JP4210620B2 - 情報記録媒体とその製造方法 - Google Patents
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Description
ZrQ1L1T1O100-Q1-T1(原子%)・・・(1)
(式中、L1は、前記群GL1より選ばれる少なくとも一つの元素を示し、Q1及びT1は、0<Q1<34、0<T1<50、20<Q1+T1<60を満たす。)で表される材料を含むことが好ましい。さらに、上記式(1)において、L1がGaであることがより好ましい。
(式中、D1はZrの酸化物を示し、E1は前記群GL1より選ばれる少なくとも一つの元素の酸化物を示し、X1は、0<X1<100を満たす。)
また、上記式(2)において、D1がZrO2であり、E1がGa2O3であることが好ましい。
M1Q2L2T2O100-Q2-T2(原子%)・・・(3)
(式中、M1は、ZrとHfの混合物又はHfを示し、L2は、前記群GL2より選ばれる少なくとも一つの元素を示し、Q2及びT2は、0<Q2<34、0<T2<50、20<Q2+T2<60を満たす。)で表される材料を含むことが好ましい。さらに、上記式(3)において、L2がGaであることがより好ましい。
(式中、D2は前記M1の酸化物を示し、E2は前記群GL2より選ばれる少なくとも一つの元素の酸化物を示し、X2は、0<X2<100を満たす。)
また、上記式(4)において、E2がGa2O3であることが好ましい。
M2Q3SiR1L2T3O100-Q3-R1-T3(原子%)・・・(5)
(式中、M2は前記群GM2より選ばれる少なくとも一つの元素を示し、L2は前記群GL2より選ばれる少なくとも一つの元素を示し、Q3、R1及びT3は、0<Q3≦32、0<R1≦32、3<T3<43、20<Q3+R1+T3<60を満たす。)で表される材料を含むことが好ましい。
M2Q3SiR1L2T3K1J1O100-Q3-R1-T3―J1(原子%)・・・(6)
(式中、M2は前記群GM2より選ばれる少なくとも一つの元素を示し、L2は前記群GL2より選ばれる少なくとも一つの元素を示し、K1は前記群GK1より選ばれる少なくとも一つの元素を示し、Q3、R1、T3及びJ1は、0<Q3≦32、0<R1≦35、2<T3≦40、0<J1≦40、20<Q3+R1+T3+J1<80を満たす。)で表される材料を含むことが好ましい。
(式中、D3は前記群GM2より選ばれる少なくとも一つの元素の酸化物を示し、gはSiO2、Si3N4及びSiCからなる群より選ばれる少なくとも1つの化合物を示し、E2は前記群GL2より選ばれる少なくとも一つの元素の酸化物を示し、X3及びZ1は、10≦X3<90、0<Z1≦50、10<X3+Z1≦90を満たす。)
(D3)X3(SiO2)Z2(f)A1(E2)100-X3―Z2-A1(mol%)(8)
(式中、D3及びE2は上記式(7)の場合と同様の酸化物を示し、fはSiC、Si3N4及びCr2O3からなる群より選ばれる少なくとも一つの化合物を示し、X3、Z2及びA1は、10≦X3<90、0<Z2≦50、0<A1≦50、10<X3+Z2+A1≦90を満たす。)
また、上記式(7)及び(8)において、D3がZrO2であり、E2がGa2O3であることが好ましい。
M2Q4CrUL2T4O100-Q4-U-T4(原子%)・・・(9)
(式中、M2は前記群GM2より選ばれる少なくとも一つの元素を示し、L2は前記群GL2より選ばれる少なくとも一つの元素を示し、Q4、U及びT4は、0<Q4≦32、0<U≦25、0<T4≦40、20<Q4+U+T4<60を満たす。)で表される材料を含むことが好ましい。
M2Q4CrUL2T4SiR2K2J2O100-Q4-U-T4-R2-J2(原子%)・・(10)
(式中、M2は前記群GM2より選ばれる少なくとも一つの元素を示し、L2は前記群GL2より選ばれる少なくとも一つの元素を示し、K2は窒素(N)及び炭素(C)よりなる群GK2より選ばれる少なくとも1つの元素を示し、Q4、U、T4、R2及びJ2は、0<Q4≦32、0<U≦25、0<T4≦40、0<R2≦30、0<J2≦40、25<Q4+U+T4+R2+J2<85を満たす。)で表される材料を含むことが好ましい。
(式中、D3は前記群GM2より選ばれる少なくとも一つの元素の酸化物を示し、E2は前記群GL2より選ばれる少なくとも一つの元素の酸化物を示し、X4及びA2は、10≦X4<90、0<A2≦40、10<X4+A2≦90を満たす。)
(D3)X4(Cr2O3)A2(h)Z3(E2)100-X4-A2-Z3(mol%)(12)
(式中、D3は前記群GM2より選ばれる少なくとも一つの元素の酸化物を示し、hはSi3N4及びSiCからなる群より選ばれる少なくとも1つの化合物を示し、E2は前記群GL2より選ばれる少なくとも一つの元素の酸化物を示し、X4及びA2及びZ3は、10≦X4<90、0<A2≦40、0<Z3≦40、10<X4+A2+Z3≦90を満たす。)
上記式(11)及び(12)で表される材料系においては、D3が含まれることにより耐熱性が向上するが、含有量が90mol%を超えると記録層との密着性が低下するため、90mol%以下が好ましい。また、この材料系において、Cr2O3が含まれることにより記録層との密着性が向上するが、透明性の低下を抑制するために含有量を40mol%以下とすることが好ましい。また、この材料系において、E2が含まれることにより透明性が向上するが、繰り返し書換性能の低下を抑制するために含有量を90mol%未満が好ましい。また、上記式(12)で表される材料系に含まれるhによれば、構造が複雑になるため、この材料系の熱伝導率を下げることができる。ただし、透明性の低下を抑制するために、この材料系においてはhの含有量を40mol%以下とすることが好ましい。
Zrq1L1t1O100-q1-t1(原子%)・・・(13)
(式中、L1は、前記群GL1より選ばれる少なくとも一つの元素を示し、q1及びt1は、0<q1<34、0<t1<50、20<q1+t1<60を満たす。)で表される材料を含むことが好ましい。式(13)において、L1がGaであることがより好ましい。
(式中、D1はZrの酸化物を示し、E1は前記群GL1より選ばれる少なくとも一つの元素の酸化物を示し、x1は、0<x1<100(好ましくは20≦x1≦80)を満たす。)
式(14)に示す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り、上記式(1)で表される材料を含む酸化物系材料層を形成することができる。本発明者らの実験によると、形成された酸化物系材料層の元素組成(原子%)は、スパッタリングターゲットの表示組成(mol%)から算出される元素組成(原子%)と比較して、1原子%から2原子%、酸素が少なくてもよいことが確認された。
M1q2L2t2O100-q2-t2(原子%)・・・(15)
(式中、M1は、ZrとHfの混合物又はHfを示し、L2は、前記群GL2より選ばれる少なくとも一つの元素を示し、q2及びt2は、0<q2<34、0<t2<50、20<q2+t2<60を満たす。)で表される材料を含むことが好ましい。式(15)において、L2がGaであることがより好ましい。
(式中、D2は前記M1の酸化物を示し、E2は前記群GL2より選ばれる少なくとも一つの元素の酸化物を示し、x2は、0<x2<100(好ましくは20≦x2≦80)を満たす。)
式(16)に示す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り、上記式(3)で表される材料を含む酸化物系材料層を形成することができる。本発明者らの実験によると、形成された酸化物系材料層の元素組成(原子%)は、スパッタリングターゲットの表示組成(mol%)から算出される元素組成(原子%)と比較して、1原子%から2原子%、酸素が少なくてもよいことが確認された。
M2q3Sir1L2t3O100-q3-r1-t3(原子%)・・・(17)
(式中、M2は前記群GM2より選ばれる少なくとも一つの元素を示し、L2は前記群GL2より選ばれる少なくとも一つの元素を示し、q3、r1及びt3は、0<q3≦32、0<r1≦32、3<t3<43、20<q3+r1+t3<60を満たす。)で表される材料を含むことが好ましい。
M2q3Sir1L2t3K1j1O100-q3-r1-t3-j1(原子%)・・・(18)
(式中、M2は前記群GM2より選ばれる少なくとも一つの元素を示し、L2は前記群GL2より選ばれる少なくとも一つの元素を示し、K1は前記群GK1より選ばれる少なくとも一つの元素を示し、q3、r1、t3及びj1は、0<q3≦32、0<r1≦35、2<t3≦40、0<j1≦40、20<q3+r1+t3+j1<80を満たす。)で表される材料を含むことが好ましい。
(式中、D3は前記群GM2より選ばれる少なくとも一つの元素の酸化物を示し、gはSiO2、Si3N4及びSiCからなる群より選ばれる少なくとも1つの化合物を示し、E2は前記群GL2より選ばれる少なくとも一つの元素の酸化物を示し、x3及びz1は、10≦x3<90(好ましくは10≦x3<70)、0<z1≦50(好ましくは0<z1≦50)、10<x3+z1≦90(好ましくは20≦x3+z1≦80)を満たす。)
式(19)に示す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り、上記式(5)で表される材料を含む酸化物系材料層を形成することができる。本発明者らの実験によると、形成された酸化物系材料層の元素組成(原子%)は、スパッタリングターゲットの表示組成(mol%)から算出される元素組成(原子%)と比較して、1原子%から2原子%、酸素が少なくてもよいことが確認された。
(式中、D3は前記群GM2より選ばれる少なくとも一つの元素の酸化物を示し、fはSiC、Si3N4及びCr2O3からなる群より選ばれる少なくとも一つの化合物を示し、E2は前記群GL2より選ばれる少なくとも一つの元素の酸化物を示し、x3、z2及びa1は、10≦x3<90、0<z2≦50、0<a1≦50、10<x3+z2+a1≦90を満たす。)
式(19)に示す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り、上記式(6)で表される材料を含む酸化物系材料層を形成することができる。本発明者らの実験によると、形成された酸化物系材料層の元素組成(原子%)は、スパッタリングターゲットの表示組成(mol%)から算出される元素組成(原子%)と比較して、1原子%から2原子%、酸素が少なくてもよいことが確認された。
M2q4CruL2t4O100-q4-u-t4(原子%)・・・(21)
(式中、M2は前記群GM2より選ばれる少なくとも一つの元素を示し、L2は前記群GL2より選ばれる少なくとも一つの元素を示し、q4、u及びt4は、0<q4≦32、0<u≦25、0<t4≦40、20<q4+u+t4<60を満たす。)で表される材料を含むことが好ましい。
M2q4CruL2t4Sir2K2j2O100-q4-u-t4-r2-j2(原子%)・・(22)
(式中、M2は前記群GM2より選ばれる少なくとも一つの元素を示し、L2は前記群GL2より選ばれる少なくとも一つの元素を示し、K2は窒素(N)及び炭素(C)よりなる群GK2より選ばれる少なくとも1つの元素を示し、q4、u、t4、r2及びj2は、0<q4≦32、0<u≦25、0<t4≦40、0<r2≦30、0<j2≦40、25<q4+u+t4+r2+j2<85を満たす。)で表される材料を含むことが好ましい。
(式中、D3は前記群GM2より選ばれる少なくとも一つの元素の酸化物を示し、E2は前記群GL2より選ばれる少なくとも一つの元素の酸化物を示し、x4及びa2は、10≦x4<90、0<a2≦40、10<x4+a2≦90を満たす。)
(D3)x4(Cr2O3)a2(h)z3(E2)100-x4-a2-z3(mol%)(24)
(式中、D3は前記群GM2より選ばれる少なくとも一つの元素の酸化物を示し、hはSi3N4及びSiCからなる群より選ばれる少なくとも1つの化合物を示し、E2は前記群GL2より選ばれる少なくとも一つの元素の酸化物を示し、x4及びa2及びz3は、10≦x4<90、0<a2≦40、0<z3≦40、10<x4+a2+z3≦90を満たす。)
上記式(22)及び(23)において、D3がZrO2であり、E2がGa2O3であることが好ましい。
本発明の実施の形態1として、レーザ光を用いて情報の記録及び再生を実施する、光情報記録媒体の一例を説明する。図1に、その光情報記録媒体の一部断面を示す。
(II)M1(但し、M1は、ZrとHfの混合物又はHfである。)と、La、Ce、Al、Ga、In、Mg及びYから成る群GL2より選ばれる少なくとも一つの元素と、酸素(O)とを含む酸化物系材料層
(III)Zr及びHfからなる群GM2より選ばれる少なくとも一つの元素と、La、Ce、Al、Ga、In、Mg及びYから成る群GL2より選ばれる少なくとも一つの元素と、Siと、酸素(O)とを含む酸化物系材料層
(IV)Zr及びHfからなる群GM2より選ばれる少なくとも一つの元素と、La、Ce、Al、Ga、In、Mg及びYから成る群GL2より選ばれる少なくとも一つの元素と、Crと、酸素(O)とを含む酸化物系材料層
(ii)M1(但し、M1は、ZrとHfの混合物又はHfである。)と、La、Ce、Al、Ga、In、Mg及びYから成る群GL2より選ばれる少なくとも一つの元素と、酸素(O)とを含むスパッタリングターゲット(例えば、M1の酸化物と群GL2より選ばれる少なくとも一つの元素の酸化物とを含むスパッタリングターゲット)
(iii)Zr及びHfからなる群GM2より選ばれる少なくとも一つの元素と、La、Ce、Al、Ga、In、Mg及びYから成る群GL2より選ばれる少なくとも一つの元素と、Siと、酸素(O)とを含むスパッタリングターゲット(例えば、群GM2より選ばれる少なくとも一つの元素の酸化物と、群GL2より選ばれる少なくとも一つの元素の酸化物と、Siの酸化物とを含むスパッタリングターゲット)
(iv)Zr及びHfからなる群GM2より選ばれる少なくとも一つの元素と、La、Ce、Al、Ga、In、Mg及びYから成る群GL2より選ばれる少なくとも一つの元素と、Crと、酸素(O)とを含むスパッタリングターゲット(例えば、群GM2より選ばれる少なくとも一つの元素の酸化物と、群GL2より選ばれる少なくとも一つの元素の酸化物と、Crの酸化物とを含むスパッタリングターゲット)
本発明の実施の形態2として、レーザ光を用いて情報の記録及び再生を実施する、光情報記録媒体の別の例を説明する。図2に、その光情報記録媒体の一部断面を示す。図2に示す情報記録媒体26は、基板1の一方の表面に、第1の誘電体層2、記録層4、第2の界面層5、第2の誘電体層106、光吸収補正層7、及び反射層8がこの順に形成され、さらに接着層9でダミー基板10が反射層8に接着された構成を有する。図2に示す情報記録媒体26は、第1の界面層103を有していない点において、図12に示す従来の情報記録媒体31と相違する。また、情報記録媒体26は、記録層4の上に第2の界面層5を介して第2の誘電体層106が積層されている点において、図1に示す実施の形態1の情報記録媒体25と相違する。情報記録媒体26においては、第1の誘電体層2が、実施の形態1と同様に、酸化物系材料層である。その他、図2において、図1で使用した符号と同じ符号は、同じ要素を表し、図1を参照して説明した材料及び方法で形成されるものである。したがって、図1に関連して既に説明した要素については、その詳細な説明を省略する。なお、この形態において、界面層は1つだけ設けられているが、それが第2の誘電体層106と記録層4との間に位置していることから、この界面層を便宜的に第2の界面層5と呼ぶ。
本発明の実施の形態3として、レーザ光を用いて情報の記録及び再生を実施する、光情報記録媒体のさらに別の例を説明する。図3に、その光情報記録媒体の一部断面を示す。
本発明の実施の形態4として、レーザ光を用いて情報の記録及び再生を実施する光情報記録媒体のさらに別の例を説明する。図4に、その光情報記録媒体の一部断面を示す。
本発明の実施の形態5として、レーザ光を用いて情報の記録及び再生を実施する、光情報記録媒体のさらに別の例を説明する。図5に、その光情報記録媒体の一部断面を示す。
本発明の実施の形態6として、レーザ光を用いて記録及び再生を実施する、光情報記録媒体のさらに別の例を説明する。図6に、その光情報記録媒体の一部断面を示す。
本発明の実施の形態7として、電気的エネルギーを印加して情報の記録及び再生を実施する情報記録媒体の一例を示す。図9に、その情報記録媒体の一部断面を示す。
本発明の情報記録媒体の製造において用いられる酸化物系材料から成るスパッタリングターゲットの公称組成(換言すれば、供給に際してスパッタリングターゲットメーカーが公に表示している組成)と、その分析組成との関係を、試験により確認した。
本発明の情報記録媒体の製造において用いられる酸化物系材料から成るスパッタリングターゲットの公称組成と、このスパッタリングターゲットを用いて形成した酸化物系材料層の分析組成との関係を、試験により確認した。具体的には、上記式(19)に相当する、(ZrO2)25(SiO2)25(Ga2O3)50(mol%)で公称組成が表示されたスパッタリングターゲット(直径100mm、厚さ6mm)を成膜装置(即ち、スパッタリング装置)に取り付け、0.13Paの圧力下、Arガス雰囲気中で、高周波電源を用いて、400Wのパワーでスパッタリングした。このスパッタリングにより、Si基板上に500nmの厚さの酸化物系材料層が形成された。この酸化物系材料層の組成分析もまた、X線マイクロアナライザー法により実施した。酸化物系材料層の分析組成も、化合物の割合(mol%)で示される式(7)ではなく、各元素の割合(原子%)で示される式(5)として得られた。分析結果を表2に示す。さらに、表2に、スパッタリングターゲットの公称組成から算出される換算組成を示す。
実施例1では、酸化物系材料層の透明性を調べるため、赤色域(波長660nm)と青紫色域(波長405nm)における複素屈折率(n−ki、n:屈折率、k:消衰係数)を測定した。手順としては、石英ガラス基板上に酸化物系材料を含む薄膜を形成した試料片を準備し、エリプソメトリにより薄膜の複素屈折率を測定した。準備した酸化物系材料は、Zr及びHfから選ばれる少なくとも一方の元素の酸化物と、La、Ce、Al、Ga、In、Mg及びYから選ばれる少なくとも一つの元素の酸化物との混合物と、さらにSiの酸化物が混合された混合物である。2つの酸化物を混合した(ZrO2)20(La2O3)80、(ZrO2)20(CeO2)80、(ZrO2)20(Al2O3)80、(ZrO2)20(Ga2O3)80、(ZrO2)20(In2O3)80、(ZrO2)20(MgO)80、(ZrO2)20(Y2O3)80、及び比較例として(ZrO2)20(Cr2O3)80、さらにSiO2を混合した(ZrO2)25(SiO2)25(La2O3)50、(ZrO2)25(SiO2)25(CeO2)50、(ZrO2)25(SiO2)25(Al2O3)50、(ZrO2)25(SiO2)25(Ga2O3)50、(ZrO2)25(SiO2)25(In2O3)50、(ZrO2)25(SiO2)25(MgO)50、(ZrO2)25(SiO2)25(Y2O3)50、及び比較例として(ZrO2)25(SiO2)25(Cr2O3)50の16種類である。
ZrO2の替わりにHfO2を含む以外は実施例1と同様の酸化物系材料層を実施したところ、実施例1の場合と同様の結果が得られた。具体的には、(HfO2)X1(E1)100-X1(mol%)及び(HfO2)X1(SiO2)Z(E)100-X1―Z(mol%)も、λ=660nm及びλ=405nmにおいて、k=0.00であった。すなわち透明であることが確認された。
実施例3では、酸化物系材料層を用いて情報記録媒体25を作製した。具体的には、(ZrO2)50(E)50(mol%)の材料からなる酸化物系材料層を第1の誘電体層2及び第2の誘電体層6に用いた。なお、ここで表記するEは、La2O3、CeO2、Al2O3、Ga2O3、In2O3、MgO、Y2O3の何れかを示す。このような酸化物系材料層を用いて、7種類の媒体試料(試料3−1〜3−7)を作製し、密着性、繰り返し書き換え性能、記録感度を評価した。
実施例4では、実施例3で特に良好な性能を示した、(ZrO2)50(Ga2O3)50(mol%)酸化物系材料層の、適用可能な組成範囲を決定した。実施例3同様、情報記録媒体25の第1の誘電体層2及び第2の誘電体層6に、ZrO2とGa2O3との組成比を変化させた酸化物系材料層をそれぞれ適用した。ここで用いた酸化物系材料層を(ZrO2)X(Ga2O3)100-X(mol%)と表記し、Xの値が異なる酸化物系材料層で形成した11種類の媒体試料(試料4−1〜4−11)を作製した。
実施例5では、式(7)で表される材料においてgとしてSiO2を用いた場合の(D3)X3(SiO2)Z1(E2)100-X3-Z1(mol%)酸化物系材料層を第1の誘電体層2及び第2の誘電体層6に用いて情報記録媒体25を作製した。具体的には、D3としてZrO2を含み、E2として各々La2O3、CeO2、Al2O3、Ga2O3、In2O3、MgO、Y2O3を含み、X3=Z=25とした。第1の誘電体層2及び第2の誘電体層6を形成する工程においては、前記の(D3)X3(SiO2)Z(E2)100-X3-Z(mol%)材料から成るスパッタリングターゲット(直径100mm、厚さ6mm)を成膜装置に取り付けて、圧力0.13PaのArガス雰囲気中で、400Wの高周波スパッタリングを実施した。他の層の材料及び工程は、実施例3と同様である。比較例として、第1の誘電体層2及び第2の誘電体層6を(ZrO2)25(SiO2)25(Cr2O3)50(mol%)で形成した媒体試料(比較例5−1)も作製した。
実施例6では、上記において説明した実施の形態2に相当する図2に示す情報記録媒体26において、第1の誘電体層2及び第2の界面層5が酸化物系材料層である情報記録媒体(試料6−1)を作製した。以下、情報記録媒体26の作製方法を説明する。
実施例7では、上記において説明した実施の形態3に相当する図3に示す情報記録媒体27において、第1の界面層3及び第2の誘電体層6が酸化物系材料層である情報記録媒体(試料7−1)を作製した。以下、情報記録媒体27の作製方法を説明する。
実施例8では、上記において説明した実施の形態4に相当する図4に示す情報記録媒体28において、第1の界面層3及び第2の界面層5が酸化物系材料層である情報記録媒体(試料8−1)を作製した。以下、情報記録媒体28の作製方法を説明する。
実施例9として、ZrO2と、La2O3、CeO2、Al2O3、In2O3、MgO及びY2O3の何れかとを含む酸化物系材料層についても実施例6、7及び8を実施したところ、良好な密着性と繰り返し性能を得ることができ、記録感度も良好であった。
実施例10として、HfO2と、La2O3、CeO2、Al2O3、Ga2O3、In2O3、MgO及びY2O3の何れかとを含む酸化物系材料層についても実施例6、7及び8を実施したところ、良好な密着性と繰り返し性能を得ることができ、記録感度も良好であった。
実施例11では、上記において説明した実施の形態5に相当する図5に示す情報記録媒体29において、第1及び第2の誘電体層2及び6が酸化物系材料層である情報記録媒体(試料11−1)を作製した。以下、情報記録媒体29の作製方法を説明する。
実施例12では、上記において説明した実施の形態6に相当する図6に示す情報記録媒体30において、第5の誘電体層19、第4の誘電体層17、第2の誘電体層6及び第1の誘電体層2が酸化物系材料層である情報記録媒体(試料12−1)を作製した。以下、情報記録媒体30の作製方法を説明する。
実施例13では、必須元素の酸化物(例えば、上記(I)の酸化物系材料層の場合Zrの酸化物及び元素L1の酸化物、上記(II)の酸化物系材料層の場合M1の酸化物及び元素L2の酸化物。上記(III)、(IV)の酸化物系材料層においても同様。)以外の第三成分を含む酸化物系材料層を有する情報記録媒体の性能を評価した。この実施例では、第2の誘電体層6の材料を除いては実施例7と同様にして、図3に示す情報記録媒体27を作製した。
以上の実施例1〜13では、光学的手段によって情報を記録する情報記録媒体を作製した。実施例14では、図9に示すような、電気的手段によって情報を記録する情報記録媒体207を作製した。これはいわゆるメモリである。
2,102 第1の誘電体層
3,103 第1の界面層
4 記録層
5,105 第2の界面層
6,106 第2の誘電体層
7 光吸収補正層
8 反射層
9 接着層
10,110 ダミー基板
12 レーザ光
13 第1の記録層
14 第1の反射層
15 第3の誘電体層
16 中間層
17 第4の誘電体層
18 第2の記録層
19 第5の誘電体層
20 第2の反射層
21 第1情報層
22 第2情報層
23 グルーブ面
24 ランド面
25,26,27,28,29,30,31,207 情報記録媒体
32 排気口
33 ガス供給口
34 陽極
35 基板
36 スパッタリングターゲット
37 陰極
38 電源
39 真空容器
202 下部電極
203 記録部
204 上部電極
205 相変化部(記録層)
206 断熱部(誘電体層)
208 パルス発生部
209 抵抗測定器
210,211 スイッチ
212 印加部
213 判定部
214 電気的書き込み/読み出し装置
Claims (44)
- 光の照射又は電気的エネルギーの印加によって、情報の記録及び再生のうち少なくとも一方を可能とする情報記録媒体であって、
Zrと、La、Ga及びInから成る群GL1より選ばれる少なくとも一つの元素と、酸素(O)とを含む酸化物系材料層を含み、
前記酸化物系材料層が、下記の式:
Zr Q1 L1 T1 O 100-Q1-T1 (原子%)
(式中、L1は、前記群GL1より選ばれる少なくとも一つの元素を示し、Q1及びT1は、0<Q1<34、0<T1<50、20<Q1+T1<60を満たす。)で表される材料を含むことを特徴とする情報記録媒体。 - 前記L1がGaである請求項1に記載の情報記録媒体。
- 前記酸化物系材料層が、下記の式:
(D1)X1(E1)100-X1(mol%)
(式中、D1はZrの酸化物を示し、E1は前記群GL1より選ばれる少なくとも一つの元素の酸化物を示し、X1は、0<X1<100を満たす。)で表すことができる材料を含む請求項1に記載の情報記録媒体。 - 前記D1がZrO2であり、前記E1がGa2O3である請求項3に記載の情報記録媒体。
- 光の照射または電気的エネルギーの印加によって、情報の記録及び再生のうち少なくとも一方を可能とする情報記録媒体であって、M1(但し、M1は、ZrとHfの混合物又はHfである。)と、La、Ce、Al、Ga、In、Mg及びYから成る群GL2より選ばれる少なくとも一つの元素と、酸素(O)とを含む酸化物系材料層を含み、
前記酸化物系材料層が、下記の式:
M1 Q2 L2 T2 O 100-Q2-T2 (原子%)
(式中、M1は、ZrとHfの混合物又はHfを示し、L2は、前記群GL2より選ばれる少なくとも一つの元素を示し、Q2及びT2は、0<Q2<34、0<T2<50、20<Q2+T2<60を満たす。)で表される材料を含むことを特徴とする情報記録媒体。 - 前記L2がGaである請求項5に記載の情報記録媒体。
- 前記酸化物系材料層が、下記の式:
(D2)X2(E2)100-X2(mol%)
(式中、D2は前記M1の酸化物を示し、E2は前記群GL2より選ばれる少なくとも一つの元素の酸化物を示し、X2は、0<X2<100を満たす。)で表すことができる材料を含む請求項5に記載の情報記録媒体。 - 前記E2がGa2O3である請求項7に記載の情報記録媒体。
- 光の照射または電気的エネルギーの印加によって、情報の記録及び再生のうち少なくとも一方を可能とする情報記録媒体であって、Zr及びHfからなる群GM2より選ばれる少なくとも一つの元素と、La、Ce、Al、Ga、In、Mg及びYから成る群GL2より選ばれる少なくとも一つの元素と、Siと、酸素(O)とを含む酸化物系材料層を含み、
前記酸化物系材料層が、下記の式:
M2 Q3 Si R1 L2 T3 O 100-Q3-R1-T3 (原子%)
(式中、M2は前記群GM2より選ばれる少なくとも一つの元素を示し、L2は前記群GL2より選ばれる少なくとも一つの元素を示し、Q3、R1及びT3は、0<Q3≦32、0<R1≦32、3<T3<43、20<Q3+R1+T3<60を満たす。)で表される材料を含むことを特徴とする情報記録媒体。 - 光の照射または電気的エネルギーの印加によって、情報の記録及び再生のうち少なくとも一方を可能とする情報記録媒体であって、Zr及びHfからなる群GM2より選ばれる少なくとも一つの元素と、La、Ce、Al、Ga、In、Mg及びYから成る群GL2より選ばれる少なくとも一つの元素と、Siと、酸素(O)とを含む酸化物系材料層を含み、
前記酸化物系材料層が、さらに炭素(C)、窒素(N)及びCrからなる群GK1より選ばれる少なくとも一つの元素を含み、
前記酸化物系材料層が、下記の式:
M2 Q3 Si R1 L2 T3 K1 J1 O 100-Q3-R1-T3-J1 (原子%)
(式中、M2は前記群GM2より選ばれる少なくとも一つの元素を示し、L2は前記群GL2より選ばれる少なくとも一つの元素を示し、K1は前記群GK1より選ばれる少なくとも一つの元素を示し、Q3、R1、T3及びJ1は、0<Q3≦32、0<R1≦35、2<T3≦40、0<J1≦40、20<Q3+R1+T3+J1<80を満たす。)で表される材料を含む情報記録媒体。 - 前記M2がZrであり、前記L2がGaである請求項9又は10に記載の情報記録媒体。
- 前記酸化物系材料層が、下記の式:
(D3)X3(g)Z1(E2)100-X3-Z1(mol%)
(式中、D3は前記群GM2より選ばれる少なくとも一つの元素の酸化物を示し、gはSiO2、Si3N4及びSiCからなる群より選ばれる少なくとも1つの化合物を示し、E2は前記群GL2より選ばれる少なくとも一つの元素の酸化物を示し、X3及びZ1は、10≦X3<90、0<Z1≦50、10<X3+Z1≦90を満たす。)で表すことができる材料を含む請求項9又は10に記載の情報記録媒体。 - 前記酸化物系材料層が、下記の式:
(D3)X3(SiO2)Z2(f)A1(E2)100-X3-Z2-A1(mol%)
(式中、D3は前記群GM2より選ばれる少なくとも一つの元素の酸化物を示し、fはSiC、Si3N4及びCr2O3からなる群より選ばれる少なくとも一つの化合物を示し、E2は前記群GL2より選ばれる少なくとも一つの元素の酸化物を示し、X3、Z2及びA1は、10≦X3<90、0<Z2≦50、0<A1≦50、10<X3+Z2+A1≦90を満たす。)で表すことができる材料を含む請求項10に記載の情報記録媒体。 - 光の照射または電気的エネルギーの印加によって、情報の記録及び再生のうち少なくとも一方を可能とする情報記録媒体であって、Zr及びHfからなる群GM2より選ばれる少なくとも一つの元素と、La、Ce、Al、Ga、In、Mg及びYから成る群GL2より選ばれる少なくとも一つの元素と、Crと、酸素(O)とを含む酸化物系材料層を含み、
前記酸化物系材料層が、下記の式:
M2 Q4 Cr U L2 T4 O 100-Q4-U-T4 (原子%)
(式中、M2は前記群GM2より選ばれる少なくとも一つの元素を示し、L2は前記群GL2より選ばれる少なくとも一つの元素を示し、Q4、U及びT4は、0<Q4≦32、0<U≦25、0<T4≦40、20<Q4+U+T4<60を満たす。)で表される材料を含むことを特徴とする情報記録媒体。 - 光の照射または電気的エネルギーの印加によって、情報の記録及び再生のうち少なくとも一方を可能とする情報記録媒体であって、Zr及びHfからなる群GM2より選ばれる少なくとも一つの元素と、La、Ce、Al、Ga、In、Mg及びYから成る群GL2より選ばれる少なくとも一つの元素と、Crと、酸素(O)とを含む酸化物系材料層を含み、
前記酸化物系材料層が、下記の式:
M2 Q4 Cr U L2 T4 Si R2 K2 J2 O 100-Q4-U-T4-R2-J2 (原子%)
(式中、M2は前記群GM2より選ばれる少なくとも一つの元素を示し、L2は前記群GL2より選ばれる少なくとも一つの元素を示し、K2は窒素(N)及び炭素(C)よりなる群GK2より選ばれる少なくとも1つの元素を示し、Q4、U、T4、R2及びJ2は、0<Q4≦32、0<U≦25、0<T4≦40、0<R2≦30、0<J2≦40、25<Q4+U+T4+R2+J2<85を満たす。)で表される材料を含む情報記録媒体。 - 前記M2がZrであり、前記L2がGaである請求項14又は15に記載の情報記録媒体。
- 前記酸化物系材料層が、下記の式:
(D3)X4(Cr2O3)A2(E2)100-X4-A2(mol%)
(式中、D3は前記群GM2より選ばれる少なくとも一つの元素の酸化物を示し、E2は前記群GL2より選ばれる少なくとも一つの元素の酸化物を示し、X4及びA2は、10≦X4<90、0<A2≦40、10<X4+A2≦90を満たす。)で表すことができる材料を含む請求項14に記載の情報記録媒体。 - 前記酸化物系材料層が、下記の式:
(D3)X4(Cr2O3)A2(h)Z3(E2)100-X4-A2-Z3(mol%)
(式中、D3は前記群GM2より選ばれる少なくとも一つの元素の酸化物を示し、hはSi3N4及びSiCからなる群より選ばれる少なくとも1つの化合物を示し、E2は前記群GL2より選ばれる少なくとも一つの元素の酸化物を示し、X4及びA2及びZ3は、10≦X4<90、0<A2≦40、0<Z3≦40、10<X4+A2+Z3≦90を満たす。)で表すことができる材料を含む請求項15に記載の情報記録媒体。 - 前記D3がZrO2であり、前記E2がGa2O3である請求項12、13、17及び18の何れか一項に記載の情報記録媒体。
- 少なくとも1つの記録層を含む請求項1〜19の何れか一項に記載の情報記録媒体。
- 前記記録層が相変態を生じる請求項20に記載の情報記録媒体。
- 前記記録層が、Ge−Sb−Te、Ge−Sn−Sb−Te、Ge−Bi−Te、Ge−Sn−Bi−Te、Ge−Sb−Bi−Te、Ge−Sn−Sb−Bi−Te、Ag−In−Sb−Te及びSb−Teから選択される何れか一つの材料を含む請求項21に記載の情報記録媒体。
- 前記記録層の膜厚が、20nm以下である請求項22に記載の情報記録媒体。
- 前記酸化物系材料層が前記記録層の少なくとも一方の面と接して配置されている請求項20に記載の情報記録媒体。
- 前記記録層を含む複数の記録層が設けられている請求項20〜24の何れか一項に記載の情報記録媒体。
- Zrと、La、Ga及びInから成る群GL1より選ばれる少なくとも一つの元素と、酸素(O)とを含む酸化物系材料層を含む情報記録媒体の製造方法であって、
前記酸化物系材料層を、Zrと、前記群GL1より選ばれる少なくとも一つの元素と、酸素(O)とを含むスパッタリングターゲットを用いて、スパッタリング法で形成する工程を含み、
前記スパッタリングターゲットが、下記の式:
Zr q1 L1 t1 O 100-q1-t1 (原子%)
(式中、L1は、前記群GL1より選ばれる少なくとも一つの元素を示し、q1及びt1は、0<q1<34、0<t1<50、20<q1+t1<60を満たす。)で表される材料を含む情報記録媒体の製造方法。 - 前記L1がGaである請求項26に記載の情報記録媒体の製造方法。
- 前記スパッタリングターゲットが、下記の式:
(D1)x1(E1)100-x1(mol%)
(式中、D1はZrの酸化物を示し、E1は前記群GL1より選ばれる少なくとも一つの元素の酸化物を示し、x1は、0<x1<100を満たす。)で表すことができる材料を含む請求項26に記載の情報記録媒体の製造方法。 - 前記D1がZrO2であり、前記E1がGa2O3である請求項28に記載の情報記録媒体の製造方法。
- M1(但し、M1は、ZrとHfの混合物又はHfである。)と、La、Ce、Al、Ga、In、Mg及びYから成る群GL2より選ばれる少なくとも一つの元素と、酸素(O)とを含む酸化物系材料層を含む情報記録媒体の製造方法であって、
前記酸化物系材料層を、前記M1と、前記群GL2より選ばれる少なくとも一つの元素と、酸素(O)とを含むスパッタリングターゲットを用いて、スパッタリング法で形成する工程を含み、
前記スパッタリングターゲットが、下記の式:
M1 q2 L2 t2 O 100-q2-t2 (原子%)
(式中、M1は、ZrとHfの混合物又はHfを示し、L2は、前記群GL2より選ばれる少なくとも一つの元素を示し、q2及びt2は、0<q2<34、0<t2<50、20<q2+t2<60を満たす。)で表される材料を含む情報記録媒体の製造方法。 - 前記L2がGaである請求項30に記載の情報記録媒体の製造方法。
- 前記スパッタリングターゲットが、下記の式:
(D2)x2(E2)100-x2(mol%)
(式中、D2は前記M1の酸化物を示し、E2は前記群GL2より選ばれる少なくとも一つの元素の酸化物を示し、x2は、0<x2<100を満たす。)で表すことができる材料を含む請求項30に記載の情報記録媒体の製造方法。 - 前記E2がGa2O3である請求項32に記載の情報記録媒体の製造方法。
- Zr及びHfからなる群GM2より選ばれる少なくとも一つの元素と、La、Ce、Al、Ga、In、Mg及びYから成る群GL2より選ばれる少なくとも一つの元素と、Siと、酸素(O)とを含む酸化物系材料層を含む情報記録媒体の製造方法であって、
前記酸化物系材料層を、前記群GM2より選ばれる少なくとも一つの元素と、前記群GL2より選ばれる少なくとも一つの元素と、Siと、酸素(O)とを含むスパッタリングターゲットを用いて、スパッタリング法で形成する工程を含み、
前記スパッタリングターゲットが、下記の式:
M2 q3 Si r1 L2 t3 O 100-q3-r1-t3 (原子%)
(式中、M2は前記群GM2より選ばれる少なくとも一つの元素を示し、L2は前記群GL2より選ばれる少なくとも一つの元素を示し、q3、r1及びt3は、0<q3≦32、0<r1≦32、3<t3<43、20<q3+r1+t3<60を満たす。)で表される材料を含む情報記録媒体の製造方法。 - Zr及びHfからなる群GM2より選ばれる少なくとも一つの元素と、La、Ce、Al、Ga、In、Mg及びYから成る群GL2より選ばれる少なくとも一つの元素と、Siと、酸素(O)とを含む酸化物系材料層を含む情報記録媒体の製造方法であって、
前記酸化物系材料層を、前記群GM2より選ばれる少なくとも一つの元素と、前記群GL2より選ばれる少なくとも一つの元素と、Siと、酸素(O)とを含むスパッタリングターゲットを用いて、スパッタリング法で形成する工程を含み、
前記スパッタリングターゲットが、さらに炭素(C)、窒素(N)及びCrからなる群GK1より選ばれる少なくとも一つの元素を含み、
前記スパッタリングターゲットが、下記の式:
M2 q3 Si r1 L2 t3 K1 j1 O 100-q3-r1-t3-j1 (原子%)
(式中、M2は前記群GM2より選ばれる少なくとも一つの元素を示し、L2は前記群GL2より選ばれる少なくとも一つの元素を示し、K1は前記群GK1より選ばれる少なくとも一つの元素を示し、q3、r1、t3及びj1は、0<q3≦32、0<r1≦35、2<t3≦40、0<j1≦40、20<q3+r1+t3+j1<80を満たす。)で表される材料を含む情報記録媒体の製造方法。 - 前記M2がZrであり、前記L2がGaである請求項34又は35に記載の情報記録媒体の製造方法。
- 前記スパッタリングターゲットが、下記の式:
(D3)x3(g)z1(E2)100-x3-z1(mol%)
(式中、D3は前記群GM2より選ばれる少なくとも一つの元素の酸化物を示し、gはSiO2、Si3N4及びSiCからなる群より選ばれる少なくとも1つの化合物を示し、E2は前記群GL2より選ばれる少なくとも一つの元素の酸化物を示し、x3及びz1は、10≦x3<90、0<z1≦50、10<x3+z1≦90を満たす。)で表すことができる材料を含む請求項34又は35に記載の情報記録媒体の製造方法。 - 前記スパッタリングターゲットが、下記の式:
(D3)x3(SiO2)z2(f)a1(E2)100-x3-z2-a1(mol%)
(式中、D3は前記群GM2より選ばれる少なくとも一つの元素の酸化物を示し、fはSiC、Si3N4及びCr2O3からなる群より選ばれる少なくとも一つの化合物を示し、E2は前記群GL2より選ばれる少なくとも一つの元素の酸化物を示し、x3、z2及びa1は、10≦x3<90、0<z2≦50、0<a1≦50、10<x3+z2+a1≦90を満たす。)で表すことができる材料を含む請求項35に記載の情報記録媒体の製造方法。 - Zr及びHfからなる群GM2より選ばれる少なくとも一つの元素と、La、Ce、Al、Ga、In、Mg及びYから成る群GL2より選ばれる少なくとも一つの元素と、Crと、酸素(O)とを含む酸化物系材料層を含む情報記録媒体の製造方法であって、
前記酸化物系材料層を、前記群GM2より選ばれる少なくとも一つの元素と、前記群GL2より選ばれる少なくとも一つの元素と、Crと、酸素(O)とを含むスパッタリングターゲットを用いて、スパッタリング法で形成する工程を含み、
前記スパッタリングターゲットが、下記の式:
M2 q4 Cr u L2 t4 O 100-q4-u-t4 (原子%)
(式中、M2は前記群GM2より選ばれる少なくとも一つの元素を示し、L2は前記群GL2より選ばれる少なくとも一つの元素を示し、q4、u及びt4は、0<q4≦32、0<u≦25、0<t4≦40、20<q4+u+t4<60を満たす。)で表される材料を含む情報記録媒体の製造方法。 - Zr及びHfからなる群GM2より選ばれる少なくとも一つの元素と、La、Ce、Al、Ga、In、Mg及びYから成る群GL2より選ばれる少なくとも一つの元素と、Crと、酸素(O)とを含む酸化物系材料層を含む情報記録媒体の製造方法であって、
前記酸化物系材料層を、前記群GM2より選ばれる少なくとも一つの元素と、前記群GL2より選ばれる少なくとも一つの元素と、Crと、酸素(O)とを含むスパッタリングターゲットを用いて、スパッタリング法で形成する工程を含み、
前記スパッタリングターゲットが、下記の式:
M2 q4 Cr u L2 t4 Si r2 K2 j2 O 100-q4-u-t4-r2-j2 (原子%)
(式中、M2は前記群GM2より選ばれる少なくとも一つの元素を示し、L2は前記群GL2より選ばれる少なくとも一つの元素を示し、K2は窒素(N)及び炭素(C)よりなる群GK2より選ばれる少なくとも1つの元素を示し、q4、u、t4、r2及びj2は、0<q4≦32、0<u≦25、0<t4≦40、0<r2≦30、0<j2≦40、25<q4+u+t4+r2+j2<85を満たす。)で表される材料を含む情報記録媒体の製造方法。 - 前記M2がZrであり、前記L2がGaである請求項39又は40に記載の情報記録媒体の製造方法。
- 前記スパッタリングターゲットが、下記の式:
(D3)x4(Cr2O3)a2(E2)100-x4-a2(mol%)
(式中、D3は前記群GM2より選ばれる少なくとも一つの元素の酸化物を示し、E2は前記群GL2より選ばれる少なくとも一つの元素の酸化物を示し、x4及びa2は、10≦x4<90、0<a2≦40、10<x4+a2≦90を満たす。)で表すことができる材料を含む請求項39に記載の情報記録媒体の製造方法。 - 前記スパッタリングターゲットが、下記の式:
(D3)x4(Cr2O3)a2(h)z3(E2)100-x4-a2-z3(mol%)
(式中、D3は前記群GM2より選ばれる少なくとも一つの元素の酸化物を示し、hはSi3N4及びSiCからなる群より選ばれる少なくとも1つの化合物を示し、E2は前記群GL2より選ばれる少なくとも一つの元素の酸化物を示し、x4及びa2及びz3は、10≦x4<90、0<a2≦40、0<z3≦40、10<x4+a2+z3≦90を満たす。)で表すことができる材料を含む請求項40に記載の情報記録媒体の製造方法。 - 前記D3がZrO2であり、前記E2がGa2O3である請求項37、38、42及び43の何れか一項に記載の情報記録媒体の製造方法。
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