KR20070085520A - 정보 기록 매체와 그 제조 방법 - Google Patents

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KR20070085520A
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dielectric layer
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아키오 츠치노
다카시 니시하라
리에 고지마
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마쯔시다덴기산교 가부시키가이샤
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Abstract

유전체층 재료로서 유황을 포함하지 않고, 고신호 품질로 반복 개서 특성이 우수하며, 또한 층수를 저감한 저비용의 정보 기록 매체를 제공한다. 그 때문에, 정보를 기록 또는 재생하는 정보 기록 매체에 있어서, Ce-F를 포함하는 층을 구비하고, Ce-F를 포함하는 층은 유전체층으로 한다.

Description

정보 기록 매체와 그 제조 방법{INFORMATION RECORDING MEDIUM AND METHOD FOR MANUFACTURING SAME}
본 발명은, 광학적 수단 또는 전기적 수단에 의해 정보를 기록 또는 재생하는 정보 기록 매체와 그 제조 방법에 관한 것이다.
광학적 정보 기록 매체의 일례로서, 블루레이·디스크(Blu-ray Disc)가 있다. 이 기록 매체의 층 구성으로서는, 기판으로부터 순서대로, 반사층, 제3 계면층, 제2 유전체층, 제2 계면층, 기록층, 제1 계면층, 제1 유전체층, 및 커버층이 적층되어 형성된 것을 들 수 있다.
제1 유전체층과 제2 유전체층은, 광학 거리(=굴절률×물리 거리)를 조절함으로써, 기록층의 광 흡수 효율을 높이고, 결정상에 있어서의 반사율과 비정질상에 있어서의 반사율의 차이를 크게 하여, 신호 진폭을 크게 하는 기능을 갖는다. 또, 기록층을 수분 등으로부터 보호하는 기능도 겸한다. 이러한 유전체층의 재료의 일례로서, 80mol%의 ZnS와 20mol%의 SiO2의 혼합물(이하, (ZnS)80(SiO2)20으로 표기한다)을 들 수 있다(예를 들면, 특허 문헌 1 참조). 이 재료는, 비정질 재료이고, 열 전도율이 낮으며, 고굴절률로 고투명성이라는 특성을 갖는다. 또, 막 형성시의 성막 속도가 빠르고, 기계적 특성이나 내습성에도 우수하다. 이러한 우수한 특성을 갖기 때문에, (ZnS)80(SiO2)20은 유전체층을 형성하는데 매우 적합한 재료로서 실용화되어 있다.
제1 계면층과 제2 계면층은, 레이저광을 기록층에 조사하여, 반복 개서 기록을 행할 때, (ZnS)80(SiO2)20 중의 S원소(이하, 유황)가 기록층으로 확산되는 것을 방지하는 목적으로 형성된다. 기록층 중에 유황이 확산되면, 기록 매체의 반사율이 현저하게 저하하여, 반복 개서 특성이 현저하게 악화된다. 이 계면층의 재료로서는, 예를 들면 ZrO2와 Cr2O3을 포함하는 재료가 개시되어 있다(예를 들면, 특허 문헌 2 참조). 이 재료는, 유황을 포함하지 않고, 청자색(靑紫色) 파장 영역(405nm 부근) 레이저에 대해서 투명성이 높으며, 또 고융점이기 때문에 내열성도 높은 우수한 재료이다.
반사층은, 광학적으로는 기록층에 흡수되는 광량을 증대시키고, 열적으로는 기록층에서 생긴 열을 급속하게 확산시켜, 기록층을 급랭하여 비정질화하기 쉽게 하는 기능을 갖는다. 또한, 기록층, 계면층 및 유전체층을 사용 환경으로부터 보호하는 기능도 갖는다. 이 때문에 반사층의 재료로서는, 열 전도율이 높은 Ag 합금이 적용되고 있다.
제3 계면층은, 제2 유전체층에 (ZnS)80(SiO2)20을 적용하고, 반사층에 Ag 합금을 적용한 경우에, (ZnS)80(SiO2)20 중의 유황이 반사층으로 확산되는 것을 방지하는 기능을 갖는다. 유황이 반사층으로 확산되면, Ag 합금 중의 Ag과 반응하여, Ag2S가 생성된다. 이 Ag2S는 상온 상습 환경에서도 생성되기 때문에, 기록 매체의 신뢰성이 현저하게 저하한다. 이 제3 계면층의 재료로서는, 황화물을 제외한 유전체, Ag을 제외한 금속, 반금속, 반도체를 이용할 수 있다.
본 발명자들은, 제2 유전체층에 유황을 포함하는 유전체를 이용하여, 제3 계면층을 형성한 경우의 상기 종래예에 대해, 또 다른 과제를 발견하였다.
첫 번째로는, 기록층에서 생긴 열이 확산되기 어려워지는 경우가 있다. 정보 기록 매체에 있어서, 냉각 효과가 크면 비정질화하기 쉬워, 양호한 기록 마크가 얻어진다. 원소 중에서 가장 열 전도율이 높은 것은 Ag이지만, 전술한 바와 같이, 제3 계면층에는 Ag 합금을 이용할 수는 없다. 그 때문에 제3 계면층을 형성함으로써, 기록층의 냉각 효과가 저하한다. 또, 원소의 상호 확산 방지 효과를 높이는 목적으로, 계면층을 다른 재료를 이용하여 다층화하거나, 막두께를 두껍게 하거나 함으로써, 또한 냉각 효과가 소실되어 급랭화되기 어려워져, 신호 품질이 저하한다.
두 번째로는, 제3 계면층을 형성함으로써, 기록 매체를 구성하는 층수가 증가하는 경우가 있다. 층수가 증가함으로써, 기록 매체를 제조하는 설비로의 투자액이 증가하거나, 제조 택트가 길어지거나 하는 과제가 생겨, 기록 매체의 비용이 상승하게 된다.
특허 문헌 1 : 일본 특허등록공보 평06-090808호 공보
특허 문헌 2 : 일본 특허공개공보 2003-323743호 공보
본 발명은, 상기의 과제를 해결하는 것으로, 유황을 포함하지 않고, 청자색 파장 영역 레이저에 대해서 고투명성을 가지며, 내습성이 우수한 유전체 재료를 제공한다. 또한, 이 유전체 재료를 제2 유전체층에 적용함으로써, 제3 계면층이 불필요해져, 고신호 품질로 반복 개서 특성이 우수한 정보 기록 매체를 제공한다.
본 발명은, 정보를 기록 또는 재생하는 정보 기록 매체로서, Ce-F를 포함하는 층을 구비한다.
이에 따라, 고신호 품질로 반복 개서 특성이 우수한 정보 기록 매체가 얻어진다.
본 발명의 정보 기록 매체에 있어서, Ce-F를 포함하는 층은 유전체층이다.
이에 따라, 고투명성을 가지며, 내습성이 우수한 유전체 재료가 얻어진다.
본 발명의 정보 기록 매체는, 기판, 반사층, 유전체층, 기록층을 이 순서대로 구비하고, 반사층과 유전체층은 접촉하도록 구성되어 있는 것이 바람직하다.
이에 따라, 계면층이 불필요해져, 고신호 품질로 반복 개서 특성이 우수한 정보 기록 매체를 얻을 수 있다.
본 발명의 정보 기록 매체는, 2개 이상의 정보층을 포함하는 정보 기록 매체로서, 적어도 하나의 정보층에 있어서, 기판, 반사층, 유전체층, 기록층을 이 순서대로 구비하고, 반사층과 유전체층은 접촉하도록 구성되며, 2개 이상의 정보층은, 광학 분리층에 의해 서로 분리되어 있는 것이 바람직하다.
이에 따라, 2개 이상의 정보층을 포함하는 경우에서도, 계면층이 불필요해져, 고신호 품질로 반복 개서 특성이 우수한 정보 기록 매체를 얻을 수 있다.
본 발명의 정보 기록 매체에 있어서, 유전체층은 Ce-F를 10mol% 이상 포함한다.
이에 따라, 기록 감도의 악화를 방지할 수 있다.
또, 유전체층은, Al, Si, Ti, Zn, Ga, Y, Zr, In, La, Ce, Dy, Yb, Hf 및 Ta에서 선택되는 적어도 하나의 원소의 산화물인 유전체 재료 D1을 더 포함하는 것이 바람직하다.
이에 따라, 고신호 품질로 반복 개서 특성이 우수한 정보 기록 매체를 더 얻을 수 있다.
다른 한편, 유전체층은, Si, Ga, Y, Zr, In, Dy, Hf 및 Ta에서 선택되는 적어도 하나의 원소의 산화물인 유전체 재료 D1을 더 포함하는 것이 바람직하다.
이것에 의해서도, 고신호 품질로 반복 개서 특성이 우수한 정보 기록 매체를 더 얻을 수 있다.
유전체층은, 식 : (Ce-F)x1D1100-x1로 표시되고, x1이 10≤x1≤90을 만족하는 것이 바람직하다.
이에 따라, 밀착성 및 반복 개서 특성의 악화를 방지할 수 있다.
혹은, 유전체층은, Al, B, Y 및 Si에서 선택되는 적어도 하나의 원소의 질화물인 유전체 재료 D2를 더 포함하는 것이 바람직하다.
이에 따라, 고신호 품질로 반복 개서 특성이 우수한 정보 기록 매체를 더 얻을 수 있다.
유전체층은, 식：(Ce-F)x1D2100-x1로 표시되고, x1이 10≤x1≤90을 만족하는 것이 바람직하다.
이에 따라, 기록 감도의 악화를 방지할 수 있다.
혹은, 유전체층은, Mg, Y, La, Gd, Tb 및 Yb에서 선택되는 적어도 하나의 원소의 불화물인 유전체 재료 D3을 더 포함하는 것이 바람직하다.
이에 따라, 고신호 품질로 반복 개서 특성이 우수한 정보 기록 매체를 더 얻을 수 있다.
다른 한편, 유전체층은, Y 및 La에서 선택되는 적어도 하나의 원소의 불화물인 유전체 재료 D3을 더 포함하는 것이 바람직하다.
이것에 의해서도, 고신호 품질로 반복 개서 특성이 우수한 정보 기록 매체를 더 얻을 수 있다.
유전체층은, 식：(Ce-F)x1D3100-x1로 표시되고, x1이 10≤x1≤90을 만족하는 것이 바람직하다.
이에 따라, 기록 감도의 악화를 방지할 수 있다.
혹은, 유전체층은, 유전체 재료 D1, 유전체 재료 D2 및 유전체 재료 D3 중 어느 하나에서 선택되는 복수의 유전체 재료를 구비하는 것이 바람직하다(단, 여기에서, D1은 Al, Si, Ti, Zn, Ga, Y, Zr, In, La, Ce, Dy, Yb, Hf 및 Ta에서 선택되는 적어도 하나의 원소의 산화물, D2는 Al, B, Y 및 Si에서 선택되는 적어도 하나의 원소의 질화물, D3은 Mg, Y, La, Gd, Tb 및 Yb에서 선택되는 적어도 하나의 원소의 불화물을 나타낸다).
이에 따라, 고신호 품질로 반복 개서 특성이 우수한 정보 기록 매체를 더 얻을 수 있다.
유전체층은, 식：(Ce-F)x1D1x2D100-x1-x2(단, 여기에서 D는, 유전체 재료 D2 및 유전체 재료 D3에서 선택되는 적어도 하나의 유전체 재료를 나타낸다)로 표시되고, x1, x2가, 10≤x1≤90 및 50≤x1＋x2＜100을 만족하는 것이 바람직하다.
이에 따라, 기록 감도의 악화를 방지할 수 있다.
유전체층은, 식：(Ce-F)x1D2x3D3100-x1-x3으로 표시되고, x1, x3이 10≤x1≤90 및 50≤x1＋x3＜100을 만족하는 것이 바람직하다.
이에 따라, 기록 감도의 악화를 방지할 수 있다.
본 발명은, 정보를 기록 또는 재생하는 정보 기록 매체의 제조 방법으로서, 정보 기록 매체는, 기판, 반사층, 유전체층, 기록층을 이 순서대로 구비하고, 반사층과 유전체층은 접촉하도록 구성되며, 유전체층은 Ce-F를 포함하는 스퍼터링 타깃을 이용하여 형성된다.
이에 따라, 계면층이 불필요해져, 고신호 품질로 반복 개서 특성이 우수한 정보 기록 매체를 얻을 수 있다.
스퍼터링 타깃은, 유전체 재료 D1, 유전체 재료 D2 및 유전체 재료 D3 중 어느 하나에서 선택되는 적어도 하나의 유전체 재료를 더 포함하는 것이 바람직하다(단, 여기에서, D1은 Al, Si, Ti, Zn, Ga, Y, Zr, In, La, Ce, Dy, Yb, Hf 및 Ta에서 선택되는 적어도 하나의 원소의 산화물, D2는 Al, B, Y 및 Si에서 선택되는 적어도 하나의 원소의 질화물, D3은 Mg, Y, La, Gd, Tb 및 Yb에서 선택되는 적어도 하나의 원소의 불화물을 나타낸다).
이에 따라, 고신호 품질로 반복 개서 특성이 우수한 정보 기록 매체를 더 얻을 수 있다.
이상, 본 발명에 의해, 유전체층의 재료로서 유황을 이용하지 않고, 고신호 품질로 우수한 반복 개서 특성을 가지며, 또한 층수를 저감한 저비용의 정보 기록 매체를 실현할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시 형태 1에 있어서의 정보 기록 매체(1)의 일부 단면도이다.
도 2는 본 발명의 실시 형태 2에 있어서의 정보 기록 매체(2)의 일부 단면도이다.
도 3은 본 발명의 실시 형태 3에 있어서의 정보 기록 매체(3)의 일부 단면도이다.
도 4는 본 발명의 정보 기록 매체에 대해서 정보의 기록 재생을 행하는 기록 재생 장치의 일부 구성의 개략도이다.
[부호의 설명]
1, 2, 3, 45…정보 기록 매체 301, 302…정보층
4…기록 재생 장치 11…기판
12, 33…반사층 13, 34…제2 유전체층
14…제2 계면층 15, 35…기록층
16…제1 계면층 17, 37… 제1 유전체층
18…커버층 19…에너지 빔(레이저광)
31…광학 분리층 32…투과율 조정층
36…계면층 41…스핀들 모터
42…반도체 레이저 43…광학 헤드
44…대물렌즈 46…레이저광
본 발명의 정보 기록 매체는, Ce-F를 포함하는 층을 구비한다. 이 층은, 특별히 한정은 되지 않지만, 청자색 파장 영역 레이저에 대해서 고투명성을 가지며, 내습성이 우수한 유전 특성을 갖는다. Ce와 F는, 화학량론비의 화합물의 형태로 존재하는 것이 바람직하지만, 화학량론비가 아닌 화합물의 형태로 존재하고 있어도 된다. 또, 그러한 상태로, Ce와 F의 각 원소와 다른 원소의 화합물이 포함되어 있어도 된다. 이러한 재료는, 유전 특성을 갖고 있는 것이 바람직하다.
이하, 본 발명에 있어서의 실시 형태에 관해 도면을 참조하면서 설명한다.
(실시 형태 1)
본 발명의 실시 형태 1로서, 레이저광을 이용하여 정보의 기록 및 재생을 행 하는 정보 기록 매체의 일례를 설명한다. 도 1에, 그 광학적 정보 기록 매체의 일부 단면을 도시한다.
도 1에 도시하는 정보 기록 매체(1)는, 기판(11)으로부터 순서대로, 반사층(12), 제2 유전체층(13), 제2 계면층(14), 기록층(15), 제1 계면층(16), 제1 유전체층(17), 커버층(18)이 적층되어 형성되어 있다. 이 정보 기록 매체에는 제1 유전체층(17)측에서부터 기록·재생용의 에너지 빔(일반적으로는, 레이저광)(19)이 조사된다.
커버층(18)은, 예를 들면, 광경화형 수지(특히 자외선 경화형 수지)나 지효성 열경화형 수지 등의 수지, 또는 유전체 등으로 이루어지고, 사용하는 레이저광에 대해서 광 흡수가 작은 것이 바람직하다. 또 커버층(18)에는, 폴리카보네이트, 비정질 폴리올레핀, 또는 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA) 등의 수지, 혹은 유리를 이용해도 된다. 이러한 재료를 사용하는 경우는, 커버층(18)을, 예를 들면, 광경화형 수지(특히 자외선 경화형 수지)나 지효성 열경화형 수지 등의 수지에 의해 제1 유전체층(17)에 접합시킴으로써 형성한다.
기판(11)은 원반형의 투명한 기판이다. 기판(11)의 재료에는, 예를 들면 폴리카보네이트, 비정질 폴리올레핀, 또는 PMMA 등의 수지, 혹은 유리를 이용할 수 있다. 기판(11)의 기록층(15)측의 표면에는, 필요에 따라 레이저광을 인도하기 위한 안내홈이 형성되어 있어도 된다. 기판(11)의 기록층(15)과의 반대측의 면은, 평활한 것이 바람직하다. 또한, 기판(11)의 두께는 500μm∼1300μm 정도이지만, 특히 커버층(18) 두께가 100μm 정도(NA=0.85로 양호한 기록·재생이 가능한 두께 이다)인 경우, 기판(11)의 두께는 1050μm∼1150μm의 범위에 있는 것이 바람직하다.
기록층(15)은, 예를 들면, 레이저광의 조사에 의해 결정상과 비정질상의 사이에서 가역적인 상변화를 일으키는 재료로 이루어진다. 이 재료로서는, 예를 들면, 식：Gey1M1y2M2y3Te100 -( y1 + y2 + y3 )(원자%)으로 표시되는 재료이다. 이러한 재료에 의하면, 비정질상이 안정하고 신호 진폭이 크며, 융점의 상승과 결정화 속도의 저하가 적은 기록막을 형성할 수 있다. M1은, Sb 및 Bi에서 선택되는 원소이다. M2는, Si, Ti, V, Fe, Co, Ni, Cu, Zr, Nb, Mo, Se, Ru, Rs, Pd, Mn, Ag, Al, Cr, Sn, Ga, In, Ta, Dy, Gd, Td, Os, Ir, W, Pt 및 Au에서 선택되는 원소이다. y1은 30≤y1＜50을 만족하는 것이 바람직하고, 또한 y1은 40≤y1≤48을 만족하는 것이 바람직하다. 또, y2는 0＜y2≤20을 만족하는 것이 바람직하다. 또, y3은 0≤y3≤20을 만족하는 것이 바람직하다. 또, 40≤y1＋y2＋y3≤60을 만족하는 것이 바람직하다. 기록층(15)의 막두께는 양호한 기록 특성을 얻기 위해 5nm∼15nm의 범위 내에 있는 것이 바람직하다. 기록층(15)이 너무 두꺼운 경우는, 열의 면내 방향으로의 확산에 의한 인접 영역으로의 열적 영향이 커진다. 또, 기록층(15)이 너무 얇은 경우는 정보 기록 매체(1)의 반사율이 작아지기 때문에, 막두께는 8nm∼12nm인 것이 더 바람직하다. 또, 기록층(15)은, 비가역적 상변화 재료를 이용해도 형성할 수 있다. 비가역적 상변화 재료로서는, 예를 들면, TeOx＋M3(단, M3은 Pd나 Ge 등의 원소)을 이용하는 것이 바람직하다. 기록층이 비가역적 상변화 재료인 경우, 1 회만 기입 가능한 추기형의 정보 기록 매체가 되지만, 그러한 정보 기록 매체에 있어서도, 기록 감도, 신호 보존성의 과제를 개선하기 위해, 본 발명이 바람직하게 적용된다. 막두께는 5nm∼15nm인 것이 바람직하다.
반사층(12)의 재료에는, 예를 들면, 열전도율이 높은 단금속인 Ag, Au, Cu 및 Al이나, 또 그 합금인 Al-Cr, Al-Ti, Au-Pd, Au-Cr, Ag-Pd, Ag-Pd－Cu, Ag-Pd-Ti, Ag-Ru-Au, Ag-Nd-Au, Ag-Nd-Cu, Ag-In-Sn 또는 Cu-Si와 같은 것을 이용할 수 있다. 이 중에서도 Ag 및 그 합금은 특히 열전도율이 높고, 반사층(12)의 재료로서 바람직하다. 반사층(12)의 막두께는 30nm∼200nm의 범위 내인 것이 바람직하다. 이것은 막두께가 너무 얇으면 충분한 열확산 효과를 얻을 수 없고, 또 너무 두꺼우면 정보 기록 매체(1)의 기록 감도가 저하하기 때문이다.
제2 계면층(14), 제1 계면층(16)은 기록층으로의 원소의 확산이나 수분의 혼입을 방지하는 배리어로서의 기능을 갖는다. 또, 기록층(15)과 접하여 형성되어 있기 때문에 기록층의 결정화 속도를 촉진 또는 억제하는 효과가 있고, 칼코게나이드 재료로 이루어지는 기록층(15)과 밀착성이 우수한 것이 바람직하다. 이러한 계면층에는 광 흡수가 적은 재료를 적용하는 것이 바람직하고, 계면층(14 및 16)의 재료로서는, 예를 들면, ZrO2, HfO2, SiO2, Cr2O3, Ga2O3, In2O3 및 Y2O3 등의 산화물, C-N, Ti-N, Zr-N, Nb-N, Ta-N, Si-N, Ge-N, Cr-N, Al-N, Ge-Si-N 및 Ge-Cr-N 등의 질화물, SiC 등의 탄화물 및 YF3 등의 불화물을 이용할 수 있다. 또 그것들에서 선택되는 혼합물이어도 된다. 계면층(14 및 16)의 막두께는 1nm∼10nm인 것이 바람 직하다. 계면층의 막두께가 너무 얇으면, 배리어로서의 충분한 효과를 얻을 수 없고, 기록층으로의 원소의 확산이나 수분의 혼입을 초래하여, 신호 품질이 악화된다. 또, 막두께가 너무 두꺼우면 기록층에 대한 결정화 촉진 또는 억제 효과가 너무 커져, 기록·재생 특성이 악화한다. 이 때문에 막두께는 3nm∼7nm인 것이 더 바람직하다.
제1 유전체층(17)은 기록층(15)을 수분 등으로부터 보호하는 기능과, 광학적 거리를 조절하여 기록층(15)의 광 흡수율을 높이는 기능과, 기록 전후에서의 반사광량의 변화율을 크게 하여 신호 진폭을 크게 하는 기능을 갖는다. 제1 유전체(17)에는, 예를 들면, TiO2, ZrO2, HfO2, ZnO, Nb2O5, Ta2O5, SiO2 및 Al2O3 등의 산화물이나 C-N, Ti-N, Zr-N, Nb-N, Ta-N, Si-N, Ge-N, Cr-N, Al-N, Ge-Si-N 및 Ge-Cr-N 등의 질화물을 이용할 수 있다. 또, ZnS 등의 황화물이나 SiC 등의 탄화물도 이용할 수 있다. 또, 상기 재료의 혼합물도 이용할 수 있다. 예를 들면, ZnS와 SiO2의 혼합물은 비정질 재료로, 성막 속도가 빠르고, 또 굴절률이 높으며, 기계적 강도나 내습성이 양호하기 때문에, 제1 유전체층(17)에 적용하는 재료로서 특히 우수하다. 제1 유전체층(17)의 막두께는 매트릭스법에 의거한 계산에 의해, 기록층(15)이 결정상인 경우와 비정질상인 경우의 반사광량의 변화율을 크게 하여, 또 기록층(15)에서의 광 흡수가 커지는 조건에 의해 결정할 수 있다. 구체적인 막두께로서 10nm∼160nm인 것이 바람직하다.
제2 유전체층(13)은 본 발명의 특징을 이루는 부분이다. 제2 유전체층(13) 은 제1 유전체층(17)과 동일하게, 광학적 거리를 조절하여 기록층(15)의 광 흡수율을 높이는 기능과, 기록 전후에서의 반사광량의 변화율을 크게 하여 신호 진폭을 크게 하는 기능을 갖는다. 또 기록층(15)에 있어서 발생한 열을 급속하게 반사층(12)으로 확산하여, 기록층(15)을 냉각하는 기능도 갖는다. 이 열확산 효과가 우수한 경우, 기록층(15)으로의 열적 부하가 경감되어, 양호한 반복 개서 특성이 얻어진다. 제1 유전체층(13)은, 예를 들면, Ce-F를 포함하고, 유전체 재료 D1, 유전체 재료 D2 및 유전체 재료 D3에서 선택되는 적어도 하나를 더 포함하는 재료를 이용할 수 있다. 또, 양호한 기록 감도를 얻기 위해, Ce-F를 10mol% 이상 포함하는 것이 바람직하고, 50% 이상 포함하는 것이 보다 더 바람직하다. 제1 유전체층(17)의 막두께는 제2 유전체층(13)과 동일하게, 매트릭스법에 의거한 계산에 의해 결정할 수 있다. 구체적인 막두께로서 3nm∼80nm인 것이 바람직하다.
(실시 형태 2)
본 발명의 실시 형태 2로서, 레이저광을 이용하여 정보의 기록 및 재생을 행하는 정보 기록 매체의 또 다른 일례를 설명한다. 도 2에, 그 광학적 정보 기록 매체의 일부 단면을 도시한다.
도 2에 도시하는 정보 기록 매체(2)는, 기판(11)으로부터 순서대로, 반사층(12), 제2 유전체층(13), 기록층(15), 제1 계면층(16), 제1 유전체층(17), 커버층(18)이 적층되어 형성되어 있다. 이 정보 기록 매체(2)에는 유전체층(17)측에서부터 기록·재생용의 에너지 빔(일반적으로는, 레이저광)(19)이 조사된다.
기판(11), 반사층(12), 기록층(15), 제1 계면층(16), 제1 유전체층(17) 및 커버층(18)은, 각각 실시 형태 1에서 나타낸 것과 재료, 기능 및 형상도 동일하다.
제2 유전체층(13)의 재료는, 실시 형태 1에서 나타낸 것과 동일하다. 또한, 기록층(15)과 접하여 형성되어 있기 때문에, 기록층의 결정화 속도를 촉진 또는 억제하는 효과도 있다. 또, 칼코게나이드 재료로 이루어지는 기록층(15)과 밀착성이 우수한 것이 바람직하다. 제2 유전체층(13)의 막두께는 실시 형태 1과 동일하게, 매트릭스법에 의거한 계산에 의해 결정할 수 있다.
(실시 형태 3)
본 발명의 실시 형태 3으로서, 레이저광을 이용하여 정보의 기록 및 재생을 행하는 정보 기록 매체의 또 다른 일례를 설명한다. 도 3에, 그 광학적 정보 기록 매체의 일부 단면을 도시한다. 본 실시 형태의 정보 기록 매체(3)는, 정보를 기록 재생하는 정보층을 2개(정보층(301) 및 정보층(302)으로 기재한다) 포함하고 있고, 한쪽 면에서부터의 에너지 빔(일반적으로는, 레이저광)(19)의 조사에 의해, 각 정보층에 대해서 정보를 기록 재생할 수 있는 정보 기록 매체이다.
우선, 정보층(302)의 구성에 관해 설명한다. 정보층(302)은, 기판(11)으로부터 순서대로, 반사층(12), 제2 유전체층(13), 제2 계면층(14), 기록층(15), 제1 계면층(16), 제1 유전체층(17)이 적층되어 형성되어 있다. 기판(11), 반사층(12), 제2 유전체층(13), 제2 계면층(14), 기록층(15), 제1 계면층(16) 및 제1 유전체층(17)은, 각각 실시 형태 1에서 나타낸 것과 재료, 기능 및 형상도 동일하다. 또한, 정보층(302)에 있어서, 제1 계면층(16)은 반드시 형성할 필요는 없다.
광학 분리층(31)은, 광경화형 수지(특히 자외선 경화형 수지)나 지효성 열경 화형 수지 등의 수지, 또는 유전체 등으로 이루어지고, 사용하는 레이저광에 대해서 광 흡수가 작은 것이 바람직하다. 광학 분리층(31)은, 정보층(301) 및 정보층(302)의 포커스 위치를 구별하기 위해 이용되고, 두께는 대물렌즈의 개구수(NA)와 레이저광의 파장 λ에 의해 결정되는 초점 심도 ΔZ 이상인 것이 필요하다. 초점의 광 강도의 기준을 무수차의 경우의 80%라고 가정한 경우, ΔZ는 ΔZ=λ/{2(NA)｝로 근사할 수 있다. 또, 광학 분리층(31)에 있어서 레이저광의 입사측에 안내홈이 형성되어 있어도 된다.
다음에 정보층(301)의 구성에 관해 설명한다. 정보층(301)은, 광학 분리층(31)으로부터 순서대로, 투과율 조정층(32), 반사층(33), 제2 유전체층(34), 기록층(35), 계면층(36), 제1 유전체층(37)이 적층되어 형성되어 있다.
반사층(33)에는, 실시 형태 1에서 나타낸 반사층(12)과 동일한 재료를 이용할 수 있고, 또, 기능 및 형상도 동일하다.
계면층(36)은, 실시 형태 1에서 나타낸 제1 계면층(16)과 동일한 재료를 이용할 수 있고, 또, 기능 및 형상도 동일하다.
제1 유전체층(37)은, 실시 형태 1에서 나타낸 제1 유전체층(17)과 동일한 재료를 이용할 수 있고, 또, 기능 및 형상도 동일하다.
제2 유전체층(34)의 재료에는, 실시 형태 1에 있어서의 제2 유전체층(13)이나 제2 계면층(14)의 재료를 이용할 수 있다. 제2 유전체층(34)은, 광학적 거리를 조절하여 기록층(35)의 광 흡수율을 높이는 기능이나, 기록 전후에서의 반사광량의 변화율을 크게 하여 신호 진폭을 크게 하는 기능을 갖는다. 또, 기록층(35)에 있 어서 발생한 열을 급속하게 반사층(33)으로 확산하여, 기록층(35)을 냉각하는 기능도 갖는다. 또, 기록층(35)과 접하여 형성되어 있기 때문에 기록층의 결정화 속도를 촉진 또는 억제하는 효과도 있다.
기록층(35)은, 실시 형태 1에서 나타낸 기록층(15)과 동일한 재료를 이용할 수 있고, 또, 기능 및 형상도 동일하지만, 막두께는 레이저광의 투과율을 올리기 위해, 가능한 한 얇게 하는 것이 바람직하다.
투과율 조정층(32)은, 정보층(301)의 투과율을 조정하는 기능을 갖는다. 이 층을 형성함으로써, 기록층이 결정상일 때에 있어서의 정보층(301)의 투과율 Tc(%)와, 기록층이 비정질상일 때에 있어서의 정보층(301)의 투과율 Ta(%)를 모두 높게 할 수 있다. 구체적으로는, 투과율 조정층(32)을 형성한 경우, 투과율 조정층(32)이 없는 경우에 비해, Tc 및 Ta를 2∼10% 향상할 수 있다. 또, 기록층(35)에 있어서 발생한 열을 급속하게 반사층(33)으로 확산하여, 기록층(35)을 냉각하는 기능도 갖는다. 투과율을 보다 높이기 위해, 투과율 조정층(32)의 굴절률 n 및 감쇠 계수 k는, n≥2.0 및 n≤0.1을 만족하는 것이 바람직하고, 2.0≤n≤3.0 및 k≤0.05를 만족하는 것이 보다 더 바람직하다. 투과율 조정층(32)에는, TiO2, ZrO2, HfO2, ZnO2, Nb2O5, Ta2O5, Al2O3, Bi2O3, Y2O3 및 CeO2 등의 산화물이나 Ti-N, Zr-N, Nb-N, Ta-N, Si-N, Ge-N, Cr-N, Al-N, Ge-Si-N 및 Ge-Cr-N 등의 질화물을 이용할 수 있고, 그 막두께 d는, (1/16)λ/n≤d≤(7/32)λ/n 또는 (9/16)λ/n≤d≤(21/32)λ/n을 만족 하는 것이 바람직하다.
마지막으로, 제1 유전체층(37) 상에 커버층(18)을 형성하여, 정보 기록 매체(3)가 제작된다. 또한, 커버층(18)은, 실시 형태 1에서 나타낸 것과 재료, 기능 및 형상도 동일하다.
본 실시 형태에서는 정보층을 2층으로 한정한 정보 기록 매체에 관해 설명하였지만, 이 정보층을 복수 형성하는 경우도, 동일한 구성, 형성 방법에 의해 정보 기록 매체의 제작이 가능하고, 이에 따라 정보 기록 매체의 대용량화가 가능해진다.
(실시 형태 4)
본 발명의 실시 형태 4로서, 본 발명에 있어서의 정보 기록 매체의 제조 방법의 일례를 설명한다. 여기에서는, 실시 형태 1에서 설명한 정보 기록 매체(1)의 제조 방법에 관해 설명한다.
반사층(12), 제2 유전체층(13), 제2 계면층(14), 기록층(15), 제1 계면층(16) 및 제1 유전체층(17)을, 이 순서대로, 기상 성막법의 하나인 스퍼터링법을 이용하여 형성한다. 이하, 순서대로 서술한다.
우선, 기판(11)(예를 들면, 두께 1100μm)을 성막 장치 내에 배치한다.
반사층(12)의 성막은, 반사층(12)을 구성하는 금속 또는 합금으로 이루어지는 스퍼터링 타깃을 이용하여, Ar가스 분위기 중 혹은 Ar가스와 반응가스(예를 들면, 산소가스나 질소가스)의 혼합가스 분위기 중에서 스퍼터링함으로써 행한다. 또한, 기판(11)에 안내홈이 형성되어 있는 경우는, 이 안내홈측에 반사층(12)을 성 막한다.
제2 유전체층(13)의 성막은, CeF3 혹은 그 혼합물로 이루어지는 스퍼터링 타깃을 이용하여, Ar가스 분위기 중 혹은 Ar가스와 반응가스의 혼합가스 분위기 중에서 스퍼터링함으로써 행한다. 구체적으로, 이 혼합물의 스퍼터링 타깃은, 예를 들면, 식：(CeF3)z1D1100-z1(mol%), 식：(CeF3)z1D1z2D100-z1-z2(단, D는 D2 및 D3에서 선택되는 적어도 하나를 나타낸다), 식：(CeF3)z1D2100-z1, 식：(CeF3)z1D2z3D3100-z1-z3 및 (CeF3)z1D3100-z1로 표시된다. z1, z2 및 z3은, 10≤z1≤90, 50≤z1＋z2＜100 및 50≤z1＋z3＜100을 만족하는 것이 바람직하다. 혹은, CeF3, D1, D2 및 D3 중의 필요한 유전체를 포함하는 스퍼터링 타깃을, 복수의 전원을 이용하여 동시에 스퍼터링함으로써 성막할 수도 있다.
제2 계면층(14)의 성막은, 제2 계면층(14)을 구성하는 유전체의 혼합물로 이루어지는 스퍼터링 타깃을 이용하여, Ar가스 분위기 중 혹은 Ar가스와 반응가스의 혼합가스 분위기 중에서 스퍼터링함으로써 행한다. 혹은, 구성하는 금속 원소를 포함하는 스퍼터링 타깃을 이용하여, Ar가스와 반응가스의 혼합가스 분위기 중에서 반응성 스퍼터링함으로써 성막할 수도 있다.
기록층(15)의 성막은, 그 조성에 따라, Ge-M1-Te-M2 합금으로 이루어지는 스퍼터링 타깃을 이용하여, Ar가스 분위기 중, Kr가스 분위기 중, Ar가스와 반응가스의 혼합가스 분위기 중 또는 Kr가스와 반응가스의 혼합가스 분위기 중에서 스퍼터 링함으로써 행한다.
제1 계면층(16)의 성막은, 제1 계면층(16)을 구성하는 화합물로 이루어지는 스퍼터링 타깃을 이용하여, Ar가스 분위기 중 혹은 Ar가스와 반응가스의 혼합가스 분위기 중에서 스퍼터링함으로써 행한다. 혹은, 제1 계면층(16)을 구성하는 금속 원소를 포함하는 스퍼터링 타깃을 이용하여, Ar가스와 반응가스의 혼합가스 분위기 중에서 반응성 스퍼터링을 함으로써 성막할 수도 있다.
제1 유전체층(17)의 성막은, 제1 유전체층(17)을 구성하는 화합물로 이루어지는 스퍼터링 타깃을 이용하여, Ar가스 분위기 중 혹은 Ar가스와 반응가스의 혼합가스 분위기 중에서 스퍼터링을 함으로써 행한다. 또는, 제1 유전체층(17)을 구성하는 금속 원소를 포함하는 스퍼터링 타깃을 이용하여, Ar가스와 반응가스의 혼합가스 분위기 중에서 반응성 스퍼터링을 함으로써 성막할 수 있다.
마지막으로, 커버층(18)은, 광경화형 수지(특히 자외선 경화형 수지)나 지효성 열경화형 수지 등의 수지를 제1 유전체층(17) 상에 도포하여 스핀 코팅한 후에, 수지를 경화시킴으로써 형성한다. 커버층(18)에는, 그 밖에도 폴리카보네이트, 비정질 폴리올레핀, 또는 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA) 등의 수지, 혹은 유리의 원반형의 기판을 이용해도 된다. 이 경우는, 제1 유전체층(17) 상에 광경화형 수지(특히 자외선 경화형 수지)나 지효성 열경화형 수지 등의 수지를 도포하여, 스핀 코팅에 의해 균일하게 늘여, 수지를 경화시킴으로써 형성한다.
각 층의 성막 방법으로서는, 스퍼터링법 이외에, 진공 증착법, 이온 플레이팅법, 화학 기상 퇴적법(CVD법：Chemical Vapor Deposition) 및 분자선 에피택시 법(MBE법：Molecular Beam Epitaxy)을 이용하는 것도 가능하다.
제1 유전체층(17)을 성막한 후, 또는 커버층(18)을 형성한 후에는, 필요에 따라 기록층(15)의 전면을 결정화시키는 초기화 공정을 행해도 된다. 이 초기화는, 레이저광의 조사에 의해 행할 수 있다.
(실시 형태 5)
본 발명의 실시 형태 5로서 정보 기록 매체의 제조 방법의 다른 일례를 설명한다. 여기에서는, 실시 형태 2에서 설명한 정보 기록 매체(2)의 제조 방법에 관해 설명한다.
우선, 기판(11)(예를 들면, 두께 1100μm)을 성막 장치 내에 배치한다.
계속해서, 반사층(12), 제2 유전체층(13), 기록층(15), 제1 계면층(16), 제1 유전체층(17)을 순차적으로 성막하고, 마지막으로 커버층(18)을 형성한다. 성막 및 형성 방법은, 각각 실시 형태 4에서 나타낸 것과 동일하다.
또한, 제1 유전체층(17)을 성막한 후, 또는 커버층(18)을 형성한 후에는, 필요에 따라 기록층(15)의 전면을 결정화시키는 초기화 공정을 행해도 된다. 이 초기화는, 레이저광의 조사에 의해 행할 수 있다.
(실시 형태 6)
본 발명의 실시 형태 6으로서, 정보 기록 매체의 제조 방법의 또 다른 일례를 설명한다. 여기에서는, 실시 형태 3에서 설명한 정보 기록 매체(3)의 제조 방법에 관해 설명한다.
우선, 기판(11)(예를 들면, 두께 1100μm)을 성막 장치 내에 배치한다.
계속해서 정보층(302)을 형성하기 위해, 반사층(12), 제2 유전체층(13), 제2 계면층(14), 기록층(15), 제1 계면층(16), 제1 유전체층(17)을 순차적으로 성막한다. 성막 방법은, 각각 실시 형태 4에서 나타낸 것과 동일하다.
다음에, 광학 분리층(31)을 형성한다. 광학 분리층(31)은, 광경화형 수지(특히 자외선 경화형 수지)나 지효성 열경화형 수지 등의 수지를 정보층(302) 상에 도포하여 스핀 코팅을 행한 후에, 수지를 경화시킴으로써 형성할 수 있다. 또한, 광학 분리층(31)에 안내홈을 형성하는 경우는, 표면에 소정 형상의 홈이 형성된 전사용 기판(형)을 경화전의 수지 상에 밀착시킨 후, 기판(11)과 전사용 기판을 스핀 코팅하여, 그 후 수지를 경화시킨다. 또한 그 후, 전사용 기판을 경화한 수지로부터 벗겨냄으로써, 소정의 안내홈이 형성된 광학 분리층(31)을 형성할 수 있다.
또한 정보층(301)을 형성한다. 즉, 투과율 조정층(32), 반사층(33), 제2 유전체층(34), 기록층(35), 계면층(36), 제1 유전체층(37), 커버층(18)을 이 순서대로 형성한다.
투과율 조정층(32)의 성막은, 투과율 조정층(32)을 구성하는 유전체로 이루어지는 스퍼터링 타깃을 이용하여, Ar가스 분위기 중 혹은 Ar가스와 반응가스의 혼합가스 분위기 중에서 스퍼터링에 의해 형성할 수 있다. 또, 투과율 조정층(32)은, 구성하는 금속 원소를 포함하는 스퍼터링 타깃을 이용하여, Ar가스와 반응가스의 혼합가스 분위기 중에 있어서의 반응성 스퍼터링함으로써 행한다.
반사층(33)의 성막은, 실시 형태 4에서 설명한 반사층(12)과 동일한 방법에 의해 행한다.
제2 유전체층(34)의 성막은, 실시 형태 4에서 설명한 제2 유전체층(13) 또는 제2 계면층(14)과 동일한 방법에 의해 행한다.
기록층(35)의 성막은, 실시 형태 4에서 설명한 기록층(15)과 동일한 방법에 의해 행한다.
제1 계면층(36)의 성막은, 실시 형태 4에서 설명한 제1 계면층(16)과 동일한 방법에 의해 행한다.
제1 유전체층(37)의 성막은, 실시 형태 4에서 설명한 제1 유전체층(17)과 동일한 방법에 의해 행한다.
마지막으로, 커버층(18)을 실시 형태 4와 동일한 방법에 의해 형성한다.
또한, 제1 유전체층(17)을 성막한 후, 또는 커버층(18)을 형성한 후에는, 필요에 따라 기록층(15)의 전면을 결정화시키는 초기화 공정을 행해도 된다. 또, 제1 유전체층(37)을 성막한 후, 또는 커버층(18)을 형성한 후에는, 필요에 따라 기록층(35)의 전면을 결정화시키는 초기화 공정을 행해도 된다. 어느 경우의 초기화나, 레이저광의 조사에 의해 행할 수 있다.
(실시 형태 7)
본 발명의 실시 형태 7로서, 실시 형태 1 및 2에서 설명한 정보 기록 매체(45)(정보 기록 매체(1 또는 2))에 대해서, 정보의 기록 재생을 행하는 방법에 관해 설명한다. 도 4에, 본 실시 형태의 기록 재생 방법에 이용되는 기록 재생 장치(4)의 일부의 구성을 모식적으로 도시하고 있다. 기록 재생 장치(4)는, 정보 기록 매체를 회전시키는 스핀들 모터(41)와, 반도체 레이저(42)를 구비하는 광학 헤 드(43)와, 반도체 레이저(42)에서 출사되는 레이저광(46)을 집광하는 대물렌즈(44)를 구비한다.
대물렌즈(44)의 개구수(NA)는, 레이저광의 스폿 직경을 0.4μm∼0.7μm의 범위 내로 조정하기 위해, 0.5∼1.0의 범위 내인 것이 바람직하다. 레이저광의 파장은 450nm 이하(보다 바람직하게는 350nm∼450nm의 청자 영역)인 것이 바람직하다. 정보를 기록 재생할 때의 선속도는, 재생광에 의한 결정화가 일어나기 어렵고, 또한 충분한 소거율이 얻어지는 3m/초∼20m/초의 범위 내인 것이 바람직하다.
정보 기록 매체로의 정보의 기록, 소거, 및 덮어쓰기 기록은, 레이저광의 파워를 고파워의 피크 파워와 저파워의 바이어스 파워의 변조에 의해 행한다. 피크 파워의 레이저광을 조사함으로써, 정보 기록 매체의 기록막의 국소적인 일부에 비정질상이 형성되고, 그 비정질상이 기록부(기록 마크)가 된다. 기록 마크 사이에서는 바이어스 파워의 레이저광이 조사되어, 결정상이 형성되고, 그 결정상이 소거부가 된다. 피크 파워의 레이저광을 조사할 때에는, 펄스열로 형성하는 멀티 펄스로 하는 것이 일반적이다. 멀티 펄스는 피크 파워와 바이어스 파워의 파워 레벨로 변조되어도 되고, 0mW에서 피크 파워의 임의의 파워 레벨로 변조되어도 된다.
또한, 기판(11)에 안내홈이 형성되어 있는 경우, 정보는, 레이저광의 입사측에서 먼 홈면(그루브), 또는 레이저광의 입사측에서 가까운 홈면(랜드), 또는 그 양쪽에 기록해도 된다.
또, 정보의 재생은 레이저광을 정보 기록 매체에 조사하여, 정보 기록 매체로부터의 신호를 검출기로 독출함으로써 행해진다. 재생시에 있어서의 레이저광 파워는, 기록 마크의 광학적인 상태가 영향을 받지 않고, 또한 정보 기록 매체의 기록 마크 검출을 위한 충분한 반사광량이 얻어지는 파워로 한다.
이하에, 실시예를 이용하여 본 발명을 더욱 상세하게 설명한다.
(실시예 1)
본 실시예에서는, 정보 기록 매체(1)의 일례를 그 제조 방법과 함께 설명한다.
우선, 기판(11)으로서, 안내홈(깊이 20nm, 트랙 피치 0.32μm)이 형성된 폴리카보네이트 기판을 준비하였다. 그 기판 상에, 반사층(12)으로서 Ag-Pd-Cu막을 80nm, 제2 유전체층(13), 제2 계면층(14)으로서 ZrO2-SiO2-Ga2O3막(구체적으로는, 식 : (ZrO2)25(SiO2)25(Ga2O3)50(mol%))을 5nm, 기록층(15)으로서 Ge-Bi-Te-Sn막(구체적으로는, 식：Ge44 .0Bi3 .0Te50 .7Sn2 .3(원자%)으로 표시되는 것)을 11nm, 제1 계면층(16)으로서 ZrO2-SiO2-Cr2O3막(구체적으로는, 식：(ZrO2)25(SiO2)25(Cr2O3)50(mol%))을 5nm, 제1 유전체층(17)으로서 ZnS-SiO2막(구체적으로는, (ZnS)80(SiO2)20(mol%))을 순차적으로 스퍼터링법에 의해 성막하였다. 마지막으로 자외선 경화 수지를 제1 유전체층(17)에 도포하여, 폴리카보네이트 기판(직경 120mm, 두께 70μm)을 밀착시켜, 스핀 코팅한 후에, 자외선에 의해 수지를 경화시켜, 커버층(18)을 형성하였다.
제2 유전체층(13) 및 제1 유전체층(17)의 막두께는, 매트릭스법에 의거한 계산에 의해 결정하였다. 구체적으로는, 405nm의 레이저광을 입사했을 때, 기록 층(15)이 결정상일 때의 정보 기록 매체의 반사율(기판의 경면부에 있어서의 반사)이 15%∼25%, 기록층(15)이 비정질상일 때의 정보 기록 매체의 반사율(기판의 경면부에 있어서의 반사)이 1%∼5%, 기록층(15)이 결정상일 때의 흡수율이 60%∼70%가 되도록 결정하였다.
이상과 같이 제작된 정보 기록 매체(1) 및 종래예의 정보 기록 매체에 관해, 반사층과 제2 유전체층(13)의 밀착성, 및 반복 개서 성능을 평가하였다.
밀착성의 평가는, 정보 기록 매체를 온도 90℃, 상대 습도 80%의 조건의 항온조에 100시간 방치한 후, 광학 현미경에 의해 부식, 박리를 관찰함으로써 행하였다.
또, 반복 개서 성능의 평가는, 도 4에서 나타낸 기록 재생 장치(4)를 이용하여 행하였다. 이 때의 그루브로의 정보의 기록 조건은, 레이저광의 파장은 405nm, 대물렌즈의 개구수(NA)는 0.85, 측정시의 선속도는 4.9m/s, 최단 마크 길이는 0.149μm로 하였다.
그루브로의 정보의 기록은, 0.149μm(2T)에서 0.596μm(8T)까지의 랜덤인 신호를 이용하여, 동일 그루브에 연속하여 행하였다. 각 개서 회수에 있어서 신호의 재생을 행하여, 전단 지터(기록 마크의 전단부의 지터), 후단 지터(기록 마크의 후단부의 지터), 및 전단 지터와 후단 지터의 평균 지터를 타임·인터벌·애널라이저에 의해 측정하였다. 여기에서, 1회째의 지터값에 대해서 3% 증가하는 개서 회수를 정보 기록 매체의 반복 개서 성능의 상한값으로 하였다.
본 실시예에서는, 제2 유전체층(13)으로서 CeF3을 적용하였다. 이 정보 기록 매체의 디스크 No.를 1-101로 한다.
또 다른 예에서는, 제2 유전체층(13)으로서 식：(Ce-F)x1D1100-x1(mol%)로 표시되는 Ce-F 유전체에 있어서, x1=50으로 하고 D1로서 In2O3, Y2O3, Dy2O3, HfO2, (ZrO2)25(SiO2)25 및 (ZrO2)25(Y2O3)25를 선택한 것을 적용하였다. 이러한 디스크 No.를 각각 1-102에서 1-107로 한다.
또 다른 예에서는, 제2 유전체층(13)으로서 식：(Ce-F)x1D1x2D100-x1-x2(mol%)로 표시되는 Ce-F 유전체에 있어서, x1=50, x2=25로 하고 D1로서 In2O3, D에 Si3N4, YF3 및 (Si3N4)15(YF3)10을 선택한 것을 적용하였다. 이러한 디스크 No.를 각각 1-108에서 1-110으로 한다.
또 다른 일례로서 제2 유전체층(13)에, 식：(Ce-F)x1D2100-x1(mol%)로 표시되는 Ce-F 유전체에 있어서, x1=50으로 하고 D2로서 AlN, Si3N4 및 (AlN)25(Si3N4)25를 선택한 것을 적용하였다. 이러한 디스크 No.를 각각 1-111에서 1-113으로 한다.
또 다른 예에서는, 제2 유전체층(13)으로서 식：(Ce-F)x1D2x3D3100-x1-x3(mol%)로 표시되는 Ce-F 유전체에 있어서, x1=50, x3=25로 하고 D2로서 Si3N4, D3으로서 YF3을 선택한 것을 적용하였다. 이러한 디스크 No.를 1-114로 한다.
또 다른 예에서는, 제2 유전체층(13)으로서 식：(Ce-F)x1D3100-x1(mol%)로 표시되는 Ce-F 유전체에 있어서, x1=50으로 하고 D3으로서 YF3, TbF3 및 (YF3)25(TbF3)25를 선택한 것을 적용하였다. 이러한 디스크 No.를 각각 1-115에서 1-117로 한다.
또, 종래의 제2 유전체층을 이용한 경우의 반복 개서 성능과 비교하기 위해, 제2 유전체층으로서 (ZnS)80(SiO2)20을 적용한 정보 기록 매체(디스크 No.를 1-000으로 한다)를 제작하여, 동일한 평가를 행하였다.
평가 결과를 표 1에 나타낸다.
(표 1)
Figure 112007039272228-PCT00001
표 1에 나타내는 바와 같이, 밀착성에 관해, 본 실시예에 있어서의 어느 정 보 기록 매체(1)에 있어서나 반사층(12)에 대해서 박리, 부식은 발생하지 않고, 종래예 1-100보다 크게 개선된 결과가 얻어졌다. 요컨대, 본 실시예의 제2 유전체층으로서 적용하고 싶은 어느 Ce-F 유전체와 Ag의 반응성은 없고, 정보 기록 매체의 특성을 악화시키지 않는 것이 나타났다.
또, 본 실시예에 있어서의 어느 정보 기록 매체(1)에 있어서나 반복 개서 특성은, 종래예와 동등한 특성을 유지하고, 1만회 이상의 개서를 행할 수 있는 것이 나타났다. 정보 기록 매체를 화상, 음성, 동화상의 보존용으로서 이용할 때는, 1000회의 개서 회수가 바람직하고, 또한 컴퓨터에 있어서의 외부 메모리로서 이용할 때는 1만회 이상의 개서 회수가 바람직하다. 요컨대, 본 실시예에 있어서의 정보 기록 매체(1)는 모두 컴퓨터에 있어서의 외부 메모리로서도 적용 가능한 것이 나타났다.
이상, 본 발명에 의해, 종래를 상회하는 성능을 갖는 정보 기록 매체가 얻어졌다.
(실시예 2)
본 실시예에서는, 실시예 1에서 나타낸 정보 기록 매체(1)에 있어서의 제2 유전체층(13)으로서 실시예 1에서 나타낸 조합을 제외하고, (Ce-F)x1D1100-x1, (Ce-F)x1D1x2D100-x1-x2, (Ce-F)x1D2100-x1, (Ce-F)x1D2x3D3100-x1-c3 및 (Ce-F)x1D3100-x1을 x1=50, x2=25 및 x3=25로서 적용하였다(예를 들면, (CeF3)50(Ta2O5)50).
실시예 1과 동일하게, 반사층(12)과의 밀착성 및 반복 개서 성능을 평가하였 다.
그 결과, 어느 경우에서나, 박리나 부식은 발생하지 않았다. 또, 어느 경우에 있어서나, 개서 회수가 5000회 이상으로 양호한 반복 개서 성능이 얻어졌다. 특히, D1로서, SiO2, Ga2O3, Y2O3, ZrO2, In2O3, Dy2O3, HfO2 및 Ta2O5에서 선택되는 적어도 하나를 이용했을 때는, 어느 경우나 개서 회수가 1만회 이상으로 대단히 양호한 반복 개서 성능이 얻어졌다.
(실시예 3)
실시예 3에서는, 실시예 1에서 나타낸 정보 기록 매체(1)에 있어서의 제2 유전체층(13)으로서 (CeF3)x1(In2O3)100-x1, (CeF3)x1(Y2O3)100-x1, (CeF3)x1(Si3N4)100-x1, 및 (CeF3)x1(TbF3)100-x1을 적용하였다. 각 Ce-F 유전체에 있어서 조성비 x1을 변화시켜, 정보 기록 매체 1-201에서 1-212를 제작하여, 실시예 1과 동일하게, 반사층(12)과의 밀착성 및 반복 개서 특성의 평가를 행하였다.
평가 결과를 표 2에 나타낸다.
(표 2)
Figure 112007039272228-PCT00002
표 2에 나타내는 바와 같이 밀착성에 관해, 본 실시예에 있어서의 어느 정보 기록 매체(1)에 있어서나 반사층(12)에 대해서 박리, 부식은 발생하지 않았다. 또, 어느 정보 기록 매체(1)에 있어서나 개서 회수가 5000회 이상으로 양호한 반복 개서 성능이 얻어지고, 화상, 음성, 동화상의 보존용의 정보 기록 매체로서 이용하는 것이 가능한 것이 나타났다. 또한, 컴퓨터에 있어서의 외부 메모리로서 이용할 때는, CeF3이 10mol% 이상인 것이 바람직하다.
(실시예 4)
실시예 4에서는, 실시예 1에서 나타낸 정보 기록 매체(1)에 있어서의 제2 유전체층(13)으로서 (CeF3)x1(In2O3)x2(Si3N4)100-x1-x2 및 (CeF3)x1(Si3N4)x3(YF3)100-x1-x3을 적용하였다. 각 Ce-F 유전체에 있어서 조성비 x1=30으로 하고, x2 및 x3을 변화시 켜, 정보 기록 매체 1-301에서 1-308을 제작하여, 실시예 1과 동일하게, 반사층(12)과의 밀착성 및 반복 개서 특성의 평가를 행하였다.
평가 결과를 표 3에 나타낸다.
(표 3)
Figure 112007039272228-PCT00003
표 3에 나타내는 바와 같이 밀착성에 관해서, 본 실시예에 있어서의 어느 정보 기록 매체(1)에 있어서나 반사층(12)에 대해서 박리, 부식은 발생하지 않았다. 또, 어느 정보 기록 매체(1)에 있어서나 개서 회수가 5000회 이상으로 양호한 반복 개서 성능이 얻어지고, 화상, 음성, 동화상의 보존용의 정보 기록 매체로서 이용하는 것이 가능한 것이 나타났다. 또한, 컴퓨터에 있어서의 외부 메모리로서 이용할 때는, (CeF3)x1(In2O3)x2(Si3N4)100-x1-x2에 있어서는 Si3N4가 50mol% 이하, (CeF3)x1(Si3N4)x3(YF3)100-x1-x3에 있어서는 YF3이 50mol% 이하, 요컨대, x1＋x2≥50, x1＋x3≥50인 것이 바람직하다.
(실시예 5)
본 실시예에서는, 정보 기록 매체(2)의 일례를 설명한다.
정보 기록 매체(2)의 각 층의 형성 방법은, 실시예 1과 동일하다. 본 실시예에 있어서는, 제2 유전체층(13)에, 식：(Ce-F)x1D1100-x1(mol%)로 표시되는 Ce-F 유전체를 적용하였다. D1로서 In2O3 및 Y2O3을 선택하고, 각 Ce-F 유전체에 있어서 조성비 x1을 변화시켜, 정보 기록 매체 2-102에서 2-108을 제작하여, 기록층과의 밀착성의 평가를 행하였다.
평가 결과를 표 4에 나타낸다.
(표 4)
Figure 112007039272228-PCT00004
표 4에 나타내는 바와 같이, 본 실시예에 있어서의 어느 정보 기록 매체(2)에 있어서나, 기록층(12)에 대해서 부식은 발생하지 않았다. 또, CeF3이 90mol% 이하인 어느 정보 기록 매체(2)에 있어서는, 박리도 발생하지 않았다. CeF3이 90mol%보다 많아지면 박리가 발생한다. 그 때문에, CeF3은 90mol% 이하로 하는 것이 바람직하다. 또, TeOx＋M3(단, M3은 Pd나 Ge 등의 원소를 이용한다)에서도, 상기의 결과와 동일하게, 기록층(15)에 대해서 부식은 발생하지 않았다.
(실시예 6)
본 실시예에서는, 정보 기록 매체(3)의 일례를 설명한다.
정보 기록 매체(3)의 정보층(302)의 형성 방법은 실시예 1과 동일하다.
본 실시예에 있어서는, 제2 유전체층(13)에는 (CeF3)50(In2O3)50, (CeF3)50(Y2O3)50, (CeF3)50(Si3N4)50 및 (CeF3)50(TbF3)50을 적용하였다. 이러한 정보 기록 매체의 디스크 No.를 각각 3-101에서 3-104로 한다.
계속해서, 정보층(302) 상에 안내홈이 형성된 광학 분리층(31)을 형성하였다.
계속해서, 광학 분리층(31) 상에 정보층(301)을 형성한다. 정보층(301)은 투과율 조정층(32)으로서 TiO2를 21nm(≒(11/80)λ/n), 반사층(33)으로서 Ag-Pd-Cu막을 10nm, 제2 유전체층(34)으로서 ZrO2-SiO2-Ga2O3막(구체적으로는, 식：(ZrO2)25(SiO2)25(Ga2O3)50(mol%)), 기록층(35)으로서 Ge-Bi-Te-Sn막(구체적으로는, 식：Ge42.7Bi4.1Te51.0Sn2.2(원자%)로 표시되는 것)을 6nm, 계면층(36)으로서 ZrO2-SiO2-Cr2O3막(구체적으로는, 식：(ZrO2)25(SiO2)25(Cr2O3)50(mol%))을 5nm, 제1 유전체층(37)으로서 ZnS-SiO2막(구체적으로는, (ZnS)80(SiO2)20(mol%))을 순차적으로 스퍼터링법에 의해 성막하였다. 마지막으로 자외선 경화 수지를 제1 유전체층(37)에 도포하여, 폴리카보네이트 기판(직경 120mm, 두께 70μm)을 밀착시켜, 스핀 코팅한 후에, 자외선에 의해 수지를 경화시켜, 커버층(18)을 형성하여, 정보 기록 매체(3)를 제작 하였다.
제2 유전체층(34) 및 제1 유전체층(37)의 막두께는, 매트릭스법에 의거한 계산에 의해 결정하였다. 구체적으로는, 405nm의 레이저광을 입사했을 때, 기록층(35)이 결정상일 때의 정보 기록 매체의 반사율(기판의 경면부에 있어서의 반사)이 4%∼10%, 기록층(35)이 비정질상일 때의 정보 기록 매체의 반사율(기판의 경면부에 있어서의 반사)이 1%∼5%, 투과율 Tc(%) 및 투과율 Ta(%)가 모두 45%∼55%가 되도록 결정하였다.
이상과 같이 제작된 정보 기록 매체(3)(디스크 No.를 3-101에서 3-104로 한다)에 대해, 반사층(12)과 제2 유전체층(13)과의 밀착성, 및 정보층(302)의 반복 개서 성능을 평가하였다. 또, 실시예 1과 동일하게, 제2 유전체층(13)에 종래의(ZnS)80(SiO2)20을 적용한 정보 기록 매체(디스크 No.를 3-000으로 한다)를 제작하여, 비교하였다.
평가 결과를 표 5에 나타낸다.
(표 5)
Figure 112007039272228-PCT00005
표 5에 나타내는 바와 같이 밀착성에 관해, 본 실시예에 있어서의 어느 정보 기록 매체(3)에 있어서나 반사층(12)에 대해서 박리, 부식은 발생하지 않고, 종래 예 3-100보다 크게 개선된 결과가 얻어졌다.
또, 본 실시예에 있어서의 어느 정보 기록 매체(3)에 있어서나 반복 개서 특성은 양호하고, 종래예와 동등한 특성을 유지하며, 1만회 이상의 개서를 행할 수 있는 것이 나타났다. 요컨대, 정보 기록 매체(3)는 화상, 음성, 동화상의 보존용 및 컴퓨터에 있어서의 외부 메모리로서 이용하는 것이 가능한 것이 나타났다.
(실시예 7)
본 실시예에서는, 실시예 6에 기술된 정보 기록 매체에 있어서, 유전체층(34)에 식：(Ce-F)x1D1100-x1(mol%)로 표시되는 Ce-F 유전체를 적용한 예에 관해 설명한다. D1로서 In2O3 및 Y2O3을 선택하고, 각 Ce-F 유전체에 있어서 조성비 x1을 변화시켜, 정보 기록 매체 4-102에서 4-108을 제작하여, 기록층(35)과의 밀착성의 평가를 행하였다.
평가 결과를 표 6에 나타낸다.
(표 6)
Figure 112007039272228-PCT00006
표 6에 나타내는 바와 같이, 본 실시예에 있어서의 어느 정보 기록 매체에 있어서나 기록층(35)에 대해서 부식은 발생하지 않았다. 또, CeF3이 90mol% 이하인 어느 정보 기록 매체에 있어서는, 박리도 발생하지 않았다. CeF3이 90mol%보다 많아지면 박리가 발생한다. 그 때문에, CeF3은 90mol% 이하로 하는 것이 바람직하다. 또, TeOx＋M3(단, M3은 Pd나 Ge 등의 원소를 이용한다)에서도, 상기의 결과와 동일하게, 기록층(35)에 대해서 부식은 발생하지 않았다.
이상, 본 발명에 의해, 유황을 포함하지 않고, 청자색 파장 영역 레이저에 대해서 고투명성을 가지며, 내습성이 우수한 유전체 재료를 제공 가능해진다. 또한, 이 유전체 재료를 제2 유전체층에 적용함으로써, 제3 계면층이 불필요해져, 고신호 품질로 반복 개서 특성이 우수한 정보 기록 매체를 제공 가능해진다.
이상, 본 발명의 실시 형태에 관해 예를 거론하여 설명하였지만, 본 발명은 상기의 실시 형태에 한정되지 않고, 본 발명의 기술 발상에 의거하여 다른 실시 형태에도 적용할 수 있다.
본 발명의 정보 기록 매체와 그 제조 방법은, 우수한 특성을 갖는 유전체층을 필요로 하는 대용량의 광학적 정보 기록 매체, 예를 들면 Blu-ray Disc 등에 유용하다. 또, 직경 6cm와 같은 소경 디스크에 응용할 수도 있다. 또한, 전기적 정보 기록 매체, 예를 들면, 전기적인 스위칭 소자에 대해서도 유용하다.
어느 것에서나, 개서형, 추기형 또는 재생 전용형을 불문하고 응용하는 것이 가능하다.

Claims (18)

  1. 정보를 기록 또는 재생하는 정보 기록 매체로서, Ce-F를 포함하는 층을 구비하는, 정보 기록 매체.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 Ce-F를 포함하는 층은 유전체층인, 정보 기록 매체.
  3. 청구항 2에 있어서,
    기판, 반사층, 상기 유전체층, 기록층을 이 순서대로 구비하고,
    상기 반사층과 상기 유전체층은 접촉하도록 구성되어 있는, 정보 기록 매체.
  4. 청구항 2에 있어서,
    2개 이상의 정보층을 포함하는 정보 기록 매체로서,
    적어도 하나의 정보층에 있어서, 기판, 반사층, 상기 유전체층, 기록층을 이 순서대로 구비하고,
    상기 반사층과 상기 유전체층은 접촉하도록 구성되며,
    상기 2개 이상의 정보층은 광학 분리층에 의해 서로 분리되어 있는, 정보 기록 매체.
  5. 청구항 2 내지 4 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 유전체층은 Ce-F를 10mol% 이상 포함하는, 정보 기록 매체.
  6. 청구항 2 내지 5 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 유전체층은 Al, Si, Ti, Zn, Ga, Y, Zr, In, La, Ce, Dy, Yb, Hf 및 Ta에서 선택되는 적어도 하나의 원소의 산화물인 유전체 재료 D1을 더 포함하는, 정보 기록 매체.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 유전체층은 Si, Ga, Y, Zr, In, Dy, Hf 및 Ta에서 선택되는 적어도 하나의 원소의 산화물인 유전체 재료 D1을 더 포함하는, 정보 기록 매체.
  8. 청구항 5 또는 7에 있어서,
    상기 유전체층은
    식：(Ce-F)x1D1100-x1
    로 표시되고,
    x1이 10≤x1≤90을 만족하는, 정보 기록 매체.
  9. 청구항 2 내지 5 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 유전체층은 Al, B, Y 및 Si에서 선택되는 적어도 하나의 원소의 질화물인 유전체 재료 D2를 더 포함하는, 정보 기록 매체.
  10. 청구항 9에 있어서,
    상기 유전체층은
    식：(Ce-F)x1D2100-x1
    로 표시되고,
    x1이 10≤x1≤90을 만족하는, 정보 기록 매체.
  11. 청구항 2 내지 5 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 유전체층은 Mg, Y, La, Gd, Tb 및 Yb에서 선택되는 적어도 하나의 원소의 불화물인 유전체 재료 D3을 더 포함하는, 정보 기록 매체.
  12. 청구항 11에 있어서,
    상기 유전체층은 Y 및 La에서 선택되는 적어도 하나의 원소의 불화물인 유전체 재료 D3을 더 포함하는, 정보 기록 매체.
  13. 청구항 11 또는 12에 있어서,
    상기 유전체층은
    식：(Ce-F)x1D3100-x1
    로 표시되고,
    x1이 10≤x1≤90을 만족하는, 정보 기록 매체.
  14. 청구항 2 내지 5 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 유전체층은 Al, Si, Ti, Zn, Ga, Y, Zr, In, La, Ce, Dy, Yb, Hf 및 Ta에서 선택되는 적어도 하나의 원소의 산화물인 유전체 재료 D1, Al, B, Y 및 Si에서 선택되는 적어도 하나의 원소의 질화물인 유전체 재료 D2, 및 Mg, Y, La, Gd, Tb 및 Yb에서 선택되는 적어도 하나의 원소의 불화물인 유전체 재료 D3 중 어느 하나에서 선택되는 복수의 유전체 재료를 구비하는, 정보 기록 매체.
  15. 청구항 14에 있어서,
    상기 유전체층은
    식：(Ce-F)x1D1x2D100-x1-x2
    (단, 여기에서 D는, 상기 유전체 재료 D2 및 상기 유전체 재료 D3에서 선택되는 적어도 하나의 유전체 재료를 나타낸다)
    로 표시되고,
    x1, x2가, 10≤x1≤90 및 50≤x1＋x2＜100을 만족하는, 정보 기록 매체.
  16. 청구항 14에 있어서,
    상기 유전체층은
    식：(Ce-F)x1D2x3D3100-x1-x3
    으로 표시되고,
    x1, x3가 10≤x1≤90 및 50≤x1＋x3＜100을 만족하는 정보 기록 매체.
  17. 기판, 반사층, 유전체층, 기록층을 이 순서대로 구비한, 정보를 기록 또는 재생하는 정보 기록 매체의 제조 방법으로서,
    상기 유전체층을, Ce-F를 포함하는 스퍼터링 타깃을 이용하여, 상기 반사층에 접촉하도록 형성하는 정보 기록 매체의 제조 방법.
  18. 청구항 17에 있어서,
    상기 스퍼터링 타깃은 Al, Si, Ti, Zn, Ga, Y, Zr, In, La, Ce, Dy, Yb, Hf 및 Ta에서 선택되는 적어도 하나의 원소의 산화물인 유전체 재료 D1, Al, B, Y 및 Si에서 선택되는 적어도 하나의 원소의 질화물인 유전체 재료 D2, 및 Mg, Y, La, Gd, Tb 및 Yb에서 선택되는 적어도 하나의 원소의 불화물인 유전체 재료 D3 중 어느 하나에서 선택되는 적어도 하나의 유전체 재료를 더 포함하는, 정보 기록 매체의 제조 방법.
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