JP5796180B2 - 情報記録媒体およびその製造方法 - Google Patents

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Description

本発明は、情報記録媒体およびその製造方法に関するものであって、特に近接場光を用いて記録再生が行われる高密度の情報記録媒体およびその製造方法に関するものである。
大容量の情報を記録再生できる情報記録媒体（以下、「記録媒体」または「媒体」と呼ぶ）として、ＤＶＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ／Ｖｉｄｅｏ Ｄｉｓｃ）およびＢｌｕ−ｒａｙ Ｄｉｓｃに代表される光学的情報記録媒体が知られている。ＤＶＤおよびＢｌｕ−ｒａｙ Ｄｉｓｃは、記録再生に用いる半導体レーザの短波長化と対物レンズの高ＮＡ化とによってスポット径を小さくし、高密度化を実現してきた。しかし、光の回折限界のため、これまでと同様の手法でスポット径を小さくし大容量化を実現することは困難であるとされている。
近年、近接場光を用いた光記録方式が、回折限界を打破する技術として注目を集めている。この近接場光は、光の波長以下の寸法の開口または微粒子等に光が入射したとき、それらのごく近傍に局在化した形で発生する光である。近接場光で形成されるスポット径は、入射光の波長には依らず、入射した開口または微粒子等の寸法によって決まる。当初は、先鋭化したファイバープローブ等に光を入射し、その先端に設けた微小開口に近接場光を発生させる方法が多く採られてきた。しかし、この方法には、入射光に対する光の利用効率が低いという課題があった。近年、この光利用効率を大幅に向上させる技術として、金属の表面プラズモン共鳴を利用した近接場光発生素子が提案されている（例えば特許文献１）。この技術は、微小な金属膜に適当な波長の光を照射して表面プラズモン共鳴を誘起し、金属膜近傍に近接場光を発生させて記録再生を行うものである。また、情報記録媒体の基板に予めパターンを形成しておくことにより、より高密度な記録媒体においても安定した記録再生を行う方法なども提案されている（例えば特許文献２および特許文献３）。
また、記録層としてナノ微粒子を適用する情報記録媒体も提案されている（例えば特許文献４）。この情報記録媒体の記録層は、直径が１００ｎｍ以下の形状である金属微粒子が、光の照射に応じて結晶状態または非晶質状態に遷移する相変化材料に包囲された状態で配置されることによって形成されている。ここでは、金属微粒子には局所プラズモン共鳴を示すＰｔ、Ａｇ、Ａｕ、ＡｌまたはＣｕなどの材料が用いられ、相変化材料には相状態に応じて複素誘電率が変化するＧｅ−Ｓｂ−ＴｅまたはＡｇ−Ｉｎ−Ｓｂ−Ｔｅなどの材料が用いられる。このナノ微粒子では、所定強度以上の光の照射によって、相変化材料の複素誘電率を変化させることができる。そして、この複素誘電率の変化に応じて、ナノ微粒子が生じさせる局所プラズモン共鳴の度合いが変化する。このような局所プラズモン共鳴の度合いの変化により情報を記録再生することが可能となる。
これらの技術を利用することで、より微小な記録マークの記録が可能となる。その結果、光メモリのさらなる高密度化および大容量化が実現できる。
特開２００３−１１４１８４号公報 特許第２５８４１２２号公報 特許第３７９３０４０号公報 特開２０１０−１３５０２０号公報
前述したナノ微粒子を適用した情報記録媒体では、Ａｇなどの金属とＧｅ-Ｓｂ-Ｔｅなどのカルコゲン化物とがコアシェル構造を形成している。そのため、このような情報記録媒体には、再生の際に生じた熱などにより金属とカルコゲン化物との界面で熱拡散が生じ、微粒子の状態が経時変化するといった課題があった。情報記録媒体としては、記録した情報が再生している最中に劣化して失われることは致命的であり、改善が必要である。
特許文献４に記載された情報記録媒体は、記録マークが微小化されるに従い、記録マークからの戻り光が減少するという課題を解決するために提案された技術である。この技術は、局所プラズモン共鳴によって生じる強度の大きい散乱光を戻り光として受光させるようにしたものである。したがって、特許文献４は、微粒子の状態が経時変化するという課題には全く着目しておらず、微粒子の状態が経時変化することを抑制する方法について教示していない。
本発明は、上記従来技術が有する課題を解決するためになされたものであって、高い信頼性を保有する大容量の情報記録媒体を提供することを目的とする。
本発明の情報記録媒体は、
基板と、
前記基板上に設けられた、レーザビームの照射によって光学的特性が変化し得る記録層と、を含み、
前記記録層は、微小の記録領域が複数配列されることによって形成されており、
前記記録領域の一部または全てが、ＴｅおよびＯを含有する記録材料からなり、
前記記録領域の情報記録方向に沿った長さが、３０ｎｍ以下である。
本発明の情報記録媒体の製造方法の第１の態様は、上記本発明の情報記録媒体を製造する方法であって、
（Ｉ）凸部における情報記録方向に沿った長さが３０ｎｍ以下である凹凸パターンが形成された基板を準備する工程と、
（II）前記基板上に、ＴｅおよびＯを含有する記録材料、または、Ｔｅ、ＯおよびＭ（Ｍは、Ｐｄ、ＡｕおよびＰｔから成る群より選択される少なくとも１つの元素）を含有する記録材料を成膜して、前記凸部上に前記記録材料からなる記録領域を形成する工程と、
を含む。
本発明の情報記録媒体の製造方法の第２の態様は、上記本発明の情報記録媒体を製造する方法であって、
（ｉ）基板上に、ＴｅおよびＯを含有する記録材料、または、Ｔｅ、ＯおよびＭ（Ｍは、Ｐｄ、ＡｕおよびＰｔから成る群より選択される少なくとも１つの元素）を含有する記録材料からなる膜を形成する工程と、
（ii）前記膜上に、情報記録方向に沿った長さが３０ｎｍ以下となるパターンを有するマスクを配置する工程と、
（iii）前記マスクの上から前記膜をエッチングする工程と、
（iv）前記マスクを除去して、複数配列された、前記記録材料からなる記録領域を形成する工程と、
を含む。
本発明の情報記録媒体では、記録層は、微小の記録領域が複数配列されることによって形成されている。この記録領域の一部または全てが、ＴｅおよびＯを含有する記録材料からなることによって、信頼性および耐湿性に優れた大容量な情報記録媒体を実現できる。また、本発明の製造方法によれば、このような優れた特性を有する情報記録媒体を製造することができる。
図１は、本発明の実施の形態１における情報記録媒体の一例を示す斜視図である。 図２は、本発明の実施の形態１における情報記録媒体への記録再生方法の一例を示す斜視図である。 図３は、従来の、連続的な相変化薄膜によって構成された記録層を備えた情報記録媒体への記録再生方法の一例を示す斜視図である。 図４Ａは、本発明の実施の形態２における情報記録媒体において、表面に円筒形のピラーが形成された基板の一例を示す斜視図であり、図４Ｂは、本発明の実施の形態２における情報記録媒体の一例を示す断面図である。 図５は、本発明の実施の形態４における情報記録媒体の製造方法の一例において、記録材料からなる膜上に所定のパターンのマスクが形成された状態を示す断面図である。 図６は、本発明の実施の形態４における情報記録媒体の製造方法の一例において、基板上に孤立した微小の記録領域が形成された状態を示す断面図である。
以下に、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。なお、以下の実施の形態は例であり、本発明は以下の実施の形態に限定されない。また、以下の実施の形態においては、同一の部分または要素には同一の符号を付して重複する説明を省略する。
（実施の形態１）
＜情報記録媒体の構成１＞
以下、図面を参照しながら本発明の実施の形態について説明する。図はすべて情報記録媒体の一部を拡大して示している。図１に本実施の形態の情報記録媒体の一例を示す。本実施の形態の情報記録媒体１００は、基板１と、基板１上に設けられた記録層とを含んでいる。この記録層は、相変化微粒子（相変化型の記録材料（相変化記録材料）からなる微粒子）２によって構成されている。基板１の上に、複数の相変化微粒子２が、それぞれが孤立した状態で配置されている。基板１は円盤形状をしている。基板１上に、情報記録方向に沿った長さがおよそ３０ｎｍ以下の相変化微粒子２が、それぞれ孤立するように配列している。すなわち、本実施の形態では、これらの相変化微粒子２が微小の記録領域として機能する。この構成によれば、相変化微粒子２ごと、すなわち微小の記録領域ごとの局所的な加熱が可能となる。その結果、熱的な拡散のない安定した記録層が実現でき、微小の記録領域（相変化微粒子２）を最小単位とする高密度な記録を行うことができる。これによって、それぞれの相変化微粒子２への安定した記録ができる、高密度化された情報記録媒体１００を作製することができる。なお、相変化微粒子２は、規則的に配列していることが好ましい。ここで、情報記録方向とは、情報記録媒体１００に情報を記録するためのトラッキング方向である。
本実施の形態では、基板１はガラスで形成されている。なお、本実施の形態では、平坦性を重視してガラスを選んだが、アルミなどの金属、および、ポリカーボネートなどのプラスティック材料を使用しても構わない。基板１は、平坦性が高く、記録再生のために情報記録媒体を回転させたときの安定性が高いことが好ましい。
相変化微粒子２には、ＴｅおよびＯを含有する相変化型の記録材料、または、Ｔｅ、ＯおよびＭを含有する相変化型の記録材料が用いられている。以下、ＴｅおよびＯを含有する材料を「Ｔｅ−Ｏ」、Ｔｅ、ＯおよびＭを含有する材料を「Ｔｅ−Ｏ−Ｍ」、ＴｅおよびＭを含有する材料を「Ｔｅ−Ｍ」と表記することがある。相変化記録材料であるＴｅ−Ｏは、成膜直後ではＴｅＯ２中にＴｅの微粒子が一様に分散された複合材料である。また、相変化記録材料であるＴｅ−Ｏ−Ｍは、成膜直後ではＴｅＯ２中にＴｅ、Ｔｅ−ＭおよびＭの微粒子が一様に分散された複合材料である。レーザビームの照射によってＴｅおよびＴｅ−Ｍの結晶粒径が大きくなり、この際の光学状態の違いを信号として検出することができる。Ｔｅが湿度で劣化しやすいのに対して、ＴｅＯ２層が防湿の役割を果たしており、さらにＴｅＯ２層がＴｅの室温での結晶核の拡大を阻止して安定性を保つ役割を果たしている。そのため、Ｔｅ−ＯおよびＴｅ−Ｏ−Ｍは、高い環境信頼性を保有している。本発明者らは、本実施の形態のような、情報記録方向に沿った長さが３０ｎｍ以下という非常に微小な記録領域にＴｅ−ＯおよびＴｅ−Ｏ−Ｍを適用した場合であっても、Ｔｅ−ＯおよびＴｅ−Ｏ−Ｍの上記の機能を効果的に利用できることを見出した。
元素Ｍは、Ｔｅの結晶化を促進させるために添加されるものであり、Ａｕ、ＰｄおよびＰｔなどのＴｅと結合を作りうる元素であればこの効果を得ることができる。Ａｕ、ＰｄおよびＰｔなどの元素は、貴金属であり酸素と結合しにくいため、Ｔｅと結合しやすいことから、特に好ましい元素である。これより、Ｔｅ−Ｏ−Ｍにおいて、元素Ｍは、Ｐｄ、ＡｕおよびＰｔから成る群より選択される少なくとも１つの元素とすることができる。
相変化微粒子２は、例えばＴｅ−Ｏ−Ｐｄ（例えば、Ｔｅ：Ｏ：Ｐｄ＝６０：２１：１９［ａｔ％］）を含有する材料によって形成することができる。他にも、Ｔｅ−Ｏ、Ｔｅ−Ｏ−Ａｕ、Ｔｅ−Ｏ−Ｐｔのいずれかを含む材料を用いて、相変化微粒子２を形成することもできる。情報記録媒体１００の書き込み速度を高めるためには、相変化微粒子２の結晶化速度が速いものが好ましい。特に、結晶化速度を向上させるためには、Ｔｅ−Ｏに貴金属であるＰｄ、Ａｕおよび／またはＰｔを含有させることが好ましい。Ｔｅ−Ｏ−Ｐｄ系の相変化記録材料ではＰｄ量が３０％以上、Ｔｅ−Ｏ−Ａｕ系の相変化記録材料ではＡｕ量が３０％以上、Ｔｅ−Ｏ−Ｐｔ系の相変化記録材料ではＰｔ量が３０％以上含まれることが好ましい。
以上のように、本実施の形態１の情報記録媒体１００は、少なくとも、基板１と、レーザビームを照射することによって光学的特性が変化する記録層とからなる情報記録媒体である。記録層は、規則的に配列した微粒子（相変化微粒子２）からなる。そして、微粒子の一部もしくはすべてが、ＴｅおよびＯを含有する材料からなる。なお、微粒子の大きさについては、情報記録方向に沿った長さが３０ｎｍ以下であればよいが、より確実に安定した高密度記録を実現するために、例えば長径が３０ｎｍ以下としてもよい。このように、ＴｅおよびＯを含有する微粒子を用いることで、より信頼性の高い高密度な情報記録媒体を実現できる。
さらに、本実施の形態１の情報記録媒体１００においては、相変化微粒子２の一部もしくはすべてが、Ｔｅ、ＯおよびＭ（ＭはＰｄ、Ａｕ、およびＰｔから成る群より選択される少なくとも１つの元素）を含有する材料からなっていてもよい。このように、ＴｅおよびＯに、Ｍをさらに加えることで、より高速に情報を記録することができ、信号マークの経時変化を抑制することができる。
相変化微粒子２に適用される記録材料は、記録再生に使用されるレーザビームの波長での記録材料の複素屈折率をｎ−ｉｋと表記したとき、ｎ２−ｋ２の値が負となるような組成を有することが好ましい。ｎ２−ｋ２の値が正の場合には、電子状態が誘電体に近い挙動を示し、局所プラズモン共鳴が生じにくい場合がある。一方、ｎ２−ｋ２の値が負の場合には、電子状態が金属に近い挙動を示し、局所プラズモン共鳴が生じやすくなる。したがって、ｎ２−ｋ２の値が負となる組成を選択することによって、スポット径をより小さくして面密度をさらに向上させることができ、また記録感度を向上させることもできる。
表１にＴｅ−Ｏ−Ｐｄ系の相変化記録材料の薄膜での複素屈折率を比較する。複素屈折率は、Ｔｅ量およびＰｄ量にも依存するため明確な組成域を限定することはできないが、全般的にＯ量が少ない組成域においてｎ２−ｋ２の値が負になる傾向がある。したがって、Ｏ量が少ないＴｅ−Ｏ−Ｐｄ組成域の材料は、情報記録媒体１００の相変化微粒子２の材料としてより適しているといえる。なお、Ｔｅ−Ｏ−Ａｕ系の相変化記録材料およびＴｅ−Ｏ−Ｐｔ系の相変化記録材料においても同様の傾向である。なお、表１に示された複素屈折率は計算により求めている。
Figure 0005796180
さらには、相変化微粒子２の上もしくは下、または相変化微粒子２を囲むように、保護層を設けても構わない。すなわち、相変化微粒子２が保護層によって挟まれている、もしくは覆われていてもよい。さらに換言すると、情報記録媒体１００には、相変化微粒子２と基板１との間に配置された保護層、相変化微粒子２上（相変化微粒子２の基板１と反対側の表面上）に配置された保護層、または、相変化微粒子２の表面を覆う保護層が、さらに設けられていてもよい。これにより、情報記録媒体１００の環境信頼性および再生耐久性が向上する、もしくは記録速度が向上する、といった効果を得ることができる。すなわち、信号マークの経時変化を抑制でき、耐湿性を向上することができる。
保護層としては、例えば、ＺｎＳなどの硫化物、ＺｎＳｅなどのセレン化物、ＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３、ＴｉＯ２、Ｔａ２Ｏ５、ＺｒＯ２、Ｃｒ２Ｏ３、Ｎｂ２Ｏ５、Ｂｉ２Ｏ３、ＨｆＯ２、ＺｎＯ、Ｎｂ２Ｏ５、ＳｎＯ２、Ｇａ２Ｏ３、Ｉｎ２Ｏ３、Ｙ２Ｏ３、ＭｇＯ、ＴｅＯ２およびＢｉ４Ｔｉ３Ｏ１２などの酸化物、Ｇｅ−Ｎ、Ｓｉ３Ｎ４およびＡｌＮなどの窒化物、Ｇｅ−Ｏ−Ｎ、Ｃｒ−Ｏ−Ｎ、Ｓｉ−Ｏ−Ｎ、Ａｌ−Ｏ−Ｎ、Ｎｂ−Ｏ−Ｎ、Ｍｏ−Ｏ−Ｎ、Ｔｉ−Ｏ−Ｎ、Ｚｒ−Ｏ−ＮおよびＴａ−Ｏ−Ｎなどの窒酸化物、ＳｉＣなどの炭化物、ＡｌＦ３、ＣａＦ２およびＬａＦ３などの弗化物、を用いることができる。また、上記材料から選ばれる１または複数の材料の混合物（例えば、ＺｎＳ−ＳｉＯ２など）を用いて保護層を形成することもできる。
保護層の厚みは１０ｎｍ以下であることが好ましい。保護層の厚みが１０ｎｍ以上になると、以下で説明する近接場光が相変化微粒子２に集中しにくくなり、記録が不安定になる可能性がある。さらには、保護層の厚みを５ｎｍ以下にすることで、より安定な記録を行うことができる。
図２は、本実施の形態の情報記録媒体１００への記録再生方法の一例を示す。金属でできたアンテナ５と呼ばれる部材に、図に示された偏光方向４を持つ光３を照射することで、プラズモン増強によって偏光方向４にあるアンテナ５の頂点６に強い近接場光を発生させることができる。この増強した近接場光によって相変化微粒子２が昇温され、相変化微粒子２に情報が記録される。相変化微粒子２への情報の記録は、融点以上に加熱した後に急冷することによるアモルファス化と、融点以上に加熱した後に徐冷することによる結晶化とによって行われ、相変化微粒子２がアモルファス状態のときと結晶状態のときで異なる光学的特性を有することを利用している。
アンテナ５の材料としては、例えばＡｕを用いることができる。使用するレーザビームの波長に応じて、プラズモン共鳴が起こりやすい材料を、Ａｕ、Ａｇ、Ａｌ、Ｃｕ、ＰｔおよびＰｄなどの貴金属材料から選ぶことが好ましい。
ここで、図２に示されたような、孤立して配列された相変化微粒子２への記録と、図３のように孤立していない連続的な相変化薄膜７への記録とを比較する。相変化微粒子２の場合、その大きさを最小単位とした良好な記録を行うことができた。しかし、図３のような連続的な相変化薄膜７の場合、相変化薄膜７の結晶化のために近接場光によって相変化薄膜７が加熱された際、相変化薄膜７中に熱が拡散してしまった。その結果、近接場光のスポット径が３０ｎｍ以下であっても、３０ｎｍ以上の大きな記録マークしか記録ができなかった。このような熱拡散によって、相変化微粒子２と連続的な相変化薄膜７との間で記録マークの大きさに差が出始めるのは、記録マークが３０ｎｍ以下となる場合である。したがって、情報記録方向に沿った長さが３０ｎｍ以下の微小な記録領域に情報を記録する場合には、それぞれが孤立した、情報記録方向に沿った長さが３０ｎｍ以下である相変化微粒子２を用いることが好ましい。
情報記録方向に沿った長さが３０ｎｍ以下である（好ましくは長径が３０ｎｍ以下である）相変化微粒子２とすることで、相変化微粒子２に用いられる記録材料の融点が下がることが知られている（参考文献：Ｐｒｏｃ．Ｒｏｙ．Ｓｏｃ．Ｌｏｎｄ．Ａ．，３１８ ２３１）。したがって、このような微粒子によって記録層を構成することにより、記録エネルギーを小さくすることができる。
相変化微粒子２は、情報記録方向に沿った長さが２０ｎｍ以下であることが好ましく、長径が２０ｎｍ以下であることがより好ましい。この場合、相変化微粒子２の表面が滑らかな形状になりやすいので、近接場光で情報を記録する場合に、近接場光が相変化微粒子２に集中しやすくなり記録が容易となる。また、相変化微粒子２の情報記録方向に沿った長さを微細にすればするほど（例えば、相変化微粒子２の粒子径を微細にすればするほど）、単位面積あたりの記録容量を増やすことができるため、好ましい。
しかし、情報記録方向に沿った長さが３ｎｍ程度（例えば粒子径が３ｎｍ程度）にまで小さくなった相変化微粒子２では、粒子に含まれる原子数が少なくなり、コントラストが減少するため好ましくない。また、融点が低くなり、再生光などで相変化微粒子２の状態が変化するため、記録状態の維持が困難になる。以上のことから、相変化微粒子２の情報記録方向に沿った長さは３ｎｍ以上（例えば相変化微粒子２の長径が３ｎｍ以上）であることが好ましい。
本実施の形態の情報記録媒体は、例えば、少なくとも、基板と、レーザビームを照射することによって光学的特性が変化する記録層からなる情報記録媒体であり、前記記録層が規則的に配列した微粒子からなり、前記微粒子の一部もしくはすべてがＴｅおよびＯを含有する材料からなり、かつ、前記微粒子の長径が３０ｎｍ以下である情報記録媒体とすることもできる。また、本実施の形態の情報記録媒体は、例えば、少なくとも、基板と、レーザビームを照射することによって光学的特性が変化する記録層からなる情報記録媒体であり、前記記録層が規則的に配列した微粒子からなり、前記微粒子の一部もしくはすべてがＴｅ、ＯおよびＭ（ＭはＰｄ、ＡｕおよびＰｔから成る群より選択される少なくとも１つの元素）を含有する材料からなり、かつ、前記微粒子の長径が３０ｎｍ以下である情報記録媒体とすることもできる。
本実施の形態の情報記録媒体１００は、基板１上に、相変化微粒子２を配列させることによって、製造することができる。配列した相変化微粒子２を基板１上に形成する方法は、特には限定されない。例えば、基板１上に相変化記録材料からなる膜を成膜して、その膜上に電子線によりマスクを設けて、エッチングによりその膜を相変化微粒子２として孤立化させたり、相変化微粒子２を自己組織的に配列させたりするなどの方法で、基板１上に相変化微粒子２を配列させることができる。より具体的な製造方法の例は、後出の実施の形態で説明する。
以上、本発明の実施の形態について例をあげて説明したが、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の形態に適用することができる。
（実施の形態２）
＜情報記録媒体の構成２＞
以下、図面を参照しながら、本発明の情報記録媒体の別の実施の形態の一例について説明する。なお、実施の形態１で説明した部分と同様の部分については、重複する説明を省略する。
実施の形態１では、基板１の上に相変化微粒子２を孤立した状態で配列させることによって、記録領域が形成された。本実施の形態では、図４Ａに示すように、基板１の上に、予め、情報記録方向に沿った長さが３０ｎｍ以下である複数の孤立したピラー８を形成しておき、そのピラー８上（ピラー８の上面上）に相変化記録材料の膜を形成することによって、配列した微小の記録領域が形成された情報記録媒体の一例について説明する。すなわち、図４Ｂに示すように、本実施の形態の情報記録媒体２００では、基板１上に配列された、情報記録方向に沿った長さが３０ｎｍ以下である複数の孤立したピラー８が設けられており、記録領域がピラー８上に設けられた記録材料からなる膜９によって形成されている。なお、本実施の形態の情報記録媒体２００の構成において、記録領域として機能するのは、記録材料からなる膜のうちピラー８上に設けられた部分（膜９）であり、それ以外の部分（例えば、基板１上のピラー８以外の部分に形成された膜）については、本発明の記録領域には該当しない。なお、本実施の形態で用いられる記録材料は、実施の形態１で説明された記録材料と同じである。
ピラー８の形状は、図４Ａに示された円筒形に限定されず、例えば三角柱、四角柱、球または逆さになった三角錐などでもよい。
本実施の形態の情報記録媒体２００も、実施の形態１の情報記録媒体１００と同様の効果を実現することができる。例えば、情報記録媒体２００の記録特性を、同じ記録材料を用いて作製された実施の形態１の情報記録媒体１００の記録特性と比較したところ、ほぼ同等であるという結果が得られた。
（実施の形態３）
＜情報記録媒体の製造方法１＞
以下、図４Ａ及び図４Ｂを参照しながら本発明の実施の形態について説明する。ここでは、情報記録媒体の製造方法の実施の形態について、一例を説明する。本実施の形態の製造方法は、実施の形態２の情報記録媒体２００を製造する方法の例である。なお、実施の形態１および２で説明した部分と同様の部分については、重複する説明を省略する。
本実施の形態の製造方法は、
（Ｉ）凸部（ピラー８）における情報記録方向に沿った長さが３０ｎｍ以下である、凹凸パターン（配列された複数のピラー８）が形成された基板１を準備する工程と、
（II）基板１上に、ＴｅおよびＯを含有する記録材料、または、Ｔｅ、ＯおよびＭ（Ｍは、Ｐｄ、ＡｕおよびＰｔから成る群より選択される少なくとも１つの元素）を含有する記録材料を成膜して、前記凸部上に前記記録材料からなる記録領域を形成する工程と、
を含む。
図４Ａに示すように、基板１上に円筒形のピラー８を形成する。形成されたピラー８の大きさは、例えば幅およそ２０ｎｍ、高さおよそ２０ｎｍである。互いに隣接するピラー８同士が当接しないように、各ピラー８は孤立した状態で形成されることが望ましい。このようなピラー８が形成された基板１上に、相変化記録材料を成膜する。これにより、図４Ｂに示すような、相変化記録材料からなる膜を基板１上に形成することができ、この膜のうちピラー８上に形成された膜９が微小の記録領域となる。このような方法によれば、基板１上に、孤立した微小の記録領域を配列することができる。ピラー８は、例えば、電子線描画によって作製されたパターンに基づき、基板１をエッチングすることで形成される。他の方法でピラー８を作製することも可能である。このような方法で作製された情報記録媒体２００の記録特性を、同じ記録材料を用いて作製された実施の形態１の情報記録媒体１００の記録特性と比較したところ、ほぼ同等であった。
基板１上に形成する凹凸パターンの形状（ピラー８の形状）については、図４Ａに示すような円筒形に限定されず、三角柱、四角柱、球または逆さになった三角錐などの形状でも構わない。凸部上、ここではピラー８の上面上に成膜された相変化記録材料が孤立した状態になることが好ましい。相変化記録材料はできるだけ微小化し、孤立した状態であって、且つできるだけ互いに近接することが、記録密度を向上させる上では好ましい。また、記録領域として機能する膜９が互いに孤立するように、凸部（ピラー８）の側面には相変化記録材料が成膜されないことが好ましい。
情報記録媒体２００は、記録層を構成する微小な記録領域が、記録材料からなる膜９によって実現されている。これにより、情報記録媒体２００は、本実施の形態の製造方法のように、スパッタリングおよび蒸着といった産業的に広く用いられている薄膜形成法を用いて、パターンに応じた孤立した記録領域を配列させることができる。
本実施の形態の情報記録媒体の製造方法は、換言すれば、３０ｎｍ以下の凹凸パターンが形成された基板上に、記録層を成膜することによって、ＴｅおよびＯ、または、Ｔｅ、ＯおよびＭ（ＭはＰｄ、ＡｕおよびＰｔから成る群より選択される少なくとも１つの元素）からなる規則的に配列した３０ｎｍ以下の微粒子を形成する方法であるともいえる。
以上、本発明の実施の形態について例をあげて説明したが、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の形態に適用することができる。
（実施の形態４）
＜情報記録媒体の製造方法２＞
以下、図５及び図６を参照しながら本発明の実施の形態について説明する。ここでは、情報記録媒体の製造方法の実施の形態について、実施の形態３とは異なる別の例を説明する。本実施の形態の製造方法は、実施の形態１の情報記録媒体１００を製造する方法の例である。なお、実施の形態１および２で説明した部分と同様の部分については、重複する説明を省略する。本実施の形態では、相変化微粒子２の配列が、基板１上に形成された記録材料のパターンによって形成されている例について説明する。すなわち、図６に示すように、本実施の形態の製造方法によって製造される情報記録媒体３００は、基板１上に形成された記録材料のパターン１２によって、情報記録方向に沿った長さが３０ｎｍ以下である相変化微粒子２が形成される。なお、本実施の形態で用いられる記録材料は、実施の形態１で説明された記録材料と同じである。
本実施の形態の製造方法は、
（ｉ）基板１上に、ＴｅおよびＯを含有する記録材料、または、Ｔｅ、ＯおよびＭ（Ｍは、Ｐｄ、ＡｕおよびＰｔから成る群より選択される少なくとも１つの元素）を含有する記録材料からなる膜１０を形成する工程と（図５参照）、
（ii）膜１０上に、情報記録方向に沿った長さが３０ｎｍ以下となるパターン１１を有するマスクを配置する工程と（図５参照）、
（iii）前記マスクの上から膜１０をエッチングする工程と、
（iv）前記マスクを除去して、複数配列された、前記記録材料からなる記録領域（相変化微粒子２）を形成する工程と、
を含む。
本実施の形態の製造方法の一例を、図５および図６を参照しながら説明する。図５に示すように、まず平坦な基板１上に記録材料からなる膜１０を一様に成膜し、さらに膜１０の上に所望のパターン１１を有するマスクを配置する。ここでは、例えば、マスクとなる材料を膜１０上に一様に成膜し、その膜に対して電子ビームでパターン描画して現像することによって、パターン１１を有するマスクを膜１０上に配置できる。その後、パターン１１をマスクとして膜１０をエッチングする。マスクとなる材料としては、例えばＴｅの酸化物、ＺｎＳおよび繊維金属の酸化物などの無機物、および、一般的な電子ビーム用の有機材料からなるレジスト（例えばゼオンのＺＥＰ５２０）を用いることができる。マスクの材料は、膜１０を構成する記録材料とのエッチングレート比を考慮して、適宜選択されることが好ましい。
マスク配置後、図６に示すように膜１０をエッチングし、その後マスクを除去することによって、記録材料の所望のパターン１２が形成される。このパターン１２によって、孤立した相変化微粒子２が複数配列された媒体３００を作製できる。なお、本実施の形態では、マスクは、電子線描画によってパターン形成し、それをエッチングすることで形成されているが、この方法に限定されず、公知のマスク作製方法を利用できる。また、記録材料からなる膜１０のエッチングは、ＡｒガスまたはＯ２ガスを用いて行うことができるが、これら以外の他のガスを用いて行っても構わない。
本実施の形態の製造方法によって製造される情報記録媒体３００は、孤立した微小な記録領域として機能する相変化微粒子２が、記録材料のパターン１２によって実現されている。これにより、スパッタリングおよび蒸着といった産業的に広く用いられている薄膜形成法を用いて、パターンに応じた孤立した記録領域を配列させることができる。
本実施の形態の情報記録媒体の製造方法は、換言すれば、基板上に記録層を成膜し、記録層の上に３０ｎｍ以下のパターンを有するマスクを形成し、マスクの上から記録層をエッチングすることによって、相変化記録材料からなる規則的に配列した３０ｎｍ以下の粒子を形成する方法であるともいえる。
以上、本発明の実施の形態について例をあげて説明したが、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の形態に適用することができる。
本発明の情報記録媒体とその製造方法は、相変化記録材料を用いた情報記録媒体の記録密度を高め、記録マークの環境信頼性を高めることに有用である。

Claims (8)

  1. 基板と、
    前記基板上に設けられた、レーザビームの照射によって光学的特性が変化し得る記録層と、を含み、
    前記記録層は、微小の記録領域が複数配列されることによって形成されており、
    前記記録領域の一部または全てが、ＴｅおよびＯを含有する記録材料からなり、
    前記記録領域の情報記録方向に沿った長さが、３０ｎｍ以下であり、
    記録または再生に使用されるレーザビームの波長での前記記録材料の複素屈折率をｎ−ｉｋと表記した場合、ｎ2−ｋ2が負の値を有する、
    情報記録媒体。
  2. 前記記録材料が、元素Ｍ（Ｍは、Ｐｄ、ＡｕおよびＰｔから成る群より選択される少なくとも１つの元素）をさらに含有する、
    請求項１に記載の情報記録媒体。
  3. 前記複数の記録領域は、互いに孤立した状態である、
    請求項１に記載の情報記録媒体。
  4. 前記記録領域と前記基板との間および前記記録領域上から選択される少なくとも何れか一方に設けられた保護層、または、前記記録領域の表面を覆う保護層をさらに含む、
    請求項１に記載の情報記録媒体。
  5. 前記記録領域が微粒子である、
    請求項１に記載の情報記録媒体。
  6. 前記基板上に配列された、情報記録方向に沿った長さが３０ｎｍ以下である複数の孤立したピラーをさらに含み、
    前記記録領域が、前記ピラー上に設けられた前記記録材料からなる膜である、
    請求項１に記載の情報記録媒体。
  7. 請求項１に記載の情報記録媒体を製造する方法であって、
    （Ｉ）凸部における情報記録方向に沿った長さが３０ｎｍ以下である凹凸パターンが形成された基板を準備する工程と、
    （II）前記基板上に、ＴｅおよびＯを含有する記録材料、または、Ｔｅ、ＯおよびＭ（Ｍは、Ｐｄ、ＡｕおよびＰｔから成る群より選択される少なくとも１つの元素）を含有する記録材料を成膜して、前記凸部上に前記記録材料からなる記録領域を形成する工程と、
    を含む、情報記録媒体の製造方法。
  8. 請求項１に記載の情報記録媒体を製造する方法であって、
    （ｉ）基板上に、ＴｅおよびＯを含有する記録材料、または、Ｔｅ、ＯおよびＭ（Ｍは、Ｐｄ、ＡｕおよびＰｔから成る群より選択される少なくとも１つの元素）を含有する記録材料からなる膜を形成する工程と、
    （ii）前記膜上に、情報記録方向に沿った長さが３０ｎｍ以下となるパターンを有するマスクを配置する工程と、
    （iii）前記マスクの上から前記膜をエッチングする工程と、
    （iv）前記マスクを除去して、複数配列された、前記記録材料からなる記録領域を形成する工程と、
    を含む、情報記録媒体の製造方法。
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