JP4996607B2 - 情報記録媒体とその製造方法、及びスパッタリングターゲット - Google Patents

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Description

本発明は、光学的にまたは電気的に情報を記録、消去、書き換え、及び/または再生する情報記録媒体及びその製造方法、ならびに当該情報記録媒体の製造に使用できるスパッタリングターゲットに関する。
従来の情報記録媒体として、その記録層(相変化材料層)が相変化を生じる現象を利用する相変化形情報記録媒体がある。この相変化形情報記録媒体の一つとして、レーザビームを用いて光学的に情報を記録、消去、書き換え、再生する情報記録媒体(以下、単に、光学的情報記録媒体と呼ぶことがある)がある。光学的情報記録媒体において、情報を記録することは、レーザビームの照射により発生する熱によって記録層の相変化材料を、例えば結晶相と非晶質相との間で状態変化させることによって行われる。記録した情報は、結晶相と非晶質相との間の反射率の違いを検出することにより読みとる。
さらに、光学的情報記録媒体の一つとして、情報の消去および書き換えが可能な書き換え型情報記録媒体がある。一般に記録層の初期状態は結晶相である。情報を記録する場合には高パワー(記録パワー)のレーザビームを照射して記録層を溶融した後、急激に冷却することによって、レーザ照射部を非晶質相にする。一方、情報を消去する場合には、記録時より低いパワー(消去パワー)のレーザビームを照射して記録層を昇温して徐冷することにより、レーザ照射部を結晶相にする。従って、書き換え型情報記録媒体では、高パワーレベルと低パワーレベルとの間でパワー変調させたレーザビームを記録層に照射することによって、記録されている情報を消去しながら新しい情報を記録または書き換えすることが可能である。記録層を結晶相に変化させるためには、記録層を結晶相に変化する温度(結晶化温度)に一定時間(結晶化時間)だけ保持する必要がある。結晶化時間が短いほど、結晶相への変化に要する時間が短くなるため、短時間での消去および書き換え、すなわち高速な消去・書き換えが可能となる。
また、相変化形情報記録媒体のうち、一回だけ情報の記録が可能で、情報の消去および書き換えが不可能な追記型情報記録媒体においては、一般に記録層の初期状態は非晶質相である。この追記型情報記録媒体に情報を記録する場合には高パワー(記録パワー)のレーザビームを照射して記録層を昇温して徐冷することによって、レーザ照射部を結晶相にする。
上記レーザビームを照射する代わりに、電気的エネルギー(たとえば電流)の印加により発生するジュール熱で記録層の相変化材料を状態変化させることによって、情報を記録する相変化形情報記録媒体もある。この情報記録媒体への情報の記録は、電流の印加により発生するジュール熱によって、記録層の相変化材料を結晶相(低抵抗)と非晶質相(高抵抗)との間で状態変化させることにより行う。情報の再生は、結晶相と非晶質相との間の電気抵抗の違いを検出して情報として読みとって行う。
相変化形情報記録媒体の例として、4.7GB/DVD−RAMが挙げられる。4.7GB/DVD−RAMは、図15の情報記録媒体12に示すように、基板1上に、レーザ入射側から見て、第1誘電体層2、第1界面層3、記録層4、第2界面層5、第2誘電体層6、光吸収補正層7、反射層8を順に有する7層構成のものである。
記録層4は、化合物であるGeTeとSb2Te3を混合したGeTe−Sb2Te3擬二元系相変化材料(例えば、特許文献1参照)のGeの一部をSnで置換した(Ge−Sn)Te−Sb2Te3を含む高速結晶化材料を用いて、形成される。また、化合物であるGeTeとBi2Te3を混合したGeTe−Bi2Te3擬二元系相変化材料(例えば、特許文献2参照)を用いると、さらに高速での書き換えが可能となる。これらの材料を使用することにより、初期記録書き換え性能のみならず、優れた記録保存性(記録した信号を、長期保存後に再生できる特性)、及び書き換え保存性(記録した信号を、長期保存後に消去または書き換えできる特性)も実現されている。
第1誘電体層2と第2誘電体層6は、光学距離を調節して記録層4への光吸収効率を高め、結晶相と非晶質相との反射率変化を大きくして信号強度を大きくする光学的な働きをする。また、これらの誘電体層2および6は、記録時に高温となる記録層4から熱に弱い基板1、およびダミー基板10等を断熱する熱的な働きをする。以前より使用している、(ZnS)80(SiO220(mol%)は、透明且つ高屈折率であり、低熱伝導率で断熱性も良く、機械特性及び耐湿性も良好な優れた誘電体材料である。
反射層8は、記録層4に吸収される光量を増大させるという光学的な機能を有する。また、反射層8は、記録層4で生じた熱を速やかに拡散させ、記録層4を非晶質化しやすくするという熱的な機能も有する。さらに、反射層8は、使用する環境から多層膜を保護するという機能も有する。
第1界面層3と第2界面層5は、第1誘電体層2と記録層4、及び第2誘電体層6と記録層4との間で生じる物質移動を防止する機能を有する。この物質移動とは、第1誘電体層2及び第2誘電体層6を、例えば、(ZnS)80(SiO220(添え字は、mol%で示される組成比を表す)で形成した場合に、レーザビームを記録層4に照射して記録・書き換えを繰り返す際、S(硫黄)が記録層に拡散していく現象のことである。Sが記録層に拡散すると、繰り返し書き換え性能が悪化する。この繰り返し書き換え性能の悪化を防ぐには、Geを含む窒化物を第1界面層3及び第2界面層5に使用するとよい(例えば、特許文献3参照)。
以上のような技術により、優れた書き換え性能と高い信頼性が達成され、4.7GB/DVD−RAMが商品化されるに至った。
現在、情報記録媒体をさらに大容量化するための技術として、さまざまな技術が導入されている。例えば、光学的情報記録媒体においては、赤色レーザより短波長の青紫色レーザを用いる、およびレーザビームが入射する側の基板の厚さを薄くして開口数(NA)が大きい対物レンズを使用することによって、より小さいスポット径のレーザビームを用いて高密度の記録を行う技術が導入されている。
2つの情報層を有する光学的情報記録媒体を用いて記録容量を2倍に高め、且つその一方の面にのみ入射するレーザビームによって2つの情報層にて記録再生を行う技術も導入されている(例えば、特許文献4参照)。この2層情報記録媒体では、レーザビームの入射側に近い情報層(以下、第1情報層という)を透過したレーザビームを用いて、レーザビームの入射側から遠い情報層(以下、第2情報層という)の記録再生を行う。そのため、第1の情報層では記録層および反射層の厚さを極めて薄くして透過率を高める必要があった。
特許第2584741号公報(第1−5頁、図1) 特許第2574325号公報(第1−5頁、図1) 特開平10−275360号公報(第2−6頁、図2) 特開2000−36130号公報(第2−11頁、図2)
しかしながら、従来、用いている記録層、例えばGeTe−Bi2Te3を薄くすると、記録層の結晶化能が低下し、消去性能が低下するという課題があった。また、記録層及び反射層を極めて薄くして透過率を高めると、記録層での光吸収が小さくなり、情報を記録する際により大きなエネルギー(レーザパワー)が必要となる。すなわち、記録感度が低下するという課題もあった。
本発明は、前記従来の課題を解決するもので、記録感度及び消去性能が同時に向上された相変化形情報記録媒体を提供することを目的とする。
前記目的を達成するために、本発明の情報記録媒体は、光の照射または電気的エネルギーの印加によって情報を記録し得る情報記録媒体であって、相変化を生じ得る記録層を少なくとも有し、前記記録層が、Zn、Si及びCから選ばれる少なくとも一つの元素とSbとを合わせて85原子%以上含むことを特徴とする。この特徴により、相変化形情報記録媒体の記録感度及び消去性能を向上させることができる。
また、本発明の情報記録媒体において、記録層は、下記の式(1
):
Sb100-a1M1a1(原子%) (1)
(但し、M1はZn、Si及びCから選ばれる少なくとも一つの元素であり、a1は、原子%で示される組成比を表し、0<a1≦50を満たす。)
で表される材料を含んでよい。そのような材料を含む記録層は、相変化形情報記録媒体の記録感度及び消去性能を向上させることができる。
ここで、「原子%」とは、式(1)が、「Sb」原子および「M1」原子を合わせた数を基準(100%)として表された組成式であることを示している。以下の式においても「原子%」の表示は、同様の趣旨で使用されている。また、式(1)は、記録層に含まれる「Sb」原子及び「M1」原子のみをカウントして表したものである。したがって、記録層は、これらの原子以外の成分(例えば、他の金属元素、酸素、水素、アルゴン、および窒素等)を、全体の15原子%までの量で含むことがある。
また、本発明の情報記録媒体において、記録層は、下記の式(2):
Sb100-a2Zna2(原子%) (2)
(但し、a2は、原子%で示される組成比を表し、0<a2≦30を満たす。)
で表される材料を含んでよい。そのような材料を含む記録層は、相変化形情報記録媒体の記録感度及び消去性能を向上させることができる。
また、本発明の情報記録媒体において、記録層は、下記の式(3):
Sb100-a3Sia3(原子%) (3)
(但し、a3は、原子%で示される組成比を表し、0<a3≦30を満たす。)
で表される材料を含んでよい。そのような材料を含む記録層は、相変化形情報記録媒体の記録感度及び消去性能を向上させることができる。
また、本発明の情報記録媒体において、記録層は、下記の式(4):
Sb100-a4a4(原子%) (4)
(但し、a4は、原子%で示される組成比を表し、0<a4≦50を満たす。)
で表される材料を含んでよい。そのような材料を含む記録層は、相変化形情報記録媒体の記録感度及び消去性能を向上させることができる。
また、本発明の情報記録媒体において、記録層は、下記の式(5):
Sb100-a5(SiC)a5(mol%) (5)
(但し、a5は、原子%で示される組成比を表し、0<a5≦30を満たす。)
で表される材料を含んでよい。そのような材料を含む記録層は、相変化形情報記録媒体の記録感度及び消去性能を向上させることができる。
また、本発明の情報記録媒体において、記録層がさらにGa、Ge、Ag、In、Sn、Te及びBiから選ばれる少なくとも一つの元素を含んでもよい。記録層がそのような元素を含むことにより、相変化形情報記録媒体の記録感度をさらに向上させることができる。
また、本発明の情報記録媒体において、記録層は、下記の式(6):
Sb100-a6-b6M1a6M2b6(原子%) (6)
(但し、M1はZn、Si及びCから選ばれる少なくとも一つの元素であり、M2はGa、Ge、Ag、In、Sn、Te及びBiから選ばれる少なくとも一つの元素であり、a6及びb6は、原子%で示される組成比を表し、0<a6≦50、0<b6≦15を満たす。)
で表される材料を含んでもよい。そのような材料を含む記録層は、相変化形情報記録媒体の記録感度をさらに向上させることができる。
また、本発明の情報記録媒体において、記録層がさらにB、Mg、Al、S、Ca、Sc、Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Sr、Y、Zr、Nb、Mo、Ru、Rh、Pd、Hf、Ta、W、Ir、Pt、Au、La、Ce、Pr、Nd、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb及びLuから選ばれる少なくとも一つの元素を含んでもよい。
また、本発明の情報記録媒体において、記録層の厚さは15nm以下であってもよい。このことにより、相変化形情報記録媒体の記録感度を向上させることができる。また、本発明の情報記録媒体において、記録層の厚さは3nm以下であってもよい。そのような厚さを有する記録層は、多層の相変化形情報記録媒体において、レーザビームの入射側に近い情報層の透過率を向上させることができる。
また、本発明の情報記録媒体は、N1個(但し、N1は2以上の整数。)の情報層を含む、即ち、記録層をN1層(但し、N1は2以上の整数。)含んでもよい。このことにより、情報記録媒体の記録容量を向上させることができる。なお、N1は2であってもよい。また、N1は3又は4であってもよい。N1個の情報層を含む情報記録媒体においては、少なくとも1つの記録層が、上記の材料(SbとM1との組み合わせ)を含む。
また、本発明は、光の照射または電気的エネルギーの印加によって情報を記録し得る情報記録媒体であって、Sbを含む層、M1を含む層(但し、M1はZn、Si及びCから選ばれる少なくとも一つの元素)、M2を含む層(但し、M2はGa、Ge、Ag、In、Sn、Te及びBiから選ばれる少なくとも一つの元素)、Sb−M1を含む層、Sb−M2を含む層、M1−M2を含む層及びSb−M1−M2を含む層から選ばれる少なくとも2種以上の層を積層してなる記録部を有する情報記録媒体を提供する。記録部を複数の層から成る層とすることにより、相変化形情報記録媒体の記録感度及び消去性能を向上させることができる。ここで、「記録部」という用語は、2以上の層から成る積層構造の記録層を、単層構造の記録層と区別するために用いられており、情報記録媒体における機能は記録層と記録部とでは変わりない。
また、記録部を有する本発明の情報記録媒体において、記録部が、Sb−M1を含む層、及びSb−M2を含む層の積層構造を少なくとも有してもよい。また、記録部を構成する積層構造において、Sb−M1を含む層が、Cを50原子%以下の割合で含み、Sb−M2を含む層が、Ge及びTeから選ばれる少なくとも一つの元素を30原子%以下の割合で含んでもよい。このような記録部を構成することにより、相変化形情報記録媒体の記録感度、及び消去性能を調整することができる。
また、記録部を有する本発明の情報記録媒体は、Sb−M1を含む層、及びM2を含む層の積層構造を少なくとも有してもよい。また、この積層構造において、Sb−M1を含む層が、Cを50原子%以下の割合で含み、M2を含む層が、Teを40原子%以上の割合で含んでもよい。このような記録部を構成することにより、相変化形情報記録媒体の記録感度、及び消去性能を調整することができる。
また、記録部を有する本発明の情報記録媒体において、記録部に含まれる1または複数の層は、さらにB、Mg、Al、S、Ca、Sc、Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Sr、Y、Zr、Nb、Mo、Ru、Rh、Pd、Hf、Ta、W、Ir、Pt、Au、La、Ce、Pr、Nd、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb及びLuから選ばれる少なくとも一つの元素を含んでもよい。
また、記録部を有する本発明の情報記録媒体において、記録部の厚さは15nm以下であってもよい。このことにより、相変化形情報記録媒体の記録感度を向上させることができる。また、記録部を有する本発明の情報記録媒体において、記録部の厚さは3nm以下であってもよい。そのような厚さを有する記録部は、多層の相変化形情報記録媒体において、レーザビームの入射側に近い情報層の透過率を向上させることができる。
また、記録部を有する本発明の情報記録媒体は、N2個の情報層を含む、即ち、記録部をN2個(但し、N2は2以上の整数。)含んでもよい。このことにより、情報記録媒体の記録容量を向上させることができる。なお、N2は2であってもよい。また、N2は3又は4であってもよい。N2個の情報層を含む情報記録媒体においては、少なくとも1つの記録部が、上記の所定の元素を含む層から選ばれる複数の層から成る。
また、本発明の情報記録媒体は、記録層の少なくとも一方の面、または記録部の少なくとも一方の面と接して配置されている界面層をさらに有してもよい。界面層を設けると、相変化形情報記録媒体の繰り返し書き換え性能が向上する。
また、本発明の情報記録媒体において、界面層は、酸化物、窒化物、炭化物、硫化物、及び弗化物より選ばれる少なくとも一つの化合物を含んでもよい。このことにより、相変化形情報記録媒体の繰り返し書き換え性能が向上する。
また、本発明の情報記録媒体において、界面層は、Zr、Hf、Y及びSiから選ばれる少なくとも一つの元素と、Ga、In及びCrから選ばれる少なくとも一つの元素と、Oとを含んでもよい。このことにより、相変化形情報記録媒体の繰り返し書き換え性能が向上する。
また、本発明の情報記録媒体は、反射層をさらに有してもよい。反射層は、相変化形情報記録媒体の記録感度と信号強度を向上させる。
また、本発明の情報記録媒体においては、反射層は、主としてAgを含んでもよい。このことにより、相変化形情報記録媒体の記録感度と信号強度が向上する。「主として」という用語は、Agを90原子%以上含むことをいう。
また、本発明の情報記録媒体において、反射層の厚さは20nm以下であってもよい。反射層の厚さが20nm以下であると、多層の相変化形情報記録媒体において、レーザビームの入射側にある情報層の透過率を向上できる。また、本発明の情報記録媒体において、反射層の厚さは5nm以下であってもよい。そのような薄い反射層は、多層の相変化形情報記録媒体において、レーザビームの入射側に近い情報層の透過率をさらに向上させる。
また、本発明は、前記本発明の情報記録媒体の製造方法を提供し、当該方法は、Zn、Si及びCから選ばれる少なくとも一つの元素とSbとを合わせて85原子%以上含む記録層を形成する工程を少なくとも含む情報記録媒体の製造方法であって、記録層を形成する工程が、Zn、Si及びCから選ばれる少なくとも一つの元素とSb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することを含むことを特徴とする。そのような製造方法により、記録感度及び消去性能が向上した相変化形情報記録媒体が作製される。
また、本発明は、Zn、Si及びCから選ばれる少なくとも一つの元素とSbとを合わせて85原子%以上含む記録層を形成する工程を少なくとも含む情報記録媒体の製造方法であって、記録層を形成する工程が、Sb、M1(但し、M1はZn、Si及びCから選ばれる少なくとも一つの元素)、M2(但し、M2はGa、Ge、Ag、In、Sn、Te及びBiから選ばれる少なくとも一つの元素)、Sb−M1、Sb−M2、M1−M2及びSb−M1−M2で表されるスパッタリングターゲットから選ばれる少なくとも2個以上のスパッタリングターゲットを用いてスパッタリングすることを含むことを特徴とする情報記録媒体の製造方法を提供する。この製造方法によれば、記録感度及び消去性能が向上した相変化形情報記録媒体を作製できる。
また、本発明は、少なくとも2種以上の層が積層されてなる記録部を形成する工程を少なくとも含む情報記録媒体の製造方法であって、
前記記録部を形成する工程が、Sb、M1(但し、M1はZn、Si及びCから選ばれる少なくとも一つの元素)、M2(但し、M2はGa、Ge、Ag、In、Sn、Te及びBiから選ばれる少なくとも一つの元素)、Sb−M1、Sb−M2、M1−M2及びSb−M1−M2で表されるスパッタリングターゲットから選ばれる、少なくとも2個以上のスパッタリングターゲットを用いてスパッタリングすることを含むことを特徴とする情報記録媒体の製造方法を提供する。この製造方法によれば、記録感度及び消去性能が向上した相変化形情報記録媒体を作製できる。
本発明はまた、本発明の情報記録媒体の製造時に用いるスパッタリングターゲットとして、Zn、Si及びCから選ばれる少なくとも一つの元素とSbとを合わせて85原子%以上含むスパッタリングターゲットを提供する。このようなスパッタリングターゲットを用いて、記録層を形成することにより、記録感度及び消去性能が向上した相変化形情報記録媒体を作製できる。
また、本発明の情報記録媒体の製造時に用いるスパッタリングターゲットは、得ようとする膜が、式(1):
Sb100-a1M1a1(原子%) (1)
(但し、M1はZn、Si及びCから選ばれる少なくとも一つの元素であり、a1は、原子%で示される組成比を表し、0<a1≦50を満たす。)
で表される材料を含むときに、式(10)
Sb100-A1M1A1(原子%) (10)
(但し、M1はZn、Si及びCから選ばれる少なくとも一つの元素であり、A1は、原子%で示される組成比を表し、a1<A1≦(a1+3)を満たす。)
で示される材料を含むようなスパッタリングターゲットであってよい。このようなスパッタリングターゲットを用いて、記録層を形成することにより、記録感度及び消去性能が向上した相変化形情報記録媒体を作製できる。
本発明によれば、記録感度及び消去性能が向上した相変化形情報記録媒体が提供される。また、本発明の相変化形情報記録媒体の製造方法、及び/またはスパッタリングターゲットによれば、本発明の相変化形情報記録媒体を容易に製造することができる。
以下、本発明の実施の形態を、図面を参照しながら説明する。なお、以下の実施の形態は一例であり、本発明は以下の実施の形態に限定されない。また、以下の実施の形態では、同一の要素については同一の符号を付して重複する説明を省略する場合がある。
(実施の形態1)
実施の形態1として、本発明の情報記録媒体の一例を説明する。実施の形態1の情報記録媒体15の一部断面図を図1に示す。情報記録媒体15は、レーザビーム11の照射によって情報の記録再生が可能な光学的情報記録媒体である。
情報記録媒体15は、基板14上に形成された情報層16、及び透明層13により構成されている。透明層13は、光硬化性樹脂(特に紫外線硬化性樹脂)もしくは遅効性樹脂等の樹脂、または誘電体等からなる。透明層13の材料は、使用するレーザビーム11に対して、小さい光吸収を有することが好ましく、短波長域において光学的に小さい複屈折を示すことが好ましい。また、透明層13は、透明な円盤状のポリカーボネート、アモルファスポリオレフィンもしくはPMMA等の樹脂、またはガラスから成る、シートまたは板であってよい。この場合、透明層13は、光硬化性樹脂(特に紫外線硬化性樹脂)もしくは遅効性樹脂等の樹脂、または粘着性のシートなどによって第1誘電体層102に貼り合わせることが可能である。
レーザビーム11の波長λは、高密度記録の場合、特に450nm以下であることが好ましい。レーザビーム11を集光した際のスポット径が、波長λによって決まってしまう(波長λが短いほど、より小さなスポット径に集光可能)ためである。また、λが350nm未満であると、透明層13等による光吸収が大きくなってしまう。よって、λは、350nm〜450nmの範囲内にあることがより好ましい。
基板14は、透明な円盤状の基板である。基板14を構成する材料としては、例えば、ポリカーボネート、アモルファスポリオレフィンもしくはPMMA等の樹脂、またはガラスを用いることができる。基板14の材料としては、転写性および量産性に優れ、低コストであることから、ポリカーボネートが特に有用である。
基板14の情報層16側の表面には、必要に応じてレーザビームを導くための案内溝が形成されていてもよい。他方、基板14の情報層16側と反対側の表面は、平滑であることが好ましい。基板14の厚さは、十分な強度が確保され、且つ情報記録媒体15の厚さが1.2mm程度となるよう、0.5mm〜1.2mmの範囲内にあることが好ましい。なお、透明層13の厚さが0.6mm程度(NA=0.6で良好な記録再生が可能な厚さ)の場合、0.55mm〜0.65mmの範囲内にあることが好ましい。また、透明層13の厚さが0.1mm程度(NA=0.85で良好な記録再生が可能な厚さ)の場合、1.05mm〜1.15mmの範囲内にあることが好ましい。
以下、情報層16の構成について詳細に説明する。
情報層16は、レーザビーム11の入射側から順に配置された第1誘電体層102、記録層104、第2誘電体層106、及び反射層108を有する。図示するように、第1誘電体層102と記録層104の間に、第1界面層103が、必要に応じて設けられてもよい。
第1誘電体層102は、誘電体からなる。この第1誘電体層102は、記録層104の酸化、腐食、および変形等を防止する働きと、光学距離を調整して記録層104の光吸収効率を高める働きと、記録前後の反射光量の変化を大きくして信号強度を大きくする働きとを有する。
第1誘電体層102を形成する材料として、例えばTiO2、ZrO2、HfO2、ZnO、Nb25、Ta25、SiO2、SnO2、Al23、Bi23、Cr23、Ga23、In23、Sc23、Y23、La23、Gd23、Dy23、Yb23、CaO、MgO、CeO2、およびTeO2等の酸化物が挙げられる。また、C−N、Ti−N、Zr−N、Nb−N、Ta−N、Si−N、Ge−N、Cr−N、Al−N、Ge−Si−N、およびGe−Cr−N等窒化物を用いることもできる。また、ZnSなどの硫化物、SiCなどの炭化物、LaF3およびCeF3などの弗化物、ならびにCを、第1誘電体層102の材料として用いることもできる。第1誘電体層102は、上記化合物および炭素から選ばれる1または複数の材料の混合物を用いて、形成してよい。例えば、ZnSとSiO2との混合物であるZnS−SiO2は、第1誘電体層102の材料として特に優れている。ZnS−SiO2は、非晶質材料であり、屈折率が高く、成膜速度が速く、機械特性及び耐湿性が良好であることによる。
第1誘電体層102の厚さは、マトリクス法に基づく計算により、記録層104が結晶相である場合とそれが非晶質相である場合の反射光量の変化が大きくなる条件を満足するように厳密に決定することができる。
必要に応じて配置される第1界面層103は、繰り返し記録によって第1誘電体層102と記録層104との間で生じる物質移動を防止する働きをする。また、第1界面層103は、記録層104の結晶化を促進または抑制する結晶化能を調整する働きもする。第1界面層103は、光の吸収が少なく、記録の際に溶けない高融点な材料で、且つ、記録層104との密着性が良い材料から成ることが好ましい。記録の際に溶けない高融点であることは、高パワーのレーザビーム11を照射した際に、溶けて記録層104に混入しないために必要な特性である。第1界面層103の材料が混入すると、記録層104の組成が変わり、書き換え性能が著しく低下する。また、記録層104と密着性が良いことは、信頼性確保に必要な特性である。
第1界面層103は、第1誘電体層102と同様、酸化物、窒化物、炭化物、硫化物、及び弗化物より選ばれる少なくとも一つを含む材料を用いて形成してよい。特にCrとOを含む材料は、記録層104の結晶化をより促進するため、好ましく用いられ、CrとOが形成した酸化物であるCr23が、より好ましく用いられる。Cr23は記録層104との密着性が良い材料であることによる。
また、第1界面層103の材料として、特にInとOを含む材料を用いることもできる。好ましくは、InとOが形成した酸化物であるIn23が、用いられる。In23は記録層104との密着性が良い材料であることによる。
また、第1界面層103の材料として、特にGaとOを含む材料を用いることもできる。好ましくは、GaとOが形成した酸化物であるGa23が、用いられる。Ga23は記録層104との密着性が良い材料であることによる。
また、第1界面層103は、CrとO、GaとO、またはInとOの他に、Zr、Hf及びYから選ばれる少なくとも一つの元素をさらに含んでもよく、当該少なくとも一つの元素は酸化物として含まれることがより好ましい。その理由として、ZrO2及びHfO2は、透明であること、融点が約2700〜2800℃と高いこと、ならびに酸化物の中では熱伝導率が低い材料で、情報記録媒体の繰り返し書き換え性能を良くすることが挙げられる。Y23は透明な材料で、且つZrO2及びHfO2を安定化させる働きをする。また、この3種類の酸化物のいずれか1つまたは複数を混合することによって、第1界面層103を記録層104と部分的に又は全体的に接して形成しても、繰り返し書き換え性能に優れ、信頼性の高い情報記録媒体15を実現できる。
記録層104との密着性を確保するため、第1界面層103中のCr23、Ga23、またはIn23の含有量は10mol%以上であることが好ましい。さらに、第1界面層103中のCr23の含有量は第1界面層103での光吸収を小さく保つため、70mol%以下であることが好ましい。Cr23が多くなると光吸収が増加する傾向にある。
第1界面層103は、Cr、Ga、In、Zr、Hf、Y及びOの他に、さらにSiを含む材料を用いて形成してよい。Siが、例えばSiO2として、第1界面層103内に含まれることにより、透明性が高くなり、記録性能に優れた第1情報層16を実現できる。第1界面層103中のSiO2の含有量は、5mol%以上であることが好ましく、記録層104との密着性を確保するため、50mol%以下であることが好ましく、10mol%以上40mol%以下であることがより好ましい。
第1界面層103の厚さは、第1界面層103での光吸収によって情報層16の記録前後の反射光量の変化が小さくならないよう、0.5nm〜15nmの範囲内にあることが望ましく、1nm〜10nmの範囲内にあることがより好ましい。
第2誘電体層106は、第1誘電体層102と同様の系の材料を用いて形成することができる。第2誘電体層106の厚さは、2nm〜75nmの範囲内にあることが好ましく、2nm〜40nmの範囲内にあることがより好ましい。第2誘電体層106の厚さをこの範囲内で選ぶことによって、記録層104で発生した熱を効果的に反射層108側に拡散させることができる。
記録層104は、レーザビーム11の照射によって結晶相と非晶質相との間で相変化を起こす材料からなる。本発明の情報記録媒体において、記録層104は、Zn、Si及びCから選ばれる少なくとも一つの元素と、Sbとを合わせて85原子%以上含む可逆的な相変化を起こす材料で形成される。具体的には、記録層104は、下記の式(1):
Sb100-a1M1a1(原子%) (1)
(但し、M1はZn、Si及びCから選ばれる少なくとも一つの元素)で表される材料を含むように、またはこの材料のみから(即ち、記録層104の組成が式(1)で表されるように)形成できる。
SbとM1を組み合わせることによって、結晶化温度を200℃前後まで高くすることができ、非晶質相の安定性が高くなる。SbとM1との組み合わせにおいて、Sbの量が多いと、結晶化速度が向上するため消去性能が良化する。また、Sbの量が少ないと非晶質相が安定となり、記録感度が良好となる。そのため、上記式(1)において、原子%で示される組成を表すa1は、0<a1≦50を満たすことが望ましく、2≦a1≦20を満たすことがより好ましい。
また、記録層104は、下記の式(2):
Sb100-a2Zna2(原子%) (2)
で表される、可逆的な相変化を起こす材料を含むように、またはこの材料のみから(即ち、記録層104の組成が式(2)で表されるように)形成してもよい。この式(2)においても、上記と同様の理由により、原子%で示される組成を表すa2は、0<a2≦30を満たすことが望ましく、a2は、2≦a2≦15を満たすことがより好ましい。
また、記録層104は、下記の式(3):
Sb100-a3Sia3(原子%) (3)
で表される、可逆的な相変化を起こす材料を含むように、またはこの材料のみから(即ち、記録層104の組成が式(3)で表されるように)形成してもよい。この式(3)においても、上記と同様の理由により、原子%で示される組成を表すa3は、0<a3≦30を満たすことが望ましく、a3は、2≦a3≦15を満たすことがより好ましい。
また、記録層104は、下記の式(4):
Sb100-a4a4(原子%) (4)
で表される、可逆的な相変化を起こす材料を含むように、またはこの材料のみから(即ち、記録層104の組成が式(4)で表されるように)形成してもよい。この式(4)においても、上記と同様の理由により、原子%で示される組成を表すa4は、0<a4≦50を満たすことが望ましく、2≦a4≦30を満たすことがより好ましい。
また、記録層104は、下記の式(5):
(Sb)100-a5(SiC)a5(mol%) (5)
で表される、可逆的な相変化を起こす材料を含むように、またはこの材料のみから(即ち、記録層104の組成が式(5)で表されるように)形成してもよい。この式(5)においても、上記と同様の理由により、原子%で示される組成を表すa5は0<a5≦30を満たすことが望ましく、2≦a5≦20を満たすことがより好ましい。
また、記録層104は、上記式(1)〜(5)で表される材料に加えて、さらにGa、Ge、Ag、In、Sn、Te及びBiから選ばれる少なくとも一つの元素を含む材料で形成しても良い。具体的には、記録層104は、下記の式(6):
Sb100-a6-b6M1a6M2b6(原子%) (6)
(但し、M1はZn、Si及びCから選ばれる少なくとも一つの元素であり、M2はGa、Ge、Ag、In、Sn、Te及びBiから選ばれる少なくとも一つの元素である)で表される材料を含むように、またはこの材料のみから(即ち、記録層104の組成が式(6)で表されるように)形成できる。
式(6)で表される材料においても、Sb量が多いと、結晶化速度が向上するため消去性能が良化する。また、Sb量が少ないと非晶質相が安定となり記録感度が良好となる。このため、原子%で示される組成を表すa6及びb6は、0<a6≦50、0<b6≦15を満たすことが望ましく、2≦a6≦30、1≦b6≦10を満たすことがより好ましい。この材料を用いた場合、添加したM2が、非晶質相を安定化し、記録感度をさらに向上させることができる。
記録層104が、上記式(1)〜(6)で示される材料以外の材料を含む場合、その割合は、SbとM1とが合わせて、記録層104を構成する材料全体の85原子%以上を占めるように、他の材料が含まれる。記録層104の厚さが6nm未満である場合には、結晶化速度の低下を防止するため、SbとM1とが合わせて95原子%以上を占めることが好ましい。
また、記録層104は、上記式(1)〜(6)で表される材料に加えて、さらにB、Mg、Al、S、Ca、Sc、Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Sr、Y、Zr、Nb、Mo、Ru、Rh、Pd、Hf、Ta、W、Ir、Pt、Au、La、Ce、Pr、Nd、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb及びLuから選ばれる少なくとも一つの元素を含む材料で形成してもよい。その場合、添加した元素が非晶質相を安定化し、記録感度を向上させることができる。あるいは、これらの元素は、不可避的に記録層104に含まれることがある。これらの元素は、記録層104において、例えば、1原子%〜5原子%の割合で含まれることが好ましい。
記録層104の厚さは、情報層16の記録感度を高くするため、6nm〜15nmの範囲内にあることが好ましい。この範囲内においても、記録層104が厚い場合には、熱の面内方向での拡散による隣接領域への熱的影響が大きくなる。また、記録層104が薄い場合には情報層16の反射率が小さくなる。したがって、記録層104の厚さは、8nm〜13nmの範囲内にあることがより好ましい。前述のように、記録層の厚さを6nm未満とするときには、SbとM1とが合わせて95原子%以上を占めるようにして、結晶化速度が低下しないようにすることが好ましい。このことは、後述する、情報層を複数含む多層光学的情報記録媒体についてもあてはまる。
また、記録層104は、Sbを含む層、M1を含む層(但し、M1はZn、Si及びCから選ばれる少なくとも一つの元素)、M2を含む層(但し、M2はGa、Ge、Ag、In、Sn、Te及びBiから選ばれる少なくとも一つの元素)、Sb−M1を含む層、Sb−M2を含む層、M1−M2を含む層及びSb−M1−M2を含む層から選ばれる少なくとも2種以上の層を積層してなる記録部として形成してもよい。本明細書において、「−」は、混合物または合金であることを意味する。
ここで、Sbを含む層は、Sbを60原子%以上含む層(但し、M1およびM2のいずれをも含まない層)を指す。M1を含む層は、M1を60原子量%以上含む層(但し、M2を含まない)を指す。M2を含む層は、M2を60原子%以上含む層(但し、M1を含まない)を指す。Sb−M1を含む層は、SbとM1とを含み(但し、M2を含まない)、かつSbを50原子%以上含む層を指す。Sb−M2を含む層は、Sbを60原子%以上含む層を指す。M1−M2を含む層は、M1とM2を合わせて60原子%以上含む層を指す。Sb−M1−M2を含む層は、SbとM1とM2とを含み、かつSbを50原子%以上含む層を指す。
特に、記録部は、Sb−M1を含む層、及びSb−M2を含む層の積層構造を少なくとも有していることが好ましい。このとき、Sb−M1を含む層が、Cを50原子%以下の割合で含み、Sb−M2を含む層が、Ge及びTeから選ばれる少なくとも一つの元素を30原子%以下の割合で含んでもよい。Sb−M1を含む層は結晶化速度が比較的高い。Sb−M2を含む層はアモルファス相(非晶質相)が比較的安定である。よってこれらの層が積層された構造を採用すれば、相変化形情報記録媒体の記録感度、及び消去性能を容易に調整することができる。Sb−M2を含む層は、例えば、Sb−Ga、(Sb−Te)−Ga、Sb−Ge、(Sb−Te)−Ge、Sb−In、(Sb−Te)−In、および(Sb−Te)−Ag−Inのいずれかを含む。
また、記録部は、Sb−M1を含む層、及びM2を含む層の積層構造を少なくとも有してよい。このとき、Sb−M1を含む層がCを50原子%以下の割合で含み、M2を含む層がTeを40原子%以上の割合で含んでもよい。Sb−M1を含む層は、結晶化速度が比較的高い。M2を含む層は、アモルファス相が比較的安定である。よって、これらの層が、積層された構造を採用すれば、相変化形情報記録媒体の記録感度、及び消去性能を容易に調整することができる。M2を含む層は、例えば、GeTe、(Ge−Sn)Te、GeTe−Sb2Te3、(Ge−Sn)Te−Sb2Te3、GeTe−Bi2Te3、(Ge−Sn)Te−Bi2Te3、GeTe−(Sb−Bi)2Te3、(Ge−Sn)Te−(Sb−Bi)2Te3、GeTe−(Bi−In)2Te3、および(Ge−Sn)Te−(Bi−In)2Te3のいずれかを含む。
積層構造の例としては、
Sb−C(1nm)/(Sb−Te)−Ge(9nm)、
Sb−C(1nm)/(GeTe)−(Sb−Ge)(9nm)、
Sb−C(1nm)/(Sb−Ge)−Te(9nm)、
Sb−Si(2nm)/(Sb−Te)−Ge(8nm)、
Sb−Zn(3nm)/Sb−Ge(7nm)、
Sb−SiC(2nm)/Sb−Ge(8nm)、
Sb−C(0.5nm)/(Sb−Te)−Ge(9nm)/Sb−C(0.5nm)、
Sb−Si(1nm)/(Sb−Te)−Ge(8nm)/Sb−Si(1nm)、
Sb−Zn(1.5nm)/Sb−Ge(7nm)/Sb−Zn(1.5nm)、
Sb−SiC(1nm)/Sb−Ge(8nm)/Sb−SiC(1nm)
などがあげられる。
さらに他の例として、
Sb−C(5nm)/GeTe(1nm)、
Sb−Si(4nm)/GeTe−Sb2Te3(2nm)、
Sb−Zn(3nm)/GeTe−Bi2Te3(3nm)、
Sb−SiC(4nm)/(Ge−Sn)Te−Bi2Te3(2nm)、
Sb−C(2.5nm)/GeTe(1nm)/Sb−C(2.5nm)、
Sb−Si(2nm)/GeTe−Sb2Te3(2nm)/Sb−Si(2nm)、
Sb−Zn(1.5nm)/GeTe−Bi2Te3(3nm)/Sb−Zn(1.5nm)、
Sb−SiC(2nm)/(Ge−Sn)Te−Bi2Te3(2nm)/Sb−SiC(2nm)
などが挙げられる。
もちろん、ここに挙げた材料以外の材料を含む層を使用してよい。あるいは、層の厚さをここに例示していない厚さとした構造、または積層順を入れ替えた構造を採用することは可能である。例えば、上記において例示した膜厚を好ましい膜厚比としてとらえ、記録部の所望の厚さに応じて、各々、例えば2−4倍にしてよい。
記録部はまた、レーザダイオードで採用されている超格子構造のように、より多くの薄い層が規則的に積層された積層構造を有するように構成してよく、それにより記録感度及び消去性能をさらに向上することができる。そのような積層構造を有する記録部の例として、
Sb(1nm)/C(0.5nm)/Sb(1nm)/C(0.5nm)/Sb(1nm)、
C(0.5nm)/Sb(1nm)/C(0.5nm)/Sb(1nm)/C(0.5nm)、
Sb(1nm)/Si(0.5nm)/Sb(1nm)/Si(0.5nm)/Sb(1nm)、
Si(0.5nm)/Sb(1nm)/Si(0.5nm)/Sb(1nm)/Si(0.5nm)、
Sb(1nm)/Zn(0.5nm)/Sb(1nm)/Zn(0.5nm)/Sb(1nm)、
Zn(0.5nm)/Sb(1nm)/Zn(0.5nm)/Sb(1nm)/Zn(0.5nm)、
Sb(1nm)/SiC(0.5nm)/Sb(1nm)/C(0.5nm)/Sb(1nm)/SiC(0.5nm)/Sb(1nm)、
SiC(0.5nm)/Sb(1nm)/C(0.5nm)/Sb(1nm)/C(0.5nm)/Sb(1nm)/SiC(0.5nm)、
Sb(1nm)/Sb−C(0.5nm)/Sb(1nm)/Sb−C(0.5nm)/Sb(1nm)、
Sb−C(0.5nm)/Sb(1nm)/Sb−C(0.5nm)/Sb(1nm)/Sb−C(0.5nm)
などが挙げられる。
もちろん、ここに挙げた材料以外の材料を含む層を使用してよい。あるいは、層の厚さをここに例示していない厚さとした構造、または積層順を入れ替えた構造を採用することは可能である。例えば、上記において例示した膜厚を好ましい膜厚比としてとらえ、記録部の所望の厚さに応じて、各々、例えば2−4倍にしてよい。
記録層は、いずれの積層構造をとる場合も、記録部の厚さ(2以上の層を合わせた厚さ)は、情報層16の記録感度を高くするため、6nm〜15nmの範囲内にあることが好ましい。この範囲内においても、記録部が厚い場合には、熱の面内方向での拡散による隣接領域への熱的影響が大きくなる。また、記録部が薄い場合には情報層16の反射率が小さくなる。したがって、記録部の厚さは、8nm〜13nmの範囲内にあることがより好ましい。
記録部に含まれる各層は、さらにB、Mg、Al、S、Ca、Sc、Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Sr、Y、Zr、Nb、Mo、Ru、Rh、Pd、Hf、Ta、W、Ir、Pt、Au、La、Ce、Pr、Nd、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb及びLuから選ばれる少なくとも一つの元素を含んでもよい。
以上において例示した積層構造のうち、記録部は、全体として、Zn、Si及びCから選ばれる少なくとも一つの元素とSbとを合わせて85原子%以上含むことが特に好ましい。あるいは、記録部は、全体としてSbを75原子%以上含み、より好ましくは80原子%以上含むことが好ましい。あるいはまた、記録部は、少なくとも一つの層が、Zn、Si及びCから選ばれる少なくとも一つの元素とSbとを合わせて85原子%以上含む場合には、全体の組成に占めるSbの割合が小さくても、良好な記録感度および消去性能を示す。あるいは、記録部は全体として、上記式(1)〜(6)のいずれかで示される材料を含むことが好ましい。よって、記録部は、全体としての好ましい組成を考慮して、各層の組成を決定して構成することが好ましい。
記録層104と第2誘電体層106の間に、第2界面層(図示せず)を配置してもよい。図1に示す情報記録媒体15において、第2界面層が設けられる場合、第2界面層は、符号104で示される層と符号106で示される層との間に、例えば、符号105で示される層として表すことができる。第2界面層は、第1界面層103と同様に、繰り返し記録によって第2誘電体層106と記録層104との間で生じる物質移動を防止するために設けることができる。
第2界面層は、第1誘電体層102に関して例示した材料を用いて形成することができる。その中でも、特にInとOを含む材料を用いることが好ましい。、InとOは、In23を形成した酸化物であることが好ましい。また、第2界面層は、特にCrとOを含む材料を用いて構成することもできる。CrとOは、Cr23を形成した酸化物であることが好ましい。また、第2界面層105は、特にGaとOを含む材料を用いて構成することもできる。GaとOは、Ga23を形成した酸化物であることが好ましい材料である。
また、第2界面層は、第1界面層103と同様に、InとO、CrとO、またはGaとOの他に、Zr、Hf及びYから選ばれる少なくとも一つの元素をさらに含んでもよく、あるいは、In、Cr、Ga、Zr、Hf、Y及びOの他に、さらにSiを含んでもよい。第2界面層は第1界面層103より密着性が悪い傾向にあるため、第2界面層中のIn23、Cr23またはGa23の好ましい含有量の下限値は、第1界面層103のそれより多い20mol%である。
第2界面層105の厚さは、第1界面層103と同様に、0.5nm〜15nmの範囲内にあることが望ましく、1nm〜10nmの範囲内にあることがより好ましい。
反射層108は、記録層104に吸収される光量を増大させるという光学的な機能を有する。また、反射層108は、記録層104で生じた熱を速やかに拡散させ、記録層104を非晶質化しやすくするという熱的な機能をも有する。さらに、反射層108は、使用する環境から多層膜を保護するという機能も有する。
反射層108は、例えばAg、Au、Cu及びAlのような熱伝導率が高い単体金属を用いて形成することができる。また、Al−Cr、Al−Ti、Al−Ni、Al−Cu、Au−Pd、Au−Cr、Ag−Cu、Ag−Pd、Ag−Pd−Cu、Ag−Pd−Ti、Ag−Ru−Au、Ag−Cu−Ni、Ag−Zn−Al、Ag−Nd−Au、Ag−Nd−Cu、Ag−Bi、Ag−Ga、Ag−Ga−In、Ag−Ga−Cu、Ag−In、Ag−In−SnまたはCu−Siのような合金を用いることもできる。特に、Agを50原子%以上含むAg合金は熱伝導率が大きいため、反射層108の材料として好ましい。
反射層108の厚さは、熱拡散機能が十分に発揮されるように、30nm以上であることが好ましい。但し、反射層108が200nmより厚い場合には、その熱拡散機能が過度に発揮されて、情報層16の記録感度が低下することがある。したがって、反射層108の厚さは30nm〜200nmの範囲内にあることがより好ましい。
反射層108と第2誘電体層106の間に、界面層を設けてもよい。図1に示す情報記録媒体15において界面層が設けられる場合、界面層は、符号108で示される層と符号106で示される層との間に、符号107で示される層として形成してよい。この場合、界面層を形成する材料は、反射層108について説明した材料よりも、低い熱伝導率を有することが好ましい。反射層108をAg合金を用いて形成する場合、界面層の材料として、例えばAl、またはAl合金を用いることができる。
また、界面層の材料の例としては、Cr、Ni、SiおよびCなどの元素、TiO2、ZrO2、HfO2、ZnO、Nb25、Ta25、SiO2、SnO2、Al23、Bi23、Cr23、Ga23、In23、Sc23、Y23、La23、Gd23、Dy23、Yb23、CaO、MgO、CeO2、およびTeO2などの酸化物;
C−N、Ti−N、Zr−N、Nb−N、Ta−N、Si−N、Ge−N、Cr−N、Al−N、Ge−Si−N、およびGe−Cr−Nなどの窒化物;
ZnSなどの硫化物;
SiCなどの炭化物;
LaF3、CeF3などの弗化物;及び

を挙げることができる。界面層は、上記材料から選ばれる1または複数の材料の混合物を用いて、構成してよい。界面層107の厚さは3nm〜100nmの範囲内にあることが好ましく、10nm〜50nmの範囲内にあることがより好ましい。
情報層16において、記録層104が結晶相である場合の反射率Rc(%)、及び記録層104が非晶質相である場合の反射率Ra(%)は、Ra<Rcを満たすことが好ましい。この関係を満たすことにより、情報が記録されていない初期の状態で反射率が高く、安定に記録再生動作を行うことができる。また、反射率差(Rc−Ra)を大きくして、良好な記録再生特性が得られるように、Rc、Raは、0.2≦Ra≦10且つ12≦Rc≦40を満たすことが好ましく、0.2≦Ra≦5且つ12≦Rc≦30を満たすことがより好ましい。
情報記録媒体15は、以下に説明する方法によって製造できる。
まず、基板14(厚さが例えば1.1mm)上に情報層16を積層する。情報層は、単層膜、または多層膜からなる。情報層を構成する各層は、成膜装置内で、各層を構成するのに適したスパッタリングターゲットを、順次スパッタリングすることによって形成できる。
具体的には、まず、基板14上に反射層108を形成する。反射層108は、反射層108を構成する金属または合金からなるスパッタリングターゲットを、希ガス(例えば、Arガス)雰囲気中、または希ガスと反応ガス(例えば、O2ガス及びN2ガスから選ばれる少なくとも一つのガス)との混合ガス雰囲気中で、直流(DC)電源、パルスDC電源、または高周波(RF)電源を用いてスパッタリングすることによって形成できる。反射層108は、金属層または合金層であるため、成膜速度を高めることが可能なDC電源、またはパルスDC電源を用いたスパッタリングにより形成することが好ましい。
続いて、反射層108上に、必要に応じて界面層を形成する。界面層は、界面層を構成する元素または化合物からなるスパッタリングターゲットを、希ガス雰囲気中、または希ガスと反応ガスとの混合ガス雰囲気中で、DC電源、パルスDC電源、またはRF電源を用いてスパッタリングすることによって形成できる。界面層を導電性の材料で形成する場合には、成膜速度を高めることが可能なDC電源、またはパルスDC電源を用いることが好ましい。界面層を絶縁性の材料で形成する場合には、RF電源を用いることが好ましい。
続いて、反射層108、または界面層上に、第2誘電体層106を形成する。第2誘電体層106は、第2誘電体層106を構成する化合物からなるスパッタリングターゲットを、希ガス雰囲気中、または希ガスと反応ガス(特にO2ガス)との混合ガス雰囲気中で、RF電源を用いてスパッタリングすることによって形成できる。成膜速度を高めるために、第2誘電体層106の材料に導電性の材料を微量添加してスパッタリングターゲットに導電性を付加し、そのスパッタリングターゲットをDC電源、またはパルスDC電源を用いてスパッタリングすることもできる。また、第2誘電体層106は、金属からなるスパッタリングターゲットを、希ガスと反応ガスとの混合ガス雰囲気中で、DC電源、パルスDC電源、またはRF電源を用いて、反応性スパッタリングすることによっても形成できる。
あるいは、第2誘電体層106は、単一の化合物から成るスパッタリングターゲットを、複数の種類、用意し、複数の電源を用いて同時にスパッタリングすることによって、形成することもできる。また、第2誘電体層106は、2以上の化合物を組み合わせた2元系スパッタリングターゲット、または3元系スパッタリングターゲットなどを、複数の電源を用いて同時にスパッタリングすることによって形成することもできる。これらのスパッタリングターゲットを使用する場合でも、スパッタリングは、希ガス雰囲気中、または希ガスと反応ガス(特にO2ガス)との混合ガス雰囲気中で実施することができる。
続いて、反射層108、界面層107、または第2誘電体層106上に、必要に応じて第2界面層を形成する。第2界面層は、第2誘電体層106の形成方法と同様の方法で形成できる。
続いて、第2誘電体層106、または第2界面層105上に、記録層104を形成する。記録層104は、例えば、Zn、Si及びCから選ばれる少なくとも一つの元素とSbとを含むスパッタリングターゲットを一つの電源を用いてスパッタリングすることによって形成できる。具体的には、記録層が、上記式(1)〜(5)のいずれかで表される材料を含む組成となるように、又はそれらの材料のみから成る組成となるように、組成を調整したスパッタリングターゲットを、一つの電源を用いてスパッタリングすることによって形成できる。
また、記録層104は、上記のスパッタリングターゲットに、さらにGa、Ge、Ag、In、Sn、Te及びBiから選ばれる少なくとも一つの元素を添加したスパッタリングターゲットを、一つの電源を用いてスパッタリングすることによって形成することもできる。具体的には、記録層の組成が、上記式(6)で表される材料を含む組成となるように、またはその材料のみから成る組成となるように、組成を調整したスパッタリングターゲットを、一つの電源を用いてスパッタリングすることによって形成できる。
また、記録層104は、Sb、M1(但し、M1はZn、Si及びCから選ばれる少なくとも一つの元素)、M2(但し、M2はGa、Ge、Ag、In、Sn、Te及びBiから選ばれる少なくとも一つの元素)、Sb−M1、Sb−M2、M1−M2及びSb−M1−M2で表されるスパッタリングターゲットから選ばれる少なくとも2個以上のスパッタリングターゲットを、2個以上の電源を用いて同時にスパッタリングすることによって形成することもできる。その場合には、使用するスパッタリングターゲットの種類および数、ならびに電源の出力等に応じて、得られる記録層の組成が決定される。よって、それらの要因を適宜選択して、所望の組成の記録層104が得られるようにすることが好ましい。このように2種以上のスパッタリングターゲットを使用することは、例えば、混合物のスパッタリングターゲットを形成することが困難である場合に、有用である。
また、記録層104は、2種以上の層を積層してなる記録部として形成される場合、Sb、M1(但し、M1はZn、Si及びCから選ばれる少なくとも一つの元素)、M2(但し、M2はGa、Ge、Ag、In、Sn、Te及びBiから選ばれる少なくとも一つの元素)、Sb−M1、Sb−M2、M1−M2及びSb−M1−M2で表されるスパッタリングターゲットから選ばれる少なくとも2個以上のスパッタリングターゲットを、2個以上の電源を用いて順次及び/または同時にスパッタリングすることによって形成することもできる。即ち、記録部を形成するために、2つ以上のスパッタリングターゲットを使用して、スパッタリングを2回以上実施してよく、または2つ以上のスパッタリングターゲットを同時にスパッタリングしてよい。
また、記録層104は、単層構造の記録層として形成される場合、および記録部として形成される場合のいずれにおいても、上記スパッタリングターゲットには、さらにB、Mg、Al、S、Ca、Sc、Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Sr、Y、Zr、Nb、Mo、Ru、Rh、Pd、Hf、Ta、W、Ir、Pt、Au、La、Ce、Pr、Nd、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb及びLuから選ばれる少なくとも一つの元素が含まれてよい。
スパッタリングの雰囲気ガスとしては、単層構造の記録層を形成する場合、および記録部として記録層を形成する場合のいずれにおいても、希ガス、または希ガスと反応ガス(例えば、N2ガス及びO2ガスから選ばれる少なくとも一種のガス)との混合ガスを用いることができる。スパッタリングに用いる電源として、前述のように、DC電源、パルスDC電源、およびRF電源のいずれかを用いてよい。
続いて、記録層104上に、必要に応じて第1界面層103を形成する。第1界面層103は、第2誘電体層106の形成方法と同様の方法で形成できる。
続いて、記録層104、または第1界面層103上に、第1誘電体層102を形成する。第1誘電体層102は、第2誘電体層106の形成方法と同様の方法で形成できる。
最後に、第1誘電体層102上に透明層13を形成する。透明層13は、光硬化性樹脂(特に紫外線硬化性樹脂)または遅効性樹脂を、第1誘電体層102上に塗布してスピンコートしたのち、樹脂を硬化させることによって形成できる。また、透明層13として、透明な円盤状の基板を用いてよい。基板は、例えば、ポリカーボネート、アモルファスポリオレフィンもしくはPMMA等の樹脂、またはガラスから成る。この場合、透明層13は、光硬化性樹脂(特に紫外線硬化性樹脂)または遅効性樹脂等の樹脂を第1誘電体層102上に塗布して、基板を第1誘電体層102上に密着させた状態でスピンコートしたのち、樹脂を硬化させることによって形成できる。また、基板に粘着性の樹脂を予め均一に塗布し、その粘着性の樹脂により第1誘電体層102に基板を密着させることもできる。
なお、第1誘電体層102を形成したのち、または透明層13を形成したのち、必要に応じて、記録層104の全面を結晶化させる初期化工程を行ってもよい。記録層104の結晶化は、一般に、レーザビームを照射することによって行う。
以上のようにして、情報記録媒体15を製造できる。なお、本実施の形態においては、各層の成膜方法として、スパッタリング法を用いた。成膜方法は、これに限定されず、真空蒸着法、イオンプレーティング法、CVD法、またはMBE法等を用いることも可能である。
(実施の形態2)
実施の形態2として、本発明の情報記録媒体の別の例を説明する。実施の形態2の情報記録媒体22の一部断面図を図2に示す。情報記録媒体22は、一方向のレーザビーム11の照射(即ち、専ら一方の面にのみ照射されるレーザ光)によって情報の記録再生が可能な多層光学的情報記録媒体である。
情報記録媒体22は、基板14上に、順次積層された、第N情報層21、・・・第2情報層18及び第1情報層23を含む、N組(Nは、N≧2を満たす自然数)の情報層、及び透明層13により構成されている。情報層の間には、光学分離層20、19、・・・17が介在している。図示した形態において、第N情報層21以外の情報層である、第1情報層23および第2情報層18、・・・第(n−1)情報層(以下、レーザビーム11の入射側から数えてK番目(1≦K≦N)の情報層を「第K情報層」と記す。)は、光透過形の情報層である。基板14、及び透明層13は、実施の形態1で説明した材料を用いて形成することができる。また、それらの形状及び機能は、実施の形態1で説明したとおりである。
光学分離層20、19・・・および17は、光硬化性樹脂(特に紫外線硬化性樹脂)もしくは遅効性樹脂等の樹脂、または誘電体等からなる。光学分離層20、19・・・および17は、使用するレーザビーム11に対して小さい光吸収率を有することが好ましく、短波長域において光学的に小さい複屈折を示すことが好ましい。
光学分離層20、19・・・及び17は、情報記録媒体22の第1情報層23、第2情報層18・・・、及び第N情報層21のそれぞれのフォーカス位置を区別するために設けられる。光学分離層20、19・・・及び17の厚さは、対物レンズの開口数NAとレーザビーム11の波長λによって決定される焦点深度ΔZ以上であることが必要である。焦光点の強度の基準を無収差の場合の80%と仮定した場合、ΔZはΔZ=λ/{2(NA)2}で近似できる。λ=405nm、NA=0.85のとき、ΔZ=0.280μmとなり、±0.3μm以内は焦点深度内となる。そのため、この場合には、光学分離層20、19・・・及び17の厚さは0.6μm以上であることが必要である。
隣接する2つの情報層間の距離、および第1情報層23とこれから最も離れた第N情報層との間の距離は、対物レンズを用いてレーザビーム11を集光することが可能である範囲となるようにすることが望ましい。したがって、光学分離層20、19、・・・及び17の厚さの合計は、対物レンズが許容できる公差内(例えば50μm以下)にすることが好ましい。
光学分離層20、19、・・・及び17において、レーザビーム11の入射側の表面には、必要に応じてレーザビームを導くための案内溝が形成されていてもよい。この場合、媒体の一方の面にのみ照射されるレーザビーム11により、第K情報層(Kは1<K≦Nの自然数)を、第1〜第(K−1)情報層を透過したレーザビーム11によって記録再生することが可能である。
なお、N個の情報層のいずれかを、再生専用タイプの情報層(ROM(Read Only Memory))、あるいは1回のみ書き込み可能な追記型の情報層(WO(Write Once))としてもよい。
以下、第1情報層23の構成について詳細に説明する。
第1情報層23は、レーザビーム11の入射側から順に配置された第3誘電体層202、第1記録層204、第4誘電体層206を有する構成である。必要に応じて第1反射層208をさらに有してよく、および/または透過率調整層209をさらに有してよい。第3誘電体層202と第1記録層204の間に、第3界面層203を有してもよい。ここでは、第1情報層を構成する界面層ならびに2つの誘電体層を、第3界面層、ならびに第3および第4誘電体層と便宜的に呼んでいる。必要に応じて、それらを、別の規則に従って、例えば、レーザビーム11に近い側から、第1、第2・・・と序数を付けて呼んでよい。
第3誘電体層202は、実施の形態1の第1誘電体層102の材料と同様の材料を用いて構成することができる。また、その機能は、実施の形態1の第1誘電体層102のそれと同様である。
第3誘電体層202の厚さは、マトリクス法に基づく計算により、第1記録層204が結晶相である場合とそれが非晶質相である場合の反射光量の変化が大きく、且つ第1記録層204での光吸収が大きく、且つ第1情報層23の透過率が大きくなる条件を満足するように厳密に決定することができる。
必要に応じて配置される第3界面層203は、実施の形態1の第1界面層103の材料と同様の材料を用いて構成することができる。また、その機能及び形状についても、実施の形態1の第1界面層103と同様である。
第4誘電体層206は、光学距離を調整して第1記録層204の光吸収効率を高める働き、及び記録前後の反射光量の変化を大きくして信号強度を大きくする働きをする。第4誘電体層206は、実施の形態1の第2誘電体層106の材料と同様の材料を用いて形成することができる。また、第4誘電体層206の厚さは、0.5nm〜75nmの範囲内にあることが好ましく、1nm〜40nmの範囲内にあることがより好ましい。第4誘電体層206の厚さをこの範囲内で選ぶことによって、第1記録層204で発生した熱を効果的に第1反射層208側に拡散させることができる。
なお、第1記録層204と第4誘電体層206との間に、第4界面層を配置してもよい。第4界面層は、実施の形態1の第2界面層105の材料と同様の材料を用いて形成することができる。図1に示す情報記録媒体22において、第4界面層が設けられる場合、第4界面層は、符号204で示される層と符号206で示される層との間に、例えば、符号205で示される層として表すことができる。
第1記録層204の材料として、実施の形態1の記録層104の材料と同様の材料を用いることができる。また、他の情報層の記録層がSbとM1とを合わせて85原子%以上含む場合には、第1記録層204は、他の材料で形成してよい。例えば、GeTe、(Ge−Sn)Te、GeTe−Sb2Te3、(Ge−Sn)Te−Sb2Te3、GeTe−Bi2Te3、(Ge−Sn)Te−Bi2Te3、GeTe−(Sb−Bi)2Te3、(Ge−Sn)Te−(Sb−Bi)2Te3、GeTe−(Bi−In)2Te3、および(Ge−Sn)Te−(Bi−In)2Te3のいずれかを含む材料を用いることもできる。また、Sb−Ga、(Sb−Te)−Ga、Sb−Ge、(Sb−Te)−Ge、Sb−In、(Sb−Te)−In、または(Sb−Te)−Ag−Inで表され、且つSbを50原子%以上含む材料を用いて、第1記録層204を形成することもできる。
第1情報層23は、レーザビーム11の入射側から第1情報層23より遠い側にある情報層に、記録再生の際に必要なレーザ光量が到達するように、高い透過率を有する必要がある。このため、第1記録層204の厚さは、15nm以下であることが好ましく、8nm以下であることがより好ましい。
また、第1記録層204は、不可逆な相変化を起こす材料を用いて構成してもよく、例えばTe−O、Te−Pd−O、Bi−O、またはSb−Oで表される材料で形成することもできる。この場合、第1記録層204の厚さは30nm以下であることが好ましい。また、第1記録層204は、不可逆な合金化を起こす材料の積層膜(例えば、Cu/Si積層構成)としてもよい。
必要に応じて設けられる第1反射層208は、第1記録層204に吸収される光量を増大させるという光学的な機能を有する。また、第1反射層208は、第1記録層204で生じた熱を速やかに拡散させ、第1記録層204を非晶質化しやすくするという熱的な機能をも有する。さらに、第1反射層208は、使用する環境から多層膜を保護するという機能も有する。
第1反射層208の材料として、実施の形態1の反射層108の材料と同様の材料を用いることができる。特にAg合金は熱伝導率が大きいため、第1反射層208の材料として好ましい。第1反射層208の厚さは、第1情報層23の透過率をできるだけ高くするため、20nm以下であることが好ましく、5nm以下であることがより好ましい。厚さがこの範囲内にある第1反射層208は、十分な熱拡散機能を有し、且つ第1情報層23の反射率を確保し、さらに第1情報層23の透過率を十分に高くする。
必要に応じて設けられる透過率調整層209は誘電体からなり、特に第1反射層208が配置された場合に、第1情報層23の透過率を調整する機能を有する。この透過率調整層209によって、第1記録層204が結晶相である場合の第1情報層23の透過率Tc(%)と、第1記録層204が非晶質相である場合の第1情報層23の透過率Ta(%)とを共に高くすることができる。具体的には、透過率調整層209を有する第1情報層23の透過率は、透過率調整層209が無い場合に比べて、2%〜10%程度上昇する。また、透過率調整層209は、第1記録層204で発生した熱を効果的に拡散させる。
透過率調整層209の屈折率nt及び消衰係数ktは、第1情報層23の透過率Tc及びTaをより高くすることができるように、2.0≦nt且つkt≦0.1を満たすことが好ましく、2.4≦nt≦3.0且つkt≦0.05を満たすことがより好ましい。
透過率調整層209の厚さLは、(1/32)λ/nt≦L≦(3/16)λ/ntの範囲内、又は(17/32)λ/nt≦L≦(11/16)λ/ntの範囲内にあることが好ましく、(1/16)λ/nt≦L≦(5/32)λ/ntの範囲内、又は(9/16)λ/nt≦L≦(21/32)λ/ntの範囲内にあることがより好ましい。レーザビーム11の波長λと透過率調整層209の屈折率ntとを、例えば350nm≦λ≦450nm、2.0≦nt≦3.0を満たすように選ぶと、Lの好ましい範囲は、3nm≦L≦40nm又は60nm≦L≦130nmとなり、より好ましい範囲は、7nm≦L≦30nm又は65nm≦L≦120nmとなる。Lをこの範囲内で選ぶことによって、第1情報層23の透過率Tc及びTaを共に高くすることができる。
透過率調整層209の材料として、例えばTiO2、ZrO2、HfO2、ZnO、Nb25、Ta25、SiO2、Al23、Bi23、CeO2、Cr23、Ga23、およびSr−Oなどを挙げることができる。また、透過率調整層209の材料として、Ti−N、Zr−N、Nb−N、Ta−N、Si−N、Ge−N、Cr−N、Al−N、Ge−Si−N、およびGe−Cr−Nなどを挙げることもできる。また、ZnSなどの硫化物を用いてもよい。透過率調整層209は、上記材料から選ばれる、1の化合物を単独で用いて、または複数の化合物の混合物を用いて、形成することができる。これらの中でも、特にTiO2、またはTiO2を含む材料を用いることが好ましい。これらの材料は屈折率が大きく(n=2.6〜2.8)、消衰係数も小さい(k=0.0〜0.05)ため、これらを用いて形成した透過率調整層209は、第1情報層23の透過率をより高める。
第1情報層23の透過率Tc及びTaは、記録再生の際に必要なレーザ光量が、レーザビーム11の入射側から第1情報層23より遠い側にある情報層に到達するように、40<Tc且つ40<Taを満たすことが好ましい。Tc及びTaは、46<Tc且つ46<Taを満たすことがより好ましい。
また、第1情報層23の透過率Tc及びTaは、−5≦(Tc−Ta)≦5を満たすことが好ましく、−3≦(Tc−Ta)≦3を満たすことがより好ましい。Tc及びTaがこの条件を満たすと、レーザビーム11の入射側から第1情報層23より遠い側にある情報層の記録再生の際、第1情報層23の第1記録層204の状態による透過率の変化の影響が小さく、良好な記録再生特性が得られる。
第1情報層23において、第1記録層204が結晶相である場合の反射率Rc1(%)、及び第1記録層204が非晶質相である場合の反射率Ra1(%)は、Ra1<Rc1を満たすことが好ましい。このことにより、情報が記録されていない初期の状態で反射率が高く、安定に記録再生を行うことができる。また、反射率差(Rc1−Ra1)を大きくして良好な記録再生特性が得られるように、Rc1、Ra1は、0.1≦Ra1≦5、且つ4≦Rc1≦15を満たすことが好ましく、0.1≦Ra1≦3、且つ4≦Rc1≦10を満たすことがより好ましい。
情報記録媒体22は、以下に説明する方法によって製造できる。
まず、基板14(厚さが例えば1.1mm)上に(N−1)個の情報層を、光学分離層を情報層の間に介在させて、順次積層する。情報層は、単層膜、または多層膜からなる。情報層を構成する各層は、成膜装置内で、各層を構成するのに適したスパッタリングターゲットを順次スパッタリングすることによって形成できる。また、光学分離層は、光硬化性樹脂(特に紫外線硬化性樹脂)または遅効性樹脂を情報層上に塗布して、その後、基板14を回転させて樹脂を均一に延ばした後(スピンコート)、樹脂を硬化させることによって形成できる。光学分離層にレーザビーム11の案内溝を形成する場合には、溝が形成された基板(型)を硬化前の樹脂に密着させたのち、基板14およびそれに密着させた型を回転させて、樹脂をスピンコートし、樹脂を硬化させた後、基板(型)をはがす方法によって、案内溝を形成できる。
このようにして、基板14上に(N−1)個の情報層を、光学分離層を情報層の間に介在させて、積層したのち、さらに、光学分離層17を形成する。続いて、光学分離層17上に第1情報層23を形成する。具体的には、まず(N−1)個の情報層を、光学分離層を情報層の間に介在させて積層したのち、光学分離層17を形成した基板14を成膜装置内に配置し、光学分離層17上に、必要に応じて透過率調整層209を形成する。透過率調整層209は、実施の形態1の第2誘電体層106の形成方法と同様の方法で形成できる。
続いて、光学分離層17または透過率調整層209上に、必要に応じて第1反射層208を形成する。第1反射層208は、実施の形態1の反射層108の形成方法と同様の方法で形成できる。続いて、光学分離層17、第1反射層208または透過率調整層209上に、第4誘電体層206を形成する。第4誘電体層206は、実施の形態1の第2誘電体層106の形成方法と同様の方法で形成できる。
続いて、第4誘電体層206上に、必要に応じて第4界面層を形成する。第4界面層は、実施の形態1の第2誘電体層106の形成方法と同様の方法で形成できる。続いて、第4誘電体層206または第4界面層上に、第1記録層204を形成する。第1記録層204は、その組成に応じたスパッタリングターゲットを用いて、実施の形態1の記録層104の形成方法と同様の方法で形成できる。
続いて、第1記録層204上に、必要に応じて第3界面層203を形成する。第3界面層203は、実施の形態1の第2誘電体層106の形成方法と同様の方法で形成できる。続いて、第3界面層203上に、第3誘電体層202を形成する。第3誘電体層202は、実施の形態1の第2誘電体層106の形成方法と同様の方法で形成できる。最後に、第3誘電体層202上に透明層13を形成する。透明層13は、実施の形態1で説明した方法で形成できる。
なお、第3誘電体層202を形成したのち、または透明層13を形成したのち、必要に応じて、第1記録層204の全面を結晶化させて初期化してもよい。第1記録層204の結晶化は、一般に、レーザビームを照射することによって行う。
以上のようにして、情報記録媒体22を製造できる。なお、本実施の形態においては、各層の成膜方法としてスパッタリング法を用いた。成膜方法は、これに限定されず、真空蒸着法、イオンプレーティング法、CVD法、またはMBE法等を用いることも可能である。また、第1情報層以外の情報層を第1情報層と同様に形成してよい。
(実施の形態3)
実施の形態3として、実施の形態2の本発明の多層光学的情報記録媒体において、N=2、すなわち2組の情報層によって構成された情報記録媒体の一例を説明する。実施の形態3の情報記録媒体24の一部断面図を図3に示す。情報記録媒体24は、一方向のレーザビーム11の照射によって情報の記録再生が可能な2層光学的情報記録媒体である。
情報記録媒体24は、基板14上に順次積層した、第2情報層25、光学分離層17、第1情報層23、及び透明層13により構成されている。基板14、光学分離層17、第1情報層23、及び透明層13は、実施の形態1及び2で説明した材料を用いて形成することができる。また、それらの形状及び機能は、実施の形態1及び2で説明したとおりである。
以下、第2情報層25の構成について詳細に説明する。
第2情報層25は、レーザビーム11の入射側から順に配置された第1誘電体層302、第1界面層303、第2記録層304、第2誘電体層306、及び第2反射層308を有する。第2情報層25での情報の記録再生は、透明層13、第1情報層23、及び光学分離層17を透過したレーザビーム11によって行われる。
第1誘電体層302は、実施の形態1の第1誘電体層102の材料と同様の材料を用いて形成することができる。また、その機能も、実施の形態1の第1誘電体層102のそれと同様である。ここで、「第1」という序数は便宜的に使用されており、同一媒体内の他の誘電体層と区別し得る限りにおいて、他の序数を使用してよい。このことは、他の層についてもあてはまる。
第1誘電体層302の厚さは、マトリクス法に基づく計算により、第2記録層304が結晶相である場合とそれが非晶質相である場合の反射光量の変化が大きくなる条件を満足するように、厳密に決定することができる。
第1界面層303は、実施の形態1の第1界面層103の材料と同様の材料を用いて形成することができる。第1界面層303は必要に応じて形成され、設けられなくてもよい。また、その機能及び形状についても、実施の形態1の第1界面層103と同様である。
第2誘電体層306は、実施の形態1の第2誘電体層106の材料と同様の材料を用いて形成することができる。また、その機能及び形状についても、実施の形態1の第2誘電体層106と同様である。
第2記録層304と第2誘電体層306の間に、必要に応じて第2界面層を設けてもよい。第2界面層は、実施の形態1の第2界面層105の材料と同様の材料を用いて形成することができる。また、その機能及び形状についても、実施の形態1の第2界面層105と同様である。図3に示す情報記録媒体24において、第2界面層が設けられる場合、第2界面層は、符号304で示される層と符号306で示される層との間に、例えば、符号305で示される層として表すことができる。
第2記録層304は、実施の形態1の記録層104の材料と同様の材料で形成することができる。また、第1情報層23の第1記録層204がSbとM1とを合わせて85原子%以上含む場合には、第2記録層304は、他の材料で形成してよい。例えば、GeTe、(Ge−Sn)Te、GeTe−Sb2Te3、(Ge−Sn)Te−Sb2Te3、GeTe−Bi2Te3、(Ge−Sn)Te−Bi2Te3、GeTe−(Sb−Bi)2Te3、(Ge−Sn)Te−(Sb−Bi)2Te3、GeTe−(Bi−In)2Te3、および(Ge−Sn)Te−(Bi−In)2Te3のいずれかを含む材料を用いることもできる。また、Sb−Ga、(Sb−Te)−Ga、Sb−Ge、(Sb−Te)−Ge、Sb−In、(Sb−Te)−In、または(Sb−Te)−Ag−Inのいずれかで表され、且つSbを50原子%以上含む材料を用いて、第2記録層304を形成することもできる。
第2記録層304の厚さは、その材料が可逆的な相変化を起こす材料の場合、第2情報層25の記録感度を高くするために、6nm〜15nmの範囲内にあることが好ましい。この範囲内においても、第2記録層304が厚い場合には、熱の面内方向での拡散による隣接領域への熱的影響が大きくなる。また、第2記録層304が薄い場合には、第2情報層25の反射率が小さくなる。したがって、第2記録層304の厚さは、8nm〜13nmの範囲内であることがより好ましい。また、第2記録層304を、不可逆な相変化を起こす材料(例えば、Te−Pd−O)を用いて構成する場合は、第2記録層304の厚さは10nm〜40nmの範囲内であることが好ましい。
第2反射層308は、実施の形態1の反射層108の材料と同様の材料を用いて形成することができる。また、その機能及び形状についても、実施の形態1の反射層108と同様である。
第2反射層308と第2誘電体層306の間に、界面層を設けてもよい。界面層は、実施の形態1の界面層の材料と同様の材料を用いて形成することができる。また、その機能及び形状についても、実施の形態1の界面層と同様である。図3に示す情報記録媒体24において、界面層が設けられる場合、界面層は、符号308で示される層と符号306で示される層との間に、例えば、符号307で示される層として表すことができる。
情報記録媒体24は、以下に説明する方法によって製造できる。
まず、第2情報層25を形成する。具体的には、まず、基板14(厚さが例えば1.1mm)を用意し、成膜装置内に配置する。
続いて、基板14上に第2反射層308を形成する。このとき、基板14にレーザビーム11を導くための案内溝が形成されている場合には、案内溝が形成された側に第2反射層308を形成する。第2反射層308は、実施の形態1の反射層108の形成方法と同様の方法で形成できる。
続いて、第2反射層308上に、必要に応じて界面層を形成する。界面層307は、実施の形態1の界面層又は第2誘電体層106の形成方法と同様の方法で形成できる。
続いて、第2反射層308または界面層307上に、第2誘電体層306を形成する。第2誘電体層306は、実施の形態1の第2誘電体層106の形成方法と同様の方法で形成できる。
続いて、第2反射層308、界面層、または第2誘電体層306上に、必要に応じて第2界面層を形成する。第2界面層は、実施の形態1の第2誘電体層106の形成方法と同様の方法で形成できる。
続いて、第2誘電体層306、または第2界面層上に、第2記録層304を形成する。第2記録層304は、その組成に応じたスパッタリングターゲットを用いて、実施の形態1の記録層104の形成方法と同様の方法で形成できる。
続いて、第2記録層304上に、必要に応じて第1界面層303を形成する。第1界面層303は、実施の形態1の第2誘電体層106の形成方法と同様の方法で形成できる。続いて、第2記録層304、または第1界面層303上に、第1誘電体層302を形成する。第1誘電体層302は、実施の形態1の第2誘電体層106の形成方法と同様の方法で形成できる。このようにして、第2情報層25を形成する。
続いて、第2情報層25の第1誘電体層302上に光学分離層17を形成する。光学分離層17は、光硬化性樹脂(特に紫外線硬化性樹脂)または遅効性樹脂を第1誘電体層302上に塗布してスピンコートしたのち、樹脂を硬化させることによって形成できる。なお、光学分離層17がレーザビーム11の案内溝を有する場合には、溝が形成された基板(型)を硬化前の樹脂に密着させたのち、樹脂を硬化させ、その後、基板(型)をはがすことによって案内溝を形成できる。
第2誘電体層302を形成したのち、または光学分離層17を形成したのち、必要に応じて、第2記録層304の全面を結晶化させて初期化してよい。第2記録層304の結晶化は、一般に、レーザビームを照射することによって行う。
続いて、光学分離層17上に第1情報層23を形成する。具体的には、まず、光学分離層17上に、第4誘電体層206、第1記録層204、及び第3誘電体層202をこの順序で形成する。このとき、必要に応じて第4誘電体層206と第1記録層204との間に第4界面層を形成してもよい。また、必要に応じて第1記録層204と第3誘電体層202の間に第3界面層203を形成してもよい。また、第1情報層23の構成に応じて、第4誘電体層206を形成する前に、第1反射層208を形成してもよく、さらに、第1反射層208を形成する前に、透過率調整層209を形成してもよい。これらの各層は、実施の形態2で説明した方法で形成できる。
最後に、第3誘電体層202上に透明層13を形成する。透明層13は、実施の形態1で説明した方法で形成できる。
第3誘電体層202を形成したのち、または透明層13を形成したのち、必要に応じて、第1記録層204の全面を結晶化させて初期化してよい。第1記録層204の結晶化は、一般に、レーザビームを照射することによって行う。
あるいは、この段階で、第2記録層304(第1情報層23を形成する前に結晶化していない場合)の初期化及び第1記録層204の初期化を、実施してよい。この場合、第1記録層204の結晶化を先に行うと、第2記録層304を結晶化するために必要なレーザパワーが大きくなる傾向にあるため、第2記録層304を先に結晶化させることが好ましい。
以上のようにして、情報記録媒体24を製造できる。なお、本実施の形態においては、各層の成膜方法としてスパッタリング法を用いた。成膜方法は、これに限定されず、真空蒸着法、イオンプレーティング法、CVD法、またはMBE法等を用いることも可能である。
(実施の形態4)
実施の形態4として、実施の形態2の多層光学的情報記録媒体において、N=4、すなわち4組の情報層によって構成された情報記録媒体の一例を説明する。実施の形態4の情報記録媒体30の一部断面図を図4に示す。情報記録媒体30は、一方向のレーザビーム11の照射によって情報の記録再生が可能な4層光学的情報記録媒体である。
情報記録媒体30は、基板14上に順次積層した、第4情報層29、光学分離層20、第3情報層28、光学分離層19、第2情報層27、光学分離層17、第1情報層26、及び透明層13により構成されている。基板14、光学分離層17、19、20及び透明層13は、実施の形態1及び2で説明した材料を用いて形成することができる。また、それらの形状及び機能は、実施の形態1及び2で説明したとおりである。
以下、第4情報層29、第3情報層28、第2情報層27及び第1情報層26の構成について詳細に説明する。第4情報層29は、レーザビーム11の入射側から順に配置された第1誘電体層702、第4記録層704、第2誘電体層706、及び第4反射層708を有する。第1誘電体層702と第4記録層704の間に、第1界面層703が設けられていてよい。第4情報層29での情報の記録再生は、透明層13、第1情報層26、光学分離層17、第2情報層27、光学分離層19、第3情報層28、及び光学分離層20を透過したレーザビーム11によって行われる。
第1誘電体層702は、実施の形態1の第1誘電体層102の材料と同様の材料を用いて形成することができる。また、その機能も、実施の形態1の第1誘電体層102のそれと同様である。
第1誘電体層702の厚さは、マトリクス法に基づく計算により、第4記録層704が結晶相である場合とそれが非晶質相である場合の反射光量の変化が大きくなる条件を満足するように、厳密に決定することができる。
必要に応じて設けられる第1界面層703は、実施の形態1の第1界面層103の材料と同様の材料を用いて形成することができる。また、その機能及び形状についても、実施の形態1の第1界面層103と同様である。第2誘電体層706は、実施の形態1の第2誘電体層106の材料と同様の材料を用いて形成することができる。また、その機能及び形状についても、実施の形態1の第2誘電体層106と同様である。
なお、第4記録層704と第2誘電体層706の間に、必要に応じて第2界面層を設けてもよい。第2界面層は、実施の形態1の第2界面層の材料と同様の材料を用いて形成することができる。また、その機能及び形状についても、実施の形態1の第2界面層と同様である。図4に示す情報記録媒体30において、第2界面層が設けられる場合、第2界面層は、符号704で示される層と符号706で示される層との間に、例えば、符号705で示される層として表すことができる。
第4記録層704は、実施の形態1の記録層104の材料と同様の材料で形成することができる。また、他の情報層の記録層がSbとM1とを合わせて85原子%以上含む場合には、第4記録層704は、他の材料で形成してよい。例えば、GeTe、(Ge−Sn)Te、GeTe−Sb2Te3、(Ge−Sn)Te−Sb2Te3、GeTe−Bi2Te3、(Ge−Sn)Te−Bi2Te3、GeTe−(Sb−Bi)2Te3、(Ge−Sn)Te−(Sb−Bi)2Te3、GeTe−(Bi−In)2Te3、および(Ge−Sn)Te−(Bi−In)2Te3のいずれかを含む材料を用いることもできる。また、Sb−Ga、(Sb−Te)−Ga、Sb−Ge、(Sb−Te)−Ge、Sb−In、(Sb−Te)−In、または(Sb−Te)−Ag−Inのいずれかで表され、且つSbを50原子%以上含む材料を用いて、第4記録層704を形成することもできる。
第4記録層704の厚さは、その材料が可逆的な相変化を起こす材料の場合、第4情報層29の記録感度を高くするため、6nm〜15nmの範囲内にあることが好ましい。この範囲内においても、第4記録層704が厚い場合には、熱の面内方向での拡散による隣接領域への熱的影響が大きくなる。また、第4記録層704が薄い場合には、第4情報層29の反射率が小さくなる。したがって、第4記録層704の厚さは、8nm〜13nmの範囲内にあることがより好ましい。また、第4記録層704を、不可逆な相変化を起こす材料(例えば、Te−Pd−O)を用いて形成する場合、第4記録層704の厚さは10nm〜40nmの範囲内にあることが好ましい。
第4反射層708は、実施の形態1の反射層108の材料と同様の材料を用いて形成することができる。また、その機能及び形状についても、実施の形態1の反射層108と同様である。
第4反射層708と第2誘電体層706の間に、界面層を設けてもよい。界面層は、実施の形態1の界面層の材料と同様の材料を用いて形成することができる。また、その機能及び形状についても、実施の形態1の界面層と同様である。図4に示す情報記録媒体30において、界面層が設けられる場合、界面層は、符号708で示される層と符号706で示される層との間に、例えば、符号707で示される層として表すことができる。
第3情報層28は、レーザビーム11の入射側から順に配置された第3誘電体層602、第3記録層604、第4誘電体層606を有する構成である。第3情報層28は、必要に応じて第3反射層608をさらに有してよく、ならびに/または第3透過率調整層609をさらに有してよい。さらにまた、第3情報層28は、第3誘電体層602と第3記録層604の間に、第3界面層603を有してもよい。
第3誘電体層602は、実施の形態1の第1誘電体層102の材料と同様の材料を用いて形成することができる。また、その機能も、実施の形態1の第1誘電体層102のそれと同様である。
第3誘電体層602の厚さは、マトリクス法に基づく計算により、第3記録層604が結晶相である場合とそれが非晶質相である場合の反射光量の変化が大きく、且つ第3記録層604での光吸収が大きく、且つ第3情報層28の透過率が大きくなる条件を満足するように、厳密に決定することができる。
必要に応じて設けられる第3界面層603は、実施の形態1の第1界面層103の材料と同様の材料を用いて形成することができる。また、その機能及び形状についても、実施の形態1の第1界面層103と同様である。
第4誘電体層606は、光学距離を調整して第3記録層604の光吸収効率を高める働き、及び記録前後の反射光量の変化を大きくして信号強度を大きくする働きをする。第4誘電体層606は、実施の形態1の第2誘電体層106の材料と同様の材料を用いて形成することができる。また、第4誘電体層606の厚さは、0.5nm〜75nmの範囲内にあることが好ましく、1nm〜40nmの範囲内にあることがより好ましい。第4誘電体層606の厚さをこの範囲内で選ぶことによって、第3記録層604で発生した熱を、効果的に第3反射層608側に拡散させることができる。
なお、第3記録層604と第4誘電体層606との間に、第4界面層を配置してもよい。第4界面層は、実施の形態1の第2界面層の材料と同様の材料を用いて形成することができる。図4に示す情報記録媒体30において、第4界面層が設けられる場合、第4界面層は、符号604で示される層と符号606で示される層との間に、例えば、符号605で示される層として表すことができる。
第3記録層604の材料として、実施の形態1の記録層104の材料と同様の材料を用いることができる。また、他の情報層の記録層がSbとM1とを合わせて85原子%以上場合には、第3記録層604は、他の材料で形成してよい。例えば、GeTe、(Ge−Sn)Te、GeTe−Sb2Te3、(Ge−Sn)Te−Sb2Te3、GeTe−Bi2Te3、(Ge−Sn)Te−Bi2Te3、GeTe−(Sb−Bi)2Te3、(Ge−Sn)Te−(Sb−Bi)2Te3、GeTe−(Bi−In)2Te3、および(Ge−Sn)Te−(Bi−In)2Te3のいずれかを含む材料を用いることもできる。また、Sb−Ga、(Sb−Te)−Ga、Sb−Ge、(Sb−Te)−Ge、Sb−In、(Sb−Te)−In、または(Sb−Te)−Ag−Inのいずれかで表され、且つSbを50原子%以上含む材料を用いて、第3記録層604を形成することもできる。
第3情報層28は、レーザビーム11の入射側から第3情報層28より遠い側にある情報層に、記録再生の際に必要なレーザ光量が到達するように、高い透過率を有する必要がある。このため、第3記録層604の厚さは、8nm以下であることが好ましく、5nm以下であることがより好ましい。
また、第3記録層604は、不可逆な相変化を起こす材料(例えば、Te−Pd−O)で形成することもできる。この場合、第3記録層604の厚さは20nm以下であることが好ましい。
必要に応じて設けられる第3反射層608は、第3記録層604に吸収される光量を増大させるという光学的な機能を有する。また、第3反射層608は、第3記録層604で生じた熱を速やかに拡散させ、第3記録層604を非晶質化しやすくするという熱的な機能をも有する。さらに、第3反射層608は、使用する環境から多層膜を保護するという機能も有する。
第3反射層608の材料として、実施の形態1の反射層108の材料と同様の材料を用いることができる。特に、Ag合金は熱伝導率が大きいため、第3反射層608の材料として好ましい。第3反射層608の厚さは、第3情報層28の透過率をできるだけ高くするため、10nm以下であることが好ましく、7nm以下であることがより好ましい。厚さがこの範囲内にある第3反射層608は、十分な熱拡散機能を有し、且つ第3情報層28の反射率を確保し、さらに第3情報層28の透過率を十分に高くする。
必要に応じて設けられる第3透過率調整層609は、実施の形態2の透過率調整層209の材料と同様の材料を用いて形成することができる。また、その形状及び機能も、実施の形態2の透過率調整層209のそれらと同様である。
第3情報層28の透過率Tc3及びTa3は、記録再生の際に必要なレーザ光量が、レーザビーム11の入射側から第3情報層28より遠い側にある情報層に到達するように、60<Tc3且つ60<Ta3を満たすことが好ましい。Tc3及びTa3は、65<Tc3且つ65<Ta3を満たすことがより好ましい。
また、第3情報層28の透過率Tc3及びTa3は、−5≦(Tc3−Ta3)≦5を満たすことが好ましく、−3≦(Tc3−Ta3)≦3を満たすことがより好ましい。Tc3及びTa3がこの条件を満たすと、レーザビーム11の入射側から第3情報層28より遠い側にある情報層の記録再生の際、第3情報層28の第3記録層604の状態による透過率の変化の影響が小さく、良好な記録再生特性が得られる。
第3情報層28において、第3記録層604が結晶相である場合の反射率Rc3(%)、及び第3記録層604が非晶質相である場合の反射率Ra3(%)は、Ra3<Rc3を満たすことが好ましい。このことにより、情報が記録されていない初期の状態で反射率が高くなり、安定に記録再生を行うことができる。
第2情報層27は、レーザビーム11の入射側から順に配置された第5誘電体層502、第2記録層504、第6誘電体層506を有する構成である。第2情報層27は、必要に応じて第2反射層508をさらに有してよく、ならびに/または第2透過率調整層509をさらに有してよい。さらにまた、第2情報層27は、第5誘電体層502と第2記録層504の間に、第5界面層503を有してもよい。
第5誘電体層502は、実施の形態1の第1誘電体層102の材料と同様の材料を用いて形成することができる。また、その機能も、実施の形態1の第1誘電体層102のそれと同様である。
第5誘電体層502の厚さは、マトリクス法に基づく計算により、第2記録層504が結晶相である場合とそれが非晶質相である場合の反射光量の変化が大きく、且つ第2記録層504での光吸収が大きく、且つ第2情報層27の透過率が大きくなる条件を満足するように、厳密に決定することができる。
必要に応じて設けられる第5界面層503は、実施の形態1の第1界面層103の材料と同様の材料を用いて形成することができる。また、その機能及び形状も、実施の形態1の第1界面層103のそれらと同様である。
第6誘電体層506は、光学距離を調整して第2記録層504の光吸収効率を高める働き、及び記録前後の反射光量の変化を大きくして信号強度を大きくする働きをする。第6誘電体層506は、実施の形態1の第2誘電体層106の材料と同様の材料を用いて形成することができる。また、第6誘電体層506の厚さは、0.5nm〜75nmの範囲内にあることが好ましく、1nm〜40nmの範囲内にあることがより好ましい。第6誘電体層506の厚さをこの範囲内で選ぶことによって、第2記録層504で発生した熱を、効果的に第2反射層508側に拡散させることができる。
なお、第2記録層504と第6誘電体層506との間に、第6界面層を設けてもよい。第6界面層は、実施の形態1の第2界面層105の材料と同様の材料を用いて形成することができる。図4に示す情報記録媒体30において、第6界面層が設けられる場合、第6界面層は、符号504で示される層と符号506で示される層との間に、例えば、符号505で示される層として表すことができる。
第2記録層504の材料として、実施の形態1の記録層104の材料と同様の材料を用いることができる。また、他の情報層の記録層がSbとM1とを合わせて85原子%以上含む場合には、第2記録層504は、他の材料で形成してよい。例えば、GeTe、(Ge−Sn)Te、GeTe−Sb2Te3、(Ge−Sn)Te−Sb2Te3、GeTe−Bi2Te3、(Ge−Sn)Te−Bi2Te3、GeTe−(Sb−Bi)2Te3、(Ge−Sn)Te−(Sb−Bi)2Te3、GeTe−(Bi−In)2Te3、および(Ge−Sn)Te−(Bi−In)2Te3のいずれかを含む材料を用いることもできる。また、Sb−Ga、(Sb−Te)−Ga、Sb−Ge、(Sb−Te)−Ge、Sb−In、(Sb−Te)−In、または(Sb−Te)−Ag−Inのいずれかをで表され、且つSbを50原子%以上含む材料を用いて第2記録層504を形成することもできる。
第2情報層27は、レーザビーム11の入射側から第2情報層27より遠い側にある情報層に記録再生の際に必要なレーザ光量が到達するように、高い透過率を有する必要がある。このため、第2記録層504の厚さは、7nm以下であることが好ましく、4nm以下であることがより好ましい。
また、第2記録層504は、不可逆な相変化を起こす材料(例えば、Te−Pd−O)で形成することもできる。この場合、第2記録層504の厚さは20nm以下であることが好ましい。
必要に応じて設けられる第2反射層508は、第2記録層504に吸収される光量を増大させるという光学的な機能を有する。また、第2反射層508は、第2記録層504で生じた熱を速やかに拡散させ、第2記録層504を非晶質化しやすくするという熱的な機能をも有する。さらに、第2反射層508は、使用する環境から多層膜を保護するという機能も有する。
第2反射層508の材料として、実施の形態1の反射層108の材料と同様の材料を用いることができる。また、その機能も、実施の形態1の反射層108のそれと同様である。特に、Ag合金は熱伝導率が大きいため、第2反射層508の材料として好ましい。第2反射層508の厚さは、第2情報層27の透過率をできるだけ高くするため、9nm以下であることが好ましく、6nm以下であることがより好ましい。厚さがこの範囲内にある第2反射層508は、十分な熱拡散機能を有し、且つ第2情報層27の反射率を確保し、さらに第2情報層27の透過率を十分に高くする。
必要に応じて設けられる第2透過率調整層509は、実施の形態2の透過率調整層209の材料と同様の材料を用いて形成することができる。また、その形状及び機能も、実施の形態2の透過率調整層209のそれらと同様である。
第2情報層27の透過率Tc2及びTa2は、記録再生の際に必要なレーザ光量が、レーザビーム11の入射側から第2情報層27より遠い側にある情報層に到達するように、65<Tc2且つ65<Ta2を満たすことが好ましく、70<Tc2且つ70<Ta2を満たすことがより好ましい。
第2情報層27の透過率Tc2及びTa2は、−5≦(Tc2−Ta2)≦5を満たすことが好ましく、−3≦(Tc2−Ta2)≦3を満たすことがより好ましい。Tc2及びTa2がこの条件を満たすと、レーザビーム11の入射側から第2情報層27より遠い側にある情報層の記録再生の際、第2情報層27の第2記録層504の状態による透過率の変化の影響が小さく、良好な記録再生特性が得られる。
第2情報層27において、第2記録層504が結晶相である場合の反射率Rc2(%)、及び第2記録層504が非晶質相である場合の反射率Ra2(%)は、Ra2<Rc2を満たすことが好ましい。このことにより、情報が記録されていない初期の状態で反射率が高く、安定に記録再生を行うことができる。
第1情報層26は、レーザビーム11の入射側から順に配置された第7誘電体層402、第1記録層404、第8誘電体層406を有する構成である。第1情報層26は、必要に応じて第1反射層408をさらに有してよく、ならびに/または第1透過率調整層409をさらに有してよい。さらにまた、第1情報層26は、第7誘電体層402と第1記録層404の間に、第7界面層403を有してもよい。
第7誘電体層402は、実施の形態1の第1誘電体層102の材料と同様の材料を用いて形成することができる。また、その機能は、実施の形態1の第1誘電体層102のそれと同様である。
第7誘電体層402の厚さは、マトリクス法に基づく計算により、第1記録層404が結晶相である場合とそれが非晶質相である場合の反射光量の変化が大きく、且つ第1記録層404での光吸収が大きく、且つ第1情報層26の透過率が大きくなる条件を満足するように、厳密に決定することができる。
必要に応じて設けられる第7界面層403は、実施の形態1の第1界面層103の材料と同様の材料を用いて形成することができる。また、その機能及び形状は、実施の形態1の第1界面層103のそれらと同様である。
第8誘電体層406は、光学距離を調整して第1記録層404の光吸収効率を高める働き、及び記録前後の反射光量の変化を大きくして信号強度を大きくする働きを有する。第8誘電体層406は、実施の形態1の第2誘電体層106の材料と同様の材料を用いて形成することができる。また、第8誘電体層406の厚さは、0.5nm〜75nmの範囲内にあることが好ましく、1nm〜40nmの範囲内にあることがより好ましい。第8誘電体層406の厚さをこの範囲内で選ぶことによって、第1記録層404で発生した熱を効果的に第1反射層408側に拡散させることができる。
なお、第1記録層404と第8誘電体層406との間に、第8界面層を配置してもよい。第8界面層は、実施の形態1の第2界面層の材料と同様の材料を用いて形成することができる。図4に示す情報記録媒体30において、第8界面層が設けられる場合、第8界面層は、符号404で示される層と符号406で示される層との間に、例えば、符号405で示される層として表すことができる。
第1記録層404の材料として、実施の形態1の記録層104の材料と同様の材料を用いることができる。また、他の情報層の記録層がSbとM1とを合わせて85原子%以上含む場合には、第1記録層404は、他の材料で形成してよい。例えば、GeTe、(Ge−Sn)Te、GeTe−Sb2Te3、(Ge−Sn)Te−Sb2Te3、GeTe−Bi2Te3、(Ge−Sn)Te−Bi2Te3、GeTe−(Sb−Bi)2Te3、(Ge−Sn)Te−(Sb−Bi)2Te3、GeTe−(Bi−In)2Te3、および(Ge−Sn)Te−(Bi−In)2Te3のいずれかを含む材料を用いることもできる。また、Sb−Ga、(Sb−Te)−Ga、Sb−Ge、(Sb−Te)−Ge、Sb−In、(Sb−Te)−In、または(Sb−Te)−Ag−Inのいずれかで表され、且つSbを50原子%以上含む材料を用いて、第1記録層404を形成することもできる。
第1情報層26は、レーザビーム11の入射側から第1情報層26より遠い側にある情報層に、記録再生の際に必要なレーザ光量が到達するように、高い透過率を有する必要がある。このため、第1記録層404の厚さは、6nm以下であることが好ましく、3nm以下であることがより好ましい。
また、第1記録層404は、不可逆な相変化を起こす材料(例えば、Te−Pd−O)で形成することもできる。この場合、第1記録層404の厚さは20nm以下であることが好ましい。
必要に応じて設けられる第1反射層408は、第1記録層404に吸収される光量を増大させるという光学的な機能を有する。また、第1反射層408は、第1記録層404で生じた熱を速やかに拡散させ、第1記録層404を非晶質化しやすくするという熱的な機能も有する。さらに、第1反射層408は、使用する環境から多層膜を保護するという機能も有する。
第1反射層408の材料として、実施の形態1の反射層108の材料と同様の材料を用いることができる。特に、Ag合金は熱伝導率が大きいため、第1反射層408の材料として好ましい。第1反射層408の厚さは、第1情報層26の透過率をできるだけ高くするため、8nm以下であることが好ましく、5nm以下であることがより好ましい。厚さがこの範囲内にある第1反射層408は、十分な熱拡散機能を有し、且つ第1情報層26の反射率を確保でき、さらに第1情報層26の透過率を十分に高くする。
必要に応じて設けられる第1透過率調整層409は、実施の形態2の透過率調整層209の材料と同様の材料を用いて形成することができる。また、その形状及び機能は、実施の形態2の透過率調整層209のそれらと同様である。
第1情報層26の透過率Tc1及びTa1は、記録再生の際に必要なレーザ光量が、レーザビーム11の入射側から第1情報層26より遠い側にある情報層に到達するように、65<Tc1且つ65<Ta1を満たすことが好ましい。Tc1及びTa1は、70<Tc1且つ70<Ta1を満たすことがより好ましい。
第1情報層26の透過率Tc1及びTa1は、−5≦(Tc1−Ta1)≦5を満たすことが好ましく、−3≦(Tc1−Ta1)≦3を満たすことがより好ましい。Tc1及びTa1がこの条件を満たすと、レーザビーム11の入射側から第1情報層26より遠い側にある情報層の記録再生の際、第1情報層26の第1記録層404の状態による透過率の変化の影響が小さく、良好な記録再生特性が得られる。
第1情報層26において、第1記録層404が結晶相である場合の反射率Rc1(%)、及び第1記録層404が非晶質相である場合の反射率Ra1(%)は、Ra1<Rc1を満たすことが好ましい。このことにより、情報が記録されていない初期の状態で反射率が高くなり、安定に記録再生を行うことができる。
情報記録媒体30は、以下に説明する方法によって製造できる。
まず、第4情報層29を形成する。具体的には、まず、基板14(厚さが例えば1.1mm)を用意し、成膜装置内に配置する。
続いて、基板14上に第4反射層708を形成する。このとき、基板14にレーザビーム11を導くための案内溝が形成されている場合には、案内溝が形成された側に第4反射層708を形成する。第4反射層708は、実施の形態1の反射層108の形成方法と同様の方法で形成できる。
続いて、第4反射層708上に、必要に応じて界面層を形成する。界面層は、実施の形態1の界面層または第2誘電体層106の形成方法と同様の方法で形成できる。続いて、第4反射層708または界面層上に、第2誘電体層706を形成する。第2誘電体層706は、実施の形態1の第2誘電体層106の形成方法と同様の方法で形成できる。
続いて、第4反射層708、界面層707、または第2誘電体層706上に、必要に応じて第2界面層705を形成する。第2界面層705は、実施の形態1の第2誘電体層106の形成方法と同様の方法で形成できる。
続いて、第2誘電体層706、または第2界面層705上に、第4記録層704を形成する。第4記録層704は、その組成に応じたスパッタリングターゲットを用いて、実施の形態1の記録層104の形成方法と同様の方法で形成できる。
続いて、第4記録層704上に、必要に応じて第1界面層703を形成する。第1界面層703は、実施の形態1の第2誘電体層106の形成方法と同様の方法で形成できる。続いて、第4記録層704、または第1界面層703上に、第1誘電体層702を形成する。第1誘電体層702は、実施の形態1の第2誘電体層106の形成方法と同様の方法で形成できる。このようにして、第4情報層29を形成する。
続いて、第4情報層29の第1誘電体層702上に光学分離層20を形成する。光学分離層20は、光硬化性樹脂(特に紫外線硬化性樹脂)または遅効性樹脂を第1誘電体層702上に塗布してスピンコートしたのち、樹脂を硬化させることによって形成できる。なお、光学分離層20がレーザビーム11の案内溝を有する場合には、溝が形成された基板(型)を硬化前の樹脂に密着させたのち、樹脂を硬化させ、その後、基板(型)をはがすことによって案内溝を形成できる。
なお、第1誘電体層702を形成した後、または光学分離層20を形成した後、必要に応じて、第4記録層704の全面を結晶化させて初期化してもよい。第4記録層704の結晶化は、一般に、レーザビームを照射することによって行う。
続いて、光学分離層20上に第3情報層28を形成する。具体的には、まず、基板14上に第4情報層29、及び光学分離層20を形成した積層体を成膜装置内に配置する。続いて、光学分離層20上に、必要に応じて第3透過率調整層609を形成する。第3透過率調整層609は、実施の形態1の第2誘電体層106の形成方法と同様の方法で形成できる。
続いて、光学分離層20または第3透過率調整層609上に、必要に応じて第3反射層608を形成する。第3反射層608は、実施の形態1の反射層108の形成方法と同様の方法で形成できる。
続いて、光学分離層20、第3透過率調整層609、または第3反射層608上に、第4誘電体層606を形成する。第4誘電体層606は、実施の形態1の第2誘電体層106の形成方法と同様の方法で形成できる。
続いて、第4誘電体層606上に、必要に応じて第4界面層を形成する。第4界面層605は、実施の形態1の第2誘電体層106の形成方法と同様の方法で形成できる。続いて、第4誘電体層606または第4界面層上に、第3記録層604を形成する。第3記録層604は、その組成に応じたスパッタリングターゲットを用いて、実施の形態1の記録層104の形成方法と同様の方法で形成できる。
続いて、第3記録層604上に、必要に応じて第3界面層603を形成する。第3界面層603は、実施の形態1の第2誘電体層106の形成方法と同様の方法で形成できる。続いて、第3記録層604、または第3界面層603上に、第3誘電体層602を形成する。第3誘電体層602は、実施の形態1の第2誘電体層106の形成方法と同様の方法で形成できる。
このようにして、第3情報層28を形成する。
続いて、第3情報層28の第3誘電体層602上に、上述の光学分離層20の形成方法と同様の方法により、光学分離層19を形成する。
第3誘電体層602を形成した後に、または光学分離層19を形成した後に、必要に応じて、第3記録層604及び/または第4記録層704(第3情報層28を形成する前に結晶化していない場合)の全面を結晶化させて、初期化工程してよい。第3記録層604及び/または第4記録層704の結晶化は、一般に、レーザビームを照射することによって行う。
続いて、光学分離層19上に第2情報層27を形成する。具体的には、まず、基板14上に第4情報層29、光学分離層20、第3情報層28、及び光学分離層19を形成した積層体を成膜装置内に配置する。それから、光学分離層19上に、必要に応じて第2透過率調整層509を形成する。第2透過率調整層509は、実施の形態1の第2誘電体層106の形成方法と同様の方法で形成できる。
続いて、光学分離層19または第2透過率調整層509上に、必要に応じて第2反射層508を形成する。第2反射層508は、実施の形態1の反射層108の形成方法と同様の方法で形成できる。続いて、光学分離層19または第2反射層508上に、第6誘電体層506を形成する。第6誘電体層506は、実施の形態1の第2誘電体層106の形成方法と同様の方法で形成できる。
続いて、第6誘電体層506上に、必要に応じて第6界面層を形成する。第6界面層は、実施の形態1の第2誘電体層106と同様の方法で形成できる。続いて、第6誘電体層506または第6界面層上に、第2記録層504を形成する。第2記録層504は、その組成に応じたスパッタリングターゲットを用いて、実施の形態1の記録層104の形成方法と同様の方法で形成できる。
続いて、第2記録層504上に、必要に応じて第5界面層503を形成する。第5界面層503は、実施の形態1の第2誘電体層106の形成方法と同様の方法で形成できる。続いて、第2記録層504、または第5界面層503上に、第5誘電体層502を形成する。第5誘電体層502は、実施の形態1の第2誘電体層106の形成方法と同様の方法で形成できる。このようにして、第2情報層27を形成する。
続いて、第2情報層27の第5誘電体層502上に、上述の光学分離層20の形成方法と同様の方法により、光学分離層17を形成する。
第5誘電体層502を形成した後、または光学分離層17を形成した後、必要に応じて、第2記録層504、第3記録層604及び/または第4記録層704の全面を結晶化させる初期化工程を行ってもよい。即ち、第2記録層504および/または第3記録層604は、この段階で初期化してもよい。第2記録層504、第3記録層604及び/または第4記録層704の結晶化は、一般に、レーザビームを照射することによって行う。
続いて、光学分離層17上に第1情報層26を形成する。具体的には、まず、基板14上に第4情報層29、光学分離層20、第3情報層28、光学分離層19、第2情報層27、及び光学分離層17を形成した積層体を成膜装置内に配置する。それから、光学分離層17上に、必要に応じて第1透過率調整層409を形成する。第1透過率調整層409は、実施の形態1の第2誘電体層106の形成方法と同様の方法で形成できる。
続いて、光学分離層17または第1透過率調整層409上に、必要に応じて第1反射層408を形成する。第1反射層408は、実施の形態1の反射層108の形成方法と同様の方法で形成できる。続いて、光学分離層17または第1反射層408上に、第8誘電体層406を形成する。第8誘電体層406は、実施の形態1の第2誘電体層106の形成方法と同様の方法で形成できる。
続いて、第8誘電体層406上に、必要に応じて第8界面層405を成膜する。第8界面層405は、実施の形態1の第2誘電体層106の形成方法と同様の方法で形成できる。続いて、第8誘電体層406または第8界面層405上に、第1記録層404を成膜する。第1記録層404は、その組成に応じたスパッタリングターゲットを用いて、実施の形態1の記録層104の形成方法と同様の方法で形成できる。
続いて、第1記録層404上に、必要に応じて第7界面層403を成膜する。第7界面層403は、実施の形態1の第2誘電体層106の形成方法と同様の方法で形成できる。続いて、第1記録層404、または第7界面層403上に、第7誘電体層402を成膜する。第7誘電体層402は、実施の形態1の第2誘電体層106の形成方法と同様の方法で形成できる。このようにして、第1情報層26を形成する。最後に、第7誘電体層402上に透明層13を形成する。透明層13は、実施の形態1で説明した方法で形成できる。
第7誘電体層402を成膜したのち、または透明層13を形成したのち、必要に応じて、第1記録層404、第2記録層504、第3記録層604、及び/または第4記録層704の全面を結晶化させて、初期化してよい。即ち、第2記録層504、第3記録層604および/または第4記録層704は、この段階で初期化してよい。第1記録層404、第2記録層504、第3記録層604、及び/または第4記録層704の結晶化は、一般に、レーザビームを照射することによって行う。
以上のようにして、情報記録媒体30を製造できる。なお、本実施の形態においては、各層の成膜方法としてスパッタリング法を用いた。成膜方法は、これに限定されず、真空蒸着法、イオンプレーティング法、CVD法、またはMBE法等を用いることも可能である。
(実施の形態5)
実施の形態5として、本発明の情報記録媒体の別の例を説明する。実施の形態5の情報記録媒体34の一部断面図を図5に示す。情報記録媒体34は、実施の形態1の情報記録媒体15と同様、レーザビーム11の照射によって情報の記録再生が可能な光学的情報記録媒体である。
情報記録媒体34は、基板31上に積層した情報層16とダミー基板33とが、接着層32によって密着された構成である。
基板31、及びダミー基板33は、透明で円盤状の基板である。基板31、及びダミー基板33を構成する材料の例としては、実施の形態1の基板14と同様に、例えば、ポリカーボネート、アモルファスポリオレフィンもしくはPMMA等の樹脂、またはガラスを挙げることができる。基板31及びダミー基板33の材料としては、転写性および量産性に優れ、低コストであることから、ポリカーボネートが特に有用である。
基板31の第1誘電体層102側の表面には、必要に応じてレーザビームを導くための案内溝が形成されていてもよい。基板31の第1誘電体層102側と反対側の表面、及びダミー基板33の接着層32側と反対側の表面は、平滑であることが好ましい。基板31、及びダミー基板33の厚さは、十分な強度が確保され、且つ情報記録媒体34の厚さが1.2mm程度となるよう、0.3mm〜0.9mmの範囲内にあることが好ましい。
接着層32は、光硬化性樹脂(特に紫外線硬化性樹脂)または遅効性樹脂等の樹脂からなり、使用するレーザビーム11に対して小さい光吸収を有することが好ましく、短波長域において光学的に小さい複屈折を示すことが好ましい。接着層32の厚さは、光学分離層19及び17等に関連して説明した理由と同じ理由により、0.6μm〜50μmの範囲内にあることが好ましい。
その他、実施の形態1と同一の符号を付した要素については、その説明を省略する。
情報記録媒体34は、以下に説明する方法によって製造できる。
まず、基板31(厚さが例えば0.6mm)上に、情報層16を形成する。基板31にレーザビーム11を導くための案内溝が形成されている場合には、案内溝が形成された側に情報層16を形成する。具体的には、基板31を成膜装置内に配置し、第1誘電体層102、記録層104、第2誘電体層106、反射層108を順次積層する。なお、必要に応じて第1誘電体層102と記録層104の間に第1界面層103を形成してもよい。また、必要に応じて記録層104と第2誘電体層106の間に位置する、第2界面層を形成してもよい。さらに、必要に応じて第2誘電体層106と反射層108の間に位置する、界面層を形成してもよい。各層の形成方法は、実施の形態1の各層の形成方法と同様である。
次に、情報層16が積層された基板31にダミー基板33(厚さが例えば0.6mm)を、接着層32を用いて貼り合わせる。具体的には、貼り合わせは、次の手順で実施される。まず、光硬化性樹脂(特に紫外線硬化性樹脂)または遅効性樹脂等の樹脂を、ダミー基板33上に塗布する。次に、情報層16が積層された基板31をダミー基板33上に密着させて、回転させた(スピンコート)後、樹脂を硬化させる。別法として、ダミー基板33上に粘着性の樹脂を予め均一に塗布し、それを情報層16が積層された基板31に密着させることもできる。
基板31及びダミー基板33を密着させた後、必要に応じて、記録層104の全面を結晶化させて、初期化してよい。記録層104の結晶化は、一般に、レーザビームを照射することによって行う。
以上のようにして、情報記録媒体34を製造できる。なお、本実施の形態においては、各層の成膜方法としてスパッタリング法を用いた。成膜方法は、これに限定されず、真空蒸着法、イオンプレーティング法、CVD法、またはMBE法等を用いることも可能である。
(実施の形態6)
実施の形態6として、本発明の情報記録媒体のさらに別の例を説明する。実施の形態6の情報記録媒体37の一部断面図を図6に示す。情報記録媒体37は、実施の形態2の情報記録媒体22と同様、一方向のレーザビーム11の照射によって情報の記録再生が可能な、多層光学的情報記録媒体である。
情報記録媒体37は、基板31上に、順次積層した、第1情報層23および情報層18を含むN組の情報層と、基板36上に積層した情報層21とが、接着層35を介して密着された構成である。情報層の間には、光学分離層17、19・・・が介在している。
基板36は透明で円盤状の基板である。基板36を構成する材料としては、基板14と同様に、例えば、ポリカーボネート、アモルファスポリオレフィンもしくはPMMA等の樹脂、またはガラスを挙げることができる。
基板36の情報層21側の表面には、必要に応じてレーザビームを導くための案内溝が形成されていてもよい。基板36の情報層21側と反対側の表面は、平滑であることが好ましい。基板36の材料としては、転写性および量産性に優れ、低コストであることから、ポリカーボネートが特に有用である。基板36の厚さは、十分な強度が確保され、且つ情報記録媒体37の厚さが1.2mm程度となるよう、0.3mm〜0.9mmの範囲内にあることが好ましい。
その他、実施の形態2及び5と同一の符号を付した要素については、その説明を省略する。
情報記録媒体37は、以下に説明する方法によって製造できる。
まず、基板31(厚さが例えば0.6mm)上に、第1情報層23を形成する。基板31にレーザビーム11を導くための案内溝が形成されている場合には、案内溝が形成された側に第1情報層23を形成する。具体的には、基板31を成膜装置内に配置し、第3誘電体層202、第1記録層204、第4誘電体層206を順次積層する。必要に応じて第3誘電体層202と第1記録層204の間に位置する第3界面層203を形成してもよい。また、必要に応じて第1記録層204と第4誘電体層206との間に位置する第4界面層を形成してもよい。さらに、第1情報層23の構成に応じて、第4誘電体層206を成膜した後、第1反射層208を形成してもよい。さらにまた、第1反射層208を形成した後、透過率調整層209を形成してもよい。各層の形成方法は、実施の形態2の各層の形成方法と同様である。その後、(N−2)層の情報層を、光学分離層を各情報層の間に位置させて、順次積層する。
これとは別に、基板36(厚さが例えば0.6mm)上に、情報層21を形成する。情報層は、単層膜、または多層膜からなり、それらの各層は、実施の形態2と同様、成膜装置内で、各層を構成するのに適したスパッタリングターゲットを、順次スパッタリングすることによって形成できる。
最後に、情報層が積層された基板31及び基板36を、接着層35を用いて貼り合わせる。具体的には、光硬化性樹脂(特に紫外線硬化性樹脂)または遅効性樹脂等の樹脂を情報層21上に塗布して、第1情報層23を成膜した基板31を情報層21上に密着させてスピンコートした後、樹脂を硬化させるとよい。また、情報層21上に粘着性の樹脂を予め均一に塗布し、それを基板31に密着させてよい。
なお、基板31及び基板36を密着させた後、必要に応じて、第1記録層204の全面を結晶化させて、初期化してよい。第1記録層204の結晶化は、一般に、レーザビームを照射することによって行う。
以上のようにして、情報記録媒体37を製造できる。本実施の形態においては、各層の成膜方法としてスパッタリング法を用いた。成膜方法は、これに限定されず、真空蒸着法、イオンプレーティング法、CVD法、またはMBE法等を用いることも可能である。
(実施の形態7)
実施の形態7として、実施の形態6の本発明の多層光学的情報記録媒体において、N=2、すなわち2組の情報層によって構成された情報記録媒体の一例を説明する。実施の形態7の情報記録媒体38の一部断面図を図7に示す。情報記録媒体38は、実施の形態3の情報記録媒体24と同様、一方向のレーザビーム11の照射によって情報の記録再生が可能な2層光学的情報記録媒体である。
情報記録媒体38は、基板31上に第1情報層23、基板36上に第2情報層25を積層し、これらの積層体を、接着層35により密着させた構成である。基板36の第2反射層308側の表面には、必要に応じてレーザビームを導くための案内溝が形成されていてもよい。基板36の第2反射層308側と反対側の表面は、平滑であることが好ましい。その他、実施の形態3、実施の形態5、及び実施の形態6と同一の符号を付した要素については、その説明を省略する。
情報記録媒体38は、以下に説明する方法によって製造できる。まず、基板31(厚さが例えば0.6mm)上に、実施の形態6と同様の方法により第1情報層23を形成する。
透過率調整層209、または第1反射層208、または第4誘電体層206を成膜したのち、必要に応じて、第1記録層204の全面を結晶化させて、初期してよい。第1記録層204の結晶化は、一般に、レーザビームを照射することによって行う。
これとは別に、基板36(厚さが例えば0.6mm)上に、第2情報層25を形成する。基板36にレーザビーム11を導くための案内溝が形成されている場合には、案内溝が形成された側に、第2情報層25を形成する。具体的には、基板36を成膜装置内に配置し、第2反射層308、第2誘電体層306、第2記録層304、第1誘電体層302を順次積層する。なお、必要に応じて、第1誘電体層302と第2記録層304の間に位置する第1界面層303を成膜してもよい。また、必要に応じて、第2記録層304と第2誘電体層306の間に位置する、第2界面層を形成してもよい。さらに、必要に応じて、第2反射層308と第2誘電体層306の間に位置する、界面層を形成してもよい。各層の成膜方法は、実施の形態3の各層の成膜方法と同様である。
第1誘電体層302を形成したのち、必要に応じて、第2記録層304の全面を結晶化させて、初期化してよい。第2記録層304の結晶化は、一般に、レーザビームを照射することによって行う。
最後に、第1情報層23を積層した基板31と、第2情報層25を積層した基板36とを、接着層35を用いて貼り合わせる。具体的には、まず、光硬化性樹脂(特に紫外線硬化性樹脂)または遅効性樹脂等の樹脂を、第1情報層23または第2情報層25上に塗布する。それから、基板31上の第1誘電体層302と、基板36上の透過率調整層209、または第1反射層208、または第4誘電体層206とを、密着させてスピンコートしたのち、樹脂を硬化させるとよい。また、第1情報層23又は第2情報層25上に粘着性の樹脂を予め均一に塗布し、その樹脂で、基板31と基板36を密着させることもできる。
その後、必要に応じて第1記録層204の全面を結晶化させて、初期化してよい。あるいは、第1記録層204に加えて、第2記録層304の初期化をこの段階で実施してもよい。この場合、実施の形態3で説明した理由と同様の理由により、第2記録層304を先に結晶化させることが好ましい。
以上のようにして、情報記録媒体38を製造できる。なお、本実施の形態においては、各層の成膜方法としてスパッタリング法を用いた。成膜方法は、これに限定されず、真空蒸着法、イオンプレーティング法、CVD法、またはMBE法等を用いることも可能である。
(実施の形態8)
実施の形態8として、実施の形態6の多層光学的情報記録媒体において、N=4、すなわち4組の情報層によって構成された情報記録媒体の一例を説明する。実施の形態8の情報記録媒体39の一部断面図を図8に示す。情報記録媒体39は、実施の形態4の情報記録媒体30と同様、一方向のレーザビーム11の照射によって情報の記録再生が可能な、4層光学的情報記録媒体である。
情報記録媒体39は、基板31上に、第1情報層26、及び第2情報層27を積層し、基板36上に、第4情報層29、及び第3情報層28を積層して、これらの積層体を接着層35により密着させた構成である。
その他、実施の形態4、実施の形態5、実施の形態6、及び実施の形態7と同一の符号を付した要素については、その説明を省略する。
情報記録媒体39は、以下に説明する方法によって製造できる。
まず、基板31(厚さが例えば0.6mm)上に、第1情報層26を形成する。基板31にレーザビーム11を導くための案内溝が形成されている場合には、案内溝が形成された側に、第1情報層26を形成する。具体的には、基板31を成膜装置内に配置し、第7誘電体層402、第1記録層404、および第8誘電体層406を順次積層する。なお、必要に応じて、第7誘電体層402と第1記録層404の間に位置する、第7界面層403を形成してもよい。また、必要に応じて、第1記録層404と第8誘電体層406の間に、第8界面層を形成してもよい。第1情報層23の構成に応じて、第8誘電体層406を成膜した後、さらに第1反射層408を形成してもよい。第1反射層408を成膜した後、さらに第1透過率調整層409を形成してもよい。各層の成膜方法は、実施の形態4の各層のそれと同様である。
続いて、第1透過率調整層409、または第1反射層408、または第8誘電体層406上に、実施の形態4に関連して説明した方法と同様の方法により、光学分離層17を形成する。光学分離層17を形成したのち、または第1透過率調整層409、または第1反射層408、または第8誘電体層406を成膜したのち、必要に応じて、第1記録層404の全面を結晶化させて、初期化してよい。第1記録層404の結晶化は、一般に、レーザビームを照射することによって行う。
続いて、光学分離層17上に、第2情報層27を形成する。具体的には、基板31上に第1情報層26および光学分離層17を形成したものを成膜装置内に配置し、第5誘電体層502、第2記録層504、および第6誘電体層506を順次積層する。必要に応じて、第5誘電体層502と第2記録層504の間に位置する第5界面層503を形成してもよい。また、必要に応じて、第2記録層504と第6誘電体層506の間に位置する、第6界面層を形成してもよい。第2情報層27の構成に応じて、第6誘電体層506を成膜した後、第2反射層508を成膜してもよい。さらに、第2反射層508を成膜した後、第2透過率調整層509を形成してもよい。各層の成膜方法は、実施の形態4の各層のそれと同様である。
第2透過率調整層509、または第2反射層508、または第6誘電体層506を成膜したのち、必要に応じて、第1記録層404、及び/または第2記録層504の全面を結晶化させて初期化してよい。即ち、第1記録層404の初期化はこの段階で実施してよい。第1記録層404、及び/または第2記録層504の結晶化は、一般に、レーザビームを照射することによって行う。
次に、基板36(厚さが例えば0.6mm)上に、第4情報層29を形成する。基板36にレーザビーム11を導くための案内溝が形成されている場合には、案内溝が形成された側に第4情報層29を形成する。具体的には、基板36を成膜装置内に配置し、第4反射層708、第2誘電体層706、第4記録層704、および第1誘電体層702を順次積層する。必要に応じて第1誘電体層702と第4記録層704の間に位置する、第1界面層703を形成してもよい。また、必要に応じて第4記録層704と第2誘電体層706の間に位置する、第2界面層を成膜してもよい。さらに、必要に応じて、第2誘電体層706と第4反射層708の間に位置する、界面層を成膜してもよい。各層の成膜方法は、実施の形態4の各層のそれと同様である。
続いて、第1誘電体層702上に、実施の形態4に関連して説明した方法と同様の方法により、光学分離層20を形成する。なお、光学分離層20を形成したのち、または第1誘電体層702を成膜したのち、必要に応じて、第4記録層704の全面を結晶化させて、初期化してよい。第4記録層704の結晶化は、一般に、レーザビームを照射することによって行う。
続いて、光学分離層20上に、第3情報層28を形成する。具体的には、基板36上に第4情報層29および光学分離層20を形成した積層体を成膜装置内に配置し、第4誘電体層606、第3記録層604、および第3誘電体層602を順次積層する。なお、必要に応じて、第3誘電体層602と第3記録層604の間に位置する、第3界面層603を形成してもよい。また、必要に応じて、第3記録層604と第4誘電体層606の間に位置する、第4界面層を形成してもよい。また、第3情報層28の構成に応じて、第4誘電体層606を成膜する前に、第3反射層608を形成してもよい。また、第3反射層608を形成する前に、第3透過率調整層609を成膜してもよい。各層の成膜方法は、実施の形態4の各層の成膜方法と同様である。
第3誘電体層602を成膜したのち、必要に応じて、第3記録層604、及び/または第4記録層704(第3情報層28を形成する前に初期化していない場合)の全面を結晶化させて、初期化工程してよい。第3記録層604、及び/または第4記録層704の結晶化は、一般に、レーザビームを照射することによって行う。
最後に、第1情報層26、光学分離層17および第2情報層27を積層した基板31と、第4情報層29、光学分離層20および第3情報層28を積層した基板36とを、接着層35を用いて貼り合わせる。具体的には、まず、光硬化性樹脂(特に紫外線硬化性樹脂)または遅効性樹脂等の樹脂を、第2情報層27または第3情報層28上に塗布する。それから、基板31と基板36を密着させてスピンコートしたのち、樹脂を硬化させるとよい。また、第2情報層27または第3情報層28上に粘着性の樹脂を予め均一に塗布し、その樹脂で基板31と基板36を密着させることもできる。
その後、必要に応じて第4記録層704、第3記録層604、第2記録層504、及び/または第1記録層404の全面を結晶化させる初期化工程を行ってもよい。
以上のようにして、情報記録媒体39を製造できる。本実施の形態においては、各層の成膜方法としてスパッタリング法を用いた。成膜方法は、これに限定されず、真空蒸着法、イオンプレーティング法、CVD法、またはMBE法等を用いることも可能である。
(実施の形態9)
実施の形態9では、実施の形態1、2、3、4、5、6、7及び8として説明した本発明の情報記録媒体の記録再生方法について説明する。
本発明の情報記録媒体の記録再生方法に用いられる記録再生装置45の一部の構成を図9に模式的に示す。図9に示す記録再生装置45は、情報記録媒体44を回転させるためのスピンドルモータ40と、半導体レーザ42、及び半導体レーザ42から出射されるレーザビーム11を集光する対物レンズ41を備える光学ヘッド43とを備える。情報記録媒体44は、実施の形態1、2、3、4、5、6、7または8の情報記録媒体であり、一つの情報層(例えば情報層16)、または複数の情報層(例えば第1情報層23、第2情報層25)を有する。対物レンズ41は、レーザビーム11を情報層上に集光する。
情報記録媒体への情報の記録、消去、及び上書き記録は、レーザビーム11のパワーを、高パワーのピークパワー(Pp(mW))と低パワーのバイアスパワー(Pb(mW))との間で変調させることによって行う。ピークパワーのレーザビーム11を照射することによって、記録層の局所的な一部分が非晶質相にされ、その非晶質相が記録マークとなる。記録マーク間では、バイアスパワーのレーザビーム11が照射され、結晶相(消去部分)が形成される。なお、ピークパワーのレーザビーム11を照射する場合には、パルスの列で形成する、いわゆるマルチパルスとするのが一般的である。マルチパルスは、ピークパワーとバイアスパワーのパワーレベル間で、2値変調されてもよい。あるいは、マルチパルスは、バイアスパワーよりさらに低パワーのクーリングパワー(Pc(mW))およびボトムパワー(PB(mW))を設定し、0mW〜ピークパワーの範囲内にあるパワーレベル間で、3値変調、または4値変調されてもよい。
情報信号の再生は、再生パワーのレーザビーム11を照射することによって得られる情報記録媒体からの信号を、検出器で読みとることにより実施する。再生パワー(Pr(mW))は、ピークパワーおよびバイアスパワーのパワーレベルよりも低い。再生パワーは、そのパワーレベルでのレーザビーム11の照射によって、記録マークの光学的な性質が影響を受けず、且つ情報記録媒体から記録マーク再生のための十分な反射光量が得られるように設定される。
対物レンズ41の開口数NAは、レーザビームのスポット径を0.4μm〜0.7μmの範囲内に調整できるように、0.5〜1.1の範囲内にあることが好ましく、0.6〜0.9の範囲内にあることがより好ましい。レーザビーム11の波長は、450nm以下(より好ましくは、350nm〜450nmの範囲内)にあることが好ましい。情報を記録する際の情報記録媒体の線速度は、再生光による結晶化が起こりにくく、且つ十分な消去性能が得られる4m/秒〜50m/秒の範囲内にあることが好ましく、9m/秒〜40m/秒の範囲内にあることがより好ましい。情報記録媒体の種類等に応じて、ここで例示していない波長、対物レンズの開口数、および線速度を使用してよいことはいうまでもない。例えば、レーザビームの波長は、650〜670nmであってよい。
二つの情報層を備えた情報記録媒体24、及び情報記録媒体38において、第1情報層23への記録を行う際には、レーザビーム11の焦点を第1記録層204に合わせ、透明層13を透過したレーザビーム11によって第1記録層204に情報を記録する。再生は、第1記録層204によって反射され、透明層13を透過してきたレーザビーム11を検出して行う。第2情報層25への記録を行う際には、レーザビーム11の焦点を第2記録層304に合わせ、透明層13、第1情報層23、及び光学分離層17を透過したレーザビーム11によって情報を記録する。再生は、第2記録層304によって反射され、光学分離層17、第1情報層23、及び透明層13を透過してきたレーザビーム11を検出して行う。
基板14、光学分離層20、19、及び17に、レーザビーム11を導くための案内溝が形成されている場合、情報は、レーザビーム11の入射側から近い方の溝面(グルーブ)に行われてもよいし、遠い方の溝面(ランド)に行われてもよい。また、グルーブとランドの両方に情報を記録してもよい。
この記録再生装置を用いて、情報記録媒体の性能を次のようにして評価できる。記録性能は、レーザビーム11を0〜Pp(mW)の間でパワー変調し、(1−7)変調方式でマーク長0.149μm(2T)から0.596μm(8T)までのランダム信号を記録し、記録マークの前端間、及び後端間のジッター(マーク位置の誤差)をタイムインターバルアナライザーで測定することによって評価できる。ジッター値が小さいほど、記録性能がよい。PpとPbは、前端間、及び後端間のジッターの平均値(平均ジッター)が最小となるよう決定される。このときの最適Ppを記録感度とする。
また、消去性能は、次の手順で評価される。レーザビーム11を0〜Pp(mW)の間でパワー変調し、マーク長0.149μm(2T)と0.671μm(9T)の信号を同じグルーブに連続10回交互に記録する。11回目に2T信号を上書きしたときの2T信号の信号振幅と、さらにその後9T信号を上書きした場合の2T信号の信号振幅の差を、2T信号の消去率としてスペクトラムアナライザーで測定する。消去率が大きいほど、消去性能が良い。
また、信号強度は、次の手順で評価される。レーザビーム11を0〜Pp(mW)の間でパワー変調し、マーク長0.149μm(2T)と0.671μm(9T)の信号を同じグルーブに連続10回交互記録する。最後に2T信号を上書きしし、2T信号の周波数での信号振幅(carrier level)と雑音振幅(noise level)の比(CNR(Carrier to Noise Ratio))をスペクトラムアナライザーで測定する。CNRが大きいほど信号強度が強い。
さらに、繰り返し書き換え回数は、次の手順で評価される。レーザビーム11を0〜Pp(mW)の間でパワー変調し、マーク長0.149μm(2T)から0.596μm(8T)までのランダム信号を同じグルーブに連続記録する。書き換えが1回終了するごとに、前端間、及び後端間ジッターをタイムインターバルアナライザーで測定する。1回目の前端間と後端間の平均ジッター値に対し、3%増加するときの書き換え回数を上限値とする。Pp、Pb、Pc、およびPBは、平均ジッター値が最も小さくなるように決定する。
(実施の形態10)
実施の形態10として、本発明の情報記録媒体の別の例を説明する。実施の形態10の電気的情報記録媒体51の一構成例を図10に示す。電気的情報記録媒体51は、電気的エネルギー(特に電流)の印加によって、情報の記録再生が可能な情報記録媒体である。
基板46として、ポリカーボネート等の樹脂基板、ガラス基板、Al23等のセラミック基板、Si等の半導体基板、およびCu等の金属基板を用いることができる。ここでは、基板としてSi基板を用いた形態を説明する。電気的情報記録媒体51は、基板46上に、下部電極47、第1誘電体層801、第1記録層48、第2記録層49、第2誘電体層802、及び上部電極50を順に積層した構造である。下部電極47、及び上部電極50は、第1記録層48、及び第2記録層49に電流を印加するために形成する。第1誘電体層801は第1記録層48に印加する電気エネルギー量を調整し、第2誘電体層802は第2記録層49に印加する電気エネルギー量を調整するために設けられる。第1誘電体層801および第2誘電体層802の材料として、実施の形態1の第2誘電体層106の材料と同様の材料を用いることができる。
第1記録層48、及び第2記録層49は、電流の印加により発生するジュール熱によって、結晶相と非晶質相との間で可逆的な相変化を起こす材料から成る。よって、この媒体においては、結晶相と非晶質相との間で抵抗率が変化する現象を情報の記録に利用する。第1記録層48、及び第2記録層49の材料として、実施の形態1の記録層104の材料と同様の材料を用いることができる。また、第1記録層48、及び第2記録層49は、実施の形態1の記録層104の形成方法と同様の方法で形成できる。
また、下部電極47、及び上部電極50は、Ti、W、Al、Au、Ag、Cu、もしくはPt等の単体金属材料で形成してよい。あるいは、下部電極47及び上部電極50は、前記元素から選ばれる1つまたは複数の元素を主成分とし、耐湿性の向上あるいは熱伝導率の調整等のために適宜1または複数の他の元素を添加した合金材料を用いて形成することができる。下部電極47、及び上部電極50は、Arガス雰囲気中、またはArガスと反応ガス(O2ガスまたはN2ガスから選ばれる少なくとも1種のガス)との混合ガス雰囲気中で、材料となる金属母材または合金母材をスパッタリングすることによって形成できる。各層の成膜方法は、スパッタリング法に限定されず、真空蒸着法、イオンプレーティング法、CVD法、またはMBE法等であってもよい。
電気的情報記録媒体51に、印加部52を介して電気的情報記録再生装置57を電気的に接続する。この電気的情報記録再生装置57において、下部電極47と上部電極50の間には、第1記録層48、及び第2記録層49に電流パルスを印加するために、パルス電源55が、スイッチ54を介して接続される。また、第1記録層48、及び第2記録層49の相変化による抵抗値の変化を検出するために、下部電極47と上部電極50の間にスイッチ56を介して抵抗測定器53が接続される。
非晶質相(高抵抗状態)にある第1記録層48または第2記録層49を、結晶相(低抵抗状態)に変化させるためには、スイッチ54を閉じて(スイッチ56は開く)電極間に電流パルスを印加する。印加は、電流パルスが印加される部分の温度が、材料の結晶化温度より高く、且つ融点より低い温度にて、結晶化時間の間、保持されるように行う。結晶相から再度非晶質相に戻す場合には、結晶化時よりも相対的に高い電流パルスをより短い時間で印加し、記録層を融点より高い温度にして溶融した後、急激に冷却する。なお、電気的情報記録再生装置57のパルス電源55は、図13の記録/消去パルス波形を出力できるような電源である。
ここで、第1記録層48が非晶質相の場合の抵抗値をra1、第1記録層48が結晶相の場合の抵抗値をrc1、第2記録層49が非晶質相の場合の抵抗値をra2、第2記録層49が結晶相の場合の抵抗値をrc2とする。これらの抵抗値が、rc1≦rc2<ra1<ra2、もしくはrc1≦rc2<ra2<ra1、もしくはrc2≦rc1<ra1<ra2、もしくはrc2≦rc1<ra2<ra1を満たすことによって、第1記録層48と第2記録層49の抵抗値の和を、ra1+ra2、ra1+ra2、ra2+rc1、及びrc1+rc2の4つの異なる値に設定できる。従って、電極間の抵抗値を抵抗測定器53で測定することにより、4つの異なる状態、すなわち2値の情報を一度に検出することができる。
この電気的情報記録媒体51をマトリクス的に多数配置することによって、図11に示すような大容量の電気的情報記録媒体58を構成することができる。各メモリセル61には、微小領域に電気的情報記録媒体51と同様の構成が形成されている。各々のメモリセル61への情報の記録再生は、ワード線59、及びビット線60をそれぞれ一つ指定することによって行う。
図12は電気的情報記録媒体58を用いた、情報記録システムの一構成例を示したものである。記憶装置63は、電気的情報記録媒体58と、アドレス指定回路62によって構成される。アドレス指定回路62により、電気的情報記録媒体58のワード線59、及びビット線60がそれぞれ指定され、各々のメモリセル61への情報の記録再生を行うことができる。また、記憶装置63を、少なくともパルス電源65と抵抗測定器66から構成される外部回路64に電気的に接続することにより、電気的情報記録媒体58への情報の記録再生を行うことができる。
(実施の形態11)
実施の形態11として、本発明のスパッタリングターゲットの実施の形態について、以下に説明する。
本発明のスパッタリングターゲットは、Zn、Si及びCから選ばれる少なくとも一つの元素(以下、これらの元素群をM1とする。)とSbとを合わせて85原子%以上含む。また、本発明のスパッタリングターゲットは、さらに、Ga、Ge、Ag、In、Sn、Te及びBiから選ばれる少なくとも一つの元素(以下、これらの元素群をM2とする。)を含んでいてもよい。また、本発明のスパッタリングターゲットは、さらにB、Mg、Al、S、Ca、Sc、Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Sr、Y、Zr、Nb、Mo、Ru、Rh、Pd、Hf、Ta、W、Ir、Pt、Au、La、Ce、Pr、Nd、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb及びLuから選ばれる少なくとも一つの元素(以下、これらの元素群をM3とする。)を含んでいても良い。これらのスパッタリングターゲットを用いると、Sb−M1、Sb−M1−M2、またはSb−M1−M2−M3を含む膜を、情報記録媒体の記録層として形成することができる。
このようなスパッタリングターゲットを用いることにより、希ガスのみもしくは、希ガスと微量の反応ガスを導入することにより、記録層を形成できる。また、高速成膜したときに、情報記録媒体の、例えば、反射率のばらつき、およびジッタの媒体面内のばらつきを小さく抑えることができる。より高速な成膜を行うとともに、ばらつきをより小さくするように、スパッタリングターゲットは、高い密度(密度は、粉末の充填率を示し、全く隙間無く粉末が充填されている状態を100%と定義する)を有することが好ましい。本発明のスパッタリングターゲットは、好ましくは、80%以上、より好ましくは90%以上の密度を有する。
次に、本発明のスパッタリングターゲットの製造方法の一例を説明する。
一例として、SbとM1を含むスパッタリングターゲットの製造方法について説明する。所定の粒径を有する高純度なSbの粉末およびM1の粉末を準備し、これらを所定の混合比になるように秤量して混合し、ホットプレス装置に入れる。ホットプレス装置を必要に応じて真空にし、所定の高い圧力と高い温度の条件下で、所定時間保持して、混合粉末を焼結させる。混合を十分に行うことにより、スパッタリングターゲットの面内および厚み方向の組成が均一になる。また、圧力、温度および時間の条件を最適化することにより、充填性が向上し、高密度なスパッタリングターゲットを製造することが可能になる。このようにして、SbとM1を所定の組成比で含むスパッタリングターゲットを完成させる。
焼結後、必要に応じてIn等の半田を用いて、例えば表面が平滑な銅板に接着してもよい。それにより、スパッタリングターゲットをスパッタリング装置に取り付けてスパッタリングすることができる。
同様に、SbとM1およびM2を含むスパッタリングターゲットは、所定の粒径を有する高純度なSbの粉末、M1の粉末およびM2の粉末を準備して、上記の方法で製造することができる。あるいは、所定の粒径を有する高純度なSb−M1の粉末およびSb−M2の粉末を準備してもよい。あるいは、所定の粒径を有する高純度なSbの粉末、およびM1−M2の粉末を準備してもよい。あるいはまた、所定の粒径を有する高純度なSbの粉末、Sb−M1の粉末およびSb−M2の粉末を準備してもよい。あるいは、所定の粒径を有する高純度なSbの粉末、M1の粉末、M2の粉末およびSb−M1−M2の粉末を準備してもよい。いずれの粉末の組み合わせを用いても、上記の方法でスパッタリングターゲットを製造することもできる。
同様に、SbとM1とM2およびM3を含むスパッタリングターゲットは、例えば、所定の粒径を有する高純度なSbの粉末、M1の粉末、M2の粉末、およびM3の粉末を準備して、上記の方法で製造することができる。
記録層は、前述のとおり、上記スパッタリングターゲットを用いて、スパッタリング法を用いて形成することが望ましい。スパッタリング法を実施するための装置として、多層膜を積層するための量産用の成膜装置が既に市場に提供されており、比較的容易に良好な膜質の薄膜が得られるからである。
本発明のスパッタリングターゲットは、上記記録層に関連して説明した式(1)〜(6)で表される組成を有するものであってよい。あるいは、スパッタリング条件に応じて、a1、a2、a3、a4、a5、a6およびb6が上記範囲内にない組成を有するスパッタリングターゲットも、本発明のスパッタリングターゲットとして、使用できることがある。
本発明の記録層に含まれるSbは、他の元素に比べてスパッタリングされやすいため(即ち、スパッタリング率が高いため)に、得られる膜の組成において、Sbの割合が、スパッタリングターゲットにおけるそれよりも高くなることがある。このため、スパッタリングターゲットのSbの割合は、膜の組成において望まれる割合よりも小さくしておくことが好ましい。他の元素(M1、M2およびM3)もそれぞれ固有のスパッタリング率を有するので、実際に膜組成とスパッタリングターゲット組成との関係を求めて、所望の膜組成となるように、スパッタリングターゲットの組成を決定する必要がる。
具体的には、スパッタリングターゲットは、得ようとする膜が、式(1):
Sb100-a1M1a1(原子%) (1)
(但し、M1はZn、Si及びCから選ばれる少なくとも一つの元素であり、a1は、原子%で示される組成比を表し、0<a1≦50を満たす。)
で表される組成の材料を含むときに、式(10)
Sb100-A1M1A1(原子%) (10)
(但し、M1はZn、Si及びCから選ばれる少なくとも一つの元素であり、a1は、原子%で示される組成比を表し、a1<A1≦(a1+3)を満たす。)
で表される材料を含むようなスパッタリングターゲットであってよい。
ここで、本発明の情報記録媒体の製造に用いられるスパッタリング装置の一例を説明する。図14は、スパッタリング装置を用いて成膜する様子を模式的に示している。図14に示すように、このスパッタリング装置では、真空容器67に、排気口68を介して真空ポンプ(図示せず)が接続され、真空容器67内を高真空に保つことができるようになっている。ガス供給口69からは、一定流量のガスを供給できるようになっている。基板71(ここでの基板とは、膜を堆積させるための基材である。)は陽極70に載置されている。真空容器67を接地することにより、真空容器67及び基板71が陽極に保たれている。スパッタリングターゲット72は、陰極73に接続されており、スイッチ(図示せず)を介して電源74に接続されている。陽極70と陰極73との間に所定の電圧を加えることにより、スパッタリングターゲット72から放出された粒子により、基板71上に薄膜を形成できる。
本発明のより具体的な実施の形態について、実施例を用いてさらに詳細に説明する。
(試験1)
試験1では、図1の情報記録媒体15を作製し、記録層104の組成と、情報層16の記録感度及び消去性能との関係を調べた。具体的には、記録層104の組成が異なる情報層16を含む情報記録媒体15のサンプル1−1から1−48を作製し、情報層16の記録感度及び消去性能を測定した。
サンプルは以下のようにして製造した。まず、基板14として、レーザビーム11を導くための案内溝(深さ20nm、トラックピッチ(グルーブ間隔)0.32μm)が形成されたポリカーボネート基板(直径120mm、厚さ1.1mm)を用意した。そして、そのポリカーボネート基板上に、反射層108としてAg−Pd−Cu層(厚さ:80nm)、第2誘電体層106として(In2350(ZrO250層(厚さ:25nm)、記録層104(厚さ:10nm)、第1界面層103として(Cr2350(ZrO250層(厚さ:5nm)、第1誘電体層102として(ZnS)80(SiO220層(厚さ:60nm)を順次スパッタリング法によって積層した。
上記の各層をスパッタリングする成膜装置は、それぞれ反射層108を形成するAg−Pd−Cu合金スパッタリングターゲット、第2誘電体層106を形成する(In2350(ZrO250スパッタリングターゲット、記録層104を形成する合金スパッタリングターゲット(例えば、SbとCを含む合金スパッタリングターゲットを用いてSb9010層を形成)、第1界面層103を形成する(Cr2350(ZrO250スパッタリングターゲット、第1誘電体層102を形成する(ZnS)80(SiO220スパッタリングターゲットを備えていた。スパッタリングターゲットは、いずれも直径100mm、厚さ6mmの円盤形であった。
反射層108の形成は、Arガス雰囲気で、圧力を0.2Paとし、直流(DC)電源を用いて、投入パワー200Wで行った。第2誘電体層106の形成は、Arガス雰囲気で、圧力を0.2Paとし、高周波(RF)電源を用いて、投入パワー200Wで行った。記録層104の形成は、Arガス雰囲気で、圧力を0.2Paとし、直流(DC)電源を用いて、投入パワー100Wで行った。第1界面層103の形成は、Arガス雰囲気で、圧力を0.2Paとし、高周波(RF)電源を用いて、投入パワー200Wで行った。第1誘電体層102の形成は、Arガス雰囲気で、圧力を0.2Paとし、高周波(RF)電源を用いて投入パワー400Wで行った。
最後に、紫外線硬化性樹脂を第1誘電体層102上に塗布し、基板14を回転させて、均一な樹脂層を形成したのち、紫外線を照射して樹脂を硬化させることにより、厚さ100μmの透明層13を形成した。その後、記録層104をレーザビームで結晶化させて初期化した。以上のようにして、記録層104の組成が異なる複数のサンプルを製造した。
このようにして得られたサンプルについて、図9の記録再生装置45を用いて、情報記録媒体15の情報層16の記録感度、及び消去性能を測定した。レーザビーム11の波長は405nm、対物レンズ41の開口数NAは0.85、測定時のサンプルの線速度は19.7m/s(Blu−rayディスク規格の4倍速に相当し、極めて短い時間のレーザ照射により情報の記録、及び消去を行う。)、最短マーク長(2T)は0.149μmとした。情報は、グルーブに記録した。
各サンプルについて、記録層104の組成と、情報層16の記録感度、及び消去率の評価結果を(表1A)および(表1B)に示す。記録感度については、8mW未満を「A」、8mW以上9mW未満を「B」、9mW以上を「C」とした。また、消去性能については、消去率が25dB以上を「A」、20dB以上25dB未満を「B」、20dB未満を「C」とした。なお、評価が「A」及び「B」の場合には実用に耐えうるが、「C」の場合は実用に耐えない。
Figure 0004996607
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この結果、記録層104がSbのみから成るサンプル1−1では、結晶化速度が大きすぎて記録感度が悪い(記録のために高いレーザパワーが必要)ことがわかった。また、記録層104の組成がそれぞれ、Sb50Ge50であるサンプル1−18、及びSb50Ge25Te25であるサンプル1−24では、添加したGe、及びTeの量が多すぎて結晶化速度が低下し、消去性能が悪化していることがわかった。サンプル1−41とサンプル1−42から44とを比較すると、記録層104が、Sbを含むが、Zn、Si及びCのいずれをも含まないサンプルは、消去性能または記録感度が悪いことが分かった。記録層104がSbとZn、Si及びCのいずれかとを含むが、それらを合わせた割合が85原子%以上でないサンプル1−46から1−48も消去性能が悪かった。
記録層104がZn、Si及びCから選ばれる少なくとも一つの元素とSbとを合わせて85原子%以上含み、さらに記録層104の組成が、
上記式(1)で示される、サンプル1−19から1−23、
上記式(2)で示される、サンプル1−2から1−6、
上記式(3)で示される、サンプル1−7から1−11、
上記式(4)で示される、サンプル1−12から1−17、
上記式(6)で示される、サンプル1−25から1−41
はいずれも、記録感度と消去性能が良好であることがわかった。但し、M2の割合が15原子%であるサンプル1−29、1−39、1−40及び1−41は、M2の割合が15原子%未満であるサンプルと比較して、消去性能が若干劣っていた。
Sb9010-の記録層104を、例えばSbスパッタリングターゲット、及びCスパッタリングターゲットを、同時にスパッタリングすることにより形成した場合でも、上述のようにSbとCを含む合金スパッタリングターゲットでSb9010層を形成した場合と同様の結果が得られた。また、他の記録層104の組成を得るために、2個以上のスパッタリングターゲットを同時にスパッタリングして成膜した場合でも、1個の合金スパッタリングターゲットを用いて成膜した場合と同様の結果が得られた。
また、記録層104を、Arガスに全体に対して、1体積%以下の割合で窒素ガス、及び/または酸素ガスを添加した混合ガスを用いて形成した場合にも、Arガスのみを用いた場合と同様の結果が得られた。
(試験2)
試験2では、図3の情報記録媒体24を作製し、第2記録層304の組成と、第2情報層25の記録感度、及び消去性能との関係を調べた。具体的には、第2記録層304の組成が異なる第2情報層25を含む情報記録媒体24のサンプル2−1から2−38を作製し、第2情報層25の記録感度、及び消去性能を測定した。
サンプルは以下のようにして製造した。まず、基板14として、レーザビーム11を導くための案内溝(深さ20nm、トラックピッチ0.32μm)が形成されたポリカーボネート基板(直径120mm、厚さ1.1mm)を用意した。そして、そのポリカーボネート基板上に、第2反射層308としてAg−Pd−Cu層(厚さ:80nm)、第2誘電体層306として(In2350(ZrO250層(厚さ:25nm)、第2記録層304(厚さ:10nm)、第1界面層303として(Cr2350(ZrO250層(厚さ:5nm)、第1誘電体層302として(ZnS)80(SiO220層(厚さ:60nm)を順次スパッタリング法によって積層した。
上記の各層をスパッタリングする成膜装置は、それぞれ第2反射層308を形成するAg−Pd−Cu合金スパッタリングターゲット、第2誘電体層306を形成する(In2350(ZrO250スパッタリングターゲット、第2記録層304を形成する合金スパッタリングターゲット(例えば、SbとCを含む合金スパッタリングターゲットを用いてSb9010を形成)、第1界面層303を形成する(Cr2350(ZrO250スパッタリングターゲット、第1誘電体層302を形成する(ZnS)80(SiO220スパッタリングターゲットを備えていた。スパッタリングターゲットの形状は、いずれも直径100mm、厚さ6mmの円盤形であった。
第2反射層308の形成は、Arガス雰囲気で、圧力を0.2Paとし、直流(DC)電源を用いて投入パワー200Wで行った。第2誘電体層306の形成は、Arガス雰囲気で、圧力を0.2Paとし、高周波(RF)電源を用いて投入パワー200Wで行った。第2記録層304の形成は、Arガス雰囲気で、圧力を0.2Paとし、直流(DC)電源を用いて、投入パワー100Wで行った。第1界面層303の形成は、Arガス雰囲気で、圧力を0.2Paとし、高周波(RF)電源を用いて、投入パワー200Wで行った。第1誘電体層302の形成は、Arガス雰囲気で、圧力を0.2Paとし、高周波(RF)電源を用いて投入パワー400Wで行った。
次に、第1誘電体層302上に紫外線硬化性樹脂を塗布し、その上に案内溝(深さ20nm、トラックピッチ0.32μm)を形成した基板を密着させた状態で回転させることによって、均一な樹脂層を形成した。樹脂を硬化させた後に基板をはがした。その結果、レーザビーム11を導く案内溝が第1情報層23側に形成された、厚さ25μmの光学分離層17を得た。
その後、光学分離層17の上に、透過率調整層209としてTiO2層(厚さ:20nm)、第1反射層208としてAg−Pd−Cu層(厚さ:10nm)、第4誘電体層206として(SiO225(In2350(ZrO225層(厚さ:15nm)、第1記録層204としてGe45In1Bi3Te51層(厚さ:6nm)、第3界面層203として(SiO225(Cr2350(ZrO225層(厚さ:5nm)、第3誘電体層202として(ZnS)80(SiO220層(厚さ:40nm)を、順次スパッタリング法によって積層した。
上記の各層をスパッタリングする成膜装置は、それぞれ透過率調整層209を形成するTiO2スパッタリングターゲット、第1反射層208を形成するAg−Pd−Cu合金スパッタリングターゲット、第4誘電体層206を形成する(SiO225(In2350(ZrO225スパッタリングターゲット、第1記録層204を形成するGe−In−Bi−Te合金スパッタリングターゲット、第3界面層203を形成する(SiO225(Cr2350(ZrO225スパッタリングターゲット、第3誘電体層202を形成する(ZnS)80(SiO220スパッタリングターゲットを備えていた。スパッタリングターゲットの形状は、いずれも直径100mm、厚さ6mmの円盤形であった。
透過率調整層209の形成は、Arと酸素の混合ガス雰囲気(全体に占める酸素の割合が3体積%)で、圧力を0.2Paとして、高周波(RF)電源を用いて投入パワー400Wで行った。第1反射層208の形成は、Arガス雰囲気で、圧力を0.2Paとして、直流(DC)電源を用いて投入パワー100Wで行った。第4誘電体層206の形成は、Arガス雰囲気で、圧力を0.2Paとして、高周波(RF)電源を用いて投入パワー200Wで行った。第1記録層204の形成は、Arガス雰囲気で、圧力を0.2Paとして、直流(DC)電源を用いて投入パワー50Wで行った。第3界面層203の形成は、Arガス雰囲気で、圧力を0.2Paとして、高周波(RF)電源を用いて投入パワー200Wで行った。第3誘電体層202の形成は、Arガス雰囲気で、圧力を0.2Paとして、高周波(RF)電源を用いて投入パワー400Wで行った。
最後に、紫外線硬化性樹脂を第3誘電体層202上に塗布し、基板14を回転させて、均一な樹脂層を形成したのち、紫外線を照射して樹脂を硬化させることにより、厚さ75μmの透明層13を形成した。その後、第2記録層304、及び第1記録層204を、レーザビームで結晶化させて初期化した。以上のようにして、第2記録層304の組成が異なる複数のサンプルを製造した。
このようにして得られたサンプルについて、図9の記録再生装置45を用いて、情報記録媒体24の第2情報層25の記録感度、及び消去性能を測定した。レーザビーム11の波長は405nm、対物レンズ41の開口数NAは0.85、測定時のサンプルの線速度は19.7m/s、最短マーク長(2T)は0.149μmとした。情報はグルーブに記録した。
各サンプルについて、第2記録層304の組成と、第2情報層25の記録感度、及び消去性能の評価結果を(表2A)及び(表2B)に示す。なお、記録感度については、16mW未満を「A」、16mW以上18mW未満を「B]、18mW以上を「C」とした。ここで、第2情報層25の記録感度は、試験1のそれの2倍になっている。これは、第1情報層23を通過する際にレーザビームの強度がほぼ半分になってしまうためである。また、消去性能については、消去率が25dB以上を「A」、20dB以上25dB未満を「B」、20dB未満を「C」とした。
Figure 0004996607
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この結果、第2記録層304がSbのみから成るサンプル2−1では、結晶化速度が大きすぎて記録感度が悪いことがわかった。また、第2記録層304の組成がSb50Ge50のサンプル2−18、及びSb50Ge25Te25のサンプル2−24では、添加したGe、及びTeの量が多すぎて結晶化速度が低下し、消去性能が悪化していることがわかった。サンプル2−41とサンプル2−42から2−44とを比較すると、第2記録層304が、Sbを含むが、Zn、Si及びCのいずれをも含まないサンプルは、消去性能または記録感度が悪いことが分かった。第2記録層304がSbとZn、Si及びCのいずれかとを含むが、それらを合わせた割合が85原子%以上でないサンプル2−46から2−48も消去性能が悪かった。
第2記録層304が、Zn、Si及びCから選ばれる少なくとも一つの元素とSbとを合わせて85原子%以上含み、さらに第2記録層304の組成が、
上記式(1)で示される、サンプル2−19から2−23、
上記式(2)で示される、サンプル2−2から2−6、
上記式(3)で示されるサンプル2−7から2−11、
上記式(4)で示されるサンプル2−12から2−17、
上記式(6)で示されるサンプル2−25から2−41
はいずれも、記録感度と消去性能が良好であることがわかった。但し、M2の割合が15原子%であるサンプル2−29、2−39、2−40及び2−41は、M2の割合が15原子%未満であるサンプルと比較して、消去性能が若干劣っていた。
(試験3)
試験3では、図3の情報記録媒体24を作製し、第1記録層204の組成と、第1情報層23の記録感度、及び消去性能との関係を調べた。具体的には、第1記録層204の組成が異なる第1情報層23を含む情報記録媒体24のサンプル3−1から3−35を作製し、第1情報層23の記録感度、及び消去性能を測定した。
サンプルは以下のようにして製造した。まず、基板14として、レーザビーム11を導くための案内溝(深さ20nm、トラックピッチ0.32μm)が形成されたポリカーボネート基板(直径120mm、厚さ1.1mm)を用意した。そして、そのポリカーボネート基板上に、第2反射層308としてAg−Pd−Cu層(厚さ:80nm)、第2誘電体層306として(SiO225(In2350(ZrO225層(厚さ:15nm)、第2界面層(図示せず)として(SiO215(In2335(ZrO250層(厚さ:10nm)、第2記録層304としてGe45In1Bi3Te51層(厚さ:10nm)、第1界面層303として(Cr2350(ZrO250層(厚さ:5nm)、第1誘電体層302として(ZnS)80(SiO220層(厚さ:60nm)を、順次スパッタリング法によって積層した。
上記の各層をスパッタリングする成膜装置は、それぞれ第2反射層308を形成するAg−Pd−Cu合金スパッタリングターゲット、第2誘電体層306を形成する(SiO225(In2350(ZrO225スパッタリングターゲット、第2界面層を形成する(SiO215(In2335(ZrO250スパッタリングターゲット、第2記録層304を形成するGe−In−Bi−Te合金スパッタリングターゲット、第1界面層303を形成する(Cr2350(ZrO250スパッタリングターゲット、第1誘電体層302を形成する(ZnS)80(SiO220スパッタリングターゲットを備えていた。スパッタリングターゲットの形状は、いずれも直径100mm、厚さ6mmの円盤形であった。
第2反射層308の形成は、Arガス雰囲気で、圧力を0.2Paとし、直流(DC)電源を用いて、投入パワー200Wで行った。第2誘電体層306の形成は、Arガス雰囲気で、圧力を0.2Paとし、高周波(RF)電源を用いて、投入パワー200Wで行った。第2界面層の形成は、Arガス雰囲気で、圧力を0.2Paとし、高周波(RF)電源を用いて、投入パワー200Wで行った。第2記録層304の形成は、Arガス雰囲気で、圧力を0.2Paとし、直流(DC)電源を用いて、投入パワー100Wで行った。第1界面層303の形成は、Arガス雰囲気で、圧力を0.2Paとし、高周波(RF)電源を用いて、投入パワー200Wで行った。第1誘電体層302の形成は、Arガス雰囲気で、圧力を0.2Paとし、高周波(RF)電源を用いて、投入パワー400Wで行った。
次に、第1誘電体層302上に紫外線硬化性樹脂を塗布し、その上に案内溝(深さ20nm、トラックピッチ0.32μm)を形成した基板を密着させた状態で、基板14を回転させることによって、均一な樹脂層を形成した。樹脂を硬化させた後に基板をはがした。その結果、レーザビーム11を導く案内溝が第1情報層23側に形成された、厚さ25μmの光学分離層17を得た。
その後、光学分離層17の上に、透過率調整層209としてTiO2層(厚さ:20nm)、第1反射層208としてAg−Pd−Cu層(厚さ:10nm)、第4誘電体層206として(In2350(ZrO250層(厚さ:15nm)、第1記録層204(厚さ:6nm)、第3界面層203として(SiO225(Cr2350(ZrO225層(厚さ:5nm)、第3誘電体層202として(ZnS)80(SiO220層(厚さ:40nm)を、順次スパッタリング法によって積層した。
上記の各層をスパッタリングする成膜装置は、それぞれ透過率調整層209を形成するTiO2スパッタリングターゲット、第1反射層208を形成するAg−Pd−Cu合金スパッタリングターゲット、第4誘電体層206を形成する(In2350(ZrO250スパッタリングターゲット、第1記録層204を形成する合金スパッタリングターゲット(例えば、SbとCを含む合金スパッタリングターゲットを用いてSb9010層を形成)、第3界面層203を形成する(SiO225(Cr2350(ZrO225スパッタリングターゲット、第3誘電体層202を形成する(ZnS)80(SiO220スパッタリングターゲットを備えていた。スパッタリングターゲットの形状は、いずれも直径100mm、厚さ6mmの円盤形であった。
透過率調整層209の形成は、Arと酸素の混合ガス雰囲気(全体に占める酸素の割合が3体積%)で、圧力を0.2Paとして、高周波(RF)電源を用いて、投入パワー400Wで行った。第1反射層208の形成は、Arガス雰囲気で、圧力を0.2Paとして、直流(DC)電源を用いて、投入パワー100Wで行った。第4誘電体層206の形成は、Arガス雰囲気で、圧力を0.2Paとして、高周波(RF)電源を用いて、投入パワー200Wで行った。第1記録層204の形成は、Arガス雰囲気で、圧力を0.2Paとして、直流(DC)電源を用いて、投入パワー50Wで行った。第3界面層203の形成は、Arガス雰囲気で、圧力を0.2Paとして、高周波(RF)電源を用いて、投入パワー200Wで行った。第3誘電体層202の形成は、Arガス雰囲気で、圧力を0.2Paとして、高周波(RF)電源を用いて、投入パワー400Wで行った。
最後に、紫外線硬化性樹脂を第3誘電体層202上に塗布し、基板14を回転させて、均一な樹脂層を形成したのち、紫外線を照射して樹脂を硬化させることにより、厚さ75μmの透明層13を形成した。その後、第2記録層304、及び第1記録層204をレーザビームで結晶化させて初期化した。以上のようにして、第1記録層204の組成が異なる複数のサンプルを製造した。
このようにして得られたサンプルについて、図9の記録再生装置45を用いて、情報記録媒体24の第1情報層23の記録感度、及び消去性能を測定した。レーザビーム11の波長は405nm、対物レンズ41の開口数NAは0.85、測定時のサンプルの線速度は19.7m/s、最短マーク長(2T)は0.149μmとした。情報はグルーブに記録した。
各サンプルについて、第1記録層204の材料と、第1情報層23の記録感度、及び消去性能の評価結果を(表3A)および(表3B)に示す。なお、記録感度については、16mW未満を「A」、16mW以上18mW未満を「B」、18mW以上を「C」とした。第1情報層23の記録感度は、試験1のそれの2倍になっている。これは第2情報層25に情報を記録するために、第1情報層23はレーザビームの半分を透過させなければならないことによる。したがって、第1情報層23の記録に使用できるレーザパワーは、出射レーザパワーのほぼ半分になる。消去性能については、消去率が25dB以上を「A」、20dB以上25dB未満を「B」、20dB未満を「C」とした。
Figure 0004996607
Figure 0004996607
この結果、第1記録層204がZn、Si及びCから選ばれる少なくとも一つの元素とSbとを合わせて85原子%以上含み、さらに第1記録層204の組成が
上記式(1)で示される、サンプル3−19から3−22、
上記式(2)で示される、サンプル3−1から3−4、
上記式(3)で示される、サンプル3−5から3−8、
上記式(4)で示される、サンプル3−9から3−13、
上記式(5)で示される、サンプル3−14から3−18、
上記式(6)で示される、サンプル3−23から3−38
はいずれも、記録感度と消去性能が良好であることがわかった。
サンプル3−38とサンプル3−39からサンプル3−42とを比較すると、第1記録層204が、Sbを含むが、Zn、Si及びCのいずれをも含まないサンプルは、消去性能または記録感度が悪いことが分かった。第2記録層204が、SbとZn、Si及びCのいずれかとを含むが、それらを合わせた割合が85原子%以上でないサンプル3−43から3−45も消去性能が悪かった。
(試験4)
試験4では、図4の情報記録媒体30を作製し、第1記録層404の組成と、第1情報層26の記録感度、及び消去性能との関係を調べた。具体的には、第1記録層404の組成が異なる第1情報層26を含む情報記録媒体30のサンプル4−1から4−24を作製し、第1情報層26の記録感度、及び消去性能を測定した。
サンプルは以下のようにして製造した。まず、基板14として、レーザビーム11を導くための案内溝(深さ20nm、トラックピッチ0.32μm)が形成されたポリカーボネート基板(直径120mm、厚さ1.1mm)を用意した。そして、そのポリカーボネート基板上に、第4反射層708としてAg−Pd−Cu層(厚さ:80nm)、第2誘電体層706として(SiO225(In2350(ZrO225層(厚さ:15nm)、第2界面層(図示せず)として(SiO215(In2335(ZrO250層(厚さ:10nm)、第4記録層704としてGe45In1Bi3Te51層(厚さ:10nm)、第1界面層703として(Cr2350(ZrO250層(厚さ:5nm)、第1誘電体層702として(ZnS)80(SiO220層(厚さ:60nm)を順次スパッタリング法によって積層した。
上記の各層をスパッタリングする成膜装置は、それぞれ第4反射層708を形成するAg−Pd−Cu合金スパッタリングターゲット、第2誘電体層706を形成する(SiO225(In2350(ZrO225スパッタリングターゲット、第2界面層を形成する(SiO215(In2335(ZrO250スパッタリングターゲット、第4記録層704を形成するGe−In−Bi−Te合金スパッタリングターゲット、第1界面層703を形成する(Cr2350(ZrO250スパッタリングターゲット、第1誘電体層702を形成する(ZnS)80(SiO220スパッタリングターゲットを備えていた。スパッタリングターゲットの形状は、いずれも直径100mm、厚さ6mmの円盤形であった。
第4反射層708の形成は、Arガス雰囲気で、圧力を0.2Paとして、直流(DC)電源を用いて投入パワー200Wで行った。第2誘電体層706の形成は、Arガス雰囲気で、圧力を0.2Paとして、高周波(RF)電源を用いて、投入パワー200Wで行った。第2界面層の形成は、Arガス雰囲気で、圧力を0.2Paとして、高周波(RF)電源を用いて、投入パワー200Wで行った。第4記録層704の形成は、Arガス雰囲気で、圧力を0.2Paとして、直流(DC)電源を用いて、投入パワー100Wで行った。第1界面層703の形成は、Arガス雰囲気で、圧力を0.2Paとして、高周波(RF)電源を用いて、投入パワー200Wで行った。第1誘電体層702の形成は、Arガス雰囲気で、圧力を0.2Paとして、高周波(RF)電源を用いて投入パワー400Wで行った。
次に、第1誘電体層702上に紫外線硬化性樹脂を塗布し、その上に案内溝(深さ20nm、トラックピッチ0.32μm)を形成した基板を密着させた状態で、基板14を回転させることによって、均一な樹脂層を形成した。樹脂を硬化させた後に基板をはがした。その結果、レーザビーム11を導く案内溝が第3情報層28側に形成された、厚さ10μmの光学分離層20を得た。
その後、光学分離層20の上に、第3透過率調整層609としてTiO2層(厚さ:30nm)、第3反射層608としてAg−Pd−Cu層(厚さ:5nm)、第4誘電体層606として(In2350(ZrO250層(厚さ:10nm)、第3記録層604としてSb9010層(厚さ:3nm)、第3界面層603として(SiO225(Cr2350(ZrO225層(厚さ:5nm)、第3誘電体層602として(ZnS)80(SiO220層(厚さ:45nm)を、順次スパッタリング法によって積層した。
上記の各層をスパッタリングする成膜装置は、それぞれ第3透過率調整層609を形成するTiO2スパッタリングターゲット、第3反射層608を形成するAg−Pd−Cu合金スパッタリングターゲット、第4誘電体層606を形成する(In2350(ZrO250スパッタリングターゲット、第3記録層604を形成するSb−C合金スパッタリングターゲット、第3界面層603を形成する(SiO225(Cr2350(ZrO225スパッタリングターゲット、第3誘電体層602を形成する(ZnS)80(SiO220スパッタリングターゲットを備えていた。スパッタリングターゲットの形状は、いずれも直径100mm、厚さ6mmの円盤形であった。
第3透過率調整層609の形成は、Arと酸素の混合ガス雰囲気(全体に占める酸素の割合が3体積%)で、圧力を0.2Paとして、高周波(RF)電源を用いて、投入パワー400Wで行った。第3反射層608の形成は、Arガス雰囲気で、圧力を0.2Paとして、直流(DC)電源を用いて、投入パワー100Wで行った。第4誘電体層606の形成は、Arガス雰囲気で、圧力を0.2Paとして、高周波(RF)電源を用いて投入パワー200Wで行った。第3記録層604の形成は、Arガス雰囲気で、圧力を0.2Paとして、直流(DC)電源を用いて、投入パワー50Wで行った。第3界面層603の形成は、Arガス雰囲気で、圧力を0.2Paとして、高周波(RF)電源を用いて、投入パワー200Wで行った。第3誘電体層602の形成は、Arガス雰囲気で、圧力を0.2Paとして、高周波(RF)電源を用いて、投入パワー400Wで行った。
次に、第3誘電体層602上に紫外線硬化性樹脂を塗布し、その上に案内溝(深さ20nm、トラックピッチ0.32μm)を形成した基板を密着させた状態で、基板14を回転させることによって、均一な樹脂層を形成した。樹脂を硬化させた後に基板をはがした。その結果、レーザビーム11を導く案内溝が第2情報層27側に形成された、厚さ15μmの光学分離層19を得た。
その後、光学分離層19の上に、第2透過率調整層509としてTiO2層(厚さ:25nm)、第2反射層508としてAg−Pd−Cu層(厚さ:5nm)、第6誘電体層506として(In2350(ZrO250層(厚さ:10nm)、第2記録層504としてSb9010層(厚さ:3nm)、第5界面層503として(SiO225(Cr2350(ZrO225層(厚さ:5nm)、第5誘電体層502として(ZnS)80(SiO220層(厚さ:40nm)を、順次スパッタリング法によって積層した。
上記の各層をスパッタリングする成膜装置は、それぞれ第2透過率調整層509を形成するTiO2スパッタリングターゲット、第2反射層508を形成するAg−Pd−Cu合金スパッタリングターゲット、第6誘電体層506を形成する(In2350(ZrO250スパッタリングターゲット、第2記録層504を形成するSb−C合金スパッタリングターゲット、第5界面層503を形成する(SiO225(Cr2350(ZrO225スパッタリングターゲット、第5誘電体層502を形成する(ZnS)80(SiO220スパッタリングターゲットを備えていた。スパッタリングターゲットの形状は、いずれも直径100mm、厚さ6mmの円盤形であった。
第2透過率調整層509の形成は、Arと酸素の混合ガス雰囲気(全体に占める酸素の割合が3体積%)で、圧力を0.2Paとして、高周波(RF)電源を用いて、投入パワー400Wで行った。第2反射層508の形成は、Arガス雰囲気で、圧力を0.2Paとして、直流(DC)電源を用いて、投入パワー100Wで行った。第6誘電体層506の形成は、Arガス雰囲気で、圧力を0.2Paとして、高周波(RF)電源を用いて、投入パワー200Wで行った。第2記録層504の形成は、Arガス雰囲気で、圧力を0.2Paとして、直流(DC)電源を用いて、投入パワー50Wで行った。第5界面層503の形成は、Arガス雰囲気で、圧力を0.2Paとして、高周波(RF)電源を用いて、投入パワー200Wで行った。第5誘電体層502の形成は、Arガス雰囲気で、圧力を0.2Paとして、高周波(RF)電源を用いて、投入パワー400Wで行った。
次に、第5誘電体層502上に紫外線硬化性樹脂を塗布し、その上に案内溝(深さ20nm、トラックピッチ0.32μm)を形成した基板を密着させた状態で、基板14を回転させることによって、均一な樹脂層を形成した。樹脂を硬化させた後に基板をはがした。その結果、レーザビーム11を導く案内溝が第1情報層26側に形成された、厚さ10μmの光学分離層17を得た。
その後、光学分離層17の上に、第1透過率調整層409としてTiO2層(厚さ:20nm)、第1反射層408としてAg−Pd−Cu層(厚さ:5nm)、第8誘電体層406として(In2350(ZrO250層(厚さ:10nm)、第1記録層404(厚さ:3nm)、第7界面層403として(SiO225(Cr2350(ZrO225層(厚さ:5nm)、第7誘電体層402として(ZnS)80(SiO220層(厚さ:35nm)を、順次スパッタリング法によって積層した。
上記の各層をスパッタリングする成膜装置は、それぞれ第1透過率調整層409を形成するTiO2スパッタリングターゲット、第1反射層408を形成するAg−Pd−Cu合金スパッタリングターゲット、第8誘電体層406を形成する(In2350(ZrO250スパッタリングターゲット、第1記録層404を形成する合金スパッタリングターゲット(例えば、SbとCを含む合金スパッタリングターゲットを用いてSb9010層を形成)、第7界面層403を形成する(SiO225(Cr2350(ZrO225スパッタリングターゲット、第7誘電体層402を形成する(ZnS)80(SiO220スパッタリングターゲットを備えていた。スパッタリングターゲットの形状は、いずれも直径100mm、厚さ6mmの円盤形であった。
第1透過率調整層409の形成は、Arと酸素の混合ガス雰囲気(全体に占める酸素の割合が3体積%)で、圧力を0.2Paとして、高周波(RF)電源を用いて、投入パワー400Wで行った。第1反射層408の形成は、Arガス雰囲気で、圧力を0.2Paとして、直流(DC)電源を用いて、投入パワー100Wで行った。第8誘電体層406の形成は、Arガス雰囲気で、圧力を0.2Paとして、高周波(RF)電源を用いて、投入パワー200Wで行った。第1記録層404の形成は、Arガス雰囲気で、圧力を0.2Paとして、直流(DC)電源を用いて、投入パワー50Wで行った。第7界面層403の形成は、Arガス雰囲気で、圧力を0.2Paとして、高周波(RF)電源を用いて、投入パワー200Wで行った。第7誘電体層402の形成は、Arガス雰囲気で、圧力を0.2Paとして、高周波(RF)電源を用いて、投入パワー400Wで行った。
最後に、紫外線硬化性樹脂を第7誘電体層402上に塗布し、基板14を回転させることによって、均一な樹脂層を形成したのち、紫外線を照射して樹脂を硬化させることによって、厚さ65μmの透明層13を形成した。その後、第4記録層704、第3記録層604、第2記録層504、及び第1記録層404をレーザビームで結晶化させて初期化した。以上のようにして、第1記録層404の組成が異なる複数のサンプルを製造した。
このようにして得られたサンプルについて、図9の記録再生装置45を用いて、情報記録媒体30の第1情報層26の記録感度、及び消去性能を測定した。レーザビーム11の波長は405nm、対物レンズ41の開口数NAは0.85、測定時のサンプルの線速度は19.7m/s、最短マーク長(2T)は0.149μmとした。情報はグルーブに記録した。
各サンプルについて、第1記録層404の組成と、第1情報層26の記録感度、及び消去性能の評価結果を(表4)に示す。記録感度については、32mW未満を「A」、32mW以上36mW未満を「B」、36mW以上を「C」とした。第1情報層26の記録感度が試験1のそれの4倍になっている。これは、第4情報層29、第3情報層28、及び第2情報層27への情報の記録のため、第1情報層26はレーザビームの75%程度を透過させなければならないことによる。したがって、第1情報層26の記録に使用できるレーザパワーは出射レーザパワーの25%程度になる。また、消去性能については、消去率が25dB以上を「A」、20dB以上25dB未満を「B」、20dB未満を「C」とした。
Figure 0004996607
この結果、第1記録層404がZn、Si及びCから選ばれる少なくとも一つの元素とSbとを合わせて85原子%以上含み、さらに第1記録層404の組成が
式(1)で示される、サンプル4−15から4−18、
式(2)で示される、サンプル4−1からサンプル4−3
式(3)で示される、サンプル4−4から4−6、
式(4)で示される、サンプル4−7から4−10、
式(5)で示される、サンプル4−11から4−14、
式(6)で示される、サンプル4−19から4−27
はいずれも、記録感度と消去性能が良好であることがわかった。
サンプル4−27とサンプル4−28からサンプル4−31とを比較すると、第1記録層404がSbを含むが、Zn、Si及びCのいずれをも含まないサンプルは、消去性能が悪いことが分かった。第1記録層404がSbとZn、Si及びCのいずれかとを含むが、それらを合わせた割合が85原子%以上でないサンプル4−32から4−34も消去性能が悪かった。
(試験5)
試験5では、図4の情報記録媒体30において、第1情報層26がない、すなわち、図2の情報記録媒体22においてN=3の場合の情報記録媒体30のサンプルを作製し、第4情報層29、第3情報層28、ならびに第2情報層27の記録感度、及び消去性能を測定した。ここでは、3つの情報層に第4から第2の序数を便宜的に付与しているが、これらはそれぞれ、第3、第2および第1情報層と呼んでよいものである。
サンプルは以下のようにして製造した。まず、基板14として、レーザビーム11を導くための案内溝(深さ20nm、トラックピッチ0.32μm)が形成されたポリカーボネート基板(直径120mm、厚さ1.1mm)を用意した。そして、そのポリカーボネート基板上に、第4反射層708としてAg−Pd−Cu層(厚さ:80nm)、第2誘電体層706として(SiO225(In2350(ZrO225層(厚さ:15nm)、第2界面層(図示せず)として(SiO215(In2335(ZrO250層(厚さ:10nm)、第4記録層704としてSb9010層(厚さ:10nm)、第1界面層703として(Cr2350(ZrO250層(厚さ:5nm)、第1誘電体層702として(ZnS)80(SiO220層(厚さ:60nm)を、順次スパッタリング法によって積層した。
上記の各層をスパッタリングする成膜装置は、それぞれ第4反射層708を形成するAg−Pd−Cu合金スパッタリングターゲット、第2誘電体層706を形成する(SiO225(In2350(ZrO225スパッタリングターゲット、第2界面層を形成する(SiO215(In2335(ZrO250スパッタリングターゲット、第4記録層704を形成するSb−C合金スパッタリングターゲット、第1界面層703を形成する(Cr2350(ZrO250スパッタリングターゲット、第1誘電体層702を形成する(ZnS)80(SiO220スパッタリングターゲットを備えていた。なお、スパッタリングターゲットの形状は、いずれも直径100mm、厚さ6mmの円盤形であった。
第4反射層708の形成は、Arガス雰囲気で、圧力を0.2Paとして、直流(DC)電源を用いて、投入パワー200Wで行った。第2誘電体層706の形成は、Arガス雰囲気で、圧力を0.2Paとして、高周波(RF)電源を用いて、投入パワー200Wで行った。第2界面層の形成は、Arガス雰囲気で、圧力を0.2Paとして、高周波(RF)電源を用いて、投入パワー200Wで行った。第4記録層704の形成は、Arガス雰囲気で、圧力を0.2Paとして、直流(DC)電源を用いて、投入パワー100Wで行った。第1界面層703の形成は、Arガス雰囲気で、圧力を0.2Paとして、高周波(RF)電源を用いて、投入パワー200Wで行った。第1誘電体層702の形成は、Arガス雰囲気で、圧力を0.2Paとして、高周波(RF)電源を用いて、投入パワー400Wで行った。
次に、第1誘電体層702上に紫外線硬化性樹脂を塗布し、その上に案内溝(深さ20nm、トラックピッチ0.32μm)を形成した基板を密着させた状態で、基板14を回転させることによって、均一な樹脂層を形成した。樹脂を硬化させた後に基板をはがした。その結果、レーザビーム11を導く案内溝が第3情報層28側に形成された、厚さ15μmの光学分離層20を得た。
その後、光学分離層20の上に、第3透過率調整層609としてTiO2層(厚さ:30nm)、第3反射層608としてAg−Pd−Cu層(厚さ:5nm)、第4誘電体層606として(In2350(ZrO250層(厚さ:10nm)、第3記録層604としてSb9010層(厚さ:4nm)、第3界面層603として(SiO225(Cr2350(ZrO225層(厚さ:5nm)、第3誘電体層602として(ZnS)80(SiO220層(厚さ:45nm)を、順次スパッタリング法によって積層した。
上記の各層をスパッタリングする成膜装置は、それぞれ第3透過率調整層609を形成するTiO2スパッタリングターゲット、第3反射層608を形成するAg−Pd−Cu合金スパッタリングターゲット、第4誘電体層606を形成する(In2350(ZrO250スパッタリングターゲット、第3記録層604を形成するSb−C合金スパッタリングターゲット、第3界面層603を形成する(SiO225(Cr2350(ZrO225スパッタリングターゲット、第3誘電体層602を形成する(ZnS)80(SiO220スパッタリングターゲットを備えていた。スパッタリングターゲットの形状は、いずれも直径100mm、厚さ6mmの円盤形であった。
第3透過率調整層609の形成は、Arと酸素の混合ガス雰囲気(全体に占める酸素の割合が3体積%)で、圧力を0.2Paとして、高周波(RF)電源を用いて、投入パワー400Wで行った。第3反射層608の形成は、Arガス雰囲気で、圧力を0.2Paとして、直流(DC)電源を用いて、投入パワー100Wで行った。第4誘電体層606の形成は、Arガス雰囲気で、圧力を0.2Paとして、高周波(RF)電源を用いて、投入パワー200Wで行った。第3記録層604の形成は、Arガス雰囲気で、圧力を0.2Paとして、直流(DC)電源を用いて、投入パワー50Wで行った。第3界面層603の形成は、Arガス雰囲気で、圧力を0.2Paとして、高周波(RF)電源を用いて、投入パワー200Wで行った。第3誘電体層602の形成は、Arガス雰囲気で、圧力を0.2Paとして、高周波(RF)電源を用いて、投入パワー400Wで行った。
次に、第3誘電体層602上に紫外線硬化性樹脂を塗布し、その上に案内溝(深さ20nm、トラックピッチ0.32μm)を形成した基板を密着させた状態で、基板14を回転させることによって、均一な樹脂層を形成した。樹脂を硬化させた後に基板をはがした。その結果、レーザビーム11を導く案内溝が第2情報層27側に形成された、厚さ20μmの光学分離層19を得た。
その後、光学分離層19の上に、第2透過率調整層509としてTiO2層(厚さ:25nm)、第2反射層508としてAg−Pd−Cu層(厚さ:5nm)、第6誘電体層506として(In2350(ZrO250層(厚さ:10nm)、第2記録層504としてSb9010層(厚さ:4nm)、第5界面層503として(SiO225(Cr2350(ZrO225層(厚さ:5nm)、第5誘電体層502として(ZnS)80(SiO220層(厚さ:40nm)を順次スパッタリング法によって積層した。
上記の各層をスパッタリングする成膜装置は、それぞれ第2透過率調整層509を形成するTiO2スパッタリングターゲット、第2反射層508を形成するAg−Pd−Cu合金スパッタリングターゲット、第6誘電体層506を形成する(In2350(ZrO250スパッタリングターゲット、第2記録層504を形成するSb−C合金スパッタリングターゲット、第5界面層503を形成する(SiO225(Cr2350(ZrO225スパッタリングターゲット、第5誘電体層502を形成する(ZnS)80(SiO220スパッタリングターゲットを備えていた。スパッタリングターゲットの形状は、いずれも直径100mm、厚さ6mmの円盤形であった。
第2透過率調整層509の形成は、Arと酸素の混合ガス雰囲気(全体に占める酸素の割合が3体積%)で、圧力を0.2Paとして、高周波(RF)電源を用いて、投入パワー400Wで行った。第2反射層508の形成は、Arガス雰囲気で、圧力を0.2Paとして、直流(DC)電源を用いて、投入パワー100Wで行った。第6誘電体層506の形成は、Arガス雰囲気で、圧力を0.2Paとして、高周波(RF)電源を用いて、投入パワー200Wで行った。第2記録層504の形成は、Arガス雰囲気で、圧力を0.2Paとして、直流(DC)電源を用いて、投入パワー50Wで行った。第5界面層503の形成は、Arガス雰囲気で、圧力を0.2Paとして、高周波(RF)電源を用いて投入パワー200Wで行った。第5誘電体層502の形成は、Arガス雰囲気で、圧力を0.2Paとして、高周波(RF)電源を用いて、投入パワー400Wで行った。
最後に、紫外線硬化性樹脂を第5誘電体層502上に塗布し、基板14を回転させて、均一な樹脂層を形成したのち、紫外線を照射して樹脂を硬化させることにより、厚さ65μmの透明層13を形成した。その後、第4記録層704、第3記録層604、及び第2記録層504をレーザビームで結晶化させて、初期化した。以上のようにして、情報記録媒体30を製造した。
このようにして得られたサンプルについて、図9の記録再生装置45を用いて、情報記録媒体30の第4情報層29、第3情報層28、及び第2情報層27の記録感度、及び消去性能を測定した。レーザビーム11の波長は405nm、対物レンズ41の開口数NAは0.85、測定時のサンプルの線速度は19.7m/s、最短マーク長(2T)は0.149μmとした。情報はグルーブに記録した。
各情報層の記録感度、及び消去性能の評価結果を(表5)に示す。なお、記録感度については、24mW未満を「A」、24mW以上27mW未満を「B」、27mW以上を「C」とした。第4情報層29、第3情報層28、及び第2情報層27の記録感度は、試験1のそれの3倍になっている。これは、これらの3つの情報層それぞれに情報を記録しなければならないことによる。したがって、出射レーザパワーの33%程度が各情報層で使用される。消去性能については、消去率が25dB以上を「A」、20dB以上25dB未満を「B」、20dB未満を「C」とした。
Figure 0004996607
この結果、第4情報層29、第3情報層28、及び第2情報層27の各々の記録感度、及び消去性能はともに良好であることがわかった。上記以外の組成においても同様の実験を行ったところ、Zn、Si及びCから選ばれる少なくとも一つの元素とSbとを合わせて85原子%以上含み、さらにSbが80原子%以上含まれる組成では、記録感度、及び消去性能がともに良好であることがわかった。
また、種々の組成について実験した結果、第4記録層704、第3記録層604、及び第2記録層504の組成はそれぞれ、上記式(1)から(6)のいずれかで表されることが好ましいことがわかった。
(試験6)
試験6では、図5の情報記録媒体34を作製し、試験1と同様の実験を行った。サンプルは以下のようにして製造した。まず、基板31として、レーザビーム11を導くための案内溝(深さ40nm、トラックピッチ0.68μm)が形成されたポリカーボネート基板(直径120mm、厚さ0.6mm)を用意した。そして、そのポリカーボネート基板上に、第1誘電体層102として(ZnS)80(SiO220層(厚さ:60nm)、第1界面層103として(Cr2350(ZrO250層(厚さ:5nm)、記録層104(厚さ:10nm)、第2誘電体層106として(In2350(ZrO250層(厚さ:25nm)、反射層108としてAg−Pd−Cu層(厚さ:80nm)を順次スパッタリング法によって積層した。使用した成膜装置、スパッタリングターゲット、成膜条件(ガス種、圧力、投入パワー)等は試験1で使用したそれらと同様である。
その後、紫外線硬化性樹脂をダミー基板33上に塗布し、基板31の反射層108をダミー基板33に密着させた状態で、基板31および33を回転させることによって、均一な樹脂層(厚さ20μm)を形成した。それから、紫外線を照射して樹脂を硬化させて、接着層32により基板31とダミー基板33を接着させた。最後に、記録層104の全面をレーザビームで結晶化させて初期化した。
このようにして得られたサンプルについて、試験1と同様の方法によって、情報記録媒体34の情報層16の記録感度、及び消去性能を測定した。このとき、レーザビーム11の波長は405nm、対物レンズ41の開口数NAは0.65、測定時のサンプルの線速度は22.4m/s、最短マーク長は0.173μmとした。情報はグルーブ、及びランドに記録した。
この結果、試験1と同様に、記録層104がZn、Si及びCから選ばれる少なくとも一つの元素とSbとを合わせて85原子%以上含み、さらに記録層104の組成が上記式(1)、(2)、(3)、(4)および(6)で表されるサンプルはいずれも、記録感度と消去性能がともに良好であることがわかった。
(試験7)
試験7では、図7の情報記録媒体38を作製し、試験2と同様の実験を行った。サンプルは以下のようにして製造した。まず、基板31として、レーザビーム11を導くための案内溝(深さ40nm、トラックピッチ0.68μm)が形成されたポリカーボネート基板(直径120mm、厚さ0.6mm)を用意した。そして、そのポリカーボネート基板上に、第3誘電体層202として(ZnS)80(SiO220層(厚さ:40nm)、第3界面層203として(SiO225(Cr2350(ZrO225層(厚さ:5nm)、第1記録層204としてGe45In1Bi3Te51層(厚さ:6nm)、第4誘電体層206として(SiO225(In2350(ZrO225層(厚さ:10nm)、第1反射層208としてAg−Pd−Cu層(厚さ:10nm)、透過率調整層209としてTiO2層(厚さ:20nm)を、順次スパッタリング法によって積層した。使用した成膜装置、スパッタリングターゲット、成膜条件(ガス種、圧力、投入パワー)等は試験2の第1情報層23の形成で使用したそれらと同様である。
また、基板36として、レーザビーム11を導くための案内溝(深さ40nm、トラックピッチ0.68μm)が形成されたポリカーボネート基板(直径120mm、厚さ0.58mm)を用意した。そして、そのポリカーボネート基板上に、第2反射層308としてAg−Pd−Cu層(厚さ:80nm)、第2誘電体層306として(In2350(ZrO250層(厚さ:25nm)、第2記録層304(厚さ:10nm)、第1界面層303として(Cr2350(ZrO250層(厚さ:5nm)、第1誘電体層302として(ZnS)80(SiO220層(厚さ:60nm)を、順次スパッタリング法によって積層した。使用した成膜装置、スパッタリングターゲット、成膜条件(ガス種、圧力、投入パワー)等は試験2の第2情報層25の形成で使用したそれらと同様である。
その後、紫外線硬化性樹脂を基板36の第1誘電体層302上に塗布し、基板31の透過率調整層209を基板36に密着させた状態で、基板31および36を回転させることによって、均一な樹脂層(厚さ20μm)を形成した。その後、紫外線を照射して樹脂を硬化させて、接着層35により基板31と基板36を接着させた。最後に、第2記録層304、及び第1記録層204の全面をレーザビームで結晶化させて初期化した。
このようにして得られたサンプルについて、試験2と同様の方法によって、情報記録媒体38の第2情報層25の記録感度、及び消去性能を測定した。レーザビーム11の波長は405nm、対物レンズ41の開口数NAは0.65、測定時のサンプルの線速度は22.4m/s、最短マーク長は0.173μmとした。情報はグルーブ、及びランドに記録した。
試験2と同様に、第2記録層304の材料を変化させて記録感度と消去性能を評価した結果、第2記録層304が、Zn、Si及びCから選ばれる少なくとも一つの元素とSbとを合わせて85原子%以上含み、さらに第2記録層304の組成が上記式(1)、(2)、(3)、(4)および(6)で表されるサンプルはいずれも、記録感度と消去性能がともに良好であることがわかった。
(試験8)
試験8では、図7の情報記録媒体38を作製し、試験3と同様の実験を行った。
サンプルは以下のようにして製造した。まず、基板31として、レーザビーム11を導くための案内溝(深さ40nm、トラックピッチ0.68μm)が形成されたポリカーボネート基板(直径120mm、厚さ0.6mm)を用意した。そして、そのポリカーボネート基板上に、第3誘電体層202として(ZnS)80(SiO220層(厚さ:40nm)、第3界面層203として(SiO225(Cr2350(ZrO225層(厚さ:5nm)、第1記録層204(厚さ:6nm)、第4誘電体層206として(In2350(ZrO250層(厚さ:15nm)、第1反射層208としてAg−Pd−Cu層(厚さ:10nm)、透過率調整層209としてTiO2層(厚さ:20nm)を、順次スパッタリング法によって積層した。使用した成膜装置、スパッタリングターゲット、成膜条件(ガス種、圧力、投入パワー)等は試験3の第1情報層23の形成で使用したそれらと同様である。
また、基板36として、レーザビーム11を導くための案内溝(深さ40nm、トラックピッチ0.68μm)が形成されたポリカーボネート基板(直径120mm、厚さ0.58mm)を用意した。そして、そのポリカーボネート基板上に、第2反射層308としてAg−Pd−Cu層(厚さ:80nm)、第2誘電体層306として(SiO225(In2350(ZrO225層(厚さ:15nm)、第2界面層(図示せず)として(SiO215(In2335(ZrO250層(厚さ:10nm)、第2記録層304としてGe45In1Bi3Te51層(厚さ:10nm)、第1界面層303として(Cr2350(ZrO250層(厚さ:5nm)、第1誘電体層302として(ZnS)80(SiO220層(厚さ:60nm)を順次スパッタリング法によって積層した。使用した成膜装置、スパッタリングターゲット、成膜条件(ガス種、圧力、投入パワー)等は試験3の第2情報層25の形成で使用したそれらと同様である。
その後、紫外線硬化性樹脂を基板36の第1誘電体層302上に塗布し、基板31の透過率調整層209を基板36に密着させた状態で、基板31および36を回転させることによって均一な樹脂層(厚さ20μm)を形成した。その後、紫外線を照射して樹脂を硬化させて、接着層35により基板31と基板36を接着させた。最後に、第2記録層304、及び第1記録層204の全面をレーザビームで結晶化させて、初期化した。
このようにして得られたサンプルについて、試験3と同様の方法によって、情報記録媒体38の第1情報層23の記録感度、及び消去性能を測定した。レーザビーム11の波長は405nm、対物レンズ41の開口数NAは0.65、測定時のサンプルの線速度は22.4m/s、最短マーク長は0.173μmとした。情報はグルーブ、及びランドに記録した。
試験3と同様に、第1記録層204の材料を変化させて記録感度と消去性能を評価した結果、第1記録層204が、Zn、Si及びCから選ばれる少なくとも一つの元素とSbとを合わせて85原子%以上含み、さらに第1記録層204の組成が上記式(1)から上記式(6)のいずれかで表されるサンプルは、記録感度と消去性能がともに良好であることがわかった。
(試験9)
試験9では、図8の情報記録媒体39を作製し、試験4と同様の実験を行った。
サンプルは以下のようにして製造した。まず、基板31として、レーザビーム11を導くための案内溝(深さ40nm、トラックピッチ0.68μm)が形成されたポリカーボネート基板(直径120mm、厚さ0.6mm)を用意した。そして、そのポリカーボネート基板上に、第7誘電体層402として(ZnS)80(SiO220層(厚さ:35nm)、第7界面層403として(SiO225(Cr2350(ZrO225層(厚さ:5nm)、第1記録層404(厚さ:6nm)、第8誘電体層406として(In2350(ZrO250層(厚さ:10nm)、第1反射層408としてAg−Pd−Cu層(厚さ:5nm)、第1透過率調整層409としてTiO2層(厚さ:20nm)を順次スパッタリング法によって積層した。使用した成膜装置、スパッタリングターゲット、成膜条件(ガス種、圧力、投入パワー)等は試験4の第1情報層26の形成で使用したそれらと同様である。
次に、第1透過率調整層409上に紫外線硬化性樹脂を塗布し、その上に案内溝(深さ40nm、トラックピッチ0.68μm)を形成した基板を密着させた状態で、基板31を回転させることによって、均一な樹脂層を形成した。樹脂を硬化させた後に基板をはがした。その結果、レーザビーム11を導く案内溝が第2情報層27側に形成された、厚さ10μmの光学分離層17を得た。
その後、光学分離層17の上に、第5誘電体層502として(ZnS)80(SiO220層(厚さ:40nm)、第5界面層503として(SiO225(Cr2350(ZrO225層(厚さ:5nm)、第2記録層504としてSb9010層(厚さ:3nm)、第6誘電体層506として(In2350(ZrO250層(厚さ:10nm)、第2反射層508としてAg−Pd−Cu層(厚さ:5nm)、第2透過率調整層509としてTiO2層(厚さ:25nm)を、順次スパッタリング法によって積層した。使用した成膜装置、スパッタリングターゲット、成膜条件(ガス種、圧力、投入パワー)等は試験4の第2情報層27の形成で使用したそれらと同様である。
また、基板36として、レーザビーム11を導くための案内溝(深さ40nm、トラックピッチ0.68μm)が形成されたポリカーボネート基板(直径120mm、厚さ0.58mm)を用意した。そして、そのポリカーボネート基板上に、第4反射層708としてAg−Pd−Cu層(厚さ:80nm)、第2誘電体層706として(SiO225(In2350(ZrO225層(厚さ:15nm)、第2界面層(図示せず)として(SiO215(In2335(ZrO250層(厚さ:10nm)、第4記録層704としてGe45In1Bi3Te51層(厚さ:10nm)、第1界面層703として(Cr2350(ZrO250層(厚さ:5nm)、第1誘電体層702として(ZnS)80(SiO220層(厚さ:60nm)を、順次スパッタリング法によって積層した。使用した成膜装置、スパッタリングターゲット、成膜条件(ガス種、圧力、投入パワー)等は試験4の第4情報層29の形成で使用したそれらと同様である。
次に、第1誘電体層702上に紫外線硬化性樹脂を塗布し、その上に案内溝(深さ40nm、トラックピッチ0.68μm)を形成した基板を密着させた状態で、基板36を回転させることによって、均一な樹脂層を形成した。樹脂を硬化させた後に基板をはがした。その結果、レーザビーム11を導く案内溝が第3情報層28側に形成された、厚さ10μmの光学分離層20を得た。
その後、光学分離層20の上に、第3透過率調整層609としてTiO2層(厚さ:30nm)、第3反射層608としてAg−Pd−Cu層(厚さ:5nm)、第4誘電体層606として(In2350(ZrO250層(厚さ:10nm)、第3記録層604としてSb9010層(厚さ:3nm)、第3界面層603として(SiO225(Cr2350(ZrO225層(厚さ:5nm)、第3誘電体層602として(ZnS)80(SiO220層(厚さ:45nm)を順次スパッタリング法によって積層した。使用した成膜装置、スパッタリングターゲット、成膜条件(ガス種、圧力、投入パワー)等は試験4の第3情報層28の形成で使用したそれらと同様である。
その後、紫外線硬化性樹脂を基板36の第3誘電体層602上に塗布し、基板31の第2透過率調整層509を基板36に密着させた状態で、基板31および36を回転させることによって、均一な樹脂層(厚さ15μm)を形成した。それから、紫外線を照射して樹脂を硬化させた。それにより、接着層35により基板31と基板36を接着させた。最後に、第4記録層704、第3記録層604、第2記録層504、及び第1記録層404の全面を、レーザビームで結晶化させて、初期化した。
このようにして得られたサンプルについて、試験4と同様の方法によって、情報記録媒体39の第1情報層26の記録感度、及び消去性能を測定した。レーザビーム11の波長は405nm、対物レンズ41の開口数NAは0.65、測定時のサンプルの線速度は22.4m/s、最短マーク長は0.173μmとした。情報はグルーブ、及びランドに記録した。
試験4と同様に、第1記録層404の組成を変化させて記録感度と消去性能を評価した結果、第1記録層404が、Zn、Si及びCから選ばれる少なくとも一つの元素とSbとを合わせて85原子%以上含み、さらに第1記録層404の組成が上記式(1)から上記式(6)のいずれかで表されるサンプルは、記録感度と消去性能がともに良好であることがわかった。
(試験10)
試験10では、図8の情報記録媒体39において、第1情報層26がない、すなわち、図6の情報記録媒体37においてN=3の場合の情報記録媒体37のサンプルを作製し、試験5と同様の実験を行った。
サンプルは以下のようにして製造した。まず、基板31として、レーザビーム11を導くための案内溝(深さ40nm、トラックピッチ0.68μm)が形成されたポリカーボネート基板(直径120mm、厚さ0.6mm)を用意した。そして、そのポリカーボネート基板上に、第5誘電体層502として(ZnS)80(SiO220層(厚さ:40nm)、第5界面層503として(SiO225(Cr2350(ZrO225層(厚さ:5nm)、第2記録層504としてSb9010層(厚さ:4nm)、第6誘電体層506として(In2350(ZrO250層(厚さ:10nm)、第2反射層508としてAg−Pd−Cu層(厚さ:5nm)、第2透過率調整層509としてTiO2層(厚さ:25nm)を、順次スパッタリング法によって積層した。使用した成膜装置、スパッタリングターゲット、成膜条件(ガス種、圧力、投入パワー)等は試験5の第2情報層27の形成で使用したそれらと同様である。
また、基板36として、レーザビーム11を導くための案内溝(深さ40nm、トラックピッチ0.68μm)が形成されたポリカーボネート基板(直径120mm、厚さ0.58mm)を用意した。そして、そのポリカーボネート基板上に、第4反射層708としてAg−Pd−Cu層(厚さ:80nm)、第2誘電体層706として(SiO225(In2350(ZrO225層(厚さ:15nm)、第2界面層(図示せず)として(SiO215(In2335(ZrO250層(厚さ:10nm)、第4記録層704としてSb9010層(厚さ:10nm)、第1界面層703として(Cr2350(ZrO250層(厚さ:5nm)、第1誘電体層702として(ZnS)80(SiO220層(厚さ:60nm)を、順次スパッタリング法によって積層した。使用した成膜装置、スパッタリングターゲット、成膜条件(ガス種、圧力、投入パワー)等は試験5の第4情報層29の形成で使用したそれらと同様である。
次に、第1誘電体層702上に紫外線硬化性樹脂を塗布し、その上に案内溝(深さ40nm、トラックピッチ0.68μm)を形成した基板を密着させた状態で、基板36を回転させることによって、均一な樹脂層を形成した。樹脂を硬化させた後に基板をはがした。その結果、レーザビーム11を導く案内溝が第3情報層28側に形成された、厚さ20μmの光学分離層20を得た。
その後、光学分離層20の上に、第3透過率調整層609としてTiO2層(厚さ:30nm)、第3反射層608としてAg−Pd−Cu層(厚さ:5nm)、第4誘電体層606として(In2350(ZrO250層(厚さ:10nm)、第3記録層604としてSb9010層(厚さ:4nm)、第3界面層603として(SiO225(Cr2350(ZrO225層(厚さ:5nm)、第3誘電体層602として(ZnS)80(SiO220層(厚さ:45nm)を順次スパッタリング法によって積層した。使用した成膜装置、スパッタリングターゲット、成膜条件(ガス種、圧力、投入パワー)等は試験5の第3情報層28の形成で使用したそれらと同様である。
その後、紫外線硬化性樹脂を基板36の第3誘電体層602上に塗布し、基板31の第2透過率調整層509を基板36に密着させた状態で、基板31および36を回転させることによって、均一な樹脂層(厚さ15μm)を形成した。その後、紫外線を照射して樹脂を硬化させることによって、接着層35により基板31と基板36を接着させた。最後に、第4記録層704、第3記録層604、及び第2記録層504の全面をレーザビームで結晶化させて初期化した。
このようにして得られたサンプルについて、試験5と同様の方法によって、情報記録媒体39の第4情報層29、第3情報層28、及び第2情報層27の記録感度、及び消去性能を測定した。レーザビーム11の波長は405nm、対物レンズ41の開口数NAは0.65、測定時のサンプルの線速度は22.4m/s、最短マーク長は0.173μmとした。情報はグルーブ、及びランドに記録した。
この結果、試験5と同様に、第4記録層704、第3記録層604、及び第2記録層504が、Zn、Si及びCから選ばれる少なくとも一つの元素とSbとを合わせて85原子%以上含み、さらに第4記録層704、第3記録層604、及び第2記録層504の組成が、上記式(4)で表され、且つSbが80原子%以上含まれる場合には、第4情報層29、第3情報層28、及び第2情報層27の記録感度、及び消去性能がともに良好であることがわかった。
(試験11)
試験1から試験10において、記録層104、第1記録層204、第2記録層304、第1記録層404、第2記録層504、第3記録層604、または第4記録層704を、Sb、M1およびM2に加えて、他の元素を含む組成となるように形成した。具体的には、他の元素は、B、Mg、Al、S、Ca、Sc、Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Sr、Y、Zr、Nb、Mo、Ru、Rh、Pd、Hf、Ta、W、Ir、Pt、Au、La、Ce、Pr、Nd、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb及びLuから選ばれる少なくとも一つの元素とした。当該他の元素の割合は、全体の1原子%〜5原子%とした。そのような記録層を含む情報記録媒体を、試験1から10と同様に評価した。いずれも、試験1から10と同様の結果が得られた。特に、Ti、Cr、Mn、Zr、及びHfを含む材料を用いた場合、記録感度がより良好になった。
(試験12)
試験12では、記録層104を少なくとも2種以上の層を積層してなる記録部として形成した、図1の情報記録媒体15を作製し、記録層104の積層構造と、情報層16の記録感度、及び消去性能との関係を調べた。本試験では、記録部の組成および/または構造が異なるサンプル6−1から6−23を作製した。
記録層104以外の層の形成方法は、試験1の各層の形成方法と同様である。記録層104を構成する積層構造を有する記録部は、積層する層の種類に応じて2種以上の合金スパッタリングターゲットを、順次スパッタリングすることによって形成した。それぞれのスパッタリングターゲットの形状は、いずれも直径100mm、厚さ6mmの円盤形であった。記録層104を構成する層はいずれも、Arガス雰囲気で、圧力を0.2Paとして、直流(DC)電源を用いて、投入パワー50Wで形成した。
情報記録媒体15の情報層16の記録層104を形成する記録部の積層構造と、情報層16の記録感度、及び消去率の評価結果を(表6)に示す。記録層104は、左端に記載している組成の層が第1界面層103側にあり、順次積層されて、右端に記載している組成の層が第2誘電体層106側にあるように形成した。記録感度については、8mW未満を「A」、8mW以上9mW未満を「B」、9mW以上を「C」とした。消去性能については、消去率が25dB以上を「A」、20dB以上25dB未満を「B」、20dB未満を「C」とした。
Figure 0004996607
この結果、Sbを含む層、M1を含む層(但し、M1はZn、Si及びCから選ばれる少なくとも一つの元素)、M2を含む層(但し、M2はGa、Ge、Ag、In、Sn、Te及びBiから選ばれる少なくとも一つの元素)、Sb−M1を含む層、Sb−M2を含む層、M1−M2を含む層、及びSb−M1−M2を含む層から選ばれる少なくとも2種以上の層を積層してなる積層構造を有する記録部として記録層104を形成した、サンプル6−1から6−23は、試験1と同様に記録感度と消去性能がともに良好であることがわかった。この中でも特に、Sb−M1を含む層がCを50原子%以下の割合で含み、Sb−M2を含む層がGe及びTeから選ばれる少なくとも一つの元素を30原子%以下の割合で含むサンプル6−14から6−23は、他のサンプルより消去性能が良好であった。
また、記録部を形成する層を、Sb、M1およびM2に加えて、他の元素を含む組成となるように形成した。具体的には、他の元素は、B、Mg、Al、S、Ca、Sc、Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Sr、Y、Zr、Nb、Mo、Ru、Rh、Pd、Hf、Ta、W、Ir、Pt、Au、La、Ce、Pr、Nd、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb及びLuから選ばれる少なくとも一つの元素とした。当該他の元素の割合は、全体の1原子%〜5原子%とした。そのような記録層を含む情報記録媒体を、同様に評価した。いずれも、同様の結果が得られた。
(試験13)
試験13では、第1記録層204を少なくとも2種以上の層を積層してなる積層構造を有する記録部として形成した、図3の情報記録媒体24を作製し、第1記録層204の積層構造と、第1情報層23の記録感度、及び消去性能との関係を調べた。本試験では、記録部の組成および/または構造が異なるサンプル7−1から7−20を作製した。
第1記録層204以外の層の形成方法は、試験3の各層の形成方法と同様である。第1記録層204を構成する積層構造を有する記録部は、積層する層の種類に応じて2種以上の合金スパッタリングターゲットを、順次スパッタリングすることによって形成した。それぞれのスパッタリングターゲットの形状は、いずれも直径100mm、厚さ6mmの円盤形であった。第1記録層204を構成する各層は、いずれも、Arガス雰囲気で、圧力を0.2Paとして、直流(DC)電源を用いて投入パワー50Wで形成した。
情報記録媒体24の第1情報層23の第1記録層204を形成する記録部の積層構造と、第1情報層23の記録感度、及び消去率の評価結果を(表7)に示す。第1記録層204は、左端に記載している組成の層が第3界面層203側にあり、順次積層されて、右端に記載している組成の層が第4誘電体層206側にあるように形成した。また、記録感度については、16mW未満を「A」、16mW以上18mW未満を「B」、18mW以上を「C」とした。また、消去性能については、消去率が25dB以上を「A」、20dB以上25dB未満を「B」、20dB未満を「C」とした。
Figure 0004996607
この結果、Sbを含む層、M1を含む層(但し、M1はZn、Si及びCから選ばれる少なくとも一つの元素)、M2を含む層(但し、M2はGa、Ge、Ag、In、Sn、Te及びBiから選ばれる少なくとも一つの元素)、Sb−M1を含む層、Sb−M2を含む層、M1−M2を含む層、及びSb−M1−M2を含む層から選ばれる少なくとも2種以上の層を積層してなる積層構造を有する記録部として第1記録層204を形成した、サンプル7−1から7−20は、試験3と同様に記録感度と消去性能がともに良好であることがわかった。この中でも特に、Sb−M1を含む層がCを50原子%以下の割合で含み、M2を含む層がTeを40原子%以上の割合で含むサンプル7−14から7−20では、他のサンプルより信号強度が良好であった。
(試験14)
試験14では、第1記録層404を少なくとも2種以上の層を積層してなる積層構造を有する記録部として形成した、図4の情報記録媒体30を作製し、第1記録層404の積層構造と、第1情報層26の記録感度、及び消去性能との関係を調べた。本試験では、記録部の組成および/または構造が異なるサンプル8−1から8−13を作製した。
第1記録層404以外の層の形成方法は、試験4の各層の形成方法と同様である。第1記録層404を形成する積層構造を有する記録部は、積層する層の種類に応じて2種以上の合金スパッタリングターゲットを、順次スパッタリングすることによって形成した。それぞれのスパッタリングターゲットの形状は、いずれも直径100mm、厚さ6mmの円盤形であった。第1記録層204を構成する各層はいずれも、Arガス雰囲気で、圧力を0.2Paとして、直流(DC)電源を用いて投入パワー50Wで形成した。
情報記録媒体30の第1情報層26の第1記録層404を形成する記録部の積層構造と、第1情報層26の記録感度、及び消去率の評価結果を(表8)に示す。第1記録層404は、左端に記載している組成の層が第7界面層403側にあり、順次積層されて、右端に記載している組成の層が第8誘電体層406側にあるように形成した。また、記録感度については、32mW未満を「A」、32mW以上36mW未満を「B」、36mW以上を「C」とした。また、消去性能については、消去率が25dB以上を「A」、20dB以上25dB未満を「B」、20dB未満を「C」とした。
Figure 0004996607
この結果、Sbを含む層、M1を含む層(但し、M1はZn、Si及びCから選ばれる少なくとも一つの元素)、M2を含む層(但し、M2はGa、Ge、Ag、In、Sn、Te及びBiから選ばれる少なくとも一つの元素)、Sb−M1を含む層、Sb−M2を含む層、M1−M2を含む層、及びSb−M1−M2を含む層から選ばれる少なくとも2種以上の層を積層してなる積層構造を有する記録部として第1記録層404を形成した、サンプル8−1から8−13は、試験4と同様に記録感度と消去性能がともに良好であることがわかった。
(試験15)
試験1から試験14において、第1界面層103、第2界面層、第1界面層303、第1記録層104と第2誘電体層106との間の第2界面層、第3界面層203、第1記録層204と第4誘電体層206との間の第4界面層、第1界面層703、第4記録層704と第2誘電体層706の間の第2界面層、第3界面層603、第3記録層604と第4誘電体層606との間の第4界面層、第5界面層503、第2記録層504と第6誘電体層506との間の第6界面層、第7界面層403、または第1記録層404と第8誘電体層406との間の第8界面層を、さらにHf、Y、及びGaから選ばれる少なくとも一つの元素の酸化物を含む材料を用いて形成したところ、同様の結果が得られた。また、上記界面層を、他の酸化物、窒化物、炭化物、硫化物、および弗化物から選ばれる1または複数の化合物を用いて形成した場合においても、同様の結果が得られた。
(試験16)
試験16では、図10の電気的情報記録媒体51において、第2記録層49が無い場合の電気的情報記録媒体51を製造し、その電流の印加による相変化を確認した。基板46として、表面を窒化処理したSi基板を準備し、その上に下部電極47としてPtから成る、面積6μm×6μmで厚さ0.1μmの層を形成し、第1誘電体層801として、(SiO225(In2350(ZrO225から成り、面積4.5μm×5μmで厚さ0.01μmの層をスパッタリング法により形成した。さらに、第1記録層48として、Sb9010から成り、面積5μm×5μmで厚さ0.05μmの層を形成し、第2誘電体層802として、(SiO225(In2350(ZrO225から成り、面積4.5μm×5μmで厚さ0.01μmの層を形成し、上部電極50として、Ptから成り、面積5μm×5μmで厚さ0.1μmの層をスパッタリング法により形成した。
第1誘電体層801、及び第2誘電体層802は絶縁体である。従って、第1記録層48に電流を流すため、第1誘電体層801、及び第2誘電体層802を第1記録層48より小さい面積で形成し、下部電極47および上部電極50が、第1記録層48とそれぞれ接する部分を設けている。
その後、下部電極47、及び上部電極50に、Auリード線をボンディングし、印加部52を介して電気的情報記録再生装置57を電気的情報記録媒体51に接続した。この電気的情報記録再生装置57により、下部電極47と上部電極50の間には、パルス電源55がスイッチ54を介して接続される。さらに、第1記録層48の相変化による抵抗値の変化が、下部電極47と上部電極50の間にスイッチ56を介して接続された抵抗測定器53によって検出される。
第1記録層48が非晶質相のとき、下部電極47と上部電極50の間に、図13の記録波形901において、Ic1=5mA、tc1=50nsの電流パルスを印加したところ、第1記録層48が非晶質相から結晶相に転移した。また、第1記録層48が結晶相のとき、下部電極47と上部電極50の間に、図13の消去波形906において、Ia1=10mA、ta1=10nsの電流パルスを印加したところ、第1記録層48が結晶相から非晶質相に転移した。
また、電気的相変化形情報記録媒体51の繰り返し書き換え回数を測定したところ、第1誘電体層801、及び第2誘電体層802が無い場合に比べて、10倍以上、向上できることがわかった。これは、第1誘電体層801、及び第2誘電体層802が、第1記録層48への下部電極47及び上部電極50からの物質移動を抑制しているためである。
なお、第1記録層48を、Sb9010以外のSb−M1系材料(但し、M1はZn、Si及びCから選ばれる少なくとも一つの元素)、Sb−M1−M2系材料(但し、M2はGa、Ge、Ag、In、Sn、Te及びBiから選ばれる少なくとも一つの元素)、及び上記の材料にさらにB、Mg、Al、S、Ca、Sc、Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Sr、Y、Zr、Nb、Mo、Ru、Rh、Pd、Hf、Ta、W、Ir、Pt、Au、La、Ce、Pr、Nd、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb及びLuから選ばれる少なくとも一つの元素を含む材料を用いて形成したときにも、同様の結果が得られた。
また、第1記録層48を、Sbを含む層、M1を含む層、M2を含む層、Sb−M1を含む層、Sb−M2を含む層、M1−M2を含む層、Sb−M1−M2を含む層、及びこれらの層にB、Mg、Al、S、Ca、Sc、Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Sr、Y、Zr、Nb、Mo、Ru、Rh、Pd、Hf、Ta、W、Ir、Pt、Au、La、Ce、Pr、Nd、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb及びLuから選ばれる少なくとも一つの元素がさらに含まれる層から選ばれる、少なくとも2種以上の層を積層してなる積層構造を有する記録部として形成したときにも、同様の結果が得られた。
(試験17)
試験17では、記録層を形成するためのスパッタリングターゲットの組成と、スパッタリング法により形成された膜の組成との関係を調べた。具体的には、組成の異なる5種類のスパッタリングターゲットを用意し、これをスパッタリングして形成した膜(サンプル17−1からサンプル17−5)の組成を測定した。
サンプルは次のようにして製造した。まず、基板として、Si基板またはC基板を用意した。その基板の表面に、5種類のターゲットをそれぞれ用いて、スパッタリング法により、厚さ1000nmの膜を形成した。成膜は、下記表9に示す組成を有するスパッタリングターゲットを、成膜装置に取り付けて実施した。スパッタリングターゲットは、直径100mm、厚さ6mmの円盤形であった。成膜は、Arガス雰囲気で、圧力を0.2Paとし、直流(DC電源)を用いて、投入パワー100Wで実施した。得られたサンプルの膜の組成を、X線マイクロアナライザを用いて、測定した。その結果を表9に示す。
Figure 0004996607
表9に示す結果より、Sb−M1またはSb−M1−M2のスパッタリングターゲットと、そのターゲットを用いて形成された膜の組成との関係が明らかになった。具体的には、Sbはスパッタリング率が高く、スパッタされやすいことが分かった。スパッタリングターゲットの組成と形成される膜の組成とは、スパッタリングターゲットの形状、成膜装置、およびターゲットと基板との間の距離によっても変化することがある。それらを考慮して、所望の組成の膜が得られるように、各元素の補正係数を定めて、スパッタリングターゲットの組成を決定することができる。
本発明の情報記録媒体は、記録した情報を長時間保持できる性質(不揮発性)を有し、高密度の書き換え型(例えば、Blu−ray Disc Rewritable(BD−RE)、DVD−RAM、DVD−RW、+RW等)、追記型(例えば、Blu−ray Disc Recordable(BD−R)、DVD−R等)、及び再生専用型(例えば、Blu−ray Disc Read−Only(BD−ROM)、DVD−ROM等)の光ディスク等として有用である。また電気的不揮発性メモリ等としても有用である。
図1は、本発明の1層の情報層を有する情報記録媒体の層構成の一例を模式的に示す一部断面図である。 図2は、本発明のN層の情報層を有する情報記録媒体の層構成の一例を模式的に示す一部断面図である。 図3は、本発明の2層の情報層を有する情報記録媒体の層構成の一例を模式的に示す一部断面図である。 図4は、本発明の4層の情報層を有する情報記録媒体の層構成の一例を模式的に示す一部断面図である。 図5は、本発明の1層の情報層を有する情報記録媒体の層構成の一例を模式的に示す一部断面図である。 図6は、本発明のN層の情報層を有する情報記録媒体の層構成の一例を模式的に示す一部断面図である。 図7は、本発明の2層の情報層を有する情報記録媒体の層構成の一例を模式的に示す一部断面図である。 図8は、本発明の4層の情報層を有する情報記録媒体の層構成の一例を模式的に示す一部断面図である。 図9は、本発明の情報記録媒体の記録再生に用いられる記録再生装置の構成の一部を模式的に示す。 図10は、本発明の情報記録媒体、及び電気的情報記録再生装置の構成の一部を模式的に示す。 図11は、本発明の大容量の電気的情報記録媒体の構成の一部を模式的に示す。 図12は、本発明の電気的情報記録媒体とその記録再生システムの構成の一部を模式的に示す。 図13は、本発明の電気的情報記録媒体に適用される記録・消去パルス波形の一例を示す。 図14は、本発明の情報記録媒体を製造するスパッタリング装置の一部を模式的に示す。 図15は、4.7GB/DVD−RAMの層構成の一例を模式的に示す一部断面図である。
1,14,31,36,46 基板
2,102,302,702,801 第1誘電体層
3,103,303,703 第1界面層
4,104 記録層
5 第2界面層
6,106,306,706,802 第2誘電体層
7 光吸収補正層
8,108 反射層
9,32,35 接着層
10,33 ダミー基板
11 レーザビーム
12,15,22,24,30,34,37,38,39,44 情報記録媒体
13 透明層
16,18,21 情報層
17,19,20 光学分離層
23,26 第1情報層
25,27 第2情報層
28 第3情報層
29 第4情報層
40 スピンドルモータ
41 対物レンズ
42 半導体レーザ
43 光学ヘッド
45 記録再生装置
47 下部電極
48,204,404 第1記録層
49,304,504 第2記録層
50 上部電極
51,58 電気的情報記録媒体
52 印加部
53,66 抵抗測定器
54,56 スイッチ
55,65 パルス電源
57 電気的情報記録再生装置
59 ワード線
60 ビット線
61 メモリセル
62 アドレス指定回路
63 記憶装置
64 外部回路
67 真空容器
68 排気口
69 ガス供給口
70 陽極
71 基板
72 スパッタリングターゲット
73 陰極
74 電源
202,602 第3誘電体層
203,603 第3界面層
206,606 第4誘電体層
208,408 第1反射層
209 透過率調整層
308,508 第2反射層
402 第7誘電体層
403 第7界面層
406 第8誘電体層
409 第1透過率調整層
502 第5誘電体層
503 第5界面層
506 第6誘電体層
509 第2透過率調整層
604 第3記録層
608 第3反射層
609 第3透過率調整層
704 第4記録層
708 第4反射層
901,902,903,904,905,908,909 記録波形
906,907 消去波形

Claims (24)

  1. 光の照射または電気的エネルギーの印加によって情報を記録し得る情報記録媒体(ただし、貴金属の酸化物を主成分とする貴金属酸化物層を含むものを除く)であって、
    相変化を生じ得る記録層(Au、Ga、In、ZrまたはMgを含むものを除く)を少なくとも有し、
    前記記録層が、Si及びCから選ばれる少なくとも一つの元素とSbとを合わせて85原子%以上含み、Siを含む場合にはTeを含まない、
    情報記録媒体。
  2. 前記記録層が、下記の式(1):
    Sb100-a1M1a1(原子%) (1)
    (但し、M1は、Si及びCから選ばれる少なくとも一つの元素であり、a1は、原子%で示される組成比を表し、0<a1≦50を満たす。)
    で表される材料を含む、請求項1に記載の情報記録媒体。
  3. 前記記録層が、下記の式(3):
    Sb100-a3Sia3(原子%) (3)
    (但し、a3は、原子%で示される組成比を表し、0<a3≦30を満たす。)
    で表される材料を含む、請求項1に記載の情報記録媒体。
  4. 前記記録層が、下記の式(4):
    Sb100-a4a4(原子%) (4)
    (但し、a4は、原子%で示される組成比を表し、0<a4≦50を満たす。)
    で表される材料を含む、請求項1に記載の情報記録媒体。
  5. 前記記録層が、下記の式(5):
    Sb100-a5(SiC)a5(mol%) (5)
    (但し、a5は、原子%で示される組成比を表し、0<a5≦30を満たす。)
    で表される材料を含む、請求項1に記載の情報記録媒体。
  6. 前記記録層がさらにGe、Ag、Sn、Te及びBiから選ばれる少なくとも一つの元素を含む請求項1に記載の情報記録媒体。
  7. 前記記録層が、下記の式(6):
    Sb100-a6-b6M1a6M2b6(原子%) (6)
    (但し、M1は、Si及びCから選ばれる少なくとも一つの元素であり、M2は、Ge、Ag、Sn、Te及びBiから選ばれる少なくとも一つの元素であり、a6及びb6は、原子%で示される組成比を表し、0<a6≦50、0<b6≦15を満たす。)
    で表される材料を含む、請求項6に記載の情報記録媒体。
  8. 前記記録層がさらにB、Al、S、Ca、Sc、Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Sr、Y、Nb、Mo、Ru、Rh、Pd、Hf、Ta、W、Ir、Pt、La、Ce、Pr、Nd、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb及びLuから選ばれる少なくとも一つの元素を含む請求項1から7のいずれかに記載の情報記録媒体。
  9. 前記記録層の厚さが15nm以下である請求項1から8のいずれかに記載の情報記録媒体。
  10. 前記記録層の厚さが3nm以下である請求項1から8のいずれかに記載の情報記録媒体。
  11. N1個(但し、N1は2以上の整数。)の情報層を含む情報記録媒体において、前記情報層の少なくとも一つが前記記録層を含む請求項1から10のいずれかに記載の情報記録媒体。
  12. N1=2である請求項11に記載の情報記録媒体。
  13. N1=3又は4である請求項11に記載の情報記録媒体。
  14. 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界面層をさらに有する請求項1から13のいずれかに記載の情報記録媒体。
  15. 前記界面層が、酸化物、窒化物、炭化物、硫化物、及び弗化物より選ばれる少なくとも一つの化合物を含む請求項14に記載の情報記録媒体。
  16. 前記界面層が、Zr、Hf、Y及びSiから選ばれる少なくとも一つの元素と、Ga、In及びCrから選ばれる少なくとも一つの元素と、Oとを含む請求項14に記載の情報記録媒体。
  17. 反射層をさらに有する請求項1から13のいずれかに記載の情報記録媒体。
  18. 前記反射層が、主としてAgを含む請求項17に記載の情報記録媒体。
  19. 前記反射層の厚さが20nm以下である請求項17または18に記載の情報記録媒体。
  20. 前記反射層の厚さが5nm以下である請求項17または18に記載の情報記録媒体。
  21. Si及びCから選ばれる少なくとも一つの元素とSbとを合わせて85原子%以上含み、Siを含む場合にはTeを含まない記録層(Au、Ga、In、ZrまたはMgを含むものを除く)を形成する工程を少なくとも含む情報記録媒体(ただし、貴金属の酸化物を主成分とする貴金属酸化物層を含むものを除く)の製造方法であって、
    前記記録層を形成する工程が、Si及びCから選ばれる少なくとも一つの元素とSb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することを含む、情報記録媒体の製造方法。
  22. Si及びCから選ばれる少なくとも一つの元素とSbとを合わせて85原子%以上含み、Siを含む場合にはTeを含まない記録層(Au、Ga、In、ZrまたはMgを含むものを除く)を形成する工程を少なくとも含む情報記録媒体(ただし、貴金属の酸化物を主成分とする貴金属酸化物層を含むものを除く)の製造方法であって、
    前記記録層を形成する工程が、Sb、M1(但し、M1はSi及びCから選ばれる少なくとも一つの元素)、M2(但し、M2はGe、Ag、Sn、Te及びBiから選ばれる少なくとも一つの元素)、Sb−M1、Sb−M2、M1−M2及びSb−M1−M2で表されるスパッタリングターゲットから選ばれる少なくとも2個以上のスパッタリングターゲットを用いてスパッタリングすることを含む、情報記録媒体の製造方法。
  23. Si及びCから選ばれる少なくとも一つの元素とSbとを合わせて85原子%以上含み、Siを含む場合には、Teを含まない、スパッタリングターゲット(Au、Ga、In、ZrまたはMgを含むものを除く)。
  24. 式(1):
    Sb100-a1M1a1(原子%) (1)
    (但し、M1はSi及びCから選ばれる少なくとも一つの元素であり、a1は、原子%で示される組成比を表し、0<a1≦50を満たす。)
    で表される材料を含む膜(Au、Ga、In、ZrまたはMgを含むものを除く)を製造するためのものであり、式(10)
    Sb100-A1M1A1(原子%) (10)
    (但し、M1は、Si及びCから選ばれる少なくとも一つの元素であり、A1は、原子%で示される組成比を表し、a1<A1≦(a1+3)を満たす。)
    で表される材料を含む、請求項23に記載のスパッタリングターゲット。
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