산화 Pd의 분해가 지나치게 진행되어 기포가 찌부러지는 것 등이 방지되어, 기포의 형상을 최적화할 수 있기 때문이라고 생각된다.

상기 유전체층의 소재로서는, 산화물, 질화물, 황화물, 탄화물, 불화물 또는 그 혼합물을 들 수 있고, 상기 산화물로서는, In, Zn, Sn, Al, Si, Ge, Ti, Ta, Nb, Hf, Zr, Cr, Bi 및 Mg로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1종 이상의 원소의 산화물(바람직하게는, In, Sn, Si, Zr 및 Zn으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1종 이상의 원소의 산화물)을 들 수 있다. 상기 질화물로서는, In, Sn, Ge, Cr, Si, Al, Nb, Mo, Ti 및 Zn으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1종 이상의 원소의 질화물(바람직하게는 Si 및/또는 Ge의 질화물)을 들 수 있고, 상기 황화물로서는 Zn 황화물을 들 수 있다. 상기 탄화물로서는, In, Sn, Ge, Cr, Si, Al, Ti, Zr, Ta 및 W로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1종 이상의 원소의 탄화물(바람직하게는, Si, Ti 및 W로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1종 이상의 원소의 탄화물), 상기 불화물로서는, Si, Al, Mg, Ca 및 La로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1종 이상의 원소의 불화물을 들 수 있다. 이들의 혼합물로서는, ZnS-SiO₂ 등을 들 수 있다. 이 중 바람직한 것은, In, Zn, Sn, Al, Si, Ti, Mg 중 어느 1종 이상을 포함하는 상기 화합물(산화물 등) 또는 그 혼합물이고, 보다 바람직하게는 In, Zn, Sn, Al 중 어느 1종 이상을 포함하는 상기 화합물 또는 그 혼합물이다.

유전체층의 막 두께는, 1 내지 40㎚로 하는 것이 바람직하다. 1nm 미만에서는 상기 유전체층의 효과(특히는, 산소 배리어로서의 효과)가 충분히 발휘되기 어려울 우려가 있기 때문이다. 보다 바람직하게는 3㎚ 이상이다. 한편, 유전체층의 막 두께가 지나치게 두꺼우면, 레이저 조사에 의한 기록층의 변화가 발생하기 어려워질 우려가 있어, 기록 특성의 저하를 초래하는 경우가 있으므로 바람직하지 않다. 따라서 유전체층의 막 두께는, 40㎚ 이하로 하는 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 35㎚ 이하이다.

본 발명은, 상기 유전체층의 형성 방법에 대해서까지 규정하는 것은 아니지만, 상기 기록층과 동일하게 스퍼터링법으로 형성하는 것이 바람직하다.

상기 유전체층을 스퍼터링법으로 형성하는 데 있어서는, 스퍼터링 조건으로서, Ar 유량을, 예를 들어 10 내지 100sccm의 범위로 하고, 하기와 같이 금속 타깃을 사용하는 경우에는, 산화물층 형성시의 산소 유량을, 예를 들어 5 내지 60sccm의 범위, 질화물층 형성시의 질소 유량을, 예를 들어 5 내지 80sccm의 범위로 하는 것을 들 수 있다. 또한, 가스압을 예를 들어 0.1 내지 1.0Pa의 범위, 스퍼터 전력을 예를 들어 0.5 내지 50W/㎠이 범위로 하는 것을 들 수 있다.

상기 유전체층의 형성에 사용하는 스퍼터링 타깃으로서는, 상기 화합물(산화물, 질화물, 황화물, 탄화물, 불화물)로 이루어지는 타깃 외에, 상기 화합물에 있어서의 산소, 질소, 유황, 탄소, 불소 이외의 구성 원소를 포함하는 금속 타깃(순 금속이나 합금으로 이루어지는 타깃)을 사용할 수 있다.

본 발명의 광 정보 기록 매체는, 상기 기록층을 구비하고 있는 점에 특징을 갖고 있고, 바람직하게는 유전체층을 더 구비하고 있는 것이다. 상기 기록층이나 유전체층 이외에는, 광 정보 기록 매체의 분야에 공지의 구성을 채용할 수 있다.

광 정보 기록 매체(광 디스크)로서, 그 구조가, 레이저 가이드용 홈이 형성된 기판 상에 기록층이 적층되고, 그 위에 광 투과층을 더 적층한 것을 들 수 있다.

예를 들어, 상기 기판의 소재로서는, 폴리카보네이트 수지, 노보넨계 수지, 환상 올레핀계 공중합체, 비정질 폴리올레핀 등을 들 수 있다. 또한, 상기 광 투과층으로서는, 폴리카보네이트나 자외선 경화 수지를 사용할 수 있다. 광 투과층의 재질로서는 기록 재생을 행하는 레이저에 대해 높은 투과율을 갖고, 광 흡수율이 작은 것이 바람직하다. 상기 기판의 두께는, 예를 들어 0.5 내지 1.2㎜로 하는 것을 들 수 있다. 또한 상기 광 투과층의 두께는, 예를 들어 0.1 내지 1.2㎜로 하는 것을 들 수 있다.

본 발명의 기록층은, 높은 반사율을 나타내고, 기록층 단독으로 우수한 기록 특성을 나타내는 것이지만, 필요에 따라서 광 디스크로서의 반사율을 보다 높이기 위해, 기판과 기록층의 사이에 광학 조정층을 더 형성해도 된다. 상기 광학 조정층의 소재로서는, Ag, Au, Cu, Al, Ni, Cr, Ti 등이나 그들의 합금 등이 예시된다. 또한, 상기 광학 조정층의 두께는, 통상, 완전 반사막으로서는 50 내지 150㎚ 정도이다.

또한, 상기에서는, 기록층 및 광 투과층이 각각 1층씩 형성된 1층 광 디스크를 나타내고 있지만 이것에 한정되지 않고, 기록층 및 광 투과층이 복수 적층된 2층 이상의 광 디스크여도 된다.

상기 기록층을 복수 구비하는 경우에는, 기록층과 필요에 따라서 적층되는 광학 조정층이나 유전체층으로 이루어지는 기록층군과 별도의 기록층군의 사이에, 예를 들어 자외선 경화 수지 등으로 이루어지는 투명 중간층을 갖고 있어도 된다.

본 발명의 특징은, 전술한 기록층(바람직하게는, 또한 유전체층)을 채용한 점에 있고, 이 기록층이나 유전체층 이외의, 기판이나 광 투과층, 나아가서는 광학 조정층이나 투명 중간층 등의 형성 방법에 대해서는 특별히 한정되지 않으며, 통상 행해지고 있는 방법으로 형성하여, 광 정보 기록 매체를 제조하면 된다.

광 정보 기록 매체로서 CD, DVD, 또는 BD를 들 수 있고, 예를 들어 파장이 약 380㎚ 내지 450㎚, 바람직하게는 약 405㎚인 청색 레이저광을 기록층에 조사하여, 데이터의 기록 및 재생을 행하는 것이 가능한 BD-R을 구체예로서 들 수 있다.

실시예

이하, 실시예를 들어 본 발명을 보다 구체적으로 설명하지만, 하기 실시예는 본 발명을 제한하는 것은 아니며, 상기?후기의 취지를 일탈하지 않는 범위에서 적절하게 변경을 가하여 실시하는 것도 가능하고, 그들은 본 발명의 기술적 범위에 포함된다.

(1) 광 디스크의 제작

디스크 기판으로서, 폴리카보네이트 기판(두께:1.1㎜, 직경:120㎜, 트랙 피치:0.32㎛, 홈 깊이:25nm)을 사용하여, 상기 기판 상에, DC 마그네트론 스퍼터링법이 의해, 산화 In, 산화 Pd 및 산화 Ag로 이루어지는 다양한 기록층을 형성하였다. 기록층의 막 두께는 40㎚로 하였다. 상기 기록층은, 순 In 금속 타깃, 순 Pd 금속 타깃 및 순 Ag 금속 타깃의 3개의 타깃(표 1의 No.5, 8은, 이 중 2개의 타깃)의 동시 방전에 의한 다원 스퍼터링을 행하여 형성하였다.

상기 기록층 형성을 위한 스퍼터링 조건은, Ar 유량:10sccm, 산소 유량:10sccm, 가스압:0.4㎩, DC 스퍼터링 파워:100 내지 200W, 기판 온도:실온으로 하였다.

성막한 기록층의 성분 조성[In 원자＋Pd 원자＋Ag 원자에 대한, In 원자의 비율(원자％), Pd 원자의 비율(원자％), Ag 원자의 비율(원자％)]은, 형광 X선 분석법 또는 ICP 발광 분석법에 의해 측정하여 구하였다.

다음에 표 1의 No.1 내지 6, 8에 대해서는, DC 마그네트론 스퍼터링법에 의해, 산화 In 타깃을 사용하여, 유전체층으로서 산화 In층을 10㎚ 형성하였다. 이 유전체층 형성을 위한 스퍼터링 조건은, Ar 유량:10sccm, 가스압:0.2Pa, DC 스퍼터링 파워:100 내지 200W, 기판 온도:실온으로 하였다.

이어서, 유전체층 상(No.7에 대해서는 기록층 상)에, 자외선 경화성 수지[니혼가야꾸(日本化藥)사제 「BRD-864」]를 스핀 코트한 후, 자외선을 조사하여 막 두께 약 0.1㎜의 광 투과층을 성막하고, 광 디스크를 얻었다.

또한, 표 1의 No.6은, 상기 기록층의 형성에, 타깃으로서 순 In 금속 타깃, 순 Pd 금속 타깃 및 순 Cu 금속 타깃의 3개의 타깃을 사용하여 스퍼터링을 행하여, 산화 In, 산화 Pd 및 산화 Cu로 이루어지는 기록층을 형성하였다.

(2) 광 디스크의 평가

제작한 광 디스크에 대해 하기와 같이 평가하였다. 즉, 광 디스크 평가 장치[펄스텍 고오교오(PULSTEC INDUSTRIAL)사제 「ODU-1000」]를 사용하여, 기록 레이저 중심 파장은 405㎚로 하고, NA(개구수):0.85의 렌즈를 사용하였다. 하기에 나타내는 반사율은, 상기 장치를 사용하여 레이저를 트랙 상에 조사하고, 광 디스크에 있어서의 미기록 부분의 레이저광의 복귀광 강도로부터 구하였다.

상기 광 디스크 평가 장치를 사용하여, 선속:4.92m/s, 기준 클록:66㎒의 조건에서, 2T 내지 8T의 랜덤 신호를 다양한 기록 레이저 파워(기록 파워)로 기록하였다. 그리고 요꼬가와 덴끼(橫河電機)사제 타임 인터벌 애널라이저 TA810을 사용하여 측정한 지터값(재생 레이저 파워 0.3mW에서의 기록 재생시의 재생 신호의 시간축 상의 요동을 나타내는 값)이 최소로 되는 기록 레이저 파워(기록 파워)를 구하였다(지터 최소값 및 기록 파워는 표 1에 나타내는 바와 같음).

이 지터가 최소로 되는 기록 파워에서의 변조도(반사율의 변화율)를 하기 수학식 1로부터 구하고, 상기 지터 최소값이 7％ 미만이고, 또한 이 변조도가 0.40 이상인 것을 합격으로 하였다.

이들 결과를 표 1에 병기한다.

표 1로부터, 본 발명에서 규정하는 성분 조성을 만족시키는 기록층(No.1 내지 4, 7)은, 변조도가 높고, 실용적인 기록 레이저 파워에서의 기록 감도가 우수한 것을 알 수 있다.

이에 대해, 본 발명에서 규정하는 성분 조성을 만족시키지 않는 No.5나 6은, 변조도가 낮고 기록 감도가 떨어지는 것으로 되었다. 또한 No.8은, 변조도는 높지만, 지터 최소값이 비교적 커졌다.

본 출원을 상세하게 또한 특정한 실시 형태를 참조하여 설명하였지만, 본 발명의 정신과 범위를 일탈하는 일 없이 다양한 변경이나 수정을 가할 수 있는 것은 당업자에게 있어서 명백하다.

본 출원은, 2009년 9월 18일 출원된 일본 특허 출원(일본 특허 출원 제2009-217351호)에 기초하는 것이며, 그 내용은 여기에 참조로서 포함된다.

본 발명에 따르면, 실용적인 비교적 낮은 기록 레이저 파워로 고변조도를 달성할 수 있는 광 정보 기록 매체용 기록층(특히는, 추기형 광 정보 기록 매체용 기록층) 및 상기 기록층을 구비한 광 정보 기록 매체(특히는, 추기형 광 정보 기록 매체)를 제공할 수 있다. 또한, 본 발명에 따르면, 상기 기록층의 형성에 유용한 스퍼터링 타깃을 제공할 수 있다.

Claims (9)

1. 레이저광의 조사에 의해 기록이 행해지는 광 정보 기록 매체용 기록층이며,
   산소 1mol에 대한 산화물의 표준 생성 자유 에너지의 절대값이 Pd 및 Ag보다도 큰 X 금속의 산화물, 산화 Pd 및 산화 Ag를 포함하고, 기록층에 포함되는 X 금속 원자, Pd 원자 및 Ag 원자의 합계량에 대해, Pd 원자의 비율이 10 내지 60원자％, Ag 원자의 비율이 5 내지 45원자％, 또한 Pd 원자와 Ag 원자의 합계량의 비율이 75원자％ 이하인, 광 정보 기록 매체용 기록층.
2. 제1항에 있어서, 상기 X 금속이, In, Sn, Zn, Bi, Ge, Co, W, Cu 및 Al로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1종 이상인, 광 정보 기록 매체용 기록층.
3. 제2항에 있어서, 상기 X 금속이 In인, 광 정보 기록 매체용 기록층.
4. 제1항에 있어서, 레이저광이 조사된 부분에 기포가 생성되어 체적 변화됨으로써 기록이 행해지는, 광 정보 기록 매체용 기록층.
5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 기재된 기록층을 구비하는, 광 정보 기록 매체.
6. 제5항에 있어서, 상기 기록층에 인접하여 형성되는 유전체층을 구비하는, 광 정보 기록 매체.
7. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 기재된 광 정보 기록 매체용 기록층 형성용 스퍼터링 타깃이며,
   스퍼터링 타깃에 포함되는 X 금속 원자, Pd 원자 및 Ag 원자의 합계량에 대해, Pd 원자의 비율이 10 내지 60원자％, Ag 원자의 비율이 5 내지 45원자％, 또한 Pd 원자와 Ag 원자의 합계량의 비율이 75원자％ 이하인, 스퍼터링 타깃.
8. 제7항에 있어서, 상기 X 금속이, In, Sn, Zn, Bi, Ge, Co, W, Cu 및 Al로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1종 이상인, 스퍼터링 타깃.
9. 제8항에 있어서, 상기 X 금속이 In인, 스퍼터링 타깃.