(57)【要約】本発明は、Ａｇに、特定少量のＩｎとＣｕ、Ｎｉ及びＣｏから選ばれる少なくとも一種とを添加して合金化してなるＡｇ基合金から構成された高い反射率を有し且つ耐硫化性に優れたスパッタリングターゲット材に関する。【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ａｇに、Ｉｎを０．０１〜５．０ｍａｓｓ％と、Ｃｕ、Ｎｉ及びＣｏから選ばれる少なくとも一種を０．０１〜５．０ｍａｓｓ％含有せしめてなるＡｇ基合金より構成されていることを特徴とする高反射率を有する高耐食性薄膜形成用スパッタリングターゲット材。
【請求項２】
Ｉｎを０．１〜１．５ｍａｓｓ含有する請求の範囲第１項に記載のスパッタリングターゲット材。
【請求項３】
Ｃｕ、Ｎｉ及びＣｏから選ばれる少なくとも一種を０．１〜１．５ｍａｓｓ％含有する請求の範囲第１項に記載のスパッタリングターゲット材。
【請求項４】
Ａｇに、Ｉｎを０．０１〜５．０ｍａｓｓ％と、Ｃｕ、Ｎｉ及びＣｏから選ばれる少なくとも一種を０．０１〜５．０ｍａｓｓ％と、Ａｕ、Ｐｄ及びＰｔから選ばれる少なくとも一種を０．０１〜０．１ｍａｓｓ％未満含有せしめてなるＡｇ基合金より構成されていることを特徴とする高反射率を有する高耐食性薄膜形成用スパッタリングターゲット材。
【請求項５】
Ｉｎを０．１〜１．５ｍａｓｓ含有する請求の範囲第４項に記載のスパッタリングターゲット材。
【請求項６】
Ｃｕ、Ｎｉ及びＣｏから選ばれる少なくとも一種を０．１〜１．５ｍａｓｓ％含有する請求の範囲第４項に記載のスパッタリングターゲット材。
【請求項７】
Ａｕ、Ｐｄ及びＰｔから選ばれる少なくとも一種を０．０２〜０．０８ｍａｓｓ％含有する請求の範囲第４項に記載のスパッタリングターゲット材。
【請求項８】
請求の範囲第１項又は第４項に記載のＡｇ基合金からなる薄膜。
【請求項９】
請求の範囲第８項に記載の薄膜よりなる光ディスク媒体。
【請求項１０】
請求の範囲第８項に記載の薄膜を用いてなる反射型ＳＴＮ液晶表示又は有機ＥＬ表示装置。
【発明の詳細な説明】
技術分野
本発明は、高い反射率を維持しながら、耐食性、特に耐硫化性を向上させた薄膜形成用スパッタリングターゲット材、およびこのスパッタリングターゲット材を用いて形成された薄膜に関する。
背景技術
ＣＤ（Ｃｏｍｐａｃｔ  Ｄｉｓｃ）、ＤＶＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ  Ｄｉｓｃ）等の光学記録媒体に使用されている反射膜や、反射型ＳＴＮ（Ｓｕｐｅｒ  Ｔｗｉｓｔ  Ｎｅｍａｔｉｃ）液晶表示装置、有機ＥＬ（Ｅｌｅｃｔｒｏ  ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）表示装置等に使用されている光反射性導電膜には、一般に、ＡｌやＡｌ合金が使用されている。
上記の光学記録媒体や液晶表示装置、有機ＥＬ表示装置などの用途に使用される光反射性薄膜は、一般に、所望とする性質をもつスパッタリングターゲット材を作製し、そのスパッタリングターゲット材を使用してＲＦ（高周波）スパッタリング法やＤＣ（直流）スパッタリング法等により成膜することにより製造されている。
上記の方法で製造されるＡｌやＡｌ合金からなる薄膜は、ある程度の反射率を有しかつ電気抵抗が低く、しかも、表層に不動態皮膜を形成するため、空気中においても安定した耐食性を有するが、ＡｌやＡｌ合金からなる薄膜の反射率は、例えば波長が７００ｎｍの光の場合８０％程度であり、高反射率が要求される用途に対しては充分に満足できるものではない。
そのため、高い反射率を有する薄膜が要求される、例えばＣＤやＤＶＤに代表される光ディスク媒体には、スパッタリングターゲット材として、ＡｌまたはＡｌ合金に代わりに、ＡｕやＡｇを使用して薄膜を形成することが提案されており、また、反射型ＳＴＮ液晶表示装置についても、薄膜材料として反射率の高いＡｇを使用することが提案されている。
しかしながら、Ａｕは高価であり、また、Ａｇは、Ａｌと比較して、耐食性、特に耐酸化性、耐硫化性に問題がある。例えば、Ａｇは硫黄と反応すると、Ａｇの硫化物を生成して黒色化し反射率が低下する。
そのため、例えば、特開平７−３３６３号公報には、Ａｇに少量のＭｇを添加して合金化することにより、耐食性を向上させることが提案されている。
しかしながら、これらのＡｇの合金化によっても、充分な耐食性は得られない。
また、次世代大容量光記録メディアでは、記憶容量の増加のために４０５ｎｍのような短波長のレーザー光を使用することが予定されており、そのような条件下での耐食性、耐熱性等が要求されている。
本発明の主たる目的は、高い反射率を維持しながら、耐食性、特に耐硫化性が改善されたＡｇ合金からなる薄膜形成用のスパッタリングターゲット材を提供することである。
発明の開示
本発明者らは、上記の目的を達成すべく鋭意検討を重ねた結果、今回、Ａｇに、特定少量のＩｎと、Ｃｕ、Ｎｉ及びＣｏから選ばれる少なくとも一種の金属成分の少量とを添加して合金化すると、Ａｇがもつ高い反射率を維持しつつ、耐食性、特に耐硫化性および耐熱性が格段に向上したＡｇ基合金が得られること、そして該Ａｇ基合金成分に対し、さらにＡｕ、Ｐｔ及びＰｄから選ばれる少なくとも一種の他の金属成分の少量を添加して合金化すると、耐食性、特に耐硫化性がより一層向上することを見出し、本発明を完成するに至った。
かくして、本発明は、Ａｇに、Ｉｎを０．０１〜５．０ｍａｓｓ％と、Ｃｕ、Ｎｉ及びＣｏから選ばれる少なくとも一種を０．０１〜５．０ｍａｓｓ％含有せしめてなるＡｇ基合金より構成されていることを特徴とする高反射率を有する高耐食性薄膜形成用スパッタリングターゲット材を提供するものである。
本発明は、また、Ａｇに、Ｉｎを０．０１〜５．０ｍａｓｓ％と、Ｃｕ、Ｎｉ及びＣｏから選ばれる少なくとも一種を０．０１〜５．０ｍａｓｓ％と、Ａｕ、Ｐｄ及びＰｔから選ばれる少なくとも一種を０．０１〜０．１ｍａｓｓ％未満含有せしめてなるＡｇ基合金より構成されていることを特徴とする高反射率を有する高耐食性薄膜形成用スパッタリングターゲット材を提供するものである。
本発明は、また、Ａｇに、Ｉｎを０．０１〜５．０ｍａｓｓ％と、Ｃｕ、Ｎｉ及びＣｏから選ばれる少なくとも一種を０．０１〜５．０ｍａｓｓ％含有せしめてなるＡｇ基合金よりなる薄膜を提供するものである。
本発明は、さらにまた、Ａｇに、Ｉｎを０．０１〜５．０ｍａｓｓ％と、Ｃｕ、Ｎｉ及びＣｏから選ばれる少なくとも一種を０．０１〜５．０ｍａｓｓ％と、Ａｕ、Ｐｄ及びＰｔから選ばれる少なくとも一種を０．０１〜０．１ｍａｓｓ％未満含有せしめてなるＡｇ基合金よりなる薄膜を提供するものである。
以下、本発明についてさらに詳細に説明する。
発明の実施の形態
本発明のスパッタリングターゲット材は、一つの態様によれば、Ａｇをベースとし、これにＩｎと、Ｃｕ、Ｎｉ及びＣｏから選ばれる少なくとも一種を添加して合金化してなるＡｇ合金からなるものである。
上記Ｉｎは、Ａｇに対し、０．０１〜５．０ｍａｓｓ％、好ましくは０．１〜１．５ｍａｓｓ％の範囲内の量で添加することができる。また、Ｃｕ、Ｎｉ及びＣｏから選ばれる少なくとも一種の金属成分は、Ａｇに対し、合計で０．０１〜５．０ｍａｓｓ％、好ましくは０．１〜１．５ｍａｓｓ％の範囲内の量で添加することができる。
本発明のスパッタリングターゲット材は、別の態様によれば、Ａｇをベースとし、これにＩｎと、Ｃｕ、Ｎｉ及びＣｏから選ばれる少なくとも一種の金属成分、及びさらにＡｕ、Ｐｄ及びＰｔから選ばれる少なくとも一種の他の金属成分を添加し合金化してなるＡｇ基合金からなることもできる。
この後者の態様のＡｇ基合金において、Ｉｎは、Ａｇに対し、０．０１〜５．０ｍａｓｓ％、好ましくは０．１〜１．５ｍａｓｓ％の範囲内の量で添加することができる。また、Ｃｕ、Ｎｉ及びＣｏから選ばれる少なくとも一種の金属成分は、Ａｇに対し、合計で０．０１〜５．０ｍａｓｓ％、好ましくは０．１〜１．５ｍａｓｓ％の範囲内の量で添加することができる。さらに、Ａｕ、Ｐｄ及びＰｔから選ばれる少なくとも一種の他の金属成分は、Ａｇに対し、合計で０．０１〜０．１ｍａｓｓ％未満、好ましくは０．０２〜０．０８ｍａｓｓ％の範囲内の量で添加することができる。
Ａｇ合金は、例えば、Ａｇに対し、ＩｎとＣｕ、Ｎｉ及びＣｏから選ばれる少なくとも一種の金属成分を上記の量で添加し、あるいはＡｇに対し、ＩｎとＣｕ、Ｎｉ及びＣｏから選ばれる少なくとも一種の金属成分とＡｕ、Ｐｄ及びＰｔから選ばれる少なくとも一種の他の金属成分を上記の量で添加し、ガス炉、高周波溶解炉などの適当な金属溶解炉内で約１０００〜１２００℃の温度で溶融することにより製造することができる。溶解時の雰囲気は空気中で十分であるが、必要に応じ、不活性ガス雰囲気又は真空を使用してもよい。
原料として使用されるＡｇ；Ｉｎ；Ｃｕ、Ｎｉ及びＣｏから選ばれる少なくとも一種の金属成分ならびにＡｕ、Ｐｄ及びＰｔから選ばれる少なくとも一種の他の金属成分としては、粒状、板状、塊状等の形態で市販されているものを使用することができるが、通常、純度が９９．９％以上、特に９９．９５％以上のものが好適である。
かくして、Ａｇ中に、Ｉｎと、Ｃｕ、Ｎｉ及びＣｏから選ばれる少なくとも一種の金属成分、あるいはＩｎと、Ｃｕ、Ｎｉ及びＣｏから選ばれる少なくとも一種の金属成分と、Ａｕ、Ｐｄ及びＰｔから選ばれる少なくとも一種の他の金属成分を、前記の割合で含有するＡｇ基合金が得られる。このＡｇ基合金から構成されるスパッタリングターゲット材は、Ａｇが本来もつ高い反射率を維持しており、しかも、耐酸化性、耐硫化性などの耐食性が、従来のＡｇやＡｇ−Ｍｇ合金に比べて遥かに向上している。
したがって、本発明の上記Ａｇ基合金から構成されるスパッタリングターゲット材は、高反射率が要求されるＣＤやＤＶＤに代表される光ディスク媒体の反射膜用として、また、反射型ＳＴＮ液晶表示装置や有機ＥＬ表示装置などの光反射性薄膜用として有利に使用することができる。
また、ＣＤやＤＶＤに代表される光ディスク媒体および反射型ＳＴＮ液晶表示や有機ＥＬ表示装置に使用される反射膜に対しては、耐食性に加えて、使用条件下における耐高温高湿性や耐熱性も要求される。
耐高温高湿性及び耐熱性は、Ａｇ−Ｉｎ二元系Ａｇ基合金においてもＡｇに比較して或る程度向上するが、次世代大容量光記録メディア等に対しては、さらなる耐高温高湿性、耐熱性の改善が求められている。本発明のスパッタリングターゲット材から形成される薄膜はこの要求を満たすものであり、次世代大容量光記録メディア用の反射膜として特に有用である。
本発明のＡｇ基合金から構成されるスパッタリングターゲット材からの反射膜の形成は、それ自体既知のスパッタリング法、例えば、高周波（ＲＦ）スパッタリング法、直流（ＤＣ）スパッタリング法、マグネトロンスパッタリング法等により行なうことができる。
以下、本発明を実施例によりさらに具体的に説明するが、本発明の範囲はこれら実施例によって何ら限定されるものではない。
実施例
実施例１−１〜１−５及び比較例１−１〜１−３
Ａｇに所定の金属元素を加え、ガス炉内で約１０５０℃の温度に加熱して溶融した後、鋳型で鋳造し、加工し、表１に示す組成のスパッタリングターゲット材を作製した。
このスパッタリングターゲット材を用い、ＲＦスパッタリング法により、ガラス基板上に厚さが約１５０ｎｍの表１に示すと同じ組成の薄膜を形成せしめた。
2003100112.tif 000002
形成せしめた薄膜の反射率を測定した後、基板を０．０１％硫化ナトリウム（Ｎａ２Ｓ）水溶液中に１時間浸漬し、再度反射率を測定し、浸漬前後での反射率の変化率を下記式により算出した。その下記表２に結果を示す。
変化率（％）＝１００−（浸漬後の反射率／浸漬前の反射率×１００）
2003100112.tif 000003
表２から明らかなように、実施例１−１〜１−５の薄膜の反射率の変化は比較例１−１〜１−３の薄膜と比較して遥かに少なく、耐食性が向上していることがわかる。
実施例２−１〜２−４及び比較例２−１〜２−２
反射膜を液晶関係や有機ＥＬ、ＤＶＤ、ＤＶＤ−ＲＷやＤＶＤ−ＲＡＭ等に使用する場合、使用条件によっては２００℃以上の高温に曝される場合があるが、例えば、純銀の薄膜は２００℃以上に曝されると、膜の凝集等を起こし白く濁り反射率が落ちることがある。そのため、これらの用途では、熱に対する膜の安定性が求められる。特に、光記録メディアにおいて、レーザーの使用波長が４０５ｎｍの場合、短波長領域での耐熱性が要求される。
そこで、本発明のスパッタリングターゲット材から形成される薄膜の熱的安定性を調べるために、前記実施例と同様にして下記表３に示す組成のスパッタリングターゲット材を作製し、それを用いて前記実施例と同様にしてガラス基板上に膜さが約１５０ｎｍの下記表３に示す組成の薄膜を形成せしめ、その膜の熱的安定性を調べた。
2003100112.tif 000004
薄膜の熱的安定性を評価するため、形成せしめた薄膜の反射率を測定した後、その薄膜を大気中で２５０℃、１時間熱処理し、再度反射率を測定し、熱処理前後での反射率の変化率を下記式により算出した。その結果を下記表４に示す。
変化率（％）＝１００−（熱処理後の反射率／熱処理前の反射率×１００）
2003100112.tif 000005
表４の結果から、測定波長が７００ｎｍでは、各試料とも熱処理前後で反射率に殆ど変化が無いものの、測定波長が４００ｎｍの場合、実施例２−１〜２−４の薄膜は、比較例２−１及び２−２の薄膜と比較して、耐熱性が遥かに向上していることがわかる。
実施例３−１〜３−３及び比較例３−１
反射膜を液晶のような半透過・反射電極膜に使用する場合、反射膜に対しては、配線用のために、ウェットエッチングによるパターニング特性が求められる、
そこで、本発明のスパッタリングターゲット材から形成される薄膜のパターニング特性を調べるために、前記実施例と同様にして下記表５に示す組成のスパッタリングターゲット材を作製し、それから前記実施例と同様にして下記表５に示す組成の薄膜を形成せしめ、ウェットエッチングによるパターニングを行い、その特性を評価した。なお、ウェットエッチングには、燐酸＋硝酸＋酢酸＋水の混合溶液を使用した。その結果を下記表６に示す。
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表６から明らかなように、実施例３−１〜３−３の薄膜では良好な結果が得られたが、比較例３−１の薄膜は、エッチング後、残渣物が一部溶け残り基板に付着していた。残渣物はＡｕであった。
【国際調査報告】
2003100112.tif 000008
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