JPH0341643A - 光学情報記録再生消去部材の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明はレーザービーム等により、情報を高密度、大容
量で記録再生、及び消去できる情報担体ディスク（以下
、単にディスクと称す）の製造方法に関するものである
。

従来の技術 レーザ光を照射することによって記録媒体層の光学的濃
度を可逆的に変化させて繰り返し記録・消去が可能な消
去ディスクが実用されつつある。

レーザ光の熱によってディスク基板が変形して記録・消
去の繰り返しができなくなるのを防ぐため、−船釣には
ディスク基板と記録媒体層の間あるいは記録媒体層とこ
の記録媒体層を保護する保護層との間に、熱変形を防止
するための断熱層として誘電体層を形成している。また
この誘電体層は、保護層側の誘電体層の上に反射層を設
は記録・消去を行うレーザ光の多重干渉を利用した光学
層として、記録・消去の感度を向上させている場合もあ
る。

上記誘電体材料の一つとして酸化物であるＴａ。

Ｏ６が提案されており、前記’１’ａ２Ｏ５の成膜方法
はＡｒガスのみでスパッタリングする方法とＡｒと０２
の混合ガスを用いスパッタリングする方法が知られてい
る。

発明が解決しようとする課題 しかし、これらの方法のうち、前者は簡便な方法ではあ
るが、Ａｒガスのみでスパッタするとタンタルと酸素の
膜組成比が、ターゲット材料の組成比と異なるという課
題がある。これはＡ「ガスのプラズマによってターゲッ
ト成分のＴａｇ’ｓは叩き出され、叩き出されたターゲ
ット成分子ａ。

Ｏｌはタンタルと酸素に分解して飛んで行き、基板に到
達した際に基板面上で再び結合して膜が形成される。こ
のとき形成された膜組成はＴａ、０゜とはならず、酸素
酸分が一部欠落した形で結合しＴａ、０ｘ（ｘ＜５）の
状態となる。このため、必要とするＴａ、Ｏ，の膜組成
、つまり誘電体の光学特性ｎ、に等が得られない例えば
Ｔａ２０ｘ（ｘ＜５）になるとｋ＞Ｑとなり、誘電体に
レーザ光の一部が吸収されという課題があった。又、予
め、ターゲット材料組成比を変えておいても、成膜時の
Ｍｉ或再現性に課題があることが判った。

Ａｒガスと０２の混合ガスを用いてスパッタする方法は
、ターゲット材料組成を成膜後の膜組成に再現させる方
法として有効である。しかしながら酸化物であるＴａ、
Ｏ，を誘電体材料として用いＡｒとＯ２の混合ガスでス
パッタリングを行う方法は、細部の膜形成条件は不明の
ことが多い。例えば、印加する電力と、Ａｒガスと０２
ガスの分圧比率の種々組合わせによって形成される膜組
成、膜特性は変化し、成膜速度も変化する。しかも、膜
形成時に設定すべき上記種々の条件値はスパッタ装置ご
とに変化する。そこで、最適の膜形成条件は個々の装置
ごとに多数の実験を行い設定しなければならないと言う
不便さがあった。本発明の目的は、かかる従来技術の欠
点を除去し、Ａｒと０２の混合ガスを用いたスパッタリ
ングにおいて良く制御されたＴａ２Ｏ５材料の誘電体膜
の形成されたディスクの製造方法を提供することである
。

課題を解決するための手段 本発明は酸化物であるＴ　ａ　、ＯＳ材料のターゲット
をＡｒと０２の混合ガスを用いてスパッタリングし誘電
体膜を形成する過程において、Ａｒガスと０２ガスの分
圧比率が、１％より太きく１０％より小さい範囲でかつ
、任意の電力密度において屈折率ｎが２．０＜　ｎ　＜
　２．１、消衰係数ｋかに＝ｏの範囲でかつ、成膜速度
がＡｒガス全圧に対して減少率１０％以内の範囲に設定
するものである。ここで電力密度は単位面積当りターゲ
ットに印加される電力である。

作用 すなわち、酸化物である’Ｉ’ａ２０．材料のターゲッ
トをＡｒと０２の混合ガスでスパッタリングを行うこと
により、ターゲット組成を再現する誘電体膜を形成する
ことができ、また、電力密度に応じてＡｒガスと０２ガ
スの分圧比率を設定することにより膜特性の安定化が図
られ、簡易にスパッタ装置ごとに安定した良好な膜特性
が得られるものである。従って、工業レベルで実施する
場合の利点は極めて大きい。

実施例 以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説明する。第
１図は本発明を実施するためのスパッタ装置の一例であ
る。ｌは真空容器、２は真空ポンプ、３はターゲット、
４はカソード、５はＲＦ電源、６はマツチング回路、７
は接地された対向電極で基板ホルダーを兼ねている。８
はＡｒガスボンへ、９はＡｒガスのバリアプルリークハ
ル、ｉ。

は０２ガスボンベ、ｌｌは０２ガスボンベのバリアプル
リークバルブである。

ポリカーボネイトの樹脂基板１２をホルダー７に設置し
、真空容器ｌを１０−’Ｔｏｒｒ程度に排気し、次にＡ
「ガスと０□ガスを分圧比１０対０．１〜１０対１の割
合で導入し、真空容器１内が所定の圧力になるようガス
流量、および真空ポンプへの排気量を調整するバルブ（
図示していない）の開閉量を制御する。Ａ「と０２ガス
の総流量としては１〜１００ｃｃ／ｍｉｎの範囲が適当
である。真空容器の圧力はｌＯ−″”Ｔｏｒｒから１０
−２Ｔｏｒｒ台が好ましい。１０−’Ｔｏｒｒ台以下で
あると安定した放電が得られにくい。また１０−　’Ｔ
ｏｒｒより高い場合安定なスパッタリングが困難である
。真空容器ｌが所定の圧力に到達した後、マツチング回
路６を通してＲＦ電源によりターゲット３と対向電極７
との間に電力を印加し、放電を行わせる。放電に伴い生
じたＡｒのプラズマによりターゲット３をスパッタし、
基板に誘電体層を形成する。

０２ガスの一部はスパッタリングによって基板面上に堆
積したターゲットの成分と対応し結合する。従って、０
２ガスの量は誘電体膜の光学特性、膜質及び成膜速度に
重大な影響を及ぼす。

ターゲットから飛び出した成分と０□ガスとが基板面上
で反応し結合する過程に影響を及ぼし、又、成膜速度に
影響を及ぼす重要な因子はＡｒガスと０□ガスの分圧比
と印加電力密度がある。Ａｒガスと０２ガスの分圧比が
大きい程反応は促進するが印加電力密度は一定であれば
成膜速度は低下する。又、印加重力密度は大きいはど成
膜速度は速くなるがＡｒと０２ガスの分圧比が一定であ
れば反応は純化する。

即ち、ターゲット面積は通常スパッタ装置毎に一定の値
を取るが、放電圧力や電極間距離及び印加電力密度を固
定してもＡｒガス及び０２ガスの流量が変化すればＡｒ
ガスと０２ガスの分圧比が変化し、従ってターゲットか
ら飛び出した成分とＯｔガスとの基板面上での反応（以
下単に反応と称す）の進行状況が変化し、又、成膜速度
も変化し、誘電体膜の形成過程が変化するのである。こ
のことがＡｒガスと０□ガス分圧でのスパッタリングに
よる誘電体膜の形成を複雑なものにする主要な要因であ
る。

出噸人らは種々の実験により、印加する電力密度に対す
るＡｒガスと０２ガスの分圧比を所定の範囲に制御すれ
ばスパッタ装置によらず、制御された誘電体膜の形成が
可能なことを見出した。

第２図はＡｒガスと０２ガス分圧でのスパッタリングに
よる誘電体膜の形成を行うためのダイアダラムである。

図中１３は放電による加熱により基板が損傷しないため
の印加電力密度の装置によらない上限である。値として
は１０　Ｗ　／　ａｆｌ程度である。

１４は安定な放電が継続するための印加電力密度の装置
によらない下限である。値としてはｌ　Ｗ　／　ｃｎｔ
程度である。１５と１６は全圧を一定にした時安定な放
電及びスパッタリングを得るため必要なＡｒガス量の上
限と下限によって決定されるＡｒと０２ガスの分圧比の
各々下限と上限である。

第２図において斜線を施した直線１３．１５とｔＩＩＩ
線１７で囲まれる領域１は成膜速度が速＜０２ガス量が
少ないため反応が十分に行われず形成された膜はＴａｚ
Ｏｘ（ｘ　＜　５　）となり、光学特性の消衰係数には
ｋ＞Ｏとなる領域である。従って領域ｌは必要とするＴ
ａｚ○５膜組威、光学特性を得るには不適当である。

第２図において斜線を施した直線１４．１６と曲線１８
で囲まれる領域■は成膜速度が遅く０２ガス量が多いた
め反応が必要以上に進み形成された膜はＴａｚＯｘ（Ｘ
　＞　５　）となり、光学特性の屈折率ｎはｎ＜２．０
となる。又、膜応力が大となる領域である。領域■にお
いても必要とするＴ　ａ　２Ｏ５膜組成、光学特性を得
るには不適当である。

以上より直線１３．１４．１５．１６と曲線１７．１８
で囲まれた領域■で誘電体膜の形成を行えばターゲット
のＴ　ａ　ｚ　ＯｓＭｉ戒と同様の膜組成、及び光学特
性を得ることができ、又、電力密度を高く設定すれば膜
形成速度が速いという工業上の必要性をも満足させるこ
とができる。

実施例１ 直線１６ｃｍのＴ　ａ　２Ｏ５である円形ターゲットを
具備したＲＦ二極型スパッタ装置において、電極間距離
を１０ｃｍとし、Ａｒガスと０２ガスとを３×１０−ゴ
Ｔｏｒｒになるよう導入、印加電力は３００Ｗを投入し
た。全圧一定でＡｒガスと０２ガスの分圧比を種々に変
化させスパッタした場合の光学特性ｎ、　ｋを第３図に
示し、成膜速度を第４図に示す。

第３図において屈折率ｎはＡｒと０２ガスの分圧比率１
．０％〜３．０％で２．Ｑ＜ｎ＜　２．１であり、消衰
係数にはＡ「ガスと０２ガスの分圧比率２．０％〜でに
≧０であった。

第４図において成膜速度はＡｒガスと０□ガスの分圧比
率３．０％以下で２００人〜１９０人であり、分圧比率
３．０％ないし３．５％から急激に低下している。これ
はＡ「ガスと０□ガスの分圧比を大きくするに伴いＡｒ
ガス量が減少する為、及び０２ガスが飛び出したターゲ
ット収骨の進路を妨害する為等である。

実施例１でＡｒガスと０２ガスの分圧比率は２．０％〜
３．０％を設定すればよいことがわかる。この分圧比率
で形成した誘電体膜からなるディスクは良好な記録再生
消去特性を示した。

発明の効果 本発明は以上のように、酸化物であるＴ　ａ　２０゜材
料のターゲットをＡｒガスと０□ガスで分圧し、ＲＦパ
ワーにより陰極スパッタし、ターゲットに対向したディ
スク基板を収脱する方法においてＡｒガスと０２ガスの
分圧比を簡易に設定する方法すなわち、ｎ、に、７ｉ膜
速度でＡｒと０２ガス分圧比を設定する方法を導入する
ことにより、所望の膜Ｕ戒、光学特性を再現性よく得る
ことができるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例におけるスパック装置の構成
概念図、第２図は本発明の製造方法に関する説明図、第
３図は本発明により製造したディスクの誘電体膜のＡｒ
ガスと０２ガス分圧比と光学特性ｎ、にとの関係を示す
グラフ、第４図は本発明により製造したディスクの誘電
体膜のＡｒガスと０２ガス分圧比と成ｊ模速度との関係
を示すグラフである。 １・・・・・・真空容器、２・・・・・・真空ポンプ、
３・・・・・・ターゲット、４・・・・・・カソード、
５・・・・・・ＲＦ電源、１２・・・・・・ディスク基
板。 第 図 第２図 Ａｒ（Ｑ２　ｆＪスの’ｙｔｒ＝ｒｔ（−ｑ）第 図 Ａｔζ０２Ｔ５スの分圧に牟（％真ｔｏｏ％）図 ＡＰζ０２７５スΦ分圧に毫 （経〆ｔｏｏ呪）

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）レーザー光の照射により、そのエネルギーを吸収
   して昇温し、溶融し、急冷し、アモルファス化する性質
   とアモルファスの状態を昇温することにより、結晶化す
   る性質を有する記録膜を用い、前記レーザー光の強度変
   調により情報を記録する部材において、前記記録薄膜層
   に接触する誘電体層としてＴａ＿２Ｏ＿５の材料を用い
   、前記Ｔａ＿２Ｏ＿５のターゲットにＡｒとＯ＿２の混
   合ガスで、高周波電力により陰極スパッタし、誘電体層
   を成膜することを特徴とする光学情報記録再生消去部材
   の製造方法。
2. （２）Ａｒガスに対するＯ＿２ガスの分圧比率を１％以
   上１０％以下にすることを特徴とする請求項（１）記載
   の光学情報記録再生消去部材の製造方法。
3. （３）任意の電力密度において、上記誘電体層Ｔａ＿２
   Ｏ＿５膜の吸収率ｎが２．０＜ｎ＜２．１、消衰係数ｋ
   がｋ≒０となるＡｒガスとＯ＿２ガスの分圧比であるこ
   とを特徴とする請求項（１）記載の光学情報記録再生消
   去部材の製造方法。
4. （４）任意の電力密度において、成膜速度がＡｒガス全
   圧時に対して１０％減少の範囲内となるＡｒガスとＯ＿
   ２ガスの分圧比であることを特徴とする請求項（１）記
   載の光学情報記録再生消去部材の製造方法。