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
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。
):
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。
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。
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。
Sb100-a4Ca4(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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
Sb100-a4Ca4(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。
(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。
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。
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。
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。
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。
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
C
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
このようにして、第3情報層28を形成する。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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(SiO2)20層(厚さ:60nm)、第1界面層103として(Cr2O3)50(ZrO2)50層(厚さ:5nm)、記録層104(厚さ:10nm)、第2誘電体層106として(In2O3)50(ZrO2)50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。
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(SiO2)20層(厚さ:40nm)、第3界面層203として(SiO2)25(Cr2O3)50(ZrO2)25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(SiO2)25(In2O3)50(ZrO2)25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。
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(SiO2)20層(厚さ:40nm)、第3界面層203として(SiO2)25(Cr2O3)50(ZrO2)25層(厚さ:5nm)、第1記録層204(厚さ:6nm)、第4誘電体層206として(In2O3)50(ZrO2)50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。
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(SiO2)20層(厚さ:35nm)、第7界面層403として(SiO2)25(Cr2O3)50(ZrO2)25層(厚さ:5nm)、第1記録層404(厚さ:6nm)、第8誘電体層406として(In2O3)50(ZrO2)50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。
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。
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。
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。
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。
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、(SiO2)25(In2O3)50(ZrO2)25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、Sb90C10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、(SiO2)25(In2O3)50(ZrO2)25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。
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。
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)
- 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。 - 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。 - 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。 - 前記記録層が、下記の式(4):
Sb100-a4Ca4(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。 - 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。 - 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。
- 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。 - 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。
- 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。
- 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。
- 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。
- N1=2である請求項11に記載の情報記録媒体。
- N1=3又は4である請求項11に記載の情報記録媒体。
- 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。
- 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。
- 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。
- 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。
- 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。
- 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。
- 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。
- 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。 - 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。 - 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)。
- 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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