CN1764550A - 信息记录介质及其制造方法 - Google Patents

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儿岛理惠
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Abstract

一种信息记录介质，包括：可以利用光学装置或电装置在结晶相与非晶相之间可逆相变的记录层，其中记录层至少包括Ge，Te，M1(M1是从Sc、Y、La、Ce、Pr、Nd、Sm、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Yb和Lu组成的组中选择的至少一种元素)、M2(M2是从Sb和Bi组成的组中选择的至少一种元素)和M3(M3是从Te和Bi组成的组中选择的至少一种元素)。

Description

信息记录介质及其制造方法
技术领域
本发明涉及在其上光学或电地记录信息和从其上光学或电地擦除、重写和再现信息的信息记录介质，以及制造这种信息记录介质的方法。
背景技术
信息记录介质包括一种利用激光束在其上光学地记录信息、或从其光学地擦除、重写和再现信息的相变光信息记录介质。当在相变光学信息记录介质上记录信息或从其上擦除和重写信息时，利用了记录层能够在结晶相与非晶相之间可逆地相变的现象。通常，在记录信息时，将高功率(记录功率)的激光束施加到记录层，以便把记录层加热到高于它的熔点的温度；因此，受辐照部分熔化，然后迅速地冷却，以便在受辐照部分中形成非晶相，从而记录信息。相反，在擦除信息时，将具有比记录时低的功率(擦除功率)的激光束施加到记录层，以便将记录层加热到高于记录层的结晶温度和低于熔点的温度；因此，在加热后，记录层逐渐冷却，使得在受辐照部分形成结晶相，从而擦除以前的信息。因此，在相变光学信息记录介质中，把受到在高功率电平与低功率电平之间功率调制的激光束施加到记录层，以便能够记录和重写新的信息，同时擦除以前记录的信息。在从相变光学信息记录介质再现信息时，把具有比擦除功率低的功率的激光束施加到记录介质，以便利用非晶部分与结晶部分之间的反射率的差读取信息。因此，为了提高再生信号的幅度，需要使结晶相和非晶相之间的反射率变化比较大。
一直存在着对更大容量的信息记录介质的强烈需求，并且已经审查了各种提高容量的技术。例如，对于光学信息记录介质，提出了一种建议，在这个建议中使用具有两个记录层的光学信息记录介质以加倍信息容量，并且使用入射到一侧的激光束在两个记录层上记录信息和从两个记录层上再现信息。在使用这种技术的情况下，由于是利用从两个记录层的一侧入射到它们的激光束来从记录层读取反射率的变化作为再现信号，所以，在激光入射一侧的记录层需要足够的光透明度。因此，必须使激光入射一侧的记录层的厚度比较薄，以便提高光透明度。但是，在使记录层的厚度比较薄的情况下，由于难于移动原子，所以降低了记录层的结晶速度。因此，当使记录层的厚度比较薄的时候，需要提高记录层的结晶速度。为此，本发明的发明人发现了一种将Sn添加到Ge-Sb-Te中的方法(Rie KOJIMAand Noboru YAMADA，“Acceleration of Crystallization Speed by Sn Additionto Ge-Sb-Te Phase-Chane Recording Material”，Japanese Journal of AppliedPhysics，Vol.40(2001)pp.5930-5937)。
为了使激光束的光斑直径更小以实现高密度记录操作，已经提出了一种技术，在这种技术中，对于要用于记录、擦除、重写和再现信息的激光器，使用具有比惯用红色激光器的波长短的波长的紫-蓝激光器，并且使激光束的光入射一侧的基底的厚度更薄，使用了具有更大数值孔径(NA)的物镜。
在信息记录介质中，也十分需要贯穿高速记录的较高的传送率。在提高信息记录介质的线性速度的情况下，由于激光束的辐照时间变短，所以必须使记录层的结晶所需的时间更短。为此，需要提高记录层的结晶速度。
如上所述，为了达到信息记录介质的更高密度和更高传输率，需要提高记录层的结晶速度。对于提高记录层的结晶速度的方法，例如，本发明的发明人同样提出了一种将Sn添加到4.7GB的DVD-RAM中的Ge-Sb-Te记录层的方法，该方法是2000年6月提出的(例如，见日本专利申请公开2000-322357)。
(本发明要解决的技术问题)
对于可用于高清晰度记录的，具有高密度和高传送率的信息记录介质，即，上述利用紫-蓝激光器的信息记录介质，需要进一步提高结晶速度。在这种情况下，需要添加更大量的Sn；但是，本发明人的试验已经证实，尽管提高结晶速度取得了高密度和高传送率，但是结晶温度降低造成由于再现光减弱使得再现信号质量降低。
结果，再现光能够导致对应于记录的信息的非晶相中发生结晶，结果再现信号的幅度减小，造成再现信号质量降低。
为了抑制由于再现光在记录层中造成的结晶，要使再现功率尽可能地低；但是，当降低再现功率时，将会发生激光器噪声增大和再现信号幅度减小，从而不能在再现时提供足够的信号幅度。更具体地讲，在使用紫-蓝激光器的信息记录介质的情况下，非晶部分中的反射率被设计为接近0％，结果是记录层的非晶部分的吸收率有时达到90％以上。在以这种方式增大了非晶部分中的吸收率的情况下，由于吸收了更多的再现光，所以非晶部分的温度将会升高。因此，由于再现光的辐照，非晶部分发生结晶化，从而使得再现信号的幅度更小。因此，试图使非晶部分中的反射率更小；但是，当减小非晶部分中的吸收率时，非晶部分中的反射率增大，导致非晶部分与结晶部分之间的反射率差异减小(用(Rc-Ra)/Rc指示的，假设结晶部分中的反射率是Rc，和非晶部分中的反射率是Ra)，从而造成再现信号质量降低。结果，即使在仅使用降低再现功率的方法或使非晶部分中吸收率变小的方法时，再现信号质量降低也会发生，从而不能提供足以抑制非晶部分中结晶的装置。
本发明的目的是要提供一种即使在用作具有高密度和高传送率的信息记录介质时，也能抑制由于再现光造成的记录信号质量降低并且稳定地实施再现操作的信息记录介质。
(解决问题的措施)
为了达到上述目的，给记录层能够利用光学手段或电学手段在结晶相与非晶相之间可逆相变的本发明的信息记录介质提供了一个记录层，该记录层至少包含Ge，Te，M1(M1是从Sc、Y、La、Ce、Pr、Nd、Sm、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Yb和Lu组成的组中选择的至少一种元素(在以下的说明中也是如此))，M2(是从Sb和Bi组成的组中选择的至少一种元素(在以下的说明中也是如此))，和M3(是从Te和Bi组成的组中选择的至少一种元素(在以下的说明中也是如此))。这种使得记录层能够具有高熔点和高结晶温度的信息记录介质提供了优良的热稳定性，并且也防止了再现光的减弱。
在带有至少两个记录层的信息记录介质的情况下，当允许至少一个记录层利用光学手段或电学手段在结晶相与非晶相之间可逆相变时，通过放置如上所述相同的记录层可以取得相同的功能。
在信息记录介质中，记录层至少包括GeTe，M22Te3和M1M3(它是含有实质上相同比率的M1和M3的化合物)，或可以包含由GeTe-M1M3-M22Te3代表的材料。通过这种结构，利用作为一种具有高熔点的理想配比成分的化合物的M1M3，使得记录层能够具有高的熔点和高的结晶温度，从而能够提供一种具有高结晶速度和优良热稳定性的并且防止了再现光的减弱的信息记录介质。
在信息记录介质中，对于记录层的材料，可以用M1M3(其中M3是从Te和Bi组成的组中选择的至少一种元素)取代一部分GeTe，并且用(GeTe-M1M3)-M22Te3表示。根据这种信息记录介质，取代了Ge-M2-Te3三元素组合物中的Ge的M1使得其能够提高记录层的结晶温度，从而能够获得具有优良热稳定性和防止了再现光减弱的信息记录介质。由于在晶体结构上，GeTe和M1M3都是相同的NaCl-类型的化合物，所以，即使在用M1取代了Ge时，记录层的结晶过程中也没有变化。
在上述信息记录介质中，记录层可以进一步包含M2，并且可以用GeTe-M1M3-M22Te3-M2表示。利用这种结构，当把Bi用作M2时，改进了记录层的结晶特性，使得激光束的光斑直径变小，从而即使在短的辐照时间的情况下，也能获得能够形成稳定的记录标记的信息记录介质。当把Sb用作M2时，超量的Sb添加到由GeTe-M1M3-M22Te3代表的材料中，使得超量的Sb能够根据添加的量来调节结晶速度，从而使得能够提高结晶温度以提高记录标记的热稳定性，并且也能在反复记录操作时抑制物质转移。
可以按照能够用组成式GeaM1bM2cM3bTe100-a-2b-c表示记录层，并且满足5＜a＜50，0＜b≤26，0＜c≤52，b≤a，和42＜a+2b+c＜77的关系(其中，a，b和c指示原子％)来设计信息记录介质。利用这种结构，可以提供一种使得记录层具有高熔点，具有优良热稳定性，和抑制了再现光的减弱，而不造成结晶速度严重降低的信息记录介质。
可以按照可以用[(GeTe)x(M1M3)1-x]AM22+BTe3表示记录层，并且满足2≤A≤60，0≤B≤5和0.5≤x＜1的关系来设计信息记录介质。根据这种信息记录介质，由于取代了Ge-M2-Te3三元素组合物中的Ge的M1使其能够提高记录层的结晶温度，而不在记录层的结晶速度中造成严重降低，从而可以获得具有优良热稳定性和抑制了再现光的减弱的信息记录介质。
在信息记录介质中，至少将反射层、第二介质层、记录层、和第一介质层以这样的顺序设置在基底上。这种结构使其能够提供一种实现了优良再现信号质量的信息记录介质。例如，可以将这种信息记录介质应用到使用了紫-蓝激光器和高-NA的光学系统。
在信息记录介质中，至少将第一介质层、记录层、第二介质层、和反射层以这种顺序设置在一个基底上。这种结构使其能够提供一种实现了优良再现信号质量的信息记录介质。例如，这种信息记录介质可以应用到使用红色激光器的DVD-RAM。
在信息记录介质中，可以将一个中间层设置在至少记录层与第二介质层之间，或第一介质层与记录层之间。这种结构使其能够提供一种记录层与第二介质层之间，或第一介质层与记录层之间不存在物质转移的信息记录介质。更具体地讲，当使用ZnS-SiO2作为介质层时，中间层能够防止S向记录层中扩散。
在信息记录介质中，可以通过一个中间层与记录层接触地形成一个成核层(nucleus forming layer)。这种结构使其能够提供一种在长期存储之后也具有优良重写功能的信息记录介质。
在信息记录介质中，成核层在其晶体结构中可以具有立方晶。由于这种结构使得成核层能够在记录层结晶时形成晶核，加速了记录层的结晶过程。
在信息记录介质中，成核层可以包括至少一种从M1M3、SnTe和PbTe组成的组中选择的材料。这种结构使得能够提供一种在长期存储之后也具有优良重写性能的信息记录介质。M1M3具有大约2000℃的高熔点，而SnTe和PbTe以形成为一层的状态结晶，并且这些化合物中的每一种的晶体结构都具有与记录层的晶体结构相同的NaCl型。
为了实现上述目的，制造本发明的信息记录介质的方法是一种至少具有形成可以相变的记录层的步骤的信息记录介质的制造方法，其特征在于，形成记录层的步骤使用了一个至少包含Ge、Te、M1(M1是从Sc、Y、La、Ce、Pr、Nd、Sm、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Yb和Lu组成的组中选择的至少一个元素)、M2(是从Sb和Bi组成的组中选择的至少一个元素)、和M3(是从Te和Bi组成的组中选择的至少一个元素)的溅射靶。利用这种方法，可以制造一种具有包含Ge和Te、M1、M2、M3的记录层的信息记录介质。
制造信息记录介质的方法可以应用到其中具有至少两个形成记录层的步骤的方法。
在制造信息记录介质方法中，溅射靶可以至少包含GeTe、M22Te3和M1M3(是一种包含实际上相同比率的M1和M3的化合物)。
在制造信息记录介质的方法中，溅射靶可以进一步包含M2。
在制造信息记录介质的方法中，能够使用溅射靶形成满足以下关系的记录层：5＜a＜50，0＜b≤26，0＜c≤52，b≤a和42＜a+2b+c＜77，其中a代表Ge原子的％，b代表M1的原子％，c代表M2的原子％，b代表M3的原子％，和100-a-2b-c代表Te的原子％。
制造信息记录介质的方法可以至少包括以这种顺序在基底上形成反射层、第二介质层、记录层和第一介质层的步骤。
制造信息记录介质的方法可以至少包括以这种顺序在基底上形成第一介质层、记录层、第二介质层和反射层的步骤。
制造信息记录介质的方法可以按照能够在记录层的层形成过程与第二介质层的层形成过程之间，或在第一介质层的层形成过程与记录层的层形成过程之间，设置一个形成中间层的步骤来设计。
制造信息记录介质的方法可以按照使得将至少一个形成成核层的步骤设置为记录层的层形成过程的预处理过程或后处理过程，并且形成成核层的步骤可以使用一个包含从M1M3、SnTe和PbTe组成的组中选择的至少一种材料的溅射靶来设计。
制造信息记录介质的方法可以按照使得形成记录层的步骤使用氩气或氪气，或使用包含氩气和氪气中的一种与氮气和氧气中的一种的混合气体来设计。
附图说明
图1是显示根据本发明的，有关具有单记录层的信息记录介质的层结构的一个例子的局部剖面图；
图2是显示根据本发明的，有关具有单记录层的信息记录介质的层结构的一个例子的局部剖面图；
图3是显示根据本发明的，有关具有单记录层的信息记录介质的层结构的一个例子的局部剖面图；
图4是显示根据本发明的，有关具有N个信息层的信息记录介质的层结构的一个例子的局部剖面图；
图5是显示根据本发明的，有关具有N个信息层的信息记录介质的层结构的一个例子的局部剖面图；
图6是显示根据本发明的，有关具有N个信息层的信息记录介质的层结构的一个例子的局部剖面图；
图7是显示根据本发明的，有关具有两个信息层的信息记录介质的层结构的一个例子的局部剖面图；
图8是显示根据本发明的，有关具有两个信息层的信息记录介质的层结构的一个例子的局部剖面图；
图9是显示根据本发明的，有关具有两个信息层的信息记录介质的层结构的一个例子的局部剖面图；
图10是显示根据本发明的，有关具有N个信息层的信息记录介质的层结构的一个例子的局部剖面图；
图11是显示根据本发明的，有关具有N个信息层的信息记录介质的层结构的一个例子的局部剖面图；
图12是显示根据本发明的，有关具有N个信息层的信息记录介质的层结构的一个例子的局部剖面图；
图13是显示用于在根据本发明的信息记录介质中记录和再现操作的记录/再现装置的一部分结构的示意图；
图14是显示有关本发明的信息记录介质和电信息记录介质再现装置的一个部分结构的示意图；
图15是显示有关本发明的具有大容量的电信息记录介质的一部分结构的示意图；
图16是显示有关本发明的电信息记录介质及其记录/再现系统的一部分结构的示意图；
图17是显示在本发明的信息记录介质的制造过程中使用的溅射靶的一个例子的局部剖面图；
图18是显示有关在本发明的信息记录介质制造过程中使用的溅射装置的一部分结构的示意图；
图19是显示有关根据本发明的具有单记录层的信息记录介质的层结构的一个例子的局部剖面图；
图20是显示有关根据本发明的具有单记录层的信息记录介质的层结构的一个例子的局部剖面图；和
图21是显示有关根据本发明的具有单记录层的信息记录介质的层结构的一个例子的局部剖面图。
具体实施方式
参考附图，以下的说明要讨论本发明的实施方式。本发明通过以下的实施方式举例说明；但是，本发明并不受此限制。在以下的实施方式中，相同的部件用相同的参考标号表示，并且删除了对它们的重复说明。
(实施方式1)
实施方式1说明了本发明的信息记录介质的一个实施方式。图1示出了实施方式1的信息记录介质的局部剖面图。这个信息记录介质11是一种能够通过激光束1辐照记录和再现信息的光学信息记录介质。
信息记录介质11是由连续地叠层在基底2上的反射层106、第二介质层105、第二中间层104、记录层103、第一中间层102、第一介质层101、和透明层3构成的。
由于将激光束1入射到透明层3的一侧并且把从记录层103反射的光用作再现信号，所以优选使得设置在记录层103的光入射一侧的透明层3具有对使用的激光束1很小的光吸收特性，在短波长范围内小的光学双折射率。可以用树脂和电介质层作为透明层3的材料。在把树脂用作透明层3的情况下，可以把光固化树脂(特别是紫外线固化树脂)、缓动树脂(slow-acting resin)之类的材料应用于第一介质层101以形成该层。可以利用光固化树脂(特别是紫外线固化树脂)或缓动树脂将形成盘形的诸如聚碳酸酯、非晶聚烯烃和PMMA之类的树脂或玻璃粘结到第一介质层101，以便制备该层。在使用介质层作为透明层3的情况下，可以通过溅射形成该层。透明层3可以由多个层构成。
会聚激光束1时形成的光斑直径是由激光束1的波长λ确定的(波长λ越短，光可以聚焦成更小的光斑直径)；因此，在如同信息记录介质11这样的高密度记录介质的情况下，优选将激光束1的波长λ设置到450nm或450nm以下，并且由于350nm以下的波长会导致增大透明层3等的光吸收，所以优选将波长设置在350nm至450nm的范围内。
在要求时，可以将用于引导激光束1的导槽形成在基底2的反射层106一侧的表面上。基底的反射层106相对一侧的表面优选形成为平面。关于基底2的材料，由于聚碳酸酯的优良复制特性和批量制造性能以及低的成本，所以使用聚碳酸酯特别有利。关于基底2的厚度，优选设定在500μm至1200μm的范围，以便提供足够的强度和使信息记录介质11能够具有1200μm左右的厚度。在透明层3的厚度是600μm左右(这种厚度使得能够在NA＝0.6时提供希望的记录和再现操作)的情况下，厚度优选设定在550μm至650μm的范围。在透明层的厚度是100μm(这使得能够在NA＝0.85时提供希望的记录和再现操作)的情况下，厚度优选设定在1050μm至1150μm的范围。
第一介质层101是由电介质材料构成的。第一介质层101具有防止记录层103氧化、腐蚀和变形的功能，调节光距离以便改进记录层103的光吸收效率的功能，和提高记录操作之前和之后的反射光线量的变化以便提高信号幅度的功能。对于第一介质层101，例如，可以使用诸如TiO2、ZrO2、ZnO2、ZnO、Nb2O5、Ta2O5、SiO2、Al2O3、Bi2O3和Cr2O3之类的氧化物。也可以使用诸如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之类的氮化物。也可以使用诸如ZnS之类的硫化物，SiC之类的碳化物，和LaF3之类的氟化物。也可以使用上述材料的混合物。例如，作为ZnS和SiO2的混合物的ZnS-SiO2是用作第一介质层101的特别优良的材料。作为一种非晶材料的ZnS-SiO2具有高的反射率和高的层形成速率，并且机械特性和耐潮性优良。
根据基于矩阵法的计算(例如，见1971年Hiroshi Kubota，IwanamiShoten撰写的“波动光学(Wave Optics)”的第三章)，可以准确地确定第一介质层101的层厚度，以便满足使记录层103的结晶部分与非晶部分之间的反射光线的变化量更大，以及使记录层103的光吸收率更大的条件。第一介质层101的层厚度优选设定在2nm至80nm的范围，更好是在20nm至70nm的范围。通过把第一介质层101的层厚度设定在这个范围，热可以有效地传递到记录层103。因此，可以降低所需的记录功率，结果可以提高记录的灵敏度。
第一中间层102具有防止由于反复的记录操作而在第一介质层101与记录层103之间发生的物质转移的功能。特别是，在第一介质层101含有S的情况下，由于在第一介质层101与记录层103之间经常发生S的物质转移，所以第一中间层102需要更有效地发挥功能。在再现信息时，将具有再现功率的激光束1导向信息记录介质11，以便根据结晶部分与非晶部分的反射率的差读出信息。结果，为了增大再现信号的幅度，需要使结晶相与非晶相之间的反射率变化更大。出于这一观点，通过界面与记录层103接触的第一中间层102优选是由具有很小的光吸收率和高熔点的材料构成的，以便即使在记录过程中用记录功率(高功率)的激光束辐照时也不容易熔化，并且也具有对第一介质层101和记录层103的好的粘附性。高熔点和在记录时不易熔化的材料特性是必要的特性，以便防止在用激光束1辐照时材料熔化和进入记录层103。材料混合到记录层103中将改变记录层103的成分，导致重写性能的严重减弱。具有对第一介质层101和记录层103的良好粘附性的特性是必要的特性，以便保证可靠性。
第二中间层104具有与第一中间层102相同的功能。第二中间层104具有防止由于反复的记录操作在第二介质层105与记录层103之间发生的物质转移的功能，特别是在第二介质层105含有S的情况下，第二中间层104需要更有效地发挥功能。为了使用作再现信号的幅度的结晶相与非晶相之间的反射率改变更大，优选使用从具有很小的光吸收率和高熔点的材料制造的、通过界面与记录层103接触第二中间层104，以便即使在记录过程中用记录功率(高功率)辐照时也不容易熔化，并且也具有对第二介质层105和记录层103的良好粘附性。
对于第一中间层102和第二中间层104，可以使用与第一介质层101相同类型的材料。在这些材料中，特别是优选使用含有Cr、Zr和O的材料。在这些材料中，优选使用其中Cr和O生成Cr2O3并且Zr和O生成ZrO2从而形成Cr2O3和ZrO2的混合物的材料。材料Cr2O3提供了对记录层103的良好粘附性。材料ZrO2是透明的并且具有2700℃左右的高熔点，同时是一种具有低的热传导性的氧化物；因此，这种材料具有良好的反复重写性能。通过混合这两种氧化物，使得产生的中间层即使在与记录层103接触形成时也能发挥优良的反复重写性能，从而使得能够获得具有高度可靠性的信息记录介质11。为了保证对记录层103的粘附，优选将Cr2O3-ZrO2中的Cr2O3的含量设定到10mol％或10mol％之上，并且为了将第一中间层102和第二中间层104中的光吸收率保持在低水平，优选将含量设定到60mol％或60mol％以下(随着Cr2O3增加，光吸收率增大)。更好的是将含量设定在20mol％或20mol％以上到50mol％或50mol％以下的范围。
对于第一中间层102和第二中间层104，除了Cr、Zr和O之外，还可以使用包含Si的材料，并且在这些材料中，优选使用其中Cr和O生成Cr2O3，Zr和O生成ZrO2，并且Si和O生成SiO2，从而形成SiO2，Cr2O3，和ZrO2的混合物的材料。通过允许中间层含有SiO2，增强了加速记录层103结晶的效果，从而使得能够获得具有优良重写性能的信息记录介质11。优选将SiO2-Cr2O3-ZrO2中SiO2的含量设定在5mol％或5mol％以上，并且为了保证对记录层103的粘附性，优选将其含量设定在40mol％或40mol％以下。更好的是将含量设定在10mol％或10mol％以上至40mol％或40mol％以下的范围。为了确保良好的记录/重写性能，优选将SiO2和Cr2O3含量的总和设定到95mol％或95mol％以下。
优选将第一中间层102和第二中间层105中的每一个的厚度设定在1nm至10nm的范围中，更好的是在2nm至7nm的范围中，以便减小由于光吸收在记录操作之前和之后记录层103中反射光线的量的变化。
对于第一中间层102和第二中间层104，可以使用含有C的材料。通过允许中间层含有C，降低了记录层103中的结晶速度，以便能够防止再现光的减弱。在使用C作为第一中间层102和第二中间层104的情况下，优选将C的层厚度设定到5nm或5nm以下，更好的是或3nm以下，以便不造成重复特性的减弱。
第二介质层105具有调节光程以便提高记录层103的光吸收效率的功能，以及使得记录操作之前和之后的反射光线的变化量更大，以增大信号幅度的功能。对于第二介质层105，可以使用与第一介质层101相同类型的材料，并且作为ZnS和SiO2的混合物的ZnS-SiO2也是第二介质层105的优良材料。
优选将第二介质层105的厚度设定在2nm至75nm的范围，更好的是在2nm至40nm的范围。通过从这个范围选择第二介质层105的层厚度，可以有效地向反射层106扩散记录层103中产生的热。因此，在把信息记录在记录层103上时，该层容易快速冷却，从而能够稳定地形成非晶相。
可以使用在用激光束1辐照时在结晶部分与非晶部分之间造成可逆相变的材料作为本发明的记录层103。记录层103是由含有Ge、Te、M1(M1是从Sc、Y、La、Ce、Pr、Nd、Sm、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Yb和Lu，优选是从La、Ce、Nd、Sm、Gd、Tb和Dy中选择的至少一个元素)、M2(M2是从Sb和Bi组成的组中选择的至少一个元素)、和M3(M3是从Te和Bi组成的组中选择的至少一个元素)的材料构成的。Ge、Te、M1、M2和M3包括GeTe、M22Te3和M1M3(M1M3是含有实际上相同比率的M1和M2的化合物)，并且优选用GeTe-M1M3-M22Te3代表，特别是用GeTe-M1Te-Sb2Te3、GeTe-M1Bi-Sb2Te3、GeTe-M1Te-Bi2Te3，或GeTe-M1Bi-Bi2Te3代表。M1M3具有高的熔点，即，1300℃或1300℃以上。特别是，对于BiGd、BiTb、BiDy和BiY，通过二元系统的相图指出了具有2000℃或以上的高熔点的可能性。优选使用BiGd、BiTb和BiDy。因此，通过使用这些化合物作为M1M3，使得记录层103的结晶温度更高，从而可以获得具有好的热稳定性的信息记录介质11。M1M3具有NaCl类型的晶体结构，因此，例如，在使用诸如GeTe-Sb2Te3类型的化合物之类的具有NaCl类型的晶体结构的记录层103的情况下，可以容易地取代具有相同晶体结构的M1M3，从而可以提高记录层103的结晶温度。
更具体地讲，记录层103可以由GeaM1bM2cM3bTe100-a-2b-c(其中a、b和c代表原子％)代表的材料。在这种情况下，优选满足5＜a＜50和42＜a+2b+c＜77的关系，以便通过稳定的非晶相增大信号幅度，并且更好的是满足适合于高密度信息记录介质的15≤a≤47的关系。在a≤15的情况下，结晶速度加快，结果是对于作为非晶部分的记录标记的保持特性降低。在a≥50的情况下，熔点升高使得结晶速度降低，造成高的记录功率，结果是记录层中的记录灵敏度降低。要满足0＜b≤26和0＜c≤52的关系，优选满足0＜b＜20和2＜c≤50的关系，在这种关系下，非晶相是稳定的，信号幅度大，并且结晶速度降低比较小。在b＝0的情况下，结晶温度降低，同时记录标记的保持特性降低。在b＞26的情况下，熔点变得太高，结果是记录层的记录灵敏度降低。在c＜2的情况下，结晶速度变得太慢，而在c＞52的情况下，结晶速度变的太快。
可以使用一种材料形成记录层103，在这种材料中组成公式GeTe的一部分被M1M3取代，可以用(GeTe-M1M3)-M22Te3表示。在使用这种材料的情况下，由于Ge-取代元素M1提高了记录层103熔点和结晶温度，所以能够改善对应于记录标记的非晶部分的保持特性。
更具体地讲，可以用[(GeTe)x(M1M3)1-x]AM22+BTe3代表的材料形成记录层103，优选是用[(GeTe)x(M1Te)1-x]ASb2+BTe3，[(GeTe)x(M1Bi)1-x]ASb2+BTe3，[(GeTe)x(M1Te)1-x]ABi2+BTe3，或[(GeTe)x(M1Bi)1-x]ABi2+BTe3代表的材料形成。此时，优选满足以下的不等式：2≤A≤60以及0≤B≤5和0.5≤x＜1(更好的是0.8≤x＜1)。
记录层103可以由进一步含有M2并且用GeTe-M1M3-M22Te3-M2的材料构成。当增加的M2是Bi时，记录层的结晶速度提高。当添加的M2是Sb时，可以通过添加的量调节记录层的结晶温度和结晶速度。
优选将记录层103的层厚度设定在6nm至14nm的范围内，优选是在8nm至12nm的范围内，以便提高信息记录介质11的记录灵敏度。大于14nm的记录层103的厚度造成对于调节区的更大的热效应，这是由于同平面(in-plane)方向上的热扩散造成的。记录层103的小于6nm的厚度使得信息记录介质11的反射率变小。
反射层106具有增大被记录层103吸收的光量的光学功能。反射层106也具有快速地扩散记录层103中产生的热以迅速冷却记录层103从而容易形成非晶部分的热功能。此外，反射层106还具有保护多个层不受它们使用的环境的影响的功能。
对于反射层106的材料，例如，可以使用具有高导热率的元素物质，例如，Ag、Au、Cu和Al。也可以使用合金，例如，Al-Cr、Al-Ti、Au-Pd、Au-Cr、Ag-Pd、Ag-Pd-Cu、Ag-Pd-Ti、Ag-Ru-Au、Ag-Cu-Ni、Ag-Zn-Al和Cu-Si。特别是可以优选把具有高导热率的Ag合金用作反射层106的材料。
反射层106的层厚度优选设定到30nm或30nm以上，这种厚度提供了足够的热扩散功能。即使在这个范围内，当反射层106厚于200nm时，热扩散功能变的太大，导致信息记录介质11的记录灵敏度降低。因此，反射层106的层厚度优选设定在30nm至200nm的范围内。
在使用Ag或Ag合金作为反射层106的情况下，如果第二介质层105含有S，那么在第二介质层105与反射层106之间发生S的物质转移，结果是反射层中的Ag被硫化；因此，优选在第二介质层105和反射层106之间形成第三中间层。在这种情况下，对于第三中间层，可以使用一种具有低于在反射层106中说明的材料的导热率的材料。优选使用Al或Al合金作为第三中间层。对于第三中间层，可以使用诸如Cr、Ni、Si和C之类的元素，或使用诸如TiO2、ZrO2、ZrO、Nb2O5、Ta2O5、SiO2、Al2O3、Bi2O3和Cr2O3之类的氧化物。也可以使用诸如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之类的氮化物。此外，也可以使用诸如SiC之类的碳化物和LaF3之类的氟化物。也可以使用上述材料的混合物。其层厚度优选设定在3nm至100nm(更好是5nm至50nm)的范围内。
成核层可以与记录层103接触地形成在记录层103与第一中间层102之间，或记录层103与第二中间层104之间，成核层可以包含从M1M3、SnTe和PbTe中选择的至少一种材料。对于成核层，例如，可以使用诸如DyTe、BiTb、BiTeM12、Bi2TeM1和BiTe2M1之类的材料。通过使用这些材料，使得成核层的熔点比较高，具有良好的热稳定性，并且在成核层与记录层103之间的界面上容易产生晶核，从而加快了记录层103中的晶体生长；因此，可以获得具有优良重写保持特性的图1中的信息记录介质11，图2的信息记录介质12，和图3的信息记录介质13。成核层的层厚度优选设定在0.3nm至3nm的范围内，更好的是在0.5nm至2nm的范围内，以便即使在高速传送率的情况下，在长期存储之后也能提供优良的擦除性能以及优良的重写性能。岛形晶核层和薄膜形晶核层都能提供与成核层相同的效果。
可以省略第一中间层，并且如图2所示，通过连续地在基底2上叠层反射层106、第二介质层105、第二中间层104、记录层103、第一介质层107、和透明层3来构成信息记录介质12。在这种情况下，第一介质层107优选不包含S，以便防止在第一介质层107与记录层103之间发生物质转移，造成记录层的组成成分改变。可以省略第二中间层，并且如图3所示，通过连续地在基底2上叠层反射层106、第二介质层108、记录层103、第一中间层102、第一介质层101和透明层3而构成信息记录介质13。在这种情况下，第二介质层108优选不包含S，以便防止第二介质层108与记录层103之间发生物质转移，造成记录层的成分改变。
通过使用下述的方法制造图1的信息记录介质11，图2的信息记录介质12，和图3的信息记录介质13。
首先，以下的说明将讨论图1的信息记录介质11的制造方法。
首先制备一个基底2(例如，具有1100μm的厚度)，并放置在层形成设备中。
接下来，在基底2上形成反射层106。此时，在把用于引导激光束1的导槽形成在基底2的情况下，反射层106形成在形成有导槽的一侧。通过在Ar气气氛或Ar气与一种反应气体(从氧气和氮气中选择的至少一种)的混合气体气氛下，溅射一个溅射靶形成反射层106，溅射靶是由形成反射层106的金属或合金制造的。
接下来，在反射层106上形成第二介质层105。第二介质层105是通过在Ar气气氛或Ar气与一种反应气体(从氧气和氮气中选择的至少一种)的混合气体气氛下，溅射一种由形成第二介质层105的化合物制造的溅射靶形成的。可以在Ar气与一种反应气体的混合气体气氛下，通过反应溅射一个由形成第二介质层105的金属制造的溅射靶而形成第二介质层105。
接下来，在第二介质层105上形成第二中间层104。可以用如同形成第二介质层105的相同方法形成第二中间层104。
接下来，在第二中间层104上形成记录层103。记录层103是通过使用一个单一电源，溅射由基于其组成成分的Ge-M1-M2-M3-Te合金制造的溅射靶形成的。至于溅射气氛气体，可以使用Ar气，Kr气，Ar气与一种反应气体的混合气体，或Kr气与一种反应气体的混合气体。也可以使用多个电源，同时溅射对应的Ge、M1、Te和M2或M3的溅射靶形成记录层103。也可以通过使用多个电源，同时溅射通过组合Ge、M1、Te和M2或M3中任何元素形成的两元素系统溅射靶或三元素系统溅射靶形成记录层103。在以上任何一种情况下，层都是通过在Ar气气氛，Kr气气氛，Ar气与一种反应气体的混合气体气氛，和Kr气与一种反应气体的混合气体气氛下，实施溅射过程而形成的。例如，可以利用GeTe、Sb2Te3或TeDy的合金溅射靶作为两元素系统溅射靶来形成Ge-Dy-Sb-Te合金的记录层。
接下来，在记录层103上形成第一中间层102。可以使用与第二介质层105相同的方法形成第一中间层102。
在第一中间层102上形成第一介质层101。可以使用与第二介质层105相同的方式形成第一介质层101。
最后，在第一介质层101上形成透明层3。透明层3是通过以下过程形成的：将诸如光固化树脂(特别是，紫外线固化树脂)或缓动树脂之类树脂施加到第一介质层101上，并且将其用一个紧贴在第一介质层101上的基底旋涂，然后固化树脂。可以将透明层3制备为一个从诸如聚碳酸酯或非晶聚烯烃和PMMA之类的树脂或玻璃制造的透明盘形基底。在这种情况下，将用作透明层3的基底均匀地预涂一层黏性树脂，然后使其紧贴在第一介质层101上。
在形成第一介质层101之后或在形成透明层3之后，如果需要，可以进行一个使记录层103的整个面积结晶的初始化处理。在初始化处理中，用例如，半导体激光器辐照非晶态的记录层103，以便加热到结晶温度以上的温度，并结晶。
如上所述，制造出图1的信息记录介质11。
接下来，讨论图2的信息记录介质12的制造方法。在利用与信息记录介质11的制造方法相同的方法在基底2上形成记录层103之后，在记录层103上形成第一介质层107。第一介质层107是优选使用从不含S的材料制造的靶形成的，并且是在与图1的第一介质层101相同的条件下形成。接下来，在第一介质层107上形成透明层3。对于其参考标号与图1的信息记录介质11中的参考标号相同的层的制造过程，省略了它们的说明。以这种方式，制造出图2的信息记录介质12。
以下讨论图3的信息记录介质13的制造方法。在使用与信息记录介质11的制造方法相同的方法在基底2上形成反射层106之后，在反射层106上形成第二介质层108。第二介质层108优选是用从一种不含S的材料制造的靶形成的，并且是在与图1的第二介质层105相同的条件下形成的。接下来，在第二介质层108上形成记录层103。将第一中间层102和第一介质层101以这样的顺序形成在记录层103上，并且在第一介质层101上形成透明层3。对于其参考标号与图1的信息记录介质11的相同的层的制造过程，省略了它们的说明。以这种方式，制造出图3的信息记录介质13。
(实施方式2)
实施方式2说明了本发明的信息记录介质的一个实例。图4示出了实施方式2的信息记录介质14的局部剖面图。这个信息记录介质14是一个能够通过来自表面的一侧的激光束1辐照记录和再现信息的多层光学信息记录介质。
信息记录介质14是由N个(N是满足N≥2的自然数)层组构成的，即，是由第N信息层36，第(N-1)信息层34，第一信息层信息层31和透明层3构成的，它们通过光分离层35、33、32、等等，连续地层叠在基底2上。从激光束1的入射侧计数直到第(N-1)层的那些信息层，和从第一信息层31到第(N-1)信息层(在这里将从激光束1的光入射侧计数的第N信息层称为“第N信息层”)是发射类型的信息层。
对于基底2和透明层3的材料，可以使用与实施方式1中所述的相同的材料。那些材料的形状和功能与实施方式1中所述的那些材料的形状和功能相同。
优选使从诸如光固化树脂(特别是紫外线固化树脂)和缓动树脂之类的树脂形成的，或由介质层形成的光分离层35，33，32等等，在短波范围中，具有对于激光束1很小的吸收率和小的折射率。
光分离层35、33、32、等等，是设置以便区分信息记录介质14的第一信息层31、第(N-1)信息层34、第N信息层36等等的各自的焦点位置的层。每个光分离层35、33、32、等等的厚度需要设定到不小于由物镜的数值孔径和激光束1的波长λ确定的焦深ΔZ。假设焦点的亮度的标准是没有像差的情况下的80％，那么可以由ΔZ＝λ/{2(NA)2}近似获得ΔZ。当λ＝400nm和NA＝0.6时，那么得到ΔZ＝0.556μm，焦深被设定到±0.6μm以内。在这种情况下，每个光分离层35、33、32、等等的厚度需要是1.2μm或1.2μm以上。到第一信息层31、第(N-1)信息层34、第N信息层36等等的距离优选设置在允许使用物镜会聚激光束1的范围内。因此，光分离层35、33、32、等等的总厚度优选设定在物镜允许的交集之内(例如，50μm或50μm以下)。
对于基底2和光分离层35、33、32等等，如果需要，在激光束1入射一侧的表面上形成用于引导激光束1的导槽。在仅从一侧导入激光束1的情况下，第K信息层(K是1≤K≤N的自然数)可以使用从第一信息层透射到第(K-1)信息层的激光束1记录和再现。
可以把第一信息层31到第N信息层36中的至少任何一个制备为专用于再现的ROM(只读存储器)类型的信息层，或制备为仅能写入一次的WO(一次写入)类型的信息层。
以下的说明详细地讨论第一信息层31的结构。
第一信息层31是由从激光束1的光入射侧连续设置的第一介质层201、第一中间层202、第一记录层203、第二中间层204、第二介质层介质层205、第一反射层206、和透射率调节层207构成的。
第一介质层201可以使用与实施方式1的第一介质层101相同的材料形成。其功能与实施方式1的第一介质层101相同。
根据按照矩阵法的计算，可以准确地确定第一介质层201的层厚度，以便满足使得第一记录层203的结晶部分与非晶部分之间的反射光线的量的变化较大，以及使得第一信息层31的透射率较大的条件。
可以把与实施方式1的第一中间层102相同的材料用于第一中间层202。其功能和形状与实施方式1的第一中间层102的相同。
可以把与实施方式1的第二中间层104相同的材料用于第二中间层204。其功能和形状与实施方式1的第二中间层104的相同。
可以把与实施方式1的第二介质层105相同的材料用于第二介质层205。其功能和形状与实施方式1的第二介质层105相同。
可以把与实施方式1的记录层103相同的材料用于第一记录层203。对于第一记录层203的层厚度，由于要使得具有记录和再现操作所需光量的激光束能够从激光束1的入射侧达到位于离开第一信息层31更远的信息层以便读取信息，所以第一信息层31需要具有高的光透射率。因此，需要使第一记录层203比15nm薄。
可以把与实施方式1的反射层106相同的材料用于第一反射层206。其功能与实施方式1的反射层106的相同。为了使得第一信息层31的透射率较高，优选将第一反射层206的厚度设定在3nm至15nm的范围内，更好是在8nm至12nm的范围内。通过把第一反射层206的厚度设定在这种范围内，在保持了第一信息层31的足够反射率的同时，也能提供足够的热扩散功能；这样也使得第一信息层31能够具有足够的透射率。
透射率调节层207是由一种介电材料构成的，并且具有调节第一信息层31的透射率的功能。透射率调节层207使得能够将第一记录层203的结晶部分中的第一信息层的透射率Tc(％)和第一记录层203的非晶部分中的第一信息层31的透射率Ta(％)提高到更高的水平。更具体地讲，使得具有透射率调节层207的第一信息层31能够具有比没有透射率调节层207的情况下高2％至10％的透射率。透射率调节层207也具有有效扩散第一记录层203中产生的热的功能。
透射率调节层270的折射率n和衰减系数k优选设定到满足2.0≤n和k≤0.1，更好的是2.0≤n≤3.0和k≤0.1，以便更有效地提高第一信息层31的透射率Tc和Ta。
透射率调节层207层厚度d优选设定在(1/32)λ/n≤d≤(3/16)λ/n或(17/31)λ/n≤d≤(11/16)λ/n的范围内，更好是在(1/16)λ/n≤d≤(5/32)λ/n或(9/16)λ/n≤d≤(21/32)λ/n的范围内。在这个范围内，使得第一记录层203的结晶部分中的反射率Rc1及其非晶部分中的反射率Ra1能够满足Rc1＞Ra1，从而能够稳定地进行记录和再现操作，并且使得结晶部分中的反射率Rc1能够满足2≤Rc1≤8。通过分别将激光束1的波长λ和透射率调节层207的折射率n选择为，例如，350nm≤λ450nm的范围和2.0≤n≤3.0的范围，将上述范围优选地设定在3nm≤d≤40nm或60nm≤d≤130nm的范围内，更好是在7nm≤d≤30nm或65nm≤d≤120nm的范围内。通过在这个范围内选择d，可以使得第一信息层31的透射率Tc和Ta更高。
对于透射率调节层207，例如，可以使用诸如TiO2、ZrO2、ZrO、Nb2O5、Ta2O5、SiO2、Al2O3、Bi2O3、Cr2O3和Sr-O之类的氧化物。可以使用诸如Ti-N、Zr-N、Nb-N、Ta-N、Si-N、Ge-N、Cr-N、Al-N、Ge-Si-N、和Ge-Cr-N之类的氮化物。也可以使用诸如ZnS之类的硫化物。也可以使用上述材料的混合物。在这些材料中，特别优选TiO2和含有TiO2的材料。这些材料具有大的折射率(n＝2.5至2.8)，也具有小的衰减系数(k＝0.0至0.05)，从而具有更大地提高第一信息层31的透射率的功能。
优选使得第一信息层31的透射率Tc和Ta满足40＜Tc和40＜Ta，更好的是46＜Tc和46＜Ta，以便使得具有记录或再现操作所需的量的激光束能够达到位于第一信息层31与激光束1的入射侧相反的一侧的信息层。
第一信息层31的透射率Tc和Ta优选满足-5≤(Tc-Ta)≤5，更好的是-3≤(Tc-Ta)≤3。在使得Tc和Ta能够满足这种条件的情况下，当在位于从激光束1的光入射侧离开第一信息层31更远的一侧的信息层上记录信息或从其再现信息时，根据其状态，可以使得给予第一信息层31的透射率从第一记录层203的变化的影响最小，结果提供了良好的记录或再现特性。
使得第一记录层203的反射率Rc1和Ra1优选满足Ra1＜Rc1。通过这种安排，使得反射率在没有记录信息的初始状态中保持在高水平，从而能够稳定地进行记录或再现。
反射率Rc1和Ra1优选满足0.1≤Ra1≤5和4≤Rc1≤15，更好的是0.1≤Ra1≤3和4≤Rc1≤10，以便使得反射率差值(Rc1-Ra1)更大，以提供良好的记录和再现特性。
第一中间层可以省略，在这种情况下，如图5的信息记录介质15中所示，第一信息层37由从激光束1的光入射侧以这种顺序设置的第一介质层208、第一记录层203、第二中间层204、第二介质层205、第一反射层206、和透射率调节层207构成。在这种情况下，要优选地设计第一介质层208的材料以便不含S；因此，可以防止第一介质层208与第一记录层203之间发生物质转移，造成记录层的组成成分的变化。可以省略第二中间层，并且在这种情况下，如图6的信息记录介质16中所示，第一信息层38是由从激光束1的光入射侧以这种顺序设置的第一介质层201、第一中间层202、第一记录层203、第二介质层209、第一反射层206、和透射率调节层207构成的。在这种情况下，也要优选地设计第二介质层209以便不含S；因此，可以防止第二介质层209与第一记录层203之间发生物质转移，造成记录层的组成成分改变。
图4的信息记录介质14、图5的信息记录介质15、和图6的信息记录介质16是利用如下所述的方法制造的。
首先，以下的说明将讨论图4中所示的信息记录介质14的制造方法。
首先，将(N-1)个信息层通过光分离层连续地层叠在基底2上(例如，具有1100μm的厚度)。信息层是由单层或多层构成的，每个层是通过在一个层形成设备中溅射构成对应的材料的溅射靶而连续地形成的。光分离层35是通过将光固化树脂(特别是紫外线固化树脂)或缓动树脂施加到第N信息层36，然后转动基底2以均匀地铺开树脂(旋涂)以便随后固化树脂的处理过程形成的。在光分离层35带有激光束1的导槽的情况下，在使形成有槽的基底(模型)与固化以前的树脂紧贴之后，旋转基底2和涂覆基底(模型)以便旋涂，并且在树脂固化之后，分离基底(模型)从而形成导槽。
以这种方式，通过光分离层将(N-1)个信息层层叠在基底2上，然后在其上形成光分离层32。
接下来，在光分离层32上形成第一信息层31。更具体地讲，把其上通过光分离层层叠了第一、第(N-1)信息层并且随后形成了光分离层32的基底2放置在一个层形成设备中，以便在光分离层32上形成透射率调节层207。透射率调节层207是通过在Ar气气氛或Ar气与反应气体的混合气体的气氛下，溅射用形成透射率调节层207的化合物制造的溅射靶形成的。透射率调节层207也可以通过在Ar气与反应气体的混合气体的气氛下，反应溅射用形成透射率调节层的金属制造的溅射靶而形成。
接下来，在透射率调节层207上形成第一反射层206。第一反射层206是用与实施方式1中说明的图1中的反射层106的相同方法形成的。
然后，在反射层206上形成第二介质层205。第二介质层205是用与实施方式1中说明的图1中的第二介质层105的相同方法形成的。
接下来，在第二介质层205上形成第二中间层204。第二中间层204是用与实施方式1中说明的图1中的第二中间层104的相同方法形成的。
接下来，在第二中间层204上形成第一记录层203。第一记录层203是用与实施方式1中说明的图1中的记录层103的相同方法形成的。
然后，在第一记录层203上形成第一中间层202。第一中间层是用与实施方式1中说明的图1中的第一中间层102的相同方式形成的。
接下来，在第一中间层202上形成第一介质层201。第一介质层201是用与实施方式1中说明的图1中的第一介质层101的相同方法形成的。
然后，在第一介质层201上形成透明层3。透明层3是用与实施方式1中说明的图1中的透明层3的相同方式形成的。
在形成了第一介质层201之后，或在形成透明层3之后，如果需要，可以执行使第一记录层203的整个面积结晶的初始化过程。
以这种方式，制造了图4的信息记录介质14。
以下的说明将讨论图5的信息记录介质5的制造方法。在使用与图4的信息记录介质4的相同制造方法在基底2上形成了直到记录层203的层之后，在记录层203上形成第一介质层208。第一介质层208优选是利用从不含S的材料制造的靶形成的，并且是在与图4的第一介质层201的相同条件下形成的。以这种方式，制造出信息记录介质37。然后，在第一信息层37上形成透明层3。对于与图4的信息记录介质14的相同参考标号指示的相同部件，省略了对它们的重复说明。以这种方式，制造了图5的信息记录介质15。
以下的说明要讨论图6的信息记录介质16的制造方法。在利用与图4中所示的信息记录介质14的相同制造方法在基底2上形成了直到第一反射层206的层之后，在第一反射层206上形成第二介质层209。第二介质层209优选是利用从不含S的材料制造的靶形成的，并且是在与图4的第二介质层205相同的条件下形成的。然后，在第二介质层209上形成记录层203。接下来，在记录层203上以这样的顺序形成第一中间层202和第一介质层201。以这种方式，形成了第一信息层38。然后，在第一信息层38上形成透明层3。对于使用与图4的信息记录介质14相同的参考标号指示的相同层，省略了对制造过程的重复说明。以这种方式，制造出图6的信息记录介质16。
(实施方式3)
实施方式3说明了一种信息记录介质的实例，在这种信息记录介质中，本发明的实施方式2的多层光学信息记录介质中保持N＝2，即，具有一种信息记录介质是由两组信息层构成的结构。图7示出了实施方式3的信息记录介质17的横截面的一部分。信息记录介质17是一个能够通过来自一侧表面的激光束1的辐照，记录和再现信息的两层光学信息记录介质14。
信息记录介质17是由顺序层叠在基底2上的第二信息层41、光分离层32、第一信息层31、和透明层3构成的。对于基底2、光分离层32、第一信息层31、和透明层3可以使用与实施方式2中说明的相同的材料。这些层的形状和功能与实施方式2中说明的那些相同。
以下的说明要详细讨论第二信息层41的结构。
第二信息层41带有以下面提到的顺序从激光束1的光入射侧设置的第三介质层301、第三中间层302、第二记录层303、第四中间层304、第四介质层305、和第二反射层306。通过透射过透明层3、第一信息层31和光分离层32的激光束1在第二信息层41上执行记录和再现操作。
对于第三介质层301和第四介质层305，可以使用与实施方式1中的第一介质层101和第二介质层105相同的材料。其功能与实施方式1的第一介质层101和第二介质层105的相同。根据按照矩阵方法的计算，可以准确地确定第三介质层301和第四介质层304的层厚度，以便满足使第二记录层303的结晶部分与非晶部分之间的反射光线的量的改变更大的条件。
对于第三中间层302和第四中间层304，可以使用与实施方式1的第一中间层102和第二中间层104相同的材料。其功能和形状与实施方式1的第一中间层102和第二中间层104的相同。
对于第二记录层203，可以使用与实施方式1的记录层103相同的材料。其层厚与实施方式1的记录层103的层厚相同。
对于第二反射层306，可以使用与实施方式1的反射层106相同的材料。其功能和形状与实施方式1的反射层106的相同。
可以省略第三中间层，并且如图8的信息记录介质18中所示，第二信息层42是由以下面提到的顺序从激光束1的光入射侧设置的第三介质层307、第二记录层303、第四中间层304、第四介质层305、和第二反射层306构成的。在在第三介质层307和第二记录层303之间不设置第三中间层的情况下，第三介质层307的材料优选不含S，以便防止在第三介质层307与第二记录层303之间发生物质转移，造成记录层的组成成分的改变。在这种情况下，在第一信息层31中，可以省略第一中间层与第二中间层中的至少一个。
第四中间层可以省略，并且如图9的信息记录介质19中所示，第二信息层43是由以下面提到的顺序从激光束1的光入射侧设置的第三介质层301、第三中间层302、第二记录层303、第四介质层308、和第二反射层306构成的。在这种情况下，第四介质层308也优选不含S，以便防止第四介质层308与第二记录层303之间发生物质转移，造成记录层的组成成分的改变。在这种情况下，在第一信息层31中，可以省略第一中间层与第二中间层中的至少一个。可以省略第三中间层和第四中间层。
利用下面的方法可以制造图7的信息记录介质17、图8的信息记录介质18、和图9的信息记录介质19。
首先，以下的说明要讨论图7的信息记录介质17的制造方法。
在基底2上首先形成第二信息层41。更具体地讲，首先制备一个基底2(例如，具有厚度1100μm)，并放置在层形成设备中。
接下来，在基底2上形成第二反射层306。此时，在基底2上形成有引导激光束1的导槽的情况下，在形成导槽的一侧上形成第二反射层306。第二反射层306是利用与实施方式1中说明的反射层106相同的方法形成的。
接下来，在第二反射层306上形成第四介质层305。第四介质层305是利用与实施方式1中说明的图1的第二介质层105相同的方法形成的。
然后，在第四介质层305上形成第四中间层304。第四中间层304是利用与实施方式1中说明的图1的第四中间层104相同的方法形成的。
接下来，在第四中间层304上形成第二记录层303。第二记录层是利用与实施方式1中说明的图1的记录层103相同的方法形成的。
然后，在第二记录层303上形成第三中间层302。第三中间层302是利用与实施方式1中说明的图1的第一中间层102相同的方法形成的。
接下来，在第三中间层302上形成第三介质层301。第三介质层301是利用与实施方式1中说明的图1第一介质层101相同的方法形成的。
以这种方式，形成了第二信息层42。
接下来，在第二信息层41的第三介质层301上形成光分离层32。光分离层32是通过把光固化树脂(特别是紫外线固化树脂)或缓动树脂施加到第三介质层301上以便用树脂旋涂然后固化的处理过程形成的。在光分离层32带有激光束1的导槽的情况下，在使形成有导槽的基底(模型)与固化前的树脂紧贴之后，并且在树脂固化之后，分离基底(模型)，从而形成导槽。
在形成了第三介质层301或形成了光分离层32之后，如果需要，执行将第二记录层303的整个面积结晶的初始化过程。
然后，在光分离层32上形成第一信息层31。更具体地讲，将透射率调节层207、第一反射层206、第二介质层205、第二中间层204、第一记录层203、第一中间层202、和第一介质层201以上面提到的顺序形成在光分离层32上。对于具有与信息记录介质14的参考标号相同的参考标号的各层的制造方法，这些层可分别使用实施方式2中说明的方法形成。
最后，在第一介质层201上形成透明层3。透明层3可以利用与实施方式1中说明的相同方法形成。
在形成了第一介质层201之后，或在形成了透明层3之后，如果需要，可以执行使得第一记录层203的整个面积结晶的初始化过程。在形成了第一介质层201之后，或在形成了透明层3之后，如果需要，可以执行使得第二记录层303和第一记录层203的整个面积结晶的初始化过程。在首先执行之一记录层203的结晶过程的情况下，由于第一记录层203的透射率降低，所以结晶第二记录层303所需的激光器功率会变大。特别是，当把红色激光器用于初始化过程时，由于结晶造成的透射率的降低更大。因此，优先首先结晶第二记录层303。
如上所述，制造出图7的信息记录介质17。对于信息记录介质17的第一信息层，可以使用图5的第一信息层37或图6的第一信息层38来代替第一信息层31。
以下的说明要讨论图8的信息记录介质18。利用与图7的信息记录介质17的制造方法相同的方法，在基底2上形成直到第二记录层303的各层。接下来，在第二记录层303述形成第三介质层307。第三介质层307优选是利用不含S的材料制造的靶形成的，并且是在与实施方式1中说明的图1的第一介质层101相同的条件下形成的。以这种方式，形成了第二信息层42。然后，在第二信息层42上形成光分离层32。然后，在光分离层32上形成第一信息层31。对于那些具有与图4的信息记录介质14的参考标号相同的参考标号的层的制造过程，省略了它们的说明。以这种方式，制造出图8的信息记录介质18。对于信息记录介质18的第一信息层，可以利用图5的第一信息层37或图6的第一信息层38代替第一信息层31。
以下的说明要讨论图9的信息记录介质19的制造方法。在利用与图7中所示的信息记录介质17的制造方法相同的方法在基底2上形成直到第二反射层306的各层之后，在第二反射层306上形成第四介质层308。第四介质层308优选是利用从不含S的材料制造的靶形成的，并且是在与实施方式1中说明的图1的第二介质层105相同的条件下形成的。接下来，在第四介质层308上形成记录层303。以这样的顺序，在记录层303上形成第三中间层302和第三介质层301。于是，形成了第二信息层43。接下来，在第二信息层43上形成光分离层32，并且在光分离层32上形成第一信息层31。对于那些具有与图4的信息记录介质14的参考标号相同的参考标号的各层的制造过程，省略了它们的说明。这样制造了图9的信息记录介质19。对于信息记录介质19的第一信息层，可以使用图5的第一信息层37或图6的第一信息层38代替第一信息层31。
(实施方式4)
实施方式4说明了本发明的信息记录介质的一个示例。图10示出了实施方式4的信息记录介质20的局部截面图。以与实施方式2的信息记录介质相同的方式，这个信息记录介质20是一个能够通过来自一侧表面的激光束1的辐照记录和再现信息的多层信息记录介质。
信息记录介质20是由N组信息层，即，通过光分离层32、33、35等连续地叠层在基底4上的第一信息层31、第(N-1)信息层34、和第N信息层36，以及一个通过粘结层6紧贴在其上封闭基底5构成的。
基底4和封闭基底(dummy substrate)5都是与基底4一样的透明盘形基底。基底4和封闭基底5是由，例如，诸如聚碳酸酯、非晶聚烯烃和PMMA之类的树脂，或玻璃制造的。
在需要时，可以在基底4的第一介质层201一侧的表面上形成用于引导激光束1的导槽。基底的与第一介质层201相反的一侧的表面优选形成为平面。对于基底4和封闭基底5的材料，聚碳酸酯特别有效，因为它具有优良的复制特性和批量制造性以及低成本。对于基底4的厚度，优选设定在500μm至1200μm的范围，以便获得足够的基底4的强度，和使得信息记录介质20能够具有1200μm左右的厚度。
形成在基底4上的第一信息层31用与图4的信息记录介质14的第一信息层的相同参考标号指示，并且省略了对其的说明。
粘结层6是由光固化树脂(特别是紫外线固化树脂)和缓动树脂制造的，并且优选使其具有对于使用的激光束1小的光吸收性质，在短波范围内具有小的光双折射率。
可以省略第一中间层202，或如图11的信息记录介质21中所示，可以将图5的第一信息层37用作第一信息层31。可以省略第二信息层204，和如图12的信息记录介质22中所示，可以将图6的第一信息层38用作第一信息层31。
以下说明要讨论图10的信息记录介质20、图11的信息记录介质21、和图12的信息记录介质22的制造方法。
首先，说明图10的信息记录介质20的制造方法。
首先在基底4(例如，具有600μm的厚度)上形成第一信息层31。此时，在基底4上形成用于引导激光束1的导槽的情况下，在形成有导槽的一侧上形成第一信息层31。更具体地讲，通过将基底4放置在层形成设备中，用与实施方式2中说明的图4的信息记录介质14的相反的顺序，执行层形成过程。对于第一信息层31，在基底4上以这样的顺序连续地形成第一介质层201、第一中间层202、第一记录层203、第二中间层204、第二介质层205、第一反射层206、和透射率调节层207，以制备第一信息层31。然后，通过光分离层在其上连续地层叠(N-1)个信息层。信息层是由单层或多层形成的，并且每个层是通过在层形成设备中溅射形成对应的材料的溅射靶连续地形成的。
最后，利用粘结层6将第N层36与封闭基底5相互粘结。更具体地讲，通过将诸如光固化树脂(特别是紫外线固化树脂)和缓动树脂之类的树脂施加到信息层36，并在把封闭基底5紧贴信息层36的情况下执行旋涂过程，然后固化树脂的过程，粘结这两个层。作为选择，将粘性树脂均匀地预涂到封闭基底5上，并且使信息层36与之紧贴在一起。
在把封闭基底5粘结到信息层36之后，如果需要，可以执行使第一记录层203的整个面积结晶的初始化过程。
由此，制造出图10的信息记录介质20。
如图11的信息记录介质21中所示，可以用图5的第一信息层37代替图10的第一信息层31。如图12的信息记录介质22中所示，可以用图6的第一信息层38代替图10的第一信息层31。
(实施方式5)
实施方式5说明了在实施方式1，2，3和4中讨论过的本发明的信息记录介质的记录/再现方法。
图13示意地示出了在本发明的记录/再现方法中使用的记录/再现设备23的结构的一部分。如图13中所示，记录/再现设备23带有用于旋转信息记录介质50的主轴电动机51，具有半导体激光机53的光学头52，和会聚从半导体激光器53发射的激光束1的物镜。作为在实施方式1、2、3和4中说明过的信息记录介质的信息记录介质50带有单信息层或多个信息层(例如，第一信息层31，第二信息层41)。物镜54将激光束1会聚到信息层上。
在光学信息记录介质上和从光学信息记录介质记录、擦除、和重写信息的操作是通过在具有高功率的峰值功率(Pp(mW))与具有低功率的偏置功率(Pb(mW))之间调制激光束1的功率执行的。通过将具有峰值功率的激光束1导向记录层，在受到辐照的部分形成记录标记。在记录标记之间，当用具有偏置功率的激光束1辐照时，使得记录标记具有结晶相，从而形成擦除部分(标记间隙)。在引导具有峰值功率的激光束1的情况下，一般使用利用脉冲串形成的所谓的多脉冲。多脉冲仅可以利用峰值功率和偏置功率的功率电平调制，或可以利用0mW至峰值功率的峰值功率范围内的功率电平调制。
低于峰值功率和偏置功率中任何一个的，并且即使在用该功率电平的激光束1辐照以提供从光学信息记录介质再现记录标记所需的足够量的反射光时，也不会对记录标记的光学条件有影响的功率电平，被定义为再现功率(Pr(mW))，并且将具有再现功率的激光束1导向光学信息记录介质，用检测设备检测从光学记录介质获得的产生的信号，以便执行信息信号的再现过程。
优选将激光束1的波长设定到700nm或700nm以下，更好的是设定到350至450nm的范围，以便获得高密度。在使用紫-蓝激光束的情况下，物镜54的数值孔径NA优选设定到0.5至1.1的范围内，更好是0.6至1.0的范围内。例如，在具有25GB密度并且在其中使用紫-蓝激光束执行记录/再现操作的信息记录介质中，当记录信息时，可以将光学信息记录介质的线性速度设定到10m/sec左右，以便执行记录/再现操作。这种安排使得能够获得70Mbps的传输率。
对于具有两个信息层的信息记录介质17、信息记录介质18、和信息记录介质19，当在第一信息层31上执行记录过程时，利用透射过透明层3的激光束1，并通过将激光束1的焦点设定到第一记录层203，将信息记录在第一记录层203上。利用通过第一记录层203反射，并且透射过透明层3的激光束，执行再现操作。当在第二信息层41、42或43上执行记录操作时，通过利用透射过透明层3、第一信息层31和光分离层32的激光束1，并且将激光束1的焦点设定到第二记录层41、42、或43上，记录信息。利用第二记录层303反射的，并且透射过光分离层32、第一信息层31和透明层3的激光束1执行再现操作。
例如，在图4的信息记录介质14中，在利用导槽将激光束1引导到基底2的情况下，形成光分离层32、33和35，可以将信息记录在靠近激光束1一侧的沟槽缝隙(槽纹)上，或可以记录在远离激光束1的一侧的沟槽顶部(纹间平面)上。作为选择，可以将信息记录在槽纹和纹间平面二者之上。
通过进行如下的过程评价记录性能：在(1-7)调制系统中，在Pp与Pb之间调制激光束1的功率，以便记录具有从0.149μm(2T)至0.596μm(8T)标记长度的随机信号，并且利用时间间隔分析器测量前端之间以及后端之间的跳动。
(实施方式6)
实施方式6说明了图14中所示的、作为本发明的信息记录介质的一个实例的信息记录介质。信息记录介质60是一个能够使用电流记录和再现信息的电信息记录介质。
对于基底61的材料，可以使用聚碳酸酯之类的树脂基底，玻璃基底，Al2O3之类的陶瓷基底，Si基底，和诸如Cu基底之类的各种金属基底。本实施方式举例说明了使用Si基底作为基底61的一个实例的情况。信息记录介质60具有一种在基底61上连续地叠层了一个下电极62、本发明的记录层63、和一个上电极64的结构。形成下电极62和上电极64以便将电流施加到本发明的记录层63上。
本发明的记录层63是由一种能够利用施加电流时产生的Joule(焦耳)热在结晶部分与非晶部分之间可逆相变的材料制造的，并且利用结晶部分与非晶部分之间的电阻率改变的现象记录信息。可以使用与实施方式1的记录层103相同的材料作为本发明的记录层63的材料，并且可以利用与实施方式1的记录层103相同的方法形成本发明的记录层63。
对于下电极62和上电极64的材料，可以使用诸如Al、Au、Ag、Cu、和Pt之类的单质金属材料，或主要是由这些元素中的一种或多种添加其它一种或多种元素组成的以便改进耐湿性或调节导热率的合金材料。下电极62和上电极64可以通过在Ar气气氛中溅射金属基材料或合金基材料以形成对应的材料而形成。
电信息记录/再现设备66通过一个应用单元65电连接到信息记录介质60。电信息记录/再现设备66允许通过开关68使向本发明的记录层63施加电流脉冲的脉冲电流67在下电极62与上电极64之间流动。为了检测本发明的记录层63中由于相变造成的电阻率的变化，通过开关69在下电极62与上电极64之间连接一个电阻测量设备70。为了使本发明的记录层63中从非晶相(高电阻状态)到结晶相(低电阻状态)变化，通过闭合开关68(开关69打开)，将电流脉冲施加在电极之间，以便使施加了电流脉冲的部分的温度在高于材料的结晶温度和低于其熔化温度的温度保持一段结晶时间。当结晶相返回到非晶相时，在一段较短的时间内施加高于结晶时的电流脉冲，以便将本发明的记录层63加热到高于熔化的熔点，然后迅速冷却。
假设在本发明的记录层63在非晶相时是电阻值ra，在本发明的记录层63在结晶相时电阻值是rc，保持ra＞rc。因此，通过利用电阻测量设备70测量电极之间的电阻值，可以检测两个不同状态，即，单值的信息。
如图15中所示，通过以矩阵格式设置多个这种信息记录介质60，形成了一个具有大的容量的电信息记录介质71。每个存储单元72在一个小的面积上具有与信息记录介质60相同的结构。通过分别规定字线73和位线74，在每个存储单元72上执行信息记录/再现操作。
图16示出了其中使用了电信息记录介质71的信息记录系统的结构示例。通过电信息记录介质71和地址规定电路76构成存储设备75。通过地址规定电路76分别规定每个电信息记录介质71的字线73和位线74，以便在每个信息单元72上执行信息记录/再现过程。存储设备75电连接到由至少一个脉冲电源77和电阻测量设备78构成的外部电路79，以便在电信息记录介质71上执行信息记录/再现操作。
(实施方式7)
实施方式7说明了一个根据本发明的信息记录介质的实例。图21是显示实施方式7的信息记录介质220的一部分的截面图。信息记录介质220是能够在用激光束1辐照时记录和再现信息，并且用于DVD-RAM介质的光学信息记录介质。
信息记录介质220是由连续地层叠在基底222上的第一介质层101、第一中间层102、记录层103、第一中间层104、第二介质层105、光吸收校正层227、反射层106、粘结层6、和封闭基底225构成的。
使激光束1入射到基底222一侧，并且，在本实施方式中，可以使用具有66nm左右的波长的激光束1。
可以用与实施方式1的基底2相同的方式，使用聚碳酸酯作为基底222的材料，并且，在本实施方式中，优选使用这种具有大约600μm厚度的基底。如果需要，可以在基底222上形成由纹间平面和沟槽构成的导向槽，并且将从激光束1一侧看时较近的槽纹表面定义为槽纹，和从激光束1看是较远的槽纹面定义为纹间平面。
第一介质层101具有与实施方式1的第一介质层相同的功能，并且使用相同的材料作为其材料。例如，当使用ZnS-SiO2时，根据通过矩阵法的计算，在本发明中，优选将其层厚设定在100nm至160nm的范围。
第一中间层102和第二中间层104具有与实施方式1的中间层相同的功能，并且可以使用相同的材料作为其材料。以相同方式，将层厚优选设定在1nm至10nm的范围。
用与实施方式1相同的方法，可以从含有Ge、Te、M1、M2和M3的材料制造本发明的记录层103，并且将其层厚设定在6nm至1nm的范围。
第二介质层105具有与实施方式1的介质层相同的功能，并且可以使用相同的材料作为其材料。例如，当使用ZnS-SiO2时，根据通过矩阵法的计算，在本发明中，将其层厚优选地设定在20nm至60nm的范围。
光吸收-校正层227调节比率Ac/Aa，即，当记录层103处于结晶状态时的记录层103的光吸收率Ac与当其处于非晶状态时记录层103的光吸收率Aa之间的比率，以便其发挥防止标记形状在重写信息时畸变的功能。光吸收-校正层227优选是由具有高折射率并且适当地吸收光的材料制造的。例如，对于具有660nm左右的波长的激光束，光吸收-校正层227优选是由具有3以上和6以下的折射率n和1以上至4以下的衰减系数k的材料制造的。更具体地讲，材料优选是从诸如Ge-Cr和Ge-Mo之类的非晶Ge合金，诸如Si-Cr、Si-Mo和Si-W之类的非晶Si合金，Te修饰化合物和结晶金属，以及诸如Ti、Zr、Nb、Ta、Cr、Mo、W、SnTe和PbTe之类的半金属和半导体材料中选择的。光吸收-校正层227的层厚度优选设定在10nm至60nm的范围，更好是在20nm至50nm的范围。
反射层106具有与实施方式1的反射层相同的功能，并且可以使用相同的材料作为其材料。以相同的方式，将层厚优选设定在30nm至200nm的范围，更好是在50至160nm的范围。
放置粘结层6以便将封闭基底225粘结到反射层106。可以使用具有高的耐热性和粘性的材料形成粘结层6，例如，紫外线固化树脂之类的粘结树脂。更具体地讲，粘结层6可以利用主要由丙烯酸树脂组成的材料，或主要由环氧树脂组成的材料形成。在形成粘结层6之前，可以在反射层106的表面上形成一个具有5至20μm范围的厚度、用紫外线固化树脂构成的保护层。粘结层6的厚度优选设定在15至40μm的范围，更好是在20至35μm的范围。
封闭基底225增强了信息记录介质220的机械强度，并且也保护了从第一介质层101到反射层106的叠层体。用作封闭基底225的材料优选与用于基底222的材料相同。在粘结封闭基底225的信息记录介质220中，为了防止机械弯曲和变形等，在本实施方式中，封闭基底222和基底225优选使用具有相同厚度的相同材料形成。
以下的说明要讨论图21中所示的信息记录介质220的制造方法。
在本实施方式中，用与实施方式1的层形成顺序相反的顺序执行层形成过程。对于与实施方式1相同的层形成过程，省略了其说明。
首先，制备基底22(例如，具有600μm的厚度)，并放置在溅射设备中。
然后，在基底222上形成第一介质层101。此时，在基底222上形成用于引导激光束1的导槽的情况下，在形成有导槽的一侧上形成第一介质层101。
然后，在第一介质层101上形成第一中间层102，和在第一中间层102上形成记录层103。
接下来，在记录层103上形成第二中间层104，和在第二中间层104上形成第二介质层105。
然后，在第二介质层105上形成光吸收校正层227。光吸收校正层227是利用直流电源或高频电源，通过溅射过程形成的。对于溅射靶，材料是从诸如Ge-Cr和Ge-Mo之类的Ge非晶合金，诸如Si-Cr和Si-Mo之类的非晶Si合金，Te-改性(modified)化合物，和诸如Ti、Zr、Nb、Ta、Cr、Mo、W、SnTe和PbTe之类的结晶金属、半金属和半导体材料中选择的。溅射一般在Ar气气氛下执行。
最后，在光吸收校正层227上形成反射层106。
在形成了反射层106之后，把上面连续地层叠了从第一介质层101到反射层106的各层的基底222取出溅射设备。然后，例如，通过旋涂法，将形成粘结层106的紫外线固化树脂施加到反射层106的表面。使一个封闭基底225紧贴如此施加的紫外线固化树脂，并且从封闭基底225一侧将紫外线引导到其上，以便固化树脂；从而完成结合过程。
在完成了结合过程之后，如果需要，进行初始化过程。初始化过程是在其中通过用半导体激光器辐照，将非晶态的记录层103加热到高于结晶温度之上的温度以便结晶的过程。初始化过程可以在结合过程之前进行。通过顺序地进行粘结层6的形成过程和封闭基底225的结合过程，制造出实施方式7的信息记录介质220。
(实施方式8)
实施方式8说明了根据本发明的信息记录介质220的记录/再现过程的评价方法。
在评价信息记录介质220的记录/再现过程时，可以使用图13中所示的记录/再现设备23。记录/再现设备23被制备成具有一种包括旋转信息记录介质220的主轴电动机51、具有发射激光束1的半导体激光器53的光学头52、和将激光束1会聚到信息记录介质220的记录层103上的物镜54的通用结构的信息记录系统。
当评价信息记录介质220时，利用具有660nm的波长的半导体激光器和具有大约0.6的数值孔径的物镜，进行对应于4.7GB的容量的记录/再现操作。
以下的说明要借助几个例子更详细地讨论本发明。
(实施例1)
在实施例1中，制备图1中所示的信息记录介质11，并检查记录层103的材料、信息记录介质11的结晶温度Tx、再现功率的上限值maxPr、和长期存储之后的信息记录介质11的重写性能Aow之间的关系。更具体地讲，形成四种具有不同记录层103的材料的信息记录介质11的样本。对于用[(GeTe)x(M1M3)1-x]AM22+BTe3代表的记录层103，将Sb用作M2，并且保证A＝22、B＝0和x＝0.95，从而对应的记录层103可以用[(GeTe)0.95(M1M3)0.05]22Sb2Te3表示，并且将Sn、Tb或Dy用作M1和把Te用作M3；因此，使用了其中用SnTe、TbTe和DyTe代表M1M3的三种记录层103。还使用其中x＝1以形成(GeTe)22Sb2Te3的样本作为没有M1M3的对比样本。对于四种样本，测量信息记录介质11的结晶温度Tx，再现功率的上限值maxPr，和长期存储之后的重写性能Aow。将一个用于测量信息记录介质11的结晶温度Tx的样本制备为一个样本元件，并且将用于测量再现功率的上限值maxPr和长期存储之后的重写性能Aow的样本制备成样本盘，并利用以下的方法分别制造四种样本元件和样本盘。
首先，对于样本元件，制备一个石英基底(直径为10mm，厚度为0.3mm)，并放置在溅射设备中。利用溅射法将记录层103(厚度为10nm)和由(ZrO2)25(SiO2)25(Cr2O3)50(mol％)制造的覆盖层(厚度为5nm)连续地层叠在石英基底上。对于如上所述地制造的样本元件，制备四种其中记录层103的材料是不同的样本元件。对四种样本元件进行结晶温度的测量。将激光束引导到样本元件，以便，在以50℃/min的速度加热样本元件的同时，连续地测量透射率。根据测量的结果，将观察到的透射率突然降低的温度定义为结晶温度，并且确定四个样本的对应温度。
接下来，对于样本盘，制备一个上面形成有用于引导激光束1的导槽(20mm深，0.32nm的槽-槽间隙)的聚碳酸酯基底(直径为120nm，厚度为1.1mm)作为基底2。基底2放置在溅射设备中，并且将作为反射层106的Ag-Pd-Cu层(80nm厚度)，和用作第二介质层105的(ZnS)80(SiO2)20层(23nm厚度)，层叠在基底2的导槽一侧。为了防止包含在反射层106中的Ag与包含在第二介质层105中的S之间发生反应，将用作中间层的Ni层(5nm厚度)和Al层(10nm厚度)连续地形成在反射层106上。利用溅射法将用作第二介质层105的(ZnS)80(SiO2)20层(20nm厚度)、用作第二中间层104的(ZrO2)25(SiO2)25(Cr2O2)50层(5nm厚度)、记录层103(11nm厚度)，用作第一中间层102的(ZrO2)25(SiO2)25(Cr2O2)50层(nm厚度)、和用作第一介质层101的(ZnS)80(SiO2)20层(60nm厚度)连续地层叠在Al层上。最后，将紫外线固化树脂施加到第一介质层101上，并转动之，用聚碳酸酯片(120mm直径，90μm厚度)紧贴第一介质层101，以形成均匀的树脂层，并且通过用紫外线辐照固化树脂层，从而形成透明层3。然后，进行用半导体激光器结晶记录层103的初始化过程。对于如上所述制造的样本盘，形成了具有不同记录层103的材料的四种样本。
根据利用矩阵法进行的计算，严格地确定第一介质层101和第二介质层105的层厚度。更具体地讲，利用405nm的波长确定这些厚度，以便将记录层103中结晶部分中的信息记录介质11的基底反射表面部分上的反射率Rc(％)设定在大约20％，并且把非晶部分中的信息记录介质11的基底反射表面上的反射率Ra(％)设定在大约2％。
对于如上所述制备的四种样本盘，利用图13中所示的记录/再现设备23，测量再现功率的上限值maxPr和信息记录介质11长期存储之后的重写性能Aow。此时，将激光束1的波长设定到405nm，将物镜54的数值孔径NA设定在0.85，将最短的标记长度设定在0.149μm，和在测量再现功率的上限值maxPr时把测量时的样本的线速度设定在5.3m/s，而在测量长期存储之后的重写性能Aow时也设定到10.6m/s。将信息记录在槽纹中。
对于再现功率的上限值maxPr的测量，首先，如实施方式5中所述的那样，通过(1-7)调制系统在峰值功率Pp与偏置功率Pb之间功率调制激光束1，以便用10次重写过程，在相同的槽纹中连续地记录从标记长度0.149μm(2T)到0.596μm(8T)的随机信号。通过再现功率Pr＝0.25mW到0.35mW再现记录的信号，以便利用时间间隔分析器测量前端之间的跳动以及后端之间的跳动；从而，将前端之间的跳动和后端之间的跳动的平均值定义为再现功率中的跳动。利用从0.25mW至0.35mW的Pr(具有0.01mW的标度)的范围内的一个特定再现功率Pr，测量紧接着记录过程之后的跳动，并且在过去4分钟之后，再次测量跳动。将紧接着记录之后的跳动之后的4分钟的跳动的增量定义为ΔJit。在确认跳动ΔJit增加是ΔJit≥0.2％的情况下，确定在再现功率Pr中发生再现光减弱；因此，当用maxPr＜0.25mW指示没有造成再现光减弱的再现功率的上限值maxPr时，将这种情况评价为x；当用0.25mW≤maxPr＜0.35指示这种情况时，将这种情况评价为Δ；和当用0.35mW≤maxPr指示时，将这种情况评价为o。
对于长期存储之后的重写性能Aow的评价，首先，通过(1-7)调制系统在Pp与Pb之间功率调制激光束1，以便用10次重写过程，在相同的槽纹中连续地记录从标记长度0.149μm(2T)到0.596μm的随机信号。在记录的槽纹中，利用时间间隔分析器测量前端之间的跳动以及后端之间的跳动；将前端之间的跳动与后端之间的跳动的平均值定义为长期存储之前的跳动。然后，在80℃的温度和20％的相对湿度的条件下，将记录了信号的样本在湿热状态下停留100小时。对于停留了100小时的样本，停留了100小时之后重写一次停留前的记录信号，并测量前端之间的跳动和后端之间的跳动，以便将前端之间的跳动和后端之间的跳动的平均跳动定义为长期存储之后的跳动。通过将长期存储之前和之后的跳动相互比较，评价长期存储之前和之后的重写性能。在这种情况下，长期存储之前和之后的跳动的增加越小，长期存储之后的重写性能越好。因此，对于长期存储之后的重写性能特性Aow的评价，将长期存储之前和之后的跳动的增量定义为ΔJit.。当ΔJit.≤2％时，将这种情况评价为o；当2％＜ΔJit.≤3％时，将这种情况评价为Δ；和当3％＜ΔJit.时，将这种情况评价为x。
表1示出了信息记录介质11中记录层103中的M1的材料，信息记录介质11的结晶温度Tx，再现功率的上限值maxPr的评价结果，和长期存储之后的重写性能Aow的评价结果。
表1
  样本号   记录层材料M1   样本元件   信息记录介质的结晶温度Tx   样本盘   再现功率的上限值maxPr   长期存储之后的重写性能Aow
  1-1   Sn   S-1-1   212℃   D-1-1   x   o
  1-2   None   S-1-2   228℃   D-1-2   Δ   Δ
  1-3   Tb   S-1-3   233℃   D-1-3   o   o
  1-4   Dy   S-1-4   236℃   D-1-4   o   o
表1中的结果表明，在把Sn用作记录层103的M1的样本1-1的情况下，记录层103的结晶温度Tx是低水平的212℃，造成不充分的低于0.25mW的再现功率的上限值maxPr。在保持x＝1并且记录层103中不含M1M3的样本1-2的情况下，记录层103的结晶温度Tx是228℃，并且具有0.25或以上的再现功率的上限值maxPr；但是，这低于0.35，这是一种不满足的水平。在把Tb和Dy用作记录层中的M1的样本1-3和1-4的情况下，样本1-3中的记录层103的结晶温度Tx是233℃，而样本1-4中的记录层103的结晶温度Tx是236℃；结果，两个样本都取得了满意的水平的0.35mW或以上的再现功率的上限值maxPr。此时，长期存储之后的重写性能Aow是2％或以下，处在满意的水平。
总之，当把Sn用作M1，并且，当保持x＝1时，再现功率的上限值maxPr小于0.35mW，由于再现功率不足而造成再现光减弱。当把Tb和Dy用作M1时，再现功率的上限值maxPr是0.35mW或0.35mW以上，从而响应再现光以一种稳定的方式保持记录层的非晶部分。根据这些因素证实了，通过使用一种诸如Tb和Dy之类的稀土金属与Te之间的化合物作为M1M3，提高了记录层的结晶温度，从而提高了再现功率上限值和长期存储后的重写性能。
在把一个DyTe层(1nm厚度)设置在第一中间层102和记录层103之间作为成核层M1M3的样本1-3的情况下，尽管再现功率的上限值maxPr没有改变，但是长期存储后的重写性能Aow得到进一步的提高，从而获得了良好的结果。在把成核DyTe层(1nm)设置在记录层103和第二中间层104的情况下，也改进了长期存储后的重写性能Aow，从而获得了良好的结果。
(实施例2)
在实施例2中，制备图1中所示的信息记录介质11，并且检查记录层103的材料、再现功率的上限值maxPr、和信息记录介质的长期存储之后的重写性能Aow之间的关系。更具体地讲，形成具有不同记录层103的材料的八种样本。对于用[(GeTe)x(M1M3)1-x]AM22+BTe3表示的记录层103，将Bi用作M2并且保持A＝22，B＝0和x＝0.95，从而可以用[(GeTe)0.95(M1M3)0.05]22Bi2Te3表示相应的记录层103，并且将八种材料，即，GaTe、MnTe、NiTe、PbTe、SnTe、GdTe和DyTe用作M1M3。这些材料是具有不同熔点和晶体结构的Te-改性的化合物。利用与实施方式1的样本盘相同的方法形成这八个样本，并且利用与实施方式1相同的方法，评价再现功率的上限值maxPr和长期存储后的重写性能Aow。
表2示出了在信息记录介质11的记录层103中使用的八种MIM3材料，以及每种材料的熔点和晶体结构，对于信息记录介质11中的再现功率上限值的评价结果，和对于长期存储后重写性能Aow的评价结果。用与表1相同的方式，对于再现功率的上限值maxPr，当maxPr＜0.25mW时，将这种情况评价为x；当0.25mW≤maxPr＜0.35mW时，将这种情况评价为Δ；和当0.35mW≤maxPr时，将这种情况评价为o。对于长期存储之前和之后的跳动中的增量ΔJit.，当ΔJit.≤2％时，将这种情况评价为o；当2％＜ΔJit.≤3％时，将这种情况评价为Δ；和当3％＜ΔJit.时，将这种情况评价为x。
表2
  样本号   记录层材料M1M3   M1M3的熔点   M1M3的晶体结构   再现功率的上限值maxPr   长期存储后的重写性能Aow
  2-1   GaTe   824℃   单斜晶系   x   Δ
  2-2   MnTe   1165℃   六方晶系   Δ   x
  2-3   NiTe   860℃   六方晶系   x   Δ
  2-4   PbTe   917℃   立方晶系   x   o
  2-5   SnTe   780℃   立方晶系   x   o
  2-6   ZnTe   1238℃   立方晶系   Δ   o
  2-7   GdTe   1825℃   立方晶系   o   o
  2-8   DyTe   1850℃   立方晶系   o   o
表2中的结果表明，在使用晶体结构中不是立方晶系的GaTe，MnTe或NiTe作为记录层103的M1M3的情况下，长期存储之后的重写性能Aow大于2％，这是不够的。在使用晶体结构中的立方晶系作为记录层103的M1M3的情况下，长期存储后的重写性能Aow低于2％，这提供了良好的结果。
在使用具有低于1000℃的低水平的熔点的GaTe，NiTe、PbTe或SnTe作为记录层103的M1M3的情况下，再现功率的上限值maxPr低于0.25mW，这是不够的。在使用具有低于1300℃的熔点的MnTe或ZnTe作为M1M3的情况下，再现功率的上限值maxPr低于0.35mW。此外，在使用具有1300℃以上的高熔点的GdTe或DyTe作为M1M3的情况下，再现功率的上限值maxPr达到0.35mW以上，这是足够高的水平，并且长期存储后的重写性能Aow成为2％以下，这也是足够好的水平。
因此，表2中的结果表明，当M1M3的晶体结构不是立方晶系时，长期存储后的重写性能降低，在M1M3的熔点低于1000℃时，再现光中发生减弱。
在其中M2是Sb的记录层103[(GeTe)0.95(M1M3)0.05]22Sb2Te3的情况下，以及在其中M3是Bi的记录层103[(GeTe)0.95(M1Bi)0.05]22M22Te3的情况下，获得了相同的结果。此外，在从Sc、Y、La、Ce、Pr、Nd、Sm、Tb、Ho、Er、Yb和Lu构成的组中选择至少一个元素作为M1的情况下，使得结晶温度更高，具有0.35mW或0.35mW以上的良好再现功率上限值，和2％或2％以下的长期存储后的重写性能Aow，这也是好的水平。
如上所述，对于M1M3，在具有1300℃或1300℃以上的熔点的，晶体结构具有立方晶系的M3＝Bi的Bi-改性化合物或M3＝Te的Te-改性化合物中，当使用稀土元素作为M1时，可以获得具有优良长期存储后重写性能，并且没有再现光的减弱的信息记录介质。
(实施例3)
在实施例3中，制备图1中所示的信息记录介质11，并且检查信息记录介质11的记录层103的材料、再现功率的上限值maxPr、和长期存储后的重写性能Aow之间的关系。更具体地讲，形成具有用于记录层103的不同材料的八种样本。对于用[(GeTe)x(M1M3)1-x]AM22+BTe3表示的记录层103，将Bi用作M2，将LaBi用作M1M3，并且保持A＝22和x＝0.90，从而可以用[(GeTe)0.90(LaBi)0.10]22M22+BTe3代表对应的记录层103；从而使用了其中B＝1，3和5的三种记录层103。这八个样本是利用与实施方式1的样本盘相同的方法形成的，并且通过使用与实施方式1相同的方法，评价再现功率的上限值maxPr和长期存储后的重写性能Aow。
对于其中信息记录介质11的记录层103的B＝1，3和5的三个样本，表3示出了对于再现功率上限值maxPr的评价结果和长期存储后的重写性能Aow的评价结果。以与表2相同的方式，对于再现功率的上限值maxPr，当maxPr＜0.25mW时，将这种情况评价为x；当0.25mW≤maxPr＜0.35mW时，将这种情况评价为Δ；当0.35mW≤maxPr时，将这种情况评价为o。对于长期存储之前和之间的跳动中的增量ΔJit.，当ΔJit.≤2％时，将这种情况评价为o；当2％＜ΔJit.≤3％时，将这种情况评价为Δ；和当3％＜≤Jit.时，将这种情况评价为x。
表3
  样本号   记录层的B值   再现功率的上限值maxPr   长期存储后的重写性能Aow
  3-1   1   o   o
  3-2   3   o   o
  3-3   5   o   o
如表3中所示，在信息记录介质11中的用[(GeTe)0.90(LaBi)0.10]22Bi2+BTe3表示的记录层103中，其中B＝1，3和5的任何一种情况下，再现功率的上限值maxPr是0.35mW或0.35mW以上，并且长期存储后的重写性能是2％以下；从而，获得了良好的结果。
(实施例4)
对于如同图2中的信息记录介质12指示的，仅将第二中间层104放置在记录层103的第二介质层105的一侧作为中间层的情况，以及仅将第一中间层102放置在记录层103的第一介质层101的一侧作为中间层的情况，用与实施例2相同的方式，对再现功率的上限值maxPr以及长期存储后的重写性能Aow进行测量。对于信息记录介质12的第一介质层107和信息记录介质13的第二介质层108使用了(ZrO2)35(SiO2)35(Cr2O3)30层(30nm的厚度)。在本实施例中，获得了与实施例2相同的结果。
(实施例5)
在实施例5中，对于图7的信息记录介质17，针对第一信息层31和第二信息层41进行再现功率的上限值maxPr和长期存储后的重写性能Aow的测量。更具体地讲，形成第一记录层203和第二记录层303的材料彼此不同的样本。
对于用[(GeTe)x(M1M3)1-x]AM22Te3表示的第一记录层203，将Bi用作M2，并且保持A＝31，B＝0和x＝0.97，从而可以用[(GeTe)0.97(M1M3)0.03]31Bi2Te3代表对应的第一记录层203，并且将LaBi、LaTe、PrTe、TbBi、GdTe或DyBi用作M1M3。还将一个其中保持x＝1以形成(GeTe)31Bi2Te3的样本作为对比例。对于用[(GeTe)x(M1M3)1-x]AM22Te3代表的记录层303，将Sb用作M2，并且保持A＝22，B＝0和x＝0.9，从而可以用[(GeTe)09(M1M3)0.1]22Sb2Te3代表对应的第二记录层303，并且将CeBi、GdBi、NdBi、ErBi、DyBi、GdTe或DyTe用作M1M3。对于如此形成的样本，评价信息记录介质17的第一信息层31和第二信息层41中的再现功率的上限值maxPr和长期存储后的重写性能Aow。
样本使用以下的过程制造。首先，制备一个其上形成有用于引导激光束1的导槽(20nm深，0.32μm槽纹间距)的聚碳酸酯基底(120nm直径，1.1nm厚)作为基底2，并且放置在溅射设备中。然后，利用溅射法将用作第二反射层306的Ag-Pd-Cu层(80nm厚)、用作第四介质层305的(ZnS)80(SiO2)20层(22nm厚)、用作第四中间层304的(ZrO2)35(SiO2)35(Cr2O3)30层(5nm厚)、第二记录层303(11nm厚)、用作第三中间层302的(ZrO2)35(SiO2)35(Cr2O3)30层(5nm厚)、和用作第三介质层301的(ZnS)80(SiO2)20层(22nm厚)层叠在基底2的槽纹一侧。由于在第二反射层306中含有Ag合金，和由于第四介质层305中含有S，所以在第二反射层306与第四介质层305之间形成一个Ni层(5nm厚)作为中间层，并且连续地在第二反射层306上形成AlCr层(10nm厚)。根据通过矩阵法的计算严格地确定第四介质层305和第三介质层301的层厚度，以便响应405nm的波长，第二记录层303的结晶部分中的反射的光量可以大于非晶部分中的反射的光量；第二记录层303的结晶部分与非晶部分之间的反射率的变化可以更大；和第二记录层303的光吸收效率可以更大。
接下来，将紫外线固化树脂施加到第三介质层301上，并且将其上形成有导槽(20nm深，0.32μm的槽-槽间隙)的基底放置在其上以便与之紧贴，并且转动之以便形成均匀的树脂层，在树脂固化之后，分离基底。这个过程使得能够形成在第二信息层41一侧形成有用于引导激光束的导槽的光分离层32。
然后，利用溅射法，在光分离层32上连续地层叠用作透射率调节层207的TiO2层(20nm厚)、用作反射层206的Ag-Pd-Cu层(10nm厚)、用作第二介质层205的(ZnS)80(SiO2)20层(22nm厚)、用作第二中间层204的(ZrO2)56(SiO2)14(Cr2O3)30层(5nm厚)、第一记录层203(6nm厚)、用作第一中间层202的(ZrO2)56(SiO2)14(Cr2O3)30层(5nm厚)、和用作第一介质层205的(ZnS)80(SiO2)20层(40nm厚)。然后，将紫外线固化树脂施加到第一介质层201，将聚碳酸酯片(120nm直径，90μm厚)与第一介质层201紧贴，并且一起旋转以便形成透明层3。最后，以这样的顺序执行使第二记录层303的整个面积结晶的初始化过程，和使第一记录层203的整个面积结晶的初始化过程。以这种方式，制造多个其中第二记录层303和第一记录层203的材料不同的样本。
表4示出了信息记录介质17的第一记录层203和第二记录层中的M1M3的材料，在5.3m/s的线性速度下的再现功率的上限值maxPr的评价结果，和在10.6m/s的线性速度下的长期存储后的重写性能Aow的评价结果。紧接着记录过程之后使用特定的再现功率测量跳动，和在4分钟之后再次测量跳动，并且在确认了跳动的增量，ΔJit.≥0.2％的情况下，确定再现功率Pr中发生了再现光减弱；因此，当用maxPr＜0.25mW指示没有造成再现光中的减弱的再现功率的上限值maxPr时，将这种情况评价为x；当用0.25mW≤maxPr＜0.35时，将这种情况评价为Δ；当用0.35mW≤maxPr时，将这种情况评价为o。对于对长期存储后的重写性能Aow的评价，当跳动的增量ΔJit.指示ΔJit.≤2％时，将这种情况评价为o；当2％＜ΔJit.≤3％时，将这种情况评价为Δ；当3％＜ΔJit.时，将这种情况评价为x。
表4
  样本号   信息层号   每个信息层中的记录层材料M1M3   M1M3的熔点   M1M3的晶体结构   再现功率的上限值maxPr   长期存储后的重写性能Aow
  4-1   第二信息层   LaBi   1615℃   立方晶   o   o
  第一信息层   CeBi   1630℃   立方晶   o   o
  4-2   第二信息层   LaTe   1720℃   立方晶   o   o
  第一信息层   GdBi   2015℃   立方晶   o   o
  4-3   第二信息层   PrTe   1950℃   立方晶   o   o
  第一信息层   NdBi   1900℃   立方晶   o   o
  4-4   第二信息层   TbBi   2000℃   立方晶   o   o
  第一信息层   ErBi   2000℃   立方晶   o   o
  4-5   第二信息层   GdTe   1825℃   立方晶   o   o
  第一信息层   DyBi   2050℃   立方晶   o   o
  4-6   第二信息层   DyBi   2050℃   立方晶   o   o
  第一信息层   GdTe   1825℃   立方晶   o   o
  4-7   第二信息层   DyBi   2050℃   立方晶   o   o
  第一信息层   DyTe   1850℃   立方晶   o   o
表4表明，在分别使用CeBi和LaBi的样本4-1，使用GdBi和LaTe的样本4-2，使用NdBi和PrTe的样本4-3，使用ErBi和TbBi的样本4-4，DyBi和GdTe的样本4-5，使用GdTe和DyB的样本4-6，和使用DyTe和DyBi的样本4-7作为第一信息层和第二信息层的任何一个中，再现功率的上限值maxPr是0.35mW或0.35mW以上，并且长期存储后的重写性能Aow被设定到2％或2％以下。
因此，由于在实施方式5中使用的第一记录层203和第二记录层303中把再现功率的上限值maxPr设定到0.35mW或0.35mW以上，所以，就再现光而言，对应于记录标记的非晶部分保持在稳定状态。由于长期存储后的重写性能Aow被设定到2％或2％以下，所以能够提供优良的长期存储后重写性能。
如上所述，在也是具有两个记录层的信息记录介质的情况下，可以确定，通过在记录层的M1M3中，使用稀土金属作为M3＝Bi的Bi-改性化合物或M3＝Te的Te改性化合物的M1，可以获得没有再现光减弱和优良长期存储后重写性能的信息记录介质。
(实施例6)
对于其中第一中间层202、第二中间层204、和第四中间层304分别形成在第一介质层201与第一记录层203之间的界面、第一记录层203与第二介质层205之间的界面、和第二记录层303与第四介质层305之间的界面的图8中所示的信息记录介质18，执行与实施例5相同的测量。由于第三介质层307与记录层303紧贴，所以使用了(ZrO2)25(SiO2)25(Cr2O3)50层(20nm厚)。当对再现功率的上限值maxPr和长期存储后重写性能Aow执行与实施例5相同的测量时，得到相同的结果。
对于其中第一中间层202、第二中间层204、和第三中间层302分别形成在第一介质层201与第一记录层203之间的界面、第一记录层203与第二介质层205之间的界面、和第三介质层301与第二记录层303之间的界面上，用(ZrO2)25(SiO2)25(Cr2O3)50层(20nm厚)作为第四介质层308的图9中所示的信息记录介质19，执行与实施例5相同的测量，得到了与实施例5相同的结果。
(例7)
在例7中，制备了在图10的信息记录介质20中通过使N＝2，形成了第一信息层31和第二信息层36的样本，并且对它们进行有关第一记录层203的材料、再现功率的上限值maxPr、和长期存储后重写性能Aow的测量。更具体地讲，使用了与表2中所示的相同的记录层。
在以下的过程中制造样本。首先，制备形成有用于引导激光束1的导槽(40nm深，0.344μm槽纹间距)的聚碳酸酯基底(120mm的直径，0.6mm的厚度)作为基底4，并放置在溅射设备中。然后，利用溅射法在基底4的槽纹一侧连续地层叠用作第一介质层201的(ZnS)80(SiO2)20层(40nm厚)、用作第一中间层202的(ZrO2)50(SiO2)20(Cr2O3)30层(5nm厚)、第一记录层203(11nm厚)、用作第二中间层204的(ZrO2)50(SiO2)20(Cr2O3)30层(5nm厚)、用作第二介质层205的(ZnS)80(SiO2)20层(25nm厚)、用作第一反射层206的Ag-Pd-Cu层(10nm厚)、和用作透射率调节层207的TiO2层(20nm厚)。为了防止反射层206中包含的Ag与第二介质层205中包含的S相互反应，在第二介质层205上连续地层叠了用作中间层的Ni层(5nm厚)，和Al98Cr2层(10nm厚)。
接下来，制备聚碳酸酯基底(120mm的直径，0.6mm的厚度)作为封闭基底5，并且放置在溅射设备中。然后，在封闭基底5上形成第二信息层36。
接下来，将紫外线固化树脂施加到透射率调节层207上并旋转，使第二信息层36与固化树脂紧贴，以形成均匀的树脂层，并且用紫外线辐照固化树脂层，以便形成光分离层33。最后，执行初始化第一记录层203的整个面积的初始化过程。从而，形成第一记录层203的材料中M1M2不同的多个样本。
对于以这种方式得到的样本，利用与实施例1相同的方法，执行有关第一记录层203的M1M3的、信息记录介质20的第一信息层203的再现功率的上限值maxPr和长期存储后重写性能Aow的测量。
此时，在测量时，将激光束1的波长设定到405nm，将物镜54的数值孔径NA设定到0.65，将测量时的样本的线性速度设定到8.6m/s，并将最短标记长度设定到0.294μm。将信息记录在槽纹中。
结果，在用与实施例3一样的方式执行有关第一记录层203的M1M3的材料的再现功率的上限值maxPr和长期存储后重写性能Aow的测量时，在M1是由从Sc、Y、La、Ce、Pr、Nd、Sm、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Yb和Lu中选择的至少一个元素制备的情况下，可以提供防止了再现光的减弱并且长期存储后重写性能优异的信息记录介质20。
对于其中没有形成第一中间层202，而第二中间层204形成在记录层203与第二介质层205之间，并且将(ZrO2)25(SiO2)25(Cr2O3)50层(25nm厚)用作第一介质层208的图11的信息记录介质21，执行与上述试验相同的试验，从而以与实施例6相同的方式得到了第一信息层31中再现功率上限值maxPr和长期存储后重写性能Aow优异的信息记录介质21。
(实施例8)
在实施例8中，制造图14的信息记录介质60，并且确定施加电流时记录层63中的相变。
制备表面经过氮化处理的Si基底作为基底61，并且通过溅射法连续地层叠用作下电极62的具有10μm×10μm面积和0.1μm厚度的Pr，具有5μm×5μm面积和0.1μm厚度的记录层63[(GeTe)0.95(M1Bi)0.05]2Sb2Te3，其中A＝2，B＝0和x＝0.95，和用作上电极64的具有5μm×5μm面积和0.1μm厚度的Pt。然后，通过Au导线将下电极62和上电极64连接在一起，并且通过应用单元65将电信息记录/再现设备66连接到信息记录介质60。在电信息记录/再现设备66中，通过开关68将脉冲电源67连接在下电极62和上电极64之间，以便利用通过开关69连接在下电极62和上电极64之间的电阻测量设备70检测由于记录层63中相变造成的电阻值的变化。
在把Dy用作记录层63的M1的情况下，在记录层63中的非晶相的高电阻状态下，将具有2mA的幅度的电流脉冲施加在下电极62和上电极64之间，并且在把电流脉冲的脉宽增加10ns的单位的同时确定记录层63中的相变。结果，在施加具有80ns的脉宽的电流脉冲时，记录层63具有从非晶相到结晶相的相变。在记录层63中的低电阻状态下，将具有10mA的幅度的电流脉冲施加到下电极62和上电极64之间，并且在把电流脉冲的脉宽增大10ns的单位的同时确定记录层63中的相变。结果，在施加具有50ns的脉宽的电流脉冲时，记录层63具有从结晶相到非晶相的相变。紧接着记录层63从结晶相到非晶相的相变之后，将具有0.1mA的幅度和2ns的脉宽的再现电流脉冲施加在记录层63的下电极62和上电极64之间4分钟，并且检查记录层63中的相变，发现非晶相仍然保持着。
在把Sb用作M2的情况下，以及在把Te用作M3的情况下，将相同的方法用于执行试验并且获得了相同的结果。以同样的方式，在把从Sc、Y、La、Ce、Pr、Nd、Sm、Tb、Ho、Er、Yb和Lu组成的组中选择的至少一种元素用作M1的情况下，得到了相同的结果。
如上所述，即使在利用电装置发生相变的信息记录介质60中，利用稀土元素作为M1的记录层63表现出结晶温度的改进和再现电流脉冲的上限值的改进。因此，确定材料[(GeTe)0.95(M1M3)0.05]2M22Te3可以优选用作电信息记录介质。
(实施例9)
在实施例9中，制造图3中所示的信息记录介质13，并且检查信息记录介质的记录层103的材料、再现功率的上限值maxPr、和长期存储后的重写性能Aow之间的关系。更具体地讲，形成了记录层103使用不同材料的十四种样本。
对于用[(GeTe)x(M1M3)1-x]AM22+BTe3代表的记录层103，使用Bi作为M2，使用Te作为M3，并且保持A＝31，B＝2和x＝0.9，以便用[(GeTe)0.9(M1Te)0.1]31Bi4Te3代表对应的记录层103，并且使用Sc、Y、La、Ce、Pr、Nd、Sm、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Yb或Lu，即，十四种元素，作为M1。这十四种样本是利用与实施例1的样本盘相同的方法形成的，并且使用与实施例1相同的方法，评价再现功率的上限值maxPr，和长期存储后的重写性能Aow。
首先，对于样本盘2，制备形成有用于引导激光束1的导槽(20nm深，0.32nm槽纹间距)的聚碳酸酯基底(120nm直径，1.1mm厚)。制备如图17中所示的溅射靶80作为溅射靶。溅射靶80是由主要由Cu组成的封装板82(140mm直径，6mm厚)和靶81(100mm直径，6mm厚)构成的。在形成记录层103[(GeTe)x(M1M3)1-x]AM22+BTe3的层时，使用了一种通过允许靶80熔合GeTe，M1M3、M22Te3和M2而制备的溅射靶80。
如图18中所示，基底2和溅射靶80放置在溅射设备83的真空室84中，并且利用真空泵85通过排气端口86将真空室84抽真空。然后，通过气体入口87导入氩气，以便在记录层103的层形成过程中，使用直流电源作为电源88产生等离子，从而执行溅射过程，在基底2形成各层。
在基底2的具有槽纹的一侧连续地层叠用作反射层106的Ag-Pd-Cu层(80nm厚)、用作第二介质层108的(ZrO2)25(SiO2)25(Ga2O3)50层(22nm厚)、记录层103(10nm厚)、用作第一中间层102的(ZrO2)25(SiO2)25(Cr2O3)50层(5nm厚)、和用作第一介质层101的(ZnS)80(SiO2)20层(48nm厚)。最后，将紫外线固化树脂施加到第一介质层101，使聚碳酸酯片(120nm直径，90μm厚)与第一介质层101紧贴，并旋转之，以形成均匀的树脂层，并且通过紫外线辐照固化树脂层，从而形成透明层3。然后，执行利用半导体激光器初始化记录层103的初始化过程。对于如上所述制造的样本盘，形成了十四种样本，在这十四种样本中，形成记录层103的元素之一的M1是不同的。
第一介质层101和第二介质层108的厚度是根据利用矩阵法进行的计算严格地确定的。更具体地讲，这些厚度是通过利用405nm的波长，将记录层103的结晶部分中的信息记录介质11的基底反射面部分上的反射率Rc(％)设定到大约20％，并且将记录层103的非晶部分中的信息记录介质的基底反射面部分上的反射率设定到2％或2％以下而确定的。
对于如上所述制备的十四种样本盘，使用图13中所示的记录/再现设备23测量信息记录介质13的再现功率的上限值maxPr，和长期存储后的重写性能Aow。此时，激光束1的波长设定到405nm，物镜54的数值孔径NA设定到0.85，和最短标记长度设定到0.149μm。对于样本的记录和再现操作，在测量再现功率的上限值maxPr时，以4.92m/s的速度进行记录/再现操作，在测量长期存储后的重写性能Aow时，以4.92m/s的速度再现以9.84m/s速度记录的信号。信息记录在槽纹中。
对于再现功率的上限值maxPr和长期存储后的重写性能Aow的测量，执行与实施例1相同的方法。对于评价过程，用实施例1相同的方式，当用maxPr＜0.25mW指示造成再现光的减弱的再现功率的上限值maxPr时，将这种情况评价为x；当用0.25mW≤maxPr＜0.35指示时，将这种情况评价为Δ；当用0.35mW≤maxPr指示时，将这种情况评价为o。对于长期存储后的重写性能Aow，将长期存储之前和之后的跳动的增量定义为ΔJit.。当ΔJit.≤2％时，将这种情况评价为o；当2％＜ΔJit.≤3％时，将这种情况评价为Δ；当3％＜ΔJit.时，将这种情况评价为x。
表5示出了对于信息记录介质13中不同M1的记录层103的材料的再现功率的上限值maxPr的评价结果，和长期存储后的重写性能Aow的评价结果。
表5
  样本号   记录层材料[(GeTe)0.9(M1Te)0.1]31Bi4Te3   再现功率的上限值maxPr   长期存储后的重写性能Aow
  5-1   [(GeTe)0.9(ScTe)0.1]31Bi4Te3   o   o
  5-2   [(GeTe)0.9(YTe)0.1]31Bi4Te3   o   o
  5-3   [(GeTe)0.9(PrTe)0.1]31Bi4Te3   o   o
  5-4   [(GeTe)0.9(HoTe)0.1]31Bi4Te3   o   o
  5-5   [(GeTe)0.9(ErTe)0.1]31Bi4Te3   o   o
  5-6   [(GeTe)0.9(YbTe)0.1]31Bi4Te3   o   o
  5-7   [(GeTe)0.9(LuTe)0.1]31Bi4Te3   o   o
  5-8   [(GeTe)0.9(LaTe)0.1]31Bi4Te3   o   o
  5-9   [(GeTe)0.9(CeTe)0.1]31Bi4Te3   o   o
  5-10   [(GeTe)0.9(NdTe)0.1]31Bi4Te3   o   o
  5-11   [(GeTe)0.9(SmTe)0.1]31Bi4Te3   o   o
  5-12   [(GeTe)0.9(GdTe)0.1]31Bi4Te3   o   o
  5-13   [(GeTe)0.9(TbTe)0.1]31Bi4Te3   o   o
  5-14   [(GeTe)0.9(DyTe)0.1]31Bi4Te3   o   o
表5表明，在用[(GeTe)0.9(M1Te)0.1]31Bi4Te3代表的记录层103中，M1被制备为Sc、Y、La、Ce、Pr、Nd、Sm、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Yb或Lu的十四种样本5-1至5-14的任何一种中，再现功率的上限值maxPr和长期存储后重写性能Aow都获得了良好的结果。
在长期存储之前，以4.92m/s的速度再现用9.84m/s的线性速度记录的信号，以便测量长期存储之前的跳动，并且在长期存储之后用4.92m/s的线性速度再现长期存储之前记录的信号，以便测量长期存储之后的跳动；因此，将长期存储之前和之后的跳动的增量定义为ΔJit(Arc)。在这种情况下，假设用Arc指示长期存储后的再现特性，当ΔJit(Arc)＜2％时，将Arc评价为o；当2％≤ΔJit(Arc)时，将Arc评价为x。例9的所有样本5-1至5-14都满足了ΔJit(Arc)＜2％，从而得到优异的长期存储后再现特性。
特别是，在十四种M1中，有七种，即，La、Ce、Nd、Sm、Gd、Tb和Dy，是比其它M1元素低价的元素，并且通常在工业中用作磁-光信息记录介质和磁体的材料，并且是易于获得的材料；因此，这些元素优选用作M1的材料。特别是，从信息记录介质的批量生产的观点看，材料成本低和材料易于得到之类的因素是十分重要的因素，并且在M1的元素中，优选使用上述七种元素：La、Ce、Nd、Sm、Gd、Tb和Dy。
在把M1制备为Sc、Y、La、Ce、Pr、Nd、Sm、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Yb和Lu十四种元素中的任何一种时，可以制备出优异的再现功率的上限值maxPr和长期存储后重写性能Aow，特别是，在把M1制备为La、Ce、Nd、Sm、Gd、Tb和Dy七种元素中的任何一种的情况下，可以制备更优异的再现功率上限值maxPr和长期存储后重写性能Aow。
用上述相同的方式，在用把Sb用作M2的[(GeTe)0.9(M1Te)0.1]31Sb4Te3表示记录层103的情况下，当把M1制备为Sc、Y、La、Ce、Pr、Nd、Sm、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Yb和Lu中任何一种元素时，可以制备出优异的再现功率上限值maxPr和长期存储后重写性能Aow。
以相同的方式，在用把Bi用作M3的[(GeTe)0.9(M1Te)0.1]31Bi4Te3表示记录层103的情况下，当把M1制备为Sc、Y、La、Ce、Pr、Nd、Sm、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Yb和Lu中任何一种元素时，可以制备出优异的再现功率上限值maxPr和长期存储后重写性能Aow。
例如，在样本5-8中，记录层材料是[(GeTe)0.9(LaTe)0.1]31Bi4Te3，并且可以用(GeTe)27.9-(LaTe)3.1-(Bi2Te3)-Bi2指示这种材料。在样本5-1至5-7和5-9至5-14中，可以用(GeTe)-(M1Te)-(Bi2Te3)-Bi指示材料。
(实施例10)
在实施例10中，对于图19中所示的，其中将仅与记录层103的第一中间层102一侧紧贴的第一成核层111作为成核层的信息记录介质230中，检查第一成核层111的材料、信息记录介质230的再现功率的上限值maxPr、和长期存储后重写性能Aow之间的关系。
更具体地讲，与例9中使用的样本5-14的记录层104[(GeTe)0.9(DyTe)0.1]31Bi4Te3相反，本例10的记录层103用其中使用Sb作为M2，并且保持A＝60和B＝0的[(GeTe)0.9(DyTe)0.1]60Sb2Te3代表。例10的记录层103的层厚设定到比例9的层厚度薄的9nm。
对于样本，在利用与例9相同的材料和方法叠层了直到第二介质层108的各层之后，在其上连续地叠层记录层103[(GeTe)0.9(DyTe)0.1]60Sb2Te3(9nm厚)和一个用作第一成核层111的SnTe层(1nm厚)，并且利用与例9相同的材料和方法在其上形成第一中间层102和后续各层。用例9相同的方式评价这些样本，以便获得优异的再现功率的上限值maxPr和长期存储后重写性能Aow。
对于第一成核层111，使用DyTe或PbTe可以获得好的结果。对于第一成核层111，使用Bi2TeTb也能获得好的结果。
以与实施例9相同的方式，检查长期存储后再现特性。在具有在本例10中使用的记录层103[(GeTe)0.9(DyTe)0.1]60Sb2Te3(9nm厚)的信息记录介质230和240中，由于产期存储之前和之后的跳动增量ΔJit(Arc)满足ΔJit(Arc)＜2％，所以能够获得优异的长期存储之后再现特性。
对于图20中所示的、其中使第二成核层112仅与记录层103的第二介质层108一侧紧贴作为成核层的信息记录介质240，检查第二成核层112的材料、信息记录介质240的再现功率的上限值maxPr，和长期存储后重写性能Aow的关系。
更具体地讲，对于样本，在使用与例9相同的材料和方法层叠了直到第二介质层108的各层之后，在其上连续地叠层一个用作第二成核层122的SnTe层(1nm厚)和记录层103[(GeTe)0.9(DyTe)0.1]60Sb2Te3(9nm厚)，并且利用与例9相同的材料和方法在其上相继地形成第一中间层102和后续各层。用与例9相同的方式评价这些样本，以便获得优异的再现功率的上限值maxPr和长期存储后重写性能Aow。
对于第二成核层112，使用PbTe和M1M3可以获得与使用SnTe一样的，有关再现功率的上限值maxPr和长期存储后重写性能Aow的良好结果。对于M1，出于与实施例9相同的原因，优选使用La、Ce、Nd、Sm、Gd、Tb或Dy。
以这种方式，提供了优异再现功率的上限值maxPr和长期存储后重写性能Aow的所有成核材料SnTe、PbTe和M1M3都具有NaCl型的立方晶系的晶体结构。
(实施例11)
在实施例11中，制造如图3中所示的信息记录介质13，并检查信息记录介质13的记录层103的材料、再现功率的上限值maxPr和长期存储后重写性能Aow的关系。更具体地讲，记录层的组成成分彼此不同的八种样本。
对于用[(GeTe)x(M1M3)1-x]AM22+BTe3表示的记录层103，使用Dy作为M1，使用Bi作为M2，并且使用Te作为M3，以便可以用[(GeTe)x(DyTe)1-x]ABi2+BTe3代表对应的记录层103，并且制备三种在x、A和B中只有x的值不同的记录层103，两种只有A不同的记录层103，和三种只有B不同记录层103；从而，使用了总共八种记录层103。
对于这八种各自的记录层103的组成成分不同的样本，在利用与实施例9相同的材料和相同的方法叠层了直到介质层108的各层之后，层叠作为记录层103的[(GeTe)x(DyTe)1-x]ABi2+BTe3层(10nm厚)，并且接着利用与例9相同的材料和相同的方法在其上形成第一中间层102和后续层。
首先，对于记录层103[(GeTe)x(DyTe)1-x]ABi2+BTe3，将A和B设定到A＝31和B＝0，以便制备记录层[(GeTe)x(DyTe)1-x]31Bi2Te3，并且将x设定到x＝0.50，0.80和0.99，以便准备三种样本并用以下过程评价。
如例5中所述，通过(1-7)调制系统，在峰值功率Pp与偏置功率Pb之间功率调制激光束1，以便利用10次重写过程，将从标记长度0.149μm(2T)到0.596μm的随机信号记录在相同的槽纹中。通过再现功率Pr＝0.30mW再现记录的信号，以便利用时间间隔分析器测量前端之间的跳动和后端之间的跳动；从而将前端之间的跳动和后端之间的跳动的平均值定义为结果跳动。对于峰值功率Pp和偏置功率Pb的值，以4.92m/s的线性速度测量跳动。此时，对于将跳动减小到最小值的峰值功率Pp和偏置功率Pb，将此时的峰值功率Pb定义为记录灵敏度Pw，特别是，把用4.92m/s的线性速度记录样本时的记录灵敏度定义为1x记录灵敏度Pw。
对于x的值不同的三种样本，测量1x记录灵敏度Pw，并且也利用与实施例1相同的方法测量再现功率的上限值maxPr和长期存储后重写性能Aow。
对于1x记录灵敏度Pw的评价，当Pw≤5.5mW时，将这种情况评价为◎；当5.5mW＜Pw≤6.0mW时，将这种情况评价为o；当6.0mW≤Pw时，将这种情况评价为x。对于再现功率的上限值maxPr和长期存储后重写性能Aow的评价，用与实施例1相同的方式，当用maxPr＜0.25mW指示没有造成再现光减弱的再现功率的上限值maxPr时，将这种情况评价为x；当用0.25mW≤maxPr＜0.35指示时，将这种情况评价为Δ；当用0.35mW≤maxPr指示时，将这种情况评价为o；在有关长期存储后的重写性能Aow的评价中，将长期存储之前和之后的跳动中的增量定义为ΔJit。当ΔJit.≤2％时，将这种情况评价为o；当2％＜ΔJit.≤3％时，将这种情况评价为Δ；当3％＜ΔJit.时，将这种情况评价为x。
表6示出了对于信息记录介质13中每种x值不同的记录层103的材料的1x记录灵敏度的评价结果，再现功率的上限值maxPr的评价结果，和长期存储后重写性能Aow的评价结果。
                         表6
  样本号   记录层材料[(GeTe)x(DyTe)1-x]31Bi2Te3   1x记录灵敏度Pw   再现功率的上限值maxPr   长期存储后重写性能Aow
  6-1   [(GeTe)0.50(DyTe)0.50]31Bi2Te3   o   o   o
  6-2   [(GeTe)0.80(DyTe)0.20]31Bi2Te3   ◎   o   o
  6-3   [(GeTe)0.99(DyTe)0.01]31Bi2Te3   ◎   o   o
表6指出，在记录层103[(GeTe)x(DyTe)1-x]31Bi2Te3中的x值设定到x＝0.50、0.80和0.99的样本6-1至6-3中的任何一个，在对于1x记录灵敏度Pw、再现功率的上限值maxPr、和长期存储后重写性能Aow的全部评价都取得了良好的结果。特别是，x值设定到0.80和0.99的样本6-2和6-3分别具有更好的1x记录灵敏度结果。
如上所述，当记录层103[(GeTe)x(DyTe)1-x]31Bi2Te3中满足0.5≤x＜1.0时，有关1x记录灵敏度Pw、再现功率的上限值maxPr、和长期存储后重写性能Aow的评价中取得良好的结果，并且特别是，当满足0.8≤x＜1.0时，在1x记录灵敏度Pw中获得更好的结果。
因此，对于记录层103[(GeTe)x(DyTe)1-x]31Bi2Te3，优选将x设定在0.5≤x＜1.0的范围内，更好是在0.8≤x＜1.0的范围内。
例如，在样本6-2中，记录层材料是[(GeTe)0.8(DyTe)0.2]31Bi2Te3，并且可以用(GeTe)24.8-(DyTe)6.2-(Bi2Te3)指示。在样本6-1和6-3中，也可以用(GeTe)-(M1Te)-(Bi2Te3)指示。
对于记录层103[(GeTe)x(DyTe)1-x]31Bi2Te3，将x和B设定到x＝0.8和B＝0，从而制备出记录层103[(GeTe)0.8(DyTe)0.2]31Bi2Te3，并且把A的值设定到A＝22和A＝60，从而制备出具有不同A值的两种样本。对于具有不同A值的两种样本，利用例1相同的方法测量再现功率的上限值maxPr和长期存储后重写性能Aow。
对于再现功率的上限值maxPr和长期存储后重写性能Aow的评价，以与实施例1相同的方式，当用maxPr＜0.25mW指示没有造成再现光减弱的再现功率的上限值maxPr时，将这种情况评价为x；当用0.25mW≤maxPr＜0.35指示时，将这种情况评价为Δ；当用0.35mW≤maxPr指示时，将这种情况评价为o；在有关长期存储后的重写性能Aow的评价中，将长期存储之前和之后的跳动中的增量定义为ΔJit。当ΔJit.≤2％时，将这种情况评价为o；当2％＜ΔJit.≤3％时，将这种情况评价为Δ；当3％＜ΔJit.时，将这种情况评价为x。表7示出了对于信息记录介质13中A值不同的记录层103的材料的，有关再现功率的上限值maxPr的评价结果，和有关长期存储后重写性能Aow的评价结果。
表7
  样本号   记录层材料[(GeTe)0.8(DyTe)0.2]ABi2Te3   再现功率的上限值maxPr   长期存储后重写性能Aow
  7-1   [(GeTe)0.8(DyTe)0.2]22Bi2Te3   o   o
  7-2   [(GeTe)0.8(DyTe)0.2]60Bi2Te3   o   o
表7指出，记录层103[(GeTe)0.8(DyTe)0.2]ABi2Te3中A值设定到A＝31和A＝60的两个样本7-1和7-2在再现功率的上限值maxPr和长期存储后重写性能Aow的评价中全都取得了良好的结果。
因此，当在记录层103[(GeTe)0.8(DyTe)0.2]ABi2Te3中满足了22≤A＜60时，对于再现功率的上限值maxPr和长期存储后重写性能Aow的评价可以获得好的结果。
因此，在记录层103[(GeTe)x(DyTe)1-x]ABi2+BTe3中，优选将A设定在22≤A≤60的范围。
最后，对于记录层103[(GeTe)x(DyTe)1-x]ABi2+BTe3，将x和A设定到x＝0.8和A＝31，以便制备记录层103[(GeTe)0.8(DyTe)0.2]31Bi2+BTe3，并且将B的值设定到B＝0，2和5，以便制备三种样本。对于具有不同B值的三种样本，利用与实施例1相同的方法，测量再现功率的上限值maxPr和长期存储后重写性能Aow。
对于再现功率的上限值maxPr和长期存储后重写性能Aow的评价，当用maxPr＜0.25mW指示没有造成再现光减弱的再现功率的上限值maxPr时，将这种情况评价为x；当用0.25mW≤maxPr＜0.35指示时，将这种情况评价为Δ；当用0.35mW≤maxPr指示时，将这种情况评价为o；在有关长期存储后的重写性能Aow的评价中，将长期存储之前和之后的跳动中的增量定义为ΔJit。当ΔJit.≤2％时，将这种情况评价为o；当2％＜ΔJit.≤3％时，将这种情况评价为Δ；当3％＜ΔJit.时，将这种情况评价为x。
表8示出了对于信息记录介质13中B值不同的记录层103的再现功率的上限值maxPr的评价结果，和长期存储后重写性能Aow的评价结果。
表8
  样本号   记录层材料[(GeTe)0.8(DyTe)0.2]31Bi2+BTe3   再现功率的上限值maxPr   长期存储后重写性能Aow
  8-1   [(GeTe)0.8(DyTe)0.2]31Bi2Te3   o   o
  8-2   [(GeTe)0.8(DyTe)0.2]31Bi4Te3   o   o
  8-3   [(GeTe)0.8(DyTe)0.2]31Bi7Te3   o   o
表8表明，记录层103[(GeTe)0.8(DyTe)0.2]31Bi2+BTe3中B值分别设定到0、2和5的样本8-1和8-3在有关再现功率的上限值maxPr和长期存储后重写性能Aow的所有评价中都得到好的结果。
因此，当在记录层103[(GeTe)0.8(DyTe)0.2]31Bi2+BTe3中满足0≤B≤5时，在有关再现功率的上限值maxPr和长期存储后重写性能Aow的评价中获得好的结果。
因此，在记录层103[(GeTe)x(DyTe)1-x]ABi2+BTe3中，优选将B设定在0≤B≤5的范围内。
根据来自表6，7和8中的结果的系统判断，通过满足0.5≤x＜1.0，22≤A≤60和0≤B≤5的各自的范围，可以获得优异的再现功率的上限值maxPr和长期存储后重写性能Aow。特别是，优选满足0.8≤x＜1.0，以便获得优异的1x记录灵敏度Pw。
(实施例12)
在实施例12中，利用与实施例11相同的材料和层厚度执行与例11相同的制造行法以制造信息记录介质13，只是记录层103的组成成分与例11的不同。检查有关信息记录介质13的长期存储后重写性能Aow。
更具体地讲，将其中使用Tb作为M1并且保持x＝0.8，A＝2和B＝0的记录层103[(GeTe)0.8(TbTe)0.2]2Bi2Te3用作记录层103。
在本例中，当测量长期存储后重写性能时，用4.92m/s的线性速度再现以39.4m/s的线性速度记录的信号，以便测量跳动。
当对具有记录层103[(GeTe)0.8(TbTe)0.2]2Bi2Te3的信息记录介质13执行长期存储后重写性能Aow的评价时，ΔJit.≤2％代表了长期存储之前和之后的跳动的增量ΔJit.，这是好的结果。
因此，本实施例表明，对于具有记录层103[(GeTe)0.8(TbTe)0.2]2Bi2Te3的信息记录介质13，当用39.4m/s的线性速度执行记录过程并且以4.92m/s的线性速度执行再现过程时，在长期存储后重写性能Aow获得良好结果。
结果，本实施例表明，在记录层103[(GeTe)0.8(TbTe)0.2]2Bi2Te3中，当满足A＝2时，获得了优异的长期存储后重写性能Aow。根据本例的结果和例11的结果的组合，发现在满足了0.5≤x＜1.0，2≤A≤60和0≤B≤5的对应范围的情况下，可以获得优异的长期存储后重写特性Aow。
(实施例13)
在实施例13中，对于两种具有不同记录层组成成分的样本，分析记录层103的组成成分。更具体地讲，对于使用La作为M1并且保持A＝60和B＝0记录层103[(GeTe)x(LaTe)1-x]60Bi2Te3，将x设定到x＝0.80和0.99以便制备表9中所示的两种样本。记录层103[(GeTe)x(M1M3)1-x]AM22+BTe3也可以用GexAM1(1-x)AM22+BM3(1-x)ATexA+3表示。因此，在表9中也一同示出了在用GeaLabBicTebTe100-a-2b-c，即，GeaLabBicTe100-a-b-c，指示组成成分的情况下计算结果。
表9
  样本号   记录层103[(GeTe)x(LaTe)1-x]60Bi2Te3   记录层103GeaLabBicTe100-a-b-c[mol％]
  9-1   [(GeTe)0.80(LaTe)0.20]60Bi2Te3   Ge37.8La9.5Bi3.2Te49.5
  9-2   [(GeTe)0.99(LaTe)0.01]60Bi2Te3   Ge47.5La0.5Bi1.6Te50.4
将覆盖玻璃片(18mm×18mm×0.1mm)粘结到基底2，并且在利用图18的溅射设备83形成300nm厚的[(GeTe)x(LaTe)1-x]60Bi2Te3作为记录103之后，把形成有记录层103的覆盖玻璃片从基底2上取下，以便将覆盖玻璃片用作组成成分分析样本。
对于样本9-1和样本9-2，通过ICP光发射光谱分析来分析对应的元素的组成，并且在表10中示出了分析的结果。
表10
  样本号          记录层103的组成成分分析结果   记录层103GeaLabBicTe100-a-b-c[mol％]
  Ge   La   Bi   Te
  9-1   38.0   9.5   3.0   49.5   Ge38.0La9.5Bi3.0Te49.5
  9-2   47.6   0.5   1.7   50.2   Ge47.6La0.5Bi1.7Te50.2
如图表10中所示，根据ICP光发射光谱分析的组成成分分析，检测了构成记录层103的对应元素的组成。因此，例如，在样本9-1的情况下，成分分析给出了38.0mol％的Ge，9.5mol％的La，3.0mol％的Bi，和49.5mol％的Te，从而将样本9-1的记录层103表示为Ge38.0La9.5Bi3.0Te49.5。以同样的方式，将样本9-2的记录层103表示为Ge47.6La0.5Bi1.7Te50.2。
如实施例11和12中所示，当满足了0.5≤x＜1.0，2≤A≤60和0≤B≤5的对应范围时，记录层[(GeTe)x(M1M3)1-x ]AM22+BTe3提供了优异的长期存储后重写性能Aow。记录层103[(GeTe)x(M1M3)1-x ]AM22+BTe3也可以表示为GexAM1(1-x)AM22+BM3(1-x)ATexA+3。因此，在把组成成分表示为GeaM1bM2cM3bTe100-a-2b-c的情况下，计算出满足0.5≤x＜1.0，2≤A≤60和0≤B≤5的对应范围的a，b和c的条件是满足7＜a＜48，0＜b≤24，1＜c≤50和25＜100-a-2b-c＜56，同时还要满足b≤a。在将组成成分表示为GeaM1bM2cM3bTe100-a-2b-c的情况下，下标符号基于成分分析的结果；因此，当考虑到成分分析中的误差时，需要满足5＜a＜50，0＜b≤26，0＜c≤52和42＜a+2b+c＜77的对应范围。
当一同考虑实施例13的结果和实施例11的结果时，当满足了11＜a＜48和0＜b≤10的对应范围时，可以获得优异的再现功率的上限值maxPr和长期存储后重写性能Aow。当考虑到成分分析中的误差时，在满足了9＜a＜50和0＜b≤12的以后，可以获得更为优异的1x记录灵敏度Pw。
(实施例14)
实施例14涉及有关DVD-RAM模式的试验。制备图21中所示的信息记录介质220，并且利用记录/再现设备23执行记录/再现操作的评价和可靠性的评价。对于信息记录介质220，制备了具有不同的记录层103的M1材料的七种介质。为了比较，也制备了不包含M1的记录层103的介质220。在从16X-速度至5X-速度的范围中执行有关记录/再现操作的评价和可靠性评价。
以下的说明要详细地讨论过程的内容。
首先，说明信息记录介质220的制造方法。制备形成有导槽(50nm深，0.165μm槽纹间距)的聚碳酸酯基底(120nm直径，0.6mm厚)作为基底222，并且放置到溅射设备中。在基底222的具有导槽的一侧表面上层叠作为第一介质层101的(ZnS)80(SiO2)20(mol％)层(138nm厚)，作为第一中间层102的(ZrO2)25(SiO2)25(Cr2O3)50层(5nm厚)，和记录层103(9nm厚)。用[(GeTe)x(M1M3)1-x]AM22+BTe3代表记录层103，其中x＝0.95，A＝8和B＝0，并且将Te用作M3，和把Bi用作M2；因此，可以使用[(GeTe)0.95(M1Te)0.05]8Bi2Te3代表材料。七种信息记录介质220具有对应的记录层103，每种记录层103具有的M1是La，Ce，Nd，Sm，Gd，Tb或Dy。接下来，在记录层103上连续地形成用作第二中间层104的(ZrO2)25(SiO2)25(Cr2O3)50(mol％)层(2nm厚)，用作第二介质层105的(ZnS)80(SiO2)20(mol％)层(40nm厚)，用作光吸收率调节层227的Si2Cr层(30nm厚)，和用作反射层106的Ag合金层(80nm厚)。
以下说明对应层的溅射条件。第一介质层101和第二介质层105中的每一个是利用高频电源，在400W的输出下，在0.13Pa的压力下的Ar与3％的O2的混合气体的气氛中，溅射具有100mm的直径和6mm厚度，由(ZnS)80(SiO2)20(mol％)制造的溅射靶而形成的。第一中间层102和第二中间层104中的每一个是利用高频电源，在500W的输出下，在0.13Pa的压力下的Ar气气氛中，溅射具有100mm的直径和6mm厚度的，由(ZrO2)25(SiO2)25(Cr2O3)50(mol％)制造的溅射靶而形成的。记录层103是利用高频电源，在100W的输出下，在0.13Pa的压力的Ar气与3％的N2的混合气体气氛中，溅射具有100mm直径和6mm厚度的含有Ge、Te、M1和Bi的溅射靶，而形成为[(GeTe)0.95(M1Te)0.05]8Bi2Te3层。在这种情况下，使用了每个具有La、Ce、Nd、Sm、Gd、Tb和Dy中的任何一个的七种溅射靶。在形成记录层103时，由于溅射靶的组成成分与通过靶形成的层的组成成分不需要相互一致，所以，需要调节溅射靶的组成成分，以便准备一种预定的层组成成分。光吸收率调节层227是利用高频电源，在300W的输出下，在0.27Pa压力的Ar气气氛中，溅射具有100mm直径和6mm厚度的含有Si和Cr的溅射靶而形成的。反射层106是利用高频电源，在200W的输出下，在0.4Pa的压力的Ar气气氛中，溅射具有100mm直径和6mm厚度的Ag-合金溅射靶而形成的。
接下来，说明记录/再现操作的评价方法。使用了例8中说明的记录/再现设备23。旋转信息记录介质的线性速度设定在从大约65.6m/s(16X-速度)到大约20.5m/s(5X-速度)的范围。在测量跳动值以便发现以后要说明的平均跳动值时，使用了时间间隔分析器。首先，通过下面的过程设定峰值功率(Pp)和偏置功率(Pb)，以便确定测量跳动值的条件。利用上述记录/再现设备23，将激光束1导向信息记录介质220，同时在高功率电平Pb(mW)与低功率电平Pb(mW)之间功率调制其功率，以便将从标记长度0.42μm(3T)到1.96μm(14T)范围的随机信号记录在记录层103的同一槽纹表面中十次(通过槽纹记录系统)。测量前端之间的跳动和后端之间的跳动，和发现这些跳动的平均跳动值。在偏置功率固定到预定值而改变峰值功率的每个条件下，逐渐地增大峰值功率，以便将随机信号中平均跳动值达到13％的峰值功率的1.3倍的功率临时确定为Pp1。接下来，在峰值功率固定到Pp1时改变偏置功率的每种记录条件下，测量平均跳动值，并且把随机信号的平均跳动值成为13％以下时得到偏置功率的上限值和下限值的平均值设定到Pb。在偏置功率固定到Pb时改变峰值功率的每种记录条件下，测量平均跳动值，并且逐渐地增大峰值功率，以便将随机信号中的平均跳动值达到13％的峰值功率1.3倍的功率设定到Pp。Pp和Pb每个的设定是在16X-速度以及5X-速度下，在槽纹记录操作和槽纹间平面记录操作中进行的。当在如此确定的Pp和Pb条件下执行记录操作时，例如，在10次的重复记录操作中，在16X-速度以及5X-速度下得到8至9％的平均跳动值。当考虑到系统的激光器功率上限值时，即使16X-速度下也要优选满足Pp≤30mW和Pb≤13mW。
接下来，说明可靠性评价。进行可靠性评价，以便检查是否在高温条件下也能保持记录的信号，或是否即使在高温条件下也能也能重写记录的信号。在评价时，使用例8中说明的记录/再现设备23。最初，在上述七种信息记录介质220上，利用上述Pp和Pb功率，在16X-速度和5X-速度的条件下，将随机信号记录在槽纹轨迹中或槽纹间平面上，并测量跳动值。将这些介质放置在90℃的温度和20％的相对湿度的湿热环境中100小时，然后取出。对于取出的介质，再现记录的信号，以便测量推动(记录保持特性)。使记录的信号遭受覆盖写操作，以便测量跳动(重写保持特性)。通过将存储到湿热环境之前的跳动值与存储到湿热环境之后的跳动值，评价可靠性。当跳动值增大时，可靠性降低。在低X-速度下记录保持特性会减弱，而在高X-速度下重写保持特性会减弱。因此，在本例中，评价槽纹中和槽纹间平面上的5X-速度的记录保持特性和16X-速度的重写保持特性。
表中示出了记录/再现操作的评价和可靠性评价的结果。表11中示出了有关16X-速度的结果，表12中示出了有关5X-速度的结果。在表中，Pp和Pb的单位是mW，并且，对于记录保持特性和重写保持特性，当跳动值的增加是2％或2％以下时，将这种情况评价为o；当大于2％并小于3％或3％时，将这种情况评价为Δ；当大于等于3％或小于等于10％时，将这种情况评价为x；并且当其为10％或10％以上时，将这种情况评价为xx。
表11
  介质号   记录层103的组成成分[(GeTe)0.95(M1Te)0.05]8Bi2Te3         16x-速度的槽纹记录      16x-速度的槽纹间平面记录
  Pp   Pb   重写保持特性   Pp   Pb   重写保持特性
  10-1   [(GeTe)0.95(LaTe)0.05]8Bi2Te3   25.0   10.0   o   25.3   10.2   o
  10-2   [(GeTe)0.95(CeTe)0.05]8Bi2Te3   25.0   10.0   o   25.3   10.2   o
  10-3   [(GeTe)0.95(NdTe)0.05]8Bi2Te3   26.0   10.5   o   26.4   10.8   o
  10-4   [(GeTe)0.95(SmTe)0.05]8Bi2Te3   25.5   10.3   o   25.8   10.5   o
  10-5   [(GeTe)0.95(GdTe)0.05]8Bi2Te3   24.0   9.5   o   24.5   9.8   o
  10-6   [(GeTe)0.95(TbTe)0.05]8Bi2Te3   24.5   9.8   o   24.8   10.1   o
  10-7   [(GeTe)0.95(DyTe)0.05]8Bi2Te3   25.0   10.0   o   25.3   10.2   o
  对比例   (GeTe)8Bi2Te3   26.0   8.5   o   26.3   10.7   o
表12
  介质号   记录层103的组成成分[(GeTe)0.95(M1Te)0.05]8Bi2Te3          5x-速度的槽纹记录      5x-速度的槽纹间平面记录
  Pp   Pb   重写保持特性   Pp   Pb   重写保持特性
  10-1   [(GeTe)0.95(LaTe)0.05]8Bi2Te3   15.0   5.8   o   15.2   5.9   o
  10-2   [(GeTe)0.95(CeTe)0.05]8Bi2Te3   15.0   5.7   o   15.2   5.8   o
  10-3   [(GeTe)0.95(NdTe)0.05]8Bi2Te3   16.0   6.2   o   16.3   6.4   o
  10-4   [(GeTe)0.95(SmTe)0.05]8Bi2Te3   15.5   6.0   o   15.7   6.2   o
  10-5   [(GeTe)0.95(GdTe)0.05]8Bi2Te3   14.5   5.5   o   14.7   5.7   o
  106   [(GeTe)0.95(TbTe)0.05]8Bi2Te3   14.7   5.6   o   14.9   5.7   o
  10-7   [(GeTe)0.95(DyTe)0.05]8Bi2Te3   15.2   5.9   o   15.4   6.1   o
  对比例   (GeTe)8Bi2Te3   17.0   5.5   xx   17.2   5.7   xx
如表11中所示，对于在16X-速度的重写保持特性，在介质号10-1至10-7以及对比例中都获得了希望的结果。
如表12中所示，对于在5X-速度的记录保持特性，在介质10-1至10-7都获得了希望的结果。但是，当使用不含M1的对比例的记录层103时，在5X-速度的记录保持特性中观察到10％以上的跳动增量。通过使用含有M1的[(GeTe)x(M1M3)1-x]AM22+BTe3材料，得到了5X-速度的优异记录保持特性和16X-速度的重写保持特性。
本发明的效果
本发明提供了具有高密度和高传输率的信息记录介质，其中记录层具有高的结晶温度，优异的记录标记对于再现光的热稳定性，并且不易由于再现光而减弱。
本发明的信息记录介质的制造方法能够容易地生产本发明的信息记录介质。

Claims (31)

1.一种信息记录介质，包括：
能够利用光学装置或电装置在结晶相与非晶相之间可逆地相变的记录层；
其中记录层至少包括Ge、Te、M1(M1是从Sc、Y、La、Ce、Pr、Nd、Sm、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Yb和Lu组成的组中选择的至少一种元素)、M2(M2是从Sb和Bi组成的组中选择的至少一种元素)和M3(M3是从Te和Bi组成的组中选择的至少一种元素)。
2.根据权利要求1所述的信息记录介质，其中记录层至少包括GeTe，M22Te3和M1M3(M1M3是一种含有实际上相等比率的M1和M3的化合物)，并且用GeTe-M1M3-M22Te3表示。
3.根据权利要求1所述的信息记录介质，其中记录层是由从GeTe-M1Te-Sb2Te3，GeTe-M1Bi-Sb2Te3，GeTe-M1Te-Bi2Te3和GeTe-M1Bi-Bi2Te3组成的组中选择的至少一种材料形成的。
4.根据权利要求1所述的信息记录介质，其中M1是从La，Ce，Nd，Sm，Gd，Tb和Dy组成的组中选择的至少一种元素。
5.根据权利要求1所述的信息记录介质，其中，对于记录层，用M1M3取代GeTe的一部分，并且用(GeTe-M1M3)-M22Te3表示。
6.根据权利要求2所述的信息记录介质，其中记录层进一步包括M2，并且用GeTe-M1M3-M22Te3-M2表示。
7.根据权利要求1所述的信息记录介质，其中用组成公式GeaM1bM2cM3bTe100-a-2b-c表示记录层，并且满足关系：5＜a＜50，0＜b≤26，0＜c≤52，b≤a和42＜a+2b+c＜77(其中a，b和c指示原子％)。
8.根据权利要求5所述的信息记录介质，其中用[(GeTe)x(M1M3)1-x]AM22+BTe3表示记录层，并且满足关系：5≤A≤60，0≤B≤5和0.5≤x＜1。
9.根据权利要求8所述的信息记录介质，其中用从[(GeTe)x(M1Te)1-x]ASb2+BTe3，[(GeTe)x(M1Bi)1-x]ASb2+BTe3，[(GeTe)x(M1Te)1-x]ABi2+BTe3和[(GeTe)x(M1Bi)1-x]ABi2+BTe3组成的组中选择的至少一个组成公式表示记录层。
10.根据权利要求7所述的信息记录介质，其中记录层满足9＜a＜50和0＜b≤12两个范围。
11.根据权利要求8所述的信息记录介质，其中x值满足0.8≤x＜1。
12.根据权利要求1所述的信息记录介质，其中至少一个反射层、一个第二介质层、所述记录层和一个第一介质层以所提到的顺序形成在基底上。
13.根据权利要求1所述的信息记录介质，其中至少一个第一介质层、所述记录层、一个第二介质层和一个反射层以所提到的顺序形成在基底上。
14.根据权利要求12或13所述的信息记录介质，其中至少在所述记录层与第二介质层之间或在第一介质层与所述记录层之间形成有一个中间层。
15.根据权利要求1所述的信息记录介质，其中通过一个界面紧贴所述记录层形成一个成核层。
16.根据权利要求15所述的信息记录介质，其中成核层具有立方晶系的晶体结构。
17.根据权利要求16所述的信息记录介质，其中成核层包括从M1M3(M1M3是含有实际上相等比率的M1和M3的化合物)，SnTe和PbTe组成的组中选择的至少一种材料。
18.根据权利要求17所述的信息记录介质，其中形成成核层的材料的M1M3包含从LaTe，CeTe，NdTe，SmTe，GdTe，TbTe，DyTe，LaBi，CeBi，NdBi，SmBi，GdBi，TbBi，和DyBi组成的组中选择的至少一个。
19.根据权利要求1所述的信息记录介质，包括至少两个记录层。
20.一种制造信息记录介质的方法，包括：
至少一个用于形成可以相变的记录层的步骤，
其中形成所述记录层的步骤使用至少包括Ge，Te，M1(M1是从Sc、Y、La、Ce、Pr、Nd、Sm、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Yb和Lu组成的组中选择的至少一种元素)、M2(M2是从Sb和Bi组成的组中选择的至少一种元素)和M3(M3是从Te和Bi组成的组中选择的至少一种元素)的溅射靶。
21.根据权利要求20所述的制造信息记录介质的方法，其中溅射靶至少包括GeTe，M22Te3和M1M3(M1M3是一种含有实际上相等比率的M1和M3的化合物)。
22.根据权利要求21所述的制造信息记录介质的方法，其中溅射靶进一步包括M2，并且用GeTe-M1M3-M22Te3-M2表示。
23.根据权利要求20所述的制造信息记录介质的方法，其中利用溅射靶形成记录层，所述记录层满足关系：5＜a＜50，0＜b≤26，0＜c≤52，b≤a和42＜a+2b+c＜77，其中a代表Ge原子％，b代表M1原子％，c代表M2原子％，b代表M3原子％，和100-a-2b-c代表Te原子％。
24.根据权利要求21所述的制造信息记录介质的方法，其中利用溅射靶形成记录层，所述记录层用[(GeTe)x(M1M3)1-x]AM22+BTe3表示，并且满足关系：2≤A≤60，0≤B≤5和0.5≤x＜1。
25.根据权利要求24所述的制造信息记录介质的方法，其中利用溅射靶形成记录层，所述记录层用从[(GeTe)x(M1Te)1-x]ASb2+BTe3，[(GeTe)x(M1Bi)1-x]ASb2+BTe3，[(GeTe)x(M1Te)1-x]ABi2+BTe3和[(GeTe)x(M1Bi)1-x]ABi2+BTe3组成的组中选择的至少一个组成公式表示。
26.根据权利要求20所述的制造信息记录介质的方法，至少包括步骤：
在基底上以所提到的顺序形成反射层，第二介质层，所述记录层，和第一介质层。
27.根据权利要求20所述的制造信息记录介质的方法，至少包括步骤：
在基底上以所提到的顺序形成第一介质层，所述记录层，第二介质层，和反射层。
28.根据权利要求26或27所述的制造信息记录介质的方法，其中在记录层的层形成过程与第二介质层的层形成过程之间，或在第一介质层的层形成过程与记录层的层形成过程之间插入形成中间层的步骤。
29.根据权利要求20所述的制造信息记录介质的方法，其中将形成成核层的步骤作为记录层的层形成过程的预处理过程或后处理过程，并且在形成成核层的步骤中，形成包括从M1M3(M1M3是含有实际上相等比率的M1和M3的化合物)，SnTe和PbTe组成的组中选择的至少一种材料的成核层。
30.根据权利要求20所述的制造信息记录介质的方法，其中准备至少两个形成所述记录层的步骤。
31.根据权利要求20所述的制造信息记录介质的方法，其中形成记录层的步骤使用氩气或氪气，或使用含有至少氩气和氪气中的一种与氮气和氧气中的一种的混合气体。
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PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C02 Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001)
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

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