JP2004310992A - 情報記録媒体とその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 結晶相と非晶質相との間で可逆的な相変化を起こす第1記録層104と第2記録層204を少なくとも備えた情報記録媒体22において、第1記録層104がGe、Te、Biの3元素を含み、第2記録層204がSbとM1(但し、M1はV、Mn、Ga、Ge、Se、Ag、In、Sn、Te、Pb、Bi及びAuから選ばれる少なくとも一つの元素)を含む。
【選択図】 図2
Description
角田義人他「光ディスクストレージの基礎と応用」電気情報通信学会編、1995年、第2章 菊池誠監修「アモルファス半導体の基礎」オーム社、1982年、第8章 久保田広著「波動光学」岩波書店、1971年、第3章 N. Yamada et al., Japanese Journal of Applied Physics, Vol.37(1998),pp.2104-2110
実施形態1では、本発明の情報記録媒体の一例を説明する。実施形態1の情報記録媒体15の一部断面図を図1に示す。情報記録媒体15は、片面からのレーザビーム11の照射によって情報の記録再生が可能な多層光学的情報記録媒体である。
第1の情報層16は、レーザビーム11の入射側から順に配置された第1入射側誘電体層102、第1入射側界面層103、第1記録層104、第1反入射側界面層105、第1反射層108、及び透過率調整層109を備える。
まず、基板14(厚さが例えば1.1mm)上に(N−1)層の情報層を光学分離層を介して順次積層する。情報層は、単層膜、または多層膜からなり、それらの各層は、成膜装置内で材料となるスパッタリングターゲットを順次スパッタリングすることによって形成できる。また、光学分離層は、光硬化性樹脂(特に紫外線硬化性樹脂)または遅効性樹脂を情報層上に塗布して、その後基板14を回転させて樹脂を均一に延ばし(スピンコート)、樹脂を硬化させることによって形成できる。なお、光学分離層がレーザビーム11の案内溝を備える場合には、溝が形成された基板(型)を硬化前の樹脂に密着させたのち、基板14とかぶせた型を回転させてスピンコートし、樹脂を硬化させた後、基板(型)をはがすことによって案内溝を形成できる。
以上のようにして、情報記録媒体15を製造できる。
実施形態2では、実施形態1における本発明の多層光学的情報記録媒体において、N=2、すなわち2組の情報層によって構成された情報記録媒体の一例を説明する。実施形態2の情報記録媒体22の一部断面図を図2に示す。情報記録媒体22は、片面からのレーザビーム11の照射によって情報の記録再生が可能な2層光学的情報記録媒体である。
第2の情報層23は、レーザビーム11の入射側から順に配置された第2入射側誘電体層202、第2入射側界面層203、第2記録層204、第2反入射側界面層205、第2反入射側誘電体層206、及び第2反射層208を備える。第2の情報層23は、透明層13、第1の情報層16、及び光学分離層17を透過したレーザビーム11によって記録再生が行われる。
まず、第2の情報層23を形成する。具体的には、まず、基板14(厚さが例えば1.1mm)を用意し、成膜装置内に配置する。
続いて、第2の情報層23の第2入射側誘電体層202上に光学分離層17を形成する。光学分離層17は、光硬化性樹脂(特に紫外線硬化性樹脂)または遅効性樹脂を第2入射側誘電体層202上に塗布してスピンコートしたのち、樹脂を硬化させることによって形成できる。なお、光学分離層17がレーザビーム11の案内溝を備える場合には、溝が形成された基板(型)を硬化前の樹脂に密着させたのち、樹脂を硬化させ、その後、基板(型)をはがすことによって案内溝を形成できる。
以上のようにして、情報記録媒体22を製造できる。
実施形態3では、本発明の情報記録媒体の一例を説明する。実施形態3の情報記録媒体27の一部断面図を図3に示す。情報記録媒体27は、実施形態1の情報記録媒体15と同様、片面からのレーザビーム11の照射によって情報の記録再生が可能な多層光学的情報記録媒体である。
情報記録媒体27は、以下に説明する方法によって製造できる。
以上のようにして、情報記録媒体27を製造できる。
実施形態4では、実施形態3における本発明の多層光学的情報記録媒体において、N=2、すなわち2組の情報層によって構成された情報記録媒体の一例を説明する。実施形態4の情報記録媒体29の一部断面図を図4に示す。情報記録媒体29は、実施形態2の情報記録媒体22と同様、片面からのレーザビーム11の照射によって情報の記録再生が可能な2層光学的情報記録媒体である。
まず、基板24(厚さが例えば0.6mm)上に、第1の情報層16を形成する。このとき、基板24にレーザビーム11を導くための案内溝が形成されている場合には、案内溝が形成された側に第1の情報層16を形成する。具体的には、基板24を成膜装置内に配置し、第1入射側誘電体層102、第1入射側界面層103、第1記録層104、第1反入射側界面層105、第1反射層108、透過率調整層109を順次積層する。各層の成膜方法は、実施形態1と同様である。
以上のようにして、情報記録媒体29を製造できる。
実施形態5では、実施形態1、2、3、及び4で説明した本発明の情報記録媒体の記録再生方法について説明する。
実施形態6では、本発明の情報記録媒体の一例を説明する。実施形態6の電気的情報記録媒体41の一構成例を図6に示す。電気的情報記録媒体41は、電流の印加によって情報の記録再生が可能な情報記録媒体である。
2 入射側誘電体層
3 入射側界面層
4 記録層
5 反入射側界面層
6 反入射側誘電体層
7 光吸収補正層
8 反射層
9,25 接着層
10 ダミー基板
11 レーザビーム
12,15,22,27,29,34 情報記録媒体
13 透明層
16 第1の情報層
17,19,20 光学分離層
18,21 情報層
23 第2の情報層
30 スピンドルモータ
31 対物レンズ
32 半導体レーザ
33 光学ヘッド
35 記録再生装置
37 下部電極
38,104 第1記録層
39,204 第2記録層
40 上部電極
41,48 電気的情報記録媒体
42 印加部
43,56 抵抗測定器
44,46 スイッチ
45,55 パルス電源
47 電気的情報記録再生装置
49 ワード線
50 ビット線
51 メモリセル
52 アドレス指定回路
53 記憶装置
54 外部回路
102 第1入射側誘電体層
103 第1入射側界面層
105 第1反入射側界面層
108 第1反射層
109 透過率調整層
202 第2入射側誘電体層
203 第2入射側界面層
205 第2反入射側界面層
206 第2反入射側誘電体層
207,407 界面層
208 第2反射層
209 第2透過率調整層
302 第3入射側誘電体層
303 第3入射側界面層
304 第3記録層
305 第3入射側界面層
308 第3反射層
309 第3透過率調整層
402 第4入射側誘電体層
403 第4入射側界面層
404 第4記録層
405 第4反入射側界面層
406 第4反入射側誘電体層
408 第4反射層
501,502,503,504,505,508,509 記録波形
506,507 消去波形
Claims (44)
- 少なくとも二つの情報層を備えた情報記録媒体において、
光学的手段もしくは電気的手段によって結晶相と非晶質相との間で可逆的な相変化を起こす第1記録層を含む第1の情報層と、
光学的手段もしくは電気的手段によって結晶相と非晶質相との間で可逆的な相変化を起こす第2記録層を含む第2の情報層を少なくとも備え、
前記第1記録層がGe、Te、Biの3元素を含み、
前記第2記録層がSbとM1(但し、M1はV、Mn、Ga、Ge、Se、Ag、In、Sn、Te、Pb、Bi及びAuから選ばれる少なくとも一つの元素)を含むことを特徴とする情報記録媒体。 - 第1記録層が、さらにSbを含むことを特徴とする請求項1に記載の情報記録媒体。
- 第1記録層が、さらにSnを含むことを特徴とする請求項1または2に記載の情報記録媒体。
- 第1記録層が、Biを1.0原子%以上含むことを特徴とする請求項1から3のいずれか一項に記載の情報記録媒体。
- 第1記録層が、組成式
GeaBibTe3+a
(但し、0<a≦60、1.5≦b≦7)
で表される請求項1に記載の情報記録媒体。 - 第1記録層が、組成式
(Ge−M2)aBibTe3+a
(但し、M2はSn及びPbから選ばれる少なくとも一つの元素であり、0<a≦60、1.5≦b≦7)
で表される請求項1に記載の情報記録媒体。 - 第1記録層が、組成式
Gea(Bi−Sb)bTe3+a
(但し、0<a≦60、1.5≦b≦7)
で表される請求項2に記載の情報記録媒体。 - 第1記録層が、組成式
(Ge−M2)a(Bi−Sb)bTe3+a
(但し、M2はSn及びPbから選ばれる少なくとも一つの元素であり、0<a≦60、1.5≦b≦7)
で表される請求項2に記載の情報記録媒体。 - 少なくとも二つの情報層を備えた情報記録媒体において、
光学的手段もしくは電気的手段によって結晶相と非晶質相との間で可逆的な相変化を起こす第1記録層を含む第1の情報層と、
光学的手段もしくは電気的手段によって結晶相と非晶質相との間で可逆的な相変化を起こす第2記録層を含む第2の情報層を少なくとも備え、
前記第1記録層がGe、Te、Sbの3元素を含み、
前記第2記録層がSbとM1(但し、M1はV、Mn、Ga、Ge、Se、Ag、In、Sn、Te、Pb、Bi及びAuから選ばれる少なくとも一つの元素)を含むことを特徴とする情報記録媒体。 - 第1記録層が、組成式
GeaSbbTe3+a
(但し、0<a≦60、1.5≦b≦7)
で表される請求項9に記載の情報記録媒体。 - 第1記録層が、組成式
(Ge−M2)aSbbTe3+a
(但し、M2はSn及びPbから選ばれる少なくとも一つの元素であり、0<a≦60、1.5≦b≦7)
で表される請求項9に記載の情報記録媒体。 - 第2記録層が、組成式
SbxM1100-x(但し、50≦x≦95(原子%))
で表されることを特徴とする請求項1から11のいずれか一項に記載の情報記録媒体。 - 第2記録層が、組成式
SbyM1100-y(但し、0<y≦20(原子%))
で表されることを特徴とする請求項1から11のいずれか一項に記載の情報記録媒体。 - 第2記録層が、組成式
Gea(Bi−Sb)bTe3+a
(但し、0<a≦60、1.5≦b≦7)
で表される請求項1から11のいずれか一項に記載の情報記録媒体。 - 第2記録層が、組成式
(Ge−M2)a(Bi−Sb)bTe3+a
(但し、M2はSn及びPbから選ばれる少なくとも一つの元素であり、0<a≦60、1.5≦b≦7)
で表される請求項1から11のいずれか一項に記載の情報記録媒体。 - 少なくとも二つの情報層を備えた情報記録媒体において、
光学的手段もしくは電気的手段によって結晶相と非晶質相との間で可逆的な相変化を起こす第1記録層を含む第1の情報層と、
光学的手段もしくは電気的手段によって結晶相と非晶質相との間で可逆的な相変化を起こす第2記録層を含む第2の情報層を少なくとも備え、
前記第1記録層及び前記第2記録層が、ともにGe、Te、Biの3元素を含むことを特徴とする情報記録媒体。 - 第1記録層または第2記録層の少なくともいずれか一つが、Biを1.0原子%以上含むことを特徴とする請求項16に記載の情報記録媒体。
- 第1記録層または第2記録層の少なくともいずれか一つが、組成式
GeaBibTe3+a
(但し、0<a≦60、1.5≦b≦7)
で表される請求項16に記載の情報記録媒体。 - 第1記録層または第2記録層の少なくともいずれか一つが、組成式
(Ge−M2)aBibTe3+a
(但し、M2はSn及びPbから選ばれる少なくとも一つの元素であり、0<a≦60、1.5≦b≦7)
で表される請求項16に記載の情報記録媒体。 - 第1記録層または第2記録層の少なくともいずれか一つの表面に接して設けられる界面層をさらに備え、
前記界面層が、Ga2O3、SnO2、ZrO2、HfO2、Nb2O5、Ta2O5、SiO2、Cr2O3、Al2O3、TiO2、ZnO、Zr−N、Hf−N、Nb−N、Ta−N、Si−N、Cr−N、Ge−N、Al−N、Ge−Si−N、Ge−Cr−N、YF3、LaF3、CeF3、GdF3、DyF3、ErF3、YbF3、C及びZnSから選ばれる少なくとも一つを含む請求項1から19のいずれか一項に記載の情報記録媒体。 - 第1の情報層が、少なくとも第1入射側誘電体層、第1入射側界面層、第1記録層、第1反入射側界面層、第1反射層、透過率調整層をこの順に備えることを特徴とする請求項1から20のいずれか一項に記載の情報記録媒体。
- 第2の情報層が、少なくとも第2入射側誘電体層、第2入射側界面層、第2記録層、第2反入射側界面層、第2反入射側誘電体層、第2反射層をこの順に備えることを特徴とする請求項1から21のいずれか一項に記載の情報記録媒体。
- 第1情報層が、第2情報層に対して光学的手段側に配置される層である、請求項1から22のいずれか一項に記載の情報記録媒体。
- 第1記録層の膜厚が9nm以下であることを特徴とする請求項1から23のいずれか一項に記載の情報記録媒体。
- 第2記録層の膜厚が6nmから15nmであることを特徴とする請求項1から24のいずれか一項に記載の情報記録媒体。
- 基板上に、少なくとも二つの情報層を備えた情報記録媒体の製造方法であって、
相変化を起こす第1記録層を成膜する工程と、
相変化を起こす第2記録層を成膜する工程とを含み、
前記第1記録層を成膜する工程がGe、Te、Biの3元素を含むスパッタリングターゲットを用い、
前記第2記録層を成膜する工程がSbとM1(但し、M1はV、Mn、Ga、Ge、Se、Ag、In、Sn、Pb、Te、Bi及びAuから選ばれる少なくとも一つの元素)を含むスパッタリングターゲットを用いることを特徴とする情報記録媒体の製造方法。 - 第1記録層を成膜する工程で用いるスパッタリングターゲットがさらにSbを含むことを特徴とする請求項26に記載の情報記録媒体の製造方法。
- 第1記録層を成膜する工程で用いるスパッタリングターゲットがさらにSnを含むことを特徴とする請求項26または27に記載の情報記録媒体。
- 第1記録層を成膜する工程が、Biを0.5原子%以上含むスパッタリングターゲットを用いることを特徴とする請求項26から28のいずれか一項に記載の情報記録媒体の製造方法。
- 第1記録層を成膜する工程で用いるスパッタリングターゲットにより成膜された第1記録層が、組成式
GeaBibTe3+a
(但し、0<a≦60、1.5≦b≦7)
で表される範囲にあることを特徴とする請求項26に記載の情報記録媒体の製造方法。 - 第1記録層を成膜する工程で用いるスパッタリングターゲットにより成膜された第1記録層が、組成式
(Ge−M2)aBibTe3+a
(但し、M2はSn及びPbから選ばれる少なくとも一つの元素であり、0<a≦60、1.5≦b≦7)
で表される範囲にあることを特徴とする請求項26に記載の情報記録媒体の製造方法。 - 第1記録層を成膜する工程で用いるスパッタリングターゲットにより成膜された第1記録層が、組成式
Gea(Bi−Sb)bTe3+a
(但し、0<a≦60、1.5≦b≦7)
で表される範囲にあることを特徴とする請求項27に記載の情報記録媒体の製造方法。 - 第1記録層を成膜する工程で用いるスパッタリングターゲットにより成膜された第1記録層が、組成式
(Ge−M2)a(Bi−Sb)bTe3+a
(但し、M2はSn及びPbから選ばれる少なくとも一つの元素であり、0<a≦60、1.5≦b≦7)
で表される範囲にあることを特徴とする請求項27に記載の情報記録媒体の製造方法。 - 少なくとも二つの情報層を備えた情報記録媒体の製造方法であって、
相変化を起こす第1記録層を成膜する工程と、
相変化を起こす第2記録層を成膜する工程とを含み、
前記第1記録層を成膜する工程がGe、Te、Sbの3元素を含むスパッタリングターゲットを用い、
前記第2記録層を成膜する工程がSbとM1(但し、M1はV、Mn、Ga、Ge、Se、Ag、In、Sn、Pb、Te、Bi及びAuから選ばれる少なくとも一つの元素)を含むスパッタリングターゲットを用いることを特徴とする情報記録媒体の製造方法。 - 第1記録層を成膜する工程で用いるスパッタリングターゲットにより成膜された第1記録層が、組成式
GeaSbbTe3+a
(但し、0<a≦60、1.5≦b≦7)
で表される範囲にあることを特徴とする請求項34に記載の情報記録媒体の製造方法。 - 第1記録層を成膜する工程で用いるスパッタリングターゲットにより成膜された第1記録層が、組成式
(Ge−M2)aSbbTe3+a
(但し、M2はSn及びPbから選ばれる少なくとも一つの元素であり、0<a≦60、1.5≦b≦7)
で表される範囲にあることを特徴とする請求項34に記載の情報記録媒体の製造方法。 - 第2記録層を成膜する工程で用いるスパッタリングターゲットにより成膜された第2記録層が、組成式
SbxM1100-x(但し、50≦x≦95(原子%))
で表される範囲にあることを特徴とする請求項26から36のいずれか一項に記載の情報記録媒体の製造方法。 - 第2記録層を成膜する工程で用いるスパッタリングターゲットにより成膜された第2記録層が、組成式
SbyM1100-y(但し、0<y≦20(原子%))
で表される範囲にあることを特徴とする請求項26から36のいずれか一項に記載の情報記録媒体の製造方法。 - 第2記録層を成膜する工程で用いるスパッタリングターゲットにより成膜された第2記録層が、組成式
Gea(Bi−Sb)bTe3+a
(但し、0<a≦60、1.5≦b≦7)
で表される範囲にあることを特徴とする請求項26から36のいずれか一項に記載の情報記録媒体の製造方法。 - 第2記録層を成膜する工程で用いるスパッタリングターゲットにより成膜された第2記録層が、組成式
(Ge−M2)a(Bi−Sb)bTe3+a
(但し、M2はSn及びPbから選ばれる少なくとも一つの元素であり、0<a≦60、1.5≦b≦7)
で表される範囲にあることを特徴とする請求項26から36のいずれか一項に記載の情報記録媒体の製造方法。 - 少なくとも二つの情報層を備えた情報記録媒体の製造方法であって、
相変化を起こす第1記録層を成膜する工程と、
相変化を起こす第2記録層を成膜する工程とを含み、
前記第1記録層を成膜する工程及び前記第2記録層を成膜する工程が、ともにGe、Te、Biの3元素を含むスパッタリングターゲットを用いることを特徴とする情報記録媒体の製造方法。 - 第2記録層を成膜する工程が、Biを0.5原子%以上含むスパッタリングターゲットを用いることを特徴とする請求項41に記載の情報記録媒体の製造方法。
- 第2記録層を成膜する工程で用いるスパッタリングターゲットにより成膜された第2記録層が、組成式
GeaBibTe3+a
(但し、0<a≦60、1.5≦b≦7)
で表される範囲にあることを特徴とする請求項41に記載の情報記録媒体の製造方法。 - 第2記録層を成膜する工程で用いるスパッタリングターゲットにより成膜された第2記録層が、組成式
(Ge−M2)aBibTe3+a
(但し、M2はSn及びPbから選ばれる少なくとも一つの元素であり、0<a≦60、1.5≦b≦7)
で表される範囲にあることを特徴とする請求項41に記載の情報記録媒体の製造方法。
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