CN1313592A - 信息记录媒体及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

提供一种信息记录媒体及其制造方法,可以实现高密度记录,重复改写性能好,结晶化灵敏度随时间下降小。具有在基板11和基板11的上方配置的记录层14,记录层14的构成元素包含从Ag、Al、Cr、Mn和N中选出的至少1种元素M以及Ge、Sb、Te、Sn,而且,通过照射能量束,在结晶相和非结晶相之间以可逆方式引起相变态。

Description

信息记录媒体及其制造方法
本发明涉及可以光学方式进行信息的记录、擦除、改写和重放的信息记录媒体制造方法。
相变化型记录媒体利用在结晶相和非结晶相之间以可逆方式引起相变态的记录层进行信息的记录、擦除和改写。当在对该记录层照射高功率的激光束之后进行快速冷却时，被照射的部分变成非结晶相而形成记录标记。当在对记录层的非晶态部分照射低功率激光束时之后使其缓慢冷却时，已照射的部分变成结晶相，记录标记被擦除。因此，在相变化型信息记录媒体中，通过对记录层照射已在高功率和低功率之间进行了功率调制的激光束，可以在擦除旧信息的同时改写为新信息。
在改写信息时，伴随结晶相-非结晶相的相变态，原子在记录层内移动。结果，在现有的信息记录媒体中，当反复进行改写时，产生局部原子的偏离，使记录层的厚度变动，引起信号品质下降。记录密度愈高，这样的重复改写性能的下降越厉害。这是因为，当记录密度提高时，相邻记录标记之间的间隔便窄，容易受到相邻记录标记的原子偏离的影响。
为了防止重复改写性能的下降，有必要使记录层的厚度变薄来抑制原子的移动。此外，使记录层的厚度变薄也是为了实现具备2个记录层的高密度信息记录媒体必要的技术。但是，当记录层的厚度变薄时，因原子移动困难，故记录层的结晶速度下降。若结晶速度降低，对于必须在短时间内记录小的记录标记的高密度信息记录媒体，信号品质就会降低。此外，若结晶速度降低，则容易使结晶灵敏度和擦除率随着时间的推移而下降。即，越是高密度记录，越难做到既能提高重复改写性能又能抑制结晶灵敏度随时间的下降。
为了提高重复改写性能，已公开了包含Te、Ge、Sn和Sb的记录层(特开平2-147289)。
但是，虽然上述现有的记录层已表现出高的结晶速度，但高密度记录中的重复改写性能和结晶灵敏度的长期稳定性还不十分理想。
为了解决上述问题，本发明的目的在于提供一种信息记录媒体及其制造方法，可以进行高密度记录，重复改写性能优良，结晶灵敏度随着时间的推移而下降的现象很少。
为了达到上述目的，本发明的信息记录媒体是具有在基板和基板的上方配置了的记录层的信息记录媒体，其特征在于：上述记录层的构成元素包含从Ag、Al、Cr、Mn和N中选出的至少1个元素M以及Ge、Sb、Te、Sn，而且是通过照射能量束可以引起结晶相和非结晶相之间的可逆的相变态的层。在此，所谓「构成元素」，指的是在体现出它包含的物质的一种特性方面不可缺少的元素。上述记录层从本质上说，最好由Ge、Sb、Te、Sn和至少一种元素M构成。若按照上述信息记录媒体，能得到可以进行高密度记录、重复改写性能优良、结晶灵敏度随着时间的推移而下降的现象很少的信息记录媒体。
在上述信息记录媒体中，上述记录层可以由组成式[(Ge,Sn)ASb2Te3+A]100-BMB(这里，0＜A≤10、0＜B≤20)表示的材料形成。通过使A≤10，可以防止重复改写性能的下降。通过使B≤20，可以防止结晶灵敏度随着时间的推移而下降。
在上述信息记录媒体中，上述记录层中的Sn的原子含量可以是在2％以上和20％以下。通过使Sn的原子含量在2％以上，可以使结晶速度充分快。通过使Sn的原子含量在20％以下，可以在记录层是结晶相时的反射光量与记录层是非结晶相时的反射光量的比值变大。
在上述信息记录媒体中，上述记录层的厚度可以在5nm以上至15nm以下。通过使记录层的厚度在5nm以上，可以使记录层容易成为结晶相。通过使记录层的厚度在15nm以下，可以防止重复改写性能的降低。
在上述信息记录媒体中，进而具有第1保护层、第2保护层和反射层，可以按上述第1保护层、上述记录层、上述第2保护层、上述反射层的顺序在上述基板上形成。这时，可以进而具有界面层，该界面层配置在从上述第1保护层和上述记录层之间的位置及上述第2保护层和上述记录层之间的位置中选出的1个位置上。进而，可以具有配置在上述第2保护层和上述反射层之间的光吸收校正层。
在上述信息记录媒体中，进而具有第1保护层、第2保护层和反射层，可以按顺序在上述基板上形成上述反射层、上述第2保护层、上述记录层和上述第1保护层。若按照该构成，可以得到可以进行高密度记录的信息记录媒体。这时，可以进而具有界面层，该界面层配置在从上述第1保护层和上述记录层之间的位置及上述第2保护层和上述记录层之间的位置中选出的1个位置上。进而，可以具有配置在上述反射层和上述第2保护层之间的光吸收校正层。
此外，本发明的信息记录媒体的制造方法是具有在基板和上述基板的上方配置了记录层的信息记录媒体的制造方法，其特征在于：包含用气相成膜法形成上述记录层的工序，上述记录层的构成元素包含从Ag、Al、Cr、Mn和N中选出的至少1个元素以及Ge、Sb、Te、Sn，而且是通过照射能量束可以引起结晶相和非结晶相之间的可逆的相变态的层。若按照上述制造方法，能够容易制造出本发明的信息记录媒体。
在上述制造方法中，上述气相成膜法可以是从真空蒸镀法、溅射法、离子镀法、化学蒸镀法和分子线外延生长法中选出的至少1种方法。
在上述制造方法中，上述气相成膜法可以是使用了包含从氮气和氧气中选出的至少一种气体和从氩气和氪气中选出的至少一种稀有气体的气体的溅射法。
在上述制造方法中，上述记录层可以0.5nm/秒至以上5nm/秒以下的成膜速度成膜。若按照上述构成，可以形成非晶态状态的记录层。
在上述制造方法中，上述记录层的厚度可以在5nm以上15nm以下。
图1是表示本发明的信息记录媒体的一例的局部剖面图。
图2是表示本发明的信息记录媒体的另一例的局部剖面图。
图3是信息记录媒体的评价中使用的记录重放装置的概略图。
下面，参照附图说明本发明的实施形态。
(实施形态1)
在实施形态1中，说明本发明的信息记录媒体的一例。
图1示出实施形态1的信息记录媒体10的局部剖面图。信息记录媒体10包括：基板11；按顺序层叠在基板11上的第1保护层12a、第1界面层13a、记录层14、第2界面层13b、第2保护层12b、光吸收校正层15和反射层16以及利用粘接层17粘接在反射层16上的虚设基板18。即，信息记录媒体10具有基板11和配置在基板11的上方的记录层14。能量束(一般是激光束)19从基板11一侧照射在信息记录媒体10上。
记录层14是利用能量束19的照射在结晶相和非结晶相之间产生可逆相变态的层。具体地说，通过高功率的能量束19的照射，可以使记录层14的结晶相部分变化成非结晶相。此外，通过低功率的能量束19的照射，可以使记录层14的非结晶相部分变化成结晶相。记录层14的厚度最好在5nm以上15nm以下。
记录层14的构成元素包含从Ag、Al、Cr、Mn和N中选出的至少1种元素以及Ge、Sb、Te、Sn，具体地说，可以使用由组成式
[(Ge,Sn)ASb2Te3+A]100-BMB
(这里，0＜A≤10、0＜B≤20)表示的材料。该组成式表示在记录层14中Ge和Sn的原子含量合计为[(100-B)·A]/(2A+5)原子％。以A满足2≤A≤8为最佳。此外，B以满足2≤B≤15为最佳。在由该组成式表示的材料中，Sn的原子含量最好在2％以上20％以下。
由上述组成式表示的材料可以用Sn置换GeTe-Sb2Te3拟二元系组成的Ge的一部分，进而，可以作为添加了元素M的材料进行说明。GeTe-Sb2Te3拟二元系组成一直作为结晶速度快的材料使用，但现在，通过固溶SnTe或PbTe，可以进一步提高结晶速度。SnTe和PbTe与GeTe-Sb2Te3拟二元系相同，其结晶结构是岩盐型的。SnTe和PbTe的结晶速度快，容易固溶成Ge-Sb-Te。特别是，SnTe作为固溶GeTe-Sb2Te3拟二元系组成的材料为最佳。
作为记录层14的材料最好使用例如将SnTe混合在GeTe-Sb2Te3拟二元系组成中得到的GeTe-SnTe-Sb2Te3。这时，通过用Sn置换Ge的一部分后作为(Ge,Sn)Te-Sb2Te3，可以进一步提高结晶速度。
包含在记录层14中的元素M可以考虑是具有抑制原子移动的功能的元素。通过使用Al和Ag、Cr和Ag或Mn和Ag的2个元素作为元素M，可以提高重复改写性能、抑制结晶化灵敏度随时间而下降和增大信号振幅。只是，当元素M的浓度和元素数量增加时，为了使结晶速度不降低，最好使记录层14中的Sn的浓度增加。最好使元素M的浓度低于Sn的浓度。
基板11是圆盘状的透明基板。基板11的材料，例如可以是非晶聚烯烃或聚甲烯酸甲酯(PMMA)等树脂，或使用玻璃。根据需要，也可以在基板11的记录层一侧的表面形成用来引导能量束19的导向沟。基板11的能量束19入射侧的表面一般是平滑的。基板11的厚度例如是0.5mm～1.3mm左右。
第1和第2保护层12a和12b具有保护记录层14的功能。通过调整第1和第2保护层12a和12b的厚度，可以使射向记录层14的光入射量增大，此外，可以增大信号振幅(记录前后反射光量的变化)。保护层的厚度例如可以根据矩阵法(例如，参照久保田广箸‘波动光学’的第3章，岩波新书，1971年)，由计算决定。若按照该计算，可以决定保护层的厚度，使结晶状态的记录层14的反射光量和非晶状态的记录层14的反射光量的差增大，而且使射向记录层14的光入射量增大。
第1和第2保护层12a和12b例如由电介质形成。具体地说，例如，可以使用SiO2或Ta2O5等氧化物、Si-N、Al-N、Ti-N、Ta-N、Zr-N或Ge-N等氮化物、ZnS等硫化物或SiC等碳化物。也可以使用它们的混合物。其中，ZnS和SiO2的混合物ZnS-SiO2是特别好的材料。ZnS-SiO2是非晶态材料，折射率高，机械特性和耐湿性好。此外，ZnS-SiO2可以快速成膜。第1保护层12a和第2保护层12b可以用同一材料形成也可以用不同材料形成。
第1和第2界面层13a和13b分别配置在第1保护层12a和记录层14之间以及在第2保护层12b和记录层14之间。第1和第2界面层13a和13b具有防止在第1保护层12a和记录层14之间以及在第2保护层12b和记录层14之间产生的物质移动的功能。第1和第2界面层13a和13b的材料例如可以使用Si-N、Al-N、Zr-N、Ti-N、Ge-N或Ta-N等氮化物或包含它们的氮氧化物、或SiC等碳化物。为了得到良好的记录、擦除性生能，第1和第2界面层13a和13b的厚度最好在1nm～10nm的范围内，在2nm～5nM的范围内更佳。
光吸收校正层15调整记录层14是结晶状态时的光吸收率和记录层14是非结晶状态时的光吸收率的比。利用光吸收校正层15可以防止改写时记录标记形状的失真。光吸收校正层15的材料最好使用折射率高、对光的吸收适度的材料。例如，可以使用折射率在3以上6以下、衰减系数k在1以上4以下的材料。具体地说，可以使用Ge-Cr、Ge-Mo等的非晶态Ge合金、或Si-Cr、Si-Mo、Si-W等非晶态Si合金。此外，也可使用Si合金、碲化物、Ti、zr、Nb、Ta、Cr、Mo、W、SnTe或PbTe的结晶性金属、半金属或半导体材料。
反射层16具有增大记录层14吸收的光量的功能。进而，通过形成反射层16，可以使记录层产生的热迅速扩散，容易使记录层14非晶态化。进而，通过形成反射层16，可以保护层叠了的多层膜不受使用环境的影响。
作为反射层16的材料，例如可以使用Al、Au、Ag或Cu的热传导率高的纯金属。也可以使用Al-Cr、Al-TI、Ag-Pd、Ag-Pd-Cu、Ag-Pd-Ti的合金。通过改变这些合金的组成，可以调整耐湿性和热传导率。再有，也可以根据记录层14的材料和信息的记录条件，省略反射层16。
粘接层17用来将虚设基板18粘接在反射层16上。粘接层17由耐热性和粘接性好的材料形成，例如，可以使用紫外线硬化树脂等树脂。具体地说，可以使用以丙烯基树脂为主成分的材料或以环氧树脂为主成分的材料。此外，也可以使用树脂膜、电介质膜和双面胶带或其组合来形成粘接层17。
虚设基板18是圆盘状的基板。虚设基板18具有提高信息记录媒体10的机械强度的功能。此外，可以利用虚设基板18来保护已层叠的多层膜。虚设基板18的材料可以使用已关于基板11说明过的材料。虚设基板18的材料可以基板11的材料相同，也可以不同。此外，虚设基板18的厚度可以和基板11相同，也可以不同。
在实施形态1的信息记录媒体10中，记录层14的构成元素包含元素M和Ge、Sb、Te、Sn。因此，若按照信息记录媒体10，能够得到可高密度记录、重复改写性能好、结晶灵敏度随时间的下降减小的信息记录媒体。
再有，在实施形态1中，示出了具有1个记录层14的信息记录媒体10，但本发明的信息记录媒体也可以具有2个记录层14(以下的实施形态也一样)。例如，对于2个记录层的信息记录媒体10，可以通过用粘接层贴合各虚设基板18来得到两面构造的信息记录媒体。
(实施形态2)
在实施形态2中，说明本发明的另一例的信息记录媒体。再有，对于和在实施形态1中已说明的部分相同的部分，添加同一符号并省略重复说明(下面的实施形态也一样)。
对于实施形态2的信息记录媒体20，图2示出其局部剖面图。信息记录媒体20包括：第1基板21；按顺序层叠在第1基板21上的反射层16、光吸收校正层15、第2保护层12b、第2界面层13b、记录层14、第1界面层13a和第1保护层12a以及利用粘接层17粘接在第1保护层12a上的第2基板22。即，信息记录媒体20具有第1基板21和配置在第1基板21的上方的记录层14。记录重放用能量束(一般是激光束)19从第2基板22一侧照射在信息记录媒体20上。
第1基板21可以使用和基板11同样的基板。第2基板是圆盘状的透明基板，可以用和基板11同样的材料形成。根据需要，也可以在第2基板22的记录层14一侧的表面形成用来引导能量束19的导向沟。第2基板22的能量束19入射侧的表面最好特别平滑。第2基板22的厚度比第2基板21薄，例如是0.05mm～0.5mm左右。
在信息记录媒体20中，因第2基板22比第1基板21薄，故物镜的数值孔径可以大。这里，若设能量束19的波长为λ，物镜的数值孔径为NA，则射束光点的尺寸w可由
w=k·λ/NA(者这里，k是常数)
给出。波长λ越短，数值孔径NA越大，光点尺寸w越小。因此，对于物镜的数值孔径的信息记录媒体20中，其记录密度可比信息记录媒体10高。例如，据报告(Kiyoshi Osato,“A rewritable opticaldisk system with over 10 GB of capacity”,Proc.SPIE.OpticalData Storage’98,80-86(1998))，在厚度为0.6mm的基板上可以使用NA=0.6的物镜。在厚度为0.1mm的基板上可以使用NA=0.85物镜。
信息记录媒体20中因使用了由在信息记录媒体10中已说明的材料形成的记录层14，故能得到和信息记录媒体10同样的效果。
(实施形态3)
在实施形态3中，作为本发明的一例信息记录媒体的制造方法，就信息记录媒体10的制造方法进行说明。如以下说明的那样，实施形态3的制造方法包含用气相成膜法形成记录层14的工序。
首先，准备基板11，在成膜装置的配置基板11。实施形态3使用的成膜装置可以使用在1个真空室中具有1个电源的叶式成膜装置或1个真空室具有多个电源的直列式成膜装置。再有，可分别用相同的成膜装置对以下各层进行成膜，也可以对以下各层用不同的成膜装置进行成膜。
接着，在基板11上，依次形成第1保护层12a、第1界面层13a、记录层14、第2界面层13b、第2保护层12b、光吸收校正层15和反射层16。当在基板11的表面形成用来引导能量束19的沟时，在形成了沟的表面上形成第1保护层12a。
第1保护层12a、第1界面层13a、第2界面层13b第2保护层12b例如可以由溅射法形成。具体地说，可以在氩气或氩气和反应气体的混合气体的氛围气中，溅射由化合物形成的母材。此外，也可以使用反应性溅射法，在氩气和反应气体的混合气体的氛围气中，溅射由金属形成的母材。
记录层14由在实施形态1中已说明过的材料形成，利用气相成膜法(Vapor Deposition Method)形成。作为气相成膜法，可以是从真空蒸镀法、溅射法、离子镀法、化学蒸镀(Chemical Vapor Deposition)法和分子线外延生长法(Molecular Beam Epitaxy)中选出的至少1种方法。
例如，可以利用使用了包含从氮气和氧气中选出的至少一种气体和从氩气和氪气中选出的至少一种稀有气体的气体的混合气体的溅射法来形成记录层14。作为上述混合气体，例如可使用氩气和氩气的混合气体、氩气和氪气的混合气体或在其中加入了氧气的混合气体。具体地说，通过在上述混合气体的氛围气中溅射包含Ge、Sb、Te、Sn和元素M的母材(靶)来形成记录层14。作为母材，可以使用分别与Ge、Sb、Te、Sn和元素M对应的5种母材，也可以使用将几个元素组合的2元系母材和3元系母材。此外，当元素M只由氮构成时，通过在包含氮气的氛围气中溅射包含Ge、Sb、Te、和Sn的靶来形成记录层。
根据溅射法，可容易地形成由[(Ge,Sn)ASb2Te3+A]100-BMB(这里，0＜A≤10、0＜B≤20)表示的记录层。
记录层14最好以0.5nm/秒以上5nm/秒以下(0.8nm/秒～3nm/秒最佳)的成膜速度成膜。
在形成第2保护层12b之后，在第2保护层12b上形成光吸收校正层15和反射层16。光吸收校正层15和反射层16可以通过在氩气氛围气中溅射由金属形成的母材来形成。
其次，在反射层16上形成粘接层17，使反射层16和虚设基板18贴合。这样可以制造出信息记录媒体10。必要时，也可以进行使记录层14的整个面结晶化的初始化工序。初始化工序可以在贴合虚设基板18之前或在贴合虚设基板18之后进行。
再有，信息记录媒体20可以用和信息记录媒体10同样的方法制造。信息记录媒体20的各层可以用和信息记录媒体10的各层同样的方法形成。此外，第2基板22与虚设基板18一样，可以利用粘接层17粘接在第1保护层12a上。在信息记录媒体20的制造方法中，在必要时也进行初始化工序。初始化工序可以在贴合第2基板22之前或在贴合第2基板22之后进行。在信息记录媒体20中，因从第2基板一侧入射能量束19，故粘接层17的厚度最好在整个面上都是均匀的。
若按照实施形态3的制造方法，能够容易制造出信息记录媒体。
【实施例】
下面，使用实施例进一步详细说明本发明。
(实施例1)
在实施例1中，说明信息记录媒体10的一例。以下，就实施例1的信息记录媒体的制造方法进行说明。
首先，作为基板，准备已形成螺旋状引导沟的聚碳酸酯基板(厚度：0.6mm)。利用溅射法在该聚碳酸酯基板上按顺序形成ZnS层-SiO2(第1保护层12a，厚度140nm)、Ge-N层(第1界面层13a，厚度140nm)、记录层(记录层14)、Ge-N层(第2界面层13b，厚度3nm)、ZnS-SiO2层(第2保护层12b，厚度40nm)、GeCr层(光吸收校正层15，厚度40nm)和Ag合金层(反射层16，厚度80nm)。第1保护层12a和第2保护层12b的厚度被调整成在波长为660nm时信号振幅(反射光量的变化)变大而且使入射到记录层的光量变大。该厚度根据矩阵法由计算决定。
记录层使用由[(Ge,Sn)4Sb2Te7]95N5表示的材料形成。该记录层包含Ge和Sn的原子合计为95×4/(4+2+7)=29％。具体地说，Ge的原子含量为24％,Sn的原子含量为5％。
然后，作为粘接层17，将紫外线硬化树脂旋转涂敷在Ag合金层上。最后，使虚设基板(厚度：0.6mm)与Ag合金层密接后进行紫外线照射，使Ag合金层与虚设基板粘接在一起。
在实施例1中，在粘接虚设基板后对信息记录媒体整体进行激光照射，使整个记录结晶化。这样，制作出实施例1的信息记录媒体。在实施例1中，已制作出记录层的厚度不同的8种信息记录媒体10-11～10-18。
另一方面，作为比较例，制作了除记录层的材料作了改变之外其余与上述实施例一样的信息记录媒体。在该比较例中，使用由组成式Ge4Sb2Te7表示的材料形成记录层。该比较例也制作了记录层的厚度不同的8种信息记录媒体C-11～C-18。
对于以上16种信息记录媒体，评价了其重复改写性能和结晶化灵敏度随时间的下降。关于它们的评价方法将在后面叙述。评价结果示于表1。
【表1】
信息记录媒体No. 记录层厚度[nm] 可改写次数 起伏值变化[％]
    10-11     3     E1     E2
    10-12     5     C1     C2
    10-13     7     A1     B2
    10-14     9     A1     B2
    10-15     11     B1     A2
    10-16     13     B1     A2
    10-17     15     C1     A2
    10-18     17     C1     A2
    C-11     3     E1     E2
    C-12     5     E1     E2
    C-13     7     B1     D2
    C-14     9     B1     D2
    C-15     11     C1     C2
    C-16     13     C1     C2
    C-17     15     D1     B2
    C-18     17     D1     B2
                200000≤A1                              0≤A2＜1100000≤B1＜200000                      1≤B2≤210000≤C1＜100000                       2＜C2＜3D1＜10000                               3≤D2E1：不能改写                            E2：不能评价
表1示出‘可重复改写的次数’越多，重复改写性能越好。A1～D1分别表示表的下面部分的范围。E1表示不能改写。表1的‘起伏值变化’越小，表示结晶化灵敏度随时间的下降越小。A2～D2分别表示表的下面部分的范围。E2表示因放置试验前的起伏值在记录标记的前端间和记录标记的后端间都上升了13％故不能进行评价。以下的表其A1～E1和A2～E2的意义都一样。
如表1所示，在比较例的信息记录媒体C-11～C-18中，对于可重复改写次数和起伏值变化两者，都没有表示A或B的特性的情况。相反，在实施例1的信息记录媒体10-11～10-18中，对于可重复改写次数和起伏值变化两者，都表示A或B的特性。
此外，实施例1的信息记录媒体与比较例C-11～C-18相比，平均来说，其重复改写性能好，结晶化灵敏度随时间的下降小。重复改写性能的提高被认为是添加了氮的结果。此外，结晶化灵敏度随时间下降的抑制被认为是因用Sn置换Ge4Sb2Te7的Ge的一部分而使结晶化速度增大的结果。
(实施例2)
在实施例2中，说明使记录层的Sn的含有量变化来制作信息记录媒体10的一个例子。
除了将记录层的厚度固定为7nm并改变记录层的Sn的含有量之外，和实施例1一样制作信息记录媒体。在实施例2的信息记录媒体中，记录层使用由[(Ge,Sn)4Sb2Te7]95N5表示的材料形成。而且，使Sn的原子含有量在2％～4％之间变化，使Ge的原子含有量在27％～4％之间变化，制作了8种信息记录媒体10-21～10-28。信息记录媒体10-22与信息记录媒体10-13相同。此外，作为比较例，同样制作了不含Sn的信息记录媒体C-21。
对于这些信息记录媒体10-21～28和C-21，通过使用后述的方法测定其起伏值的变化，评价了其结晶灵敏度随时间下降的特性。评价结果示于表2。
【表2】
信息记录媒体No. 记录层的Ge·Sn原子含量 起伏值变化[％]
Ge    [％] Sn    [％]
    10-21     27     2     C2
    10-22     24     5     B2
    10-23     22     7     B2
    10-24     19     10     A2
    10-25     14     15     A2
    10-26     9     20     A2
    10-27     6     23     E2
    10-28     4     25     E2
    C-21     29     0     D2
如表2所示，当Sn的原子含有量在2％～20％的范围内时，能得到良好的特性。
(实施例3)
在实施例3中，说明使元素M变化来制作信息记录媒体10的一个例子。
除了改变元素M并将记录层的厚度固定为11nm之外，和实施例1一样制作信息记录媒体。在实施例3的信息记录媒体中，记录层使用由[(Ge,Sn)4Sb2Te7]95N5表示的材料形成。而且，使Ge的原子含有量为24％，使Sn的原子含有量为5％。在实施例3中，作为元素M使用Mn、Ag、Cr、Al或N制作了5种信息记录媒体10-31～10-35。此外，作为比较例，同样制作了不含元素M的信息记录媒体C-31。
对于这些信息记录媒体10-31～35和C-31，通过使用后述的方法评价了其重复改写性能。评价结果示于表3。
【表3】
信息记录媒体No.     元素M 可改写次数
    10-31     Mn     15万次
    10-32     Ag     9万次
    10-33     Cr     16万次
    10-34     Al     18万次
    10-35     N     15万次
    C-31     无     7万次
如表3所示，通过使用Mn、Ag、Cr、Al或N作为元素M，提高了改写性能。使用Mn、Cr、Al和N，其效果特别大。此外，当使用Ag作为元素M时，信号振幅变大，记录标记的前端间和记录标记的后端间的起伏值可以得到改善。
(实施例4)
在实施例4中，说明使用Mn作为元素M来制作信息记录媒体10的一个例子。
除了使用Mn作为元素M之外，和实施例1一样制作信息记录媒体。在实施例4的信息记录媒体中，记录层使用由[(Ge,Sn)4Sb2Te7]95N5表示的材料形成。而且，使Ge的原子含有量为24％，使Sn的原子含有量为5％。在实施例4中，制作了记录层厚度不同的8种信息记录媒体10-41～10-48。
对于这些信息记录媒体10-41～48和C-31，通过使用后述的方法评价了其重复改写性能和结晶化灵敏度随时间下降的性能。评价结果示于表4。
【表4】
信息记录媒体No. 记录层厚度[nm] 可改写次数 起伏值变化[％]
    10-41     3     E1     E2
    10-42     5     C1     C2
    10-43     7     A1     B2
    10-44     9     B1     B2
    10-45     11     B1     A2
    10-46     13     B1     A2
    10-47     15     C1     A2
    10-48     17     D1     A2
如表4所示，通过使用Mn作为元素M，可以得到重复改写性能良好、结晶化灵敏度随时间下降小的信息记录媒体。当记录层的厚度为7nm以上13nm以下时，这两个特性良好。此外，由于在将放置前已记录了的随机信号在放置后播放时在起伏值方面没有变化，故确认了即使在记录保存性方面也没有问题。
(实施例5)
在实施例5中，说明使记录层的元素M的含有量和Sn的含有量变化来制作信息记录媒体10的一个例子。
除了使用Cr作为元素M和改变Sn的含有量之外，和实施例1一样制作信息记录媒体。记录层使用由[(Ge,Sn)4Sb2Te7]95N5表示的材料形成。使Sn的原子含有量在0～25％之间变化，使Ge的原子含有量在29％～4％之间变化，记录层的厚度为9nm。
对于这样制作的多个记录媒体，通过后述的方法评价了其重复改写性能和结晶灵敏度随时间下降的特性。表5用*表示评价结果、特别是得到理想结果的范围。
【表5】
Figure A0111135000181
记号*表示可改写次数在10万次以上而且起伏值的变化在+2％以下。如表5所示，通过使用Sn的原子含有量为5％～20％、Cr的原子含有量为2％～15％，可以得到重复改写性能良好、结晶化灵敏度随时间下降小的信息记录媒体。
进而，使用Mn或Al作为元素M进行了同样的实验，得到和使用Cr作为元素M的信息记录媒体同样的结果。
进而，使用Ag和Mn、或Ag和Al、或Ag和Cr进行了同样的实验。使Ag的原子含有量固定在1％。结果，通过使Sn的原子含有量为5％～20％，使Mn、Al或Cr的原子含有量为1％～13％，可以得到特性优良的信息记录媒体。
(实施例6)
在实施例6中，说明制作信息记录媒体20的一个例子。
首先，作为第1基板21，准备已形成螺旋状导引沟的聚碳酸酯基板(厚度：1.1mm)。其次，在该聚碳酸酯基板上利用溅射法按顺序形成Ag合金层(反射层16，厚度：80nm)、Te化合物层(光吸收校正层15，厚度20nm)、ZnS-SiO2层(第2保护层12b，厚度：11nm)、Ge-N层(第2界面层13b，厚度3nm)、记录层(记录层14)、Ge-N层(第1界面层13a，厚度5nm)、ZnS-SiO2层(第1保护层12a，厚度：60nm)。第1保护层12a和第2保护层12b的厚度被调整成在波长为405nm时信号振幅(反射光量的变化)变大而且使入射到记录层的光量变大。该厚度根据矩阵法由计算决定。
使用由[(Ge,Sn)4Sb2Te7]95N5表示的材料形成记录层。Ge的原子含量为19％,Sn的原子含量为10％。
然后，作为粘接层17，将紫外线硬化树脂涂敷在第1保护层上。最后，使第2基板(第2基板22，厚度：0.1mm)与第1保护层密合后进行紫外线照射，使第1保护层与第2基板粘接在一起。
在实施例6中，在粘接第2基板后对信息记录媒体整体进行激光照射，使整个记录结晶化。这样，制作出实施例6的信息记录媒体。在实施例6中，已制作出记录层的厚度不同的7种信息记录媒体20-1～20-7。对于这些信息记录媒体，用后述的评价方法评价了其重复改写性能和结晶化灵敏度随时间下降的性能。在实施例6的评价中，使用波长为405nm的激光束和NA=0.8的物镜，进行高密度记录，对其特性进行了评价，评价结果示于表6。
【表6】
信息记录媒体No. 记录层厚度[nm] 可改写次数 起伏值变化[％]
    20-1     5     E1     E2
    20-2     7     B1     C2
    20-3     9     B1     B2
    20-4     11     B1     B2
    20-5     13     B1     B2
    20-6     15     C1     B2
    20-7     17     E1     E2
如表6所示，即使是高密度记录，也能够得到重复改写性能好、结晶灵敏度随时间下酒小的信息记录媒体。这是因为用Sn置换Ge4Sb2Te7的Ge的一部分并进而添加了Mn作为元素M的缘故。
进而，使用Cr或Al作为元素M进行了同样的实验，能得到和使用了Mn作为元素M的信息记录媒体同样的结果。
进而，使用Ag和Mn、或Ag和Al、或Ag和Cr进行了同样的实验。使Ag的原子含有量为1％。使Mn、Al或Cr的原子含有量为4％。结果，能得到和使用了Mn作为元素M的信息记录媒体同样的结果。
(重复改写性能的评价)
以下，说明重复改写性能的评价方法。
图3示出评价时使用的记录、重放装置的概略图。记录、重放装置具有使信息记录媒体31旋转的主轴电机32、具有半导体激光器33的光学头34和物镜35。从半导体激光器33射出的激光36由物镜35聚光照射在信息记录媒体31的记录层上。使用由实施例制作的信息记录媒体作为信息记录媒体31。
在实施例1～5的评价中，使用波长为660nm的半导体激光器33和数值孔径为0.6的物镜35，线速度是8.2m/秒。此外，在实施例6的评价中，使用波长为405nm的半导体激光器33和数值孔径为0.8的物镜35，线速度是8.6m/秒。
为了评价重复改写性能，使激光束36受高输出的峰值功率Pp和低输出的偏置功率Pb的调制并记录随机信号。而且，测定记录标记的前端间的起伏值和记录标记的后端间的起伏值，将两者平均，算出平均起伏。使用PP和Pb的激光束36重复记录信号并通过平均起伏值达到13％的改写次数(表中的可改写次数)来评价重复改写性能。当使用信息记录媒体作为计算机的外部存储器时，可改写次数最好在10万次以上。当使用信息记录媒体作为图像声音记录器时，可改写次数1万次就足够了。
(结晶化灵敏度随时间下降的评价)
以下，说明结晶化灵敏度随时间下降的评价方法。
首先，使用和重复改写性能评价同样的方法，对信息记录媒体记录10次随机信号，并测定记录标记的前端间的起伏值和记录标记的后端间的起伏值。
其次，将信息记录媒体在90℃、相对湿度为20％的环境下放置24小时。接着，将随机信号1次重定到在放置后、放置前记录的信号上。然后，测定记录标记的前端间的起伏值和记录标记的后端间的起伏值。
表中的(起伏值变化(％))是由(起伏值变化(％))=(放置后的起伏值(％)-(放置后的起伏值(％))给出。
若放置前后结晶化灵敏度没有变化，则起伏值几乎不变。相反，当放置前后结晶化灵敏度下降时，起伏值变化大。因此可知，起伏变化越小，结晶化灵敏度随时间下降越小。实用上，在前端间的起伏值变化或后端间的起伏值变化中，较差的一方最好在+2％以下。
以上，就本发明的实施形态举例进行了说明，但本发明不限于上述实施形态，在本发明的技术思想的基础上可以应用于其它实施形态。
如上所述，若按照本发明的信息记录媒体，可以得到重复改写性能好、结晶化灵敏度随时间推移下降小的信息记录媒体。
此外，若按照本发明的信息记录媒体的制造方法，可以容易地制造出本发明的信息记录媒体。

Claims (15)

1．一种信息记录媒体，具有在基板和基板的上方配置的记录层，其特征在于：上述记录层的构成元素包含从Ag、Al、Cr、Mn和N中选出的至少1种元素M以及Ge、Sb、Te、Sn，而且，通过照射能量束，在结晶相和非结晶相之间以可逆方式引起相变态。
2．如权利要求1记载的信息记录媒体，其特征在于：上述记录层可以由组成式[(Ge,Sn)ASb2Te3+A]100-BMB(这里，0＜A≤10、0＜B≤20)表示的材料形成。
3．如权利要求2记载的信息记录媒体，其特征在于：上述记录层中的Sn的原子含量在2％以上至20％以下。
4．如权利要求1记载的信息记录媒体，其特征在于：上述记录层的厚度在5nm以上至15nm以下。
5．如权利要求1记载的信息记录媒体，其特征在于：进而具有第1保护层、第2保护层和反射层，可以按上述第1保护层、上述记录层、上述第2保护层、上述反射层的顺序在上述基板上形成。
6．如权利要求5记载的信息记录媒体，其特征在于：进而具有界面层，该界面层配置在从上述第1保护层和上述记录层之间的位置及上述第2保护层和上述记录层之间的位置中选出的1个位置上。
7．如权利要求5记载的信息记录媒体，其特征在于：进而具有配置在上述第2保护层和上述反射层之间的光吸收校正层。
8．如权利要求1记载的信息记录媒体，其特征在于：进而具有第1保护层、第2保护层和反射层，按下述顺序在上述基板上形成上述反射层、上述第2保护层、上述记录层和上述第1保护层。
9．如权利要求8记载的信息记录媒体，其特征在于：进而具有界面层，该界面层配置在从上述第1保护层和上述记录层之间的位置及上述第2保护层和上述记录层之间的位置中选出的1个位置上。
10．如权利要求8记载的信息记录媒体，其特征在于：进而具有配置在上述反射层和上述第2保护层之间的光吸收校正层。
11．一种信息记录媒体的制造方法，该方法是具有在基板和上述基板的上方配置的记录层的信息记录媒体的制造方法，其特征在于：
包含用气相成膜法形成上述记录层的工序，
上述记录层的构成元素包含从Ag、Al、Cr、Mn和N中选出的至少1种元素以及Ge、Sb、Te、Sn，而且，通过照射能量束，在结晶相和非结晶相之间以可逆方式引起相变态。
12．如权利要求11记载的信息记录媒体的制造方法，其特征在于：上述气相成膜法是从真空蒸镀法、溅射法、离子镀法、化学蒸镀法和分子线外延生长法中选出的至少1种方法。
13．如权利要求11记载的信息记录媒体的制造方法，其特征在于：上述气相成膜法是使用了包含从氮气和氧气中选出的至少一种气体和从氩气和氪气中选出的至少一种稀有气体的气体的溅射法。
14．如权利要求11记载的信息记录媒体的制造方法，其特征在于：上述记录层以0.5nm/秒以上至5nm/秒以下的成膜速度进行成膜。
15．如权利要求11记载的信息记录媒体的制造方法，其特征在于：上述记录层的厚度在5nm以上至15nm以下。
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