JPWO2008152796A1 - 情報記録媒体とその製造方法、およびターゲット - Google Patents

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Abstract

本発明の情報記録媒体（１００）は、光の照射または電気的エネルギーの印加によって情報を記録し得る情報記録媒体であって、相変化を生じ得る記録層（１１５）を少なくとも備えている。記録層（１１５）は、アンチモン（Ｓｂ）と、炭素（Ｃ）と、原子量が３３未満である軽元素（Ｌ）とを含む。軽元素（Ｌ）は、Ｂ、Ｎ、Ｏ、Ｍｇ、ＡｌおよびＳから選ばれる少なくとも一つの元素であることが好ましい。例えば、記録層（１１５）は、組成式Ｓｂ100-x-yＣxＬy（但し、添え字１００−ｘ−ｙ、ｘおよびｙは、原子％で表されるＳｂ、ＣおよびＬの組成比を示す。）で表され、且つｘおよびｙがｘ＋ｙ≦５０を満たす材料からなるものであってもよい。

Description

本発明は、光学的にまたは電気的に情報を記録、消去、書き換え、および／または再生することが可能な情報記録媒体とその製造方法、およびその製造に用いるターゲットに関するものである。
ハイビジョン画像の録画媒体として、青紫色レーザを用いて記録再生する、高密度で大容量なＢｌｕ−ｒａｙ Ｄｉｓｃ（以下、ＢＤ）規格が２００２年に策定された。ＢＤには、２５ＧＢ容量の単層メディア（片面に情報層が１つ）と、５０ＧＢ容量の２層メディア（片面に情報層が２つ）がある。特に、２層メディアにおいては、レーザ入射側に位置する半透明な情報層をＬａｙｅｒ１（以下、Ｌ１）、レーザ入射側から遠い方の情報層をＬａｙｅｒ０(以下、Ｌ０)と呼ぶ。
本発明者は、書換え形のＢＤ（以下、ＢＤ−ＲＥ）メディアを開発し、２００４年には１倍速対応の２５ＧＢおよび５０ＧＢ容量のメディアを実用化した。１倍速は、データ転送レート３６Ｍｂｐｓに相当する。さらに、２００６年には２倍速対応の２５ＧＢおよび５０ＧＢ容量のメディアを実用化した。これらのメディアのデータや画像の情報は、記録層が相変化することによって、記録（アモルファス状態）したり、消去（結晶状態）したり、書き換えたりすることができる。記録層の材料やその組成は、結晶化速度が倍速に対して最適となるように決められる。
本発明者は、１倍速対応のメディアにはＧｅ−Ｓｂ−Ｔｅ系記録材料（例えば、特許第２５８４７４１号公報参照）を用い、２倍速対応メディアには結晶化速度がより大きいＧｅ−Ｂｉ−Ｔｅ系記録材料（例えば、特許第２５７４３２５号公報および国際公開第２００６／０１１２８５号参照）を採用した。詳しくは、Ｇｅ−Ｓｂ−Ｔｅ系記録材料は、ＧｅＴｅとＳｂ2Ｔｅ3が化合した化合物系で、約４４％のＧｅと約６％のＳｂを含む組成を採用した。また、Ｇｅ−Ｂｉ−Ｔｅ系記録材料は、ＧｅＴｅとＢｉ2Ｔｅ3が化合した化合物系で、約４５％のＧｅと約４％のＢｉを含む組成を採用した。
今後、ＢＤメディアがさらに高倍速化・大容量化に対応できれば、パソコン用途、レコーダ用途およびゲーム機用途としての使用価値が高まる。たとえば、データや画像ファイルの処理速度の向上、高画質化、高音質化、レコーダの機能追加等が図れる。また、録画の長時間化やハードディスクの代替も可能となる。このように、今後ますます高速大容量なメディアの必要性が高まると予想されることから、発明者は次なる開発目標を４倍速（１４４Ｍｂｐｓ）以上ならびに１００ＧＢ以上と設定した。
４倍速に対応するためには、２倍速対応の記録材料よりも結晶化速度の大きな材料が必要となる。たとえば、Ｇｅ−Ｂｉ−Ｔｅ系記録材料では、Ｂｉ2Ｔｅ3の濃度を増やすと結晶化速度が大きくなる。特に、５０ＧＢ容量の２層メディアにおいては、Ｌ０の記録層の厚みが約１０ｎｍであるのに対し、Ｌ１の記録層の厚みは６ｎｍと薄いため、Ｌ０とＬ１で同じ組成の記録材料を用いると、Ｌ１の方が結晶化能は低下してしまう。よって、Ｌ１用の記録材料はＢｉ2Ｔｅ3の濃度をより多くしておくことが必要である。
一方、１００ＧＢの大容量化を実現するためには、一例として記録密度を２倍に増やすか、情報層の数を４層に増やす方法がある。密度を増やすためには、記録マークを小さくしなければならないので、レーザ照射時間も短くなる。よって、短い時間で結晶化するためには、結晶化速度も大きくなければならない。また、情報層の数を増やす場合、２層メディアのＬ１よりも高い透過率を持つ情報層を追加しなければならないので、記録層の膜厚は、例えば３ｎｍのような極薄い膜厚に設計されることとなる。このように、大容量化においても結晶化速度を大きくしなければならないので、例えばＧｅ−Ｂｉ−Ｔｅ系記録材料においては、Ｂｉ2Ｔｅ3の濃度を２層メディアのＬ１用よりも増やして組成を調整しなければならない。
本発明者は、まず４倍速に対応した２層メディアを実現するために、Ｇｅ−Ｂｉ−Ｔｅ系記録材料のＢｉ2Ｔｅ3の濃度の最適値を調べたが、Ｌ０およびＬ１共に見出せなかった。初期特性（記録特性、消去特性）と信頼性（記録マーク保存性）を評価したが、Ｌ０においては、消去特性が良好な組成では記録マーク保存性が劣悪で、実用レベルに達しなかった。Ｌ１においては、消去特性が良好な組成では信号振幅が小さく、記録特性が不十分であった。その上、Ｌ０同様記録マーク保存性が劣悪であったため、最適な組成が見出せなかった。
これらの結果は、Ｇｅ−Ｂｉ−Ｔｅ系記録材料ではＢｉ2Ｔｅ3の濃度を増やすと、結晶化速度が大きくなるが、同時に光学変化が小さくなると共に、結晶化温度が低下してしまうことによる。結晶化速度は消去特性として評価され、結晶化速度が大きいと消去率は高くなる。光学変化は相変化による屈折率変化であり、信号振幅として評価され、光学変化が大きいほど信号振幅は大きくなる。結晶化温度は、記録マークの保存性、すなわちアモルファスの安定性に影響を与える。結晶化温度の低下は、記録マークの保存性を損ねることにつながる。実用化した２倍速対応メディアでは、結晶化速度、光学変化および結晶化温度を両立できる組成が存在し、初期特性と信頼性を満足することができた。しかしながら、４倍速に対応させるためには、Ｂｉ2Ｔｅ3の濃度をもっと増やさなければならず、光学変化の大きさと結晶化温度とが実用レベルに達しなかった。
大容量化に対応した４層メディア（１００ＧＢ、片面に情報層が４つ）の実験においても同様に、４つの情報層のいずれにおいても、結晶化速度、光学変化および結晶化温度を両立できる組成が存在せず、消去特性が良好な組成では記録マーク保存性が劣悪で、半透明な情報層では信号振幅をも不足した。
本発明の目的は、大きな結晶化速度と大きな光学変化と高い結晶化温度とを併せ持つ相変化記録材料を提供すると共に、その相変化記録材料によって形成された記録層を有し、４倍速以上の高データ転送レートおよび１００ＧＢ以上の大容量な記録条件でも、記録特性、消去特性および記録マーク保存性を同時に満足できる情報記録媒体を提供することである。また、本発明は、その情報記録媒体を製造するための製造方法と、その製造で用いるターゲットを提供することも目的とする。
前記目的を達成するために、本発明の情報記録媒体は、光の照射または電気的エネルギーの印加によって情報を記録し得る情報記録媒体であって、相変化を生じ得る記録層を少なくとも備え、前記記録層が、アンチモン（Ｓｂ）と、炭素（Ｃ）と、原子量が３３未満である軽元素（Ｌ）とを含む。
本発明の情報記録媒体によれば、例えば、ＢＤ−ＲＥメディアの場合、４倍速（１４４Ｍｂｐｓ）以上の高データ転送レートにおいても、記録特性、消去特性および記録マーク保存性を同時に満足することができる。また、３つまたは４つの情報層を有する１００ＧＢ以上の大容量記録媒体においても、各情報層の記録特性、消去特性および記録マーク保存性を同時に満足することができる。このように、本発明によれば、高速で大容量な優れた情報記録媒体を実現することができる。
また、本発明の情報記録媒体の製造方法は、アンチモン（Ｓｂ）と、炭素（Ｃ）と、原子量が３３未満である軽元素（Ｌ）とを含む記録層を成膜する工程を少なくとも含む情報記録媒体の製造方法であって、前記記録層を成膜する工程は、Ｓｂを含むターゲットを少なくとも用いて、前記Ｓｂを含むターゲットをスパッタリングすることを含んでいる。
本発明の情報記録媒体の製造方法によれば、４倍速（１４４Ｍｂｐｓ）以上の高データ転送レートを有する情報記録媒体を製造することができる。また、３つまたは４つの情報層を有する１００ＧＢ以上の大容量な情報記録媒体を製造することができる。
また、本発明は、アンチモン（Ｓｂ）と、炭素（Ｃ）と、原子量が３３未満である軽元素（Ｌ）とを含む記録層を成膜するためのターゲットであって、少なくともアンチモン（Ｓｂ）と、炭素（Ｃ）とを含むターゲットも提供する。
本発明のターゲットをスパッタリングすることにより、大きな結晶化速度と大きな光学変化と高い結晶化温度を併せ持つ相変化記録層を実現することができる。
図１は、本発明の情報記録媒体の一例を示す部分断面図である。 図２は、本発明の情報記録媒体のさらに別の例を示す部分断面図である。 図３は、本発明の情報記録媒体のさらに別の例を示す部分断面図である。 図４は、本発明の情報記録媒体のさらに別の例を示す部分断面図である。 図５は、本発明の情報記録媒体のさらに別の例を示す部分断面図である。 図６は、本発明の情報記録媒体および電気的情報記録再生装置の構成の一部を模式的に示す図である。 図７は、本発明の電気的情報記録媒体の構成の一部を模式的に示す図である。 図８は、本発明の電気的情報記録媒体とその記録再生システムの構成の一部を模式的に示す図である。 図９は、本発明の情報記録媒体の製造方法で使用するスパッタリング装置の一例を示す模式図である。 図１０は、本発明の情報記録媒体の製造方法で使用するスパッタリング装置の別の例を示す模式図である。
本発明の情報記録媒体に含まれる記録層は、上述したとおり、アンチモン（Ｓｂ）と、炭素（Ｃ）と、原子量が３３未満である軽元素（Ｌ）とを含んでいる。本発明において、前記記録層に含まれる軽元素Ｌは、例えばＢ、Ｎ、Ｏ、Ｍｇ、ＡｌおよびＳから選ばれる少なくとも一つの元素であってよい。
本発明において、前記記録層は、式（１）：Ｓｂ100-x-yＣxＬy（但し、添え字１００−ｘ−ｙ、ｘおよびｙは、原子％で表されるＳｂ、ＣおよびＬの組成比を示す。）で表され、且つｘおよびｙがｘ＋ｙ≦５０を満たす材料からなるものでもよい。前記記録層の膜厚は、例えば１５ｎｍ以下であってよく、さらに７ｎｍ以下であってもよい。なお、本明細書において、原子％で表されるＳｂ、ＣおよびＬの組成比とは、「Ｓｂ」原子、「Ｃ」原子および「Ｌ」原子の合計数を基準（１００％）とした場合の、Ｓｂ、Ｃ、Ｌの各原子％のことである。
また、本発明の情報記録媒体は、Ｎ個の情報層を含んでいてもよい。なお、ここで、Ｎは２以上の整数である。この場合、前記情報層のうち少なくとも一つの情報層が、前記記録層を含んでいる。さらに、Ｎは３または４であってよい。
本発明の情報記録媒体の製造方法は、上述したとおり、アンチモン（Ｓｂ）と、炭素（Ｃ）と、原子量が３３未満である軽元素（Ｌ）とを含む記録層を成膜する工程を少なくとも含んでおり、前記記録層を成膜する工程が、Ｓｂを含むターゲットを少なくとも用いて、前記ターゲットをスパッタリングすることを含む。本発明の製造方法において、前記Ｌは、例えばＢ、Ｎ、Ｏ、Ｍｇ、ＡｌおよびＳから選ばれる少なくとも一つの元素であってよい。
また、本発明の情報記録媒体の製造方法において、前記記録層を成膜する工程が、Ｃを含むターゲットをさらに用い、前記Ｃを含むターゲットをスパッタリングすることをさらに含んでいてもよい。また、前記記録層を成膜する工程が、前記Ｌを含むターゲットをさらに用い、前記Ｌを含むターゲットをスパッタリングすることをさらに含んでいてもよい。前記記録層を成膜する工程において、スパッタリングする際に、希ガス、または、Ｎ2ガスおよびＯ2ガスから選ばれる少なくとも一種のガスと希ガスとの混合ガスを用いてもよい。
また、前記記録層を成膜する工程で成膜された記録層が、例えば、式（１）：Ｓｂ100-x-yＣxＬy（但し、添え字１００−ｘ−ｙ、ｘおよびｙは、原子％で表されるＳｂ、ＣおよびＬの組成比を示す。以下、同様の表記を同様の意味で用いる。）で表され、且つｘおよびｙがｘ＋ｙ≦５０を満たす材料からなるものでもよい。
本発明のターゲットは、上述したとおり、少なくともアンチモン（Ｓｂ）と、炭素（Ｃ）とを含んでいる。本発明のターゲットは、原子量が３３未満である軽元素（Ｌ）をさらに含んでもよい。この場合、前記Ｌは、例えばＢ、Ｎ、Ｏ、Ｍｇ、ＡｌおよびＳから選ばれる少なくとも一つの元素であってよく、Ｂ、Ｍｇ、ＡｌおよびＳから選ばれる少なくとも一つの元素であってもよい。
本発明のターゲットを用いて成膜された記録層が、例えば、式（１）：Ｓｂ100-x-yＣxＬyで表され、且つｘおよびｙがｘ＋ｙ≦５０を満たす材料からなるものでもよい。
以下、本発明の実施の形態を、図面を参照しながら説明する。なお、以下の実施の形態は一例であり、本発明は以下の実施の形態に限定されない。また、以下の実施の形態では、同一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場合がある。
（実施の形態１）
本発明の実施の形態１として、情報記録媒体の一例を説明する。図１に、その情報記録媒体１００の一部断面を示す。情報記録媒体１００は、基板１０１上に成膜された情報層１１０および透明層１０２が順に配置されている。さらに、情報層１１０は、基板１０１の一方の表面に成膜された反射層１１２、誘電体層１１３、界面層１１４、記録層１１５、界面層１１６および誘電体層１１７がこの順に配置されて形成されている。
情報記録媒体１００は、波長４０５ｎｍ付近の青紫色域のレーザ光１０で情報を記録再生する、２５ＧＢ以上の容量を有するＢｌｕ−ｒａｙ Ｄｉｓｃとして使用できる。この構成の情報記録媒体１００には、透明層１０２側からレーザ光１０が入射し、それにより情報の記録および再生が実施される。以下、基板１０１から順に説明する。
基板１０１は、主に支持体としての機能を有し、円盤状で、透明且つ表面の平滑なものを使用する。材料としては、ポリカーボネート、アモルファスポリオレフィンもしくはポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）のような樹脂、またはガラスを挙げることができる。成形性、価格、および機械強度を考慮すると、ポリカーボネートが好ましく使用される。図示した形態において、厚さ約１．１ｍｍ、直径約１２０ｍｍの基板１０１が好ましく用いられる。
基板１０１の情報層１１０を形成する側の表面には、レーザ光１０を導くための凹凸の案内溝が形成されていてもよい。案内溝を基板１０１に形成した場合、本明細書においては、レーザ光１０に近い側にある面を便宜的に「グルーブ面」と呼び、レーザ光１０から遠い側にある面を便宜的に「ランド面」と呼ぶ。たとえば、Ｂｌｕ−ｒａｙ Ｄｉｓｃとして使用する場合、グルーブ面とランド面の段差は、１０ｎｍ以上３０ｎｍ以下であることが好ましい。また、Ｂｌｕ−ｒａｙ Ｄｉｓｃでは、グルーブ面のみに記録を行うが、グルーブ−グルーブ間の距離（グルーブ面中心からグルーブ面中心まで）は、約０．３２μｍである。
透明層１０２について説明する。情報記録媒体の記録密度を大きくする方法として、短波長のレーザ光を使用して、レーザビームを絞り込めるように対物レンズの開口数ＮＡを上げる方法がある。この場合、焦点位置が浅くなるため、レーザ光１０が入射する側に位置する透明層１０２は、基板１０１と比べてより薄く設計される。この構成によれば、より高密度の記録が可能な大容量情報記録媒体１００を得ることができる。
透明層１０２は、基板１０１同様、円盤状で、透明且つ表面の平滑なものを使用する。透明層１０２の表面から情報層１１０の記録層１１５までの距離、すなわち透明層１０２の厚さは、８０μｍ以上１２０μｍ以下が好ましく、９０μｍ以上１１０μｍ以下がより好ましい。透明層１０２は、例えば、円盤状のシートと接着層からなっていてもよいし、紫外線硬化性樹脂よりなっていてもよい。必要に応じて、レーザ光１０を導くための凹凸の案内溝が形成されていてもよい。また、誘電体層１１７の表面に保護層を設けた上に設けてもよい。いずれの構成でもよいが、総厚み（例えば、シート厚＋接着層厚＋保護層厚、または紫外線硬化性樹脂のみの厚み）が８０μｍ以上１２０μｍ以下であることが好ましい。シートは、ポリカーボネート、アモルファスポリオレフィン、またはＰＭＭＡのような樹脂で形成することが好ましく、特にポリカーボネートで形成することが好ましい。また、透明層１０２は、レーザ光１０入射側に位置するため、光学的には短波長域における複屈折が小さいことが好ましい。
反射層１１２は、光学的には記録層１１５に吸収される光量を増大させ、熱的には記録層１１５で生じた熱を速やかに拡散させて記録層１１５を急冷し、非晶質化し易くする機能を有する。さらに、反射層１１２は、誘電体層１１３から誘電体層１１７までを含む多層膜を使用環境から保護する機能をも有する。反射層１１２の材料としては、記録層１１５で生じた熱を速やかに拡散させるよう、熱伝導率が大きいことが好ましい。また、記録層１１５に吸収される光量を増大させるよう、使用するレーザ光の波長における光吸収が小さいことが好ましい。
例えば、Ａｌ、Ａｕ、ＡｇおよびＣｕより選ばれる金属またはこれらの合金を用いることができる。その耐湿性を向上させたり、熱伝導率または光学特性（例えば、光反射率、光吸収率または光透過率）を調整したりするために、上記金属または合金に、他の元素を添加した材料を使用してよい。その添加材料としては、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｃ、Ｙ、Ｌａ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｗ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｐｄ、Ｐｔ、Ｚｎ、Ｇａ、Ｉｎ、Ｃ、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｓｎ、Ｓｂ、Ｂｉ、Ｔｅ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｙｂ、Ｌｕから選ばれることが好ましい。この際、添加濃度は３原子％以下が好ましい。特に、Ａｇは波長４０５ｎｍ付近の光吸収が小さいため、情報記録媒体１００の構成にはＡｇを９７原子％以上含む反射層１１２が好ましく用いられる。
また、反射層１１２を２以上の層で形成してもよい。その場合、基板１０１側を誘電体材料よりなる層としてもよい。反射層１１２の厚さは、使用する媒体の線速度や記録層１１５の組成に合わせて調整し、４０ｎｍ以上３００ｎｍ以下であることが好ましい。４０ｎｍより薄いと急冷条件が不足し、記録層の熱が拡散しにくくなり、記録層が非晶質化しにくくなる。３００ｎｍより厚いと急冷条件が過剰になり、記録層の熱が拡散しすぎて、記録感度が悪化する（すなわち、より大きなレーザパワーが必要になる）。
誘電体層１１３および誘電体層１１７は、光学距離を調節して記録層１１５の光吸収効率を高め、結晶相の反射率と非晶質相の反射率との差を大きくして信号振幅を大きくする機能と、記録層１１５を水分等から保護する機能を兼ね備える。特性としては、使用するレーザ波長に対して透明性が高く、耐湿性に加えて耐熱性にも優れていることが好ましい。
誘電体層１１３および１１７の材料としては、酸化物、硫化物、セレン化物、窒化物、炭化物および弗化物、およびこれらの混合物を用いることができる。
酸化物としては、例えばＡｌ2Ｏ3、ＣａＯ、ＣｅＯ2、Ｃｒ2Ｏ3、Ｄｙ2Ｏ3、Ｇａ2Ｏ3、Ｇｄ2Ｏ3、ＨｆＯ2、Ｈｏ2Ｏ3、Ｉｎ2Ｏ3、Ｌａ2Ｏ3、ＭｇＯ、Ｎｂ2Ｏ5、Ｎｄ2Ｏ3、Ｓｃ2Ｏ3、ＳｉＯ2、Ｓｍ2Ｏ3、ＳｎＯ2、Ｔａ2Ｏ5、ＴｉＯ2、Ｙ2Ｏ3、Ｙｂ2Ｏ3、ＺｎＯ、ＺｒＯ2、ＺｒＳｉＯ4等を用いてもよい。硫化物としては例えばＺｎＳ等を、セレン化物としては例えばＺｎＳｅ等を用いてもよい。窒化物としては、例えばＡｌＮ、ＢＮ、ＣｒＮ、Ｇｅ3Ｎ4、ＨｆＮ、ＮｂＮ、Ｓｉ3Ｎ4、ＴａＮ、ＴｉＮ、ＶＮ、ＺｒＮ等を用いてもよい。炭化物としては、例えばＡｌ4Ｃ3、Ｂ4Ｃ、ＣａＣ2、Ｃｒ3Ｃ2、ＨｆＣ、Ｍｏ2Ｃ、ＮｂＣ、ＳｉＣ、ＴａＣ、ＴｉＣ、ＶＣ、Ｗ2Ｃ、ＷＣ、ＺｒＣ等を用いてもよい。弗化物としては、例えばＣａＦ2、ＣｅＦ3、ＤｙＦ3、ＥｒＦ3、ＧｄＦ3、ＨｏＦ3、ＬａＦ3、ＭｇＦ2、ＮｄＦ3、ＹＦ3、ＹｂＦ3等を用いてもよい。
特に、誘電体層１１３は、反射層１１２にＡｇを含む材料を用いた場合には、ＡｇがＳと反応しやすいため、硫化物以外を用いることが好ましい。
混合物としては、例えばＺｎＳ−ＳｉＯ2、ＺｎＳ−ＬａＦ3、ＺｎＳ−ＳｉＯ2−ＬａＦ3、ＺｒＯ2−ＳｉＯ2、ＺｒＯ2−ＬａＦ3、ＺｒＯ2−Ｃｒ2Ｏ3、ＺｒＯ2−ＳｉＯ2−Ｃｒ2Ｏ3、ＺｒＯ2−Ｃｒ2Ｏ3−ＬａＦ3、ＺｒＯ2−ＳｉＯ2−ＬａＦ3、ＺｒＯ2−ＳｉＯ2−Ｃｒ2Ｏ3−ＬａＦ3、ＺｒＯ2−Ｇａ2Ｏ3、ＺｒＯ2−ＳｉＯ2−Ｇａ2Ｏ3、ＺｒＯ2−Ｇａ2Ｏ3−ＬａＦ3、ＺｒＯ2−ＳｉＯ2−Ｇａ2Ｏ3−ＬａＦ3、ＺｒＯ2−Ｉｎ2Ｏ3、ＺｒＯ2−ＳｉＯ2−Ｉｎ2Ｏ3、ＺｒＯ2−Ｉｎ2Ｏ3−ＬａＦ3、ＺｒＯ2−ＳｉＯ2−Ｉｎ2Ｏ3−ＬａＦ3、ＺｒＯ2−ＳｉＯ2−Ｃｒ2Ｏ3−Ｇａ2Ｏ3、ＺｒＯ2−ＳｉＯ2−Ｃｒ2Ｏ3−Ｉｎ2Ｏ3、ＺｒＯ2−ＳｉＣ、ＺｒＯ2−ＳｉＯ2−ＳｉＣ、ＨｆＯ2−ＳｉＯ2、ＨｆＯ2−ＬａＦ3、ＨｆＯ2−Ｃｒ2Ｏ3、ＨｆＯ2−ＳｉＯ2−Ｃｒ2Ｏ3、ＨｆＯ2−Ｃｒ2Ｏ3−ＬａＦ3、ＨｆＯ2−ＳｉＯ2−ＬａＦ3、ＨｆＯ2−ＳｉＯ2−Ｃｒ2Ｏ3−ＬａＦ3、ＨｆＯ2−Ｇａ2Ｏ3、ＨｆＯ2−ＳｉＯ2−Ｇａ2Ｏ3、ＨｆＯ2−Ｇａ2Ｏ3−ＬａＦ3、ＨｆＯ2−ＳｉＯ2−Ｇａ2Ｏ3−ＬａＦ3、ＨｆＯ2−Ｉｎ2Ｏ3、ＨｆＯ2−ＳｉＯ2−Ｉｎ2Ｏ3、ＨｆＯ2−Ｉｎ2Ｏ3−ＬａＦ3、ＨｆＯ2−ＳｉＯ2−Ｉｎ2Ｏ3−ＬａＦ3、ＨｆＯ2−ＳｉＯ2−Ｃｒ2Ｏ3−Ｇａ2Ｏ3、ＨｆＯ2−ＳｉＯ2−Ｃｒ2Ｏ3−Ｉｎ2Ｏ3、ＨｆＯ2−ＳｉＣ、ＨｆＯ2−ＳｉＯ2−ＳｉＣ、ＳｎＯ2−Ｇａ2Ｏ3、ＳｎＯ2−Ｉｎ2Ｏ3、ＳｎＯ2−ＳｉＣ、ＳｎＯ2−Ｓｉ3Ｎ4、ＳｎＯ2−Ｇａ2Ｏ3−ＳｉＣ、ＳｎＯ2−Ｇａ2Ｏ3−Ｓｉ3Ｎ4、ＳｎＯ2−Ｎｂ2Ｏ5、ＳｎＯ2−Ｔａ2Ｏ5、ＣｅＯ2−Ａｌ2Ｏ3、ＣｅＯ2−Ａｌ2Ｏ3−ＳｉＯ2、Ｎｂ2Ｏ5−ＴｉＯ2、Ｎｂ2Ｏ5−ＳｉＯ2−ＴｉＯ2等を用いてもよい。
これらの材料の中で、ＺｒＯ2を含む複合材料もしくは混合材料は、４０５ｎｍ付近の波長に対して透明性が高く、耐熱性にも優れている。ＺｒＯ2を含む材料には、ＺｒＯ2の代わりにＣａＯ、ＭｇＯ、Ｙ2Ｏ3のいずれかをＺｒＯ2に添加した部分安定化ジルコニアまたは安定化ジルコニアを少なくとも一部に用いてもよい。
ＺｎＳ−ＳｉＯ2は非晶質で、熱伝導性が低く、高透明性および高屈折率を有し、また、膜形成時の成膜速度が大きく、機械特性および耐湿性にも優れた材料である。誘電体層１１７として（ＺｎＳ）80（ＳｉＯ2）20（添え字はｍｏｌ％を示す。）を用いてよい。
あるいは、誘電体層１１３もしくは誘電体層１１７を、上記酸化物等や混合物を積層して２以上の層で形成してもよい。
誘電体層１１３および誘電体層１１７は、各々の光路長（即ち、誘電体層の屈折率ｎと誘電体層の膜厚ｄとの積ｎｄ）を変えることにより、結晶相の記録層１１５の光吸収率Ａｃ（％）と非晶質相の記録層１１５の光吸収率Ａａ（％）、記録層１１５が結晶相であるときの情報記録媒体１００の光反射率Ｒｃ（％）と記録層１１５が非晶質相であるときの情報記録媒体１００の光反射率Ｒａ（％）、記録層１１５が結晶相である部分と非晶質相である部分の情報記録媒体１００の光の位相差Δφを調整する機能を有する。記録マークの再生信号振幅を大きくして、信号品質を上げるためには、反射率差｜Ｒｃ−Ｒａ｜または反射率比Ｒｃ／Ｒａが大きいことが望ましい。また、記録層１１５がレーザ光１０を吸収するように、ＡｃおよびＡａも大きいことが望ましい。これらの条件を同時に満足するように誘電体層１１３および誘電体層１１７の光路長を決定する。それらの条件を満足する光路長は、例えばマトリクス法（例えば久保田広著「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正確に決定することができる。誘電体層の屈折率をｎ、膜厚をｄ（ｎｍ）、レーザ光１０の波長をλ（ｎｍ）とした場合、光路長ｎｄは、ｎｄ＝ａλで表される。ここで、ａは正の数とする。情報記録媒体１００の記録マークの再生信号振幅を大きくして信号品質を向上させるには、例えば、情報記録媒体１００のようにＢｌｕ−ｒａｙ Ｄｉｓｃで使用する場合、１８％≦Ｒｃ且つＲａ≦４％を満足するように誘電体層１１３および誘電体層１１７の光路長ｎｄをマトリクス法に基づく計算により厳密に決定することができる。例えば、屈折率が２から３である誘電体材料を誘電体層１１３および誘電体層１１７に用いる場合、誘電体層１１３の厚さは５０ｎｍ以下が好ましく、３ｎｍ以上３０ｎｍ以下がより好ましい。また、誘電体層１１７の厚さは２０ｎｍ以上１００ｎｍ以下が好ましく、３０ｎｍ以上８０ｎｍ以下がより好ましい。
界面層１１４および界面層１１６について説明する。界面層１１４は、誘電体層１１３と記録層１１５との間で、繰り返し記録により生じる物質移動を防止するために設けられる。同様に、界面層１１６は、誘電体層１１７と記録層１１５との間で、繰り返し記録により生じる物質移動を防止するために設けられる。ここで物質移動とは、繰り返し記録により層間で原子が一方にまたは相互に移動する現象をいう。例えば誘電体層１１３または誘電体層１１７に（ＺｎＳ）80（ＳｉＯ2）20（ｍｏｌ％）を使用した場合、レーザ光１０を記録層１１５に照射して繰り返し書き換えている間に、ＺｎＳのＳが記録層１１５に拡散していく。また、界面層１１４および界面層１１６は、誘電体層１１３と記録層１１５、および誘電体層１１７と記録層１１５の密着性が悪い場合の、接着機能をも有する。
界面層１１４および界面層１１６には、硫化物を含む材料は使用しないことが好ましい。界面層１１４および界面層１１６の材料としては、記録層１１５との密着性に優れ、記録層１１５にレーザ光１０を照射した際に、溶けたり分解したりしない、耐熱性の強い材料が好ましい。その材料としては、酸化物、窒化物、炭化物、硼化物および弗化物、およびこれらの混合物を用いることができる。
酸化物としては、例えばＡｌ2Ｏ3、ＣａＯ、ＣｅＯ2、Ｃｒ2Ｏ3、Ｄｙ2Ｏ3、Ｇａ2Ｏ3、Ｇｄ2Ｏ3、ＨｆＯ2、Ｈｏ2Ｏ3、Ｉｎ2Ｏ3、Ｌａ2Ｏ3、ＭｇＯ、Ｎｂ2Ｏ5、Ｎｄ2Ｏ3、Ｓｃ2Ｏ3、ＳｉＯ2、Ｓｍ2Ｏ3、ＳｎＯ2、Ｔａ2Ｏ5、ＴｉＯ2、Ｙ2Ｏ3、Ｙｂ2Ｏ3、ＺｎＯ、ＺｒＯ2、ＺｒＳｉＯ4等を用いてもよい。窒化物としては、例えばＡｌＮ、ＢＮ、ＣｒＮ、Ｇｅ3Ｎ4、ＨｆＮ、ＮｂＮ、Ｓｉ3Ｎ4、ＴａＮ、ＴｉＮ、ＶＮ、ＺｒＮ等を用いてもよい。炭化物としては、例えばＣ、Ａｌ4Ｃ3、Ｂ4Ｃ、ＣａＣ2、Ｃｒ3Ｃ2、ＨｆＣ、Ｍｏ2Ｃ、ＮｂＣ、ＳｉＣ、ＴａＣ、ＴｉＣ、ＶＣ、Ｗ2Ｃ、ＷＣ、ＺｒＣ等を用いてもよい。硼化物としては、例えばＢ、ＣａＢ6、ＨｆＢ2、ＺｒＢ2、ＴｉＢ2、ＴａＢ2、ＭｏＢ、ＮｂＢ2、ＷＢ、ＶＢ2、ＬａＢ6等を用いてもよい。弗化物としては、例えばＣａＦ2、ＣｅＦ3、ＤｙＦ3、ＥｒＦ3、ＧｄＦ3、ＨｏＦ3、ＬａＦ3、ＭｇＦ2、ＮｄＦ3、ＹＦ3、ＹｂＦ3等を用いてもよい。
混合物としては、例えばＺｒＯ2−Ｃｒ2Ｏ3、ＺｒＳｉＯ4−Ｃｒ2Ｏ3、ＺｒＯ2−ＳｉＯ2−Ｃｒ2Ｏ3、ＺｒＯ2−ＳｉＯ2−Ｃｒ2Ｏ3−ＬａＦ3、ＺｒＯ2−Ｇａ2Ｏ3、ＺｒＳｉＯ4−Ｇａ2Ｏ3、ＺｒＯ2−ＳｉＯ2−Ｇａ2Ｏ3、ＺｒＯ2−Ｉｎ2Ｏ3、ＺｒＳｉＯ4−Ｉｎ2Ｏ3、ＺｒＯ2−ＳｉＯ2−Ｉｎ2Ｏ3、ＺｒＯ2−ＳｉＣ、ＺｒＳｉＯ4−ＳｉＣ、ＺｒＯ2−ＳｉＯ2−ＳｉＣ、ＨｆＯ2−Ｃｒ2Ｏ3、ＨｆＯ2−ＳｉＯ2−Ｃｒ2Ｏ3、ＨｆＯ2−Ｇａ2Ｏ3、ＨｆＯ2−ＳｉＯ2−Ｇａ2Ｏ3、ＨｆＯ2−Ｉｎ2Ｏ3、ＨｆＯ2−ＳｉＯ2−Ｉｎ2Ｏ3、ＨｆＯ2−ＳｉＣ、ＨｆＯ2−ＳｉＯ2−ＳｉＣ、ＳｎＯ2−Ｇａ2Ｏ3、ＳｎＯ2−Ｉｎ2Ｏ3、ＳｎＯ2−ＳｉＣ、ＳｎＯ2−Ｓｉ3Ｎ4、ＳｎＯ2−Ｇａ2Ｏ3−ＳｉＣ、ＳｎＯ2−Ｇａ2Ｏ3−Ｓｉ3Ｎ4、ＳｎＯ2−Ｎｂ2Ｏ5、ＳｎＯ2−Ｔａ2Ｏ5、Ｃｒ2Ｏ3−ＺｎＯ、Ｃｒ2Ｏ3−Ａｌ2Ｏ3、Ｃｒ2Ｏ3−ＣｅＯ2、Ｃｒ2Ｏ3−Ｄｙ2Ｏ3、Ｃｒ2Ｏ3−Ｇａ2Ｏ3、Ｃｒ2Ｏ3−Ｉｎ2Ｏ3、Ｃｒ2Ｏ3−ＭｇＯ、Ｃｒ2Ｏ3−Ｎｂ2Ｏ5、Ｃｒ2Ｏ3−ＳｉＯ2、Ｃｒ2Ｏ3−ＳｎＯ2、Ｃｒ2Ｏ3−ＴｉＯ2、Ｃｒ2Ｏ3−Ｔａ2Ｏ5、Ｃｒ2Ｏ3−Ｙ2Ｏ3、Ｃｒ2Ｏ3−ＬａＦ3、Ｃｒ2Ｏ3−Ｂ、Ｃｒ2Ｏ3−ＴｉＢ2、ＺｎＯ−ＳｉＯ2、ＺｎＯ−ＺｒＯ2、ＺｎＯ−ＨｆＯ2、ＺｎＯ−Ａｌ2Ｏ3等を用いてもよい。
これらの材料の中で、ＺｒＯ2を含む複合材料もしくは混合材料は、４０５ｎｍ付近の波長に対して透明性が高く、耐熱性にも優れているので界面層１１４および界面層１１６に好ましく用いられる。ＺｒＯ2を含む材料には、ＺｒＯ2の代わりにＣａＯ、ＭｇＯ、Ｙ2Ｏ3のいずれかをＺｒＯ2に添加した部分安定化ジルコニアまたは安定化ジルコニアを少なくとも一部に用いてもよい。ＺｒＯ2を含む複合材料もしくは混合材料の中でも、ＺｒＯ2とＳｉＯ2とＣｒ2Ｏ3とを含む材料（例えば、ＺｒＯ2とＳｉＯ2とＣｒ2Ｏ3からなる材料）が、透明性と耐熱性に加えて、記録層１１５との密着性により優れているので、より好ましい。
界面層１１４および界面層１１６の膜厚は、０．３ｎｍ以上１０ｎｍ以下であることが好ましく、０．５ｎｍ以上７ｎｍ以下であることがより好ましい。界面層１１４および１１６が厚いと、基板１０１の表面に形成された反射層１１２から誘電体層１１７までの積層体の光反射率および光吸収率が変化して、記録消去性能に影響を与える場合がある。また、０．３ｎｍ未満であると、物質移動を防止する機能が低下する場合がある。
なお、誘電体層１１３が硫化物またはＺｎを含まない材料で、且つ記録層１１５との密着性にも優れている場合には、界面層１１４は必要に応じて設ける。同様に、誘電体層１１７が硫化物またはＺｎを含まない材料で、且つ記録層１１５との密着性にも優れている場合には、界面層１１６は必要に応じて設ける。
本発明の記録層１１５は、相変化を生じ得る記録層であり、アンチモン（Ｓｂ）と、炭素（Ｃ）と、原子量が３３未満である軽元素（Ｌ）とを含む。この材料構成により、大きな結晶化速度と大きな光学変化と高い結晶化温度とを併せ持つ、相変化記録材料を実現することができる。
Ｓｂは非常に結晶化しやすい材料であり、結晶化温度が約９０℃くらいである。スパッタリングにより形成したＳｂ膜は非晶質状態であるが、室温で放置しておくと徐々に結晶化が進む。したがって、Ｓｂだけでは非晶質状態の安定性に欠ける。すなわち、優れた記録マークの保存性を確保することが困難である。
Ｃは、このようなＳｂの課題を解決する機能を有し、Ｓｂに添加することにより、大きな結晶化速度を維持して、結晶化温度を２００℃以上に上昇させることができる。また、記録層１１５の非晶質状態と結晶状態の間の光学的な変化を大きくする機能をも有する。
さらに、原子量が３３未満である軽元素（Ｌ）を添加することにより、結晶化温度を低下させずに、結晶化速度を調整することができる。Ｌは、Ｂ、Ｎ、Ｏ、Ｍｇ、ＡｌおよびＳから選ばれる少なくとも一つの元素であることがより好ましい。軽元素の中でもこれらの元素を含む材料は、製造面、コスト面、環境面で優れた材料である。
例えば、４倍速以上の、高倍速な記録条件で使用する材料に要求される特性は、高速記録できるよう大きな結晶化速度を有すること、且つ、記録マークが安定に保存されるよう結晶化温度が高いこと、である。
Ｓｂに原子量が３３以上の元素、例えば遷移金属（第２遷移元素、第３遷移元素）や貴金属を添加すると、確かに結晶化温度を上げることができる。しかしながら、結晶化温度が低下するという副作用が伴うため、２０原子％も添加すると、４倍速以上では使用が困難となる。それに対して、ＳｂにＣを添加する場合、Ｃは結晶化速度を低下させることなく、結晶化温度を上げることができる。それゆえ、Ｃの場合は５０原子％近くまで添加しても、４倍速以上で使用できる。ＳｂとＣに遷移金属や貴金属を添加する場合も、同様に結晶化速度が低下するため、４倍速以上で使用するには、それらの添加濃度は多くても１０原子％程度である。
これに対し、ＳｂとＣに、原子量が３３未満の軽元素（Ｌ）が添加された材料を含む本発明の記録層１１５は、ＣとＬの濃度を調整することにより、高い結晶化温度と大きな結晶化速度とを両立できる。４倍速以上で使用する場合も、ＣとＬとを合わせて５０原子％まで添加することが可能である。このように、Ｓｂと、Ｃと、Ｌとを含む記録材料は、高倍速で使用する場合でも、添加できるＣとＬの組成範囲が十分に広いという利点がある。したがって、本発明によれば、ＣとＬの添加濃度を適宜調整することによって、記録層の結晶化速度、結晶化温度および光学変化量の微調整が可能となるため、設計の自由度が高いという効果も得られる。
光学的変化を、記録層が非晶質状態であるときの記録層の複素屈折率（ｎa−ｉｋa、ｎaは屈折率、ｋaは消衰係数）と記録層が結晶状態であるときの記録層の複素屈折率（ｎc−ｉｋc、ｎcは屈折率、ｋcは消衰係数）との差の大きさＤn+k（｜ｎc−ｎa｜＋｜ｋc−ｋa｜）で定義すると、Ｄn+kが大きいほど光学変化が大きい。例えば、Ｓｂ80Ｃ15Ｂ5のＤn+kは１．９であり、Ｓｂ80Ｃ15Ｎ5のＤn+kも１．９である。これに対し、Ｓｂ85Ｇｅ15のＤn+kは１．６であった。特に、ＳｂにＣとＬを添加することでｋaが小さくなり、｜ｋc−ｋa｜を大きくすることができるようになる。
また、本発明の記録層１１５は、Ｓｂ100-x-yＣxＬyで表され、且つｘおよびｙがｘ＋ｙ≦５０を満たす材料からなるものであってもよい。ＣとＬを合わせた組成比は、５０原子％以下が好ましい。５０原子％を超えると、記録層１１５の結晶化速度が低下し、例えば４倍速に相当する転送レートでの結晶化が不十分となり、記録消去特性が悪化する場合がある。また、低転送レートでの非晶質状態の安定性を確保するために、本実施の形態では、ＣとＬを合わせた組成比は３０原子％以上が好ましい。ＣとＬの組成は、転送レートに対して最適となるように選んでよいが、大きな光学的変化と大きな結晶化速度を維持するために、ｘ≧ｙが好ましい。ここで、ＳｂとＣとＬを含む記録層の組成は、例えばＸ線マイクロアナライザー（ＸＭＡ）で分析することができる。これは、電子線を試料に照射した際に発生する特性Ｘ線の波長や強度を測定することによって、試料に含まれる元素の種類と組成を調べることができる分析方法である。
スパッタリングで形成された記録層１１５には、スパッタ雰囲気中に存在する希ガス（Ａｒ、Ｋｒ、Ｘｅ）、水分（Ｏ−Ｈ）、有機物（Ｃ）、空気（Ｎ、Ｏ）、スパッタ室に配置された冶具の成分（金属）およびターゲットに含まれる不純物（金属、半金属、半導体、誘電体）等が不可避に含まれ、ＸＭＡ等の分析で検出されることがある。これら不可避の成分は記録層に含まれる全原子を１００原子％とした場合、１０原子％を上限として含まれていてもよく、不可避に含まれる成分を除いて、Ｓｂ、ＣおよびＬが、Ｓｂ100-x-yＣxＬyの関係にあり、且つｘ＋ｙ≦５０を満たせばよい。すなわち、本明細書において、「記録層１１５が、Ｓｂ100-x-yＣxＬyで表され、且つｘおよびｙがｘ＋ｙ≦５０を満たす材料からなるものである」とは、記録層１１５中に上記のような不可避成分が存在する場合も含まれる。これは、以降の実施の形態で説明する記録層２１５、２２５、３１５、３２５、３３５、４１５、４２５、４３５、４４５および６０３にも同様に適用される。
具体的な組成は、Ｓｂ−Ｃ−Ｂ、Ｓｂ−Ｃ−Ｂ−Ｎ、Ｓｂ−Ｃ−Ｂ−Ｏ、Ｓｂ−Ｃ−Ｂ−Ｍｇ、Ｓｂ−Ｃ−Ｂ−Ｍｇ−Ｎ、Ｓｂ−Ｃ−Ｂ−Ｍｇ−Ｏ、Ｓｂ−Ｃ−Ｂ−Ｍｇ−Ｎ−Ｏ、Ｓｂ−Ｃ−Ｂ−Ａｌ、Ｓｂ−Ｃ−Ｂ−Ａｌ−Ｎ、Ｓｂ−Ｃ−Ｂ−Ａｌ−Ｏ、Ｓｂ−Ｃ−Ｂ−Ａｌ−Ｎ−Ｏ、Ｓｂ−Ｃ−Ｂ−Ｓ、Ｓｂ−Ｃ−Ｂ−Ｓ−Ｎ、Ｓｂ−Ｃ−Ｂ−Ｓ−Ｏ、Ｓｂ−Ｃ−Ｂ−Ｓ−Ｎ−Ｏ、Ｓｂ−Ｃ−Ｎ、Ｓｂ−Ｃ−Ｎ−Ｏ、Ｓｂ−Ｃ−Ｎ−Ｍｇ、Ｓｂ−Ｃ−Ｎ−Ｍｇ−Ｏ、Ｓｂ−Ｃ−Ｎ−Ａｌ、Ｓｂ−Ｃ−Ｎ−Ａｌ−Ｏ、Ｓｂ−Ｃ−Ｎ−Ｓ、Ｓｂ−Ｃ−Ｎ−Ｓ−Ｏ、Ｓｂ−Ｃ−Ｏ、Ｓｂ−Ｃ−Ｏ−Ｍｇ、Ｓｂ−Ｃ−Ｏ−Ａｌ、Ｓｂ−Ｃ−Ｏ−Ｓ、Ｓｂ−Ｃ−Ｍｇ、Ｓｂ−Ｃ−Ｍｇ−Ａｌ、Ｓｂ−Ｃ−Ｍｇ−Ａｌ−Ｎ、Ｓｂ−Ｃ−Ｍｇ−Ａｌ−Ｏ、Ｓｂ−Ｃ−Ｍｇ−Ａｌ−Ｎ−Ｏ、Ｓｂ−Ｃ−Ｍｇ−Ｓ、Ｓｂ−Ｃ−Ｍｇ−Ｓ−Ｎ、Ｓｂ−Ｃ−Ｍｇ−Ｓ−Ｏ、Ｓｂ−Ｃ−Ｍｇ−Ｓ−Ｎ−Ｏ、Ｓｂ−Ｃ−Ａｌ、Ｓｂ−Ｃ−Ａｌ−Ｓ、Ｓｂ−Ｃ−Ａｌ−Ｓ−Ｎ、Ｓｂ−Ｃ−Ａｌ−Ｓ−Ｏ、Ｓｂ−Ｃ−Ａｌ−Ｓ−Ｎ−Ｏ、Ｓｂ−Ｃ−Ｓ等が挙げられる。
本発明の記録層１１５の膜厚は、１５ｎｍ以下であることが好ましい。１５ｎｍ以下であれば、情報記録媒体１００の構成において、２５ＧＢ以上の容量且つ４倍速以上の転送レートで、良好な記録消去特性が得られる。１５ｎｍを超えると、熱容量が大きくなり記録に要するレーザパワーが大きくなる。また、記録層１１５で生じた熱が反射層１１２の方向へ拡散しにくくなり、高密度記録に必要な小さい記録マークの形成が困難となる。さらには、８ｎｍ以上１４ｎｍ以下がより好ましい。この膜厚範囲においては、４倍速以上の高転送レートに加えて２倍速以下の低転送レートでも、良好な記録消去特性が得られるので、回転数一定のＣｏｎｓｔａｎｔ Ａｎｇｕｌａｒ Ｖｅｌｏｃｉｔｙ（ＣＡＶ）として使用することもできる。
続いて、実施の形態１の情報記録媒体１００を製造する方法を説明する。情報記録媒体１００は、案内溝（グルーブ面とランド面）が形成された基板１０１をスパッタリング装置に配置し、基板１０１の案内溝が形成された表面に、反射層１１２を成膜する工程、誘電体層１１３を成膜する工程、界面層１１４を成膜する工程、記録層１１５を成膜する工程、界面層１１６を成膜する工程、誘電体層１１７を成膜する工程、を順次実施し、さらに、誘電体層１１７の表面に透明層１０２を形成する工程を実施することにより、製造される。
ここで、情報記録媒体の製造を行うスパッタリング（成膜）装置の一例を説明する。図９に、二極グロー放電型スパッタリング装置２０の一例を示す。スパッタ室２１内は、排気口２２に真空ポンプ２３が接続され、高真空に保たれる。スパッタガス導入口２４からは、一定流量のスパッタガス（例えばＡｒガス等）が導入される。基板２５は基板ホルダー（陽極）２６に取り付けられ、ターゲット（陰極）２７はターゲット電極２８に固定されており、電源２９に接続されている。両極間に高電圧を加えることにより、グロー放電が発生し、例えばＡｒ正イオンを加速してターゲット２７に衝突させ、スパッタリングさせる。スパッタされた粒子は基板２５上に堆積し薄膜が形成される。スパッタ中、ターゲット２７を冷却するため、電極２８には例えば水を循環させる（図中、３０は循環水を示す）。陰極へ印加する電源の種類によって直流型と高周波型に分けられる。スパッタリング装置２０は、スパッタ室２１を複数個つないでもよいし、スパッタ室２１に複数個のターゲット２７を配置してもよく、そのような構造とすることにより、複数の成膜工程を実施して多層膜を積層することができる。以下の実施の形態のスパッタリングでも、同様の装置を用いることができ、基板２５として、本実施の形態および後述する実施の形態２〜６で説明する基板１０１、２０１、３０１、４０１、５０１、６０１（図１〜図６参照）を用いることができる。
また、スパッタリング装置の別の例を説明する。図１０に、直流（ＤＣ）マグネトロンスパッタ装置３０の一例を示す。なお、図１０中、図９と同一の符号が付されている部材は、図９を参照しながら説明した部材と同じであるため、その説明を省略する場合がある。スパッタ室２１内には、排気口２２に真空ポンプ２３が接続され、高真空に保たれる。スパッタガス導入口２４には、ガスボンベ（例えばＡｒガス）が接続され、ここから一定流量のスパッタガス（例えばＡｒガス）が導入される。マグネトロンスパッタにおいては、ターゲット２７の裏面に配置された永久磁石３１によってターゲット２７表面に磁界が発生し、電界と直交する部分に最もプラズマが集中するので、より多くの粒子がスパッタされる。陰極に印加する電源の種類によって、直流型と高周波（ＲＦ）型に分けられる。ＲＦマグネトロンスパッタ装置の場合は、直流電源２９の代わりに、インピーダンス整合回路と高周波電源とが接続されている。なお、図１０においては、図９に示されている循環水３０が省略されている。
以下の説明を含む本明細書において、各層に関して、「表面」というときは、特に断りのない限り、各層が形成されたときの露出している表面（厚さ方向に垂直な表面）を指すものとする。
最初に、基板１０１の案内溝が形成された面に、反射層１１２を成膜する工程を実施する。反射層１１２は、反射層１１２を構成する金属または合金を含むターゲットをスパッタリングすることにより成膜される。スパッタリングは、直流電源または高周波電源を用いて、希ガス雰囲気中、または酸素ガスおよび／または窒素ガスと希ガスとの混合ガス雰囲気中で実施してよい。希ガスは、Ａｒガス、Ｋｒガス、Ｘｅガスのいずれでもよい。
反射層１１２を成膜するターゲットとしては、Ａｌ、Ａｕ、ＡｇおよびＣｕのうち少なくとも１つを含む材料、または、それらの合金を用いてもよい。スパッタリング装置によっては、ターゲットの組成と形成される反射層の組成が一致しない場合もあるので、その場合はターゲットの組成を調整して、目標の組成の反射層１１２を得ることができる。ターゲットは、粉末を溶かして合金化して固めたものや粉末を高温高圧下で固めたもの等、製法に依らず用いることができる。例えば、反射層１１２としてＡｇ−Ｃｕ系合金を形成する際には、Ａｇ−Ｃｕ系合金ターゲットを用いてよい。
次に、反射層１１２の表面に、誘電体層１１３を成膜する工程を実施する。誘電体層１１３もまた、誘電体層１１３を構成する元素、混合物または化合物を含むターゲットをスパッタリングすることにより成膜される。スパッタリングは、高周波電源を用いて、希ガス雰囲気中、または酸素ガスおよび／または窒素ガスと希ガスとの混合ガス雰囲気中で実施してよい。可能であれば直流電源やパルス発生式直流電源を用いてもよい。希ガスは、Ａｒガス、Ｋｒガス、Ｘｅガスのいずれでもよい。
誘電体層１１３を成膜するターゲットとしては、酸化物、硫化物、セレン化物、窒化物、炭化物および弗化物、およびこれらの混合物を用いることができ、誘電体層１１３の材料を形成できるようにターゲットの材料・組成を決める。スパッタリング装置によっては、ターゲットの組成と形成される誘電体層の組成が一致しない場合もあるので、その場合はターゲットの組成を調整して、目標の組成の誘電体層１１３を得ることができる。また、酸化物を含む誘電体層を形成する際には、スパッタリング中に酸素が欠損する場合があるので、酸素欠損を抑えたターゲットを用いるか、あるいは、１０％以下の少量の酸素ガスを希ガスに混合した雰囲気中でスパッタリングしてよい。また、金属、半金属および半導体材料のターゲットを用いて、１０％以上の多めの酸素ガスおよび／または窒素ガスを希ガスに混合した雰囲気中で、反応性スパッタリングにより誘電体層１１３を形成してもよい。
あるいは、誘電体層１１３は、単体の化合物の各々のターゲットを複数の電源を用いて同時にスパッタリングすることによって、形成することもできる。また、誘電体層１１３は、２以上の化合物を組み合わせた２元系ターゲットや３元系ターゲット等を、複数の電源を用いて同時にスパッタリングすることによって形成することもできる。これらのターゲットを使用する場合でも、スパッタリングは、希ガス雰囲気中、または酸素ガスおよび／または窒素ガスと希ガスとの混合ガス雰囲気中で実施してよい。
次に、誘電体層１１３の表面に、界面層１１４を成膜する工程を実施する。界面層１１４もまた、界面層１１４を構成する元素、混合物または化合物を含むターゲットをスパッタリングすることにより成膜される。スパッタリングは、高周波電源を用いて、希ガス雰囲気中、または酸素ガスおよび／または窒素ガスと希ガスとの混合ガス雰囲気中で実施してよい。可能であれば直流電源やパルス発生式直流電源を用いてもよい。希ガスは、Ａｒガス、Ｋｒガス、Ｘｅガスのいずれでもよい。
界面層１１４を成膜するターゲットとしては、酸化物、窒化物、炭化物、硼化物および弗化物、およびこれらの混合物を用いることができる。界面層１１４の材料を形成できるようにターゲットの材料・組成を決める。スパッタリング装置によっては、ターゲットの組成と形成される界面層の組成が一致しない場合もあるので、その場合はターゲットの組成を調整して、目標の組成の界面層１１４を得ることができる。また、酸化物を含む界面層を形成する際には、スパッタリング中に酸素が欠損する場合があるので、酸素欠損を抑えたターゲットを用いるかあるいは、１０％以下の少量の酸素ガスを希ガスに混合した雰囲気中でスパッタリングしてよい。また、金属、半金属および半導体材料のターゲットを用いて、１０％以上の多めの酸素ガスおよび／または窒素ガスを希ガスに混合した雰囲気中で、反応性スパッタリングにより界面層を形成してもよい。
あるいは、界面層１１４は、単体の化合物の各々のターゲットを複数の電源を用いて同時にスパッタリングすることによって、形成することもできる。また、界面層１１４は、２以上の化合物を組み合わせた２元系ターゲットや３元系ターゲット等を、複数の電源を用いて同時にスパッタリングすることによって形成することもできる。これらのターゲットを使用する場合でも、スパッタリングは、希ガス雰囲気中、または酸素ガスおよび／または窒素ガスと希ガスとの混合ガス雰囲気中で実施してよい。
次に、界面層１１４の表面に、本発明の記録層１１５を成膜する工程を実施する。記録層１１５は、Ｓｂを含むターゲットを少なくとも用いて、Ｓｂを含むターゲットをスパッタリングすることにより成膜できる。以下、各々の材料の記録層１１５についてその成膜方法について説明する。
軽元素ＬとしてＢ、Ｍｇ、Ａｌのうち少なくとも一つが含まれる場合、すなわちＳｂとＣとＬ（Ｂ、Ｍｇおよび／またはＡｌ）を含む記録層１１５を成膜する場合、Ｓｂ−Ｃ−Ｌ（ＳｂとＣとＬを含む）ターゲットをスパッタ室に備えて、スパッタリングすることによって成膜することができる。あるいは、組成比の異なるＳｂ−Ｃ−Ｌターゲットを２以上スパッタ室に備えて、同時にスパッタリングすることによっても形成することができる。あるいは、Ｓｂターゲット、ＣターゲットおよびＬターゲットそれぞれをスパッタ室に備えて、同時にスパッタリングすることによっても形成することができる。あるいは、Ｓｂ−Ｃターゲット、ＳｂターゲットおよびＬターゲットそれぞれをスパッタ室に備えて、同時にスパッタリングすることによっても形成することができる。あるいは、Ｓｂ−ＣターゲットとＬターゲットそれぞれをスパッタ室に備えて、同時にスパッタリングすることによっても形成することができる。あるいは、Ｓｂ−ＬターゲットとＣターゲットそれぞれをスパッタ室に備えて、同時にスパッタリングすることによっても形成することができる。あるいは、ＳｂターゲットとＣ−Ｌターゲットそれぞれをスパッタ室に備えて、同時にスパッタリングすることによっても形成することができる。いずれも希ガス雰囲気中で実施してよい。希ガスは、Ａｒガス、Ｋｒガス、Ｘｅガスのいずれでもよい。さらに、記録層１１５にＮおよび／またＯを含ませる場合、酸素ガスおよび／または窒素ガスと希ガスとの混合ガス雰囲気中で、反応性スパッタリングにより記録層１１５を成膜してもよい。
軽元素ＬとしてＳが含まれる場合、すなわちＳｂとＣとＳを含む記録層１１５を成膜する場合、Ｓｂ−Ｃ−Ｓを含むターゲットをスパッタ室に備えて、スパッタリングすることによって成膜することができる。あるいは、組成比の異なるＳｂ−Ｃ−Ｓターゲットを２以上備えて、同時にスパッタリングすることによっても形成することができる。あるいは、Ｓｂ−ＳターゲットとＣターゲットそれぞれをスパッタ室に備えて、同時にスパッタリングすることによっても形成することができる。あるいは、ＳｂターゲットとＣ−Ｓターゲットそれぞれをスパッタ室に備えて、同時にスパッタリングすることによっても形成することができる。いずれも希ガス雰囲気中で実施してよい。希ガスは、Ａｒガス、Ｋｒガス、Ｘｅガスのいずれでもよい。さらに、記録層１１５にＮおよび／またＯを含ませる場合、酸素ガスおよび／または窒素ガスと希ガスとの混合ガス雰囲気中で、反応性スパッタリングにより記録層１１５を成膜してもよい。
軽元素ＬとしてＮおよび／またＯが含まれる場合、すなわちＳｂとＣとＬを含む記録層１１５を成膜する場合、Ｓｂ−Ｃを含むターゲットをスパッタ室に備えて、酸素ガスおよび／または窒素ガスと希ガスとの混合ガス雰囲気中で、反応性スパッタリングすることにより記録層１１５を成膜することができる。あるいは、ＳｂターゲットとＣターゲットそれぞれをスパッタ室にスパッタ室に備えて、酸素ガスおよび／または窒素ガスと希ガスとの混合ガス雰囲気中で、同時に反応性スパッタリングすることにより記録層１１５を形成することもできる。あるいは、Ｎおよび／またＯと、ＳｂおよびＣを含むターゲットを、希ガス雰囲気中、または少量の酸素ガスおよび／または少量の窒素ガスと希ガスとの混合ガス雰囲気中でスパッタリングしてもよい。
いずれの方法においても、式（１）：Ｓｂ100-x-yＣxＬyで表され、且つｘおよびｙがｘ＋ｙ≦５０を満たす材料からなる記録層１１５を形成することができる。例えば、Ｓｂ−Ｃ−Ｌを含むターゲットを用いる場合、スパッタリング装置によってはターゲットの組成と形成される記録層の組成が一致しない場合もあるが、Ｓｂ−Ｃ−Ｌを含むターゲットの組成を調整することによって、式（１）の組成の記録層１１５を得ることができる。あるいは、複数のターゲットを備えて同時スパッタリングする場合には、個々の電源の出力を調整して組成を制御することにより、式（１）の組成の記録層１１５を得ることができる。あるいは、反応性スパッタリングの場合には、ターゲットの組成調整もしくは電源の出力調整に加えて、酸素ガスや窒素ガスの流量や圧力、希ガスとの流量比や圧力比を調整することにより、式（１）の組成の記録層１１５を得ることができる。
本発明の記録層を成膜するために用いられるターゲットについて説明する。本ターゲットは、少なくともアンチモン（Ｓｂ）と、炭素（Ｃ）とを含む。さらに原子量が３３未満である軽元素（Ｌ）を含んでもよく、この場合はＬがＢ、Ｎ、Ｏ、Ｍｇ、ＡｌおよびＳから選ばれる少なくとも一つの元素であってよい。あるいは、ＬがＢ、Ｍｇ、ＡｌおよびＳから選ばれる少なくとも一つの元素であってよい。本ターゲットをスパッタリングすることによって、ＳｂとＣとＬとを含む記録層を形成することができる。
融点の高いＣのスパッタ率は、Ｓｂのスパッタ率に比べて低いので、記録層に含まれるＣの組成比よりもターゲットに含ませるＣの組成比を、５％〜２０％多くすることが好ましい。使用するスパッタリング装置やスパッタリング条件によってその増量は異なるが、例えば、Ｓｂ50Ｃ50記録層を成膜するためのターゲットの組成比は、例えばＳｂ47.5Ｃ52.5〜Ｓｂ40Ｃ60の範囲であってよい。記録層の組成比をＸ線マイクロアナライザーで分析して、記録層の組成比が目標の組成比となるように、Ｓｂ−Ｃ−Ｌターゲットの好ましい組成比を決めることができる。
本実施の形態の記録層１１５が、ＬとしてＢ、Ｍｇ、ＡｌおよびＳのうち少なくとも一つと、ＳｂとＣとを含む場合、記録層１１５を成膜する際に、Ｓｂ−Ｃ−Ｌターゲットをスパッタリングしてよい。さらに、記録層１１５にＮおよび／またはＯを含ませる場合、酸素ガスおよび／または窒素ガスと希ガスとの混合ガス雰囲気中で、反応性スパッタリングにより記録層１１５を成膜してよい。
Ｎおよび／またはＯと、ＳｂとＣとを含む記録層１１５を成膜する場合、Ｓｂ−Ｃターゲットを、酸素ガスおよび／または窒素ガスと希ガスとの混合ガス雰囲気中で、反応性スパッタリングにより記録層１１５を成膜してよい。あるいは、Ｎおよび／またはＯと、Ｓｂと、Ｃとを含むターゲットを、希ガス雰囲気中、または少量の酸素ガスおよび／または少量の窒素ガスと希ガスとの混合ガス雰囲気中でスパッタリングしてよい。
次に、本発明のターゲットの製造方法の一例を説明する。例えば、アンチモン（Ｓｂ）と、炭素（Ｃ）と、アルミニウム（Ａｌ）とを含むターゲットの製造方法について説明する。所定の粒径を有する高純度なＳｂの粉末、Ｃの粉末およびＡｌの粉末を準備し、これらを所定の混合比になるように秤量して混合し、ホットプレス装置に入れる。ホットプレス装置を必要に応じて真空にし、所定の高い圧力と高い温度の条件下で、所定時間保持して、混合粉末を焼結させる。混合を十分に行うことにより、ターゲットの面内・厚み方向の組成が均一になる。また、圧力、温度および時間の条件を最適化することにより、充填性が向上し、高密度なターゲットを製造することが可能になる。このようにして、ＳｂとＣとＡｌとを所定の組成比で含むターゲットが完成する。焼結後、必要に応じてＩｎ等の半田を用いて、例えば表面が平滑な銅板に接着してもよい。こうすることにより、スパッタリング装置に取り付けてスパッタリングすることができる。本ターゲットは、密度（粉末の充填率を示し、全く隙間無く粉末が充填されている状態を１００％と定義する）が高いことが好ましい。好ましくは８０％以上で、より好ましくは９０％以上である。
ここで、粉末については、Ｓｂの粉末、Ｃの粉末およびＡｌの粉末のような単体元素に限らず、化合物の粉末を含んでもよい。例えば、所定の粒径を有する高純度なＳｂの粉末、Ｃの粉末およびＳｂ−Ａｌの粉末を混合してもよいし、Ｓｂの粉末とＡｌ−Ｃの粉末とを混合してもよい。あるいは、Ｓｂ−Ｃの粉末とＡｌの粉末とを混合してもよい。いずれの粉末の組み合わせでも、上記の方法でターゲットを製造することができる。
次に、記録層１１５の表面に、界面層１１６を成膜する工程を実施する。界面層１１６は界面層１１４と同様の製造方法で実施してよい。
次に、界面層１１６の表面に、誘電体層１１７を成膜する工程を実施する。誘電体層１１７は誘電体層１１３と同様の製造方法で実施してよい。
次に、透明層１０２を形成する工程を説明する。誘電体層１１７を成膜した後、反射層１１２から誘電体層１１７まで順次積層した基板１０１をスパッタリング装置から取り出す。それから、誘電体層１１７の表面に、紫外線硬化性樹脂を例えばスピンコート法により塗布して、紫外線を照射して樹脂を硬化させ、目標の厚みの透明層１０２を形成することができる。あるいは、誘電体層１１７の表面に、紫外線硬化性樹脂をスピンコート法により塗布し、塗布した紫外線硬化性樹脂に、円盤状のシートを密着させて、紫外線をシート側から照射して樹脂を硬化させ、透明層１０２を形成することもできる。あるいは、接着層を有する円盤状のシートを密着させて、透明層１０２を形成することもできる。
透明層１０２は物性の異なる複数層からなってもよく、誘電体層１１７の表面に他の透明層を設けた後に、透明層１０２を形成してもよい。あるいは、誘電体層１１７の表面に透明層１０２を形成した後、透明層１０２の表面にさらにもう一層の透明層を形成してもよい。これら複数の透明層は、各々粘度や硬度、屈折率、透明性が異なっていてもよい。このようにして、透明層形成工程を終了させる。
透明層形成工程が終了した後は、必要に応じて初期化工程を実施する。初期化工程は、非晶質状態である記録層１１５を、例えば半導体レーザを照射して、結晶化温度以上に昇温して結晶化させる工程である。半導体レーザのパワー、情報記録媒体の回転速度、半導体レーザの径方向への送り速度およびレーザの焦点位置等を最適化することにより、良好な初期化工程を実施できる。初期化工程は透明層形成工程の前に実施してもよい。このように、反射層１１２を成膜する工程から透明層１０２を形成する工程まで順次実施することにより、実施の形態１の情報記録媒体１００を製造することができる。
なお、本実施の形態においては、各層の成膜方法としてスパッタリング法を用いたが、これに限定されず真空蒸着法、イオンプレーティング法、化学的気相成長（ＣＶＤ）法、または分子線エピタキシ（ＭＢＥ）法等を用いることも可能である。
（実施の形態２）
本発明の実施の形態２として、情報記録媒体の一例を説明する。図２に、その情報記録媒体２００の一部断面を示す。情報記録媒体２００は、基板２０１上に成膜された第１の情報層２１０、中間層２０３、第２の情報層２２０および透明層２０２が順に配置されている。第１の情報層２１０は、基板２０１の一方の表面に成膜された反射層２１２、誘電体層２１３、界面層２１４、記録層２１５、界面層２１６および誘電体層２１７がこの順に配置されてなる。第２の情報層２２０は、中間層２０３の一方の表面に成膜された誘電体層２２１、反射層２２２、誘電体層２２３、界面層２２４、記録層２２５、界面層２２６および誘電体層２２７がこの順に配置されてなる。
この形態においても、レーザ光１０は、透明層２０２の側から入射される。第１の情報層２１０には、第２の情報層２２０を通過したレーザ光１０で記録再生する。情報記録媒体２００においては、２つの記録層にそれぞれ情報を記録できる。例えば、波長４０５ｎｍ付近の青紫色域のレーザ光を記録再生に使用して、上記実施の形態１の２倍程度の５０ＧＢの容量を有する、情報記録媒体を得ることができる。情報記録媒体２００においても、ＣＡＶ仕様で使用してもよい。
光学的には、２つの情報層の実効反射率はおおよそ同等であることが好ましく、それは第１の情報層２１０の反射率と第２の情報層２２０の透過率を各々調整することにより達成される。本実施の形態では、一例として実効反射率がＲｃ５％、Ｒａ約１％となるように設計した構成を説明する。実効反射率とは、２つの情報層を積層した状態で測った、各情報層の反射率と定義する。第２の情報層２２０の透過率が約５０％となるように設計する場合、第１の情報層２１０は単独でＲｃが約２０％、Ｒａが約４％、第２の情報層２２０は単独でＲｃが約５％、Ｒａが約１％となるように設計される。
以下、第１の情報層２１０の構成から順に説明する。基板２０１および第１の情報層２１０の反射層２１２から誘電体層２１７は、実施の形態１の基板１０１および情報層１１０の反射層１１２から誘電体層１１７の説明と同様であるので、詳細な説明は省略する。
中間層２０３は、レーザ光１０の、第２の情報層２２０における焦点位置と第１の情報層２１０における焦点位置とを分離する機能を有し、必要に応じて、第２の情報層２２０の案内溝が形成されてよい。中間層２０３は、紫外線硬化性樹脂で形成することができる。中間層２０３は、レーザ光１０が効率よく第１の情報層２１０に到達するよう、記録再生する波長λの光に対して透明であることが望ましい。中間層２０３の厚さは、（１）対物レンズの開口数とレーザ光波長により決定される焦点深度以上、（２）記録層２１５および記録層２２５間の距離が、対物レンズの集光可能な範囲内、（３）透明層２０２の厚さと合わせて、使用する対物レンズが許容できる基板厚公差内、にすることが好ましい。したがって、中間層２０３の厚さは１０μｍ以上４０μｍ以下であることが好ましい。中間層２０３は、必要に応じて樹脂層を複数層、積層して構成してよい。たとえば、誘電体層２１７を保護する層と案内溝を有する層との２層以上の構成にしてもよい。
次に、第２の情報層２２０の構成について説明する。第２の情報層２２０は、レーザ光１０が第１の情報層２１０に到達し得るように、高透過率となるように設計される。具体的には、記録層２２５が結晶相であるときの第２の情報層２２０の光透過率をＴｃ（％）、記録層２２５が非晶質相であるときの第２の情報層２２０の光透過率をＴａ（％）としたとき、４０％≦（Ｔａ＋Ｔｃ）／２、となることが好ましい。
誘電体層２２１は、第２の情報層２２０の光透過率を高める機能を有する。材料は、透明で、波長４０５ｎｍのレーザ光１０に対して、屈折率が２．４以上あることが好ましい。誘電体層２２１の屈折率が小さいほど、第２の情報層２２０の反射率比Ｒｃ／Ｒａは大きくなり、光透過率は小さくなる。４以上の反射率比と５０％以上の光透過率が得られる屈折率が２．４以上である。よって、屈折率が２．４未満であると、第２の情報層２２０の光透過率が低下して、第１の情報層２１０に十分なレーザ光１０を到達させることが困難となる。
材料としては、例えばＺｒＯ2、Ｎｂ2Ｏ5、Ｂｉ2Ｏ3、ＣｅＯ2、ＴｉＯ2およびＷＯ3のうちの少なくとも一つ含む材料を用いてよい。中でもＴｉＯ2は、屈折率が２．７と高く、耐湿性にも優れていることから好ましく用いられる。あるいは、ＺｒＯ2、Ｎｂ2Ｏ5、Ｂｉ2Ｏ3、ＣｅＯ2、ＴｉＯ2およびＷＯ3のうちの少なくとも一つを５０ｍｏｌ％以上含む材料を使用してもよい。例えば、（ＺｒＯ2）80（Ｃｒ2Ｏ3）20、（Ｂｉ2Ｏ3）60（ＳｉＯ2）40、（Ｂｉ2Ｏ3）60（ＴｅＯ2）40、（ＣｅＯ2）50（ＳｎＯ2）50、（ＴｉＯ2）50（ＨｆＯ2）50、（ＷＯ3）75（Ｙ2Ｏ3）25、（Ｎｂ2Ｏ5）50（ＭｎＯ）50、（Ａｌ2Ｏ3）50（ＴｉＯ2）50等を用いてよい。あるいは、ＺｒＯ2、Ｎｂ2Ｏ5、Ｂｉ2Ｏ3、ＣｅＯ2、ＴｉＯ2、ＷＯ3のうちの少なくとも２つを混合した材料を使用してもよい。例えば、Ｂｉ2Ｔｉ4Ｏ11（（ＴｉＯ2）80（Ｂｉ2Ｏ3）20）、Ｂｉ4Ｔｉ3Ｏ12（（ＴｉＯ2）60（Ｂｉ2Ｏ3）40）、Ｂｉ12ＴｉＯ20、（ＷＯ3）50（Ｂｉ2Ｏ3）50、（ＴｉＯ2）50（Ｎｂ2Ｏ5）50、（ＣｅＯ2）50（ＴｉＯ2）50、（ＺｒＯ2）50（ＴｉＯ2）50、（ＷＯ3）67（ＺｒＯ2）33等を用いてよい。なお、上記材料における添え字は、ｍｏｌ％を示す。
光学的計算によれば、誘電体層２２１の膜厚がλ／８ｎ（ｎｍ）（λはレーザ光１０の波長、ｎは誘電体層２２１の屈折率）とその近傍において、第２の情報層２２０の透過率が最大値となる。反射率コントラスト（Ｒｃ−Ｒａ）／（Ｒｃ＋Ｒａ）は、誘電体層２２１の膜厚が（λ／１６ｎ）以上（λ／４ｎ）以下の間で最大値をとる。よって、両者が両立するように誘電体層２２１の膜厚を選ぶことができ、９ｎｍ以上４２ｎｍ以下が好ましく、より好ましくは１０ｎｍ以上３０ｎｍ以下である。なお、誘電体層２２１は２以上の層からなってもよい。
反射層２２２は、記録層２２５の熱を速やかに拡散させる機能を有する。また、上記のように、第２の情報層２２０は高い光透過率を要するため、反射層２２２での光吸収は小さいことが望ましい。よって、反射層２１２と比較して、反射層２２２の材料および厚さは、より限定される。厚さはより薄く設計することが好ましく、光学的には消衰係数が小さく、熱的には熱伝導率が大きい材料が好ましい。
具体的には、反射層２２２は、好ましくは、ＡｇまたはＡｇ合金で、Ａｇ−Ｐｄ、Ａｇ−Ｐｄ−Ｃｕ、Ａｇ−Ｇａ、Ａｇ−Ｇａ−Ｃｕ、Ａｇ−Ｃｕ、Ａｇ−Ｉｎ−Ｃｕ等の合金材料を用いてよい。あるいは、ＡｇもしくはＡｇ−Ｃｕに希土類金属を添加した材料を用いてもよい。中でもＡｇ−Ｐｄ−Ｃｕ、Ａｇ−Ｇａ−Ｃｕ、Ａｇ−Ｃｕ、Ａｇ−Ｉｎ−Ｃｕは、光吸収が小さく、熱伝導率が大きく、耐湿性にも優れていることから好ましく用いられる。膜厚は記録層の厚みとの調整になるが、７ｎｍ以上２０ｎｍ以下が好ましい。７ｎｍよりも薄いと、熱を拡散させる機能が低下して記録層２２５にマークが形成されにくくなる。また、２０ｎｍよりも厚いと、第２の情報層２２０の光透過率が４０％に満たなくなる。
誘電体層２２３および誘電体層２２７は、光路長ｎｄを調節して、第２の情報層２２０のＲｃ、Ｒａ、ＴｃおよびＴａを調節する機能を有する。例えば、４０％≦（Ｔａ＋Ｔｃ）／２、５％≦Ｒｃ、Ｒａ≦１％を満足するように、誘電体層２２３および誘電体層２２７の光路長ｎｄをマトリクス法に基づく計算により厳密に決定することができる。屈折率が２〜３である誘電体材料を誘電体層２２３および誘電体層２２７とする場合、誘電体層２２７の厚さは好ましくは１０ｎｍ以上８０ｎｍ以下であり、より好ましくは２０ｎｍ以上６０ｎｍ以下である。また、誘電体層２２３の厚さは、好ましくは３ｎｍ以上４０ｎｍ以下であり、より好ましくは５ｎｍ以上３０ｎｍ以下である。材料は、実施の形態１における誘電体層１１３および１１７と同様でよいが、反射層２２２がＡｇまたはＡｇ合金が好ましいため、誘電体層２２３は硫化物またはＺｎを含まないことが好ましい。一方、誘電体層２２７については、透明性の高いＺｎＳ−ＳｉＯ2が好ましく用いられる。
界面層２２４および界面層２２６は、実施の形態１における界面層１１４および界面層１１６と同様の機能を有し、材料も好ましい膜厚も同様である。なお、誘電体層２２３が硫化物またはＺｎを含まない材料で、且つ記録層２２５との密着性にも優れている場合には、界面層２２４は必要に応じて設ける。界面層２２６についても同様であるが、誘電体層２２７にＺｎＳ−ＳｉＯ2を用いる場合は、界面層２２６を設けることがより好ましい。
本発明の記録層２２５は、相変化を生じ、アンチモン（Ｓｂ）と、炭素（Ｃ）と、原子量が３３未満である軽元素（Ｌ）とを含み、各元素は実施の形態１の記録層１１５と同様の機能を有する。また、既に述べたように、第２の情報層２２０は高い光透過率を要するため、記録層２２５の膜厚は記録層２１５の膜厚よりも平均的には薄くなり、４ｎｍ以上１０ｎｍ以下が好ましい。１０ｎｍを超えると第２の情報層２２０の光透過率が低下し、４ｎｍ未満であると記録層２２５の光学的変化が小さくなる。記録層は、膜厚が薄くなると結晶化速度が低下するため、記録層２２５はより大きな結晶化速度を有する組成比が適している。
具体的には、Ｓｂ100-x-yＣxＬyの、ＣとＬを合わせた組成比は、４０原子％以下が好ましい。４０原子％以下であれば、例えば４倍速に相当する転送レートに対応できる結晶化速度が確保でき、良好な記録消去特性が得られる。また、低転送レートでの非晶質状態の安定性を確保するために、記録層２２５では、ＣとＬを合わせた組成比は２０原子％以上が好ましい。ＣとＬの組成は、転送レートに対して最適となるように選んでよい。大きな光学的変化と大きな結晶化速度を維持するために、記録層２２５においてもｘ≧ｙが好ましい。具体的な組成は、Ｓｂ−Ｃ−Ｂ等、記録層１１５と同様である。
なお、本発明の記録層は、少なくとも一つの情報層に含まれていればよい。例えば、記録層２１５が本発明の記録層である場合には、記録層２２５には従来の書換え形記録層を用いてもよい。逆に、記録層２２５が本発明の記録層である場合には、記録層２１５には従来の書換え形記録層を用いてもよい。従来の書換え形記録層としては、ＧｅＴｅ−Ｓｂ2Ｔｅ3、ＧｅＴｅ−Ｂｉ2Ｔｅ3、ＧｅＴｅ−ＳｎＴｅ−Ｓｂ2Ｔｅ3、ＧｅＴｅ−ＳｎＴｅ−Ｂｉ2Ｔｅ3、ＧｅＴｅ−Ｂｉ2Ｔｅ3−Ｉｎ2Ｔｅ3、ＧｅＴｅ−ＳｎＴｅ−Ｂｉ2Ｔｅ3−Ｉｎ2Ｔｅ3、ＧｅＴｅ−ＳｂＴｅ、ＧｅＴｅ−ＳｎＴｅ−ＳｂＴｅ、ＧｅＴｅ−ＳｎＴｅ−ＳｂＴｅ−ＢｉＴｅ、ＧｅＴｅ−ＳｎＴｅ、ＧｅＴｅ−ＳｎＴｅ−ＢｉＴｅ、ＧｅＴｅ−ＢｉＴｅ等の化合物組成を含む材料、あるいはＳｂを５０％以上含むＧｅ−Ｓｂ、Ｇａ−Ｓｂ、Ｉｎ−Ｓｂ、Ｓｂ−Ｔｅ、Ｓｂ−Ｔｅ−Ｇｅ等を含む材料を用いてよい。
あるいは、記録層２１５が本発明の記録層である場合には、第２の情報層２２０は再生専用形情報層もしくは追記形情報層であってよい。逆に、記録層２２５が本発明の記録層である場合には、第１の情報層２１０は再生専用形情報層もしくは追記形情報層であってよい。追記形情報層には、記録層としてＴｅ−Ｏ、Ｓｂ−Ｏ、Ｇｅ−Ｏ、Ｓｎ−Ｏ、Ｉｎ−Ｏ、Ｚｎ−Ｏ、Ｍｏ−ＯおよびＷ−Ｏ等のうち少なくとも一つを含む酸化物、２以上の層を積層して記録時に合金化もしくは反応させる材料、もしくは有機色素系記録材料等を用いてよい。再生専用形情報層には、あらかじめ形成された記録ピット上に、反射層として金属元素、金属合金、誘電体、誘電体化合物、半導体元素、半金属元素のうち少なくとも一つを含む材料等を形成してよい。たとえば、ＡｇまたはＡｇ合金を含む反射層を形成してよい。
透明層２０２は、基板１０１同様、円盤状で、透明且つ表面の平滑なものを使用する。
透明層２０２は、実施の形態１の透明層１０２と同様の機能を有し、同様の材料を用いることができる。透明層２０２の表面から第１の情報層２１０の記録層２１５までの距離は、８０μｍ以上１２０μｍ以下が好ましく、９０μｍ以上１１０μｍ以下がより好ましい。例えば、中間層２０３が２５μｍで、透明層２０２が７５μｍであってよい。中間層２０３が２０μｍで、透明層２０２が７０μｍであってよい。中間層２０３が３０μｍで、透明層２０２が８０μｍであってよい。透明層２０２の膜厚は４０μｍ以上１１０μｍ以下が好ましく、５０μｍ以上１００μｍ以下がより好ましい。
続いて、実施の形態２の情報記録媒体２００を製造する方法を説明する。情報記録媒体２００は、支持体となる基板２０１上に第１の情報層２１０、中間層２０３、第２の情報層２２０、透明層２０２を順に形成していく。
案内溝（グルーブ面とランド面）が形成された基板２０１をスパッタリング装置に配置し、基板２０１の案内溝が形成された表面に、反射層２１２を成膜する工程から誘電体層２１７を成膜する工程までを、実施の形態１の反射層１１２を成膜する工程から誘電体層１１７を成膜する工程までと同様にして実施する。このようにして、第１情報層２１０が基板２０１上に形成される。
第１の情報層２１０を形成した基板２０１を、スパッタリング装置から取り出し、中間層２０３を形成する。中間層２０３は次の手順で形成される。まず、誘電体層２１７の表面に、紫外線硬化性樹脂を例えばスピンコートにより塗布する。次に、中間層に形成すべき案内溝と相補的である凹凸を有するポリカーボネート基板の凹凸形成面を、紫外線硬化性樹脂に密着させる。その状態で紫外線を照射して樹脂を硬化させた後、凹凸を有するポリカーボネート基板を剥離する。それにより、前記凹凸に相補的な形状の案内溝が紫外線硬化性樹脂に形成されて、形成すべき案内溝を有する中間層２０３が形成される。基板２０１に形成された案内溝と中間層２０３に形成された案内溝の形状は、同様であってもよいし、異なっていてもよい。別法において、中間層２０３は、誘電体層２１７を保護する層を紫外線硬化性樹脂で形成し、その上に案内溝を有する層を形成することにより、形成してよい。その場合、得られる中間層は２層構造である。あるいは、中間層は、３以上の層を積層して構成してよい。また、スピンコート工法のほかに、印刷工法、インクジェット工法およびキャスティング工法により中間層２０３を形成してもよい。
中間層２０３まで形成した基板２０１を再びスパッタリング装置に配置して、中間層２０３の案内溝を有する面に、誘電体層２２１を成膜する。誘電体層２２１もまた、誘電体層２２１を構成する元素、混合物または化合物を含むターゲットをスパッタリングすることにより成膜される。スパッタリングは、高周波電源を用いて、希ガス雰囲気中、または酸素ガスおよび／または窒素ガスと希ガスとの混合ガス雰囲気中で実施してよい。可能であれば直流電源やパルス発生式直流電源を用いてもよい。希ガスは、Ａｒガス、Ｋｒガス、Ｘｅガスのいずれでもよい。
誘電体層２２１を成膜するターゲットとしては、Ｚｒ−Ｏ、Ｎｂ−Ｏ、Ｂｉ−Ｏ、Ｃｅ−Ｏ、Ｔｉ−ＯおよびＷ−Ｏのうちの少なくとも一つを含む材料を用いてよい。あるいは、Ｚｒ−Ｏ、Ｎｂ−Ｏ、Ｂｉ−Ｏ、Ｃｅ−Ｏ、Ｔｉ−ＯおよびＷ−Ｏのうちの少なくとも一つを５０ｍｏｌ％以上含む材料を使用してもよい。誘電体層２２１の材料を形成できるようにターゲットの材料・組成を決める。スパッタリング装置によっては、ターゲットの組成と形成される誘電体層の組成が一致しない場合もあるので、その場合はターゲットの組成を調整して、目標の組成の誘電体層２２１を得ることができる。また酸化物は、スパッタリング中に酸素が欠損する場合があるので、酸素欠損を抑えたターゲットを用いるかあるいは、１０％以下の少量の酸素ガスを希ガスに混合した雰囲気中でスパッタリングしてよい。また、金属、半金属および半導体材料のターゲットを用いて、１０％以上の多めの酸素ガスを希ガスに混合した雰囲気中や、酸素ガスと窒素ガスを希ガスに混合した雰囲気中で、反応性スパッタリングにより誘電体層２２１を形成してもよい。
あるいは、誘電体層２２１は、単体の化合物の各々のターゲットを複数の電源を用いて同時にスパッタリングすることによって、形成することもできる。また、誘電体層２２１は、２以上の化合物を組み合わせた２元系ターゲットや３元系ターゲット等を、複数の電源を用いて同時にスパッタリングすることによって形成することもできる。これらのターゲットを使用する場合でも、スパッタリングは、希ガス雰囲気中、または酸素ガスおよび／または窒素ガスと希ガスとの混合ガス雰囲気中で実施してよい。
続いて、誘電体層２２１の表面に、反射層２２２を成膜する工程から誘電体層２２７を成膜する工程までを、実施の形態１の反射層１１２を成膜する工程から誘電体層１１７を成膜する工程までと同様にして実施する。留意すべき点は、既に述べたように、反射層２２２の好ましい膜厚が５ｎｍ以上１５ｎｍ以下と薄いため、反射層２２２を成膜する工程では、電源の出力は反射層１１２を成膜する場合よりも小さくしてもよい点である。また、本発明の記録層２２５についても、好ましい膜厚が４ｎｍ以上１０ｎｍ以下と薄いため、記録層２２５を成膜する工程では、電源の出力は記録層１１５を成膜する場合よりも小さくしてもよい。このようにして、第２情報層２２０が中間層２０３上に形成される。
第２の情報層２２０まで形成した基板２０１をスパッタリング装置から取り出す。それから、誘電体層２２７の表面に、実施の形態１の透明層１０２を形成する工程と同様にして、透明層２０２を形成し、透明層形成工程を終了させる。
透明層形成工程が終了した後は、必要に応じて、第１の情報層２１０および第２の情報層２２０の初期化工程を実施する。初期化工程は、中間層２０３を形成する前もしくは後に、第１の情報層２１０について実施し、透明層２０２を形成する前もしくは後に、第２の情報層２２０について実施してよい。あるいは、透明層２０２を形成する前もしくは後に、第１の情報層２１０および第２の情報層２２０について初期化工程を実施してもよい。このようにして、実施の形態２の情報記録媒体２００を製造することができる。
（実施の形態３）
本発明の実施の形態３として、情報記録媒体の一例を説明する。図３に、その情報記録媒体３００の一部断面を示す。情報記録媒体３００は、基板３０１上に成膜された第１の情報層３１０、中間層３０３、第２の情報層３２０、中間層３０４、第３の情報層３３０および透明層３０２が順に配置されている。第１の情報層３１０は、基板３０１の一方の表面に成膜された反射層３１２、誘電体層３１３、界面層３１４、記録層３１５、界面層３１６および誘電体層３１７がこの順に配置されてなる。第２の情報層３２０は、中間層３０３の一方の表面に成膜された誘電体層３２１、反射層３２２、誘電体層３２３、界面層３２４、記録層３２５、界面層３２６および誘電体層３２７がこの順に配置されてなる。第３の情報層３３０は、中間層３０４の一方の表面に成膜された誘電体層３３１、反射層３３２、誘電体層３３３、界面層３３４、記録層３３５、界面層３３６および誘電体層３３７がこの順に配置されてなる。
この形態においても、レーザ光１０は、透明層３０２の側から入射される。第１の情報層３１０には、第３の情報層３３０および第２の情報層３２０を通過したレーザ光１０で記録再生する。情報記録媒体３００においては、３つの記録層にそれぞれ情報を記録できる。例えば、波長４０５ｎｍ付近の青紫色域のレーザ光を記録再生に使用して、上記実施の形態１の３倍程度の、７５ＧＢの容量を有する情報記録媒体を得ることができる。あるいは、記録密度を高めて１情報層あたりの容量を約３３ＧＢにして、３つの情報層で１００ＧＢの容量を有する情報記録媒体を得ることができる。情報記録媒体３００においても、ＣＡＶ仕様で使用してもよい。
光学的には、３つの情報層の実効反射率はおおよそ同等であることが好ましく、それは第１、第２および第３の情報層の反射率と、第２および第３の情報層の透過率を各々調整することにより達成される。本実施の形態では、一例として実効反射率がＲｃ約２．５％、Ｒａ約０．５％となるように設計した構成を説明する。第３の情報層３３０の透過率（（Ｔｃ＋Ｔａ）／２）が約６５％、第２の情報層３２０の透過率が約５５％となるように設計する場合、第１の情報層３１０は単独でＲｃが約２０％、Ｒａが約４％、第２の情報層３２０は単独でＲｃが約６％、Ｒａが約１．２％、第３の情報層３３０は単独でＲｃが約２．５％、Ｒａが約０．５％となるように設計される。
次に、基板３０１、中間層３０３、中間層３０４および透明層３０２の機能、材料および厚みについて説明する。基板３０１は、実施の形態１の基板１０１と同様の機能を有し、同様の形状および材料を用いることができる。中間層３０３は、レーザ光１０の、第２の情報層３２０における焦点位置と第１の情報層３１０における焦点位置とを分離する機能を有し、必要に応じて、第２の情報層３２０の案内溝が形成されてよい。同様に、中間層３０４は、レーザ光１０の、第３の情報層３３０における焦点位置と第２の情報層３２０における焦点位置とを分離する機能を有し、必要に応じて、第３の情報層３３０の案内溝が形成されてよい。中間層３０３および３０４は、いずれも紫外線硬化性樹脂で形成することができる。透明層３０２についても、実施の形態１の透明層１０２と同様の機能を有し、同様の材料を用いることができる。
透明層３０２の表面から第１の情報層３１０の記録層３１５までの距離が、実施の形態２同様、８０μｍ以上１２０μｍ以下となることが好ましい。さらに、第１の情報層３１０、第２の情報層３２０および第３の情報層３３０からの信号の再生と、これら情報層への信号の記録・消去・書換えとが、互いに他の情報層からの影響を受けずに良好に行えるよう、中間層３０３と中間層３０４の膜厚は異なることが好ましい。各中間層の膜厚は、３μｍ以上３０μｍ以下の範囲で選ばれることが好ましく、１０μｍ以上３０μｍ以下の範囲で選ばれることがより好ましい。例えば、透明層３０２の表面から記録層３１５までの距離が１００μｍとなるように、中間層３０３、中間層３０４、透明層３０２の膜厚を設定してよい。一例として、中間層３０３を２３μｍ、中間層３０４を１４μｍ、透明層３０２を６３μｍのように設定できる。あるいは、順に、１６μｍ、２４μｍ、６０μｍのように設定することもできる。透明層３０２の膜厚は２０μｍ以上１００μｍ以下が好ましく、３０μｍ以上８０μｍ以下がより好ましい。本実施の形態においても、中間層は情報層を保護する層と案内溝を有する層との２層以上の構成にしてよい。
以下、第１の情報層３１０の構成から順に説明する。第１の情報層３１０の反射層３１２から誘電体層３１７は、実施の形態１の情報層１１０の反射層１１２から誘電体層１１７の説明と同様であるので、詳細な説明は省略する。
続いて、第２の情報層３２０の構成について説明する。第２の情報層３２０は、レーザ光１０が第１の情報層３１０に到達し得るように、高透過率となるように設計される。誘電体層３２１は、実施の形態２における誘電体層２２１と同様の機能を有し、好ましい材料も同様である。第２の情報層３２０において、４以上の反射率比と５５％以上の光透過率が得られるよう、誘電体層３２１の膜厚は２ｎｍ以上３０ｎｍ以下であることが好ましい。反射層３２２は、実施の形態２における反射層２２２と同様の機能を有する。好ましい材料も同様である。膜厚は５ｎｍ以上１８ｎｍ以下が好ましい。５ｎｍよりも薄いと、熱を拡散させる機能が低下して記録層３２５にマークが形成されにくくなる。また、１８ｎｍよりも厚いと、第２の情報層３２０の光透過率が５０％に満たなくなる。誘電体層３２３および誘電体層３２７は、実施の形態２における誘電体層２２３および誘電体層２２７と同様の機能を有し、好ましい材料も同様である。屈折率が２〜３である誘電体材料を誘電体層３２３および誘電体層３２７とする場合、誘電体層３２７の厚さは好ましくは１０ｎｍ以上８０ｎｍ以下であり、より好ましくは２０ｎｍ以上６０ｎｍ以下である。また、誘電体層３２３の厚さは、好ましくは２ｎｍ以上４０ｎｍ以下であり、より好ましくは３ｎｍ以上３０ｎｍ以下である。界面層３２４および界面層３２６は、実施の形態１における界面層１１４および１１６と同様の機能を有し、材料も好ましい膜厚も同様である。また、界面層３２４および界面層３２６は、実施の形態１同様必要に応じて設けてよい。
本発明の記録層３２５は、相変化を生じ、アンチモン（Ｓｂ）と、炭素（Ｃ）と、原子量が３３未満である軽元素（Ｌ）とを含み、各元素は実施の形態１の記録層１１５と同様の機能を有する。また、第２の情報層３２０は５５％以上の光透過率を要するため、記録層３２５の膜厚は３ｎｍ以上９ｎｍ以下が好ましい。９ｎｍを超えると第２の情報層３２０の光透過率が低下し、３ｎｍ未満であると記録層３２５の光学的変化が小さくなる。記録層は、膜厚が薄くなると結晶化速度が低下するため、記録層３２５はより大きな結晶化速度を有する組成比が適している。
具体的には、Ｓｂ100-x-yＣxＬyの、ＣとＬを合わせた組成比は、１５原子％以上３５原子％以下が好ましい。この範囲であれば、例えば４倍速に相当する転送レートで良好な記録消去特性が得られ、低転送レートでの非晶質状態の安定性を確保できる。大きな光学的変化と大きな結晶化速度を維持するために、記録層３２５においてもｘ≧ｙが好ましい。具体的な組成は、Ｓｂ−Ｃ−Ｂ等、記録層１１５と同様である。
続いて、第３の情報層３３０の構成について説明する。第３の情報層３３０は、レーザ光１０が第１の情報層３１０並びに第２の情報層３２０に到達し得るように、第２の情報層３２０よりも高透過率となるように設計される。誘電体層３３１は、誘電体層３２１と同様の機能を有し、好ましい材料も同様である。第３の情報層３３０において、４以上の反射率比と６５％以上の光透過率が得られるよう、膜厚は２ｎｍ以上３０ｎｍ以下であることが好ましい。反射層３３２は、反射層３２２と同様の機能を有し、好ましい材料も同様である。膜厚は５ｎｍ以上２０ｎｍ以下が好ましい。５ｎｍよりも薄いと、熱を拡散させる機能が低下して記録層３３５にマークが形成されにくくなる。また、２０ｎｍよりも厚いと、第３の情報層３３０の光透過率が６０％に満たなくなる。誘電体層３３３および３３７は、誘電体層３２３および３２７と同様の機能を有し、好ましい材料と膜厚も同様である。界面層３３４および界面層３３６は、実施の形態１の界面層１１４および１１６と同様である。
本発明の記録層３３５は、相変化を生じ、アンチモン（Ｓｂ）と、炭素（Ｃ）と、原子量が３３未満である軽元素（Ｌ）とを含み、各元素は実施の形態１の記録層１１５と同様の機能を有する。また、第３の情報層３３０は６５％以上の光透過率を要するため、記録層３３５の膜厚は２ｎｍ以上７ｎｍ以下が好ましい。７ｎｍを超えると第３の情報層３３０の光透過率が低下し、２ｎｍ未満であると記録層３３５の光学的変化が小さくなる。記録層は、膜厚が薄くなると結晶化速度が低下するため、記録層３３５では、より大きな結晶化速度を有する組成比が適している。
具体的には、Ｓｂ100-x-yＣxＬyの、ＣとＬを合わせた組成比は、１０原子％以上３０原子％以下が好ましい。この範囲であれば、例えば４倍速に相当する転送レートで良好な記録消去特性が得られ、低転送レートでの非晶質状態の安定性を確保できる。大きな光学的変化と大きな結晶化速度を維持するために、記録層３３５においてもｘ≧ｙが好ましい。具体的な組成は、Ｓｂ−Ｃ−Ｂ等、記録層１１５と同様である。
なお、実施の形態２同様、本発明の記録層は、少なくとも一つの情報層に含まれていればよい。例えば、記録層３１５が本発明の記録層である場合には、記録層３２５および記録層３３５には従来の書換え形記録層を用いてもよい。記録層３２５と記録層３３５が本発明の記録層である場合には、記録層３１５には従来の書換え形記録層を用いてもよい。従来の書換え形記録層としては、実施の形態２に記載の材料を用いてよい。
あるいは、記録層３１５が本発明の記録層である場合には、情報層３２０と３３０は再生専用形情報層もしくは追記形情報層であってよい。記録層３３５と記録層３２５が本発明の記録層である場合には、情報層３１０は再生専用形情報層もしくは追記形情報層であってよい。追記形情報層と再生専用形情報層に用いることができる記録層の材料は、実施の形態２に記載の材料を用いてよい。
続いて、実施の形態３の情報記録媒体３００を製造する方法を説明する。情報記録媒体３００は、支持体となる基板３０１上に第１情報層３１０、中間層３０３、第２情報層３２０、中間層３０４、第３情報層３３０、透明層３０２を順に形成していく。
案内溝（グルーブ面とランド面）が形成された基板３０１をスパッタリング装置に配置し、基板３０１の案内溝が形成された表面に、反射層３１２を成膜する工程から誘電体層３１７を成膜する工程までを、実施の形態１の反射層１１２を成膜する工程から誘電体層１１７を成膜する工程までと同様にして実施する。このようにして、第１情報層３１０が基板３０１上に形成される。第１の情報層３１０を形成した基板３０１を、スパッタリング装置から取り出し、中間層３０３を形成する。中間層３０３を形成する工程は、実施の形態２の中間層２０３を形成する工程と同様にして実施される。中間層３０３まで形成した基板３０１を再びスパッタリング装置に配置して、中間層３０３の案内溝を有する面に、誘電体層３２１を成膜する工程から誘電体層３２７を成膜する工程までを、実施の形態２の誘電体層２２１を成膜する工程から誘電体層２２７を成膜する工程までと同様にして実施する。このようにして、第２情報層３２０が中間層３０３上に形成される。第２の情報層３２０まで形成した基板３０１を、スパッタリング装置から取り出し、中間層３０３と同様にして、中間層３０４を形成する。
中間層３０４まで形成した基板３０１を再びスパッタリング装置に配置して、中間層３０４の案内溝を有する面に、誘電体層３３１を成膜する工程から誘電体層３３７を成膜する工程までを、上述の誘電体層３２１を成膜する工程から誘電体層３２７を成膜する工程までと同様にして実施する。このようにして、第３情報層３３０が中間層３０４上に形成される。
第３の情報層３３０まで形成した基板３０１をスパッタリング装置から取り出す。それから、誘電体層３３７の表面に、実施の形態１の透明層１０２を形成する工程と同様にして、透明層３０２を形成し、透明層形成工程を終了させる。
透明層形成工程が終了した後は、必要に応じて、第１の情報層３１０、第２の情報層３２０および第３の情報層３３０の初期化工程を実施する。初期化工程は、中間層３０３を形成する前もしくは後に、第１の情報層３１０について実施し、中間層３０４を形成する前もしくは後に、第２の情報層３２０について実施し、透明層３０２を形成する前もしくは後に、第３の情報層３３０について実施してよい。あるいは、透明層３０２を形成する前もしくは後に、第１の情報層３１０、第２の情報層３２０および第３の情報層３３０について初期化工程を実施してもよい。本発明の効果は、初期化工程の実施順によらない。このようにして、実施の形態３の情報記録媒体３００を製造することができる。
（実施の形態４）
本発明の実施の形態４として、情報記録媒体の一例を説明する。図４に、その情報記録媒体４００の一部断面を示す。情報記録媒体４００は、基板４０１上に成膜された第１の情報層４１０、中間層４０３、第２の情報層４２０、中間層４０４、第３の情報層４３０、中間層４０５、第４の情報層４４０および透明層４０２が順に配置されている。
第１の情報層４１０は、基板４０１の一方の表面に成膜された反射層４１２、誘電体層４１３、界面層４１４、記録層４１５、界面層４１６および誘電体層４１７がこの順に配置されてなる。第２の情報層４２０は、中間層４０３の一方の表面に成膜された誘電体層４２１、反射層４２２、誘電体層４２３、界面層４２４、記録層４２５、界面層４２６および誘電体層４２７がこの順に配置されてなる。第３の情報層４３０は、中間層４０４の一方の表面に成膜された誘電体層４３１、反射層４３２、誘電体層４３３、界面層４３４、記録層４３５、界面層４３６および誘電体層４３７がこの順に配置されてなる。第４の情報層４４０は、中間層４０５の一方の表面に成膜された誘電体層４４１、反射層４４２、誘電体層４４３、界面層４４４、記録層４４５、界面層４４６および誘電体層４４７がこの順に配置されてなる。
この形態においても、レーザ光１０は、透明層４０２の側から入射される。第１の情報層４１０には、第４の情報層４４０、第３の情報層４３０および第２の情報層４２０を通過したレーザ光１０で記録再生する。情報記録媒体４００においては、４つの記録層にそれぞれ情報を記録できる。例えば、波長４０５ｎｍ付近の青紫色域のレーザ光を記録再生に使用して、上記実施の形態１の４倍程度の、１００ＧＢの容量を有する情報記録媒体を得ることができる。あるいは、記録密度を高めて１情報層あたりの容量を約３３ＧＢにして、４つの情報層で１３３ＧＢの容量を有する情報記録媒体を得ることができる。情報記録媒体４００においても、ＣＡＶ仕様で使用してもよい。
光学的には、４つの情報層の実効反射率はおおよそ同等であることが好ましく、それは第１、第２、第３および第４の情報層の反射率と、第２、第３および第４の情報層の透過率を各々調整することにより達成される。本実施の形態では、一例として、実効反射率がＲｃ約１．３％、Ｒａ約０．３％となるように設計した構成を説明する。第４の情報層４４０の透過率が約６８％、第３の情報層４３０の透過率が約６５％および第２の情報層４２０の透過率が約５５％となるように設計する場合、第１の情報層４１０は単独でＲｃが約２２％、Ｒａが約４％、第２の情報層４２０は単独でＲｃが約６％、Ｒａが約１．３％、第３の情報層４３０は単独でＲｃが約３％、Ｒａが約０．６％および第４の情報層４４０は単独でＲｃが約１．３％、Ｒａが約０．３％となるように設計される。
次に、基板４０１、中間層４０３、中間層４０４、中間層４０５および透明層４０２の機能、材料および厚みについて説明する。基板４０１は、実施の形態１の基板１０１と同様の機能を有し、同様の形状および材料を用いることができる。中間層４０３は、レーザ光１０の、第２の情報層４２０における焦点位置と第１の情報層４１０における焦点位置とを分離する機能を有し、必要に応じて、第２の情報層４２０の案内溝が形成されてよい。同様に、中間層４０４は、レーザ光１０の、第３の情報層４３０における焦点位置と第２の情報層４２０における焦点位置とを分離する機能を有し、必要に応じて、第３の情報層４３０の案内溝が形成されてよい。中間層４０５は、レーザ光１０の、第４の情報層４４０における焦点位置と第３の情報層４３０における焦点位置とを分離する機能を有し、必要に応じて、第４の情報層４４０の案内溝が形成されてよい。中間層４０３、４０４および４０５は、いずれも紫外線硬化性樹脂で形成することができる。透明層４０２についても、実施の形態１の透明層１０２と同様の機能を有し、同様の材料を用いることができる。
透明層４０２の表面から第１の情報層４１０の記録層４１５までの距離が、実施の形態２同様、８０μｍ以上１２０μｍ以下となることが好ましい。さらに、第１の情報層、第２の情報層、第３の情報層および第４の情報層からの信号の再生と、これら情報層への信号の記録・消去・書換えとが、互いに他の情報層からの影響を受けずに良好に行えるよう、中間層４０３、中間層４０４および中間層４０５の膜厚は異なっていることが好ましい。各中間層の膜厚は、３μｍ以上３０μｍ以下の範囲から選ばれることが好ましく、６μｍ以上２８μｍ以下の範囲から選ばれることがより好ましい。例えば、透明層４０２の表面から記録層４１５までの距離が１００μｍとなるように、中間層４０３、中間層４０４、中間層４０５、透明層４０２の膜厚を設定してよい。一例として、中間層４０３を２２μｍ、中間層４０４を１８μｍ、中間層４０５を１０μｍ、透明層４０２を５０μｍのように設定することができる。あるいは、中間層４０３を１８μｍ、中間層４０４を２５μｍ、中間層４０５を１４μｍ、透明層４０２を４３μｍと設定することもできる。透明層３０２の膜厚は１０μｍ以上９０μｍ以下が好ましく、２０μｍ以上８０μｍ以下がより好ましい。本実施の形態においても、中間層は情報層を保護する層と案内溝を有する層との２層以上の構成にしてよい。
以下、第１の情報層４１０の構成から順に説明する。第１の情報層４１０の反射層４１２から誘電体層４１７は、実施の形態１の情報層１１０の反射層１１２から誘電体層１１７の説明と同様であるので、詳細な説明は省略する。
続いて、第２の情報層４２０の構成について説明する。第２の情報層４２０は、レーザ光１０が第１の情報層４１０に到達し得るように、高透過率となるように設計される。誘電体層４２１から誘電体層４２７は、実施の形態３における第２情報層３２０の誘電体層３２１から誘電体層３２７の説明と同様であるので、詳細な説明は省略する。
続いて、第３の情報層４３０の構成について説明する。第３の情報層４３０は、レーザ光１０が第１の情報層４１０並びに第２の情報層４２０に到達し得るように、第２の情報層４２０よりも高透過率となるように設計される。誘電体層４３１から誘電体層４３７は、実施の形態３における第３の情報層３３０の誘電体層３３１から誘電体層３３７の説明と同様である。誘電体層４３３および４３７は、屈折率が２から３である誘電体材料を用いてもよく、誘電体層４３７の厚さは好ましくは１０ｎｍ以上８０ｎｍ以下であり、より好ましくは２０ｎｍ以上６０ｎｍ以下である。また、誘電体層４３３の厚さは、好ましくは２ｎｍ以上４０ｎｍ以下であり、より好ましくは３ｎｍ以上３０ｎｍ以下である。他の詳細な説明は省略する。
続いて、第４の情報層４４０の構成について説明する。第４の情報層４４０は、レーザ光１０が第１の情報層４１０、第２の情報層４２０並びに第３の情報層４３０に到達し得るように、第３の情報層４３０よりも高透過率となるように設計される。
誘電体層４４１は、誘電体層４３１と同様の機能を有し、好ましい材料も同様である。第４の情報層４４０において、４以上の反射率比と６８％以上の光透過率が得られるよう、膜厚は２ｎｍ以上３０ｎｍ以下であることが好ましい。反射層４４２は、反射層４３２と同様の機能を有し、好ましい材料も同様である。膜厚は、記録層が薄いので厚めに設定することもでき、反射率比と透過率が良好となるように決める。５ｎｍ以上２５ｎｍ以下が好ましい。５ｎｍよりも薄いと、熱を拡散させる機能が低下して記録層４４５にマークが形成されにくくなる。また、２５ｎｍよりも厚いと、記録層が薄くても第４の情報層４４０の光透過率が６５％に満たなくなる。誘電体層４４３および誘電体層４４７は、誘電体層４３３および誘電体層４３７と同様の機能を有し、好ましい材料と膜厚も同様である。界面層４４４および界面層４４６は、実施の形態１の界面層１１４および界面層１１６と同様である。
本発明の記録層４４５は、相変化を生じ、アンチモン（Ｓｂ）と、炭素（Ｃ）と、原子量が３３未満である軽元素（Ｌ）とを含み、各元素は実施の形態１の記録層１１５と同様の機能を有する。また、第４の情報層４４０は６８％以上の光透過率を要するため、記録層４４５の膜厚は１ｎｍ以上７ｎｍ以下が好ましい。７ｎｍを超えると第４の情報層４４０の光透過率が低下し、１ｎｍ未満であると記録層４４５の光学的変化が小さくなる。記録層は、膜厚が薄くなると結晶化速度が低下するため、記録層４４５はより大きな結晶化速度を有する組成比が適している。
具体的には、Ｓｂ100-x-yＣxＬyの、ＣとＬを合わせた組成比は、２原子％以上２５原子％以下が好ましい。この範囲であれば、例えば４倍速に相当する転送レートで良好な記録消去特性が得られ、低転送レートでの非晶質状態の安定性を確保できる。大きな光学的変化と大きな結晶化速度を維持するために、記録層４４５においてもｘ≧ｙが好ましい。具体的な組成は、Ｓｂ−Ｃ−Ｂ等、記録層１１５と同様である。
なお、実施の形態３同様、本発明の記録層は、少なくとも一つの情報層に含まれていればよい。例えば、記録層４１５が本発明の記録層である場合には、記録層４２５、記録層４３５および記録層４４５には従来の書換え形記録層を用いてもよい。記録層４２５、記録層４３５と記録層４４５が本発明の記録層である場合には、記録層４１５には従来の書換え形記録層を用いてもよい。従来の書換え形記録層としては、実施の形態２に記載の材料を用いてよい。
あるいは、記録層４１５が本発明の記録層である場合には、第２の情報層４２０、第３の情報層４３０と第４の情報層４４０は再生専用形情報層もしくは追記形情報層であってよい。記録層４３５と記録層４２５が本発明の記録層である場合には、第１の情報層４１０および第４の情報層４４０は再生専用形情報層もしくは追記形情報層であってよい。追記形情報層と再生専用形情報層に用いることができる記録層の材料は、実施の形態２に記載の材料を用いてよい。
続いて、実施の形態４の情報記録媒体４００を製造する方法を説明する。情報記録媒体４００は、支持体となる基板４０１上に第１情報層４１０、中間層４０３、第２情報層４２０、中間層４０４、第３情報層４３０、中間層４０５、第４情報層４４０、透明層４０２を順に形成していく。
案内溝（グルーブ面とランド面）が形成された基板４０１をスパッタリング装置に配置し、基板４０１の案内溝が形成された表面に、反射層４１２を成膜する工程から誘電体層４１７を成膜する工程までを、実施の形態１の反射層１１２を成膜する工程から誘電体層１１７を成膜する工程までと同様にして実施する。このようにして、第１情報層４１０が基板４０１上に形成される。第１の情報層４１０を形成した基板４０１を、スパッタリング装置から取り出し、中間層４０３を形成する。中間層４０３を形成する工程は、実施の形態２の中間層２０３を形成する工程と同様にして実施される。
中間層４０３まで形成した基板４０１を再びスパッタリング装置に配置して、中間層４０３の案内溝を有する面に、誘電体層４２１を成膜する工程から誘電体層４２７を成膜する工程までを、実施の形態２の誘電体層２２１を成膜する工程から誘電体層２２７を成膜する工程までと同様にして実施する。このようにして、第２の情報層４２０が中間層４０３上に形成される。第２の情報層４２０まで形成した基板４０１を、スパッタリング装置から取り出し、中間層４０３と同様にして、中間層４０４を形成する。
中間層４０４まで形成した基板４０１を再びスパッタリング装置に配置して、中間層４０４の案内溝を有する面に、誘電体層４３１を成膜する工程から誘電体層４３７を成膜する工程までを、上述の誘電体層４２１を成膜する工程から誘電体層４２７を成膜する工程までと同様にして実施する。このようにして、第３の情報層４３０が中間層４０４上に形成される。第３の情報層４３０まで形成した基板４０１を、スパッタリング装置から取り出し、中間層４０４と同様にして、中間層４０５を形成する。
中間層４０５まで形成した基板４０１を再びスパッタリング装置に配置して、中間層４０５の案内溝を有する面に、誘電体層４４１を成膜する工程から誘電体層４４７を成膜する工程までを、上述の誘電体層４３１を成膜する工程から誘電体層４３７を成膜する工程までと同様にして実施する。このようにして、第４の情報層４４０が中間層４０５上に形成される。
第４の情報層４４０まで形成した基板４０１をスパッタリング装置から取り出す。それから、誘電体層４４７の表面に、実施の形態１の透明層１０２を形成する工程と同様にして、透明層４０２を形成し、透明層形成工程を終了させる。
透明層形成工程が終了した後は、必要に応じて、第１の情報層４１０、第２の情報層４２０、第３の情報層４３０および第４の情報層４４０の初期化工程を実施する。初期化工程は、中間層４０３を形成する前もしくは後に、第１の情報層４１０について実施し、中間層４０４を形成する前もしくは後に、第２の情報層４２０について実施し、中間層４０５を形成する前もしくは後に、第３の情報層４３０について実施し、透明層４０２を形成する前もしくは後に、第４の情報層４４０について実施してよい。
あるいは、透明層４０２を形成する前もしくは後に、第１の情報層４１０、第２の情報層４２０、第３の情報層４３０および第４の情報層４４０について初期化工程を実施してもよい。本発明の効果は、初期化工程の実施順によらない。このようにして、実施の形態４の情報記録媒体４００を製造することができる。
（実施の形態５）
本発明の実施の形態５として、情報記録媒体の一例を説明する。図５に、その情報記録媒体５００の一部断面を示す。情報記録媒体５００は、基板５０１上に第１の情報層５１０、第２の情報層５２０、第３の情報層５３０、・・・および第Ｎの情報層５Ｎ０が、各々中間層を介して形成され、さらに透明層５０２が形成されている。
この形態においても、レーザ光１０は、透明層５０２の側から入射される。第１の情報層５１０には、第Ｎの情報層５Ｎ０、・・・、第３の情報層５３０および第２の情報層５２０を通過したレーザ光１０で記録再生する。情報記録媒体５００においては、Ｎ個の記録層にそれぞれ情報を記録できる。例えば、Ｎ＝５であれば、波長４０５ｎｍ付近の青紫色域のレーザ光を記録再生に使用して、上記実施の形態１の５倍程度の１２５ＧＢ以上の容量を有する情報記録媒体を得ることができる。あるいは、記録密度を高めて１情報層あたりの容量を約３３ＧＢにして、５つの情報層で１６５ＧＢの容量を有する情報記録媒体を得ることができる。情報記録媒体５００においても、ＣＡＶ仕様で使用してもよい。
実施の形態４同様、本発明の記録層は、少なくとも一つの情報層に含まれていればよい。例えば、第Ｎの情報層５Ｎ０が、本発明の記録層を含む場合には、第１から第（Ｎ−１）の情報層は、従来の書換え形記録層を含んでもよいし、再生専用形記録層もしくは追記形記録層を含んでもよい。あるいは、第１の情報層５１０が、本発明の記録層を含む場合には、第２〜第Ｎの情報層は、従来の書換え形記録層を含んでもよいし、再生専用形記録層もしくは追記形記録層を含んでもよい。各情報層の詳細な構成については、既に述べた実施の形態と同様であるので、説明を省略する。また、情報記録媒体５００は、上記実施の形態の記載同様、基板５０１の溝が形成された面に、情報層と中間層を積み上げていくことにより製造できる。成膜工程、中間層形成工程、透明層形成工程、および初期化工程は既に述べた実施の形態と同様であるので、説明を省略する。
（実施の形態６）
本発明の実施の形態６として、本発明の情報記録媒体の別の例を説明する。実施の形態６の電気的情報記録媒体６００の一構成例を図６に示す。電気的情報記録媒体６００は、電気的エネルギー（特に電流）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。
電気的情報記録媒体６００は、基板６０１の表面に、下部電極６０２、記録層６０３および上部電極６０４がこの順に形成されている。下部電極６０２および上部電極６０４は、記録層６０３に電流を印加するために形成する。基板６０１として、具体的には、Ｓｉ基板等の半導体基板、またはポリカーボネート基板、ＳｉＯ2基板およびＡｌ2Ｏ3基板等の絶縁性基板を使用できる。下部電極６０２および上部電極６０４は、導電材料、例えば、Ｃｕ、Ａｕ、Ａｇ、Ｐｔ、Ａｌ、Ｔｉ、ＷおよびＣｒならびにこれらの混合物のような金属を用いることができる。
本発明の記録層に用いられる記録材料は、電気的エネルギーを印加することによって生じるジュール熱によっても、結晶相と非晶質相との間で可逆的相変化を生じ得る。したがって、本実施の形態の記録層６０３は、本発明における記録材料、すなわちアンチモン（Ｓｂ）と、炭素（Ｃ）と、原子量が３３未満である軽元素（Ｌ）とを含む材料によって形成されている。なお、記録層６０３に含まれる各元素は、実施の形態１の記録層１１５と同様の機能を有する。また、本実施の形態の記録層６０３は、Ｓｂ100-x-yＣxＬyで表され、且つｘおよびｙがｘ＋ｙ≦５０を満たす材料からなるものであることが好ましい。
下部電極６０２および上部電極６０４はスパッタリング法により形成することができる。Ａｒガス雰囲気中、またはＡｒガスと反応ガス（酸素ガスまたは窒素ガスから選ばれる少なくとも１種のガス）との混合ガス雰囲気中で、材料となる金属ターゲットまたは合金ターゲットをスパッタリングすることによって形成できる。なお、成膜方法としてはこれに限定されず、真空蒸着法、イオンプレーティング法、化学的気相成長（ＣＶＤ）法、または分子線エピタキシ（ＭＢＥ）法等を用いることも可能である。記録層６０３を成膜する工程は、実施の形態１の記録層１１５を成膜する工程と同様にして実施される。
電気的情報記録媒体６００に、印加部６０９を介して電気的情報記録再生装置６１０を電気的に接続する。この電気的情報記録再生装置６１０により記録層６０３に電流パルスを印加するために、パルス電源６０５が、スイッチ６０８を介して下部電極６０２と上部電極６０４とに接続される。また、記録層６０３の相変化による抵抗値の変化を検出するために、下部電極６０２と上部電極６０４の間にスイッチ６０７を介して抵抗測定器６０６が接続される。
非晶質相（高抵抗状態）にある記録層６０３を、結晶相（低抵抗状態）に変化させるためには、スイッチ６０８を閉じて（スイッチ６０７は開く）電極間に電流パルスを印加し、電流パルスが印加される部分の温度が、材料の結晶化温度より高く、且つ融点より低い温度にて、結晶化時間の間保持されるようにする。結晶相から再度非晶質相に戻す場合には、結晶化時よりも相対的に高い電流パルスをより短い時間で印加し、記録層を融点より高い温度にして溶融した後、急激に冷却する。なお、電気的情報記録再生装置６１０のパルス電源６０５は、記録・消去パルスを出力できる電源である。
この電気的情報記録媒体６００をマトリクス的に多数配置することによって、図７に示すような大容量の電気的情報記録媒体７００を構成することができる。各メモリセル７０３には、微小領域に電気的情報記録媒体６００と同様の構成が形成されている。各々のメモリセル７０３への情報の記録再生は、アドレス指定回路７１５（図８に示す）により、ワード線７０１およびビット線７０２をそれぞれ一つ指定することによって行う。
図８は電気的情報記録媒体７００を用いた、情報記録システムの一構成例を示したものである。記憶装置７１２は、電気的情報記録媒体７００と、アドレス指定回路７１５によって構成される。また、記憶装置７１２を、少なくともパルス電源７１３と抵抗測定器７１４から構成される外部回路７１１に電気的に接続することにより、電気的情報記録媒体７００への情報の記録再生を行うことができる。
次に、実施例を用いて本発明を詳細に説明する。
（実施例１）
実施例１では、図１の情報記録媒体１００を製造し、記録層１１５の材料と記録再生特性並びに信頼性との関係を調べた。記録層１１５には、組成比がＳｂ60Ｃ30Ｌ10（添え字は各元素の原子％を示す。以下同様。）で、ＬがＢ、Ｎ、Ｏ、Ｍｇ、ＡｌおよびＳである、６種類の材料を用いた。媒体番号は順に実施例が１００−１〜６である。比較のために、Ｓｂ60Ｇｅ30Ｍｇ10、Ｓｂ60Ｇｅ30Ａｌ10、Ｇｅ45Ｂｉ4Ｔｅ51、Ｇｅ35Ｂｉ12Ｔｅ53（ＧｅＴｅとＢｉ2Ｔｅ3の化合物）、Ｓｂ60Ｃ30Ｔｉ10およびＳｂ60Ｃ30Ｃｕ10の記録材料からなる記録層を有する情報記録媒体１００も製造して性能を調べた。これらの比較例は、順に１−１〜６とした。
以下に実施内容を具体的に説明する。はじめに、情報記録媒体１００の製造方法について説明する。製造には図９に示すスパッタリング（成膜）装置を用い、実施例１００−１〜６および比較例１−１〜６は、記録層１１５を除いて、各層同じ材料、同じ膜厚、同じスパッタリング条件である。
各層の材料と膜厚を説明する。基板１０１として、案内溝（深さ２０ｎｍ、グルーブ−グルーブ間０．３２μｍ）が形成されたポリカーボネート基板（直径１２０ｍｍ、厚さ１．１ｍｍ）を準備し、スパッタリング装置内に取り付けた。基板１０１の案内溝形成側表面に、反射層１１２としてＡｇ−Ｃｕ系合金を１００ｎｍ、誘電体層１１３としてＣｅＯ2を１０ｎｍ、界面層１１４として（ＺｒＯ2）25（ＳｉＯ2）25（Ｃｒ2Ｏ3）50（添え字はｍｏｌ％を示す。以下同様。）を３ｎｍ、記録層１１５としてＳｂ60Ｃ30Ｌ10を１０ｎｍ、界面層１１６として（ＺｒＯ2）25（ＳｉＯ2）25（Ｃｒ2Ｏ3）50を５ｎｍ、誘電体層１１７として（ＺｎＳ）80（ＳｉＯ2）20を４５ｎｍ、順に積層した。これで情報層１１０が形成された。
各層のスパッタリング条件を説明する。用いたターゲットの形状はすべて、丸形で直径１００ｍｍで厚さ６ｍｍである。反射層１１２は、Ａｇ−Ｃｕ系合金ターゲットを、圧力０．４ＰａのＡｒガス雰囲気中で、直流電源を用いて２００Ｗの出力でスパッタリングして形成した。誘電体層１１３は、ＣｅＯ2ターゲットを、圧力０．１３ＰａのＡｒガス雰囲気中で、高周波電源を用いて２００Ｗの出力でスパッタリングして形成した。界面層１１４は、（ＺｒＯ2）25（ＳｉＯ2）25（Ｃｒ2Ｏ3）50ターゲットを、圧力０．１３ＰａのＡｒガス雰囲気中で、高周波電源を用いて２００Ｗの出力でスパッタリングして形成した。
次に記録層１１５のスパッタリング条件について、媒体番号毎に説明する。直流電源を用いて、圧力０．１３Ｐａの雰囲気中でターゲットをスパッタリングする条件は、材料によらず同様である。
実施例１００−１は、Ｓｂ55Ｃ33Ｂ12ターゲットを、Ａｒガス雰囲気中で、１００Ｗの出力でスパッタリングして、Ｓｂ60Ｃ30Ｂ10記録層を形成した。
実施例１００−２は、Ｓｂ64Ｃ36ターゲットを、ＡｒガスとＮ2ガスの体積比が９０：１０である混合ガス雰囲気中で、１００Ｗの出力で反応性スパッタリングして、Ｓｂ60Ｃ30Ｎ10記録層を形成した。
実施例１００−３は、Ｓｂ64Ｃ36ターゲットを、ＡｒガスとＯ2ガスの体積比が９０：１０である混合ガス雰囲気中で、１００Ｗの出力で反応性スパッタリングして、Ｓｂ60Ｃ30Ｏ10記録層を形成した。
実施例１００−４は、Ｓｂ58Ｃ33Ｍｇ9ターゲットを、Ａｒガス雰囲気中で、１００Ｗの出力でスパッタリングして、Ｓｂ60Ｃ30Ｍｇ10記録層を形成した。
実施例１００−５は、Ｓｂ57Ｃ33Ａｌ10ターゲットを、Ａｒガス雰囲気中で、１００Ｗの出力でスパッタリングして、Ｓｂ60Ｃ30Ａｌ10記録層を形成した。
実施例１００−６は、Ｓｂ58Ｃ33Ｓ9ターゲットを、Ａｒガス雰囲気中で、１００Ｗの出力でスパッタリングして、Ｓｂ60Ｃ30Ｓ10記録層を形成した。
比較例１−１は、Ｓｂ−Ｇｅ−Ｍｇターゲットを、Ａｒガス雰囲気中で、１００Ｗの出力でスパッタリングして、Ｓｂ60Ｇｅ30Ｍｇ10記録層を形成した。
比較例１−２は、Ｓｂ−Ｇｅ−Ａｌターゲットを、Ａｒガス雰囲気中で、１００Ｗの出力でスパッタリングして、Ｓｂ60Ｇｅ30Ａｌ10記録層を形成した。
比較例１−３は、Ｇｅ−Ｂｉ−Ｔｅ合金ターゲットを、Ａｒガス雰囲気中で、１００Ｗの出力でスパッタリングして、Ｇｅ45Ｂｉ4Ｔｅ51記録層を形成した。
比較例１−４は、Ｇｅ−Ｂｉ−Ｔｅ合金ターゲットを、Ａｒガス雰囲気中で、１００Ｗの出力でスパッタリングして、Ｇｅ35Ｂｉ12Ｔｅ53記録層を形成した。
比較例１−５は、Ｓｂ−Ｃ−Ｔｉ合金ターゲットを、Ａｒガス雰囲気中で、１００Ｗの出力でスパッタリングして、Ｓｂ60Ｃ30Ｔｉ10記録層を形成した。
比較例１−６は、Ｓｂ−Ｃ−Ｃｕ合金ターゲットを、Ａｒガス雰囲気中で、１００Ｗの出力でスパッタリングして、Ｓｂ60Ｃ30Ｃｕ10記録層を形成した。
界面層１１６は、（ＺｒＯ2）25（ＳｉＯ2）25（Ｃｒ2Ｏ3）50ターゲットを、圧力０．１３ＰａのＡｒガス雰囲気中で、高周波電源を用いて２００Ｗの出力でスパッタリングして形成した。誘電体層１１７は、（ＺｎＳ）80（ＳｉＯ2）20ターゲットを、圧力０．１３ＰａのＡｒガスとＯ2ガスの体積比が９７：３である混合ガス雰囲気中で、高周波電源を用いて４００Ｗの出力でスパッタリングして形成した。
以上のようにして基板１０１の上に反射層１１２、誘電体層１１３、界面層１１４、記録層１１５、界面層１１６および誘電体層１１７を順次成膜した基板１０１をスパッタリング装置から取り出した。それから、誘電体層１１７の表面に紫外線硬化性樹脂をスピンコート法で１００μｍの厚みで塗布し、紫外線を照射して樹脂を硬化させ、透明層１０２を形成した。
透明層形成工程終了後、初期化工程を実施した。初期化工程においては、波長８１０ｎｍの半導体レーザを使って、情報記録媒体１００の記録層１１５を、半径２２〜６０ｍｍの範囲の環状領域内でほぼ全面に亘って結晶化させた。これにより初期化工程が終了し、実施例１００−１〜６の情報記録媒体１００および比較例１−１〜４の作製が完了した。これらの情報記録媒体は、鏡面部反射率がＲｃ約２１％、Ｒａ約４％であった。
次に、情報記録媒体１００の記録再生評価方法について説明する。情報記録媒体１００に情報を記録するために、情報記録媒体１００を回転させるスピンドルモータと、レーザ光１０を発する半導体レーザを備えた光学ヘッドと、レーザ光１０を情報記録媒体１００の記録層１１５上に集光させる対物レンズとを具備した一般的な構成の記録再生装置を用いた。情報記録媒体１００の評価においては、波長４０５ｎｍの半導体レーザと開口数０．８５の対物レンズを使用し、２５ＧＢ容量相当の記録を行った。用いた記録再生装置のレーザ光１０のレーザパワー上限は、媒体の盤面で２０ｍＷである。
記録は、２倍速（９．８４ｍ／秒、７２Ｍｂｐｓ）と４倍速（１９．６８ｍ／秒、１４４Ｍｂｐｓ）の条件で、半径５０ｍｍの位置で実施した。記録した信号の再生評価は、１倍速で０．３５ｍＷのレーザ光を照射して実施した。なお、再生評価条件は、１倍速より大きな線速度で実施してもよく、再生パワーも０．３５ｍＷよりも大きいパワーで実施してもよい。
記録再生評価は、信号振幅対ノイズ比（ＣＮＲ）と消去率の測定で実施した。はじめに、ＣＮＲの測定方法について説明する。レーザ光１０を、高パワーレベルの記録パワー（ｍＷ）と低パワーレベルの消去パワー（ｍＷ）との間でパワー変調しながら情報記録媒体１００に向けて照射して、２Ｔ（マーク長０．１４９μｍ）の単一信号と９Ｔ（マーク長０．６７１μｍ）の単一信号を交互に計１１回、グルーブ面に記録する。記録するパルスの波形は、マルチパルスである。１１回目の２Ｔ信号が記録された状態で、スペクトラムアナライザーで振幅（Ｃ）（ｄＢｍ）とノイズ（Ｎ）（ｄＢｍ）を測定し、その差からＣＮＲ（ｄＢ）を測定する。
次に、消去率の測定方法について説明する。上記の１１回目の２Ｔ信号の振幅を測定し、１２回目に９Ｔ信号を記録して、２Ｔ信号がどれだけ減衰したかスペクトラムアナライザーで測定する。この減衰量を消去率（ｄＢ）と定義する。
まず、記録パワー（Ｐｗ）および消去パワー（Ｐｅ）を以下の手順で設定した。消去パワーを一定の適切な値に固定し、２Ｔ振幅の記録パワー依存性を測定した。これにより、所定のＰｗ１を設定した。記録パワーをＰｗ１に固定し、ＣＮＲと消去率の消去パワー依存性を測定した。これにより、所定の低パワー側Ｐｅ０と高パワー側Ｐｅ１の平均値をＰｅとした。消去パワーをＰｅに固定し、再び２Ｔ振幅の記録パワー依存性を測定した。これにより、所定のＰｗを設定した。この手順で、２倍速および４倍速のＰｗとＰｅをそれぞれ決めた。情報記録媒体１００−１〜６および比較例１−１〜６について、ＰｗとＰｅにおけるＣＮＲと消去率を２倍速と４倍速の条件で測定した（（１）２ＴＣＮＲ、（２）２Ｔ消去率）。
次に信頼性評価方法について説明する。信頼性評価は、記録した信号が高温高湿条件下に置かれても保存されるかどうか、また、高温高湿条件下に置かれた後も書換が可能かどうかを調べるために実施する。評価には、上記と同様の記録再生装置を用いた。予め、情報記録媒体１００−１〜６と比較例１−１〜６に、上記のＰｗおよびＰｅのパワーで２Ｔ信号と９Ｔ信号を交互に計１１回、同一トラックのグルーブ面に記録する。これを、２倍速と４倍速の条件で、複数トラックで実施し、２ＴＣＮＲを測定しておく。温度８０℃、相対湿度２０％の恒温槽にこれらの媒体を１００時間放置した後、取り出した。取り出した後、記録しておいた２Ｔ信号を１倍速で再生してＣＮＲを測定した（記録保存性）。また、記録しておいた２Ｔ信号に、ＰｗとＰｅで９Ｔ信号を１回オーバライトして消去率を測定した（書換え保存性）。（この際、２倍速で記録された信号には２倍速で、４倍速で記録された信号には４倍速で１回オーバライトをした）。恒温槽に放置する前のＣＮＲ（Ｂ）と放置した後のＣＮＲ（Ａ）との差、ＣＮＲ（Ａ）−ＣＮＲ（Ｂ）、から記録保存性を評価する（（３）ＣＮＲ変化）。放置後のＣＮＲが低下していると信頼性は芳しくない。記録保存性は低倍速で劣化しやすい。また、恒温槽に放置する前の消去率（Ｂ）と放置した後の消去率（Ａ）との差、消去率（Ａ）−消去率（Ｂ）、から書換え保存性を評価する（（４）消去率変化）。放置後の消去率が低下していると信頼性は芳しくない。書換え保存性は高倍速で劣化しやすい。
２倍速、４倍速における（１）２ＴＣＮＲ、（２）２Ｔ消去率、（３）ＣＮＲ変化、（４）消去率変化、の評価結果を（表１）に示す。表中、（１）２ＴＣＮＲは、４５ｄＢ以上を○、４０ｄＢ以上４５ｄＢ未満を△、４０ｄＢ未満を×、（２）２Ｔ消去率は、３０ｄＢ以上であれば○、２０ｄＢ以上３０ｄＢ未満であれば△、２０ｄＢ未満であれば×、（３）ＣＮＲ変化は、１ｄＢ未満を○、１ｄＢ以上３ｄＢ未満を△、３ｄＢ以上を×、（４）消去率変化は、３ｄＢ未満を○、３ｄＢ以上５ｄＢ未満を△、５ｄＢ以上を×、で示す。×評価は、その線速度での使用が困難であることを示し、○と△評価は使用可能であることを示す。○は△よりも好ましい。
また、総合評価は、全ての評価項目で○であれば◎、△が一つであれば○、△が２以上であれば△、一つでも×の項目があれば×である。◎が最も好ましく、○がより好ましく、△が好ましい。×は使用困難である。
Figure 2008152796
（表１）に示す様に、実施例の媒体１００−１〜６は、すべての項目で○または△の評価が得られたので、２倍速から４倍速で使用できる。特に、１００−１、２、４、５、６は全ての項目で○の結果が得られた。媒体１００−１〜６は、いずれも２倍速のＰｗが７ｍＷ以下、Ｐｅが４ｍＷ以下、４倍速のＰｗが９ｍＷ以下、Ｐｅが５ｍＷ以下であった。本発明の記録層１１５を用いることにより、低倍速における記録保存性と高倍速における書換保存性を両立させることができた。これは、本発明の記録層が、４倍速に対応できる高速結晶化能と、２００℃以上の高い結晶化温度と、大きな光学変化を併せ持つことによる。
これに対し比較例は、媒体１−１と１−２は結晶化速度が不足して、消去率の４倍速および消去率変化が×評価となった。消去率が不足すると、１１回の繰り返し記録中に消し残りが蓄積されて、ＣＮＲの４倍速も△評価となった。媒体１−３も結晶化速度が不足して、消去率の４倍速と消去率変化の４倍速が×評価となった。媒体１−４は光学変化が小さく且つ結晶化温度が低下したため、ＣＮＲの２倍速およびＣＮＲ変化で×評価となった。ＣＮＲ変化が大きく、消去率変化は測定できなかった。媒体１−５、１−６は、２倍速では消去率変化の評価が△であったが、使用可能レベルであった。しかしながら、４倍速では結晶化速度が不十分で、ＣＮＲおよび消去率が共に△、消去率変化が×となり、総合評価は×となった。このように、比較例では、低倍速における記録保存性と高倍速における書換保存性を両立させることができなかった。
（実施例２）
実施例２では、図１の情報記録媒体１００を製造し、記録層１１５の組成比と記録再生特性並びに信頼性との関係を調べた。記録層１１５には、Ｓｂ100-x-yＣxＡｌyを用いた。組成比の異なる記録層１１５を有する情報記録媒体１００を６種類作製し、媒体番号１００−１１〜１６とした。１００−１１〜１５はｘ＋ｙが５０である。１００−１６は、ｘ＋ｙが５２である。
情報記録媒体１００の製造方法とスパッタリング条件は、記録層１１５を除いて実施例１と同様である。本実施例の記録層１１５の製造方法を説明する。いずれも、Ｓｂ−Ｃ−ＡｌターゲットをＡｒガス雰囲気中で、１００Ｗの出力でスパッタリングする。用いたターゲットの組成比は異なる。媒体１００−１１は、Ｓｂ45Ｃ50Ａｌ5ターゲットをスパッタリングして、Ｓｂ50Ｃ45Ａｌ5記録層を形成した。媒体１００−１２は、Ｓｂ46Ｃ44Ａｌ10ターゲットをスパッタリングして、Ｓｂ50Ｃ40Ａｌ10記録層を形成した。媒体１００−１３は、Ｓｂ47Ｃ33Ａｌ20ターゲットをスパッタリングして、Ｓｂ50Ｃ30Ａｌ20記録層を形成した。媒体１００−１４は、Ｓｂ47Ｃ28Ａｌ25ターゲットをスパッタリングして、Ｓｂ50Ｃ25Ａｌ25記録層を形成した。媒体１００−１５は、Ｓｂ48Ｃ22Ａｌ30ターゲットをスパッタリングして、Ｓｂ50Ｃ20Ａｌ30記録層を形成した。媒体１００−１６は、Ｓｂ45Ｃ29Ａｌ26ターゲットをスパッタリングして、Ｓｂ48Ｃ26Ａｌ26記録層を形成した。
記録再生特性並びに信頼性は、各々実施例１に記載の記録再生評価方法と信頼性評価方法に準じて測定した。本実施例では、４倍速（１９．６８ｍ／秒、１４４Ｍｂｐｓ）の条件で、２ＴＣＮＲ、２Ｔ消去率、ＣＮＲ変化および消去率変化を測定した。その結果を（表２）に示す。表中の○、△、×の判定は実施例１の判定と同様である。総合評価の◎、○、△、×も実施例１の判定と同様である。
Figure 2008152796
（表２）に示す様に、媒体１００−１１〜１６は、すべての項目で○または△の評価が得られたので、４倍速で使用できる。特に、ｘ≧ｙである１００−１１〜１４は、すべての項目で○の評価が得られた。ｙ＞ｘである１００−１５は、消去率変化が△評価であった。ｘ＋ｙ＞５０である１００−１６は、やや消去率の低下が見られ、消去率変化と共に△評価が２つあった。よって、記録再生特性と信頼性を両立できるのは、ｘ＋ｙ≦５０が好ましく、且つｘ≧ｙであることがより好ましい。
（実施例３）
実施例３では、図２の情報記録媒体２００を製造し、記録層２２５の組成比と記録再生特性の関係を調べた。記録層２２５には、Ｓｂ100-x-yＣxＡｌyを用いた。組成比の異なる記録層２２５を有する情報記録媒体２００を５種類作製し、媒体番号２００−１〜５とした。２００−１〜５はｘ＋ｙが４０である。
以下に実施内容を具体的に説明する。はじめに、情報記録媒体２００の製造方法について説明する。製造には図９に示すスパッタリング（成膜）装置を用い、実施例２００−１〜５は、記録層２２５を除いて、各層同じ材料、同じ膜厚、同じスパッタリング条件である。
各層の材料と膜厚を説明する。基板２０１として、実施例１の基板１０１と同様の基板を準備し、スパッタリング装置内に取り付けた。基板２０１の案内溝形成側表面に、反射層２１２としてＡｇ−Ｃｕ系合金を１００ｎｍ、誘電体層２１３としてＣｅＯ2を１０ｎｍ、界面層２１４として（ＺｒＯ2）25（ＳｉＯ2）25（Ｃｒ2Ｏ3）50を３ｎｍ、記録層２１５としてＳｂ50Ｃ30Ａｌ20を１０ｎｍ、界面層２１６として（ＺｒＯ2）25（ＳｉＯ2）25（Ｃｒ2Ｏ3）50を５ｎｍ、誘電体層２１７として（ＺｎＳ）80（ＳｉＯ2）20を４５ｎｍ、順に積層した。これで、第１の情報層２１０が形成された。
次に、誘電体層２１７の表面に、案内溝を有する中間層２０３を２５μｍの厚さで形成した。中間層２０３の案内溝形成側表面に、誘電体層２２１としてＴｉＯ2を１８ｎｍ、反射層２２２としてＡｇ−Ｃｕ系合金を１３ｎｍ、誘電体層２２３として（ＺｒＯ2）25（ＳｉＯ2）25（Ｃｒ2Ｏ3）50を１２ｎｍ、界面層２２４は設けずに、記録層２２５を６ｎｍ、界面層２２６として（ＺｒＯ2）25（ＳｉＯ2）25（Ｃｒ2Ｏ3）50を５ｎｍ、誘電体層２２７として（ＺｎＳ）80（ＳｉＯ2）20を３５ｎｍ、順に積層した。これで、第２の情報層２２０が形成された。
各層のスパッタリング条件を説明する。用いたターゲットの形状はすべて、丸形で直径１００ｍｍで厚さ６ｍｍである。反射層２１２から界面層２１４を実施例１の反射層１１２から界面層１１４と同様の条件で形成した。記録層２１５は、Ｓｂ47Ｃ33Ａｌ20ターゲットを、圧力０．１３ＰａのＡｒガス雰囲気中で、１００Ｗの出力でスパッタリングして、Ｓｂ50Ｃ30Ａｌ20記録層を形成した。界面層２１６と誘電体層２１７を実施例１の界面層１１６と誘電体層１１７と同様の条件で形成した。
以上のようにして基板２０１の上に第１の情報層２１０を成膜した基板２０１を、スパッタリング装置から取り出した。次に、中間層２０３を、次の手順で形成した。まず、誘電体層２１７の表面に、紫外線硬化性樹脂をスピンコートにより塗布した。次に、中間層に形成すべき案内溝と相補的である凹凸（深さ２０ｎｍ、グルーブ−グルーブ間０．３２μｍ）を有するポリカーボネート基板の凹凸形成面を、紫外線硬化性樹脂に密着させた。その状態で紫外線を照射して樹脂を硬化させた後、凹凸を有するポリカーボネート基板を剥離した。それにより、基板２０１と同様の形状の案内溝が中間層２０３の表面に形成された。
中間層２０３まで形成した基板２０１を再びスパッタリング装置に配置して、中間層２０３の表面に第２の情報層２２０を形成した。まず、中間層２０３上に、誘電体層２２１を形成する。誘電体層２２１は、ＴｉＯ2ターゲットを圧力０．１３ＰａのＡｒガスとＯ2ガスの体積比が９７：３である混合ガス雰囲気中で、パルス発生式直流電源を用いて２００Ｗの出力でスパッタリングして形成した。続いて、反射層２２２は、Ａｇ−Ｃｕ系合金ターゲットを、圧力０．４ＰａのＡｒガス雰囲気中で、直流電源を用いて１００Ｗの出力でスパッタリングして形成した。誘電体層２２３は、（ＺｒＯ2）25（ＳｉＯ2）25（Ｃｒ2Ｏ3）50ターゲットを、圧力０．１３ＰａのＡｒガス雰囲気中で、高周波電源を用いて２００Ｗの出力でスパッタリングして形成した。
記録層２２５は、直流電源を用いて、圧力０．１３ＰａのＡｒガス雰囲気中で、Ｓｂ−Ｃ−Ａｌターゲットを、５０Ｗの出力でスパッタリングした。この方法で、媒体２００−１はＳｂ56Ｃ40Ａｌ4ターゲットをスパッタリングして、Ｓｂ60Ｃ36Ａｌ4記録層を形成した。媒体２００−２はＳｂ57Ｃ35Ａｌ8ターゲットをスパッタリングして、Ｓｂ60Ｃ32Ａｌ8記録層を形成した。媒体２００−３はＳｂ58Ｃ26Ａｌ16ターゲットをスパッタリングして、Ｓｂ60Ｃ24Ａｌ16記録層を形成した。媒体２００−４はＳｂ58Ｃ22Ａｌ20ターゲットをスパッタリングして、Ｓｂ60Ｃ20Ａｌ20記録層を形成した。媒体２００−５はＳｂ58Ｃ18Ａｌ24ターゲットをスパッタリングして、Ｓｂ60Ｃ16Ａｌ24記録層を形成した。界面層２２６と誘電体層２２７を、実施例１の界面層１１６と誘電体層１１７と同様の条件で形成した。
以上のようにして中間層２０３の上に第２の情報層２２０を成膜した基板２０１を、スパッタリング装置から取り出した。それから、誘電体層２２７の表面に紫外線硬化性樹脂をスピンコート法で７５μｍの厚みで塗布し、紫外線を照射して樹脂を硬化させ、透明層２０２を形成した。
透明層形成工程終了後、初期化工程を実施した。初期化工程においては、波長８１０ｎｍの半導体レーザを使って、はじめに、記録層２１５を初期化し、その後記録層２２５を初期化した。いずれも半径２２〜６０ｍｍの範囲の環状領域内でほぼ全面にわたって結晶化させた。これにより初期化工程が終了し、媒体番号２００−１〜５の情報記録媒体２００の作製が完了した。
作製した媒体番号２００−１〜５は、第１の情報層２１０および第２の情報層２２０ともに、鏡面部実効反射率がＲｃ約５％、Ｒａ約１％であった。第１の情報層２１０の反射率は、第２の情報層２２０を通ったレーザ光１０で測定した。また、第２の情報層２２０の光透過率はＴｃ約５５％、Ｔａ約５０％であった。透過率の測定には基板２０１に第２の情報層２２０と透明層２０２を形成した媒体を用い、半面初期化して分光光度計で測定した。
次に、記録再生評価方法について、実施例１および２と異なる点を説明する。第１の情報層２１０と第２の情報層２２０の各々に、４倍速記録を行った。記録した信号の再生評価は、１倍速で０．７０ｍＷのレーザ光を照射して実施した。なお、再生評価条件は、１倍速より大きな線速度で実施してもよく、再生パワーも０．７０ｍＷよりも大きいパワーで実施してもよい。信頼性評価方法については実施例１と同様である。媒体番号２００−１〜５の４倍速における（１）２ＴＣＮＲ、（２）２Ｔ消去率、（３）ＣＮＲ変化、（４）消去率変化、の評価結果を（表３）に示す。表中、（１）２ＴＣＮＲは、４２ｄＢ以上を○、３７ｄＢ以上４２ｄＢ未満を△、３７ｄＢ未満を×、（２）２Ｔ消去率は、２７ｄＢ以上であれば○、２２ｄＢ以上２７ｄＢ未満であれば△、２２ｄＢ未満であれば×、（３）ＣＮＲ変化は、１ｄＢ未満を○、１ｄＢ以上３ｄＢ未満を△、３ｄＢ以上を×、（４）消去率変化は、３ｄＢ未満を○、３ｄＢ以上５ｄＢ未満を△、５ｄＢ以上を×、で示す（レーザ光に近い情報層ほど、媒体の反り許容幅が大きいので、第２の情報層２２０の信号品質の目標値は、第１の情報層２１０のそれよりもゆるめてよいため、判定基準は変えている）。×評価は、その線速度での使用が困難であることを示し、○と△評価は使用可能であることを示す。○は△よりも好ましい。総合評価の◎、○、△、×は実施例１の判定と同様である。
Figure 2008152796
（表３）に示す様に、媒体２００−１〜５は、すべての項目で○または△の評価が得られたので、４倍速で使用できる。特に、ｘ≧ｙである２００−１〜４は、すべての項目で○の評価が得られた。記録再生特性と信頼性を両立できたので、ｘ≧ｙであることがより好ましい。いずれの媒体もＰｗが１６ｍＷ以下、Ｐｅが１０ｍＷ以下であった。本実施例の記録層２２５は、実施例１および２の記録層１１５よりも膜厚が６ｎｍと薄いため、Ｓｂを６０原子％含む、より結晶化速度が大きい記録層によって、良好な結果が得られた。
（実施例４）
実施例４では、図３の情報記録媒体３００を製造し、記録層３３５の組成比と記録再生特性並びに信頼性との関係を調べた。記録層３３５には、Ｓｂ100-x-yＣxＭｇyを用いた。組成比の異なる記録層３３５を有する情報記録媒体３００を５種類作製し、媒体番号３００−１〜５とした。３００−１〜５はｘ＋ｙが３０である。
以下に実施内容を具体的に説明する。はじめに、情報記録媒体３００の製造方法について説明する。製造には図９に示すスパッタリング（成膜）装置を用い、実施例３００−１〜５は、記録層３３５を除いて、各層同じ材料、同じ膜厚、同じスパッタリング条件である。
各層の材料と膜厚を説明する。基板３０１として、実施例１の基板１０１と同様の基板を準備し、スパッタリング装置内に取り付けた。基板３０１の案内溝形成側表面に、反射層３１２としてＡｇ−Ｃｕ系合金を１００ｎｍ、誘電体層３１３としてＣｅＯ2を１０ｎｍ、界面層３１４として（ＺｒＯ2）25（ＳｉＯ2）25（Ｃｒ2Ｏ3）50を３ｎｍ、記録層３１５としてＳｂ50Ｃ30Ａｌ20を１０ｎｍ、界面層３１６として（ＺｒＯ2）25（ＳｉＯ2）25（Ｃｒ2Ｏ3）50を５ｎｍ、誘電体層３１７として（ＺｎＳ）80（ＳｉＯ2）20を４５ｎｍ、順に積層した。これで、第１の情報層３１０が形成された。
次に、誘電体層３１７の表面に、案内溝を有する中間層３０３を２３μｍの厚さで形成した。中間層３０３の案内溝形成側表面に、誘電体層３２１としてＮｂ2Ｏ5を１２ｎｍ、反射層３２２としてＡｇ−Ｃｕ系合金を１０ｎｍ、誘電体層３２３として（ＺｒＯ2）25（ＳｉＯ2）25（Ｃｒ2Ｏ3）50を１０ｎｍ、界面層３２４は設けずに、記録層３２５としてＳｂ60Ｃ24Ａｌ16を５．５ｎｍ、界面層３２６として（ＺｒＯ2）25（ＳｉＯ2）25（Ｃｒ2Ｏ3）50を５ｎｍ、誘電体層３２７として（ＺｎＳ）80（ＳｉＯ2）20を４４ｎｍ、順に積層した。これで、第２の情報層３２０が形成された。
次に、誘電体層３２７の表面に、案内溝を有する中間層３０４を１４μｍの厚さで形成した。中間層３０４の案内溝形成側表面に、誘電体層３３１としてＴｉＯ2を１９ｎｍ、反射層３３２としてＡｇ−Ｃｕ系合金を１０ｎｍ、誘電体層３３３として（ＺｒＯ2）25（ＳｉＯ2）25（Ｃｒ2Ｏ3）50を１１ｎｍ、界面層３３４は設けずに、記録層３３５を４．５ｎｍ、界面層３３６として（ＺｒＯ2）25（ＳｉＯ2）25（Ｃｒ2Ｏ3）50を５ｎｍ、誘電体層３３７として（ＺｎＳ）80（ＳｉＯ2）20を３２ｎｍ、順に積層した。これで、第３の情報層３３０が形成された。
各層のスパッタリング条件を説明する。用いたターゲットの形状はすべて、丸形で直径１００ｍｍで厚さ６ｍｍである。反射層３１２から界面層３１４を実施例１の反射層１１２から界面層１１４と同様の条件で形成した。記録層３１５を実施例３の記録層２１５と同様の条件で形成した。界面層３１６と誘電体層３１７を実施例１の界面層１１６と誘電体層１１７と同様の条件で形成した。以上のようにして基板３０１の上に第１の情報層３１０を成膜した基板３０１を、スパッタリング装置から取り出した。次に、中間層３０３を実施例３の中間層２０３と同様の条件で形成した。
中間層３０３まで形成した基板３０１を再びスパッタリング装置に配置して、中間層３０３の表面に第２の情報層３２０を形成した。まず、誘電体層３２１を、Ｎｂ2Ｏ5ターゲットを圧力０．１３ＰａのＡｒガスとＯ2ガスの体積比が９７：３である混合ガス雰囲気中で、高周波電源を用いて２００Ｗの出力でスパッタリングして、中間層３０３上に形成した。続いて、反射層３２２を実施例３の反射層２２２と同様の条件で形成した。誘電体層３２３を実施例３の誘電体層２２３と同様の条件で形成した。記録層３２５は、直流電源を用いて圧力０．１３ＰａのＡｒガス雰囲気中で、Ｓｂ58Ｃ26Ａｌ16ターゲットをスパッタリングして、Ｓｂ60Ｃ24Ａｌ16記録層を形成した。界面層３２６と誘電体層３２７を実施例１の界面層１１６と誘電体層１１７と同様の条件で形成した。以上のようにして基板３０１の上に第２の情報層３２０まで成膜した基板３０１をスパッタリング装置から取り出す。次に、中間層３０４を実施例３の中間層２０３と同様の条件で形成した。
中間層３０４まで形成した基板３０１を再びスパッタリング装置に配置して、中間層３０４の表面に第３の情報層３３０を形成した。まず、中間層３０４上に、誘電体層３３１を実施例３の誘電体層２２１と同様の条件で形成した。反射層３３２と誘電体層３３３を実施例３の反射層２２２と誘電体層２２３と同様の条件で形成した。
記録層３３５は、直流電源を用いて、圧力０．１３ＰａのＡｒガス雰囲気中で、Ｓｂ−Ｃ−Ｍｇターゲットを、５０Ｗの出力でスパッタリングした。この方法で、媒体３００−１はＳｂ67Ｃ30Ｍｇ3ターゲットをスパッタリングして、Ｓｂ70Ｃ27Ｍｇ3記録層を形成した。媒体３００−２はＳｂ69Ｃ26Ｍｇ5ターゲットをスパッタリングして、Ｓｂ70Ｃ24Ｍｇ6記録層を形成した。媒体３００−３はＳｂ69Ｃ20Ｍｇ11ターゲットをスパッタリングして、Ｓｂ70Ｃ18Ｍｇ12記録層を形成した。媒体３００−４はＳｂ69Ｃ17Ｍｇ14ターゲットをスパッタリングして、Ｓｂ70Ｃ15Ｍｇ15記録層を形成した。媒体３００−５はＳｂ71Ｃ13Ｍｇ16ターゲットをスパッタリングして、Ｓｂ70Ｃ12Ｍｇ18記録層を形成した。界面層３３６と誘電体層３３７を実施例１の界面層１１６と誘電体層１１７と同様の条件で形成した。
以上のようにして中間層３０４の上に第３の情報層３３０を成膜した基板３０１をスパッタリング装置から取り出す。それから、誘電体層３３７の表面に紫外線硬化性樹脂をスピンコート法で６３μｍの厚みで塗布し、紫外線を照射して樹脂を硬化させ、透明層３０２を形成した。
透明層形成工程終了後、初期化工程を実施した。初期化工程においては、波長８１０ｎｍの半導体レーザを使って、はじめに、記録層３１５を初期化し、次に記録層３２５を初期化し、最後に記録層３３５を初期化した。いずれも半径２２〜６０ｍｍの範囲の環状領域内でほぼ全面に亘って結晶化させた。これにより初期化工程が終了し、媒体番号３００−１〜５の情報記録媒体３００の作製が完了した。
作製した媒体番号３００−１〜５は、第１の情報層３１０、第２の情報層３２０および第３の情報層３３０ともに、鏡面部実効反射率がＲｃ約２．５％、Ｒａ約０．５％であった。第１の情報層３１０の反射率は、第２の情報層３２０と第３の情報層３３０を通ったレーザ光１０で測定した。同様に、第２の情報層３２０の反射率は、第３の情報層３３０を通ったレーザ光１０で測定した。第２の情報層３２０の光透過率はＴｃ約５８％、Ｔａ約５４％であった。第３の情報層３３０の光透過率はＴｃ約６７％、Ｔａ約６３％であった。透過率の測定は実施例３と同様にして行った。
次に、記録再生評価方法について、実施例１〜３と異なる点を説明する。第１の情報層３１０、第２の情報層３２０および第３の情報層３３０の各々に、４倍速記録を行った。記録した信号の再生評価は、１倍速で１．００ｍＷのレーザ光を照射して実施した。なお、再生評価条件は、１倍速より大きな線速度で実施してもよく、再生パワーも１．００ｍＷよりも大きいパワーで実施してもよい。信頼性評価方法については実施例１と同様である。媒体番号３００−１〜５の４倍速における（１）２ＴＣＮＲ、（２）２Ｔ消去率、（３）ＣＮＲ変化、（４）消去率変化、の評価結果を（表４）に示す。表中、（１）２ＴＣＮＲは、４０ｄＢ以上を○、３５ｄＢ以上４０ｄＢ未満を△、３５ｄＢ未満を×、（２）２Ｔ消去率は、２５ｄＢ以上であれば○、２０ｄＢ以上２５ｄＢ未満であれば△、２０ｄＢ未満であれば×、（３）ＣＮＲ変化は、１ｄＢ未満を○、１ｄＢ以上３ｄＢ未満を△、３ｄＢ以上を×、（４）消去率変化は、３ｄＢ未満を○、３ｄＢ以上５ｄＢ未満を△、５ｄＢ以上を×、で示す（第３の情報層３３０の信号品質の目標値は、第２の情報層３２０のそれよりもゆるめてよいため、判定基準は変えている）。総合評価の◎、○、△、×は実施例１の判定と同様である。
Figure 2008152796
（表４）に示す様に、媒体３００−１〜５は、すべての項目で○または△の評価が得られたので、４倍速で使用できる。特に、ｘ≧ｙである３００−１〜４は、すべての項目で○の評価が得られた。記録再生特性と信頼性を両立できたので、ｘ≧ｙであることがより好ましい。いずれの媒体もＰｗが１８ｍＷ以下、Ｐｅが１１ｍＷ以下であった。本実施例の記録層３３５は、実施例３の記録層２２５よりも膜厚が４．５ｎｍと薄いため、Ｓｂを７０原子％含む、より結晶化速度が大きい記録層を用いて良好な結果が得られた。
（実施例５）
実施例５では、図４の情報記録媒体４００を製造し、記録層４４５の組成比と記録再生特性並びに信頼性との関係を調べた。記録層４４５には、Ｓｂ100-x-yＣxＢyを用いた。組成比の異なる記録層４４５を有する情報記録媒体４００を５種類作製し、媒体番号４００−１〜５とした。４００−１〜５はｘ＋ｙが２０である。
以下に実施内容を具体的に説明する。はじめに、情報記録媒体４００の製造方法について説明する。製造には図９に示すスパッタリング（成膜）装置を用い、実施例４００−１〜５は、記録層４４５を除いて、各層同じ材料、同じ膜厚、同じスパッタリング条件である。
各層の材料と膜厚を説明する。基板４０１として、実施例１の基板１０１と同様の基板を準備し、スパッタリング装置内に取り付けた。基板４０１の案内溝形成側表面に、反射層４１２としてＡｇ−Ｃｕ系合金を１００ｎｍ、誘電体層４１３としてＣｅＯ2を１０ｎｍ、界面層４１４として（ＺｒＯ2）25（ＳｉＯ2）25（Ｃｒ2Ｏ3）50を３ｎｍ、記録層４１５としてＳｂ50Ｃ30Ａｌ20を１０ｎｍ、界面層４１６として（ＺｒＯ2）25（ＳｉＯ2）25（Ｃｒ2Ｏ3）50を５ｎｍ、誘電体層４１７として（ＺｎＳ）80（ＳｉＯ2）20を４８ｎｍ、順に積層した。これで、第１の情報層４１０が形成された。
次に、誘電体層４１７の表面に、案内溝を有する中間層４０３を１８μｍの厚さで形成した。中間層４０３の案内溝形成側表面に、誘電体層４２１としてＮｂ2Ｏ5を１２ｎｍ、反射層４２２としてＡｇ−Ｃｕ系合金を１０ｎｍ、誘電体層４２３として（ＺｒＯ2）25（ＳｉＯ2）25（Ｃｒ2Ｏ3）50を１０ｎｍ、界面層４２４は設けずに、記録層４２５としてＳｂ60Ｃ24Ａｌ16を５．５ｎｍ、界面層４２６として（ＺｒＯ2）25（ＳｉＯ2）25（Ｃｒ2Ｏ3）50を５ｎｍ、誘電体層４２７として（ＺｎＳ）80（ＳｉＯ2）20を４４ｎｍ、順に積層した。これで、第２の情報層４２０が形成された。
次に、誘電体層４２７の表面に、案内溝を有する中間層４０４を２５μｍの厚さで形成した。中間層４０４の案内溝形成側表面に、誘電体層４３１としてＮｂ2Ｏ5を２１ｎｍ、反射層４３２としてＡｇ−Ｃｕ系合金を１０ｎｍ、誘電体層４３３として（ＺｒＯ2）25（ＳｉＯ2）25（Ｃｒ2Ｏ3）50を１０ｎｍ、界面層４３４は設けずに、記録層４３５としてＳｂ70Ｃ18Ｍｇ12を４．５ｎｍ、界面層４３６として（ＺｒＯ2）25（ＳｉＯ2）25（Ｃｒ2Ｏ3）50を５ｎｍ、誘電体層４３７として（ＺｎＳ）80（ＳｉＯ2）20を３５ｎｍ、順に積層した。これで、第３の情報層４３０が形成された。
次に、誘電体層４３７の表面に、案内溝を有する中間層４０５を１４μｍの厚さで形成した。中間層４０５の案内溝形成側表面に、誘電体層４４１としてＴｉＯ2を１４ｎｍ、反射層４４２としてＡｇ−Ｃｕ系合金を１０ｎｍ、誘電体層４４３として（ＺｒＯ2）25（ＳｉＯ2）25（Ｃｒ2Ｏ3）50を５ｎｍ、界面層４４４は設けずに、記録層４４５を４ｎｍ、界面層４４６として（ＺｒＯ2）25（ＳｉＯ2）25（Ｃｒ2Ｏ3）50を５ｎｍ、誘電体層４４７として（ＺｎＳ）80（ＳｉＯ2）20を３３ｎｍ、順に積層した。これで、第４の情報層４４０が形成された。
各層のスパッタリング条件を説明する。用いたターゲットの形状はすべて、丸形で直径１００ｍｍで厚さ６ｍｍである。反射層４１２から界面層４１４を実施例１の反射層１１２から界面層１１４と同様の条件で形成した。記録層４１５を実施例３の記録層２１５と同様の条件で形成した。界面層４１６と誘電体層４１７を実施例１の界面層１１６と誘電体層１１７と同様の条件で形成した。以上のようにして基板４０１の上に第１の情報層４１０を成膜した基板４０１を、スパッタリング装置から取り出した。次に、中間層４０３を実施例３の中間層２０３と同様の条件で形成した。
中間層４０３まで形成した基板４０１を再びスパッタリング装置に配置して、中間層４０３の表面に第２の情報層４２０を形成した。まず、中間層４０３上に、誘電体層４２１を実施例４の誘電体層３２１と同様の条件で形成した。続いて、反射層４２２と誘電体層４２３を実施例３の反射層２２２と誘電体層２２３と同様の条件で形成した。記録層４２５を実施例４の記録層３２５と同様の条件で形成した。界面層４２６と誘電体層４２７を実施例１の界面層１１６と誘電体層１１７と同様の条件で形成した。以上のようにして基板４０１の上に第２の情報層４２０まで成膜した基板４０１を、スパッタリング装置から取り出した。次に、中間層４０４を実施例３の中間層２０３と同様の条件で形成した。
中間層４０４まで形成した基板４０１を再びスパッタリング装置に配置して、中間層４０４の表面に第３の情報層４３０を形成した。まず、中間層４０４上に、誘電体層４３１を実施例４の誘電体層３２１と同様の条件で形成した。次に、反射層４３２と誘電体層４３３を実施例３の反射層２２２と誘電体層２２３と同様の条件で形成した。記録層４３５は、直流電源を用いて、圧力０．１３ＰａのＡｒガス雰囲気中で、Ｓｂ69Ｃ20Ｍｇ11ターゲットを、５０Ｗの出力でスパッタリングしてＳｂ70Ｃ18Ｍｇ12記録層を形成した。界面層４３６と誘電体層４３７を実施例１の界面層１１６と誘電体層１１７と同様の条件で形成した。以上のようにして基板４０１の上に第３の情報層４３０まで成膜した基板４０１を、スパッタリング装置から取り出した。次に、中間層４０５を実施例３の中間層２０３と同様の条件で形成した。
中間層４０５まで形成した基板４０１を再びスパッタリング装置に配置して、中間層４０５の表面に第４の情報層４４０を形成した。まず、中間層４０５上に、誘電体層４４１を実施例３の誘電体層２２１と同様の条件で形成した。次に、反射層４４２と誘電体層４４３を実施例３の反射層２２２と誘電体層２２３と同様の条件で形成した。
記録層４４５は、直流電源を用いて、圧力０．１３ＰａのＡｒガス雰囲気中で、Ｓｂ−Ｃ−Ｂターゲットを、５０Ｗの出力でスパッタリングした。この方法で、媒体４００−１はＳｂ78Ｃ20Ｂ2ターゲットをスパッタリングして、Ｓｂ80Ｃ18Ｂ2記録層を形成した。媒体４００−２はＳｂ77Ｃ18Ｂ5ターゲットをスパッタリングして、Ｓｂ80Ｃ16Ｂ4記録層を形成した。媒体４００−３はＳｂ77Ｃ13Ｂ10ターゲットをスパッタリングして、Ｓｂ80Ｃ12Ｂ8記録層を形成した。媒体４００−４はＳｂ77Ｃ11Ｂ12ターゲットをスパッタリングして、Ｓｂ80Ｃ10Ｂ10記録層を形成した。媒体４００−５はＳｂ77Ｃ9Ｂ14ターゲットをスパッタリングして、Ｓｂ80Ｃ8Ｂ12記録層を形成した。界面層４４６と誘電体層４４７を実施例１の界面層１１６と誘電体層１１７と同様の条件で形成した。以上のようにして中間層４０５の上に第４の情報層４４０を成膜した基板４０１をスパッタリング装置から取り出す。それから、誘電体層４４７の表面に紫外線硬化性樹脂をスピンコート法で４３μｍの厚みで塗布し、紫外線を照射して樹脂を硬化させ、透明層４０２を形成した。
透明層形成工程終了後、初期化工程を実施した。初期化工程においては、波長８１０ｎｍの半導体レーザを使って、はじめに記録層４１５を初期化し、次に記録層４２５を初期化し、次に記録層４３５を初期化し、最後に記録層４４５を初期化した。いずれも半径２２〜６０ｍｍの範囲の環状領域内でほぼ全面にわたって結晶化させた。これにより初期化工程が終了し、媒体番号４００−１〜５の情報記録媒体４００の作製が完了した。
作製した媒体番号４００−１〜５は、第１の情報層４１０、第２の情報層４２０、第３の情報層４３０および第４の情報層４４０ともに、鏡面部実効反射率がＲｃ約１．３％、Ｒａ約０．３％であった。第１の情報層４１０の反射率は、第２の情報層４２０、第３の情報層４３０および第４の情報層４４０を通ったレーザ光１０で測定した。同様に、第２の情報層４２０の反射率は、第３の情報層４３０および第４の情報層４４０を通ったレーザ光１０で測定した。第２の情報層４２０の光透過率はＴｃ約５７％、Ｔａ約５３％であった。第３の情報層４３０の光透過率はＴｃ約６７％、Ｔａ約６３％であった。第４の情報層４４０の光透過率はＴｃ約７１％、Ｔａ約６６％であった。透過率の測定は実施例３と同様にして行った。
次に、記録再生評価方法について、実施例１から４と異なる点を説明する。第１の情報層４１０、第２の情報層４２０、第３の情報層４３０および第４の情報層４４０の各々に、４倍速記録を行った。記録した信号の再生評価は、１倍速で１．４０ｍＷのレーザ光を照射して実施した。なお、再生評価条件は、１倍速より大きな線速度で実施してもよく、再生パワーも１．４０ｍＷよりも大きいパワーで実施してもよい。信頼性評価方法については実施例１と同様である。媒体番号４００−１〜５の４倍速における（１）２ＴＣＮＲ、（２）２Ｔ消去率、（３）ＣＮＲ変化、（４）消去率変化、の評価結果を（表５）に示す。表中、（１）２ＴＣＮＲは、３８ｄＢ以上を○、３３ｄＢ以上３８ｄＢ未満を△、３３ｄＢ未満を×、（２）２Ｔ消去率は、２３ｄＢ以上であれば○、１８ｄＢ以上２３ｄＢ未満であれば△、１８ｄＢ未満であれば×、（３）ＣＮＲ変化は、１ｄＢ未満を○、１ｄＢ以上３ｄＢ未満を△、３ｄＢ以上を×、（４）消去率変化は、３ｄＢ未満を○、３ｄＢ以上５ｄＢ未満を△、５ｄＢ以上を×、で示す。第４の情報層４４０の信号品質の目標値は、第３の情報層４３０のそれよりもゆるめてよいため、判定基準を変えている。総合評価の◎、○、△、×は実施例１の判定と同様である。
Figure 2008152796
（表５）に示す様に、媒体４００−１〜５は、すべての項目で○または△の評価が得られたので、４倍速で使用できる。特に、ｘ≧ｙである４００−１〜４は、すべての項目で○の評価が得られた。記録再生特性と信頼性を両立できたので、ｘ≧ｙであることがより好ましい。いずれの媒体もＰｗが２０ｍＷ以下、Ｐｅが１２ｍＷ以下であった。本実施例の記録層４４５は、実施例４の記録層３３５よりも膜厚が４ｎｍと薄いため、Ｓｂを８０原子％含む、より結晶化速度が大きい記録層を用いて良好な結果が得られた。
（実施例６）
実施例６では、図１の情報記録媒体１００を製造し、記録層１１５の膜厚と記録再生特性並びに信頼性との関係を調べた。記録層１１５には、Ｓｂ50Ｃ30Ａｌ20を用いた。膜厚の異なる記録層１１５を有する情報記録媒体１００を５種類作製し、媒体番号１００−２１〜２５とした。
実施内容は実施例１とほぼ同様であり、異なる内容について具体的に説明する。情報層１１０は、媒体番号１００−２１〜２５において、各々記録層１１５の膜厚が異なるため、Ｒｃが約２１％、Ｒａが約４％となるよう、誘電体層１１７の膜厚を媒体ごとに設計した。媒体１００−２１は、記録層１１５が７ｎｍで誘電体層１１７が７７ｎｍ、媒体１００−２２は、記録層１１５が９ｎｍで誘電体層１１７が７４ｎｍ、媒体１００−２３は、記録層１１５が１１ｎｍで誘電体層１１７が４９ｎｍ、媒体１００−２４は、記録層１１５が１３ｎｍで誘電体層１１７が５１ｎｍ、媒体１００−２５は、記録層１１５が１５ｎｍで誘電体層１１７が５２ｎｍである。
記録再生特性並びに信頼性は、各々実施例１に記載の記録再生評価方法と信頼性評価方法に準じて測定した。本実施例では、４倍速（１９．６８ｍ／秒、１４４Ｍｂｐｓ）の条件で、２ＴＣＮＲ、２Ｔ消去率、ＣＮＲ変化および消去率変化を測定した。その結果を（表６）に示す。表中の○、△、×の判定は実施例１の判定と同様である。総合評価の◎、○、△、×は実施例１の判定と同様である。
Figure 2008152796
（表６）に示す様に、媒体１００−２１〜２５は、すべての項目で○または△の評価が得られたので、４倍速で使用できる。特に、７ｎｍ以上１３ｎｍ以下の膜厚範囲では、すべての項目で○の評価が得られたのでより好ましい。膜厚が厚くなると、記録層１１５で生じた熱が反射層１１２の方向へ拡散しにくくなり、小さい記録マークの形成が困難となるので、１５ｎｍ以下が好ましい。
（実施例７）
実施例７では、図４の情報記録媒体４００を製造し、記録層４４５の組成比と膜厚を変えて、記録再生特性との関係を調べた。記録層４４５には、Ｓｂ100-x-yＣxＢyを用いた。組成比と膜厚の異なる記録層４４５を有する情報記録媒体４００を５種類作製し、媒体番号４００−１１〜１５とした。
実施内容は実施例５とほぼ同様であり、異なる内容について具体的に説明する。第１の情報層４１０から第３の情報層４３０は、実施例５と同様の実施内容である。第４の情報層４４０は、媒体番号４００−１１〜１５において、各々記録層４４５の組成比と膜厚が異なるため、Ｒｃが約１．３％、Ｒａが約０．３％となるよう、誘電体層４４１、反射層４４２および誘電体層４４７の膜厚も媒体ごとに設計した。媒体４００−１１は、誘電体層４４１を１４ｎｍ、反射層４４２を１０ｎｍ、記録層４４５としてＳｂ84Ｃ9.6Ｂ6.4を３．５ｎｍおよび誘電体層４４７を３４ｎｍに設計した。媒体４００−１２は、誘電体層４４１を１４ｎｍ、反射層４４２を１２ｎｍ、記録層４４５としてＳｂ88Ｃ7.2Ｂ4.8を３ｎｍおよび誘電体層４４７を３０ｎｍに設計した。媒体４００−１３は、誘電体層４４１を１３ｎｍ、反射層４４２を１４ｎｍ、記録層４４５としてＳｂ92Ｃ4.8Ｂ3.2を２．５ｎｍ、誘電体層４４７を２４ｎｍに設計した。媒体４００−１４は、誘電体層４４１を１４ｎｍ、反射層４４２を１５ｎｍ、記録層４４５としてＳｂ96Ｃ2.4Ｂ1.6を２ｎｍ、誘電体層４４７を１９ｎｍに設計した。媒体４００−１５は、誘電体層４４１を１４ｎｍ、反射層４４２を１５ｎｍ、記録層４４５としてＳｂ98Ｃ1.2Ｂ0.8を１．５ｎｍ、誘電体層４４７を１８ｎｍに設計した。記録層４４５は、結晶化速度を落とさないように、薄い膜厚ほど大きな結晶化速度を持つ組成比を採用した。
記録再生特性は、実施例１に記載の記録再生評価方法に準じて測定した。本実施例では、４倍速（１９．６８ｍ／秒、１４４Ｍｂｐｓ）の条件で、２ＴＣＮＲおよび２Ｔ消去率を測定した。その結果を（表７）に示す。実施例５で用いた媒体番号４００−３の結果もあわせて示す。表中の○、△、×の判定は実施例５の判定と同様である。総合評価の◎、○、△、×は実施例１の判定と同様である。
Figure 2008152796
（表７）に示す様に、媒体４００−１１〜１５は、両項目で○または△の評価が得られたので、記録層４４５が僅か１．５ｎｍでも４倍速で使用できる。特に、３ｎｍ以上であれば、すべての項目で○の評価が得られた。記録層が薄くなると、記録層の光吸収率Ａｃ、Ａａが低下するため、媒体４００−１４と１５では２０ｍＷのレーザパワーでＣＮＲが飽和していなかったため△評価になった。より高いレーザパワーを照射すれば、より高いＣＮＲが得られると期待できる。
（実施例８）
実施例８では、アンチモン（Ｓｂ）と、炭素（Ｃ）と、原子量が３３未満である軽元素（Ｌ）とを含む記録層を、複数のターゲットを用いて成膜する実験を実施した。試料番号８００−１は、Ｓｂ60Ｃ30Ｎ10を目標の組成比とした記録層を、ＳｂターゲットとＣターゲットを同時に窒素で反応性スパッタリングして、Ｓｉ基板上に成膜する。試料番号８００−２は、Ｓｂ60Ｃ30Ａｌ10を目標の組成比とした記録層を、ＳｂターゲットとＣターゲットとＡｌターゲットを同時にスパッタリングして、Ｓｉ基板上に成膜する。成膜した記録層の組成比を、Ｘ線マイクロアナライザーの手法を用いて分析し、目標の組成比が得られているか調べた。
以下に実施内容を具体的に説明する。用いたターゲットの形状はすべて、丸形で直径１００ｍｍで厚さ６ｍｍである。複数のターゲットを同時にスパッタリングして目標の組成比の記録層を目標の膜厚で形成するためには、成膜速度比が組成比となるようにスパッタリング出力を決め、膜厚はスパッタリング時間で制御する。その手順を説明する。まず、各ターゲットを所定の各スパッタリング出力ｐ１で独立に一定時間スパッタリングして、各成膜速度ｒ１（単位はｎｍ／分）を予め測定しておく。次に、成膜速度比が組成比となるように、各成膜速度ｒ１から各スパッタリング出力ｐ２を改めて決める。次に、各出力ｐ２で改めて各成膜速度ｒ２を測定し、必要に応じて各出力ｐ２を正確に決め直す。次に、複数のターゲットを各出力ｐ２で同時にスパッタリングして、成膜速度ｒ３を測定する。最後に、目標の膜厚になるように、ｒ３からスパッタリング時間ｔ１（単位は分）を計算する。
成膜には図９に示すスパッタリング（成膜）装置を用いたが、スパッタ室２１には一つの基板ホルダー２６と、複数のターゲット電極２８と電源２９が備えられている。まず、１２ｍｍ×１８ｍｍ角で厚み１ｍｍのＳｉ基板をポリカーボネート基板に固定して、スパッタリング装置内に取り付けた。試料８００−１は、ＳｂターゲットをＤＣ電源に取り付けてｐ２＝１００Ｗ、ＣターゲットをＲＦ電源に取り付けてｐ２＝５００Ｗで、ＡｒガスとＮ2ガスの体積比が９０：１０である混合ガス雰囲気中で、同時に反応性スパッタリングを実施した。Ｃのｒ２はＳｂのｒ２の約１０分の１しかなかったので、ｐ２を５００Ｗに設定した。ｔ１＝２０分スパッタリングして、Ｓｉ基板上に１μｍ厚のＳｂ−Ｃ−Ｎ記録層を形成した。試料８００−２は、ＳｂターゲットをＤＣ電源に取り付けてｐ２＝１００Ｗ、ＣターゲットをＲＦ電源に取り付けてｐ２＝５００Ｗ、ＡｌターゲットをＤＣ電源に取り付けてｐ２＝２５Ｗで、Ａｒガス雰囲気中で、同時にスパッタリングを実施した。Ａｌのｒ２はＳｂのｒ２の約７０％であったので、Ａｌのｐ２を２５Ｗに設定した。ｔ１＝２０分スパッタリングして、Ｓｉ基板上に１μｍ厚のＳｂ−Ｃ−Ａｌ記録層を形成した。Ｓｉ基板上に形成したＳｂ−Ｃ−Ｎ記録層とＳｂ−Ｃ−Ａｌ記録層の組成比をＸ線マイクロアナライザーで分析した結果を表８に示す。
Figure 2008152796
（表８）に示すように、試料８００−１および８００−２共に、分析で得られた組成比は目標組成比と非常に近い値であり、±０．５原子％以内の差であった。この結果は、複数のターゲットを用いても、Ｓｂと、Ｃと、Ｌとを含む記録層が形成できたことを示すものである。
追加の実験として、実施例１の媒体１００−２および１００−５と同じ構成で、記録層１１５の製造方法が本実施例の方法である媒体１００−２−２および１００−５−２を製造して、実施例１と同様の記録再生特性並びに信頼性の評価を行った。その結果、実施例１と同様、すべての項目で○の良好な結果が得られた。
（実施例９）
実施例９では、電気的エネルギーを印加するメモリの実験を行った。図６に、電気的手段によって情報を記録する情報記録媒体とそれに記録するシステムを示す。本実施例は、図６に示す情報記録媒体６００の記録層６０３に本発明の記録層を用いた。
本実施例の情報記録媒体６００は次のようにして作製した。まず、表面を窒化処理したＳｉ基板６０１を準備した。この基板６０１の上に、Ａｕの下部電極６０２を６μｍ×６μｍの領域に厚さ１００ｎｍで形成した。下部電極６０２の上にＳｂ60Ｃ24Ｓ16記録層６０３を５μｍ×５μｍの領域に厚さ５０ｎｍとなるように形成し、Ａｕの上部電極６０４を５μｍ×５μｍの領域に厚さ１００ｎｍで形成した。
下部電極６０２、記録層６０３、および上部電極６０４は、いずれも直径１００ｍｍで厚さ６ｍｍのターゲットを、圧力０．１３ＰａのＡｒガス雰囲気で、直流電源を用いてスパッタリングした。基板６０１を成膜装置に取り付け、基板６０１上に下部電極６０２をＡｕターゲットをパワー２００Ｗでスパッタリングして形成した。続いて、下部電極６０２上に記録層６０３をＳｂ59Ｃ26Ｓ15ターゲットをパワー１００Ｗでスパッタリングして形成した。続いて、記録層６０３上に上部電極６０４を、Ａｕターゲットをパワー２００Ｗでスパッタリングして形成した。
続いて、下部電極６０２および上部電極６０４に、Ａｕリード線をボンディングし、印加部６０９を介して電気的情報記録再生装置６１０を情報記録媒体６００に接続した。この電気的情報記録再生装置６１０により、下部電極６０２と上部電極６０４の間には、パルス電源６０５がスイッチ６０８を介して接続される。さらに、記録層６０３の相変化による抵抗値の変化が、下部電極６０２と上部電極６０４の間にスイッチ６０７を介して接続された抵抗測定器６０６によって検出される。
記録層６０３が非晶質相のとき、下部電極６０２と上部電極６０４の間に、５ｍＡ、５０ｎｓの電流パルスを印加したところ、記録層６０３が非晶質相から結晶相に転移した。また、記録層６０３が結晶相のとき、下部電極６０２と上部電極６０４の間に、１０ｍＡ、１０ｎｓの電流パルスを印加したところ、記録層６０３が結晶相から非晶質相に転移した。すなわち、可逆的相変化が確認された。
以上の結果から、記録層６０３としてＳｂ60Ｃ24Ｓ16材料を用いて、電気的エネルギーを付与することによって、相変化を生じさせることができた。なお、記録層６０３としてＳｂ60Ｃ24Ｂ16、Ｓｂ60Ｃ24Ｎ16、Ｓｂ60Ｃ24Ｏ16、Ｓｂ60Ｃ24Ｍｇ16、Ｓｂ60Ｃ24Ａｌ16を用いても、電流パルスの印加により非晶質相から結晶相、結晶相から非晶質相の高速転移を生じた。よって、情報記録媒体６００が、情報を高速記録消去する機能を有することが確認できた。以上のようにして製造した情報記録媒体６００に電気的エネルギーを印加することによって記録層６０３にて可逆的相変化が起こることを、図６に示すシステムにより確認した。このことを利用して、情報記録媒体６００を複数個つないでメモリ容量を増やすこと、アクセス機能およびスイッチング機能を向上させることが可能となる。
（実施例１０）
実施例１０では、実施例５で作製した媒体番号４００−３に、２倍速と４倍速の記録を行い、２倍速から４倍速の線速度範囲で使用可能であるかどうか調べた。本実施例では、レーザ光１０のレーザパワー上限が、媒体の盤面で４０ｍＷである記録再生装置を用いた。それにより、４倍速記録においても、第１の情報層４１０、第２の情報層４２０、第３の情報層４３０および第４の情報層４４０の各々に、十分なレーザ光１０を入射させることができた。
記録再生評価方法を簡単に説明する。記録は、実施例１と同様に、２倍速（９．８４ｍ／秒、７２Ｍｂｐｓ）と４倍速（１９．６８ｍ／秒、１４４Ｍｂｐｓ）の条件で、半径５０ｍｍの位置で実施した。記録した信号の再生評価は、線速度１倍速で１．４０ｍＷのレーザ光１０を照射して実施した。信頼性評価方法は、実施例１と同様である。
（１）２ＴＣＮＲ、（２）２Ｔ消去率、（３）ＣＮＲ変化、（４）消去率変化、の評価結果を（表９）に示す。○、△、×は、第１の情報層４１０は実施例１と同様、第２の情報層４２０は実施例３と同様、第３の情報層４３０は実施例４と同様、第４の情報層４４０は実施例５と同様である。総合評価の◎、○、△、×は、実施例１の判定と同様である。
Figure 2008152796
（表９）に示す様に、媒体４００−３の第１の情報層４１０から第４の情報層４４０まで、全ての項目で○の評価が得られたので、２倍速から４倍速で使用できることが確かめられた。２倍速および４倍速において設定したＰｗとＰｅは、次のとおりである。
第１の情報層４１０において、２倍速のＰｗは２６ｍＷ、Ｐｅは１１ｍＷであり、４倍速のＰｗは３３ｍＷ、Ｐｅは１５ｍＷであった。第２の情報層４２０において、２倍速のＰｗは２５ｍＷ、Ｐｅは１１ｍＷであり、４倍速のＰｗは３２ｍＷ、Ｐｅは１４ｍＷであった。第３の情報層４３０において、２倍速のＰｗは２０ｍＷ、Ｐｅは８ｍＷであり、４倍速のＰｗは２５ｍＷ、Ｐｅは１１ｍＷであった。第４の情報層４４０において、２倍速のＰｗは１６ｍＷ、Ｐｅは７ｍＷであり、４倍速のＰｗは２０ｍＷ、Ｐｅは９ｍＷであった。
以上、種々の実施例を通じて本発明の情報記録媒体について説明してきたように、光学的手段で記録する情報記録媒体および電気的手段で記録する情報記録媒体のいずれにも、本発明の記録層を用いることができる。実施例においては、情報記録媒体としてＢｌｕ−ｒａｙ Ｄｉｓｃについて説明したが、本発明はＨＤ ＤＶＤにも適用することが可能である。この記録層を含む本発明の情報記録媒体によれば、これまで実現されなかった４倍速以上の高データ転送レートおよび１００ＧＢ以上の大容量な記録条件でも、記録特性、消去特性、記録マーク保存性を同時に満足する情報記録媒体が得られる。なお、この記録層を含む本発明の情報記録媒体は、近接場光や開口数＞１の光学系を利用して記録再生してもよい。そうすれば、Ｂｌｕ−ｒａｙ Ｄｉｓｃよりも大容量な記録条件でも、記録特性、消去特性および記録マーク保存性を同時に満足する情報記録媒体が得られる。
本発明の情報記録媒体は、優れた記録層を有し大容量な光学的情報記録媒体として、書換形Ｂｌｕ−ｒａｙ Ｄｉｓｃ、書換形多層Ｂｌｕ−ｒａｙ Ｄｉｓｃ、書換形ＨＤ ＤＶＤ、書換形多層ＨＤ ＤＶＤ、ＤＶＤ−ＲＡＭ、ＤＶＤ−ＲＷ、ＤＶＤ＋ＲＷ、等に有用である。さらに、電気的情報記録媒体として、電気的な高速スイッチング素子としても有用である。
本発明は、光学的にまたは電気的に情報を記録、消去、書き換え、および／または再生することが可能な情報記録媒体とその製造方法、およびその製造に用いるターゲットに関するものである。
ハイビジョン画像の録画媒体として、青紫色レーザを用いて記録再生する、高密度で大容量なＢｌｕ−ｒａｙ Ｄｉｓｃ（以下、ＢＤ）規格が２００２年に策定された。ＢＤには、２５ＧＢ容量の単層メディア（片面に情報層が１つ）と、５０ＧＢ容量の２層メディア（片面に情報層が２つ）がある。特に、２層メディアにおいては、レーザ入射側に位置する半透明な情報層をＬａｙｅｒ１（以下、Ｌ１）、レーザ入射側から遠い方の情報層をＬａｙｅｒ０(以下、Ｌ０)と呼ぶ。
本発明者は、書換え形のＢＤ（以下、ＢＤ−ＲＥ）メディアを開発し、２００４年には１倍速対応の２５ＧＢおよび５０ＧＢ容量のメディアを実用化した。１倍速は、データ転送レート３６Ｍｂｐｓに相当する。さらに、２００６年には２倍速対応の２５ＧＢおよび５０ＧＢ容量のメディアを実用化した。これらのメディアのデータや画像の情報は、記録層が相変化することによって、記録（アモルファス状態）したり、消去（結晶状態）したり、書き換えたりすることができる。記録層の材料やその組成は、結晶化速度が倍速に対して最適となるように決められる。
本発明者は、１倍速対応のメディアにはＧｅ−Ｓｂ−Ｔｅ系記録材料（例えば、特許第２５８４７４１号公報参照）を用い、２倍速対応メディアには結晶化速度がより大きいＧｅ−Ｂｉ−Ｔｅ系記録材料（例えば、特許第２５７４３２５号公報および国際公開第２００６／０１１２８５号参照）を採用した。詳しくは、Ｇｅ−Ｓｂ−Ｔｅ系記録材料は、ＧｅＴｅとＳｂ2Ｔｅ3が化合した化合物系で、約４４％のＧｅと約６％のＳｂを含む組成を採用した。また、Ｇｅ−Ｂｉ−Ｔｅ系記録材料は、ＧｅＴｅとＢｉ2Ｔｅ3が化合した化合物系で、約４５％のＧｅと約４％のＢｉを含む組成を採用した。
今後、ＢＤメディアがさらに高倍速化・大容量化に対応できれば、パソコン用途、レコーダ用途およびゲーム機用途としての使用価値が高まる。たとえば、データや画像ファイルの処理速度の向上、高画質化、高音質化、レコーダの機能追加等が図れる。また、録画の長時間化やハードディスクの代替も可能となる。このように、今後ますます高速大容量なメディアの必要性が高まると予想されることから、発明者は次なる開発目標を４倍速（１４４Ｍｂｐｓ）以上ならびに１００ＧＢ以上と設定した。
４倍速に対応するためには、２倍速対応の記録材料よりも結晶化速度の大きな材料が必要となる。たとえば、Ｇｅ−Ｂｉ−Ｔｅ系記録材料では、Ｂｉ2Ｔｅ3の濃度を増やすと結晶化速度が大きくなる。特に、５０ＧＢ容量の２層メディアにおいては、Ｌ０の記録層の厚みが約１０ｎｍであるのに対し、Ｌ１の記録層の厚みは６ｎｍと薄いため、Ｌ０とＬ１で同じ組成の記録材料を用いると、Ｌ１の方が結晶化能は低下してしまう。よって、Ｌ１用の記録材料はＢｉ2Ｔｅ3の濃度をより多くしておくことが必要である。
一方、１００ＧＢの大容量化を実現するためには、一例として記録密度を２倍に増やすか、情報層の数を４層に増やす方法がある。密度を増やすためには、記録マークを小さくしなければならないので、レーザ照射時間も短くなる。よって、短い時間で結晶化するためには、結晶化速度も大きくなければならない。また、情報層の数を増やす場合、２層メディアのＬ１よりも高い透過率を持つ情報層を追加しなければならないので、記録層の膜厚は、例えば３ｎｍのような極薄い膜厚に設計されることとなる。このように、大容量化においても結晶化速度を大きくしなければならないので、例えばＧｅ−Ｂｉ−Ｔｅ系記録材料においては、Ｂｉ2Ｔｅ3の濃度を２層メディアのＬ１用よりも増やして組成を調整しなければならない。
特許第２５８４７４１号公報 特許第２５７４３２５号公報 国際公開第２００６／０１１２８５号パンフレット
本発明者は、まず４倍速に対応した２層メディアを実現するために、Ｇｅ−Ｂｉ−Ｔｅ系記録材料のＢｉ2Ｔｅ3の濃度の最適値を調べたが、Ｌ０およびＬ１共に見出せなかった。初期特性（記録特性、消去特性）と信頼性（記録マーク保存性）を評価したが、Ｌ０においては、消去特性が良好な組成では記録マーク保存性が劣悪で、実用レベルに達しなかった。Ｌ１においては、消去特性が良好な組成では信号振幅が小さく、記録特性が不十分であった。その上、Ｌ０同様記録マーク保存性が劣悪であったため、最適な組成が見出せなかった。
これらの結果は、Ｇｅ−Ｂｉ−Ｔｅ系記録材料ではＢｉ2Ｔｅ3の濃度を増やすと、結晶化速度が大きくなるが、同時に光学変化が小さくなると共に、結晶化温度が低下してしまうことによる。結晶化速度は消去特性として評価され、結晶化速度が大きいと消去率は高くなる。光学変化は相変化による屈折率変化であり、信号振幅として評価され、光学変化が大きいほど信号振幅は大きくなる。結晶化温度は、記録マークの保存性、すなわちアモルファスの安定性に影響を与える。結晶化温度の低下は、記録マークの保存性を損ねることにつながる。実用化した２倍速対応メディアでは、結晶化速度、光学変化および結晶化温度を両立できる組成が存在し、初期特性と信頼性を満足することができた。しかしながら、４倍速に対応させるためには、Ｂｉ2Ｔｅ3の濃度をもっと増やさなければならず、光学変化の大きさと結晶化温度とが実用レベルに達しなかった。
大容量化に対応した４層メディア（１００ＧＢ、片面に情報層が４つ）の実験においても同様に、４つの情報層のいずれにおいても、結晶化速度、光学変化および結晶化温度を両立できる組成が存在せず、消去特性が良好な組成では記録マーク保存性が劣悪で、半透明な情報層では信号振幅をも不足した。
本発明の目的は、大きな結晶化速度と大きな光学変化と高い結晶化温度とを併せ持つ相変化記録材料を提供すると共に、その相変化記録材料によって形成された記録層を有し、４倍速以上の高データ転送レートおよび１００ＧＢ以上の大容量な記録条件でも、記録特性、消去特性および記録マーク保存性を同時に満足できる情報記録媒体を提供することである。また、本発明は、その情報記録媒体を製造するための製造方法と、その製造で用いるターゲットを提供することも目的とする。
前記目的を達成するために、本発明の情報記録媒体は、光の照射または電気的エネルギーの印加によって情報を記録し得る情報記録媒体であって、相変化を生じ得る記録層を少なくとも備え、前記記録層が、アンチモン（Ｓｂ）、炭素（Ｃ）および原子量が３３未満である軽元素（Ｌ）よりなる。
また、本発明の情報記録媒体の製造方法は、アンチモン（Ｓｂ）、炭素（Ｃ）および原子量が３３未満である軽元素（Ｌ）よりなる記録層を成膜する工程を少なくとも含む情報記録媒体の製造方法であって、前記記録層を成膜する工程は、Ｓｂを含むターゲットを少なくとも用いて、前記Ｓｂを含むターゲットをスパッタリングすることを含んでいる。
また、本発明は、アンチモン（Ｓｂ）、炭素（Ｃ）および原子量が３３未満である軽元素（Ｌ）よりなる記録層を成膜するためのターゲットであって、アンチモン（Ｓｂ）および炭素（Ｃ）よりなるターゲットを提供する。
また、本発明は、アンチモン（Ｓｂ）、炭素（Ｃ）および原子量が３３未満である軽元素（Ｌ）よりなり、式（１）：
Ｓｂ100-x-yＣxＬy （１）
（但し、添え字１００−ｘ−ｙ、ｘおよびｙは、原子％で表されるＳｂ、ＣおよびＬの組成比を示す。）
で表され、且つｘおよびｙがｘ＋ｙ≦５０を満たす材料からなる記録層を成膜するためのターゲットであって、前記ターゲットがアンチモン（Ｓｂ）、炭素（Ｃ）および前記軽元素（Ｌ）よりなるターゲットも提供する。
本発明の情報記録媒体によれば、例えば、ＢＤ−ＲＥメディアの場合、４倍速（１４４Ｍｂｐｓ）以上の高データ転送レートにおいても、記録特性、消去特性および記録マーク保存性を同時に満足することができる。また、３つまたは４つの情報層を有する１００ＧＢ以上の大容量記録媒体においても、各情報層の記録特性、消去特性および記録マーク保存性を同時に満足することができる。このように、本発明によれば、高速で大容量な優れた情報記録媒体を実現することができる。
本発明の情報記録媒体の製造方法によれば、４倍速（１４４Ｍｂｐｓ）以上の高データ転送レートを有する情報記録媒体を製造することができる。また、３つまたは４つの情報層を有する１００ＧＢ以上の大容量な情報記録媒体を製造することができる。
本発明のターゲットをスパッタリングすることにより、大きな結晶化速度と大きな光学変化と高い結晶化温度を併せ持つ相変化記録層を実現することができる。
本発明の情報記録媒体の一例を示す部分断面図である。 本発明の情報記録媒体のさらに別の例を示す部分断面図である。 本発明の情報記録媒体のさらに別の例を示す部分断面図である。 本発明の情報記録媒体のさらに別の例を示す部分断面図である。 本発明の情報記録媒体のさらに別の例を示す部分断面図である。 本発明の情報記録媒体および電気的情報記録再生装置の構成の一部を模式的に示す図である。 本発明の電気的情報記録媒体の構成の一部を模式的に示す図である。 本発明の電気的情報記録媒体とその記録再生システムの構成の一部を模式的に示す図である。 本発明の情報記録媒体の製造方法で使用するスパッタリング装置の一例を示す模式図である。 本発明の情報記録媒体の製造方法で使用するスパッタリング装置の別の例を示す模式図である。
本発明の情報記録媒体に含まれる記録層は、上述したとおり、アンチモン（Ｓｂ）と、炭素（Ｃ）と、原子量が３３未満である軽元素（Ｌ）とを含んでいる。本発明において、前記記録層に含まれる軽元素Ｌは、例えばＢ、Ｎ、Ｏ、Ｍｇ、ＡｌおよびＳから選ばれる少なくとも一つの元素であってよい。
本発明において、前記記録層は、式（１）：Ｓｂ100-x-yＣxＬy（但し、添え字１００−ｘ−ｙ、ｘおよびｙは、原子％で表されるＳｂ、ＣおよびＬの組成比を示す。）で表され、且つｘおよびｙがｘ＋ｙ≦５０を満たす材料からなるものでもよい。前記記録層の膜厚は、例えば１５ｎｍ以下であってよく、さらに７ｎｍ以下であってもよい。なお、本明細書において、原子％で表されるＳｂ、ＣおよびＬの組成比とは、「Ｓｂ」原子、「Ｃ」原子および「Ｌ」原子の合計数を基準（１００％）とした場合の、Ｓｂ、Ｃ、Ｌの各原子％のことである。
また、本発明の情報記録媒体は、Ｎ個の情報層を含んでいてもよい。なお、ここで、Ｎは２以上の整数である。この場合、前記情報層のうち少なくとも一つの情報層が、前記記録層を含んでいる。さらに、Ｎは３または４であってよい。
本発明の情報記録媒体の製造方法は、上述したとおり、アンチモン（Ｓｂ）と、炭素（Ｃ）と、原子量が３３未満である軽元素（Ｌ）とを含む記録層を成膜する工程を少なくとも含んでおり、前記記録層を成膜する工程が、Ｓｂを含むターゲットを少なくとも用いて、前記ターゲットをスパッタリングすることを含む。本発明の製造方法において、前記Ｌは、例えばＢ、Ｎ、Ｏ、Ｍｇ、ＡｌおよびＳから選ばれる少なくとも一つの元素であってよい。
また、本発明の情報記録媒体の製造方法において、前記記録層を成膜する工程が、Ｃを含むターゲットをさらに用い、前記Ｃを含むターゲットをスパッタリングすることをさらに含んでいてもよい。また、前記記録層を成膜する工程が、前記Ｌを含むターゲットをさらに用い、前記Ｌを含むターゲットをスパッタリングすることをさらに含んでいてもよい。前記記録層を成膜する工程において、スパッタリングする際に、希ガス、または、Ｎ2ガスおよびＯ2ガスから選ばれる少なくとも一種のガスと希ガスとの混合ガスを用いてもよい。
また、前記記録層を成膜する工程で成膜された記録層が、例えば、式（１）：Ｓｂ100-x-yＣxＬy（但し、添え字１００−ｘ−ｙ、ｘおよびｙは、原子％で表されるＳｂ、ＣおよびＬの組成比を示す。以下、同様の表記を同様の意味で用いる。）で表され、且つｘおよびｙがｘ＋ｙ≦５０を満たす材料からなるものでもよい。
本発明のターゲットは、上述したとおり、少なくともアンチモン（Ｓｂ）と、炭素（Ｃ）とを含んでいる。本発明のターゲットは、原子量が３３未満である軽元素（Ｌ）をさらに含んでもよい。この場合、前記Ｌは、例えばＢ、Ｎ、Ｏ、Ｍｇ、ＡｌおよびＳから選ばれる少なくとも一つの元素であってよく、Ｂ、Ｍｇ、ＡｌおよびＳから選ばれる少なくとも一つの元素であってもよい。
本発明のターゲットを用いて成膜された記録層が、例えば、式（１）：Ｓｂ100-x-yＣxＬyで表され、且つｘおよびｙがｘ＋ｙ≦５０を満たす材料からなるものでもよい。
以下、本発明の実施の形態を、図面を参照しながら説明する。なお、以下の実施の形態は一例であり、本発明は以下の実施の形態に限定されない。また、以下の実施の形態では、同一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場合がある。
（実施の形態１）
本発明の実施の形態１として、情報記録媒体の一例を説明する。図１に、その情報記録媒体１００の一部断面を示す。情報記録媒体１００には、基板１０１上に成膜された情報層１１０および透明層１０２が順に配置されている。さらに、情報層１１０は、基板１０１の一方の表面に成膜された反射層１１２、誘電体層１１３、界面層１１４、記録層１１５、界面層１１６および誘電体層１１７がこの順に配置されて形成されている。
情報記録媒体１００は、波長４０５ｎｍ付近の青紫色域のレーザ光１０で情報を記録再生する、２５ＧＢ以上の容量を有するＢｌｕ−ｒａｙ Ｄｉｓｃとして使用できる。この構成の情報記録媒体１００には、透明層１０２側からレーザ光１０が入射し、それにより情報の記録および再生が実施される。以下、基板１０１から順に説明する。
基板１０１は、主に支持体としての機能を有し、円盤状で、透明且つ表面の平滑なものを使用する。材料としては、ポリカーボネート、アモルファスポリオレフィンもしくはポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）のような樹脂、またはガラスを挙げることができる。成形性、価格、および機械強度を考慮すると、ポリカーボネートが好ましく使用される。図示した形態において、厚さ約１．１ｍｍ、直径約１２０ｍｍの基板１０１が好ましく用いられる。
基板１０１の情報層１１０を形成する側の表面には、レーザ光１０を導くための凹凸の案内溝が形成されていてもよい。案内溝を基板１０１に形成した場合、本明細書においては、レーザ光１０に近い側にある面を便宜的に「グルーブ面」と呼び、レーザ光１０から遠い側にある面を便宜的に「ランド面」と呼ぶ。たとえば、Ｂｌｕ−ｒａｙ Ｄｉｓｃとして使用する場合、グルーブ面とランド面の段差は、１０ｎｍ以上３０ｎｍ以下であることが好ましい。また、Ｂｌｕ−ｒａｙ Ｄｉｓｃでは、グルーブ面のみに記録を行うが、グルーブ−グルーブ間の距離（グルーブ面中心からグルーブ面中心まで）は、約０．３２μｍである。
透明層１０２について説明する。情報記録媒体の記録密度を大きくする方法として、短波長のレーザ光を使用して、レーザビームを絞り込めるように対物レンズの開口数ＮＡを上げる方法がある。この場合、焦点位置が浅くなるため、レーザ光１０が入射する側に位置する透明層１０２は、基板１０１と比べてより薄く設計される。この構成によれば、より高密度の記録が可能な大容量情報記録媒体１００を得ることができる。
透明層１０２は、基板１０１同様、円盤状で、透明且つ表面の平滑なものを使用する。透明層１０２の表面から情報層１１０の記録層１１５までの距離、すなわち透明層１０２の厚さは、８０μｍ以上１２０μｍ以下が好ましく、９０μｍ以上１１０μｍ以下がより好ましい。透明層１０２は、例えば、円盤状のシートと接着層からなっていてもよいし、紫外線硬化性樹脂よりなっていてもよい。必要に応じて、レーザ光１０を導くための凹凸の案内溝が形成されていてもよい。また、誘電体層１１７の表面に保護層を設けた上に設けてもよい。いずれの構成でもよいが、総厚み（例えば、シート厚＋接着層厚＋保護層厚、または紫外線硬化性樹脂のみの厚み）が８０μｍ以上１２０μｍ以下であることが好ましい。シートは、ポリカーボネート、アモルファスポリオレフィン、またはＰＭＭＡのような樹脂で形成することが好ましく、特にポリカーボネートで形成することが好ましい。また、透明層１０２は、レーザ光１０入射側に位置するため、光学的には短波長域における複屈折が小さいことが好ましい。
反射層１１２は、光学的には記録層１１５に吸収される光量を増大させ、熱的には記録層１１５で生じた熱を速やかに拡散させて記録層１１５を急冷し、非晶質化し易くする機能を有する。さらに、反射層１１２は、誘電体層１１３から誘電体層１１７までを含む多層膜を使用環境から保護する機能をも有する。反射層１１２の材料としては、記録層１１５で生じた熱を速やかに拡散させるよう、熱伝導率が大きいことが好ましい。また、記録層１１５に吸収される光量を増大させるよう、使用するレーザ光の波長における光吸収が小さいことが好ましい。
例えば、Ａｌ、Ａｕ、ＡｇおよびＣｕより選ばれる金属またはこれらの合金を用いることができる。その耐湿性を向上させたり、熱伝導率または光学特性（例えば、光反射率、光吸収率または光透過率）を調整したりするために、上記金属または合金に、他の元素を添加した材料を使用してよい。その添加材料としては、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｃ、Ｙ、Ｌａ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｗ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｐｄ、Ｐｔ、Ｚｎ、Ｇａ、Ｉｎ、Ｃ、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｓｎ、Ｓｂ、Ｂｉ、Ｔｅ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｙｂ、Ｌｕから選ばれることが好ましい。この際、添加濃度は３原子％以下が好ましい。特に、Ａｇは波長４０５ｎｍ付近の光吸収が小さいため、情報記録媒体１００の構成にはＡｇを９７原子％以上含む反射層１１２が好ましく用いられる。
また、反射層１１２を２以上の層で形成してもよい。その場合、基板１０１側を誘電体材料よりなる層としてもよい。反射層１１２の厚さは、使用する媒体の線速度や記録層１１５の組成に合わせて調整し、４０ｎｍ以上３００ｎｍ以下であることが好ましい。４０ｎｍより薄いと急冷条件が不足し、記録層の熱が拡散しにくくなり、記録層が非晶質化しにくくなる。３００ｎｍより厚いと急冷条件が過剰になり、記録層の熱が拡散しすぎて、記録感度が悪化する（すなわち、より大きなレーザパワーが必要になる）。
誘電体層１１３および誘電体層１１７は、光学距離を調節して記録層１１５の光吸収効率を高め、結晶相の反射率と非晶質相の反射率との差を大きくして信号振幅を大きくする機能と、記録層１１５を水分等から保護する機能を兼ね備える。特性としては、使用するレーザ波長に対して透明性が高く、耐湿性に加えて耐熱性にも優れていることが好ましい。
誘電体層１１３および１１７の材料としては、酸化物、硫化物、セレン化物、窒化物、炭化物および弗化物、およびこれらの混合物を用いることができる。
酸化物としては、例えばＡｌ2Ｏ3、ＣａＯ、ＣｅＯ2、Ｃｒ2Ｏ3、Ｄｙ2Ｏ3、Ｇａ2Ｏ3、Ｇｄ2Ｏ3、ＨｆＯ2、Ｈｏ2Ｏ3、Ｉｎ2Ｏ3、Ｌａ2Ｏ3、ＭｇＯ、Ｎｂ2Ｏ5、Ｎｄ2Ｏ3、Ｓｃ2Ｏ3、ＳｉＯ2、Ｓｍ2Ｏ3、ＳｎＯ2、Ｔａ2Ｏ5、ＴｉＯ2、Ｙ2Ｏ3、Ｙｂ2Ｏ3、ＺｎＯ、ＺｒＯ2、ＺｒＳｉＯ4等を用いてもよい。硫化物としては例えばＺｎＳ等を、セレン化物としては例えばＺｎＳｅ等を用いてもよい。窒化物としては、例えばＡｌＮ、ＢＮ、ＣｒＮ、Ｇｅ3Ｎ4、ＨｆＮ、ＮｂＮ、Ｓｉ3Ｎ4、ＴａＮ、ＴｉＮ、ＶＮ、ＺｒＮ等を用いてもよい。炭化物としては、例えばＡｌ4Ｃ3、Ｂ4Ｃ、ＣａＣ2、Ｃｒ3Ｃ2、ＨｆＣ、Ｍｏ2Ｃ、ＮｂＣ、ＳｉＣ、ＴａＣ、ＴｉＣ、ＶＣ、Ｗ2Ｃ、ＷＣ、ＺｒＣ等を用いてもよい。弗化物としては、例えばＣａＦ2、ＣｅＦ3、ＤｙＦ3、ＥｒＦ3、ＧｄＦ3、ＨｏＦ3、ＬａＦ3、ＭｇＦ2、ＮｄＦ3、ＹＦ3、ＹｂＦ3等を用いてもよい。
特に、誘電体層１１３は、反射層１１２にＡｇを含む材料を用いた場合には、ＡｇがＳと反応しやすいため、硫化物以外を用いることが好ましい。
混合物としては、例えばＺｎＳ−ＳｉＯ2、ＺｎＳ−ＬａＦ3、ＺｎＳ−ＳｉＯ2−ＬａＦ3、ＺｒＯ2−ＳｉＯ2、ＺｒＯ2−ＬａＦ3、ＺｒＯ2−Ｃｒ2Ｏ3、ＺｒＯ2−ＳｉＯ2−Ｃｒ2Ｏ3、ＺｒＯ2−Ｃｒ2Ｏ3−ＬａＦ3、ＺｒＯ2−ＳｉＯ2−ＬａＦ3、ＺｒＯ2−ＳｉＯ2−Ｃｒ2Ｏ3−ＬａＦ3、ＺｒＯ2−Ｇａ2Ｏ3、ＺｒＯ2−ＳｉＯ2−Ｇａ2Ｏ3、ＺｒＯ2−Ｇａ2Ｏ3−ＬａＦ3、ＺｒＯ2−ＳｉＯ2−Ｇａ2Ｏ3−ＬａＦ3、ＺｒＯ2−Ｉｎ2Ｏ3、ＺｒＯ2−ＳｉＯ2−Ｉｎ2Ｏ3、ＺｒＯ2−Ｉｎ2Ｏ3−ＬａＦ3、ＺｒＯ2−ＳｉＯ2−Ｉｎ2Ｏ3−ＬａＦ3、ＺｒＯ2−ＳｉＯ2−Ｃｒ2Ｏ3−Ｇａ2Ｏ3、ＺｒＯ2−ＳｉＯ2−Ｃｒ2Ｏ3−Ｉｎ2Ｏ3、ＺｒＯ2−ＳｉＣ、ＺｒＯ2−ＳｉＯ2−ＳｉＣ、ＨｆＯ2−ＳｉＯ2、ＨｆＯ2−ＬａＦ3、ＨｆＯ2−Ｃｒ2Ｏ3、ＨｆＯ2−ＳｉＯ2−Ｃｒ2Ｏ3、ＨｆＯ2−Ｃｒ2Ｏ3−ＬａＦ3、ＨｆＯ2−ＳｉＯ2−ＬａＦ3、ＨｆＯ2−ＳｉＯ2−Ｃｒ2Ｏ3−ＬａＦ3、ＨｆＯ2−Ｇａ2Ｏ3、ＨｆＯ2−ＳｉＯ2−Ｇａ2Ｏ3、ＨｆＯ2−Ｇａ2Ｏ3−ＬａＦ3、ＨｆＯ2−ＳｉＯ2−Ｇａ2Ｏ3−ＬａＦ3、ＨｆＯ2−Ｉｎ2Ｏ3、ＨｆＯ2−ＳｉＯ2−Ｉｎ2Ｏ3、ＨｆＯ2−Ｉｎ2Ｏ3−ＬａＦ3、ＨｆＯ2−ＳｉＯ2−Ｉｎ2Ｏ3−ＬａＦ3、ＨｆＯ2−ＳｉＯ2−Ｃｒ2Ｏ3−Ｇａ2Ｏ3、ＨｆＯ2−ＳｉＯ2−Ｃｒ2Ｏ3−Ｉｎ2Ｏ3、ＨｆＯ2−ＳｉＣ、ＨｆＯ2−ＳｉＯ2−ＳｉＣ、ＳｎＯ2−Ｇａ2Ｏ3、ＳｎＯ2−Ｉｎ2Ｏ3、ＳｎＯ2−ＳｉＣ、ＳｎＯ2−Ｓｉ3Ｎ4、ＳｎＯ2−Ｇａ2Ｏ3−ＳｉＣ、ＳｎＯ2−Ｇａ2Ｏ3−Ｓｉ3Ｎ4、ＳｎＯ2−Ｎｂ2Ｏ5、ＳｎＯ2−Ｔａ2Ｏ5、ＣｅＯ2−Ａｌ2Ｏ3、ＣｅＯ2−Ａｌ2Ｏ3−ＳｉＯ2、Ｎｂ2Ｏ5−ＴｉＯ2、Ｎｂ2Ｏ5−ＳｉＯ2−ＴｉＯ2等を用いてもよい。
これらの材料の中で、ＺｒＯ2を含む複合材料もしくは混合材料は、４０５ｎｍ付近の波長に対して透明性が高く、耐熱性にも優れている。ＺｒＯ2を含む材料には、ＺｒＯ2の代わりにＣａＯ、ＭｇＯ、Ｙ2Ｏ3のいずれかをＺｒＯ2に添加した部分安定化ジルコニアまたは安定化ジルコニアを少なくとも一部に用いてもよい。
ＺｎＳ−ＳｉＯ2は非晶質で、熱伝導性が低く、高透明性および高屈折率を有し、また、膜形成時の成膜速度が大きく、機械特性および耐湿性にも優れた材料である。誘電体層１１７として（ＺｎＳ）80（ＳｉＯ2）20（添え字はｍｏｌ％を示す。）を用いてよい。
あるいは、誘電体層１１３もしくは誘電体層１１７を、上記酸化物等や混合物を積層して２以上の層で形成してもよい。
誘電体層１１３および誘電体層１１７は、各々の光路長（即ち、誘電体層の屈折率ｎと誘電体層の膜厚ｄとの積ｎｄ）を変えることにより、結晶相の記録層１１５の光吸収率Ａｃ（％）と非晶質相の記録層１１５の光吸収率Ａａ（％）、記録層１１５が結晶相であるときの情報記録媒体１００の光反射率Ｒｃ（％）と記録層１１５が非晶質相であるときの情報記録媒体１００の光反射率Ｒａ（％）、記録層１１５が結晶相である部分と非晶質相である部分の情報記録媒体１００の光の位相差Δφを調整する機能を有する。記録マークの再生信号振幅を大きくして、信号品質を上げるためには、反射率差｜Ｒｃ−Ｒａ｜または反射率比Ｒｃ／Ｒａが大きいことが望ましい。また、記録層１１５がレーザ光１０を吸収するように、ＡｃおよびＡａも大きいことが望ましい。これらの条件を同時に満足するように誘電体層１１３および誘電体層１１７の光路長を決定する。それらの条件を満足する光路長は、例えばマトリクス法（例えば久保田広著「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正確に決定することができる。誘電体層の屈折率をｎ、膜厚をｄ（ｎｍ）、レーザ光１０の波長をλ（ｎｍ）とした場合、光路長ｎｄは、ｎｄ＝ａλで表される。ここで、ａは正の数とする。情報記録媒体１００の記録マークの再生信号振幅を大きくして信号品質を向上させるには、例えば、情報記録媒体１００のようにＢｌｕ−ｒａｙ Ｄｉｓｃで使用する場合、１８％≦Ｒｃ且つＲａ≦４％を満足するように誘電体層１１３および誘電体層１１７の光路長ｎｄをマトリクス法に基づく計算により厳密に決定することができる。例えば、屈折率が２から３である誘電体材料を誘電体層１１３および誘電体層１１７に用いる場合、誘電体層１１３の厚さは５０ｎｍ以下が好ましく、３ｎｍ以上３０ｎｍ以下がより好ましい。また、誘電体層１１７の厚さは２０ｎｍ以上１００ｎｍ以下が好ましく、３０ｎｍ以上８０ｎｍ以下がより好ましい。
界面層１１４および界面層１１６について説明する。界面層１１４は、誘電体層１１３と記録層１１５との間で、繰り返し記録により生じる物質移動を防止するために設けられる。同様に、界面層１１６は、誘電体層１１７と記録層１１５との間で、繰り返し記録により生じる物質移動を防止するために設けられる。ここで物質移動とは、繰り返し記録により層間で原子が一方にまたは相互に移動する現象をいう。例えば誘電体層１１３または誘電体層１１７に（ＺｎＳ）80（ＳｉＯ2）20（ｍｏｌ％）を使用した場合、レーザ光１０を記録層１１５に照射して繰り返し書き換えている間に、ＺｎＳのＳが記録層１１５に拡散していく。また、界面層１１４および界面層１１６は、誘電体層１１３と記録層１１５、および誘電体層１１７と記録層１１５の密着性が悪い場合の、接着機能をも有する。
界面層１１４および界面層１１６には、硫化物を含む材料は使用しないことが好ましい。界面層１１４および界面層１１６の材料としては、記録層１１５との密着性に優れ、記録層１１５にレーザ光１０を照射した際に、溶けたり分解したりしない、耐熱性の強い材料が好ましい。その材料としては、酸化物、窒化物、炭化物、硼化物および弗化物、およびこれらの混合物を用いることができる。
酸化物としては、例えばＡｌ2Ｏ3、ＣａＯ、ＣｅＯ2、Ｃｒ2Ｏ3、Ｄｙ2Ｏ3、Ｇａ2Ｏ3、Ｇｄ2Ｏ3、ＨｆＯ2、Ｈｏ2Ｏ3、Ｉｎ2Ｏ3、Ｌａ2Ｏ3、ＭｇＯ、Ｎｂ2Ｏ5、Ｎｄ2Ｏ3、Ｓｃ2Ｏ3、ＳｉＯ2、Ｓｍ2Ｏ3、ＳｎＯ2、Ｔａ2Ｏ5、ＴｉＯ2、Ｙ2Ｏ3、Ｙｂ2Ｏ3、ＺｎＯ、ＺｒＯ2、ＺｒＳｉＯ4等を用いてもよい。窒化物としては、例えばＡｌＮ、ＢＮ、ＣｒＮ、Ｇｅ3Ｎ4、ＨｆＮ、ＮｂＮ、Ｓｉ3Ｎ4、ＴａＮ、ＴｉＮ、ＶＮ、ＺｒＮ等を用いてもよい。炭化物としては、例えばＣ、Ａｌ4Ｃ3、Ｂ4Ｃ、ＣａＣ2、Ｃｒ3Ｃ2、ＨｆＣ、Ｍｏ2Ｃ、ＮｂＣ、ＳｉＣ、ＴａＣ、ＴｉＣ、ＶＣ、Ｗ2Ｃ、ＷＣ、ＺｒＣ等を用いてもよい。硼化物としては、例えばＢ、ＣａＢ6、ＨｆＢ2、ＺｒＢ2、ＴｉＢ2、ＴａＢ2、ＭｏＢ、ＮｂＢ2、ＷＢ、ＶＢ2、ＬａＢ6等を用いてもよい。弗化物としては、例えばＣａＦ2、ＣｅＦ3、ＤｙＦ3、ＥｒＦ3、ＧｄＦ3、ＨｏＦ3、ＬａＦ3、ＭｇＦ2、ＮｄＦ3、ＹＦ3、ＹｂＦ3等を用いてもよい。
混合物としては、例えばＺｒＯ2−Ｃｒ2Ｏ3、ＺｒＳｉＯ4−Ｃｒ2Ｏ3、ＺｒＯ2−ＳｉＯ2−Ｃｒ2Ｏ3、ＺｒＯ2−ＳｉＯ2−Ｃｒ2Ｏ3−ＬａＦ3、ＺｒＯ2−Ｇａ2Ｏ3、ＺｒＳｉＯ4−Ｇａ2Ｏ3、ＺｒＯ2−ＳｉＯ2−Ｇａ2Ｏ3、ＺｒＯ2−Ｉｎ2Ｏ3、ＺｒＳｉＯ4−Ｉｎ2Ｏ3、ＺｒＯ2−ＳｉＯ2−Ｉｎ2Ｏ3、ＺｒＯ2−ＳｉＣ、ＺｒＳｉＯ4−ＳｉＣ、ＺｒＯ2−ＳｉＯ2−ＳｉＣ、ＨｆＯ2−Ｃｒ2Ｏ3、ＨｆＯ2−ＳｉＯ2−Ｃｒ2Ｏ3、ＨｆＯ2−Ｇａ2Ｏ3、ＨｆＯ2−ＳｉＯ2−Ｇａ2Ｏ3、ＨｆＯ2−Ｉｎ2Ｏ3、ＨｆＯ2−ＳｉＯ2−Ｉｎ2Ｏ3、ＨｆＯ2−ＳｉＣ、ＨｆＯ2−ＳｉＯ2−ＳｉＣ、ＳｎＯ2−Ｇａ2Ｏ3、ＳｎＯ2−Ｉｎ2Ｏ3、ＳｎＯ2−ＳｉＣ、ＳｎＯ2−Ｓｉ3Ｎ4、ＳｎＯ2−Ｇａ2Ｏ3−ＳｉＣ、ＳｎＯ2−Ｇａ2Ｏ3−Ｓｉ3Ｎ4、ＳｎＯ2−Ｎｂ2Ｏ5、ＳｎＯ2−Ｔａ2Ｏ5、Ｃｒ2Ｏ3−ＺｎＯ、Ｃｒ2Ｏ3−Ａｌ2Ｏ3、Ｃｒ2Ｏ3−ＣｅＯ2、Ｃｒ2Ｏ3−Ｄｙ2Ｏ3、Ｃｒ2Ｏ3−Ｇａ2Ｏ3、Ｃｒ2Ｏ3−Ｉｎ2Ｏ3、Ｃｒ2Ｏ3−ＭｇＯ、Ｃｒ2Ｏ3−Ｎｂ2Ｏ5、Ｃｒ2Ｏ3−ＳｉＯ2、Ｃｒ2Ｏ3−ＳｎＯ2、Ｃｒ2Ｏ3−ＴｉＯ2、Ｃｒ2Ｏ3−Ｔａ2Ｏ5、Ｃｒ2Ｏ3−Ｙ2Ｏ3、Ｃｒ2Ｏ3−ＬａＦ3、Ｃｒ2Ｏ3−Ｂ、Ｃｒ2Ｏ3−ＴｉＢ2、ＺｎＯ−ＳｉＯ2、ＺｎＯ−ＺｒＯ2、ＺｎＯ−ＨｆＯ2、ＺｎＯ−Ａｌ2Ｏ3等を用いてもよい。
これらの材料の中で、ＺｒＯ2を含む複合材料もしくは混合材料は、４０５ｎｍ付近の波長に対して透明性が高く、耐熱性にも優れているので界面層１１４および界面層１１６に好ましく用いられる。ＺｒＯ2を含む材料には、ＺｒＯ2の代わりにＣａＯ、ＭｇＯ、Ｙ2Ｏ3のいずれかをＺｒＯ2に添加した部分安定化ジルコニアまたは安定化ジルコニアを少なくとも一部に用いてもよい。ＺｒＯ2を含む複合材料もしくは混合材料の中でも、ＺｒＯ2とＳｉＯ2とＣｒ2Ｏ3とを含む材料（例えば、ＺｒＯ2とＳｉＯ2とＣｒ2Ｏ3からなる材料）が、透明性と耐熱性に加えて、記録層１１５との密着性により優れているので、より好ましい。
界面層１１４および界面層１１６の膜厚は、０．３ｎｍ以上１０ｎｍ以下であることが好ましく、０．５ｎｍ以上７ｎｍ以下であることがより好ましい。界面層１１４および１１６が厚いと、基板１０１の表面に形成された反射層１１２から誘電体層１１７までの積層体の光反射率および光吸収率が変化して、記録消去性能に影響を与える場合がある。また、０．３ｎｍ未満であると、物質移動を防止する機能が低下する場合がある。
なお、誘電体層１１３が硫化物またはＺｎを含まない材料で、且つ記録層１１５との密着性にも優れている場合には、界面層１１４は必要に応じて設ける。同様に、誘電体層１１７が硫化物またはＺｎを含まない材料で、且つ記録層１１５との密着性にも優れている場合には、界面層１１６は必要に応じて設ける。
本発明の記録層１１５は、相変化を生じ得る記録層であり、アンチモン（Ｓｂ）と、炭素（Ｃ）と、原子量が３３未満である軽元素（Ｌ）とを含む。この材料構成により、大きな結晶化速度と大きな光学変化と高い結晶化温度とを併せ持つ、相変化記録材料を実現することができる。
Ｓｂは非常に結晶化しやすい材料であり、結晶化温度が約９０℃くらいである。スパッタリングにより形成したＳｂ膜は非晶質状態であるが、室温で放置しておくと徐々に結晶化が進む。したがって、Ｓｂだけでは非晶質状態の安定性に欠ける。すなわち、優れた記録マークの保存性を確保することが困難である。
Ｃは、このようなＳｂの課題を解決する機能を有し、Ｓｂに添加することにより、大きな結晶化速度を維持して、結晶化温度を２００℃以上に上昇させることができる。また、記録層１１５の非晶質状態と結晶状態の間の光学的な変化を大きくする機能をも有する。
さらに、原子量が３３未満である軽元素（Ｌ）を添加することにより、結晶化温度を低下させずに、結晶化速度を調整することができる。Ｌは、Ｂ、Ｎ、Ｏ、Ｍｇ、ＡｌおよびＳから選ばれる少なくとも一つの元素であることがより好ましい。軽元素の中でもこれらの元素を含む材料は、製造面、コスト面、環境面で優れた材料である。
例えば、４倍速以上の、高倍速な記録条件で使用する材料に要求される特性は、高速記録できるよう大きな結晶化速度を有すること、且つ、記録マークが安定に保存されるよう結晶化温度が高いこと、である。
Ｓｂに原子量が３３以上の元素、例えば遷移金属（第２遷移元素、第３遷移元素）や貴金属を添加すると、確かに結晶化温度を上げることができる。しかしながら、結晶化温度が低下するという副作用が伴うため、２０原子％も添加すると、４倍速以上では使用が困難となる。それに対して、ＳｂにＣを添加する場合、Ｃは結晶化速度を低下させることなく、結晶化温度を上げることができる。それゆえ、Ｃの場合は５０原子％近くまで添加しても、４倍速以上で使用できる。ＳｂとＣに遷移金属や貴金属を添加する場合も、同様に結晶化速度が低下するため、４倍速以上で使用するには、それらの添加濃度は多くても１０原子％程度である。
これに対し、ＳｂとＣに、原子量が３３未満の軽元素（Ｌ）が添加された材料を含む本発明の記録層１１５は、ＣとＬの濃度を調整することにより、高い結晶化温度と大きな結晶化速度とを両立できる。４倍速以上で使用する場合も、ＣとＬとを合わせて５０原子％まで添加することが可能である。このように、Ｓｂと、Ｃと、Ｌとを含む記録材料は、高倍速で使用する場合でも、添加できるＣとＬの組成範囲が十分に広いという利点がある。したがって、本発明によれば、ＣとＬの添加濃度を適宜調整することによって、記録層の結晶化速度、結晶化温度および光学変化量の微調整が可能となるため、設計の自由度が高いという効果も得られる。
光学的変化を、記録層が非晶質状態であるときの記録層の複素屈折率（ｎa−ｉｋa、ｎaは屈折率、ｋaは消衰係数）と記録層が結晶状態であるときの記録層の複素屈折率（ｎc−ｉｋc、ｎcは屈折率、ｋcは消衰係数）との差の大きさＤn+k（｜ｎc−ｎa｜＋｜ｋc−ｋa｜）で定義すると、Ｄn+kが大きいほど光学変化が大きい。例えば、Ｓｂ80Ｃ15Ｂ5のＤn+kは１．９であり、Ｓｂ80Ｃ15Ｎ5のＤn+kも１．９である。これに対し、Ｓｂ85Ｇｅ15のＤn+kは１．６であった。特に、ＳｂにＣとＬを添加することでｋaが小さくなり、｜ｋc−ｋa｜を大きくすることができるようになる。
また、本発明の記録層１１５は、Ｓｂ100-x-yＣxＬyで表され、且つｘおよびｙがｘ＋ｙ≦５０を満たす材料からなるものであってもよい。ＣとＬを合わせた組成比は、５０原子％以下が好ましい。５０原子％を超えると、記録層１１５の結晶化速度が低下し、例えば４倍速に相当する転送レートでの結晶化が不十分となり、記録消去特性が悪化する場合がある。また、低転送レートでの非晶質状態の安定性を確保するために、本実施の形態では、ＣとＬを合わせた組成比は３０原子％以上が好ましい。ＣとＬの組成は、転送レートに対して最適となるように選んでよいが、大きな光学的変化と大きな結晶化速度を維持するために、ｘ≧ｙが好ましい。ここで、ＳｂとＣとＬを含む記録層の組成は、例えばＸ線マイクロアナライザー（ＸＭＡ）で分析することができる。これは、電子線を試料に照射した際に発生する特性Ｘ線の波長や強度を測定することによって、試料に含まれる元素の種類と組成を調べることができる分析方法である。
スパッタリングで形成された記録層１１５には、スパッタ雰囲気中に存在する希ガス（Ａｒ、Ｋｒ、Ｘｅ）、水分（Ｏ−Ｈ）、有機物（Ｃ）、空気（Ｎ、Ｏ）、スパッタ室に配置された冶具の成分（金属）およびターゲットに含まれる不純物（金属、半金属、半導体、誘電体）等が不可避に含まれ、ＸＭＡ等の分析で検出されることがある。これら不可避の成分は記録層に含まれる全原子を１００原子％とした場合、１０原子％を上限として含まれていてもよく、不可避に含まれる成分を除いて、Ｓｂ、ＣおよびＬが、Ｓｂ100-x-yＣxＬyの関係にあり、且つｘ＋ｙ≦５０を満たせばよい。すなわち、本明細書において、「記録層１１５が、Ｓｂ100-x-yＣxＬyで表され、且つｘおよびｙがｘ＋ｙ≦５０を満たす材料からなるものである」とは、記録層１１５中に上記のような不可避成分が存在する場合も含まれる。これは、以降の実施の形態で説明する記録層２１５、２２５、３１５、３２５、３３５、４１５、４２５、４３５、４４５および６０３にも同様に適用される。
具体的な組成は、Ｓｂ−Ｃ−Ｂ、Ｓｂ−Ｃ−Ｂ−Ｎ、Ｓｂ−Ｃ−Ｂ−Ｏ、Ｓｂ−Ｃ−Ｂ−Ｍｇ、Ｓｂ−Ｃ−Ｂ−Ｍｇ−Ｎ、Ｓｂ−Ｃ−Ｂ−Ｍｇ−Ｏ、Ｓｂ−Ｃ−Ｂ−Ｍｇ−Ｎ−Ｏ、Ｓｂ−Ｃ−Ｂ−Ａｌ、Ｓｂ−Ｃ−Ｂ−Ａｌ−Ｎ、Ｓｂ−Ｃ−Ｂ−Ａｌ−Ｏ、Ｓｂ−Ｃ−Ｂ−Ａｌ−Ｎ−Ｏ、Ｓｂ−Ｃ−Ｂ−Ｓ、Ｓｂ−Ｃ−Ｂ−Ｓ−Ｎ、Ｓｂ−Ｃ−Ｂ−Ｓ−Ｏ、Ｓｂ−Ｃ−Ｂ−Ｓ−Ｎ−Ｏ、Ｓｂ−Ｃ−Ｎ、Ｓｂ−Ｃ−Ｎ−Ｏ、Ｓｂ−Ｃ−Ｎ−Ｍｇ、Ｓｂ−Ｃ−Ｎ−Ｍｇ−Ｏ、Ｓｂ−Ｃ−Ｎ−Ａｌ、Ｓｂ−Ｃ−Ｎ−Ａｌ−Ｏ、Ｓｂ−Ｃ−Ｎ−Ｓ、Ｓｂ−Ｃ−Ｎ−Ｓ−Ｏ、Ｓｂ−Ｃ−Ｏ、Ｓｂ−Ｃ−Ｏ−Ｍｇ、Ｓｂ−Ｃ−Ｏ−Ａｌ、Ｓｂ−Ｃ−Ｏ−Ｓ、Ｓｂ−Ｃ−Ｍｇ、Ｓｂ−Ｃ−Ｍｇ−Ａｌ、Ｓｂ−Ｃ−Ｍｇ−Ａｌ−Ｎ、Ｓｂ−Ｃ−Ｍｇ−Ａｌ−Ｏ、Ｓｂ−Ｃ−Ｍｇ−Ａｌ−Ｎ−Ｏ、Ｓｂ−Ｃ−Ｍｇ−Ｓ、Ｓｂ−Ｃ−Ｍｇ−Ｓ−Ｎ、Ｓｂ−Ｃ−Ｍｇ−Ｓ−Ｏ、Ｓｂ−Ｃ−Ｍｇ−Ｓ−Ｎ−Ｏ、Ｓｂ−Ｃ−Ａｌ、Ｓｂ−Ｃ−Ａｌ−Ｓ、Ｓｂ−Ｃ−Ａｌ−Ｓ−Ｎ、Ｓｂ−Ｃ−Ａｌ−Ｓ−Ｏ、Ｓｂ−Ｃ−Ａｌ−Ｓ−Ｎ−Ｏ、Ｓｂ−Ｃ−Ｓ等が挙げられる。
本発明の記録層１１５の膜厚は、１５ｎｍ以下であることが好ましい。１５ｎｍ以下であれば、情報記録媒体１００の構成において、２５ＧＢ以上の容量且つ４倍速以上の転送レートで、良好な記録消去特性が得られる。１５ｎｍを超えると、熱容量が大きくなり記録に要するレーザパワーが大きくなる。また、記録層１１５で生じた熱が反射層１１２の方向へ拡散しにくくなり、高密度記録に必要な小さい記録マークの形成が困難となる。さらには、８ｎｍ以上１４ｎｍ以下がより好ましい。この膜厚範囲においては、４倍速以上の高転送レートに加えて２倍速以下の低転送レートでも、良好な記録消去特性が得られるので、回転数一定のＣｏｎｓｔａｎｔ Ａｎｇｕｌａｒ Ｖｅｌｏｃｉｔｙ（ＣＡＶ）として使用することもできる。
続いて、実施の形態１の情報記録媒体１００を製造する方法を説明する。情報記録媒体１００は、案内溝（グルーブ面とランド面）が形成された基板１０１をスパッタリング装置に配置し、基板１０１の案内溝が形成された表面に、反射層１１２を成膜する工程、誘電体層１１３を成膜する工程、界面層１１４を成膜する工程、記録層１１５を成膜する工程、界面層１１６を成膜する工程、誘電体層１１７を成膜する工程、を順次実施し、さらに、誘電体層１１７の表面に透明層１０２を形成する工程を実施することにより、製造される。
ここで、情報記録媒体の製造を行うスパッタリング（成膜）装置の一例を説明する。図９に、二極グロー放電型スパッタリング装置２０の一例を示す。スパッタ室２１内は、排気口２２に真空ポンプ２３が接続され、高真空に保たれる。スパッタガス導入口２４からは、一定流量のスパッタガス（例えばＡｒガス等）が導入される。基板２５は基板ホルダー（陽極）２６に取り付けられ、ターゲット（陰極）２７はターゲット電極２８に固定されており、電源２９に接続されている。両極間に高電圧を加えることにより、グロー放電が発生し、例えばＡｒ正イオンを加速してターゲット２７に衝突させ、スパッタリングさせる。スパッタされた粒子は基板２５上に堆積し薄膜が形成される。スパッタ中、ターゲット２７を冷却するため、電極２８には例えば水を循環させる（図中、３０は循環水を示す）。陰極へ印加する電源の種類によって直流型と高周波型に分けられる。スパッタリング装置２０は、スパッタ室２１を複数個つないでもよいし、スパッタ室２１に複数個のターゲット２７を配置してもよく、そのような構造とすることにより、複数の成膜工程を実施して多層膜を積層することができる。以下の実施の形態のスパッタリングでも、同様の装置を用いることができ、基板２５として、本実施の形態および後述する実施の形態２〜６で説明する基板１０１、２０１、３０１、４０１、５０１、６０１（図１〜図６参照）を用いることができる。
また、スパッタリング装置の別の例を説明する。図１０に、直流（ＤＣ）マグネトロンスパッタ装置２０の一例を示す。なお、図１０中、図９と同一の符号が付されている部材は、図９を参照しながら説明した部材と同じであるため、その説明を省略する場合がある。スパッタ室２１内には、排気口２２に真空ポンプ２３が接続され、高真空に保たれる。スパッタガス導入口２４には、ガスボンベ（例えばＡｒガス）が接続され、ここから一定流量のスパッタガス（例えばＡｒガス）が導入される。マグネトロンスパッタにおいては、ターゲット２７の裏面に配置された永久磁石３１によってターゲット２７表面に磁界が発生し、電界と直交する部分に最もプラズマが集中するので、より多くの粒子がスパッタされる。陰極に印加する電源の種類によって、直流型と高周波（ＲＦ）型に分けられる。ＲＦマグネトロンスパッタ装置の場合は、直流電源２９の代わりに、インピーダンス整合回路と高周波電源とが接続されている。なお、図１０においては、図９に示されている循環水３０が省略されている。
以下の説明を含む本明細書において、各層に関して、「表面」というときは、特に断りのない限り、各層が形成されたときの露出している表面（厚さ方向に垂直な表面）を指すものとする。
最初に、基板１０１の案内溝が形成された面に、反射層１１２を成膜する工程を実施する。反射層１１２は、反射層１１２を構成する金属または合金を含むターゲットをスパッタリングすることにより成膜される。スパッタリングは、直流電源または高周波電源を用いて、希ガス雰囲気中、または酸素ガスおよび／または窒素ガスと希ガスとの混合ガス雰囲気中で実施してよい。希ガスは、Ａｒガス、Ｋｒガス、Ｘｅガスのいずれでもよい。
反射層１１２を成膜するターゲットとしては、Ａｌ、Ａｕ、ＡｇおよびＣｕのうち少なくとも１つを含む材料、または、それらの合金を用いてもよい。スパッタリング装置によっては、ターゲットの組成と形成される反射層の組成が一致しない場合もあるので、その場合はターゲットの組成を調整して、目標の組成の反射層１１２を得ることができる。ターゲットは、粉末を溶かして合金化して固めたものや粉末を高温高圧下で固めたもの等、製法に依らず用いることができる。例えば、反射層１１２としてＡｇ−Ｃｕ系合金を形成する際には、Ａｇ−Ｃｕ系合金ターゲットを用いてよい。
次に、反射層１１２の表面に、誘電体層１１３を成膜する工程を実施する。誘電体層１１３もまた、誘電体層１１３を構成する元素、混合物または化合物を含むターゲットをスパッタリングすることにより成膜される。スパッタリングは、高周波電源を用いて、希ガス雰囲気中、または酸素ガスおよび／または窒素ガスと希ガスとの混合ガス雰囲気中で実施してよい。可能であれば直流電源やパルス発生式直流電源を用いてもよい。希ガスは、Ａｒガス、Ｋｒガス、Ｘｅガスのいずれでもよい。
誘電体層１１３を成膜するターゲットとしては、酸化物、硫化物、セレン化物、窒化物、炭化物および弗化物、およびこれらの混合物を用いることができ、誘電体層１１３の材料を形成できるようにターゲットの材料・組成を決める。スパッタリング装置によっては、ターゲットの組成と形成される誘電体層の組成が一致しない場合もあるので、その場合はターゲットの組成を調整して、目標の組成の誘電体層１１３を得ることができる。また、酸化物を含む誘電体層を形成する際には、スパッタリング中に酸素が欠損する場合があるので、酸素欠損を抑えたターゲットを用いるか、あるいは、１０％以下の少量の酸素ガスを希ガスに混合した雰囲気中でスパッタリングしてよい。また、金属、半金属および半導体材料のターゲットを用いて、１０％以上の多めの酸素ガスおよび／または窒素ガスを希ガスに混合した雰囲気中で、反応性スパッタリングにより誘電体層１１３を形成してもよい。
あるいは、誘電体層１１３は、単体の化合物の各々のターゲットを複数の電源を用いて同時にスパッタリングすることによって、形成することもできる。また、誘電体層１１３は、２以上の化合物を組み合わせた２元系ターゲットや３元系ターゲット等を、複数の電源を用いて同時にスパッタリングすることによって形成することもできる。これらのターゲットを使用する場合でも、スパッタリングは、希ガス雰囲気中、または酸素ガスおよび／または窒素ガスと希ガスとの混合ガス雰囲気中で実施してよい。
次に、誘電体層１１３の表面に、界面層１１４を成膜する工程を実施する。界面層１１４もまた、界面層１１４を構成する元素、混合物または化合物を含むターゲットをスパッタリングすることにより成膜される。スパッタリングは、高周波電源を用いて、希ガス雰囲気中、または酸素ガスおよび／または窒素ガスと希ガスとの混合ガス雰囲気中で実施してよい。可能であれば直流電源やパルス発生式直流電源を用いてもよい。希ガスは、Ａｒガス、Ｋｒガス、Ｘｅガスのいずれでもよい。
界面層１１４を成膜するターゲットとしては、酸化物、窒化物、炭化物、硼化物および弗化物、およびこれらの混合物を用いることができる。界面層１１４の材料を形成できるようにターゲットの材料・組成を決める。スパッタリング装置によっては、ターゲットの組成と形成される界面層の組成が一致しない場合もあるので、その場合はターゲットの組成を調整して、目標の組成の界面層１１４を得ることができる。また、酸化物を含む界面層を形成する際には、スパッタリング中に酸素が欠損する場合があるので、酸素欠損を抑えたターゲットを用いるかあるいは、１０％以下の少量の酸素ガスを希ガスに混合した雰囲気中でスパッタリングしてよい。また、金属、半金属および半導体材料のターゲットを用いて、１０％以上の多めの酸素ガスおよび／または窒素ガスを希ガスに混合した雰囲気中で、反応性スパッタリングにより界面層を形成してもよい。
あるいは、界面層１１４は、単体の化合物の各々のターゲットを複数の電源を用いて同時にスパッタリングすることによって、形成することもできる。また、界面層１１４は、２以上の化合物を組み合わせた２元系ターゲットや３元系ターゲット等を、複数の電源を用いて同時にスパッタリングすることによって形成することもできる。これらのターゲットを使用する場合でも、スパッタリングは、希ガス雰囲気中、または酸素ガスおよび／または窒素ガスと希ガスとの混合ガス雰囲気中で実施してよい。
次に、界面層１１４の表面に、本発明の記録層１１５を成膜する工程を実施する。記録層１１５は、Ｓｂを含むターゲットを少なくとも用いて、Ｓｂを含むターゲットをスパッタリングすることにより成膜できる。以下、各々の材料の記録層１１５についてその成膜方法について説明する。
軽元素ＬとしてＢ、Ｍｇ、Ａｌのうち少なくとも一つが含まれる場合、すなわちＳｂとＣとＬ（Ｂ、Ｍｇおよび／またはＡｌ）を含む記録層１１５を成膜する場合、Ｓｂ−Ｃ−Ｌ（ＳｂとＣとＬを含む）ターゲットをスパッタ室に備えて、スパッタリングすることによって成膜することができる。あるいは、組成比の異なるＳｂ−Ｃ−Ｌターゲットを２以上スパッタ室に備えて、同時にスパッタリングすることによっても形成することができる。あるいは、Ｓｂターゲット、ＣターゲットおよびＬターゲットそれぞれをスパッタ室に備えて、同時にスパッタリングすることによっても形成することができる。あるいは、Ｓｂ−Ｃターゲット、ＳｂターゲットおよびＬターゲットそれぞれをスパッタ室に備えて、同時にスパッタリングすることによっても形成することができる。あるいは、Ｓｂ−ＣターゲットとＬターゲットそれぞれをスパッタ室に備えて、同時にスパッタリングすることによっても形成することができる。あるいは、Ｓｂ−ＬターゲットとＣターゲットそれぞれをスパッタ室に備えて、同時にスパッタリングすることによっても形成することができる。あるいは、ＳｂターゲットとＣ−Ｌターゲットそれぞれをスパッタ室に備えて、同時にスパッタリングすることによっても形成することができる。いずれも希ガス雰囲気中で実施してよい。希ガスは、Ａｒガス、Ｋｒガス、Ｘｅガスのいずれでもよい。さらに、記録層１１５にＮおよび／またＯを含ませる場合、酸素ガスおよび／または窒素ガスと希ガスとの混合ガス雰囲気中で、反応性スパッタリングにより記録層１１５を成膜してもよい。
軽元素ＬとしてＳが含まれる場合、すなわちＳｂとＣとＳを含む記録層１１５を成膜する場合、Ｓｂ−Ｃ−Ｓを含むターゲットをスパッタ室に備えて、スパッタリングすることによって成膜することができる。あるいは、組成比の異なるＳｂ−Ｃ−Ｓターゲットを２以上備えて、同時にスパッタリングすることによっても形成することができる。あるいは、Ｓｂ−ＳターゲットとＣターゲットそれぞれをスパッタ室に備えて、同時にスパッタリングすることによっても形成することができる。あるいは、ＳｂターゲットとＣ−Ｓターゲットそれぞれをスパッタ室に備えて、同時にスパッタリングすることによっても形成することができる。いずれも希ガス雰囲気中で実施してよい。希ガスは、Ａｒガス、Ｋｒガス、Ｘｅガスのいずれでもよい。さらに、記録層１１５にＮおよび／またＯを含ませる場合、酸素ガスおよび／または窒素ガスと希ガスとの混合ガス雰囲気中で、反応性スパッタリングにより記録層１１５を成膜してもよい。
軽元素ＬとしてＮおよび／またＯが含まれる場合、すなわちＳｂとＣとＬを含む記録層１１５を成膜する場合、Ｓｂ−Ｃを含むターゲットをスパッタ室に備えて、酸素ガスおよび／または窒素ガスと希ガスとの混合ガス雰囲気中で、反応性スパッタリングすることにより記録層１１５を成膜することができる。あるいは、ＳｂターゲットとＣターゲットそれぞれをスパッタ室にスパッタ室に備えて、酸素ガスおよび／または窒素ガスと希ガスとの混合ガス雰囲気中で、同時に反応性スパッタリングすることにより記録層１１５を形成することもできる。あるいは、Ｎおよび／またＯと、ＳｂおよびＣを含むターゲットを、希ガス雰囲気中、または少量の酸素ガスおよび／または少量の窒素ガスと希ガスとの混合ガス雰囲気中でスパッタリングしてもよい。
いずれの方法においても、式（１）：Ｓｂ100-x-yＣxＬyで表され、且つｘおよびｙがｘ＋ｙ≦５０を満たす材料からなる記録層１１５を形成することができる。例えば、Ｓｂ−Ｃ−Ｌを含むターゲットを用いる場合、スパッタリング装置によってはターゲットの組成と形成される記録層の組成が一致しない場合もあるが、Ｓｂ−Ｃ−Ｌを含むターゲットの組成を調整することによって、式（１）の組成の記録層１１５を得ることができる。あるいは、複数のターゲットを備えて同時スパッタリングする場合には、個々の電源の出力を調整して組成を制御することにより、式（１）の組成の記録層１１５を得ることができる。あるいは、反応性スパッタリングの場合には、ターゲットの組成調整もしくは電源の出力調整に加えて、酸素ガスや窒素ガスの流量や圧力、希ガスとの流量比や圧力比を調整することにより、式（１）の組成の記録層１１５を得ることができる。
本発明の記録層を成膜するために用いられる本発明のターゲットについて説明する。本ターゲットは、少なくともアンチモン（Ｓｂ）と、炭素（Ｃ）とを含む。さらに原子量が３３未満である軽元素（Ｌ）を含んでもよく、この場合はＬがＢ、Ｎ、Ｏ、Ｍｇ、ＡｌおよびＳから選ばれる少なくとも一つの元素であってよい。あるいは、ＬがＢ、Ｍｇ、ＡｌおよびＳから選ばれる少なくとも一つの元素であってよい。本ターゲットをスパッタリングすることによって、ＳｂとＣとＬとを含む記録層を形成することができる。
融点の高いＣのスパッタ率は、Ｓｂのスパッタ率に比べて低いので、記録層に含まれるＣの組成比よりもターゲットに含ませるＣの組成比を、５％〜２０％多くすることが好ましい。使用するスパッタリング装置やスパッタリング条件によってその増量は異なるが、例えば、Ｓｂ50Ｃ50記録層を成膜するためのターゲットの組成比は、例えばＳｂ47.5Ｃ52.5〜Ｓｂ40Ｃ60の範囲であってよい。記録層の組成比をＸ線マイクロアナライザーで分析して、記録層の組成比が目標の組成比となるように、Ｓｂ−Ｃ−Ｌターゲットの好ましい組成比を決めることができる。
本実施の形態の記録層１１５が、ＬとしてＢ、Ｍｇ、ＡｌおよびＳのうち少なくとも一つと、ＳｂとＣとを含む場合、記録層１１５を成膜する際に、Ｓｂ−Ｃ−Ｌターゲットをスパッタリングしてよい。さらに、記録層１１５にＮおよび／またはＯを含ませる場合、酸素ガスおよび／または窒素ガスと希ガスとの混合ガス雰囲気中で、反応性スパッタリングにより記録層１１５を成膜してよい。
Ｎおよび／またはＯと、ＳｂとＣとを含む記録層１１５を成膜する場合、Ｓｂ−Ｃターゲットを、酸素ガスおよび／または窒素ガスと希ガスとの混合ガス雰囲気中で、反応性スパッタリングにより記録層１１５を成膜してよい。あるいは、Ｎおよび／またはＯと、Ｓｂと、Ｃとを含むターゲットを、希ガス雰囲気中、または少量の酸素ガスおよび／または少量の窒素ガスと希ガスとの混合ガス雰囲気中でスパッタリングしてよい。
次に、本発明のターゲットの製造方法の一例を説明する。例えば、アンチモン（Ｓｂ）と、炭素（Ｃ）と、アルミニウム（Ａｌ）とを含むターゲットの製造方法について説明する。所定の粒径を有する高純度なＳｂの粉末、Ｃの粉末およびＡｌの粉末を準備し、これらを所定の混合比になるように秤量して混合し、ホットプレス装置に入れる。ホットプレス装置を必要に応じて真空にし、所定の高い圧力と高い温度の条件下で、所定時間保持して、混合粉末を焼結させる。混合を十分に行うことにより、ターゲットの面内・厚み方向の組成が均一になる。また、圧力、温度および時間の条件を最適化することにより、充填性が向上し、高密度なターゲットを製造することが可能になる。このようにして、ＳｂとＣとＡｌとを所定の組成比で含むターゲットが完成する。焼結後、必要に応じてＩｎ等の半田を用いて、例えば表面が平滑な銅板に接着してもよい。こうすることにより、スパッタリング装置に取り付けてスパッタリングすることができる。本ターゲットは、密度（粉末の充填率を示し、全く隙間無く粉末が充填されている状態を１００％と定義する）が高いことが好ましい。好ましくは８０％以上で、より好ましくは９０％以上である。
ここで、粉末については、Ｓｂの粉末、Ｃの粉末およびＡｌの粉末のような単体元素に限らず、化合物の粉末を含んでもよい。例えば、所定の粒径を有する高純度なＳｂの粉末、Ｃの粉末およびＳｂ−Ａｌの粉末を混合してもよいし、Ｓｂの粉末とＡｌ−Ｃの粉末とを混合してもよい。あるいは、Ｓｂ−Ｃの粉末とＡｌの粉末とを混合してもよい。いずれの粉末の組み合わせでも、上記の方法でターゲットを製造することができる。
次に、記録層１１５の表面に、界面層１１６を成膜する工程を実施する。界面層１１６は界面層１１４と同様の製造方法で実施してよい。
次に、界面層１１６の表面に、誘電体層１１７を成膜する工程を実施する。誘電体層１１７は誘電体層１１３と同様の製造方法で実施してよい。
次に、透明層１０２を形成する工程を説明する。誘電体層１１７を成膜した後、反射層１１２から誘電体層１１７まで順次積層した基板１０１をスパッタリング装置から取り出す。それから、誘電体層１１７の表面に、紫外線硬化性樹脂を例えばスピンコート法により塗布して、紫外線を照射して樹脂を硬化させ、目標の厚みの透明層１０２を形成することができる。あるいは、誘電体層１１７の表面に、紫外線硬化性樹脂をスピンコート法により塗布し、塗布した紫外線硬化性樹脂に、円盤状のシートを密着させて、紫外線をシート側から照射して樹脂を硬化させ、透明層１０２を形成することもできる。あるいは、接着層を有する円盤状のシートを密着させて、透明層１０２を形成することもできる。
透明層１０２は物性の異なる複数層からなってもよく、誘電体層１１７の表面に他の透明層を設けた後に、透明層１０２を形成してもよい。あるいは、誘電体層１１７の表面に透明層１０２を形成した後、透明層１０２の表面にさらにもう一層の透明層を形成してもよい。これら複数の透明層は、各々粘度や硬度、屈折率、透明性が異なっていてもよい。このようにして、透明層形成工程を終了させる。
透明層形成工程が終了した後は、必要に応じて初期化工程を実施する。初期化工程は、非晶質状態である記録層１１５を、例えば半導体レーザを照射して、結晶化温度以上に昇温して結晶化させる工程である。半導体レーザのパワー、情報記録媒体の回転速度、半導体レーザの径方向への送り速度およびレーザの焦点位置等を最適化することにより、良好な初期化工程を実施できる。初期化工程は透明層形成工程の前に実施してもよい。このように、反射層１１２を成膜する工程から透明層１０２を形成する工程まで順次実施することにより、実施の形態１の情報記録媒体１００を製造することができる。
なお、本実施の形態においては、各層の成膜方法としてスパッタリング法を用いたが、これに限定されず真空蒸着法、イオンプレーティング法、化学的気相成長（ＣＶＤ）法、または分子線エピタキシ（ＭＢＥ）法等を用いることも可能である。
（実施の形態２）
本発明の実施の形態２として、情報記録媒体の一例を説明する。図２に、その情報記録媒体２００の一部断面を示す。情報記録媒体２００には、基板２０１上に成膜された第１の情報層２１０、中間層２０３、第２の情報層２２０および透明層２０２が順に配置されている。第１の情報層２１０は、基板２０１の一方の表面に成膜された反射層２１２、誘電体層２１３、界面層２１４、記録層２１５、界面層２１６および誘電体層２１７がこの順に配置されてなる。第２の情報層２２０は、中間層２０３の一方の表面に成膜された誘電体層２２１、反射層２２２、誘電体層２２３、界面層２２４、記録層２２５、界面層２２６および誘電体層２２７がこの順に配置されてなる。
この形態においても、レーザ光１０は、透明層２０２の側から入射される。第１の情報層２１０には、第２の情報層２２０を通過したレーザ光１０で記録再生する。情報記録媒体２００においては、２つの記録層にそれぞれ情報を記録できる。例えば、波長４０５ｎｍ付近の青紫色域のレーザ光を記録再生に使用して、上記実施の形態１の２倍程度の５０ＧＢの容量を有する、情報記録媒体を得ることができる。情報記録媒体２００においても、ＣＡＶ仕様で使用してもよい。
光学的には、２つの情報層の実効反射率はおおよそ同等であることが好ましく、それは第１の情報層２１０の反射率と第２の情報層２２０の透過率を各々調整することにより達成される。本実施の形態では、一例として実効反射率がＲｃ５％、Ｒａ約１％となるように設計した構成を説明する。実効反射率とは、２つの情報層を積層した状態で測った、各情報層の反射率と定義する。第２の情報層２２０の透過率が約５０％となるように設計する場合、第１の情報層２１０は単独でＲｃが約２０％、Ｒａが約４％、第２の情報層２２０は単独でＲｃが約５％、Ｒａが約１％となるように設計される。
以下、第１の情報層２１０の構成から順に説明する。基板２０１および第１の情報層２１０の反射層２１２から誘電体層２１７は、実施の形態１の基板１０１および情報層１１０の反射層１１２から誘電体層１１７の説明と同様であるので、詳細な説明は省略する。
中間層２０３は、レーザ光１０の、第２の情報層２２０における焦点位置と第１の情報層２１０における焦点位置とを分離する機能を有し、必要に応じて、第２の情報層２２０の案内溝が形成されてよい。中間層２０３は、紫外線硬化性樹脂で形成することができる。中間層２０３は、レーザ光１０が効率よく第１の情報層２１０に到達するよう、記録再生する波長λの光に対して透明であることが望ましい。中間層２０３の厚さは、（１）対物レンズの開口数とレーザ光波長により決定される焦点深度以上、（２）記録層２１５および記録層２２５間の距離が、対物レンズの集光可能な範囲内、（３）透明層２０２の厚さと合わせて、使用する対物レンズが許容できる基板厚公差内、にすることが好ましい。したがって、中間層２０３の厚さは１０μｍ以上４０μｍ以下であることが好ましい。中間層２０３は、必要に応じて樹脂層を複数層、積層して構成してよい。たとえば、誘電体層２１７を保護する層と案内溝を有する層との２層以上の構成にしてもよい。
次に、第２の情報層２２０の構成について説明する。第２の情報層２２０は、レーザ光１０が第１の情報層２１０に到達し得るように、高透過率となるように設計される。具体的には、記録層２２５が結晶相であるときの第２の情報層２２０の光透過率をＴｃ（％）、記録層２２５が非晶質相であるときの第２の情報層２２０の光透過率をＴａ（％）としたとき、４０％≦（Ｔａ＋Ｔｃ）／２、となることが好ましい。
誘電体層２２１は、第２の情報層２２０の光透過率を高める機能を有する。材料は、透明で、波長４０５ｎｍのレーザ光１０に対して、屈折率が２．４以上あることが好ましい。誘電体層２２１の屈折率が小さいほど、第２の情報層２２０の反射率比Ｒｃ／Ｒａは大きくなり、光透過率は小さくなる。４以上の反射率比と５０％以上の光透過率が得られる屈折率が２．４以上である。よって、屈折率が２．４未満であると、第２の情報層２２０の光透過率が低下して、第１の情報層２１０に十分なレーザ光１０を到達させることが困難となる。
材料としては、例えばＺｒＯ2、Ｎｂ2Ｏ5、Ｂｉ2Ｏ3、ＣｅＯ2、ＴｉＯ2およびＷＯ3のうちの少なくとも一つ含む材料を用いてよい。中でもＴｉＯ2は、屈折率が２．７と高く、耐湿性にも優れていることから好ましく用いられる。あるいは、ＺｒＯ2、Ｎｂ2Ｏ5、Ｂｉ2Ｏ3、ＣｅＯ2、ＴｉＯ2およびＷＯ3のうちの少なくとも一つを５０ｍｏｌ％以上含む材料を使用してもよい。例えば、（ＺｒＯ2）80（Ｃｒ2Ｏ3）20、（Ｂｉ2Ｏ3）60（ＳｉＯ2）40、（Ｂｉ2Ｏ3）60（ＴｅＯ2）40、（ＣｅＯ2）50（ＳｎＯ2）50、（ＴｉＯ2）50（ＨｆＯ2）50、（ＷＯ3）75（Ｙ2Ｏ3）25、（Ｎｂ2Ｏ5）50（ＭｎＯ）50、（Ａｌ2Ｏ3）50（ＴｉＯ2）50等を用いてよい。あるいは、ＺｒＯ2、Ｎｂ2Ｏ5、Ｂｉ2Ｏ3、ＣｅＯ2、ＴｉＯ2、ＷＯ3のうちの少なくとも２つを混合した材料を使用してもよい。例えば、Ｂｉ2Ｔｉ4Ｏ11（（ＴｉＯ2）80（Ｂｉ2Ｏ3）20）、Ｂｉ4Ｔｉ3Ｏ12（（ＴｉＯ2）60（Ｂｉ2Ｏ3）40）、Ｂｉ12ＴｉＯ20、（ＷＯ3）50（Ｂｉ2Ｏ3）50、（ＴｉＯ2）50（Ｎｂ2Ｏ5）50、（ＣｅＯ2）50（ＴｉＯ2）50、（ＺｒＯ2）50（ＴｉＯ2）50、（ＷＯ3）67（ＺｒＯ2）33等を用いてよい。なお、上記材料における添え字は、ｍｏｌ％を示す。
光学的計算によれば、誘電体層２２１の膜厚がλ／８ｎ（ｎｍ）（λはレーザ光１０の波長、ｎは誘電体層２２１の屈折率）とその近傍において、第２の情報層２２０の透過率が最大値となる。反射率コントラスト（Ｒｃ−Ｒａ）／（Ｒｃ＋Ｒａ）は、誘電体層２２１の膜厚が（λ／１６ｎ）以上（λ／４ｎ）以下の間で最大値をとる。よって、両者が両立するように誘電体層２２１の膜厚を選ぶことができ、９ｎｍ以上４２ｎｍ以下が好ましく、より好ましくは１０ｎｍ以上３０ｎｍ以下である。なお、誘電体層２２１は２以上の層からなってもよい。
反射層２２２は、記録層２２５の熱を速やかに拡散させる機能を有する。また、上記のように、第２の情報層２２０は高い光透過率を要するため、反射層２２２での光吸収は小さいことが望ましい。よって、反射層２１２と比較して、反射層２２２の材料および厚さは、より限定される。厚さはより薄く設計することが好ましく、光学的には消衰係数が小さく、熱的には熱伝導率が大きい材料が好ましい。
具体的には、反射層２２２は、好ましくは、ＡｇまたはＡｇ合金で、Ａｇ−Ｐｄ、Ａｇ−Ｐｄ−Ｃｕ、Ａｇ−Ｇａ、Ａｇ−Ｇａ−Ｃｕ、Ａｇ−Ｃｕ、Ａｇ−Ｉｎ−Ｃｕ等の合金材料を用いてよい。あるいは、ＡｇもしくはＡｇ−Ｃｕに希土類金属を添加した材料を用いてもよい。中でもＡｇ−Ｐｄ−Ｃｕ、Ａｇ−Ｇａ−Ｃｕ、Ａｇ−Ｃｕ、Ａｇ−Ｉｎ−Ｃｕは、光吸収が小さく、熱伝導率が大きく、耐湿性にも優れていることから好ましく用いられる。膜厚は記録層の厚みとの調整になるが、７ｎｍ以上２０ｎｍ以下が好ましい。７ｎｍよりも薄いと、熱を拡散させる機能が低下して記録層２２５にマークが形成されにくくなる。また、２０ｎｍよりも厚いと、第２の情報層２２０の光透過率が４０％に満たなくなる。
誘電体層２２３および誘電体層２２７は、光路長ｎｄを調節して、第２の情報層２２０のＲｃ、Ｒａ、ＴｃおよびＴａを調節する機能を有する。例えば、４０％≦（Ｔａ＋Ｔｃ）／２、５％≦Ｒｃ、Ｒａ≦１％を満足するように、誘電体層２２３および誘電体層２２７の光路長ｎｄをマトリクス法に基づく計算により厳密に決定することができる。屈折率が２〜３である誘電体材料を誘電体層２２３および誘電体層２２７とする場合、誘電体層２２７の厚さは好ましくは１０ｎｍ以上８０ｎｍ以下であり、より好ましくは２０ｎｍ以上６０ｎｍ以下である。また、誘電体層２２３の厚さは、好ましくは３ｎｍ以上４０ｎｍ以下であり、より好ましくは５ｎｍ以上３０ｎｍ以下である。材料は、実施の形態１における誘電体層１１３および１１７と同様でよいが、反射層２２２がＡｇまたはＡｇ合金が好ましいため、誘電体層２２３は硫化物またはＺｎを含まないことが好ましい。一方、誘電体層２２７については、透明性の高いＺｎＳ−ＳｉＯ2が好ましく用いられる。
界面層２２４および界面層２２６は、実施の形態１における界面層１１４および界面層１１６と同様の機能を有し、材料も好ましい膜厚も同様である。なお、誘電体層２２３が硫化物またはＺｎを含まない材料で、且つ記録層２２５との密着性にも優れている場合には、界面層２２４は必要に応じて設ける。界面層２２６についても同様であるが、誘電体層２２７にＺｎＳ−ＳｉＯ2を用いる場合は、界面層２２６を設けることがより好ましい。
本発明の記録層２２５は、相変化を生じ、アンチモン（Ｓｂ）と、炭素（Ｃ）と、原子量が３３未満である軽元素（Ｌ）とを含み、各元素は実施の形態１の記録層１１５と同様の機能を有する。また、既に述べたように、第２の情報層２２０は高い光透過率を要するため、記録層２２５の膜厚は記録層２１５の膜厚よりも平均的には薄くなり、４ｎｍ以上１０ｎｍ以下が好ましい。１０ｎｍを超えると第２の情報層２２０の光透過率が低下し、４ｎｍ未満であると記録層２２５の光学的変化が小さくなる。記録層は、膜厚が薄くなると結晶化速度が低下するため、記録層２２５はより大きな結晶化速度を有する組成比が適している。
具体的には、Ｓｂ100-x-yＣxＬyの、ＣとＬを合わせた組成比は、４０原子％以下が好ましい。４０原子％以下であれば、例えば４倍速に相当する転送レートに対応できる結晶化速度が確保でき、良好な記録消去特性が得られる。また、低転送レートでの非晶質状態の安定性を確保するために、記録層２２５では、ＣとＬを合わせた組成比は２０原子％以上が好ましい。ＣとＬの組成比は、転送レートに対して最適となるように選んでよい。大きな光学的変化と大きな結晶化速度を維持するために、記録層２２５においてもｘ≧ｙが好ましい。具体的な組成は、Ｓｂ−Ｃ−Ｂ等、記録層１１５と同様である。
なお、本発明の記録層は、少なくとも一つの情報層に含まれていればよい。例えば、記録層２１５が本発明の記録層である場合には、記録層２２５には従来の書換え形記録層を用いてもよい。逆に、記録層２２５が本発明の記録層である場合には、記録層２１５には従来の書換え形記録層を用いてもよい。従来の書換え形記録層としては、ＧｅＴｅ−Ｓｂ2Ｔｅ3、ＧｅＴｅ−Ｂｉ2Ｔｅ3、ＧｅＴｅ−ＳｎＴｅ−Ｓｂ2Ｔｅ3、ＧｅＴｅ−ＳｎＴｅ−Ｂｉ2Ｔｅ3、ＧｅＴｅ−Ｂｉ2Ｔｅ3−Ｉｎ2Ｔｅ3、ＧｅＴｅ−ＳｎＴｅ−Ｂｉ2Ｔｅ3−Ｉｎ2Ｔｅ3、ＧｅＴｅ−ＳｂＴｅ、ＧｅＴｅ−ＳｎＴｅ−ＳｂＴｅ、ＧｅＴｅ−ＳｎＴｅ−ＳｂＴｅ−ＢｉＴｅ、ＧｅＴｅ−ＳｎＴｅ、ＧｅＴｅ−ＳｎＴｅ−ＢｉＴｅ、ＧｅＴｅ−ＢｉＴｅ等の化合物組成を含む材料、あるいはＳｂを５０％以上含むＧｅ−Ｓｂ、Ｇａ−Ｓｂ、Ｉｎ−Ｓｂ、Ｓｂ−Ｔｅ、Ｓｂ−Ｔｅ−Ｇｅ等を含む材料を用いてよい。
あるいは、記録層２１５が本発明の記録層である場合には、第２の情報層２２０は再生専用形情報層もしくは追記形情報層であってよい。逆に、記録層２２５が本発明の記録層である場合には、第１の情報層２１０は再生専用形情報層もしくは追記形情報層であってよい。追記形情報層には、記録層としてＴｅ−Ｏ、Ｓｂ−Ｏ、Ｇｅ−Ｏ、Ｓｎ−Ｏ、Ｉｎ−Ｏ、Ｚｎ−Ｏ、Ｍｏ−ＯおよびＷ−Ｏ等のうち少なくとも一つを含む酸化物、２以上の層を積層して記録時に合金化もしくは反応させる材料、もしくは有機色素系記録材料等を用いてよい。再生専用形情報層には、あらかじめ形成された記録ピット上に、反射層として金属元素、金属合金、誘電体、誘電体化合物、半導体元素、半金属元素のうち少なくとも一つを含む材料等を形成してよい。たとえば、ＡｇまたはＡｇ合金を含む反射層を形成してよい。
透明層２０２は、基板１０１同様、円盤状で、透明且つ表面の平滑なものを使用する。
透明層２０２は、実施の形態１の透明層１０２と同様の機能を有し、同様の材料を用いることができる。透明層２０２の表面から第１の情報層２１０の記録層２１５までの距離は、８０μｍ以上１２０μｍ以下が好ましく、９０μｍ以上１１０μｍ以下がより好ましい。例えば、中間層２０３が２５μｍで、透明層２０２が７５μｍであってよい。中間層２０３が２０μｍで、透明層２０２が７０μｍであってよい。中間層２０３が３０μｍで、透明層２０２が８０μｍであってよい。透明層２０２の膜厚は４０μｍ以上１１０μｍ以下が好ましく、５０μｍ以上１００μｍ以下がより好ましい。
続いて、実施の形態２の情報記録媒体２００を製造する方法を説明する。情報記録媒体２００は、支持体となる基板２０１上に第１の情報層２１０、中間層２０３、第２の情報層２２０、透明層２０２を順に形成していく。
案内溝（グルーブ面とランド面）が形成された基板２０１をスパッタリング装置に配置し、基板２０１の案内溝が形成された表面に、反射層２１２を成膜する工程から誘電体層２１７を成膜する工程までを、実施の形態１の反射層１１２を成膜する工程から誘電体層１１７を成膜する工程までと同様にして実施する。このようにして、第１情報層２１０が基板２０１上に形成される。
第１の情報層２１０を形成した基板２０１を、スパッタリング装置から取り出し、中間層２０３を形成する。中間層２０３は次の手順で形成される。まず、誘電体層２１７の表面に、紫外線硬化性樹脂を例えばスピンコートにより塗布する。次に、中間層に形成すべき案内溝と相補的である凹凸を有するポリカーボネート基板の凹凸形成面を、紫外線硬化性樹脂に密着させる。その状態で紫外線を照射して樹脂を硬化させた後、凹凸を有するポリカーボネート基板を剥離する。それにより、前記凹凸に相補的な形状の案内溝が紫外線硬化性樹脂に形成されて、形成すべき案内溝を有する中間層２０３が形成される。基板２０１に形成された案内溝と中間層２０３に形成された案内溝の形状は、同様であってもよいし、異なっていてもよい。別法において、中間層２０３は、誘電体層２１７を保護する層を紫外線硬化性樹脂で形成し、その上に案内溝を有する層を形成することにより、形成してよい。その場合、得られる中間層は２層構造である。あるいは、中間層は、３以上の層を積層して構成してよい。また、スピンコート工法のほかに、印刷工法、インクジェット工法およびキャスティング工法により中間層２０３を形成してもよい。
中間層２０３まで形成した基板２０１を再びスパッタリング装置に配置して、中間層２０３の案内溝を有する面に、誘電体層２２１を成膜する。誘電体層２２１もまた、誘電体層２２１を構成する元素、混合物または化合物を含むターゲットをスパッタリングすることにより成膜される。スパッタリングは、高周波電源を用いて、希ガス雰囲気中、または酸素ガスおよび／または窒素ガスと希ガスとの混合ガス雰囲気中で実施してよい。可能であれば直流電源やパルス発生式直流電源を用いてもよい。希ガスは、Ａｒガス、Ｋｒガス、Ｘｅガスのいずれでもよい。
誘電体層２２１を成膜するターゲットとしては、Ｚｒ−Ｏ、Ｎｂ−Ｏ、Ｂｉ−Ｏ、Ｃｅ−Ｏ、Ｔｉ−ＯおよびＷ−Ｏのうちの少なくとも一つを含む材料を用いてよい。あるいは、Ｚｒ−Ｏ、Ｎｂ−Ｏ、Ｂｉ−Ｏ、Ｃｅ−Ｏ、Ｔｉ−ＯおよびＷ−Ｏのうちの少なくとも一つを５０ｍｏｌ％以上含む材料を使用してもよい。誘電体層２２１の材料を形成できるようにターゲットの材料・組成を決める。スパッタリング装置によっては、ターゲットの組成と形成される誘電体層の組成が一致しない場合もあるので、その場合はターゲットの組成を調整して、目標の組成の誘電体層２２１を得ることができる。また酸化物は、スパッタリング中に酸素が欠損する場合があるので、酸素欠損を抑えたターゲットを用いるかあるいは、１０％以下の少量の酸素ガスを希ガスに混合した雰囲気中でスパッタリングしてよい。また、金属、半金属および半導体材料のターゲットを用いて、１０％以上の多めの酸素ガスを希ガスに混合した雰囲気中や、酸素ガスと窒素ガスを希ガスに混合した雰囲気中で、反応性スパッタリングにより誘電体層２２１を形成してもよい。
あるいは、誘電体層２２１は、単体の化合物の各々のターゲットを複数の電源を用いて同時にスパッタリングすることによって、形成することもできる。また、誘電体層２２１は、２以上の化合物を組み合わせた２元系ターゲットや３元系ターゲット等を、複数の電源を用いて同時にスパッタリングすることによって形成することもできる。これらのターゲットを使用する場合でも、スパッタリングは、希ガス雰囲気中、または酸素ガスおよび／または窒素ガスと希ガスとの混合ガス雰囲気中で実施してよい。
続いて、誘電体層２２１の表面に、反射層２２２を成膜する工程から誘電体層２２７を成膜する工程までを、実施の形態１の反射層１１２を成膜する工程から誘電体層１１７を成膜する工程までと同様にして実施する。留意すべき点は、既に述べたように、反射層２２２の好ましい膜厚が５ｎｍ以上１５ｎｍ以下と薄いため、反射層２２２を成膜する工程では、電源の出力は反射層１１２を成膜する場合よりも小さくしてもよい点である。また、本発明の記録層２２５についても、好ましい膜厚が４ｎｍ以上１０ｎｍ以下と薄いため、記録層２２５を成膜する工程では、電源の出力は記録層１１５を成膜する場合よりも小さくしてもよい。このようにして、第２情報層２２０が中間層２０３上に形成される。
第２の情報層２２０まで形成した基板２０１をスパッタリング装置から取り出す。それから、誘電体層２２７の表面に、実施の形態１の透明層１０２を形成する工程と同様にして、透明層２０２を形成し、透明層形成工程を終了させる。
透明層形成工程が終了した後は、必要に応じて、第１の情報層２１０および第２の情報層２２０の初期化工程を実施する。初期化工程は、中間層２０３を形成する前もしくは後に、第１の情報層２１０について実施し、透明層２０２を形成する前もしくは後に、第２の情報層２２０について実施してよい。あるいは、透明層２０２を形成する前もしくは後に、第１の情報層２１０および第２の情報層２２０について初期化工程を実施してもよい。このようにして、実施の形態２の情報記録媒体２００を製造することができる。
（実施の形態３）
本発明の実施の形態３として、情報記録媒体の一例を説明する。図３に、その情報記録媒体３００の一部断面を示す。情報記録媒体３００には、基板３０１上に成膜された第１の情報層３１０、中間層３０３、第２の情報層３２０、中間層３０４、第３の情報層３３０および透明層３０２が順に配置されている。第１の情報層３１０は、基板３０１の一方の表面に成膜された反射層３１２、誘電体層３１３、界面層３１４、記録層３１５、界面層３１６および誘電体層３１７がこの順に配置されてなる。第２の情報層３２０は、中間層３０３の一方の表面に成膜された誘電体層３２１、反射層３２２、誘電体層３２３、界面層３２４、記録層３２５、界面層３２６および誘電体層３２７がこの順に配置されてなる。第３の情報層３３０は、中間層３０４の一方の表面に成膜された誘電体層３３１、反射層３３２、誘電体層３３３、界面層３３４、記録層３３５、界面層３３６および誘電体層３３７がこの順に配置されてなる。
この形態においても、レーザ光１０は、透明層３０２の側から入射される。第１の情報層３１０には、第３の情報層３３０および第２の情報層３２０を通過したレーザ光１０で記録再生する。情報記録媒体３００においては、３つの記録層にそれぞれ情報を記録できる。例えば、波長４０５ｎｍ付近の青紫色域のレーザ光を記録再生に使用して、上記実施の形態１の３倍程度の、７５ＧＢの容量を有する情報記録媒体を得ることができる。あるいは、記録密度を高めて１情報層あたりの容量を約３３ＧＢにして、３つの情報層で１００ＧＢの容量を有する情報記録媒体を得ることができる。情報記録媒体３００においても、ＣＡＶ仕様で使用してもよい。
光学的には、３つの情報層の実効反射率はおおよそ同等であることが好ましく、それは第１、第２および第３の情報層の反射率と、第２および第３の情報層の透過率を各々調整することにより達成される。本実施の形態では、一例として実効反射率がＲｃ約２．５％、Ｒａ約０．５％となるように設計した構成を説明する。第３の情報層３３０の透過率（（Ｔｃ＋Ｔａ）／２）が約６５％、第２の情報層３２０の透過率が約５５％となるように設計する場合、第１の情報層３１０は単独でＲｃが約２０％、Ｒａが約４％、第２の情報層３２０は単独でＲｃが約６％、Ｒａが約１．２％、第３の情報層３３０は単独でＲｃが約２．５％、Ｒａが約０．５％となるように設計される。
次に、基板３０１、中間層３０３、中間層３０４および透明層３０２の機能、材料および厚みについて説明する。基板３０１は、実施の形態１の基板１０１と同様の機能を有し、同様の形状および材料を用いることができる。中間層３０３は、レーザ光１０の、第２の情報層３２０における焦点位置と第１の情報層３１０における焦点位置とを分離する機能を有し、必要に応じて、第２の情報層３２０の案内溝が形成されてよい。同様に、中間層３０４は、レーザ光１０の、第３の情報層３３０における焦点位置と第２の情報層３２０における焦点位置とを分離する機能を有し、必要に応じて、第３の情報層３３０の案内溝が形成されてよい。中間層３０３および３０４は、いずれも紫外線硬化性樹脂で形成することができる。透明層３０２についても、実施の形態１の透明層１０２と同様の機能を有し、同様の材料を用いることができる。
透明層３０２の表面から第１の情報層３１０の記録層３１５までの距離が、実施の形態２同様、８０μｍ以上１２０μｍ以下となることが好ましい。さらに、第１の情報層３１０、第２の情報層３２０および第３の情報層３３０からの信号の再生と、これら情報層への信号の記録・消去・書換えとが、互いに他の情報層からの影響を受けずに良好に行えるよう、中間層３０３と中間層３０４の膜厚は異なることが好ましい。各中間層の膜厚は、３μｍ以上３０μｍ以下の範囲で選ばれることが好ましく、１０μｍ以上３０μｍ以下の範囲で選ばれることがより好ましい。例えば、透明層３０２の表面から記録層３１５までの距離が１００μｍとなるように、中間層３０３、中間層３０４、透明層３０２の膜厚を設定してよい。一例として、中間層３０３を２３μｍ、中間層３０４を１４μｍ、透明層３０２を６３μｍのように設定できる。あるいは、順に、１６μｍ、２４μｍ、６０μｍのように設定することもできる。透明層３０２の膜厚は２０μｍ以上１００μｍ以下が好ましく、３０μｍ以上８０μｍ以下がより好ましい。本実施の形態においても、中間層は情報層を保護する層と案内溝を有する層との２層以上の構成にしてよい。
以下、第１の情報層３１０の構成から順に説明する。第１の情報層３１０の反射層３１２から誘電体層３１７は、実施の形態１の情報層１１０の反射層１１２から誘電体層１１７の説明と同様であるので、詳細な説明は省略する。
続いて、第２の情報層３２０の構成について説明する。第２の情報層３２０は、レーザ光１０が第１の情報層３１０に到達し得るように、高透過率となるように設計される。誘電体層３２１は、実施の形態２における誘電体層２２１と同様の機能を有し、好ましい材料も同様である。第２の情報層３２０において、４以上の反射率比と５５％以上の光透過率が得られるよう、誘電体層３２１の膜厚は２ｎｍ以上３０ｎｍ以下であることが好ましい。反射層３２２は、実施の形態２における反射層２２２と同様の機能を有する。好ましい材料も同様である。膜厚は５ｎｍ以上１８ｎｍ以下が好ましい。５ｎｍよりも薄いと、熱を拡散させる機能が低下して記録層３２５にマークが形成されにくくなる。また、１８ｎｍよりも厚いと、第２の情報層３２０の光透過率が５０％に満たなくなる。誘電体層３２３および誘電体層３２７は、実施の形態２における誘電体層２２３および誘電体層２２７と同様の機能を有し、好ましい材料も同様である。屈折率が２〜３である誘電体材料を誘電体層３２３および誘電体層３２７とする場合、誘電体層３２７の厚さは好ましくは１０ｎｍ以上８０ｎｍ以下であり、より好ましくは２０ｎｍ以上６０ｎｍ以下である。また、誘電体層３２３の厚さは、好ましくは２ｎｍ以上４０ｎｍ以下であり、より好ましくは３ｎｍ以上３０ｎｍ以下である。界面層３２４および界面層３２６は、実施の形態１における界面層１１４および１１６と同様の機能を有し、材料も好ましい膜厚も同様である。また、界面層３２４および界面層３２６は、実施の形態１同様必要に応じて設けてよい。
本発明の記録層３２５は、相変化を生じ、アンチモン（Ｓｂ）と、炭素（Ｃ）と、原子量が３３未満である軽元素（Ｌ）とを含み、各元素は実施の形態１の記録層１１５と同様の機能を有する。また、第２の情報層３２０は５５％以上の光透過率を要するため、記録層３２５の膜厚は３ｎｍ以上９ｎｍ以下が好ましい。９ｎｍを超えると第２の情報層３２０の光透過率が低下し、３ｎｍ未満であると記録層３２５の光学的変化が小さくなる。記録層は、膜厚が薄くなると結晶化速度が低下するため、記録層３２５はより大きな結晶化速度を有する組成比が適している。
具体的には、Ｓｂ100-x-yＣxＬyの、ＣとＬを合わせた組成比は、１５原子％以上３５原子％以下が好ましい。この範囲であれば、例えば４倍速に相当する転送レートで良好な記録消去特性が得られ、低転送レートでの非晶質状態の安定性を確保できる。大きな光学的変化と大きな結晶化速度を維持するために、記録層３２５においてもｘ≧ｙが好ましい。具体的な組成は、Ｓｂ−Ｃ−Ｂ等、記録層１１５と同様である。
続いて、第３の情報層３３０の構成について説明する。第３の情報層３３０は、レーザ光１０が第１の情報層３１０並びに第２の情報層３２０に到達し得るように、第２の情報層３２０よりも高透過率となるように設計される。誘電体層３３１は、誘電体層３２１と同様の機能を有し、好ましい材料も同様である。第３の情報層３３０において、４以上の反射率比と６５％以上の光透過率が得られるよう、膜厚は２ｎｍ以上３０ｎｍ以下であることが好ましい。反射層３３２は、反射層３２２と同様の機能を有し、好ましい材料も同様である。膜厚は５ｎｍ以上２０ｎｍ以下が好ましい。５ｎｍよりも薄いと、熱を拡散させる機能が低下して記録層３３５にマークが形成されにくくなる。また、２０ｎｍよりも厚いと、第３の情報層３３０の光透過率が６０％に満たなくなる。誘電体層３３３および３３７は、誘電体層３２３および３２７と同様の機能を有し、好ましい材料と膜厚も同様である。界面層３３４および界面層３３６は、実施の形態１の界面層１１４および１１６と同様である。
本発明の記録層３３５は、相変化を生じ、アンチモン（Ｓｂ）と、炭素（Ｃ）と、原子量が３３未満である軽元素（Ｌ）とを含み、各元素は実施の形態１の記録層１１５と同様の機能を有する。また、第３の情報層３３０は６５％以上の光透過率を要するため、記録層３３５の膜厚は２ｎｍ以上７ｎｍ以下が好ましい。７ｎｍを超えると第３の情報層３３０の光透過率が低下し、２ｎｍ未満であると記録層３３５の光学的変化が小さくなる。記録層は、膜厚が薄くなると結晶化速度が低下するため、記録層３３５では、より大きな結晶化速度を有する組成比が適している。
具体的には、Ｓｂ100-x-yＣxＬyの、ＣとＬを合わせた組成比は、１０原子％以上３０原子％以下が好ましい。この範囲であれば、例えば４倍速に相当する転送レートで良好な記録消去特性が得られ、低転送レートでの非晶質状態の安定性を確保できる。大きな光学的変化と大きな結晶化速度を維持するために、記録層３３５においてもｘ≧ｙが好ましい。具体的な組成は、Ｓｂ−Ｃ−Ｂ等、記録層１１５と同様である。
なお、実施の形態２同様、本発明の記録層は、少なくとも一つの情報層に含まれていればよい。例えば、記録層３１５が本発明の記録層である場合には、記録層３２５および記録層３３５には従来の書換え形記録層を用いてもよい。記録層３２５と記録層３３５が本発明の記録層である場合には、記録層３１５には従来の書換え形記録層を用いてもよい。従来の書換え形記録層としては、実施の形態２に記載の材料を用いてよい。
あるいは、記録層３１５が本発明の記録層である場合には、情報層３２０と３３０は再生専用形情報層もしくは追記形情報層であってよい。記録層３３５と記録層３２５が本発明の記録層である場合には、情報層３１０は再生専用形情報層もしくは追記形情報層であってよい。追記形情報層と再生専用形情報層に用いることができる記録層の材料は、実施の形態２に記載の材料を用いてよい。
続いて、実施の形態３の情報記録媒体３００を製造する方法を説明する。情報記録媒体３００は、支持体となる基板３０１上に第１情報層３１０、中間層３０３、第２情報層３２０、中間層３０４、第３情報層３３０、透明層３０２を順に形成していく。
案内溝（グルーブ面とランド面）が形成された基板３０１をスパッタリング装置に配置し、基板３０１の案内溝が形成された表面に、反射層３１２を成膜する工程から誘電体層３１７を成膜する工程までを、実施の形態１の反射層１１２を成膜する工程から誘電体層１１７を成膜する工程までと同様にして実施する。このようにして、第１情報層３１０が基板３０１上に形成される。第１の情報層３１０を形成した基板３０１を、スパッタリング装置から取り出し、中間層３０３を形成する。中間層３０３を形成する工程は、実施の形態２の中間層２０３を形成する工程と同様にして実施される。中間層３０３まで形成した基板３０１を再びスパッタリング装置に配置して、中間層３０３の案内溝を有する面に、誘電体層３２１を成膜する工程から誘電体層３２７を成膜する工程までを、実施の形態２の誘電体層２２１を成膜する工程から誘電体層２２７を成膜する工程までと同様にして実施する。このようにして、第２情報層３２０が中間層３０３上に形成される。第２の情報層３２０まで形成した基板３０１を、スパッタリング装置から取り出し、中間層３０３と同様にして、中間層３０４を形成する。
中間層３０４まで形成した基板３０１を再びスパッタリング装置に配置して、中間層３０４の案内溝を有する面に、誘電体層３３１を成膜する工程から誘電体層３３７を成膜する工程までを、上述の誘電体層３２１を成膜する工程から誘電体層３２７を成膜する工程までと同様にして実施する。このようにして、第３情報層３３０が中間層３０４上に形成される。
第３の情報層３３０まで形成した基板３０１をスパッタリング装置から取り出す。それから、誘電体層３３７の表面に、実施の形態１の透明層１０２を形成する工程と同様にして、透明層３０２を形成し、透明層形成工程を終了させる。
透明層形成工程が終了した後は、必要に応じて、第１の情報層３１０、第２の情報層３２０および第３の情報層３３０の初期化工程を実施する。初期化工程は、中間層３０３を形成する前もしくは後に、第１の情報層３１０について実施し、中間層３０４を形成する前もしくは後に、第２の情報層３２０について実施し、透明層３０２を形成する前もしくは後に、第３の情報層３３０について実施してよい。あるいは、透明層３０２を形成する前もしくは後に、第１の情報層３１０、第２の情報層３２０および第３の情報層３３０について初期化工程を実施してもよい。本発明の効果は、初期化工程の実施順によらない。このようにして、実施の形態３の情報記録媒体３００を製造することができる。
（実施の形態４）
本発明の実施の形態４として、情報記録媒体の一例を説明する。図４に、その情報記録媒体４００の一部断面を示す。情報記録媒体４００には、基板４０１上に成膜された第１の情報層４１０、中間層４０３、第２の情報層４２０、中間層４０４、第３の情報層４３０、中間層４０５、第４の情報層４４０および透明層４０２が順に配置されている。
第１の情報層４１０は、基板４０１の一方の表面に成膜された反射層４１２、誘電体層４１３、界面層４１４、記録層４１５、界面層４１６および誘電体層４１７がこの順に配置されてなる。第２の情報層４２０は、中間層４０３の一方の表面に成膜された誘電体層４２１、反射層４２２、誘電体層４２３、界面層４２４、記録層４２５、界面層４２６および誘電体層４２７がこの順に配置されてなる。第３の情報層４３０は、中間層４０４の一方の表面に成膜された誘電体層４３１、反射層４３２、誘電体層４３３、界面層４３４、記録層４３５、界面層４３６および誘電体層４３７がこの順に配置されてなる。第４の情報層４４０は、中間層４０５の一方の表面に成膜された誘電体層４４１、反射層４４２、誘電体層４４３、界面層４４４、記録層４４５、界面層４４６および誘電体層４４７がこの順に配置されてなる。
この形態においても、レーザ光１０は、透明層４０２の側から入射される。第１の情報層４１０には、第４の情報層４４０、第３の情報層４３０および第２の情報層４２０を通過したレーザ光１０で記録再生する。情報記録媒体４００においては、４つの記録層にそれぞれ情報を記録できる。例えば、波長４０５ｎｍ付近の青紫色域のレーザ光を記録再生に使用して、上記実施の形態１の４倍程度の、１００ＧＢの容量を有する情報記録媒体を得ることができる。あるいは、記録密度を高めて１情報層あたりの容量を約３３ＧＢにして、４つの情報層で１３３ＧＢの容量を有する情報記録媒体を得ることができる。情報記録媒体４００においても、ＣＡＶ仕様で使用してもよい。
光学的には、４つの情報層の実効反射率はおおよそ同等であることが好ましく、それは第１、第２、第３および第４の情報層の反射率と、第２、第３および第４の情報層の透過率を各々調整することにより達成される。本実施の形態では、一例として、実効反射率がＲｃ約１．３％、Ｒａ約０．３％となるように設計した構成を説明する。第４の情報層４４０の透過率が約６８％、第３の情報層４３０の透過率が約６５％および第２の情報層４２０の透過率が約５５％となるように設計する場合、第１の情報層４１０は単独でＲｃが約２２％、Ｒａが約４％、第２の情報層４２０は単独でＲｃが約６％、Ｒａが約１．３％、第３の情報層４３０は単独でＲｃが約３％、Ｒａが約０．６％および第４の情報層４４０は単独でＲｃが約１．３％、Ｒａが約０．３％となるように設計される。
次に、基板４０１、中間層４０３、中間層４０４、中間層４０５および透明層４０２の機能、材料および厚みについて説明する。基板４０１は、実施の形態１の基板１０１と同様の機能を有し、同様の形状および材料を用いることができる。中間層４０３は、レーザ光１０の、第２の情報層４２０における焦点位置と第１の情報層４１０における焦点位置とを分離する機能を有し、必要に応じて、第２の情報層４２０の案内溝が形成されてよい。同様に、中間層４０４は、レーザ光１０の、第３の情報層４３０における焦点位置と第２の情報層４２０における焦点位置とを分離する機能を有し、必要に応じて、第３の情報層４３０の案内溝が形成されてよい。中間層４０５は、レーザ光１０の、第４の情報層４４０における焦点位置と第３の情報層４３０における焦点位置とを分離する機能を有し、必要に応じて、第４の情報層４４０の案内溝が形成されてよい。中間層４０３、４０４および４０５は、いずれも紫外線硬化性樹脂で形成することができる。透明層４０２についても、実施の形態１の透明層１０２と同様の機能を有し、同様の材料を用いることができる。
透明層４０２の表面から第１の情報層４１０の記録層４１５までの距離が、実施の形態２同様、８０μｍ以上１２０μｍ以下となることが好ましい。さらに、第１の情報層、第２の情報層、第３の情報層および第４の情報層からの信号の再生と、これら情報層への信号の記録・消去・書換えとが、互いに他の情報層からの影響を受けずに良好に行えるよう、中間層４０３、中間層４０４および中間層４０５の膜厚は異なっていることが好ましい。各中間層の膜厚は、３μｍ以上３０μｍ以下の範囲から選ばれることが好ましく、６μｍ以上２８μｍ以下の範囲から選ばれることがより好ましい。例えば、透明層４０２の表面から記録層４１５までの距離が１００μｍとなるように、中間層４０３、中間層４０４、中間層４０５、透明層４０２の膜厚を設定してよい。一例として、中間層４０３を２２μｍ、中間層４０４を１８μｍ、中間層４０５を１０μｍ、透明層４０２を５０μｍのように設定することができる。あるいは、中間層４０３を１８μｍ、中間層４０４を２５μｍ、中間層４０５を１４μｍ、透明層４０２を４３μｍと設定することもできる。透明層３０２の膜厚は１０μｍ以上９０μｍ以下が好ましく、２０μｍ以上８０μｍ以下がより好ましい。本実施の形態においても、中間層は情報層を保護する層と案内溝を有する層との２層以上の構成にしてよい。
以下、第１の情報層４１０の構成から順に説明する。第１の情報層４１０の反射層４１２から誘電体層４１７は、実施の形態１の情報層１１０の反射層１１２から誘電体層１１７の説明と同様であるので、詳細な説明は省略する。
続いて、第２の情報層４２０の構成について説明する。第２の情報層４２０は、レーザ光１０が第１の情報層４１０に到達し得るように、高透過率となるように設計される。誘電体層４２１から誘電体層４２７は、実施の形態３における第２情報層３２０の誘電体層３２１から誘電体層３２７の説明と同様であるので、詳細な説明は省略する。
続いて、第３の情報層４３０の構成について説明する。第３の情報層４３０は、レーザ光１０が第１の情報層４１０並びに第２の情報層４２０に到達し得るように、第２の情報層４２０よりも高透過率となるように設計される。誘電体層４３１から誘電体層４３７は、実施の形態３における第３の情報層３３０の誘電体層３３１から誘電体層３３７の説明と同様である。誘電体層４３３および４３７は、屈折率が２から３である誘電体材料を用いてもよく、誘電体層４３７の厚さは好ましくは１０ｎｍ以上８０ｎｍ以下であり、より好ましくは２０ｎｍ以上６０ｎｍ以下である。また、誘電体層４３３の厚さは、好ましくは２ｎｍ以上４０ｎｍ以下であり、より好ましくは３ｎｍ以上３０ｎｍ以下である。他の詳細な説明は省略する。
続いて、第４の情報層４４０の構成について説明する。第４の情報層４４０は、レーザ光１０が第１の情報層４１０、第２の情報層４２０並びに第３の情報層４３０に到達し得るように、第３の情報層４３０よりも高透過率となるように設計される。
誘電体層４４１は、誘電体層４３１と同様の機能を有し、好ましい材料も同様である。第４の情報層４４０において、４以上の反射率比と６８％以上の光透過率が得られるよう、膜厚は２ｎｍ以上３０ｎｍ以下であることが好ましい。反射層４４２は、反射層４３２と同様の機能を有し、好ましい材料も同様である。膜厚は、記録層が薄いので厚めに設定することもでき、反射率比と透過率が良好となるように決める。５ｎｍ以上２５ｎｍ以下が好ましい。５ｎｍよりも薄いと、熱を拡散させる機能が低下して記録層４４５にマークが形成されにくくなる。また、２５ｎｍよりも厚いと、記録層が薄くても第４の情報層４４０の光透過率が６５％に満たなくなる。誘電体層４４３および誘電体層４４７は、誘電体層４３３および誘電体層４３７と同様の機能を有し、好ましい材料と膜厚も同様である。界面層４４４および界面層４４６は、実施の形態１の界面層１１４および界面層１１６と同様である。
本発明の記録層４４５は、相変化を生じ、アンチモン（Ｓｂ）と、炭素（Ｃ）と、原子量が３３未満である軽元素（Ｌ）とを含み、各元素は実施の形態１の記録層１１５と同様の機能を有する。また、第４の情報層４４０は６８％以上の光透過率を要するため、記録層４４５の膜厚は１ｎｍ以上７ｎｍ以下が好ましい。７ｎｍを超えると第４の情報層４４０の光透過率が低下し、１ｎｍ未満であると記録層４４５の光学的変化が小さくなる。記録層は、膜厚が薄くなると結晶化速度が低下するため、記録層４４５はより大きな結晶化速度を有する組成比が適している。
具体的には、Ｓｂ100-x-yＣxＬyの、ＣとＬを合わせた組成比は、２原子％以上２５原子％以下が好ましい。この範囲であれば、例えば４倍速に相当する転送レートで良好な記録消去特性が得られ、低転送レートでの非晶質状態の安定性を確保できる。大きな光学的変化と大きな結晶化速度を維持するために、記録層４４５においてもｘ≧ｙが好ましい。具体的な組成は、Ｓｂ−Ｃ−Ｂ等、記録層１１５と同様である。
なお、実施の形態３同様、本発明の記録層は、少なくとも一つの情報層に含まれていればよい。例えば、記録層４１５が本発明の記録層である場合には、記録層４２５、記録層４３５および記録層４４５には従来の書換え形記録層を用いてもよい。記録層４２５、記録層４３５と記録層４４５が本発明の記録層である場合には、記録層４１５には従来の書換え形記録層を用いてもよい。従来の書換え形記録層としては、実施の形態２に記載の材料を用いてよい。
あるいは、記録層４１５が本発明の記録層である場合には、第２の情報層４２０、第３の情報層４３０と第４の情報層４４０は再生専用形情報層もしくは追記形情報層であってよい。記録層４３５と記録層４２５が本発明の記録層である場合には、第１の情報層４１０および第４の情報層４４０は再生専用形情報層もしくは追記形情報層であってよい。追記形情報層と再生専用形情報層に用いることができる記録層の材料は、実施の形態２に記載の材料を用いてよい。
続いて、実施の形態４の情報記録媒体４００を製造する方法を説明する。情報記録媒体４００は、支持体となる基板４０１上に第１情報層４１０、中間層４０３、第２情報層４２０、中間層４０４、第３情報層４３０、中間層４０５、第４情報層４４０、透明層４０２を順に形成していく。
案内溝（グルーブ面とランド面）が形成された基板４０１をスパッタリング装置に配置し、基板４０１の案内溝が形成された表面に、反射層４１２を成膜する工程から誘電体層４１７を成膜する工程までを、実施の形態１の反射層１１２を成膜する工程から誘電体層１１７を成膜する工程までと同様にして実施する。このようにして、第１情報層４１０が基板４０１上に形成される。第１の情報層４１０を形成した基板４０１を、スパッタリング装置から取り出し、中間層４０３を形成する。中間層４０３を形成する工程は、実施の形態２の中間層２０３を形成する工程と同様にして実施される。
中間層４０３まで形成した基板４０１を再びスパッタリング装置に配置して、中間層４０３の案内溝を有する面に、誘電体層４２１を成膜する工程から誘電体層４２７を成膜する工程までを、実施の形態２の誘電体層２２１を成膜する工程から誘電体層２２７を成膜する工程までと同様にして実施する。このようにして、第２の情報層４２０が中間層４０３上に形成される。第２の情報層４２０まで形成した基板４０１を、スパッタリング装置から取り出し、中間層４０３と同様にして、中間層４０４を形成する。
中間層４０４まで形成した基板４０１を再びスパッタリング装置に配置して、中間層４０４の案内溝を有する面に、誘電体層４３１を成膜する工程から誘電体層４３７を成膜する工程までを、上述の誘電体層４２１を成膜する工程から誘電体層４２７を成膜する工程までと同様にして実施する。このようにして、第３の情報層４３０が中間層４０４上に形成される。第３の情報層４３０まで形成した基板４０１を、スパッタリング装置から取り出し、中間層４０４と同様にして、中間層４０５を形成する。
中間層４０５まで形成した基板４０１を再びスパッタリング装置に配置して、中間層４０５の案内溝を有する面に、誘電体層４４１を成膜する工程から誘電体層４４７を成膜する工程までを、上述の誘電体層４３１を成膜する工程から誘電体層４３７を成膜する工程までと同様にして実施する。このようにして、第４の情報層４４０が中間層４０５上に形成される。
第４の情報層４４０まで形成した基板４０１をスパッタリング装置から取り出す。それから、誘電体層４４７の表面に、実施の形態１の透明層１０２を形成する工程と同様にして、透明層４０２を形成し、透明層形成工程を終了させる。
透明層形成工程が終了した後は、必要に応じて、第１の情報層４１０、第２の情報層４２０、第３の情報層４３０および第４の情報層４４０の初期化工程を実施する。初期化工程は、中間層４０３を形成する前もしくは後に、第１の情報層４１０について実施し、中間層４０４を形成する前もしくは後に、第２の情報層４２０について実施し、中間層４０５を形成する前もしくは後に、第３の情報層４３０について実施し、透明層４０２を形成する前もしくは後に、第４の情報層４４０について実施してよい。
あるいは、透明層４０２を形成する前もしくは後に、第１の情報層４１０、第２の情報層４２０、第３の情報層４３０および第４の情報層４４０について初期化工程を実施してもよい。本発明の効果は、初期化工程の実施順によらない。このようにして、実施の形態４の情報記録媒体４００を製造することができる。
（実施の形態５）
本発明の実施の形態５として、情報記録媒体の一例を説明する。図５に、その情報記録媒体５００の一部断面を示す。情報記録媒体５００には、基板５０１上に第１の情報層５１０、第２の情報層５２０、第３の情報層５３０、・・・および第Ｎの情報層５Ｎ０が、各々中間層を介して形成され、さらに透明層５０２が形成されている。
この形態においても、レーザ光１０は、透明層５０２の側から入射される。第１の情報層５１０には、第Ｎの情報層５Ｎ０、・・・、第３の情報層５３０および第２の情報層５２０を通過したレーザ光１０で記録再生する。情報記録媒体５００においては、Ｎ個の記録層にそれぞれ情報を記録できる。例えば、Ｎ＝５であれば、波長４０５ｎｍ付近の青紫色域のレーザ光を記録再生に使用して、上記実施の形態１の５倍程度の１２５ＧＢ以上の容量を有する情報記録媒体を得ることができる。あるいは、記録密度を高めて１情報層あたりの容量を約３３ＧＢにして、５つの情報層で１６５ＧＢの容量を有する情報記録媒体を得ることができる。情報記録媒体５００においても、ＣＡＶ仕様で使用してもよい。
実施の形態４同様、本発明の記録層は、少なくとも一つの情報層に含まれていればよい。例えば、第Ｎの情報層５Ｎ０が、本発明の記録層を含む場合には、第１から第（Ｎ−１）の情報層は、従来の書換え形記録層を含んでもよいし、再生専用形記録層もしくは追記形記録層を含んでもよい。あるいは、第１の情報層５１０が、本発明の記録層を含む場合には、第２〜第Ｎの情報層は、従来の書換え形記録層を含んでもよいし、再生専用形記録層もしくは追記形記録層を含んでもよい。各情報層の詳細な構成については、既に述べた実施の形態と同様であるので、説明を省略する。また、情報記録媒体５００は、上記実施の形態の記載同様、基板５０１の溝が形成された面に、情報層と中間層を積み上げていくことにより製造できる。成膜工程、中間層形成工程、透明層形成工程、および初期化工程は既に述べた実施の形態と同様であるので、説明を省略する。
（実施の形態６）
本発明の実施の形態６として、本発明の情報記録媒体の別の例を説明する。実施の形態６の電気的情報記録媒体６００の一構成例を図６に示す。電気的情報記録媒体６００は、電気的エネルギー（特に電流）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。
電気的情報記録媒体６００には、基板６０１の表面に、下部電極６０２、記録層６０３および上部電極６０４がこの順に形成されている。下部電極６０２および上部電極６０４は、記録層６０３に電流を印加するために形成する。基板６０１として、具体的には、Ｓｉ基板等の半導体基板、またはポリカーボネート基板、ＳｉＯ2基板およびＡｌ2Ｏ3基板等の絶縁性基板を使用できる。下部電極６０２および上部電極６０４は、導電材料、例えば、Ｃｕ、Ａｕ、Ａｇ、Ｐｔ、Ａｌ、Ｔｉ、ＷおよびＣｒならびにこれらの混合物のような金属を用いることができる。
本発明の記録層に用いられる記録材料は、電気的エネルギーを印加することによって生じるジュール熱によっても、結晶相と非晶質相との間で可逆的相変化を生じ得る。したがって、本実施の形態の記録層６０３は、本発明における記録材料、すなわちアンチモン（Ｓｂ）と、炭素（Ｃ）と、原子量が３３未満である軽元素（Ｌ）とを含む材料によって形成されている。なお、記録層６０３に含まれる各元素は、実施の形態１の記録層１１５と同様の機能を有する。また、本実施の形態の記録層６０３は、Ｓｂ100-x-yＣxＬyで表され、且つｘおよびｙがｘ＋ｙ≦５０を満たす材料からなるものであることが好ましい。
下部電極６０２および上部電極６０４はスパッタリング法により形成することができる。Ａｒガス雰囲気中、またはＡｒガスと反応ガス（酸素ガスまたは窒素ガスから選ばれる少なくとも１種のガス）との混合ガス雰囲気中で、材料となる金属ターゲットまたは合金ターゲットをスパッタリングすることによって形成できる。なお、成膜方法としてはこれに限定されず、真空蒸着法、イオンプレーティング法、化学的気相成長（ＣＶＤ）法、または分子線エピタキシ（ＭＢＥ）法等を用いることも可能である。記録層６０３を成膜する工程は、実施の形態１の記録層１１５を成膜する工程と同様にして実施される。
電気的情報記録媒体６００に、印加部６０９を介して電気的情報記録再生装置６１０を電気的に接続する。この電気的情報記録再生装置６１０により記録層６０３に電流パルスを印加するために、パルス電源６０５が、スイッチ６０８を介して下部電極６０２と上部電極６０４とに接続される。また、記録層６０３の相変化による抵抗値の変化を検出するために、下部電極６０２と上部電極６０４の間にスイッチ６０７を介して抵抗測定器６０６が接続される。
非晶質相（高抵抗状態）にある記録層６０３を、結晶相（低抵抗状態）に変化させるためには、スイッチ６０８を閉じて（スイッチ６０７は開く）電極間に電流パルスを印加し、電流パルスが印加される部分の温度が、材料の結晶化温度より高く、且つ融点より低い温度にて、結晶化時間の間保持されるようにする。結晶相から再度非晶質相に戻す場合には、結晶化時よりも相対的に高い電流パルスをより短い時間で印加し、記録層を融点より高い温度にして溶融した後、急激に冷却する。なお、電気的情報記録再生装置６１０のパルス電源６０５は、記録・消去パルスを出力できる電源である。
この電気的情報記録媒体６００をマトリクス的に多数配置することによって、図７に示すような大容量の電気的情報記録媒体７００を構成することができる。各メモリセル７０３には、微小領域に電気的情報記録媒体６００と同様の構成が形成されている。各々のメモリセル７０３への情報の記録再生は、アドレス指定回路７１５（図８に示す）により、ワード線７０１およびビット線７０２をそれぞれ一つ指定することによって行う。
図８は電気的情報記録媒体７００を用いた、情報記録システムの一構成例を示したものである。記憶装置７１２は、電気的情報記録媒体７００と、アドレス指定回路７１５によって構成される。また、記憶装置７１２を、少なくともパルス電源７１３と抵抗測定器７１４から構成される外部回路７１１に電気的に接続することにより、電気的情報記録媒体７００への情報の記録再生を行うことができる。
次に、実施例を用いて本発明を詳細に説明する。
（実施例１）
実施例１では、図１の情報記録媒体１００を製造し、記録層１１５の材料と記録再生特性並びに信頼性との関係を調べた。記録層１１５には、組成比がＳｂ60Ｃ30Ｌ10（添え字は各元素の原子％を示す。以下同様。）で、ＬがＢ、Ｎ、Ｏ、Ｍｇ、ＡｌおよびＳである、６種類の材料を用いた。媒体番号は順に実施例が１００−１〜６である。比較のために、Ｓｂ60Ｇｅ30Ｍｇ10、Ｓｂ60Ｇｅ30Ａｌ10、Ｇｅ45Ｂｉ4Ｔｅ51、Ｇｅ35Ｂｉ12Ｔｅ53（ＧｅＴｅとＢｉ2Ｔｅ3の化合物）、Ｓｂ60Ｃ30Ｔｉ10およびＳｂ60Ｃ30Ｃｕ10の記録材料からなる記録層を有する情報記録媒体１００も製造して性能を調べた。これらの比較例は、順に１−１〜６とした。
以下に実施内容を具体的に説明する。はじめに、情報記録媒体１００の製造方法について説明する。製造には図９に示すスパッタリング（成膜）装置を用い、実施例１００−１〜６および比較例１−１〜６は、記録層１１５を除いて、各層同じ材料、同じ膜厚、同じスパッタリング条件である。
各層の材料と膜厚を説明する。基板１０１として、案内溝（深さ２０ｎｍ、グルーブ−グルーブ間０．３２μｍ）が形成されたポリカーボネート基板（直径１２０ｍｍ、厚さ１．１ｍｍ）を準備し、スパッタリング装置内に取り付けた。基板１０１の案内溝形成側表面に、反射層１１２としてＡｇ−Ｃｕ系合金を１００ｎｍ、誘電体層１１３としてＣｅＯ2を１０ｎｍ、界面層１１４として（ＺｒＯ2）25（ＳｉＯ2）25（Ｃｒ2Ｏ3）50（添え字はｍｏｌ％を示す。以下同様。）を３ｎｍ、記録層１１５としてＳｂ60Ｃ30Ｌ10を１０ｎｍ、界面層１１６として（ＺｒＯ2）25（ＳｉＯ2）25（Ｃｒ2Ｏ3）50を５ｎｍ、誘電体層１１７として（ＺｎＳ）80（ＳｉＯ2）20を４５ｎｍ、順に積層した。これで情報層１１０が形成された。
各層のスパッタリング条件を説明する。用いたターゲットの形状はすべて、丸形で直径１００ｍｍで厚さ６ｍｍである。反射層１１２は、Ａｇ−Ｃｕ系合金ターゲットを、圧力０．４ＰａのＡｒガス雰囲気中で、直流電源を用いて２００Ｗの出力でスパッタリングして形成した。誘電体層１１３は、ＣｅＯ2ターゲットを、圧力０．１３ＰａのＡｒガス雰囲気中で、高周波電源を用いて２００Ｗの出力でスパッタリングして形成した。界面層１１４は、（ＺｒＯ2）25（ＳｉＯ2）25（Ｃｒ2Ｏ3）50ターゲットを、圧力０．１３ＰａのＡｒガス雰囲気中で、高周波電源を用いて２００Ｗの出力でスパッタリングして形成した。
次に記録層１１５のスパッタリング条件について、媒体番号毎に説明する。直流電源を用いて、圧力０．１３Ｐａの雰囲気中でターゲットをスパッタリングする条件は、材料によらず同様である。
実施例１００−１は、Ｓｂ55Ｃ33Ｂ12ターゲットを、Ａｒガス雰囲気中で、１００Ｗの出力でスパッタリングして、Ｓｂ60Ｃ30Ｂ10記録層を形成した。
実施例１００−２は、Ｓｂ64Ｃ36ターゲットを、ＡｒガスとＮ2ガスの体積比が９０：１０である混合ガス雰囲気中で、１００Ｗの出力で反応性スパッタリングして、Ｓｂ60Ｃ30Ｎ10記録層を形成した。
実施例１００−３は、Ｓｂ64Ｃ36ターゲットを、ＡｒガスとＯ2ガスの体積比が９０：１０である混合ガス雰囲気中で、１００Ｗの出力で反応性スパッタリングして、Ｓｂ60Ｃ30Ｏ10記録層を形成した。
実施例１００−４は、Ｓｂ58Ｃ33Ｍｇ9ターゲットを、Ａｒガス雰囲気中で、１００Ｗの出力でスパッタリングして、Ｓｂ60Ｃ30Ｍｇ10記録層を形成した。
実施例１００−５は、Ｓｂ57Ｃ33Ａｌ10ターゲットを、Ａｒガス雰囲気中で、１００Ｗの出力でスパッタリングして、Ｓｂ60Ｃ30Ａｌ10記録層を形成した。
実施例１００−６は、Ｓｂ58Ｃ33Ｓ9ターゲットを、Ａｒガス雰囲気中で、１００Ｗの出力でスパッタリングして、Ｓｂ60Ｃ30Ｓ10記録層を形成した。
比較例１−１は、Ｓｂ−Ｇｅ−Ｍｇターゲットを、Ａｒガス雰囲気中で、１００Ｗの出力でスパッタリングして、Ｓｂ60Ｇｅ30Ｍｇ10記録層を形成した。
比較例１−２は、Ｓｂ−Ｇｅ−Ａｌターゲットを、Ａｒガス雰囲気中で、１００Ｗの出力でスパッタリングして、Ｓｂ60Ｇｅ30Ａｌ10記録層を形成した。
比較例１−３は、Ｇｅ−Ｂｉ−Ｔｅ合金ターゲットを、Ａｒガス雰囲気中で、１００Ｗの出力でスパッタリングして、Ｇｅ45Ｂｉ4Ｔｅ51記録層を形成した。
比較例１−４は、Ｇｅ−Ｂｉ−Ｔｅ合金ターゲットを、Ａｒガス雰囲気中で、１００Ｗの出力でスパッタリングして、Ｇｅ35Ｂｉ12Ｔｅ53記録層を形成した。
比較例１−５は、Ｓｂ−Ｃ−Ｔｉ合金ターゲットを、Ａｒガス雰囲気中で、１００Ｗの出力でスパッタリングして、Ｓｂ60Ｃ30Ｔｉ10記録層を形成した。
比較例１−６は、Ｓｂ−Ｃ−Ｃｕ合金ターゲットを、Ａｒガス雰囲気中で、１００Ｗの出力でスパッタリングして、Ｓｂ60Ｃ30Ｃｕ10記録層を形成した。
界面層１１６は、（ＺｒＯ2）25（ＳｉＯ2）25（Ｃｒ2Ｏ3）50ターゲットを、圧力０．１３ＰａのＡｒガス雰囲気中で、高周波電源を用いて２００Ｗの出力でスパッタリングして形成した。誘電体層１１７は、（ＺｎＳ）80（ＳｉＯ2）20ターゲットを、圧力０．１３ＰａのＡｒガスとＯ2ガスの体積比が９７：３である混合ガス雰囲気中で、高周波電源を用いて４００Ｗの出力でスパッタリングして形成した。
以上のようにして基板１０１の上に反射層１１２、誘電体層１１３、界面層１１４、記録層１１５、界面層１１６および誘電体層１１７を順次成膜した基板１０１をスパッタリング装置から取り出した。それから、誘電体層１１７の表面に紫外線硬化性樹脂をスピンコート法で１００μｍの厚みで塗布し、紫外線を照射して樹脂を硬化させ、透明層１０２を形成した。
透明層形成工程終了後、初期化工程を実施した。初期化工程においては、波長８１０ｎｍの半導体レーザを使って、情報記録媒体１００の記録層１１５を、半径２２〜６０ｍｍの範囲の環状領域内でほぼ全面に亘って結晶化させた。これにより初期化工程が終了し、実施例１００−１〜６の情報記録媒体１００および比較例１−１〜４の作製が完了した。これらの情報記録媒体は、鏡面部反射率がＲｃ約２１％、Ｒａ約４％であった。
次に、情報記録媒体１００の記録再生評価方法について説明する。情報記録媒体１００に情報を記録するために、情報記録媒体１００を回転させるスピンドルモータと、レーザ光１０を発する半導体レーザを備えた光学ヘッドと、レーザ光１０を情報記録媒体１００の記録層１１５上に集光させる対物レンズとを具備した一般的な構成の記録再生装置を用いた。情報記録媒体１００の評価においては、波長４０５ｎｍの半導体レーザと開口数０．８５の対物レンズを使用し、２５ＧＢ容量相当の記録を行った。用いた記録再生装置のレーザ光１０のレーザパワー上限は、媒体の盤面で２０ｍＷである。
記録は、２倍速（９．８４ｍ／秒、７２Ｍｂｐｓ）と４倍速（１９．６８ｍ／秒、１４４Ｍｂｐｓ）の条件で、半径５０ｍｍの位置で実施した。記録した信号の再生評価は、１倍速で０．３５ｍＷのレーザ光を照射して実施した。なお、再生評価条件は、１倍速より大きな線速度で実施してもよく、再生パワーも０．３５ｍＷよりも大きいパワーで実施してもよい。
記録再生評価は、信号振幅対ノイズ比（ＣＮＲ）と消去率の測定で実施した。はじめに、ＣＮＲの測定方法について説明する。レーザ光１０を、高パワーレベルの記録パワー（ｍＷ）と低パワーレベルの消去パワー（ｍＷ）との間でパワー変調しながら情報記録媒体１００に向けて照射して、２Ｔ（マーク長０．１４９μｍ）の単一信号と９Ｔ（マーク長０．６７１μｍ）の単一信号を交互に計１１回、グルーブ面に記録する。記録するパルスの波形は、マルチパルスである。１１回目の２Ｔ信号が記録された状態で、スペクトラムアナライザーで振幅（Ｃ）（ｄＢｍ）とノイズ（Ｎ）（ｄＢｍ）を測定し、その差からＣＮＲ（ｄＢ）を測定する。
次に、消去率の測定方法について説明する。上記の１１回目の２Ｔ信号の振幅を測定し、１２回目に９Ｔ信号を記録して、２Ｔ信号がどれだけ減衰したかスペクトラムアナライザーで測定する。この減衰量を消去率（ｄＢ）と定義する。
まず、記録パワー（Ｐｗ）および消去パワー（Ｐｅ）を以下の手順で設定した。消去パワーを一定の適切な値に固定し、２Ｔ振幅の記録パワー依存性を測定した。これにより、所定のＰｗ１を設定した。記録パワーをＰｗ１に固定し、ＣＮＲと消去率の消去パワー依存性を測定した。これにより、所定の低パワー側Ｐｅ０と高パワー側Ｐｅ１の平均値をＰｅとした。消去パワーをＰｅに固定し、再び２Ｔ振幅の記録パワー依存性を測定した。これにより、所定のＰｗを設定した。この手順で、２倍速および４倍速のＰｗとＰｅをそれぞれ決めた。情報記録媒体１００−１〜６および比較例１−１〜６について、ＰｗとＰｅにおけるＣＮＲと消去率を２倍速と４倍速の条件で測定した（（１）２ＴＣＮＲ、（２）２Ｔ消去率）。
次に信頼性評価方法について説明する。信頼性評価は、記録した信号が高温高湿条件下に置かれても保存されるかどうか、また、高温高湿条件下に置かれた後も書換が可能かどうかを調べるために実施する。評価には、上記と同様の記録再生装置を用いた。予め、情報記録媒体１００−１〜６と比較例１−１〜６に、上記のＰｗおよびＰｅのパワーで２Ｔ信号と９Ｔ信号を交互に計１１回、同一トラックのグルーブ面に記録する。これを、２倍速と４倍速の条件で、複数トラックで実施し、２ＴＣＮＲを測定しておく。温度８０℃、相対湿度２０％の恒温槽にこれらの媒体を１００時間放置した後、取り出した。取り出した後、記録しておいた２Ｔ信号を１倍速で再生してＣＮＲを測定した（記録保存性）。また、記録しておいた２Ｔ信号に、ＰｗとＰｅで９Ｔ信号を１回オーバライトして消去率を測定した（書換え保存性）。この際、２倍速で記録された信号には２倍速で、４倍速で記録された信号には４倍速で１回オーバライトをした。恒温槽に放置する前のＣＮＲ（Ｂ）と放置した後のＣＮＲ（Ａ）との差、ＣＮＲ（Ａ）−ＣＮＲ（Ｂ）、から記録保存性を評価する（（３）ＣＮＲ変化）。放置後のＣＮＲが低下していると信頼性は芳しくない。記録保存性は低倍速で劣化しやすい。また、恒温槽に放置する前の消去率（Ｂ）と放置した後の消去率（Ａ）との差、消去率（Ａ）−消去率（Ｂ）、から書換え保存性を評価する（（４）消去率変化）。放置後の消去率が低下していると信頼性は芳しくない。書換え保存性は高倍速で劣化しやすい。
２倍速、４倍速における（１）２ＴＣＮＲ、（２）２Ｔ消去率、（３）ＣＮＲ変化、（４）消去率変化、の評価結果を（表１）に示す。表中、（１）２ＴＣＮＲは、４５ｄＢ以上を○、４０ｄＢ以上４５ｄＢ未満を△、４０ｄＢ未満を×、（２）２Ｔ消去率は、３０ｄＢ以上であれば○、２０ｄＢ以上３０ｄＢ未満であれば△、２０ｄＢ未満であれば×、（３）ＣＮＲ変化は、１ｄＢ未満を○、１ｄＢ以上３ｄＢ未満を△、３ｄＢ以上を×、（４）消去率変化は、３ｄＢ未満を○、３ｄＢ以上５ｄＢ未満を△、５ｄＢ以上を×、で示す。×評価は、その線速度での使用が困難であることを示し、○と△評価は使用可能であることを示す。○は△よりも好ましい。
また、総合評価は、全ての評価項目で○であれば◎、△が一つであれば○、△が２以上であれば△、一つでも×の項目があれば×である。◎が最も好ましく、○がより好ましく、△が好ましい。×は使用困難である。
Figure 2008152796
（表１）に示す様に、実施例の媒体１００−１〜６は、すべての項目で○または△の評価が得られたので、２倍速から４倍速で使用できる。特に、１００−１、２、４、５、６は全ての項目で○の結果が得られた。媒体１００−１〜６は、いずれも２倍速のＰｗが７ｍＷ以下、Ｐｅが４ｍＷ以下、４倍速のＰｗが９ｍＷ以下、Ｐｅが５ｍＷ以下であった。本発明の記録層１１５を用いることにより、低倍速における記録保存性と高倍速における書換保存性を両立させることができた。これは、本発明の記録層が、４倍速に対応できる高速結晶化能と、２００℃以上の高い結晶化温度と、大きな光学変化を併せ持つことによる。
これに対し比較例は、媒体１−１と１−２は結晶化速度が不足して、消去率の４倍速および消去率変化が×評価となった。消去率が不足すると、１１回の繰り返し記録中に消し残りが蓄積されて、ＣＮＲの４倍速も△評価となった。媒体１−３も結晶化速度が不足して、消去率の４倍速と消去率変化の４倍速が×評価となった。媒体１−４は光学変化が小さく且つ結晶化温度が低下したため、ＣＮＲの２倍速およびＣＮＲ変化で×評価となった。ＣＮＲ変化が大きく、消去率変化は測定できなかった。媒体１−５、１−６は、２倍速では消去率変化の評価が△であったが、使用可能レベルであった。しかしながら、４倍速では結晶化速度が不十分で、ＣＮＲおよび消去率が共に△、消去率変化が×となり、総合評価は×となった。このように、比較例では、低倍速における記録保存性と高倍速における書換保存性を両立させることができなかった。
（実施例２）
実施例２では、図１の情報記録媒体１００を製造し、記録層１１５の組成比と記録再生特性並びに信頼性との関係を調べた。記録層１１５には、Ｓｂ100-x-yＣxＡｌyを用いた。組成比の異なる記録層１１５を有する情報記録媒体１００を６種類作製し、媒体番号１００−１１〜１６とした。１００−１１〜１５はｘ＋ｙが５０である。１００−１６は、ｘ＋ｙが５２である。
情報記録媒体１００の製造方法とスパッタリング条件は、記録層１１５を除いて実施例１と同様である。本実施例の記録層１１５の製造方法を説明する。いずれも、Ｓｂ−Ｃ−ＡｌターゲットをＡｒガス雰囲気中で、１００Ｗの出力でスパッタリングする。用いたターゲットの組成比は異なる。媒体１００−１１は、Ｓｂ45Ｃ50Ａｌ5ターゲットをスパッタリングして、Ｓｂ50Ｃ45Ａｌ5記録層を形成した。媒体１００−１２は、Ｓｂ46Ｃ44Ａｌ10ターゲットをスパッタリングして、Ｓｂ50Ｃ40Ａｌ10記録層を形成した。媒体１００−１３は、Ｓｂ47Ｃ33Ａｌ20ターゲットをスパッタリングして、Ｓｂ50Ｃ30Ａｌ20記録層を形成した。媒体１００−１４は、Ｓｂ47Ｃ28Ａｌ25ターゲットをスパッタリングして、Ｓｂ50Ｃ25Ａｌ25記録層を形成した。媒体１００−１５は、Ｓｂ48Ｃ22Ａｌ30ターゲットをスパッタリングして、Ｓｂ50Ｃ20Ａｌ30記録層を形成した。媒体１００−１６は、Ｓｂ45Ｃ29Ａｌ26ターゲットをスパッタリングして、Ｓｂ48Ｃ26Ａｌ26記録層を形成した。
記録再生特性並びに信頼性は、各々実施例１に記載の記録再生評価方法と信頼性評価方法に準じて測定した。本実施例では、４倍速（１９．６８ｍ／秒、１４４Ｍｂｐｓ）の条件で、２ＴＣＮＲ、２Ｔ消去率、ＣＮＲ変化および消去率変化を測定した。その結果を（表２）に示す。表中の○、△、×の判定は実施例１の判定と同様である。総合評価の◎、○、△、×も実施例１の判定と同様である。
Figure 2008152796
（表２）に示す様に、媒体１００−１１〜１６は、すべての項目で○または△の評価が得られたので、４倍速で使用できる。特に、ｘ≧ｙである１００−１１〜１４は、すべての項目で○の評価が得られた。ｙ＞ｘである１００−１５は、消去率変化が△評価であった。ｘ＋ｙ＞５０である１００−１６は、やや消去率の低下が見られ、消去率変化と共に△評価が２つあった。よって、記録再生特性と信頼性を両立できるのは、ｘ＋ｙ≦５０が好ましく、且つｘ≧ｙであることがより好ましい。
（実施例３）
実施例３では、図２の情報記録媒体２００を製造し、記録層２２５の組成比と記録再生特性の関係を調べた。記録層２２５には、Ｓｂ100-x-yＣxＡｌyを用いた。組成比の異なる記録層２２５を有する情報記録媒体２００を５種類作製し、媒体番号２００−１〜５とした。２００−１〜５はｘ＋ｙが４０である。
以下に実施内容を具体的に説明する。はじめに、情報記録媒体２００の製造方法について説明する。製造には図９に示すスパッタリング（成膜）装置を用い、実施例２００−１〜５は、記録層２２５を除いて、各層同じ材料、同じ膜厚、同じスパッタリング条件である。
各層の材料と膜厚を説明する。基板２０１として、実施例１の基板１０１と同様の基板を準備し、スパッタリング装置内に取り付けた。基板２０１の案内溝形成側表面に、反射層２１２としてＡｇ−Ｃｕ系合金を１００ｎｍ、誘電体層２１３としてＣｅＯ2を１０ｎｍ、界面層２１４として（ＺｒＯ2）25（ＳｉＯ2）25（Ｃｒ2Ｏ3）50を３ｎｍ、記録層２１５としてＳｂ50Ｃ30Ａｌ20を１０ｎｍ、界面層２１６として（ＺｒＯ2）25（ＳｉＯ2）25（Ｃｒ2Ｏ3）50を５ｎｍ、誘電体層２１７として（ＺｎＳ）80（ＳｉＯ2）20を４５ｎｍ、順に積層した。これで、第１の情報層２１０が形成された。
次に、誘電体層２１７の表面に、案内溝を有する中間層２０３を２５μｍの厚さで形成した。中間層２０３の案内溝形成側表面に、誘電体層２２１としてＴｉＯ2を１８ｎｍ、反射層２２２としてＡｇ−Ｃｕ系合金を１３ｎｍ、誘電体層２２３として（ＺｒＯ2）25（ＳｉＯ2）25（Ｃｒ2Ｏ3）50を１２ｎｍ、界面層２２４は設けずに、記録層２２５を６ｎｍ、界面層２２６として（ＺｒＯ2）25（ＳｉＯ2）25（Ｃｒ2Ｏ3）50を５ｎｍ、誘電体層２２７として（ＺｎＳ）80（ＳｉＯ2）20を３５ｎｍ、順に積層した。これで、第２の情報層２２０が形成された。
各層のスパッタリング条件を説明する。用いたターゲットの形状はすべて、丸形で直径１００ｍｍで厚さ６ｍｍである。反射層２１２から界面層２１４を実施例１の反射層１１２から界面層１１４と同様の条件で形成した。記録層２１５は、Ｓｂ47Ｃ33Ａｌ20ターゲットを、圧力０．１３ＰａのＡｒガス雰囲気中で、１００Ｗの出力でスパッタリングして、Ｓｂ50Ｃ30Ａｌ20記録層を形成した。界面層２１６と誘電体層２１７を実施例１の界面層１１６と誘電体層１１７と同様の条件で形成した。
以上のようにして基板２０１の上に第１の情報層２１０を成膜した基板２０１を、スパッタリング装置から取り出した。次に、中間層２０３を、次の手順で形成した。まず、誘電体層２１７の表面に、紫外線硬化性樹脂をスピンコートにより塗布した。次に、中間層に形成すべき案内溝と相補的である凹凸（深さ２０ｎｍ、グルーブ−グルーブ間０．３２μｍ）を有するポリカーボネート基板の凹凸形成面を、紫外線硬化性樹脂に密着させた。その状態で紫外線を照射して樹脂を硬化させた後、凹凸を有するポリカーボネート基板を剥離した。それにより、基板２０１と同様の形状の案内溝が中間層２０３の表面に形成された。
中間層２０３まで形成した基板２０１を再びスパッタリング装置に配置して、中間層２０３の表面に第２の情報層２２０を形成した。まず、中間層２０３上に、誘電体層２２１を形成する。誘電体層２２１は、ＴｉＯ2ターゲットを圧力０．１３ＰａのＡｒガスとＯ2ガスの体積比が９７：３である混合ガス雰囲気中で、パルス発生式直流電源を用いて２００Ｗの出力でスパッタリングして形成した。続いて、反射層２２２は、Ａｇ−Ｃｕ系合金ターゲットを、圧力０．４ＰａのＡｒガス雰囲気中で、直流電源を用いて１００Ｗの出力でスパッタリングして形成した。誘電体層２２３は、（ＺｒＯ2）25（ＳｉＯ2）25（Ｃｒ2Ｏ3）50ターゲットを、圧力０．１３ＰａのＡｒガス雰囲気中で、高周波電源を用いて２００Ｗの出力でスパッタリングして形成した。
記録層２２５は、直流電源を用いて、圧力０．１３ＰａのＡｒガス雰囲気中で、Ｓｂ−Ｃ−Ａｌターゲットを、５０Ｗの出力でスパッタリングした。この方法で、媒体２００−１はＳｂ56Ｃ40Ａｌ4ターゲットをスパッタリングして、Ｓｂ60Ｃ36Ａｌ4記録層を形成した。媒体２００−２はＳｂ57Ｃ35Ａｌ8ターゲットをスパッタリングして、Ｓｂ60Ｃ32Ａｌ8記録層を形成した。媒体２００−３はＳｂ58Ｃ26Ａｌ16ターゲットをスパッタリングして、Ｓｂ60Ｃ24Ａｌ16記録層を形成した。媒体２００−４はＳｂ58Ｃ22Ａｌ20ターゲットをスパッタリングして、Ｓｂ60Ｃ20Ａｌ20記録層を形成した。媒体２００−５はＳｂ58Ｃ18Ａｌ24ターゲットをスパッタリングして、Ｓｂ60Ｃ16Ａｌ24記録層を形成した。界面層２２６と誘電体層２２７を、実施例１の界面層１１６と誘電体層１１７と同様の条件で形成した。
以上のようにして中間層２０３の上に第２の情報層２２０を成膜した基板２０１を、スパッタリング装置から取り出した。それから、誘電体層２２７の表面に紫外線硬化性樹脂をスピンコート法で７５μｍの厚みで塗布し、紫外線を照射して樹脂を硬化させ、透明層２０２を形成した。
透明層形成工程終了後、初期化工程を実施した。初期化工程においては、波長８１０ｎｍの半導体レーザを使って、はじめに、記録層２１５を初期化し、その後記録層２２５を初期化した。いずれも半径２２〜６０ｍｍの範囲の環状領域内でほぼ全面にわたって結晶化させた。これにより初期化工程が終了し、媒体番号２００−１〜５の情報記録媒体２００の作製が完了した。
作製した媒体番号２００−１〜５は、第１の情報層２１０および第２の情報層２２０ともに、鏡面部実効反射率がＲｃ約５％、Ｒａ約１％であった。第１の情報層２１０の反射率は、第２の情報層２２０を通ったレーザ光１０で測定した。また、第２の情報層２２０の光透過率はＴｃ約５５％、Ｔａ約５０％であった。透過率の測定には基板２０１に第２の情報層２２０と透明層２０２を形成した媒体を用い、半面初期化して分光光度計で測定した。
次に、記録再生評価方法について、実施例１および２と異なる点を説明する。第１の情報層２１０と第２の情報層２２０の各々に、４倍速記録を行った。記録した信号の再生評価は、１倍速で０．７０ｍＷのレーザ光を照射して実施した。なお、再生評価条件は、１倍速より大きな線速度で実施してもよく、再生パワーも０．７０ｍＷよりも大きいパワーで実施してもよい。信頼性評価方法については実施例１と同様である。媒体番号２００−１〜５の４倍速における（１）２ＴＣＮＲ、（２）２Ｔ消去率、（３）ＣＮＲ変化、（４）消去率変化、の評価結果を（表３）に示す。表中、（１）２ＴＣＮＲは、４２ｄＢ以上を○、３７ｄＢ以上４２ｄＢ未満を△、３７ｄＢ未満を×、（２）２Ｔ消去率は、２７ｄＢ以上であれば○、２２ｄＢ以上２７ｄＢ未満であれば△、２２ｄＢ未満であれば×、（３）ＣＮＲ変化は、１ｄＢ未満を○、１ｄＢ以上３ｄＢ未満を△、３ｄＢ以上を×、（４）消去率変化は、３ｄＢ未満を○、３ｄＢ以上５ｄＢ未満を△、５ｄＢ以上を×、で示す（レーザ光に近い情報層ほど、媒体の反り許容幅が大きいので、第２の情報層２２０の信号品質の目標値は、第１の情報層２１０のそれよりもゆるめてよいため、判定基準は変えている）。×評価は、その線速度での使用が困難であることを示し、○と△評価は使用可能であることを示す。○は△よりも好ましい。総合評価の◎、○、△、×は実施例１の判定と同様である。
Figure 2008152796
（表３）に示す様に、媒体２００−１〜５は、すべての項目で○または△の評価が得られたので、４倍速で使用できる。特に、ｘ≧ｙである２００−１〜４は、すべての項目で○の評価が得られた。記録再生特性と信頼性を両立できたので、ｘ≧ｙであることがより好ましい。いずれの媒体もＰｗが１６ｍＷ以下、Ｐｅが１０ｍＷ以下であった。本実施例の記録層２２５は、実施例１および２の記録層１１５よりも膜厚が６ｎｍと薄いため、Ｓｂを６０原子％含む、より結晶化速度が大きい記録層によって、良好な結果が得られた。
（実施例４）
実施例４では、図３の情報記録媒体３００を製造し、記録層３３５の組成比と記録再生特性並びに信頼性との関係を調べた。記録層３３５には、Ｓｂ100-x-yＣxＭｇyを用いた。組成比の異なる記録層３３５を有する情報記録媒体３００を５種類作製し、媒体番号３００−１〜５とした。３００−１〜５はｘ＋ｙが３０である。
以下に実施内容を具体的に説明する。はじめに、情報記録媒体３００の製造方法について説明する。製造には図９に示すスパッタリング（成膜）装置を用い、実施例３００−１〜５は、記録層３３５を除いて、各層同じ材料、同じ膜厚、同じスパッタリング条件である。
各層の材料と膜厚を説明する。基板３０１として、実施例１の基板１０１と同様の基板を準備し、スパッタリング装置内に取り付けた。基板３０１の案内溝形成側表面に、反射層３１２としてＡｇ−Ｃｕ系合金を１００ｎｍ、誘電体層３１３としてＣｅＯ2を１０ｎｍ、界面層３１４として（ＺｒＯ2）25（ＳｉＯ2）25（Ｃｒ2Ｏ3）50を３ｎｍ、記録層３１５としてＳｂ50Ｃ30Ａｌ20を１０ｎｍ、界面層３１６として（ＺｒＯ2）25（ＳｉＯ2）25（Ｃｒ2Ｏ3）50を５ｎｍ、誘電体層３１７として（ＺｎＳ）80（ＳｉＯ2）20を４５ｎｍ、順に積層した。これで、第１の情報層３１０が形成された。
次に、誘電体層３１７の表面に、案内溝を有する中間層３０３を２３μｍの厚さで形成した。中間層３０３の案内溝形成側表面に、誘電体層３２１としてＮｂ2Ｏ5を１２ｎｍ、反射層３２２としてＡｇ−Ｃｕ系合金を１０ｎｍ、誘電体層３２３として（ＺｒＯ2）25（ＳｉＯ2）25（Ｃｒ2Ｏ3）50を１０ｎｍ、界面層３２４は設けずに、記録層３２５としてＳｂ60Ｃ24Ａｌ16を５．５ｎｍ、界面層３２６として（ＺｒＯ2）25（ＳｉＯ2）25（Ｃｒ2Ｏ3）50を５ｎｍ、誘電体層３２７として（ＺｎＳ）80（ＳｉＯ2）20を４４ｎｍ、順に積層した。これで、第２の情報層３２０が形成された。
次に、誘電体層３２７の表面に、案内溝を有する中間層３０４を１４μｍの厚さで形成した。中間層３０４の案内溝形成側表面に、誘電体層３３１としてＴｉＯ2を１９ｎｍ、反射層３３２としてＡｇ−Ｃｕ系合金を１０ｎｍ、誘電体層３３３として（ＺｒＯ2）25（ＳｉＯ2）25（Ｃｒ2Ｏ3）50を１１ｎｍ、界面層３３４は設けずに、記録層３３５を４．５ｎｍ、界面層３３６として（ＺｒＯ2）25（ＳｉＯ2）25（Ｃｒ2Ｏ3）50を５ｎｍ、誘電体層３３７として（ＺｎＳ）80（ＳｉＯ2）20を３２ｎｍ、順に積層した。これで、第３の情報層３３０が形成された。
各層のスパッタリング条件を説明する。用いたターゲットの形状はすべて、丸形で直径１００ｍｍで厚さ６ｍｍである。反射層３１２から界面層３１４を実施例１の反射層１１２から界面層１１４と同様の条件で形成した。記録層３１５を実施例３の記録層２１５と同様の条件で形成した。界面層３１６と誘電体層３１７を実施例１の界面層１１６と誘電体層１１７と同様の条件で形成した。以上のようにして基板３０１の上に第１の情報層３１０を成膜した基板３０１を、スパッタリング装置から取り出した。次に、中間層３０３を実施例３の中間層２０３と同様の条件で形成した。
中間層３０３まで形成した基板３０１を再びスパッタリング装置に配置して、中間層３０３の表面に第２の情報層３２０を形成した。まず、誘電体層３２１を、Ｎｂ2Ｏ5ターゲットを圧力０．１３ＰａのＡｒガスとＯ2ガスの体積比が９７：３である混合ガス雰囲気中で、高周波電源を用いて２００Ｗの出力でスパッタリングして、中間層３０３上に形成した。続いて、反射層３２２を実施例３の反射層２２２と同様の条件で形成した。誘電体層３２３を実施例３の誘電体層２２３と同様の条件で形成した。記録層３２５は、直流電源を用いて圧力０．１３ＰａのＡｒガス雰囲気中で、Ｓｂ58Ｃ26Ａｌ16ターゲットをスパッタリングして、Ｓｂ60Ｃ24Ａｌ16記録層を形成した。界面層３２６と誘電体層３２７を実施例１の界面層１１６と誘電体層１１７と同様の条件で形成した。以上のようにして基板３０１の上に第２の情報層３２０まで成膜した基板３０１をスパッタリング装置から取り出す。次に、中間層３０４を実施例３の中間層２０３と同様の条件で形成した。
中間層３０４まで形成した基板３０１を再びスパッタリング装置に配置して、中間層３０４の表面に第３の情報層３３０を形成した。まず、中間層３０４上に、誘電体層３３１を実施例３の誘電体層２２１と同様の条件で形成した。反射層３３２と誘電体層３３３を実施例３の反射層２２２と誘電体層２２３と同様の条件で形成した。
記録層３３５は、直流電源を用いて、圧力０．１３ＰａのＡｒガス雰囲気中で、Ｓｂ−Ｃ−Ｍｇターゲットを、５０Ｗの出力でスパッタリングした。この方法で、媒体３００−１はＳｂ67Ｃ30Ｍｇ3ターゲットをスパッタリングして、Ｓｂ70Ｃ27Ｍｇ3記録層を形成した。媒体３００−２はＳｂ69Ｃ26Ｍｇ5ターゲットをスパッタリングして、Ｓｂ70Ｃ24Ｍｇ6記録層を形成した。媒体３００−３はＳｂ69Ｃ20Ｍｇ11ターゲットをスパッタリングして、Ｓｂ70Ｃ18Ｍｇ12記録層を形成した。媒体３００−４はＳｂ69Ｃ17Ｍｇ14ターゲットをスパッタリングして、Ｓｂ70Ｃ15Ｍｇ15記録層を形成した。媒体３００−５はＳｂ71Ｃ13Ｍｇ16ターゲットをスパッタリングして、Ｓｂ70Ｃ12Ｍｇ18記録層を形成した。界面層３３６と誘電体層３３７を実施例１の界面層１１６と誘電体層１１７と同様の条件で形成した。
以上のようにして中間層３０４の上に第３の情報層３３０を成膜した基板３０１をスパッタリング装置から取り出す。それから、誘電体層３３７の表面に紫外線硬化性樹脂をスピンコート法で６３μｍの厚みで塗布し、紫外線を照射して樹脂を硬化させ、透明層３０２を形成した。
透明層形成工程終了後、初期化工程を実施した。初期化工程においては、波長８１０ｎｍの半導体レーザを使って、はじめに、記録層３１５を初期化し、次に記録層３２５を初期化し、最後に記録層３３５を初期化した。いずれも半径２２〜６０ｍｍの範囲の環状領域内でほぼ全面に亘って結晶化させた。これにより初期化工程が終了し、媒体番号３００−１〜５の情報記録媒体３００の作製が完了した。
作製した媒体番号３００−１〜５は、第１の情報層３１０、第２の情報層３２０および第３の情報層３３０ともに、鏡面部実効反射率がＲｃ約２．５％、Ｒａ約０．５％であった。第１の情報層３１０の反射率は、第２の情報層３２０と第３の情報層３３０を通ったレーザ光１０で測定した。同様に、第２の情報層３２０の反射率は、第３の情報層３３０を通ったレーザ光１０で測定した。第２の情報層３２０の光透過率はＴｃ約５８％、Ｔａ約５４％であった。第３の情報層３３０の光透過率はＴｃ約６７％、Ｔａ約６３％であった。透過率の測定は実施例３と同様にして行った。
次に、記録再生評価方法について、実施例１〜３と異なる点を説明する。第１の情報層３１０、第２の情報層３２０および第３の情報層３３０の各々に、４倍速記録を行った。記録した信号の再生評価は、１倍速で１．００ｍＷのレーザ光を照射して実施した。なお、再生評価条件は、１倍速より大きな線速度で実施してもよく、再生パワーも１．００ｍＷよりも大きいパワーで実施してもよい。信頼性評価方法については実施例１と同様である。媒体番号３００−１〜５の４倍速における（１）２ＴＣＮＲ、（２）２Ｔ消去率、（３）ＣＮＲ変化、（４）消去率変化、の評価結果を（表４）に示す。表中、（１）２ＴＣＮＲは、４０ｄＢ以上を○、３５ｄＢ以上４０ｄＢ未満を△、３５ｄＢ未満を×、（２）２Ｔ消去率は、２５ｄＢ以上であれば○、２０ｄＢ以上２５ｄＢ未満であれば△、２０ｄＢ未満であれば×、（３）ＣＮＲ変化は、１ｄＢ未満を○、１ｄＢ以上３ｄＢ未満を△、３ｄＢ以上を×、（４）消去率変化は、３ｄＢ未満を○、３ｄＢ以上５ｄＢ未満を△、５ｄＢ以上を×、で示す（第３の情報層３３０の信号品質の目標値は、第２の情報層３２０のそれよりもゆるめてよいため、判定基準は変えている）。総合評価の◎、○、△、×は実施例１の判定と同様である。
Figure 2008152796
（表４）に示す様に、媒体３００−１〜５は、すべての項目で○または△の評価が得られたので、４倍速で使用できる。特に、ｘ≧ｙである３００−１〜４は、すべての項目で○の評価が得られた。記録再生特性と信頼性を両立できたので、ｘ≧ｙであることがより好ましい。いずれの媒体もＰｗが１８ｍＷ以下、Ｐｅが１１ｍＷ以下であった。本実施例の記録層３３５は、実施例３の記録層２２５よりも膜厚が４．５ｎｍと薄いため、Ｓｂを７０原子％含む、より結晶化速度が大きい記録層を用いて良好な結果が得られた。
（実施例５）
実施例５では、図４の情報記録媒体４００を製造し、記録層４４５の組成比と記録再生特性並びに信頼性との関係を調べた。記録層４４５には、Ｓｂ100-x-yＣxＢyを用いた。組成比の異なる記録層４４５を有する情報記録媒体４００を５種類作製し、媒体番号４００−１〜５とした。４００−１〜５はｘ＋ｙが２０である。
以下に実施内容を具体的に説明する。はじめに、情報記録媒体４００の製造方法について説明する。製造には図９に示すスパッタリング（成膜）装置を用い、実施例４００−１〜５は、記録層４４５を除いて、各層同じ材料、同じ膜厚、同じスパッタリング条件である。
各層の材料と膜厚を説明する。基板４０１として、実施例１の基板１０１と同様の基板を準備し、スパッタリング装置内に取り付けた。基板４０１の案内溝形成側表面に、反射層４１２としてＡｇ−Ｃｕ系合金を１００ｎｍ、誘電体層４１３としてＣｅＯ2を１０ｎｍ、界面層４１４として（ＺｒＯ2）25（ＳｉＯ2）25（Ｃｒ2Ｏ3）50を３ｎｍ、記録層４１５としてＳｂ50Ｃ30Ａｌ20を１０ｎｍ、界面層４１６として（ＺｒＯ2）25（ＳｉＯ2）25（Ｃｒ2Ｏ3）50を５ｎｍ、誘電体層４１７として（ＺｎＳ）80（ＳｉＯ2）20を４８ｎｍ、順に積層した。これで、第１の情報層４１０が形成された。
次に、誘電体層４１７の表面に、案内溝を有する中間層４０３を１８μｍの厚さで形成した。中間層４０３の案内溝形成側表面に、誘電体層４２１としてＮｂ2Ｏ5を１２ｎｍ、反射層４２２としてＡｇ−Ｃｕ系合金を１０ｎｍ、誘電体層４２３として（ＺｒＯ2）25（ＳｉＯ2）25（Ｃｒ2Ｏ3）50を１０ｎｍ、界面層４２４は設けずに、記録層４２５としてＳｂ60Ｃ24Ａｌ16を５．５ｎｍ、界面層４２６として（ＺｒＯ2）25（ＳｉＯ2）25（Ｃｒ2Ｏ3）50を５ｎｍ、誘電体層４２７として（ＺｎＳ）80（ＳｉＯ2）20を４４ｎｍ、順に積層した。これで、第２の情報層４２０が形成された。
次に、誘電体層４２７の表面に、案内溝を有する中間層４０４を２５μｍの厚さで形成した。中間層４０４の案内溝形成側表面に、誘電体層４３１としてＮｂ2Ｏ5を２１ｎｍ、反射層４３２としてＡｇ−Ｃｕ系合金を１０ｎｍ、誘電体層４３３として（ＺｒＯ2）25（ＳｉＯ2）25（Ｃｒ2Ｏ3）50を１０ｎｍ、界面層４３４は設けずに、記録層４３５としてＳｂ70Ｃ18Ｍｇ12を４．５ｎｍ、界面層４３６として（ＺｒＯ2）25（ＳｉＯ2）25（Ｃｒ2Ｏ3）50を５ｎｍ、誘電体層４３７として（ＺｎＳ）80（ＳｉＯ2）20を３５ｎｍ、順に積層した。これで、第３の情報層４３０が形成された。
次に、誘電体層４３７の表面に、案内溝を有する中間層４０５を１４μｍの厚さで形成した。中間層４０５の案内溝形成側表面に、誘電体層４４１としてＴｉＯ2を１４ｎｍ、反射層４４２としてＡｇ−Ｃｕ系合金を１０ｎｍ、誘電体層４４３として（ＺｒＯ2）25（ＳｉＯ2）25（Ｃｒ2Ｏ3）50を５ｎｍ、界面層４４４は設けずに、記録層４４５を４ｎｍ、界面層４４６として（ＺｒＯ2）25（ＳｉＯ2）25（Ｃｒ2Ｏ3）50を５ｎｍ、誘電体層４４７として（ＺｎＳ）80（ＳｉＯ2）20を３３ｎｍ、順に積層した。これで、第４の情報層４４０が形成された。
各層のスパッタリング条件を説明する。用いたターゲットの形状はすべて、丸形で直径１００ｍｍで厚さ６ｍｍである。反射層４１２から界面層４１４を実施例１の反射層１１２から界面層１１４と同様の条件で形成した。記録層４１５を実施例３の記録層２１５と同様の条件で形成した。界面層４１６と誘電体層４１７を実施例１の界面層１１６と誘電体層１１７と同様の条件で形成した。以上のようにして基板４０１の上に第１の情報層４１０を成膜した基板４０１を、スパッタリング装置から取り出した。次に、中間層４０３を実施例３の中間層２０３と同様の条件で形成した。
中間層４０３まで形成した基板４０１を再びスパッタリング装置に配置して、中間層４０３の表面に第２の情報層４２０を形成した。まず、中間層４０３上に、誘電体層４２１を実施例４の誘電体層３２１と同様の条件で形成した。続いて、反射層４２２と誘電体層４２３を実施例３の反射層２２２と誘電体層２２３と同様の条件で形成した。記録層４２５を実施例４の記録層３２５と同様の条件で形成した。界面層４２６と誘電体層４２７を実施例１の界面層１１６と誘電体層１１７と同様の条件で形成した。以上のようにして基板４０１の上に第２の情報層４２０まで成膜した基板４０１を、スパッタリング装置から取り出した。次に、中間層４０４を実施例３の中間層２０３と同様の条件で形成した。
中間層４０４まで形成した基板４０１を再びスパッタリング装置に配置して、中間層４０４の表面に第３の情報層４３０を形成した。まず、中間層４０４上に、誘電体層４３１を実施例４の誘電体層３２１と同様の条件で形成した。次に、反射層４３２と誘電体層４３３を実施例３の反射層２２２と誘電体層２２３と同様の条件で形成した。記録層４３５は、直流電源を用いて、圧力０．１３ＰａのＡｒガス雰囲気中で、Ｓｂ69Ｃ20Ｍｇ11ターゲットを、５０Ｗの出力でスパッタリングしてＳｂ70Ｃ18Ｍｇ12記録層を形成した。界面層４３６と誘電体層４３７を実施例１の界面層１１６と誘電体層１１７と同様の条件で形成した。以上のようにして基板４０１の上に第３の情報層４３０まで成膜した基板４０１を、スパッタリング装置から取り出した。次に、中間層４０５を実施例３の中間層２０３と同様の条件で形成した。
中間層４０５まで形成した基板４０１を再びスパッタリング装置に配置して、中間層４０５の表面に第４の情報層４４０を形成した。まず、中間層４０５上に、誘電体層４４１を実施例３の誘電体層２２１と同様の条件で形成した。次に、反射層４４２と誘電体層４４３を実施例３の反射層２２２と誘電体層２２３と同様の条件で形成した。
記録層４４５は、直流電源を用いて、圧力０．１３ＰａのＡｒガス雰囲気中で、Ｓｂ−Ｃ−Ｂターゲットを、５０Ｗの出力でスパッタリングした。この方法で、媒体４００−１はＳｂ78Ｃ20Ｂ2ターゲットをスパッタリングして、Ｓｂ80Ｃ18Ｂ2記録層を形成した。媒体４００−２はＳｂ77Ｃ18Ｂ5ターゲットをスパッタリングして、Ｓｂ80Ｃ16Ｂ4記録層を形成した。媒体４００−３はＳｂ77Ｃ13Ｂ10ターゲットをスパッタリングして、Ｓｂ80Ｃ12Ｂ8記録層を形成した。媒体４００−４はＳｂ77Ｃ11Ｂ12ターゲットをスパッタリングして、Ｓｂ80Ｃ10Ｂ10記録層を形成した。媒体４００−５はＳｂ77Ｃ9Ｂ14ターゲットをスパッタリングして、Ｓｂ80Ｃ8Ｂ12記録層を形成した。界面層４４６と誘電体層４４７を実施例１の界面層１１６と誘電体層１１７と同様の条件で形成した。以上のようにして中間層４０５の上に第４の情報層４４０を成膜した基板４０１をスパッタリング装置から取り出す。それから、誘電体層４４７の表面に紫外線硬化性樹脂をスピンコート法で４３μｍの厚みで塗布し、紫外線を照射して樹脂を硬化させ、透明層４０２を形成した。
透明層形成工程終了後、初期化工程を実施した。初期化工程においては、波長８１０ｎｍの半導体レーザを使って、はじめに記録層４１５を初期化し、次に記録層４２５を初期化し、次に記録層４３５を初期化し、最後に記録層４４５を初期化した。いずれも半径２２〜６０ｍｍの範囲の環状領域内でほぼ全面にわたって結晶化させた。これにより初期化工程が終了し、媒体番号４００−１〜５の情報記録媒体４００の作製が完了した。
作製した媒体番号４００−１〜５は、第１の情報層４１０、第２の情報層４２０、第３の情報層４３０および第４の情報層４４０ともに、鏡面部実効反射率がＲｃ約１．３％、Ｒａ約０．３％であった。第１の情報層４１０の反射率は、第２の情報層４２０、第３の情報層４３０および第４の情報層４４０を通ったレーザ光１０で測定した。同様に、第２の情報層４２０の反射率は、第３の情報層４３０および第４の情報層４４０を通ったレーザ光１０で測定した。第２の情報層４２０の光透過率はＴｃ約５７％、Ｔａ約５３％であった。第３の情報層４３０の光透過率はＴｃ約６７％、Ｔａ約６３％であった。第４の情報層４４０の光透過率はＴｃ約７１％、Ｔａ約６６％であった。透過率の測定は実施例３と同様にして行った。
次に、記録再生評価方法について、実施例１から４と異なる点を説明する。第１の情報層４１０、第２の情報層４２０、第３の情報層４３０および第４の情報層４４０の各々に、４倍速記録を行った。記録した信号の再生評価は、１倍速で１．４０ｍＷのレーザ光を照射して実施した。なお、再生評価条件は、１倍速より大きな線速度で実施してもよく、再生パワーも１．４０ｍＷよりも大きいパワーで実施してもよい。信頼性評価方法については実施例１と同様である。媒体番号４００−１〜５の４倍速における（１）２ＴＣＮＲ、（２）２Ｔ消去率、（３）ＣＮＲ変化、（４）消去率変化、の評価結果を（表５）に示す。表中、（１）２ＴＣＮＲは、３８ｄＢ以上を○、３３ｄＢ以上３８ｄＢ未満を△、３３ｄＢ未満を×、（２）２Ｔ消去率は、２３ｄＢ以上であれば○、１８ｄＢ以上２３ｄＢ未満であれば△、１８ｄＢ未満であれば×、（３）ＣＮＲ変化は、１ｄＢ未満を○、１ｄＢ以上３ｄＢ未満を△、３ｄＢ以上を×、（４）消去率変化は、３ｄＢ未満を○、３ｄＢ以上５ｄＢ未満を△、５ｄＢ以上を×、で示す。第４の情報層４４０の信号品質の目標値は、第３の情報層４３０のそれよりもゆるめてよいため、判定基準を変えている。総合評価の◎、○、△、×は実施例１の判定と同様である。
Figure 2008152796
（表５）に示す様に、媒体４００−１〜５は、すべての項目で○または△の評価が得られたので、４倍速で使用できる。特に、ｘ≧ｙである４００−１〜４は、すべての項目で○の評価が得られた。記録再生特性と信頼性を両立できたので、ｘ≧ｙであることがより好ましい。いずれの媒体もＰｗが２０ｍＷ以下、Ｐｅが１２ｍＷ以下であった。本実施例の記録層４４５は、実施例４の記録層３３５よりも膜厚が４ｎｍと薄いため、Ｓｂを８０原子％含む、より結晶化速度が大きい記録層を用いて良好な結果が得られた。
（実施例６）
実施例６では、図１の情報記録媒体１００を製造し、記録層１１５の膜厚と記録再生特性並びに信頼性との関係を調べた。記録層１１５には、Ｓｂ50Ｃ30Ａｌ20を用いた。膜厚の異なる記録層１１５を有する情報記録媒体１００を５種類作製し、媒体番号１００−２１〜２５とした。
実施内容は実施例１とほぼ同様であり、異なる内容について具体的に説明する。情報層１１０は、媒体番号１００−２１〜２５において、各々記録層１１５の膜厚が異なるため、Ｒｃが約２１％、Ｒａが約４％となるよう、誘電体層１１７の膜厚を媒体ごとに設計した。媒体１００−２１は、記録層１１５が７ｎｍで誘電体層１１７が７７ｎｍ、媒体１００−２２は、記録層１１５が９ｎｍで誘電体層１１７が７４ｎｍ、媒体１００−２３は、記録層１１５が１１ｎｍで誘電体層１１７が４９ｎｍ、媒体１００−２４は、記録層１１５が１３ｎｍで誘電体層１１７が５１ｎｍ、媒体１００−２５は、記録層１１５が１５ｎｍで誘電体層１１７が５２ｎｍである。
記録再生特性並びに信頼性は、各々実施例１に記載の記録再生評価方法と信頼性評価方法に準じて測定した。本実施例では、４倍速（１９．６８ｍ／秒、１４４Ｍｂｐｓ）の条件で、２ＴＣＮＲ、２Ｔ消去率、ＣＮＲ変化および消去率変化を測定した。その結果を（表６）に示す。表中の○、△、×の判定は実施例１の判定と同様である。総合評価の◎、○、△、×は実施例１の判定と同様である。
Figure 2008152796
（表６）に示す様に、媒体１００−２１〜２５は、すべての項目で○または△の評価が得られたので、４倍速で使用できる。特に、７ｎｍ以上１３ｎｍ以下の膜厚範囲では、すべての項目で○の評価が得られたのでより好ましい。膜厚が厚くなると、記録層１１５で生じた熱が反射層１１２の方向へ拡散しにくくなり、小さい記録マークの形成が困難となるので、１５ｎｍ以下が好ましい。
（実施例７）
実施例７では、図４の情報記録媒体４００を製造し、記録層４４５の組成比と膜厚を変えて、記録再生特性との関係を調べた。記録層４４５には、Ｓｂ100-x-yＣxＢyを用いた。組成比と膜厚の異なる記録層４４５を有する情報記録媒体４００を５種類作製し、媒体番号４００−１１〜１５とした。
実施内容は実施例５とほぼ同様であり、異なる内容について具体的に説明する。第１の情報層４１０から第３の情報層４３０は、実施例５と同様の実施内容である。第４の情報層４４０は、媒体番号４００−１１〜１５において、各々記録層４４５の組成比と膜厚が異なるため、Ｒｃが約１．３％、Ｒａが約０．３％となるよう、誘電体層４４１、反射層４４２および誘電体層４４７の膜厚も媒体ごとに設計した。媒体４００−１１は、誘電体層４４１を１４ｎｍ、反射層４４２を１０ｎｍ、記録層４４５としてＳｂ84Ｃ9.6Ｂ6.4を３．５ｎｍおよび誘電体層４４７を３４ｎｍに設計した。媒体４００−１２は、誘電体層４４１を１４ｎｍ、反射層４４２を１２ｎｍ、記録層４４５としてＳｂ88Ｃ7.2Ｂ4.8を３ｎｍおよび誘電体層４４７を３０ｎｍに設計した。媒体４００−１３は、誘電体層４４１を１３ｎｍ、反射層４４２を１４ｎｍ、記録層４４５としてＳｂ92Ｃ4.8Ｂ3.2を２．５ｎｍ、誘電体層４４７を２４ｎｍに設計した。媒体４００−１４は、誘電体層４４１を１４ｎｍ、反射層４４２を１５ｎｍ、記録層４４５としてＳｂ96Ｃ2.4Ｂ1.6を２ｎｍ、誘電体層４４７を１９ｎｍに設計した。媒体４００−１５は、誘電体層４４１を１４ｎｍ、反射層４４２を１５ｎｍ、記録層４４５としてＳｂ98Ｃ1.2Ｂ0.8を１．５ｎｍ、誘電体層４４７を１８ｎｍに設計した。記録層４４５は、結晶化速度を落とさないように、薄い膜厚ほど大きな結晶化速度を持つ組成比を採用した。
記録再生特性は、実施例１に記載の記録再生評価方法に準じて測定した。本実施例では、４倍速（１９．６８ｍ／秒、１４４Ｍｂｐｓ）の条件で、２ＴＣＮＲおよび２Ｔ消去率を測定した。その結果を（表７）に示す。実施例５で用いた媒体番号４００−３の結果もあわせて示す。表中の○、△、×の判定は実施例５の判定と同様である。総合評価の◎、○、△、×は実施例１の判定と同様である。
Figure 2008152796
（表７）に示す様に、媒体４００−１１〜１５は、両項目で○または△の評価が得られたので、記録層４４５が僅か１．５ｎｍでも４倍速で使用できる。特に、３ｎｍ以上であれば、すべての項目で○の評価が得られた。記録層が薄くなると、記録層の光吸収率Ａｃ、Ａａが低下するため、媒体４００−１４と１５では２０ｍＷのレーザパワーでＣＮＲが飽和していなかったため△評価になった。より高いレーザパワーを照射すれば、より高いＣＮＲが得られると期待できる。
（実施例８）
実施例８では、アンチモン（Ｓｂ）と、炭素（Ｃ）と、原子量が３３未満である軽元素（Ｌ）とを含む記録層を、複数のターゲットを用いて成膜する実験を実施した。試料番号８００−１は、Ｓｂ60Ｃ30Ｎ10を目標の組成比とした記録層を、ＳｂターゲットとＣターゲットを同時に窒素で反応性スパッタリングして、Ｓｉ基板上に成膜する。試料番号８００−２は、Ｓｂ60Ｃ30Ａｌ10を目標の組成比とした記録層を、ＳｂターゲットとＣターゲットとＡｌターゲットを同時にスパッタリングして、Ｓｉ基板上に成膜する。成膜した記録層の組成比を、Ｘ線マイクロアナライザーの手法を用いて分析し、目標の組成比が得られているか調べた。
以下に実施内容を具体的に説明する。用いたターゲットの形状はすべて、丸形で直径１００ｍｍで厚さ６ｍｍである。複数のターゲットを同時にスパッタリングして目標の組成比の記録層を目標の膜厚で形成するためには、成膜速度比が組成比となるようにスパッタリング出力を決め、膜厚はスパッタリング時間で制御する。その手順を説明する。まず、各ターゲットを所定の各スパッタリング出力ｐ１で独立に一定時間スパッタリングして、各成膜速度ｒ１（単位はｎｍ／分）を予め測定しておく。次に、成膜速度比が組成比となるように、各成膜速度ｒ１から各スパッタリング出力ｐ２を改めて決める。次に、各出力ｐ２で改めて各成膜速度ｒ２を測定し、必要に応じて各出力ｐ２を正確に決め直す。次に、複数のターゲットを各出力ｐ２で同時にスパッタリングして、成膜速度ｒ３を測定する。最後に、目標の膜厚になるように、ｒ３からスパッタリング時間ｔ１（単位は分）を計算する。
成膜には図９に示すスパッタリング（成膜）装置を用いたが、スパッタ室２１には一つの基板ホルダー２６と、複数のターゲット電極２８と電源２９が備えられている。まず、１２ｍｍ×１８ｍｍ角で厚み１ｍｍのＳｉ基板をポリカーボネート基板に固定して、スパッタリング装置内に取り付けた。試料８００−１は、ＳｂターゲットをＤＣ電源に取り付けてｐ２＝１００Ｗ、ＣターゲットをＲＦ電源に取り付けてｐ２＝５００Ｗで、ＡｒガスとＮ2ガスの体積比が９０：１０である混合ガス雰囲気中で、同時に反応性スパッタリングを実施した。Ｃのｒ２はＳｂのｒ２の約１０分の１しかなかったので、ｐ２を５００Ｗに設定した。ｔ１＝２０分スパッタリングして、Ｓｉ基板上に１μｍ厚のＳｂ−Ｃ−Ｎ記録層を形成した。試料８００−２は、ＳｂターゲットをＤＣ電源に取り付けてｐ２＝１００Ｗ、ＣターゲットをＲＦ電源に取り付けてｐ２＝５００Ｗ、ＡｌターゲットをＤＣ電源に取り付けてｐ２＝２５Ｗで、Ａｒガス雰囲気中で、同時にスパッタリングを実施した。Ａｌのｒ２はＳｂのｒ２の約７０％であったので、Ａｌのｐ２を２５Ｗに設定した。ｔ１＝２０分スパッタリングして、Ｓｉ基板上に１μｍ厚のＳｂ−Ｃ−Ａｌ記録層を形成した。Ｓｉ基板上に形成したＳｂ−Ｃ−Ｎ記録層とＳｂ−Ｃ−Ａｌ記録層の組成比をＸ線マイクロアナライザーで分析した結果を表８に示す。
Figure 2008152796
（表８）に示すように、試料８００−１および８００−２共に、分析で得られた組成比は目標組成比と非常に近い値であり、±０．５原子％以内の差であった。この結果は、複数のターゲットを用いても、Ｓｂと、Ｃと、Ｌとを含む記録層が形成できたことを示すものである。
追加の実験として、実施例１の媒体１００−２および１００−５と同じ構成で、記録層１１５の製造方法が本実施例の方法である媒体１００−２−２および１００−５−２を製造して、実施例１と同様の記録再生特性並びに信頼性の評価を行った。その結果、実施例１と同様、すべての項目で○の良好な結果が得られた。
（実施例９）
実施例９では、電気的エネルギーを印加するメモリの実験を行った。図６に、電気的手段によって情報を記録する情報記録媒体とそれに記録するシステムを示す。本実施例は、図６に示す情報記録媒体６００の記録層６０３に本発明の記録層を用いた。
本実施例の情報記録媒体６００は次のようにして作製した。まず、表面を窒化処理したＳｉ基板６０１を準備した。この基板６０１の上に、Ａｕの下部電極６０２を６μｍ×６μｍの領域に厚さ１００ｎｍで形成した。下部電極６０２の上にＳｂ60Ｃ24Ｓ16記録層６０３を５μｍ×５μｍの領域に厚さ５０ｎｍとなるように形成し、Ａｕの上部電極６０４を５μｍ×５μｍの領域に厚さ１００ｎｍで形成した。
下部電極６０２、記録層６０３、および上部電極６０４は、いずれも直径１００ｍｍで厚さ６ｍｍのターゲットを、圧力０．１３ＰａのＡｒガス雰囲気で、直流電源を用いてスパッタリングした。基板６０１を成膜装置に取り付け、基板６０１上に下部電極６０２をＡｕターゲットをパワー２００Ｗでスパッタリングして形成した。続いて、下部電極６０２上に記録層６０３をＳｂ59Ｃ26Ｓ15ターゲットをパワー１００Ｗでスパッタリングして形成した。続いて、記録層６０３上に上部電極６０４を、Ａｕターゲットをパワー２００Ｗでスパッタリングして形成した。
続いて、下部電極６０２および上部電極６０４に、Ａｕリード線をボンディングし、印加部６０９を介して電気的情報記録再生装置６１０を情報記録媒体６００に接続した。この電気的情報記録再生装置６１０により、下部電極６０２と上部電極６０４の間には、パルス電源６０５がスイッチ６０８を介して接続される。さらに、記録層６０３の相変化による抵抗値の変化が、下部電極６０２と上部電極６０４の間にスイッチ６０７を介して接続された抵抗測定器６０６によって検出される。
記録層６０３が非晶質相のとき、下部電極６０２と上部電極６０４の間に、５ｍＡ、５０ｎｓの電流パルスを印加したところ、記録層６０３が非晶質相から結晶相に転移した。また、記録層６０３が結晶相のとき、下部電極６０２と上部電極６０４の間に、１０ｍＡ、１０ｎｓの電流パルスを印加したところ、記録層６０３が結晶相から非晶質相に転移した。すなわち、可逆的相変化が確認された。
以上の結果から、記録層６０３としてＳｂ60Ｃ24Ｓ16材料を用いて、電気的エネルギーを付与することによって、相変化を生じさせることができた。なお、記録層６０３としてＳｂ60Ｃ24Ｂ16、Ｓｂ60Ｃ24Ｎ16、Ｓｂ60Ｃ24Ｏ16、Ｓｂ60Ｃ24Ｍｇ16、Ｓｂ60Ｃ24Ａｌ16を用いても、電流パルスの印加により非晶質相から結晶相、結晶相から非晶質相の高速転移を生じた。よって、情報記録媒体６００が、情報を高速記録消去する機能を有することが確認できた。以上のようにして製造した情報記録媒体６００に電気的エネルギーを印加することによって記録層６０３にて可逆的相変化が起こることを、図６に示すシステムにより確認した。このことを利用して、情報記録媒体６００を複数個つないでメモリ容量を増やすこと、アクセス機能およびスイッチング機能を向上させることが可能となる。
（実施例１０）
実施例１０では、実施例５で作製した媒体番号４００−３に、２倍速と４倍速の記録を行い、２倍速から４倍速の線速度範囲で使用可能であるかどうか調べた。本実施例では、レーザ光１０のレーザパワー上限が、媒体の盤面で４０ｍＷである記録再生装置を用いた。それにより、４倍速記録においても、第１の情報層４１０、第２の情報層４２０、第３の情報層４３０および第４の情報層４４０の各々に、十分なレーザ光１０を入射させることができた。
記録再生評価方法を簡単に説明する。記録は、実施例１と同様に、２倍速（９．８４ｍ／秒、７２Ｍｂｐｓ）と４倍速（１９．６８ｍ／秒、１４４Ｍｂｐｓ）の条件で、半径５０ｍｍの位置で実施した。記録した信号の再生評価は、線速度１倍速で１．４０ｍＷのレーザ光１０を照射して実施した。信頼性評価方法は、実施例１と同様である。
（１）２ＴＣＮＲ、（２）２Ｔ消去率、（３）ＣＮＲ変化、（４）消去率変化、の評価結果を（表９）に示す。○、△、×は、第１の情報層４１０は実施例１と同様、第２の情報層４２０は実施例３と同様、第３の情報層４３０は実施例４と同様、第４の情報層４４０は実施例５と同様である。総合評価の◎、○、△、×は、実施例１の判定と同様である。
Figure 2008152796
（表９）に示す様に、媒体４００−３の第１の情報層４１０から第４の情報層４４０まで、全ての項目で○の評価が得られたので、２倍速から４倍速で使用できることが確かめられた。２倍速および４倍速において設定したＰｗとＰｅは、次のとおりである。
第１の情報層４１０において、２倍速のＰｗは２６ｍＷ、Ｐｅは１１ｍＷであり、４倍速のＰｗは３３ｍＷ、Ｐｅは１５ｍＷであった。第２の情報層４２０において、２倍速のＰｗは２５ｍＷ、Ｐｅは１１ｍＷであり、４倍速のＰｗは３２ｍＷ、Ｐｅは１４ｍＷであった。第３の情報層４３０において、２倍速のＰｗは２０ｍＷ、Ｐｅは８ｍＷであり、４倍速のＰｗは２５ｍＷ、Ｐｅは１１ｍＷであった。第４の情報層４４０において、２倍速のＰｗは１６ｍＷ、Ｐｅは７ｍＷであり、４倍速のＰｗは２０ｍＷ、Ｐｅは９ｍＷであった。
以上、種々の実施例を通じて本発明の情報記録媒体について説明してきたように、光学的手段で記録する情報記録媒体および電気的手段で記録する情報記録媒体のいずれにも、本発明の記録層を用いることができる。実施例においては、情報記録媒体としてＢｌｕ−ｒａｙ Ｄｉｓｃについて説明したが、本発明はＨＤ ＤＶＤにも適用することが可能である。この記録層を含む本発明の情報記録媒体によれば、これまで実現されなかった４倍速以上の高データ転送レートおよび１００ＧＢ以上の大容量な記録条件でも、記録特性、消去特性、記録マーク保存性を同時に満足する情報記録媒体が得られる。なお、この記録層を含む本発明の情報記録媒体は、近接場光や開口数＞１の光学系を利用して記録再生してもよい。そうすれば、Ｂｌｕ−ｒａｙ Ｄｉｓｃよりも大容量な記録条件でも、記録特性、消去特性および記録マーク保存性を同時に満足する情報記録媒体が得られる。
本発明の情報記録媒体は、優れた記録層を有し大容量な光学的情報記録媒体として、書換形Ｂｌｕ−ｒａｙ Ｄｉｓｃ、書換形多層Ｂｌｕ−ｒａｙ Ｄｉｓｃ、書換形ＨＤ ＤＶＤ、書換形多層ＨＤ ＤＶＤ、ＤＶＤ−ＲＡＭ、ＤＶＤ−ＲＷ、ＤＶＤ＋ＲＷ、等に有用である。さらに、電気的情報記録媒体として、電気的な高速スイッチング素子としても有用である。

Claims (19)

  1. 光の照射または電気的エネルギーの印加によって情報を記録し得る情報記録媒体であって、相変化を生じ得る記録層を少なくとも備え、前記記録層が、アンチモン（Ｓｂ）と、炭素（Ｃ）と、原子量が３３未満である軽元素（Ｌ）とを含む、情報記録媒体。
  2. 前記Ｌが、Ｂ、Ｎ、Ｏ、Ｍｇ、ＡｌおよびＳから選ばれる少なくとも一つの元素である、請求項１に記載の情報記録媒体。
  3. 前記記録層が、式（１）：
    Ｓｂ100-x-yＣxＬy （１）
    （但し、添え字１００−ｘ−ｙ、ｘおよびｙは、原子％で表されるＳｂ、ＣおよびＬの組成比を示す。）
    で表され、且つｘおよびｙがｘ＋ｙ≦５０を満たす材料からなる、請求項１に記載の情報記録媒体。
  4. 前記ｘおよび前記ｙが、ｙ≦ｘを満たす、請求項３に記載の情報記録媒体。
  5. 前記記録層の膜厚が１５ｎｍ以下である、請求項１に記載の情報記録媒体。
  6. 前記記録層の膜厚が７ｎｍ以下である、請求項５に記載の情報記録媒体。
  7. Ｎ個の情報層を含み、前記Ｎは２以上の整数であって、前記Ｎ個の情報層のうち少なくとも一つの情報層が前記記録層を含む、請求項１に記載の情報記録媒体。
  8. 前記Ｎが３または４である、請求項７に記載の情報記録媒体。
  9. アンチモン（Ｓｂ）と、炭素（Ｃ）と、原子量が３３未満である軽元素（Ｌ）とを含む記録層を成膜する工程を少なくとも含む情報記録媒体の製造方法であって、
    前記記録層を成膜する工程は、Ｓｂを含むターゲットを少なくとも用いて、前記Ｓｂを含むターゲットをスパッタリングすることを含む、情報記録媒体の製造方法。
  10. 前記Ｌが、Ｂ、Ｎ、Ｏ、Ｍｇ、ＡｌおよびＳから選ばれる少なくとも一つの元素である、請求項９に記載の情報記録媒体の製造方法。
  11. 前記記録層を成膜する工程は、Ｃを含むターゲットをさらに用いて、前記Ｃを含むターゲットをスパッタリングすることをさらに含む、請求項９に記載の情報記録媒体の製造方法。
  12. 前記記録層を成膜する工程は、前記Ｌを含むターゲットをさらに用いて、前記Ｌを含むターゲットをスパッタリングすることをさらに含む、請求項９に記載の情報記録媒体の製造方法。
  13. 前記記録層を成膜する工程において、スパッタリングする際に、希ガス、または、窒素ガスおよび酸素ガスから選ばれる少なくとも一種のガスと希ガスとの混合ガスを用いる、請求項９に記載の情報記録媒体の製造方法。
  14. 前記記録層を成膜する工程で成膜された記録層が、式（１）：
    Ｓｂ100-x-yＣxＬy （１）
    （但し、添え字１００−ｘ−ｙ、ｘおよびｙは、原子％で表されるＳｂ、ＣおよびＬの組成比を示す。）
    で表され、且つｘおよびｙがｘ＋ｙ≦５０を満たす材料からなる、請求項９に記載の情報記録媒体の製造方法。
  15. アンチモン（Ｓｂ）と、炭素（Ｃ）と、原子量が３３未満である軽元素（Ｌ）とを含む記録層を成膜するためのターゲットであって、少なくともアンチモン（Ｓｂ）と炭素（Ｃ）とを含む、ターゲット。
  16. 前記Ｌをさらに含む、請求項１５に記載のターゲット。
  17. 前記Ｌが、Ｂ、Ｎ、Ｏ、Ｍｇ、ＡｌおよびＳから選ばれる少なくとも一つの元素である、請求項１６に記載のターゲット。
  18. 前記Ｌが、Ｂ、Ｍｇ、ＡｌおよびＳから選ばれる少なくとも一つの元素である、請求項１７に記載のターゲット。
  19. 前記記録層が、式（１）：
    Ｓｂ100-x-yＣxＬy （１）
    （但し、添え字１００−ｘ−ｙ、ｘおよびｙは、原子％で表されるＳｂ、ＣおよびＬの組成比を示す。）
    で表され、且つｘおよびｙがｘ＋ｙ≦５０を満たす材料からなる、請求項１５に記載のターゲット。
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