KR100506641B1 - 정보기록 매체와 그 제조 방법 - Google Patents

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KR100506641B1
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하부타하루히코
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마츠시타 덴끼 산교 가부시키가이샤
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Abstract

[과제]
기록층과 유전체층의 사이에 계면층을 형성하지 않아도, 높은 신뢰성과 양호한 반복 재기록 성능이 확보된 정보기록 매체를 제공한다.
[해결 수단]
기판(1)의 표면에, 기록층(4) 및 유전체층(2, 6)이 형성되고, 기록층(4)이 광의 조사 또는 전기적 에너지의 인가에 의해, 결정상과 비정질상과의 사이에서 상변태를 발생하는 것이며, 유전체층(2, 6)이 예를 들면 식 (ZrO2)M(Cr2O 3)100-M(mol％)(식 중, 20M

Description

정보기록 매체와 그 제조 방법{Information Recording Medium and Method for Producing the same}
본 발명은 광학적 혹은 전기적으로 정보를 기록하고, 소거하여 재기록 및 재생하는 정보기록 매체 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
[관련 출원의 상호참조]
본원은 일본국 특허출원 제2002-55872호(2002년 3월 1일 출원, 발명의 명칭: 정보기록 매체와 그 제조 방법), 일본국 특허출원 제2002-45661호(2002년 2월 22일 출원, 발명의 명칭: 정보기록 매체와 그 제조 방법), 일본국 특허출원 제2001-384306호(2001년 12월 18일 출원, 발명의 명칭: 정보기록 매체와 그 제조 방법)에 근거해서 파리 조약에 규정하는 우선권을 주장하고, 이 인용에 의해, 상기 출원에 기재된 내용은 본 명세서의 일부분을 구성한다.
발명자는 데이터 파일 및 화상 파일로서 사용할 수 있는 대용량의 재기록형 상변화(相變化) 정보기록 매체인 4.7GB/DVD-RAM을 개발했다. 이것은 이미 상품화되어 있다.
이 4.7GB/DVD-RAM은, 예를 들면 일본국 특허 공개공보 2001-322357호에 개시되어 있다. 이 공보에 개시되어 있는 DVD-RAM의 구성을 도 10에 나타낸다. 도 10에 나타내는 정보기록 매체(31)는 기판(1) 한쪽의 표면에, 제1의 유전체층(102), 제1의 계면층(103), 기록층(4), 제2의 계면층(105), 제2의 유전체층(106), 광 흡수 보정층(7) 및 반사층(8)이 이 순서로 형성되어 있는 7층 구조를 가진다. 이 정보기록 매체에 있어서, 제1의 유전체층은, 제2의 유전체층보다도, 입사되는 레이저 광에 의해 가까운 위치에 존재한다. 제1의 계면층과 제2의 계면층도 같은 관계를 가진다. 이렇게, 본 명세서에 있어서는, 정보기록 매체가 같은 기능을 가지는 층을 2 이상 포함할 경우, 입사되는 레이저 광으로부터 보아서 가까운 측에 있는 것부터, 순서대로 「제1」 「제2」 「제3」 … 이라고 칭한다.
제1의 유전체층(102)과 제2의 유전체층(106)은 광학거리를 조절해서 기록층(4)의 광 흡수 효율을 높이고, 결정상의 반사율과 비정질상의 반사율과의 차이를 크게 해서 신호 진폭을 크게 하는 기능을 가진다. 종래 유전체층의 재료로서 사용하고 있는 ZnS-20mol％ SiO2는 비정질 재료로, 열전도율이 낮고, 투명하며 또한 고굴절율을 가진다. 또한, ZnS-20mol％ SiO2는 막 형성 시의 성막 속도가 빠르고, 기계 특성 및 내습성도 양호하다. 이렇게, ZnS-20mol％ SiO2는 유전체층을 형성하는 데에 적합한 우수한 재료이다.
제1의 유전체층(102) 및 제2의 유전체층(106)의 열전도율이 낮다면, 기록층(4)에 레이저 광이 입사되었을 때에, 열을 기록층(4)에서 반사층(8) 측으로 두께 방향에 있어서 신속하게 확산시킬 수 있고, 열이 유전체층(102) 또는 유전체층(106)의 면내 방향으로 확산하기 어려워진다. 즉, 유전체층에 의해 기록층(4)이 보다 짧은 시간에서 냉각되게 되고, 비정질 마크(기록 마크)가 형성되기 쉬워진다. 기록 마크가 형성되기 어려울 경우는, 높은 피크 파워로 기록 할 필요가 있고, 기록 마크가 형성되기 쉬운 경우는, 낮은 피크 파워로 기록할 수 있다. 유전체층의 열전도율이 낮을 경우는, 낮은 피크 파워로 기록할 수 있으므로, 정보기록 매체의 기록 감도는 높아진다. 한편, 유전체층의 열전도율이 높은 경우는, 높은 피크 파워로 기록하므로, 정보기록 매체의 기록 감도는 낮아진다. 정보기록 매체중의 유전체층은 열전도율을 높은 정밀도로서 측정할 수 없을 만큼, 얇은 막의 형태로 존재한다. 그 때문에, 발명자들은 유전체층의 열전도율의 크기를 아는 상대적인 판단 기준으로서, 정보기록 매체의 기록 감도를 채용하고 있다.
기록층(4)은, Ge-Sn-Sb-Te를 함유하는 고속으로 결정화하는 재료를 이용해서 형성한다. 이와 같은 재료를 기록층(4)으로서 가지는 정보기록 매체는 우수한 초기 기록 성능을 가질 뿐만 아니라, 우수한 기록 보존성 및 재기록 보존성도 가진다. 상변화 정보기록 매체는 기록층(4)이 결정상과 비정질상과의 사이에서 가역적 상변태를 발생하는 것을 이용해서 정보의 기록, 소거 및 재기록을 한다. 높은 파워의 레이저 광(피크 파워)을 기록층(4)에 조사해서 급냉하면, 조사부가 비정질상이 되어 기록 마크가 형성된다. 낮은 파워의 레이저 광(바이어스 파워)을 조사해서 기록층을 승온해서 서냉하면, 조사부가 결정상이 되어 기록되어 있던 정보는 소거된다. 피크 파워 레벨과 바이어스 파워 레벨과의 사이에서 파워 변조한 레이저 광을 기록층에 조사함으로써, 이미 기록되어 있는 정보를 소거하면서 새로운 정보로 재기록할 수 있다. 반복 재기록 성능은, 지터값이 실용상 문제가 없는 범위에서 재기록을 반복할 수 있는 최대 회수로 나타낸다. 이 회수가 많을수록, 반복 재기록 성능이 좋다고 할 수 있다. 특히, 데이터 파일용의 정보기록 매체는 우수한 반복 재기록 성능을 가지는 것이 기대된다.
제1의 계면층(103) 및 제2의 계면층(105)은 제1의 유전체층(102)과 기록층(4)과의 사이 및 제2의 유전체층(106)과 기록층(4)과의 사이에서 발생하는 물질 이동을 방지하는 기능을 가진다. 여기서 물질 이동이라 함은, 레이저 광을 기록층에 조사해서 반복 재기록하고 있는 동안에, 제1 및 제2의 유전체층 ZnS-20mol％ SiO2의 S가 기록층으로 확산해 가는 현상을 말한다. 다량의 S가 기록층에 확산하면, 기록층의 반사율 저하를 발생시켜서, 반복 재기록 성능이 악화한다. 이 현상은 이미 알려져 있다(N.Yamada et al. Japanese Journal of Applied Physics Vol.37(1998) pp.2104-2110참조). 또한, 일본국 특허 공개공보 평10-275360호 및 국제공개 제WO97/34298 팜플렛에는, 이 현상을 방지하는 계면층을 Ge를 포함하는 질화물을 사용해서 형성하는 것이 개시되어 있다.
광 흡수 보정층(107)은 기록층(4)이 결정 상태일 때의 광 흡수율 Ac와 비정질 상태일 때의 광 흡수율 Aa의 비, Ac/Aa를 조정하고, 재기록 시에 마크 형상이 왜곡되지 않도록 하는 작용이 있다. 반사층(8)은 광학적으로는 기록층(4)에 흡수되는 광량을 증대시키는 기능을 가지고, 열적으로는 기록층(4)에 발생한 열을 신속하게 확산시켜서 급냉하고, 기록층(4)을 비정질화하기 쉽게 한다는 기능을 가진다. 반사층(8)은 또한, 다층막을 사용환경으로부터 보호하는 기능을 가지고 있다.
이렇게, 도 10에 나타내는 정보기록 매체는 각각이 상기한 바와 같이 기능하는 7개의 층을 적층한 구조로 함으로써, 4.7GB 라는 대용량에 있어서, 우수한 반복 재기록 성능과 높은 신뢰성을 확보하여 상품화에 이른 것이다.
또한, 정보기록 매체의 유전체층에 적합한 재료로서는 진작부터 다양한 것이 제안되어 있다. 예를 들면, 일본국 특허 공개공보 평5-109115호에는, 광 정보기록 매체에 있어서, 내열보호층이 1600K 이상의 융점을 가지는 고융점 원소와 저알칼리 유리와의 혼합물에 의해 형성되어 있는 것이 개시되어 있다. 동 공보에는, 고융점 원소로서, Nb, Mo, Ta, Ti, Cr, Zr 및 Si가 거론되고 있다. 또한, 동 공보에는, 저알칼리 유리는 SiO2, BaO, B2O3 또는 A12O3을 주성분으로 하는 것이 개시되어 있다.
일본국 특허 공개공보 평5-159373호에는 광 정보기록 매체에 있어서, 내열 보호층이 Si보다도 융점이 높은 질화물, 탄화물, 산화물, 황화물 중, 적어도 1종의 화합물과, 저알칼리 유리와의 혼합물에 의해 형성되어 있는 것이 개시되어 있다. 동 공보에는, 고융점의 화합물로서, Nb, Zr, Mo, Ta, Ti, Cr, Si, Zn, Al의 탄화물, 산화물, 황화물이 예시되어 있다. 또한, 동 공보에는, 저알칼리 유리가 SiO2, BaO, B2O3, A12O3을 주성분으로 하는 것이 개시되어 있다.
일본국 특허 공개공보 평8-77604호에는 재생 전용의 정보기록 매체에 있어서, 유전체층이 Ce, La, Si, In, Al, Ge, Pb, Sn, Bi, Te, Ta, Sc, Y, Ti, Zr, V, Nb, Cr 및 W로 이루어지는 군으로부터 선택된 적어도 1원소의 산화물, Cd, Zn, Ga, In, Sb, Ge, Sn, Pb, Bi로 이루어지는 군으로부터 선택된 적어도 1원소의 황화물 또는 세렌화물(selen化物) 등으로 이루어지는 것이 개시되어 있다.
일본국 특허 공개공보 2001-67722호에는, 광 기록 매체에 있어서, 제1의 계면 제어층 및 제2의 계면 제어층이 Al, Si, Ti, Co, Ni, Ga, Ge, Sb, Te, In, Au, Ag, Zr, Bi, Pt, Pd, Cd, P, Ca, Sr, Cr, Y, Se, La, Li로 이루어지는 원소군 중, 1종 이상을 포함하는 질화물, 산화물, 탄화물 및 황화물로부터 선택되는 것이 개시되어 있다.
상기한 바와 같이, 제1 및 제2의 유전체층을 ZnS-20mol％ SiO2를 이용해서 형성했을 경우, S의 확산 방지를 위해서, 유전체층과 기록층과의 사이에는 계면층이 필연적으로 필요하게 된다. 그러나, 매체의 가격을 고려하면, 매체를 구성하는 층의 수는 1개라도 적은 것이 바람직하다. 층의 수가 적으면, 재료비의 삭감, 제조 장치의 소형화 및 제조 시간 단축에 의한 생산량의 증가를 실현할 수 있고, 매체의 가격 저감으로 연결된다.
발명자는 층수를 줄이는 하나의 방법으로서, 제1의 계면층 및 제2의 계면층 중, 적어도 1개의 계면층을 없앨 가능성에 대해서 검토했다. 그 경우, 반복 기록에 의한 유전체층에서 기록층에의 S의 확산이 발생하지 않도록, ZnS-20mol％ SiO2 이외의 재료로 유전체층을 형성할 필요가 있다고 발명자는 생각했다. 또한, 유전체층의 재료에 대해서는, 칼코게나이드(chalcogenide) 재료인 기록층과의 밀착성이 좋은 것, 상기 7층 구조의 것과 동등하거나 그 이상의 고기록 감도를 얻을 수 있는 것, 투명한 것 및 기록시에 녹지 않도록 고융점을 가지는 것이 기대된다.
본 발명은 기록층과 직접 접하도록 형성되었을 경우라도, 계면층을 형성하지 않더라도, 유전체층에서 기록층으로 물질이 이동하지 않고, 또한 기록층과의 밀착성이 양호한 유전체층이 형성된 우수한 반복 재기록 성능을 가지는 정보기록 매체를 제공하는 것을 주된 과제로 하여 된 것이다.
또한, 유전체층에 적합한 재료를 개시하는 상기 문헌에는 어느 것도 유전체층에서 기록층으로 물질이 이동하는 문제에 대해서는 언급하고 있지 않다. 따라서, 이들의 공보는 본 발명이 해결하려고 하는 과제 및 이 과제를 해결하는 수단, 즉 구체적인 조성을 교시하고 있지 않은 것에 유의해야 한다.
발명자들은 후술의 실시예에서 설명하는 바와 같이, 여러 가지의 화합물을 사용하여 유전체층을 형성하고, 유전체층의 기록층에의 밀착성 및 정보기록 매체의 반복 재기록 성능을 평가했다. 그 결과, 계면층을 통하지 않고 직접 기록층의 상하에 유전체층을 형성할 경우, 기록층에 확산하기 쉬운 유전체층, 예를 들면 종래의 ZnS-20mol％ SiO2로 유전체층을 형성했을 경우, 기록층에의 밀착성은 좋지만, 매체의 반복 재기록 성능이 나쁘다는 것을 알았다. 또한, 예를 들면, ZrO2는 열전도율이 낮고 또한 융점이 높기 때문에, 이것을 유전체층으로서 사용하면, 정보기록 매체의 기록 감도를 높게 할 수 있고, 또한 우수한 반복 재기록 성능을 확보할 수 있다. 그러나 ZrO2를 이용해서 유전체층을 형성했을 경우, 기록층에의 밀착성이 나쁘다는 결과를 얻을 수 있었다. 그 밖의 여러 가지의 산화물, 질화물, 황화물 및 세렌화물를 이용하여 유전체층을 기록층에 접해서 형성한 정보기록 매체에 대해서, 유전체층의 기록층에의 밀착성 및 반복 재기록 성능을 평가했다. 그러나 1종류의 산화물, 질화물, 황화물 또는 세렌화물을 이용해서 유전체층을 형성했을 경우에는 양호한 밀착성과 양호한 반복 재기록 성능을 양립시킬 수는 없었다.
따라서, 발명자는 우선, S를 함유하지 않는 2종류 이상의 화합물을 조합하여 유전체층을 형성하는 것을 검토했다. 그 결과, ZrO2와 Cr2O3의 조합이 기록층과 접하는 유전체층의 구성 재료로서 적합한 것을 발견하고, 더욱 Zr와 Cr의 함유량이 특정 범위 내에 있을 때에, 계면층을 형성할 필요가 없는 것을 발견하고, 본 발명에 이르렀다.
즉, 본 발명은 기판 및 기록층을 포함하고, 상기 기록층이 광의 조사 또는 전기적 에너지의 인가에 의해, 결정상과 비정질상과의 사이에서 상변태를 발생하는 정보기록 매체이며, Zr, Cr 및 O를 포함하는 재료로 이루어지는 Zr-Cr-O계 재료층을 추가로 포함하고, 이 Zr-Cr-O계 재료층에 있어서, Zr의 함유량이 30원자％ 이하이며, Cr의 함유량이 7원자％ 이상 37원자％ 이하인 정보기록 매체를 제공한다.
본 발명의 정보기록 매체는 광을 조사함으로써 혹은 전기적 에너지를 인가함으로써, 정보를 기록 재생하는 매체이다. 일반적으로, 광의 조사는 레이저 광(즉, 레이저 빔)을 조사함으로써, 실시되고, 전기적 에너지의 인가는 기록층에 전압을 인가함으로써, 실시된다. 이하, 본 발명의 정보기록 매체를 구성하는 Zr-Cr-O계 재료층을 보다 구체적으로 설명한다. 또한, 이하의 설명에 있어서는, 간단히 「Zr-Cr-O계 재료층」이라고 할 때는, Zr 및 Cr의 함유량이 상기의 비율로 포함되어 있는 층을 가리키는 것에 유의한다.
보다 구체적으로는, 본 발명의 정보기록 매체는 식 (1):
ZrQCrRO100-Q-R(원자％) …（1)
(식 중, Q 및 R은 각각, 0＜Q30, 7R37의 범위 내에 있고, 또한 20Q+R60임)으로 나타내는 재료로 실질적으로 이루어지는 Zr-Cr-O계 재료층을 구성 요소로서 포함하는 것이다. 여기에서, 「원자％」라 함은, 식 (1)이 Zr, Cr 및 O원자를 합친 수를 기준(100％)으로서 나타낸 조성식인 것을 나타내고 있다. 이하의 식에 있어서도 「원자％」의 표시는 같은 취지로 사용되고 있다.
식 (1)에 있어서, Zr, Cr 및 O의 각 원자가 어떤 화합물로서 존재하고 있는지는 문제되지 않는다. 이러한 식으로 재료를 특정하고 있는 것은, 박막으로 형성한 층의 조성을 조사할 때에, 화합물의 조성을 구하는 것은 어렵고, 현실적으로는 원소 조성(즉, 각 원자의 비율)만을 구하는 경우가 많기 때문이다. 식 (1)로서 나타내는 재료에 있어서, Zr의 대부분은 O와 함께 ZrO2로서 존재하고, Cr의 대부분은 O와 함께 Cr2O3로서 존재하고 있다고 생각된다.
상기 식 (1)로 나타내는 재료로 실질적으로 이루어지는 Zr-Cr-O계 재료층은 정보기록 매체 중에 있어서, 기록층과 인접하는 2개의 유전체층 중, 어느 한쪽의 유전체층으로서 존재하는 것이 바람직하고, 양쪽의 유전체층으로서 존재하는 것이 보다 바람직하다. 상기의 범위에서 Zr, Cr 및 O를 함유하는 유전체층은 융점이 높고 투명하다. 또한, 이 층은, ZrO2가 우수한 반복 재기록 성능을 확보하고, Cr2O3 가 칼코게나이드 재료인 기록층과의 밀착성을 확보한다. 따라서, 이 정보기록 매체는 계면층이 없어도, 기록층과 유전체층과의 사이에서 박리가 발생하지 않고, 게다가 우수한 반복 재기록 성능을 나타낸다. 혹은 식 (1)로 나타내는 재료의 층은 정보기록 매체에 있어서, 기록층과 유전체층과의 사이에 위치하는 계면층으로 해도 좋다.
본 발명의 정보기록 매체에 있어서, Zr-Cr-O계 재료층은 식 (11):
(ZrO2)M(Cr2O3)100-M(mol％) …(11)
(식 중, M은 20M80의 범위임)으로 나타내는 재료로 실질적으로 이루어지는 층이면 좋다. 식 (11)은 Zr-Cr-O계 재료층이 ZrO2와 Cr2O3와의 혼합물로 이루어지는 경우에, 2개의 화합물의 바람직한 비율을 나타내고 있다. 여기에서, 「mol％」이라 함은, 식 (11)이 각 화합물의 총수를 기준(100％)으로서 나타낸 조성식인 것을 나타내고 있다. 이하의 식에 있어서도 「mol％」의 표시는, 같은 취지로 사용되고 있다.
식 (11)로 나타내는 재료로 실질적으로 이루어지는 층도, 기록층과 인접하는 2개의 유전체층 중, 어느 한쪽의 유전체층으로서 존재하는 것이 바람직하고, 양쪽의 유전체층으로서 존재하는 것이 보다 바람직하다. 식 (11)로 나타내는 재료로 실질적으로 이루어지는 층을 유전체층으로 함으로써의 효과는 식 (1)로 나타내는 재료에 관련해서 설명한 바와 같다.
본 발명의 정보기록 매체에 있어서, Zr-Cr-O계 재료층은 Si를 추가로 함유하고, 식 (2):
ZrUCrVSiTO100-U-V-T(원자％) …（2)
(식 중, U, V 및 T는 각각, 0＜U30, 7V37 및 0＜T14의 범위 내에 있고, 또한 20U+V+T60임)으로 나타내는 재료로 실질적으로 이루어지는 층이라면 좋다.
식 (2)에 있어서도, Zr, Cr, Si 및 O의 각 원자가 어떤 화합물로서 존재하고 있는지는 문제되지 않고, 이러한 식으로 재료를 특정하고 있는 것은 식 (1)과 같은 이유에 따른다. 식 (2)로서 나타내는 재료에 있어서, Si의 대부분은 O와 함께 SiO2로서 존재하고 있다고 생각된다.
식 (2)로 나타내는 재료로 실질적으로 이루어지는 층도, 기록층과 인접하는 2개의 유전체층 중, 어느 한쪽의 유전체층으로서 존재하는 것이 바람직하고, 양쪽의 유전체층으로서 존재하는 것이 보다 바람직하다. Si를 함유하는 Zr-Cr-O계 재료층을 유전체층으로 하는 정보기록 매체에 있어서는, 유전체층과 기록층과의 양호한 밀착성이 확보되고, 또한 우수한 반복 재기록 성능이 확보되는 것에 더해서, 보다 높은 기록 감도가 실현된다. 이것은 Si를 함유함으로써, 층의 열전도율이 낮아지게 되기 때문으로 생각된다. 혹은, 식 (2)로 나타내는 재료로 실질적으로 이루어지는 층은, 정보기록 매체에 있어서, 기록층과 유전체층과의 사이에 위치하는 계면층으로 해도 좋다.
상기 Si를 포함하는 Zr-Cr-O계 재료층은 식 (21):
(ZrO2)X(Cr2O3)Y(SiO2)100-X-Y (mol％) …(21)
(식 중, X 및 Y는 각각, 20X70 및 20Y60의 범위 내에 있고, 또한 60X+Y90임)으로 나타내는 재료로 실질적으로 이루어지는 층이면 좋다. 식 (21)은 Si를 함유하는 Zr-Cr-O계 재료층이 ZrO2, Cr2O3 및 SiO2의 혼합물로 이루어지는 경우에, 3개의 화합물의 바람직한 비율을 나타내고 있다. 식 (21)로서 나타내는 재료로 실질적으로 이루어지는 층도, 기록층과 인접하는 유전체층 중, 어느 한쪽의 유전체층으로서 존재하는 것이 바람직하고, 양쪽의 유전체층으로서 존재하는 것이 보다 바람직하다. 혹은, 식 (21)로 나타내는 재료로 실질적으로 이루어지는 층은 정보기록 매체에 있어서, 기록층과 유전체층과의 사이에 위치하는 계면층으로 하여도 좋다.
식 (21)로 나타내는 재료로 실질적으로 이루어지는 층을 유전체층으로 할 경우, SiO2는 정보기록 매체의 기록 감도를 향상시키는 기능을 가진다. 그 경우, 식 (21)에 있어서, 60X+Y90으로 함으로써, 기록층과의 양호한 밀착성을 확보한다. SiO2의 비율은 X+Y를 이 범위에서 변화시킴으로써 조정되고, 그에 따라, SiO2의 비율을 적절히 선택해서 기록 감도를 조정할 수 있다. 또한, 식 (21)에 있어서, 20X70 및 20Y60으로 함으로써, ZrO2 및 Cr2O3를 적절한 비율로 층 중에 존재시킬 수 있다. 따라서, 식 (21)로 나타내는 재료로 실질적으로 이루어지는 유전체층은, 투명하며, 기록층과의 밀착성이 우수함과 동시에, 정보기록 매체가 양호한 기록 감도 및 반복 재기록 성능을 가지는 것을 확보한다.
식 (21)로 나타내는 재료는 ZrO2와 SiO2를 거의 같은 비율로 함유해도 좋다. 그 경우, 이 재료는 아래의 식 (22):
(ZrSiO4)Z(Cr2O3)100-Z(mol％) …(22)
(식 중, Z는 25Z67의 범위 내에 있음)으로 나타낸다. ZrO2와 SiO2를 거의 같은 비율로 함유하면, 구조가 안정적인 ZrSiO4가 형성된다. 식 (22)로 나타내는 재료로 실질적으로 이루어지는 층도, 기록층과 인접하는 유전체층 중, 어느 한쪽의 유전체층으로서 존재하는 것이 바람직하고, 양쪽의 유전체층으로서 존재하는 것이 보다 바람직하다. 식 (22)에 있어서, Z를 25Z67의 범위로 함으로써, ZrSiO4 및 Cr2O3이 적절한 비율로 층 중에 존재한다. 따라서, 식 (22)로 나타내는 재료로 실질적으로 이루어지는 유전체층은 투명하고 또한 기록층과의 밀착성이 우수함과 동시에, 정보기록 매체가 양호한 기록 감도 및 반복 재기록 성능을 가지는 것을 확보한다. 혹은, 식 (22)로 나타내는 재료로 실질적으로 이루어지는 층은 정보기록 매체에 있어서, 기록층과 유전체층과의 사이에 위치하는 계면층으로 해도 좋다.
본 발명은 또한, 기판 및 기록층을 포함하고, 상기 기록층이 광의 조사 또는 전기적 에너지의 인가에 의해, 결정상과 비정질상과의 사이에서 상변태를 발생하는 정보기록 매체이며, 식 (3):
(ZrO2)C(Cr2O3)E(D)F(SiO2) 100-C-E-F(mol％) …(3)
(식 중, D는 ZnS, ZnSe 또는 ZnO이고, C, E 및 F는 각각, 20C60, 20E60 및 10F40의 범위 내에 있고, 또한 60C+E+F90임)으로 나타내는 Zr-Cr-Zn-O계 재료로 실질적으로 이루어지는 층을 추가로 포함하고 있는 정보기록 매체를 제공한다. 이하의 설명에 있어서는, 식 (3)으로 나타내는 재료로 실질적으로 이루어지는 층을 간단히 「Zr-Cr-Zn-O계 재료층」이라고 부르는 경우가 있다.
식 (3)으로서 나타내는 재료로 실질적으로 이루어지는 층도 또한, 기록층과 인접하는 2개의 유전체층 중, 어느 한쪽의 유전체층으로서 존재하는 것이 바람직하고, 양쪽의 유전체층으로서 존재하는 것이 보다 바람직하다. 식 (3)으로서 나타내는 재료는 식 (21)로서 나타내는 재료와 마찬가지로, ZrO2, Cr2O3 및 SiO 2를 함유한다. 따라서, 이 재료에 따르면, 투명성 및 기록층에의 밀착성이 우수한 유전체층이 형성되고, 또한 이 유전체층을 포함하는 정보기록 매체는 양호한 기록 감도 및 반복 재기록 성능을 가진다. 식 (3)으로서 나타내는 재료는 성분 D로서, Zns, ZnSe 또는 ZnO를 포함하므로, 이 재료로 형성되는 유전체층은 칼코게나이드 재료로 이루어지는 기록층과의 밀착성이 보다 향상한 것이 된다. 또한, 더욱 박막 상태에서 비정질 상태가 되기 쉬운 ZrO2-Cr2O3-SiO2계 재료에, 결정 상태가 되기 쉬운 ZnS 또는 ZnSe를 첨가함으로써, 기록 감도를 더욱 향상시킬 수 있다. 혹은, 식 (3)으로 나타내는 재료로 실질적으로 이루어지는 층은 정보기록 매체에 있어서, 기록층과 유전체층과의 사이에 위치하는 계면층으로 해도 좋다.
식 (3)에 있어서, 20C60 및 20E60으로 함으로써, ZrO2 및 Cr2O3를 적절한 비율로 층 중에 존재시킬 수 있다. 식 (3)에 있어서, 10F40으로 함으로써, 정보기록 매체의 반복 재기록 성능을 손상함이 없이, 성분 D에 의한 효과(예를 들면 밀착성의 향상 등)가 달성된다. 또한, 식 (3)에 있어서, C+E+F를 60 이상 90 이하의 범위에서 변화시킴으로써, SiO2의 비율을 적절히 조정하여 기록 감도를 조정할 수 있다.
식 (3)으로 나타내는 재료는 ZrO2와 SiO2를 거의 같은 비율로 함유해도 좋다. 그 경우, 이 재료는 아래의 식 (31):
(ZrSiO4)A(Cr2O3)B(D)100-A-B(mol％) …(31)
(식 중, D는 ZnS, ZnSe 또는 ZnO이며, A 및 B는 각각, 25A54 및 25B63의 범위 내에 있고, 또한 50A+B88임)으로 나타낸다. 상기와 같이 ZrO2와 SiO2를 거의 같은 비율로 함유함으로써, 안정한 구조의 ZrSiO4가 형성된다. 식 (31)로서 나타내는 재료로 실질적으로 이루어지는 층도, 기록층과 인접하는 유전체층의 중, 어느 한쪽의 유전체층으로서 존재하는 것이 바람직하고, 양쪽의 유전체층으로서 존재하는 것이 보다 바람직하다. 식 (31)에 있어서, A 및 B를 각각, 25A54 및 25B63으로 함으로써, ZrSiO4 및 Cr2O3가 적절한 비율로 층 중에 존재한다. 따라서, 식 (31)로 나타내는 재료로 실질적으로 이루어지는 유전체층은 투명하고, 또한 기록층과의 밀착성이 우수함과 동시에, 정보기록 매체가 양호한 기록 감도 및 반복 재기록 기능을 가지는 것을 확보한다. 또한, 식 (31)로 나타내는 재료가 유전체층에 포함될 경우에는, SiO2 및 성분 D가 정보기록 매체의 기록 감도를 높게 하고, 성분 D가 유전체층의 기록층에의 밀착성을 보다 향상시킨다. 혹은, 식 (31)로 나타내는 재료로 실질적으로 이루어지는 층은 정보기록 매체에 있어서, 기록층과 유전체층과의 사이에 위치하는 계면층으로 해도 좋다.
상기 본 발명의 정보기록 매체는 그 기록층에 있어서, 상변태가 가역적으로 발생하는 것이 바람직하다. 즉, 본 발명의 정보기록 매체는 재기록형 정보기록 매체로서 바람직하게 제공된다.
상변태가 가역적으로 발생하는 기록층은 구체적으로는, Ge-Sb-Te, Ge-Sn-Sb-Te, Ge-Bi-Te, Ge-Sn-Bi-Te, Ge-Sb-Bi-Te, Ge-Sn-Sb-Bi-Te, Ag-In-Sb-Te 및 Sb-Te로부터 선택되는 어느 1개의 재료를 함유하는 것이 바람직하다. 이것들은 모두 고속결정화 재료이다. 따라서, 이것들의 재료로 기록층을 형성하면, 고밀도이면서 고전송 속도로 기록할 수 있고 또한 신뢰성(구체적으로는 기록 보존성 또는 재기록 보존성)의 점에서도 우수한 정보기록 매체를 얻을 수 있다.
본 발명의 정보기록 매체는 2개 이상의 기록층을 가지는 것이라면 좋다. 그러한 정보기록 매체는 예를 들면, 기판 한쪽의 표면의 측에, 2개의 기록층이 유전체층 및 중간층 등을 통해서 적층된 편면(片面) 2층 구조를 가지는 것이다. 편면 2층 구조의 정보기록 매체는 한쪽에서 광을 조사하여 2개의 기록층에 정보를 기록하는 것이다. 이 구조에 따르면, 기록 용량을 크게 하는 것이 가능하게 된다. 혹은, 본 발명의 정보기록 매체는 기판의 양쪽 면에 기록층이 형성된 것이라면 좋다.
본 발명의 정보기록 매체에 있어서, 기록층의 막 두께는 15nm 이하인 것이 바람직하다. 15nm을 초과하면, 기록층에 가해진 열이 면내로 확산하여 두께 방향으로 확산하기 어려워진다.
본 발명의 정보기록 매체는 기판의 한쪽의 표면에, 제1의 유전체층, 기록층, 제2의 유전체층 및 반사층이 이 순서로 형성된 구성을 가지는 것이라면 좋다. 이 구성을 가지는 정보기록 매체는 광의 조사에 의해 기록되는 매체이다. 본 명세서에 있어서, 「제1의 유전체층」이라 함은, 입사되는 광에 대해서 보다 가까운 위치에 있는 유전체층을 말하고, 「제2의 유전체층」이라 함은, 입사되는 광에 대해서 보다 먼 위치에 있는 유전체층을 말한다. 즉, 조사되는 광은 제1의 유전체층에서 기록층을 경유하여, 제2의 유전체층에 도달한다. 이 구성의 정보기록 매체는 예를 들면, 파장 660nm 부근의 레이저 광으로서 기록 재생할 경우에 이용된다.
본 발명의 정보기록 매체가 이 구성을 가질 경우, 제1의 유전체층 및 제2의 유전체층 중, 적어도 1개의 유전체층이 상기 Zr-Cr-O계 재료층(구체적으로는, 상기 식 (1), (11), (2), (21) 및 (22)로서 나타내는 재료 중, 어느 1개로 실질적으로 이루어지는 층) 또는 상기 Zr-Cr-Zn-O계 재료층(구체적으로는, 상기 식 (3) 또는 (31)로서 나타내는 재료로 실질적으로 이루어지는 층)이다. 바람직하게는, 양쪽의 유전체층이 상기 Zr-Cr-O계 재료층 또는 상기 Zr-Cr-Zn-O계 재료층이다. 그 경우, 양쪽의 유전체층은 동일 조성의 층으로 하여도 좋고 혹은 다른 조성의 층으로 하여도 좋다.
본 발명의 정보기록 매체는 기판의 한쪽의 표면에, 반사층, 제2의 유전체층, 기록층 및 제1의 유전체층이 이 순서로 형성된 구성을 가지는 것이라면 좋다. 이 구성은 광이 입사하는 기판의 두께를 얇게 할 필요가 있는 경우에 채용된다. 구체적으로는, 파장 405nm 부근의 단파장의 레이저 광으로서 기록 재생할 경우에, 대물 렌즈의 개구수 NA를 예를 들면 0.85로 크게 하고, 초점 위치를 얕게 할 경우에, 이 구성의 정보기록 매체가 사용된다. 이러한 파장 및 개구수 NA를 사용하기 위해서는, 광이 입사하는 기판의 두께를 예를 들면 60 ∼ 120㎛ 정도로 할 필요가 있다. 그러한 얇은 기판의 표면에는, 층을 형성하는 것이 곤란하다. 따라서, 이 구성의 정보기록 매체는 광이 입사되지 않는 기판을 지지체로서, 그 한편의 표면에 반사층 등을 순차 형성함으로써 형성된 것으로 하여 특정된다.
본 발명의 정보기록 매체가 이 구성을 가질 경우, 제1의 유전체층 및 제2의 유전체층 중, 적어도 1개의 유전체층이 상기 Zr-Cr-O계 재료층 또는 상기 Zr-Cr-Zn-O계 재료층이다. 바람직하게는, 양쪽의 유전체층이 상기 Zr-Cr-O계 재료층 또는 상기 Zr-Cr-Zn-O계 재료층이다. 그 경우, 양쪽의 유전체층은 동일 조성의 층으로 하여도 좋고, 혹은 다른 조성의 층으로 하여도 좋다.
본 발명은 또한, 본 발명의 정보기록 매체를 제조하는 방법으로서, 상기한 Zr-Cr-O계 재료층을 스퍼터링법으로서 형성하는 공정을 포함하는 제조 방법을 제공한다. 스퍼터링법에 따르면, 스퍼터링 타겟의 조성과 거의 같은 조성을 가지는 Zr-Cr-O계 재료층을 형성할 수 있다. 따라서, 이 제조 방법에 따르면, 스퍼터링 타겟을 적절히 선택함으로써, 바라는 조성의 Zr-Cr-O계 재료층을 용이하게 형성할 수 있다.
구체적으로는, 스퍼터링 타겟으로서, 아래의 식 (10):
ZrJCrKO100-J-K(원자％) …(10)
(식 중, J 및 K는 각각, 3J24 및 11K36의 범위 내에 있고, 또한 34J+K40임)으로 나타내는 재료로 실질적으로 이루어지는 것을 사용할 수 있다. 식 (10)은 후술하는 식 (110)으로 나타내는 재료를 원소 조성으로 나타낸 식에 상당한다. 따라서, 이 타겟에 따르면, 상기 식 (10)으로 나타내는 재료로 실질적으로 이루어지는 층을 형성할 수 있다.
스퍼터링에 의한 형성되는 층의 원소 조성은 스퍼터링 장치, 스퍼터링 조건 및 스퍼터링 타겟의 치수 등에 의해, 스퍼터링 타겟의 원소 조성과 다른 경우가 있다. 그러한 차이가, 상기 식 (10)으로서 나타내는 재료로 이루어지는 스퍼터링 타겟을 사용했을 경우에 생겼다고 해도 형성되는 층의 원소 조성은 적어도 상기 식 (1)로서 나타내게 된다.
본 발명의 정보기록 매체의 제조 방법에 있어서는, 스퍼터링 타겟으로서, 식 (110):
(ZrO2)m(Cr2O3)100-m(mol％) …(110)
(식 중, m은 20m80의 범위 내에 있음)으로 나타내는 재료로 실질적으로 이루어지는 것을 사용해도 좋다. 이것은 스퍼터링 타겟의 조성을 ZrO2와 Cr2O3 의 비율로 나타낸 식에 상당한다. 이렇게 스퍼터링 타겟을 특정하고 있는 것은 통상, Zr, Cr 및 O를 함유하는 재료로 이루어지는 스퍼터링 타겟은 이 2개의 화합물의 조성이 표시되어서, 판매되고 있는 것에 따른다. 또한, 발명자는 시판의 스퍼터링 타겟의 X선 마이크로 애널라이저로써 분석하여 얻은 원소 조성이 표시되어 있는 조성으로부터 산출되는 원소 조성과 거의 같아지게 되는 것을(즉, 조성 표시(공칭 조성)가 적정한 것) 확인하고 있다. 따라서, 이 스퍼터링 타겟에 따르면, 식 (11)로서 나타내는 재료로 실질적으로 이루어지는 층이 형성된다.
본 발명의 정보기록 매체의 제조 방법에 있어서는, Si를 포함하는 Zr-Cr-O계 재료층을 형성하기 위해서, 스퍼터링 타겟으로서, 식 (20):
ZrGCrHSiLO100-G-H-L(원자％) …（20)
(식 중, G, H 및 L은 4G21, 11H30, 2L12의 범위 내에 있고, 또한 34G+H+L40임)으로 나타내는 재료로 실질적으로 이루어지는 것을 이용해도 좋다. 이 스퍼터링 타겟을 사용하면, 식 (21) 또는 식 (2)로 나타내는 재료로 실질적으로 이루어지는 층이 형성된다.
본 발명의 정보기록 매체의 제조 방법에 있어서는, 스퍼터링 타겟으로서, 식 (210):
(ZrO2)x(Cr2O3)y(SiO2)100-x-y (mol％) …(210)
(식 중, x 및 y는 각각, 20x70 및 20y60의 범위 내에 있고, 또한 60x+y90임)으로 나타내는 재료로 실질적으로 이루어지는 것을 사용해도 좋다. 이렇게 스퍼터링 타겟을 특정하고 있는 것은 Zr, Cr, Si 및 O를 포함하는 재료로 이루어지는 스퍼터링 타겟이 통상, ZrO2, Cr2O3 및 SiO2의 조성이 표시되어서, 판매되고 있는 것에 따른다. 발명자들은 식 (210)과 같이 조성이 표시되어 있는 타겟에 대해서도, 조성 표시(즉, 공칭 조성)가 적정한 것을 확인하고 있다. 따라서, 이 스퍼터링 타겟에 의하면, 식 (21)로 나타내는 재료로 실질적으로 이루어지는 층이 형성된다.
상기 식 (210)으로 나타내는 스퍼터링 타겟은 ZrO2와 SiO2를 거의 같은 비율로 함유하는 것이라도 좋다. 그 경우, 스퍼터링 타겟은 식 (220):
(ZrSiO4)z(Cr2O3)100-z(mol％) …（220)
(식 중, z는 25z67의 범위 내에 있음)으로 나타내는 재료로 실질적으로 이루어지는 것이다. 이 스퍼터링 타겟에 따르면, 식 (22)로서 나타내는 재료로 실질적으로 이루어지는 층이 형성된다.
본 발명은 또한, 본 발명의 정보기록 매체를 제조하는 방법으로서, 상기한 Zr-Cr-Zn-O계 재료층을 스퍼터링으로 형성하는 공정을 포함하는 제조 방법을 제공한다. 스퍼터링법에 따르면, 스퍼터링 타겟과 실질적으로 같은 조성인 Zr-Cr-Zn-O계 재료층을 형성할 수 있다. 구체적으로는, 스퍼터링 타겟으로서, 아래의 식 (30):
(ZrO2)c(Cr2O3)e(D)f(SiO2) 100-c-e-f(mol％) …（30)
(식 중, D는 ZnS, ZnSe 또는 ZnO이며, c, e 및 f는 각각, 20c60 및 20e60, 10f40의 범위 내에 있고, 또한 60c+e+f90임)으로 나타내는 재료로 실질적으로 이루어지는 것을 사용해도 좋다. 이렇게 스퍼터링 타겟을 특정하고 있는 것은 Zr, Cr, Si 및 O에 더해서, 성분 D를 함유하는 타겟이 ZrO2, Cr2O3 , SiO2 및 성분 D의 조성이 표시되어서, 판매되고 있는 것에 따른다. 이 스퍼터링 타겟에 따르면, 식 (3)으로서 나타내는 재료로 실질적으로 이루어지는 층이 형성된다.
상기 식 (30)으로 나타내는 스퍼터링 타겟은 ZrO2와 SiO2를 거의 같은 비율로 함유하는 것이라면 좋다. 그 경우, 스퍼터링 타겟은 식 (310):
(ZrSiO4)a(Cr2O3)b(D)100-a-b(mol％) …（310)
(식 중, D는 ZnS, ZnSe 또는 ZnO이며, a 및 b는 각각, 25a54 및 25b63의 범위 내에 있고, 또한 50a+b88임)으로 나타내는 재료로 실질적으로 이루어지는 것이다. 이 스퍼터링 타겟에 의하면, 식 (31)로 나타내는 재료로 실질적으로 이루어지는 층이 형성된다.
[발명의 실시의 형태]
이하, 본 발명의 실시의 형태를 도면을 참조하면서 설명한다. 이하의 실시의 형태는 예시적인 것이며, 본 발명은 이하의 실시의 형태에 한정되지 않는다.
(실시의 형태 1)
본 발명의 실시의 형태 1로서, 레이저 광을 이용해서 정보의 기록 및 재생을 실시하는 광 정보기록 매체의 일례를 설명한다. 도 1에, 그 광 정보기록 매체의 일부 단면을 나타낸다.
도 1에 나타내는 정보기록 매체(25)는 기판(1) 한쪽의 표면에, 제1의 유전체층(2), 기록층(4), 제2의 유전체층(6), 광 흡수 보정층(7) 및 반사층(8)이 이 순서로 형성되고, 더욱이 접착층(9)에 더미(dummy) 기판(10)이 접착된 구성을 가진다. 이 구성의 정보기록 매체는 파장 660nm 부근의 적색 영역의 레이저 빔으로 기록 재생하는 4.7GB/DVD-RAM으로서 사용할 수 있다. 이 구성의 정보기록 매체에는, 기판(1)측에서 레이저 광(12)이 입사되어, 그것에 의해 정보의 기록 및 재생이 실시된다. 정보기록 매체(25)는 제1의 계면층(103) 및 제2의 계면층(105)을 가지고 있지 않은 점에 있어서 도 10에 나타내는 종래의 정보기록 매체(31)와 상이하다.
실시의 형태 1에 있어서는, 제1의 유전체층(2) 및 제2의 유전체층(6)이 함께, Zr-Cr-O계 재료층 또는 Zr-Cr-Zn-O계 재료층이다.
일반적으로, 유전체층의 재료로서는 1) 투명한 것, 2)융점이 높고, 기록 시에 용융하지 않는 것 및 3) 칼코게나이드 재료인 기록층과의 밀착성이 양호한 것이 요구된다. 투명한 것은 기판(1)측에서 입사된 레이저 광(12)을 통과시켜서 기록층(4)에 도달시키기 위해서 필요한 특성이다. 이 특성은 특히 입사측의 제1의 유전체층에서 요구된다. 높은 융점은 피크 파워 레벨의 레이저 광을 조사했을 때에, 유전체층의 재료가 기록층에 혼입하지 않는 것을 확보하기 위해서 필요한 특성이다. 유전체층의 재료가 기록층에 혼입하면, 반복 재기록 성능이 현저하게 저하한다. 칼코게나이드 재료인 기록층과의 밀착성이 양호한 것은, 정보기록 매체의 신뢰성을 확보하기 위해서 필요한 특성이다. 또한, 유전체층의 재료는 얻어진 정보기록 매체가 종래의 정보기록 매체(즉, ZnS-20mol％ SiO2로 이루어지는 유전체층과 기록층과의 사이에 계면층이 위치하는 매체)와 동등하거나 그 이상의 기록 감도를 가지도록 선택할 필요가 있다.
Zr-Cr-O계 재료층은 ZrO2와 Cr2O3의 혼합물로 실질적으로 이루어지는 층인 것이 바람직하다. ZrO2는 투명하고, 높은 융점(약 2700℃)을 가지며, 또한 산화물 중에서는 열전도율이 낮은 재료이다. Cr2O3는 칼코게나이드 재료인 기록층과의 밀착성이 좋다. 따라서, 이 2종류의 산화물의 혼합물을 포함하는 층을 제1 및 제2의 유전체층(2, 6)으로 하여 이들을 도시하는 바와 같이 기록층(4)과 접하도록 형성함으로써, 반복 재기록 성능이 우수하고, 동시에 기록층과 유전체층과의 사이의 밀착성이 양호한 정보기록 매체(25)를 실현할 수 있다. ZrO2와 Cr2O3의 혼합물은 상기 식 (11) 즉, (ZrO2)M(Cr2O3)100-M(mol％)로 나타낸다. 이 혼합물에 있어서, Cr2O3 함유량(즉, 100-M)은 20mol％ 이상인 것이 바람직하다. Cr2O3가 지나치게 많으면, 정보기록 매체의 기록 감도가 낮아지므로, Cr2O3의 함유량은 80mol％ 이하가 바람직하다. 보다 바람직하게는, 30mol％ 이상 50mol％ 이하이다.
제1 및 제2의 유전체층(2, 6)은 Si를 포함하는 Zr-Cr-O계 재료층이라도 좋다. Si을 함유하는 Zr-Cr-O계 재료층은 ZrO2, Cr2O3 및 SiO2의 혼합물로 실질적으로 이루어져 있는 것이 바람직하다. 이 혼합물은 상기 식 (21) 즉, (ZrO2)X(Cr2O3)Y(SiO2)100-X-Y 로 나타낸다. 이 식에 있어서, X 및 Y는 각각, 20X70 및 20Y60의 범위 내에 있고, 60X+Y90이다.
도 7에, 식 (21)로서 나타내는 재료의 조성 범위를 나타낸다. 도 7에 있어서, 좌표는 (ZrO2, Cr2O3, SiO2)이다. 이 도면에 있어서, 식 (21)으로서 나타내는 재료는 a(70, 20, 10), b(40, 20, 40), c(20, 40, 40), d(20, 60, 20), e(30, 60, 10)으로 둘러싸인 범위(선상을 포함한다) 내의 재료이다.
SiO2를 함유하는 Zr-Cr-O계 재료층은 정보기록 매체의 기록 감도를 높인다. 또한, SiO2의 비율을 조정함으로써, 기록 감도를 조정하는 것이 가능해진다. SiO2에 의해 기록 감도를 높게 하기 위해서는, 혼합물 중의 SiO2의 함유량은 10mol％ 이상인 것이 바람직하다. 한편, SiO2의 함유량이 많으면 기록층(4)과의 밀착성이 나빠지기 때문에, SiO2의 함유량은 40mol％ 이하인 것이 바람직하다. ZrO2 및 Cr2O 3가 발휘하는 기능은 앞서 설명한 바와 같고, 적절한 비율로 혼합됨으로써, 정보기록 매체의 성능을 적절한 것으로 한다. ZrO2-Cr2O3-SiO2 혼합물의 경우, Cr2O3의 함유량은 20mol％ 이상 60mol％ 이하인 것이 바람직하고, ZrO2의 함유량은 20mol％ 이상 70mol％ 이하인 것이 바람직하다. 제1의 유전체층(2)과 제2의 유전체층(6)은 각각 SiO2의 함유량이 다른 혼합물로 이루어지는 층이라도 좋다. 예를 들면, 제1의 유전체층(2)을 (ZrO2)50(Cr2O3)30(SiO2) 20(mol％)로 하고, 제2의 유전체층(6)을 (ZrO2)40(Cr2O3)20(SiO2)40(mol％)로 하여도 좋다.
ZrO2-Cr2O3-SiO2 혼합물에 있어서, ZrO2와 SiO2 의 함유량이 거의 같은 경우에는, ZrSiO4가 함유되어 있는 것이 바람직하다. ZrSiO4는 화학량론 조성이 안정한 복합 화합물이다. ZrSiO4가 형성되어 있는 혼합물은 상기 식 (22), 즉 (ZrSiO4)Z(Cr2O3)100-Z(mol％)로 나타낸다. 이 식에 있어서, Z는 25Z67의 범위 내에 있다. ZrO2와 SiO2를 거의 같은 비율로 함유하면, ZrSiO4가 생성되고, 보다 결합이 강한 ZrO2-SiO2계를 얻을 수 있다. 기록층과의 밀착성을 보다 양호하게 하고, 또한 정보기록 매체의 반복 재기록 성능과 높은 기록 감도를 확보하기 위해서는, Z는 33Z50의 범위 내에 있는 것이 보다 바람직하다.
Zr-Cr-Zn-O계 재료층은 ZrO2, Cr2O3 및 SiO2의 혼합물에, ZnS, ZnSe 또는 ZnO를 추가로 포함하는 혼합물로 실질적으로 이루어지는 층이다. 이 혼합물은 상기 식 (3), 즉, (ZrO2)C(Cr2O3)E(D)F(SiO2 )100-C-E-F(mol％)로서 나타낸다. 이 식에 있어서, C, E 및 F는 각각, 20C60, 20E60 및 10F40의 범위 내에 있고, 또한 60C+E+F90이다. 혼합물이 성분 D를 함유함으로써, 이 혼합물로 되는 층은 기록층(4)보다 양호하게 밀착한다. 또한, ZnS 및 ZnSe는 박막으로서도 결정성이 강하고, 비정질의 ZrO2-Cr2O3-SiO2 혼합물에 첨가되면, 혼합물의 열전도율을 더욱 저하시킨다. 따라서, ZnS 및 ZnSe를 포함하는 혼합물로 제1 및 제2유전체층(2, 6)을 형성하면, 정보기록 매체의 기록 감도를 보다 높게 할 수 있다. 이렇게 4종의 재료를 혼합함으로써, 기록 소거의 조건(매체의 선속도 및 레이저 광의 파장)에 적합한 기록 감도를 가지고, 또한, 밀착성 및 반복 재기록 성능에도 우수한 정보기록 매체를 실현할 수 있다.
상기 식 (3)으로 나타내는 혼합물은 ZrO2과 SiO2를 거의 같은 비율로 포함해도 좋다. 그러한 혼합물은 상기 식 (31), 즉, (ZrSiO4)A(Cr2O3) B(D)100-A-B(mol％)로 나타낸다. 이 식에 있어서, A 및 B는 각각, 25A54 및 25B63의 범위 내에 있고, 50A+B88이다. ZrO2와 SiO2를 거의 같은 비율로 함유함으로써, ZrSiO4가 형성되어, 보다 결합이 강한 ZrO2-SiO2계를 얻을 수 있다. 그에 따라, 기록 소거의 조건에 보다 적합한 기록 감도를 가지고, 또한 밀착성 및 반복 재기록 성능에도 우수한 정보기록 매체를 실현할 수 있다.
제1의 유전체층(2) 및 제2의 유전체층(6)은 각각의 광로 길이(즉, 유전체층의 굴절율 n과 유전체층의 막 두께 d와의 곱 nd)를 변경함으로써, 결정상의 기록층(4)의 광 흡수율 Ac(％)과 비정질상의 기록층(4)의 광 흡수율 Aa(％), 기록층(4)이 결정상일 때의 정보기록 매체(25)의 광 반사율 Rc(％)과 기록층(4)이 비정질상일 때의 정보기록 매체(25)의 광 반사율 Ra(％), 기록층(4)이 결정상인 부분과 비정질상인 부분의 정보기록 매체(25)의 광의 위상차 △φ을 조정하는 기능을 가진다. 기록 마크의 재생 신호 진폭을 크게 하고, 신호 품질을 높이기 위해서는 반사율차(｜Rc-Ra｜) 또는 반사율비(Rc/Ra)가 큰 것이 바람직하다. 또한, 기록층(4)이 레이저 광을 흡수하도록, Ac 및 Aa도 큰 것이 바람직하다. 이들의 조건을 동시에 만족하도록 제1의 유전체층(2) 및 제2의 유전체층(6)의 광로 길이를 결정한다. 그들의 조건을 만족하는 광로 길이는 예를 들면 매트릭스법(예를 들면 쿠보타 히로시 저 「파동광학」이와나미 신서, 1971년, 제3장을 참조)에 근거하는 계산에 의해 정확하게 결정할 수 있다.
상기에 있어서 설명한 Zr-Cr-O계 재료 및 Zr-Cr-Zn-O계 재료는 그 조성에 따라서 상이한 굴절율을 가진다. 대체로, 이들 재료는 1.8 ∼ 2.5 범위 내의 굴절율을 가진다. 유전체층의 굴절율을 n, 막 두께를 d(nm), 레이저 광(12)의 파장을 λ(nm)으로 했을 경우, 광로 길이 nd는 nd=aλ로서 나타낸다. 여기에서, a는 정의 수로 한다. 정보기록 매체(25)의 기록 마크의 재생 신호 진폭을 크게 해서 신호 품질을 향상시키기 위해서는, 예를 들면, 15％Rc 또한 Ra2％인 것이 바람직하다. 또한, 재기록에 의한 마크 왜곡을 없애거나 또는 작게 하기 위해서는, 1.1Ac/Aa인 것이 바람직하다. 이들의 바람직한 조건이 동시에 만족되도록 제1의 유전체층(2) 및 제2의 유전체층(6)의 광로 길이(aλ)를 매트릭스법에 근거하는 계산에 의해서 정확하게 구했다. 얻어진 광로 길이(aλ) 및 λ 및 n으로부터, 유전체층의 두께 d를 구했다. 그 결과, 제1의 유전체층(2)의 두께는 바람직하게는, 100nm ∼ 200nm이며, 보다 바람직하게는 130nm ∼ 170nm인 것을 알았다. 또한, 제2의 유전체층(6)의 두께는 바람직하게는 20nm ∼ 70nm이며, 보다 바람직하게는 30nm ∼ 60nm인 것을 알았다.
기판(1)은 통상, 투명한 원반형의 판이다. 유전체층 및 기록층 등을 형성하는 쪽의 표면에는, 레이저 광을 이끌기 위한 안내 홈이 형성되어 있어도 좋다. 안내 홈을 기판에 형성했을 경우, 기판의 단면을 보면, 그루브(groove)부와 랜드(land)부가 형성된다. 그루브부는 2개의 인접하는 랜드부의 사이에 위치한다고도 할 수 있다. 따라서, 안내 홈이 형성된 표면은 측벽에 연결된 정면(頂面)과 저면(底面)을 가지게 된다. 본 명세서에 있어서, 저면을 「그루브면」이라고 부르고, 정상면을 「랜드면」이라고 부른다. 따라서, 도 1 ∼ 도 6에 있어서, 면(23)은 그루브면에 상당하고, 면(24)은 랜드면에 상당한다. 레이저 광(12)의 방향에 있어서, 그루브면은 항상 레이저 광(12)에 가까운 측에 있고, 랜드면은 항상 레이저 광으로부터 먼 쪽에 있다. 기록 마크는 기록층에 있어서, 그루브면에 상당하는 기록층의 표면에 기록되거나(그루브 기록), 랜드면에 상당하는 기록층의 표면에 기록되거나(랜드 기록) 혹은 그루브 및 랜드 양쪽의 면에 상당하는 기록층의 표면에 기록된다(랜드-그루브 기록). 도 1에 나타내는 양태에 있어서 기판(1)의 그루브면(23)과 랜드면(24)의 단차는 40nm ∼ 60nm인 것이 바람직하다. 후술하는 도 2, 도 3 및 도 6에 나타내는 양태의 정보기록 매체를 구성하는 기판(1)에 있어서도 그루브면(23)과 랜드면(24)과의 단차는 이 범위에 있는 것이 바람직하다. 또한, 층을 형성하지 않는 측의 표면은 평활한 것이 바람직하다. 기판(1)의 재료로서, 폴리카보네이트, 아모르퍼스 폴리오레핀(amorphous polyolefin) 혹은 PMMA와 같은 수지, 또는 유리를 들 수 있다. 성형성, 가격 및 기계 강도를 고려하면, 폴리카보네이트가 바람직하게 사용된다. 도시한 형태에 있어서, 기판(1)의 두께는 0.5 ∼ 0.7mm 정도이다.
기록층(4)은 광의 조사 또는 전기적 에너지의 인가에서 의해, 결정상과 비정질상과의 사이에서 상변태를 일으키고, 기록 마크가 형성되는 층이다. 상변태가 가역적이면, 소거나 재기록을 실행할 수 있다. 가역적 상변태 재료로서는 고속결정화 재료인 Ge-Sb-Te 혹은 Ge-Sn-Sb-Te를 이용하는 것이 바람직하다. 구체적으로는, Ge-Sb-Te의 경우, GeTe-Sb2Te3 의(擬)２원계 조성인 것이 바람직하고, 그 경우, 4Sb2Te3 GeTe50Sb2Te3인 것이 바람직하다. GeTe＜4Sb2Te3의 경우, 기록 전후의 반사광량의 변화가 작고, 판독 신호의 품질이 저하한다. 50Sb2Te3＜GeTe의 경우, 결정상과 비정질상 사이의 체적변화가 크고, 반복 재기록 성능이 저하한다. Ge-Sn-Sb-Te는 Ge-Sb-Te보다도 결정화 속도가 빠르다. Ge-Sn-Sb-Te는 예를 들면, GeTe-Sb2Te3의２원계 조성의 Ge의 일부를 Sn으로서 치환한 것이다. 기록층(4)에 있어서, Sn의 함유량은, 20원자％ 이하인 것이 바람직하다. 20원자％을 초과하면, 결정화 속도가 지나치게 빠르고, 비정질상의 안정성이 손상되며, 기록 마크의 신뢰성이 저하한다. Sn의 함유량은 기록 조건에 맞춰서 조정할 수 있다.
또한, 기록층(4)은 Ge-Bi-Te, Ge-Sn-Bi-Te, Ge-Sb-Bi-Te 또는 Ge-Sn-Sb-Bi-Te와 같은 Bi를 포함하는 재료로 형성할 수도 있다. Bi은 Sb보다도 결정화하기 쉽다. 따라서, Sb의 적어도 일부를 Bi로써 치환함으로써도, 기록층의 결정화 속도를 향상시킬 수 있다.
Ge-Bi-Te는 GeTe와 Bi2Te3의 혼합물이다. 이 혼합물에 있어서는, 8Bi2Te3 GeTe25Bi2Te3인 것이 바람직하다. GeTe＜8Bi2Te3의 경우, 결정화 온도가 저하하고, 기록 보존성이 열화하기 쉬워진다. 25Bi2Te3＜GeTe의 경우, 결정상과 비정질상 사이의 체적변화가 크고, 반복 재기록 성능이 저하한다.
Ge-Sn-Bi-Te는 Ge-Bi-Te의 Ge의 일부를 Sn으로써 치환한 것에 상당한다. Sn의 치환 농도를 조정하여 기록 조건에 맞춰서 결정화 속도를 제어하는 것이 가능하다. Sn 치환은 Bi 치환과 비교해서, 기록층의 결정화 속도의 미세한 조정에 보다 적합하다. 기록층에 있어서, Sn의 함유량은 10원자％ 이하인 것이 바람직하다. 10원자％을 넘으면, 결정화 속도가 지나치게 빨라지기 때문에, 비정질상의 안정성이 손상되어, 기록 마크의 보존성이 저하한다.
Ge-Sn-Sb-Bi-Te는 Ge-Sb-Te의 Ge의 일부를 Sn으로써 치환하고, 더욱이 Sb의 일부를 Bi로써 치환한 것에 상당한다. 이것은 GeTe, SnTe, Sb2Te3 및 Bi2Te 3의 혼합물에 상당한다. 이 혼합물에 있어서는, Sn 치환 농도와 Bi 치환 농도를 조정하고, 기록 조건에 맞춰서 결정화 속도를 제어하는 것이 가능하다. Ge-Sn-Sb-Bi-Te에 있어서는, 4(Sb-Bi)2Te3 (Ge-Sn)Te25(Sb-Bi)2Te3인 것이 바람직하다. (Ge-Sn)Te＜4(Sb-Bi)2Te3의 경우, 기록 전후의 반사광량의 변화가 작고, 판독 신호 품질이 저하한다. 25(Sb-Bi)2Te3＜(Ge-Sn)Te의 경우, 결정상과 비정질상 사이의 체적 변화가 크고, 반복 재기록 성능이 저하한다. 또한, 기록층에 있어서, Bi의 함유량은 10원자％ 이하인 것이 바람직하고, Sn의 함유량은 20원자％ 이하인 것이 바람직하다. Bi 및 Sn의 함유량이 각각 이 범위 내에 있으면, 양호한 기록 마크의 보존성을 얻을 수 있다.
가역적으로 상변태를 일으키는 재료로서는, 그 밖에, Ag-In-Sb-Te, Ag-In-Sb-Te-Ge 및 Sb을 70원자％ 이상 포함하는 Sb-Te-Ge를 들 수 있다.
비가역적 상변태 재료로서는, 일본국 특허공보 평7-25209공보(특허 제2006849호)에 개시되는 바와 같이, TeOx+α(α는 Pd, Ge 등임)를 이용하는 것이 바람직하다. 기록층이 비가역적 상변태 재료인 정보기록 매체는 기록이 한번만 가능한 소위 라이트 원스 타입(write-once type)의 것이다. 그러한 정보기록 매체에 있어서도, 기록시의 열에 의해 유전체층 중의 원자가 기록층 중에 확산하고, 신호의 품질을 저하시킨다는 문제가 있다. 따라서, 본 발명은 재기록 가능한 정보기록 매체 뿐만 아니라, 라이트 원스형의 정보기록 매체에도 바람직하게 적용된다.
기록층(4)은 상기와 같이, 그 두께가 15nm 이하인 것이 바람직하고, 12nm 이하인 것이 보다 바람직하다.
광 흡수 보정층(7)은 상기와 같이, 기록층(4)이 결정 상태일 때의 광 흡수율 Ac와 비정질 상태일 때의 광 흡수율 Aa의 비, Ac/Aa를 조정하고, 재기록 시에 마크 형상이 왜곡되지 않도록 하는 작용이 있다. 광 흡수 보정층(7)은 굴절율이 높고, 또한 적당히 광을 흡수하는 재료로 형성되는 것이 바람직하다. 예를 들면, 굴절율 n이 3 이상 6 이하, 감쇠 계수 k가 1 이상 4 이하인 재료를 이용하여, 광 흡수 보정층(7)을 형성할 수 있다. 구체적으로는, Ge-Cr 및 Ge-Mo 등의 비정질의 Ge합금, Si-Cr, Si-Mo 및 Si-W 등의 비정질의 Si합금, Te화물 및 Ti, Zr, Nb, Ta, Cr, Mo, W, SnTe 및 PbTe 등의 결정성의 금속, 반금속 및 반도체 재료로 선택되는 재료를 사용하는 것이 바람직하다. 광 흡수 보정층(7)의 막 두께는 20nm ∼ 80nm인 것이 바람직하고, 30nm ∼ 50nm인 것이 보다 바람직하다.
반사층(8)은 광학적으로는 기록층(4)에 흡수되는 광량을 증대시키고, 열적으로는 기록층(4)에서 발생한 열을 신속하게 확산시켜서 기록층(4)을 급냉하고, 비정질화하기 쉽게 하는 기능을 가진다. 또한, 반사층(8)은 기록층(4) 및 유전체층(2, 6)을 포함하는 다층막을 사용환경으로부터 보호한다. 반사층(8)의 재료로서는, 예를 들면, Al, Au, Ag 및 Cu 등의 열전도율이 높은 단체 금속 재료를 들 수 있다. 반사층(8)은 그 내습성을 향상시킬 목적으로 및/혹은 열전도율 또는 광학 특성(예를 들면, 광 반사율, 광 흡수율 또는 광 투과율)을 조정할 목적으로, 상기의 금속 재료로부터 선택되는 1개 또는 복수의 원소에, 다른 1개 또는 복수의 원소를 첨가한 재료를 사용하여 형성해도 좋다. 구체적으로는, Al-Cr, Al-Ti, Ag-Pd, Ag-Pd-Cu, Ag-Pd-Ti 또는 Au-Cr 등의 합금재료를 이용할 수 있다. 이들의 재료는 모두 내식성이 우수하고 또한 급냉 기능을 가지는 우수한 재료이다. 마찬가지의 목적은 반사층(8)을 2 이상의 층으로서 형성함으로써도 달성될 수 있다. 반사층(8)의 두께는 50 ∼ 180nm인 것이 바람직하고, 60nm ∼ 100nm인 것이 보다 바람직하다.
도시한 정보기록 매체(25)에 있어서, 접착층(9)은 더미 기판(10)을 반사층(8)에 접착하기 위해서 형성된다. 접착층(9)은 내열성 및 접착성이 높은 재료, 예를 들면, 자외선 경화성 수지 등의 접착 수지를 이용하여 형성해도 좋다. 구체적으로는 아크릴 수지를 주성분으로 하는 재료 또는 에폭시 수지를 주성분으로 하는 재료로, 접착층(9)을 형성해도 좋다. 또한, 필요에 따라서, 접착층(9)을 형성하기 전에, 자외선 경화성 수지로 된 두께 5 ∼ 20㎛의 보호층을 반사층(8)의 표면에 형성해도 좋다. 접착층(9)의 두께는 바람직하게는 15 ∼ 40㎛이며, 보다 바람직하게는 20 ∼ 35㎛이다.
더미 기판(10)은 정보기록 매체(25)의 기계적 강도를 높이는 동시에, 제1의 유전체층(2)에서 반사층(8)까지의 적층체를 보호한다. 더미 기판(10)의 바람직한 재료는 기판(1)의 바람직한 재료와 같다. 더미 기판(10)을 접착한 정보기록 매체(25)에 있어서, 기계적인 휘어짐 및 왜곡 등이 발생하지 않도록, 더미 기판(10)과 기판(1)은 실질적으로 동일 재료로 형성되고, 같은 두께를 가지는 것이 바람직하다.
실시의 형태 1의 정보기록 매체는 1개의 기록층을 가지는 편면 구조 디스크이다. 본 발명의 정보기록 매체는 2개의 기록층을 가져도 좋다. 예를 들면, 실시의 형태 1에 있어서 반사층(8)까지 적층한 것을 반사층(8)끼리를 대향하게 해서, 접착층을 통해서 접착시킴으로써, 양면 구조의 정보기록 매체를 얻을 수 있다. 이 경우, 2개의 적층체의 접착은 접착층을 지효성 수지로 형성하고, 압력과 열의 작용을 이용해서 실시한다. 반사층(8) 상에 보호층을 형성할 경우에는, 보호층까지 형성한 적층체를 보호층끼리를 대향하게 해서 접착시킴으로써, 양면 구조의 정보기록 매체를 얻는다.
계속해서, 실시의 형태 1의 정보기록 매체(25)를 제조하는 방법을 설명한다. 정보기록 매체(25)는 안내 홈(그루브면(23)과 랜드면(24))이 형성된 기판(1)을 성막 장치에 배치하고, 기판(1)의 안내 홈이 형성된 표면에 제1의 유전체층(2)을 성막하는 공정(공정 a), 기록층(4)을 성막하는 공정(공정 b), 제2의 유전체층(6)을 성막하는 공정(공정 c), 광 흡수 보정층(7)을 성막하는 공정(공정 d) 및 반사층(8)을 성막하는 공정(공정 e)을 순차 실시하고, 또한, 반사층(8)의 표면에 접착층(9)을 형성하는 공정 및 더미 기판(10)을 접착시키는 공정을 실시함으로써, 제조된다. 이하의 설명을 포함하는 본 명세서에 있어서, 각층에 관해서, 「표면」이라고 할 때는, 특별한 언급이 없는 한, 각층이 형성되었을 때의 노출하고 있는 표면(두께 방향으로 수직한 표면)을 가리키는 것으로 한다.
최초에, 기판(1)의 안내 홈이 형성된 면에, 제1의 유전체층(2)을 성막하는 공정 a를 실시한다. 공정 a는 스퍼터링에 의해 실시된다. 스퍼터링은 고주파전원을 이용하여 Ar가스 분위기 중 또는 Ar가스와 산소와의 혼합 가스 분위기 중에서 실시한다.
공정 a에서 사용되는 스퍼터링 타겟으로서는, 상기의 식 (110), 즉, (ZrO2)m(Cr2O3)100-m(mol％)로 나타내고, m이 20 m80의 범위 내에 있는 재료로 실질적으로 이루어지는 타겟을 사용할 수 있다. 이 타겟에 의하면, 상기 식 (11)로 나타내는 재료로 실질적으로 이루어지는 층이 형성된다.
혹은, 스퍼터링 타겟은 식 (210), 즉, (ZrO2)x(Cr2O3)y (SiO2)100-x-y(mol％)로 나타내고, x 및 y가 각각, 20x70 및 20y60의 범위 내에 있고, 또한 60x+y90인 재료로 실질적으로 이루어지는 것이라도 좋다. 이 타겟에 의하면, 상기 식 (21)로 나타내는 재료로 실질적으로 이루어지는 층이 형성된다.
혹은, 스퍼터링 타겟은 상기 식 (220), 즉, (ZrSiO4)z(Cr2O3) 100-z(mol％)로 나타내고, z가 25z67의 범위 내에 있는 재료로 실질적으로 이루어지는 것이라도 좋다. 이 타겟에 의하면, 식 (22)로 나타내는 재료로 실질적으로 이루어지는 층이 형성된다.
혹은, 스퍼터링 타겟은 상기 식 (30), 즉, (ZrO2)c(Cr2O3)e (D)f(SiO2)100-c-e-f(mol％)로서 나타내고, D가 ZnS, ZnSe 또는 ZnO이며, c, e 및 f가 각각, 20c60 및 20e60, 10f40의 범위 내에 있고, 또한 60c+e+f90인 재료로 실질적으로 이루어지는 것이라도 좋다. 이 타겟에 의하면, 식 (3)으로 나타내는 재료로 실질적으로 이루어지는 층이 형성된다.
혹은, 스퍼터링 타겟은 상기 식 (310), 즉, (ZrSiO4)a(Cr2O3) b(D)100-a-b(mol％)로 나타내고, D가 ZnS, ZnSe 또는 ZnO이며, a 및 b가 각각, 25a54 및 25b63의 범위 내에 있고, 또한 50a+b88인 재료로 실질적으로 이루어지는 것이라도 좋다. 이 타겟에 의하면, 식 (31)로 나타내는 재료로 실질적으로 이루어지는 층이 형성된다.
이어서, 공정 b를 실시하여 제1의 유전체층(2)의 표면에, 기록층(4)을 성막한다. 공정 b도 또한, 스퍼터링에 의해 실시된다. 스퍼터링은 직류 전원을 이용하여 Ar가스 분위기 중 또는 Ar가스와 N2가스의 혼합 가스 분위기 중에서 실시한다. 스퍼터링 타겟은 Ge-Sb-Te, Ge-Sn-Sb-Te, Ge-Bi-Te, Ge-Sn-Bi-Te, Ge-Sb-Bi-Te, Ge-Sn-Sb-Bi-Te, Ag-In-Sb-Te 및 Sb-Te 중, 어느 1개의 재료를 포함하는 것을 사용한다. 성막 후의 기록층(4)은 비정질 상태이다.
이어서, 공정 c를 실시하고, 기록층(4)의 표면에, 제2의 유전체층(6)을 성막한다. 공정 c는 공정 a와 마찬가지로 실시된다. 제2의 유전체층(6)은 제1의 유전체층(2)과는 다른 재료로 이루어지는 스퍼터링 타겟을 이용하여 형성해도 좋다.
이어서, 공정 d를 실시하여 제2의 유전체층(6)의 표면에, 광 흡수 보정층(7)을 성막한다. 공정 d에 있어서는, 직류 전원 또는 고주파전원을 이용하여 스퍼터링을 실시한다. 스퍼터링 타겟으로서, Ge-Cr 및 Ge-Mo 등의 비정질 Ge합금, Si-Cr 및 Si-Mo 등의 비정질 Si합금, Te화물 및 Ti, Zr, Nb, Ta, Cr, Mo, W, SnTe 및 PbTe 등의 결정성의 금속, 반금속 및 반도체 재료로부터 선택되는 재료로 이루어지는 것을 이용한다. 스퍼터링은 일반적으로는 Ar가스 분위기 중에서 실시한다.
이어서, 공정 e를 실시하여 광 흡수 보정층(7)의 표면에, 반사층(8)을 성막한다. 공정 e는 스퍼터링에 의해 실시된다. 스퍼터링은 직류 전원 또는 고주파전원을 이용하여 Ar가스 분위기 중에서 실시한다. 스퍼터링 타겟으로서는, Al-Cr, Al-Ti, Ag-Pd, Ag-Pd-Cu, Ag-Pd-Ti 또는 Au-Cr 등의 합금재료로 이루어지는 것을 사용할 수 있다.
상기한 바와 같이, 공정 a ∼ e는 모두 스퍼터링 공정이다. 따라서, 공정 a ∼ e는 1개의 스퍼터링 장치 내에 있어서, 타겟을 순차 변경해서 연속적으로 실시해도 좋다. 혹은, 공정 a ∼ e는 각각 독립한 스퍼터링 장치를 이용하여 실시해도 좋다.
반사층(8)을 성막한 후, 제1유전체층(2)에서 반사층(8)까지 순차 적층한 기판(1)을 스퍼터링 장치로부터 꺼낸다. 그 후, 반사층(8)의 표면에, 자외선 경화성 수지를 예를 들면, 스핀 코트법(spin coat method)에 의해 도포한다. 도포한 자외선 경화성 수지에, 더미 기판(10)을 밀착시켜서, 자외선을 더미 기판(10) 측에서 조사하여 수지를 경화시켜, 접착 공정을 종료시킨다.
접착 공정이 종료한 후는, 필요에 따라서 초기화 공정을 실시한다. 초기화 공정은 비정질 상태인 기록층(4)을 예를 들면 반도체 레이저를 조사하고, 결정화 온도 이상으로 승온하여 결정화시키는 공정이다. 초기화 공정은 접착 공정 전에 실시해도 좋다. 이렇게, 공정 a ∼ e, 접착층의 형성 공정 및 더미 기판의 접착 공정을 순차 실시함으로써, 실시의 형태 1의 정보기록 매체(25)를 제조할 수 있다.
(실시의 형태 2)
본 발명의 실시의 형태 2로서, 레이저 광을 이용하여 정보의 기록 및 재생을 실시하는 광 정보기록 매체의 다른 예를 설명한다. 도 2에, 그 광 정보기록 매체의 일부 단면을 나타낸다.
도 2에 나타내는 정보기록 매체(26)는 기판(1) 한쪽의 표면에, 제1의 유전체층(2), 기록층(4), 제2의 계면층(105), 제2의 유전체층(106), 광 흡수 보정층(7) 및 반사층(8)이 이 순서로 형성되고, 더욱이 접착층(9)으로 더미 기판(10)이 접착된 구성을 가진다. 도 2에 나타내는 정보기록 매체(26)는 제1의 계면층(103)을 가지고 있지 않은 점에 있어서, 도 10에 나타내는 종래의 정보기록 매체(31)와 상이하다. 또한, 정보기록 매체(26)는 기록층(4) 상에 제2의 계면층(105)을 통해서 제2의 유전체층(106)이 적층되어 있는 점에 있어서, 도 1에 나타내는 실시의 형태 1의 정보기록 매체(25)와 상이하다. 정보기록 매체(26)에 있어서는, 제1의 유전체층(2)이 실시의 형태 1과 마찬가지로, Zr-Cr-O계 재료층 또는 Zr-Cr-Zn-O계 재료층이다. 그 외, 도 2에 있어서, 도 1에서 사용한 부호와 같은 부호는, 같은 요소를 나타내고, 도 1을 참조해서 설명한 재료 및 방법으로 형성되는 것이다. 따라서, 도 1에 관련하여 이미 설명한 요소에 대해서는, 그 상세한 설명을 생략한다.
이 형태의 정보기록 매체(26)는 제2의 유전체층(106)을 종래의 정보기록 매체로 사용되고 있던 ZnS-20mol％ SiO2로서 형성한 구성에 상당한다. 따라서, 제2의 계면층(105)은 반복 기록에 의해 제2의 유전체층(106)과 기록층(4)과의 사이에서 생기는 물질 이동을 방지하기 위해서 설치된다. 제2의 계면층(105)은 Si-N, Al-N, Zr-N, Ti-N, Ge-N 혹은 Ta-N 등의 질화물 또는 이들을 포함하는 질화산화물 혹은 SiC 등의 탄화물로 형성된다. 혹은, 제2의 계면층(105)은 Zr-Cr-O계 재료층 또는 Zr-Cr-Zn-O계 재료층이라도 좋다. 계면층의 두께는 1 ∼ 10nm인 것이 바람직하고, 2 ∼ 7nm인 것이 보다 바람직하다. 계면층의 두께가 두꺼우면, 기판(1)의 표면에 형성된 제1의 유전체층(2)에서 반사층(8)까지의 적층체의 광 반사율 및 광 흡수율이 변화하여 기록 소거 성능에 영향을 미친다.
계속해서, 실시의 형태 2의 정보기록 매체(26)를 제조하는 방법을 설명한다. 정보기록 매체(26)는 기판(1)의 안내 홈이 형성된 표면에 제1의 유전체층(2)을 성막하는 공정(공정 a), 기록층(4)을 성막하는 공정(공정 b), 제2의 계면층(105)을 성막하는 공정(공정 f), 제2의 유전체층(106)을 성막하는 공정(공정 g), 광 흡수 보정층(7)을 성막하는 공정(공정 d) 및 반사층(8)을 성막하는 공정(공정 e)을 순차 실시하고, 더욱이 반사층(8)의 표면에 접착층(9)을 형성하는 공정 및 더미 기판(10)을 접착시키는 공정을 실시함으로써, 제조된다. 공정 a, b, d 및 e는 실시의 형태 1에 관련해서 설명한 바와 같기 때문에, 여기에서는 그 설명을 생략한다. 이하, 실시의 형태 1의 정보기록 매체의 제조에 있어서 실시되지 않는 공정만, 설명한다.
공정 f는 기록층(4)을 형성한 후에 실시되고, 기록층(4)의 표면에 제2의 계면층(105)을 성막하는 공정이다. 공정 f에 있어서는, 고주파전원을 이용하여 스퍼터링을 실시한다. 스퍼터링은 예를 들면, Ge를 포함하는 스퍼터링 타겟을 이용하여 Ar가스와 N2가스의 혼합 가스 분위기 중에서 실시하는 반응성 스퍼터링이라서 좋다. 이 반응성 스퍼터링에 의하면, Ge-N을 포함하는 계면층이 기록층(4)의 표면에 형성된다.
이어서, 공정 g를 실시하고, 제2의 계면층(105)의 표면에, 제2의 유전체층(106)을 성막한다. 공정 g에 있어서는, 고주파전원을 사용하고, 예를 들면 ZnS-20mol％ SiO2로 이루어지는 스퍼터링 타겟을 이용하여 Ar가스 분위기 중 또는 Ar가스와 O2가스의 혼합 가스 분위기 중에서, 스퍼터링을 실시한다. 이에 따라, ZnS-20mol％ SiO2로 이루어지는 층이 형성된다. 그 후, 더미 기판(10)을 접착시키는 공정이 종료한 후, 실시의 형태 1에 관련해서 설명한 바와 같이, 필요에 따라서 초기화 공정을 실시하여 정보기록 매체(26)를 얻는다.
(실시의 형태 3)
본 발명의 실시의 형태 3으로서, 레이저 광을 이용해서 정보의 기록 및 재생을 실시하는 광 정보기록 매체의 더욱 다른 예를 설명한다. 도 3에, 그 광 정보기록 매체의 일부 단면을 나타낸다.
도 3에 나타내는 정보기록 매체(27)는 기판(1) 한 쪽의 표면에, 제1의 유전체층(102), 제1의 계면층(103), 기록층(4), 제2의 유전체층(6), 광 흡수 보정층(7) 및 반사층(8)이 이 순서로 형성되고, 더욱이 접착층(9)으로 더미 기판(10)이 접착된 구성을 가진다. 도 3에 나타내는 정보기록 매체(27)는 제2의 계면층(105)을 가지고 있지 않은 점에 있어서, 도 10에 나타내는 종래의 정보기록 매체(31)와 상이하다. 또한, 정보기록 매체(27)는 기판(1)과 기록층(4)의 사이에 제1의 유전체층(102)과 제1의 계면층(103)이 이 순서로 적층되어 있는 점에 있어서, 도 1에 나타내는 실시의 형태 1의 정보기록 매체(25)와 상이하다. 정보기록 매체(27)에 있어서는, 제2의 유전체층(6)이, 실시의 형태 1과 마찬가지로, Zr-Cr-O계 재료층 또는 Zr-Cr-Zn-O계 재료층이다. 그 외, 도 3에 있어서, 도 1에서 사용한 부호와 같은 부호는 같은 요소를 나타내고, 도 1을 참조해서 설명한 재료 및 방법으로 형성되는 것이다. 따라서, 도 1에서 이미 설명한 요소에 대해서는, 그 상세한 설명을 생략한다.
이 형태의 정보기록 매체(27)는 제1의 유전체층(102)을 종래의 정보기록 매체로 사용되고 있던 ZnS-20mol％ SiO2로 형성한 구성에 상당한다. 따라서, 제1의 계면층(103)은 반복 기록에 의해 제1의 유전체층(102)과 기록층(4)과의 사이에서 생기는 물질 이동을 방지하기 위해서 설치된다. 제1의 계면층(103)의 바람직한 재료 및 두께는 도 2를 참조해서 설명한 실시의 형태 2의 정보기록 매체(26)의 제2의 계면층(105)과 같다. 따라서, 그것에 대해서 상세한 설명은 생략한다.
계속해서, 실시의 형태 3의 정보기록 매체(27)를 제조하는 방법을 설명한다. 정보기록 매체(27)는 기판(1)의 안내 홈이 형성된 면에 제1의 유전체층(102)을 성막하는 공정(공정 h), 제1의 계면층(103)을 성막하는 공정(공정 i), 기록층(4)을 성막하는 공정(공정 b), 제2의 유전체층(6)을 성막하는 공정(공정 c), 광 흡수 보정층(7)을 성막하는 공정(공정 d) 및 반사층(8)을 성막하는 공정(공정 e)을 순차 실시하고, 더욱이 반사층(8)의 표면에 접착층(9)을 형성하는 공정 및 더미 기판(10)을 접착시키는 공정을 실시함으로써, 제조된다. 공정 b, c, d 및 e는 실시의 형태 1에 관련해서 설명한 바와 같기 때문에, 여기에서는 그 설명을 생략한다. 이하, 실시의 형태 1의 정보기록 매체의 제조에 있어서 실시되지 않는 공정만, 설명한다.
공정 h는 기판(1)의 표면에 제1의 유전체층(102)을 성막하는 공정이다. 그 구체적인 방법은 실시의 형태 2의 제조 방법에 관련해서 설명한 공정 g와 마찬가지이다. 공정 i는 제1의 유전체층(102)의 표면에 제1의 계면층(103)을 성막하는 공정이다. 그 구체적인 방법은, 실시의 형태 2의 제조 방법에 관련해서 설명한 공정 f와 마찬가지이다. 그 후, 더미 기판(10)을 접착시키는 공정이 종료한 후, 실시의 형태 1에 관련해서 설명한 바와 같이, 필요에 따라서, 초기화 공정을 실시하여 정보기록 매체(27)를 얻는다.
(실시의 형태 4)
본 발명의 실시의 형태 4로서, 레이저 광을 정보의 기록 및 재생을 실시하는 광 정보기록 매체의 더욱 다른 예를 설명한다. 도 4에, 그 광 정보기록 매체의 일부 단면을 나타낸다.
도 4에 나타내는 정보기록 매체(28)는 기판(101) 한 쪽 표면에 반사층(8), 제2의 유전체층(6), 기록층(4) 및 제1의 유전체층(2)을 이 순서로 형성하고, 또한 접착층(9)으로 더미 기판(110)이 접착된 구성을 가진다. 이 정보기록 매체(28)는 제1의 계면층(103) 및 제2의 계면층(105)을 가지고 있지 않은 점에 있어서 도 10에 나타내는 종래의 정보기록 매체(31)와 상이하다. 또한, 이 구성의 정보기록 매체는 광 흡수 보정층(7)을 가지고 있지 않은 점에 있어서 도 1에 나타내는 구성의 정보기록 매체(25)와 상이하다.
이 구성의 정보기록 매체(28)에는, 더미 기판(110) 측에서 레이저 광(12)이 입사되어, 그것에 의해 정보의 기록 및 재생이 실시된다. 정보기록 매체의 기록 밀도를 높게 하기 위해서는, 단파장의 레이저 광을 사용하는 동시에, 레이저 빔을 보다 좁혀서, 기록층에 작은 기록 마크를 형성 할 필요가 있다. 빔을 좁히기 위해서는, 대물 렌즈의 개구수 NA를 보다 크게 하는 것이 필요하게 된다. 그러나 NA가 커지면, 초점 위치가 얕아진다. 따라서, 레이저 광이 입사하는 기판을 얇게 할 필요가 있다. 도 4에 나타내는 정보기록 매체(28)에 있어서, 레이저 광이 입사되는 쪽의 더미 기판(110)은 기록층 등을 형성할 때의 지지체로서 기능할 필요가 없기 때문에, 그 두께를 얇게 할 수 있다. 따라서, 이 구성에 따르면, 보다 고밀도의 기록이 가능한 대용량 정보기록 매체(28)를 얻을 수 있다. 구체적으로는, 이 구성에 따르면, 파장 약 405nm의 청자색(靑紫色) 영역의 레이저 광을 기록 재생에 사용하는 용량이 25GB의 정보기록 매체를 얻을 수 있다.
이 정보기록 매체에 있어서도, 제1 및 제2의 유전체층(2, 6)은 실시의 형태 1과 마찬가지로, Zr-Cr-O계 재료층 또는 Zr-Cr-Zn-O계 재료층이다. Zr-Cr-O계 재료층 및 Zr-Cr-Zn-O계 재료층은 반사층 등의 형성 순서 및 기록 용량에 관계 없이, 유전체층으로서 적용된다. Zr-Cr-O계 재료층 및 Zr-Cr-Zn-O계 재료층에 포함되는 재료는 실시의 형태 1에 관련해서 설명한 바와 같기 때문에, 그들에 관한 상세한 설명은 생략한다.
상기와 같이, 이 정보기록 매체(28)는 짧은 파장의 레이저 광으로 기록 재생하는 데에도 적합하다. 따라서, 제1 및 제2의 유전체층(2, 6)의 두께는 예를 들면, λ=405nm일 때의 바람직한 광로 길이로부터 구한다. 정보기록 매체(28)의 기록 마크의 재생 신호 진폭을 크게 해서 신호 품질을 향상시키기 위해서, 예를 들면 20％Rc 또한 Ra5％를 만족하도록 제1의 유전체층(2) 및 제2의 유전체층(6)의 광로 길이 nd를 매트릭스법에 근거하는 계산에 의해 엄밀하게 결정했다. 그 결과, 상기와 같은 굴절율을 가지는 Zr-Cr-O계 재료 또는 Zr-Cr-Zn-O계 재료층을 제1 및 제2의 유전체층(2, 6)으로 할 경우, 제1의 유전체층(2)의 두께는 바람직하게는 30nm ∼ 100nm이며, 보다 바람직하게는 50nm ∼ 80nm인 것을 알았다. 또한, 제2의 유전체층(6)의 두께는 바람직하게는 3nm ∼ 50nm이며, 보다 바람직하게는 10nm ∼ 30nm인 것을 알았다.
기판(101)은 실시의 형태 1의 기판(1)과 같이 투명한 원반형의 판이다. 기판(101)의 반사층 등을 형성하는 쪽의 표면에는, 레이저 광을 이끌기 위한 안내 홈이 형성되어 있어도 좋다. 안내 홈을 형성했을 경우, 실시의 형태 1과 마찬가지로, 면(23)을 그루브면(23)이라고 부르고, 면(24)을 랜드면이라고 부른다. 기판(101)에 있어서 그루브면(23)과 랜드면(24)의 단차는 10nm ∼ 30nm인 것이 바람직하며, 15nm ∼ 25nm인 것이 보다 바람직하다. 또한, 층을 형성하지 않는 측의 표면은 평활한 것이 바람직하다. 기판(101)의 재료로서는, 실시의 형태 1의 기판(1)의 재료와 같은 재료를 들 수 있다. 기판(101)의 두께는 바람직하게는 1.0 ∼ 1.2mm 정도이다. 기판(101)의 바람직한 두께는 실시의 형태 1의 기판(1)의 그것보다도 크다. 이것은 후술하는 바와 같이, 더미 기판(110)의 두께가 얇기 때문에, 기판(101)으로 정보기록 매체의 강도를 확보 할 필요가 있기 때문이다.
더미 기판(110)은 기판(101)과 마찬가지로 투명한 원반형의 판이다. 상기와 같이, 도 4에 나타내는 구성에 따르면, 더미 기판(110)의 두께를 얇게 함으로써, 단파장의 레이저 광으로써 기록하는 것이 가능해진다. 따라서, 더미 기판(110)의 두께는 40㎛ ∼ 110㎛인 것이 바람직하다. 접착층(9)과 더미 기판(110)을 합친 두께가 50㎛ ∼ 120㎛인 것이 보다 바람직하다.
더미 기판(110)은 얇으므로, 폴리카보네이트, 아모르퍼스 폴리오레핀 또는 PMMA와 같은 수지로 형성하는 것이 바람직하고, 특히 폴리카보네이트로 형성하는 것이 바람직하다. 또한, 더미 기판(110)은 레이저 광(12) 입사측에 위치하기 때문에 광학적으로는 단파장 영역에 있어서의 복굴절이 작은 것이 바람직하다.
접착층(9)은 투명한 자외선 경화성 수지로 형성하는 것이 바람직하다. 접착층(9)의 두께는 5 ∼ 15㎛인 것이 바람직하다. 접착층(9)이 더미 기판(110)의 기능을 겸비하고, 50㎛ ∼ 120㎛의 두께가 되도록 형성할 수 있으면, 더미 기판(110)을 생략할 수도 있다.
그 외, 실시의 형태 1과 동일한 부호의 요소는 이미 실시의 형태 1에 관련해서 설명한 바와 같기 때문에, 그 설명을 생략한다.
이 형태의 정보기록 매체의 변형예에 있어서는, 예를 들면, 제1의 유전체층만을 Zr-Cr-O계 재료층 또는 Zr-Cr-Zn-O계 재료층으로 하고, 제2의 유전체층을 ZnS-20mol％ SiO2로 형성하여 제2의 유전체층과 기록층과의 사이에 제2의 계면층을 형성할 수 있다. 또한, 이 형태의 정보기록 매체의 다른 변형예에 있어서는, 제2의 유전체층만을 Zr-Cr-O계 재료 또는 Zr-Cr-Zn-O계 재료층으로 하고, 제1의 유전체층을 ZnS-20mol％ SiO2로 하여, 제1의 유전체층과 기록층과의 사이에 제1의 계면층을 형성할 수 있다.
계속해서, 실시의 형태 4의 정보기록 매체(28)의 제조 방법을 설명한다. 정보기록 매체(28)는 안내 홈(그루브면(23)과 랜드면(24))이 형성된 기판(101)을 성막 장치에 배치하고, 기판(101)의 안내 홈이 형성된 표면에 반사층(8)을 성막하는 공정(공정 e), 제2의 유전체층(6)을 성막하는 공정(공정 c), 기록층(4)을 성막하는 공정(공정 b) 및 제1의 유전체층(2)을 성막하는 공정(공정 a)을 순차 실시하고, 또한, 제1의 유전체층(2)의 표면에 접착층(9)을 형성하는 공정 및 더미 기판(110)을 접착시키는 공정을 실시함으로써 제조된다.
최초에, 공정 e를 실시하여 기판(101)의 안내 홈이 형성된 면에, 반사층(8)을 성막한다. 공정 e를 실시하는 구체적인 방법은 실시의 형태 1에 관련해서 설명한 바와 같다. 이어서, 공정 c, 공정 b 및 공정 a를 이 순서로 실시한다. 공정 c, b 및 a를 실시하는 구체적인 방법은 실시의 형태 1에 관련해서 설명한 바와 같다. 이 형태의 정보기록 매체의 제조 방법에 있어서는, 각 공정의 실시 순서가 실시의 형태 1의 정보기록 매체의 제조 방법에 있어서의 그것과 상이하다.
제1의 유전체층(2)을 성막한 후, 반사층(8)에서 제1의 유전체층(2)까지 순차 적층한 기판(101)을 스퍼터링 장치로부터 꺼낸다. 그 후, 제1의 유전체층(2) 상에, 자외선 경화성 수지를 예를 들면 스핀코트법에 의해 도포한다. 도포한 자외선 경화성 수지에, 더미 기판(110)을 밀착시키고, 자외선을 더미 기판(110) 측에서 조사해서 수지를 경화시켜, 접착 공정을 종료시킨다. 접착층(9)을 60㎛ ∼ 120㎛의 두께가 되도록 형성하고, 이것에 자외선을 조사함으로써, 더미 기판(110)을 접착시키는 공정을 생략할 수 있다.
접착 공정이 종료한 후에는 필요에 따라서, 초기화 공정을 실시한다. 초기화 공정의 방법은 실시의 형태 1에 관련해서 설명한 바와 같다.
(실시의 형태 5)
본 발명의 실시의 형태 5로서, 레이저 광을 이용해서 기록 및 재생을 실시하는 광 정보기록 매체의 더욱 다른 예를 설명한다. 도 5에, 그 광 정보기록 매체의 일부 단면을 나타낸다.
도 5에 나타내는 정보기록 매체(29)는 기판(101) 한쪽의 표면에 제2정보층(22), 중간층(16) 및 제1정보층(21)이 이 순서로 형성되고, 또한 접착층(9)을 통해서 더미 기판(110)이 적층된 구성이다. 보다 자세하게는, 제2정보층(22)은 기판(101) 한쪽의 표면에 제2의 반사층(20), 제5의 유전체층(19), 제2의 기록층(18) 및 제4의 유전체층(17)이 이 순서로 형성되어 이루어진다. 중간층(16)은 제4의 유전체층(17)의 표면에 형성된다. 제1정보층(21)은 이 중간층(16)의 표면에, 제3의 유전체층(15), 제1의 반사층(14), 제2의 유전체층(6), 제1의 기록층(13) 및 제1의 유전체층(2)이 이 순서로 형성되어 이루어진다. 이 형태에 있어서도, 레이저 광(12)은 더미 기판(110)의 측에서 입사된다. 또한, 이 형태의 정보기록 매체에 있어서는, 2개의 기록층에 각각 정보를 기록할 수 있다. 따라서, 이 구성에 따르면, 상기 실시의 형태 4의 2배 정도의 용량을 가지는 정보기록 매체를 얻을 수 있다. 구체적으로는, 이 구성에 따르면, 예를 들면, 파장 405nm 부근의 청자색 영역의 레이저 광을 기록 재생에 사용하는 용량이 50GB의 정보기록 매체를 얻을 수 있다.
제1정보층(21)에 있어서의 기록 재생은 더미 기판(110)을 통과한 레이저 광(12)에 의해 실행된다. 제2정보층(22)에 있어서의 기록 재생은 더미 기판(110), 제1정보층(21) 및 중간층(16)을 통과한 레이저 광(12)에 의해 실시된다.
도 5에 나타내는 형태의 정보기록 매체(29)에 있어서도, 제5의 유전체층(19), 제4의 유전체층(17), 제2의 유전체층(6) 및 제1의 유전체층(2)은 모두 Zr-Cr-O계 재료층 또는 Zr-Cr-Zn-O계 재료층인 것이 바람직하다. 그들의 재료층을 사용하면, 제1의 기록층(13)과 제1의 유전체층(2)과의 사이, 제1의 기록층(13)과 제2의 유전체층(6)과의 사이, 제2의 기록층(18)과 제4의 유전체층(17)과의 사이, 제2의 기록층(18)과 제5의 유전체층(19)과의 사이의 계면층이 불필요하게 된다. Zr-Cr-O계 재료층 또는 Zr-Cr-Zn-O계 재료층의 구체적인 재료는 실시의 형태 1에 관련해서 설명한 바와 같기 때문에, 그들에 관한 상세한 설명은 생략한다.
제5의 유전체층(19)과 제2의 유전체층(6)은 반사층과 기록층과의 사이에서 단열층으로서 기능한다. 그 때문에, 제5 및 제2의 유전체층(19, 6)은 식 (ZrO2)X(Cr2O3)Y(SiO2)100-X-Y (즉, 식 (21))으로 나타내는 재료 또는 식 (ZrO2)C(Cr2O3)E(D)F(SiO2) 100-C-E-F(즉, 식 (3))으로 나타내는 재료로 실질적으로 이루어지는 층인 것이 바람직하다. 또한, 제5 및 제2의 유전체층(19, 6)의 막 두께는 바람직하게는 3nm ∼ 50nm이며, 보다 바람직하게는 10nm ∼ 30nm이다.
제4의 유전체층(17) 및 제1의 유전체층(2)은 각각 제2정보층(22) 및 제1정보층(21)에 있어서, 레이저 광(12)이 기록층(18, 13)에 도달하기 전에 입사되는 층이다. 그 때문에, 제4 및 제1의 유전체층(17, 2)은 투명하고 또한 열전도율이 낮은 재료로 이루어지는 것이 바람직하다. 그러한 재료는 상기 식 (21) 및 식 (3)으로서 나타내는 재료이다. 제4 및 제1의 유전체층(17, 2)의 막 두께는 바람직하게는 30nm ∼ 100nm이며, 보다 바람직하게는 50nm ∼ 80nm이다.
이렇게, 도 5에 나타내는 바와 같은 편면 2층 구조의 정보기록 매체에 있어서도, 기록층의 양측에 위치하는 유전체층을 Zr-Cr-O계 재료층 또는 Zr-Cr-Zn-O계 재료층으로 함으로써, 유전체층을 계면층을 통하는 일없이, 기록층에 직접적으로 접하도록 형성할 수 있다. 따라서, 본 발명에 따르면, 편면 2층 구조의 정보기록 매체에 대해서도, 전체를 구성하는 층의 수를 줄일 수 있다. 또한, 유전체층을 상기 특정의 재료층으로 함으로써, 굴절율이나 매체의 기록 감도를 조정하여 정보기록 매체의 종류에 따라서 최적화할 수 있다.
제3의 유전체층(15)은 중간층(16)과 제1의 반사층(14)과의 사이에 위치한다. 제3의 유전체층(15)은 제1정보층(21)의 광 투과율을 향상시키는 기능을 가지도록, 투명하고, 높은 굴절율을 가지는 것이 바람직하다. 또한, 제3의 유전체층(15)은 반사층과 마찬가지로, 제1의 기록층(13)의 열을 신속하게 확산시키는 기능을 가지도록, 열전도율이 보다 높은 재료로 이루어지는 것이 바람직하다. 이들의 조건을 만족하는 재료는 TiO2 및 Cr2O3이다. 또한, (ZrO2)M(Cr 2O3)100-M(즉, 상기 식 (11))으로 나타내는 재료도 바람직하게 이용된다. 식 (11)로서 나타내는 재료로 제3의 유전체층(15)을 형성할 경우는, Cr2O3의 비율이 40mol％ 이상이 되는 조건에서, 조성을 변화시킴으로써, 열전도율을 조정하는 것이 바람직하다. TiO2, Cr2O3 또는 (ZrO2)M(Cr2O3)100-M을 사용하면, 2.4 ∼ 2.8의 큰 굴절율을 얻을 수 있다. 제3의 유전체층(15)의 막 두께는 10nm ∼ 30nm인 것이 바람직하다.
기판(101)은 실시의 형태 4의 기판(101)과 마찬가지의 것이다. 따라서, 여기에서는, 기판(101)에 관한 상세한 설명을 생략한다.
제2의 반사층(20)은 실시의 형태 1의 반사층(8)과 마찬가지의 것이다. 또한, 제2의 기록층(18)은 실시의 형태 1의 기록층(4)과 마찬가지의 것이다. 따라서, 여기에서는, 제2의 반사층(20) 및 제2의 기록층(18)에 관한 상세한 설명을 생략한다.
중간층(16)은, 제1정보층(21)에 있어서의 레이저 광의 초점 위치와, 제2정보층(22)에 있어서의 초점 위치가 유의하게 상이하도록 하기 위해서 형성된다. 중간층(16)에는, 필요에 따라서 제1정보층(21)측에 안내 홈이 형성되어 있다. 중간층(16)은 자외선 경화성 수지로 형성할 수 있다. 중간층(16)은 레이저 광(12)이 효율적으로 제2정보층(22)에 도달하도록, 기록 재생하는 파장 λ의 광에 대하여 투명한 것이 바람직하다. 중간층(16)의 두께는 대물 렌즈의 개구수 NA와 레이저 광 파장 λ에 의해 결정되는 초점심도 △Z 이상인 것을 필요로 한다. △Z는 △Z=λ/{2(NA)2}에 근사할 수 있다. λ=405nm, NA=0.85일 때, △Z=0.28㎛가 된다. 또한, 이 값의 ±0.3㎛의 범위 내는 초점 심도의 범위에 포함되므로, 중간층(16)은 0.8㎛ 이상의 두께인 것을 요한다. 또한, 중간층(16)의 두께는 제1정보층(21)의 제1의 기록층(13) 및 제2정보층(22)의 제2의 기록층(18) 사이의 거리가 대물 렌즈의 집광 가능한 범위 내에 있도록, 더미 기판(110)의 두께로 맞추고, 사용하는 대물 렌즈에 대해서 허용할 수 있는 기판 두께 공차(公差) 내로 하는 것이 바람직하다. 따라서, 중간층의 두께는 10㎛ ∼ 40㎛인 것이 바람직하다.
중간층(16)은 필요에 따라서 수지층을 복수층, 적층하여 구성해서 좋다. 구체적으로는, 제4의 유전체층(17)을 보호하는 층과 안내 홈을 가지는 층과의 2층 구성으로 해도 좋다.
제1의 반사층(14)은 제1의 기록층(13)의 열을 신속하게 확산시키는 기능을 가진다. 또한, 제2정보층(22)을 기록 재생할 때는, 제1정보층(21)을 투과한 레이저 광(12)을 사용하므로, 제1정보층(21)은 전체적으로 높은 광 투과율을 가질 필요가 있고, 바람직하게는, 45％ 이상의 광 투과율을 가진다. 그 때문에, 제1의 반사층(14)은 제2의 반사층(20)과 비교해서, 그 재료 및 두께가 한정된다. 제1의 반사층(14)의 광 흡수를 적게 하기 위해서, 제1의 반사층(14)은 두께를 얇게 하여 작은 소쇠(消衰) 계수 및 큰 열전도율을 가지는 것이 바람직하다. 구체적으로는, 제1의 반사층(14)은 바람직하게는, Ag을 포함하는 합금으로, 막 두께가 5nm 이상 15nm 이하가 되도록 형성된다.
제1의 기록층(13)도 또한, 제1정보층(21)의 높은 광 투과율을 확보하기 위해서, 제2의 기록층(18)과 비교해서, 그 재료 및 막 두께가 한정된다. 제1의 기록층(13)은 바람직하게는, 그 결정상에 있어서의 투과율과 그 비정질상에 있어서의 투과율의 평균이 45％ 이상이 되도록 형성한다. 그때문에, 제1의 기록층(13)의 막 두께는 7nm 이하로 하는 것이 바람직하다. 제1의 기록층(13)을 구성하는 재료는 이렇게 얇은 막 두께라도, 용융 급냉에 의해 양호한 기록 마크가 형성되고, 품질이 높은 신호를 재생할 수 있는 것 및 승온서냉(昇溫徐冷)에 의해 기록 마크를 소거할 수 있는 것을 확보할 수 있도록 선택된다. 구체적으로는, 가역적 상변태 재료인 GeTe-Sb2Te3계 재료와 같은 Ge-Sb-Te 또는 GeTe-Sb2Te3계 재료의 Ge의 일부를 Sn으로 치환한 Ge-Sn-Sb-Te로, 제1의 기록층(13)을 형성하는 것이 바람직하다. GeTe-Bi2Te3계 재료와 같은 Ge-Bi-Te 또는 Ge-Bi-Te의 Ge의 일부를 Sn로서 치환한 Ge-Sn-Bi-Te를 이용할 수도 있다.
접착층(9)은 실시의 형태 4의 접착층(9)과 같이 투명한 자외선 경화성 수지로 형성하는 것이 바람직하다. 접착층(9)의 두께는 5 ∼ 15㎛인 것이 바람직하다.
더미 기판(110)은 실시의 형태 4의 더미 기판(110)과 같은 것이다. 따라서, 여기에서는 더미 기판에 관한 상세한 설명을 생략한다. 또한, 이 형태에 있어서도, 접착층(9)이 더미 기판(110)의 기능을 겸비하고, 50㎛ ∼ 120㎛의 두께가 되도록 형성할 수 있으면, 더미 기판(110)을 생략할 수도 있다.
이상에 있어서, 기록층을 가지는 정보층을 2개 가지는 구성의 정보기록 매체를 설명했다. 복수의 기록층을 가지는 정보기록 매체는 이 구성에 한정되지 않고, 정보층을 3개 이상 포함하는 구성으로 하는 것도 가능하다. 또한, 도시한 형태의 변형예는, 예를 들면 2개의 정보층 중, 1개를 가역적 상변태를 발생하는 기록층을 가지는 정보층으로 하고, 1개를 비가역적 상변태를 발생하는 기록층을 가지는 정보층으로 한 것이다.
또한, 정보층을 3개 가지는 정보기록 매체에 있어서는, 3개의 정보층 중, 1개를 재생 전용의 정보층으로 하고, 1개를 가역적 상변태를 발생하는 기록층을 가지는 정보층으로 하고, 1개를 비가역적 상변태를 발생하는 기록층을 가지는 정보층으로 하는 것도 가능하다. 이렇게, 정보층을 2 이상 가지는 정보기록 매체에는, 다양한 형태의 것이 있다. 어느 쪽의 형태에 있어서도, 유전체층을 Zr-Cr-O계 재료층 또는 Zr-Cr-Zn-O계 재료층으로 함으로써, 기록층과 유전체층과의 사이에 계면층을 설치할 필요를 없앨 수 있다.
계속해서, 실시의 형태 5의 정보기록 매체(29)를 제조하는 방법을 설명한다. 정보기록 매체(29)는 기판(101)에 제2의 반사층(20)을 성막하는 공정(공정 j), 제5의 유전체층(19)을 성막하는 공정(공정 k), 제2의 기록층(18)을 성막하는 공정(공정 1) 및 제4의 유전체층(17)을 성막하는 공정(공정 m)을 순차 실시한 후, 제4의 유전체층(17)의 표면에 중간층(16)을 형성하는 공정을 실시하고, 그 후, 중간층(16)의 표면에 제3의 유전체층(15)을 성막하는 공정(공정 n), 제1의 반사층(14)을 성막하는 공정(공정 o), 제2의 유전체층(6)을 성막하는 공정(공정 p), 제1의 기록층(13)을 성막하는 공정(공정 q) 및 제1의 유전체층(2)을 성막하는 공정(공정 r)을 순차 실시하고, 또한, 제1의 유전체층(2)의 표면에 접착층(9)을 형성하는 공정 및 더미 기판(110)을 접착시키는 공정을 실시함으로써 제조된다.
공정 j ∼ m은 제2정보층(22)을 형성하는 공정에 상당한다. 공정 j는 기판(101)의 안내 홈이 형성된 면에, 제2의 반사층(20)을 성막하는 공정이다. 공정 j는 실시의 형태 1의 공정 e와 마찬가지로 해서 실시된다. 이어서, 공정 k를 실시하여 제2의 반사층(20)의 표면에, 제5의 유전체층(19)을 성막한다. 공정 k는 실시의 형태 1의 공정 c와 마찬가지로 해서 실시된다. 이어서, 공정 1을 실시하고, 제5의 유전체층(19)의 표면에, 제2의 기록층(18)을 성막한다. 공정 1은 실시의 형태 1의 공정 b와 마찬가지로 해서 실시된다. 최후에, 공정 m을 실시하여 제2의 기록층(18)의 표면에, 제4의 유전체층(17)을 성막한다. 공정 m은 실시의 형태 1의 공정 a와 마찬가지로 해서 실시된다.
공정 j ∼ m에 의해 제2정보층(22)을 형성한 기판(101)을 스퍼터링 장치로부터 꺼내고, 중간층(16)을 형성한다. 중간층(16)은 다음 수순으로 형성된다. 우선, 제4의 유전체층(17)의 표면에, 자외선 경화성 수지를 예를 들면, 스핀코트에 의해 도포한다. 이어서, 안내 홈이 형성된 폴리카보네이트 기판의 안내 홈 측을 자외선 경화성 수지에 밀착시킨다. 그 상태에서 자외선을 조사해서 수지를 경화시킨 후, 안내 홈이 형성된 폴리카보네이트 기판을 박리한다. 그에 따라, 안내 홈이 자외선 경화성 수지에 전사(轉寫)되어, 도시하는 바와 같은 안내 홈을 가지는 중간층(16)이 형성된다. 별도의 방법에 있어서, 중간층(16)은 제4의 유전체층(17)을 보호하는 층을 자외선 경화성 수지로 형성하고, 그 위에 안내 홈을 가지는 층을 형성함으로써, 형성해도 좋다. 그 경우, 얻어지는 중간층은 2층 구조이다.
중간층(16)까지 형성한 기판(101)을 다시 스퍼터링 장치에 배치하여 중간층(16)의 표면에 제1정보층(21)을 형성한다. 제1정보층(21)을 형성하는 공정은 공정 n ∼ r에 상당한다.
공정 n은 중간층(16)의 안내 홈을 가지는 면에, 제3의 유전체층(15)을 성막하는 공정이다. 공정 n에 있어서는, 고주파 전원을 사용하고, TiO2 또는 Cr2O3 로 이루어지는 스퍼터링 타겟을 이용하여 Ar가스 분위기 중 또는 Ar가스와 O2가스의 혼합 가스 분위기 중에서, 스퍼터링을 실시한다. 혹은, 공정 n에 있어서는, ZrO2 및 Cr2O3의 혼합물로 이루어지는 스퍼터링 타겟을 이용하여 Ar가스 분위기 중에서, 스퍼터링을 실시해도 좋다. 혹은, 공정 n에 있어서는, Ti 또는 Cr로 이루어지는 스퍼터링 타겟을 이용하여 Ar가스와 O2가스의 혼합 가스 분위기 중에서 반응성 스퍼터링을 실시해도 좋다.
이어서, 공정 o를 실시하여 제3의 유전체층(15)의 표면에 제1의 반사층(14)을 성막한다. 공정 o에 있어서는, 직류 전원을 사용하고, Ag를 포함하는 합금의 스퍼터링 타겟을 이용하여 Ar가스 분위기 중에서 스퍼터링을 실시한다.
이어서, 공정 p를 실시하여 제1의 반사층(14)의 표면에 제2의 유전체층(6)을 성막한다. 공정 p는 공정 k와 마찬가지로 해서 실시된다.
이어서, 공정 q를 실시하여 제2의 유전체층(6)의 표면에 제1의 기록층(13)을 성막한다. 공정 q에 있어서는, 직류 전원을 사용하고, Ge-Sb-Te, Ge-Sn-Sb-Te, Ge-Bi-Te, Ge-Sn-Bi-Te, Ge-Sb-Bi-Te 및 Ge-Sn-Sb-Bi-Te로부터 선택되는 어느 1개의 재료를 포함하는 스퍼터링 타겟을 이용하여 Ar가스 분위기 중, 또는 Ar가스와 N2가스의 혼합 가스 분위기 중에서 스퍼터링을 실시한다.
이어서, 공정 r을 실시하여 제1의 기록층(13)의 표면에 제1의 유전체층(2)을 성막한다. 공정 r은 공정 m과 마찬가지로 해서 실시된다. 이렇게, 공정 n ∼ r을 순차 실시하여 제1정보층(21)을 형성한다.
제1정보층(21)까지 형성한 기판(101)을 스퍼터링 장치로부터 꺼낸다. 그 후, 제1의 유전체층(2)의 표면에, 자외선 경화성 수지를 예를 들면 스핀코트법에 의해 도포한다. 도포한 자외선 경화성 수지에, 더미 기판(110)을 밀착시켜서, 자외선을 더미 기판(110)측에서 조사해서 수지를 경화시키고, 접착 공정을 종료시킨다. 실시의 형태 5의 정보기록 매체의 제조 방법에 있어서도, 실시의 형태 4의 정보기록 매체의 제조 방법과 마찬가지로 하여 더미 기판(110)을 접착시키는 공정을 생략할 수도 있다.
접착 공정이 종료한 후는, 필요에 따라서, 제2정보층(22) 및 제1정보층(21)의 초기화 공정을 실시한다. 초기화 공정은 중간층을 형성하기 전, 혹은 후에, 제2정보층(22)에 대해서 실시하고, 더미 기판(110)의 접착 공정 전, 혹은 후에, 제1정보층(21)에 대해서 실시해도 좋다. 초기화 공정을 실시하는 방법은 실시의 형태 1에 관련해서 설명한 바와 같다.
(실시의 형태 6)
본 발명의 실시의 형태 6으로서, 레이저 광을 이용해서 정보의 기록 및 재생을 실시하는 정보기록 매체의 더욱 다른 예를 설명한다. 도 6에, 그 광 정보기록 매체의 일부 단면을 나타낸다.
도 6에 나타내는 정보기록 매체(30)는 기판(1) 한 쪽의 표면에, 제1의 유전체층(102), 제1의 계면층(3), 기록층(4), 제2의 계면층(5), 제2의 유전체층(106), 광 흡수 보정층(7) 및 반사층(8)이 이 순서로 형성되고, 더욱이 접착층(9)으로 더미 기판(10)이 접착된 구성을 가진다. 도 6에 나타내는 정보기록 매체(30)에 있어서는, 제1 및 제2의 계면층(3, 5)을 Zr-Cr-O계 재료층 또는 Zr-Cr-Zn-O계 재료층으로 하고 있다. 그 외, 도 6에 있어서, 도 1에서 사용한 부호와 같은 부호는 같은 요소를 나타내고, 도 1을 참조해서 설명한 재료 및 방법으로 형성되는 것이다. 따라서, 도 1을 참조해서 이미 설명한 요소에 대해서는, 그 상세한 설명을 생략한다.
이 형태의 정보기록 매체는 제1 및 제2의 유전체층(102, 106)을 종래의 정보기록 매체로 사용되고 있던 ZnS-20mol％ SiO2로서 형성한 구성에 상당한다. 이러한 구성에 있어서, Zr-Cr-O계 재료층 또는 Zr-Cr-Zn-O계 재료층은 제1 및 제2의 계면층(3, 5)으로서 사용할 수 있다. 제1 및 제2의 계면층(3, 5)의 바람직한 재료는 실시의 형태 1의 제1 및 제2의 유전체층(2, 6)의 그것과 같다. 따라서, 그것들에 대한 상세한 설명은 생략한다. 제1 및 제2의 계면층(3, 5)의 두께는 기록 소거 성능에 영향을 주지 않도록, 1 ∼ 10nm인 것이 바람직하고, 약 2 ∼ 7nm인 것이 보다 바람직하다. Zr-Cr-O계 재료층 또는 Zr-Cr-Zn-O계 재료층인 계면층은 종래의 Ge를 포함하는 질화물로 이루어지는 계면층과 비교해서, 재료 비용이 저렴한 소쇠 계수가 작은(투명성이 높은) 및 융점이 높고, 열적으로 안정하다는 이점을 가진다.
계속해서, 실시의 형태 6의 정보기록 매체(30)를 제조하는 방법을 설명한다. 정보기록 매체(30)는 기판(1)의 안내 홈이 형성된 면에 제1의 유전체층(102)을 성막하는 공정(공정 h), 제1의 계면층(3)을 성막하는 공정(공정 s), 기록층(4)을 성막하는 공정(공정 b), 제2의 계면층(5)을 성막하는 공정(공정 t), 제2의 유전체층(106)을 성막하는 공정(공정 g), 광 흡수 보정층(7)을 성막하는 공정(공정 d) 및 반사층(8)을 성막하는 공정(공정 e)을 순차 실시하고, 추가로 반사층(8)의 표면에 접착층(9)을 형성하는 공정 및 더미 기판(10)을 접착시키는 공정을 실시함으로써 제조된다. 공정 b, d 및 e는 실시의 형태 1에 관련해서 설명한 바와 같고, 공정 g는 실시의 형태 2에 관련해서 설명한 바와 같으며, 공정 h는 실시의 형태 3에 관련해서 설명한 바와 같기 때문에, 여기에서는, 그 설명을 생략한다.
공정 s는 제1의 유전체층(102)의 표면에 제1의 계면층(3)을 성막하는 공정이다. 공정 s는 실시의 형태 1의 공정 a와 마찬가지로 해서 실시된다. 공정 t는 기록층(4)의 표면에 제2의 계면층(5)을 성막하는 공정이다. 공정 t는 실시의 형태 1의 공정 c와 마찬가지로 해서 실시된다.
이상, 도 1 ∼ 도 6을 참조하여 본 발명의 정보기록 매체의 실시 형태로서, 레이저 광으로써 기록 재생하는 광 정보기록 매체를 설명했다. 본 발명의 광 정보기록 매체는 이들 형태에 한정되지 않는다. 본 발명의 광 정보기록 매체는 Zr-Cr-O계 재료층 또는 Zr-Cr-Zn-O계 재료층을 구성층의 1개로서, 바람직하게는 기록층과 접하도록 형성하는 한에 있어서, 임의의 형태를 취할 수 있다. 또한, 본 발명의 광 정보기록 매체는 다양한 파장으로 기록하는 데에 적합하다. 따라서, 본 발명의 광 정보기록 매체는 예를 들면, 파장 630 ∼ 680nm의 레이저 광으로써 기록 재생하는 DVD-RAM 또는 DVD-R 및 파장 400 ∼ 450nm의 레이저 광으로써 기록 재생하는 대용량 광 디스크 등이라도 좋다.
(실시의 형태 7)
본 발명의 실시의 형태 7로서, 전기적 에너지를 인가해서 정보의 기록 및 재생을 실시하는 정보기록 매체의 일례를 나타낸다. 도 8에, 그 정보기록 매체의 일부 단면을 나타낸다.
도 8은 기판(201)의 표면에, 하부전극(202), 기록부(203) 및 상부전극(204)이 이 순서로 형성된 메모리(207)이다. 메모리(207)의 기록부(203)는 원주형상의 기록층(205) 및 기록층(205)을 둘러싸는 유전체층(206)을 포함하는 구성을 가진다. 먼저 도 1 ∼ 도 6을 참조해서 설명한 광 정보기록 매체와는 달리, 이 형태의 메모리(207)에 있어서는, 기록층(205) 및 유전체층(206)은 동일면 상에 형성되며, 그것들은 적층된 관계에 있지 않다. 그러나 기록층(205) 및 유전체층(206)은 모두, 메모리(207)에 있어서는, 기판(201), 하부 및 상부전극(202, 204)을 포함하는 적층체의 일부를 구성하고 있기 때문에, 각각 「층」이라고 부를 수 있는 것이다. 따라서, 본 발명의 정보기록 매체에는, 기록층과 유전체층이 동일면 상에 있는 형태의 것도 포함된다.
기판(201)으로서, 구체적으로는, Si 기판 등의 반도체 기판 또는 폴리카보네이트 기판, SiO2 기판 및 A12O3 기판 등의 절연성 기판을 기판(201)으로서 사용할 수 있다. 하부전극(202) 및 상부전극(204)은 적당한 도전 재료로 형성된다. 하부전극(202) 및 상부전극(204)은 예를 들면, Au, Ag, Pt, Al, Ti, W 및 Cr 및 이들의 혼합물과 같은 금속을 스퍼터링함으로써 형성된다.
기록부(203)를 구성하는 기록층(205)은 전기적 에너지를 인가함으로써, 상변화하는 재료로 이루어지고, 상변화부라고 칭할 수도 있다. 기록층(205)은 전기적 에너지를 인가함으로써 발생하는 쥴 열에 의해, 결정상과 비정질상과의 사이에서 상변화하는 재료로 형성된다. 기록층(205)의 재료로서는, 예를 들면, Ge-Sb-Te, Ge-Sn-Sb-Te, Ge-Bi-Te, Ge-Sn-Bi-Te, Ge-Sb-Bi-Te 및 Ge-Sn-Sb-Bi-Te계 재료가 사용되고, 보다 구체적으로는, GeTe-Sb2Te3계 또는 GeTe-Bi2Te3계 재료가 사용된다.
기록부(203)를 구성하는 유전체층(206)은 상부전극(204) 및 하부전극(202)과의 사이에 전압을 인가함으로써, 기록층(205)에 흐른 전류가 주변부로 누설되는 것을 방지하고, 기록층(205)을 전기적 및 열적으로 절연하는 기능을 가진다. 따라서, 유전체층(206)은 단열부라고 칭할 수도 있다. 유전체층(206)은 Zr-Cr-O계 재료층 또는 Zr-Cr-Zn-O계 재료층이며, 구체적으로는, 상기 식 (1), (11), (2), (21), (22), (3) 또는 (31)로 나타내는 재료로 실질적으로 이루어지는 층이다. Zr-Cr-O계 재료층 및 Zr-Cr-Zn-O계 재료층은 고융점인 것, 가열되었을 경우라도 재료층 중의 원자가 확산하기 어려운 것 및 열전도율이 낮기 때문에 바람직하게 이용된다.
이 메모리(207)에 대해서는, 후술의 실시예에 있어서, 그 작동 방법과 함께 추가로 설명한다.
[실시예]
(시험 1)
우선, 본 발명의 정보기록 매체의 제조 방법에 있어서 이용되는 Zr-Cr-O계 스퍼터링 타겟의 공칭 조성(환언하면, 시판시에 타겟 메이커가 공적으로 표시하고 있는 조성), 그 분석 조성 및 이 타겟을 이용해서 얻어지는 Zr-Cr-O계 재료층의 분석 조성의 관계에 대해서 시험에 의해 확인했다.
본 시험에서는, Zr-Cr-O계 재료의 1개인 ZrO2-Cr2O3계 재료로 이루어지는 스퍼터링 타겟의 조성 분석을 하고, 그 공칭 조성과 분석 조성과의 차이를 조사했다. 보다 상세하게는, 식 (110):
(ZrO2)m(Cr2O3)100-m(mol％) …（110)
으로 공칭 조성이 표기되고, m의 값이 다른(m=20 및 80) 2종류의 스퍼터링 타겟을 분말형상으로 하고, X선 마이크로 애널라이저법에 의해 조성 분석을 했다. 이 결과, 스퍼터링 타겟의 분석 조성이 화합물 기준(본 시험에서는 산화물 기준)의 식 (110)이 아니라, 원소 기준의 식 (10):
ZrJCrKO100-J-K(원자％) …（10)
으로 얻을 수 있었다. 얻어진 타겟의 분석 조성을 표 1에 나타낸다. 또한, 스퍼터링 타겟의 공칭 조성(mol％)은 산화물의 비(比)를 나타낸 산화물 기준으로 표기되지만, 이 공칭 조성에 근거하여, 원소 기준에서의 환산 조성(원자％)을 이론 계산에 의해 구했다. 계산한 환산 조성(원자％)을 표 1에 부기한다.
[표 1]
스퍼터링 타겟 유전체층
공칭조성 (ZrO2)m(Cr2O3)100-m(mol%) (=환산조성(원자%)) 분석조성 ZrjCrkO100-J-K(원자%) 분석조성 ZrQCrRO100-Q-R(원자%)
(ZrO2)20(Cr2O3)80 (=Zr4.3Cr34.8O60.9) Zr4Cr35O61 Zr4.5Cr34.5O61
(ZrO2)80(Cr2O3)20 (=Zr23.5Cr11.8O64.7) Zr23Cr12O65 Zr23.4Cr11.8O64.8
표 1에 나타내는 바와 같이, (ZrO2)m(Cr2O3)100-m(mol％)의 식 (110)에 의해 공칭 조성이 표기되는 스퍼터링 타겟의 분말을 분석한 결과, m=20의 타겟에 대해서 Zr4Cr35O61(원자％), m=80의 타겟에 대해서 Zr23Cr12O 65(원자％)라는 분석 조성을 얻을 수 있었다. 이들 분석 조성은 공칭 조성(mol％)의 환산 조성(원자％)과 거의 같았다. 따라서, (ZrO2)m(Cr2O3)100-m(mol％)의 식 (110)에 의해 표기할 경우에, m이 20m80을 만족하는 타겟 조성은, ZrJCrKO100-J-K(원자％)의 식 (10)에 의해 표기할 경우에, J 및 K가 3J24, 11K36, 34J+K40을 만족하는 것을 알았다.
또한, 상기 2종의 공칭 조성(mol％)을 가지는 스퍼터링 타겟을 이용해서 스퍼터링법에 의해 유전체층으로서 Zr-Cr-O계 재료층을 형성하고, 이 유전체층을 X선 마이크로 애널라이저법에 의해 조성 분석했다. 이 결과, 유전체층의 분석 조성이 산화물 기준의 식 (11):
(ZrO2)M(Cr2O3)100-M(mol％) …(11)
이 아니라, 원소 기준의 식 (1):
ZrQCrRO100-Q-R(원자％) …(1)
으로 얻을 수 있었다. 유전체층(Zr-Cr-O계 재료층)의 분석 조성을 표 1에 나타낸다.
본 시험에 있어서, 유전체층은 표 1에 나타내는 공칭 조성을 가지는 스퍼터링 타겟(지름 100mm, 두께 6mm)을 일반적인 성막 장치(스퍼터링 장치)에 장치하고, 0.13Pa의 압력 하에서, Ar가스(100％)의 분위기 중에서, 고주파 전원을 이용해서 500W의 파워로 스퍼터링함으로써, Si기판 상에 500nm의 두께로 형성했다.
(ZrO2)m(Cr2O3)100-m(mol％)의 식 (110)에 의해 표기되는 스퍼터링 타겟을 이용해서 스퍼터링법에 의해 형성한 유전체층의 분석 조성은 스퍼터링 타겟의 환산 조성 및 분석 조성 모두 상당히 가까웠다.
따라서, 유전체층의 분석 조성의 식 (1)에 있어서의 Q 및 R는 스퍼터링 타겟의 분석 조성의 식 (10)에 있어서의 J 및 K과 마찬가지로, 3Q24, 11R36, 34Q+R40을 만족하는 것이 바람직하다. 그러나, 유전체층의 조성은 성막 장치의 구조나 성막 조건, 스퍼터링 타겟의 크기, 분위기 가스의 조성 등에 의해, 같은 스퍼터링 타겟을 스퍼터링해도 차이가 생기는 경우가 일어날 수 있다. 이러한 가능성을 고려한 결과, 상기 식 (1)에 있어서의 Q 및 R은 O＜Q30, 7＜R37, 20Q+R60을 만족하는 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 3Q24, 11R36, 34Q+R40을 만족한다.
또한, 유전체층의 분석에 의해 검출된 Zr 및 Cr는 일반적으로는, 각각 ZrO2 및 Cr2O3의 형태로 유전체층에서 안정적으로 존재하고 있다고 생각된다. 따라서, 본 시험과 같이 스퍼터링 타겟의 분석에 의해 검출된 Zr 및 Cr의 함유량과 유전체층의 분석에 의해 검출된 Zr 및 Cr의 함유량이 거의 같을 경우, 스퍼터링 타겟의 공칭 조성(mol％)은 그 스퍼터링 타겟을 이용해서 스퍼터링법에 의해 형성된 유전체층의 조성(mol％)과 마찬가지라고 생각된다. 이 결과, (ZrO2)m(Cr2O3) 100-m(mol％)의 식 (110)으로 공칭 조성이 표기되는 스퍼터링 타겟을 이용해서 스퍼터링법에 의해 형성한 유전체층(Zr-Cr-O계 재료층)은 (ZrO2)M(Cr2O3)100-M (mol％)의 식 (11)로 표기되고, 여기에서, M은 식 (110)에 있어서의 m과 실질적으로 같다고 생각된다.
(시험 2)
본 시험에서는, Zr-Cr-O계 재료의 1개인 ZrO2-Cr2O3-SiO2계 재료로 이루어지는 스퍼터링 타겟의 조성 분석을 하고, 시험 1과 마찬가지로, 그 공칭 조성과 분석 조성과의 차이를 조사했다. 보다 상세히는, 식 (210):
(ZrO2)x(Cr2O3)y(SiO2)100-x-y (mol％) …(210)
으로 공칭 조성이 표기되고, x 및 y의 값의 다른(x=20 또한 y=60; x=70 또한 y=20 및 x=30 또한 y=30) 3종류의 스퍼터링 타겟을 분말형상으로 하고, 시험 1과 마찬가지로 분석했다. 이 결과, 스퍼터링 타겟의 분석 조성이 산화물기준의 식 (210)이 아니라, 원소 기준의 식 (20):
ZrGCrHSiLO100-G-H-L(원자％) …(20)
으로 얻을 수 있었다. 얻어진 타겟의 분석 조성을 표 2에 나타낸다. 또한, 시험 1과 같이, 스퍼터링 타겟의 공칭 조성에 근거해서 계산한 환산 조성(원자％)을 표 2에 부기한다. 또한, 표 2에 나타내는 환산 조성에 있어서, 모든 원소의 비율의 합계는 반드시 100％이 되지 않지만, 환산 조성은 적당히 사사 오입하여 계산해서 얻었기 때문이다.
[표 2]
스퍼터링 타겟 유전체층
공칭조성 (ZrO2)x(Cr2O3)y(SiO2)100-x-y(mol%) (=환산조성(원자%)) 분석조성 ZrGCrHSiLO100-G-H-L (원자%) 분석조성 ZrUCrVSiTO100-U-V-T (원자%)
(ZrO2)20(Cr2O3)60(SiO2)20 (=Zr4.8Cr28.6Si4.8O61.9) Zr4.8Cr29Si4.5O61.7 Zr5.1Cr28.5Si4.8O61.6
(ZrO2)70(Cr2O3)20(SiO2)10 (=Zr20.6Cr11.8Si2.9O64.7) Zr20.6Cr11.8Si2.5O65.1 Zr21Cr11.4Si2.8O64.8
(ZrO2)30(Cr2O3)30(SiO2)40 (=Zr8.3Cr16.7Si11.1O63.9) Zr8Cr17Si11O64 Zr8.3Cr16.5Si11.3O63.9
표 2에 나타내는 바와 같이, (ZrO2)x(Cr2O3)y(SiO 2)100-x-y(mol％)의 식 (210)에 의해 공칭 조성이 표기되는 스퍼터링 타겟의 분말을 분석한 결과, x=20 또한 y=60의 타겟에 대해서 Zr4.8Cr29Si4.5O61.7(원자％), x=70 또한 y=20의 타겟에 대해서 Zr20.6Cr11.8Si2.5O65.1(원자％), x=30 또한 y=30의 타겟에 대해서 Zr8Cr17Si11O64(원자％)로 하는 분석 조성을 얻을 수 있었다. 이들 분석 조성은 공칭 조성(mol%)의 환산 조성(원자％)과 거의 같았다. 따라서, (ZrO2)x(Cr2O3)y (SiO2)100-x-y(mol％)의 식 (210)에 의해 표기할 경우에, x 및 y가 60x+y90, 20x70 및 20y60을 만족하는 타겟 조성은 ZrGCrHSiLO100-G-H-L(원자％)의 식 (20)에 의해 표기할 경우에, G, H 및 L이 4G21, 11H30, 2L12, 34G+H+L40을 만족하는 것을 알았다.
또한, 상기 3종의 공칭 조성(mol％)을 가지는 스퍼터링 타겟을 이용해서 스퍼터링법에 의해 유전체층으로서 Zr-Cr-O계 재료층을 형성하고, 이 유전체층을 시험 1과 마찬가지로 조성 분석했다. 이 결과, 유전체층의 분석 조성이 산화물 기준의 식 (21):
(ZrO2)X(Cr2O3)Y(SiO2)100-X-Y (mol％) …(21)
이 아니라, 원소 기준의 식 (2):
ZrUCrVSiTO100-U-V-T(원자％) … (2)
으로 얻을 수 있었다. 유전체층 (Zr-Cr-O계 재료층)의 분석 조성을 표 2에 나타낸다.
본 시험에 있어서, 유전체층은 표 2에 나타내는 공칭 조성을 가지는 스퍼터링 타겟을 시험 1과 마찬가지의 조건으로 스퍼터링함으로써, 탄소(C) 기판 상에 500nm의 두께로 형성했다.
(ZrO2)x(Cr2O3)y(SiO2)100-x-y (mol％)의 식 (210)에 의해 표기되는 스퍼터링 타겟을 이용해서 스퍼터링법에 의해 형성한 유전체층의 분석 조성은 시험 1의 경우와 마찬가지로, 스퍼터링 타겟의 환산 조성 및 분석 조성 모두 상당히 가까웠다.
따라서, 유전체층의 분석 조성의 식 (2)에 있어서의 U, V 및 T는 스퍼터링 타겟의 분석 조성의 식 (20)에 있어서의 G, H 및 L과 마찬가지로, 4U21, 11V30, 2T12, 34U+V+T40을 만족하는 것이 바람직하다. 그러나, 시험 1의 경우와 마찬가지의 가능성을 고려한 결과, 상기 식 (2)에 있어서의 U, V 및 T는 O＜U30, 7＜V37, O＜T14, 20U+V+T60을 만족하는 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 4U21, 11V30, 2T12, 34U+V+T40을 만족한다.
또한, 유전체층의 분석에 의해 검출된 Zr, Cr 및 Si는 일반적으로는, 각각 ZrO2, Cr2O3 및 SiO2의 형태로 유전체층에서 안정적으로 존재하고 있다고 생각된다. 따라서, 시험 1과 마찬가지의 고찰에 의해, (ZrO2)x(Cr2O3) y(SiO2)100-x-y(mol％)의 식 (210)으로 공칭 조성이 표기되는 스퍼터링 타겟을 이용해서 스퍼터링법에 의해 형성한 유전체층(Zr-Cr-O계 재료층)은 (ZrO2)X(Cr2O3)Y(SiO 2)100-X-Y(mol％)의 식 (21)으로 표기되고, 여기에서, X 및 Y는 식 (210)에 있어서의 x 및 y와 실질적으로 같다고 생각된다.
시험 1 및 2의 결과에 따르면, 스퍼터링 타겟의 공칭 조성으로부터 얻은 환산 조성은 분석 조성에 매우 가깝고 또한 본 발명자들이 채용한 조건으로 Zr-Cr-O계 재료층을 형성하는 한, 유전체층의 분석 조성에도 가까웠으므로, 스퍼터링 타겟의 환산 조성(원자％)을 그 타겟을 이용한 스퍼터링에 의해 형성한 유전체층의 조성(원자％)으로 간주해도 실질적으로 지장은 없다. 또한, 본 발명자들이 채용한 조건에서 Zr-Cr-O계 재료층을 형성하는 한, 스퍼터링 타겟의 공칭 조성(mol％)을 유전체층의 조성(mol％)으로 간주해도 실질적으로 지장은 없다.
또한, 시험 1 및 2에서는 Zr-Cr-O계 재료층에 대해서 시험하였지만, Zr-Cr-Zn-O계 재료층에 대해서도 이와 마찬가지라고 생각된다.
따라서, 이하의 실시예에 있어서는, 스퍼터링 타겟의 조성을 공칭 조성(mol％)으로 나타내고, 특히 언급하지 않는 한, 스퍼터링 타겟 및 그 스퍼터링 타겟을 이용하는 스퍼터링법에 의해 형성한 Zr-Cr-O계 재료층 또는 Zr-Cr-Zn-O계 재료층의 조성(mol％)은 같은 것이라고 생각했다. 한편, 이하의 실시예에서는 스퍼터링 타겟 및 Zr-Cr-O계 재료층 또는 Zr-Cr-Zn-O계 재료층의 조성을 화합물 기준(mol％)만으로 표기하지만, 당업자라면 화합물 기준의 조성(mol％)에 근거해서 원소 기준의 조성(원자％)을 용이하게 환산할 수 있을 것이다.
(실시예 1)
실시예 1에서는, 본 발명을 완성하는데 이르기까지의 예비 시험으로서, 실시의 형태 1에서 도 1을 참조하면서 상기한 정보기록 매체(25)와 같은 구조를 가지고, 제1의 유전체층 및 제2의 유전체층이 서로 같은 조성을 가지는 재료로 이루어지는 정보기록 매체를, 이들 유전체층의 재료를 표 3에 나타내는 바와 같이 다양하게 변화시켜서 제작했다.
이하, 정보기록 매체의 제작 방법에 대해서 설명하지만, 이해를 쉽게 하기 위해서, 각 구성 요소의 참조 번호로서 도 1의 정보기록 매체(25)에 있어서의 구성 요소와 같은 번호를 이용하는 것으로 한다(또한, 후술의 실시예의 정보기록 매체에 대해서도 이것과 마찬가지로, 대응하는 정보기록 매체에 있어서의 구성 요소와 같은 번호를 이용하는 것으로 한다).
우선, 기판(1)으로서, 깊이 56nm, 트랙 피치(track pitch)(기판의 주면(主面)에 평행한 면 내에 있어서의 그루브 표면 및 랜드 표면의 중심간 거리) 0.615㎛의 안내 홈이 한쪽 표면에 미리 형성된 지름 120mm, 두께 0.6mm의 원형의 폴리카보네이트 기판을 준비했다.
이 기판(1) 상에, (ZnS)80(SiO2)20(mol％)의 제1의 유전체층(2)을 150nm의 두께로, Ge27Sn8Sb12Te53(원자％)의 기록층(4)을 9nm의 두께로, (ZnS)80(SiO2)20(mol％)의 제2의 유전체층(6)을 50nm의 두께로, Ge80Cr20(원자％)의 광 흡수 보정층(7)을 40nm의 두께로, Ag-Pd-Cu의 반사층(8)을 80nm의 두께로, 스퍼터링법에 의해 아래와 같이 해서 순차 성막했다.
제1의 유전체층(2)을 성막하는 공정에 있어서는, (ZnS)80(SiO2)20(mo1％)의 조성을 가지는 스퍼터링 타겟(지름 100mm, 두께 6mm)을 성막 장치에 장치하고, 파워 400W로, Ar가스(97％)와 O2가스(3％)와의 혼합 가스를 도입해서 고주파 스퍼터링을 실행했다. 스퍼터 시의 압력은 약 0.13Pa로 했다.
기록층(4)을 성막하는 공정에 있어서는, GeTe-Sb2Te3의 ２원계 조성의 Ge의 일부를 Sn로 치환한 Ge-Sn-Sb-Te계 재료로 이루어지는 스퍼터링 타겟(지름 100mm, 두께 6mm)을 성막 장치에 장치하고, 파워 100W로, Ar가스(97％)와 N2가스(3％)와의 혼합 가스를 도입해서 직류 스퍼터링을 했다. 스퍼터 시의 압력은 약 0.13Pa로 했다.
제2의 유전체층(6)을 성막 하는 공정은 제1의 유전체층(2) 및 제2의 유전체층(6)이 실질적으로 같은 조성을 가지도록, 층 두께를 변경한 것 이외는 상기의 제1의 유전체층(2)을 성막하는 공정과 마찬가지로 하여 실시했다.
광 흡수 보정층(7)을 성막하는 공정에 있어서는, Ge80Cr20(원자％)의 조성을 가지는 재료로 이루어지는 스퍼터링 타겟(지름 100mm, 두께 6mm)을 성막 장치에 장치하고, 파워 300W로, Ar가스(100％)를 도입해서 직류 스퍼터링을 실행했다. 스퍼터 시의 압력은 약 0.4Pa로 했다.
반사층(8)을 성막하는 공정에 있어서는, Ag-Pd-Cu의 조성을 가지는 재료로 이루어지는 스퍼터링 타겟(지름 100mm, 두께 6mm)을 성막 장치에 장치하고, 파워 200W로, Ar가스(100％)을 도입해서 직류 스퍼터링을 실행했다. 스퍼터 시의 압력은 약 0.4Pa로 했다.
이상과 같이 해서 기판(1) 상에 제1의 유전체층(2), 기록층(4), 제2의 유전체층(6), 광 흡수 보정층(7) 및 반사층(8)을 순차 성막해서 적층체를 형성한 후, 자외선 경화성 수지를 반사층(8) 상에 도포하고, 도포한 자외선 경화성 수지 상에, 더미 기판(10)으로서 지름 120mm, 두께 0.6mm의 원형의 폴리카보네이트 기판을 밀착시켰다. 그리고 더미 기판(10)의 측에서 자외선을 조사해서 수지를 경화시켰다. 이에 따라, 경화한 수지로 이루어지는 접착층(9)이 30㎛의 두께로 형성되고, 더미 기판(10)을 접착층(9)을 통해서 적층체에 접착시켰다.
접착 후, 초기화 공정으로서, 파장 810nm의 반도체 레이저를 사용해서 정보기록 매체(25)의 기록층(4)을 반경 22 ∼ 60mm의 범위의 환상 영역 내에서 거의 전면(全面)에 걸쳐서 결정화시켰다. 이에 의해 초기화 공정이 종료하고, 샘플 번호 1-1의 정보기록 매체(25)의 제작이 완료했다.
또한, 제1의 유전체층(2) 및 제2의 유전체층(6)의 재료가 표 3에 나타내는 재료로 이루어지는 점을 제외하고, 샘플 번호 1-1의 정보기록 매체(25)와 같은 구성을 가지는, 샘플 번호 1-2 ∼ 1-16의 정보기록 매체(25)를 제작했다. 이들 정보기록 매체(25)는 제1의 유전체층 및 제2의 유전체층의 성막 공정을 변경한 점을 제외하고, 상기의 샘플 번호 1-1의 정보기록 매체(25)의 경우와 마찬가지로 해서 제작했다.
샘플 번호 1-2 ∼ 1-16의 정보기록 매체(25)를 제작하기 위해서, 제1의 유전체층(2) 및 제2의 유전체층(6)의 성막 공정에 있어서, SiO2, ZnS, (ZnSe)80(SiO2)20(mol％), ZnSe, (ZnO)80(SiO2) 20(mol％), ZnO, Cr2O3, (Cr2O3)50(SiO2)50(mol％), ZrO2, ZrSiO 4, (ZrO2)80(SiO2)20(mol％), Ge90Cr10(원자％),（Bi2O3)80(SiO2) 20(mol％), TeO2, 및 (TeO2)80(SiO2)20(mol％)의 조성을 가지는 재료로 이루어지는 스퍼터링 타겟(모두 지름 10Omm, 두께 6mm)을 각각 이용했다.
또한, 파워는 스퍼터링 타겟으로서 이용하는 재료의 융점 등에 따라서 조절하고, 구체적으로는, 샘플 번호 1-2에 대해서는 1kW, 샘플 번호 1-3 ∼ 1-7에 대해서는 샘플 번호 1-1과 같이 400W, 샘플 번호 1-8 ∼ 1-12에 대해서는 500W, 샘플 번호 1-13에 대해서는 300W, 샘플 번호 1-14 ∼ 1-16에 대해서는 200W로 했다. 스퍼터 시의 압력은 샘플 번호 1-13로 약 1.33Pa로 했지만, 그 밖의 샘플에서는 샘플 번호 1-1과 같이 약 0.13Pa로 했다. 성막 장치에 도입하는 가스에는, 샘플 번호 1-2 및 1-14 ∼ 1-16에 대해서는 샘플 번호 1-1과 같이 Ar가스(97％)와 O2가스(3％)의 혼합 가스를 이용하고, 샘플 번호 1-3 ∼ 1-12에 대해서는 Ar가스(100％)를 이용하고, 샘플 번호 1-13에 대해서는, Ar가스(60％)와 N2가스(40％)의 혼합 가스를 이용했다.
또한, 제1 및 제2의 유전체층의 성막 공정에 있어서, 샘플 번호 1-13의 정보기록 매체의 경우에는 혼합 가스중의 N2가 스퍼터링 타겟으로부터 스퍼터된 Ge 및 Cr과 반응해서 Ge-Cr-N의 유전체층을 형성했다. 다른 샘플의 경우에는, 성막된 유전체층은 이용한 스퍼터링 타겟과 실질적으로 같은 조성을 가질 것이라고 생각했다.
게다가, 비교를 위해서, 도 10에 나타내는 바와 같은, 제1의 유전체층(102)과 기록층(4)과의 사이 및 제2의 유전체층(106)과 기록층(4)과의 사이에, 제1의 계면층(103) 및 제2의 계면층(105)을 각각 구비하는 종래의 구성의 정보기록 매체(31)를 제작했다. 제1의 계면층(103) 및 제2의 계면층(105)은 모두 Ge-Cr-N으로 이루어지고, 두께 5nm으로 형성했다.
이 종래 구성의 정보기록 매체(31)는 제1의 계면층(103) 및 제2의 계면층(105)을 성막한 점을 제외하고 샘플 번호 1-1의 정보기록 매체와 같은 제작 조건에 의해 제작했다. 제1의 계면층(103)의 성막 공정에 있어서는, Ge90Cr10(원자％)의 조성을 가지는 재료로 이루어지는 스퍼터링 타겟(지름 100mm, 두께 6mm)을 성막 장치에 장치하고, 파워 300W로, Ar가스(60％)와 N2가스(40％)와의 혼합 가스를 도입하여 약 1.33Pa의 압력 하에서, 고주파 스퍼터링을 했다. 이 결과, 혼합 가스 중의 N2이 스퍼터링 타겟으로부터 스퍼터된 Ge 및 Cr과 반응해서 Ge-Cr-N의 제1의 계면층(103)을 형성했다. 제2의 계면층(105)의 성막 공정도 이것과 마찬가지의 조건에서 실시했다.
이상과 같이 해서 얻어진 샘플 번호 1-1 ∼ 1-16의 정보기록 매체(25) 및 비교예(종래 구성)의 정보기록 매체(31)에 대해서, 유전체층의 밀착성 및 정보기록 매체의 반복 재기록 성능을 평가했다. 후술하는 바와 같이, 밀착성은 박리의 유무에 의해, 반복 재기록 성능은 반복 회수에 의해 평가했다. 이들의 결과를 표 3에 나타낸다. 또한, 샘플 번호 1-1 ∼ 1-16의 정보기록 매체(25) 및 비교예의 정보기록 매체(31)는 모두 본 발명의 범위에 속하는 것은 아니다.
정보기록 매체(25)에 있어서의 유전체층의 밀착성의 평가는 고온 고습 조건하에서의 박리의 유무에 근거하여 실행했다. 구체적으로는, 초기화 공정후의 정보기록 매체(25)를 온도 90℃에서 상대습도 80％의 고온고습조에서 100시간 방치한 후, 기록층과 이것에 접하는 유전체층간, 보다 상세히는 기록층(4)과 제1의 유전체층(2) 및 제2의 유전체층(6) 중, 적어도 한 쪽과의 사이에서 박리가 발생하고 있지 않는가, 광학 현미경을 사용해서 육안으로 조사했다. 물론, 박리가 없는 것이 밀착성의 평가가 높고, 박리가 있는 것은 밀착성의 평가가 낮다.
또한, 정보기록 매체(25)의 반복 재기록 성능의 평가는 반복 회수를 지표로서 실행하고, 반복 회수는 이하의 조건으로 결정했다.
정보기록 매체(25)에 정보를 기록하기 위해서, 정보기록 매체(25)를 회전시키는 스핀들 모터와, 레이저 광(12)을 발하는 반도체 레이저를 구비한 광학 헤드와, 레이저 광(12)을 정보기록 매체(25)의 기록층(4) 상에 집광시키는 대물 렌즈를 구비한 일반적인 구성의 정보기록 시스템을 이용했다. 정보기록 매체(25)의 평가에 있어서는, 파장 660nm의 반도체 레이저와 개구수 0.6의 대물 렌즈를 사용하고, 4.7GB용량 상당의 기록을 실행했다. 정보기록 매체(25)를 회전시키는 선속도는 8.2m/초로 했다. 또한, 후술의 평균 지터값을 구할 때의 지터값의 측정에서는, 타임 인터벌 애널라이저를 이용했다.
우선, 반복 회수를 결정할 때의 측정 조건을 정하기 위해서, 피크 파워(Pp) 및 바이어스 파워(Pb)를 이하의 순서로 설정했다. 상기의 시스템을 이용하여 레이저 광(12)을 높은 파워 레벨의 피크 파워(mW)와 낮은 파워 레벨의 바이어스 파워(mW)와의 사이에서 파워 변조하면서 정보기록 매체(25)를 향해서 조사하여 마크 길이 0.42㎛(3T) ∼ 1.96㎛(14T)의 랜덤 신호를(그루브 기록에 의해) 기록층(4)의 동일한 그루브 표면에 10회 기록했다. 그리고 전단간(前端間)의 지터값 및 후단간(後端間)의 지터값을 측정하고, 이들의 평균치로서 평균 지터값을 구했다. 바이어스 파워를 일정한 값으로 고정하고, 피크 파워를 다양하게 변화시킨 각 기록 조건에 대해서 평균 지터값을 측정하고, 피크 파워를 서서히 증가시켜서, 랜덤 신호의 평균 지터값이 13％에 달했을 때의 피크 파워의 1.3배의 파워를 임시로 Pp1로 정했다. 다음으로, 피크 파워를 Pp1로 고정하고, 바이어스 파워를 다양하게 변화시킨 각 기록 조건에 대해서 평균 지터값을 측정하고, 랜덤 신호의 평균 지터값이 13％ 이하가 되었을 때의, 바이어스 파워의 상한치 및 하한치의 평균치를 Pb로 설정했다. 그리고 바이어스 파워를 Pb로 고정하고, 피크 파워를 다양하게 변화시킨 각 기록 조건에 대해서 평균 지터값을 측정하고, 피크 파워를 서서히 증가시켜서, 랜덤 신호의 평균 지터값이 13％에 달했을 때의 피크 파워의 1.3배의 파워를 Pp로 설정했다. 이렇게 하여 설정한 Pp 및 Pb의 조건으로 기록했을 경우, 예를 들면 10회 반복 기록에 있어서, 8 ∼ 9％의 평균 지터값을 얻을 수 있었다. 시스템의 레이저 파워 상한치를 고려하면, Pp14mW, Pb8mW를 만족하는 것이 바람직하다.
반복 재기록 성능의 지표가 되는 반복 회수는 본 실시예에서는 평균 지터값에 근거해서 결정했다. 상기한 바와 같이 해서 설정한 Pp와 Pb로 레이저 광을 파워 변조하면서 정보기록 매체(25)를 향해서 조사하여 마크 길이 0.42㎛(3T) ∼ 1.96㎛(14T)의 랜덤 신호를(그루브 기록에 의해) 동일한 그루브 표면에 소정 회수 반복해서 연속 기록한 후, 평균 지터값을 측정했다. 반복 회수는 1, 2, 3, 5, 10, 100, 200 및 500회, 1000 ∼ 10000회의 범위에서는 1000회마다 및 20000 ∼ 100000회의 범위에서는 10000회마다로 했다. 평균 지터값이 13％에 달했을 때를 반복 재기록의 한계로서 판단하고, 이 때의 반복 회수에 의해 반복 재기록 성능을 평가했다. 물론, 반복 회수가 많을수록 반복 재기록 성능이 높다. 정보기록 매체가 컴퓨터의 외부 메모리로서 이용될 경우에는, 반복 회수는 10만회 이상이 바람직하고, 화상 음성 리코더 용도라면 1만회 이상이 바람직하다.
[표 3]
샘플번호 제1및제2의 유전체층의 재료(mol%) 박리 반복회수
1-1 (ZnS)80(SiO2)20 없음 1000
1-2 SiO2 있음 100000이상
1-3 ZnS 없음 1000
1-4 (ZnSe)80(SiO2)20 없음 1000
1-5 ZnSe 없음 1000
1-6 (ZnO)80(SiO2)20 없음 1000
1-7 ZnO 없음 1000
1-8 Cr2O3 없음 10000
1-9 (Cr2O3)50(SiO2)50 없음 20000
1-10 ZrO2 있음 100000이상
1-11 ZrSiO4 있음 100000이상
1-12 (ZrO2)80(SiO2)20 있음 100000이상
1-13 Ge-Cr-N 없음 평가불능*
1-14 (Bi2O3)80(SiO2)20 있음 평가불능*
1-15 TeO2 있음 평가불능**
1-16 (TeO2)80(SiO2)20 있음 평가불능**
비교 (ZnS)80(SiO2)20(종래구성) 없음 100000이상
*Pp 14mW 이하에서는 기록 불능
**재기록 불능
표 3에 나타내는 바와 같이, 샘플 번호 1-1 ∼ 1-12의 정보기록 매체 중, 박리가 없는(밀착성이 높은) 정보기록 매체(즉, 샘플 번호 1-1 및 1-3 ∼ 1-9)에 대해서는 반복 회수가 100000회를 전혀 만족하지 않는(반복 재기록 성능이 낮음) 것에 대해서, 박리가 있는(밀착성이 낮음) 정보기록 매체(즉, 샘플 번호 1-2 및 1-10 ∼ 1-12)에 대해서는 반복 회수가 100000회를 상회(반복 재기록 성능이 높음)하다는 경향이 보였다.
또한, 샘플 번호 1-13 및 1-14의 정보기록 매체에 대해서는 피크 파워 14mW 이하에서는 충분한 기록 마크를 형성할 수 없고, 따라서 저기록 감도였다. 이 이유로서는, 이들 샘플에 있어서의 유전체층의 재료의 열전도율이 다른 샘플의 것에 비해서 높은 것이 예상되었다.
또한, 샘플 번호 1-15 및 1-16의 정보기록 매체로는 재기록을 할 수 없었고, 기록시에 유전체층의 재료가 녹아서 기록층에 혼합되어 있었다. 이것은 이들 샘플에 있어서의 유전체층의 재료의 융점이 다른 재료의 것보다도 낮기 때문이라고 생각된다.
이에 대하여, 종래 구성의 비교예의 정보기록 매체(이것은 계면층을 구비함)에서는, 박리가 없고 또한 반복 회수도 100000회 이상이며, 밀착성 및 반복 재기록 성능이 동시에 높았다.
이상과 같은 예비 시험의 결과에 따르면, 기록층에 접하는 유전체층의 재료로서, 산화물, 공화물, 세렌화물, 황화물 또는 이들 중, 어느 1개와 SiO2를 조합한 혼합물을 이용한 샘플 번호 1-1 ∼ 1-16의 정보기록 매체 중, 높은 밀착성 및 높은 반복 재기록 성능을 동시에 만족하는 것은 존재하지 않았다. 그러나, 본 실시예에서 밝혀진 것은 ZrO2를 포함하는 재료를 유전체층의 재료에 이용한 정보기록 매체(샘플 번호 1-10 ∼ 1-12)는 반복 재기록 성능이 우수하고, ZnS, ZnO, ZnSe, Cr2O3을 포함하는 재료를 유전체층의 재료에 이용한 정보기록 매체(샘플 번호 1-1 및 1-3 ∼ 1-9)는 기록층과의 밀착성이 우수한 것이었다. 특히, Cr2O3으로 이루어지는 재료를 유전체층의 재료에 이용한 정보기록 매체(샘플 번호 1-8)에서는, 반복 재기록 성능에 대해서 10000회의 재기록 회수를 얻을 수 있기 때문에, ZrO2와 Cr2O3과의 혼합물을 유전체층 재료로 함으로써, 높은 밀착성 및 높은 반복 재기록 성능을 동시에 달성하는 것을 기대할 수 있었다.
(실시예 2)
실시예 2에서는, 높은 밀착성 및 높은 반복 재기록 성능을 동시에 달성하는 것을 목적으로 하여, 밀착성이 우수한 재료와 반복 재기록 성능이 우수한 재료와의 혼합물을 유전체층의 재료로 이용한 정보기록 매체를 제작했다. 구체적으로는, 실시예 1의 산화물, 세렌화물, 황화물 중, 2개를 조합한 혼합물(표 4를 참조)을 유전체층의 재료로 했다. 본 실시예에 있어서도, 실시예 1과 마찬가지로, 제1의 유전체층 및 제2의 유전체층이 서로 같은 조성을 가지는 재료로 이루어지는 정보기록 매체(25)를 이들 유전체층의 재료를 표 4에 나타내는 바와 같이 다양하게 변화시켜서 제작했다.
본 실시예의 정보기록 매체는 제1 및 제2의 유전체층의 재료가 표 4에 나타내는 재료로 이루어지는 점을 제외하고, 실시예 1의 정보기록 매체(25)와 같은 구성으로 하고, 제1 및 제2의 유전체층의 성막 공정을 변경한 점을 제외하고 이것과 마찬가지로 해서 제작했다. 샘플 번호 2-1 ∼ 2-8의 정보기록 매체를 제작하기 위해서, 제1의 유전체층 및 제2의 유전체층의 성막 공정에 있어서, 표 4에 나타내는 소정의 조성을 가지는 재료로 이루어지는 스퍼터링 타겟(지름 100mm, 두께 6mm)을 각각 이용했다. 또한, 제1의 유전체층 및 제2의 유전체층의 성막 공정에 있어서, 파워는 샘플 번호 2-1 및 2-2에 대해서는 500W, 샘플 번호 2-3 ∼ 2-8에 대해서는 400W로 하고, 압력은 어떤 샘플에 대해서도 약 0.13Pa로 하고, 성막 장치에 도입하는 가스로는, 어떤 샘플에 대해서도 Ar가스(100％)를 이용했다.
스퍼터링법에 의해 성막된 유전체층은 이용한 스퍼터링 타겟과 실질적으로 같은 조성을 가진다고 간주했다. 또한, 특히 언급하지 않는 한, 후술의 실시예에 대해서도 마찬가지로 한다.
이상과 같이 해서 얻어진 샘플 번호 2-1 ∼ 2-8의 정보기록 매체에 대해서, 실시예 1과 마찬가지로 하여 유전체층의 밀착성 및 정보기록 매체의 반복 재기록 성능을 평가했다. 이들의 결과를 표 4에 나타낸다. 한편, 샘플 번호 2-1 ∼ 2-8의 정보기록 매체중, 샘플 번호 2-1 및 2-2의 정보기록 매체가 본 발명의 범위에 속하는 것이다.
[표 4]
샘플번호 제1 및 제2의 유전체층의 재료(mol%) 박리 반복회수
2-1 (ZrO2)80(Cr2O3)20 없음 100000이상
2-2 (ZrO2)50(Cr2O3)50 없음 100000이상
2-3 (ZrO2)80(ZnS)20 없음 50000
2-4 (ZrO2)50(ZnS)50 없음 10000
2-5 (ZrO2)80(ZnO)20 없음 30000
2-6 (ZrO2)50(ZnO)50 없음 10000
2-7 (ZrO2)80(ZnSe)20 없음 50000
2-8 (ZrO2)50(ZnSe)50 없음 10000
표 4에 나타내는 바와 같이, 샘플 번호 2-1 ∼ 2-8의 정보기록 매체의 모두에 대해서, 박리가 발생하지 않아, 따라서 밀착성이 개선되었다. 이들 정보기록 매체 중, ZrO2-Cr2O3계의 재료를 유전체층의 재료로 이용한 것(샘플 번호 2-1 및 2-2)이 반복 회수가 많고, 반복 재기록 성능이 매우 우수했다. 이 결과에 따르면, 기록층에 접하는 유전체층으로서, ZrO2와 Cr2O3을 혼합한 재료로 이루어지는 층(Zr-Cr-O계 재료층)을 이용한 경우, 기록층과 유전체층과의 사이에 계면층을 형성하지 않는 구성의 정보기록 매체에 있어서, 높은 밀착성 및 높은 반복 재기록 성능이 동시에 달성되었다.
게다가, 기록층에서 반사층으로 두께 방향으로 신속하게 열을 확산시키기 위해서는, 유전체층은 낮은 열전도율을 나타내는 것이 바람직하다. 실시예 2에서는, 반복 재기록 성능에 대해서는 유전체층 재료로서 ZrO2-Cr2O3계의 재료를 이용한 정보기록 매체(샘플 번호 2-1 및 2-2)가 매우 우수했다. 이들 정보기록 매체의 피크 파워(Pp)를 비교하면, 샘플 번호 2-1의 정보기록 매체에 대해서는 13mW, 샘플 번호 2-2의 정보기록 매체에 대해서는 13.5mW이며, Cr2O3의 함유 비율(산화물 기준)이 높은 쪽이 Pp도 높았다. 한편, ZrO2-ZnS, ZrO2-ZnO, ZrO2-ZnSe계의 재료를 유전체층의 재료로 이용한 정보기록 매체(샘플 번호 2-3 ∼ 2-8)에서는, 반복 재기록 성능은 뒤지지만, Pp은 모두 11mW ∼ 12mW의 범위 내에 있고, 따라서, 고기록 감도이었기 때문에, 이들 계의 재료쪽이 ZrO2-Cr2O3계의 재료보다도 열전도율이 낮은 것이 예상되었다. 이러한 결과로부터, ZrO2-Cr2O3계의 재료와 ZrO2-ZnS, ZrO2-ZnO, ZrO2-ZnSe계의 재료 중, 어느 1개를 혼합한 재료를 유전체층의 재료에 이용함으로써, 높은 밀착성 및 높은 반복 재기록 성능이 동시에 달성되는 것에 더해서, 고기록 감도화를 기대할 수 있었다. 또한, 결정성이 강한 ZnS, ZnSe의 결정 성장을 억제하기 위해서는, 비정질인 SiO2를 이들에 합쳐서 혼합하는 것도 검토했다.
(실시예 3)
실시예 3에서는, 고기록 감도의 정보기록 매체를 실현하는 것을 목적으로 하여 ZrO2-Cr2O3계의 재료와 ZrO2-ZnS, ZrO2-ZnO, ZrO2-ZnSe계의 재료 중, 어느 1개를 혼합한 것을 유전체층의 재료에 이용하고, 또한, 결정성이 강한 ZnS, ZnSe의 결정 성장을 억제하는 것을 목적으로 하여 비정질인 SiO2를 더욱 혼합한 것을 유전체층의 재료에 이용한 정보기록 매체를 제작했다. 본 실시예에 있어서도, 실시예 1과 마찬가지로, 제1의 유전체층과 제2의 유전체층이 서로 같은 조성을 가지는 재료로 이루어지는 정보기록 매체(25)를 이들 유전체층의 재료를 표 5에 나타내는 바와 같이 다양하게 변화시켜서 제작했다.
본 실시예의 정보기록 매체도, 실시예 2와 같이, 제1 및 제2의 유전체층의 재료가 표 5에 나타내는 재료로 이루어지는 점을 제외하고, 실시예 1의 정보기록 매체(25)와 같은 구성으로 하고, 제1 및 제2의 유전체층의 성막 공정을 변경한 점을 제외하고 이것과 같은 조건으로 제작했다. 샘플 번호 3-1 ∼ 3-9의 정보기록 매체를 제작하기 위해서, 제1의 유전체층 및 제2의 유전체층의 성막 공정에 있어서, 표 5에 나타내는 소정의 조성을 가지는 재료로 이루어지는 스퍼터링 타겟(지름 100mm, 두께 6mm)을 각각 이용했다. 또한, 제1의 유전체층 및 제2의 유전체층의 성막 공정에 있어서, 파워는 샘플 번호 3-1, 3-2 및 3-6에 대해서는 500W, 샘플 번호 3-3 ∼ 3-5 및 3-7 ∼ 3-9에 대해서는 400W로 하고, 압력은 어떤 샘플에 대해서도 약 0.13Pa로 하고, 성막 장치에 도입하는 가스는 어떤 샘플에 대해서도 Ar가스(100％)로 했다.
이상과 같이 해서 얻어진 샘플 번호 3-1 ∼ 3-9의 정보기록 매체에 대해서, 실시예 1과 마찬가지로 해서 유전체층의 밀착성 및 정보기록 매체의 반복 재기록 성능을 평가했다. 이들의 결과를 반복 재기록 성능의 평가시에 구한 피크 파워(Pp)와 함께 표 5에 나타낸다. 비교를 위해서, 실시예 1에서 제작한 도 10에 나타내는 종래 구성의 정보기록 매체(31)에 대해서도 마찬가지로 평가한 결과도 표 5에 나타낸다(후술의 실시예에 관한 표 6 ∼ 10도 마찬가지로 한다). 또한, 샘플 번호 3-1 ∼ 3-9의 정보기록 매체는 모두 본 발명의 범위에 속하는 것이다.
[표 5]
샘플번호 제1 및 제2의 유전체층의 재료(mol%) 박리 반복회수 피크파워Pp(mW)
3-1 (ZrO2)70(Cr2O3)30 없음 100000이상 13.2
3-2 (ZrO2)40(Cr2O3)30(SiO2)30 없음 100000이상 12.5
3-3 (ZrO2)40(Cr2O3)20(ZnS)10(SiO2)30 없음 100000이상 11.5
3-4 (ZrO2)40(Cr2O3)20(ZnSe)10(SiO2)30 없음 100000이상 11.8
3-5 (ZrO2)40(Cr2O3)20(ZnO)10(SiO2)30 없음 100000이상 12.2
3-6 (ZrSiO4)54(Cr2O3)46 없음 100000이상 12.0
3-7 (ZrSiO4)54(Cr2O3)31(ZnS)15 없음 100000이상 11.0
3-8 (ZrSiO4)54(Cr2O3)31(ZnSe)15 없음 100000이상 11.2
3-9 (ZrSiO4)54(Cr2O3)31(ZnO)15 없음 100000이상 11.7
비교 (ZnS)80(SiO2)20(종래구성) 없음 100000이상 11.0
표 5에 나타내는 바와 같이, 샘플 번호 3-1 및 3-2의 정보기록 매체에서는, 박리가 없고, 또한 반복 회수가 100000회 이상으로 유지되었지만, ZrO2-Cr2O3 계 재료를 유전체층의 재료로 이용한 샘플 번호 3-1의 정보기록 매체의 Pp이 13.2mW인 것에 대해서, ZrO2-Cr2O3계 재료에 SiO2를 혼합한 재료를 유전체층의 재료로 이용한 샘플 번호 3-2의 정보기록 매체에서는 Pp을 12.5mW로까지 내릴 수 있었다. 샘플 번호 3-2의 유전체층의 재료에 포함되는 Cr2O3 중, 10mol％의 부분을 ZnS, ZnSe 또는 ZnO로 치환한 재료를 유전체층의 재료로 이용한 샘플 번호 3-3 ∼ 3-5의 정보기록 매체에 있어서는, Pp을 더욱 내릴 수 있고, 샘플 번호 3-3의 정보기록 매체에서는 11.5mW의 낮은 Pp을 얻을 수 있었다.
또한, 샘플 번호 3-6 ∼ 3-9의 정보기록 매체에서는, 유전체층의 재료를 ZrO2와 SiO2를 거의 같은 비율로 포함하는 ZrSiO4계의 재료로 했다. 유전체층 재료의 조성은 mol％ 단위에서의 산화물 기준으로 표기되므로, 예를 들면 (ZrO2)35(Cr2O3)30(SiO2)35(mol％)은 (ZrSiO4)35(Cr2O3)30(몰비)이 되고, 그것을 10O％ 환산하면 (ZrSiO4)54(Cr2O3)46(mol％)(샘플 번호 3-6의 유전체층의 재료)이 된다. 이러한 샘플 번호 3-6 ∼ 3-9의 정보기록 매체에서도, 11 ∼ 12mW의 낮은 Pp을 얻을 수 있었다. 특히, Cr2O3의 일부를 ZnS로서 치환한 재료를 유전체층의 재료로 이용한 샘플 번호 3-7의 정보기록 매체에서는, 비교예의 종래 구성의 정보기록 매체(31)와 동등한 밀착성(박리), 반복 재기록 성능(반복 회수) 및 Pp를 얻을 수 있었다. 또한, 본 실시예에서 제작한 샘플 번호 3-1 ∼ 3-9의 정보기록 매체의(요철이 없는 평면부에 있어서의) Rc 실측값은 15％ ∼ 17％이며, Ra 실측값은 2％ 이하이었다.
이상과 같이, 기록층에 접하는 유전체층으로서, ZrO2-Cr2O3계 또는 ZrO 2-Cr2O3-SiO2계의 재료로 이루어지는 층(Zr-Cr-O계 재료층)을 이용했을 경우, 또는 ZrO2-Cr2O3-SiO2에 ZnS, ZnSe 또는 ZnO를 혼합한 계의 재료로 이루어지는 층(Zr-Cr-Zn-O계 재료층)을 이용한 경우, 제1 및 제2의 계면층을 형성하지 않는 구성(따라서 종래보다도 층수가 적은 구성)의 도 1에서 나타내는 정보기록 매체(25)에 있어서, 제1 및 제2의 계면층을 구비하는 도 10에 나타내는 종래 구성의 정보기록 매체(31)와 동등한 성능을 얻을 수 있었다.
또한, 본 실시예에서는, 제1 및 제2의 유전체층의 재료에 같은 조성의 재료를 이용했지만, Zr-Cr-O계 재료 및 Zr-Cr-Zn-O계 재료로 선택되는, 서로 조성이 다른 층을 제1 및 제2의 유전체층에 이용할 수도 있다. 그 경우에서도 본 실시예의 결과와 같은 정도로 양호한 성능을 얻을 수 있었다.
(실시예 4)
실시예 4에서는, ZrO2-Cr2O3계의 재료에 대해서 유전체층에 이용하는 데에 적합한 조성 범위를 조사하기 위해서, 표 6에 나타내는 바와 같이, 제2의 유전체층의 재료에 있어서의 ZrO2와 Cr2O3과의 함유율(몰％)을 다양하게 변화시켜 정보기록 매체를 제작했다. 본 실시예의 정보기록 매체는 실시의 형태 3에서 도 3을 참조하면서 상기한 정보기록 매체(27)와 같은 구조로 하고, 따라서 제1의 유전체층 및 제2의 유전체층이 다른 조성을 가지는 재료로 이루어지고, 제1의 유전체층과 기록층과의 사이에 제1의 계면층을 구비하는 것으로 했다.
본 실시예의 정보기록 매체(27)는 다음과 같이 해서 제작했다. 우선, 실시예 1과 같은 기판(1)을 준비하고, 이 기판(1) 상에, (ZnS)80(SiO2)20(mol％)의 제1의 유전체층(102)을 150nm의 두께로, Ge-Cr-N의 제1의 계면층(103)을 5nm의 두께로, Ge27Sn8Sb12Te53(원자％)의 기록층(4)을 9nm의 두께로, ZrO 2의 제2의 유전체층(6)을 50nm의 두께로, Ge80Cr20(원자％)의 광 흡수 보정층(7)을 40nm의 두께로, Ag-Pd-Cu의 반사층(8)을 80nm의 두께로, 스퍼터링법에 의해 순차 성막했다. 여기에서, 제1의 유전체층(102) 및 제1의 계면층(103)의 각 재료는 도 10을 참조하면서 상기한 종래의 정보기록 매체(31)에 있어서의 것과 마찬가지이다.
본 실시예의 정보기록 매체(27)는 제1의 유전체층(102)의 성막 공정과 기록층(4)의 성막 공정과의 사이에 제1의 계면층(103)의 성막 공정을 추가한 점 및 제2의 유전체층(6)의 성막 공정을 변경한 점을 제외하고, 실시예 1의 샘플 번호 1-1의 정보기록 매체의 경우와 마찬가지로 해서 제작했다. 제1의 계면층(103)을 성막하는 공정은 실시예 1에서 상기한 비교예의 종래 구성의 정보기록 매체(31)의 제작 방법에 있어서의 제1의 계면층을 성막하는 공정과 마찬가지로 해서 실시했다. 또한, 제2의 유전체층(102)의 성막 공정은 샘플 번호 4-1 ∼ 4-11의 정보기록 매체를 제작하기 위해서 표 6에 나타내는 소정의 조성을 가지는 스퍼터링 타겟(지름 100mm, 두께 6mm)을 각각 이용하여, 어떤 샘플에 대해서도, 성막 장치에 도입하는 가스를 Ar가스(100％)로 하고 파워를 500W로 해서 압력을 약 0.13Pa로 하여 실시했다. 또한, 제1의 유전체층(102)을 성막하는 공정은 실시예 1에서 상기한 샘플 번호 1-1의 정보기록 매체(25)의 제작 방법에 있어서의 제1의 유전체층(2)을 성막하는 공정과 마찬가지이고, 종래 구성의 정보기록 매체(31)의 제작 방법에 있어서의 제1의 유전체층(2)을 성막하는 공정과 마찬가지이기도 한다.
이상과 같이 해서 얻어진 샘플 번호 4-1 ∼ 4-11의 정보기록 매체(27)에 대해서, 유전체층의 밀착성 및 정보기록 매체의 반복 재기록 성능을 실시예 1에서 상기한 것과 거의 마찬가지로 해서 평가했지만, 본 실시예에서는, 밀착성의 평가는 기록층(4)과 이것에 접하는 제2의 유전체층(6)과의 사이에서 박리가 발생하고 있는지 여부를 조사함으로써, 실시했다. 이들의 결과를 반복 재기록 성능의 평가시에 구한 피크 파워(Pp)와 함께 표 6에 나타낸다. 또한, 샘플 번호 4-1 ∼ 4-11의 정보기록 매체 중, 샘플 번호 4-3 ∼ 4-9의 정보기록 매체가 본 발명의 범위에 속하는 것이다.
[표 6]
샘플번호 제2의 유전체층의 재료(ZrO2)M(Cr2O3)100-M(mol%) 박리 반복회수 피크파워Pp(mW)
4-1 ZrO2 있음 100000이상 11.5
4-2 (ZrO2)90(Cr2O3)10 있음 100000이상 11.9
4-3 (ZrO2)80(Cr2O3)20 없음 100000이상 12.2
4-4 (ZrO2)70(Cr2O3)30 없음 100000이상 12.5
4-5 (ZrO2)60(Cr2O3)40 없음 100000이상 12.8
4-6 (ZrO2)50(Cr2O3)50 없음 100000이상 13.1
4-7 (ZrO2)40(Cr2O3)60 없음 100000이상 13.4
4-8 (ZrO2)30(Cr2O3)70 없음 100000이상 13.7
4-9 (ZrO2)20(Cr2O3)80 없음 100000이상 14.0
4-10 (ZrO2)10(Cr2O3)90 없음 70000 14.4
4-11 Cr2O3 없음 20000 15.0
비교 (ZnS)80(SiO2)20(종래구성) 없음 100000이상 11.0
표 6에 나타내는 바와 같이, 제2의 유전체층의 재료가 80mol％ 이하의 비율로 ZrO2를 포함하는 샘플 번호 4-3 ∼ 4-11의 정보기록 매체에서는, 박리가 발생하지 않았다. 또한, 제2의 유전체층 재료가 20mol％ 이상의 비율로 ZrO2를 포함하는 샘플 번호 4-1 ∼ 4-9의 정보기록 매체에서는, 100000회 이상의 반복 회수를 얻을 수 있고, 또한, Pp14.0mW를 만족했다. 따라서, 샘플 번호 4-3 ∼ 4-9의 정보기록 매체로, 높은 밀착성 및 높은 반복 재기록 성능을 얻을 수 있음과 동시에, 낮은 피크 파워를 얻을 수 있었다. 본 실시예의 결과로부터, 유전체층의 재료로는, ZrO2-Cr2O3계에서는, ZrO2를 20 ∼ 80mol％로서 함유하는 조성 범위의 재료가 바람직한 것이 확인되었다.
(실시예 5)
실시예 5에서는, ZrO2-Cr2O3-SiO2계의 재료에 대해서 유전체층에 이용하는 데에 적합한 조성 범위를 조사하기 위해서, 표 7에 나타내는 바와 같이, 제2의 유전체층의 재료에 있어서의 ZrO2와 Cr2O3과 SiO2와의 함유율(몰％)을 다양하게 변화시켜 정보기록 매체를 제작했다. 본 실시예의 정보기록 매체는 실시예 4의 정보기록 매체와 같은 구조로 하고, 제2의 유전체층의 성막 공정에서, 샘플 번호 5-1 ∼ 5-12의 정보기록 매체를 제작하기 위해서 표 7에 나타내는 소정의 조성을 가지는 스퍼터링 타겟을 각각 이용한 점을 제외하고 실시예 4와 같은 조건으로 제작했다. 이 때, 실시예 4의 결과로부터, ZrO2의 함유율이 20mol％ 이상, 또한 Cr2O3의 함유율이 20mol％ 이상이 되는 범위에서 SiO2의 함유율을 변경했다.
이상과 같이 해서 얻어진 샘플 번호 5-1 ∼ 5-12의 정보기록 매체에 대해서, 실시예 4와 마찬가지로 해서 유전체층의 밀착성 및 정보기록 매체의 반복 재기록 성능을 평가했다. 이들의 결과를 반복 재기록 성능의 평가시에 구한 피크 파워(Pp)와 함께 표 7에 나타낸다. 또한, 샘플 번호 5-1 ∼ 5-12의 정보기록 매체 중, 샘플 번호 5-1 ∼ 5-4 및 5-7 ∼ 5-12의 정보기록 매체가 본 발명의 범위에 속하는 것이다.
[표 7]
샘플번호 제2의 유전체층의 재료(ZrO2)X(Cr2O3)Y(SiO2)100-X-Y(mol%) 박리 반복회수 피크파워Pp(mW)
5-1 (ZrO2)70(Cr2O3)20(SiO2)10 없음 100000이상 12.3
5-2 (ZrO2)60(Cr2O3)20(SiO2)20 없음 100000이상 12.2
5-3 (ZrO2)50(Cr2O3)20(SiO2)30 없음 100000이상 12.1
5-4 (ZrO2)40(Cr2O3)20(SiO2)40 없음 100000이상 12.0
5-5 (ZrO2)30(Cr2O3)20(SiO2)50 있음 100000이상 11.9
5-6 (ZrO2)20(Cr2O3)20(SiO2)60 있음 100000이상 11.8
5-7 (ZrO2)50(Cr2O3)40(SiO2)10 없음 100000이상 12.9
5-8 (ZrO2)40(Cr2O3)40(SiO2)20 없음 100000이상 12.8
5-9 (ZrO2)30(Cr2O3)40(SiO2)30 없음 100000이상 12.7
5-10 (ZrO2)20(Cr2O3)40(SiO2)40 없음 100000이상 12.6
5-11 (ZrO2)30(Cr2O3)60(SiO2)10 없음 100000이상 13.5
5-12 (ZrO2)20(Cr2O3)60(SiO2)20 없음 100000이상 13.4
비교 (ZnS)80(SiO2)20(종래구성) 없음 100000이상 11.0
표 7에 나타내는 바와 같이, 제2의 유전체층의 재료가 SiO2를 10mol％ 이상 40mol％ 이하의 비율로 포함하는 샘플 번호 5-1 ∼ 5-4 및 5-7 ∼ 5-12의 정보기록 매체로서, 박리가 발생하지 않고, 높은 밀착성 및 높은 반복 재기록 성능을 얻을 수 있음과 동시에, 낮은 피크 파워를 얻을 수 있었다. 본 실시예의 결과로부터, 유전체층의 재료로는, ZrO2-Cr2O3-SiO2계에서는 ZrO2를 20 ∼ 70mol％, Cr2O3을 20 ∼ 60mol％ 및 SiO2를 10 ∼ 40mol％로서 함유하는 조성 범위의 재료가 바람직한 것이 확인되었다.
(실시예 6)
실시예 6에서는, ZrO2와 SiO2를 거의 같은 비율로 포함하는, ZrSiO4-Cr 2O3계의 재료에 대해서 유전체층에 이용하는 데에 적합한 조성 범위를 조사하기 위해서, 제2의 유전체층의 재료를 표 8에 나타내는 바와 같이 ZrSiO4와 Cr2O3과의 함유율(몰％)을 다양하게 변화시켜서 정보기록 매체를 제작했다. 본 실시예의 정보기록 매체는 실시예 5와 같이, 실시예 4의 정보기록 매체와 마찬가지의 구조로 했다. 제작 방법은 실시예 5의 경우와 마찬가지이므로 설명을 생략한다. 이 때, ZrO2 및 SiO2의 함유율이 20mol％ 이상 50mol％ 이하의 범위(따라서, ZrSiO4의 구성 비율이 25mol％ 이상 100mol％ 이하의 범위)에서, Cr2O3의 함유율을 변경했다.
표 8을 참조하여, 샘플 번호 5-4, 5-9 및 5-12의 정보기록 매체는 상기의 실시예 5의 정보기록 매체에 대응하는 것이다. 표 7에 기재한 샘플 번호 5-4, 5-9 및 5-12의 정보기록 매체의 제2의 유전체층의 재료에 대해서, (ZrO2)40(Cr2O3)20(SiO2)40(mol％)은 (ZrSiO4)67(Cr2O3)33(mol％)로, (ZrO2)30(Cr2O3)40(SiO2)30(mol％)은 (ZrSiO4)43(Cr2O3)57 (mol％)로, (ZrO2)20(Cr2O3)60(SiO2)20(mol％)은 (ZrSiO4)25(Cr2O3)75(mol％)로 환산했다.
이상과 같이 해서 얻어진 샘플 번호 5-4, 5-9, 5-12 및 6-1 ∼ 6-4의 정보기록 매체에 대해서, 실시예 4와 마찬가지로 해서 유전체층의 밀착성 및 정보기록 매체의 반복 재기록 성능을 평가했다. 이들의 결과를 반복 재기록 성능의 평가시에 구한 피크 파워(Pp)와 함께 표 8에 나타낸다. 또한, 샘플 번호 5-4, 5-9, 5-12 및 6-1 ∼ 6-4의 정보기록 매체 중, 샘플 번호 5-4, 5-9, 5-12, 6-3 및 6-4의 정보기록 매체가 본 발명의 범위에 속하는 것이다.
[표 8]
샘플번호 제2의 유전체층의 재료(ZrSiO4)Z(Cr2O3)100-Z(mol%) 박리 반복회수 피크파워Pp(mW)
6-1 ZrSiO4 있음 100000이상 11.4
6-2 (ZrSiO4)82(Cr2O3)18 있음 100000이상 11.7
5-4 (ZrSiO4)67(Cr2O3)33 없음 100000이상 12.0
6-3 (ZrSiO4)54(Cr2O3)46 없음 100000이상 12.3
5-9 (ZrSiO4)43(Cr2O3)57 없음 100000이상 12.7
6-4 (ZrSiO4)33(Cr2O3)67 없음 100000이상 13.0
5-12 (ZrSiO4)25(Cr2O3)75 없음 100000이상 13.4
비교 (ZnS)80(SiO2)20(종래구성) 없음 100000이상 11.0
표 8에 나타내는 바와 같이, 샘플 번호 6-1과 6-2의 정보기록 매체를 제외하고, 박리가 발생하지 않고, 높은 밀착성 및 높은 반복 재기록 성능을 얻을 수 있음과 동시에, 낮은 피크 파워를 얻을 수 있었다. 본 실시예의 결과로부터, 유전체층의 재료로는, ZrSiO4-Cr2O3계에서는, ZrSiO4를 25 ∼ 67mol％로 함유하는 조성 범위의 재료가 바람직한 것이 확인되었다.
(실시예 7)
실시예 7에서는, ZrO2-Cr2O3-ZnS-SiO2계의 재료에 대해서 유전체층에 이용하는 데에 적합한 조성 범위를 조사하기 위해서, 제2의 유전체층의 재료를 표 9에 나타내는 바와 같이 ZrO2와 Cr2O3과 ZnS와 SiO2와의 함유율(몰％)을 다양하게 변화시켜 정보기록 매체를 제작했다. 본 실시예의 정보기록 매체는 실시예 5와 같이, 실시예 4의 정보기록 매체와 같은 구조로 했다. 제작 방법은 제2의 유전체층의 성막공정에 있어서 파워를 400W로 한 것 이외는, 실시예 5의 경우와 마찬가지이므로 설명을 생략한다. 이 때, 실시예 4의 결과로, ZrO2의 함유율이 20mol％ 이상, 또한 Cr2O3 의 함유율이 20mol％ 이상의 범위에서, ZrS와 SiO2의 함유율을 변경했다.
이상과 같이 해서 얻어진 샘플 번호 7-1 ∼ 7-16의 정보기록 매체에 대해서, 실시예 4와 마찬가지로 해서 유전체층의 밀착성 및 정보기록 매체의 반복 재기록 성능을 평가했다. 이들의 결과를 반복 재기록 성능의 평가 시에 구한 피크 파워(Pp)와 함께 표 9에 나타낸다. 또한, 샘플 번호 7-1 ∼ 7-16의 정보기록 매체 중, 샘플 번호 7-2 ∼ 7-4 및 7-6 ∼ 7-16의 정보기록 매체가 본 발명의 범위에 속하는 것이다.
[표 9]
샘플번호 제2의 유전체층의 재료(ZrO2)C(Cr2O3)E(ZnS)F(SiO2)100-C-E-F(mol%) 박리 반복회수 피크파워Pp(mW)
7-1 (ZrO2)20(Cr2O3)20(ZnS)50(SiO2)10 없음 1000 10.2
7-2 (ZrO2)20(Cr2O3)20(ZnS)40(SiO2)20 없음 100000이상 10.4
7-3 (ZrO2)20(Cr2O3)20(ZnS)30(SiO2)30 없음 100000이상 10.6
7-4 (ZrO2)20(Cr2O3)20(ZnS)20(SiO2)40 없음 100000이상 10.8
7-5 (ZrO2)20(Cr2O3)20(ZnS)10(SiO2)50 있음 100000이상 11.0
7-6 (ZrO2)20(Cr2O3)30(ZnS)40(SiO2)10 없음 100000이상 10.7
7-7 (ZrO2)20(Cr2O3)30(ZnS)10(SiO2)40 없음 100000이상 11.3
7-8 (ZrO2)20(Cr2O3)40(ZnS)30(SiO2)10 없음 100000이상 11.2
7-9 (ZrO2)20(Cr2O3)40(ZnS)10(SiO2)30 없음 100000이상 11.6
7-10 (ZrO2)20(Cr2O3)50(ZnS)20(SiO2)10 없음 100000이상 11.5
7-11 (ZrO2)20(Cr2O3)50(ZnS)10(SiO2)20 없음 100000이상 11.7
7-12 (ZrO2)20(Cr2O3)60(ZnS)10(SiO2)10 없음 100000이상 11.9
7-13 (ZrO2)40(Cr2O3)20(ZnS)30(SiO2)10 없음 100000이상 10.7
7-14 (ZrO2)40(Cr2O3)20(ZnS)10(SiO2)30 없음 100000이상 11.1
7-15 (ZrO2)40(Cr2O3)40(ZnS)10(SiO2)10 없음 100000이상 12.0
7-16 (ZrO2)60(Cr2O3)20(ZnS)10(SiO2)10 없음 100000이상 11.3
비교 (ZnS)80(SiO2)20(종래구성) 없음 100000이상 11.0
표 9에 나타내는 바와 같이, 제2의 유전체층의 재료가 ZnS를 50mol％의 비율로 포함하는 샘플 번호 7-1의 정보기록 매체로서, 반복 회수가 1000회 이었다. 또한, 제2의 유전체층의 재료가 SiO2를 50mol％의 비율로 포함하는 샘플 번호 7-5의 정보기록 매체에서는, 박리가 발생하고 있었다. 그 밖의 샘플 번호의 정보기록 매체에서는, 박리가 발생하지 않고, 높은 밀착성 및 높은 반복 재기록 성능을 얻을 수 있음과 동시에, 낮은 피크 파워를 얻을 수 있었다. 따라서, 본 실시예의 결과부터, 유전체층의 재료로는, ZrO2-Cr2O3-ZnS-SiO2계로서는, ZrO 2를 20 ∼ 60mol％로서, Cr2O3을 20 ∼ 60mol％로, ZnS를 10 ∼ 40mol％로, SiO2를 10 ∼ 40mo1％로 포함하는 조성 범위의 재료가 바람직한 것이 확인되었다.
(실시예 8)
실시예 8에서는, ZrO2-Cr2O3-ZnSe-SiO2계의 재료에 대해서 유전체층에 이용하는 데에 적합한 조성 범위를 조사하기 위해서, ZrO2와 Cr2O3와 ZnSe와 SiO 2와의 함유율(몰％)이 다른 다양한 재료를 유전체층에 이용한 정보기록 매체를 제작했다. 이 재료는 실시예 7에서 조사한 재료에 있어서, ZnS을 대신해서 ZnSe를 포함하는 것이다. 실시예 7과 같은 평가를 한 바, ZrO2-Cr2O3-ZnSe-SiO2계에서는, ZrO2를 20 ∼ 60mol％로서, Cr2O3을 20 ∼ 60mol％로, ZnSe를 10 ∼ 40mol％로, SiO2를 10 ∼ 40mol％로 함유하는 조성 범위의 재료가 바람직한 것이 확인되었다.
(실시예 9)
실시예 9에서는, ZrO2-Cr2O3-ZnO-SiO2계의 재료에 대해서 유전체층에 이용하는 데에 적합한 조성 범위를 조사하기 위해서, ZrO2와 Cr2O3과 ZnO와 SiO 2와의 함유율(몰％)이 다른 다양한 재료를 유전체층에 이용한 정보기록 매체를 제작했다. 이 재료는 실시예 7에서 조사한 재료에 있어서, ZnS을 대신해서 ZnO를 함유하는 것이다. 실시예 7과 같은 평가를 실행한 바, ZrO2-Cr2O3-ZnO-SiO2계에서는, ZrO2를 20 ∼ 60mol％로, Cr2O3을 20 ∼ 60mo1％로, ZnO를 10 ∼ 40mol％로, SiO2를 10 ∼ 40mol％로 함유하는 조성 범위의 재료가 바람직한 것이 확인되었다.
(실시예 10)
실시예 10에서는, ZrSiO4-Cr2O3-ZnS계의 재료에 대해서 유전체층에 이용하는 데에 적합한 조성 범위를 조사하기 위해서, 제2의 유전체층의 재료를 표 10에 나타내는 바와 같이 ZrSiO4와 Cr2O3와 ZnS와의 함유율(몰％)을 다양하게 변화시켜서 정보기록 매체를 제작했다. 본 실시예의 정보기록 매체는 실시예 5와 같이, 실시예 4의 정보기록 매체와 같은 구조로 했다. 제작 방법은 제2의 유전체층의 성막 공정에 있어서 파워를 400W로 한 것 이외는, 실시예 5의 경우와 마찬가지이므로 설명을 생략한다. 이 때, ZrSiO4의 함유율이 25mol％ 이상, 또한 Cr2O3의 함유율이 25mol％ 이상의 범위에서, ZnS의 함유율을 변경했다.
이상과 같이 해서 얻어진 샘플 번호 8-1 ∼ 8-10의 정보기록 매체에 대해서, 실시예 4와 마찬가지로 해서 유전체층의 밀착성 및 정보기록 매체의 반복 재기록 성능을 평가했다. 이들의 결과를 반복 재기록 성능의 평가시에 구한 피크 파워(Pp)와 함께 표 10에 나타낸다. 또한, 샘플 번호 8-1 ∼ 8-10의 정보기록 매체는 모두 본 발명의 범위에 속하는 것이다.
[표 10]
샘플번호 제2의 유전체층의 재료(ZrSiO4)A(Cr2O3)B(ZnS)100-A-B(mol%) 박리 반복회수 피크파워Pp(mW)
8-1 (ZrSiO4)25(Cr2O3)25(ZnS)50 없음 100000이상 10.0
8-2 (ZrSiO4)25(Cr2O3)37.5(ZnS)37.5 없음 100000이상 10.2
8-3 (ZrSiO4)25(Cr2O3)50(ZnS)25 없음 100000이상 10.4
8-4 (ZrSiO4)25(Cr2O3)62.5(ZnS)12.5 없음 100000이상 10.6
8-5 (ZrSiO4)33(Cr2O3)27(ZnS)40 없음 100000이상 10.1
8-6 (ZrSiO4)33(Cr2O3)40(ZnS)27 없음 100000이상 10.3
8-7 (ZrSiO4)33.5(Cr2O3)53.5(ZnS)13 없음 100000이상 10.5
8-8 (ZrSiO4)43(Cr2O3)28.5(ZnS)28.5 없음 100000이상 10.2
8-9 (ZrSiO4)43(Cr2O3)43(ZnS)14 없음 100000이상 10.4
8-10 (ZrSiO4)54(Cr2O3)31(ZnS)15 없음 100000이상 10.6
비교 (ZnS)80(SiO2)20(종래구성) 없음 100000이상 11.0
표 10에 나타내는 바와 같이, 샘플 번호 8-1 ∼ 8-10의 모든 정보기록 매체에서 박리가 발생하지 않고, 높은 밀착성 및 높은 반복 재기록 성능을 얻을 수 있음과 동시에, 낮은 피크 파워를 얻을 수 있었다. 따라서, 본 실시예의 결과로부터, 유전체층의 재료에는, ZrSiO4-Cr2O3-ZnS계에서는, ZrSiO4를 25 ∼ 54mol％로, Cr2O3를 25 ∼ 63mol％로, ZnS를 12 ∼ 50mol％로 함유하는 조성 범위의 재료가 바람직한 것이 확인되었다.
(실시예 11)
실시예 11에서는, ZrSiO4-Cr2O3-ZnSe계의 재료에 대해서 유전체층에 이용하는 데에 적합한 조성 범위를 조사하기 위해서, ZrSiO4와 Cr2O3과 ZnSe와의 함유율(몰％)이 다른 다양한 재료를 유전체층에 이용한 정보기록 매체를 제작했다. 이 재료는 실시예 10에서 조사한 재료에 있어서, ZnS을 대신해서 ZnSe를 함유하는 것이다. 실시예 10과 같은 평가를 한 바, ZrSiO4-Cr2O3-ZnSe계에서는, ZrSiO4 를 25 ∼ 54mol％로서, Cr2O3를 25 ∼ 63mol％로서, ZnSe를 12 ∼ 50mol％로서 함유하는 조성 범위의 재료가 바람직한 것이 확인되었다.
(실시예 12)
실시예 12에서는, ZrSiO4-Cr2O3-ZnO계의 재료에 대해서 유전체층에 이용하는 데에 적합한 조성 범위를 조사하기 위해서, ZrSiO4와 Cr2O3와 ZnO와의 함유율(몰％)이 다른 다양한 재료를 유전체층에 이용한 정보기록 매체를 제작했다. 이 재료는 실시예 10에서 조사한 재료에 있어서, ZnS을 대신해서 ZnO를 함유하는 것이다. 실시예 10과 마찬가지의 평가를 한 바, 실시예 10과 마찬가지로, ZrSiO4-Cr2O3-ZnO계에서는, ZrSiO4를 25 ∼ 54mol％로, Cr2O3을 25 ∼ 63mol％로, ZnO를 12 ∼ 50mol％로 함유하는 조성 범위의 재료가 바람직한 것이 확인되었다.
(실시예 13)
실시예 13에서는, 실시의 형태 2에서 도 2를 참조하면서 상기한 정보기록 매체(26)와 같은 구조를 가지고, 제1의 유전체층 및 제2의 유전체층이 서로 다른 조성을 가지는 재료로 이루어지는 정보기록 매체를 제작했다.
본 실시예의 정보기록 매체(26)는 다음과 같이 해서 제작했다. 우선, 기판(1)으로서, 깊이 56nm, 트랙 피치(기판의 주면에 평행한 면내에 있어서의 그루브 표면 및 랜드 표면의 중심간 거리) 0.615㎛의 안내 홈이 한쪽 표면에 미리 설치된 지름 120mm, 두께 0.6mm의 원형의 폴리카보네이트 기판을 준비했다.
이 기판(1) 상에, (ZrSiO4)33(Cr2O3)40(ZnS)27 (mol％)의 제1의 유전체층(2)을 150nm의 두께로, Ge27Sn8Sb12Te53(원자％) 기록층(4)을 9nm의 두께로, Ge-Cr-N의 제2의 계면층(105)을 3nm의 두께로, (ZnS)80(SiO2)20(mol％)의 제2의 유전체층(106)을 50nm의 두께로, Ge80Cr20(원자％)의 광 흡수 보정층(7)을 40nm의 두께로, Ag-Pd-Cu의 반사층(8)을 80nm의 두께로, 스퍼터링법에 의해 순차 성막했다. 여기에서, 제2의 계면층(105) 및 제2의 유전체층(106)의 각 재료는 도 10을 참조하면서 상기한 종래의 정보기록 매체(31)에 있어서의 것과 마찬가지이다.
본 실시예의 정보기록 매체(26)는 제1의 유전체층(2)의 성막 공정을 변경한 점 및 기록층(4)의 성막 공정과 제2의 유전체층(106)의 성막 공정과의 사이에 제2의 계면층(105)의 성막 공정을 추가한 점을 제외하고, 실시예 1의 샘플 번호 1-1의 정보기록 매체의 경우와 마찬가지로 해서 제작했다. 제1의 유전체층(2)의 성막 공정에 있어서는, (ZrSiO4)33(Cr2O3)40(ZnS)27 (mol％)의 조성을 가지는 스퍼터링 타겟(지름 100mm, 두께 6mm)을 성막 장치에 장치하고, 파워 400W로, Ar가스(100％)를 도입하여 약 0.13Pa의 압력 하에서, 고주파 스퍼터링을 실행했다. 제2의 계면층(105)을 성막하는 공정은, 실시예 1에서 상기한 비교예의 종래 구성의 정보기록 매체(31)의 제작 방법에 있어서의 제2의 계면층(105)을 성막하는 공정과 마찬가지로 해서 실시했다. 또한, 제2의 유전체층(106)을 성막하는 공정은 실시예 1에서 상기한 샘플 번호 1-1의 정보기록 매체(25)의 제작 방법에 있어서의 제2의 유전체막(6)을 성막하는 공정과 마찬가지이고, 종래 구성의 정보기록 매체(31)의 제작 방법에 있어서의 제2의 유전체층(106)을 성막하는 공정과 마찬가지이기도 한다.
이상과 같이 해서 얻어진 샘플 번호 9-1의 정보기록 매체(26)에 대해서, 유전체층의 밀착성 및 정보기록 매체의 반복 재기록 성능을 실시예 1에서 상기한 것과 거의 마찬가지로 해서 평가했지만, 본 실시예에서는, 밀착성의 평가는 기록층(4)과 이것에 접하는 제1의 유전체층(2)과의 사이에서 박리가 발생하고 있는가 아닌가를 조사함으로써 실시했다. 또한, 반복 재기록 성능의 평가는 그루브 기록 뿐만 아니라 랜드 기록도 하고(즉, 랜드 그루브 기록에 의해) 그루브 기록 및 랜드 기록의 각각에 대해서 반복 회수를 조사함으로써 실시했다. 이들의 결과를 반복 재기록 성능의 평가시에 구한 피크 파워(Pp) 및 바이어스 파워(Pb)와 함께 표 11에 나타낸다. 게다가, 비교를 위해서, 실시예 1에서 제작한 도 10에 나타내는 종래 구성의 정보기록 매체(31)에 대해서 마찬가지로 평가한 결과도 표 11에 나타낸다.
[표 11]
샘플번호 박리 그루브 기록 랜드기록
반복회수 파워(mW) 반복회수 파워(mW)
Pp Pb Pp Pb
9-1 없음 100000이상 10.8 4.9 100000이상 11.1 5.0
비교 없음 100000이상 11.0 5.0 100000이상 11.3 5.2
표 11에 나타내는 바와 같이, 제1의 유전체층(2)의 재료만으로 (Zr SiO4)33(Cr2O3)40(ZnS)27(mol％)을 이용하고, 기판(1) 상에 스퍼터링법에 의해 형성하는 층(즉, 반사층(8)까지의 층)의 층수를 6층으로 한, 본 실시예의 샘플 번호 9-1의 정보기록 매체(26)와 총수를 7층으로 한 비교예의 종래 구성의 정보기록 매체(31)와 동등한 밀착성, 반복 회수, 피크 파워 및 바이어스 파워를 얻을 수 있었다. 또한, 본 실시예에서는, 제1의 유전체층(2)으로서, (ZrSiO4)33(Cr2O3)40(ZnS)27(mol％)의 조성을 가지는 재료로 이루어지는 층(Zr-Cr-Zn-O계 재료층)을 이용했지만, 이 조성은 일례이며, ZrSiO4-Cr2O3-ZnS계의 재료로서는, 실시예 10에 나타내는 바와 같은 조성 범위에 걸쳐서, 본 실시예와 마찬가지로 양호한 결과를 얻을 수 있었다. 또한, 제1의 유전체층(2)으로서, Zr-Cr-O계 재료층 또는 다른 Zr-Cr-Zn-O계 재료층을 이용해도 좋다.
(실시예 14)
실시예 14에서는, 실시의 형태 4에서 도 4를 참조하면서 상기한 정보기록 매체(28)와 같은 구조를 가지는 정보기록 매체를 제작했다.
본 실시예의 정보기록 매체(28)는 다음과 같이 해서 제작했다. 우선, 기판(101)으로서, 깊이 21nm, 트랙 피치(기판의 주면에 평행한 면내에 있어서의 그루브 표면 및 그루브 표면의 중심간 거리) 0.32㎛의 안내 홈이 한쪽 표면에 미리 형성된 지름 120mm, 두께 1.1mm의 원형의 폴리카보네이트 기판을 준비했다.
이 기판(101) 상에, Ag-Pd-Cu의 반사층(8)을 80nm의 두께로, (Zr SiO4)54(Cr2O3)46(mol％)의 제2의 유전체층(6)을 16nm의 두께로, Ge37.5Sb11Te51.5(원자％)의 기록층(4)을 11nm의 두께로, (ZrSiO4)54(Cr2O3)46 (mol％)의 제1의 유전체층(2)을 68nm의 두께로, 스퍼터링법에 의해 순차 성막했다.
반사층(8)을 성막하는 공정은 실시예 1의 샘플 번호 1-1의 정보기록 매체의 제작 방법에 있어서의 것과 마찬가지의 조건으로 실시했다.
제2의 유전체층(6)을 성막하는 공정에 있어서는, (ZrSiO4)54(Cr2O3 )46(mol％)의 조성을 가지는 재료로 이루어지는 스퍼터링 타겟(지름 100mm, 두께 6mm)을 성막 장치에 장치하고, 파워 500W로, Ar가스(100％)을 도입하여 약 0.13Pa의 압력 하에서, 고주파 스퍼터링을 했다.
기록층(4)을 성막하는 공정에 있어서는, Ge-Sb-Te계 재료로 이루어지는 스퍼터링 타겟(지름 100mm, 두께 6mm)을 성막 장치에 장치하고, 파워 100W로, Ar가스(97％)와 N2가스(3％)의 혼합 가스를 도입해서 직류 스퍼터링을 했다. 스퍼터시의 압력은 약 0.13Pa로 했다.
제1의 유전체층(2)을 성막하는 공정은 제1의 유전체층(2) 및 제2의 유전체층(6)이 실직적으로 같은 조성을 가지도록, 층 두께를 변경한 것 이외는 상기의 제2의 유전체층(6)을 성막하는 공정과 마찬가지로 하여 실시했다.
이상과 같이 해서 기판(101) 상에 반사층(8), 제2의 유전체층(6), 기록층(4) 및 제1의 유전체층(2)을 순차 성막해서 적층체를 형성한 후, 자외선 경화성 수지를 제1의 유전체층(2) 상에 도포하고, 도포한 자외선 경화성 수지 상에, 더미 기판(110)으로서 지름 120mm, 두께 90㎛의 원형의 폴리카보네이트 기판을 밀착시켰다. 그리고 더미 기판(110)의 측에서 자외선을 조사해서 수지를 경화시켰다. 이에 따라, 경화한 수지로 이루어지는 접착층(9)이 10㎛의 두께로 형성되고, 더미 기판(110)을 접착층(9)을 통해서 적층체에 접착시켰다.
접착 후, 초기화 공정으로서, 파장 670nm의 반도체 레이저를 사용하여 정보기록 매체(28)의 기록층(4)을 반경 22 ∼ 60mm의 범위의 환상 영역 내에서 거의 전면에 걸쳐서 결정화시켰다. 이에 따라 초기화 공정이 종료하고, 샘플 번호 10-1의 정보기록 매체(28)의 제작이 완료했다.
게다가, 비교를 위해서, 제1의 유전체층(2)과 기록층(4)과의 사이 및 제2의 유전체층(6)과 기록층(4)과의 사이에, Ge-Cr-N의 제1의 계면층(103) 및 제2의 계면층(105)을 각각 구비하고, 또한, 제1의 유전체층(2) 및 제2의 유전체층(6)을 대신하여 (ZnS)80(SiO2)20(mol％)의 제1의 유전체층(102) 및 제2의 유전체층(106)을 구비하는 점을 제외하고, 본 실시예의 정보기록 매체와 마찬가지의 구성을 가지는 비교예의 정보기록 매체를 제작했다(도시하지 않음). 제1의 계면층(103) 및 제2의 계면층(105)은 모두 두께 5mm로 형성했다.
이 비교예의 정보기록 매체는 제1의 계면층(103) 및 제2의 계면층(105)을 성막하는 공정 및 제1의 유전체층(102) 및 제2의 유전체층(106)을 성막하는 공정을 실시예 1에서 제작한 비교예의 종래 구성의 정보기록 매체(31)의 제작 방법에 있어서의 것과 마찬가지로 해서 실시한 점을 제외하고, 본 실시예의 정보기록 매체의 제작 방법과 마찬가지로 해서 제작했다.
이상과 같이 해서 얻어진 샘플 번호 10-1의 정보기록 매체(28) 및 비교예의 정보기록 매체(도시하지 않음)에 대해서, 유전체층의 밀착성 및 정보기록 매체의 반복 재기록 성능을 평가했다. 이들의 결과를 반복 재기록 성능의 평가시에 구한 피크 파워(Pp)와 함께 표 12에 나타낸다.
본 실시예에서, 정보기록 매체(28)에 있어서의 유전체층의 밀착성의 평가는 실시예 1과 같은 조건으로 했다. 이것에 대하여, 정보기록 매체(28)의 반복 재기록 성능의 평가는 실시예 1과 같이 반복 회수를 지표로 한 점은 공통되지만, 실시예 1과는 다른 조건에 따랐다.
정보기록 매체(28)의 반복 재기록 성능의 평가시에, 실시예 1의 경우와 마찬가지의 구성의 정보기록 시스템으로서, 파장 405nm의 반도체 레이저와 개구수 0.85의 대물 렌즈를 사용하고, 23GB용량 상당의 기록을 했다. 정보기록 매체(28)을 회전시키는 선속도는 5m/초로 했다. 또한, CNR(즉, 신호 진폭과 노이즈의 비교) 및 소거율의 측정에는, 스펙트럼 애널라이저를 이용했다.
우선, 반복 회수를 결정할 때의 측정 조건을 정하기 위해서, 피크 파워(Pp) 및 바이어스 파워(Pb)를 이하의 순서로 설정했다. 레이저 광(12)을 높은 파워 레벨의 피크 파워(mW)와 낮은 파워 레벨의 바이어스 파워(mW)와의 사이에서 파워 변조하면서 정보기록 매체(28)을 향해서 조사하여 마크 길이 0.16㎛의 2T 신호를 기록층(4)의 동일한 그루브 표면에 10회 기록했다. 2T 신호를 10회 기록한 후, CNR을 측정했다. 2T 신호의 10회 기록 시, 바이어스 파워를 일정한 값으로 고정하고, 피크 파워를 다양하게 변화시킨 각 기록 조건에 대해서 CNR를 측정하고, 신호 진폭이 포화할 때의 최소의 피크 파워의 1.2배의 파워를 Pp로 설정했다. 또한, 상기와 마찬가지로 해서 2T 신호를 10회 기록한 후, 신호를 재생해서 2T 신호의 진폭을 측정하고, 또한 그 그루브 표면에 9T 신호를 1회 겹쳐 쓰고, 신호를 재생해서 2T 신호의 진폭을 측정하고, 10회 기록 후에 측정한 진폭을 기준으로 하는 2T 신호의 감쇠율을 소거율로서 구했다. 2T 신호의 10회 기록 및 9T 신호의 1회 겹쳐 쓰기 시, 피크 파워를 먼저 설정한 Pp로 고정하고, 바이어스 파워를 다양하게 변화시킨 각 파워 조건에 대해서, 이상과 같이 정의되는 소거율을 구하고, 소거율이 25dB 이상이 되는 바이어스 파워 범위의 중심값을 Pb로 설정했다. 시스템의 레이저 파워 상한치를 고려하면, Pp7mW, Pb3.5mW를 만족하는 것이 바람직하다.
반복 재기록 성능의 지표가 되는 반복 회수는 본 실시예에서는 CNR 및 소거율에 근거해서 결정했다. 상기한 바와 같이 해서 설정한 Pp과 Pb로 레이저 광을 파워 변조하면서 정보기록 매체(28)를 향해서 조사하여 2T 신호를 동일한 그루브 표면에 소정 회수 반복해서 연속 기록한 후, CNR를 측정하고, 또한 소거율을 구했다. 소거율은 상기와 마찬가지로, 소정 회수 기록한 후 및 게다가 9T 신호를 1회 겹쳐 쓰기한 후에 2T 신호를 측정하고, 소정 회수 기록한 후에 측정한 2T 신호의 진폭에 대한 9T 신호를 1회 겹쳐 쓰기한 후에 측정한 2T 신호의 진폭의 감쇠율에 의해 구했다. 반복 회수는 1, 2, 3, 5, 10, 100, 200、500, 1000, 2000, 3000, 5000, 7000, 10000회로 했다. 10회 반복한 경우의 CNR 및 소거율을 기준으로 하여 CNR가 2dB 저하하거나 또는 소거율이 5dB 저하했을 때를 반복 재기록의 한계로 판단하고, 이 때의 반복 회수에 의해 반복 재기록 성능을 평가했다. 물론, 반복 회수가 많을수록 반복 재기록 성능이 높다. 정보기록 매체(28)의 반복 회수는 1만회 이상이 바람직하다.
[표 12]
샘플번호 박리 그루브 기록
반복회수 파워(mW)
Pp Pb
10-1 없음 10000이상 5.0 2.3
비교 없음 10000이상 5.0 2.4
본 실시예의 샘플 번호 10-1의 정보기록 매체(28)에서는 도 1에 나타내는 바와 같은 정보기록 매체(25)에 비해서, 기판 상에의 각 층의 성막 순서가 반대인 것, 기록 조건(레이저 파장이나 렌즈의 개구수)이 다른 것 및 기록 용량이 약 5배로 늘고 있음에 관계없이, 제1의 유전체층(2) 및 제2의 유전체층(6)으로서, (ZrSiO4)54(Cr2O3)46(mol％)의 조성을 가지는 재료로 이루어지는 층(Zr-Cr-O계 재료층)을 이용함으로써, 계면층을 형성함이 없이, 양호한 성능을 얻을 수 있었다. 또한, 본 실시예에서 제작한 샘플 번호 10-1의 정보기록 매체(28)의(요철이 없는 평면부에 있어서의) Rc 실측값은 20％이고, Ra 실측값은 3％이었다. 표 12로부터, 샘플 번호 10-1의 정보기록 매체(28)는 제1 및 제2의 계면층을 형성한 비교예의 정보기록 매체와 동등한 성능을 나타내는 것이 확인되었다.
본 실시예의 샘플 번호 10-1의 정보기록 매체(28)에서는, 제1 및 제2의 유전체층의 쌍방에 ZrSiO4-Cr2O3계의 재료로 이루어지는 층을 이용했지만, 다른 Zr-Cr-O계 재료층 또는 Zr-Cr-Zn-O계 재료층을 이용해도 좋다.
또한, 본 실시예의 정보기록 매체(28)에서는, 제1 및 제2의 유전체층의 쌍방에 Zr-Cr-O계 재료층(또는 Zr-Cr-Zn-O계 재료층)을 이용하는 것으로 했지만, 본 발명은 이것에 한정되지 않는다. 일례로서, 제1 및 제2의 유전체층 중의 어느 한 쪽에 Zr-Cr-O계 재료층(또는 Zr-Cr-Zn-O계 재료층)을 이용하고, 다른 쪽의 유전체층에, 예를 들면 종래의 (ZnS)80(SiO2)20(mol％)의 조성을 가지는 재료를 이용하고, 그 다른 쪽의 유전체층과 기록층과의 사이에 계면층을 형성하는 구성으로 해도 좋다. 이 경우에 있어서도, 본 실시예와 마찬가지의 결과를 얻을 수 있었다. 따라서, 유전체층으로서 Zr-Cr-O계 재료층 또는 Zr-Cr-Zn-O계 재료층을 이용함으로써, 종래, 제1 및 제2의 유전체층과 기록층과의 사이에 각각 이용하던 2개의 계면층 중, 적어도 한쪽, 바람직하게는 쌍방을 줄일 수 있고, 또한 비교예의 정보기록 매체와 동등한 성능을 확보할 수 있다.
(실시예 15)
실시예 15에서는, 실시의 형태 5에서 도 5를 참조하면서 상기한 정보기록 매체(29)와 마찬가지의 구조를 가지는 정보기록 매체를 제작했다.
본 실시예의 정보기록 매체(29)는 다음과 같이 해서 제작했다. 우선, 실시예 14와 마찬가지의 기판(101)을 준비하고, 이 기판(101) 상에, Ag-Pd-Cu의 제2의 반사층(20)을 80nm의 두께로, (ZrSiO4)54(Cr2O3)46(mol％)의 제5의 유전체층(19)을 16nm의 두께로, Ge45Sb4Te51(원자％)의 제2의 기록층(18)을 11nm의 두께로, (ZrSiO4)54(Cr2O3)46(mol％)의 제4의 유전체층(17)을 68nm의 두께로, 스퍼터링법에 의해 순차 성막했다. 이에 따라, 기판(101) 상에, 제2정보층(22)이 형성되었다.
제2의 반사층(20), 제5의 유전체층(19) 및 제4의 유전체층(17)을 성막하는 공정은 실시예 14의 정보기록 매체(28)의 제작 방법에 있어서의 반사층(8), 제2의 유전체층(6), 제1의 유전체층(2)을 성막하는 공정과 마찬가지의 조건에서 각각 실시했다. 또한, 제2의 기록층(18)을 성막하는 공정은 다른 조성의 스퍼터링 타겟을 이용한 것 이외는 실시예 14의 정보기록 매체(28)의 제작 방법에 있어서의 기록층(4)을 성막하는 공정과 마찬가지의 조건으로 실시했다.
이어서, 제2정보층(22) 상에, 예를 들면 스핀코트에 의해, 자외선 경화성 수지를 도포하고, 도포한 자외선 경화성 수지 상에, 표면에 안내 홈이 설치된 폴리카보네이트 기판을 그 안내 홈을 밀착시켜서 배치한다. 그리고 폴리카보네이트 기판의 측에서 자외선을 조사해서 수지를 경화시키고, 폴리카보네이트 기판을 중간층(16)으로부터 박리했다. 이에 따라, 경화한 수지로 이루어지고, 홈을 전사한 중간층(16)이 30㎛의 두께로 형성되었다.
그리고 제1의 초기화 공정으로서, 파장 670nm의 반도체 레이저를 사용하여 제2정보층(22)의 제2의 기록층(18)을 반경 22 ∼ 60mm의 범위의 환상 영역 내에서 거의 전면에 걸쳐서 결정화시켰다.
이어서, 이상과 같이 해서 얻은 적층체의 중간층(16) 상에, TiO2의 제3의 유전체층(15)을 15nm의 두께로, Ag-Pd-Cu의 제1의 반사층(14)을 10nm의 두께로, (ZrSiO4)43(Cr2O3)57(mol％)의 제2의 유전체층(6)을 12nm의 두께로, Ge40Sn5Sb4Te51(원자％)의 제1의 기록층(13)을 6nm의 두께로, (ZrSiO4)43(Cr2O3) 57(mol％)의 제1의 유전체층(2)을 45nm의 두께로, 스퍼터링법에 의해 순차 성막했다. 이에 따라, 제1정보층(21)이 형성되었다.
제3의 유전체층(15)을 성막하는 공정에 있어서는, TiO2의 조성을 가지는 재료로 이루어지는 스퍼터링 타겟(지름 100mm, 두께 6mm)을 이용하고, 파워 400W로, Ar가스(97％)와 O2가스(3％)와의 혼합 가스를 도입하여 약 0.13Pa의 압력 하에서, 고주파 스퍼터링을 했다.
제1의 반사층(14)을 성막하는 공정은 층 두께를 변경한 것 이외는, 상기의 제2의 반사층(20)의 성막 공정과 마찬가지의 조건에서 실시했다.
제2의 유전체층(6)을 성막하는 공정은 (ZrSiO4)43(Cr2O3)57 의 조성을 가지는 재료로 이루어지는 스퍼터링 타겟(지름 100mm, 두께 6mm)을 성막 장치에 장치하고, 파워 500W로, Ar가스(100％)를 도입하여 약 0.13의 압력 하에서, 고주파 스퍼터링을 했다.
제1의 기록층(13)을 성막하는 공정에 있어서는, Ge-Sn-Sb-Te계 재료로 이루어지는 스퍼터링 타겟(지름 100mm, 두께 6mm)을 성막 장치에 장치하고, 파워 50W로, Ar가스(100％)를 도입하여 직류 스퍼터링을 했다. 스퍼터 시의 압력은 약 0.13Pa로 했다.
제1의 유전체층(2)을 성막하는 공정은 제1의 유전체층(2) 및 제2의 유전체층(6)이 실질적으로 같은 조성을 가지도록, 층 두께를 변경한 것 이외는, 상기의 제2의 유전체층(6)을 성막하는 공정과 마찬가지로 하여 실시했다.
이상과 같이 해서 기판(101) 상에 제1의 유전체층(2)까지 성막해서 적층체를 형성한 후, 자외선 경화성 수지를 제1의 유전체층(2) 상에 도포하고, 도포한 자외선 경화성 수지 상에, 더미 기판(110)으로 지름 120mm, 두께 65㎛의 원형의 폴리카보네이트 기판을 밀착시켰다. 그리고 더미 기판(110)의 측에서 자외선을 조사해서 수지를 경화시켰다. 이에 따라, 경화한 수지로 이루어지는 접착층(9)이 10㎛의 두께로 형성되어, 더미 기판(110)을 접착층(9)을 통해서 적층체에 접착시킨다.
접착 후, 제2의 초기화 공정으로서, 파장 670nm의 반도체 레이저를 사용하고, 제1정보층(21)의 제1의 기록층(13)을 반경 22 ∼ 60mm의 범위의 환상 영역 내에서 거의 전면에 걸쳐서 결정화시켰다. 이것에 의해, 샘플 번호 11-1의 정보기록 매체(29)의 제작이 완료했다.
이상과 같이 해서 얻어진 샘플 번호 11-1의 정보기록 매체(29)에 대해서, 제1정보층(21) 및 제2정보층(22)마다, 유전체층의 밀착성 및 정보기록 매체의 반복 재기록 성능을 평가했다. 이들의 결과를 반복 재기록 성능의 평가시에 구한 피크 파워(Pp) 및 바이어스 파워(Pb)와 함께 표 13에 나타낸다.
본 실시예에서, 정보기록 매체(29)에 있어서의 유전체층의 밀착성의 평가는 실시예 1과 같은 조건에서 했지만, 제1정보층(21)과 제2정보층(22)의 각각에 대해서 박리의 유무를 조사한 점에서 다르다. 또한, 정보기록 매체(29)의 반복 재기록 성능의 평가는 실시예 14와 거의 마찬가지의 조건에 의해 했지만, 정보기록 매체(29)의 제1정보층(21)과 제2정보층(22)의 각각 23GB용량 상당의 기록을 실행하여 제1정보층(21)과 제2정보층(22)의 각각에 대해서 반복 회수를 조사한 점에서 다르다. 제1정보층(21)에 기록할 때는, 레이저 광(12)을 제1의 기록층(13)에 초점 시키고, 제2정보층(22)을 기록할 때는, 레이저 광(12)을 제2의 기록층(18)에 초점 시켰다. 시스템의 레이저 파워 상한치를 고려하면, 제1의 정보층(21)로 Pp14mW, Pb7mW(제2정보층(22)에서는, 제1정보층(21)을 통해 온 레이저 광(12)을 사용하므로 이들 Pp 및 Pb의 약 반의 값)을 만족하는 것이 바람직하다.
[표 13]
샘플번호 제1정보층 제2정보층
박리 반복회수 피크파워Pp(mW) 박리 반복회수 피크파워Pp(mW)
11-1 없음 10000이상 11 없음 10000이상 5.5
표 13에 나타내는 바와 같이, 본 실시예의 샘플 번호 11-1의 정보기록 매체(29)에서는, 도 1에 나타내는 바와 같은 정보기록 매체(25)에 비해서, 기판 상에의 각 층의 성막순이 반대인 것, 기판상에 2개 이상의 정보층이 있는 것, 기록 조건이 다른 것 및 기록 용량이 약 10배로 늘어나 있는 것에 관계없이, 제1유전체층(2), 제2유전체층(6), 제4유전체층(17) 및 제5의 유전체층(19)으로, ZrSiO4-Cr2O 3계의 재료로 이루어지는 층을 이용함으로써, 양호한 성능을 얻을 수 있었다. 또한, 본 실시예에서 제작한 샘플 번호 11-1의 정보기록 매체(29)의(요철이 없는 평면부에 있어서의) 제1정보층(21)의 Rc 설계값은 6％로 하고, Ra 설계값은 0.7%이었다. 제2정보층(22)의 Rc 설계값은 25％이며, Ra 설계값은 3％이었다.
본 실시예의 샘플 번호 11-1의 정보기록 매체(29)에서는, 제1의 유전체층(2), 제2의 유전체층(6), 제4의 유전체층(17) 및 제5의 유전체층(19)의 모두에 ZrSiO4-Cr2O3계의 재료로 이루어지는 층을 이용했지만, 다른 Zr-Cr-O계 재료층(예를 들면 ZrO2-Cr2O3계 및 ZrO2-Cr2O3 -SiO2계 등의 재료로 이루어지는 층) 또는 Zr-Cr-Zn-O계 재료층(예를 들면 ZrO2-Cr2O3-SiO2에 ZnS, ZnSe 혹은 ZnO를 혼합한 계의 재료로 이루어지는 층)을 유전체층에 이용해도 양호한 성능을 얻을 수 있었다.
또한, 본 실시예의 정보기록 매체(29)로서는, 제1의 유전체층(2), 제2의 유전체층(6), 제4의 유전체층(17) 및 제5의 유전체층(19)의 모두에 Zr-Cr-O계 재료층(또는 Zr-Cr-Zn-O계 재료층)을 이용하는 것으로 했지만, 본 발명은 이것에 한정되지 않는다. 일례로서, 이들 유전체층 중, 적어도 1개에 Zr-Cr-O계 재료층 또는 Zr-Cr-Zn-O계 재료층을 이용하고, 나머지의 유전체층에, 예를 들면 종래의 (ZnS)80(SiO2)20(mol％)의 조성을 가지는 재료를 이용하고, 그 나머지의 유전체층과 기록층과의 사이에 계면층을 형성하는 구성으로 해도 좋다. 이 경우에 있어서도 본실시예와 마찬가지의 결과를 얻을 수 있었다.
또한, 본 실시예의 정보기록 매체(29)에서는, 제3의 유전체층(15)으로서, TiO2로 이루어지는 층을 이용했지만, 이것을 대신해서 (ZrO2)30(Cr2 O3)70으로 이루어지는 층을 이용해도 좋다. 이 경우, 제1정보층(21)에 있어서 동등한 성능을 얻을 수 있었다.
또한, 본 실시예의 정보기록 매체(29)에서는, 제1의 유전체층(2) 및 제2의 유전체층(6)에, 제4의 유전체층(17) 및 제5의 유전체층(19)에, 각각 같은 조성의 재료층을 이용했지만, 이들 유전체층 중, 적어도 임의의 2개에 대해서, 다른 조성의 재료를 이용할 수도 있다. 그 경우에도 본 실시예의 결과와 같은 정도로 양호한 성능을 얻을 수 있었다.
(실시예 16)
실시예 16에서는, 실시의 형태 6에서 도 6을 참조하면서 상기한 정보기록 매체(30)와 마찬가지의 구조를 가지는 정보기록 매체를 제작했다. 본 실시예의 정보기록 매체(30)에 있어서는, 상기까지의 실시예 1 ∼ 15의 정보기록 매체에 있어서의 유전체층과는 달리, 제1의 계면층(3) 및 제2의 계면층(5)에 Zr-Cr-O계 재료층을 이용한 것이다.
본 실시예의 정보기록 매체(30)는 다음과 같이 해서 제작했다. 우선, 실시예 1과 마찬가지의 기판(1)을 준비하고, 이 기판(1) 상에, (ZnS)80(SiO2)20(mol％)의 제1의 유전체층(102)을 150nm의 두께로, (ZrSiO4)43(Cr2O3) 57(mol％)의 제1의 계면층(3)을 5nm의 두께로, Ge27Sn8Sb12Te53(원자％)의 기록층(4)을 9nm의 두께로, (ZrSiO4)43(Cr2O3)57(mo1％)의 제2의 계면층(5)을 5nm의 두께로, (ZnS)80(SiO2)20(mol％)의 제2의 유전체층(106)을 50nm의 두께로, Ge80Cr20(원자％)의 광 흡수 보정층(7)을 40nm의 두께로, Ag-Pd-Cu의 반사층(8)을 80nm의 두께로, 스퍼터링법에 의해 순차 성막했다. 여기에서, 제1의 유전체층(102) 및 제2의 유전체층(106)의 각 재료는 도 10을 참조하면서 상기한 종래의 정보기록 매체(31)에서 구비되는 것과 마찬가지이다.
이 정보기록 매체(30)은 제1의 계면층(3) 및 제2의 계면층(5)의 재료가 다른 점을 제외하고, 실시예 1에서 제작한 종래 구성의 정보기록 매체(31)(도 10을 참조)와 마찬가지이고, 제1의 계면층(3) 및 제2의 계면층(5)의 성막 공정을 제외하고 이것과 마찬가지로 해서 제작했다. 제1의 계면층(3) 및 제2의 계면층(5)의 성막 공정은 (ZrSiO4)43(Cr2O3)57(mol％)의 조성을 가지는 재료로 이루어지는 스퍼터링 타겟(지름 100mm, 두께 6mm)을 성막 장치에 장치하고, 파워 500W로, Ar가스(100％)를 도입하여 약 0.13Pa의 압력 하에서, 고주파 스퍼터링을 했다.
이상과 같이 해서 얻어진 샘플 번호 12-1의 정보기록 매체(30)에 대해서, 유전체층의 밀착성 및 정보기록 매체의 반복 재기록 성능을 실시예 1에서 상기한 것과 거의 마찬가지로 해서 평가했지만, 본 실시예에서는, 밀착성의 평가는 기록층(4)과 이것에 접하는 계면층의 사이, 보다 상세히는 기록층과 제1의 계면층(3) 및 제2의 계면층(5) 중, 적어도 한쪽의 사이에서 박리가 발생하고 있는지 여부를 조사함으로써 실시했다. 또한, 반복 재기록 성능의 평가는 그루브 기록 뿐만 아니라 랜드 기록도 하여(즉, 랜드 그루브 기록에 의해) 그루브 기록 및 랜드 기록의 각각에 대해서 반복 회수를 조사함으로써, 실시했다. 이들의 결과를 표 14에 나타낸다. 부가적으로, 비교를 위해서, 실시예 1에서 제작한 도 10에 나타내는 종래 구성의 정보기록 매체(31)에 대해서 마찬가지로 평가한 결과도 표 14에 나타낸다.
[표 14]
샘플번호 박리 그루브 기록 랜드기록
반복회수 파워(mW) 반복회수 파워(mW)
Pp Pb Pp Pb
12-1 없음 100000이상 10.5 4.7 100000이상 11.0 4.9
비교 없음 100000이상 11.0 5.0 100000이상 11.3 5.2
표 14에 나타내는 바와 같이, 계면층의 재료에 (ZrSiO4)43(Cr2O3) 57(mol％)을 사용한 본 실시예의 샘플 번호 12-1의 정보기록 매체(30)로서, 비교예의 종래 구성의 정보기록 매체(31)와 동등한 성능을 얻을 수 있었다.
본 실시예에 따르면, 계면층으로서 Zr-Cr-O계 재료층을 이용하고, 정보기록 매체의 층수는 종래와 같고, 줄어들지 않는다. 그러나 이러한 Zr-Cr-O계 재료로 이루어지는 계면층은 종래의 Ge-Cr-N의 계면층과 같이 반응성 스퍼터링에 따르지 않고, Ar가스뿐의 분위기 하에서의 스퍼터링으로써 형성 가능하다. 따라서, 본 실시예에 따르면, 계면층 자체의 조성 변동이나 막 두께 분포가 종래의 Ge-Cr-N의 계면층보다도 작아져, 제조의 용이성이나 안정성을 향상시킬 수 있다.
또한, 본 실시예의 샘플 번호 12-1의 정보기록 매체(30)에서는, 제1의 계면층 및 제2의 계면층(5)으로서, (ZrSiO4)43(Cr2O3)57(mol％)의 조성을 가지는 재료로 이루어지는 층(Zr-Cr-O계 재료층)을 이용했지만, 이 조성은 일례이며, 다른 Zr-Cr-O계 재료층 또는 Zr-Cr-Zn-O계 재료층을 이용해도 좋다. 또한, 제1의 계면층(3)과 제2의 계면층(5)은 Zr-Cr-O계 재료층 및 Zr-Cr-Zn-O계 재료층으로 선택되는 서로 조성이 다른 층이라도 좋다.
(실시예 17)
이상의 실시예 1 ∼ 16에서는, 광학적 수단에 의해 정보를 기록하는 정보기록 매체를 제작했지만, 실시예 17에서는, 도 8에 나타내는 바와 같은, 전기적 수단에 의해 정보를 기록하는 정보기록 매체(207)를 제작했다. 본 실시예의 정보기록 매체(207)는 소위 메모리이다.
본 실시예의 정보기록 매체(207)는 다음과 같이 해서 제작했다. 우선, 표면을 질화처리한 길이 5mm, 폭 5mm 및 두께 1mm의 Si기판(201)을 준비하고, 이 기판(201) 상에, Au의 하부전극(202)을 1.0mm×l.0mm의 영역에 두께 0.1㎛로, Ge38Sb10Te52(화합물로서는 Ge8Sb2Te11로 표기된다)의 상변화부(相變化部)(205)를 지름 0.2mm의 원형 영역에 두께 0.1㎛로, (ZrO2)56(Cr2O3)30 (SiO2)14의 단열부(206)를 0.6mm×0.6mm의 영역(단, 상변화부(205)를 제외함)에 상변화부(205)와 같은 두께로, Au의 상부전극(204)을 0.6mm×0.6mm의 영역에 두께 0.1㎛로서, 스퍼터링법에 의해 순차 적층했다.
상변화부(205)를 성막하는 공정에서는, Ge-Sb-Te계 재료로 이루어지는 스퍼터링 타켓(지름 100mm, 두께 6mm)을 성막 장치에 장치하고, 파워 100W로, Ar가스(100％)를 도입해서 직류 스퍼터링을 했다. 스퍼터 시의 압력은 약 0.13Pa로 했다. 또한, 단열부(206)를 성막하는 공정에서는, (ZrO2)56(Cr2O3 )30(SiO2)14의 조성을 가지는 재료로 이루어지는 스퍼터링 타겟(지름 100mm, 두께 6mm)을 성막 장치에 장치하고, 파워 500W로, Ar가스(100％)를 도입하여 약 0.13Pa의 압력 하에서, 고주파 스퍼터링을 했다. 이들 공정에서의 스퍼터링은 상변화부(205) 및 단열부(206)가 서로 적층하지 않도록, 성막해야 할 면 이외의 영역을 마스크 치구(治具)로 피복해서 각각 실행했다. 또한, 상변화부(205) 및 단열부(206)의 형성의 순서는 묻지 않으며, 어떤 것을 먼저 해도 좋다.
상변화부(205) 및 단열부(206)는 기록부(203)를 구성하고, 상변화부(205)가 본 발명에서 말하는 바와 같은 기록층에 해당하고, 단열부(206)가 본 발명에서 말하는 바와 같은 Zr-Cr-O계 재료층에 해당한다.
또한, 하부전극(202)을 성막하는 공정 및 상부전극(204)을 성막하는 공정은 스퍼터링법에 의한 전극 형성 기술 분야에 있어서 일반적인 방법으로서 실시할 수 있으므로, 상세한 설명은 생략한다.
이상과 같이 해서 제작한 본 실시예의 정보기록 매체(207)에 전기적 에너지를 인가함으로써 상변화부(205)에서 상변화가 일어나는 것을 도 9에 나타내는 시스템에 의해 확인했다. 도 9에 나타내는 정보기록 매체(207)의 단면도는 도 8에 나타내는 정보기록 매체(207)의 선 A-B를 따라 두께 방향으로 절단한 단면을 나타내고 있다.
보다 상세히는, 도 9에 나타내는 바와 같이, 2개의 인가부(212)를 하부전극(202) 및 상부전극(204)에 Au리드선으로써 각각 본딩함으로써, 인가부(212)를 통해서 전기적 기록/판독 장치(214)를 정보기록 매체(메모리)(207)에 접속했다. 이 전기적 기록/판독 장치(214)에 있어서, 하부전극(202)과 상부전극(204)에 각각 접속되어 있는 인가부(212)의 사이에서는, 펄스 발생부(208)가 스위치(210)를 통해서 접속되고, 또한 저항 측정기(209)가 스위치(211)를 통해서 접속되어 있었다. 저항 측정기(209)는 저항 측정기(209)에 의해 측정되는 저항치의 고저를 판정하는 판정부(213)에 접속되어 있었다. 펄스 발생부(208)에 의해 인가부(212)를 통해서 상부전극(204) 및 하부전극(202)의 사이에 전류 펄스를 흐르게 하고, 하부전극(202)과 상부전극(204)과의 사이의 저항치를 저항 측정기(209)에 의해 측정하고, 이 저항치의 고저를 판정부(213)로 판정했다. 일반적으로, 상변화부(205)의 상변화에 의해 저항치가 변화되기 때문에, 이 판정 결과에 근거하여 상변화부(205)의 상(相)의 상태를 알 수 있다.
본 실시예의 경우, 상변화부(205)의 융점은 630℃, 결정화 온도는 170℃, 결정화 시간은 130ns이었다. 하부전극(202)과 상부전극(204) 사이의 저항치는 상변화부(205)가 비정질상 상태에서는 1000Ω, 결정상 상태에서는 20Ω이었다. 상변화부(205)가 비정질상 상태(즉 고저항 상태)일 때, 하부전극(202)과 상부전극(204)의 사이에, 20mA, 150ns의 전류 펄스를 인가한 결과, 하부전극(202)과 상부전극(204)의 사이의 저항치가 저하하고, 상변화부(205)가 비정질상 상태로부터 결정상 상태로 전이했다. 이어서, 상변화부(205)가 결정상 상태(즉 저저항 상태)일 때, 하부전극(202)과 상부전극(204)의 사이에, 200mA, 100ns의 전류 펄스를 인가한 결과, 하부전극(202)과 상부전극(204)의 사이의 저항치가 상승하고, 상변화부(205)가 결정상에서 비정질상으로 전이했다.
이상의 결과로부터, 상변화부(205) 주위의 단열부(206)로서 (ZrO2)56(Cr2O3)30(SiO2)14의 조성을 가지는 재료로 이루어지는 층을 이용하여 전기적 에너지를 부여함으로써 상변화부(기록층)로써 상변태를 생기(生起)시킬 수 있고, 따라서 정보기록 매체(207)가 정보를 기록하는 기능을 가지는 것을 확인할 수 있었다.
본 실시예와 같이, 원주형의 상변화부(205) 주위에, 유전체인 (ZrO2)56(Cr2O3)30(SiO2)14의 단열부(206)를 형성하면, 상부전극(204) 및 하부전극(202)과의 사이에 전압을 인가함으로써 상변화부(205)에 흐른 전류가 그 주변부로 누설되는 것이 효과적으로 저감되고, 따라서 전류에 의해 발생하는 쥴 열에 의해 상변화부(205)의 온도를 효율적으로 상승시킬 수 있다. 특히, 상변화부(205)를 비정질상 상태로 전이시키는 경우에는, 상변화부(205)의 Ge38Sb10Te52를 일단 용융시켜서 급냉하는 과정이 필요하지만, 단열부(206)를 상변화부(205)의 주위에 형성함으로써, 보다 작은 전류로 상변화부(205)의 온도를 융점 이상으로 올릴 수 있다.
단열부(206)의 (ZrO2)56(Cr2O3)30(SiO2) 14는 고융점이고, 열에 의한 원자 확산도 발생하기 어려우므로, 정보기록 매체(207)와 같은 전기적 메모리에 적용하는 것이 가능하다. 또한, 상변화부(205)의 주위에 단열부(206)가 존재하면, 단열부(206)가 장벽이 되어서 상변화부(205)는 기록부(203) 면내에 있어서 전기적 및 열적으로 실질적으로 격리되므로, 정보기록 매체(207)에, 복수의 상변화부(205)를 단열부(206)로써 서로 격리된 상태로 형성하여 정보기록 매체(207)의 메모리 용량을 늘리거나, 액세스 기능이나 스위칭 기능을 향상시킬 수 있다. 또한, 정보기록 매체(207) 자체를 복수 개 연결하는 것도 가능하다.
이상, 다양한 실시예를 통해서 본 발명의 정보기록 매체에 대해서 설명해 왔지만, 광학적 수단으로써 기록하는 정보기록 매체 및 전기적 수단으로써 기록하는 정보기록 매체 중, 어떤 것이라도 Zr-Cr-O계 재료층 및/또는 Zr-Cr-Zn-O계 재료층을 이용할 수 있고, 이러한 본 발명의 정보기록 매체에 의하면, 종래의 정보기록 매체에 비해서 우수한 효과를 얻을 수 있다.
본 발명은 기록층과 직접 접해서 형성하는 유전체층을 바람직하게는 ZrO2-Cr2O3계 재료, ZrO2-Cr2O3-SiO2계 재료 또는 ZrO2-Cr2O3-SiO2에 ZnS, ZnSe 혹은 ZnO를 혼합한 재료로 형성하는 것을 특징으로 한다. 이 특징에 따르면, 종래의 광 정보기록 매체가 가지고 있던 기록층과 유전체층과의 사이의 계면층을 없애어 층수를 저감할 수 있음과 동시에, 신뢰성이 높고, 우수한 반복 재기록 성능 및 고기록 감도가 확보된 광 정보기록 매체를 실현할 수 있다. 또한, 이들 재료의 층을 전기적 에너지를 인가하는 정보기록 매체에 있어서, 기록층을 단열하기 위한 유전체층으로서 사용하면, 작은 전기적 에너지로써 기록층의 상변화를 발생시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 광 정보기록 매체의 일례를 나타내는 부분 단면도.
도 2는 본 발명의 광 정보기록 매체의 다른 예를 나타내는 부분 단면도.
도 3은 본 발명의 광 정보기록 매체의 더욱 다른 예를 나타내는 부분 단면도.
도 4는 본 발명의 광 정보기록 매체의 더욱 다른 예를 나타내는 부분 단면도.
도 5는 본 발명의 광 정보기록 매체의 더욱 다른 예를 나타내는 부분 단면도.
도 6은 본 발명의 광 정보기록 매체의 더욱 다른 예를 나타내는 부분 단면도.
도 7은 식 (21)로서 나타내는 재료의 조성 범위를 나타내는 삼각도.
도 8은 전기적 에너지의 인가에 의해 정보가 기록되는 본 발명의 정보기록 매체의 일례를 나타내는 모식도.
도 9는 도 8에 나타내는 정보기록 매체를 사용하는 시스템의 일례를 나타내는 모식도.
도 10은 종래의 정보기록 매체의 일례를 나타내는 부분 단면도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
1, 101, 201 : 기판 2, 102 : 제1의 유전체층
3, 103 : 제1의 계면층 4 : 기록층
5, 105 : 제2의 계면층 6, 106 : 제2의 유전체층
7 : 광 흡수 보정층 8 : 반사층
9 : 접착층 10, 110 : 더미 기판
12 : 레이저 광 13 : 제1의 기록층
14 : 제1의 반사층 15 : 제3의 유전체층
16 : 중간층 17 : 제4의 유전체층
18 : 제2의 기록층 19 : 제5의 유전체층
20 : 제2의 반사층 21 : 제1정보층
22 : 제2정보층 23 : 그루브면
24 : 랜드면
25, 26, 27, 28, 29, 30, 31, 207 : 정보기록 매체
202 : 하부전극 203 : 기록부
204 : 상부전극 205 : 상변화부(기록층)
206 : 단열부(유전체층) 208 : 펄스 발생부
209 : 저항 측정기 210, 211 : 스위치
212 : 인가부 213 : 판정부
214 : 전기적 기록/판독 장치

Claims (28)

  1. 기판 및 기록층을 포함하고, 상기 기록층이 광의 조사 또는 전기적 에너지의 인가에 의해 결정상과 비정질상과의 사이에서 상변태를 발생하는 정보기록 매체로서, Zr, Cr 및 O를 함유하는 Zr-Cr-O계 재료층을 추가로 포함하고, 이 Zr-Cr-O계 재료층에 있어서, Zr의 함유량이 30원자％ 이하이며, Cr의 함유량이 7원자％ 이상 37원자％ 이하Zr의 함유량이 30원자% 이하이고, Cr의 함유량이 7원자% 이상 37원자% 이하이며,
    상기 기록층이 상기 기판의 한쪽 또는 양쪽의 표면에 직접으로, 또는 1 혹은 복수의 기타의 층을 개재하여 형성되고,
    상기 Zr-Cr-O계 재료층이 두께방향에서 상기 기록층과 인접한 두개의 층 중의 한쪽 또는 양쪽의 층이거나, 혹은 상기 기록층의 측면과 계면을 접해있는, 정보기록 매체.
  2. 제1항에 있어서, 상기 Zr-Cr-O계 재료층이, 식 (1):
    ZrQCrRO100-Q-R(원자％) …(1)
    (식 중, Q 및 R은 각각, O＜Q30, 7R37의 범위 내에 있고, 또한 20Q+R60임)으로 나타내는 재료로 실질적으로 이루어지는 정보기록 매체.
  3. 제1항에 있어서, 상기 Zr-Cr-O계 재료층이 추가로 Si를 함유하고, 식 (2):
    ZrUCrVSiTO100-U-V-T(원자％) …(2)
    (식 중, U, V 및 T는 각각, O＜U30, 7V37 및 O＜T14의 범위 내에 있고, 또한 20U+V+T60임)으로 나타내는 재료로 실질적으로 이루어지는 정보기록 매체.
  4. 제1항에 있어서, 상기 Zr-Cr-O계 재료층이, 식 (11):
    (ZrO2)M(Cr2O3)100-M(mol％) …(11)
    (식 중, M은 20M80임)으로 나타내는 재료로 실질적으로 이루어지는 정보기록 매체.
  5. 제3항에 있어서, 상기 Si를 포함하는 Zr-Cr-O계 재료층이, 식 (21):
    (ZrO2)X(Cr2O3)Y(SiO2)100-X-Y (mol％) …(21)
    (식 중, X 및 Y는 각각, 20X70 및 20Y60의 범위 내에 있고, 또한 60X+Y90임)으로 나타내는 재료로 실질적으로 이루어지는 정보기록 매체.
  6. 제5항에 있어서, 식 (21)로 나타내는 재료가, ZrO2와 SiO2를 거의 같은 비율로 함유하고, 식 (22):
    (ZrSiO4)Z(Cr2O3)100-Z(mol％) …(22)
    (식 중, Z는, 25Z67의 범위 내에 있음)으로 나타내는 정보기록 매체.
  7. 기판 및 기록층을 포함하고, 상기 기록층이 광의 조사 또는 전기적 에너지의 인가에 의해 결정층과 비정질상과의 사이에서 상변태를 발생하는 정보기록 매체로서, 식 (3):
    (ZrO2)C(Cr2O3)E(D)F(SiO2)100-C-E-F(mol％) …(3)
    (식 중, D는, ZnS, ZnSe 또는 ZnO이며, C, E 및 F는 각각, 20C60, 20E60 및 10F40의 범위 내에 있고, 또한 60C+E+F90임)으로 나타내는 Zr-Cr-Zn-O계 재료로 실질적으로 이루어지는 Zr-Cr-Zn-O계 재료층을 추가로 포함하고,
    상기 기록층이 상기 기판의 한쪽 또는 양쪽의 표면에 직접으로, 또는 1 혹은 복수의 기타의 층을 개재하여 형성되고,
    상기 Zr-Cr-Zn-O계 재료층이 두께방향에서 상기 기록층과 인접한 두개의 층 중의 한쪽 또는 양쪽의 층이거나, 혹은 상기 기록층의 측면과 계면을 접해있는, 정보기록 매체.
  8. 제7항에 있어서, 식 (3)으로 나타내는 재료가, ZrO2와 SiO2를 거의 같은 비율로 함유하고, 식 (31):
    (ZrSiO4)A(Cr2O3)B(D)100-A-B(mol％) …(31)
    (식 중, D는, ZnS, ZnSe 또는 ZnO이며, A 및 B는 각각, 25A54 및 25B63의 범위 내에 있고, 또한 50A+B88임)으로 나타내는 정보기록 매체.
  9. 제1항에 있어서, 상변태가 가역적으로 발생하는 정보기록 매체.
  10. 제7항에 있어서, 상변태가 가역적으로 발생하는 정보기록 매체.
  11. 제9항에 있어서, 기록층이, Ge-Sb-Te, Ge-Sn-Sb-Te, Ge-Bi-Te, Ge-Sn-Bi-Te, Ge-Sb-Bi-Te, Ge－Sn-Sb-Bi-Te, Ag-In-Sb-Te 및 Sb-Te로부터 선택되는 어느 1개의 재료를 포함하는 정보기록 매체.
  12. 제10항에 있어서, 기록층이 Ge-Sb-Te, Ge-Sn-Sb-Te, Ge-Bi-Te, Ge-Sn-Bi-Te, Ge-Sb-Bi-Te, Ge-Sn-Sb-Bi-Te, Ag-In-Sb-Te 및 Sb-Te로부터 선택되는 어느 1개의 재료를 포함하는 정보기록 매체.
  13. 제1항에 있어서, 기록층의 막 두께가 15nm 이하인 정보기록 매체.
  14. 제7항에 있어서, 기록층의 막 두께가 15nm 이하인 정보기록 매체.
  15. 제1항에 있어서, 기록층을 2개 이상 가지고 있는 정보기록 매체.
  16. 제7항에 있어서, 기록층을 2개 이상 가지고 있는 정보기록 매체.
  17. 제1항에 있어서, 기판 한쪽의 표면에, 제1의 유전체층, 기록층, 제2의 유전체층 및 반사층이 이 순서로 형성되어 있고, 상기 제1의 유전체층 및 상기 제2의 유전체층 중, 적어도 1개의 유전체층이 상기 Zr-Cr-O계 재료층이고, 상기 기록층과 계면을 접하고 있는 정보기록 매체.
  18. 제7항에 있어서, 기판 한쪽의 표면에, 제1의 유전체층, 기록층, 제2의 유전체층 및 반사층이 이 순서로 형성되어 있고, 상기 제1의 유전체층 및 상기 제2의 유전체층 중, 적어도 1개의 유전체층이 상기 식 (3)으로 나타내는 Zr-Cr-Zn-O계 재료로 실질적으로 이루어지는 층이고, 상기 기록층과 계면을 접하고 있는 정보기록 매체.
  19. 제1항에 있어서, 기판 한쪽의 표면에, 반사층, 제2의 유전체층, 기록층 및 제1의 유전체층이 이 순서로 형성되어 있고, 상기 제1의 유전체층 및 상기 제2의 유전체층 중, 적어도 1개의 유전체층이 상기 Zr-Cr-O계 재료층이고, 상기 기록층과 계면을 접하고 있는 정보기록 매체.
  20. 제7항에 있어서, 기판 한쪽의 표면에, 반사층, 제2의 유전체층, 기록층 및 제1의 유전체층이 이 순서로 형성되어 있고, 상기 제1의 유전체층 및 상기 제2의 유전체층 중, 적어도 1개의 유전체층이 상기 식 (3)으로 나타내는 Zr-Cr-Zn-O계 재료로 실질적으로 이루어지는 층이고, 상기 기록층과 계면을 접하고 있는 정보기록 매체.
  21. 기판 및 기록층을 포함하고, Zr, Cr 및 O를 함유하는 재료로 이루어지고, Zr의 함유량이 30원자% 이하이며, Cr의 함유량이 7원자% 이상 37원자% 이하임과 아울러, 두께방향에서 상기 기록층과 인접한 두개의 층 중의 한쪽 또는 양쪽의 층이거나, 혹은 상기 기록층의 측면과 계면을 접해있는, Zr-Cr-O계 재료층을 추가로 포함하는 정보기록 매체의 제조방법으로서, 상기 기록층을, 상기 기판의 한쪽 또는 양쪽의 표면에 직접으로, 또는 1 혹은 복수의 기타의 층을 개재하여 형성하는 것, 및 이 Zr-Cr-O계 재료층을, 기록층을 형성하기 전 및/또는 기록층을 형성한 후에 스퍼터링법으로써 형성하는 공정을 포함하는 정보기록 매체의 제조방법.
  22. 제21항에 있어서, 상기 Zr-Cr-O계 재료층을 스퍼터링법으로 형성하는 공정에 있어서, 식 (10):
    ZrJCrKO100-J-K(원자％) …(10)
    (식 중, J 및 K는 각각, 3J24 및 11K36의 범위 내에 있고, 또한 34J+K40임)으로 나타내는 재료로 실질적으로 이루어지는 스퍼터링 타겟을 이용하는 정보기록 매체의 제조 방법.
  23. 제21항 있어서, 상기 Zr-Cr-O계 재료층을 스퍼터링법으로 형성하는 공정에 있어서, 식 (20):
    ZrGCrHSiLO100-G-H-L(원자％) …(20)
    (식 중, G, H 및 L은 각각, 4G21, 11H30 및 2L12의 범위 내에 있고, 또한 34G+H+L40임)으로 나타내는 재료로 실질적으로 이루어지는 스퍼터링 타겟을 이용하고, Si를 포함하는 Zr-Cr-O계 재료층을 형성하는 정보기록 매체의 제조 방법.
  24. 제21항에 있어서, 상기 Zr-Cr-O계 재료층을 스퍼터링법으로 형성하는 공정에 있어서, 식 (110):
    (ZrO2)m(Cr2O3)100-m(mol％) …(110)
    (식 중, m은 20m80의 범위 내에 있음)으로 나타내는 재료로 실질적으로 이루어지는 스퍼터링 타겟을 이용하는 정보기록 매체의 제조 방법.
  25. 제21항에 있어서, 상기 Zr-Cr-O계 재료층을 스퍼터링법으로 형성하는 공정에 있어서, 식 (210):
    (ZrO2)x(Cr2O3)y(SiO2)100-x-y (mol％) …(210)
    (식 중, x 및 y는 각각, 20x70 및 20y60의 범위 내에 있고, 또한 60x+y90임)으로 나타내는 재료로 실질적으로 이루어지는 스퍼터링 타겟을 이용하고, Si를 포함하는 Zr-Cr-O계 재료층을 형성하는 정보기록 매체의 제조 방법.
  26. 제25항에 있어서, 상기 식 (210)으로 나타내는 재료가 ZrO2와 SiO2를 거의 같은 비율로 함유하고, 식 (220):
    (ZrSiO4)Z(Cr2O3)100-Z(mol％) …(220)
    (식 중, z는 25z67의 범위 내에 있음)으로 나타내는 재료인 정보기록 매체의 제조 방법.
  27. 기판 및 기록층을 포함하고, 추가로 Zr-Cr-Zn-O계의 재료로 실질적으로 이루어지고, 두께방향에서 상기 기록층과 인접한 두개의 층 중의 한쪽 또는 양쪽의 층, 또는 Zr-Cr-Zn-O계의 재료로 실질적으로 이루어지고, 상기 기록층의 측면과 계면을 접해있는 층을 포함하는 정보기록 매체의 제조방법으로서, 상기 기록층을, 상기 기판의 한쪽 또는 양쪽의 표면에 직접으로, 또는 1 혹은 복수의 기타의 층을 개재하여 형성하는 것, 및 이 Zr-Cr-Zn-O계의 재료로 실질적으로 이루어지는 층을, 기록층을 형성하기 전 및/또는 기록층을 형성한 후에 스퍼터링법으로써 형성하는 공정을 포함하고, 이 공정에 있어서, 식 (30):
    (ZrO2)c(Cr2O3)e(D)f(SiO2)100-c-e-f(mol％) …(30)
    (식 중, D는 ZnS, ZnSe 또는 ZnO이며, c, e 및 f는 각각, 20c60 및 20e60, 10f40의 범위 내에 있고, 또한 60c+e+f90임)으로 나타내는 재료로 실질적으로 이루어지는 스퍼터링 타겟을 이용하는 정보기록 매체의 제조 방법.
  28. 제27항에 있어서, 상기 식 (30)으로서 나타내는 재료가 ZrO2와 SiO2를 거의 같은 비율로 함유하고, 식 (310):
    (ZrSiO4)a(Cr2O3)b(D)100-a-b(mol％) …(310)
    (식 중, D는 ZnS, ZnSe 또는 ZnO이며, a 및 b는 각각, 25a54 및 25b63의 범위 내에 있고, 또한 50a+b88임)으로 나타내는 재료인 정보기록 매체의 제조 방법.
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