CN101522431A - 信息记录介质及其制造方法、以及溅射靶 - Google Patents

信息记录介质及其制造方法、以及溅射靶 Download PDF

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CN101522431A CNA2007800375814A CN200780037581A CN101522431A CN 101522431 A CN101522431 A CN 101522431A CN A2007800375814 A CNA2007800375814 A CN A2007800375814A CN 200780037581 A CN200780037581 A CN 200780037581A CN 101522431 A CN101522431 A CN 101522431A
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西原孝史
儿岛理惠
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Abstract

本发明提供在记录层的厚度为3nm左右的非常薄的情况下记录信息时的记录灵敏度高、且消除性能也好的信息记录介质。在通过照射光或施加电能而能记录信息的信息记录介质(15)中,至少具有引起相变化的记录层(104),记录层(104)将选自Zn、Si和C中的至少一种元素和Sb含有共计85原子%以上,优选其组成以组成式Sb100-a1M1a(原子%)(其中,M1为选自Zn、Si和C中的至少一种元素,a1表示以原子%表示的组成,并且满足0<a1≤50。)来表示。

Description

信息记录介质及其制造方法、以及溅射靶
技术领域
本发明涉及光学或电性地记录、消除、重写及/或再生信息的信息记录介质以其制造方法、以及能用于制造该信息记录介质的溅射靶。
背景技术
作为现有的信息记录介质,有利用其记录层(相变化材料层)发生相变化的现象的相变化型信息记录介质。作为该相变化型信息记录介质之一,有使用激光束光学地将信息记录、消除、重写、再生的信息记录介质(以下有时简单称为光学信息记录介质)。在光学信息记录介质中,记录信息是通过利用照射激光束所产生的热使记录层的相变化材料在例如结晶相和无定形相之间发生状态变化来进行的。记录后的信息通过检测结晶相和无定形相之间的反射率差而读取。
进而,作为光学信息记录介质之一,有能消除和重写信息的重写型信息记录介质。通常,记录层的初始状态为结晶相。记录信息时,照射高功率(记录功率)的激光束熔融记录层后,急剧冷却,由此使激光照射部转化为无定形相。另一方面,消除信息时,照射比记录时低的功率(消除功率)的激光束,将记录层升温后慢慢冷却,由此使激光照射部转化为结晶相。因此,在重写型信息记录介质中,通过对记录层照射在高功率水平和低功率水平之间进行功率调制的激光束,能边消除被记录的信息边记录或重写新信息。为了使记录层转化为结晶相,必须在使记录层变化为结晶相的温度(结晶化温度)下仅保持一定时间(结晶化时间)。由于结晶化时间越短,转化为结晶相所需的时间越短,所以能在短时间内消除和重写,即高速消除·重写。
另外,相变化型信息记录介质中,只能记录一次信息而不能消除和重写信息的追记型信息记录介质中,通常记录层的初始状态为无定形相。在该追记型信息记录介质中记录信息时,通过照射高功率(记录功率)的激光束,将记录层升温后慢慢冷却,由此将激光照射部转化为结晶相。
也有下述相变化型信息记录介质,其是通过施加电能(例如电流)产生的焦耳热使记录层的相变化材料发生状态变化代替上述照射激光束,由此来记录信息。在该信息记录介质中记录信息如下进行,即通过由施加电流而产生的焦耳热使记录层的相变化材料在结晶相(低电阻)和无定形相(高电阻)之间发生状态变化。信息的再生通过检测结晶相和无定形相之间的电阻差作为信息而读取来进行。
作为相变化型信息记录介质的例子,可以举出4.7GB/DVD-RAM。4.7GB/DVD-RAM如图15的信息记录介质12所示,从激光入射侧观察于基板1上依次具有第1电介质层2、第1界面层3、记录层4、第2界面层5、第2电介质层6、光吸收补偿层7、反射层8这7层构成。
记录层4使用含有(Ge-Sn)Te-Sb2Te3的高速结晶化材料而形成,所述(Ge-Sn)Te-Sb2Te3是混合化合物GeTe和Sb2Te3得到的GeTe-Sb2Te3拟二元系相变化材料(例如参见专利文献1)的一部分Ge被Sn取代而获得的。另外,使用混合化合物GeTe和Bi2Te3得到的GeTe-Bi2Te3拟二元系相变化材料(例如参见专利文献2)时,能更高速的重写。通过使用上述材料,不仅仅能实现初始记录重写性能,也能实现优异的记录保存性(可以将记录的信号在长期保存后再生的特性)以及重写保存性(可以将记录的信号在长期保存后消除或重写的特性)。
第1电介质层2和第2电介质层6具有下述光学作用,即调节光学距离来提高在记录层4中的光吸收效率,增加结晶相和无定形相的反射率变化,从而扩大信号强度。另外,上述电介质层2及6具有下述热作用,即将不耐受热的基板1及模仿基板(dummy substrate)10等从记录时处于高温的记录层4隔断。迄今为止所用的(ZnS)80(SiO2)20(mol%)是透明且高折射率、低热传导率、隔热性优良、机械特性以及耐湿性也良好的优异的电介质材料。
反射层8具有增加记录层4所吸收的光量的光学功能。另外,反射层8也具有使在记录层4中产生的热迅速扩散、从而使记录层4容易无定形化的热功能。进而,反射层8还具有保护多层膜免受使用环境的破坏的功能。
第1界面层3和第2界面层5具有防止在第1电介质层2和记录层4、以及第2电介质层6和记录层4之间产生的物质移动的功能。所谓该物质移动,是指下述现象:在以例如(ZnS)80(SiO2)20(下标表示以mol%所示的组成比)形成第1电介质层2以及第2电介质层6的情况下,对记录层4照射激光束反复记录·重写时,S(硫)在记录层中扩散。S扩散到记录层中时,反复重写性能恶化。为了防止该反复重写性能恶化,可以在第1界面层3以及第2界面层5中使用含有Ge的氮化物(例如参见专利文献3)。
通过以上的技术,达到了优异的重写性能和高可靠性,并且4.7GB/DVD-RAM实现了商品化。
目前,作为使信息记录介质进一步大容量化的技术,导入了各种技术。例如导入了下述技术,即通过在光学信息记录介质中使用比红色激光短的波长的蓝紫色激光,以及减少激光束入射一侧的基板的厚度,并使用开口数(NA)大的物镜,由此通过使用较小的点径的激光束进行高密度记录的技术。
也导入了下述技术,即使用具有2个信息层的光学信息记录介质,将记录容量提高2倍,并且通过仅入射到其一方的面上的激光束用2个信息层进行记录再生(例如参见专利文献4)。在该2层信息记录介质中,使用透过接近于激光束的入射侧的信息层(以下称为第1信息层)的激光束,进行距离激光束的入射侧较远的信息层(以下称为第2信息层)的记录再生。因此,在第1信息层中,必须极度减小记录层及反射层的厚度来提高透射率。
【专利文献1】专利第2584741号公报(第1-5页、图1)
【专利文献2】专利第2574325号公报(第1-5页、图1)
【专利文献3】特开平10-275360号公报(第2-6页、图2)
【专利文献4】特开2000-36130号公报(第2-11页、图2)
发明内容
但是,薄化目前所用的记录层、例如GeTe-Bi2Te3时,存在记录层的结晶化能降低、消除性能降低的课题。另外,极度薄化记录层以及反射层来提高透射率时,在记录层中的光吸收减少,记录信息时需要较大的能量(激光功率)。即,也存在记录灵敏度降低的课题。
本发明用于解决上述现有的课题,目的在于提供记录灵敏度以及消除性能同时提高的相变化型信息记录介质。
为了达到上述目的,本发明的信息记录介质是通过照射光或施加电能而能够记录信息的信息记录介质,其特征在于,所述信息记录介质至少具有能发生相变化的记录层,所述记录层将选自Zn、Si以及C中的至少一种元素和Sb含有共计85原子%以上。根据该特征,能提高相变化型信息记录介质的记录灵敏度以及消除性能。
另外,在本发明的信息记录介质中,记录层可以含有下述式(1)表示的材料。含有上述材料的记录层能提高相变化型信息记录介质的记录灵敏度以及消除性能。
Sb100-a1M1a1(原子%)   (1)
(其中,M1表示选自Zn、Si以及C中的至少一种元素,a1表示以原子%表示的组成比,并且满足0<a1≦50。)
此处,所谓“原子%”,表示式(1)是以“Sb”原子及“M1”原子的总数为基准(100%)表示的组成式。在以下的式中,“原子%”的表示以相同的宗旨进行使用。另外,式(1)是仅计数记录层中所含的“Sb”原子以及“M1”原子来表示的。因此,记录层有时含有达总体的15原子%的量的上述原子以外的成分(例如其他金属元素、氧、氢、氩和氮等)。
另外,在本发明的信息记录介质中,记录层可以含有下述式(2)表示的材料。含有上述材料的记录层能提高相变化型信息记录介质的记录灵敏度以及消除性能。
Sb100-a2Zna2(原子%)    (2)
(其中,a2表示以原子%表示的组成比,并且满足0<a2≦30。)
另外,在本发明的信息记录介质中,记录层可以含有下述式(3)表示的材料。含有上述材料的记录层可以提高相变化型信息记录介质的记录灵敏度以及消除性能。
Sb100-a3Sia3(原子%)    (3)
(其中,a3表示以原子%表示的组成比,满足0<a3≦30。)
另外,本发明的信息记录介质中,记录层可以含有下述式(4)表示的材料。含有上述材料的记录层可以提高相变化型信息记录介质的记录灵敏度以及消除性能。
Sb100-a4Ca4(原子%)    (4)
(其中,a4表示以原子%表示的组成比,并且满足0<a4≦50。)
另外,本发明的信息记录介质中,记录层可以含有下述式(5)表示的材料,含有上述材料的记录层可以提高相变化型信息记录介质的记录灵敏度以及消除性能。
Sb100-a5(SiC)a5(mol%)   (5)
(其中,a5表示以原子%表示的组成比,并且满足0<a5≦30。)
另外,在本发明的信息记录介质中,记录层还可以含有选自Ga、Ge、Ag、In、Sn、Te以及Bi中的至少一种元素。记录层含有上述元素,由此能进一步提高相变化型信息记录介质的记录灵敏度。
另外,在本发明的信息记录介质中,记录层可以含有下述式(6)表示的材料。含有上述材料的记录层能进一步提高相变化型信息记录介质的记录灵敏度。
Sb100-a6-b6M1a6M2b6(原子%)   (6)
(其中,M1为选自Zn、Si以及C中的至少一种元素,M2为选自Ga、Ge、Ag、In、Sn、Te以及Bi中的至少一种元素,a6以及b6表示以原子%表示的组成比,并且满足0<a6≦50、0<b6≦15。)
另外,在本发明的信息记录介质中,记录层还可以含有选自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以及Lu中的至少一种元素。
另外,本发明的信息记录介质中,记录层的厚度可以为15nm以下。由此,能提高相变化型信息记录介质的记录灵敏度。另外,本发明的信息记录介质中,记录层的厚度可以为3nm以下。具有上述厚度的记录层在多层的相变化型信息记录介质中可以提高接近激光束的入射侧的信息层的透射率。
另外,本发明的信息记录介质可以具有N1个(其中,N1为2以上的整数)信息层、即可以具有N1层(其中,N1为2以上的整数)记录层。由此,可以提高信息记录介质的记录容量。需要说明的是,N1可以为2。N1也可以为3或4。在具有N1个信息层的信息记录介质中,至少一个记录层含有上述材料(Sb和M1的组合)。
另外,本发明提供一种信息记录介质,其是通过照射光或施加电能而能够记录信息的信息记录介质,该记录介质具有记录部,所述记录部是层叠选自含有Sb的层、含有M1的层(其中,M1是选自Zn、Si以及C中的至少一种元素)、含有M2的层(其中,M2是选自Ga、Ge、Ag、In、Sn、Te以及Bi中的至少一种元素)、含有Sb-M1的层、含有Sb-M2的层、含有M1-M2的层以及含有Sb-M1-M2的层中的至少2种以上的层而得到的。通过将记录部设定为由多层形成的层,能提高相变化型信息记录介质的记录灵敏度以及消除性能。此处,用语“记录部”是为了区别由2层以上的层构成的层叠结构的记录层和单层结构的记录层而使用的,在记录层和记录部上信息记录介质的功能不发生变化。
另外,具有记录部的本发明的信息记录介质中,记录部可以至少具有含有Sb-M1的层、以及含有Sb-M2的层的层叠结构。在构成记录部的层叠结构中,含有Sb-M1的层能以50原子%以下的比例含有C,含有Sb-M2的层能以30原子%以下的比例含有选自Ge以及Te中的至少一种元素。通过构成上述记录部,能调整相变化型信息记录介质的记录灵敏度以及消除性能。
另外,具有记录部的本发明的信息记录介质可以至少具有含有Sb-M1的层与含有M2的层的层叠结构。另外,在该层叠结构中,含有Sb-M1的层能以50原子%以下的比例含有C,含有M2的层能以40原子%以上的比例含有Te。通过构成上述记录部,能调整相变化型信息记录介质的记录灵敏度以及消除性能。
另外,具有记录部的本发明的信息记录介质中,记录部所含的1层或多层还可以含有选自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以及Lu中的至少一种元素。
另外,在具有记录部的本发明的信息记录介质中,记录部的厚度可以为15nm以下。由此,能提高相变化型信息记录介质的记录灵敏度。具有记录部的本发明的信息记录介质中,记录部的厚度可以为3nm以下。具有上述厚度的记录部在多层的相变化型信息记录介质中可以提高接近于激光束的入射侧的信息层的透射率。
具有记录部的本发明的信息记录介质可以具有N2个信息层、即可以具有N2个(其中,N2为2以上的整数)记录部。由此,能提高信息记录介质的记录容量。另外,N2可以为2。N2也可以为3或4。具有N2个信息层的信息记录介质中,至少一个记录部由选自含有上述规定元素的层中的多层构成。
本发明的信息记录介质还可以具有与记录层的至少一方的面或记录部的至少一方的面相接触而配置的界面层。如果设置界面层,则能提高相变化型信息记录介质的反复重写性能。
另外,本发明的信息记录介质中,界面层可以含有选自氧化物、氮化物、碳化物、硫化物以及氟化物中的至少一种化合物。由此提高相变化型信息记录介质的反复重写性能。
本发明的信息记录介质中,界面层可以含有选自Zr、Hf、Y以及Si中的至少一种元素、选自Ga、In以及Cr中的至少一种元素和O。由此提高相变化型信息记录介质的反复重写性能。
本发明的信息记录介质还可以具有反射层。反射层提高相变化型信息记录介质的记录灵敏度和信号强度。
另外,本发明的信息记录介质中,反射层可以主要含有Ag。由此提高相变化型信息记录介质的记录灵敏度和信号强度。用语“主要”表示含有90原子%以上的Ag。
另外,本发明的信息记录介质中,反射层的厚度可以为20nm以下。反射层的厚度为20nm以下时,多层的相变化型信息记录介质中,能提高位于激光束入射侧的信息层的透射率。本发明的信息记录介质中,反射层的厚度可以为5nm以下。上述薄反射层在多层相变化型信息记录介质中进一步提高接近于激光束的入射侧的信息层的透射率。
本发明提供上述本发明的信息记录介质的制造方法,该方法是至少包括下述工序的信息记录介质的制造方法,所述工序中,形成将选自Zn、Si以及C中的至少一种元素和Sb含有共计85原子%以上的记录层,其特征在于,形成记录层的工序中,使用含有选自Zn、Si以及C中的至少一种元素和Sb的溅射靶进行溅射。通过上述制造方法制作记录灵敏度以及消除性能提高的相变化型信息记录介质。
另外,本发明提供一种信息记录介质的制造方法,该方法至少包括下述工序,所述工序中,形成将选自Zn、Si以及C中的至少一种元素和Sb含有共计85原子%以上的记录层,其特征在于,形成记录层的工序中,使用选自Sb、M1(其中,M1是选自Zn、Si以及C中的至少一种元素)、M2(其中,M2是选自Ga、Ge、Ag、In、Sn、Te以及Bi中的至少一种元素)、Sb-M1、Sb-M2、M1-M2以及Sb-M1-M2表示的溅射靶中的至少2个以上溅射靶进行溅射。根据该制造方法,能制作记录灵敏度以及消除性能提高的相变化型信息记录介质。
本发明还提供一种信息记录介质的制造方法,该方法至少包括形成层叠至少2种以上的层而形成的记录部的工序,其特征在于,
形成所述记录部的工序中,使用选自Sb、M1(其中,M1为选自Zn、Si以及C中的至少一种元素)、M2(其中,M2为选自Ga、Ge、Ag、In、Sn、Te以及Bi中的至少一种元素)、Sb-M1、Sb-M2、M1-M2以及Sb-M1-M2表示的溅射靶中的至少2个以上溅射靶进行溅射。根据该制造方法,能制作记录灵敏度以及消除性能提高的相变化型信息记录介质。
本发明还提供将选自Zn、Si以及C中的至少一种元素和Sb含有共计85原子%以上的溅射靶作为用于制造本发明的信息记录介质时的溅射靶。通过使用上述溅射靶形成记录层,能制作记录灵敏度以及消除性能提高的相变化型信息记录介质。
另外,对用于制造本发明的信息记录介质时的溅射靶而言,想要得到的膜含有式(1)表示的材料时,可以为含有式(10)表示的材料的溅射靶。通过使用上述溅射靶形成记录层,能制作记录灵敏度以及消除性能提高的相变化型信息记录介质。
Sb100-a1M1a1(原子%)   (1)
(其中,M1为选自Zn、Si以及C中的至少一种元素,a1表示以原子%表示的组成比,并且满足0<a1≦50。)
Sb100-A1M1A1(原子%)   (10)
(其中,M1为选自Zn、Si以及C中的至少一种元素,A1表示以原子%表示的组成比,满足a1<A1≦(a1+3)。)
根据本发明,能提供记录灵敏度以及消除性能提高的相变化型信息记录介质。另外,根据本发明的相变化型信息记录介质的制造方法及/或溅射靶,能容易地制造本发明的相变化型信息记录介质。
附图说明
【图1】图1是模式地表示本发明的具有1层信息层的信息记录介质的层构成之一例的部分剖面图。
【图2】图2是模式地表示本发明的具有N层信息层的信息记录介质的层构成之一例的部分剖面图。
【图3】图3是模式地表示本发明的具有2层信息层的信息记录介质的层构成之一例的部分剖面图。
【图4】图4是模式地表示本发明的具有4层信息层的信息记录介质的层构成之一例的部分剖面图。
【图5】图5是模式地表示本发明的具有1层信息层的信息记录介质的层构成之一例的部分剖面图。
【图6】图6是模式地表示本发明的具有N层信息层的信息记录介质的层构成之一例的部分剖面图。
【图7】图7是模式地表示本发明的具有2层信息层的信息记录介质的层构成之一例的部分剖面图。
【图8】图8是模式地表示本发明的具有4层信息层的信息记录介质的层构成之一例的部分剖面图。
【图9】图9模式地表示用于本发明的信息记录介质的记录再生的记录再生装置的构成的一部分。
【图10】图10模式地表示本发明的信息记录介质以及电信息记录再生装置的构成的一部分。
【图11】图11模式地表示本发明的大容量电信息记录介质的构成的一部分。
【图12】图12模式地表示本发明的电信息记录介质和其记录再生系统的构成的一部分。
【图13】图13表示适用于本发明的电信息记录介质的记录·消除脉冲波形之一例。
【图14】图14模式地表示制造本发明的信息记录介质的溅射装置的一部分。
【图15】图15是模式地表示4.7GB/DVD-RAM的层构成之一例的部分剖面图。
符号说明
1,14,31,36,46  基板
2,102,302,702,801  第1电介质层
3,103,303,703  第1界面层
4,104  记录层
5  第2界面层
6,106,306,706,802  第2电介质层
7  光吸收补偿层
8,108  反射层
9,32,35  胶粘层
10,33  模仿基板
11  激光束
12,15,22,24,30,34,37,38,39,44  信息记录介质
13  透明层
16,18,21  信息层
17,19,20  光学分离层
23,26  第1信息层
25,27  第2信息层
28  第3信息层
29  第4信息层
40  主轴电动机
41  物镜
42  半导体激光
43  光学头
45  记录再生装置
47  下部电极
48,204,404  第1记录层
49,304,504  第2记录层
50  上部电极
51,58  电信息记录介质
52  施加部
53,66  电阻测定器
54,56  开关
55,65  脉冲电源
57  电信息记录再生装置
59  字线
60  位线
61  存储单元
62  寻址电路
63  存储装置
64  外部电路
67  真空容器
68  排气口
69  气体供给口
70  阳极
71  基板
72  溅射靶
73  阴极
74  电源
202,602  第3电介质层
203,603  第3界面层
206,606  第4电介质层
208,408  第1反射层
209  透射率调整层
308,508  第2反射层
402  第7电介质层
403  第7界面层
406  第8电介质层
409  第1透射率调整层
502  第5电介质层
503  第5界面层
506  第6电介质层
509  第2透射率调整层
604  第3记录层
608  第3反射层
609  第3透射率调整层
704  第4记录层
708  第4反射层
901,902,903,904,905,908,909  记录波形
906,907  消除波形
具体实施方式
以下,参见附图说明本发明的实施方案。需要说明的是,以下的实施方案只是一例,本发明并不限定于以下的实施方案。另外,在以下的实施方案中,有时在相同的要素上标记相同的符号,省略重复说明。
(实施方案1)
作为实施方案1,说明本发明的信息记录介质之一例。实施方案1的信息记录介质15的部分剖面图示于图1。信息记录介质15是通过照射激光束11能够进行信息的记录再生的光学信息记录介质。
信息记录介质15由形成在基板14上的信息层16以及透明层13构成。透明层13由光固化性树脂(特别是紫外线固化性树脂)或者迟效性树脂等树脂或电介质等构成。透明层13的材料优选对使用的激光束11具有较小的光吸收,并优选在短波长区域中显示光学的小双折射。另外,透明层13可以为由透明的圆盘状聚碳酸酯、无定形聚烯烃或者PMMA等树脂、或玻璃构成的片或板。此时,透明层13能通过光固化性树脂(特别是紫外线固化性树脂)或者迟效性树脂等树脂、或粘合性片等贴合于第1电介质层102。
在高密度记录时,激光束11的波长λ特别优选为450nm以下。原因在于聚集激光束11时的点径取决于波长λ(波长λ越短,越能聚集为更小的点径)。另外,λ小于350nm时,导致透明层13等的光吸收增加。因此,较优选λ在350nm~450nm的范围内。
基板14是透明的圆盘状基板。作为构成基板14的材料,例如可以使用聚碳酸酯、无定形聚烯烃或者PMMA等树脂或玻璃。作为基板14的材料,从转印性和量产性优异、低成本考虑,聚碳酸酯特别有用。
可以根据需要在基板14的信息层16侧的表面形成用于引导激光束的导向槽。另一方面,基板14的与信息层16侧相反的侧的表面优选平滑。基板14的厚度优选在0.5mm~1.2mm的范围内,使其能确保充分的强度,并且使得信息记录介质15的厚度为1.2mm左右。需要说明的是,透明层13的厚度为0.6mm左右(NA=0.6,能进行良好的记录再生的厚度)时,基板的厚度优选在0.55mm~0.65mm的范围内。另外,透明层13的厚度为0.1mm左右(NA=0.85,能进行良好的记录再生的厚度)时,基板的厚度优选在1.05mm~1.15mm的范围内。
以下,详细说明信息层16的构成。
信息层16有从激光束11的入射侧依次配置的第1电介质层102、记录层104、第2电介质层106以及反射层108。如图所示,可以根据需要在第1电介质层102和记录层104之间设置第1界面层103。
第1电介质层102由电介质构成。该第1电介质层102具有下述作用:防止记录层104氧化、腐蚀和变形等的作用;调整光学距离来提高记录层104的光吸收效率的作用;增加记录前后的反射光量的变化来提高信号强度的作用。
作为形成第1电介质层102的材料,可以举出例如TiO2、ZrO2、HfO2、ZnO、Nb2O5、Ta2O5、SiO2、SnO2、Al2O3、Bi2O3、Cr2O3、Ga2O3、In2O3、Sc2O3、Y2O3、La2O3、Gd2O3、Dy2O3、Yb2O3、CaO、MgO、CeO2、和TeO2等氧化物。另外,也可以使用C-N、Ti-N、Zr-N、Nb-N、Ta-N、Si-N、Ge-N、Cr-N、Al-N、Ge-Si-N和Ge-Cr-N等氮化物。另外,还可以使用ZnS等硫化物、SiC等碳化物、LaF3和CeF3等氟化物以及C作为第1电介质层102的材料。第1电介质层102可以使用选自上述化合物及碳中的1种或多种材料的混合物来形成。例如作为ZnS和SiO2的混合物的ZnS-SiO2作为第1电介质层102的材料特别优异。原因在于ZnS-SiO2是无定形材料,折射率高、成膜速度快、机械特性以及耐湿性良好。
第1电介质层102的厚度可以通过基于阵列法的计算严密确定,使其满足记录层104为结晶相的情况与记录层为无定形相的情况的反射光量变化增大的条件。
根据需要配置的第1界面层103发挥防止因反复记录而在第1电介质层102和记录层104之间产生的物质移动的作用。另外,第1界面层103也发挥调整促进或抑制记录层104结晶化的结晶化能的作用。第1界面层103优选由光吸收少、记录时不熔解的高熔点材料、且与记录层104的密合性良好的材料形成。记录时不熔解的高熔点是为了在照射高功率的激光束11时不熔解混入记录层104中所需的特性。如果混入第1界面层103的材料,则记录层104的组成改变,重写性能显著降低。另外,与记录层104的密合性优良是确保可靠性所需的特性。
第1界面层103可以使用与第1电介质层102相同的含有选自氧化物、氮化物、碳化物、硫化物以及氟化物中至少一种的材料形成。特别是含有Cr和O的材料进一步促进记录层104结晶化,所以优选使用,进一步优选Cr和O形成的氧化物即Cr2O3。原因在于,Cr2O3是与记录层104的密合性优良的材料。
另外,作为第1界面层103的材料,特别也可以使用含有In和O的材料。可以优选使用In和O形成的氧化物即In2O3。原因在于,In2O3是与记录层104的密合性优良的材料。
作为第1界面层103的材料,特别也可以使用含有Ga和O的材料。可以优选使用Ga和O形成的氧化物即Ga2O3。原因在于,Ga2O3是与记录层104的密合性优良的材料。
另外,第1界面层103除可以含有Cr和O、Ga和O、或In和O之外,还可以含有选自Zr、Hf以及Y中的至少一种元素,该至少一种元素较优选作为氧化物含有。作为其原因,可以举出ZrO2以及HfO2透明,熔点高达约2700~2800℃,以及是在氧化物中热传导率低的材料,优化信息记录介质的反复重写性能。Y2O3是透明的材料,且发挥稳定ZrO2以及HfO2的作用。另外,通过混合该3种氧化物中的任一种或多种,即使与记录层104部分或整体连接形成第1界面层103,也能实现反复重写性能优异、可靠性高的信息记录介质15。
为了确保与记录层104的密合性,第1界面层103中的Cr2O3、Ga2O3或In2O3的含量优选为10mol%以上。进而,为了保持在第1界面层103的光吸收较小,第1界面层103中的Cr2O3的含量优选为70mol%以下。Cr2O3增加时,有光吸收增加的倾向。
第1界面层103可以使用除含有Cr、Ga、In、Zr、Hf、Y以及O之外还含有Si的材料来形成。通过在第1界面层103内含有Si、例如SiO2,能实现透明性提高、记录性能优异的第1信息层16。第1界面层103中的SiO2的含量优选为5mol%以上,为了确保与记录层104的密合性,优选为50mol%以下,较优选为10mol%以上40mol%以下。
为了不使第1界面层103中的光吸收导致信息层16在记录前后反射光量的变化减少,第1界面层103的厚度优选在0.5nm~15nm的范围内,较优选在1nm~10nm的范围内。
第2电介质层106可以使用与第1电介质层102相同类的材料来形成。第2电介质层106的厚度优选在2nm~75nm的范围内,较优选在2nm~40nm的范围内。通过在上述范围内选择第2电介质层106的厚度,能使在记录层104中产生的热有效地扩散到反射层108侧。
记录层104由因照射激光束11而在结晶相和无定形相之间发生相变化的材料形成。本发明的信息记录介质中,记录层104由将选自Zn、Si以及C中的至少一种元素和Sb含有共计85原子%以上的发生可逆相变化的材料形成。具体而言,记录层104可以含有下述式(1)表示的材料,或者仅由该材料(即,记录层104的组成由式(1)表示)形成。
Sb100-a1M1a1(原子%)   (1)
(其中,M1为选自Zn、Si以及C中的至少一种元素)
通过组合Sb和M1,能将结晶化温度提高至200℃左右,从而无定形相的稳定性提高。在Sb和M1的组合中,Sb的量多时,由于结晶化速度提高,所以消除性能优化。另外,Sb的量少时,无定形相变稳定,从而记录灵敏度变良好。因此,在上述式(1)中。表示以原子%表示的组成的a1优选满足0<a1≦50,较优选满足2≦a1≦20。
另外,记录层104可以含有下述式(2)表示的发生可逆相变化的材料或仅由该材料(即记录层104的组成由式(2)表示)形成。该式(2)中,根据与上述相同的理由,表示以原子%表示的组成的a2优选满足0<a2≦30,a2较优选满足2≦a2≦15。
Sb100-a2Zna2(原子%)   (2)
另外,记录层104可以含有下述式(3)表示的发生可逆相变化的材料或仅由该材料(即记录层104的组成由式(3)表示)形成。在该式(3)中,根据与上述相同的理由,表示以原子%表示的组成的a3优选满足0<a3≦30,a3较优选满足2≦a3≦15。
Sb100-a3Sia3(原子%)   (3)
另外,记录层104可以含有下述式(4)表示的发生可逆相变化的材料或仅由该材料(即记录层104的组成由式(4)表示)形成。该式(4)中,根据与上述相同的理由,表示以原子%表示的组成的a4优选满足0<a4≦50,较优选满足2≦a4≦30。
Sb100-a4Ca4(原子%)    (4)
另外,记录层104可以含有下述式(5)表示的发生可逆相变化的材料或仅由该材料(即记录层104的组成由式(5)表示)形成。在该式(5)中,根据与上述相同的理由,表示以原子%表示的组成的a5优选满足0<a5≦30,较优选满足2≦a5≦20。
(Sb)100-a5(SiC)a5(mol%)   (5)
记录层104除可以由上述式(1)~(5)表示的材料形成之外,也可以由还含有选自Ga、Ge、Ag、In、Sn、Te以及Bi中的至少一种元素的材料形成。具体而言,记录层104可以含有下述式(6)表示的材料,或可以仅由该材料(即记录层104的组成由式(6)表示)形成。
Sb100-a6-b6M1a6M2b6(原子%)   (6)
(其中,M1为选自Zn、Si以及C中的至少一种元素,M2为选自Ga、Ge、Ag、In、Sn、Te以及Bi中的至少一种元素)。
在式(6)表示的材料中,Sb量多时,由于结晶化速度提高,所以消除性能优化。另外,Sb量少时,无定形相变稳定,记录灵敏度变良好。因此,表示以原子%表示的组成的a6和b6优选满足0<a6≦50、0<b6≦15,较优选满足2≦a6≦30、1≦b6≦10。使用该材料时,添加的M2能稳定无定形相,从而能进一步提高记录灵敏度。
记录层104含有除上述式(1)~(6)表示的材料以外的材料时,对于其比例而言,Sb和M1共计占有构成记录层104的材料整体的85原子%以上,以这样的方式含有其他材料。记录层104的厚度小于6nm时,为了防止结晶化速度降低,优选Sb和M1共计占有95原子%以上。
另外,记录层104除可以由上述式(1)~(6)表示的材料形成之外,还可以由含有选自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以及Lu中的至少一种元素的材料形成。此时,添加的元素稳定无定形相,能提高记录灵敏度。或者,上述元素有时不可避免地含有在记录层104中。优选以例如1原子%~5原子%的比例在记录层104中含有上述元素。
为了提高信息层16的记录灵敏度,记录层104的厚度优选在6nm~15nm的范围内。即使在该范围内,记录层104较厚时,也因热在面内方向上扩散导致热对邻接区域的影响变大。另外,记录层104较薄时,信息层16的反射率减小。因此,记录层104的厚度较优选在8nm~13nm的范围内。如上所述,将记录层的厚度设定为小于6nm时,优选使Sb和M1共计占有95原子%以上,不降低结晶化速度。此时,也适合下述具有多个信息层的多层光学信息记录介质。
另外,记录层104可以形成为记录部,所述记录部层叠选自含有Sb的层、含有M1的层(其中,M1为选自Zn、Si以及C中的至少一种元素)、含有M2的层(其中,M2为选自Ga、Ge、Ag、In、Sn、Te以及Bi中的至少一种元素)、含有Sb-M1的层、含有Sb-M2的层、含有M1-M2的层以及含有Sb-M1-M2的层中的至少2种以上的层而形成。本说明书中,“-”表示混合物或合金。
此处,含有Sb的层是指含有60原子%以上Sb的层(其中,该层是不含有M1及M2中任一种的层)。含有M1的层是指含有60原子量%以上M1的层(其中,不含有M2)。含有M2的层是指含有60原子%以上M2的层(其中,不含有M1)。含有Sb-M1的层是指含有Sb和M1(其中,不含有M2)、且含有50原子%以上Sb的层。含有Sb-M2的层是指含有60原子%以上Sb的层。含有M1-M2的层是指共计含有60原子%以上M1和M2的层。含有Sb-M1-M2的层是指含有Sb、M1和M2且含有50原子%以上Sb的层。
特别是记录部优选至少具有含有Sb-M1的层与含有Sb-M2的层的层叠结构。此时,含有Sb-M1的层能以50原子%以下的比例含有C,含有Sb-M2的层能以30原子%以下的比例含有选自Ge以及Te中的至少一种元素。含有Sb-M1的层的结晶化速度较高。含有Sb-M2的层的无定形相(无定形相)比较稳定。因此,如果采用层叠上述层而成的结构,则能容易地调整相变化型信息记录介质的记录灵敏度以及消除性能。含有Sb-M2的层含有例如Sb-Ga、(Sb-Te)-Ga、Sb-Ge、(Sb-Te)-Ge、Sb-In、(Sb-Te)-In及(Sb-Te)-Ag-In中的任一种。
另外,记录部可以至少具有含有Sb-M1的层与含有M2的层的层叠结构。此时,含有Sb-M1的层能以50原子%以下的比例含有C,含有M2的层以40原子%以上的比例含有Te。含有Sb-M1的层的结晶化速度比较高。含有M2的层的无定形相比较稳定。因此,如果采用层叠上述层而成的结构,则能容易地调整相变化型信息记录介质的记录灵敏度以及消除性能。含有M2的层含有例如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、及(Ge-Sn)Te-(Bi-In)2Te3中的任一种。
作为层叠结构的例子,可以举出
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)等。
进而,作为其他例,可以举出
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(2nn)等。
当然,也可以使用含有此处所列举的材料以外的材料的层。或者,能采用层的厚度不是此处所列举的厚度的结构、或调换了层叠顺序的结构。例如可以采用上述列举的膜厚作为优选的膜厚比,根据记录部的所希望的厚度,分别设定为例如2-4倍。
记录部还可以构成为像在激光二极管中采用的超格子结构那样具有由较多薄层规律地层叠而成的层叠结构,由此能进一步提高记录灵敏度以及消除性能。作为具有上述层叠结构的记录部的例子,可以举出
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)等。
当然,可以使用含有此处所列举的材料以外的材料的层。或者,能采用将层的厚度设定为此处未列举的厚度的结构、或调换了层叠顺序的结构。例如,可以采用上述列举的膜厚作为优选的膜厚比,根据记录部的所希望的厚度分别设定为例如2-4倍。
记录层采用任一种层叠结构时,为了提高信息层16的记录灵敏度,记录部的厚度(合并2个以上层的厚度)优选在6nm~15nm的范围内。即使在该范围内,记录部较厚时,热在面内方向扩散导致热对邻接区域的热影响扩大。另外,记录部较薄时,信息层16的反射率减小。因此,记录部的厚度较优选在8nm~13nm的范围内。
记录部中所具有的各层还可以含有选自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以及Lu中的至少一种元素。
以上所列举的层叠结构中,记录部特别优选将选自Zn、Si以及C中的至少一种元素和Sb作为整体含有共计85原子%以上。或者,记录部作为整体含有75原子%以上的Sb,较优选含有80原子%以上是理想的。又或者,记录部中,至少一个层将选自Zn、Si以及C中的至少一种元素和Sb含有共计85原子%以上时,Sb占整体组成的比例即使小,也显示良好的记录灵敏度及消除性能。或者,记录部优选作为整体含有上述式(1)~(6)中任一项所示的材料。由此,优选考虑作为整体的优选组成,决定各层的组成来构成记录部。
可以在记录层104和第2电介质层106之间配置第2界面层(未图示)。在图1所示的信息记录介质15中,设置有第2界面层时,第2界面层可以表示为符号104表示的层和符号106表示的层之间例如符号105表示的层。第2界面层与第1界面层103相同,可以为了防止反复记录导致第2电介质层106和记录层104之间生成的物质移动而设置。
第2界面层可以使用在第1电介质层102中列举的材料来形成。其中,特别优选使用含有In和O的材料。In和O优选为形成In2O3的氧化物。另外,第2界面层也可以使用特别是含有Cr和O的材料来构成。Cr和O优选为形成Cr2O3的氧化物。第2界面层105也可以使用特别是含有Ga和O的材料来构成。Ga和O是优选形成Ga2O3的氧化物的材料。
另外,第2界面层与第1界面层103相同,除含有In和O、Cr和O、或Ga和O之外,还可以含有选自Zr、Hf以及Y中的至少一种元素,或者除含有In、Cr、Ga、Zr、Hf、Y以及O之外,还可以含有Si。第2界面层具有密合性比第1界面层103差的倾向,所以第2界面层中的In2O3、Cr2O3或Ga2O3的优选含量的下限值比第1界面层103的下限值多20mol%。
第2界面层105的厚度与第1界面层103相同,优选在0.5nm~15nm的范围内,较优选在1nm~10nm的范围内。
反射层108具有增加被记录层104吸收的光量的光学功能。另外,反射层108也具有使记录层104中产生的热迅速扩散,容易将记录层104无定形化的热功能。进而,反射层108还具有保护多层膜免受使用的环境破坏的功能。
反射层108可以使用例如Ag、Au、Cu以及Al之类热传导率高的单体金属来形成。另外,也可以使用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或Cu-Si之类合金。特别是含有50原子%以上Ag的Ag合金由于热传导率大,所以作为反射层108的材料的理想的。
为了能充分发挥热扩散功能,反射层108的厚度优选为30nm以上。其中,反射层108比200nm厚时,过度发挥其热扩散功能,有时信息层16的记录灵敏度降低。因此,反射层108的厚度较优选在30nm~200nm的范围内。
可以在反射层108和第2电介质层106之间设置界面层。在图1所示的信息记录介质15中设置有界面层的情况下,界面层可以在符号108表示的层和符号106表示的层之间形成为符号107表示的层。此时,形成界面层的材料优选具有比反射层108中说明的材料低的热传导率。使用Ag合金形成反射层108时,作为界面层的材料,可以使用例如Al或Al合金。
另外,作为界面层的材料的例子,可以举出Cr、Ni、Si及C等元素、TiO2、ZrO2、HfO2、ZnO、Nb2O5、Ta2O5、SiO2、SnO2、Al2O3、Bi2O3、Cr2O3、Ga2O3、In2O3、Sc2O3、Y2O3、La2O3、Gd2O3、Dy2O3、Yb2O3、CaO、MgO、CeO2、及TeO2等氧化物;
C-N、Ti-N、Zr-N、Nb-N、Ta-N、Si-N、Ge-N、Cr-N、Al-N、Ge-Si-N、及Ge-Cr-N等氮化物;
ZnS等硫化物;
SiC等碳化物;
LaF3、CeF3等氟化物;
以及C。界面层可以使用选自上述材料中的1种或多种材料的混合物来构成。界面层107的厚度优选在3nm~100nm的范围内,较优选在10nm~50nm的范围内。
在信息层16中,记录层104为结晶相时的反射率Rc(%)以及记录层104为无定形相的反射率Ra(%)优选满足Ra<Rc。通过满足该关系,在未记录信息的初始状态下反射率高,能稳定地进行记录再生动作。另外,为了增加反射率差(Rc-Ra),能获得良好的记录再生特性,Rc、Ra优选满足0.2≦Ra≦10并且12≦Rc≦40,较优选满足0.2≦Ra≦5且12≦Rc≦30。
信息记录介质15可以通过以下所说明的方法来制造。
首先,在基板14(厚度例如为1.1mm)上层叠信息层16。信息层由单层膜或多层膜构成。构成信息层的各层能在成膜装置内依次溅射适合构成各层的溅射靶而形成。
具体而言,首先,在基板14上形成反射层108。反射层108可以如下形成,在稀有气体(例如Ar气)气氛中、或稀有气体和反应气体(例如选自O2气以及N2气中的至少一种气体)的混合气体气氛中,使用直流(DC)电源、脉冲DC电源或高频(RF)电源溅射由构成反射层108的金属或合金形成的溅射靶。由于反射层108是金属层或合金层,所以优选通过能提高成膜速度的使用DC电源或脉冲DC电源的溅射来形成。
然后,根据需要在反射层108上形成界面层。界面层可以如下形成,即在稀有气体气氛中、或稀有气体和反应气体的混合气体气氛中使用DC电源、脉冲DC电源或RF电源溅射由构成界面层的元素或化合物形成的溅射靶。用导电性材料形成界面层时,优选使用能提高成膜速度的DC电源或脉冲DC电源。用绝缘性材料形成界面层时,优选使用RF电源。
然后,在反射层108或界面层上形成第2电介质层106。第2电介质层106可以通过在稀有气体气氛中、或稀有气体和反应气体(特别是O2气)的混合气体气氛中使用RF电源溅射由构成第2电介质层106的化合物形成的溅射靶来形成。为了提高成膜速度,也可以在第2电介质层106的材料中添加微量导电性材料,赋予溅射靶导电性,使用DC电源或脉冲DC电源溅射该溅射靶来形成。另外,第2电介质层106也可以如下形成,即在稀有气体和反应气体的混合气体气氛中,使用DC电源、脉冲DC电源或RF电源反应性溅射由金属形成的溅射靶来形成。
或者,第2电介质层106也可以通过准备多种由单一化合物形成的溅射靶、使用多种电源同时溅射而形成。另外,第2电介质层106也可以使用多个电源同时溅射组合2种以上化合物得到的2元系溅射靶或3元系溅射靶等来形成。使用上述溅射靶时,也可以在稀有气体气氛中、或稀有气体和反应气体(特别是O2气)的混合气体气氛中实施溅射。
然后,根据需要在反射层108、界面层107或第2电介质层106上形成第2界面层。第2界面层可以用与第2电介质层106的形成方法相同的方法来形成。
接下来,在第2电介质层106或第2界面层105上形成记录层104。记录层104例如可以通过使用一个电源溅射含有选自Zn、Si以及C中的至少一种元素和Sb的溅射靶来形成。具体而言,记录层可以使用一个电源溅射溅射靶来形成,所述溅射靶调整了组成,使其为含有上述式(1)~(5)中任一项表示的材料的组成,或为仅由上述材料形成的组成。
另外,记录层104可以如下形成,即,使用一个电源溅射在上述溅射靶中进一步添加选自Ga、Ge、Ag、In、Sn、Te以及Bi中的至少一种元素而得到的溅射靶来形成。具体而言,使用一个电源溅射溅射靶来形成,所述溅射靶调整了组成,使得记录层的组成为含有上述式(6)表示的材料的组成或为仅由该材料形成的组成。
记录层104也可以如下形成,即,使用2个以上电源同时溅射选自由Sb、M1(其中,M1为选自Zn、Si以及C中的至少一种元素)、M2(其中,M2为选自Ga、Ge、Ag、In、Sn、Te以及Bi中的至少一种元素)、Sb-M1、Sb-M2、M1-M2以及Sb-M1-M2表示的溅射靶中的至少2个以上溅射靶来形成。此时,根据所用的溅射靶的种类和数量以及电源的输出等确定所得的记录层的组成。由此,优选适当选择上述要因,得到所希望组成的记录层104。如上所述,使用2种以上溅射靶对于例如难以形成混合物的溅射靶的情况是有用的。
另外,记录层104形成为由层叠2种以上层形成的记录部时,也可以使用2个以上电源依次及/或同时溅射选自由Sb、M1(其中,M1为选自Zn、Si以及C中的至少一个元素)、M2(其中,M2为选自Ga、Ge、Ag、In、Sn、Te以及Bi中的至少一个元素)、Sb-M1、Sb-M2、M1-M2以及Sb-M1-M2表示的溅射靶中的至少2个以上溅射靶来形成。即,为了形成记录部,可以使用2个以上溅射靶,实施2次以上溅射,或者可以同时溅射2个以上溅射靶。
另外,在记录层104形成为单层结构的记录层的情况和形成为记录部的情况的任一种情况下,可以在上述溅射靶中进一步含有选自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以及Lu中的至少一种元素。
作为溅射的气氛气体,在形成单层结构的记录层的情况和形成记录层作为记录部的情况中的任一种情况下,均可以使用稀有气体、或稀有气体和反应气体(例如选自N2气以及O2气中的至少一种气体)的混合气体。作为用于溅射的电源,如上所述,可以使用DC电源、脉冲DC电源及RF电源中的任一种。
然后,根据需要在记录层104上形成第1界面层103。第1界面层103可以用与第2电介质层106的形成方法相同的方法来形成。
接下来,在记录层104或第1界面层103上形成第1电介质层102。第1电介质层102可以用与第2电介质层106的形成方法相同的方法来形成。
最后,在第1电介质层102上形成透明层13。透明层13可以通过在第1电介质层102上涂布光固化性树脂(特别是紫外线固化性树脂)或迟效性树脂进行旋转涂布后,使树脂固化来形成。另外,作为透明层13,可以使用透明的圆盘状基板。基板由例如聚碳酸酯、无定形聚烯烃或PMMA等树脂、或玻璃形成。此时,透明层13可以通过在第1电介质层102上涂布光固化性树脂(特别是紫外线固化性树脂)或迟效性树脂等树脂,在使基板密合在第1电介质层102上的状态下进行旋转涂布后,使树脂固化来形成。另外,可以在基板上预先均匀地涂布粘合性树脂,通过该粘合性树脂使基板密合在第1电介质层102上。
需要说明的是,形成第1电介质层102后或形成透明层13后,可以根据需要进行使记录层104的整面结晶化的初始化工序。记录层104的结晶化通常通过照射激光束来进行。
如上所述地操作可以制造信息记录介质15。另外,本实施方案中,作为各层的成膜方法,使用溅射法。成膜方法不限定于此,也可以采用真空蒸镀法、离子镀法、CVD法或MBE法等。
(实施方案2)
作为实施方案2,说明本发明的信息记录介质的其他例。实施方案2的信息记录介质22的部分剖面图如图2所示。信息记录介质22是通过照射单向激光束11(即仅照向一个面的激光光)能进行信息的记录再生的多层光学信息记录介质。
信息记录介质22由具有在基板14上依次层叠的第N信息层21、......第2信息层18以及第1信息层23的N组(N是满足N≧2的自然数)信息层、以及透明层13构成。信息层之间插入光学分离层20、19、......17。在图示的方案中,作为第N信息层21以外的信息层的第1信息层23及第2信息层18、......第(n-1)信息层(以下将从激光束11的入射侧开始数的第K个(1≦K≦N)信息层记为“第K信息层”。)为光透过型信息层。基板14以及透明层13可以使用在实施方案1中说明的材料来形成。另外,上述形状以及功能如实施方案1中所说明。
光学分离层20、19......及17由光固化性树脂(特别是紫外线固化性树脂)或者迟效性树脂等树脂或电介质等构成。光学分离层20、19......及17优选对使用的激光束11具有较小的光吸收率,并优选在短波长区域中显示光学性上较小的双折射。
光学分离层20、19......以及17是为了区别信息记录介质22的第1信息层23、第2信息层18......、以及第N信息层21的各自的焦点位置而设置的。光学分离层20、19......以及17的厚度必须为由物镜的开口数NA和激光束11的波长λ确定的焦深ΔZ以上。焦光点的强度的基准假定为没有像差时的80%时,ΔZ能近似为ΔZ=λ/{2(NA)2}。λ=405nm、NA=0.85时,ΔZ=0.280μm,±0.3μm以内为焦深内。因此,此时,光学分离层20、19......以及17的厚度必须为0.6μm以上。
邻接的2个信息层间的距离、及第1信息层23和距离该第1信息层23最远的第N信息层之间的距离优选为能使用物镜聚集激光束11的范围。因此,光学分离层20、19、......以及17的总厚度优选在物镜能允许的公差内(例如50μm以下)。
在光学分离层20、19、......以及17中,可以根据需要在激光束11的入射侧的表面上形成用于引导激光束的导向槽。此时,通过仅向介质的一个面照射的激光束11,能将第K信息层(K为1<K≦N的自然数)通过透过第1~第(K-1)信息层的激光束11进行记录再生。
需要说明的是,N个信息层中的任一个可以为再生专用型信息层(ROM(Read Only Memory))、或仅能写入一次的追记型信息层(WO(Write Once))。
以下,详细说明第1信息层23的构成。
第1信息层23是具有从激光束11的入射侧依次配置第3电介质层202、第1记录层204、第4电介质层206的构成。可以根据需要进一步具有第1反射层208、及/或进一步具有透射率调整层209。第3电介质层202和第1记录层204之间可以具有第3界面层203。此处,将构成第1信息层的界面层以及2个电介质层方便地称为第3界面层、以及第3及第4电介质层。根据需要,遵照其他规则将它们例如从靠近激光束11侧开始标记第1、第2......的序号进行命名。
第3电介质层202可以使用与实施方案1的第1电介质层102的材料相同的材料来构成。另外,其功能与实施方案1的第1电介质层102的功能相同。
第3电介质层202的厚度通过基于阵列法的计算严密确定,以满足下述条件,即第1记录层204为结晶相的情况和其为无定形相的情况的反射光量的变化大,且在第1记录层204中的光吸收大,并且第1信息层23的透射率大。
根据需要配置的第3界面层203可以使用与实施方案1的第1界面层103的材料相同的材料来构成。另外,对于其功能以及形状,也与实施方案1的第1界面层103相同。
第4电介质层206具有调整光学距离来提高第1记录层204的光吸收效率的作用以及增大记录前后的反射光量的变化来扩大信号强度的作用。第4电介质层206可以使用与实施方案1的第2电介质层106的材料相同的材料来形成。另外,第4电介质层206的厚度优选在0.5nm~75nm的范围内,较优选在1nm~40nm的范围内。通过在该范围内选择第4电介质层206的厚度,能将第1记录层204中产生的热有效地扩散至第1反射层208侧。
需要说明的是,可以在第1记录层204和第4电介质层206之间配置第4界面层。第4界面层可以使用与实施方案1的第2界面层105的材料相同的材料来形成。在图1所示的信息记录介质22中,设置有第4界面层时,第4界面层可以表示为在符号204表示的层和符号206表示的层之间例如以符号205表示的层。
作为第1记录层204的材料,可以使用与实施方案1的记录层104的材料相同的材料。另外,其他信息层的记录层共计含有85原子%以上的Sb和M1时,第1记录层204可以由其他材料形成。也可以使用含有例如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、及(Ge-Sn)Te-(Bi-In)2Te3中的任一种的材料。另外,使用Sb-Ga、(Sb-Te)-Ga、Sb-Ge、(Sb-Te)-Ge、Sb-In、(Sb-Te)-In或(Sb-Te)-Ag-In表示的且含有50原子%以上Sb的材料也可以形成第1记录层204。
第1信息层23必须具有高透射率,使得记录再生时所需的激光光量从激光束11的入射侧到达存在于比第1信息层23远的一侧的信息层。因此,第1记录层204的厚度优选为15nm以下,较优选为8nm以下。
另外,第1记录层204可以使用发生不可逆相变化的材料构成,可以用例如Te-O、Te-Pd-O、Bi-O、或Sb-O表示的材料形成。此时,第1记录层204的厚度优选为30nm以下。另外,第1记录层204可以为发生不可逆合金化的材料的层叠膜(例如Cu/Si层叠构成)。
根据需要设置的第1反射层208具有增加被第1记录层204吸收的光量的光学功能。另外,第1反射层208也具有使在第1记录层204中产生的热迅速扩散,容易将第1记录层204无定形化的热功能。进而,第1反射层208还具有保护多层膜免受使用的环境破坏的功能。
作为第1反射层208的材料,可以使用与实施方案1的反射层108的材料相同的材料。特别是由于Ag合金的热传导率大,所以作为第1反射层208的材料是理想的。为了尽可能地提高第1信息层23的透射率,第1反射层208的厚度优选为20nm以下,较优选为5nm以下。厚度在该范围内的第1反射层208具有充分的热扩散功能,且确保第1信息层23的反射率并充分提高第1信息层23的透射率。
根据需要设置的透射率调整层209由电介质构成,特别是配置第1反射层208时,具有调整第1信息层23的透射率的功能。通过该透射率调整层209,能同时提高第1记录层204为结晶相时的第1信息层23的透射率Tc(%)和第1记录层204为无定形相时的第1信息层23的透射率Ta(%)。具体而言,与没有透射率调整层209的情况相比,具有透射率调整层209的第1信息层23的透射率提高2%~10%左右。另外,透射率调整层209也有效地使在第1记录层204中产生的热扩散。
为了能进一步提高第1信息层23的透射率Tc以及Ta,透射率调整层209的折射率nt以及消光系数kt优选满足2.0≦nt且kt≦0.1,较优选满足2.4≦nt≦3.0且kt≦0.05。
透射率调整层209的厚度L优选在(1/32)λ/nt≦L≦(3/16)λ/nt的范围内、或在(17/32)λ/nt≦L≦(11/16)λ/nt的范围内,较优选在(1/16)λ/nt≦L≦(5/32)λ/nt的范围内、或在(9/16)λ/nt≦L≦(21/32)λ/nt的范围内。选择激光束11的波长λ和透射率调整层209的折射率nt使其满足例如350nm≦λ≦450nm、2.0≦nt≦3.0时,L的优选范围为3nm≦L≦40nm或60nm≦L≦130nm,较优选的范围为7nm≦L≦30nm或65nm≦L≦120nm。通过在该范围内选择L,能同时提高第1信息层23的透射率Tc以及Ta
作为透射率调整层209的材料,可以举出例如TiO2、ZrO2、HfO2、ZnO、Nb2O5、Ta2O5、SiO2、Al2O3、Bi2O3、CeO2、Cr2O3、Ga2O3、及Sr-O等。另外,作为透射率调整层209的材料,也可以举出Ti-N、Zr-N、Nb-N、Ta-N、Si-N、Ge-N、Cr-N、Al-N、Ge-Si-N、及Ge-Cr-N等。还可以使用ZnS等硫化物。透射率调整层209可以单独使用选自上述材料中的1种化合物或使用多种化合物的混合物来形成。其中,特别优选使用含有TiO2或TiO2的材料。上述材料由于折射率大(n=2.6~2.8)、消光系数小(k=0.0~0.05),所以使用该材料形成的透射率调整层209能进一步提高第1信息层23的透射率。
为了使记录再生时所需的激光光量从激光束11的入射侧到达位于比第1信息层23远的一侧的信息层,第1信息层23的透射率Tc以及Ta优选满足40<Tc且40<Ta。Tc以及Ta较优选满足46<Tc且46<Ta
另外,第1信息层23的透射率Tc以及Ta优选满足-5≦(Tc-Ta)≦5,较优选满足-3≦(Tc-Ta)≦3。Tc以及Ta满足该条件时,从激光束11的入射侧至位于比第1信息层23远的一侧的信息层的记录再生时,第1信息层23的第1记录层204的状态导致透射率变化的影响小,能得到良好的记录再生特性。
在第1信息层23中,第1记录层204为结晶相时的反射率Rc1(%)以及第1记录层204为无定形相时的反射率Ra1(%)优选满足Ra1<Rc1。由此,在信息未被记录的初始状态下反射率高,能稳定地进行记录再生。另外,为了能扩大反射率差(Rc1-Ra1)得到良好的记录再生特性,Rc1、Ra1优选满足0.1≦Ra1≦5、且4≦Rc1≦15,较优满足0.1≦Ra1≦3、且4≦Rc1≦10。
信息记录介质22可以由以下所说明的方法来制造。
首先,在基板14(厚度例如为1.1mm)上以光学分离层插入信息层之间地依次层叠(N-1)个信息层。信息层由单层膜或多层膜构成。构成信息层的各层可以通过在成膜装置内依次溅射适合构成各层的溅射靶来形成。另外,光学分离层可以通过在信息层上涂布光固化性树脂(特别是紫外线固化性树脂)或迟效性树脂,然后使基板14旋转,均匀地延展树脂后(旋转涂布)使树脂固化来形成。在光学分离层中形成激光束11的导向槽时,使形成有槽的基板(模)密合在固化前的树脂上后,使基板14和与其密合的模旋转,旋转涂布树脂,固化树脂后,取下基板(模),通过该方法来形成导向槽。
由此,在基板14上以将光学分离层插入信息层之间地层叠(N-1)个信息层后,进一步形成光学分离层17。然后,在光学分离层17上形成第1信息层23。具体而言,首先以光学分离层插入信息层之间地层叠(N-1)个信息层后,将形成光学分离层17的基板14配置在成膜装置内,根据需要在光学分离层17上形成透射率调整层209。透射率调整层209可以用与实施方案1的第2电介质层106的形成方法相同的方法来形成。
然后,根据需要在光学分离层17或透射率调整层209上形成第1反射层208。第1反射层208可以用与实施方案1的反射层108的形成方法相同的方法来形成。然后,在光学分离层17、第1反射层208或透射率调整层209上形成第4电介质层206。第4电介质层206可以用与实施方案1的第2电介质层106的形成方法相同的方法来形成。
接下来,根据需要在第4电介质层206上形成第4界面层。第4界面层可以用与实施方案1的第2电介质层106的形成方法相同的方法来形成。然后,在第4电介质层206或第4界面层上形成第1记录层204。第1记录层204可以使用对应其组成的溅射靶,用与实施方案1的记录层104的形成方法相同的方法来形成。
然后,根据需要在第1记录层204上形成第3界面层203。第3界面层203可以用与实施方案1的第2电介质层106的形成方法相同的方法来形成。接着,在第3界面层203上形成第3电介质层202。第3电介质层202可以用与实施方案1的第2电介质层106的形成方法相同的方法来形成。最后,在第3电介质层202上形成透明层13。透明层13可以用实施方案1中说明的方法来形成。
需要说明的是,形成第3电介质层202后或形成透明层13后,根据需要可以使第1记录层204整面结晶化进行初始化。第1记录层204的结晶化通常通过照射激光束来进行。
如上所述地操作,能制造信息记录介质22。需要说明的是,在本实施方案中,使用溅射法作为各层的成膜方法。成膜方法并不限定于此,也可以使用真空蒸镀法、离子镀法、CVD法或MBE法等。另外,还可以与第1信息层相同地形成第1信息层以外的信息层。
(实施方案3)
作为实施方案3,说明在实施方案2的本发明的多层光学的信息记录介质中,N=2、即由2组信息层构成的信息记录介质的一例。实施方案3的信息记录介质24的部分剖面图示于图3。信息记录介质24是通过照射单向的激光束11能进行信息的记录再生的2层光学信息记录介质。
信息记录介质24由在基板14上依次层叠的第2信息层25、光学分离层17、第1信息层23以及透明层13构成。基板14、光学分离层17、第1信息层23以及透明层13可以使用实施方案1和2中说明的材料来形成。另外,它们的形状以及功能如实施方案1以及2中所说明。
以下,详细说明第2信息层25的构成。
第2信息层25具有从激光束11的入射侧依次配置的第1电介质层302、第1界面层303、第2记录层304、第2电介质层306以及第2反射层308。在第2信息层25中的信息的记录再生通过透过透明层13、第1信息层23以及光学分离层17的激光束11来进行。
第1电介质层302可以使用与实施方案1的第1电介质层102的材料相同的材料来形成。另外,其功能也与实施方案1的第1电介质层102的功能相同。此处,序号“第1”为了方便而使用,只要能与相同介质内的其他电介质层相区别,也可以使用其他序号。该原则也适用于其他层。
第1电介质层302的厚度通过基于阵列法的计算严密确定,以满足第2记录层304为结晶相时和其为无定形相时的反射光量的变化增大的条件。
第1界面层303可以使用与实施方案1的第1界面层103的材料相同的材料来形成。第1界面层303根据需要而形成,也可以不设置。另外,关于其功能以及形状,与实施方案1的第1界面层103相同。
第2电介质层306也可以使用与实施方案1的第2电介质层106的材料相同的材料来形成。另外,关于其功能以及形状,与实施方案1的第2电介质层106相同。
可以根据需要在第2记录层304和第2电介质层306之间设置第2界面层。第2界面层可以使用与实施方案1的第2界面层105的材料相同的材料来形成。另外,关于其功能以及形状,与实施方案1的第2界面层105相同。在图3所示的信息记录介质24中,设置有第2界面层时,第2界面层可以表示为在符号304表示的层和符号306表示的层之间例如以符号305表示的层。
第2记录层304可以使用与实施方案1的记录层104的材料相同的材料来形成。另外,第1信息层23的第1记录层204含有共计85原子%以上的Sb和M1时,第2记录层304也可以由其他材料形成。也可以使用例如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及(Ge-Sn)Te-(Bi-In)2Te3的任一种。另外,使用Sb-Ga、(Sb-Te)-Ga、Sb-Ge、(Sb-Te)-Ge、Sb-In、(Sb-Te)-In、或(Sb-Te)-Ag-In中的任一种表示的、且含有50原子%以上Sb的材料也能形成第2记录层304。
第2记录层304的厚度在其材料为发生可逆相变化的材料时,为了提高第2信息层25的记录灵敏度,优选在6nm~15nm的范围内。即使在该范围内,第2记录层304较厚时,热在面内方向扩散导致热对邻接区域的影响扩大。另外,第2记录层304较薄时,第2信息层25的反射率减少。因此,第2记录层304的厚度较优选在8nm~13nm的范围内。另外,使用发生不可逆相变化的材料(例如Te-Pd-O)构成第2记录层304时,第2记录层304的厚度优选在10nm~40nm的范围内。
第2反射层308可以使用与实施方案1的反射层108的材料相同的材料来形成。另外,关于其功能以及形状,与实施方案1的反射层108相同。
可以在第2反射层308和第2电介质层306之间设置界面层。界面层可以使用与实施方案1的界面层的材料相同的材料来形成。另外,关于其功能以及形状,也与实施方案1的界面层相同。图3所示的信息记录介质24中,设置有界面层时,界面层可以表示为在符号308表示的层和符号306表示的层之间例如以符号307表示的层。
信息记录介质24可以由以下所说明的方法来制造。
首先,形成第2信息层25。具体而言,首先,准备基板14(厚度为例如1.1mm),配置在成膜装置内。
然后,在基板14上形成第2反射层308。此时,在基板14上形成用于引导激光束11的导向槽时,在形成导向槽的一侧形成第2反射层308。第2反射层308用与实施方案1的反射层108的形成方法相同的方法来形成。
然后,根据需要在第2反射层308上形成界面层。界面层307可以用与实施方案1的界面层或第2电介质层106的形成方法相同的方法来形成。
接下来,在第2反射层308或界面层307上形成第2电介质层306。第2电介质层306可以用与实施方案1的第2电介质层106的形成方法相同的方法来形成。
接着,根据需要在第2反射层308、界面层或第2电介质层306上形成第2界面层。第2界面层可以用与实施方案1的第2电介质层106的形成方法相同的方法来形成。
然后,在第2电介质层306、或第2界面层上形成第2记录层304。第2记录层304可以使用对应其组成的溅射靶用与实施方案1的记录层104的形成方法相同的方法来形成。
然后,根据需要在第2记录层304上形成第1界面层303。第1界面层303用与实施方案1的第2电介质层106的形成方法相同的方法来形成。接着,在第2记录层304或第1界面层303上形成第1电介质层302。第1电介质层302可以用与实施方案1的第2电介质层106的形成方法相同的方法来形成。由此,形成第2信息层25。
接着,在第2信息层25的第1电介质层302上形成光学分离层17。光学分离层17可以通过在第1电介质层302上涂布光固化性树脂(特别是紫外线固化性树脂)或迟效性树脂进行旋转涂布后,使树脂固化来形成。需要说明的是,光学分离层17具有激光束11的导向槽时,使形成有槽的基板(模)密合在固化前的树脂上后,使树脂固化,然后取下基板(模),由此可以形成导向槽。
形成第2电介质层302后或形成光学分离层17后,可以根据需要使第2记录层304的整面结晶化进行初始化。第2记录层304的结晶化通常通过照射激光束来进行。
然后,在光学分离层17上形成第1信息层23。具体而言,首先,在光学分离层17上以第4电介质层206、第1记录层204、以及第3电介质层202这样的顺序形成。此时,也可以根据需要在第4电介质层206和第1记录层204之间形成第4界面层。另外,可以根据需要在第1记录层204和第3电介质层202之间形成第3界面层203。可以根据第1信息层23的构成,在形成第4电介质层206前形成第1反射层208,进而也可以在形成第1反射层208前形成透射率调整层209。上述各层可以用实施方案2中说明的方法来形成。
最后,在第3电介质层202上形成透明层13。透明层13可以用与实施方案1中说明的方法来形成。
形成第3电介质层202后或形成透明层13后,可以根据需要使第1记录层204的整面结晶化进行初始化。第1记录层204的结晶化通常通过照射激光束来进行。
或者,可以在该阶段实施第2记录层304(未在形成第1信息层23之前进行结晶化的情况)的初始化以及第1记录层204的初始化。此时,如果先进行第1记录层204的结晶化,则具有为了使第2记录层304结晶化所需的激光功率增大的倾向,所以优选使第2记录层304先结晶化。
如上所述地操作,可以制造信息记录介质24。另外,在本实施方案中,使用溅射法作为各层的成膜方法。成膜方法并不限定于此,也能使用真空蒸镀法、离子镀法、CVD法或MBE法等。
(实施方案4)
作为实施方案4,说明在实施方案2的多层光学的信息记录介质中,N=4、即由4组信息层构成的信息记录介质的一例。实施方案4的信息记录介质30的部分剖面图示于图4。信息记录介质30是通过照射单向的激光束11能进行信息的记录再生的4层光学的信息记录介质。
信息记录介质30由在基板14上依次层叠的第4信息层29、光学分离层20、第3信息层28、光学分离层19、第2信息层27、光学分离层17、第1信息层26以及透明层13构成。基板14、光学分离层17、19、20以及透明层13可以使用在实施方案1以及2中说明的材料来形成。另外,上述形状以及功能如实施方案1以及2所说明。
以下,详细说明第4信息层29、第3信息层28、第2信息层27以及第1信息层26的构成。第4信息层29具有从激光束11的入射侧依次配置的第1电介质层702、第4记录层704、第2电介质层706以及第4反射层708。也可以在第1电介质层702和第4记录层704之间设置第1界面层703。在第4信息层29的信息的记录再生可以通过透过透明层13、第1信息层26、光学分离层17、第2信息层27、光学分离层19、第3信息层28以及光学分离层20的激光束11来进行。
第1电介质层702可以使用与实施方案1的第1电介质层102的材料相同的材料来形成。另外,其功能也与实施方案1的第1电介质层102的功能相同。
第1电介质层702的厚度可以通过基于阵列法的计算严密地确定,以满足第4记录层704为结晶相时和其为无定形相时的反射光量的变化增大的条件。
根据需要设置的第1界面层703可以使用与实施方案1的第1界面层103的材料相同的材料来形成。另外,其功能以及形状也与实施方案1的第1界面层103相同。第2电介质层706可以使用与实施方案1的第2电介质层106的材料相同的材料来形成。另外,其功能以及形状也与实施方案1的第2电介质层106相同。
需要说明的是,可以根据需要在第4记录层704和第2电介质层706之间设置第2界面层。第2界面层可以使用与实施方案1的第2界面层的材料相同的材料来形成。另外,其功能以及形状也与实施方案1的第2界面层相同。在图4所示的信息记录介质30中,设置有第2界面层时,第2界面层可以表示为在符号704表示的层和符号706表示的层之间例如以符号705表示的层。
第4记录层704可以用与实施方案1的记录层104的材料相同的材料来形成。另外,其他信息层的记录层共计含有85原子%以上的Sb和M1时,第4记录层704也可以由其他材料形成。例如也可以使用含有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、及(Ge-Sn)Te-(Bi-In)2Te3中的任一种的材料。另外,可以使用Sb-Ga、(Sb-Te)-Ga、Sb-Ge、(Sb-Te)-Ge、Sb-In、(Sb-Te)-In、或(Sb-Te)-Ag-In中的任一种表示的、且含有50原子%以上Sb的材料,也可以形成第4记录层704。
第4记录层704的材料为发生可逆相变化的材料时,为了提高第4信息层29的记录灵敏度,第4记录层704的厚度优选在6nm~15nm的范围内。即使在该范围内,第4记录层704较厚时,热在面内方向下的扩散导致热对邻接区域的影响扩大。另外,第4记录层704较薄时,第4信息层29的反射率减小。因此,第4记录层704的厚度较优选在8nm~13nm的范围内。另外,使用发生不可逆相变化的材料(例如Te-Pd-O)形成第4记录层704时,第4记录层704的厚度优选在10nm~40nm的范围内。
第4反射层708可以使用与实施方案1的反射层108的材料相同的材料来形成。另外,关于其功能以及形状,也与实施方案1的反射层108相同。
可以在第4反射层708和第2电介质层706之间设置界面层。界面层可以使用与实施方案1的界面层的材料相同的材料形成。另外,关于其功能以及形状,与实施方案1的界面层相同。在图4所示的信息记录介质30中,设置有界面层时,界面层可以表示为在符号708表示的层和符号706表示的层之间例如符号707表示的层。
第3信息层28为具有从激光束11的入射侧依次配置的第3电介质层602、第3记录层604、第4电介质层606的构成。根据需要,第3信息层28还可以具有第3反射层608及/或还可以具有第3透射率调整层609。进而,第3信息层28还可以在第3电介质层602和第3记录层604之间具有第3界面层603。
第3电介质层602可以使用与实施方案1的第1电介质层102的材料相同的材料来形成。另外,关于其功能,也与实施方案1的第1电介质层102的功能相同。
第3电介质层602的厚度可以通过基于阵列法的计算严密地确定,以满足下述条件,即第3记录层604为结晶相的情况和其为无定形相的情况的反射光量的变化大,且在第3记录层604的光吸收大,并且第3信息层28的透射率大。
根据需要设置的第3界面层603可以使用与实施方案1的第1界面层103的材料相同的材料来形成。另外,关于其功能以及形状,与实施方案1的第1界面层103相同。
第4电介质层606发挥调整光学距离来提高第3记录层604的光吸收效率的作用、以及增加记录前后的反射光量的变化来扩大信号强度的作用。第4电介质层606可以使用与实施方案1的第2电介质层106的材料相同的材料来形成。另外,第4电介质层606的厚度优选在0.5nm~75nm的范围内,较优选在1nm~40nm的范围内。通过在该范围内选择第4电介质层606的厚度,可以使在第3记录层604中产生的热有效地扩散到第3反射层608侧。
另外,可以在第3记录层604和第4电介质层606之间配置第4界面层。第4界面层可以使用与实施方案1的第2界面层的材料相同的材料来形成。在图4所示的信息记录介质30中,设置有第4界面层时,第4界面层可以表示为在符号604表示的层和符号606表示的层之间例如以符号605表示的层。
作为第3记录层604的材料,可以使用与实施方案1的记录层104的材料相同的材料。另外,其他信息层的记录层含有共计85原子%以上的Sb和M1时,第3记录层604也可以由其他材料形成。例如,也可以使用含有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、及(Ge-Sn)Te-(Bi-In)2Te3中的任一种的材料。另外,使用Sb-Ga、(Sb-Te)-Ga、Sb-Ge、(Sb-Te)-Ge、Sb-In、(Sb-Te)-In或(Sb-Te)-Ag-In中的任一种表示的、且含有50原子%以上Sb的材料,也可以形成第3记录层604。
为了使记录再生时所需的激光光量从激光束11的入射侧到达位于比第3信息层28远的一侧的信息层,第3信息层28需要高透射率。因此,第3记录层604的厚度优选为8nm以下,较优选为5nm以下。
另外,第3记录层604也可以由发生不可逆的相变化的材料(例如Te-Pd-O)来形成。此时,第3记录层604的厚度优选为20nm以下。
根据需要设置的第3反射层608具有增加第3记录层604所吸收的光量的光学功能。另外,第3反射层608也具有使在第3记录层604中产生的热迅速扩散、容易使第3记录层604无定形化的热功能。进而,第3反射层608还具有保护多层膜免受使用的环境破坏的功能。
作为第3反射层608的材料,也可以使用与实施方案1的反射层108的材料相同的材料。特别是Ag合金由于热传导率大,所以作为第3反射层608材料是理想的。为了尽可能地提高第3信息层28的透射率,第3反射层608的厚度优选为10nm以下,较优选为7nm以下。厚度在该范围内的第3反射层608具有充分的热扩散功能,且确保第3信息层28的反射率,还能充分提高第3信息层28的透射率。
根据需要设置的第3透射率调整层609可以使用与实施方案2的透射率调整层209的材料相同的材料来形成。另外,其形状以及功能也与实施方案2的透射率调整层209的形状和功能相同。
为了使记录再生时所需的激光光量从激光束11的入射侧达到位于比第3信息层28远的一侧的信息层,第3信息层28的透射率Tc3以及Ta3优选满足60<Tc3且60<Ta3。Tc3以及Ta3较优选满足65<Tc3且65<Ta3
另外,第3信息层28的透射率Tc3以及Ta3优选满足-5≦(Tc3-Ta3)≦5,较优选满足-3≦(Tc3-Ta3)≦3。Tc3以及Ta3满足该条件时,从激光束11的入射侧到位于比第3信息层28远的一侧的信息层的记录再生时,第3信息层28的第3记录层604的状态导致透射率的变化的影响小,能得到良好的记录再生特性。
在第3信息层28中,第3记录层604为结晶相时的反射率Rc3(%)、以及第3记录层604为无定形相时的反射率Ra3(%)优选满足Ra3<Rc3。由此,在未记录信息的初始状态,反射率提高,能稳定地进行记录再生。
第2信息层27岁是具有从激光束11的入射侧依次配置的第5电介质层502、第2记录层504、第6电介质层506的构成。根据需要第2信息层27还可以具有第2反射层508、及/或还可以具有第2透射率调整层509。进而,第2信息层27可以在第5电介质层502和第2记录层504之间具有第5界面层503。
第5电介质层502可以使用与实施方案1的第1电介质层102的材料相同的材料来形成。另外,其功能也与实施方案1的第1电介质层102的功能相同。
第5电介质层502的厚度可以根据基于阵列法的计算严密地确定,以满足下述条件,即第2记录层504为结晶相的情况和其为无定形相的情况的反射光量的变化大,且在第2记录层504的光吸收大,并且第2信息层27的透射率大。
根据需要设置的第5界面层503可以使用与实施方案1的第1界面层103的材料相同的材料来形成。另外,其功能以及形状也与实施方案1的第1界面层103的功能和形状相同。
第6电介质层506具有调整光学距离来提高第2记录层504的光吸收效率的作用、以及增大记录前后的反射光量的变化来扩大信号强度的作用。第6电介质层506可以使用与实施方案1的第2电介质层106的材料相同的材料来形成。另外,第6电介质层506的厚度优选在0.5nm~75nm的范围内,较优选在1nm~40nm的范围内。通过在该范围内选择第6电介质层506的厚度,可以使在第2记录层504中产生的热有效地扩散到第2反射层508侧。
另外,可以在第2记录层504和第6电介质层506之间设置第6界面层。第6界面层可以使用与实施方案1的第2界面层105的材料相同的材料来形成。在图4所示的信息记录介质30中,设置有第6界面层时,第6界面层可以表示为在符号504表示的层和符号506表示的层之间例如符号505表示的层。
作为第2记录层504的材料,可以使用与实施方案1的记录层104的材料相同的材料。另外,其他信息层的记录层共计含有85原子%以上的Sb和M1时,第2记录层504可以由其他材料形成。例如也可以使用含有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、及(Ge-Sn)Te-(Bi-In)2Te3中的任一种的材料。另外,使用Sb-Ga、(Sb-Te)-Ga、Sb-Ge、(Sb-Te)-Ge、Sb-In、(Sb-Te)-In或(Sb-Te)-Ag-In中的任一种表示的、且含有50原子%以上Sb的材料,也可以形成第2记录层504。
为了使记录再生时所需的激光光量从激光束11的入射侧到达位于比第2信息层27远的一侧的信息层,第2信息层27必须具有高透射率。因此,第2记录层504的厚度优选为7nm以下,较优选为4nm以下。
另外,第2记录层504也可以由发生不可逆的相变化的材料(例如Te-Pd-O)形成。此时,第2记录层504的厚度优选为20nm以下。
根据需要设置的第2反射层508具有增加第2记录层504所吸收的光量的光学功能。另外,第2反射层508也具有使在第2记录层504中产生的热迅速扩散、容易使第2记录层504无定形化的热功能。进而,第2反射层508还具有保护多层膜免受使用的环境破坏的功能。
作为第2反射层508的材料,可以使用与实施方案1的反射层108的材料相同的材料。另外,其功能也与实施方案1的反射层108的功能相同。特别是Ag合金由于热传导率大,所以作为第2反射层508的材料是理想的。为了尽可能地提高第2信息层27的透射率,第2反射层508的厚度优选为9nm以下,较优选为6nm以下。厚度在该范围内的第2反射层508具有充分的热扩散功能,且确保第2信息层27的反射率,还能充分提高第2信息层27的透射率。
根据需要设置的第2透射率调整层509可以使用与实施方案2的透射率调整层209的材料相同的材料来形成。另外,其形状以及功能也与实施方案2的透射率调整层209的形状和功能相同。
为了使记录再生时所需的激光光量从激光束11的入射侧达到位于比第2信息层27远的一侧的信息层,第2信息层27的透射率Tc2以及Ta2预选满足65<Tc2且65<Ta2,较优选满足70<Tc2且70<Ta2
第2信息层27的透射率Tc2以及Ta2优选满足-5≦(Tc2-Ta2)≦5,较优选满足-3≦(Tc2-Ta2)≦3。Tc2以及Ta2满足该条件时,从激光束11的入射侧到位于比第2信息层27远的一侧的信息层的记录再生时,第2信息层27的第2记录层504的状态导致透射率变化的影响小,能得到良好的记录再生特性。
在第2信息层27中,第2记录层504为结晶相时的反射率Rc2(%)、以及第2记录层504为无定形相时的反射率Ra2(%)优选满足Ra2<Rc2。由此,信息未记录时的初始的状态反射率高,能稳定地进行记录再生。
第1信息层26为具有从激光束11的入射侧依次配置的第7电介质层402、第1记录层404、第8电介质层406的构成。根据需要,第1信息层26还可以具有第1反射层408及/或还可以具有第1透射率调整层409。进而,第1信息层26可以在第7电介质层402和第1记录层404之间具有第7界面层403。
第7电介质层402可以使用与实施方案1的第1电介质层102的材料相同的材料来形成。另外,其功能与实施方案1的第1电介质层102的功能相同。
第7电介质层402的厚度可以根据基于阵列法的计算严密地确定,以满足下述条件,即第1记录层404为结晶相的情况和其为无定形相的情况的反射光量的变化大,且在第1记录层404的光吸收大,并且第1信息层26的透射率增大。
根据需要设置的第7界面层403可以使用与实施方案1的第1界面层103的材料相同的材料来形成。另外,其功能以及形状与实施方案1的第1界面层103的功能和形状相同。
第8电介质层406具有调整光学距离来提高第1记录层404的光吸收效率的作用、以及增加记录前后的反射光量的变化来扩大信号强度的作用。第8电介质层406可以使用与实施方案1的第2电介质层106的材料相同的材料来形成。另外,第8电介质层406的厚度优选在0.5nm~75nm的范围内,较优选在1nm~40nm的范围内。通过在该范围内选择第8电介质层406的厚度,可以使在第1记录层404产生的热有效地扩散至第1反射层408侧。
另外,可以在第1记录层404和第8电介质层406之间配置第8界面层。第8界面层可以使用与实施方案1的第2界面层的材料相同的材料来形成。在图4所示的信息记录介质30中,设置有第8界面层时,第8界面层可以表示为在符号404表示的层和符号406表示的层之间例如以符号405表示的层。
作为第1记录层404的材料,可以使用与实施方案1的记录层104的材料相同的材料。另外,其他信息层的记录层含有共计85原子%以上的Sb和M1时,第1记录层404可以由其他材料形成。例如,也可以使用含有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及(Ge-Sn)Te-(Bi-In)2Te3的任一种的材料。另外,使用Sb-Ga、(Sb-Te)-Ga、Sb-Ge、(Sb-Te)-Ge、Sb-In、(Sb-Te)-In、或(Sb-Te)-Ag-In的任一个表示的且含有50原子%以上Sb的材料,也可以形成第1记录层404。
为了使记录再生时所需的激光光量从激光束11的入射侧到达位于比第1信息层26远的一侧的信息层,第1信息层26必须具有高透射率。因此,第1记录层404的厚度优选为6nm以下,较优选为3nm以下。
另外,第1记录层404也可以由发生不可逆相变化的材料(例如Te-Pd-O)来形成。此时,第1记录层404的厚度优选为20nm以下。
根据需要设置的第1反射层408具有增加第1记录层404所吸收的光量的光学功能。另外,第1反射层408还具有使在第1记录层404产生的热迅速扩散、容易使第1记录层404无定形化的热功能。进而,第1反射层408还具有保护多层膜免受使用环境破坏的功能。
作为第1反射层408的材料,可以使用与实施方案1的反射层108的材料相同的材料。特别是Ag合金由于热传导率大,所以作为第1反射层408的材料是理想的。为了尽可能地提高第1信息层26的透射率,第1反射层408的厚度优选为8nm以下,较优选为5nm以下。厚度在该范围内的第1反射层408具有充分的热扩散功能且能确保第1信息层26的反射率,还能充分提高第1信息层26的透射率。
根据需要设置的第1透射率调整层409可以使用与实施方案2的透射率调整层209的材料相同的材料来形成。另外,其形状以及功能与实施方案2的透射率调整层209的和形状和功能相同。
为了使记录再生时所需的激光光量从激光束11的入射侧到达位于比第1信息层26远的一侧的信息层,第1信息层26的透射率Tc1以及Ta1优选满足65<Tc1且65<Ta1。Tc1以及Ta1较优选满足70<Tc1且70<Ta1
第1信息层26的透射率Tc1以及Ta1优选满足-5≦(Tc1-Ta1)≦5,较优选满足-3≦(Tc1-Ta1)≦3。Tc1以及Ta1满足该条件时,从激光束11的入射侧至位于比第1信息层26远的侧的信息层的记录再生时,第1信息层26的第1记录层404的状态导致透射率变化的影响小,能得到良好的记录再生特性。
在第1信息层26中,第1记录层404为结晶相时的反射率Rc1(%)、以及第1记录层404为无定形相时的反射率Ra1(%)优选满足Ra1<Rc1。由此,在未记录信息的初始状态下反射率提高,能稳定地进行记录再生。
信息记录介质30可以由以下说明的方法来制造。
首先,形成第4信息层29。具体而言,首先,准备基板14(厚度例如为1.1mm),配置在成膜装置内。
然后,在基板14上形成第4反射层708。此时,在基板14上形成用于引导激光束11的导向槽时,在形成导向槽的一侧形成第4反射层708。第4反射层708可以用与实施方案1的反射层108的形成方法相同的方法来形成。
然后,根据需要在第4反射层708上形成界面层。界面层可以用与实施方案1的界面层或第2电介质层106的形成方法相同的方法来形成。然后,在第4反射层708或界面层上形成第2电介质层706。第2电介质层706可以用与实施方案1的第2电介质层106的形成方法相同的方法来形成。
接下来,根据需要在第4反射层708、界面层707或第2电介质层706上形成第2界面层705。第2界面层705可以用与实施方案1的第2电介质层106的形成方法相同的方法来形成。
然后,在第2电介质层706或第2界面层705上形成第4记录层704。第4记录层704可以使用对应其组成的溅射靶,与实施方案1的记录层104的形成方法相同的方法来形成。
接着,根据需要在第4记录层704上形成第1界面层703。第1界面层703可以用与实施方案1的第2电介质层106的形成方法相同的方法来形成。然后,在第4记录层704或第1界面层703上形成第1电介质层702。第1电介质层702可以用与实施方案1的第2电介质层106的形成方法相同的方法来形成。由此,形成第4信息层29。
然后,在第4信息层29的第1电介质层702上形成光学分离层20。光学分离层20可以通过将光固化性树脂(特别是紫外线固化性树脂)或迟效性树脂涂布在第1电介质层702上进行旋转涂布后,使树脂固化来形成。另外,光学分离层20具有激光束11的导向槽时,可以使形成槽的基板(模)密合在固化前的树脂上后,使树脂固化,然后,取下基板(模),由此形成导向槽。
另外,形成第1电介质层702后或形成光学分离层20后,可以根据需要使第4记录层704的整面结晶化进行初始化。第4记录层704的结晶化通常通过照射激光束来进行。
然后,在光学分离层20上形成第3信息层28。具体而言,首先,将在基板14上形成第4信息层29以及光学分离层20的层叠体配置在成膜装置内。然后,根据需要在光学分离层20上形成第3透射率调整层609。第3透射率调整层609可以用与实施方案1的第2电介质层106的形成方法相同的方法来形成。
然后,根据需要在光学分离层20或第3透射率调整层609上形成第3反射层608。第3反射层608可以用与实施方案1的反射层108的形成方法相同的方法来形成。
接着,在光学分离层20、第3透射率调整层609或第3反射层608上形成第4电介质层606。第4电介质层606可以用与实施方案1的第2电介质层106的形成方法相同的方法来形成。
接下来,根据需要在第4电介质层606上形成第4界面层。第4界面层605可以用与实施方案1的第2电介质层106的形成方法相同的方法来形成。然后,在第4电介质层606或第4界面层上形成第3记录层604。第3记录层604可以使用对应其组成的溅射靶,与实施方案1的记录层104的形成方法相同的方法来形成。
然后,根据需要在第3记录层604上形成第3界面层603。第3界面层603可以用与实施方案1的第2电介质层106的形成方法相同的方法来形成。接着,在第3记录层604或第3界面层603上形成第3电介质层602。第3电介质层602可以用与实施方案1的第2电介质层106的形成方法相同的方法来形成。
由此,形成第3信息层28。
然后,在第3信息层28的第3电介质层602上用与上述光学分离层20的形成方法相同的方法来形成光学分离层19。
形成第3电介质层602后或形成光学分离层19后,可以根据需要使第3记录层604及/或第4记录层704(形成第3信息层28前未进行结晶化的情况)的整面结晶化,进行初始化工序。第3记录层604及/或第4记录层704的结晶化通常通过照射激光束来进行。
然后,在光学分离层19上形成第2信息层27。具体而言,首先,将在基板14上形成第4信息层29、光学分离层20、第3信息层28以及光学分离层19的层叠体配置在成膜装置内。然后,根据需要在光学分离层19上形成第2透射率调整层509。第2透射率调整层509可以用与实施方案1的第2电介质层106的形成方法相同的方法来形成。
接着,根据需要在光学分离层19或第2透射率调整层509上形成第2反射层508。第2反射层508可以用与实施方案1的反射层108的形成方法相同的方法来形成。然后,在光学分离层19或第2反射层508上形成第6电介质层506。第6电介质层506可以用与实施方案1的第2电介质层106的形成方法相同的方法来形成。
接着,根据需要在第6电介质层506上形成第6界面层。第6界面层可以用与实施方案1的第2电介质层106相同的方法来形成。然后,在第6电介质层506或第6界面层上形成第2记录层504。第2记录层504可以使用对应其组成的溅射靶,用与实施方案1的记录层104的形成方法相同的方法来形成。
然后,根据需要在第2记录层504上形成第5界面层503。第5界面层503可以用与实施方案1的第2电介质层106的形成方法相同的方法来形成。接着,在第2记录层504或第5界面层503上形成第5电介质层502。第5电介质层502可以用与实施方案1的第2电介质层106的形成方法相同的方法来形成。由此,形成第2信息层27。
然后,用与上述光学分离层20的形成方法相同的方法在第2信息层27的第5电介质层502上形成光学分离层17。
形成第5电介质层502后或形成光学分离层17后,可以根据需要进行使第2记录层504、第3记录层604及/或第4记录层704的整面结晶化的初始化工序。即,第2记录层504及/或第3记录层604可以在该阶段进行初始化。第2记录层504、第3记录层604及/或第4记录层704的结晶化通常通过照射激光束来进行。
然后,在光学分离层17上形成第1信息层26。具体而言,首先,将在基板14上形成第4信息层29、光学分离层20、第3信息层28、光学分离层19、第2信息层27以及光学分离层17的层叠体配置在成膜装置内。然后,在光学分离层17上根据需要形成第1透射率调整层409。第1透射率调整层409可以用与实施方案1的第2电介质层106的形成方法相同的方法来形成。
然后,根据需要在光学分离层17或第1透射率调整层409上形成第1反射层408。第1反射层408可以用与实施方案1的反射层108的形成方法相同的方法来形成。然后,在光学分离层17或第1反射层408上形成第8电介质层406。第8电介质层406可以用与实施方案1的第2电介质层106的形成方法相同的方法来形成。
然后,根据需要在第8电介质层406上形成第8界面层405。第8界面层405可以用与实施方案1的第2电介质层106的形成方法相同的方法来形成。接着,在第8电介质层406或第8界面层405上形成第1记录层404。第1记录层404可以使用对应于其组成的溅射靶,用与实施方案1的记录层104的形成方法相同的方法来形成。
然后,根据需要在第1记录层404上形成第7界面层403。第7界面层403可以用与实施方案1的第2电介质层106的形成方法相同的方法来形成。然后,在第1记录层404或第7界面层403上形成第7电介质层402。第7电介质层402可以用与实施方案1的第2电介质层106的形成方法相同的方法来形成。由此,形成第1信息层26。最后,在第7电介质层402上形成透明层13。透明层13可以用在实施方案1中说明的方法来形成。
形成第7电介质层402后或形成透明层13后,可以根据需要使第1记录层404、第2记录层504、第3记录层604及/或第4记录层704的整面结晶化进行初始化。即,第2记录层504、第3记录层604及/或第4记录层704可以在该阶段进行初始化。第1记录层404、第2记录层504、第3记录层604及/或第4记录层704的结晶化通常通过照射激光束来进行。
如上所述地操作,可以制造信息记录介质30。需要说明的是,本实施方案中,使用溅射法作为各层的成膜方法。成膜方法不限定于此,也能采用真空蒸镀法、离子镀法、CVD法或MBE法等。
(实施方案5)
作为实施方案5,说明本发明的信息记录介质的其他例。实施方案5的信息记录介质34的部分剖面图示于图5。信息记录介质34是与实施方案1的信息记录介质15相同,在激光束11的照射下能进行信息的记录再生的光学信息记录介质。
信息记录介质34是层叠在基板31上的信息层16和模仿基板33被胶粘层32密合的构成。
基板31以及模仿基板33是透明的圆盘状基板。作为构成基板31以及模仿基板33的材料的例子,与实施方案1的基板14相同,可以举出例如聚碳酸酯、无定形聚烯烃或者PMMA等树脂或玻璃。作为基板31以及模仿基板33的材料,考虑到转印性及量产性优异,低成本,聚碳酸酯特别有用。
可以根据需要在基板31的第1电介质层102侧的表面形成用于引导激光束的导向槽。基板31的与第1电介质层102侧相反的侧的表面以及模仿基板33的与胶粘层32侧相反的侧的表面优选是平滑的。为了确保充分的强度,且使信息记录介质34的厚度为1.2mm左右,基板31以及模仿基板33的厚度优选在0.3mm~0.9mm的范围内。
胶粘层32由光固化性树脂(特别是紫外线固化性树脂)或迟效性树脂等树脂构成,优选对使用的激光束11具有较小的光吸收,并优选在短波长区域中具有光学的较小的双折射。通过与光学分离层19以及17等相关说明的理由相同的理由,胶粘层32的厚度优选在0.6μm~50μm的范围内。
此外,对于与实施方案1标记相同符号的要素省略其说明。
信息记录介质34可以用以下说明的方法来制造。
首先,在基板31(厚度例如为0.6mm)上形成信息层16。在基板31上形成用于引导激光束11的导向槽时,在形成有导向槽的一侧形成信息层16。具体而言,将基板31配置在成膜装置内,依次层叠第1电介质层102、记录层104、第2电介质层106、反射层108。另外,可以根据需要在第1电介质层102和记录层104之间形成第1界面层103。另外,也可以根据需要形成位于记录层104和第2电介质层106之间的第2界面层。进而,还可以根据需要形成位于第2电介质层106和反射层108之间的界面层。各层的形成方法与实施方案1的各层的形成方法相同。
然后,使用胶粘层32在层叠有信息层16的基板31上贴合模仿基板33(厚度例如为0.6mm)。具体而言,贴合按照以下的顺序来实施。首先,将光固化性树脂(特别是紫外线固化性树脂)或迟效性树脂等树脂涂布在模仿基板33上。然后,使层叠有信息层16的基板31密合在模仿基板33上,使其旋转(旋转涂布)后,使树脂固化。作为其他方法,也可以预先在模仿基板33上均匀地涂布粘合性树脂,使其密合在层叠有信息层16的基板31上。
使基板31以及模仿基板33密合后,可以根据需要使记录层104的整面结晶化,进行初始化。记录层104的结晶化通常通过照射激光束来进行。
如上所述地操作,可以制造信息记录介质34。另外,在本实施方案中,使用溅射法作为各层的成膜方法。成膜方法不限定于此,也能使用真空蒸镀法、离子镀法、CVD法或MBE法等。
(实施方案6)
作为实施方案6,说明本发明的信息记录介质的又一其他例。实施方案6的信息记录介质37的部分剖面图示于图6。信息记录介质37是与实施方案2的信息记录介质22相同、通过照射单向的激光束11能进行信息的记录再生的多层光学的信息记录介质。
信息记录介质37是具有依次层叠在基板31上的第1信息层23及信息层18的N组信息层和层叠在基板36上的信息层21借助胶粘层35密合得到的构成。在信息层之间插入光学分离层17、19。
基板36是透明的圆盘状基板。作为构成基板36的材料,与基板14相同,可以举出例如聚碳酸酯、无定形聚烯烃或者PMMA等树脂或玻璃。
可以根据需要在基板36的信息层21侧的表面形成用于引导激光束的导向槽。基板36的与信息层21侧相反的侧的表面优选平滑。作为基板36的材料,从转印性及量产性优异、低成本的观点考虑,聚碳酸酯特别有用。为了能确保充分的强度、并且信息记录介质37的厚度为1.2mm左右,基板36的厚度优选在0.3mm~0.9mm的范围内。
此外,对于标记了与实施方案2以及5相同符号的要素,省略其说明。
信息记录介质37可以用以下说明的方法来制造。
首先,在基板31(厚度为例如0.6mm)上形成第1信息层23。在基板31形成用于引导激光束11的导向槽时,在形成有导向槽的一侧形成第1信息层23。具体而言,将基板31配置在成膜装置内,依次层叠第3电介质层202、第1记录层204、第4电介质层206。根据需要可以形成位于第3电介质层202和第1记录层204之间的第3界面层203。另外,根据需要也可以形成位于第1记录层204和第4电介质层206之间的第4界面层。进而,根据第1信息层23的构成,形成第4电介质层206后,也可以形成第1反射层208。进一步形成第1反射层208后,可以形成透射率调整层209。各层的形成方法与实施方案2的各层的形成方法相同。然后,依次层叠(N-2)层信息层,使光学分离层位于各信息层之间。
另外在基板36(厚度例如为0.6mm)上形成信息层21。信息层由单层膜或多层膜构成,与实施方案2相同,可以通过在成膜装置内依次溅射适合构成各层的溅射靶来形成上述各层。
最后,使用胶粘层35贴合层叠有信息层的基板31以及基板36。具体而言,可以将光固化性树脂(特别是紫外线固化性树脂)或迟效性树脂等树脂涂布在信息层21上,使形成有第1信息层23的基板31密合在信息层21上,进行旋转涂布后,使树脂固化。另外,可以预先在信息层21上涂布粘合性树脂,使其与基板31密合。
需要说明的是,可以使基板31以及基板36密合后,根据需要使第1记录层204的整面结晶化,进行初始化。第1记录层204的结晶化通常通过照射激光束来进行。
如上所述地操作,可以制造信息记录介质37。本实施方案中,使用溅射法作为各层的成膜方法。成膜方法不限定于此,也能采用真空蒸镀法、离子镀法、CVD法或MBE法等。
(实施方案7)
作为实施方案7,说明在实施方案6的本发明的多层光学的信息记录介质中,由N=2、即2组信息层构成的信息记录介质的一例。实施方案7的信息记录介质38的部分剖面图示于图7。信息记录介质38与实施方案3的信息记录介质24相同,是通过照射单向的激光束11能进行信息的记录再生的2层光学信息记录介质。
信息记录介质38的构成如下:在基板31上层叠第1信息层23、在基板36上层叠第2信息层25,将上述层叠体通过胶粘层35密合。可以根据需要在基板36的第2反射层308侧的表面上形成用于引导激光束的导向槽。基板36的与第2反射层308侧相反的侧的表面优选平滑。此外,关于标记与实施方案3、实施方案5以及实施方案6相同的符号的要素,省略其说明。
信息记录介质38可以通过以下说明的方法来制造。首先,通过与实施方案6相同的方法在基板31(厚度为例如0.6mm)上形成第1信息层23。
形成透射率调整层209或第1反射层208、或第4电介质层206后,可以根据需要使第1记录层204的整面结晶化,进行初始化。第1记录层204的结晶化通常通过照射激光束来进行。
另外在基板36(厚度例如为0.6mm)上形成第2信息层25。在基板36上形成用于引导激光束11的导向槽时,在形成有导向槽的一侧形成第2信息层25。具体而言,将基板36配置在成膜装置内,依次层叠第2反射层308、第2电介质层306、第2记录层304、第1电介质层302。另外,可以根据需要形成位于第1电介质层302和第2记录层304之间的第1界面层303。另外,可以根据需要形成位于第2记录层304和第2电介质层306之间的第2界面层。还可以根据需要形成位于第2反射层308和第2电介质层306之间的界面层。各层的成膜方法与实施方案3的各层的成膜方法相同。
形成第1电介质层302后,可以根据需要使第2记录层304的整面结晶化,进行初始化。第2记录层304的结晶化通常通过照射激光束来进行。
最后,使用胶粘层35贴合层叠有第1信息层23的基板31和层叠有第2信息层25的基板36。具体而言,首先,将光固化性树脂(特别是紫外线固化性树脂)或迟效性树脂等树脂涂布在第1信息层23或第2信息层25上。然后,可以使基板31上的第1电介质层302和基板36上的透射率调整层209或第1反射层208、或第4电介质层206密合进行旋转涂布后,使树脂固化。另外,也可以预先在第1信息层23或第2信息层25上均匀地涂布粘合性树脂,用该树脂密合基板31和基板36。
然后,可以根据需要使第1记录层204的整面结晶化,进行初始化。或者,除第1记录层204之外,也可以在该阶段实施第2记录层304的初始化。此时,根据与实施方案3中说明的理由相同的理由,先使第2记录层304结晶化是理想的。
如以所述地操作,可以制造信息记录介质38。另外,在本实施方案中,使用溅射法作为各层的成膜方法。成膜方法不限定于此,也能使用真空蒸镀法、离子镀法、CVD法或MBE法等。
(实施方案8)
作为实施方案8,说明在实施方案6的多层光学的信息记录介质中,N=4、即由4组信息层构成的信息记录介质的一例。实施方案8的信息记录介质39的部分剖面图示于图8。信息记录介质39与实施方案4的信息记录介质30相同,是通过照射单向激光束11能进行信息的记录再生的4层光学的信息记录介质。
信息记录介质39构成如下:在基板31上层叠第1信息层26以及第2信息层27,在基板36上层叠第4信息层29以及第3信息层28,通过胶粘层35使上述层叠体密合。
此外,关于标记了与实施方案4、实施方案5、实施方案6以及实施方案7相同的符号的要素,省略其说明。
信息记录介质39可以通过以下说明的方法来制造。
首先,在基板31(厚度例如为0.6mm)上形成第1信息层26。在基板31形成用于引导激光束11的导向槽时,在形成有导向槽的一侧形成第1信息层26。具体而言,将基板31配置在成膜装置内,依次层叠第7电介质层402、第1记录层404及第8电介质层406。另外,可以根据需要形成位于第7电介质层402和第1记录层404之间的第7界面层403。还可以根据需要在第1记录层404和第8电介质层406之间形成第8界面层。也可以对应第1信息层23的构成形成第8电介质层406后,进一步形成第1反射层408。还可以形成第1反射层408后,进一步形成第1透射率调整层409。各层的成膜方法与实施方案4的各层的成膜方法相同。
然后,通过与在实施方案4中说明的方法相同的方法在第1透射率调整层409或第1反射层408、或第8电介质层406上形成光学分离层17。形成光学分离层17后,形成第1透射率调整层409、或第1反射层408、或第8电介质层406后,可以根据需要使第1记录层404的整面结晶化,进行初始化。第1记录层404的结晶化通常通过照射激光束来进行。
然后,在光学分离层17上形成第2信息层27。具体而言,将在基板31上形成第1信息层26及光学分离层17得到的构件配置在成膜装置内,依次层叠第5电介质层502、第2记录层504及第6电介质层506。可以根据需要形成位于第5电介质层502和第2记录层504之间的第5界面层503。另外,可以根据需要形成位于第2记录层504和第6电介质层506之间的第6界面层。可以对应第2信息层27的构成形成第6电介质层506后,形成第2反射层508。还可以形成第2反射层508后形成第2透射率调整层509。各层的成膜方法与实施方案4的各层的成膜方法相同。
形成第2透射率调整层509、或第2反射层508、或第6电介质层506后,可以根据需要使第1记录层404及/或第2记录层504的整面结晶化,进行初始化。即,第1记录层404的初始化可以在该阶段实施。第1记录层404及/或第2记录层504的结晶化通常可以照射激光束来进行。
然后,在基板36(厚度例如为0.6mm)上形成第4信息层29。在基板36上形成用于引导激光束11的导向槽时,在形成导向槽的一侧形成第4信息层29。具体而言,将基板36配置在成膜装置内,依次层叠第4反射层708、第2电介质层706、第4记录层704及第1电介质层702。可以根据需要形成位于第1电介质层702和第4记录层704之间的第1界面层703。另外,可以根据需要形成位于第4记录层704和第2电介质层706之间的第2界面层。进而,还可以根据需要形成位于第2电介质层706和第4反射层708之间的界面层。各层的成膜方法与实施方案4的各层的成膜方法相同。
然后,通过与在实施方案4中相关说明的方法相同的方法在第1电介质层702上形成光学分离层20。另外,形成光学分离层20后或形成第1电介质层702后,也可以根据需要使第4记录层704的整面结晶化,进行初始化。第4记录层704的结晶化通常通过照射激光束来进行。
然后,在光学分离层20上形成第3信息层28。具体而言,将在基板36上形成第4信息层29及光学分离层20的层叠体配置在成膜装置内,依次层叠第4电介质层606、第3记录层604及第3电介质层602。另外,可以根据需要形成位于第3电介质层602和第3记录层604之间的第3界面层603。也可以根据需要形成位于第3记录层604和第4电介质层606之间的第4界面层。还可以对应第3信息层28的构成,在成膜第4电介质层606前形成第3反射层608。另外,可以在形成第3反射层608前形成第3透射率调整层609。各层的成膜方法与实施方案4的各层的成膜方法相同。
形成第3电介质层602后,可以根据需要使第3记录层604及/或第4记录层704(形成第3信息层28前未进行初始化时)的整面结晶化,进行初始化工序。第3记录层604及/或第4记录层704的结晶化通常通过照射激光束来进行。
最后,使用胶粘层35贴合层叠第1信息层26、光学分离层17及第2信息层27得到的基板31和层叠第4信息层29、光学分离层20及第3信息层28的基板36。具体而言,首先,将光固化性树脂(特别是紫外线固化性树脂)或迟效性树脂等树脂涂布在第2信息层27或第3信息层28上。然后,使基板31和基板36密合,进行旋转涂布后,使树脂固化。另外,也可以预先在第2信息层27或第3信息层28上均匀涂布粘合性树脂,用该树脂密合基板31和基板36。
然后,可以根据需要进行使第4记录层704、第3记录层604、第2记录层504及/或第1记录层404的整面结晶化的初始化工序。
如以所述地操作,可以制造信息记录介质39。本实施方案中,使用溅射法作为各层的成膜方法。成膜方法不限定于此,也能使用真空蒸镀法、离子镀法、CVD法或MBE法等。
(实施方案9)
实施方案9中,对作为实施方案1、2、3、4、5、6、7以及8说明的本发明的信息记录介质的记录再生方法进行说明。
用于本发明的信息记录介质的记录再生方法的记录再生装置45的部分构成模式地示于图9。图9所示的记录再生装置45具备用于使信息记录介质44旋转的主轴电动机40和半导体激光42、以及配备收集从半导体激光42射出的激光束11的物镜41的光学头43。信息记录介质44是实施方案1、2、3、4、5、6、7或8的信息记录介质,具有一个信息层(例如信息层16)或多个信息层(例如第1信息层23、第2信息层25)。物镜41将激光束11收集到信息层上。
信息在信息记录介质上的记录、消除以及盖写记录是通过使激光束11的功率在高功率的峰功率(Pp(mW))和低功率的偏置功率(Pb(mW))之间调制来进行。通过照射峰功率的激光束11,记录层的局部的一部分转化为无定形相,该无定形相成为记录记号。在记录记号间照射偏置功率的激光束11,形成结晶相(消除部分)。另外,照射峰功率的激光束11时,通常设定为以脉冲列形成的所谓多脉冲。多脉冲可以在峰功率和偏置功率的功率水平之间调制2个值。或者多脉冲可以设定比偏置功率更低的功率的冷却功率(Pc(mW))及保底功率(PB(mW)),在处于0mW~峰功率的范围内的功率水平之间调制3个值或4个值。
信息信号的再生是通过用检测器读取来自照射再生功率的激光束11而获得的信息记录介质的信号来实施的。再生功率(Pr(mW))比峰功率及偏置功率的功率水平更低。再生功率设定为:在其功率水平下的激光束11的照射下,记录记号的光学性质不受影响,并且能得到来自信息记录介质的记录记号再生所需的充分的反射光量。
为了使激光束的点径能调整至0.4μm~0.7m的范围内,物镜41的开口数NA优选在0.5~1.1的范围内,较优选在0.6~0.9的范围内。激光束11的波长优选在450nm以下(较优选在350nm~450nm的范围内)。记录信息时的信息记录介质的线速度优选在难以发生再生光导致的结晶化、并且能获得充分的消除性能的4m/秒~50m/秒的范围内,较优选在9m/秒~40m/秒的范围内。当然可以根据信息记录介质的种类等使用此处未列举的波长、物镜的开口数及线速度。例如激光束的波长可以为650~670nm。
具有二个信息层的信息记录介质24以及信息记录介质38中,在第1信息层23上进行记录时,使激光束11的焦点对准第1记录层204,通过透过透明层13的激光束11在第1记录层204上记录信息。再生是检测被第1记录层204反射、并透过透明层13的激光束11来进行的。在第2信息层25上进行记录时,使激光束11的焦点对准第2记录层304,通过透过透明层13、第1信息层23以及光学分离层17的激光束11记录信息。再生是检测被第2记录层304反射、并透过光学分离层17、第1信息层23以及透明层13的激光束11来进行的。
在基板14、光学分离层20、19以及17上形成用于引导激光束11的导向槽时,信息可以记录在接近距离激光束11的入射侧的一个槽面(沟)上,也可以记录在较远的一个槽面(岸)上。另外,可以在沟和岸的两侧记录信息。
使用该记录再生装置,可以如下所述地评价信息记录介质的性能。记录性能可以如下评价:将激光束11在0~Pp(mW)之间进行功率调制,以(1-7)调制方式记录记号长度为0.149μm(2T)至0.596μm(8T)的随机信号,用时间间隔分析器测定记录记号的前端间以及后端间的偏差(jitter)(记号位置的误差)。偏差值越小,记录性能越好。Pp和Pb确定为使前端间以及后端间的偏差的平均值(平均偏差)达到最小。以此时的最佳Pp作为记录灵敏度。
另外,以下面的顺序评价消除性能。将激光束11在0~Pp(mW)之间进行功率调制,在同一沟中交替地连续10次记录记号长度为0.149μm(2T)和0.671μm(9T)的信号。用光谱分析仪测定第11次盖写(overwriting)2T信号时的2T信号的信号振幅以及随后盖写9T信号时的2T信号的信号振幅之差作为2T信号的消除率。消除率越大,消除性能越好。
另外,按照以下的顺序评价信号强度。将激光束11在0~Pp(mW)之间进行功率调制,在相同沟内连续10次交替记录记号长度为0.149μm(2T)和0.671μm(9T)的信号。最后盖写2T信号,用光谱分析仪测定在2T信号的频率下的信号振幅(carrier level)和杂音振幅(noise level)之比(CNR(Carrier to Noise Ratio))。CNR越大,信号强度越强。
进而,按照以下的顺序评价反复重写次数。将激光束11在0~Pp(mW)之间进行功率调制,在同一沟中连续记录记号长度0.149μm(2T)至0.596μm(8T)的随机信号。每结束1次重写时,用时间间隔分析器测定前端间以及后端间的偏差。相对于第1次的前端间和后端间的平均偏差值,以增加3%时的重写次数作为上限值。Pp、Pb、Pc及PB确定为平均偏差值最小。
(实施方案10)
作为实施方案10,说明本发明的信息记录介质的其他例。实施方案10的电信息记录介质51的一个构成例如图10所示。电信息记录介质51是通过施加电能(特别是电流)能进行信息的记录再生的信息记录介质。
作为基板46,可以使用聚碳酸酯等树脂基板、玻璃基板、Al2O3等陶瓷基板、Si等半导体基板及Cu等金属基板。此处,作为基板,说明使用Si基板的方案。电信息记录介质51是在基板46上依次层叠下部电极47、第1电介质层801、第1记录层48、第2记录层49、第2电介质层802以及上部电极50得到的结构。下部电极47以及上部电极50是为了对第1记录层48以及第2记录层49施加电流而形成的。第1电介质层801是为了调整施加在第1记录层48上的电能量、第2电介质层802是为了调整施加在第2记录层49上的电能量而设置的。作为第1电介质层801及第2电介质层802的材料,可以使用与实施方案1的第2电介质层106的材料相同的材料。
第1记录层48以及第2记录层49由通过施加电流而产生的焦耳热能在结晶相和无定形相之间发生可逆相变化的材料构成。因此,在该介质中,将电阻率在结晶相和无定形相之间发生变化的现象用于记录信息。作为第1记录层48以及第2记录层49的材料,可以使用与实施方案1的记录层104的材料相同的材料。另外,第1记录层48以及第2记录层49可以用与实施方案1的记录层104的形成方法相同的方法来形成。
另外,下部电极47以及上部电极50可以用Ti、W、Al、Au、Ag、Cu或者Pt等单体金属材料来形成。或者,下部电极47以及上部电极50可以使用以选自上述元素中的1种或多种元素为主成分、为了提高耐湿性或调整热传导率等而适当添加1种或多种其他元素得到的合金材料来形成。下部电极47以及上部电极50可以通过在Ar气气氛中或Ar气和反应气体(选自O2气或N2气中的至少1种气体)的混合气体气氛中,溅射作为材料的金属母材或合金母材来形成。各层的成膜方法不限定于溅射法,可以为真空蒸镀法、离子镀法、CVD法或MBE法等。
通过施加部52将电信息记录再生装置57电连接电信息记录介质51上。在该电信息记录再生装置57中,为了在第1记录层48以及第2记录层49上施加电流脉冲而通过开关54将脉冲电源55连接在下部电极47和上部电极50之间。另外,为了检测第1记录层48以及第2记录层49的相变化导致的电阻值的变化,通过开关56将电阻测定器53连接在下部电极47和上部电极50之间。
为了使处于无定形相(高电阻状态)的第1记录层48或第2记录层49转化为结晶相(低电阻状态),关闭开关54(开关56打开),在电极间施加电流脉冲。施加电流脉冲使得施加电流脉冲的部分的温度比材料的结晶化温度高、且比熔点低的温度下保持结晶化时间。从结晶相再次恢复无定形相时,以较短时间施加相对高于结晶化时的电流脉冲,以高于熔点的温度熔融记录层后,急剧冷却。另外,电信息记录再生装置57的脉冲电源55为能输出图13的记录/消除脉冲波形的电源。
此处,以第1记录层48是无定形相时的电阻值为ra1,以第1记录层48是结晶相时的电阻值为rc1,以第2记录层49是无定形相时的电阻值为ra2,以第2记录层49是结晶相时的电阻值为rc2。上述电阻值满足rc1≦rc2<ra1<ra2、或者rc1≦rc2<ra2<ra1、或者rc2≦rc1<ra1<ra2、或者rc2≦rc1<ra2<ra1,从而能将第1记录层48和第2记录层49的电阻值的和设定为ra1+ra2、ra1+ra2、ra2+rc1、以及rc1+rc2的4个不同的值。因此,通过用电阻测定器53测定电极间的电阻值,能一次性检测4个不同的状态即2个值的信息。
通过阵列状地配置多个该电信息记录介质51,能构成如图11所示的大容量的电信息记录介质58。各存储单元61中,在微小区域形成与电信息记录介质51相同的构成。信息在各个存储单元61中的记录再生是通过分别指定一条字线59和位线60来进行的。
图12是给出使用电信息记录介质58的信息记录系统的一个构成例。存储装置63由电信息记录介质58和寻址电路62构成。可以通过寻址电路62,分别指定电信息记录介质58的字线59和位线60,进行信息在各个存储单元61的记录再生。另外,通过将存储装置63电连接在至少由脉冲电源65和电阻测定器66构成的外部电路64上,能进行信息在电信息记录介质58中的记录再生。
(实施方案11)
作为实施方案11,以下说明本发明的溅射靶的实施方案。
本发明的溅射靶将选自Zn、Si以及C中的至少一种元素(以下,将上述元素组记为M1)和Sb含有共计85原子%以上。另外,本发明的溅射靶还可以含有选自Ga、Ge、Ag、In、Sn、Te以及Bi中的至少一种元素(以下,将上述元素组记为M2)。本发明的溅射靶还可以含有选自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以及Lu中的至少一种元素(以下,将上述元素组记为M3)。使用上述溅射靶时,可以形成含有Sb-M1、Sb-M1-M2或Sb-M1-M2-M3的膜作为信息记录介质的记录层。
通过使用上述溅射靶,并且通过只导入稀有气体或者、稀有气体和微量反应气体来形成记录层。另外,进行高速成膜时,能抑制信息记录介质的例如反射率的不均及晃动(jitter)的介质面内的不均较小。为了进行更高速的成膜,同时进一步减少不均,溅射靶优选具有高密度(密度表示粉末的填充率,将完全没有间隙地填充粉末的状态定义为100%)。本发明的溅射靶具有优选80%以上、较优选90%以上的密度。
然后,说明本发明的溅射靶的制造方法之一例。
作为一例,说明含有Sb和M1的溅射靶的制造方法。准备具有规定粒径的高纯度的Sb粉末及M1粉末,称量并混合上述粉末使其达到规定的混合比,放入热压装置中。根据需要将热压装置设成真空,在规定的高压力和高温条件下保持规定时间,烧结混合粉末。通过充分进行混合,使溅射靶的面内及厚度方向的组成变均匀。另外,通过将压力、温度及时间的条件设定为最佳,能提高填充性并制造高密度的溅射靶。由此,完成了以规定的组成比含有Sb和M1的溅射靶。
烧结后,可以根据需要使用In等焊锡,焊接在例如表面平滑的铜板上。由此,可以将溅射靶安装在溅射装置上进行溅射。
可以相同地准备具有规定粒径的高纯度的Sb粉末、M1粉末及M2粉末,用上述方法制造含有Sb和M1及M2的溅射靶。或者,可以准备具有规定粒径的高纯度的Sb-M1粉末及Sb-M2粉末。或者,可以准备具有规定粒径的高纯度的Sb粉末及M1-M2粉末。或者还可以准备具有规定粒径的高纯度的Sb粉末、Sb-M1粉末及Sb-M2粉末。或可以准备具有规定粒径的高纯度的Sb粉末、M1粉末、M2粉末及Sb-M1-M2粉末。使用任一种粉末的组合,都能用上述方法制造溅射靶。
同样地,可以准备例如具有规定粒径的的高纯度的Sb粉末、M1粉末、M2粉末及M3粉末,用上述方法制造含有Sb、M1、M2及M3的溅射靶。
记录层优选如上所述使用上述溅射靶、采用溅射法来形成。作为用于实施溅射法的装置,用于层叠多层膜的量产用的成膜装置已经投入市场,原因在于该装置能比较容易地得到膜质良好的薄膜。
本发明的溅射靶可以具有在上述记录层中相关说明的式(1)~(6)表示的组成。或者,根据溅射条件,具有a1、a2、a3、a4、a5、a6及b6不在上述范围内的组成的溅射靶有时也能用作本发明的溅射靶。
本发明的记录层中所含的Sb比其他元素容易溅射(即,由于溅射率高),所以在所得的膜组成中,有时Sb的比例比溅射靶中Sb的比例高。因此,优选预先将溅射靶的Sb的比例设定为比膜的组成中期望的比例小。由于其他元素(M1、M2及M3)也分别具有固有的溅射率,所以实际上需要求出膜组成和溅射靶组成的关系,确定溅射靶的组成使其达到所希望的膜组成。
具体而言,欲得到的膜含有式(1)表示的组成的材料时,溅射靶可以为含有式(10)表示的材料的溅射靶。
Sb100-a1M1a1(原子%)   (1)
(其中,M1为选自Zn、Si以及C中的至少一种元素,a1表示以原子%表示的组成比,满足0<a1≦50。)
Sb100-A1M1A1(原子%)   (10)
(其中,M1为选自Zn、Si以及C中的至少一种元素,a1表示以原子%表示的组成比,满足a1<A1≦(a1+3)。)
此处,说明用于制造本发明的信息记录介质的溅射装置之一例。图14模式地表示使用溅射装置进行成膜的状态。如图14所示,在该溅射装置中,在真空容器67上通过排气口68连接真空泵(未图示),能使真空容器67内保持为高真空。设定成能从气体供给口69供给一定流量的气体。基板71(此处的基板是用于堆积膜的基材)载置在阳极70上。通过将真空容器67接地,真空容器67以及基板71保持为阳极。溅射靶72连接在阴极73上,通过开关(未图示)连接在电源74上。通过在阳极70和阴极73之间施加规定的电压,能通过从溅射靶72释放的粒子在基板71上形成薄膜。
【实施例】
使用实施例更详细地说明本发明的更具体的实施方案。
(试验1)
试验1中,制作图1的信息记录介质15。调查记录层104的组成和信息层16的记录灵敏度以及消除性能的关系。具体而言,制作具有记录层104的组成不同的信息层16的信息记录介质15的试样1-1至1-48,测定信息层16的记录灵敏度以及消除性能。
如下所述地制作试样。首先,作为基板14,准备形成有用于引导激光束11的导向槽(深度为20nm、磁道间距(沟间隔)为0.32μm)的聚碳酸酯基板(直径为120mm、厚度为1.1mm)。然后,通过溅射法在该聚碳酸酯基板上依次层叠作为反射层108的Ag-Pd-Cu层(厚度:80nm)、作为第2电介质层106的(In2O3)50(ZrO2)50层(厚度:25nm)、记录层104(厚度:10nm)、作为第1界面层103的(Cr2O3)50(ZrO2)50层(厚度:5nm)、作为第1电介质层102的(ZnS)80(SiO2)20层(厚度:60nm)。
溅射上述各层的成膜装置具备形成反射层108的Ag-Pd-Cu合金溅射靶、形成第2电介质层106的(In2O3)50(ZrO2)50溅射靶、形成记录层104的合金溅射靶(例如使用含有Sb和C的合金溅射靶形成Sb90C10层)、形成第1界面层103的(Cr2O3)50(ZrO2)50溅射靶、形成第1电介质层102的(ZnS)80(SiO2)20溅射靶。溅射靶均是直径为100mm、厚度为6mm的圆盘形。
反射层108的形成在Ar气气氛中,压力为0.2Pa,使用直流(DC)电源,在投入功率为200W下进行。第2电介质层106的形成在Ar气氛中,压力为0.2Pa,使用高频(RF)电源,投入功率为200W下进行。记录层104的形成在Ar气气氛中,压力为0.2Pa,使用直流(DC)电源,投入功率为100W下进行。第1界面层103的形成在Ar气气氛中,压力为0.2Pa,使用高频(RF)电源,投入功率为200W下进行。第1电介质层102的形成在Ar气气氛中,压力为0.2Pa,使用高频(RF)电源,投入功率为400W下进行。
最后,将紫外线固化性树脂涂布在第1电介质层102上,使基板14旋转形成均匀的树脂层后,照射紫外线使树脂固化,由此形成厚度为100μm的透明层13。然后,用激光束使记录层104结晶化,进行初始化。如上所述地操作,制作记录层104的组成不同的多个试样。
对于如上所述得到的试样,使用图9的记录再生装置45,测定信息记录介质15的信息层16的记录灵敏度以及消除性能。激光束11的波长为405nm,物镜41的开口数NA为0.85,测定时试样的线速度为19.7m/s(相当于蓝光盘(Blu-ray Disc)规格的4倍速度,在极短时间的激光照射下进行信息记录以及消除。),最短记号长度(2T)为0.149μm。信息记录在沟中。
关于各试样,将记录层104的组成和信息层16的记录灵敏度、以及消除率的评价结果示于(表1A)及(表1B)。关于记录灵敏度,将小于8mW评价为“A”,8mW以上小于9mW为“B”,9mW以上为“C”。另外,关于消除性能,将消除率为25dB以上评价为“A”,20dB以上小于25dB为“B”,小于20dB为“C”。另外,评价为“A”以及“B”时能耐受实用,评价为“C”时不能耐受实用。
[表1A]
 
试样No.  记录层104的组成(原子%) 记录灵敏度 消除性能
1—1 Sb100 C A
1—2 Sb98Zn2 B A
1—3 Sb95Zn5 A A
1—4 Sb90Zn10 A A
1—5 Sb80Zn20 A A
1—6 Sb70Zn30 A B
1—7 Sb98Si2 B A
1—8 Sb95Si5 A A
1—9 Sb90Si10 A A
1—10 Sb80Si20 A A
1—11 Sb70Si30 A B
1—12 Sb98C2 B A
1—13 Sb95C5 A A
1—14 Sb90C10 A A
1—15 Sb80C20 A A
1—16 Sb70C30 A A
1—17 Sb50C50 A B
1—18 Sb50Ge50 A C
1—19 Sb90Zn5Si5 A A
1—20 Sb90Zn5C5 A A
1—21 Sb85Si5C10 A A
1—22 Sb85Zn5Si5C5 A A
1—23 Sb50Zn5Si5C40 A B
1—24 Sb50Ge25Te25 A C
1—25 Sb95C4Ge1 A A
1—26 Sb95C3Ge2 A A
1—27 Sb90C5Ge5 A A
1—28 Sb85C5Ge10 A A
1—29 Sb80C5Ge15 A B
1—30 Sb90C5Ga5 A A
[表1B]
 
试样No. 记录层104的组成(原子%) 记录灵敏度 消除性能
1—31 Sb90C5Ag5 A A
1—32 Sb90C5In5 A A
1—33 Sb90C5Sn5 A A
1—34 Sb90C5Te5 A A
1—35 Sb90C5Bi5 A A
1—36 Sb85C5Ge5Te5 A A
1—37 Sb85C5Ag5In5 A A
1—38 Sb90C5Ge2Ag1In1Te1 A A
1—39 Sb80Zn5Te10Ge5 A B
1—40 Sb80Si5Te10Ge5 A B
1—41 Sb75C10Te10Ge5 A B
1—42 Sb75Ag10Te10Ge5 A C
1—43 Sb75In10Te10Ge5 A C
1—44 Sb75Sn10Te10Ge5 B C
1—45 Sb75Bi10Te10Ge5 C B
1—46 Sb75Zn5Te15Ge5 A C
1—47 Sb75Si5Te15Ge5 A C
1—48 Sb70C10Te15Ge5 A C
结果可知,记录层104仅由Sb形成的试样1-1中,结晶化速度过大,记录灵敏度差(为了记录需要高激光功率)。另外,记录层104的组成分别为Sb50Ge50的试样1-18以及Sb50Ge25Te25的试样1-24中,添加的Ge以及Te量过多,结晶化速度降低,消除性能变差。比较试样1-41和试样1-42至44可知,记录层104含有Sb、但不含有Zn、Si以及C中的任一种的试样的消除性能或记录灵敏度差。记录层104含有Sb和Zn、Si以及C中的任一种,但上述成分的总比例不是85原子%以上的试样1-46至1-48的消除性能差。
记录层104将选自Zn、Si以及C中的至少一种元素和Sb含有共计85原子%以上,并且记录层104的组成为上述式(1)表示的试样1-19至1-23、上述式(2)表示的试样1-2至1-6、上述式(3)表示的试样1-7至1-11、上述式(4)表示的试样1-12至1-17、上述式(6)表示的试样1-25至1-41的记录灵敏度和消除性能均良好。其中,与M2的比例为小于15原子%的试样相比,M2的比例为15原子%的试样1-29、1-39、1-40以及1-41的消除性能稍差。
通过同时溅射例如Sb溅射靶以及C溅射靶形成Sb90C10的记录层104时,也得到与如上所述用含有Sb和C的合金溅射靶形成Sb90C10层时相同的结果。另外,为了得到其他记录层104的组成,同时溅射2个以上溅射靶进行成膜时,也得到与使用1个合金溅射靶进行成膜时相同的结果。
另外,使用在Ar气中以相对于整体为1体积%以下的比例添加氮气及/或氧气的混合气体形成记录层104时也得到与只使用Ar气时况相同的结果。
(试验2)
试验2中,制作图3的信息记录介质24,调查第2记录层304的组成和第2信息层25的记录灵敏度、以及消除性能的关系。具体而言,制作具有第2记录层304的组成不同的第2信息层25的信息记录介质24的试样2-1至2-38,测定第2信息层25的记录灵敏度以及消除性能。
如以所述制造试样。首先,作为基板14,准备形成有用于引导激光束11的导向槽(深度为20nm、磁道间距为0.32μm)的聚碳酸酯基板(直径为120mm、厚度为1.1mm)。然后,通过溅射法在该聚碳酸酯基板上依次层叠作为第2反射层308的Ag-Pd-Cu层(厚度:80nm)、作为第2电介质层306的(In2O3)50(ZrO2)50层(厚度:25nm)、第2记录层304(厚度:10nm)、作为第1界面层303的(Cr2O3)50(ZrO2)50层(厚度:5nm)、作为第1电介质层302的(ZnS)80(SiO2)20层(厚度:60nm)。
溅射上述各层的成膜装置具备形成第2反射层308的Ag-Pd-Cu合金溅射靶、形成第2电介质层306的(In2O3)50(ZrO2)50溅射靶、形成第2记录层304的合金溅射靶(例如使用含有Sb和C的合金溅射靶形成Sb90C10)、形成第1界面层303的(Cr2O3)50(ZrO2)50溅射靶、形成第1电介质层302的(ZnS)80(SiO2)20溅射靶。溅射靶的形状均是直径为100mm、厚度为6mm的圆盘形。
第2反射层308的形成在Ar气气氛中,压力为0.2Pa,使用直流(DC)电源,在投入功率为200W下进行。第2电介质层306的形成在Ar气氛下,压力为0.2Pa,使用高频(RF)电源,在投入功率为200W下进行。第2记录层304的形成在Ar气气氛下,压力为0.2Pa,使用直流(DC)电源,在投入功率为100W下进行。第1界面层303的形成在Ar气气氛下,压力为0.2Pa,使用高频(RF)电源,在投入功率为200W下进行。第1电介质层302的形成在Ar气气氛下,压力为0.2Pa,使用高频(RF)电源,在投入功率为400W下进行。
然后,在第1电介质层302上涂布紫外线固化性树脂,在于其上密合形成有导向槽(深度为20nm、磁道间距0.32μm)的基板的状态下使其旋转,由此形成均匀的树脂层。使树脂固化后,取下基板。结果,得到在第1信息层23侧形成引导激光束11的导向槽的厚度为25μm的光学分离层17。
然后,通过溅射法在光学分离层17上依次层叠作为透射率调整层209的TiO2层(厚度:20nm)、作为第1反射层208的Ag-Pd-Cu层(厚度:10nm)、作为第4电介质层206的(SiO2)25(In2O3)50(ZrO2)25层(厚度:15nm)、作为第1记录层204的Ge45In1Bi3Te51层(厚度:6nm)、作为第3界面层203的(SiO2)25(Cr2O3)50(ZrO2)25层(厚度:5nm)、作为第3电介质层202的(ZnS)80(SiO2)20层(厚度:40nm)。
溅射上述各层的成膜装置具有形成透射率调整层209的TiO2溅射靶、形成第1反射层208的Ag-Pd-Cu合金溅射靶、形成第4电介质层206的(SiO2)25(In2O3)50(ZrO2)25溅射靶、形成第1记录层204的Ge-In-Bi-Te合金溅射靶、形成第3界面层203的(SiO2)25(Cr2O3)50(ZrO2)25溅射靶、形成第3电介质层202的(ZnS)80(SiO2)20溅射靶。溅射靶的形状均是直径为100mm、厚度为6mm的圆盘形。
透射率调整层209的形成在Ar和氧的混合气体气氛(氧占总体的比例为3体积%)中,压力为0.2Pa,使用高频(RF)电源,在投入功率为400W下进行。第1反射层208的形成在Ar气气氛下,压力为0.2Pa,使用直流(DC)电源,在投入功率为100W下进行。第4电介质层206的形成在Ar气气氛下,压力为0.2Pa,使用高频(RF)电源,在投入功率为200W下进行。第1记录层204的形成在Ar气气氛中,压力为0.2Pa,使用直流(DC)电源,在投入功率为50W下进行。第3界面层203的形成在Ar气气氛中,压力为0.2Pa,使用高频(RF)电源,在投入功率为200W下进行。第3电介质层202的形成在Ar气气氛中,压力为0.2Pa,使用高频(RF)电源,在投入功率为400W下进行。
最后,将紫外线固化性树脂涂布在第3电介质层202上,使基板14旋转,形成均匀的树脂层后,照射紫外线,使树脂固化,由此形成厚度为75μm的透明层13。然后,用激光束使第2记录层304以及第1记录层204结晶化,进行初始化。如上所述地操作,制造第2记录层304的组成不同的多个试样。
对于如上所述得到的试样,使用图9的记录再生装置45,测定信息记录介质24的第2信息层25的记录灵敏度以及消除性能。激光束11的波长为405nm,物镜41的开口数NA为0.85,测定时试样的线速度为19.7m/s,最短记号长度(2T)为0.149μm。信息记录在沟中。
关于各试样,第2记录层304的组成和第2信息层25的记录灵敏度以及消除性能的评价结果示于(表2A)以及(表2B)。另外,关于记录灵敏度,将小于16mW评价为“A”,16mW以上小于18mW为“B”,18mW以上为“C”。此处,第2信息层25的记录灵敏度是试验1的记录灵敏度的2倍。其原因在于,通过第1信息层23时激光束的强度变为约一半。另外,关于消除性能,将消除率为25dB以上评价为“A”,20dB以上小于25dB为“B”,小于20dB为“C”。
[表2A]
 
试样No.  第2记录层304的组成(原子%) 记录灵敏度 消除性能
2—1 Sb100 C A
2—2 Sb98Zn2 B A
2—3 Sb95Zn5 A A
2—4 Sb90Zn10 A A
2—5 Sb80Zn20 A A
2—6 Sb70Zn30 A B
2—7 Sb98Si2 B A
2—8 Sb95Si5 A A
2—9 Sb90Si10 A A
2—10 Sb80Si20 A A
2—11 Sb70Si30 A B
2—12 Sb98C2 B A
2—13 Sb95C5 A A
2—14 Sb90C10 A A
2—15 Sb80C20 A A
2—16 Sb70C30 A A
2—17 Sb50C50 A B
2—18 Sb50Ge50 A C
2—19 Sb90Zn5Si5 A A
2—20 Sb90Zn5C5 A A
2—21 Sb85Si5C10 A A
2—22 Sb85Zn5Si5C5 A A
2—23 Sb50Zn5Si5C40 A B
2—24 Sb50Ge25Te25 A C
2—25 Sb95C4Ge1 A A
2—26 Sb95C3Ge2 A A
2—27 Sb90C5Ge5 A A
2—28 Sb85C5Ge10 A A
2—29 Sb80C5Ge15 A B
2—30 Sb90C5Ga5 A A
[表2B]
 
试样No.  第2记录层304的组成(原子%) 记录灵敏度 消除性能
2—31 Sb90C5Ag5 A A
2—32 Sb90C5In5 A A
2—33 Sb90C5Sn5 A A
2—34 Sb90C5Te5 A A
2—35 Sb90C5Bi5 A A
2—36 Sb85C5Ge5Te5 A A
2—37 Sb85C5Ag5In5 A A
2—38 Sb90C5Ge2Ag1In1Te1 A A
2—39 Sb80Zn5Te10Ge5 A B
2—40 Sb80Si5Te10Ge5 A B
2—41 Sb75C10Te10Ge5 A B
2—42 Sb75Ag10Te10Ge5 A C
2—43 Sb75In10Te10Ge5 A C
2—44 Sb75Sn10Te10Ge5 B C
2—45 Sb75Bi10Te10Ge5 C B
2—46 Sb75Zn5Te15Ge5 A C
2—47 Sb75Si5Te15Ge5 A C
2—48 Sb70C10Te15Ge5 A C
结果可知,第2记录层304仅由Sb形成的试样2-1中,结晶化速度过大,记录灵敏度差。另外,第2记录层304的组成为Sb50Ge50的试样2-18以及为Sb50Ge25Te25的试样2-24中,添加的Ge以及Te的量过多,结晶化速度降低,消除性能变差。比较试样2-41与试样2-42至2-44,可知第2记录层304含有Sb但不含Zn、Si以及C中的任一种的试样的消除性能或记录灵敏度差。第2记录层304含有Sb和Zn、Si以及C中的任一种,但上述元素的总比例不是85原子%以上的试样2-46至2-48的消除性能也差。
第2记录层304将选自Zn、Si以及C中的至少一种元素和Sb含有共计85原子%以上,并且第2记录层304的组成为上述式(1)表示的试样2-19至2-23、上述式(2)表示的试样2-2至2-6、上述式(3)表示的试样2-7至2-11、上述式(4)表示的试样2-12至2-17、上述式(6)表示的试样2-25至2-41的记录灵敏度和消除性能良好。其中,与M2的比例为小于15原子%的试样相比较,M2的比例为15原子%的试样2-29、2-39、2-40以及2-41的消除性能稍差。
(试验3)
试验3中,制作图3的信息记录介质24,调查第1记录层204的组成、第1信息层23的记录灵敏度以及消除性能的关系。具体而言,制作具有与第1记录层204的组成不同的第1信息层23的信息记录介质24的试样3-1至3-35,测定第1信息层23的记录灵敏度以及消除性能。
如下所述地制造试样。首先,作为基板14,准备形成有用于引导激光束11的导向槽(深度为20nm、磁道间距为0.32m)的聚碳酸酯基板(直径为120mm、厚度为1.1mm)。然后,通过溅射法在该聚碳酸酯基板上依次层叠作为第2反射层308的Ag-Pd-Cu层(厚度:80nm)、作为第2电介质层306的(SiO2)25(In2O3)50(ZrO2)25层(厚度:15nm)、作为第2界面层(未图示)的(SiO2)15(In2O3)35(ZrO2)50层(厚度:10nm)、作为第2记录层304的Ge45In1Bi3Te51层(厚度:10nm)、作为第1界面层303的(Cr2O3)50(ZrO2)50层(厚度:5nm)、作为第1电介质层302的(ZnS)80(SiO2)20层(厚度:60nm)。
溅射上述各层的成膜装置具有分别形成第2反射层308的Ag-Pd-Cu合金溅射靶、形成第2电介质层306的(SiO2)25(In2O3)50(ZrO2)25溅射靶、形成第2界面层的(SiO2)15(In2O3)35(ZrO2)50溅射靶、形成第2记录层304的Ge-In-Bi-Te合金溅射靶、形成第1界面层303的(Cr2O3)50(ZrO2)50溅射靶、形成第1电介质层302的(ZnS)80(SiO2)20溅射靶。溅射靶的形状均是直径为100mm、厚度为6mm的圆盘形。
第2反射层308的形成在Ar气气氛中,压力为0.2Pa,使用直流(DC)电源,在投入功率为200W下进行。第2电介质层306的形成在Ar气气氛下,压力为0.2Pa,使用高频(RF)电源,在投入功率为200W下进行。第2界面层的形成在Ar气气氛中,压力为0.2Pa,使用高频(RF)电源,在投入功率为200W下进行。第2记录层304的形成在Ar气气氛中,压力为0.2Pa,使用直流(DC)电源,在投入功率为100W下进行。第1界面层303的形成在Ar气气氛中,压力为0.2Pa,使用高频(RF)电源,在投入功率为200W下进行。第1电介质层302的形成在Ar气气氛中,压力为0.2Pa,使用高频(RF)电源,在投入功率为400W下进行。
然后,在第1电介质层302上涂布紫外线固化性树脂,在于其上密合形成有导向槽(深度为20nm、磁道间距0.32μm)的基板的状态下,使基板14旋转,由此形成均匀的树脂层。使树脂固化后,取下基板。结果得到在第1信息层23侧形成有引导激光束11的厚度为25μm的光学分离层17。
然后,通过溅射法在光学分离层17上依次层叠作为透射率调整层209的TiO2层(厚度:20nm)、作为第1反射层208的Ag-Pd-Cu层(厚度:10nm)、作为第4电介质层206的(In2O3)50(ZrO2)50层(厚度:15nm)、第1记录层204(厚度:6nm)、作为第3界面层203的(SiO2)25(Cr2O3)50(ZrO2)25层(厚度:5nm)、作为第3电介质层202的(ZnS)80(SiO2)20层(厚度:40nm)。
溅射上述各层的成膜装置具有分别形成透射率调整层209的TiO2溅射靶、形成第1反射层208的Ag-Pd-Cu合金溅射靶、形成第4电介质层206的(In2O3)50(ZrO2)50溅射靶、形成第1记录层204的合金溅射靶(例如使用含有Sb和C的合金溅射靶,形成Sb90C10层)、形成第3界面层203的(SiO2)25(Cr2O3)50(ZrO2)25溅射靶、形成第3电介质层202的(ZnS)80(SiO2)20溅射靶。溅射靶的形状均是直径为100mm、厚度为6mm的圆盘形。
透射率调整层209的形成在Ar和氧的混合气体气氛(氧占总体的比例为3体积%)中,压力为0.2Pa,使用高频(RF)电源,在投入功率为400W下进行。第1反射层208的形成在Ar气气氛中,压力为0.2Pa,使用直流(DC)电源,在投入功率为100W下进行。第4电介质层206的形成在Ar气气氛中,压力为0.2Pa,使用高频(RF)电源,在投入功率为200W下进行。第1记录层204的形成在Ar气气氛中,压力为0.2Pa,使用直流(DC)电源,在投入功率为50W下进行。第3界面层203的形成在Ar气气氛中,压力为0.2Pa,使用高频(RF)电源,在投入功率为200W下进行。第3电介质层202的形成在Ar气气氛中,压力为0.2Pa,使用高频(RF)电源,在投入功率为400W下进行。
最后,将紫外线固化性树脂涂布在第3电介质层202上,使基板14旋转,形成均匀的树脂层后,照射紫外线使树脂固化,由此形成厚度为75μm的透明层13。然后,用激光束使第2记录层304以及第1记录层204结晶化,进行初始化。如上所述地操作,制造第1记录层204的组成不同的多个试样。
对于如上所述操作得到的试样,使用图9的记录再生装置45,测定信息记录介质24的第1信息层23的记录灵敏度以及消除性能。激光束11的波长为405nm,物镜41的开口数NA为0.85,测定时试样的线速度为19.7m/s,最短记号长度(2T)为0.149μm。信息记录在沟中。
关于各试样,第1记录层204的材料和第1信息层23的记录灵敏度、以及消除性能的评价结果示于(表3A)及(表3B)中。另外,关于记录灵敏度,将小于16mW评价为“A”、16mW以上小于18mW为“B”、18mW以上为“C”。第1信息层23的记录灵敏度是试验1的记录灵敏度的2倍。其原因在于,为了在第2信息层25上记录信息,第1信息层23必须透过一半激光束。因此,能用于第1信息层23的记录的激光功率大约为输出激光功率的一半。关于消除性能,将消除率为25dB以上评价为“A”、20dB以上小于25dB为“B”、小于20dB为“C”。
[表3A]
 
试样No.  第1记录层204的组成 记录灵敏度 消除性能
3—1 Sb98Zn2(原子%) B A
3—2 Sb95Zn5(原子%) A A
3—3 Sb90Zn10(原子%) A A
3—4 Sb80Zn20(原子%) A B
3—5 Sb98Si2(原子%) B A
3—6 Sb95Si5(原子%) A A
3—7 Sb90Si10(原子%) A A
3—8 Sb80Si20(原子%) A B
3—9 Sb98C2(原子%) B A
3—10 Sb95C5(原子%) A A
3—11 Sb90C10(原子%) A A
3—12 Sb80C20(原子%) A A
3—13 Sb70C30(原子%) A B
3—14 Sb98(SiC)2(mol%) B A
3—15 Sb95(SiC)5(mol%) A A
3—16 Sb90(SiC)10(mol%) A A
3—17 Sb80(SiC)20(mol%) A A
3—18 Sb70(SiC)30(mol%) A B
3—19 Sb90Zn5Si5(mol%) A A
3—20 Sb90Zn5C5(原子%) A A
3—21 Sb85Si5C10(原子%) A A
3—22 Sb85Zn5Si5C5(原子%) A A
3—23 Sb95C4Ge1(原子%) A A
3—24 Sb95C3Ge2(原子%) A A
3—25 Sb90C5Ge5(原子%) A A
3—26 Sb85C5Ge10(原子%) A B
3—27 Sb90C5Ga5(原子%) A A
3—28 Sb90C5Ag5(原子%) A A
3—29 Sb90C5In5(原子%) A A
3—30 Sb90C5Sn5(原子%) A A
3—31 Sb90C5Te5(原子%) A A
3—32 Sb90C5Bi5(原子%) A A
3—33 Sb85C5Ge5Te5(原子%) A B
3—34 Sb85C5Ag5In5(原子%) A B
3—35 Sb90C5Ge2Ag1In1Te1(原子%) A A
[表3B]
 
试样No.  第1记录层204的组成 记录灵敏度 消除性能
3—36 Sb80Zn5Te10Ge5(原子%) A B
3—37 Sb80Si5Te10Ge5(原子%) A B
3—38 Sb75C10Te10Ge5(原子%) A B
3—39 Sb75Ag10Te10Ge5(原子%) A C
3—40 Sb75In10Te10Ge5(原子%) A C
3—41 Sb75Sn10Te10Ge5(原子%) B C
3—42 Sb75Bi10Te10Ge5(原子%) C B
3—43 Sb75Zn5Te15Ge5(原子%) A C
3—44 Sb75Si5Te15Ge5(原子%) A C
3—45 Sb70C10Te15Ge5(原子%) A C
该结果可知,第1记录层204将选自Zn、Si以及C中的至少一种元素和Sb含有共计85原子%以上,并且第1记录层204的组成为上述式(1)表示的试样3-19至3-22、上述式(2)表示的试样3-1至3-4、上述式(3)表示的试样3-5至3-8、上述式(4)表示的试样3-9至3-13、上述式(5)表示的试样3-14至3-18、上述式(6)表示的试样3-23至3-38的记录灵敏度和消除性能均良好。
比较试样3-38和试样3-39至试样3-42,可知第1记录层204含有Sb但不含有Zn、Si以及C的任一种的试样的消除性能或记录灵敏度差。第2记录层204含有Sb和Zn、Si以及C的任一种、但含有上述元素的总比例不是85原子%以上的试样3-43至3-45的消除性能也差。
(试验4)
试验4中,制作图4的信息记录介质30,调查第1记录层404的组成和第1信息层26的记录灵敏度、以及消除性能的关系。具体而言,制作具有第1记录层404的组成不同的第1信息层26的信息记录介质30的试样4-1至4-24,测定第1信息层26的记录灵敏度以及消除性能。
如下所述地制造试样。首先,作为基板14,准备形成有用于引导激光束11的导向槽(深度为20nm、磁道间距为0.32μm)的聚碳酸酯基板(直径为120mm、厚度为1.1mm)。然后,通过溅射法在该聚碳酸酯基板上依次层叠作为第4反射层708的Ag-Pd-Cu层(厚度:80nm)、作为第2电介质层706的(SiO2)25(In2O3)50(ZrO2)25层(厚度:15nm)、作为第2界面层(未图示)的(SiO2)15(In2O3)35(ZrO2)50层(厚度:10nm)、作为第4记录层704的Ge45In1Bi3Te51层(厚度:10nm)、作为第1界面层703的(Cr2O3)50(ZrO2)50层(厚度:5nm)、作为第1电介质层702的(ZnS)80(SiO2)20层(厚度:60nm)。
溅射上述各层的成膜装置具备形成第4反射层708的Ag-Pd-Cu合金溅射靶、形成第2电介质层706的(SiO2)25(In2O3)50(ZrO2)25溅射靶、形成第2界面层的(SiO2)15(In2O3)35(ZrO2)50溅射靶、形成第4记录层704的Ge-In-Bi-Te合金溅射靶、形成第1界面层703的(Cr2O3)50(ZrO2)50溅射靶、形成第1电介质层702的(ZnS)80(SiO2)20溅射靶。溅射靶的形状均是直径为100mm、厚度为6mm的圆盘形。
第4反射层708的形成在Ar气气氛中,压力为0.2Pa,使用直流(DC)电源,在投入功率为200W下进行。第2电介质层706的形成在Ar气气氛中,压力为0.2Pa,使用高频(RF)电源,在投入功率为200W下进行。第2界面层的形成在Ar气气氛中,压力为0.2Pa,使用高频(RF)电源,在投入功率为200W下进行。第4记录层704的形成在Ar气气氛中,压力为0.2Pa,使用直流(DC)电源,在投入功率为100W下进行。第1界面层703的形成在Ar气气氛中,压力为0.2Pa,使用高频(RF)电源,在投入功率为200W下进行。第1电介质层702的形成在Ar气气氛中,压力为0.2Pa,使用高频(RF)电源,在投入功率为400W下进行。
然后,在第1电介质层702上涂布紫外线固化性树脂,在于其上密合形成有导向槽(深度为20nm、磁道间距为0.32μm)的基板的状态下,使基板14旋转,由此形成均匀的树脂层。使树脂固化后,取下基板。结果得到在第3信息层28侧形成有用于引导激光束11的导向槽的厚度为10μm的光学分离层20。
然后,通过溅射法在光学分离层20上依次层叠作为第3透射率调整层609的TiO2层(厚度:30nm)、作为第3反射层608的Ag-Pd-Cu层(厚度:5nm)、作为第4电介质层606的(In2O3)50(ZrO2)50层(厚度:10nm)、作为第3记录层604的Sb90C10层(厚度:3nm)、作为第3界面层603的(SiO2)25(Cr2O3)50(ZrO2)25层(厚度:5nm)、作为第3电介质层602的(ZnS)80(SiO2)20层(厚度:45nm)。
溅射上述各层的成膜装置具有形成第3透射率调整层609的TiO2溅射靶、形成第3反射层608的Ag-Pd-Cu合金溅射靶、形成第4电介质层606的(In2O3)50(ZrO2)50溅射靶、形成第3记录层604的Sb-C合金溅射靶、形成第3界面层603的(SiO2)25(Cr2O3)50(ZrO2)25溅射靶、形成第3电介质层602的(ZnS)80(SiO2)20溅射靶。溅射靶的形状均是直径为100mm、厚度为6mm的圆盘形。
第3透射率调整层609的形成在Ar和氧的混合气体气氛(氧占总体的比例为3体积%)中,压力为0.2Pa,使用高频(RF)电源,在投入功率为400W下进行。第3反射层608的形成在Ar气气氛中,压力为0.2Pa,使用直流(DC)电源,在投入功率为100W下进行。第4电介质层606的形成在Ar气气氛中,压力为0.2Pa,使用高频(RF)电源,在投入功率为200W下进行。第3记录层604的形成在Ar气气氛中,压力为0.2Pa,使用直流(DC)电源,在投入功率为50W下进行。第3界面层603的形成在Ar气气氛中,压力为0.2Pa,使用高频(RF)电源,在投入功率为200W下进行。第3电介质层602的形成在Ar气气氛中,压力为0.2Pa,使用高频(RF)电源,在投入功率为400W下进行。
然后,在第3电介质层602上涂布紫外线固化性树脂,在于其上密合形成有导向槽(深度为20nm、磁道间距为0.32μm)的基板的状态下,使基板14旋转,形成均匀的树脂层。使树脂固化后,取下基板。结果,得到在第2信息层27侧形成引导激光束11的导向槽的厚度为15μm的光学分离层19。
然后,通过溅射法在光学分离层19上依次层叠作为第2透射率调整层509的TiO2层(厚度:25nm)、作为第2反射层508的Ag-Pd-Cu层(厚度:5nm)、作为第6电介质层506的(In2O3)50(ZrO2)50层(厚度:10nm)、作为第2记录层504的Sb90C10层(厚度:3nm)、作为第5界面层503的(SiO2)25(Cr2O3)50(ZrO2)25层(厚度:5nm)、作为第5电介质层502的(ZnS)80(SiO2)20层(厚度:40nm)。
溅射上述各层的成膜装置具有分别形成第2透射率调整层509的TiO2溅射靶、形成第2反射层508的Ag-Pd-Cu合金溅射靶、形成第6电介质层506的(In2O3)50(ZrO2)50溅射靶、形成第2记录层504的Sb-C合金溅射靶、形成第5界面层503的(SiO2)25(Cr2O3)50(ZrO2)25溅射靶、形成第5电介质层502的(ZnS)80(SiO2)20溅射靶。溅射靶的形状均是直径为100mm、厚度为6mm的圆盘形。
第2透射率调整层509的形成在Ar和氧的混合气体气氛(氧占总体的比例为3体积%)中,压力为0.2Pa,使用高频(RF)电源,在投入功率为400W下进行。第2反射层508的形成在Ar气气氛中,压力为0.2Pa,使用直流(DC)电源,在投入功率为100W下进行。第6电介质层506的形成在Ar气气氛中,压力为0.2Pa,使用高频(RF)电源,在投入功率为200W下进行。第2记录层504的形成在Ar气气氛中,压力为0.2Pa,使用直流(DC)电源,在投入功率为50W下进行。第5界面层503的形成在Ar气气氛中,压力为0.2Pa,使用高频(RF)电源,在投入功率为200W下进行。第5电介质层502的形成在Ar气气氛中,压力为0.2Pa,使用高频(RF)电源,在投入功率为400W下进行。
然后,在第5电介质层502上涂布紫外线固化性树脂,在于其上密合形成有导向槽(深度为20nm、磁道间距为0.32μm)的基板的状态下,使基板14旋转,由此形成均匀的树脂层。使树脂固化后,取下基板。结果得到在第1信息层26侧形成有引导激光束11的导向槽的厚度为10μm的光学分离层17。
然后,通过溅射法在光学分离层17上依次层叠作为第1透射率调整层409的TiO2层(厚度:20nm)、作为第1反射层408的Ag-Pd-Cu层(厚度:5nm)、作为第8电介质层406的(In2O3)50(ZrO2)50层(厚度:10nm)、第1记录层404(厚度:3nm)、作为第7界面层403的(SiO2)25(Cr2O3)50(ZrO2)25层(厚度:5nm)、作为第7电介质层402的(ZnS)80(SiO2)20层(厚度:35nm)。
溅射上述各层的成膜装置具有分别形成第1透射率调整层409的TiO2溅射靶、形成第1反射层408的Ag-Pd-Cu合金溅射靶、形成第8电介质层406的(In2O3)50(ZrO2)50溅射靶、形成第1记录层404的合金溅射靶(例如使用含有Sb和C的合金溅射靶,形成Sb90C10层)、形成第7界面层403的(SiO2)25(Cr2O3)50(ZrO2)25溅射靶、形成第7电介质层402的(ZnS)80(SiO2)20溅射靶。溅射靶的形状均是直径为100mm、厚度为6mm的圆盘形。
第1透射率调整层409的形成在Ar和氧的混合气体气氛(氧占总体的比例为3体积%),压力为0.2Pa,使用高频(RF)电源,在投入功率为400W下进行。第1反射层408的形成在Ar气气氛中,压力为0.2Pa,使用直流(DC)电源,在投入功率为100W下进行。第8电介质层406的形成在Ar气气氛中,压力为0.2Pa,使用高频(RF)电源,在投入功率为200W下进行。第1记录层404的形成在Ar气气氛中,压力为0.2Pa,使用直流(DC)电源,在投入功率为50W下进行。第7界面层403的形成在Ar气气氛中,压力为0.2Pa,使用高频(RF)电源,在投入功率为200W下进行。第7电介质层402的形成在Ar气气氛中,压力为0.2Pa,使用高频(RF)电源,在投入功率为400W下进行。
最后,将紫外线固化性树脂涂布在第7电介质层402上,使基板14旋转,由此形成均匀的树脂层后,照射紫外线使树脂固化,由此形成厚度为65μm的透明层13。然后,用激光束使第4记录层704、第3记录层604、第2记录层504以及第1记录层404结晶化,进行初始化。如上所述地操作,制造第1记录层404的组成不同的多个试样。
对于如上所述得到的试样,使用图9的记录再生装置45,测定信息记录介质30的第1信息层26的记录灵敏度以及消除性能。激光束11的波长为405nm,物镜41的开口数NA为0.85,测定时试样的线速度为19.7m/s,最短记号长度(2T)为0.149μm。信息记录在沟中。
对于各试样,第1记录层404的组成、第1信息层26的记录灵敏度以及消除性能的评价结果示于(表4)。关于记录灵敏度,将小于32mW评价为“A”,32mW以上小于36mW为“B”,36mW以上为“C”。第1信息层26的记录灵敏度为试验1的记录灵敏度的4倍。其原因在于,为了在第4信息层29、第3信息层28以及第2信息层27上记录信息,第1信息层26必须透过激光束的75%左右。因此,能用于第1信息层26的记录的激光功率为输出激光功率的25%左右。另外,关于消除性能,将消除率为25dB以上评价为“A”,20dB以上小于25dB为“B”,小于20dB为“C”。
[表4]
 
试样No.  第1记录层404的组成 记录灵敏度 消除性能
4—1 Sb98Zn2(原子%) A A
4—2 Sb95Zn5(原子%) A A
4—3 Sb90Zn10(原子%) A B
4—4 Sb98Si2(原子%) A A
4—5 Sb95Si5(原子%) A A
4—6 Sb90Si10(原子%) A B
4—7 Sb98C2(原子%) A A
4—8 Sb95C5(原子%) A A
4—9 Sb90C10(原子%) A A
4—10 Sb80C20(原子%) A B
4—11 Sb98(SiC)2(mol%) A A
4—12 Sb95(SiC)5(mol%) A A
4—13 Sb90(SiC)10(mol%) A A
4—14 Sb80(SiC)20(mol%) A B
4—15 Sb90Zn5Si5(原子%) A B
4—16 Sb90Zn5C5(原子%) A B
4—17 Sb85Si5C10(原子%) A B
4—18 Sb85Zn5Si5C5(原子%) A B
4—19 Sb95C4Ge1(原子%) A B
4—20 Sb95C3Ge2(原子%) A B
4—21 Sb90C5Ag5(原子%) A B
4—22 Sb90C5Te5(原子%) A B
4—23 Sb85C5Ge5Te5(原子%) A B
4—24 Sb90C5Ge2Ag1In1Te1(原子%) A B
4—25 Sb80Zn5Te10Ge5(原子%) A B
4—26 Sb80Si5Te10Ge5(原子%) A B
4—27 Sb75C10Te10Ge5(原子%) A B
4—28 Sb75Ag10Te10Ge5(原子%) A C
4—29 Sb75In10Te10Ge5(原子%) A C
4—30 Sb75Sn10Te10Ge5(原子%) B C
4—31 Sb75Bi10Te10Ge5(原子%) C B
4—32 Sb75Zn5Te15Ge5(原子%) A C
4—33 Sb75Si5Te15Ge5(原子%) A C
4—34 Sb70C10Te15Ge5(原子%) A C
该结果可知,第1记录层404将选自Zn、Si以及C中的至少一种元素和Sb含有共计85原子%以上,并且第1记录层404的组成为式(1)表示的试样4-15至4-18、式(2)表示的试样4-1至试样4-3、式(3)表示的试样4-4至4-6、式(4)表示的试样4-7至4-10、式(5)表示的试样4-11至4-14、式(6)表示的试样4-19至4-27的记录灵敏度和消除性能均良好。
比较试样4-27和试样4-28至试样4-31可知,第1记录层404含有Sb、但不含有Zn、Si以及C中的任一种的试样的消除性能差。第1记录层404含有Sb和Zn、Si以及C的任一种,但上述元素的总比例不是85原子%以上的试样4-32至4-34的消除性能也差。
(试验5)
试验5中,制作在图4的信息记录介质30中没有第1信息层26、即图2的信息记录介质22中N=3时的信息记录介质30的试样,测定第4信息层29、第3信息层28以及第2信息层27的记录灵敏度以及消除性能。此处,为了方便,在3个信息层上标记序号第4至第2,但有时也可以分别将它们称为第3、第2及第1信息层。
如下所述地制造试样。首先,作为基板14,准备形成有用于引导激光束11的导向槽(深度为20nm、磁道间距为0.32μm)的聚碳酸酯基板(直径为120mm、厚度为1.1mm)。然后,通过溅射法在该聚碳酸酯基板上依次层叠作为第4反射层708的Ag-Pd-Cu层(厚度:80nm)、作为第2电介质层706的(SiO2)25(In2O3)50(ZrO2)25层(厚度:15nm)、作为第2界面层(未图示)的(SiO2)15(In2O3)35(ZrO2)50层(厚度:10nm)、作为第4记录层704的Sb90C10层(厚度:10nm)、作为第1界面层703的(Cr2O3)50(ZrO2)50层(厚度:5nm)、作为第1电介质层702的(ZnS)80(SiO2)20层(厚度:60nm)。
溅射上述各层的成膜装置具有形成第4反射层708的Ag-Pd-Cu合金溅射靶、形成第2电介质层706的(SiO2)25(In2O3)50(ZrO2)25溅射靶、形成第2界面层的(SiO2)15(In2O3)35(ZrO2)50溅射靶、形成第4记录层704的Sb-C合金溅射靶、形成第1界面层703的(Cr2O3)50(ZrO2)50溅射靶、形成第1电介质层702的(ZnS)80(SiO2)20溅射靶。另外,溅射靶的形状均是直径为100mm、厚度为6mm的圆盘形。
第4反射层708的形成在Ar气气氛中,压力为0.2Pa,使用直流(DC)电源,在投入功率为200W下进行。第2电介质层706的形成在Ar气气氛中,压力为0.2Pa,使用高频(RF)电源,在投入功率为200W下进行。第2界面层的形成在Ar气气氛中,压力为0.2Pa,使用高频(RF)电源,在投入功率为200W下进行。第4记录层704的形成在Ar气气氛中,压力为0.2Pa,使用直流(DC)电源,在投入功率为100W下进行。第1界面层703的形成在Ar气气氛中,压力为0.2Pa,使用高频(RF)电源,在投入功率为200W下进行。第1电介质层702的形成在Ar气气氛中,压力为0.2Pa,使用高频(RF)电源,在投入功率为400W下进行。
然后,在第1电介质层702上涂布紫外线固化性树脂,在于其上密合形成有导向槽(深度为20nm、磁道间距为0.32μm)的基板的状态下,使基板14旋转,由此形成均匀的树脂层。使树脂固化后,取下基板。结果得到在第3信息层28侧形成引导激光束11的导向槽的厚度为15μm的光学分离层20。
然后,通过溅射法在光学分离层20上依次层叠作为第3透射率调整层609的TiO2层(厚度:30nm)、作为第3反射层608的Ag-Pd-Cu层(厚度:5nm)、作为第4电介质层606的(In2O3)50(ZrO2)50层(厚度:10nm)、作为第3记录层604的Sb90C10层(厚度:4nm)、作为第3界面层603的(SiO2)25(Cr2O3)50(ZrO2)25层(厚度:5nm)、作为第3电介质层602的(ZnS)80(SiO2)20层(厚度:45nm)。
溅射上述各层的成膜装置具有形成第3透射率调整层609的TiO2溅射靶、形成第3反射层608的Ag-Pd-Cu合金溅射靶、形成第4电介质层606的(In2O3)50(ZrO2)50溅射靶、形成第3记录层604的Sb-C合金溅射靶、形成第3界面层603的(SiO2)25(Cr2O3)50(ZrO2)25溅射靶、形成第3电介质层602的(ZnS)80(SiO2)20溅射靶。溅射靶的形状均是直径为100mm、厚度为6mm的圆盘形。
第3透射率调整层609的形成在Ar和氧的混合气体气氛(氧占总体的比例为3体积%)中,压力为0.2Pa,使用高频(RF)电源,在投入功率为400W下进行。第3反射层608的形成在Ar气气氛中,压力为0.2Pa,使用直流(DC)电源,在投入功率为100W下进行。第4电介质层606的形成在Ar气气氛中,压力为0.2Pa,使用高频(RF)电源,在投入功率为200W下进行。第3记录层604的形成在Ar气气氛中,压力为0.2Pa,使用直流(DC)电源,在投入功率为50W下进行。第3界面层603的形成在Ar气气氛中,压力为0.2Pa,使用高频(RF)电源,在投入功率为200W下进行。第3电介质层602的形成在Ar气气氛中,压力为0.2Pa,使用高频(RF)电源,在投入功率为400W下进行。
然后,在第3电介质层602上涂布紫外线固化性树脂,在于其上密合形成有导向槽(深度为20nm、磁道间距为0.32μm)的基板的状态下,使基板14旋转,由此形成均匀的树脂层。使树脂固化后,取下基板。结果得到在第2信息层27侧形成引导激光束11的导向槽的厚度为20μm的光学分离层19。
然后,通过溅射法在光学分离层19上依次层叠作为第2透射率调整层509的TiO2层(厚度:25nm)、作为第2反射层508的Ag-Pd-Cu层(厚度:5nm)、作为第6电介质层506的(In2O3)50(ZrO2)50层(厚度:10nm)、作为第2记录层504的Sb90C10层(厚度:4nm)、作为第5界面层503的(SiO2)25(Cr2O3)50(ZrO2)25层(厚度:5nm)、作为第5电介质层502的(ZnS)80(SiO2)20层(厚度:40nm)。
溅射上述各层的成膜装置具有分别形成第2透射率调整层509的TiO2溅射靶、形成第2反射层508的Ag-Pd-Cu合金溅射靶、形成第6电介质层506的(In2O3)50(ZrO2)50溅射靶、形成第2记录层504的Sb-C合金溅射靶、形成第5界面层503的(SiO2)25(Cr2O3)50(ZrO2)25溅射靶、形成第5电介质层502的(ZnS)80(SiO2)20溅射靶。溅射靶的形状均是直径为100mm、厚度为6mm的圆盘形。
第2透射率调整层509的形成在Ar和氧的混合气体气氛(氧占总体的比例为3体积%),压力为0.2Pa,使用高频(RF)电源,在投入功率为400W下进行。第2反射层508的形成在Ar气气氛中,压力为0.2Pa,使用直流(DC)电源,在投入功率为100W下进行。第6电介质层506的形成在Ar气气氛中,压力为0.2Pa,使用高频(RF)电源,在投入功率为200W下进行。第2记录层504的形成在Ar气气氛中,压力为0.2Pa,使用直流(DC)电源,在投入功率为50W下进行。第5界面层503的形成在Ar气气氛中,压力为0.2Pa,使用高频(RF)电源,在投入功率为200W下进行。第5电介质层502的形成在Ar气气氛中,压力为0.2Pa,使用高频(RF)电源,在投入功率为400W下进行。
最后,将紫外线固化性树脂涂布在第5电介质层502上,使基板14旋转,形成均匀的树脂层后,照射紫外线使树脂固化,由此形成厚度为65μm的透明层13。然后,用激光束使第4记录层704、第3记录层604以及第2记录层504结晶化,进行初始化。如上所述地操作,制造信息记录介质30。
对如上所述得到的试样,使用图9的记录再生装置45,测定信息记录介质30的第4信息层29、第3信息层28以及第2信息层27的记录灵敏度和消除性能。激光束11的波长为405nm,物镜41的开口数NA为0.85,测定时的试样的线速度为19.7m/s,最短记号长度(2T)为0.149μm。信息记录在沟中。
各信息层的记录灵敏度以及消除性能的评价结果示于(表5)。另外,关于记录灵敏度,将小于24mW评价为“A”,24mW以上小于27mW为“B”,27mW以上为“C”。第4信息层29、第3信息层28以及第2信息层27的记录灵敏度为试验1的记录灵敏度的3倍。其原因在于,必须在上述3个信息层中记录信息。因此,输出激光功率的33%左右用于各信息层。关于消除性能,将消除率为25dB以上评价为“A”,20dB以上小于25dB为“B”,小于20dB为“C”。
【表5】
 
信息层 记录灵敏度 消除性能
第4信息层29
第3信息层28
第2信息层27
由该结果可知,第4信息层29、第3信息层28以及第2信息层27的各自的记录灵敏度、以及消除性能均良好。对上述以外的组成也进行了相同的试验,可知在将选自Zn、Si以及C中的至少一种元素和Sb含有共计85原子%以上、并且含有80原子%以上Sb的组成中,记录灵敏度以及消除性能均良好。
另外,对各种组成进行了试验,结果可知优选第4记录层704、第3记录层604、以及第2记录层504的组成分别由上述式(1)至(6)的任一种表示。
(试验6)
试验6中,制作图5的信息记录介质34,进行与试验1相同的试验。如以下所述地制造试样。首先,作为基板31,准备形成有用于引导激光束11的导向槽(深度为40nm、磁道间距为0.68μm)的聚碳酸酯基板(直径为120mm、厚度为0.6mm)。然后,通过溅射法在该聚碳酸酯基板上依次层叠作为第1电介质层102的(ZnS)80(SiO2)20层(厚度:60nm)、作为第1界面层103的(Cr2O3)50(ZrO2)50层(厚度:5nm)、记录层104(厚度:10nm)、作为第2电介质层106的(In2O3)50(ZrO2)50层(厚度:25nm)、作为反射层108的Ag-Pd-Cu层(厚度:80nm)。使用的成膜装置、溅射靶、成膜条件(气体种类、压力、投入功率)等与用于试验1的条件相同。
然后,将紫外线固化性树脂涂布在模仿基板33上,在使基板31的反射层108密合在模仿基板33上的状态下,使基板31及33旋转,由此形成均匀的树脂层(厚度为20μm)。然后,照射紫外线,使树脂固化,通过胶粘层32粘合基板31和模仿基板33。最后,用激光束使记录层104的整面结晶化,进行初始化。
对于如上所述得到的试样,用与试验1相同的方法,测定信息记录介质34的信息层16的记录灵敏度以及消除性能。此时,激光束11的波长为405nm,物镜41的开口数NA为0.65,测定时试样的线速度为22.4m/s,最短记号长度为0.173μm。信息记录在沟和岸中。
该结果可知,与试验1相同,记录层104将选自Zn、Si以及C中的至少一种元素和Sb含有共计85原子%以上、并且记录层104的组成由上述式(1)、(2)、(3)、(4)及(6)表示的试样的记录灵敏度和消除性能均良好。
(试验7)
试验7中,制作图7的信息记录介质38,进行与试验2相同的试验。如以下所述地制造试样。首先,作为基板31,准备形成有用于引导激光束11的导向槽(深度为40nm、磁道间距为0.68μm)的聚碳酸酯基板(直径为120mm、厚度为0.6mm)。然后,通过溅射法在该聚碳酸酯基板上层叠作为第3电介质层202的(ZnS)80(SiO2)20层(厚度:40nm)、作为第3界面层203的(SiO2)25(Cr2O3)50(ZrO2)25层(厚度:5nm)、作为第1记录层204的Ge45In1Bi3Te51层(厚度:6nm)、作为第4电介质层206的(SiO2)25(In2O3)50(ZrO2)25层(厚度:10nm)、作为第1反射层208的Ag-Pd-Cu层(厚度:10nm)、作为透射率调整层209的TiO2层(厚度:20nm)。使用的成膜装置、溅射靶、成膜条件(气体种类、压力、投入功率)等与用于试验2的形成第1信息层23的条件相同。
另外,作为基板36,准备形成有引导激光束11的导向槽(深度为40nm、磁道间距为0.68μm)的聚碳酸酯基板(直径为120mm、厚度为0.58mm)。然后,通过溅射法在该聚碳酸酯基板上层叠作为第2反射层308的Ag-Pd-Cu层(厚度:80nm)、作为第2电介质层306的(In2O3)50(ZrO2)50层(厚度:25nm)、第2记录层304(厚度:10nm)、作为第1界面层303的(Cr2O3)50(ZrO2)50层(厚度:5nm)、作为第1电介质层302的(ZnS)80(SiO2)20层(厚度:60nm)。使用的成膜装置、溅射靶、成膜条件(气体种类、压力、投入功率)等与用于试验2的形成第2信息层25的条件相同。
然后,将紫外线固化性树脂涂布在基板36的第1电介质层302上,在使基板31的透射率调整层209密合在基板36上的状态下,使基板31及36旋转,由此形成均匀的树脂层(厚度为20μm)。然后,照射紫外线,使树脂固化,通过胶粘层35粘合基板31和基板36。最后,用激光束使第2记录层304、以及第1记录层204的整面结晶化,进行初始化。
对于如上所述得到的试样,用与试验2相同的方法测定信息记录介质38的第2信息层25的记录灵敏度以及消除性能。激光束11的波长为405nm,物镜41的开口数NA为0.65,测定时试样的线速度为22.4m/s,最短记号长度为0.173μm。信息记录在沟和岸中。
与试验2相同,改变第2记录层304的材料评价记录灵敏度和消除性能,结果第2记录层304将选自Zn、Si以及C中的至少一种元素和Sb含有共计85原子%以上、并且第2记录层304的组成由上述式(1)、(2)、(3)、(4)及(6)表示的试样的记录灵敏度和消除性能均良好。
(试验8)
试验8中,制作图7的信息记录介质38,进行与试验3相同的试验。
如下所述地制造试样。首先,作为基板31,准备形成有用于引导激光束11的导向槽(深度为40nm、磁道间距为0.68μm)的聚碳酸酯基板(直径为120mm、厚度为0.6mm)。然后,通过溅射法在该聚碳酸酯基板上层叠作为第3电介质层202的(ZnS)80(SiO2)20层(厚度:40nm)、作为第3界面层203的(SiO2)25(Cr2O3)50(ZrO2)25层(厚度:5nm)、第1记录层204(厚度:6nm)、作为第4电介质层206的(In2O3)50(ZrO2)50层(厚度:15nm)、作为第1反射层208的Ag-Pd-Cu层(厚度:10nm)、作为透射率调整层209的TiO2层(厚度:20nm)。使用的成膜装置、溅射靶、成膜条件(气体种类、压力、投入功率)等与用于试验3的形成第1信息层23的条件相同。
另外,作为基板36,准备形成有用于引导激光束11的导向槽(深度为40nm、磁道间距为0.68μm)的聚碳酸酯基板(直径为120mm、厚度为0.58mm)。然后,通过溅射法在该聚碳酸酯基板上依次层叠作为第2反射层308的Ag-Pd-Cu层(厚度:80nm)、作为第2电介质层306的(SiO2)25(In2O3)50(ZrO2)25层(厚度:15nm)、作为第2界面层(未图示)的(SiO2)15(In2O3)35(ZrO2)50层(厚度:10nm)、作为第2记录层304的Ge45In1Bi3Te51层(厚度:10nm)、作为第1界面层303的(Cr2O3)50(ZrO2)50层(厚度:5nm)、作为第1电介质层302的(ZnS)80(SiO2)20层(厚度:60nm)。使用的成膜装置、溅射靶、成膜条件(气体种类、压力、投入功率)等与用于试验3的形成第2信息层25的条件相同。
然后,将紫外线固化性树脂涂布在基板36的第1电介质层302上,在使基板31的透射率调整层209密合在基板36上的状态下,使基板31及36旋转,由此形成均匀的树脂层(厚度为20μm)。然后,照射紫外线使树脂固化,通过胶粘层35粘合基板31和基板36。最后,用激光束使第2记录层304、以及第1记录层204的整面结晶化,进行初始化。
对于如上所述操作得到的试样,用与试验3相同的方法,测定信息记录介质38的第1信息层23的记录灵敏度以及消除性能。激光束11的波长为405nm,物镜41的开口数NA为0.65,测定时试样的线速度为22.4m/s,最短记号长度为0.173μm。信息记录在沟和岸中。
与试验3相同,改变第1记录层204的材料评价记录灵敏度和消除性能,结果可知第1记录层204将选自Zn、Si以及C中的至少一种元素和Sb含有共计85原子%以上、并且第1记录层204的组成由上述式(1)至上述式(6)中的任一种表示的试样的记录灵敏度和消除性能均良好。
(试验9)
试验9中,制作图8的信息记录介质39,进行与试验4相同的试验。
如下所述地制造试样。首先,作为基板31,准备形成由用于引导激光束11的导向槽(深度为40nm、磁道间距为0.68μm)的聚碳酸酯基板(直径为120mm、厚度为0.6mm)。然后,通过溅射法在该聚碳酸酯基板上依次层叠作为第7电介质层402的(ZnS)80(SiO2)20层(厚度:35nm)、作为第7界面层403的(SiO2)25(Cr2O3)50(ZrO2)25层(厚度:5nm)、第1记录层404(厚度:6nm)、作为第8电介质层406的(In2O3)50(ZrO2)50层(厚度:10nm)、作为第1反射层408的Ag-Pd-Cu层(厚度:5nm)、作为第1透射率调整层409的TiO2层(厚度:20nm)。使用的成膜装置、溅射靶、成膜条件(气体种类、压力、投入功率)等与用于试验4的形成第1信息层26的条件相同。
然后,在第1透射率调整层409上涂布紫外线固化性树脂,在于其上密合形成有导向槽(深度40nm、磁道间距为0.68μm)的基板的状态下,使基板31旋转,由此形成均匀的树脂层。使树脂固化后取下基板。结果得到在第2信息层27侧形成有引导激光束11的导向槽的厚度为10μm的光学分离层17。
然后,通过溅射法在光学分离层17上依次层叠作为第5电介质层502的(ZnS)80(SiO2)20层(厚度:40nm)、作为第5界面层503的(SiO2)25(Cr2O3)50(ZrO2)25层(厚度:5nm)、作为第2记录层504的Sb90C10层(厚度:3nm)、作为第6电介质层506的(In2O3)50(ZrO2)50层(厚度:10nm)、作为第2反射层508的Ag-Pd-Cu层(厚度:5nm)、作为第2透射率调整层509的TiO2层(厚度:25nm)。使用的成膜装置、溅射靶、成膜条件(气体种类、压力、投入功率)等与用于试验4的形成第2信息层27的条件相同。
另外,作为基板36,准备形成有用于引导激光束11的导向槽(深度为40nm、磁道间距为0.68μm)的聚碳酸酯基板(直径为120mm、厚度为0.58mm)。然后,通过溅射法在该聚碳酸酯基板上依次层叠作为第4反射层708的Ag-Pd-Cu层(厚度:80nm)、作为第2电介质层706的(SiO2)25(In2O3)50(ZrO2)25层(厚度:15nm)、作为第2界面层(未图示)的(SiO2)15(In2O3)35(ZrO2)50层(厚度:10nm)、作为第4记录层704的Ge45In1Bi3Te51层(厚度:10nm)、作为第1界面层703的(Cr2O3)50(ZrO2)50层(厚度:5nm)、作为第1电介质层702的(ZnS)80(SiO2)20层(厚度:60nm)。使用的成膜装置、溅射靶、成膜条件(气体种类、压力、投入功率)等与用于试验4的形成第4信息层29的条件相同。
然后,在第1电介质层702上涂布紫外线固化性树脂,在于其上密合形成有导向槽(深度为40nm、磁道间距为0.68μm)的基板的状态下,使基板36旋转,由此形成均匀的树脂层。使树脂固化后,取下基板。结果得到在第3信息层28侧形成引导激光束11的导向槽的厚度为10μm的光学分离层20。
然后,通过溅射法在光学分离层20上层叠作为第3透射率调整层609的TiO2层(厚度:30nm)、作为第3反射层608的Ag-Pd-Cu层(厚度:5nm)、作为第4电介质层606的(In2O3)50(ZrO2)50层(厚度:10nm)、作为第3记录层604的Sb90C10层(厚度:3nm)、作为第3界面层603的(SiO2)25(Cr2O3)50(ZrO2)25层(厚度:5nm)、作为第3电介质层602的(ZnS)80(SiO2)20层(厚度:45nm)。使用的成膜装置、溅射靶、成膜条件(气体种类、压力、投入功率)等与用于试验4的形成第3信息层28的条件相同。
然后,将紫外线固化性树脂涂布在基板36的第3电介质层602上,在使基板31的第2透射率调整层509密合在基板36上的状态下,使基板31及36旋转,由此形成均匀的树脂层(厚度为15μm)。然后,照射紫外线使树脂固化。由此,通过胶粘层35使基板31和基板36粘合。最后,用激光束使第4记录层704、第3记录层604、第2记录层504以及第1记录层404的整面结晶化,进行初始化。
对于如上所述得到的试样,通过与试验4相同的方法测定信息记录介质39的第1信息层26的记录灵敏度以及消除性能。激光束11的波长为405nm,物镜41的开口数NA为0.65,测定时试样的线速度为22.4m/s,最短记号长度为0.173μm。信息记录在沟和岸中。
与试验4相同,改变第1记录层404的组成来评价记录灵敏度和消除性能,结果可知第1记录层404将选自Zn、Si以及C中的至少一种元素和Sb共计含有85原子%以上、并且第1记录层404的组成由上述式(1)至上述式(6)中的任一种表示的试样的记录灵敏度和消除性能均良好。
(试验10)
试验10中,制作在图8的信息记录介质39中没有第1信息层26、即图6的信息记录介质37中N=3时的信息记录介质37的试样,进行与试验5相同的试验。
如下所述地制造试样。首先,作为基板31,准备形成有用于引导激光束11的导向槽(深度为40nm、磁道间距为0.68μm)的聚碳酸酯基板(直径为120mm、厚度为0.6mm)。然后,通过溅射法在该聚碳酸酯基板上依次层叠作为第5电介质层502的(ZnS)80(SiO2)20层(厚度:40nm)、作为第5界面层503的(SiO2)25(Cr2O3)50(ZrO2)25层(厚度:5nm)、作为第2记录层504的Sb90C10层(厚度:4nm)、作为第6电介质层506的(In2O3)50(ZrO2)50层(厚度:10nm)、作为第2反射层508的Ag-Pd-Cu层(厚度:5nm)、作为第2透射率调整层509的TiO2层(厚度:25nm)。使用的成膜装置、溅射靶、成膜条件(气体种类、压力、投入功率)等与用于试验5的形成第2信息层27的条件相同。
另外,作为基板36,准备形成有用于引导激光束11的导向槽(深度为40nm、磁道间距为0.68μμm)的聚碳酸酯基板(直径为120mm、厚度为0.58mm)。然后,通过溅射法在该聚碳酸酯基板上依次层叠作为第4反射层708的Ag-Pd-Cu层(厚度:80nm)、作为第2电介质层706的(SiO2)25(In2O3)50(ZrO2)25层(厚度:15nm)、作为第2界面层(未图示)的(SiO2)15(In2O3)35(ZrO2)50层(厚度:10nm)、作为第4记录层704的Sb90C10层(厚度:10nm)、作为第1界面层703的(Cr2O3)50(ZrO2)50层(厚度:5nm)、作为第1电介质层702的(ZnS)80(SiO2)20层(厚度:60nm)。使用的成膜装置、溅射靶、成膜条件(气体种类、压力、投入功率)等与用于试验5的形成第4信息层29的条件相同。
然后,在第1电介质层702上涂布紫外线固化性树脂,在于其上密合形成有导向槽(深度为40nm、磁道间距为0.68μm)的基板的状态下,使基板36旋转,由此形成均匀的树脂层。使树脂固化后,取下基板。结果得到第3信息层28侧形成有引导激光束11的导向槽的厚度为20μm的光学分离层20。
然后,通过溅射法在光学分离层20上依次层叠作为第3透射率调整层609的TiO2层(厚度:30nm)、作为第3反射层608的Ag-Pd-Cu层(厚度:5nm)、作为第4电介质层606的(In2O3)50(ZrO2)50层(厚度:10nm)、作为第3记录层604的Sb90C10层(厚度:4nm)、作为第3界面层603的(SiO2)25(Cr2O3)50(ZrO2)25层(厚度:5nm)、作为第3电介质层602的(ZnS)80(SiO2)20层(厚度:45nm)。使用的成膜装置、溅射靶、成膜条件(气体种类、压力、投入功率)等与用于试验5的形成第3信息层28的条件相同。
然后,将紫外线固化性树脂涂布在基板36的第3电介质层602上,在使基板31的第2透射率调整层509密合在基板36上的状态下,使基板31及36旋转,由此形成均匀的树脂层(厚度为15μm)。然后,照射紫外线使树脂固化,由此通过胶粘层35粘合基板31和基板36。最后,用激光束使第4记录层704、第3记录层604、以及第2记录层504的整面结晶化,进行初始化。
对于由此得到的试样,用与试验5相同的方法测定信息记录介质39的第4信息层29、第3信息层28以及第2信息层27的记录灵敏度和消除性能。激光束11的波长为405nm,物镜41的开口数NA为0.65,测定时试样的线速度为22.4m/s,最短记号长度为0.173μm。信息记录在沟和岸中。
该结果可知,与试验5相同,第4记录层704、第3记录层604以及第2记录层504将选自Zn、Si以及C中的至少一种元素和Sb含有共计85原子%以上,并且第4记录层704、第3记录层604以及第2记录层504的组成由上述式(4)表示且含有80原子%以上Sb时,第4信息层29、第3信息层28以及第2信息层27的记录灵敏度和消除性能均良好。
(试验11)
从试验1至试验10中,以除含有Sb、M1及M2之外还含有其他元素的组成形成记录层104、第1记录层204、第2记录层304、第1记录层404、第2记录层504、第3记录层604或第4记录层704。具体而言,其他元素为选自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以及Lu中的至少一种元素。该其他元素的比例为总体的1原子%~5原子%。与试样1至10相同地评价具有上述记录层的信息记录介质。均得到与试验1至10相同的结果。特别是使用含有Ti、Cr、Mn、Zr以及Hf的材料时,记录灵敏度更良好。
(试验12)
试验12中,制作作为层叠至少2种以上记录层104得到的记录部形成的图1的信息记录介质15,调查记录层104的层叠结构和信息层16的记录灵敏度、以及消除性能的关系。本试验中,制作记录部的组成及/或结构不同的试样6-1至6-23。
记录层104以外的层的形成方法与试验1的各层的形成方法相同。具有构成记录层104的层叠结构的记录部是依次溅射对应层叠的层种类的2种以上合金溅射靶而形成的。各个溅射靶的形状均是直径为100mm、厚度为6mm的圆盘形。构成记录层104的层均在Ar气气氛中,压力为0.2Pa,使用直流(DC)电源,在投入功率为50W下形成。
形成信息记录介质15的信息层16的记录层104的记录部的层叠结构和信息层16的记录灵敏度以及消除率的评价结果示于(表6)。记录层104形成为:记载于左端的组成的层位于第1界面层103侧,依次被层叠,记载于右端的组成的层位于第2电介质层106侧。关于记录灵敏度,将小于8mW评价为“A”,8mW以上小于9mW为“B”,9mW以上为“C”。关于消除性能,将消除率为25dB以上评价为“A”,20dB以上小于25dB为“B”,小于20dB为“C”。
[表6]
 
试样No.  形成记录层104的各层的组成(原子%)和膜厚 记录灵敏度 消除性能
6—1 Sb/Zn/Sb4nm 2nm 4nm A A
6—2 Sb/Si/Sb4nm 2nm 4nm A A
6—3 Sb/C/Sb4nm 2nm 4nm A A
6—4 Sb/Si50C50/Sb4nm 2nm 4nm     A A
6—5 Sb80C20/Sb80Si20/Sb80C204nm 2nm 4nm                A A
6—6 Sb80C20/Ge/Sb80C204.5nm 1nm 4.5nm      A A
6—7 Sb80C20/Sb85Ge15/Sb80C204nm 2nm 4nm                A A
6—8 Sb80C20/Si90Ge10/Sb80C204nm 2nm 4nm                A A
6—9 Sb80C20/Sb95Ag5/Sb80C204nm 2nm 4nm               A A
6—10 Sb80C20/Sb90C5Ge5/Sb80C204nm 2nm 4nm                 A A
6—11 Sb80C20/Sb/Sb80C204nm 2nm 4nm          A A
6—12 Sb80C20/Sb/Sb80C20/Sb/Sb80C202nm 2nm 2nm 2nm 2nm               A A
6—13 Sb/Sb80C20/Sb/Sb80C20/Sb2nm 2nm 2nm 2nm 2nm          A A
6—14 Sb90C10/Sb78Te17Ge51nm 9nm              A A
6—15 Sb70Te21Ge9/Sb90C108nm 2nm              A A
6—16 Sb90C10/Sb78Te17Ge5/Sb90C100.5nm 9nm 0.5nm               A A
6—17 Sb70C30/Sb85Ge152nm 8nm           A A
6—18 Sb70C30/Sb85Ga15/Sb70C301nm 8nm 1nm                A A
6—19 Sb50C50/Sb80In203nm 7nm           A A
6—20 Sb50C50/Sb78Te17Ag2In3/Sb50C501.5nm 7nm 1.5nm                  A A
6—21 Sb50C50/Sb78Te17Ge51nm 9nm              A A
6—22 Sb90C10/(GeTe)10(Sb0.85Ge0.15)901nm 9nm                           A A
6—23 Sb90C10/(Sb0.85Ge0.15)90Te101nm 9nm                       A A
该结果可知,作为具有层叠选自含有Sb的层、含有M1的层(其中,M1为选自Zn、Si以及C中的至少一种元素)、含有M2的层(其中,M2为选自Ga、Ge、Ag、In、Sn、Te以及Bi中的至少一种元素)、含有Sb-M1的层、含有Sb-M2的层、含有M1-M2的层以及含有Sb-M1-M2的层中的至少2种以上层得到的层叠结构的记录部形成记录层104的试样6-1至6-23与试验1相同,记录灵敏度和消除性能均良好。其中,特别是含有Sb-M1的层以50原子%以下的比例含有C、含有Sb-M2的层以30原子%以下的比例含有选自Ge以及Te中的至少一种元素的试样6-14至6-23与其他试样相比,消除性能良好。
另外,以除含有Sb、M1及M2之外还含有其他元素的组成形成形成记录部的层。具体而言,其他元素为选自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以及Lu中的至少一种元素。该其他元素的比例为总体的1原子%~5原子%。相同地评价具有上述记录层的信息记录介质。均得到相同的结果。
(试验13)
试验13中,制作作为具有层叠至少2种以上的层形成的层叠结构的记录部形成第1记录层204的图3的信息记录介质24,调查第1记录层204的层叠结构和第1信息层23的记录灵敏度、以及消除性能的关系。本试验中,制作记录部的组成及/或结构不同的试样7-1至7-20。
第1记录层204以外的层的形成方法与试验3的各层的形成方法相同。具有构成第1记录层204的层叠结构的记录部是通过依次溅射对应层叠的层的种类的2种以上合金溅射靶而形成的。各个溅射靶的形状均是直径为100mm、厚度为6mm的圆盘形。构成第1记录层204的各层均在Ar气气氛中,压力为0.2Pa,使用直流(DC)电源,在投入功率为50W下形成。
形成信息记录介质24的第1信息层23的第1记录层204的记录部的层叠结构和第1信息层23的记录灵敏度以及消除率的评价结果示于(表7)。第1记录层204形成为:记载在左端的组成的层位于第3界面层203侧,依次层叠,记载于右端的组成的层位于第4电介质层206侧。另外,关于记录灵敏度,将小于16mW评价为“A”,16mW以上小于18mW为“B”,18mW以上为“C“。另外,关于消除性能,将消除率为25dB以上评价为“A”,20dB以上小于25dB为“B”,小于20dB为“C”。
[表7]
 
试样No.  形成记录层104的各层的组成(原子%)和膜厚 记录灵敏度 消除性能
7—1 Sb/Zn/Sb2.5nm 1nm 2.5nm A A
7—2 Sb/Si/Sb2.5nm 1nm 2.5nm A A
7—3 Sb/C/Sb2.5nm 1nm 2.5nm A A
7—4 Sb/Si50C50/Sb2nm 2nm 2nm     A A
7—5 Sb90C10/Sb90Si10/Sb90C102nm 2nm 2nm                A A
7—6 Sb90C10/Ge/Sb90C102.8nm 0.4nm 2.8nm    A A
7—7 Sb90C10/Sb95Ge5/Sb90C102nm 2nm 2nm               A A
7—8 Sb90C10/Si90Ge10/Sb90C102.5nm 1nm 2.5nm            A A
7—9 Sb90C10/Sb95Ag5/Sb90C102nm 2nm 2nm               A A
7—10 Sb90C10/Sb90C5Ge5/Sb90C102nm 2nm 2nm                 A A
7—11 Sb90C10/Sb/Sb90C102nm 2nm 2nm          A A
7—12 Sb90C10/Sb/Sb90C10/Sb/Sb90C101nm 1nm 2nm 1nm 1nm               A A
7—13 Sb/Sb90C10/Sb/Sb90C10/Sb1nm 1nm 2nm 1nm 1nm          A A
7—14 Sb90C10/Ge50Te505nm 1nm           A A
7—15 Ge45Sb4Te51/Sb90C102nm 4nm              A A
7—16 Sb90C10/Ge45Bi4Te51/Sb90C101nm 4nm 1nm                  A A
7—17 Sb70C30/Ge41Sn4Sb4Te511nm 5nm                 A A
7—18 Sb70C30/Ge45Bi3In1Te51/Sb70C301nm 4nm 1nm                      A A
7—19 Sb50C50/Ge25Sn25Te501nm 5nm               A A
7—20 Sb50C50/Ge40Sn5Bi3In1Te511nm 5nm                    A A
该结果可知,作为具有层叠选自含有Sb的层、含有M1的层(其中,M1是选自Zn、Si以及C中的至少一种元素)、含有M2的层(其中,M2是选自Ga、Ge、Ag、In、Sn、Te以及Bi中的至少一种元素)、含有Sb-M1的层、含有Sb-M2的层、含有M1-M2的层以及含有Sb-M1-M2的层中的至少2种以上的层得到的层叠结构的记录部形成第1记录层204的试样7-1至7-20与试验3相同,记录灵敏度和消除性能均良好。其中,特别是含有Sb-M1的层以50原子%以下的比例含有C、含有M2的层以40原子%以上的比例含有Ti的试样7-14至7-20与其他试样相比,信号强度良好。
(试验14)
试验14中,制作下述图4所示的信息记录介质30,调查第1记录层404的层叠结构、第1信息层26的记录灵敏度以及消除性能的关系,在图4所示的信息记录介质30中,形成第1记录层404作为具有层叠至少2种以上的层而得到的层叠结构的记录部。本试验中,制作记录部的组成及/或结构不同的试样8-1至8-13。
第1记录层404以外的层的形成方法与试验4的各层的形成方法相同。具有形成第1记录层404的层叠结构的记录部是依次溅射对应层叠的层种类的2种以上合金溅射靶而形成的。各个溅射靶的形状均是直径为100mm、厚度为6mm的圆盘形。构成第1记录层204的各层均在Ar气气氛中、压力为0.2Pa,使用直流(DC)电源,在投入功率为50W下形成。
形成信息记录介质30的第1信息层26的第1记录层404的记录部的层叠结构和第1信息层26的记录灵敏度以及消除率的评价结果示于(表8)。第1记录层404形成为:记载于左端的组成的层位于第7界面层403侧,依次层叠,记载于右端的组成的层位于第8电介质层406侧。另外,关于记录灵敏度,将小于32mW评价为“A”,32mW以上小于36mW为“B”,36mW以上为“C”。另外,关于消除性能,将消除率为25dB以上评价为“A”,20dB以上小于25dB为“B”,小于20dB为“C”。
【表8】
[表8]
 
试样No.  形成记录层104的各层的组成(原子%)和膜厚 记录灵敏度 消除性能
8—1 Sb/Sb50Zn50/Sb1.3nm 0.4nm 1.3nm A B
8—2 Sb/Sb50Si50/Sb1.3nm 0.4nm 1.3nm A A
8—3 Sb/Sb50C50/Sb1.3nm 0.4nm 1.3nm A A
8—4 Sb/Si50C50/Sb1.3nm 0.4nm 1.3nm A B
8—5 Sb95C5/Sb95Si5/Sb95C51nm 1nm 1nm             A A
8—6 Sb95C5/Ge/Sb95C51.4nm 0.2nm 1.4nm  A A
8—7 Sb95C5/Sb95Ge5/Sb95C51nm 1nm 1nm             A A
8—8 Sb95C5/Si95Ge10/Sb95C51.3nm 0.4nm 1.3nm        A A
8—9 Sb95C5/Sb95Ag5/Sb95C51nm 1nm 1nm             A A
8—10 Sb95C5/Sb90C5Ge5/Sb95C51nm 1nm 1nm               A B
8—11 Sb95C5/Sb/Sb95C51nm 1nm 1nm        A A
8—12 Sb95C5/Sb90C5Ge5/Sb95C50.5nm 2nm 0.5nm           A B
8—13 Sb95C5/Sb/Sb95C50.5nm 2nm 0.5nm    A A
该结果可知,作为具有层叠选自含有Sb的层、含有M1的层(其中,M1为选自Zn、Si以及C中的至少一种元素)、含有M2的层(其中,M2为选自Ga、Ge、Ag、In、Sn、Te以及Bi中的至少一种元素)、含有Sb-M1的层、含有Sb-M2的层、含有M1-M2的层以及含有Sb-M1-M2的层中的至少2种以上的层而得到的层叠结构的记录部形成第1记录层404的试样8-1至8-13与试验4相同,记录灵敏度和消除性能均良好。
(试验15)
在试验1至试验14中使用进一步含有选自Hf、Y、以及Ga中的至少一种元素的氧化物的材料形成第1界面层103、第2界面层、第1界面层303、第1记录层104和第2电介质层106之间的第2界面层、第3界面层203、第1记录层204和第4电介质层206之间的第4界面层、第1界面层703、第4记录层704和第2电介质层706之间的第2界面层、第3界面层603、第3记录层604和第4电介质层606之间的第4界面层、第5界面层503、第2记录层504和第6电介质层506之间的第6界面层、第7界面层403或第1记录层404和第8电介质层406之间的第8界面层时,得到相同的结果。另外,使用选自其他氧化物、氮化物、碳化物、硫化物及氟化物中的1种或多种化合物形成上述界面层时,也得到了相同的结果。
(试验16)
试验16中,制作在图10的电信息记录介质51中没有第2记录层49时的电信息记录介质51,确认其施加电流导致的相变化。作为基板46,准备将表面进行氮化处理后的Si基板,通过溅射法形成在其上面形成作为下部电极47的由Pt形成的面积为6μm×6μm、厚度为0.1μm的层、作为第1电介质层801的由(SiO2)25(In2O3)50(ZrO2)25形成的面积为4.5μm×5μm、厚度为0.01μm的层。进而,作为第1记录层48,由Sb90C10构成,形成面积为5μm×5μm、厚度为0.05μm的层,作为第2电介质层802,由(SiO2)25(In2O3)50(ZrO2)25形成,形成面积为4.5μm×5μm、厚度为0.01μm的层,作为上部电极50,由Pt形成,通过溅射法形成面积为5μm×5μm、厚度为0.1μm的层。
第1电介质层801以及第2电介质层802为绝缘体。因此,为了在第1记录层48中流入电流,以比第1记录层48小的面积形成第1电介质层801以及第2电介质层802,下部电极47及上部电极50设置与第1记录层48分别连接的部分。
然后,在下部电极47以及上部电极50上焊接Au引线,通过施加部52将电信息记录再生装置57连接在电信息记录介质51上。通过该电信息记录再生装置57,脉冲电源55通过开关54连接在下部电极47和上部电极50之间。进而,由第1记录层48的相变化导致的电阻值的变化通过电阻测定器53检测,所述电阻测定器53通过开关56连接在下部电极47和上部电极50之间。
第1记录层48为无定形相时,在下部电极47和上部电极50之间施加在图13的记录波形901中Ic1=5mA、tc1=50ns的电流脉冲,结果第1记录层48由无定形相转化为结晶相。另外,第1记录层48为结晶相时,在下部电极47和上部电极50之间施加在图13的消除波形906中Ia1=10mA、ta1=10ns的电流脉冲,结果第1记录层48从结晶相转化为无定形相。
另外,测定电性相变化型信息记录介质51的反复重写次数,可知与没有第1电介质层801以及第2电介质层802的情况相比,能提高10倍以上。这是因为第1电介质层801以及第2电介质层802抑制从下部电极47以及上部电极50向第1记录层48的物质移动。
需要说明的是,使用Sb90C10以外的Sb-M1系材料(其中,M1时选自Zn、Si以及C中的至少一种元素)、Sb-M1-M2系材料(其中,M2是选自Ga、Ge、Ag、In、Sn、Te以及Bi中的至少一种元素)以及上述材料还含有选自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以及Lu中的至少一种元素的材料形成第1记录层48时,也能得到相同的结果。
另外,作为具有层叠选自含有Sb的层、含有M1的层、含有M2的层、含有Sb-M1的层、含有Sb-M2的层、含有M1-M2的层、含有Sb-M1-M2的层以及在上述层中还含有选自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以及Lu中的至少一种元素的层中的至少2种以上层得到的层叠结构的记录部形成第1记录层48时也能得到相同的结果。
(试验17)
试验17中,调查用于形成记录层的溅射靶的组成和通过溅射法形成的膜组成的关系。具体而言,准备组成不同的5种溅射靶,测定溅射该溅射靶而形成的膜(试样17-1至试样17-5)的组成。
如下所述地制造试样。首先,作为基板,准备Si基板或C基板。在该基板的表面分别使用5种靶,通过溅射法形成厚度为1000nm的膜。将具有下述表9所示组成的溅射靶安装在成膜装置上来实施成膜。溅射靶是直径为100mm、厚度为6mm的圆盘形。成膜在Ar气气氛中,压力为0.2Pa,使用直流(DC电源),在投入功率为100W下实施。使用X射线微分析仪测定所得试样的膜组成。其结果示于表9。
【表9】
[表9]
 
试样No. 溅射靶的组成 膜的组成
17—1 Sb85Zn15 Sb85Zn15
17—2 Sb84Si16 Sb85Si15
17—3 Sb72C28 Sb75C25
17—4 Sb89(SiC)11 Sb90(SiC)10
17—5 Sb84C11Ge5 Sb85C10Ge5
由表9所示的结果明确了Sb-M1或Sb-M1-M2的溅射靶和使用靶形成的膜的组成的关系。具体而言,Sb溅射率高,容易被溅射。溅射靶的组成和形成的膜的组成有时也根据溅射靶的形状、成膜装置及靶和基板之间的距离而变化。考虑到这些因素,为了得到所希望组成的膜,可以确定各元素的补正系数,从而确定溅射靶的组成。
【产业上的可利用性】
本发明的信息记录介质具有能长期保持记录的信息的性质(不挥发性),作为高密度的重写型(例如Blu-ray Disc Rewritable(BD-RE)、DVD-RAM、DVD-RW、+RW等)、追记型(例如Blu-ray Disc Recordable(BD-R)、DVD-R等)、以及再生专用型(例如Blu-ray Disc Read-Only(BD-ROM)、DVD-ROM等)的光盘等有用。另外,作为电不挥发性内存等也有用。

Claims (37)

1、一种信息记录介质,
其是通过照射光或施加电能而能够记录信息的信息记录介质,其中,
至少具有能发生相变化的记录层,
所述记录层将选自Zn、Si以及C中的至少一种元素和Sb共计含有85原子%以上。
2、如权利要求1所述的信息记录介质,其中,
所述记录层含有下述式(1)表示的材料,
Sb100-a1M1a1(原子%)     (1)
其中,M1表示选自Zn、Si以及C中的至少一种元素,a1表示以原子%表示的组成比,并且满足0<a1≦50。
3、如权利要求1所述的信息记录介质,其中,
所述记录层含有下述式(2)表示的材料,
Sb100-a2Zna2(原子%)      (2)
其中,a2表示以原子%表示的组成比,并且满足0<a2≦30。
4、如权利要求1所述的信息记录介质,其中,
所述记录层含有下述式(3)表示的材料,
Sb100-a3Sia3(原子%)     (3)
其中,a3表示以原子%表示的组成比,并且满足0<a3≦30。
5、如权利要求1所述的信息记录介质,其中,
所述记录层含有下述式(4)表示的材料,
Sb100-a4Ca4(原子%)     (4)
其中,a4表示以原子%表示的组成比,并且满足0<a4≦50。
6、如权利要求1所述的信息记录介质,其中,
所述记录层含有下述式(5)表示的材料,
Sb100-a5(SiC)a5(mol%)         (5)
其中,a5表示以原子%表示的组成比,并且满足0<a5≦30。
7、如权利要求1所述的信息记录介质,其中,
所述记录层还含有选自Ga、Ge、Ag、In、Sn、Te以及Bi中的至少一种元素。
8、如权利要求7所述的信息记录介质,其中,
所述记录层含有下述式(6)表示的材料,
Sb100-a6-b6M1a6M2b6(原子%)         (6)
其中,M1为选自Zn、Si以及C中的至少一种元素,M2为选自Ga、Ge、Ag、In、Sn、Te以及Bi中的至少一种元素,a6以及b6表示以原子%表示的组成比,并且满足0<a6≦50、0<b6≦15。
9、如权利要求1~8中任一项所述的信息记录介质,其中,
所述记录层还含有选自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以及Lu中的至少一种元素。
10、如权利要求1~9中任一项所述的信息记录介质,其中,
所述记录层的厚度为15nm以下。
11、如权利要求1~9中任一项所述的信息记录介质,其中,
所述记录层的厚度为3nm以下。
12、如权利要求1~11中任一项所述的信息记录介质,其中,
所述信息记录介质具有N1个信息层,所述信息层的至少一个具有所述记录层,N1为2以上的整数。
13、如权利要求12所述的信息记录介质,其中,N1=2。
14、如权利要求12所述的信息记录介质,其中,N1=3或4。
15、一种信息记录介质,
其是通过照射光或施加电能而能够记录信息的信息记录介质,其中,
所述信息记录介质具有记录部,
所述记录部是层叠选自含有Sb的层、含有M1的层、含有M2的层、含有Sb-M1的层、含有Sb-M2的层、含有M1-M2的层以及含有Sb-M1-M2的层中的至少2种以上的层而得到的,其中,
M1是选自Zn、Si以及C中的至少一种元素,M2是选自Ga、Ge、Ag、In、Sn、Te以及Bi中的至少一种元素。
16、如权利要求15所述的信息记录介质,其中,
所述记录部至少具有含有Sb-M1的层与含有Sb-M2的层的层叠结构。
17、如权利要求16所述的信息记录介质,其中,
所述含有Sb-M1的层以50原子%以下的比例含有C,
所述含有Sb-M2的层以30原子%以下的比例含有选自Ge以及Te中的至少一种元素。
18、如权利要求15所述的信息记录介质,其中,
所述记录部至少具有含有Sb-M1的层与含有M2的层的层叠结构。
19、如权利要求18所述的信息记录介质,其中,
所述含有Sb-M1的层以50原子%以下的比例含有C,
所述含有M2的层以40原子%以上的比例含有Te。
20、如权利要求15~19中任一项所述的信息记录介质,其中,
所述记录部所含的1个或多个层还含有选自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以及Lu中的至少一种元素。
21、如权利要求15~20中任一项所述的信息记录介质,其中,
所述记录部的厚度为15nm以下。
22、如权利要求15~20中任一项所述的信息记录介质,其中,
所述记录部的厚度为3nm以下。
23、如权利要求15~22中任一项所述的信息记录介质,其中,
所述信息记录介质具有N2个信息层,
所述信息层的至少一个具有所述记录部,
其中,N2为2以上的整数。
24、如权利要求23所述的信息记录介质,其中,N2=2。
25、如权利要求23所述的信息记录介质,其中,N2=3或4。
26、如权利要求1~25中任一项所述的信息记录介质,其中,
所述信息记录介质还具有与所述记录层或与所述记录部的至少一方的面相接触而配置的界面层。
27、如权利要求26所述的信息记录介质,其中,
所述界面层含有选自氧化物、氮化物、碳化物、硫化物以及氟化物中的至少一种化合物。
28、如权利要求26所述的信息记录介质,其中,
所述界面层含有选自Zr、Hf、Y以及Si中的至少一种元素、选自Ga、In以及Cr中的至少一种元素和O。
29、如权利要求1~28中任一项所述的信息记录介质,其中,
所述信息记录介质还具有反射层。
30、如权利要求29所述的信息记录介质,其中,
所述反射层主要含有Ag。
31、如权利要求29或30所述的信息记录介质,其中,
所述反射层的厚度为20nm以下。
32、如权利要求29或30所述的信息记录介质,其中,
所述反射层的厚度为5nm以下。
33、一种信息记录介质的制造方法,
所述方法至少包括形成将选自Zn、Si以及C中的至少一种元素和Sb含有共计85原子%以上的记录层的工序,其中,
所述形成记录层的工序包括使用含有选自Zn、Si以及C中的至少一种元素和Sb的溅射靶进行溅射的步骤。
34、一种信息记录介质的制造方法,
所述方法至少包括形成将选自Zn、Si以及C中的至少一种元素和Sb含有共计85原子%以上的记录层的工序,其中,
所述形成记录层的工序包括使用选自Sb、M1、M2、Sb-M1、Sb-M2、M1-M2以及Sb-M1-M2所表示的溅射靶中的至少2个以上的溅射靶进行溅射的步骤,其中,M1是选自Zn、Si以及C中的至少一种元素,M2是选自Ga、Ge、Ag、In、Sn、Te以及Bi中的至少一种元素。
35、一种信息记录介质的制造方法,
所述方法至少包括形成层叠至少2种以上的层而得到的记录部的工序,其中,
所述形成记录部的工序包括使用选自Sb、M1、M2、Sb-M1、Sb-M2、M1-M2以及Sb-M1-M2所表示的溅射靶中的至少2个以上的溅射靶进行溅射的步骤,其中,M1为选自Zn、Si以及C中的至少一种元素,M2为选自Ga、Ge、Ag、In、Sn、Te以及Bi中的至少一种元素。
36、一种溅射靶,
其将选自Zn、Si以及C中的至少一种元素和Sb含有共计85原子%以上。
37、如权利要求36所述的溅射靶,其中,
所述溅射靶是用于制造含有下述式(1)表示的材料的膜的溅射靶,所述靶含有式(10)表示的材料,
Sb100-a1M1a1(原子%)      (1)
其中,M1为选自Zn、Si以及C中的至少一种元素,a1表示以原子%表示的组成比,并且满足0<a1≦50,
Sb100-A1M1A1(原子%)      (10)
其中,M1为选自Zn、Si以及C中的至少一种元素,A1表示以原子%表示的组成比,并且满足a1<A1≦(a1+3)。
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