JP3666854B2

JP3666854B2 - Information recording medium and manufacturing method thereof

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Publication number: JP3666854B2
Application number: JP2001050830A
Authority: JP
Inventors: 理恵児島; 昇山田; 孝史西原
Original assignee: Panasonic Corp; Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Corp; Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2000-03-10
Filing date: 2001-02-26
Publication date: 2005-06-29
Anticipated expiration: 2021-02-26
Also published as: JP2001322357A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光学的に情報を記録、消去、書き換え、再生することが可能な情報記録媒体およびその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
相変化型の情報記録媒体は、結晶相と非晶質相との間で可逆的に相変態を起こす記録層を利用して、情報の記録、消去および書き換えを行う。この記録層に高パワーのレーザビームを照射したのちに急冷すると、照射された部分が非晶質相となって記録マークが形成される。また、記録層の非晶質部分に低パワーのレーザビームを照射したのちに徐冷すると、照射された部分が結晶相となって記録マークが消去される。したがって、相変化型の情報記録媒体では、高パワーレベルと低パワーレベルとの間でパワー変調したレーザビームを記録層に照射することによって、前の情報を消去しながら新しい情報に書き換えていくことができる。
【０００３】
情報を書き換える際には、結晶相−非晶質相の相変態に伴って、記録層内で原子が移動する。その結果、従来の情報記録媒体では、書き換えを繰り返した場合に、局所的に原子の偏りが生じて記録層の厚さを変動させ、信号品質の低下を引き起こすことがあった。このような繰り返し書き換え性能の低下は、特に、記録密度が高くなるほど大きくなる。記録密度が高くなると隣接する記録マークの間隔が狭くなり、隣接する記録マークの原子の偏りの影響を受けやすくなるためである。
【０００４】
繰り返し書き換え性能の低下を防止するためには、原子の移動を抑制するために記録層の厚さを薄くすることが必要である。また、記録層の厚さを薄くすることは、２つの記録層を備える高密度情報記録媒体を実現するためにも必要な技術である。しかしながら、記録層の厚さを薄くすると、原子が移動しにくくなるために記録層の結晶化速度が低下する。結晶化速度が低下すると、小さな記録マークを短時間で記録しなければならない高密度情報記録媒体では、信号品質が低下することになる。また、結晶化速度が低下すると、結晶化感度の経時劣化や消去率の経時劣化が生じやすくなる。すなわち、高密度記録になるほど、繰り返し書き換え性能の向上と結晶化感度の経時劣化の抑制とを両立することが難しくなる。
【０００５】
繰り返し書き換え性能を向上させるため、ＴｅとＧｅとＳｎとＳｂとを含む記録層が報告されている（特開平２−１４７２８９号公報参照）。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の記録層は、大きな結晶化速度を示すが、高密度記録における繰り返し書き換え性能および結晶化感度の長期安定性は十分ではなかった。
【０００７】
上記問題点を解決するため、本発明は、高密度な記録が可能で、繰り返し書き換え性能に優れ、結晶化感度の経時劣化が少ない情報記録媒体、およびその製造方法を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明の情報記録媒体は、基板と前記基板の上方に配置された記録層とを備える情報記録媒体であって、前記記録層は、エネルギービームの照射によって、結晶相と非晶質相との間で可逆的に相変態を起こす層であり、組成式［（Ｇｅ_1-XＳｎ_X）_AＳｂ₂Ｔｅ_3+A］_100-BＭ_B（但し、ＭはＡｇ、Ａｌ、Ｃｒ、ＭｎおよびＮから選ばれる少なくとも１つの元素であり、Ａ、Ｂ、Ｘはそれぞれ０＜Ａ≦１０、０＜Ｂ≦２０、０．０７＜Ｘ＜０．６９を満たす。）で表される材料を含み、前記記録層におけるＳｎの含有量が２原子％以上２０原子％以下であることを特徴とする。本明細書において、「構成元素」とは、それが含まれる物質の１つの特性の発現に不可欠な元素をいう。上記記録層は、本質的に、Ｇｅ、Ｓｂ、Ｔｅ、Ｓｎ、および少なくとも１つの元素Ｍからなることが好ましい。上記情報記録媒体によれば、高密度な記録が可能で、繰り返し書き換え性能に優れ、結晶化感度の経時劣化が少ない情報記録媒体が得られる。
【０００９】
上記情報記録媒体では、前記記録層が組成式［（Ｇｅ_1-XＳｎ_X）_AＳｂ₂Ｔｅ_3+A］_100-BＭ_B（但し、ＭはＡｇ、Ａｌ、Ｃｒ、ＭｎおよびＮから選ばれる少なくとも１つの元素であり、Ａ、Ｂ、Ｘはそれぞれ０＜Ａ≦１０、０＜Ｂ≦２０、０．０７＜Ｘ＜０．６９を満たす。）で表される材料を含んでいる。Ａ≦１０とすることによって、繰り返し書き換え性能が低下することを防止できる。Ｂ≦２０とすることによって、結晶化感度の経時劣化が大きくなることを防止できる。
【００１０】
上記情報記録媒体では、前記記録層中のＳｎの含有量が２原子％以上２０原子％以下である。Ｓｎの含有量を２原子％以上とすることによって、結晶化速度を十分な速さにできる。Ｓｎの含有量を２０原子％以下とすることによって、記録層が結晶相である場合の反射光量と、記録層が非晶質相である場合の反射光量との比を大きくできる。
【００１１】
上記情報記録媒体では、前記記録層の厚さは、５ｎｍよりも大きく１５ｎｍよりも小さい。記録層の厚さを５ｎｍよりも大きくすることによって、記録層を容易に結晶相にできる。記録層を１５ｎｍよりも小さくすることによって、繰り返し書き換え性能が低下することを防止できる。前記記録層の厚さは、７ｎｍ以上１３ｎｍ以下であることがより好ましい。
【００１２】
上記情報記録媒体では、第１の保護層、第２の保護層、および反射層をさらに備え、前記第１の保護層、前記記録層、前記第２の保護層、および前記反射層が、前記基板上にこの順序で形成されていてもよい。この場合、前記第１の保護層と前記記録層との間の位置、および前記第２の保護層と前記記録層との間の位置から選ばれる少なくとも１つの位置に配置された界面層をさらに備えてもよい。さらに、前記第２の保護層と前記反射層との間に配置された光吸収補正層をさらに備えてもよい。
【００１３】
上記情報記録媒体では、第１の保護層、第２の保護層、および反射層をさらに備え、前記反射層、前記第２の保護層、前記記録層、および前記第１の保護層が前記基板上にこの順序で形成されていてもよい。上記構成によれば、特に高密度記録が可能な情報記録媒体が得られる。この場合、前記第１の保護層と前記記録層との間の位置、および前記第２の保護層と前記記録層との間の位置から選ばれる少なくとも１つの位置に配置された界面層をさらに備えてもよい。さらに、前記反射層と前記第２の保護層との間に配置された光吸収補正層をさらに備えてもよい。
【００１４】
本発明の情報記録媒体の製造方法は、基板の上方に、エネルギービームの照射によって結晶相と非晶質相との間で可逆的に相変態を起こす記録層を形成する工程を含み、前記記録層は、組成式［（Ｇｅ_1-XＳｎ_X）_AＳｂ₂Ｔｅ_3+A］_100-BＭ_B（但し、ＭはＡｇ、Ａｌ、Ｃｒ、ＭｎおよびＮから選ばれる少なくとも１つの元素であり、Ａ、Ｂ、Ｘはそれぞれ０＜Ａ≦１０、０＜Ｂ≦２０、０．０７＜Ｘ＜０．６９を満たす。）で表される材料を含み、前記記録層におけるＳｎの含有量が２原子％以上２０原子％以下であることを特徴とする。上記製造方法によれば、本発明の情報記録媒体を合理的に製造できる。
【００１５】
前記記録層は、真空蒸着法、スパッタリング法、イオンプレーティング法、化学蒸着法、および分子線エピタキシー法から選ばれる少なくとも１つの気相成膜法で形成されることが好ましい。
【００１６】
上記製造方法では、前記気相成膜法が、窒素ガスおよび酸素ガスから選ばれる少なくとも１つのガスと、アルゴンおよびクリプトンから選ばれる１つの希ガスとを含むガスを用いたスパッタリング法であってもよい。
【００１７】
上記製造方法では、前記記録層が、０．５ｎｍ／秒以上５ｎｍ／秒以下の成膜速度で成膜されてもよい。上記構成によれば、非晶質状態の記録層を成膜できる。
【００１８】
上記製造方法では、前記記録層の厚さは、５ｎｍより大きく１５ｎｍよりも小さいことが好ましく、さらに７ｎｍ以上１３ｎｍ以下であることが好ましい。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
【００２０】
（実施形態１）
実施形態１では、本発明の情報記録媒体について一例を説明する。
【００２１】
実施形態１の情報記録媒体１０について、一部断面図を図１に示す。情報記録媒体１０は、基板１１と、基板１１上に順に積層された第１の保護層１２ａ、第１の界面層１３ａ、記録層１４、第２の界面層１３ｂ、第２の保護層１２ｂ、光吸収補正層１５、および反射層１６と、接着層１７によって反射層１６に接着されたダミー基板１８とを備える。すなわち、情報記録媒体１０は、基板１１と、基板１１の上方に配置された記録層１４とを備える。情報記録媒体１０には、基板１１側から記録・再生用のエネルギービーム（一般的には、レーザビーム）１９が照射される。
【００２２】
記録層１４は、エネルギービーム１９の照射によって、結晶相と非晶質相との間で可逆的に相変態を起こす層である。具体的には、高パワーのエネルギービーム１９を照射することによって、記録層１４の結晶相部分を非晶質相に変化させることができる。また、低パワーのエネルギービーム１９を照射することによって記録層１４の非晶質相部分を結晶相に変化させることができる。記録層１４の厚さは、５ｎｍ以上１５ｎｍ以下であることが好ましい。
【００２３】
記録層１４は、Ａｇ、Ａｌ、Ｃｒ、ＭｎおよびＮから選ばれる少なくとも１つの元素Ｍと、ＧｅとＳｂとＴｅとＳｎとを構成元素として含む。具体的には、組成式
［（Ｇｅ_1-XＳｎ_X）_AＳｂ₂Ｔｅ_3+A］_100-BＭ_B
（ただし、０＜Ａ≦１０、０＜Ｂ≦２０、０．０７＜Ｘ＜０．６９）で表される材料を用いることができる。この組成式は、記録層１４中に、ＧｅおよびＳｎが、合計で［（１００−Ｂ）・Ａ］／（２Ａ＋５）原子％含まれることを示す。Ａは、２≦Ａ≦８を満たすことがより好ましい。また、Ｂは、２≦Ｂ≦１５を満たすことがより好ましい。この組成式で表される材料では、Ｓｎの含有量が２原子％以上２０原子％以下である。
【００２４】
上記組成式で表される材料は、ＧｅＴｅ−Ｓｂ₂Ｔｅ₃擬二元系組成のＧｅの一部をＳｎで置換し、さらに元素Ｍを添加した材料として説明することが可能である。ＧｅＴｅ−Ｓｂ₂Ｔｅ₃擬二元系組成は、結晶化速度が速い材料として従来から用いられているが、これにＳｎＴｅまたはＰｂＴｅを固溶させることによってさらに結晶化速度を速くできる。ＳｎＴｅおよびＰｂＴｅは、ＧｅＴｅ−Ｓｂ₂Ｔｅ₃擬二元系と同様に、結晶構造が岩塩型である。また、ＳｎＴｅおよびＰｂＴｅは、結晶化速度が速く、Ｇｅ−Ｓｂ−Ｔｅと固溶しやすい。特に、ＳｎＴｅが、ＧｅＴｅ−Ｓｂ₂Ｔｅ₃擬二元系組成に固溶させる材料として好ましい。
【００２５】
たとえば、ＧｅＴｅ−Ｓｂ₂Ｔｅ３擬二元系組成にＳｎＴｅを混ぜて得られる、ＧｅＴｅ−ＳｎＴｅ−Ｓｂ₂Ｔｅ₃を記録層１４の材料に用いることが好ましい。この場合、Ｇｅの一部をＳｎで置換して、（Ｇｅ，Ｓｎ）Ｔｅ−Ｓｂ₂Ｔｅ₃とすることによって、さらに結晶化速度が大きくなる。
【００２６】
記録層１４に含まれる元素Ｍは、原子移動を抑制する機能を有すると考えられる。元素Ｍとして、ＡｌおよびＡｇ、ＣｒおよびＡｇ、またはＭｎおよびＡｇの２元素を用いることによって、繰り返し書き換え性能を向上させ、結晶化感度の経時劣化を抑制し、信号振幅を大きくできる。ただし、元素Ｍの濃度や元素数を増やす場合は、結晶化速度を低下させないため、記録層１４中のＳｎ濃度を増やすことが好ましい。元素Ｍの濃度は、Ｓｎの濃度以下であることが好ましい。
【００２７】
基板１１は、円盤状の透明な基板である。基板１１の材料には、たとえば、アモルファスポリオレフィンまたはポリメチルメタクリレート(ＰＭＭＡ)などの樹脂、あるいはガラスを用いることができる。基板１１の表面のうち記録層１４側の表面には、必要に応じてエネルギービーム１９を導くための案内溝が形成されていてもよい。基板１１の表面のうちエネルギービーム１９が入射する側の表面は、一般に平滑である。基板１１の厚さは、たとえば、０．５ｍｍ〜１．３ｍｍ程度である。
【００２８】
第１および第２の保護層１２ａおよび１２ｂは、記録層１４を保護する機能を有する。第１および第２の保護層１２ａおよび１２ｂの厚さを調整することによって、記録層１４への光入射量を大きくすることができ、また、信号振幅（記録前後の反射光量の変化）を大きくすることができる。保護層の厚さは、たとえばマトリクス法（たとえば、久保田広著「波動光学」岩波新書、１９７１年、第３章を参照）に基づく計算によって決定できる。この計算によれば、結晶状態の記録層１４の反射光量と、アモルファス状態の記録層１４の反射光量との差が大きく、且つ記録層１４への光入射量が大きくなるように保護層の厚さを決定できる。
【００２９】
第１および第２の保護層１２ａおよび１２ｂは、たとえば誘電体からなる。具体的には、たとえば、ＳｉＯ₂やＴａ₂Ｏ₅などの酸化物、Ｓｉ−Ｎ、Ａｌ−Ｎ、Ｔｉ−Ｎ、Ｔａ−Ｎ、Ｚｒ−Ｎ、またはＧｅ−Ｎなどの窒化物、ＺｎＳなどの硫化物、あるいはＳｉＣなどの炭化物を用いることができる。また、これらの混合物を用いることもできる。これらの中でも、ＺｎＳとＳｉＯ₂との混合物であるＺｎＳ−ＳｉＯ₂は、特に優れた材料である。ＺｎＳ−ＳｉＯ₂は、非晶質であり、屈折率が高く、機械的特性および耐湿性が良好である。また、ＺｎＳ−ＳｉＯ₂は、速い成膜速度で成膜できる。第１の保護層１２ａと第２の保護層１２ｂとは、同一の材料で形成してもよいし、異なる材料で形成してもよい。
【００３０】
第１および第２の界面層１３ａおよび１３ｂは、それぞれ、第１の保護層１２ａと記録層１４との間、および第２の保護層１２ｂと記録層１４との間に配置される。第１および第２の界面層１３ａおよび１３ｂは、第１の保護層１２ａと記録層１４との間、および第２の保護層１２ｂと記録層１４との間で生じる物質の移動を防止する機能を有する。第１および第２の界面層１３ａおよび１３ｂの材料には、たとえば、Ｓｉ−Ｎ、Ａｌ−Ｎ、Ｚｒ−Ｎ、Ｔｉ−Ｎ、Ｇｅ−Ｎ、またはＴａ−Ｎなどの窒化物、あるいはこれらを含む窒化酸化物、あるいはＳｉＣなどの炭化物を用いることができる。良好な記録・消去性能を得るために、第１および第２の界面層１３ａおよび１３ｂの厚さは、１ｎｍ〜１０ｎｍの範囲内であることが好ましく、２ｎｍ〜５ｎｍの範囲内であることがより好ましい。
【００３１】
光吸収補正層１５は、記録層１４が結晶状態である場合の光吸収率と、記録層１４が非晶質状態である場合の光吸収率との比を調整する。光吸収補正層１５によって、書き換え時に記録マークの形状が歪むことを防止できる。光吸収補正層１５の材料には、屈折率が高く、適度に光を吸収する材料を用いることが好ましい。たとえば、屈折率ｎが３以上６以下で、消衰係数ｋが１以上４以下である材料を用いることができる。具体的には、Ｇｅ−ＣｒやＧｅ−Ｍｏなどの非晶質Ｇｅ合金、あるいは、Ｓｉ−Ｃｒ、Ｓｉ−Ｍｏ、Ｓｉ−Ｗなどの非晶質Ｓｉ合金を用いることができる。また、Ｓｉ合金、Ｔｅ化物、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｗ、ＳｎＴｅ、またはＰｂＴｅといった、結晶性の金属、半金属または半導体材料を用いることもできる。
【００３２】
反射層１６は、記録層１４に吸収される光量を増大させる機能を有する。さらに、反射層１６を形成することによって、記録層１４で生じた熱を速やかに拡散させ、記録層１４の非晶質化を容易にできる。さらに、反射層１６を形成することによって、積層された多層膜を使用環境から保護することができる。
【００３３】
反射層１６の材料としては、たとえば、Ａｌ、Ａｕ、Ａｇ、またはＣｕといった熱伝導率の高い単体金属を用いることができる。また、Ａｌ−Ｃｒ、Ａｌ−Ｔｉ、Ａｇ−Ｐｄ、Ａｇ−Ｐｄ−Ｃｕ、Ａｇ−Ｐｄ−Ｔｉといった合金を用いてもよい。これらの合金では、組成を変化させることによって、耐湿性や熱伝導率を調整できる。なお、反射層１６は、記録層１４の材料や、情報の記録条件によっては省略することも可能である。
【００３４】
接着層１７は、ダミー基板１８を反射層１６に接着するための層である。接着層１７は、耐熱性および接着性の高い材料からなり、たとえば、紫外線硬化性樹脂などの樹脂を用いることができる。具体的には、アクリル樹脂を主成分とする材料またはエポキシ樹脂を主成分とする材料を用いることができる。また、樹脂膜、誘電体膜、または両面テープ、あるいはこれらの組み合わせを用いて接着層１７を形成してもよい。
【００３５】
ダミー基板１８は、円盤状の基板である。ダミー基板１８は、情報記録媒体１０の機械的強度を高める機能を有する。また、ダミー基板１８によって、積層された多層膜が保護される。ダミー基板１８の材料には、基板１１について説明した材料を用いることができる。ダミー基板１８の材料は、基板１１の材料と同一でも異なってもよい。また、ダミー基板１８の厚さは、基板１１の厚さと同一でも異なってもよい。
【００３６】
実施形態１の情報記録媒体１０では、記録層１４が元素ＭとＧｅとＳｂとＴｅとＳｎとを構成元素として含む。このため、情報記録媒体１０によれば、高密度な記録が可能で、繰り返し書き換え性能に優れ、結晶化感度の経時劣化が少ない情報記録媒体が得られる。
【００３７】
なお、実施形態１では、１つの記録層１４を備える情報記録媒体１０を示したが、本発明の情報記録媒体は、２つの記録層１４を備えてもよい（以下の実施形態においても同様である）。たとえば、２つの情報記録媒体１０について、それぞれのダミー基板１８同士を接着層で貼りあわせることによって両面構造の情報記録媒体が得られる。
【００３８】
（実施形態２）
実施形態２では、本発明の情報記録媒体の他の一例を説明する。なお、実施形態１で説明した部分と同様の部分については、同一の符号を付して重複する説明を省略する（以下の実施形態でも同様である）。
【００３９】
実施形態２の情報記録媒体２０について、一部断面図を図２に示す。情報記録媒体２０は、第１の基板２１と、第１の基板２１上に順に積層された反射層１６、光吸収補正層１５、第２の保護層１２ｂ、第２の界面層１３ｂ、記録層１４、第１の界面層１３ａ、および第１の保護層１２ａと、接着層１７によって第１の保護層１２ａに接着された第２の基板２２とを備える。すなわち、情報記録媒体２０は、第１の基板２１と、第１の基板２１の上方に配置された記録層１４とを備える。情報記録媒体２０には、第２の基板２２側から記録・再生用のエネルギービーム（一般的には、レーザビーム）１９が照射される。
【００４０】
第１の基板２１には、基板１１と同様の基板を用いることができる。第２の基板２２は、円盤状の透明な基板であり、基板１１と同様の材料で形成できる。第２の基板２２の表面のうち、記録層１４側の表面には、必要に応じてエネルギービーム１９を導くための案内溝が形成されていてもよい。第２の基板２２の表面のうちエネルギービーム１９が入射する側の表面は、特に平滑であることが好ましい。第２の基板２２は第１の基板２１よりも薄く、たとえば厚さが０．０５ｍｍ〜０．５ｍｍ程度である。
【００４１】
情報記録媒体２０では、第２の基板２２が第１の基板２１よりも薄いため、対物レンズの開口数を大きくできる。ここで、エネルギービーム１９の波長をλ、対物レンズの開口数をＮＡとすると、ビームスポットのサイズｗは、
ｗ＝ｋ・λ／ＮＡ（ただし、ｋは定数）
で与えられる。スポットサイズｗは、波長λが短いほど、また、開口数ＮＡが大きいほど小さくなる。したがって、対物レンズの開口数を大きくできる情報記録媒体２０では、情報記録媒体１０よりも高密度の記録が可能である。たとえば、厚さが０．６ｍｍの基板ではＮＡ＝０．６の対物レンズを用いることができ、厚さが０．１ｍｍの基板ではＮＡ＝０．８５の対物レンズを用いることができるという報告がされている（ＫｉｙｏｓｈｉＯｓａｔｏ,"Ａｒｅｗｒｉｔａｂｌｅｏｐｔｉｃａｌｄｉｓｋｓｙｓｔｅｍｗｉｔｈｏｖｅｒ１０ＧＢｏｆｃａｐａｃｉｔｙ",Ｐｒｏｃ．ＳＰＩＥ．ＯｐｔｉｃａｌＤａｔａＳｔｏｒａｇｅ'９８,３４０１,８０−８６(１９９８)）。
【００４２】
情報記録媒体２０は、情報記録媒体１０で説明した材料からなる記録層１４を用いているため、情報記録媒体１０と同様の効果が得られる。
【００４３】
（実施形態３）
実施形態３では、本発明の情報記録媒体の製造方法の一例として、情報記録媒体１０の製造方法について説明する。以下で説明するように、実施形態３の製造方法は、記録層１４を気相成膜法で形成する工程を含む。
【００４４】
まず、基板１１を用意し、基板１１を成膜装置に配置する。実施形態３で使用する成膜装置には、１つの真空室に１つの電源が備えられている枚葉式成膜装置や、１つの真空室に複数の電源が備えられているインライン成膜装置を用いることができる。なお、以下の各層は、それぞれ同一の成膜装置で成膜してもよいし、異なる成膜装置で成膜してもよい。
【００４５】
そして、基板１１上に、第１の保護層１２ａ、第１の界面層１３ａ、記録層１４、第２の界面層１３ｂ、第２の保護層１２ｂ、光吸収補正層１５、および反射層１６を順次形成する。エネルギービーム１９を導くための溝が基板１１の表面に形成されている場合には、溝が形成されている表面上に第１の保護層１２ａを形成する。
【００４６】
第１の保護層１２ａ、第１の界面層１３ａ、第２の界面層１３ｂ、および第２の保護層１２ｂは、たとえばスパッタリング法によって形成できる。具体的には、Ａｒガス雰囲気中、またはＡｒガスと反応ガスとの混合ガス雰囲気中で、化合物からなる母材をスパッタリングすればよい。また、Ａｒガスと反応ガスとの混合ガス雰囲気中で、金属からなる母材をスパッタリングする反応性スパッタリング法を用いてもよい。
【００４７】
記録層１４は、実施形態１で説明した材料からなり、気相成膜法（ＶａｐｏｒＤｅｐｏｓｉｔｉｏｎＭｅｔｈｏｄ）によって形成される。気相成膜法としては、真空蒸着法、スパッタリング法、イオンプレーティング法、化学蒸着法（ＣｈｅｍｉｃａｌＶａｐｏｒＤｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）、および分子線エピタキシー法（ＭｏｌｅｃｕｌａｒＢｅａｍＥｐｉｔａｘｙ）から選ばれる少なくとも１つを用いることができる。
【００４８】
たとえば、窒素ガスおよび酸素ガスから選ばれる少なくとも１つのガスと、アルゴンおよびクリプトンから選ばれる１つの希ガスとを含む混合ガスを用いたスパッタリング法で記録層１４を形成できる。上記混合ガスとしては、たとえば、窒素ガスとアルゴンとの混合ガス、窒素ガスとクリプトンとの混合ガス、またはこれらに酸素ガスを加えた混合ガスを用いることができる。具体的には、Ｇｅ、Ｓｂ、Ｔｅ、Ｓｎ、および元素Ｍを含む母材（ターゲット）を上記混合ガス雰囲気中でスパッタリングすることによって記録層１４を形成できる。母材としては、Ｇｅ、Ｓｂ、Ｔｅ、Ｓｎ、および元素Ｍのそれぞれに対応する５つの母材を用いてもよいし、いくつかの元素を組み合わせた２元系母材や３元系母材を用いてもよい。また、元素Ｍが窒素のみからなる場合には、Ｇｅ、Ｓｂ、Ｔｅ、およびＳｎを含むターゲットを、窒素ガスを含む雰囲気中でスパッタリングすることによって記録層１４を形成できる。
【００４９】
スパッタリング法によれば、組成式
［（Ｇｅ，Ｓｎ）_AＳｂ₂Ｔｅ_3+A］_100-BＭ_B
（ただし、０＜Ａ≦１０、０＜Ｂ≦２０）で表される記録層を容易に形成できる。
【００５０】
記録層１４は、０．５ｎｍ／秒以上５ｎｍ／秒以下（より好ましくは、０．８ｎｍ／秒〜３ｎｍ／秒）の成膜速度で成膜されることが好ましい。
【００５１】
第２の保護層１２ｂを形成したのち、第２の保護層１２ｂ上に、光吸収補正層１５および反射層１６を形成する。光吸収補正層１５および反射層１６は、金属からなる母材をＡｒガス雰囲気中でスパッタリングすることによって形成できる。
【００５２】
次に、反射層１６上に接着層１７を形成し、反射層１６とダミー基板１８とを貼りあわせる。このようにして情報記録媒体１０を製造できる。なお、必要に応じて、記録層１４の全面を結晶化させる初期化工程を行ってもよい。初期化工程は、ダミー基板１８を貼りあわせる前、またはダミー基板１８を貼りあわせたのちに行うことができる。
【００５３】
なお、情報記録媒体２０も、情報記録媒体１０と同様の方法で製造できる。情報記録媒体２０の各層は、情報記録媒体１０の各層と同様の方法で形成できる。また、第２の基板２２は、ダミー基板１８と同様に、接着層１７によって第１の保護層１２ａに接着できる。情報記録媒体２０の製造方法でも、必要に応じて初期化工程を行う。初期化工程は、第２の基板２２を貼りあわせる前、または第２の基板２２を貼りあわせたのちに行うことができる。情報記録媒体２０では、第２の基板２２側からエネルギービーム１９が入射するため、接着層１７の厚さは、全面にわたって均一であることが好ましい。
【００５４】
実施形態３の製造方法によれば、本発明の情報記録媒体を容易に製造できる。
【００５５】
【実施例】
以下、実施例を用いて本発明をさらに詳細に説明する。
【００５６】
（実施例１）
実施例１では、情報記録媒体１０の一例について説明する。以下、実施例１の情報記録媒体の製造方法について説明する。
【００５７】
まず、基板１１として、スパイラル状の案内溝が形成されたポリカーボネート基板（厚さ：０．６ｍｍ）を用意した。このポリカーボネート基板上に、ＺｎＳ−ＳｉＯ₂層（第１の保護層１２ａ、厚さ１４０ｎｍ）、Ｇｅ−Ｎ層（第１の界面層１３ａ、厚さ：５ｎｍ）、記録層（記録層１４）、Ｇｅ−Ｎ層（第２の界面層１３ｂ、厚さ：３ｎｍ）、ＺｎＳ−ＳｉＯ₂層（第２の保護層１２ｂ、厚さ：４０ｎｍ）、ＧｅＣｒ層（光吸収補正層１５、厚さ：４０ｎｍ）、およびＡｇ合金層（反射層１６、厚さ：８０ｎｍ）をこの順序で、スパッタリング法によって形成した。第１の保護層１２ａおよび第２の保護層１２ｂの厚さは、波長６６０ｎｍにおける信号振幅（反射光量の変化）が大きくなるように、かつ記録層への入射光量が大きくなるように調整された。これらの厚さは、マトリクス法に基づく計算を用いて決定された。
【００５８】
記録層は、組成式［（Ｇｅ，Ｓｎ）₄Ｓｂ₂Ｔｅ₇］₉₅Ｎ₅で表される材料を用いて形成した。この記録層は、ＧｅとＳｎとを、合計で９５×４／（４＋２＋７）＝２９原子％含む。具体的には、Ｇｅの含有量を２４原子％とし、Ｓｎの含有量を５原子％とした。
【００５９】
その後、接着層１７として紫外線硬化性樹脂をＡｇ合金層上にスピンコートした。最後に、ダミー基板（厚さ：０．６ｍｍ）をＡｇ合金層に密着させて紫外線照射を行い、Ａｇ合金層とダミー基板とを接着した。
【００６０】
実施例１では、ダミー基板の接着後に、情報記録媒体の全体にレーザビームを照射して記録層の全体を結晶化させた。このようにして、実施例１の情報記録媒体を作製した。実施例１では、記録層の厚さが異なる８種類の情報記録媒体１０−１１〜１０−１８を作製した。
【００６１】
一方、比較例として、記録層の材料を変えた以外は上記実施例と同様に情報記録媒体を作製した。この比較例では、組成式Ｇｅ₄Ｓｂ₂Ｔｅ₇で表される材料を用いて記録層を形成した。この比較例についても、記録層の厚さが異なる８種類の情報記録媒体Ｃ−１１〜Ｃ−１８を作製した。
【００６２】
以上の１６種類の情報記録媒体について、繰り返し書き換え性能と、結晶化感度の経時劣化とを評価した。これらの評価方法については後述する。評価結果を表１に示す。
【００６３】
【表１】

【００６４】
表１の「書き換え可能回数」が大きいほど、繰り返し書き換え性能が良好であることを示す。Ａ１〜Ｄ１は、それぞれ、表の下段の範囲を示す。Ｅ１は、書き換えができなかったことを示す。表１の「ジッター値変化」が小さいほど、結晶化感度の経時劣化が少ないことを示す。Ａ２〜Ｄ２は、それぞれ、表の下段の範囲を示す。Ｅ２は、放置試験前のジッター値が、記録マークの前端間、および記録マークの後端間で、ともに１３％を上回ったために評価できなかったことを示す。Ａ１〜Ｅ１およびＡ２〜Ｅ２の意味は、以下の表でも同じである。
【００６５】
表１に示されるように、比較例の情報記録媒体Ｃ−１１〜Ｃ−１８では、書き換え可能回数とジッター値変化の両方についてＡまたはＢの特性を示す場合がなかった。これに対し、実施例１の情報記録媒体１０−１３〜１０−１６では、書き換え可能回数とジッター値変化の両方についてＡまたはＢの特性を示した。
【００６６】
また、実施例１の情報記録媒体は、平均的に、比較例Ｃ−１１〜Ｃ−１８と比べ、繰り返し書き換え性能が良好で結晶化感度の経時劣化が少なかった。繰り返し書き換え性能の向上は、窒素を添加したことによるものと考えられる。また、結晶化感度の経時劣化の抑制は、Ｇｅ₄Ｓｂ₂Ｔｅ₇のＧｅの一部をＳｎで置換したことによって結晶化速度が増大したためであると考えられる。
【００６７】
（実施例２）
実施例２では、記録層のＳｎ含有量を変化させて情報記録媒体１０を作製した一例について説明する。
【００６８】
記録層の厚さを７ｎｍに固定し、記録層のＳｎ含有量を変えたことを除いて、実施例１と同様に情報記録媒体を作製した。実施例２の情報記録媒体では、記録層は、組成式［（Ｇｅ，Ｓｎ）₄Ｓｂ₂Ｔｅ₇］₉₅Ｎ₅で表される材料を用いて形成した。そして、Ｓｎの含有量を２原子％〜２５原子％の間で変化させ、Ｇｅの含有量を２７原子％〜４原子％の間で変化させた８種類の情報記録媒体１０−２１〜１０−２８を作製した。情報記録媒体１０−２２は、情報記録媒体１０−１３と同じである。また、比較例として、Ｓｎを含まない情報記録媒体Ｃ−２１も同様に作製した。
【００６９】
これらの情報記録媒体１０−２１〜２８およびＣ−２１について、後述する方法でジッター値変化を測定することによって、結晶化感度の経時劣化を評価した。評価結果を表２に示す。
【００７０】
【表２】

【００７１】
表２に示されるように、Ｓｎの含有量が２原子％〜２０原子％の範囲で良好な特性が得られた。
【００７２】
（実施例３）
実施例３では、元素Ｍを変化させて情報記録媒体１０を作製した一例について説明する。
【００７３】
元素Ｍを変化させ、記録層の厚さを１１ｎｍに固定した以外は、実施例１と同様に情報記録媒体を作製した。実施例３の情報記録媒体では、記録層は、組成式［（Ｇｅ，Ｓｎ）₄Ｓｂ₂Ｔｅ₇］₉₅Ｍ₅で表される材料を用いて形成した。Ｇｅの含有量を２４原子％とし、Ｓｎの含有量を５原子％とした。実施例３では、元素Ｍとして、Ｍｎ、Ａｇ、Ｃｒ、Ａｌ、またはＮを用いた５種類の情報記録媒体１０−３１〜１０−３５を作製した。また、比較例として、元素Ｍを含まない情報記録媒体Ｃ−３１も同様に作製した。
【００７４】
これらの情報記録媒体１０−３１〜３５およびＣ−３１について、後述する方法で繰り返し書き換え性能を評価した。評価結果を表３に示す。
【００７５】
【表３】

【００７６】
表３に示されるように、元素Ｍとして、Ｍｎ、Ａｇ、Ｃｒ、Ａｌ、またはＮを用いることによって、書き換え性能が向上した。この効果は、Ｍｎ、Ｃｒ、Ａｌ、およびＮで特に大きかった。また、元素ＭとしてＡｇを用いた場合は、信号振幅が大きくなって、記録マークの前端間のジッター値、および記録マークの後端間ジッター値が改善された。
【００７７】
（実施例４）
実施例４では、元素ＭとしてＭｎを用いて情報記録媒体１０を作製した一例を説明する。
【００７８】
元素ＭとしてＭｎを用いた以外は、実施例１と同様に情報記録媒体を作製した。実施例４の情報媒体では、記録層は、組成式［（Ｇｅ，Ｓｎ）₄Ｓｂ₂Ｔｅ₇］₉₅Ｍｎ₅で表される材料を用いて形成した。Ｇｅの含有量を２４原子％とし、Ｓｎの含有量を５原子％とした。実施例４では、記録層の厚さを変化させた８種類の情報記録媒体１０−４１〜１０−４８を作製した。
【００７９】
これらの情報記録媒体１０−４１〜１０−４８について、後述する方法で、繰り返し書き換え性能と、結晶化感度の経時劣化とを評価した。評価結果を表４に示す。
【００８０】
【表４】

【００８１】
表４に示されるように、元素ＭとしてＭｎを用いることによって、繰り返し書き換え性能が良好で、結晶化感度の経時劣化が少ない情報記録媒体を得ることが可能になった。記録層の厚さが７ｎｍ以上１３ｎｍ以下の場合に、これら２つの特性が良好になった。また、放置前に記録したランダム信号を放置後に再生だけ行ったところ、ジッター値に変化がなかったので、記録保存性においても問題がないことが確認された。
【００８２】
（実施例５）
実施例５では、元素Ｍの含有量およびＳｎの含有量を変化させて情報記録媒体１０を作製した一例を説明する。
【００８３】
元素ＭとしてＣｒを用い、Ｓｎの含有量を変化させた以外は、実施例１と同様に情報記録媒体を作製した。記録層は、組成式［（Ｇｅ，Ｓｎ）₄Ｓｂ₂Ｔｅ₇］₉₅Ｃｒ₅で表される材料を用いて形成した。Ｓｎの含有量を０〜２５原子％まで変化させ、Ｇｅの含有量を２９原子％〜４原子％まで変化させた。記録層の厚さは、９ｎｍとした。
【００８４】
このようにして作製された複数の情報記録媒体について、後述する方法で繰り返し書き換え性能と結晶化感度の経時劣化とを評価した。評価の結果、特に好ましい結果が得られた範囲を表５の＊で示す。
【００８５】
【表５】

【００８６】
＊印は、書き換え可能回数が１０万回以上で、かつ、ジッター値変化が＋２％以下であったことを表す。表５に示されるように、Ｓｎの含有量が５原子％〜２０原子％でＣｒの含有量が２原子％〜１５原子％の材料を用いることによって、繰り返し書き換え性能が良好で、結晶化感度の経時劣化が少ない情報記録媒体が得られた。
【００８７】
さらに、元素ＭとしてＭｎまたはＡｌを用いて同様の実験を行ったところ、元素ＭにＣｒを用いた情報記録媒体と同様の結果が得られた。
【００８８】
さらに、元素Ｍとして、ＡｇおよびＭｎ、またはＡｇおよびＡｌ、またはＡｇおよびＣｒを用いて同様の実験を行った。Ａｇの含有量は１原子％に固定した。その結果、Ｓｎの含有量を５原子％〜２０原子％とし、Ｍｎ、ＡｌまたはＣｒの含有量を１原子％〜１３原子％とすることによって、特性が優れた情報記録媒体が得られた。
【００８９】
（実施例６）
実施例６では、情報記録媒体２０を作製した一例について説明する。
【００９０】
まず、第１の基板２１として、スパイラル状の案内溝が表面に形成されたポリカーボネート基板（厚さ：１．１ｍｍ）を用意した。次に、ポリカーボネート基板上に、Ａｇ合金層（反射層１６、厚さ：８０ｎｍ）、Ｔｅ化合物層（光吸収補正層１５、厚さ：２０ｎｍ）、ＺｎＳ−ＳｉＯ₂層（第２の保護層１２ｂ、厚さ：１１ｎｍ）、Ｇｅ−Ｎ層（第２の界面層１３ｂ、厚さ：３ｎｍ）、記録層（記録層１４）、Ｇｅ−Ｎ層（第１の界面層１３ａ、厚さ５ｎｍ）、ＺｎＳ−ＳｉＯ₂層（第１の保護層１２ａ、厚さ：６０ｎｍ）をこの順序で、スパッタリング法によって形成した。第１の保護層１２ａおよび第２の保護層１２ｂの厚さは、波長４０５ｎｍにおける信号振幅（反射光量の変化）が大きくなるように、かつ記録層への入射光量が大きくなるように調整された。これらの厚さは、マトリックス法に基づく計算を用いて決定された。
【００９１】
記録層は、組成式［（Ｇｅ，Ｓｎ）₄Ｓｂ₂Ｔｅ₇］₉₅Ｍｎ₅で表される材料を用いて形成した。Ｇｅの含有量を１９原子％とし、Ｓｎの含有量を１０原子％とした。
【００９２】
その後、接着層１７として紫外線硬化樹脂を第１の保護層上に塗布した。最後に、第２の基板（第２の基板２２、厚さ：０．１ｍｍ）を第１の保護層に密着させて紫外線照射を行い、第１の保護層と第２の基板とを接着した。
【００９３】
実施例６では、第２の基板の接着後に、情報記録媒体の全体にレーザビームを照射して記録層の全体を結晶化させた。このようにして、実施例６の情報記録媒体を作製した。実施例６では、記録層の厚さが異なる７種類の情報記録媒体２０−１〜２０−７を作製した。これらの情報記録媒体について、後述する評価方法で、繰り返し書き換え性能と、結晶化感度の経時劣化とを評価した。実施例６の評価では、波長が４０５ｎｍのレーザビームとＮＡ＝０．８の対物レンズを用いた高密度記録を行って特性を評価した。評価結果を表６に示す。
【００９４】
【表６】

【００９５】
高密度記録においても、表６に示すように、繰り返し書き換え性能が良好で、結晶化感度の経時劣化が少ない情報記録媒体が得ることが可能となった。これは、Ｇｅ₄Ｓｂ₂Ｔｅ₇のＧｅの一部をＳｎで置換し、さらに元素ＭとしてＭｎを添加したためであると考えられる。
【００９６】
さらに、元素ＭとしてＣｒまたはＡｌを用いて同様の実験を行ったところ、元素ＭにＭｎを用いた情報記録媒体と同様の結果が得られた。
【００９７】
さらに、元素Ｍとして、ＡｇおよびＭｎ、またはＡｇおよびＡｌ、またはＡｇおよびＣｒを用いて同様の実験を行った。Ａｇの含有量は１原子％とした。Ｍｎ、Ａｌ、またはＣｒの含有量は、４原子％とした。その結果、元素ＭにＭｎを用いた情報記録媒体と同様の結果が得られた。
【００９８】
（繰り返し書き換え性能の評価）
以下に、繰り返し書き換え性能の評価方法について説明する。
【００９９】
評価に用いた記録・再生装置の概略図を図３に示す。記録・再生装置は、情報記録媒体３１を回転させるスピンドルモータ３２と、半導体レーザ３３を備える光学ヘッド３４と、対物レンズ３５とを備える。半導体レーザ３３から出射されたレーザビーム３６は、対物レンズ３５によって集光されて情報記録媒体３１の記録層に照射される。情報記録媒体３１には、実施例で作製した情報記録媒体を用いる。
【０１００】
実施例１〜５の評価では、波長６６０ｎｍの半導体レーザ３３と、開口数０．６の対物レンズ３５とを使用し、線速度は８．２ｍ／秒とした。また、実施例６の評価では、波長４０５ｎｍの半導体レーザ３３と、開口数０．８の対物レンズ３５とを使用し、線速度は８．６ｍ／秒とした。
【０１０１】
繰り返し書き換え性能の評価のために、レーザビーム３６を、高出力のピークパワーＰｐと低出力のバイアスパワーＰｂとに変調させてランダム信号を記録した。そして、記録マークの前端間のジッター値と、記録マークの後端間のジッター値とを測定し、両者を平均して平均ジッター値を算出した。繰り返し書き換え性能は、ＰｐとＰｂのレーザビーム３６を用いて信号を繰り返し記録し、平均ジッター値が１３％に達するまでの書き換え回数（表中の書き換え可能回数）によって評価した。情報記録媒体をコンピュータの外部メモリとして用いる場合には、書き換え可能回数は１０万回以上が好ましい。情報記録媒体を画像・音声レコーダとして用いる場合には、書き換え可能回数は、１万回でも十分といえる。
【０１０２】
（結晶化感度の経時劣化の評価）
以下に、結晶化感度の経時劣化の評価方法について説明する。
【０１０３】
まず、繰り返し書き換え性能の評価と同様の方法で、情報記録媒体にランダム信号を１０回記録し、記録マークの前端間のジッター値、および記録マークの後端間のジッター値を測定した。
【０１０４】
次に、情報記録媒体を９０℃で相対湿度２０％の環境に２４時間放置した。そして、放置後に、放置前に記録した信号にランダム信号を１回重ね書きした。その後、記録マークの前端間のジッター値、および記録マークの後端間のジッター値を測定した。
【０１０５】
表中の（ジッター値変化（％））は、（ジッター値変化（％））＝（放置後のジッター値（％））−（放置前のジッター値（％））で与えられる値である。
【０１０６】
放置前後で結晶化感度に変化がなければジッター値変化はほとんどない。逆に、放置前後で結晶化感度が低下した場合、ジッター値変化が大きくなる。このため、ジッター値変化が少ないほど、結晶化感度の経時劣化が少ないことがわかる。実用的には、前端間のジッター値変化または後端間のジッター値変化のうち、いずれか悪い方が＋２％以下であることが好ましい。
【０１０７】
以上、本発明の実施の形態について例を挙げて説明したが、本発明は、上記実施の形態に限定されず本発明の技術的思想に基づき他の実施形態に適用することができる。
【０１０８】
【発明の効果】
以上のように、本発明の情報記録媒体によれば、繰り返し書き換え性能が良好で、結晶化感度の経時劣化が少ない情報記録媒体が得られる。
【０１０９】
また、本発明の情報記録媒体の製造方法によれば、本発明の情報記録媒体を容易に製造できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の情報記録媒体について一例を示す一部断面図である。
【図２】本発明の情報記録媒体について他の一例を示す一部断面図である。
【図３】情報記録媒体の評価に用いた記録・再生装置の概略図である。
【符号の説明】
１０、２０、３１情報記録媒体
１１基板
１２ａ第１の保護層
１２ｂ第２の保護層
１３ａ第１の界面層
１３ｂ第２の界面層
１４記録層
１５光吸収補正層
１６反射層
１７接着層
１８ダミー基板
１９エネルギービーム
２１第１の基板
２２第２の基板
３２スピンドルモータ
３３半導体レーザ
３４光学ヘッド
３５対物レンズ
３６レーザビーム[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an information recording medium capable of optically recording, erasing, rewriting and reproducing information, and a method for manufacturing the same.
[0002]
[Prior art]
A phase change type information recording medium records, erases, and rewrites information using a recording layer that reversibly undergoes a phase transformation between a crystalline phase and an amorphous phase. When the recording layer is rapidly cooled after being irradiated with a high-power laser beam, the irradiated portion becomes an amorphous phase and a recording mark is formed. When the amorphous portion of the recording layer is irradiated with a low-power laser beam and then slowly cooled, the irradiated portion becomes a crystalline phase and the recording mark is erased. Therefore, in a phase change type information recording medium, by irradiating a recording layer with a laser beam modulated between a high power level and a low power level, the previous information is erased and rewritten with new information. Can do.
[0003]
When information is rewritten, atoms move in the recording layer in accordance with the phase transformation between the crystalline phase and the amorphous phase. As a result, in the conventional information recording medium, when rewriting is repeated, there is a local bias of atoms, and the thickness of the recording layer is fluctuated to cause a decrease in signal quality. Such a decrease in repetitive rewriting performance increases especially as the recording density increases. This is because when the recording density is increased, the interval between adjacent recording marks is narrowed, and it is likely to be affected by the deviation of atoms of adjacent recording marks.
[0004]
In order to prevent the repeated rewrite performance from being lowered, it is necessary to reduce the thickness of the recording layer in order to suppress the movement of atoms. Further, reducing the thickness of the recording layer is a technique necessary for realizing a high-density information recording medium having two recording layers. However, if the thickness of the recording layer is reduced, the crystallization speed of the recording layer decreases because the atoms are less likely to move. When the crystallization speed is lowered, the signal quality is lowered in a high-density information recording medium in which a small recording mark must be recorded in a short time. Further, when the crystallization speed is lowered, the crystallization sensitivity is likely to deteriorate with time and the erasure rate is deteriorated with time. That is, as the recording density becomes higher, it becomes more difficult to achieve both the improvement of the repeated rewriting performance and the suppression of the deterioration with time of the crystallization sensitivity.
[0005]
In order to improve repetitive rewriting performance, a recording layer containing Te, Ge, Sn, and Sb has been reported (see Japanese Patent Application Laid-Open No. 2-147289).
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
However, although the conventional recording layer exhibits a high crystallization speed, the repeated rewriting performance and the long-term stability of crystallization sensitivity in high-density recording are not sufficient.
[0007]
In order to solve the above problems, an object of the present invention is to provide an information recording medium capable of high-density recording, excellent repetitive rewriting performance, and little deterioration in crystallization sensitivity with time, and a method for manufacturing the same. .
[0008]
[Means for Solving the Problems]
  In order to achieve the above object, an information recording medium of the present invention is an information recording medium comprising a substrate and a recording layer disposed above the substrate, wherein the recording layer is crystallized by irradiation with an energy beam. Is a layer that reversibly undergoes a phase transformation between an amorphous phase and a composition formula [(Ge_1-XSn_X)_ASb₂Te_{3 + A}]_100-BM_B(However, M is at least one element selected from Ag, Al, Cr, Mn, and N, and A, B, and X are 0 <A ≦ 10, 0 <B ≦ 20, and 0.07 <X <0, respectively. .69), and the Sn content in the recording layer is 2 atomic%.that's allIt is characterized by being 20 atomic% or less. In the present specification, the “constituent element” refers to an element indispensable for the expression of one characteristic of a substance in which it is contained. The recording layer essentially comprises Ge, Sb, Te, Sn, and at least1It preferably consists of two elements M. According to the information recording medium, it is possible to obtain an information recording medium capable of high-density recording, excellent repetitive rewriting performance, and little deterioration in crystallization sensitivity over time.
[0009]
  In the information recording medium, the recording layerIs the composition formula [(Ge_1-XSn_X)_ASb₂Te_{3 + A}]_100-BM_B(However, M is at least one element selected from Ag, Al, Cr, Mn, and N, and A, B, and X are 0 <A ≦ 10, 0 <B ≦ 20, and 0.07 <X <0, respectively. .69)).It is. A ≦ 10As a result, it is possible to prevent the repeated rewrite performance from deteriorating. By setting B ≦ 20, it is possible to prevent the deterioration of crystallization sensitivity with time.
[0010]
  In the information recording medium, Sn in the recording layerofContent is 2 atomic%that's all20 atomic% or less. Sn content is 2 atomic%With the aboveBy doing so, the crystallization speed can be made sufficiently high. By setting the Sn content to 20 atomic% or less, the ratio of the reflected light amount when the recording layer is in the crystalline phase and the reflected light amount when the recording layer is in the amorphous phase can be increased.
[0011]
  In the information recording medium, the thickness of the recording layer is larger than 5 nm and smaller than 15 nm. By making the thickness of the recording layer larger than 5 nm, the recording layer can be easily made into a crystalline phase. By making the recording layer smaller than 15 nm, it is possible to prevent the repeated rewriting performance from being lowered. The recording layer has a thickness of 7 nm to 13 nm.aboutIs more preferable.
[0012]
The information recording medium further includes a first protective layer, a second protective layer, and a reflective layer, wherein the first protective layer, the recording layer, the second protective layer, and the reflective layer are They may be formed in this order on the substrate. In this case, an interface layer disposed at at least one position selected from a position between the first protective layer and the recording layer and a position between the second protective layer and the recording layer is further provided. You may prepare. Furthermore, you may further provide the light absorption correction layer arrange | positioned between the said 2nd protective layer and the said reflection layer.
[0013]
The information recording medium further includes a first protective layer, a second protective layer, and a reflective layer, and the reflective layer, the second protective layer, the recording layer, and the first protective layer are the substrate. They may be formed in this order. According to the above configuration, an information recording medium capable of particularly high-density recording can be obtained. In this case, an interface layer disposed at at least one position selected from a position between the first protective layer and the recording layer and a position between the second protective layer and the recording layer is further provided. You may prepare. Furthermore, you may further provide the light absorption correction layer arrange | positioned between the said reflection layer and the said 2nd protective layer.
[0014]
  The method for producing an information recording medium of the present invention includes a step of forming a recording layer that reversibly undergoes a phase transformation between a crystalline phase and an amorphous phase by irradiation of an energy beam above a substrate, The layer has the composition formula [(Ge_1-XSn_X)_ASb₂Te_{3 + A}]_100-BM_B(However, M is at least one element selected from Ag, Al, Cr, Mn, and N, and A, B, and X are 0 <A ≦ 10, 0 <B ≦ 20, and 0.07 <X <0, respectively. .69), and the Sn content in the recording layer is 2 atomic%.that's allIt is characterized by being 20 atomic% or less. According to the manufacturing method, the information recording medium of the present invention can be reasonably manufactured.
[0015]
  The recording layer isAt least one selected from a vacuum deposition method, a sputtering method, an ion plating method, a chemical vapor deposition method, and a molecular beam epitaxy methodIt is preferably formed by a vapor deposition method.
[0016]
In the manufacturing method, the vapor deposition method may be a sputtering method using a gas containing at least one gas selected from nitrogen gas and oxygen gas and one noble gas selected from argon and krypton. Good.
[0017]
In the above manufacturing method, the recording layer may be formed at a film formation rate of 0.5 nm / second or more and 5 nm / second or less. According to the above configuration, an amorphous recording layer can be formed.
[0018]
  In the manufacturing method, the thickness of the recording layer isIt is preferably larger than 5 nm and smaller than 15 nm, more preferably 7 nm or more and 13 nm or less.
[0019]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0020]
(Embodiment 1)
In the first embodiment, an example of the information recording medium of the present invention will be described.
[0021]
A partial cross-sectional view of the information recording medium 10 of Embodiment 1 is shown in FIG. The information recording medium 10 includes a substrate 11 and a first protective layer 12a, a first interface layer 13a, a recording layer 14, a second interface layer 13b, a second protective layer 12b, which are sequentially stacked on the substrate 11. A light absorption correction layer 15 and a reflective layer 16, and a dummy substrate 18 bonded to the reflective layer 16 by an adhesive layer 17 are provided. That is, the information recording medium 10 includes a substrate 11 and a recording layer 14 disposed above the substrate 11. The information recording medium 10 is irradiated with a recording / reproducing energy beam (generally, a laser beam) 19 from the substrate 11 side.
[0022]
The recording layer 14 is a layer that reversibly undergoes a phase transformation between a crystalline phase and an amorphous phase by irradiation with an energy beam 19. Specifically, the crystal phase portion of the recording layer 14 can be changed to an amorphous phase by irradiating the high-power energy beam 19. Further, the amorphous phase portion of the recording layer 14 can be changed to a crystalline phase by irradiating the low-power energy beam 19. The thickness of the recording layer 14 is preferably 5 nm or more and 15 nm or less.
[0023]
  The recording layer 14 includes at least one element M selected from Ag, Al, Cr, Mn, and N, and Ge, Sb, Te, and Sn as constituent elements. Specifically, the composition formula
[(Ge_1-XSn_X)_ASb₂Te_{3 + A}]_100-BM_B
(However, a material represented by 0 <A ≦ 10, 0 <B ≦ 20, 0.07 <X <0.69) can be used. This composition formula indicates that Ge and Sn are contained in the recording layer 14 in a total of [(100−B) · A] / (2A + 5) atomic%. More preferably, A satisfies 2 ≦ A ≦ 8. Further, B preferably satisfies 2 ≦ B ≦ 15. In the material represented by this composition formula, the Sn content is 2 atomic%.that's all20 atomic% or less.
[0024]
The material represented by the above composition formula is GeTe-Sb.₂Te_ThreeIt can be described as a material in which a part of Ge having a quasi-binary composition is replaced with Sn and the element M is further added. GeTe-Sb₂Te_ThreeThe quasi-binary composition has been conventionally used as a material having a high crystallization rate. However, the crystallization rate can be further increased by dissolving SnTe or PbTe in this solution. SnTe and PbTe are GeTe-Sb₂Te_ThreeSimilar to the pseudo binary system, the crystal structure is a rock salt type. SnTe and PbTe have a high crystallization rate and are easily dissolved in Ge—Sb—Te. In particular, SnTe is GeTe-Sb.₂Te_ThreeIt is preferable as a material to be dissolved in a pseudo binary system composition.
[0025]
For example, GeTe-Sb₂GeTe-SnTe-Sb obtained by mixing SnTe with Te3 pseudo binary system composition₂Te_ThreeIs preferably used as the material of the recording layer 14. In this case, a part of Ge is replaced with Sn, and (Ge, Sn) Te-Sb₂Te_ThreeAs a result, the crystallization speed is further increased.
[0026]
The element M contained in the recording layer 14 is considered to have a function of suppressing atomic movement. By using two elements of Al and Ag, Cr and Ag, or Mn and Ag as the element M, it is possible to improve the repeated rewriting performance, suppress the deterioration of crystallization sensitivity with time, and increase the signal amplitude. However, when increasing the concentration of the element M and the number of elements, it is preferable to increase the Sn concentration in the recording layer 14 in order not to decrease the crystallization speed. The concentration of the element M is preferably not more than the Sn concentration.
[0027]
The substrate 11 is a disk-shaped transparent substrate. As the material of the substrate 11, for example, a resin such as amorphous polyolefin or polymethyl methacrylate (PMMA), or glass can be used. A guide groove for guiding the energy beam 19 may be formed on the surface of the substrate 11 on the recording layer 14 side as necessary. Of the surface of the substrate 11, the surface on which the energy beam 19 is incident is generally smooth. The thickness of the substrate 11 is, for example, about 0.5 mm to 1.3 mm.
[0028]
The first and second

protective layers

12 a and 12 b have a function of protecting the recording layer 14. By adjusting the thicknesses of the first and second

protective layers

12a and 12b, the amount of light incident on the recording layer 14 can be increased, and the signal amplitude (change in the amount of reflected light before and after recording) can be increased. can do. The thickness of the protective layer can be determined by calculation based on, for example, a matrix method (for example, see Hiroshi Kubota “Wave Optics” Iwanami Shinsho, 1971, Chapter 3). According to this calculation, the thickness of the protective layer is such that the difference between the reflected light amount of the crystalline recording layer 14 and the reflected light amount of the amorphous recording layer 14 is large and the amount of light incident on the recording layer 14 is large. Can be determined.
[0029]
The first and second

protective layers

12a and 12b are made of a dielectric, for example. Specifically, for example, SiO₂And Ta₂O_FiveAn oxide such as Si-N, Al-N, Ti-N, Ta-N, Zr-N, or Ge-N, a sulfide such as ZnS, or a carbide such as SiC can be used. . A mixture of these can also be used. Among these, ZnS and SiO₂ZnS-SiO which is a mixture with₂Is a particularly excellent material. ZnS-SiO₂Is amorphous, has a high refractive index, and good mechanical properties and moisture resistance. ZnS-SiO₂Can be deposited at a high deposition rate. The first protective layer 12a and the second protective layer 12b may be formed of the same material or different materials.
[0030]
The first and second interface layers 13a and 13b are disposed between the first protective layer 12a and the recording layer 14, and between the second protective layer 12b and the recording layer 14, respectively. The first and second interface layers 13a and 13b function to prevent the movement of substances that occur between the first protective layer 12a and the recording layer 14, and between the second protective layer 12b and the recording layer 14. Have Examples of the material of the first and second interface layers 13a and 13b include nitrides such as Si—N, Al—N, Zr—N, Ti—N, Ge—N, and Ta—N, or these. A nitrided oxide or a carbide such as SiC can be used. In order to obtain good recording / erasing performance, the thickness of the first and second interface layers 13a and 13b is preferably in the range of 1 nm to 10 nm, and more preferably in the range of 2 nm to 5 nm. preferable.
[0031]
The light absorption correction layer 15 adjusts the ratio between the light absorption rate when the recording layer 14 is in a crystalline state and the light absorption rate when the recording layer 14 is in an amorphous state. The light absorption correction layer 15 can prevent the shape of the recording mark from being distorted during rewriting. As a material for the light absorption correction layer 15, it is preferable to use a material having a high refractive index and absorbing light appropriately. For example, a material having a refractive index n of 3 to 6 and an extinction coefficient k of 1 to 4 can be used. Specifically, an amorphous Ge alloy such as Ge—Cr or Ge—Mo, or an amorphous Si alloy such as Si—Cr, Si—Mo, or Si—W can be used. In addition, a crystalline metal, a semi-metal, or a semiconductor material such as Si alloy, Te, Ti, Zr, Nb, Ta, Cr, Mo, W, SnTe, or PbTe can be used.
[0032]
The reflective layer 16 has a function of increasing the amount of light absorbed by the recording layer 14. Furthermore, by forming the reflective layer 16, the heat generated in the recording layer 14 can be quickly diffused, and the recording layer 14 can be easily made amorphous. Furthermore, by forming the reflective layer 16, the laminated multilayer film can be protected from the use environment.
[0033]
As a material of the reflective layer 16, for example, a single metal having a high thermal conductivity such as Al, Au, Ag, or Cu can be used. Alternatively, an alloy such as Al—Cr, Al—Ti, Ag—Pd, Ag—Pd—Cu, or Ag—Pd—Ti may be used. In these alloys, moisture resistance and thermal conductivity can be adjusted by changing the composition. The reflective layer 16 may be omitted depending on the material of the recording layer 14 and information recording conditions.
[0034]
The adhesive layer 17 is a layer for bonding the dummy substrate 18 to the reflective layer 16. The adhesive layer 17 is made of a material having high heat resistance and high adhesiveness. For example, a resin such as an ultraviolet curable resin can be used. Specifically, a material mainly containing an acrylic resin or a material mainly containing an epoxy resin can be used. Alternatively, the adhesive layer 17 may be formed using a resin film, a dielectric film, a double-sided tape, or a combination thereof.
[0035]
The dummy substrate 18 is a disk-shaped substrate. The dummy substrate 18 has a function of increasing the mechanical strength of the information recording medium 10. Further, the laminated multilayer film is protected by the dummy substrate 18. The material described for the substrate 11 can be used for the material of the dummy substrate 18. The material of the dummy substrate 18 may be the same as or different from the material of the substrate 11. Further, the thickness of the dummy substrate 18 may be the same as or different from the thickness of the substrate 11.
[0036]
In the information recording medium 10 of Embodiment 1, the recording layer 14 contains the elements M, Ge, Sb, Te, and Sn as constituent elements. Therefore, according to the information recording medium 10, it is possible to obtain an information recording medium capable of high-density recording, excellent repetitive rewriting performance, and little deterioration with time in crystallization sensitivity.
[0037]
In the first embodiment, the information recording medium 10 including one recording layer 14 is shown. However, the information recording medium of the present invention may include two recording layers 14 (the same applies to the following embodiments). is there). For example, a double-sided information recording medium can be obtained by bonding the dummy substrates 18 of the two information recording media 10 together with an adhesive layer.
[0038]
(Embodiment 2)
In Embodiment 2, another example of the information recording medium of the present invention will be described. In addition, about the part similar to the part demonstrated in Embodiment 1, the same code | symbol is attached | subjected and the overlapping description is abbreviate | omitted (it is the same also in the following embodiment).
[0039]
A partial cross-sectional view of the information recording medium 20 of Embodiment 2 is shown in FIG. The information recording medium 20 includes a first substrate 21, a reflective layer 16, a light absorption correction layer 15, a second protective layer 12b, a second interface layer 13b, and a recording layer that are sequentially stacked on the first substrate 21. 14, a first interface layer 13 a, a first protective layer 12 a, and a second substrate 22 bonded to the first protective layer 12 a by an adhesive layer 17. That is, the information recording medium 20 includes a first substrate 21 and a recording layer 14 disposed above the first substrate 21. The information recording medium 20 is irradiated with an energy beam (generally a laser beam) 19 for recording / reproduction from the second substrate 22 side.
[0040]
As the first substrate 21, a substrate similar to the substrate 11 can be used. The second substrate 22 is a disk-shaped transparent substrate and can be formed of the same material as the substrate 11. A guide groove for guiding the energy beam 19 may be formed on the surface of the second substrate 22 on the recording layer 14 side as necessary. Of the surface of the second substrate 22, the surface on which the energy beam 19 is incident is preferably smooth. The second substrate 22 is thinner than the first substrate 21 and has a thickness of about 0.05 mm to 0.5 mm, for example.
[0041]
In the information recording medium 20, since the second substrate 22 is thinner than the first substrate 21, the numerical aperture of the objective lens can be increased. Here, when the wavelength of the energy beam 19 is λ and the numerical aperture of the objective lens is NA, the size w of the beam spot is
w = k · λ / NA (where k is a constant)
Given in. The spot size w becomes smaller as the wavelength λ is shorter and as the numerical aperture NA is larger. Therefore, the information recording medium 20 capable of increasing the numerical aperture of the objective lens can perform recording with higher density than the information recording medium 10. For example, it is reported that an objective lens with NA = 0.6 can be used for a substrate with a thickness of 0.6 mm, and an objective lens with NA = 0.85 can be used with a substrate with a thickness of 0.1 mm. (Kiyoshi Osato, “A rewritable optical disk system with 10 GB of capacity”, Proc. SPIE. Optical Data Storage '98, 3401, 80-86 (1998)).
[0042]
Since the information recording medium 20 uses the recording layer 14 made of the material described in the information recording medium 10, the same effect as the information recording medium 10 can be obtained.
[0043]
(Embodiment 3)
In Embodiment 3, a method for manufacturing the information recording medium 10 will be described as an example of the method for manufacturing the information recording medium of the present invention. As will be described below, the manufacturing method of Embodiment 3 includes a step of forming the recording layer 14 by a vapor deposition method.
[0044]
First, a substrate 11 is prepared, and the substrate 11 is placed in a film forming apparatus. As the film forming apparatus used in Embodiment 3, a single-wafer film forming apparatus in which one power source is provided in one vacuum chamber or an in-line film forming apparatus in which a plurality of power supplies are provided in one vacuum chamber is used. be able to. Note that the following layers may be formed by the same film forming apparatus or may be formed by different film forming apparatuses.
[0045]
Then, on the substrate 11, the first protective layer 12a, the first interface layer 13a, the recording layer 14, the second interface layer 13b, the second protective layer 12b, the light absorption correction layer 15, and the reflective layer 16 are formed. Sequentially formed. When a groove for guiding the energy beam 19 is formed on the surface of the substrate 11, the first protective layer 12a is formed on the surface where the groove is formed.
[0046]
The first protective layer 12a, the first interface layer 13a, the second interface layer 13b, and the second protective layer 12b can be formed by, for example, a sputtering method. Specifically, a base material made of a compound may be sputtered in an Ar gas atmosphere or a mixed gas atmosphere of Ar gas and a reactive gas. Alternatively, a reactive sputtering method in which a metal base material is sputtered in a mixed gas atmosphere of Ar gas and reactive gas may be used.
[0047]
The recording layer 14 is made of the material described in the first embodiment, and is formed by a vapor deposition method (Vapor Deposition Method). As the vapor deposition method, at least one selected from a vacuum deposition method, a sputtering method, an ion plating method, a chemical vapor deposition method, and a molecular beam epitaxy method (Molecular Beam Epitaxy) can be used. .
[0048]
For example, the recording layer 14 can be formed by a sputtering method using a mixed gas containing at least one gas selected from nitrogen gas and oxygen gas and one noble gas selected from argon and krypton. As said mixed gas, the mixed gas of nitrogen gas and argon, the mixed gas of nitrogen gas and krypton, or the mixed gas which added oxygen gas to these can be used, for example. Specifically, the recording layer 14 can be formed by sputtering a base material (target) containing Ge, Sb, Te, Sn, and the element M in the mixed gas atmosphere. As the base material, five base materials corresponding to Ge, Sb, Te, Sn, and the element M may be used, or a binary base material or a ternary base material in which several elements are combined. May be used. In addition, when the element M is composed of only nitrogen, the recording layer 14 can be formed by sputtering a target containing Ge, Sb, Te, and Sn in an atmosphere containing nitrogen gas.
[0049]
According to the sputtering method, the composition formula
[(Ge, Sn)_ASb₂Te_{3 + A}]_100-BM_B
(However, the recording layer represented by 0 <A ≦ 10, 0 <B ≦ 20) can be easily formed.
[0050]
The recording layer 14 is preferably formed at a film formation rate of 0.5 nm / second or more and 5 nm / second or less (more preferably 0.8 nm / second to 3 nm / second).
[0051]
After forming the second protective layer 12b, the light absorption correction layer 15 and the reflective layer 16 are formed on the second protective layer 12b. The light absorption correction layer 15 and the reflection layer 16 can be formed by sputtering a base material made of metal in an Ar gas atmosphere.
[0052]
Next, the adhesive layer 17 is formed on the reflective layer 16, and the reflective layer 16 and the dummy substrate 18 are bonded together. In this way, the information recording medium 10 can be manufactured. If necessary, an initialization process for crystallizing the entire surface of the recording layer 14 may be performed. The initialization process can be performed before the dummy substrate 18 is bonded or after the dummy substrate 18 is bonded.
[0053]
The information recording medium 20 can also be manufactured by the same method as the information recording medium 10. Each layer of the information recording medium 20 can be formed by the same method as each layer of the information recording medium 10. Further, the second substrate 22 can be adhered to the first protective layer 12 a by the adhesive layer 17, similarly to the dummy substrate 18. Also in the manufacturing method of the information recording medium 20, an initialization process is performed as necessary. The initialization process can be performed before the second substrate 22 is bonded or after the second substrate 22 is bonded. In the information recording medium 20, since the energy beam 19 is incident from the second substrate 22 side, the thickness of the adhesive layer 17 is preferably uniform over the entire surface.
[0054]
According to the manufacturing method of Embodiment 3, the information recording medium of the present invention can be easily manufactured.
[0055]
【Example】
Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to examples.
[0056]
Example 1
In the first embodiment, an example of the information recording medium 10 will be described. Hereinafter, a method for manufacturing the information recording medium of Example 1 will be described.
[0057]
First, as the substrate 11, a polycarbonate substrate (thickness: 0.6 mm) on which spiral guide grooves were formed was prepared. On this polycarbonate substrate, ZnS-SiO₂Layer (first protective layer 12a, thickness 140 nm), Ge—N layer (first interface layer 13 a, thickness: 5 nm), recording layer (recording layer 14), Ge—N layer (second interface layer) 13b, thickness: 3 nm), ZnS-SiO₂Sputtering of the layer (second protective layer 12b, thickness: 40 nm), GeCr layer (light absorption correction layer 15, thickness: 40 nm), and Ag alloy layer (reflection layer 16, thickness: 80 nm) in this order Formed by law. The thicknesses of the first protective layer 12a and the second protective layer 12b were adjusted so that the signal amplitude (change in reflected light amount) at a wavelength of 660 nm was increased and the incident light amount to the recording layer was increased. . These thicknesses were determined using calculations based on the matrix method.
[0058]
The recording layer has the composition formula [(Ge, Sn)_FourSb₂Te₇]₉₅N_FiveIt formed using the material represented by these. This recording layer contains Ge and Sn in total 95 × 4 / (4 + 2 + 7) = 29 atomic%. Specifically, the Ge content was 24 atomic% and the Sn content was 5 atomic%.
[0059]
Thereafter, an ultraviolet curable resin was spin-coated on the Ag alloy layer as the adhesive layer 17. Finally, the dummy substrate (thickness: 0.6 mm) was adhered to the Ag alloy layer and irradiated with ultraviolet rays to bond the Ag alloy layer and the dummy substrate.
[0060]
In Example 1, after bonding the dummy substrate, the entire information recording medium was irradiated with a laser beam to crystallize the entire recording layer. Thus, the information recording medium of Example 1 was produced. In Example 1, eight types of information recording media 10-11 to 10-18 having different recording layer thicknesses were produced.
[0061]
On the other hand, as a comparative example, an information recording medium was produced in the same manner as in the above example except that the material of the recording layer was changed. In this comparative example, the composition formula Ge_FourSb₂Te₇A recording layer was formed using a material represented by: Also for this comparative example, eight types of information recording media C-11 to C-18 having different recording layer thicknesses were produced.
[0062]
The above 16 types of information recording media were evaluated for repeated rewriting performance and aging sensitivity deterioration over time. These evaluation methods will be described later. The evaluation results are shown in Table 1.
[0063]
[Table 1]

[0064]
The larger the “number of rewritable times” in Table 1, the better the repeated rewritability. A1 to D1 each indicate the lower range of the table. E1 indicates that rewriting could not be performed. The smaller the “jitter value change” in Table 1, the smaller the deterioration of crystallization sensitivity with time. A2 to D2 each indicate the lower range of the table. E2 shows that evaluation was not possible because the jitter value before the standing test exceeded 13% between the front end of the recording mark and between the rear end of the recording mark. The meanings of A1 to E1 and A2 to E2 are the same in the following tables.
[0065]
As shown in Table 1, in the information recording media C-11 to C-18 of the comparative examples, there were cases where the characteristics of A or B were not shown for both the number of rewritable times and the jitter value change. On the other hand, in the information recording media 10-13 to 10-16 of Example 1, the characteristics of A or B were shown for both the rewritable count and the jitter value change.
[0066]
In addition, the information recording medium of Example 1 had, on average, better rewriting performance and less aging sensitivity deterioration over time as compared with Comparative Examples C-11 to C-18. The improvement of the repeated rewriting performance is considered to be due to the addition of nitrogen. In addition, the suppression of deterioration of crystallization sensitivity with time_FourSb₂Te₇This is probably because the crystallization rate was increased by substituting a part of Ge with Sn.
[0067]
(Example 2)
In Example 2, an example in which the information recording medium 10 is manufactured by changing the Sn content of the recording layer will be described.
[0068]
An information recording medium was produced in the same manner as in Example 1 except that the thickness of the recording layer was fixed to 7 nm and the Sn content of the recording layer was changed. In the information recording medium of Example 2, the recording layer has the composition formula [(Ge, Sn)._FourSb₂Te₇]₉₅N_FiveIt formed using the material represented by these. Then, eight types of information recording media 10-21 to 10- in which the Sn content was changed between 2 atomic percent and 25 atomic percent and the Ge content was changed between 27 atomic percent and 4 atomic percent. 28 was produced. The information recording medium 10-22 is the same as the information recording medium 10-13. Further, as a comparative example, an information recording medium C-21 not containing Sn was produced in the same manner.
[0069]
For these information recording media 10-21 to 28 and C-21, the deterioration of crystallization sensitivity with time was evaluated by measuring the change in jitter value by the method described later. The evaluation results are shown in Table 2.
[0070]
[Table 2]

[0071]
As shown in Table 2, good characteristics were obtained when the Sn content was in the range of 2 atomic% to 20 atomic%.
[0072]
(Example 3)
In Example 3, an example in which the information recording medium 10 is manufactured by changing the element M will be described.
[0073]
An information recording medium was produced in the same manner as in Example 1 except that the element M was changed and the thickness of the recording layer was fixed to 11 nm. In the information recording medium of Example 3, the recording layer has the composition formula [(Ge, Sn)._FourSb₂Te₇]₉₅M_FiveIt formed using the material represented by these. The Ge content was 24 atomic% and the Sn content was 5 atomic%. In Example 3, five types of information recording media 10-31 to 10-35 using Mn, Ag, Cr, Al, or N as the element M were produced. In addition, as a comparative example, an information recording medium C-31 not containing the element M was similarly produced.
[0074]
These information recording media 10-31 to 35 and C-31 were repeatedly evaluated for rewriting performance by the method described later. The evaluation results are shown in Table 3.
[0075]
[Table 3]

[0076]
As shown in Table 3, the rewriting performance was improved by using Mn, Ag, Cr, Al, or N as the element M. This effect was particularly great with Mn, Cr, Al, and N. Further, when Ag was used as the element M, the signal amplitude was increased, and the jitter value between the front ends of the recording marks and the jitter value between the rear ends of the recording marks were improved.
[0077]
Example 4
In Example 4, an example in which the information recording medium 10 is manufactured using Mn as the element M will be described.
[0078]
An information recording medium was produced in the same manner as in Example 1 except that Mn was used as the element M. In the information medium of Example 4, the recording layer has the composition formula [(Ge, Sn)._FourSb₂Te₇]₉₅Mn_FiveIt formed using the material represented by these. The Ge content was 24 atomic% and the Sn content was 5 atomic%. In Example 4, eight types of information recording media 10-41 to 10-48 in which the thickness of the recording layer was changed were produced.
[0079]
For these information recording media 10-41 to 10-48, repeated rewriting performance and aging sensitivity deterioration with time were evaluated by the methods described later. The evaluation results are shown in Table 4.
[0080]
[Table 4]

[0081]
As shown in Table 4, by using Mn as the element M, it is possible to obtain an information recording medium having good repetitive rewriting performance and little deterioration with time in crystallization sensitivity. These two characteristics were good when the thickness of the recording layer was 7 nm or more and 13 nm or less. In addition, when the random signal recorded before being left alone was reproduced after being left alone, it was confirmed that there was no problem in record storability because the jitter value did not change.
[0082]
(Example 5)
In Example 5, an example in which the information recording medium 10 is manufactured by changing the content of the element M and the content of Sn will be described.
[0083]
An information recording medium was produced in the same manner as in Example 1 except that Cr was used as the element M and the Sn content was changed. The recording layer has the composition formula [(Ge, Sn)_FourSb₂Te₇]₉₅Cr_FiveIt formed using the material represented by these. The Sn content was changed from 0 to 25 atom%, and the Ge content was changed from 29 atom% to 4 atom%. The thickness of the recording layer was 9 nm.
[0084]
With respect to the plurality of information recording media thus produced, repeated rewriting performance and aging sensitivity deterioration with time were evaluated by the method described later. As a result of the evaluation, a range where particularly preferable results are obtained is indicated by * in Table 5.
[0085]
[Table 5]

[0086]
* Indicates that the number of rewritable times was 100,000 or more and the jitter value change was + 2% or less. As shown in Table 5, by using a material having a Sn content of 5 atomic% to 20 atomic% and a Cr content of 2 atomic% to 15 atomic%, repetitive rewriting performance is good, and crystallization sensitivity. An information recording medium with little deterioration over time was obtained.
[0087]
Further, when a similar experiment was performed using Mn or Al as the element M, the same result as that of the information recording medium using Cr as the element M was obtained.
[0088]
Further, the same experiment was performed using Ag and Mn, or Ag and Al, or Ag and Cr as the element M. The Ag content was fixed at 1 atomic%. As a result, an information recording medium having excellent characteristics was obtained by setting the Sn content to 5 atom% to 20 atom% and the Mn, Al, or Cr content to 1 atom% to 13 atom%.
[0089]
(Example 6)
In Example 6, an example of manufacturing the information recording medium 20 will be described.
[0090]
First, as the first substrate 21, a polycarbonate substrate (thickness: 1.1 mm) having spiral guide grooves formed on the surface was prepared. Next, an Ag alloy layer (reflective layer 16, thickness: 80 nm), Te compound layer (light absorption correction layer 15, thickness: 20 nm), ZnS-SiO, on a polycarbonate substrate.₂Layer (second protective layer 12b, thickness: 11 nm), Ge—N layer (second interface layer 13b, thickness: 3 nm), recording layer (recording layer 14), Ge—N layer (first interface) Layer 13a, thickness 5 nm), ZnS-SiO₂Layers (first protective layer 12a, thickness: 60 nm) were formed in this order by a sputtering method. The thicknesses of the first protective layer 12a and the second protective layer 12b were adjusted so that the signal amplitude (change in the amount of reflected light) at a wavelength of 405 nm was increased and the amount of light incident on the recording layer was increased. . These thicknesses were determined using calculations based on the matrix method.
[0091]
The recording layer has the composition formula [(Ge, Sn)_FourSb₂Te₇]₉₅Mn_FiveIt formed using the material represented by these. The Ge content was 19 atomic% and the Sn content was 10 atomic%.
[0092]
Thereafter, an ultraviolet curable resin was applied as an adhesive layer 17 on the first protective layer. Finally, the second substrate (second substrate 22, thickness: 0.1 mm) was brought into close contact with the first protective layer and irradiated with ultraviolet rays to bond the first protective layer and the second substrate. .
[0093]
In Example 6, after bonding the second substrate, the entire information recording medium was irradiated with a laser beam to crystallize the entire recording layer. In this manner, an information recording medium of Example 6 was produced. In Example 6, seven types of information recording media 20-1 to 20-7 having different recording layer thicknesses were produced. With respect to these information recording media, repeated rewriting performance and deterioration with time of crystallization sensitivity were evaluated by an evaluation method described later. In the evaluation of Example 6, the characteristics were evaluated by performing high-density recording using a laser beam having a wavelength of 405 nm and an objective lens having NA = 0.8. The evaluation results are shown in Table 6.
[0094]
[Table 6]

[0095]
Even in high-density recording, as shown in Table 6, it was possible to obtain an information recording medium having good repetitive rewriting performance and little deterioration in crystallization sensitivity over time. This is Ge_FourSb₂Te₇This is considered to be because a part of Ge was replaced with Sn and Mn was added as the element M.
[0096]
Further, when a similar experiment was performed using Cr or Al as the element M, the same result as that of the information recording medium using Mn as the element M was obtained.
[0097]
Further, the same experiment was performed using Ag and Mn, or Ag and Al, or Ag and Cr as the element M. The Ag content was 1 atomic%. The content of Mn, Al, or Cr was 4 atomic%. As a result, the same result as that of the information recording medium using Mn as the element M was obtained.
[0098]
(Evaluation of repeated rewrite performance)
Hereinafter, a method for evaluating repetitive rewriting performance will be described.
[0099]
A schematic diagram of the recording / reproducing apparatus used for the evaluation is shown in FIG. The recording / reproducing apparatus includes a spindle motor 32 that rotates the information recording medium 31, an optical head 34 that includes a semiconductor laser 33, and an objective lens 35. A laser beam 36 emitted from the semiconductor laser 33 is condensed by the objective lens 35 and applied to the recording layer of the information recording medium 31. As the information recording medium 31, the information recording medium produced in the example is used.
[0100]
In the evaluation of Examples 1 to 5, the semiconductor laser 33 having a wavelength of 660 nm and the objective lens 35 having a numerical aperture of 0.6 were used, and the linear velocity was set to 8.2 m / second. In the evaluation of Example 6, the semiconductor laser 33 having a wavelength of 405 nm and the objective lens 35 having a numerical aperture of 0.8 were used, and the linear velocity was set to 8.6 m / sec.
[0101]
In order to evaluate the rewrite performance repeatedly, the laser beam 36 was modulated to a high output peak power Pp and a low output bias power Pb to record a random signal. Then, the jitter value between the front ends of the recording marks and the jitter value between the rear ends of the recording marks were measured, and both were averaged to calculate an average jitter value. The repeated rewrite performance was evaluated by repetitive recording of signals using the Pp and Pb laser beams 36 and the number of rewrites until the average jitter value reached 13% (number of rewrites in the table). When the information recording medium is used as an external memory of a computer, the number of rewritable times is preferably 100,000 times or more. When the information recording medium is used as an image / sound recorder, it can be said that 10,000 rewrites are sufficient.
[0102]
(Evaluation of aging sensitivity over time)
Hereinafter, a method for evaluating the deterioration of crystallization sensitivity with time will be described.
[0103]
First, a random signal was recorded 10 times on the information recording medium by the same method as the evaluation of repeated rewriting performance, and the jitter value between the front ends of the recording marks and the jitter value between the rear ends of the recording marks were measured.
[0104]
Next, the information recording medium was left in an environment at 90 ° C. and a relative humidity of 20% for 24 hours. Then, after being left, a random signal was overwritten once on the signal recorded before being left. Thereafter, the jitter value between the front ends of the recording marks and the jitter value between the rear ends of the recording marks were measured.
[0105]
(Jitter value change (%)) in the table is a value given by (jitter value change (%)) = (jitter value (%) after being left) − (jitter value (%) before being left).
[0106]
If there is no change in crystallization sensitivity before and after standing, there is almost no change in jitter value. Conversely, when the crystallization sensitivity decreases before and after standing, the jitter value change increases. For this reason, it can be seen that the smaller the jitter value change, the less the deterioration of crystallization sensitivity with time. Practically, it is preferable that the worse of the change in the jitter value between the front ends and the change in the jitter value between the rear ends is + 2% or less.
[0107]
Although the embodiments of the present invention have been described above by way of examples, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and can be applied to other embodiments based on the technical idea of the present invention.
[0108]
【The invention's effect】
As described above, according to the information recording medium of the present invention, it is possible to obtain an information recording medium having good repetitive rewriting performance and little deterioration with time in crystallization sensitivity.
[0109]
Moreover, according to the method for manufacturing the information recording medium of the present invention, the information recording medium of the present invention can be easily manufactured.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a partial cross-sectional view showing an example of an information recording medium of the present invention.
FIG. 2 is a partial cross-sectional view showing another example of the information recording medium of the present invention.
FIG. 3 is a schematic diagram of a recording / reproducing apparatus used for evaluation of an information recording medium.
[Explanation of symbols]
10, 20, 31 Information recording medium
11 Substrate
12a First protective layer
12b Second protective layer
13a First interface layer
13b Second interface layer
14 Recording layer
15 Light absorption correction layer
16 Reflective layer
17 Adhesive layer
18 Dummy board
19 Energy beam
21 First substrate
22 Second substrate
32 spindle motor
33 Semiconductor laser
34 Optical head
35 Objective lens
36 Laser beam

Claims

An information recording medium comprising a substrate and a recording layer disposed above the substrate,
The recording layer is a layer that reversibly undergoes a phase transformation between a crystalline phase and an amorphous phase upon irradiation with an energy beam, and has a composition formula [(Ge _1−X Sn _X ) _A Sb ₂ Te _{3+ A]} _{_100-B} M B
(However, M is at least one element selected from Ag, Al, Cr, Mn, and N, and A, B, and X are 0 <A ≦ 10, 0 <B ≦ 20, and 0.07 <X <0, respectively. .69.)
Including the material represented by
An information recording medium characterized in that the Sn content in the recording layer is 2 atomic% or more and 20 atomic% or less.

The information recording medium according to claim 1, wherein a thickness of the recording layer is larger than 5 nm and smaller than 15 nm.

The information recording medium according to claim 1, wherein the recording layer has a thickness of 7 nm to 13 nm.

A first protective layer, a second protective layer, and a reflective layer;
The information recording medium according to claim 1, wherein the first protective layer, the recording layer, the second protective layer, and the reflective layer are formed in this order on the substrate.

A first protective layer, a second protective layer, and a reflective layer;
The information recording medium according to claim 1, wherein the reflective layer, the second protective layer, the recording layer, and the first protective layer are formed in this order on the substrate.

An interface layer disposed at at least one position selected from a position between the first protective layer and the recording layer and a position between the second protective layer and the recording layer. 4. The information recording medium according to 4 or 5.

The information recording medium according to claim 4, further comprising a light absorption correction layer disposed between the reflective layer and the second protective layer.

A method for manufacturing an information recording medium, comprising:
Forming a recording layer that reversibly undergoes a phase transformation between a crystalline phase and an amorphous phase by irradiation with an energy beam above the substrate;
The recording layer, the composition formula _{_{[(Ge 1-X Sn X}} ) A Sb 2 Te 3 + A] 100-B M B
(However, M is at least one element selected from Ag, Al, Cr, Mn, and N, and A, B, and X are 0 <A ≦ 10, 0 <B ≦ 20, and 0.07 <X <0, respectively. .69.)
Including the material represented by
The method for producing an information recording medium, wherein the Sn content in the recording layer is 2 atomic% or more and 20 atomic% or less.

9. The recording layer according to claim 8, wherein the recording layer is formed by at least one vapor deposition method selected from a vacuum deposition method, a sputtering method, an ion plating method, a chemical vapor deposition method, and a molecular beam epitaxy method. The manufacturing method of the information recording medium of description.

The information according to claim 9, wherein the vapor deposition method is a sputtering method using a gas containing at least one gas selected from nitrogen gas and oxygen gas and one rare gas selected from argon and krypton. A method for manufacturing a recording medium.

The method for manufacturing an information recording medium according to claim 8, wherein the recording layer is formed at a film formation rate of 0.5 nm / second or more and 5 nm / second or less.

The method for manufacturing an information recording medium according to claim 8, wherein a thickness of the recording layer is larger than 5 nm and smaller than 15 nm.

The method for manufacturing an information recording medium according to claim 8, wherein the recording layer has a thickness of 7 nm to 13 nm.