(57)【要約】      （修正有）【課題】光記録媒体の記録層として使用して、書き込み電力を低減し、光記録媒体の書き込み速度を加速することができる相転移温度が低い無機相転移材料の提供。【解決手段】書き込み電力を低減し、記録速度を加速するための光記録媒体用の記録層として適している４００℃未満の相転移温度を有する原子量におけるＮｉ／（Ｎｉ＋Ｔｅ）比が０．１以下であり、ニッケル、テルル、および酸化物を含む無機相転移材料を形成するための、テルルのベース相（基本相）とテルル化ニッケル金属間化合物の化合物相とを有するニッケル−テルル系スパッタリングターゲット。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ニッケルとテルルとを含むニッケル−テルル系スパッタリングターゲットであって、ニッケルとテルルとの総原子量に対するニッケルの原子量の比が０．２５以下である、ニッケル−テルル系スパッタリングターゲット。
【請求項２】
前記ニッケル−テルル系スパッタリングターゲットがテルルのベース相とテルル化ニッケル金属間化合物の化合物相とを含む、請求項１に記載のニッケル−テルル系スパッタリングターゲット。
【請求項３】
前記ニッケル−テルル系スパッタリングターゲットが酸素を含み、酸素の量が前記ニッケル−テルル系スパッタリングターゲットの総金属原子の１００原子パーセントに基づいて０原子パーセント超でかつ７０原子パーセント以下である、請求項１または２に記載のニッケル−テルル系スパッタリングターゲット。
【請求項４】
前記ニッケル−テルル系スパッタリングターゲットが硫黄を含み、硫黄の量が前記ニッケル−テルル系スパッタリングターゲットに基づいて５ｐｐｍ以下である、請求項１〜３のいずれか１項に記載のニッケル−テルル系スパッタリングターゲット。
【請求項５】
前記ニッケル−テルル系スパッタリングターゲットが添加元素を含み、前記添加元素が、パラジウム、銀、金、チタン、バナジウム、ゲルマニウム、スズ、アンチモン、ビスマス、銅、セレン、モリブデン、クロム、アルミニウム、シリコン、インジウム、マグネシウムまたはそれらの任意の組み合わせであり、前記ニッケル−テルル系スパッタリングターゲットの総金属原子の１００原子パーセントに基づいて、ニッケルの原子量が２原子パーセント以上かつ２５原子パーセント以下であり、前記添加元素の総原子量が０原子パーセント超でかつ１０原子パーセント以下である、請求項１〜４のいずれか１項に記載のニッケル−テルル系スパッタリングターゲット。
【請求項６】
前記添加元素がパラジウムである、請求項５に記載のニッケル−テルル系スパッタリングターゲット。
【請求項７】
ニッケル、テルル、および酸素を含むニッケル−テルル系酸化物材料であって、ニッケルとテルルとの総原子量に対するニッケルの原子量の比が０．２５以下である、ニッケル−テルル系酸化物材料。
【請求項８】
前記ニッケル−テルル系酸化物材料が添加元素を含み、前記添加元素が、パラジウム、銀、金、チタン、バナジウム、ゲルマニウム、スズ、アンチモン、ビスマス、銅、セレン、モリブデン、クロム、アルミニウム、シリコン、インジウム、マグネシウムまたはそれらの任意の組み合わせであり、前記ニッケル−テルル系酸化物材料の総金属原子の１００原子パーセントに基づいて、ニッケルの原子量が２原子パーセント以上でかつ２５原子パーセント以下であり、前記添加元素の総原子量が０原子パーセント超でかつ１０原子パーセント以下である、請求項７に記載のニッケル−テルル系酸化物材料。
【請求項９】
前記ニッケル−テルル系酸化物材料の相転移温度が２５０℃以上かつ４００℃以下である、請求項７または８に記載のニッケル−テルル系酸化物材料。
【請求項１０】
前記ニッケル−テルル系酸化物材料の変調が５０パーセント超である、請求項７〜９のいずれか１項に記載のニッケル−テルル系酸化物材料。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はニッケル−テルル系スパッタリングターゲットおよびニッケル−テルル系酸化物材料に関し、さらに詳細には、光記録媒体の記録層用のニッケル−テルル系スパッタリングターゲットおよびニッケル−テルル系酸化物材料に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のライトワンス光記録媒体は、最初は記録材料として有機色素を使用している。しかしながら、有機色素は吸着帯が狭く、青色光または紫色光を効率的に吸着することができない。結果として、ブルーレイディスクなどの従来の光記録媒体はこの問題を克服するために無機相転移材料を記録層として使用するようになっている。
【０００３】
テルル酸化物、すなわちＴｅＯｘ（式中、ｘは２以下である）を無機相転移材料の一例として考えると、テルル酸化物の結晶構造はレーザー照射後に変化する。結晶転移は光学特性の著しい変化を伴い、それによって光記録媒体へのデータ書き込みが達成される。その良好な熱安定性のために、無機相転移材料は光記録媒体に適した記録材料であることが見込まれる。
【０００４】
テルル酸化物は相転移し、良好な熱安定性を有するが、純粋なテルル酸化物材料は、単独で記録層として使用するにはその結晶構造の変化が遅すぎる。この問題を解決するために、パラジウム元素をテルル酸化物にドープして、テルル系酸化物材料の相転移温度を約４０２℃まで低下させ、相転移速度を約３００ｎｓまで短縮し、かくして光記録媒体の適用性を改善する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、パラジウム原料は、１キログラムあたり約３０００００ニュー台湾ドルかかり、記録層の大量生産のために使用するには高価すぎる。この欠点を克服するために、本発明は別のテルル系材料を提供して上記問題を軽減または排除する。
【０００６】
本発明の目的は、従来のパラジウム−テルル酸化物材料にとって代わり、そして光記録媒体の製造コストを減らすための、記録層用の別の材料を開発することである。
【０００７】
本発明の別の目的は、相転移温度が低い無機相転移材料を開発することである。したがって、無機相転移材料を光記録媒体の記録層として使用して、書き込み電力を低減し、光記録媒体の書き込み速度を加速することができる。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この目的を達成するために、本発明はニッケルとテルルとを含むニッケル−テルル系スパッタリングターゲットを提供する。ニッケル−テルル系スパッタリングターゲットにおいて、ニッケルとテルルとの総原子量に対するニッケルの原子量の比は０．２５以下である。本発明によると、このニッケル−テルル系スパッタリングターゲットはスパッタリングによって無機相転移材料を作製するのに適している。その低い相転移温度のために、無機相転移材料は光記録媒体の記録層として好適であり、それによって、必要とされる書き込み電力は低減され、光記録媒体の書き込み速度は加速される。さらに、１キログラムあたり８００ニュー台湾ドルしかかからない安価なニッケル原料を採用することで、さらに、ニッケル−テルル系スパッタリングターゲットからスパッタリングされた無機相転移材料を従来のパラジウム−テルル酸化物材料と置換することが可能になり、かくして光記録媒体の製造コストを削減することができる。
【０００９】
本発明によれば、ニッケル−テルル系スパッタリングターゲットはニッケル−テルル系合金スパッタリングターゲットまたはニッケル−テルル系酸化物スパッタリングターゲットであってよい。
【００１０】
好ましくは、ニッケル−テルル系スパッタリングターゲットはテルルのベース相（基本相）とテルル化ニッケル金属間化合物の化合物相とを有する。さらに詳細には、テルル化ニッケル金属間化合物の化合物相はテルル化ニッケル相、すなわちＮｉＴｅ２相である。
【００１１】
好ましくは、ニッケル−テルル系スパッタリングターゲットにおいて、ニッケルとテルルとの総原子量に対するニッケルの原子量の比は０．１５以下である。したがって、そのようなニッケル−テルル系スパッタリングターゲットからスパッタリングされた無機相転移材料は、記録層を作製して光記録媒体のその変調を改善するために適している。
【００１２】
好ましくは、ニッケル−テルル系スパッタリングターゲットはさらに添加元素を含む。添加元素は、パラジウム、銀、金、チタン、バナジウム、ゲルマニウム、スズ、アンチモン、ビスマス、銅、セレン、モリブデン、クロム、アルミニウム、シリコン（ケイ素）、インジウム、マグネシウムまたはそれらの任意の組み合わせであり得る。ニッケル−テルル系スパッタリングターゲットの総金属原子の１００原子パーセントに基づいて（ニッケル−テルル系スパッタリングターゲットの総金属原子１００原子パーセントのうち）、ニッケルの原子量は２原子パーセント以上でかつ２５原子パーセント以下であり、テルルの原子量は４５原子パーセント以上でかつ９５原子パーセント以下であり、そして添加元素の総原子量は０原子パーセント超でかつ３０原子パーセント以下である。
【００１３】
好ましくは、ニッケルの原子量は、ニッケル−テルル系スパッタリングターゲットの総金属原子の１００原子パーセントに基づいて、２原子パーセント以上でかつ１５原子パーセント以下である。
【００１４】
好ましくは、添加元素の総原子量は、ニッケル−テルル系スパッタリングターゲットの総金属原子の１００原子パーセントに基づいて、０原子パーセント超でかつ１０原子パーセント以下である。好ましくは、添加元素はパラジウムである。
【００１５】
好ましくは、ニッケル−テルル系スパッタリングターゲットは硫黄を含み、硫黄の量はニッケル−テルル系スパッタリングターゲットに基づいて５ｐｐｍ以下である。ニッケル−テルル系スパッタリングターゲット中の硫黄のガス含有量を制御することによって、典型的には銀から成る反射層の、当該反射層の上側の記録層に起因する硫化は、ニッケル−テルル系スパッタリングターゲットを用いることによって記録層を堆積させる場合に回避することができる。
【００１６】
好ましくは、ニッケル−テルル系スパッタリングターゲットは酸素を含み、酸素の量は、ニッケル−テルル系スパッタリングターゲットの総金属原子の１００原子パーセントに基づいて、０原子パーセント超かつ７０原子パーセント以下である。
【００１７】
この目的を達成するために、本発明は、ニッケル、テルルおよび酸素を含むニッケル−テルル系酸化物材料を提供する。ニッケル−テルル系酸化物材料の金属組成において、ニッケルとテルルとの総原子量に対するニッケルの原子量の原子量の比は０．２５以下である。
【００１８】
ニッケル−テルル系酸化物材料は熱処理後に不可逆的相転移をする、すなわち、ニッケル−テルル系酸化物材料はアモルファス構造から結晶構造に変わる。したがって、ニッケル−テルル系酸化物材料はデータ記録用の光記録媒体の記録層として適している。
【００１９】
ニッケル−テルル系酸化物材料の前記組成で、ニッケル−テルル系酸化物材料の相転移温度は２５０℃以上かつ４００℃以下である。パラジウム−テルル酸化物の相転移温度（４００℃よりも高い）と比較して、記録層としてのニッケル−テルル系酸化物材料は製造コストを低下させ、必要とされる書き込み電力を減らし、そして記録層を含む光記録媒体をより速い記録速度で記録できるように光記録媒体の書き込み速度を増加させる。
【００２０】
好ましくは、ニッケル−テルル系酸化物材料は２５０℃以上かつ４００℃以下の相転移温度を有する。さらに好ましくは、ニッケル−テルル系酸化物材料は２７０℃以上３８０℃以下の相転移温度を有する。
【００２１】
本発明によれば、ニッケル−テルル系酸化物材料は、好適な流れ（流量）で流れる酸素下でこのニッケル−テルル系合金スパッタリングターゲットを反応的にスパッタリングすることによって作製することができる。好ましくは、１０ｓｃｃｍまたはそれ以下の酸素ガスを連続して流しながらニッケル−テルル系酸化物材料をチャンバー内で蒸着させることができる。あるいは、このニッケル−テルル系酸化物スパッタリングターゲットをスパッタリングすることによってニッケル−テルル系酸化物材料を作製することができる。
【００２２】
ニッケル−テルル酸化物材料において、ニッケルとテルルとの総原子量に対するニッケルの原子量の比は好ましくは０．１５以下である。この組成のニッケル−テルル酸化物材料は５０％超の変調を有する。したがって、この組成のニッケル−テルル酸化物材料は、光学特性の変調を改善するための光記録媒体の記録層として適している。
【００２３】
好ましくは、ニッケル−テルル系スパッタリング材料は硫黄を含み、硫黄の量はニッケル−テルル系酸化物材料に基づいて５ｐｐｍ以下である。ニッケル−テルル系酸化物材料を記録層として使用することで、記録層に起因する反射層の硫化を防止できる。
【００２４】
好ましくは、ニッケル−テルル系酸化物材料は添加元素を含む。ニッケル−テルル系酸化物材料の添加元素は、パラジウム、銀、金、チタン、バナジウム、ゲルマニウム、スズ、アンチモン、ビスマス、銅、セレン、モリブデン、クロム、アルミニウム、シリコン、インジウム、マグネシウムまたはそれらの任意の組み合わせである。ニッケル−テルル系酸化物材料の総金属原子の１００原子パーセントに基づいて、添加元素の総原子量は０原子パーセント超かつ３０原子パーセント以下である。
【００２５】
好ましくは、ニッケルの原子量は、ニッケル−テルル系酸化物材料の総金属原子の１００原子パーセントに基づいて、２原子パーセント以上かつ１５原子パーセント以下である。
【００２６】
好ましくは、添加元素の総原子量は、ニッケル−テルル酸化物材料の総金属原子の１００原子パーセントに基づいて、０原子パーセント超でかつ１０原子パーセント以下である。好ましくは、添加元素はパラジウムである。
【００２７】
本発明の他の目的、利点および新規特徴は、添付の図面とあわせると以下の詳細な説明からさらに明らかになるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】実施例１〜４のニッケル−テルル合金スパッタリングターゲットのＸ線回折図であり、４つの曲線は下から上へ向かって、それぞれ実施例１〜４のニッケル−テルル合金スパッタリングターゲットのＸ線回折曲線であった。
【図２】図２Ａから図２Ｄはそれぞれ実施例１から実施例４のニッケル−テルル合金スパッタリングターゲットの走査電子顕微鏡画像である。
【図３】様々な熱処理の下での実施例１０〜１３のニッケル−テルル系酸化物層のその場反射率（反射値）およびパラジウム−テルル酸化物層のその場反射率を示す。
【図４】様々な熱処理の下での実施例１０および１７のニッケル−テルル系酸化物層のその場反射率およびパラジウム−テルル酸化物層のその場反射率を示す。
【図５】図５Ａはレーザー照射前の実施例１２のニッケル−テルル系酸化物層のＸ線回折図であり、図５Ｂはレーザー照射後の実施例１２のニッケル−テルル系酸化物層のＸ線回折図である。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
以下、当業者は下記実施例から本発明の利点および効果を容易に理解できる。本明細書中で提示した説明は、単に例示目的のための好ましい例にすぎず、発明の範囲を限定することを意図しないと理解すべきである。発明の趣旨および範囲から逸脱することなく本発明を実施または適用するために様々な付加および変更をなすことができる。
【００３０】
実施例１〜４：ニッケル−テルル合金スパッタリングターゲット
表１に記載した比のニッケル粉末およびテルル粉末をポリプロピレンボールミル容器に入れ、次いで混合および粉砕して均一にした。その後、充分に混合した粉末をグラファイトモールドに充填し、次いで１８トンの負荷で、４１５℃および３２６ｂａｒ（３２．６ＭＰａ）にて少なくとも４時間ホットプレスして、ニッケル−テルル合金スパッタリングターゲットを準備した。実施例１〜４のニッケル−テルル合金スパッタリングターゲットは各々４Ｎ（９９．９９％）より高い純度を有する。
【００３１】
実施例１〜４のニッケル−テルル合金スパッタリングターゲットの全体組成は、ＮｉａＴｅｂとして表すことができた。「ａ」はニッケルの原子量を表し、「ｂ」はテルルの原子量を表す。実施例１のニッケル−テルル合金スパッタリングターゲットの全体組成Ｎｉ２５Ｔｅ７５を一例としてとると、ニッケル−テルル合金スパッタリングターゲットの総金属原子の１００ａｔ％に基づいて、ニッケルの原子量は２５原子パーセント（ａｔ％）であり、テルルの原子量は７５ａｔ％であった。
【００３２】
表１中の原子量が示すように、実施例２のニッケル−テルル合金スパッタリングターゲットについて、ニッケルとテルルとの総原子量に対するニッケルの原子量の比は０．１５であり、ニッケルとテルルとの総原子量に対するテルルの原子量の比は０．８５であった。実施例３のニッケル−テルル合金スパッタリングターゲットについて、ニッケルとテルルとの総原子量に対するニッケルの原子量の比は０．１であり、ニッケルとテルルとの総原子量に対するテルルの原子量の比は０．９であった。実施例４のニッケル−テルル合金スパッタリングターゲットについて、ニッケルとテルルとの総原子量に対するニッケルの原子量の比は０．０５であり、ニッケルとテルルとの総原子量に対するテルルの原子量の比は０．９５であった。
【００３３】
実施例５〜８：ニッケル−テルル−パラジウム合金スパッタリングターゲット
ニッケル粉末、テルル粉末、およびパラジウム粉末を表１に記載した比でポリプロピレンボールミル容器に入れ、次いで混合・粉砕して均一にした。その後、充分に混合した粉末をグラファイトモールドに充填し、次いで１８トンの負荷で、４１５℃および３２６ｂａｒ（３２．６ＭＰａ）にて少なくとも４時間ホットプレスして、実施例５〜８のニッケル−テルル−パラジウム合金スパッタリングターゲットを準備した。
【００３４】
実施例５〜８のニッケル−テルル−パラジウム合金スパッタリングターゲットの全体組成は、ＮｉａＴｅｂＰｄｃとして表すことができた。「ａ」はニッケルの原子量を表し、「ｂ」はテルルの原子量を表し、「ｃ」はパラジウムの原子量を表す。実施例５のニッケル−テルル−パラジウム合金スパッタリングターゲットの全体組成Ｎｉ１５Ｔｅ７５Ｐｄ１０を例にとると、ニッケルの原子量は、ニッケル−テルル−パラジウム合金スパッタリングターゲットの総金属原子の１００ａｔ％に基づいて１５ａｔ％であり、テルルの原子量は７５ａｔ％であり、そしてパラジウムの原子量は１０ａｔ％であった。すなわち、ニッケルとテルルとの総原子量に対するニッケルの原子量の比は０．１６７であった。表１中の原子量が示すように、実施例６のニッケル−テルル−パラジウム合金スパッタリングターゲットについて、ニッケルとテルルとの総原子量に対するニッケルの原子量の比は０．０７５であり、ニッケルとテルルとの総原子量に対するテルルの原子量の比は０．９２５であった。実施例７のニッケル−テルル−パラジウム合金スパッタリングターゲットについては、ニッケルとテルルとの総原子量に対するニッケルの原子量の比は０．０３３であり、ニッケルとテルルとの総原子量に対するテルルの原子量の比は０．９６７であった。実施例８のニッケル−テルル−パラジウム合金スパッタリングターゲットについては、ニッケルとテルルとの総原子量に対するニッケルの原子量の比は０．０２２であり、ニッケルとテルルとの総原子量に対するテルルの原子量の比は０．９７８であった。
【００３５】
実施例９：ニッケル−テルル酸化物スパッタリングターゲット
０．２８キログラムの酸化ニッケル粉末（純度＞９９．９％）および４．６２キログラムのテルル酸化物粉末をポリプロピレンボールミル容器に入れ、次いで分散剤およびバインダーとともに少なくとも８時間粉砕した。酸化ニッケル粉末およびテルル酸化物粉末の使用量は、下記表１に記載したニッケルおよびテルルの各々の量から算出した。次いで、顆粒をグラファイトモールドに充填し、次いでプレスしてプリフォームグリーン圧粉体を得た。プリフォームグリーン圧粉体を次いで８００℃より高い温度で焼結して、高密度ニッケル−テルル酸化物スパッタリングターゲットを得た。
【００３６】
実施例９のニッケル−テルル酸化物スパッタリングターゲットについて、金属原子間のその組成はＮｉａＴｅｂとして表すことができた。「ａ」はニッケルの原子量を表し、そして「ｂ」はテルルの原子量を表す。ニッケル−テルル酸化物スパッタリングターゲットの総金属原子の１００ａｔ％に基づいて、ニッケルの原子量は１５ａｔ％であり、テルルの原子量は８５ａｔ％であった。すなわち、ニッケルとテルルとの総原子量に対するニッケルの原子量の比は０．１５であった。
【００３７】
【表１】
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【００３８】
試験例１：ニッケル−テルル合金スパッタリングターゲットの相組成および微細構造の分析
実施例１〜４のニッケル−テルル合金スパッタリングターゲットの相組成をＸ線回折によって測定し、結果を図１に示した。さらに、実施例１〜４のニッケル−テルル合金スパッタリングターゲットの微細構造を走査電子顕微鏡で観察して、各々図２Ａ〜２Ｄを得た。エネルギー分散型Ｘ線分光器（ＥＤＳ）をさらに使用して、図２Ａ〜２Ｄの暗灰色相および薄灰色相の各組成を決定した。結果を表１に記載した。
【００３９】
実験結果によると、実施例１〜４のニッケル−テルル合金スパッタリングターゲットの各々は、薄灰色ベース相すなわちテルルリッチな相と、暗灰色テルル化ニッケル金属間化合物相すなわちＮｉＴｅ２相とを有していた。図２Ａ〜２Ｄが示すように、テルル化ニッケル金属間化合物相とニッケルテルル合金スパッタリングターゲットとの面積比（ニッケルテルル合金スパッタリングターゲットに対するテルル化ニッケル金属間化合物相の面積比）は、ニッケルの原子量が増加するにつれて徐々に増加した。すなわち、実施例２および４のニッケルテルル合金スパッタリングターゲット間で、実施例２のニッケルテルル合金スパッタリングターゲットに対するテルル化ニッケル金属間化合物相の面積比は、実施例４のものよりも大きかった。
【００４０】
試験例２：ニッケル−テルル−パラジウム合金スパッタリングターゲットの相組成および微細構造の分析
まず、実施例５〜８のニッケル−テルル合金スパッタリングターゲットの相組成を試験例１で記載する方法によって研究した。実施例５〜８のニッケル−テルル−パラジウム合金スパッタリングターゲットはさらにパラジウム元素を含むので、実施例５〜８のニッケル−テルル−パラジウム合金スパッタリングターゲットの各々は、テルルリッチな相とＮｉＴｅ２相とを有し、加えて若干のテルル化パラジウム金属間化合物相すなわちＰｄＴｅ２相も有していた。
【００４１】
試験例３：ニッケル−テルル酸化物合金スパッタリングターゲットの相組成および微細構造の分析
実施例９のニッケル−テルル合金スパッタリングターゲットの相組成を試験例１で記載する方法によって研究した。ニッケル−テルル酸化物合金スパッタリングターゲットは主に金属酸化物から構成されていたので、実施例９のニッケルテルル酸化物合金スパッタリングターゲットの相組成は、酸化ニッケル相すなわちＮｉＯ相と、テルル酸化物相すなわちＴｅＯ２相と、若干の第２のニッケル−テルル酸化物相すなわちＮｉＴｅＯ３相とを有していた。
【００４２】
試験例４：ガス含有量の分析
実施例１〜８のスパッタリングターゲットの各々に含まれる特定の元素のガス含有量をガス分析器（メーカ：ＬＥＣＯ、モデル：ＴＣ３００）によって測定した。実験結果によると、炭素のガス含有量は１５０ｐｐｍ未満であり、硫黄のガス含有量は２ｐｐｍ未満であり、酸素のガス含有量は３０００ｐｐｍ未満であり、窒素のガス含有量は２０ｐｐｍ未満であった。
【００４３】
実施例１０〜１７：ニッケル−テルル系酸化物層
実施例１０〜１７のニッケル−テルル系酸化物層を各々、後述する方法にしたがって実施例１〜４のニッケル−テルル合金スパッタリングターゲットおよび実施例５〜８のニッケル−テルル−パラジウム合金スパッタリングターゲットをスパッタリングすることから作製した。
【００４４】
各々２０ｎｍの厚さのニッケル−テルル系酸化物層を、５ｓｃｃｍの酸素ガスおよび３０ｓｃｃｍのアルゴンガスを連続して流したチャンバー内で、１００Ｗのスパッタ電力で反応性直流スパッタリングすることによって各シリコン基板上に堆積させた。
【００４５】
実施例１０〜１７のニッケル−テルル系酸化物層をＥＤＳによって分析した。実施例１０〜１７のニッケル−テルル系酸化物層中に含まれる金属元素の組成は、ＮｉａＴｅｂまたはＮｉａＴｅｂＰｄｃによって表すことができた。詳細な結果を表２に記載し、表中、「ａ」はニッケルの原子量を表し、「ｂ」はテルルの原子量を表し、「ｃ」はパラジウムの原子量を表す。
【００４６】
実施例１０のニッケル−テルル系酸化物層の金属組成Ｎｉ２５Ｔｅ７５を一例としてとると、ニッケル−テルル系酸化物層の総金属原子の１００ａｔ％に基づいて、ニッケルの原子量は２５ａｔ％であり、テルルの原子量は７５ａｔ％であった。実施例１４のニッケル−テルル系酸化物層の金属組成Ｎｉ１５Ｔｅ７５Ｐｄ１０を一例としてとると、ニッケル−テルル合金スパッタリングターゲットの総金属原子の１００ａｔ％に基づいて、ニッケルの原子量は、１５ａｔ％であり、テルルの原子量は７５ａｔ％であり、そしてパラジウムの原子量は１０ａｔ％であった。
【００４７】
比較例１：パラジウム−テルル酸化物層
純粋なテルルスパッタリングターゲットおよび純粋なパラジウムスパッタリングターゲットを使用してパラジウム−テルル酸化物層を作製した。２０ｎｍの厚さの比較例１のパラジウム−テルル酸化物層を、５ｓｃｃｍの酸素ガスおよび３０ｓｃｃｍのアルゴンガスを連続して流したチャンバー内で、１００Ｗのスパッタ電力で反応性直流スパッタリングすることによってシリコン基板上に堆積させた。ＥＤＳによって検出されたパラジウム−テルル酸化物層の組成を表２に記載した。
【００４８】
試験例５：相転移温度および変調
実施例１０〜１７のニッケル−テルル系酸化物層および比較例１のパラジウム−テルル酸化物層が光記録媒体に適用可能であり、記録層として使用できるかどうかを判定するために、実施例１０〜１７のニッケル−テルル系酸化物層および比較例１のパラジウム−テルル酸化物層をそれぞれシリコン基板上に堆積させて、試験片を作製した。次いで、レーザー書き込み前後の光記録媒体の記録層の反射率変化をシミュレーションするために、１００℃／ｍｉｎの加熱速度で加熱しながら試験サンプルのその場反射率をモニターした。結果を図３および４に示した。図面から得られたデータを分析した後、試験サンプルの相転移温度および変調を得、表２に記載した。ここで、変調は次式によって算出した：
【００４９】
【数１】
2018150623.tif 000004
【００５０】
【表２】
2018150623.tif 000005
【００５１】
上記表２および図３で示すように、比較例１のパラジウム−テルル酸化物層と比較して、実施例１０〜１７のニッケル−テルル系酸化物層の各々は低い相転移温度を有する。すなわち、ニッケル−テルル系酸化物層のニッケルとテルルとの総原子量に対するニッケルの原子量の比が０．２５以下である場合、実施例１０〜１７のニッケル−テルル系酸化物層の各々は２５０℃〜４００℃の範囲内であり、さらに詳細には、２７０℃〜３８０℃の範囲内であった。
【００５２】
上記表２および図４で示すように、実施例１および８のニッケル−テルル合金スパッタリングターゲットを反応性スパッタリングに特有な流量の酸素下にてスパッタリングした場合、実施例１０および１７のニッケル−テルル系酸化物層はどちらも２５０℃〜４００℃の温度で相転移した。
【００５３】
さらに、上記表２で示すように、実施例１１〜１３のニッケル−テルル系酸化物層の変調は５０％またはそれ以上に改善された。
【００５４】
すなわち、比較例１のパラジウム−テルル酸化物層と比較すると、ニッケル−テルル系酸化物層のニッケルとテルルとの総原子量に対するニッケルの原子量の比を０．１５以下に制御することは、それらの相転移温度を効果的に低下させて、ニッケル−テルル系酸化物層を含む光記録媒体が低い書き込み電力でデータを記録することを可能にするだけでなく、ニッケル−テルル系酸化物層を記録層として含む光記録媒体の変調も改善した。
【００５５】
試験例６：ニッケル−テルル系酸化物層の相転移の発生
実施例１２のニッケル−テルル系酸化物層を一例として使用して、高温での本発明のニッケル−テルル系酸化物層の相転移の発生を確認した。このニッケル−テルル系酸化物層を斜入射Ｘ線回折Ｘ線回折（ＧＩＸＲＤ）によって分析して、レーザー照射前後のその結晶構造を判定した。
【００５６】
図５Ａを参照すると、実施例１２のニッケル−テルル系酸化物層は、レーザー照射前はアモルファスであった。図５Ｂを参照すると、レーザー照射後、実施例１２のニッケル−テルル系酸化物層の結晶構造はアモルファス相からテルルリッチな相とテルル酸化物相（ＴｅＯ２相）との混合物に変わった。
【００５７】
本発明のニッケル−テルル系酸化物層は光記録媒体、特にライトワンスブルーレイディスクに適していること、すなわちレーザーによって照射されたニッケル−テルル系酸化物層は相転移および結晶化を受けてデータ記録を達成することが明らかになった。
【００５８】
結論として、本発明のニッケル−テルル合金スパッタリングターゲットを使用して、反応性スパッタリング過程を通して光記録媒体の記録層として好適なニッケル−テルル系酸化物層を作製することができる。試験例５および６の結果に基づいて、光記録媒体に適用された本発明のニッケル−テルル系酸化物層は、低い相転移温度の利点と高い光変調の利点とを同時に有する。したがって、本発明のニッケル−テルル系酸化物層は、必要とされる書き込み電力を減少させ、光記録媒体の書き込み速度をスピードアップするために有益であり、かくして、本発明のニッケル−テルル系酸化物層をその記録層として採用することによって、高い記録速度および低い書き込み電力を有するライトワンス光記録媒体を開発することができる。
【００５９】
本発明の多くの特性および利点を発明の構造および特徴の詳細とあわせて前述の説明で記載したが、開示は例示的にすぎない。本発明の原則の範囲内で、添付の特許請求の範囲が表現される用語の広義によって示される最大範囲まで変更をなすことができる。
【図１】
2018150623.tif 000006
【図２】
2018150623.tif 000007
【図３】
2018150623.tif 000008
【図４】
2018150623.tif 000009
【図５】
2018150623.tif 000010
【手続補正書】
【提出日】平成30年3月27日(2018.3.27)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はニッケル−テルル系スパッタリングターゲット及びニッケル−テルル系酸化物材料に関し、さらに詳細には、光記録媒体の記録層用のニッケル−テルル系スパッタリングターゲット及びニッケル−テルル系酸化物材料に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のライトワンス光記録媒体は、最初は記録材料として有機色素を使用している。しかしながら、有機色素は吸着帯が狭く、青色光又は紫色光を効率的に吸着することができない。結果として、ブルーレイディスクなどの従来の光記録媒体はこの問題を克服するために無機相転移材料を記録層として使用するようになっている。
【０００３】
テルル酸化物、すなわちＴｅＯｘ（式中、ｘは２以下である）を無機相転移材料の一例として考えると、テルル酸化物の結晶構造はレーザー照射後に変化する。結晶転移は光学特性の著しい変化を伴い、それによって光記録媒体へのデータ書き込みが達成される。その良好な熱安定性のために、無機相転移材料は光記録媒体に適した記録材料であることが見込まれる。
【０００４】
テルル酸化物は相転移し、良好な熱安定性を有するが、純粋なテルル酸化物材料は、単独で記録層として使用するにはその結晶構造の変化が遅すぎる。この問題を解決するために、パラジウム元素をテルル酸化物にドープして、テルル系酸化物材料の相転移温度を約４０２℃まで低下させ、相転移速度を約３００ｎｓまで短縮し、かくして光記録媒体の適用性を改善する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、パラジウム原料は、１キログラムあたり約３０００００ニュー台湾ドルかかり、記録層の大量生産のために使用するには高価すぎる。この欠点を克服するために、本発明は別のテルル系材料を提供して上記問題を軽減又は排除する。
【０００６】
本発明の目的は、従来のパラジウム−テルル酸化物材料にとって代わり、そして光記録媒体の製造コストを減らすための、記録層用の別の材料を開発することである。
【０００７】
本発明の別の目的は、相転移温度が低い無機相転移材料を開発することである。したがって、無機相転移材料を光記録媒体の記録層として使用して、書き込み電力を低減し、光記録媒体の書き込み速度を加速することができる。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この目的を達成するために、本発明はニッケルとテルルとを含むニッケル−テルル系スパッタリングターゲットを提供する。ニッケル−テルル系スパッタリングターゲットにおいて、ニッケルとテルルとの総原子量に対するニッケルの原子量の比は０．１以下である。本発明によると、このニッケル−テルル系スパッタリングターゲットはスパッタリングによって無機相転移材料を作製するのに適している。その低い相転移温度のために、無機相転移材料は光記録媒体の記録層として好適であり、それによって、必要とされる書き込み電力は低減され、光記録媒体の書き込み速度は加速される。さらに、１キログラムあたり８００ニュー台湾ドルしかかからない安価なニッケル原料を採用することで、さらに、ニッケル−テルル系スパッタリングターゲットからスパッタリングされた無機相転移材料を従来のパラジウム−テルル酸化物材料と置換することが可能になり、かくして光記録媒体の製造コストを削減することができる。Ｎｉ／（Ｎｉ＋Ｔｅ）の原子量の比が０．１以下である組成では、そのようなニッケル−テルル系スパッタリングターゲットからスパッタリングされた無機相転移材料は記録層の作製に適しており、光学記録媒体の記録層の変調を改善する。
【０００９】
本発明によれば、ニッケル−テルル系スパッタリングターゲットはニッケル−テルル系合金スパッタリングターゲット又はニッケル−テルル系酸化物スパッタリングターゲットであってよい。
【００１０】
好ましくは、ニッケル−テルル系スパッタリングターゲットはテルルのベース相（基本相）とテルル化ニッケル金属間化合物の化合物相とを有する。さらに詳細には、テルル化ニッケル金属間化合物の化合物相はテルル化ニッケル相、すなわちＮｉＴｅ２相である。
【００１１】
好ましくは、ニッケル−テルル系スパッタリングターゲットはさらに添加元素を含む。添加元素は、パラジウム、銀、金、チタン、バナジウム、ゲルマニウム、スズ、アンチモン、ビスマス、銅、セレン、モリブデン、クロム、アルミニウム、シリコン（ケイ素）、インジウム、マグネシウム又はそれらの任意の組み合わせであり得る。ニッケル−テルル系スパッタリングターゲットの総金属原子の１００原子パーセントに基づいて（ニッケル−テルル系スパッタリングターゲットの総金属原子１００原子パーセントのうち）、ニッケルの原子量は２原子パーセント以上でかつ２５原子パーセント以下であり、テルルの原子量は４５原子パーセント以上でかつ９５原子パーセント以下であり、そして添加元素の総原子量は０原子パーセント超でかつ３０原子パーセント以下である。
【００１２】
好ましくは、ニッケルの原子量は、ニッケル−テルル系スパッタリングターゲットの総金属原子の１００原子パーセントに基づいて、２原子パーセント以上でかつ１５原子パーセント以下である。
【００１３】
好ましくは、添加元素の総原子量は、ニッケル−テルル系スパッタリングターゲットの総金属原子の１００原子パーセントに基づいて、０原子パーセント超でかつ１０原子パーセント以下である。好ましくは、添加元素はパラジウムである。
【００１４】
好ましくは、ニッケル−テルル系スパッタリングターゲットは硫黄を含み、硫黄の量はニッケル−テルル系スパッタリングターゲットに基づいて５ｐｐｍ以下である。ニッケル−テルル系スパッタリングターゲット中の硫黄のガス含有量を制御することによって、典型的には銀から成る反射層の、当該反射層の上側の記録層に起因する硫化は、ニッケル−テルル系スパッタリングターゲットを用いることによって記録層を堆積させる場合に回避することができる。
【００１５】
好ましくは、ニッケル−テルル系スパッタリングターゲットは酸素を含み、酸素の量は、ニッケル−テルル系スパッタリングターゲットの総金属原子の１００原子パーセントに基づいて、０原子パーセント超かつ７０原子パーセント以下である。
【００１６】
この目的を達成するために、本発明は、ニッケル、テルル及び酸素を含むニッケル−テルル系酸化物材料を提供する。ニッケル−テルル系酸化物材料の金属組成において、ニッケルとテルルとの総原子量に対するニッケルの原子量の原子量の比は０．１以下である。
【００１７】
ニッケル−テルル系酸化物材料は熱処理後に不可逆的相転移をする、すなわち、ニッケル−テルル系酸化物材料はアモルファス構造から結晶構造に変わる。したがって、ニッケル−テルル系酸化物材料はデータ記録用の光記録媒体の記録層として適している。
【００１８】
ニッケル−テルル系酸化物材料の前記組成で、ニッケル−テルル系酸化物材料の相転移温度は２５０℃以上かつ４００℃以下である。パラジウム−テルル酸化物の相転移温度（４００℃よりも高い）と比較して、記録層としてのニッケル−テルル系酸化物材料は製造コストを低下させ、必要とされる書き込み電力を減らし、そして記録層を含む光記録媒体をより速い記録速度で記録できるように光記録媒体の書き込み速度を増加させる。
【００１９】
好ましくは、ニッケル−テルル系酸化物材料は２５０℃以上かつ４００℃以下の相転移温度を有する。さらに好ましくは、ニッケル−テルル系酸化物材料は２７０℃以上３８０℃以下の相転移温度を有する。
【００２０】
本発明によれば、ニッケル−テルル系酸化物材料は、好適な流れ（流量）で流れる酸素下でこのニッケル−テルル系合金スパッタリングターゲットを反応的にスパッタリングすることによって作製することができる。好ましくは、１０ｓｃｃｍ又はそれ以下の酸素ガスを連続して流しながらニッケル−テルル系酸化物材料をチャンバー内で蒸着させることができる。あるいは、このニッケル−テルル系酸化物スパッタリングターゲットをスパッタリングすることによってニッケル−テルル系酸化物材料を作製することができる。
【００２１】
ニッケル−テルル酸化物材料において、ニッケルとテルルとの総原子量に対するニッケルの原子量の比は好ましくは０．１以下である。この組成のニッケル−テルル酸化物材料は５０％超の変調を有する。したがって、この組成のニッケル−テルル酸化物材料は、光学特性の変調を改善するための光記録媒体の記録層として適している。
【００２２】
好ましくは、ニッケル−テルル系スパッタリング材料は硫黄を含み、硫黄の量はニッケル−テルル系酸化物材料に基づいて５ｐｐｍ以下である。ニッケル−テルル系酸化物材料を記録層として使用することで、記録層に起因する反射層の硫化を防止できる。
【００２３】
好ましくは、ニッケル−テルル系酸化物材料は添加元素を含む。ニッケル−テルル系酸化物材料の添加元素は、パラジウム、銀、金、チタン、バナジウム、ゲルマニウム、スズ、アンチモン、ビスマス、銅、セレン、モリブデン、クロム、アルミニウム、シリコン、インジウム、マグネシウム又はそれらの任意の組み合わせである。ニッケル−テルル系酸化物材料の総金属原子の１００原子パーセントに基づいて、添加元素の総原子量は０原子パーセント超かつ３０原子パーセント以下である。
【００２４】
好ましくは、ニッケルの原子量は、ニッケル−テルル系酸化物材料の総金属原子の１００原子パーセントに基づいて、２原子パーセント以上かつ１５原子パーセント以下である。
【００２５】
好ましくは、添加元素の総原子量は、ニッケル−テルル酸化物材料の総金属原子の１００原子パーセントに基づいて、０原子パーセント超でかつ１０原子パーセント以下である。好ましくは、添加元素はパラジウムである。
【００２６】
本発明の他の目的、利点及び新規特徴は、添付の図面とあわせると以下の詳細な説明からさらに明らかになるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】実施例１及び２並びに比較例１及び２のニッケル−テルル合金スパッタリングターゲットのＸ線回折図であり、４つの曲線は下から上へ向かって、それぞれ比較例１及び２並びに実施例１及び２のニッケル−テルル合金スパッタリングターゲットのＸ線回折曲線であった。
【図２】図２Ａは比較例１、図２Ｂは比較例２、図２Ｃは実施例１、図２Ｄは実施例２のニッケル−テルル合金スパッタリングターゲットの走査電子顕微鏡画像である。
【図３】様々な熱処理の下での比較例５及び６並びに実施例６及び７のニッケル−テルル系酸化物層のその場反射率（反射値）及び比較例８のパラジウム−テルル酸化物層のその場反射率を示す。
【図４】様々な熱処理の下での比較例５及び実施例１０のニッケル−テルル系酸化物層のその場反射率を示す。
【図５】図５Ａはレーザー照射前の実施例６のニッケル−テルル系酸化物層のＸ線回折図であり、図５Ｂはレーザー照射後の実施例６のニッケル−テルル系酸化物層のＸ線回折図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
以下、当業者は下記実施例から本発明の利点及び効果を容易に理解できる。本明細書中で提示した説明は、単に例示目的のための好ましい例にすぎず、発明の範囲を限定することを意図しないと理解すべきである。発明の趣旨及び範囲から逸脱することなく本発明を実施又は適用するために様々な付加及び変更をなすことができる。
【００２９】
実施例１及び２並びに比較例１及び２：ニッケル−テルル合金スパッタリングターゲット
表１−１及び表１−２に記載した比のニッケル粉末及びテルル粉末をポリプロピレンボールミル容器に入れ、次いで混合及び粉砕して均一にした。その後、充分に混合した粉末をグラファイトモールドに充填し、次いで１８トンの負荷で、４１５℃及び３２６ｂａｒ（３２．６ＭＰａ）にて少なくとも４時間ホットプレスして、ニッケル−テルル合金スパッタリングターゲットを準備した。実施例１及び２並びに比較例１及び２のニッケル−テルル合金スパッタリングターゲットは各々４Ｎ（９９．９９％）より高い純度を有する。
【００３０】
実施例１及び２並びに比較例１及び２のニッケル−テルル合金スパッタリングターゲットの全体組成は、ＮｉａＴｅｂとして表すことができた。「ａ」はニッケルの原子量を表し、「ｂ」はテルルの原子量を表す。比較例１のニッケル−テルル合金スパッタリングターゲットの全体組成Ｎｉ２５Ｔｅ７５を一例としてとると、ニッケル−テルル合金スパッタリングターゲットの総金属原子の１００ａｔ％に基づいて、ニッケルの原子量は２５原子パーセント（ａｔ％）であり、テルルの原子量は７５ａｔ％であった。
【００３１】
表１−１中の原子量が示すように、比較例２のニッケル−テルル合金スパッタリングターゲットについて、ニッケルとテルルとの総原子量に対するニッケルの原子量の比は０．１５であり、ニッケルとテルルとの総原子量に対するテルルの原子量の比は０．８５であった。表１−２の原子量が示すように、実施例１のニッケル−テルル合金スパッタリングターゲットについて、ニッケルとテルルとの総原子量に対するニッケルの原子量の比は０．１であり、ニッケルとテルルとの総原子量に対するテルルの原子量の比は０．９であった。実施例２のニッケル−テルル合金スパッタリングターゲットについて、ニッケルとテルルとの総原子量に対するニッケルの原子量の比は０．０５であり、ニッケルとテルルとの総原子量に対するテルルの原子量の比は０．９５であった。
【００３２】
実施例３〜５及び比較例３：ニッケル−テルル−パラジウム合金スパッタリングターゲット
ニッケル粉末、テルル粉末、及びパラジウム粉末を表１−１及び表１−２に記載した比でポリプロピレンボールミル容器に入れ、次いで混合・粉砕して均一にした。その後、充分に混合した粉末をグラファイトモールドに充填し、次いで１８トンの負荷で、４１５℃及び３２６ｂａｒ（３２．６ＭＰａ）にて少なくとも４時間ホットプレスして、実施例５〜８のニッケル−テルル−パラジウム合金スパッタリングターゲットを準備した。
【００３３】
実施例３〜５及び比較例３のニッケル−テルル−パラジウム合金スパッタリングターゲットの全体組成は、ＮｉａＴｅｂＰｄｃとして表すことができた。「ａ」はニッケルの原子量を表し、「ｂ」はテルルの原子量を表し、「ｃ」はパラジウムの原子量を表す。比較例３のニッケル−テルル−パラジウム合金スパッタリングターゲットの全体組成Ｎｉ１５Ｔｅ７５Ｐｄ１０を例にとると、ニッケルの原子量は、ニッケル−テルル−パラジウム合金スパッタリングターゲットの総金属原子の１００ａｔ％に基づいて１５ａｔ％であり、テルルの原子量は７５ａｔ％であり、そしてパラジウムの原子量は１０ａｔ％であった。すなわち、ニッケルとテルルとの総原子量に対するニッケルの原子量の比は０．１６７であった。表１−１中の原子量が示すように、実施例３のニッケル−テルル−パラジウム合金スパッタリングターゲットについて、ニッケルとテルルとの総原子量に対するニッケルの原子量の比は０．０７５であり、ニッケルとテルルとの総原子量に対するテルルの原子量の比は０．９２５であった。実施例４のニッケル−テルル−パラジウム合金スパッタリングターゲットについては、ニッケルとテルルとの総原子量に対するニッケルの原子量の比は０．０３３であり、ニッケルとテルルとの総原子量に対するテルルの原子量の比は０．９６７であった。実施例５のニッケル−テルル−パラジウム合金スパッタリングターゲットについては、ニッケルとテルルとの総原子量に対するニッケルの原子量の比は０．０２２であり、ニッケルとテルルとの総原子量に対するテルルの原子量の比は０．９７８であった。
【００３４】
要するに、実施例１及び２のニッケル−テルル合金スパッタリングターゲット並びに実施例３〜５のニッケル−テルル−パラジウム合金スパッタリングターゲットでは、ニッケルとテルルとの総原子量に対するニッケルの原子量の比は０．１以下であった。
【００３５】
比較例４：ニッケル−テルル酸化物スパッタリングターゲット
０．２８キログラムの酸化ニッケル粉末（純度＞９９．９％）及び４．６２キログラムのテルル酸化物粉末をポリプロピレンボールミル容器に入れ、次いで分散剤及びバインダーとともに少なくとも８時間粉砕した。酸化ニッケル粉末及びテルル酸化物粉末の使用量は、下記表１−２に記載したニッケル及びテルルの各々の量から算出した。次いで、顆粒をグラファイトモールドに充填し、次いでプレスしてプリフォームグリーン圧粉体を得た。プリフォームグリーン圧粉体を次いで８００℃より高い温度で焼結して、高密度ニッケル−テルル酸化物スパッタリングターゲットを得た。
【００３６】
比較例４のニッケル−テルル酸化物スパッタリングターゲットについて、金属原子間のその組成はＮｉａＴｅｂとして表すことができた。「ａ」はニッケルの原子量を表し、そして「ｂ」はテルルの原子量を表す。ニッケル−テルル酸化物スパッタリングターゲットの総金属原子の１００ａｔ％に基づいて、ニッケルの原子量は１５ａｔ％であり、テルルの原子量は８５ａｔ％であった。すなわち、ニッケルとテルルとの総原子量に対するニッケルの原子量の比は０．１５であった。
【００３７】
【表１−１】
2018150623.tif 000011
【００３８】
【表１−２】
2018150623.tif 000012
【００３９】
試験例１：ニッケル−テルル合金スパッタリングターゲットの相組成及び微細構造の分析
実施例１及び２並びに比較例１及び２のニッケル−テルル合金スパッタリングターゲットの相組成をＸ線回折によって測定し、結果を図１に示した。さらに、比較例１及び２並びに実施例１及び２のニッケル−テルル合金スパッタリングターゲットの微細構造を走査電子顕微鏡で観察して、各々図２Ａ〜２Ｄを得た。エネルギー分散型Ｘ線分光器（ＥＤＳ）をさらに使用して、図２Ａ〜２Ｄの暗灰色相及び薄灰色相の各組成を決定した。結果を表１−１及び表１−２に記載した。
【００４０】
実験結果によると、実施例１及び２並びに比較例１及び２のニッケル−テルル合金スパッタリングターゲットの各々は、薄灰色ベース相すなわちテルルリッチな相と、暗灰色テルル化ニッケル金属間化合物相すなわちＮｉＴｅ２相とを有していた。図２Ａ〜２Ｄが示すように、テルル化ニッケル金属間化合物相とニッケルテルル合金スパッタリングターゲットとの面積比（ニッケルテルル合金スパッタリングターゲットに対するテルル化ニッケル金属間化合物相の面積比）は、ニッケルの原子量が増加するにつれて徐々に増加した。すなわち、比較例２及び実施例２のニッケルテルル合金スパッタリングターゲット間で、比較例２のニッケルテルル合金スパッタリングターゲットに対するテルル化ニッケル金属間化合物相の面積比は、実施例２のものよりも大きかった。
【００４１】
試験例２：ニッケル−テルル−パラジウム合金スパッタリングターゲットの相組成及び微細構造の分析
まず、実施例３〜５及び比較例３のニッケル−テルル合金スパッタリングターゲットの相組成を試験例１で記載する方法によって研究した。実施例３〜５及び比較例３のニッケル−テルル−パラジウム合金スパッタリングターゲットはさらにパラジウム元素を含むので、実施例３〜５及び比較例３のニッケル−テルル−パラジウム合金スパッタリングターゲットの各々は、テルルリッチな相とＮｉＴｅ２相とを有し、加えて若干のテルル化パラジウム金属間化合物相すなわちＰｄＴｅ２相も有していた。
【００４２】
試験例３：ニッケル−テルル酸化物合金スパッタリングターゲットの相組成及び微細構造の分析
比較例４のニッケル−テルル合金スパッタリングターゲットの相組成を試験例１で記載する方法によって研究した。ニッケル−テルル酸化物合金スパッタリングターゲットは主に金属酸化物から構成されていたので、比較例４のニッケルテルル酸化物合金スパッタリングターゲットの相組成は、酸化ニッケル相すなわちＮｉＯ相と、テルル酸化物相すなわちＴｅＯ２相と、若干の第２のニッケル−テルル酸化物相すなわちＮｉＴｅＯ３相とを有していた。
【００４３】
試験例４：ガス含有量の分析
実施例１〜５及び比較例１〜３のスパッタリングターゲットの各々に含まれる特定の元素のガス含有量をガス分析器（メーカ：ＬＥＣＯ、モデル：ＴＣ３００）によって測定した。実験結果によると、炭素のガス含有量は１５０ｐｐｍ未満であり、硫黄のガス含有量は２ｐｐｍ未満であり、酸素のガス含有量は３０００ｐｐｍ未満であり、窒素のガス含有量は２０ｐｐｍ未満であった。
【００４４】
実施例６〜１０及び比較例５〜７：ニッケル−テルル系酸化物層
実施例６及び７並びに比較例５及び６のニッケル−テルル系酸化物層を各々、実施例１〜２及び比較例１〜２のニッケル−テルル合金スパッタリングターゲットをスパッタリングすることから作製した。実施例８〜１０及び比較例７のニッケル−テルル系酸化物層を各々、後述する方法にしたがって実施例３〜５及び比較例３のニッケル−テルル−パラジウム合金スパッタリングターゲットをスパッタリングすることから作製した。
【００４５】
各々２０ｎｍの厚さのニッケル−テルル系酸化物層を、５ｓｃｃｍの酸素ガス及び３０ｓｃｃｍのアルゴンガスを連続して流したチャンバー内で、１００Ｗのスパッタ電力で反応性直流スパッタリングすることによって各シリコン基板上に堆積させた。
【００４６】
実施例６〜１０及び比較例５〜７のニッケル−テルル系酸化物層をＥＤＳによって分析した。実施例６〜１０及び比較例５〜７のニッケル−テルル系酸化物層中に含まれる金属元素の組成は、ＮｉａＴｅｂ又はＮｉａＴｅｂＰｄｃによって表すことができた。詳細な結果を表２−１及び表２−２に記載し、表中、「ａ」はニッケルの原子量を表し、「ｂ」はテルルの原子量を表し、「ｃ」はパラジウムの原子量を表す。
【００４７】
比較例５のニッケル−テルル系酸化物層の金属組成Ｎｉ２５Ｔｅ７５を一例としてとると、ニッケル−テルル系酸化物層の総金属原子の１００ａｔ％に基づいて、ニッケルの原子量は２５ａｔ％であり、テルルの原子量は７５ａｔ％であった。比較例７のニッケル−テルル系酸化物層の金属組成Ｎｉ１５Ｔｅ７５Ｐｄ１０を一例としてとると、ニッケル−テルル合金スパッタリングターゲットの総金属原子の１００ａｔ％に基づいて、ニッケルの原子量は、１５ａｔ％であり、テルルの原子量は７５ａｔ％であり、そしてパラジウムの原子量は１０ａｔ％であった。
【００４８】
実施例６〜１０のニッケル−テルル系酸化物層において、ニッケルとテルルとの総原子量に対するニッケルの原子量の比は０．１以下であった。
【００４９】
比較例８：パラジウム−テルル酸化物層
純粋なテルルスパッタリングターゲット及び純粋なパラジウムスパッタリングターゲットを使用してパラジウム−テルル酸化物層を作製した。２０ｎｍの厚さの比較例８のパラジウム−テルル酸化物層を、５ｓｃｃｍの酸素ガス及び３０ｓｃｃｍのアルゴンガスを連続して流したチャンバー内で、１００Ｗのスパッタ電力で反応性直流スパッタリングすることによってシリコン基板上に堆積させた。ＥＤＳによって検出されたパラジウム−テルル酸化物層の組成を表２−２に記載した。
【００５０】
試験例５：相転移温度及び変調
実施例６〜１０及び比較例５〜７のニッケル−テルル系酸化物層及び比較例８のパラジウム−テルル酸化物層が光記録媒体に適用可能であり、記録層として使用できるかどうかを判定するために、実施例６〜１０及び比較例５〜７のニッケル−テルル系酸化物層及び比較例８のパラジウム−テルル酸化物層をそれぞれシリコン基板上に堆積させて、試験片を作製した。次いで、レーザー書き込み前後の光記録媒体の記録層の反射率変化をシミュレーションするために、１００℃／ｍｉｎの加熱速度で加熱しながら試験サンプルのその場反射率をモニターした。結果を図３及び４に示した。図面から得られたデータを分析した後、試験サンプルの相転移温度及び変調を得、表２−１及び表２−２に記載した。ここで、変調は次式によって算出した：
【００５１】
【数１】
2018150623.tif 000013
【００５２】
【表２−１】
2018150623.tif 000014
【００５３】
【表２−２】
2018150623.tif 000015
【００５４】
上記表２−１及び表２−２及び図３で示すように、比較例８のパラジウム−テルル酸化物層及び比較例５〜７のニッケル−テルル系酸化物層と比較して、実施例６〜１０のニッケル−テルル系酸化物層の各々は好ましい相転移温度を有する。すなわち、ニッケル−テルル系酸化物層のニッケルとテルルとの総原子量に対するニッケルの原子量の比が０．１以下である場合、実施例６〜１０のニッケル−テルル系酸化物層の各々は３２０℃〜４００℃の範囲内であり、さらに詳細には、３２０℃〜３５７℃の範囲内であった。
【００５５】
上記表２−１及び表２−２及び図４で示すように、実施例１及び５のニッケル−テルル合金スパッタリングターゲットを反応性スパッタリングに特有な流量の酸素下にてスパッタリングした場合、実施例６及び１０のニッケル−テルル系酸化物層はすべて３２０℃〜３５７℃の温度で相転移した。
【００５６】
さらに、上記表２で示すように、実施例６〜７のニッケル−テルル系酸化物層の変調は５０％又はそれ以上に改善された。
【００５７】
すなわち、比較例８のパラジウム−テルル酸化物層と比較すると、ニッケル−テルル系酸化物層のニッケルとテルルとの総原子量に対するニッケルの原子量の比を０．１以下に制御することは、それらの相転移温度を効果的に低下させて、ニッケル−テルル系酸化物層を含む光記録媒体が低い書き込み電力でデータを記録することを可能にするだけでなく、ニッケル−テルル系酸化物層を記録層として含む光記録媒体の変調も改善した。
【００５８】
試験例６：ニッケル−テルル系酸化物層の相転移の発生
実施例６のニッケル−テルル系酸化物層を一例として使用して、高温での本発明のニッケル−テルル系酸化物層の相転移の発生を確認した。このニッケル−テルル系酸化物層を斜入射Ｘ線回折Ｘ線回折（ＧＩＸＲＤ）によって分析して、レーザー照射前後のその結晶構造を判定した。
【００５９】
図５Ａを参照すると、実施例６のニッケル−テルル系酸化物層は、レーザー照射前はアモルファスであった。図５Ｂを参照すると、レーザー照射後、実施例６のニッケル−テルル系酸化物層の結晶構造はアモルファス相からテルルリッチな相とテルル酸化物相（ＴｅＯ２相）との混合物に変わった。
【００６０】
本発明のニッケル−テルル系酸化物層は光記録媒体、特にライトワンスブルーレイディスクに適していること、すなわちレーザーによって照射されたニッケル−テルル系酸化物層は相転移及び結晶化を受けてデータ記録を達成することが明らかになった。
【００６１】
結論として、本発明のニッケル−テルル合金スパッタリングターゲットを使用して、反応性スパッタリング過程を通して光記録媒体の記録層として好適なニッケル−テルル系酸化物層を作製することができる。試験例５及び６の結果に基づいて、光記録媒体に適用された本発明のニッケル−テルル系酸化物層は、低い相転移温度の利点と高い光変調の利点とを同時に有する。したがって、本発明のニッケル−テルル系酸化物層は、必要とされる書き込み電力を減少させ、光記録媒体の書き込み速度をスピードアップするために有益であり、かくして、本発明のニッケル−テルル系酸化物層をその記録層として採用することによって、高い記録速度及び低い書き込み電力を有するライトワンス光記録媒体を開発することができる。
【００６２】
本発明の多くの特性及び利点を発明の構造及び特徴の詳細とあわせて前述の説明で記載したが、開示は例示的にすぎない。本発明の原則の範囲内で、添付の特許請求の範囲が表現される用語の広義によって示される最大範囲まで変更をなすことができる。
【手続補正２】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ニッケルとテルルとを含むニッケル−テルル系スパッタリングターゲットであって、ニッケルとテルルとの総原子量に対するニッケルの原子量の比が０．１以下である、ニッケル−テルル系スパッタリングターゲット。
【請求項２】
前記ニッケル−テルル系スパッタリングターゲットがテルルのベース相とテルル化ニッケル金属間化合物の化合物相とを含む、請求項１に記載のニッケル−テルル系スパッタリングターゲット。
【請求項３】
前記ニッケル−テルル系スパッタリングターゲットが酸素を含み、酸素の量が前記ニッケル−テルル系スパッタリングターゲットの総金属原子の１００原子パーセントに基づいて０原子パーセント超でかつ７０原子パーセント以下である、請求項１又は２に記載のニッケル−テルル系スパッタリングターゲット。
【請求項４】
前記ニッケル−テルル系スパッタリングターゲットが硫黄を含み、硫黄の量が前記ニッケル−テルル系スパッタリングターゲットに基づいて５ｐｐｍ以下である、請求項１〜３のいずれか１項に記載のニッケル−テルル系スパッタリングターゲット。
【請求項５】
前記ニッケル−テルル系スパッタリングターゲットが添加元素を含み、前記添加元素が、パラジウム、銀、金、チタン、バナジウム、ゲルマニウム、スズ、アンチモン、ビスマス、銅、セレン、モリブデン、クロム、アルミニウム、シリコン、インジウム、マグネシウム又はそれらの任意の組み合わせであり、前記ニッケル−テルル系スパッタリングターゲットの総金属原子の１００原子パーセントに基づいて、ニッケルの原子量が２原子パーセント以上かつ２５原子パーセント以下であり、前記添加元素の総原子量が０原子パーセント超でかつ１０原子パーセント以下である、請求項１〜４のいずれか１項に記載のニッケル−テルル系スパッタリングターゲット。
【請求項６】
前記添加元素がパラジウムである、請求項５に記載のニッケル−テルル系スパッタリングターゲット。
【請求項７】
ニッケル、テルル、及び酸素を含むニッケル−テルル系酸化物材料であって、ニッケルとテルルとの総原子量に対するニッケルの原子量の比が０．１以下である、ニッケル−テルル系酸化物材料。
【請求項８】
前記ニッケル−テルル系酸化物材料が添加元素を含み、前記添加元素が、パラジウム、銀、金、チタン、バナジウム、ゲルマニウム、スズ、アンチモン、ビスマス、銅、セレン、モリブデン、クロム、アルミニウム、シリコン、インジウム、マグネシウム又はそれらの任意の組み合わせであり、前記ニッケル−テルル系酸化物材料の総金属原子の１００原子パーセントに基づいて、ニッケルの原子量が２原子パーセント以上でかつ２５原子パーセント以下であり、前記添加元素の総原子量が０原子パーセント超でかつ１０原子パーセント以下である、請求項７に記載のニッケル−テルル系酸化物材料。
【請求項９】
前記ニッケル−テルル系酸化物材料の相転移温度が２５０℃以上かつ４００℃以下である、請求項７又は８に記載のニッケル−テルル系酸化物材料。
【請求項１０】
前記ニッケル−テルル系酸化物材料の変調が５０パーセント超である、請求項７〜９のいずれか１項に記載のニッケル−テルル系酸化物材料。
【手続補正３】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図３】
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【手続補正４】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図４】
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