KR100593796B1 - 정보 기록 매체 및 그 제조 방법 - Google Patents

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마쯔시다덴기산교 가부시키가이샤
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    • G11B7/259—Record carriers characterised by shape, structure or physical properties, or by the selection of the material characterised by the selection of the material of layers other than recording layers of reflective layers based on silver

Abstract

본 발명의 정보 기록 매체에는, 기판(1)의 표면에, 기록층(4) 및 제1 및 제2 유전체층(2,6)이 형성되어 있다. 기록층(4)은, 광의 조사 또는 전기 에너지의 인가에 의해 기록 및 재생 중 적어도 한쪽을 가능하게 하는 것이다. 유전체층(2, 6)은, Sn, Ga 및 Zn으로 이루어지는 군 GM으로부터 선택되는 적어도 1개의 원소의 산화물과, A1, Si 및 B로 이루어지는 군 GL로부터 선택되는 적어도 1개의 원소의 산화물 및 질화물 중의 적어도 한쪽을 포함하는 산화물계 재료층 또는 산화물-질화물계 재료층이거나, 또는 군 GM의 산화물군에, La 및 Ce로부터 선택되는 적어도 1개의 원소의 불화물을 포함하는 산화물-불화물계 재료층이다.

Description

정보 기록 매체 및 그 제조 방법{INFORMATION RECODING MEDIUM AND METHOD FOR PRODUCING THE SAME}
도 1은 본 발명의 실시형태 1의 정보 기록 매체의 일례를 나타낸 부분 단면도,
도 2는 본 발명의 실시형태 2의 정보 기록 매체의 일례를 나타낸 부분 단면도,
도 3은 전기적 에너지의 인가에 의해 정보가 기록되는 본 발명의 정보 기록 매체의 일례를 나타낸 사시도,
도 4는 도 3에 도시한 정보 기록 매체를 사용하는 시스템의 일례를 나타낸 모식도,
도 5는 본 발명의 정보 기록 매체의 제조 방법에서 사용되는 스퍼터링 장치의 일례를 나타낸 개략도,
도 6은 종래의 정보 기록 매체의 일례를 나타낸 부분 단면도이다.
본 발명은, 광학적 또는 전기적 수단에 의해, 정보의 기록 및 재생 중 적어 도 한쪽을 가능하게 하는 정보 기록 매체와 그 제조 방법에 관한 것이다.
종래의 정보 기록 매체로서, 본원 발명자들은, 데이터 파일 및 화상 파일로서 사용할 수 있는 대용량의 다시쓰기형 상변화 정보 기록 매체인, 4.7GB/DVD-RAM(Digital Versatile Disk-Random Access Memory)를 개발하여 상품화했다(예를 들면, 일본국 특개 2001-322357호 공보 참조). 이 정보 기록 매체(DVD-RAM)의 구성을 도 6에 도시한다. 도 6에 도시한 정보 기록 매체는, 기판(1)의 한쪽 표면에, 제1 유전체층(102), 제1 계면층(103), 기록층(4), 제2 계면층(105), 제2 유전체층(106), 광흡수 보정층(7) 및 반사층(8)이 이 순서로 적층된 7층 구조의 다층막을 갖는다. 이 정보 기록 매체에 있어서, 제1 유전체층(102)은, 제2 유전체층(106)보다도 레이저광 입사측의 위치에 배치된다. 제1 계면층(103)과 제2 계면층(105)도 같은 위치 관계를 갖는다. 이렇게, 본 명세서에 있어서는, 정보 기록 매체가 같은 기능을 갖는 층을 2개 이상 포함하는 경우, 입사되는 레이저광에서 봐서 가까운 측에 있는 것부터, 순서대로「제1」,「제2」,「제3」,…이라 칭한다.
제1 유전체층(102)과 제2 유전체층(106)은, 광학 거리를 조절하여 기록층(4)의 광흡수 효율을 높여, 기록층(4)이 결정상인 경우의 반사율과 기록층(4)이 비정질상인 경우의 반사율의 차를 크게 하여 신호 진폭을 크게 하는 기능을 갖는다. 종래, 유전체층의 재료로서 사용되고 있는 80mol%의 ZnS와 20mol%의 SiO2의 혼합물(이하, 본 명세서에서 (ZnS)80(SiO2)20(mol%)라 표기한다. 다른 혼합물에 관해서도 동일하다)은 비정질 재료이고, 열전도율이 낮고, 투명하고 또한 고굴절율을 갖는 다. 또, (ZnS)80(SiO2)20(mol%)는, 막형성시의 막형성 속도가 크고, 기계 특성 및 내습성도 양호하다. 이렇게, (ZnS)80(SiO2)20(mol%)는, 정보 기록 매체의 유전체층으로서 뛰어난 재료이다.
제1 유전체층(102) 및 제2 유전체층(106)의 열전도율이 낮으면, 기록층(4)에 레이저광이 입사했을 때 발생하는 열이, 유전체층(102, 106)의 면 내 방향으로 확산되기 어렵다. 특히, 제2 유전체층(106)의 열전도율이 낮은 경우에는, 열이 기록층(4)에서 반사층(8)쪽으로 두께 방향으로 빠르게 확산하기 때문에, 기록층(4)이 보다 짧은 시간에 냉각되게 되어, 비정질 마크(기록 마크)가 형성되기 쉬워진다. 기록 마크가 형성되기 힘든 경우는 높은 피크 파워로 기록할 필요가 있으나, 기록 마크가 형성되기 쉬운 경우는 낮은 피크 파워로 기록할 수 있다. 이렇게, 유전체층(102, 106)의 열전도율이 낮은 경우는, 낮은 피크 파워로 기록할 수 있기 때문에, 정보 기록 매체의 기록 감도는 높아진다.
유전체층(102, 106)의 열전도율이 높은 경우는, 높은 피크 파워로 기록하게 되므로, 정보 기록 매체의 기록 감도는 낮아진다. 정보 기록 매체중의 유전체층(102, 106)은, 열전도율을 정밀도 높게 측정할 수 없을 정도로 얇은 막의 형태로 존재한다. 그 때문에, 본원 발명자들은, 유전체층의 열전도율의 크기를 아는 상대적인 판단 기준으로서, 정보 기록 매체의 기록 감도를 채용하고 있다.
기록층(4)은, Ge-Sn-Sb-Te를 포함하는, 고속으로 결정화하는 재료를 사용하여 형성되어 있다. 이러한 재료를 기록층(4)으로서 갖는 정보 기록 매체는, 뛰어 난 초기 기록 성능을 가질 뿐만 아니라, 뛰어난 기록 보존성 및 다시쓰기 보존성도 갖는다. 다시쓰기형 상변화 정보 기록 매체는, 기록층(4)이 결정상과 비정질상의 사이에서 가역적 상변화를 발생하는 것을 사용하여 정보의 기록, 소거 및 다시쓰기를 행한다. 고 파워의 레이저광(피크 파워)을 기록층(4)에 조사하여 급냉하면, 조사부가 비정질상이 되어 기록 마크가 형성된다. 저 파워의 레이저광(바이어스 파워)을 조사하여 기록층(4)을 승온하여 서냉하면, 조사부가 결정상이 되어 기록되어 있던 정보는 소거된다. 피크 파워 레벨과 바이어스 파워 레벨의 사이에서 파워 변조한 레이저광을 기록층에 조사함으로써, 이미 기록되어 있는 정보를 소거하면서 새로운 정보로 다시쓰기해 갈 수 있다. 반복 다시쓰기 성능은, 지터값이 실용상 문제가 없는 범위에서 다시쓰기를 반복할 수 있는 최대 회수로 표시된다. 이 회수가 많을 수록 반복 다시쓰기 성능이 좋다고 할 수 있다. 특히, 데이터 파일용의 정보 기록 매체는, 뛰어난 반복 다시쓰기 성능을 갖는 것이 요구된다.
제1 계면층(103) 및 제2 계면층(105)은, 제1 유전체층(102)과 기록층(4)의 사이 및 제2 유전체층(106)과 기록층(4)의 사이에서 발생하는 물질 이동을 방지하는 기능을 갖는다.(물질 이동을 방지하는 기능을 갖는 층에 대해, 일본국 특개평 10-275360호 공보 및 국제공개 제97/34298호 팜플렛 참조). 제1 및 제2 계면층(103, 105)은, 레이저광을 기록층(4)에 조사하여 정보를 반복 다시쓰기하고 있는 동안에 제1 및 제2 유전체층(102, 106)에 포함되는 (ZnS)80(SiO2)20(mol%)의 S원자가 기록층(4)에 확산되어 가는 것을 방지하는 것이다. S원자가 다량으로 기록층(4)에 확산되면, 기록층(4)의 반사율 저하를 초래하여, 반복 다시쓰기 성능이 악화하는 것이 이미 알려져 있다(예를 들면, N. Yamada etal. Japanese Journal of Applied Physics Vol.37(1998) pp. 2104-2110 참조).
광흡수 보정층(7)은, 기록층(4)이 결정 상태일 때의 광 흡수율(Ac)과 비정질 상태일 때의 광 흡수율(Aa)의 비(Ac/Aa)를 조정하여, 다시쓰기할 때의 마크 형상의 비뚤어짐을 억제하는 기능을 갖는다. 반사층(8)은, 광학적으로는 기록층(4)에 흡수되는 광량을 증대시키는 기능을 갖고, 열적으로는 기록층(4)에서 발생한 열을 빠르게 확산시켜 급냉하여, 기록층(4)을 비정질화하기 쉽게 한다는 기능을 갖는다. 반사층(8)은 또, 다층막을 사용 환경으로부터 보호하는 기능도 갖고 있다.
이렇게, 도 6에 도시한 정보 기록 매체는, 상술한 것과 같이 기능하는 7개의 층이 적층된 구조로 함으로써, 4.7GB라는 대용량에 있어서, 뛰어난 반복 다시쓰기 성능과 높은 신뢰성을 확보하여, 상품화에 이른 것이다.
상술한 바와 같이, 제1 및 제2 유전체층에 (ZnS)80(SiO2)20(mol%)를 사용하고 있는 경우, 제1 및 제2 유전체층을 기록층에 접촉하도록 형성하면, 레이저광을 기록층에 조사하여 정보를 반복 다시쓰기하고 있는 동안에, 제1 및 제2 유전체층에 포함되는 (ZnS)80(SiO2)20(mol%)의 S원자가 기록층에 확산되어, 기록층의 반사율 저하를 초래하여, 반복 다시쓰기 성능이 악화한다. 그 때문에, 도 6에 도시한 정보기록 매체처럼, 반복 다시쓰기 특성을 확보하기 위해, 기록층과 유전체층의 사이에 물질 이동을 억제하는 계면층을 형성하는 것이 필요해진다. 그러나, 매체의 가격 을 고려하면, 매체를 구성하는 층의 수는 1개라도 적은 것이 바람직하다. 이것은, 층수의 감소에 의해, 재료비의 삭감, 제조 장치의 소형화, 및 제조 시간 단축에 의한 생산량의 증가를 실현할 수 있어, 결과적으로 매체의 가격 저감으로 이어지기 때문이다.
본원 발명자들은, 층수를 줄이는 한 방법으로서, 제1 계면층 및 제2 계면층 중, 적어도 1개의 계면층을 없애는 가능성에 대해 검토했다. 계면층은 두께 2nm∼5nm의 대단히 얇은 층이어서, 구조적으로 약하다. 그 때문에, 반복하여 정보를 기록하고 있는 동안에 막 파괴가 발생해, 그 결과, 원자 확산이 일어나기 쉬워진다. 따라서, 계면층을 없애는 것은, 정보 기록 매체의 안정성의 면에서도 바람직하다. 다만, 계면층을 없애기 위해서는, S의 물질 이동을 발생시키지 않는 재료, 즉 S원자를 포함하지 않는 재료계로 유전체층을 형성하는 것이 필요하다.
또, 유전체층의 재료에 관해서는, (1)기록층으로의 광흡수를 충분히 확보하여 효율적으로 기록을 행하고, 또한 기록된 정보를 양호하게 재생하기 위한 충분한 반사광을 확보하기 위해, 기록 및 재생하는 파장의 광에 대해, 어느 정도의 투명성을 갖고 있을 것, (2)계면층이 형성된 7층 구조의 다층막을 포함하는 정보 기록 매체와 동등하거나 그 이상의 기록 감도가 얻어질 것, (3)반복 다시쓰기에도 용융하지 않고, 열적으로 안정되고 고융점일 것, (4)생산성을 확보하기 위해, 막형성시의 막형성 속도가 클 것, (5)신뢰성이 뛰어날 것이 요구된다.
본 발명은, 계면층을 형성하지 않고 기록층과 직접 접하도록 형성된 경우라 도, 기록층으로의 물질 이동이 억제되고, 또한 기록층과의 밀착성이 양호한 재료층을 형성함으로써, 양호한 반복 다시쓰기 성능을 갖는 정보 기록 매체를 제공하는 것을 과제로 한다.
본 발명의 제1 정보 기록 매체는, 기판 및 기록층을 포함하며, 광의 조사 또는 전기 에너지의 인가에 의해 기록 및 재생 중 적어도 한쪽을 가능하게 하는 정보기록 매체에 있어서, Sn, Ga 및 Zn으로 이루어지는 군 GM으로부터 선택되는 적어도 1개의 원소와, Al, Si 및 B로 이루어지는 군 GL로부터 선택되는 적어도 1개의 원소와, 산소(O)를 포함하고, 또한 질소(N)를 임의로 포함하는 재료층을 더 포함하는 것을 특징으로 하고 있다.
본 발명의 제2 정보 기록 매체는, 기판 및 기록층을 포함하며, 광의 조사 또는 전기 에너지의 인가에 의해 기록 및 재생 중 적어도 한쪽을 가능하게 하는 정보 기록 매체에 있어서, Sn, Ga 및 Zn으로 이루어지는 군 GM으로부터 선택되는 적어도 1개의 원소와, 산소(O)와, La 및 Ce로 이루어지는 군 GA로부터 선택되는 적어도 1개의 원소와, 불소(F)를 포함하는 재료층을 더 포함하는 것을 특징으로 하고 있다.
본 발명의 제1 정보 기록 매체의 제조 방법은, 기판, 기록층 및 재료층을 포함하며, 광의 조사 또는 전기 에너지의 인가에 의해 기록 및 재생 중 적어도 한쪽을 가능하게 하는 정보 기록 매체의 제조 방법에 있어서, 상기 재료층을, Sn, Ga 및 Zn으로 이루어지는 군 GM으로부터 선택되는 적어도 1개의 원소와, Al, Si, 및 B로 이루어지는 군 GL로부터 선택되는 적어도 1개의 원소와, 산소(O)를 포함하고, 또한 질소(N)를 임의로 포함하는 스퍼터링 타겟을 사용하여, 스퍼터링법으로 형성하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하고 있다.
본 발명의 제2 정보 기록 매체의 제조 방법은, 기판, 기록층 및 재료층을 포함하며, 광의 조사 또는 전기 에너지의 인가에 의해 기록 및 재생 중 적어도 한쪽을 가능하게 하는 정보 기록 매체의 제조 방법에 있어서, 상기 재료층을, Sn, Ga 및 Zn으로 이루어지는 군 GM로부터 선택되는 적어도 1개의 원소와, 산소(O)와, La 및 Ce로 이루어지는 군 GA로부터 선택되는 적어도 1개의 원소와, 불소(F)를 포함하는 스퍼터링 타겟을 사용하여, 스퍼터링법으로 형성하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하고 있다.
본 발명의 제1 정보 기록 매체에 있어서는, 재료층이, Sn, Ga 및 Zn으로 이루어지는 군 GM으로부터 선택되는 적어도 1개의 원소와, Al, Si 및 B로 이루어지는 군 GL로부터 선택되는 적어도 1개의 원소와, 산소(O)를 포함하고 있다. 재료층은, 질소(N)를 더 포함하고 있어도 된다. 재료층을 이러한 재료로 형성함으로써, 종래의 정보 기록 매체의 유전체층에 사용하고 있던 (ZnS)80(SiO2)20(mol%)와 동등 이상의 막형성 속도를 실현할 수 있는 동시에, 재료층을 구성하는 원소에 S를 포함하지 않기 때문에 재료층을 유전체층에 적용하는 경우에 별도로 계면층을 형성할 필요가 없고, 또한 기록 재생하는 파장의 광에 대해 어느 정도의 투명성을 갖는 유전체층을 형성할 수 있다. 또, 이러한 재료층을 유전체층에 사용하면, 계면층을 통하지 않고 직접 기록층의 상하에 유전체층을 형성해도, 충분한 기록 감도로 다시쓰기 성 능을 확보할 수 있다. 또한, 본 발명의 제1 정보 기록 매체는, 광을 조사함으로써, 또는 전기적 에너지를 인가함으로써, 정보를 기록 재생하는 매체이다. 일반적으로, 광의 조사는, 레이저광을 조사함으로써 실시되고, 전기적 에너지의 인가는 기록층에 전압을 인가함으로써 실시된다. 이하, 본 발명의 제1 정보 기록 매체를 구성하는 재료층의 재료에 관해, 보다 구체적으로 설명한다.
본 발명의 제1 정보 기록 매체에 있어서, 재료층이, 하기의 조성식 :
MHOILJNK(원자%) … (1)
(식중, M은 상기 군 GM으로부터 선택되는 적어도 1개의 원소를 나타내고, L은 상기 군 GL로부터 선택되는 적어도 1개의 원소를 나타내고, H, I, J 및 K는, 10≤H≤50, 10≤I≤70, 0<J≤40, 0≤K≤50을 만족한다)로 표시되는 재료를 포함하고 있어도 된다. 여기서, 「원자%」란, 조성식 (1)이, 「M」원자, 산소 원자, 「L」원자, 및 질소 원자를 합친 수를 기준(100%)으로 해서 표시된 조성식인 것을 나타내고 있다. 이하의 조성식에서도「원자%」의 표시는, 같은 취지로 사용하고 있다. 또, 조성식 (1)은, 재료층에 포함되는, 「M」원자, 산소 원자, 「L」원자, 및 질소 원자만을 카운트하여 표시한 것이다. 따라서, 조성식 (1)로 표시되는 재료를 포함하는 재료층에, 이들 원자 이외의 성분을 포함하는 경우가 있다. 또, 조성식 (1)로 표시되는 재료에 있어서, 각 원자가 어떠한 화합물로서 존재하고 있는지는 문제되지 않는다. 이러한 조성식으로 재료를 특정하고 있는 것은, 박막에 형성한 층의 조성을 조사함에 있어서, 화합물의 조성을 구하는 것은 어려워, 현실적으로는 원소 조성(즉, 각 원자의 비율)만을 구하는 경우가 많기 때문이다. 조성식 (1)로 표시되는 재료에 있어서, 원소 M의 대부분은 산소 원자와 함께 산화물로서 존재하고, 원소 L의 대부분은 산소 원자 또는 질소 원자와 함께 산화물 또는 질화물로서 존재하고 있다고 생각된다.
본 발명의 제1 정보 기록 매체에 있어서, 재료층에 포함되는 원소 M은 Sn 및 Ga 중의 적어도 한쪽인 것이 바람직하다. Sn을 포함하는 재료층은, 군 GM을 구성하는 원소를 포함하는 재료층 중에서도 특히 높은 막형성 속도를 갖기 때문에, 생산성 면에서 바람직하다. 또, Ga를 포함하는 재료층은, 군 GM을 구성하는 원소를 포함하는 재료층 중에서도 특히 다시쓰시 특성이 뛰어나므로, 보다 바람직하다.
본 발명의 제1 정보 기록 매체가 광 정보 기록 매체인 경우, 군 GM으로부터 선택되는 원소와, 군 GL로부터 선택되는 원소와, 산소(O) 또는 산소(O) 및 질소(N)를 포함하는 재료층(이하, 「산화물계 재료층」또는「산화물-질화물계 재료층」이라 칭한다)을 사용하여, 기록층과 인접하는 2개의 유전체층 중의 어느 한쪽 또는 양쪽의 유전체층을 형성하는 것이 바람직하다. 예를 들면, 상변화에 의한 기록 매체의 경우, 기록층을 구성하는 주재료 계의 융점은 500∼700℃ 정도인 것에 비해, 군 GM을 구성하는 원소, 즉 Sn, Ga 및 Zn의 산화물은 모두, 융점이 1000℃ 이상이고, 열 안정성이 뛰어나다. 열적 안정성이 뛰어난 재료를 포함하는 유전체층은, 이 유전체층을 포함하는 정보 기록 매체에 정보가 반복 다시쓰기되는 경우라도, 열화하기 어렵고, 내구성이 뛰어나다. 또, 군 GL을 구성하는 원소, 즉, Al, Si 및 B의 질화물 및 산화물은, 내습성도 양호하다. 또, 상기 산화물 및 질화물은 모두, 칼코게나이드 재료로 형성되는 기록층과의 밀착성이 양호하다. 따라서, 이 산화물계 재료층 또는 산화물-질화물계 재료층을 유전체층으로서 형성한 정보 기록 매체에 있어서는,
(1)S를 포함하지 않는 유전체층을, 기록층에 양호하게 밀착시켜 형성할 수 있기 때문에, 계면층이 불필요하고,
(2)도 6에 도시한 종래의 정보 기록 매체와 같은 정도 또는 그 이상의 반복 다시쓰기에 대한 내구성, 및 내습성을 정보 기록 매체에 부여할 수 있고,
(3)다수의 산화물 또는 질화물이 혼합되어 구조가 복잡해지므로, 유전체층의 열전도율이 작아지고, 그에 의해 기록층이 급냉되기 쉬워져, 기록 감도가 높아진다는 효과가 얻어진다.
본 발명의 제1 정보 기록 매체에서는, 재료층이, 상기 조성식 (1)로 표시되는 재료이며, M으로서 Sn을 포함하는 재료를 포함하고 있어도 된다. Sn은, 군 GM을 구성하는 원소 중에서도, 보다 높은 막형성 속도를 가능하게 하며, 높은 생산성을 가능하게 하는 원소이다. 따라서, Sn을 포함하는 재료층을, 정보 기록 매체의 기록층에 인접하는 2개의 유전체층 중 어느 한쪽 또는 양쪽에 적용함으로써, 보다 뛰어난 반복 다시쓰기 성능을 갖고, 생산성이 뛰어난 정보 기록 매체를, 저렴하게 제조할 수 있다.
본 발명의 제1 정보 기록 매체에서는, 재료층이, 상기 조성식 (1)로 표시되는 재료이며, M으로서 Ga를 포함하는 재료를 포함하고 있어도 된다. Ga는, 군 GM을 구성하는 원소 중에서도, 특히 양호한 다시쓰기 특성을 얻는 효과가 뛰어나다. Ga를 포함하는 재료층을, 정보 기록 매체의 기록층에 인접하는 2개의 유전체층 중 어느 한쪽 또는 양쪽에 적용함으로써, 보다 뛰어난 반복 다시쓰기 특성을 발휘하는 신뢰성이 높은 정보 기록 매체를 실현할 수 있다.
본 발명의 제1 정보 기록 매체에서는, 재료층이, 상기 조성식 (1)로 표시되는 재료이며, M으로서 Sn을 포함하고, 또한 L로서 Si 및 Al 중 적어도 한쪽의 원소를 포함하는 재료를 포함하고 있어도 된다. Sn에 관해서는 상술한 바와 같으나, Si는, 군 GL을 구성하는 원소 중에서도 특히 기록 감도를 개선하는 효과가 뛰어나다. 또, Si의 산화물이 포함됨으로써 재료층의 막질이 부드러워지므로, 반복 다시쓰기 기록에 의한 재료층의 막 깨짐 및 막 파괴를 억제한다. Sn을 포함하고, 또한 Si 및 Al 중 적어도 한쪽을 포함하는 재료층을, 정보 기록 매체의 기록층에 인접하는 2개의 유전체층 중 어느 한쪽 또는 양쪽에 적용함으로써, 보다 양호한 기록 감도를 구비하고, 더욱더 고밀도화, 고속 기록화 기술에 유익한 정보 기록 매체를 실현할 수 있다.
본 발명의 제1 정보 기록 매체에서는, 재료층이, 상기 조성식 (1)로 표시되는 재료이며, M으로서 Ga를 포함하고, 또한 L로서 Si 및 Al 중 적어도 한쪽의 원소를 포함하는 재료를 포함하고 있어도 된다. Ga, Si 및 Al에 관해서는 상술한 바와 같으므로, 이 재료를 포함하는 재료층을, 정보 기록 매체의 기록층에 인접하는 2개의 유전체층 중 어느 한쪽 또는 양쪽에 적용함으로써, 보다 뛰어난 반복 다시쓰기 특성을 발휘하는 신뢰성이 높고, 양호한 기록 감도를 갖는 정보 기록 매체를 실현할 수 있다.
본 발명의 제1 정보 기록 매체에서는, 재료층이, 상기 조성식 (1)로 표시되는 재료이며, M으로서 Sn 및 Ga를 포함하고, 또한 L로서 Si 및 Al 중 적어도 한쪽의 원소를 포함하는 재료를 포함하고 있어도 된다. 이러한 재료를 포함하는 재료층을, 정보 기록 매체의 기록층에 인접하는 2개의 유전체층 중 어느 한쪽 또는 양쪽에 적용함으로써, 양호한 기록 감도와 뛰어난 반복 다시쓰기 성능과 높은 생산성을 갖는, 신뢰성이 높은 정보 기록 매체를 저렴하게 제조할 수 있다.
본 발명의 제2 정보 기록 매체에서는, 재료층이, Sn, Ga 및 Zn으로 이루어지는 군 GM으로부터 선택되는 적어도 1개의 원소와, 산소(O)와, La 및 Ce로 이루어지는 군 GA로부터 선택되는 적어도 1개의 원소와, 불소(F)를 포함하고 있다. 제2 정보 기록 매체에 포함되는 재료층은, 예를 들면, 하기의 조성식 :
MHOIADFE(원자%)…(2)
(식중, M은 상기 군 GM으로부터 선택되는 적어도 1개의 원소를 나타내고, A는 상기 군 GA로부터 선택되는 적어도 1개의 원소를 나타내고, H, I, D 및 E는, 10≤H≤50, 10≤I≤70, 0<D≤40, 0<E≤50을 만족한다)로 표시되는 재료를 포함할 수 있다. La 및 Ce는, 상기 군 GM의 산화물과 혼합함으로써, 양호한 기록 감도가 얻어지는 것에 더해, 희토류 금속의 불화물 중에서도 가격이 보다 저렴해서, 바람직하게 사용된다. 또한, 제2 정보 기록 매체에 포함되는 상기 재료층을, 이하, 「산화물-불화물계 재료층」이라 칭한다.
본 발명의 제2 정보 기록 매체에 있어서, 재료층에 포함되는 원소 M은 Sn 및 Ga 중의 적어도 한쪽인 것이 바람직하다. Sn을 포함하는 재료층은, 군 GM을 구성하는 원소를 포함하는 재료층 중에서도 특히 높은 막형성 속도를 갖기 때문에, 생산성 면에서 바람직하다. 또, Ga를 포함하는 재료층은, 군 GM을 구성하는 원소를 포함하는 재료층 중에서도 특히 다시쓰기 특성이 뛰어나므로, 보다 바람직하다.
상술한 바와 같이, 산화물계 재료층, 산화물-질화물계 재료층 및 산화물-불화물계 재료층에서는, Sn, Ga 및 Zn으로 이루어지는 군 GM으로부터 선택되는 적어도 1개의 원소는, 산소와 함께 산화물로서 존재하고, Al, Si 및 B로 이루어지는 군 GL로부터 선택되는 적어도 1개의 원소는, 산소 또는 질소와 함께 산화물 또는 질화물로서 존재하고, La 및 Ce로 이루어지는 군 GA로부터 선택되는 적어도 1개의 원소는 불화물로서 존재하고 있다고 생각되며, 이들 화합물을 포함하는 층으로서 특정될 수 있다. 이렇게 특정되는 재료층에 있어서, 군 GM으로부터 선택되는 적어도 1개의 원소의 산화물군은, 군 GM으로부터 선택되는 원소의 산화물군과 군 GL로부터 선택되는 원소의 산화물군 또는 질화물군을 합친 양을 기준(100mol%)으로 했을 때, 50mol% 이상 포함되는 것이 바람직하며, 50mol%∼95mol% 포함되는 것이 보다 바람직하다. 또, 군 GA로부터 선택되는 원소의 불화물군을 합친 양을 기준으로 한 경우도 동일하다.
여기서, 「산화물군」이라는 용어는, 군 GM으로부터 선택되는 원소가 2 이상이며, 2종 이상의 산화물이 층에 포함되어 있는 경우에는, 모든 산화물을 총칭하기위해 사용된다. 또는, 「산화물군」이라는 용어는, 군 GM으로부터 선택되는 원소가 1개만이고, 1종의 산화물이 층에 포함되는 경우에는, 그 산화물만을 가리킨다. 「질화물군」이나「불화물군」이라는 용어에 대해서도 동일하다. 바꿔 말하면, 산화물계 재료층, 산화물-질화물계 재료층, 산화물-불화물계 재료층은, 상기에 특정된 이외의 화합물(그러한 화합물을「제3 성분」이라고도 부른다)을 10mol%까지 포함해도 된다. 이것은, 제3 성분이 차지하는 비율이 10mol%를 넘으면, 재료층의 열적 안정성이 저감하여, 기록 감도나 다시쓰기 특성의 악화나, 내습성의 저하를 초래하기 쉬워져, 상기 소정의 효과를 얻는 것이 어려워지는 경우가 있기 때문이다.
또한, 상기에 특정된 재료층으로 형성된 유전체층에, 수 mol% 이하의 불순물이나, 근린하는 층을 구성하는 재료 조성의 원소가 다소 섞여 있어도 된다.
군 GM으로부터 선택되는 원소의 산화물군의 비율이 50mol% 미만이 되면, 막형성 속도와 내습성이 저하하는 경향이 있다. 이것은, 재료층의 막의 내부 응력이 너무 커져, 형성하는 막두께에 따라, 국부적으로 다른 층과의 박리가 발생하기 쉬워지기 때문이다.
이 군 GM으로부터 선택되는 적어도 1개의 원소의 산화물군으로서, Sn의 산화물이나 Ga의 산화물을 포함해도 되고, 또 군 GL로부터 선택되는 적어도 1개의 원소의 산화물군 또는 질화물군으로서 Si의 질화물이나 Si의 산화물을 포함해도 되고, 그 효과는 상술한 바와 같다.
또, 본 발명의 제1 정보 기록 매체에 있어서, 재료층은, 군 GM으로부터 선택되는 적어도 1개의 원소의 산화물, 바람직하게는, SnO2, Ga2O3 및 ZnO로부터 선택되는 적어도 1개의 산화물과, 군 GL로부터 선택되는 적어도 1개의 원소의 산화물 및 질화물 중의 적어도 한쪽으로서 AlN, Si3N4, Al2O3 및 SiO2 로부터 선택되는 적어도 1개의 화합물을 포함하고, 구체적으로는, 하기의 조성식 :
(D)X(E)100-X(mol%)…(3)
(식중, D는 SnO2, Ga2O3 및 ZnO로부터 선택되는 적어도 1개의 산화물을 나타내고, E는 AlN, Si3N4, Al2O3 및 SiO2로부터 선택되는 적어도 1개의 화합물을 나타내고, X는 50≤X≤95를 만족한다)로 표시되는 재료를 포함하고 있어도 된다. SnO2, Ga2O3 및 ZnO는, 융점이 모두 1000℃ 이상으로 높고, 열적으로 안정적이고, 또한 막형성 속도가 높다. AlN, Si3N4, A12O3 및 SiO2는, 내습성이 양호하고, 상술한 산화물군과 혼합하면, 특히 열전도를 작게 하는 효과가 높아, 결과적으로 기록 감도를 향상시키는 작용이 뛰어나다. 또 가격도 싸다는 점에서, 가장 실용에 적합하다. 각 화합물의 바람직한 비율은, 상기한 바와 같이 X로 규정된다. 이러한 산화물-질화물계 재료층을 기록층과 접하는 유전체층에 적용함으로써, 유전체층과 기록층의 사이의 계면층을 없애는 것이 가능해진다. 따라서, 이러한 재료층을 유전체층으로서 포함하는 정보 기록 매체는, 반복 기록 성능, 내습성, 기록 감도, 기록 및 다시쓰기 보존성이 양호하다.
또, 본 발명의 제1 정보 기록 매체에 있어서, 재료층은, 하기의 조성식 :
(SnO2)A1(Ga2O3)A2(E1)B(mol%)…(4)
(식중, E1은 AlN 및 Si3N4 중 적어도 한쪽의 질화물을 나타내고, A1 및 A2는, 50≤A1+A2≤95, 또한 A1, A2는 어느 한쪽이 0이어도 되고, B는, 5≤B≤50을 만족한다. 또, A1+A2+B=100이다)로 표시되는 재료를 포함하고 있으면 보다 바람직하다. 그 바람직한 비율은, 상기한 바와 같이 A1 및 A2로 규정된다.
또, 본 발명의 제1 정보 기록 매체에 있어서, 재료층이, 군 GM으로부터 선택되는 적어도 1개의 원소의 산화물을 포함하고, 또한 SiO2를 포함하는 하기의 조성식 :
(D)X(SiO2)Y(E1)100-X-Y(mol%)…(5)
(식중, D는 SnO2, Ga2O3 및 ZnO로부터 선택되는 적어도 1개의 산화물을 나타내고, E1은 AlN 및 Si3N4 중의 적어도 한쪽의 질화물을 나타내고, X 및 Y는, 50≤X ≤95 , 5≤Y≤35, 55≤X+Y≤100을 만족한다)로 표시되는 재료를 포함하고 있어도 된다. 그 바람직한 비율은, 상기한 바와 같이 X 및 Y로 규정된다. 또한, 여기서, X+Y≤100으로 나타내고 있는 것은, 질화물 E1을 포함하지 않는 경우를 포함하여 표기하고 있기 때문이다. SiO2의 효과는 상기에서 설명한 것과 같다.
본 발명의 제2 정보 기록 매체에 있어서, 재료층은, 하기의 조성식 :
(D)X(A)100-X(mol%)…(6)
(식중, D는 SnO2, Ga2O3 및 ZnO로부터 선택되는 적어도 1개의 산화물을 나타 내고, A는 LaF3 및 CeF3로부터 선택되는 적어도 1개를 나타내고, X는 50≤X≤95를 만족한다)로 표시되는 재료를 포함하는 것이 바람직하다. 그 비율은, 상기한 바와 같이 X로 규정되고, 군 GM으로부터 선택되는 적어도 1개의 원소의 산화물에 관해서는, 상술한 산화물 또는 산화물-질화물층과 동일하다.
본 발명의 제1 및 제2 정보 기록 매체에 포함되는 산화물계 재료층, 산화물-질화물계 재료층 또는 산화물-불화물계 재료층의 조성 분석은, 예를 들면, X선 마이크로 애널라이저를 사용하여 실시할 수 있다. 분석되는 조성은, 각 원소의 원자 농도로서 얻어진다.
이상 설명한 산화물계 재료층, 산화물-질화물계 재료층 또는 산화물-불화물계 재료층은, 본 발명의 제1 및 제2 정보 기록 매체에 있어서, 기록층의 적어도 한쪽 면과 접하도록 형성되는 것이 바람직하고, 기록층의 양쪽 면에 접하도록 형성해도 된다. 본 발명의 정보 기록 매체에 있어서, 산화물계 재료층, 산화물-질화물계 재료층 또는 산화물-불화물계 재료층은, 기록층과 유전체층의 사이에 위치하는 계면층으로서 존재해도 된다.
본 발명의 제1 및 제2 정보 기록 매체는, 그 기록층에서 상변화가 가역적으로 발생하는 것이 바람직하고, 즉 바꿔쓰기형 정보 기록 매체로서 바람직하게 제공된다. 상변화가 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 포함하는 것이 바람직하다. 이들은 모두 고 속 결정화 재료이다. 따라서, 이들 재료로 기록층을 형성하면, 고밀도 또한 고전송 속도로 기록할 수 있고, 신뢰성(구체적으로는 기록 보존성 또는 다시쓰기 보존성)의 면에서도 뛰어난 정보 기록 매체가 얻어진다.
또, 본 발명의 제1 및 제2 정보 기록 매체에 있어서, 기록층이 상변화를 가역적으로 발생하기 위해서는, 기록층의 막두께는 15nm 이하인 것이 바람직하다. 15nm을 넘으면, 기록층에 가해진 열이 면 내에 확산하여, 두께 방향으로 확산하기 어려워져, 정보가 다시쓰기에 지장을 초래하는 경우가 있기 때문이다.
보다 구체적으로는, 본 발명의 제1 및 제2 정보 기록 매체는, 기판의 한쪽 표면에, 제1 유전체층, 기록층, 제2 유전체층 및 반사층이 이 순서대로 형성된 구성을 갖는 것이어도 된다. 이 구성을 갖는 정보 기록 매체는, 광의 조사에 의해 기록되는 매체이다. 본 명세서에 있어서, 「제1 유전체층」이란, 입사되는 광에 대해서 보다 가까운 위치에 있는 유전체층을 말하고, 「제2 유전체층」이란, 입사되는 광에 대해서 보다 먼 위치에 있는 유전체층을 말한다. 즉, 조사되는 광은, 제1 유전체층으로부터 기록층을 경유하여, 제2 유전체층에 도달한다. 이 구성의 정보 기록 매체는, 예를 들면, 파장 660nm 부근의 레이저광으로 기록 재생하는 경우에 사용된다. 본 발명의 제1 및 제2 정보 기록 매체가 이 구성을 갖는 경우, 제1 유전체층 및 제2 유전체층 중 적어도 1개의 유전체층이, 상술한 산화물계 재료층, 산화물-질화물계 재료층 또는 산화물-불화물계 재료층이다. 또한, 양쪽의 유전체층이, 상술한 어느 한 재료층으로 형성되어 있어도 되고, 동일 조성의 재료층은 물론, 다른 조성의 재료층으로 형성되어 있어도 된다.
이 구성을 갖는 정보 기록 매체의 일 형태로서, 기판의 한쪽 표면에, 제1 유전체층, 계면층, 기록층, 제2 유전체층, 광흡수 보정층 및 반사층이 이 순서로 형성되어 있고, 제2 유전체층이 상기 산화물계 재료층, 산화물-질화물계 재료층 또는 산화물-불화물계 재료층으로 형성되어, 기록층과 접하고 있는 정보 기록 매체를 들 수 있다.
다음에, 본 발명의 제1 및 제2 정보 기록 매체의 제조 방법에 관해 설명한다.
본 발명의 제1 정보 기록 매체의 제조 방법은, 본 발명의 제1 정보 기록 매체에 포함되는 재료층을, 스퍼터링법으로 형성하는 공정을 포함한다. 스퍼터링법에 의하면, 스퍼터링 타겟의 조성과 대략 같은 조성을 갖는 재료층을 형성할 수 있다. 따라서, 이 제조 방법에 의하면, 스퍼터링 타겟을 적절히 선택함으로써 원하는 조성의 산화물계 재료층, 산화물-질화물계 재료층 또는 산화물-불화물계 재료층을 용이하게 형성할 수 있다. 구체적으로는, 스퍼터링 타겟으로서, 하기의 조성식 :
MhOiLjNk(원자%)…(7)
(식중, M은 상기 군 GM으로부터 선택되는 적어도 1개의 원소를 나타내고, L은 상기 군 GL로부터 선택되는 적어도 1개의 원소를 나타내고, h, i, j 및 k는, 10≤h≤50 , 10≤i≤70, 0<j≤40, 0≤k≤50을 만족한다)로 표시되는 재료를 포함하는 것을 사용할 수 있다. 조성식 (7)은, 군 GM으로부터 선택되는 원소 M의 대부분이 산화물의 형태로 존재하고, 군 GL로부터 선택되는 원소 L의 대부분이 질화물의 형태로 존재하며, Si에 대해서는 산화물의 형태로 존재해도 되는 재료를 원소 조성으로 표시한 식에 상당한다. 이 스퍼터링 타겟에 의하면, 조성식 (1)로 표시되는 재료를 포함하는 유전체층을 형성할 수 있다.
상기 조성식 (7)로 표시되는 재료를 포함하는 스퍼터링 타겟은, M으로서 Sn을 포함하는 것이어도 된다. 이러한 스퍼터링 타겟에 의하면, 조성식 (1)로 표시되는 재료에서 M으로서 Sn을 포함하는 재료층을 형성할 수 있다.
상기 조성식 (7)로 표시되는 재료를 포함하는 스퍼터링 타겟은, M으로서 Ga를 포함하는 것이어도 된다. 이러한 스퍼터링 타겟에 의하면, 조성식 (1)에서 M으로서 Ga를 포함하는 재료층을 형성할 수 있다.
상기 조성식 (7)로 표시되는 재료를 포함하는 스퍼터링 타겟은, M으로서 Sn을 포함하고, 또한 L로서 Si 및 Al 중의 적어도 한쪽을 포함하는 것이어도 된다. 이러한 스퍼터링 타겟에 의하면, 조성식 (1)에서 M으로서 Sn을 포함하고, 또한 L로서 Si 및 Al 중의 적어도 한쪽을 포함하는 재료층을 형성할 수 있다.
상기 조성식 (7)로 표시되는 재료를 포함하는 스퍼터링 타겟은, M으로서 Ga를 포함하고, 또한 L로서 Si 및 Al 중의 적어도 한쪽의 원소를 포함하는 것이어도 된다. 이러한 스퍼터링 타겟에 의하면, 조성식 (1)에서 M으로서 Ga를 포함하고, 또한 L로서 Si 및 Al 중의 적어도 한쪽의 원소를 포함하는 재료층을 형성할 수 있다.
상기 조성식 (7)로 표시되는 재료를 포함하는 스퍼터링 타겟은, M으로서 Sn 및 Ga를 포함하고, 또한 L로서 Si 및 Al 중의 적어도 한쪽의 원소를 포함하는 것이어도 된다. 이러한 스퍼터링 타겟에 의하면, 조성식 (1)에서 M으로서 Sn 및 Ga를 포함하고, 또한 L로서 Si 및 Al 중 적어도 한쪽의 원소를 포함하는 재료층을 형성할 수 있다.
본 발명의 제2 정보 기록 매체의 제조 방법에서 사용되는 스퍼터링 타겟으로서, 하기의 조성식 :
MhOiAdFe(원자%)…(8)
(식중, M은 상기 군 GM으로부터 선택되는 적어도 1개의 원소를 나타내고, A는 상기 군 GA로부터 선택되는 적어도 1개의 원소를 나타내고, h, i, d 및 e는, 10≤h≤50 , 10≤i≤70, 0< d ≤40, 0<e≤50을 만족한다)로 표시되는 재료를 포함하는 것도 사용할 수 있다. 이 스퍼터링 타겟에 의하면, 조성식 (2)로 표시되는 재료층을 형성할 수 있다.
본 발명의 제1 정보 기록 매체의 제조 방법에서 사용되는 스퍼터링 타겟으로는, Sn, Ga 및 Zn으로 이루어지는 군 GM으로부터 선택되는 적어도 1개의 원소의 산화물과, Al, Si 및 B로 이루어지는 군 GL로부터 선택되는 적어도 1개의 원소의 산화물 및 질화물 중 적어도 한쪽을 포함하는 것을 사용할 수 있다. 또, 본 발명의 제2 정보 기록 매체의 제조 방법에서 사용되는 스퍼터링 타겟으로는, Sn, Ga 및 Zn으로 이루어지는 군 GM으로부터 선택되는 적어도 1개의 원소의 산화물과, La 및 Ce로 이루어지는 군 GA로부터 선택되는 적어도 1개의 원소의 불화물을 포함하는 것을 사용할 수 있다. 이렇게 스퍼터링 타겟을 특정하고 있는 것은, 군 GM으로부터 선택되는 원소, 산소, 군 GL로부터 선택되는 원소, 군 GA로부터 선택되는 원소, 질소, 및 불소를 포함하는 스퍼터링 타겟은, 통상 군 GM으로부터 선택되는 원소의 산화물과, 군 GL로부터 선택되는 원소의 산화물 또는 질화물이나, 군 GA로부터 선택되는 원소의 불화물의 조성이 표시되어 공급되고 있기 때문이다. 또, 본원 발명자들은, 조성이 그렇게 표시된 스퍼터링 타겟을 X선 마이크로 애널라이저 등으로 분석하여 얻은 원소 조성이, 표시되어 있는 조성으로부터 산출되는 원소 조성과 대략 같아지는 것을(즉, 조성 표시(공칭 조성)이 적정한 것)을 확인하고 있다. 따라서, 산화물, 산화물과 질화물, 산화물과 불화물의 혼합물로서 제공되는 스퍼터링 타겟도, 본 발명의 정보 기록 매체의 제조 방법에서 바람직하게 사용된다.
산화물 또는 산화물과 질화물의 혼합물로서 제공되는 스퍼터링 타겟은, 군 GM으로부터 선택되는 원소의 산화물군과 군 GL로부터 선택되는 원소의 질화물군 또는 산화물군을 합친 양을 기준(100mol%)으로 했을 때, 군 GM로부터 선택되는 원소의 산화물군을 50mol% 이상 포함하는 것이 바람직하고, 50mol%∼95mol% 포함하는 것이 보다 바람직하다. 산화물군이 차지하는 비율이 50mol% 미만인 스퍼터링 타겟을 사용하면, 얻어지는 산화물계 재료층 또는 산화물-질화물계 재료층도 군 GM으로 이루어지는 산화물군의 비율이 50mol% 미만이 되어, 소기의 효과를 부여하는 정보 기록 매체를 얻는 것이 곤란해지는 경우가 있다. 이것은, 산화물과 불화물의 혼합물로서 제공되는 스퍼터링 타겟에 대해서도 동일하다.
산화물, 산화물과 질화물 또는 산화물과 불화물의 혼합물로서 제공되는 스퍼 터링 타겟은, 군 GM으로부터 선택되는 원소의 산화물로서, Sn의 산화물과 Ga의 산화물을 합쳐, 50mol% 이상 포함하는 것이면, 생산성도 높고, 보다 바람직하다. 산화물 또는 산화물과 질화물의 혼합물로서 제공되는 스퍼터링 타겟은, 군 GL로부터 선택되는 원소의 질화물로서 Si의 질화물을 포함하는 것이나, 산화물로서 Si의 산화물을 포함하여 이루어지는 것이면, 보다 바람직한 특성을 갖는 정보 기록 매체를 제작할 수 있다.
보다 구체적으로 설명하면, 바람직하게 사용되는 스퍼터링 타겟은, 군 GM으로부터 선택되는 원소의 산화물로서, SnO2, Ga2O3 및 ZnO로부터 선택되는 적어도 1개의 산화물을 포함하고, 군 GL로부터 선택되는 원소의 산화물 및 질화물 중의 적어도 한쪽으로서 AlN, Si3N4, Al2O3 및 SiO2로부터 선택되는 적어도 1개의 화합물을 포함하여 이루어진다. 그러한 스퍼터링 타겟은, 하기의 조성식 :
(D)x(E)100-x(mol%)…(9)
(식중, D는 SnO2, Ga2O3 및 ZnO로부터 선택되는 적어도 1개의 산화물을 나타내고, E는 AlN, Si3N4, A12O3 및 SiO2로부터 선택되는 적어도 1개의 화합물을 나타내고, x는 50≤x≤95를 만족한다)로 표시되는 재료를 포함하는 것이 바람직하다. 이 스퍼터링 타겟을 사용하면, 조성식 (3)으로 표시되는 재료를 포함하는 재료층을 형성할 수 있다.
조성식 (9)로 표시되는 재료를 포함하는 스퍼터링 타겟은, D로서 SnO2와 Ga2O3를 포함하는 것이어도 된다. 그러한 스퍼터링 타겟은, 하기의 조성식 :
(SnO2)a1(Ga2O3)a2(E1)b(mol%)…(10)
(식중, E1은 AlN 및 Si3N4 중의 적어도 한쪽의 질화물을 나타내고, a1 및 a2는, 50≤a1+a2≤95, 또한 a1, a2는 어느 한쪽이 0이어도 되고, b는 5≤b≤50을 만족한다. 또, a1+a2+b=100이다)로 표시되는 재료를 포함하는 것이 바람직하다. 이 스퍼터링 타겟을 사용하면, 조성식 (4)로 표시되는 재료를 포함하는 재료층을 형성할 수 있다.
조성식 (9)로 표시되는 재료를 포함하는 스퍼터링 타겟은, SiO2를 포함하는 조성식 :
(D)x(SiO2)y(E1)100-x-y(mol%)…(11)
(식중, D는 SnO2, Ga2O3 및 ZnO로부터 선택되는 적어도 1개의 산화물을 나타내고, E1은 AlN 및 Si3N4 중의 적어도 한쪽의 질화물을 나타내고, x 및 y는, 50≤x≤95, 5≤y≤35, 55≤x+y≤100을 만족한다)로 표시되는 재료를 포함하는 것이어도 된다. 이 스퍼터링 타겟을 사용하면, 조성식 (5)로 표시되는 재료를 포함하는 재료층을 형성할 수 있다.
또, 군 GM으로부터 선택되는 원소의 산화물과, 군 GA로부터 선택되는 원소의 불화물을 포함하여 이루어지는 스퍼터링 타겟을 사용해도 된다. 이러한 스퍼터링 타겟은, 하기의 조성식 :
(D)x(A)100-x(mol%)…(12)
(식중, D는 SnO2, Ga2O3 및 ZnO로부터 선택되는 적어도 1개의 산화물을 나타내고, A는 LaF3 및 CeF3로부터 선택되는 적어도 1개를 나타내고, x는 50≤x≤95를 만족한다)로 표시되는 재료를 포함하는 것이어도 된다. 이 스퍼터링 타겟을 사용하면, 조성식 (6)으로 표시되는 재료를 포함하는 재료층을 형성할 수 있다.
이하, 본 발명의 실시형태를, 도면을 참조하면서 설명한다. 이하의 실시형태는 예시적인 것이며, 본 발명은 이하의 실시형태에 한정되지 않는다.
(실시형태 1)
본 발명의 실시형태 1로서, 레이저광을 사용하여 정보의 기록 및 재생을 실시하는 정보 기록 매체의 일례에 관해 설명한다. 도 1에, 그 정보 기록 매체의 일부 단면을 도시한다.
도 1에 도시하는 바와 같이, 본 실시형태의 정보 기록 매체는, 기판(1)의 한쪽 표면에, 제1 유전체층(2), 기록층(4), 제2 유전체층(6), 광흡수 보정층(7) 및 반사층(8)이 이 순서로 적층되고, 또한 접합 기판(10)이 접착층(9)으로 반사층(8)에 접착된 구성을 갖는다. 이 구성의 정보 기록 매체는, 파장 660nm 부근의 적색역의 레이저광으로 기록 재생하는, 4.7GB/DVD-RAM으로서 사용할 수 있다. 이 구성의 정보 기록 매체에는, 기판(1)측에서 레이저광이 입사되고, 입사된 레이저광에 의해 정보의 기록 및 재생이 실시된다. 본 실시형태의 정보 기록 매체는, 기록층(4)과 제1 및 제2 유전체층(2, 6)의 사이에 각각 계면층을 갖고 있지 않다는 점에 서, 도 6에 도시한 종래의 정보 기록 매체와 상이하다.
기판(1)은, 통상 투명한 원반형상의 판이다. 기판(1)에 있어서, 제1 유전체층(2) 및 기록층(4) 등을 형성하는 측의 표면에는, 도 1에 도시하는 바와 같이 레이저광을 유도하기 위한 안내홈이 형성되어 있어도 된다. 안내홈을 기판(1)에 형성한 경우, 기판(1)의 단면을 보면, 그루브부와 랜드부가 형성된다. 그루브부는 2개의 인접하는 랜드부의 사이에 위치한다고도 할 수 있다. 따라서, 안내홈이 형성된 기판(1)의 표면은, 측벽으로 연결된 꼭대기면과 바닥면을 갖게 된다. 본 명세서에서는, 레이저광 입사측에서 봐서 가까운 측에 있는 면을 편의적으로「그루브면」이라 부르고, 먼 측에 있는 면을 편의적으로「랜드면」이라 부른다. 도 1에 있어서는, 기판(1)의 안내홈의 바닥면(20)이 그루브면에 상당하고, 꼭대기면(21)이 랜드면에 상당한다. 또한, 후술하는 실시형태 2에서 설명하는 도 2에 도시한 정보 기록 매체에서도 동일하다.
기판(1)의 그루브면(20)과 랜드면(21)의 단차는, 40nm∼60nm인 것이 바람직하다. 또한, 후술하는 도 2에 도시한 정보 기록 매체를 구성하는 기판(1)에서도, 그루브면(20)과 랜드면(21)의 단차는 이 범위인 것이 바람직하다. 또, 기판(1)에 있어서, 다른 층을 형성하지 않는 측의 표면은, 평활한 것이 바람직하다. 기판(1)의 재료로서, 예를 들면 폴리카보네이트, 어몰퍼스폴리올레핀 또는 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA) 등의 수지, 또는 유리 등의 광투과성을 갖는 재질의 것을 들 수 있다. 성형성, 가격 및 기계 강도를 고려하면, 폴리카보네이트가 바람직하게 사용된다. 또한, 본 실시형태의 정보 기록 매체에 있어서, 기판(1)의 두께는, 0.5∼0.7 mm 정도이다.
본 실시형태에서의 기록층(4)은, 광의 조사 또는 전기적 에너지의 인가에 의해, 결정상과 비정질상의 사이에서 상변화를 일으켜, 기록 마크가 형성되는 층이다. 상변화가 가역적이면, 소거나 다시쓰기를 행할 수 있다. 가역적 상변화 재료로는, 고속 결정화 재료인, Ge-Sb-Te 또는 Ge-Sn-Sb-Te를 사용하는 것이 바람직하다. 구체적으로는, Ge-Sb-Te의 경우, GeTe-Sb2Te3 의사(擬似) 이원계 조성인 것이 바람직하고, 그 경우, 4Sb2Te3≤GeTe≤50Sb2Te3인 것이 바람직하다. GeTe<4Sb2Te3의 경우, 기록 전후의 반사광량의 변화가 작아, 독출 신호의 품질이 저하하고, 50 Sb2Te3<GeTe의 경우, 결정상과 비정질상간의 체적 변화가 커서, 반복 다시쓰기 성능이 저하해 버리기 때문이다. Ge-Sn-Sb-Te는, Ge-Sb-Te보다도 결정화 속도가 빠르다. Ge-Sn-Sb-Te는, 예를 들면 GeTe-Sb2Te3 의사 이원계 조성의 Ge의 일부를 Sn으로 치환한 것이다. 기록층(4)에서, Sn의 함유량은, 20원자% 이하인 것이 바람직하다. Sn의 함유량이 20원자%를 넘으면, 결정화 속도가 너무 빨라서, 비정질상의 안정성이 손상되어, 기록 마크의 신뢰성이 저하하기 때문이다. 또한, Sn의 함유량은, 기록 조건에 맞춰 조정하는 것이 가능하다.
또, 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. Bi는 Sb보다도 결정화하기 쉽다. 따라서, Ge-Sb-Te나 Ge-Sn-Sb-Te의 Sb의 적어도 일부를 Bi로 치환함으로써도, 기록층의 결정화 속도를 향상시킬 수 있다.
Ge-Bi-Te는, GeTe와 Bi2Te3의 혼합물이다. 이 혼합물에서는, 8Bi2Te 3≤GeTe ≤25Bi2Te3인 것이 바람직하다. GeTe<8Bi2Te3의 경우, 결정화 온도가 저하하여, 기록 보존성이 열화하기 쉬워지고, 25Bi2Te3<GeTe의 경우, 결정상과 비정질상간의 체적 변화가 커서, 반복 다시쓰기 성능이 저하하기 때문이다.
Ge-Sn-Bi-Te는, Ge-Bi-Te의 Ge의 일부를 Sn으로 치환한 것에 상당한다. Sn의 치환 농도를 조정하여, 기록 조건에 맞춰 결정화 속도를 제어하는 것이 가능하다. Sn 치환은, Bi 치환에 비해, 기록층(4)의 결정화 속도의 미조정에, 보다 적합하다. 기록층(4)에서, Sn의 함유량은 10원자% 이하인 것이 바람직하다. 10원자%를 넘으면, 결정화 속도가 너무 빨라지므로, 비정질상의 안정성이 손상되어, 기록 마크의 보존성이 저하하기 때문이다.
Ge-Sn-Sb-Bi-Te는, Ge-Sb-Te의 Ge의 일부를 Sn으로 치환하고, 또한 Sb의 일부를 Bi로 치환한 것에 상당한다. 이것은, GeTe, SnTe, Sb2Te3 및 Bi2Te 3의 혼합물에 상당한다. 이 혼합물에서는, Sn 치환 농도와 Bi 치환 농도를 조정하여, 기록 조건에 맞춰 결정화 속도를 제어하는 것이 가능하다. Ge-Sn-Sb-Bi-Te에서는, 4(Sb-Bi)2Te3≤(Ge-Sn)Te≤25(Sb-Bi)2Te3인 것이 바람직하다. (Ge-Sn)Te<4(Sb-Bi)2Te3의 경우, 기록 전후의 반사광량의 변화가 작아, 독출 신호 품질이 저하한다. 25(Sb-Bi)2Te3<(Ge-Sn)Te의 경우, 결정상과 비정질상간의 체적 변화가 커서, 반복 다시쓰기 성능이 저하한다. 또, 기록층(4)에서, Bi의 함유량은 10원자% 이하인 것 이 바람직하고, Sn의 함유량은 20원자% 이하인 것이 바람직하다. Bi 및 Sn의 함유량이 각각 이 범위 내에 있으면, 양호한 기록 마크의 보존성이 얻어지기 때문이다.
그 밖의 가역적으로 상변화를 일으키는 재료로서는, 예를 들면, Ag-In-Sb-Te, Ag-In-Sb-Te-Ge 및 Sb를 70원자% 이상 포함하는 Sb-Te 등을 들 수 있다.
비가역적 상변화 재료로는, 예를 들면, TeOx+α(α는 Pd, Ge 등이다)를 사용하는 것이 바람직하다(일본국 특허공보 평7-25209 공보(특허 제2006849호) 참조). 기록층(4)이 비가역적 상변화 재료인 정보 기록 매체는, 기록이 1번만 가능한, 소위 라이트원스형의 것이다. 그러한 정보 기록 매체에서도, 기록시의 열에 의해 유전체층중의 원자가 기록층중으로 확산하여, 신호의 품질을 저하시킨다고 하는 문제가 있다. 따라서, 본 발명의 정보 기록 매체의 구성은, 다시쓰기 가능한 정보 기록 매체뿐만 아니라, 라이트원스형의 정보 기록 매체에도 바람직하게 적용된다.
기록층(4)이 가역적으로 상변화하는 재료로 이루어지는 경우에는, 상술한 바와 같이, 기록층(4)의 두께는 15nm 이하인 것이 바람직하고, 12nm 이하인 것이 보다 바람직하다. 기록층(4)의 두께의 하한은 특별히 한정되지 않지만, 3nm 이상인 것이 바람직하다.
본 실시형태에서의 제1 유전체층(2) 및 제2 유전체층(6)은, Sn, Ga 및 Zn으로 이루어지는 군 GM으로부터 선택되는 적어도 1개의 원소의 산화물과, Al, Si 및 B로 이루어지는 군 GL로부터 선택되는 적어도 1개의 원소의 산화물 및 질화물의 적어도 한쪽을 포함하는 재료로 형성된 산화물계 재료층 또는 산화물-질화물계 재료 층이다. 또, 제1 유전체층(2) 및 제2 유전체층(6)은, Sn, Ga 및 Zn으로 이루어지는 군 GM으로부터 선택되는 적어도 1개의 원소의 산화물과, La 및 Ce로 이루어지는 군 GA로부터 선택되는 적어도 1개의 원소의 불화물을 포함하는 재료로 형성된 산화물-불화물계 재료층이어도 된다.
일반적으로, 정보 기록 매체를 구성하는 유전체층의 재료에는, (1)투명성이 있을 것, (2)유전체층과 기록층의 사이에 계면층이 형성된 구성과 동등하거나 그 이상의 기록 감도가 얻어질 것, (3)융점이 높고, 기록시에 용융하지 않을 것, (4)막형성 속도가 클 것, 및 (5)칼코게나이드 재료로 형성되는 기록층(4)과의 밀착성이 양호할 것이 요구된다. 투명성이 있을 것은, 기판(1)측에서 입사된 레이저광을 통과시켜 기록층(4)에 도달시키기 위해 필요한 특성이다. 이 특성은, 특히 입사측의 제1 유전체층(2)에 요구된다. 또, 제1 및 제2 유전체층(2, 6)의 재료는, 얻어지는 정보 기록 매체가, 종래의, (ZnS)80(SiO2)20(mol%)로 이루어지는 유전체층과 기록층의 사이에 계면층이 위치하는 정보 기록 매체와 동등하거나 그 이상의 기록 감도를 갖도록 선택할 필요가 있다. 또, 융점이 높을 것은, 피크 파워 레벨의 레이저광을 조사했을 때, 제1 및 제2 유전체층(2, 6)의 재료가 기록층(4)에 혼입하지 않는 것을 확보하기 위해 필요한 특성이고, 제1 및 제2 유전체층(2, 6)의 양쪽에 요구된다. 제1 및 제2 유전체층(2, 6)의 재료가 기록층(4)에 혼입하면, 반복 다시쓰기 성능이 현저히 저하한다. 양호한 생산성을 얻기 위해, 막형성 속도가 클 것도 요구된다. 또, 칼코게나이드 재료인 기록층(4)과의 밀착성이 양호할 것은, 정 보 기록 매체의 신뢰성을 확보하기 위해 필요한 특성이고, 제1 및 제2 유전체층(2, 6)의 양쪽에 요구된다.
상기 산화물계 재료층, 산화물-질화물계 재료층 및 산화물-불화물계 재료층에 포함되는 성분 중, 군 GM을 구성하는 원소의 산화물은 모두, 투명성이 있고, 융점이 높고, 열적 안정성이 뛰어 나고, 기록층과의 밀착성이 좋다. 따라서, 이들 산화물에 의하면, 정보 기록 매체의 양호한 반복 다시쓰기 성능을 확보할 수 있다. 또, 군 GL을 구성하는 원소인 Si 및 Al의 산화물은, 내습성이 뛰어나고, 군 GM을 구성하는 원소의 산화물에 혼합함으로써 열전도를 작게 하여 기록 감도를 향상시키는 동시에, 막질을 부드럽게 하기 때문에, 반복 다시쓰기 기록에 의한 막 깨짐 및 막 파괴를 억제할 수 있다. 따라서, Si 및 Al의 산화물에 의하면, 정보 기록 매체의 기록 감도와 신뢰성을 확보할 수 있다. 군 GM을 구성하는 원소의 산화물에는, 예를 들면, SnO2, Ga2O3 및 ZnO가 포함된다. 또, Si 및 Al의 산화물로서는, 예를 들면 SiO2, A12O3 등이 포함된다.
이상의 산화물을 혼합하여 이루어지는, S를 포함하지 않는 재료를 사용하여, 제1 유전체층(2) 및 제2 유전체층(6)을 기록층(4)과 접하도록 형성함으로써, 반복 다시쓰기 성능이 뛰어나고, 또한 기록층(4)과 제1 및 제2 유전체층(2, 6)의 사이의 밀착성이 양호한 정보 기록 매체를 실현할 수 있다. 또, 군 GM을 구성하는 원소의 산화물에 Si나 Al의 산화물을 섞어 층의 구조를 복잡화함으로써, 제1 및 제2 유전체층(2, 6)에서의 열전도가 억제된다. 따라서, 상기 산화물계 재료층을 제1 및 제 2 유전체층(2, 6)에 사용하면, 기록층(4)의 급냉 효과를 높일 수 있기 때문에, 정보 기록 매체의 기록 감도를 높게 할 수 있다.
또, 상기 산화물-질화물계 재료층에 포함되는 성분 중, 군 GL을 구성하는 원소의 질화물에는, 예를 들면, AlN, Si3N4, BN 등이 포함된다. 이들 질화물은 모두, 융점이 높고, 내습성이 양호하고, 군 GM을 구성하는 원소의 산화물에 혼합함으로써, 산화물의 구조를 복잡화하고 열전도를 저감하여, 기록 감도를 향상시킬 수 있다.
이러한 산화물-질화물계 재료층의 구체예로서는, 예를 들면 조성식 (3), 즉 (D)X(E)100-X(mol%)로 표시되는 재료에 있어서, E로서 질화물을 사용한 경우의 재료를 포함하는 것을 들 수 있다. 이 식에 있어서, D는, SnO2, Ga2O3 및 ZnO로부터 선택되는 적어도 1개의 산화물이다. E는 질화물이고, Si3N4 및 AlN으로부터 선택되는 적어도 1개이다. 각 화합물의 혼합 비율을 나타내는 x는, 50≤X≤95를 만족한다. D의 혼합 비율이 50mol% 미만이면, 기록층과의 밀착성이 불충분해져, 다시쓰기 특성의 저하를 초래하기 쉽고, 막형성 속도가 늦어져, 생산성이 높아지기 어려워진다. D의 혼합 비율이 95mol%보다 클 때, Si3N4 및 AlN의 혼합 효과가 발휘되기 어려워, 특히 기록 감도의 향상 개선에는 불충분해진다.
또, 산화물-질화물계 재료층의 다른 보다 바람직한 구체예는, 조성식 (4), 즉, (SnO2)A1(Ga2O3)A2(E1)B(mol%)로 표시되는 재료를 포함하는 것이다. E1은, Si3N4 및 AlN으로부터 선택되는 적어도 1개의 질화물이다. 여기서, A1 및 A2는, 50≤ A1+A2≤95이고, 또한 A1, A2는 어느 한쪽이 0이어도 되고, 적어도 SnO2 및 Ga2O3 의 한쪽이 포함되어 있으면 된다. B는, 5≤B≤50을 만족한다. A1+A2를 이러한 수치 범위로 하는 이유는, 조성식 (3)과 동일하다. 또, Si3N4 및 AlN이 상한치(50mol%)를 넘으면 기록층(4)과의 밀착성이 저하하고, 5mol% 미만에서는, 기록 감도가 불충해진다.
또, Si의 산화물을 포함하는 조성식 (5), 즉 (D)X(SiO2)Y(E1)100-X-Y (mol%)로 표시되는 산화물 또는 산화물-질화물계 재료로 유전체층을 형성해도 된다. 여기서, D는 SnO2, Ga2O3 및 ZnO로부터 선택되는 적어도 1개의 산화물을 나타내고, E1는 Si3N4 및 AlN로부터 선택되는 적어도 1개의 질화물을 나타낸다. 혼합 비율을 나타낸 X 및 Y는, 50≤X≤95, 5≤Y≤35, 55≤X+Y≤100을 만족한다. X를 이러한 수치 범위로 하는 이유에 대해서는, 조성식 (3)의 경우와 동일하다. 또, Y를 이러한 범위로 하는 이유는, Y가 5 미만이면, 막을 부드럽게 하여 다시쓰기에 의한 막의 박리를 억제하는 효과가 부족하고, Y가 상한치인 35를 넘으면, 기록 감도의 향상 효과를 얻기 어렵고, 또한 막형성 속도가 저하하기 때문에 생산성이 높아지지 않기 때문이다.
상기의 산화물-불화물계 재료의 구체예에 관해서는, 조성식 (6), 즉, (D)X (A)100-X (mol%)로 표시되는 재료이다. 여기서, D는 SnO2, Ga2O 3 및 ZnO로부터 선택되 는 적어도 1개의 산화물을 나타내고, A는 LaF3 및 CeF3로부터 선택되는 적어도 1개의 불화물을 나타내고, 혼합 비율을 나타내는 X는, 50≤X≤95이다. X의 수치 범위를 이렇게 하는 이유는, 조성식 (3)∼(5)의 경우와 동일하다.
상술한 바와 같은 산화물계 재료, 산화물-질화물계 재료 또는 산화물-불화물계 재료로 유전체층을 형성함으로써, 유전체층을 기록층에 접해 형성해도, 양호한 기록 감도, 다시쓰기 특성 및 신뢰성을 확보할 수 있다.
상기의 산화물계 재료, 산화물-질화물계 재료 및 산화물-불화물계 재료는, 이상에서 나타낸 화합물 이외의 제3 성분을 포함하고 있어도 되고, 특히 수 % 이하의 불순물을 포함하고 있어도 상관없다. 또, 근린에 형성되는 층의 조성 원소가 다소 섞여도, 그 열안정성 및 내습성은 변하지 않고, 제1 유전체층(2) 및 제2 유전체층(6)으로서 바람직하게 사용할 수 있다. 제3 성분은, 산화물계 재료, 산화물-질화물계 재료 또는 산화물-불화물계 재료로 유전체층을 형성할 때 불가피하게 포함되는 것, 또는 불가피하게 형성되는 것이다. 제3 성분으로서, 예를 들면 유전체, 금속, 반금속, 반도체 및 비금속 등 중의 적어도 1개를 들 수 있다.
제3 성분으로서 포함되는 유전체는, 예를 들면, Bi2O3, CeO2, CoO, Cr2 O3, CuO, Cu2O, Er2O3, FeO, Fe2O3, Fe3O 4, Ho2O3, In2O3, La2O3, MnO, MgSiO3, Nb2O5, Nd2O3, NiO, Sc2O3, Sm2O3, SnO, Ta2O5, Tb 4O7, TeO2, TiO2, VO, WO3, Y2O3 , Yb2O3, ZrO2, ZrSiO4, CrB2, LaB6, ZrB2, CrN, Cr2N, HfN, NbN, TaN, TiN, VN, ZrN, B4C, Cr3C2, HfC, Mo2C, NbC, SiC, TaC, TiC, VC, W2C, WC, 및 ZrC 등이다.
제3 성분으로서 포함되는 금속은, 예를 들면 Sc, Y, Ti, Zr, Hf, V, Nb, Ta, Cr, Mo, W, Mn, Fe, Ni, Pd, Pt, Cu, Ag, Au, Zn, La, Ce, Nd, Sm, Gd, Tb, Dy 및 Yb 등이 있다.
제3 성분으로서 포함되는 반금속 및 반도체는, 예를 들면 C, Ge 등이고, 비금속으로는, 예를 들면 Sb, Bi, Te 및 Se 등을 들 수 있다.
제1 유전체층(2) 및 제2 유전체층(6)은, 각각 서로 다른 조성의 산화물계 재료층, 산화물-질화물계 재료층 또는 산화물-불화물계 재료층으로 형성되어 있어도 된다. 제1 유전체층(2)은, 보다 뛰어난 내습성을 갖도록 조성된 재료로 형성되는 것이 바람직하고, 예를 들면 조성식 (5), 즉, (D)X(SiO2)Y(E1)100-X-Y (mol%)로 표시되는 재료에 있어서, D가 SnO2 및 Ga2O3이고, 또한 E1을 포함하지 않는 경우의 예인 (SnO2)40(Ga2O3)40(SiO2)20(mol%)로 형성되는 것이 바람직하다. 제2 유전체층(6)은, 기록층의 급냉 효과가 커지도록 조성된 재료로 형성되는 것이 바람직하고, 예를 들면 조성식 (4), 즉 (SnO2)A1(Ga2O3)A2(E1)B (mol%)로 표시되는 재료에 있어서, E1이 Si3N4인 경우의 예인 (SnO2)35(Ga2O3) 40(Si3N4)25(mol%)로 형성되는 것이 바람직하다.
제1 유전체층(2) 및 제2 유전체층(6)은, 동일한 재료로 형성되어 있어도 되고, 서로 다른 재료로 형성되어 있어도 된다. 예를 들면, 제1 유전체층(2)을 ZnO-Si3N4-SiO2의 혼합계 재료로 형성하고, 제2 유전체층(6)을 SnO2-Ga 2O3-LaF3의 혼합계 재료로 형성하는 것도 가능하다. 이렇게, 제1 유전체층(2) 및 제2 유전체층(6)에 사용되는 산화물계 재료, 산화물-질화물계 재료 및 산화물-불화물계 재료는, 원하는 기능에 따라, 산화물, 질화물 및 불화물의 종류나 그들의 혼합 비율을 최적화하여 형성할 수 있다.
제1 유전체층(2) 및 제2 유전체층(6)은, 각각의 광로 길이(즉, 유전체층의 굴절율 n과 유전체층의 막두께 d의 곱 nd)를 바꿈으로써, 결정상의 기록층(4)의 광 흡수율 Ac(%)와 비정질상의 기록층(4)의 광 흡수율 Aa(%), 기록층(4)이 결정상일 때의 정보 기록 매체의 광 반사율 Rc(%)와 기록층(4)이 비정질상일 때의 정보 기록 매체의 광 반사율 Ra(%), 기록층(4)이 결정상인 부분과 비정질상인 부분의 정보 기록 매체의 광의 위상차 ΔΦ를 조정할 수 있다. 기록 마크의 재생 신호 진폭을 크게 하여, 신호 품질을 올리기 위해서는, 반사율차(｜Rc-Ra｜) 또는 반사율비(Rc/Ra)가 큰 것이 바람직하다. 또, 기록층(4)이 레이저광을 흡수하도록, Ac 및 Aa도 큰 것이 바람직하다. 이들 조건을 동시에 만족하도록 제1 유전체층(2) 및 제2 유전체층(6)의 광로 길이를 결정한다. 그들 조건을 만족하는 광로 길이는, 예를 들면 매트릭스법(예를 들면, 구보타 히로시 저「파동 광학」이와나미 신서, 1971년, 제3장을 참조)에 기초한 계산에 의해 정확하게 결정할 수 있다.
이상에서 설명한, 산화물계 재료층, 산화물-질화물계 재료층 및 산화물-불화물계 재료층이 사용된 유전체층은, 각각 그 조성에 따라 다른 굴절율을 갖는다. 유전체층의 굴절율을 n, 막두께를 d(nm), 레이저광의 파장을 λ(nm)로 한 경우, 광로 길이 nd는, nd=aλ으로 표시된다. 여기서, a는 양의 수로 한다. 정보 기록 매 체의 기록 마크의 재생 신호 진폭을 크게 하여 신호 품질을 향상시키기 위해서는, 예를 들면, 15%≤Rc, 또한 Ra≤2%인 것이 바람직하다. 또, 다시쓰기에 의한 마크 비뚤어짐을 없애거나 또는 작게 하기 위해서는, 1.1≤Ac/Aa인 것이 바람직하다. 이들 바람직한 조건이 동시에 만족되도록 제1 유전체층(2) 및 제2 유전체층(6)의 광로 길이(aλ)를, 매트릭스법에 기초한 계산에 의해 구했다. 얻어진 광로 길이(aλ), 및 λ 및 n으로부터, 유전체층의 두께 d를 구했다. 그 결과, 예를 들면 조성식 (4), 즉, (SnO2)A1(Ga2O3)A2(E1)B(mol%)로 표시되고, 굴절율 n이 1.8∼2.3인 재료로 제1 유전체층(2)을 형성하는 경우, 그 두께는 바람직하게는 110nm∼160nm인 것을 알았다. 또, 이 재료로 제2 유전체층(6)을 형성하는 경우, 그 두께는 바람직하게는 35∼60 nm인 것을 알았다.
광흡수 보정층(7)은, 상술한 바와 같이, 기록층(4)이 결정 상태일 때의 광 흡수율 Ac와 비정질 상태일 때의 광 흡수율 Aa의 비 Ac/Aa를 조정하여, 다시쓰기 할 때 마크 형상이 비뚤어지지 않도록 하는 작용을 한다. 광흡수 보정층(7)은, 굴절율이 높고, 또한 적절하게 광을 흡수하는 재료로 형성되는 것이 바람직하고, 예를 들면 굴절율 n이 3 이상 5 이하, 소쇠계수 k가 1 이상 4 이하인 재료를 사용하여 형성할 수 있다. 구체적으로는, Ge-Cr 및 Ge-Mo 등의 비정질의 Ge합금, Si-Cr, Si-Mo 및 Si-W 등의 비정질의 Si 합금, Te화물, 및 Ti, Zr, Nb, Ta, Cr, Mo, W, SnTe 및 PbTe 등의 결정성의 금속, 반금속및 반도체 재료로부터 선택되는 재료를 사용하는 것이 바람직하다. 광흡수 보정층(7)의 막두께는, 20nm∼60nm인 것이 바 람직하다.
반사층(8)은, 광학적으로는 기록층(4)에 흡수되는 광량을 증대시키고, 열적으로는 기록층(4)에서 발생한 열을 빠르게 확산시켜 기록층(4)을 급냉하여, 비정질화하기 쉽게 하는 기능을 갖는다. 또한, 반사층(8)은, 기록층(4) 및 유전체층(2, 6)을 포함하는 다층막을 사용 환경으로부터 보호하는 기능도 갖는다. 반사층(8)의 재료로는, 예를 들면, Al, Au, Ag, 및 Cu 등의 열전도율이 높은 단체 금속 재료를 들 수 있다. 반사층(8)은, 그 내습성을 향상시킬 목적으로, 및/또는 열전도율 또는 광학 특성(예를 들면, 광 반사율, 광 흡수율 또는 광 투과율)을 조정할 목적으로, 상기의 금속 재료로부터 선택되는 1개 또는 다수의 원소에, 다른 1개 또는 다수의 원소를 첨가한 재료를 사용하여 형성해도 된다. 구체적으로는, Al-Cr, Al-Ti, Ag-Pd, Ag-Pd-Cu, Ag-Pd-Ti 또는 Au-Cr 등의 합금 재료를 사용할 수 있다. 이들 재료는 모두 내식성이 뛰어나고, 또한 급냉 기능을 갖는 뛰어난 재료이다. 동일한 목적은, 반사층(8)을 2 이상의 층으로 형성함으로써도 달성될 수 있다. 반사층(8)의 두께는 50∼180nm인 것이 바람직하고, 60nm∼100nm인 것이 보다 바람직하다.
접착층(9)은, 내열성 및 접착성이 높은 재료, 예를 들면, 자외선 경화성 수지 등을 사용하여 형성해도 된다. 구체적으로는, 아크릴레이트 수지나 메타크릴레이트 수지 등을 주성분으로 하는 광경화 재료나, 에폭시 수지를 주성분으로 하는 재료나, 핫멜트 재료 등이 사용 가능하다. 또, 필요에 따라, 접착층(9)을 형성하기 전에, 자외선 경화성 수지로 이루어지는, 두께 2∼20㎛의 보호 코트층을 반사층 (8)의 표면에 형성해도 된다. 접착층(9)의 두께는, 바람직하게는 15∼40㎛이고, 보다 바람직하게는 20∼35㎛이다.
접합 기판(10)은, 정보 기록 매체의 기계적 강도를 높이는 동시에, 제1 유전체층(2)부터 반사층(8)까지의 적층체를 보호하는 기능을 갖는다. 접합 기판(10)의 바람직한 재료는, 기판(1)의 바람직한 재료와 같다.
본 실시형태의 정보 기록 매체는, 1개의 기록층을 갖는 편면 구조 디스크이지만, 이것에 한정되는는 것이 아니라, 2개 이상의 기록층을 가져도 된다.
계속해서, 본 실시형태의 정보 기록 매체를 제조하는 방법을 설명한다.
본 실시형태의 정보 기록 매체는, 안내홈(그루브면(20)과 랜드면(21))이 형성된 기판(1)(예를 들면, 두께 0.6mm)을 막형성 장치에 배치하고, 기판(1)의 안내홈이 형성된 표면에 제1 유전체층(2)을 막형성하는 공정(공정 a), 기록층(4)을 막형성하는 공정(공정 b), 제2 유전체층(6)을 막형성하는 공정(공정 c), 광흡수 보정층(7)을 막형성하는 공정(공정 d) 및 반사층(8)을 막형성하는 공정(공정 e)을 차례로 실시하고, 또한, 반사층(8)의 표면에 접착층(9)을 형성하는 공정, 및 접합 기판(10)을 접합하는 공정을 실시함으로써 제조된다. 또한, 본 명세서에 있어서, 각 층에 대해「표면」이라고 할 때는, 특별히 언급이 없는 한, 각 층이 형성되었을 때 노출되어 있는 표면(두께 방향에 수직인 표면)을 가리키는 것으로 한다.
먼저, 기판(1)의 안내홈이 형성된 면에, 제1 유전체층(2)을 막형성하는 공정 a를 실시한다. 공정 a는, 스퍼터링법에 의해 실시된다. 여기서, 먼저 본 실시형태에서 사용되는 스퍼터링 장치의 일례에 관해 설명한다. 도 5에는 스퍼터 장치를 사용하여 막형성하는 형태가 나타나 있다. 도 5에 나타낸 바와 같이, 이 스퍼터 장치에서는, 진공 용기(39)에 배기구(32)를 통해 진공 펌프(도시 생략)가 접속되고, 진공 용기(39) 내를 고진공으로 유지할 수 있도록 되어 있다. 가스 공급구(39)로부터는, 일정 유량의 가스를 공급할 수 있도록 되어 있다. 기판(35)(여기서의 기판이란, 막을 체적시키기 위한 기재를 말한다)는 양극(34)에 재치되어 있다. 진공 용기(39)를 접지함으로써, 진공 용기(39) 및 기판(35)이 양극에 유지되어 있다. 스퍼터링 타겟(36)은 음극(37)에 접속되어 있고, 스위치(도시 생략)를 통해 전원에 접속되어 있다. 양극(34)과 음극(37) 사이에 소정의 전압을 가함으로써, 스퍼터링 타겟(36)으로부터 방출된 입자에 의해 기판(35) 상에 박막을 형성할 수 있다. 또한, 이하의 공정의 스퍼터링에서도, 동일한 장치를 사용할 수 있다. 공정 a에서의 스퍼터링은, 고주파 전원을 사용하여, Ar 가스 분위기에서 실시한다. 스퍼터링으로 도입하는 가스는, 형성하는 재료층에 따라, Ar 가스 외에, 산소 가스나 질소 가스 등, 혼합한 가스 분위기중에서 실시해도 된다.
공정 a에서 사용되는 스퍼터링 타겟으로는, Sn, Ga 및 Zn으로 이루어지는 군 GM으로부터 선택되는 적어도 1개의 원소의 산화물과, Al, Si 및 B로 이루어지는 군 GL로부터 선택되는 적어도 1개의 원소의 산화물 및 질화물 중의 적어도 1개를 포함하는 스퍼터링 타겟이나, 또는 군 GM으로부터 선택되는 적어도 1개의 원소의 산화물과, La 및 Ce로 이루어지는 군 CA로부터 선택되는 적어도 1개의 원소의 불화물을 포함하는 스퍼터링 타겟을 사용할 수 있다. 이러한 스퍼터링 타겟으로서, 바람직하게는 원소 분석의 결과, 예를 들면 조성식 (7), (8)로 표시되는 재료를 사용한 다. 이러한 스퍼터링 타겟에 의하면, 조성식 (1), (2)로 표시되는 재료를 포함하는 산화물계 재료층, 산화물-질화물계 재료층 또는 산화물-불화물계 재료층으로 유전체층(2, 6)을 형성할 수 있다.
상술한 바와 같이, 군 GM으로부터 선택되는 1 또는 다수의 원소와, 군 GL로부터 선택되는 1 또는 다수의 원소 또는 군 GA로부터 선택되는 1 또는 다수의 원소와, 산소(O)를 포함하고, 또한 필요에 따라 질소(N)나 불소(F)를 포함하는 스프터링 타겟은, 군 GM의 원소의 산화물과, 군 GL의 원소의 산화물 및 질화물 중 적어도 한쪽 또는 군 GA의 원소의 불화물과의 혼합물의 형태로 제공된다. 본 실시형태에서의 제조 방법에서 사용되는 스퍼터링 타겟은, 군 GM으로부터 선택되는 원소의 산화물군을, 혼합물에 대해 50mol% 이상 포함하는 것이 바람직하고, 50∼95mol% 포함하는 것이 보다 바람직하다.
상기 특정한 산화물및 질화물을 포함하는 스퍼터링 타겟으로서, SnO2, Ga2O3 및 ZnO로부터 선택되는 적어도 1개의 산화물과, AlN, Si3N4, A12O3 및 SiO2로부터 선택되는 적어도 1개의 화합물을 포함하는 재료를 사용할 수 있다. 보다 구체적으로는, 조성식 (9), 즉 (D)x(E)100-x(mol%)(조성식중, D는 SnO2, Ga2 O3 및 ZnO로부터 선택되는 적어도 1개의 산화물을 나타내고, E는 AlN, Si3N4, A12O3 및 SiO2로부터 선택되는 적어도 1개의 화합물을 나타내고, x는 50≤x≤95를 만족한다)로 표시되는 재료를 포함하는 타겟을 사용할 수 있다. 이 타겟에 의하면, 조성식 (3)으로 표시되는 재료를 포함하는 층을 형성할 수 있다.
또, 스퍼터링 타겟으로서, SnO2와 Ga2O3를 포함하는 것을 사용해도 된다. 보다 구체적으로는, 조성식 (10) 즉, (SnO2)a1(Ga2O3)a2 (E1)b(mol%)(조성식중, E1은 AlN 및 Si3N4로부터 선택되는 적어도 1개의 질화물을 나타내고, a1 및 a2는 50≤a1+a2≤95, 또한 a1, a2는 어느 한쪽이 0이어도 되고, b는 5≤b≤50을 만족한다)로 표시되는 재료를 포함하는 것이 바람직하다. 이 스퍼터링 타겟을 사용하면, 조성식 (4)로 표시되는 재료를 포함하는 층을 형성할 수 있다.
또한, 스퍼터링 타겟으로서 SiO2를 포함하는 것을 사용해도 되고, 조성식 (11), 즉 (D)x(SiO2)y(El)100-x-y(mol%)(조성식중, D는 SnO 2, Ga2O3 및 ZnO로부터 선택되는 적어도 1개의 산화물을 나타내고, E1은 AlN 및 Si3N4로부터 선택되는 적어도 1개의 질화물을 나타내고, x 및 y는 50≤x≤95, 5≤y≤35, 55≤x+y≤100을 만족한다)로 표시되는 재료를 포함하는 것이어도 된다. 이 스퍼터링 타겟을 사용하면, 조성식 (5)로 표시되는 재료를 포함하는 층을 형성할 수 있다.
또, 군 GM으로부터 선택되는 원소의 산화물과, 군 GA로부터 선택되는 원소의 불화물을 포함하는 스퍼터링 타겟을 사용해도 된다. 보다 구체적으로는, 조성식 (12), 즉,
(D)x(A)100-x(mol%)(조성식중, D는 SnO2, Ga2O3 및 ZnO로부터 선택되는 적어도 1개의 산화물을 나타내고, A는 LaF3 및 CeF3으로부터 선택되는 적어도 1개를 나타내고, x는 50≤x≤95를 만족한다)로 표시되는 재료를 포함하는 것이어도 된다. 이 스퍼터링 타겟을 사용하면, 조성식 (6)으로 표시되는 재료를 포함하는 층을 형성할 수 있다.
상기의 재료를 포함하는 층에는, 이들 화합물 이외의 제3 성분을 포함하고 있어도 되고, 특히 수% 이하의 불순물이 있어도 된다. 또, 근린에 형성되는 층의 조성 원소가 다소 섞여도 된다. 제3 성분으로서 포함될 수 있는 성분은 앞에서 예시한 바와 같다.
다음에, 공정 b를 실시하여, 제1 유전체층(2)의 표면에, 기록층(4)을 막형성한다. 공정 b도, 스퍼터링에 의해 실시된다. 스퍼터링은, 직류 전원을 사용하여, Ar 가스 분위기중, 또는 Ar 가스와 N2 가스의 혼합 가스 분위기중에서 실시한다. 공정 a와 동일하게, 목적에 따라 다른 가스를 도입해도 된다. 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. 막형성 후의 기록층(4)은 비정질 상태이다.
다음에, 공정 c를 실시하여, 기록층(4)의 표면에, 제2 유전체층(6)을 막형성한다. 공정 c는, 공정 a와 동일하게 실시된다. 제2 유전체층(6)은, 제1 유전체층(2)과 같은 화합물을 포함하지만 그 혼합 비율이 다른 스파터링 타겟, 또는 다른 화합물을 포함하는 스퍼터링 타겟을 사용하여 형성해도 된다. 예를 들면, 제1 유전체층(2)을, ZnO-Si3N4-SiO2의 혼합계 재료로 형성하고, 제2 유전체층(6)을, SnO2-Ga2O3-LaF3의 혼합계 재료로 형성할 수도 있다. 이렇게, 제1 유전체층(2)과 제2 유 전체층(6)은, 원하는 기능에 따라, 포함되는 산화물, 질화물 및 불화물의 종류, 및/또는 그들의 혼합 비율을 최적화하여 형성할 수 있다.
다음에, 공정 d를 실시하여, 제2 유전체층(6)의 표면에, 광흡수 보정층(7)을 막형성한다. 공정 d에서는, 직류 전원 또는 고주파 전원을 사용하여, 스퍼터링을 실시한다. 스퍼터링 타겟으로서, Ge-Cr 및 Ge-Mo 등의 비정질 Ge 합금, Si-Cr, Si-Mo 및 Si-W 등의 비정질 Si 합금, Te화물, 및 Ti, Zr, Nb, Ta, Cr, Mo, W, SnTe 및 PbTe 등의 결정성의 금속, 반금속 및 반도체 재료로부터 선택되는 재료로 이루어지는 것을 사용한다. 스퍼터링은, 일반적으로는, Ar 가스 분위기중에서 실시한다.
다음에, 공정 e를 실시하여, 광흡수 보정층(7)의 표면에, 반사층(8)을 막형성 한다. 공정 e는 스퍼터링에 의해 실시된다. 스퍼터링은, 직류 전원 또는 고주파 전원을 사용하여, Ar 가스 분위기중에서 실시한다. 스퍼터링 타겟으로서는, Al-Cr, Al-Ti, Ag-Pd, Ag-Pd-Cu, Ag-Pd-Ti 또는 Au-Cr 등의 합금 재료로 이루어지는 것을 사용할 수 있다.
상기한 바와 같이, 공정 a∼e는, 모두 스퍼터링 공정이다. 따라서, 공정 a∼e는, 1개의 스퍼터링 장치 내에서, 타겟을 순차 변경하여 연속적으로 실시할 수 있다. 또한, 공정 a∼e는, 각각 독립된 스퍼터링 장치를 사용하여 실시하는 것도 가능하다.
반사층(8)을 막형성한 후, 제1 유전체층(2)부터 반사층(8)까지가 순차 적층된 기판(1)을 스퍼터링 장치로부터 취출한다. 그 후, 반사층(8)의 표면에, 자외선 경화성 수지를, 예를 들면 스핀코트법에 의해 도포 한다. 도포한 자외선 경화성 수지에, 접합 기판(10)을 밀착시켜, 자외선을 접합 기판(10)측에서 조사하여 수지를 경화시켜, 접합 공정을 종료시킨다.
접합 공정이 종료한 후는, 필요에 따라 초기화 공정을 실시한다. 초기화 공정은, 비정질 상태인 기록층(4)을, 예를 들면 반도체 레이저를 조사하여, 결정화 온도 이상으로 승온하여 결정화시키는 공정이다. 초기화 공정은 접합 공정 전에 실시해도 된다. 이렇게, 공정 a∼e, 접착층의 형성 공정, 및 접합 기판(10)의 접합 공정을 순차 실시함으로써, 실시형태 1의 정보 기록 매체를 제조할 수 있다.
(실시형태 2)
본 발명의 실시형태 2로서, 레이저광을 사용하여 정보의 기록 및 재생을 실시하는 정보 기록 매체의 일례를 설명한다. 도 2에, 그 정보 기록 매체의 일부 단면을 도시한다.
도 2에 도시한 본 실시형태의 정보 기록 매체는, 기판(1)의 한쪽 표면에, 제1 유전체층(102), 계면층(103), 기록층(4), 제2 유전체층(6), 광흡수 보정층(7) 및 반사층(8)이 이 순서로 형성되고, 또한 접착층(9)으로 반사층(8)에 접합 기판(10)이 접착된 구성을 갖는다. 본 실시형태의 정보 기록 매체는, 기록층(4)과 제2 유전체층(6)의 사이에 계면층을 갖고 있지 않다는 점에서, 도 6에 도시한 종래의 정보 기록 매체와 상이하다. 또, 기판(1)과 기록층(4)의 사이에 제1 유전체층(102)과 계면층(103)이 이 순서로 적층되어 있다는 점에서, 도 1에 도시한 정보 기록 매체와 상이하다. 본 실시형태에 있어서, 제2 유전체층(6)은, 실시형태 1의 정보 기 록 매체에 있어서의 제1 및 제2 유전체층과 동일한, 산화물계 재료층, 산화물-질화물계 재료층 또는 산화물-불화물계 재료층이다. 그밖에, 도 2에 있어서, 도 1에서 사용한 부호와 같은 부호는 같은 기능을 갖는 구성 요소를 나타내며, 도 1을 참조하여 설명한 재료 및 방법으로 형성되는 것이다. 따라서, 도 1에서 이미 설명한 구성 요소에 관해서는, 여기서는 그 상세한 설명을 생략한다.
본 실시형태의 정보 기록 매체에 있어서, 제1 유전체층(102)은, 종래의 정보 기록 매체를 구성하고 있던 유전체층에 사용되고 있던 재료((ZnS)80(SiO2)20(mol%))로 형성되어 있다. 따라서, 계면층(103)은, 반복되는 기록에 의해 제1 유전체층(102)과 기록층(4)의 사이에서 발생하는 물질 이동을 방지하기 위해 형성되어 있다. 계면층(103)의 바람직한 재료 및 두께는, 예를 들면, ZrO2-SiO2-Cr2O 3나 Ge-Cr 등의 혼합 재료이며, 그 두께는, 1∼10nm인 것이 바람직하고, 2∼7nm이면 보다 바람직하다. 계면층(103)이 너무 두꺼우면, 기판(1)의 표면에 형성된 제1 유전체층(102)부터 반사층(8)까지의 적층체의 광학적 반사율 및 흡수율이 변화하여, 기록 소거 성능에 영향을 미치기 때문이다.
계속해서, 본 실시형태의 정보 기록 매체의 제조 방법을 설명한다. 본 실시 형태에서는, 기판(1)의 안내홈이 형성된 면에 제1 유전체층(102)을 막형성하는 공정(공정 h), 제1 계면층(103)을 막형성하는 공정(공정 i), 기록층(4)을 막형성하는 공정(공정 b), 제2 유전체층(6)을 막형성하는 공정(공정 c), 광흡수 보정층(7)을 막형성하는 공정(공정 d) 및 반사층(8)을 막형성하는 공정(공정 e)을 순차 실시하 고, 또한 반사층(8)의 표면에 접착층(9)을 형성하는 공정 및 접합 기판(10)을 접합하는 공정을 실시함으로써, 정보 기록 매체가 제조된다. 공정 b, c, d, 및 e는, 실시형태 1에서 설명한 바와 같으므로, 여기서는 그 상세한 설명을 생략한다. 접합 기판(10)을 접합하는 공정이 종료한 후, 실시형태 1에 관련하여 설명한 바와 같이, 필요에 따라 초기화 공정을 실시하여, 정보 기록 매체를 얻는다.
이상, 실시형태 1 및 2에서, 도 1 및 도 2를 참조하여, 본 발명의 정보 기록 매체의 실시형태로서, 레이저광으로 기록 재생하는 정보 기록 매체를 설명했으나, 본 발명의 정보 기록 매체는 이들 형태에 한정되지 않는다. 본 발명의 정보 기록 매체는, 기록층에 접하는 유전체층에, 상술한 바와 같은 산화물계 재료층, 산화물-질화물계 재료층 또는 산화물-불화물계 재료층을 사용하는 한, 임의의 형태를 취할 수 있다. 즉, 본 발명은, 기판 상에 층을 형성하는 순서, 기록층의 수, 기록 조건, 및 기록 용량등에 관계없이 적용 가능하다. 또, 본 발명의 정보 기록 매체는, 여러가지 파장으로 기록하기에 적합하다. 따라서, 본 발명의 정보 기록 매체의 구성 및 제조 방법은, 예를 들면, 파장 630∼680nm의 레이저광으로 기록 재생하는 DVD-RAM이나 DVD-RW(Digital Versatile Disk-RecordabIe), 또는 파장 400∼450nm의 레이저광으로 기록 재생하는 대용량 광디스크 등에 적용 가능하다.
(실시형태 3)
본 발명의 실시형태 3으로서, 전기적 에너지를 인가하여 정보의 기록 및 재생을 실시하는 정보 기록 매체의 일례를 도시한다. 도 3에, 본 실시형태의 정보 기록 매체의 사시도를 도시한다.
도 3에 도시하는 바와 같이, 본 실시형태의 정보 기록 매체는, 기판(201)의 표면에, 하부 전극(202), 기록부(203) 및 상부 전극(204)이 이 순서로 형성된 메모리이다. 메모리의 기록부(203)는, 원기둥형상의 기록층(205) 및 기록층(205)을 둘러싸는 유전체층(206)을 포함하는 구성을 갖는다. 실시형태 1 및 2에 있어서 도 1 및 도 2를 참조하여 설명한 정보 기록 매체와는 달리, 이 형태의 메모리에 있어서는, 기록층(205) 및 유전체층(206)은 동일면 상에 형성되고, 그들은 적층된 관계가 아니다. 그러나, 기록층(205) 및 유전체층(206)은 모두, 메모리에 있어서는, 기판(201), 하부 전극(202) 및 상부 전극(204)을 포함하는 적층체의 일부를 구성하고 있기 때문에, 각각「층」이라고 부를 수 있는 것이다. 따라서, 본 발명의 정보 기록 매체에는, 기록층과 유전체층이 동일면 상에 있는 형태의 것도 포함된다.
기판(201)으로서, 구체적으로는, 예를 들면, Si 기판 등의 반도체 기판, 폴리카보네이트 수지 또는 아크릴 수지 등으로 이루어지는 기판, SiO2 기판 및 A12O3 기판 등의 절연성 기판 등을 사용할 수 있다. 하부 전극(202) 및 상부 전극(204)은, 적당한 도전 재료로 형성된다. 하부 전극(202) 및 상부 전극(204)은, 예를 들면 Au, Ag, Pt, A1, Ti, W, Cr 등의 금속, 또는 이들의 혼합물을 스퍼터링함으로써 형성된다.
기록부(203)를 구성하는 기록층(205)은, 전기적 에너지를 인가함으로써 상변화하는 재료로 이루어지며, 기록부(203)에서의 상변화부라 칭할 수도 있다. 기록층(205)은, 전기적 에너지를 인가함으로써 발생하는 주울열에 의해, 결정상과 비정 질상의 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 사용되며, 보다 구체적으로는 예를 들면 GeTe-Sb2Te3계 재료 또는 GeTe-Bi2Te3계 재료 등을 사용할 수 있다.
기록부(203)를 구성하는 유전체층(206)은, 상부 전극(204) 및 하부 전극(202)의 사이에 전압을 인가함으로써, 기록층(205)에 흐른 전류가 주변부로 빠져나가는 것을 방지하여, 기록층(205)을 전기적 및 열적으로 절연하는 기능을 갖는다. 따라서, 유전체층(206)은, 단열부라 칭할 수도 있다. 유전체층(206)에는, 산화물계 재료층, 산화물-질화물계 재료층 또는 산화물-불화물계 재료층, 구체적으로는, 상기 조성식 (1) 또는 (2)로 표시되는 재료를 포함하는 층이 사용되고 있다. 이들 재료층은, 고융점인 것, 가열된 경우라도 재료층중의 원자가 확산되기 어려운 것, 및 열전도율이 낮은 것 등에서, 유전체층(206)에 바람직하게 사용된다.
본 실시형태에 관해서는, 후술하는 실시예에서, 그 작동 방법과 함께 더 설명한다.
(실시예)
본 발명을 보다 구체적으로 설명한다.
먼저 본 발명의 정보 기록 매체의 유전체층을 형성할 때 사용되는 산화물계 재료, 산화물-질화물계 재료 및 산화물-불화물계 재료로 이루어지는 타겟에 대해, 공칭 조성(바꿔 말하면, 공급시에 타겟 메이커가 공개적으로 표시하고 있는 조성) 과 분석 조성의 관계를, 미리 시험에 의해 확인했다.
본 시험에서는, 그 일례로서, 조성식 (10)에 상당하는 (SnO2)30(Ga2O3)40(Si3N4) 30(mol%)로 공칭 조성이 표시된 스퍼터링 타겟을 사용했다. 이 스퍼터링 타겟을 분말상으로 하여, X선 마이크로 애널라이저법에 의해 조성 분석을 실시했다. 이 결과, 스퍼터링 타겟의 분석 조성이, 각 원소의 비율(원자%)로 나타낸 조성식으로서 얻어졌다. 분석 결과를 표 1에 나타낸다. 또한, 표 1에는, 공칭 조성으로부터 산출되는 원소 조성인, 환산 조성도 나타낸다.
(표 1)
Figure 112004032971910-pat00001
표 1에 나타낸 바와 같이, 분석 조성은 환산 조성과 거의 같았다. 이 결과로부터, 조성식 (10)에 의해 표기되는 스퍼터링 타겟의 실제 조성(즉, 분석 조성)은, 계산에 의해 구해지는 원소 조성(즉, 환산 조성)과 거의 일치하여, 따라서 공칭 조성이 적정한 것이 확인되었다. 그래서, 이하의 실시예에서는, 스퍼터링 타겟의 조성을 공칭 조성(mol%)으로 표시한다. 또, 스퍼터링 타겟의 공칭 조성과, 이 스퍼터링 타겟을 사용하여 스퍼터링법에 의해 형성한 산화물계 재료층, 산화물-질화물계 재료층, 및 산화물-불화물계 재료층의 조성(mol%)은, 같은 것이라고 간주해 도 지장이 없는 것도 확인했다. 따라서, 이하의 실시예에서는, 스퍼터링 타겟의 조성의 표시로써, 이 스퍼터링 타겟을 사용하여 형성된 층의 조성으로 했다.
(실시예 1)
실시예 1에서는, 실시형태 1에서 설명한 도 1에 도시한 정보 기록 매체에 있어서, 제1 유전체층(2) 및 제2 유전체층(6)을, (SnO2)95(AlN)5(mol%)로 공칭 조성이 표시된 스퍼터링 타겟을 사용하여 형성했다. 제1 유전체층(2) 및 제2 유전체층(6)은 동일한 재료로 형성했다. 이하, 본 실시예의 정보 기록 매체의 제작 방법을 설명한다. 이하의 설명에 있어서는, 도 1에 도시한 각 구성 요소와 같은 참조 번호를 사용한다.
먼저, 기판(1)으로서, 깊이 56nm, 트랙 피치(기판(1)의 주면에 평행한 면 내에서의 그루브 표면 및 랜드 표면의 중심간 거리) 0.615㎛의 안내홈이 한쪽 표면에 미리 형성된, 직경 120mm, 두께 0.6mm의 원형의 폴리카보네이트 기판을 준비했다.
기판(1) 상에, 두께 150nm의 제1 유전체층(2), 두께 8nm의 기록층(4), 두께 50nm의 제2 유전체층(6), 두께 40nm의 광흡수 보정층(7) 및 두께 80nm의 반사층(8)을, 이 순서로, 스퍼터링법에 의해 이하에 설명하는 방법으로 막형성했다.
제1 유전체층(2)과 제2 유전체층(6)을 구성하는 재료로서, (SnO2)95(AlN)5(mol%)를 사용했다.
제1 유전체층(2) 및 제2 유전체층(6)을 형성하는 공정에서는, 상술한 재료로 이루어지는 스퍼터링 타겟(직경 100mm, 두께 6mm)을 막형성 장치에 부착하고, 0.13Pa 압력하에서, Ar 가스와 산소 가스의 혼합 가스(산소가스 분압 3%) 분위기중에서 400W의 고주파 스퍼터링을 실시하여 막형성했다.
기록층(4)을 형성하는 공정은, GeTe-Sb2Te3 의사 이원계 조성의 Ge의 1부를 Sn으로 치환한 Ge-Sn-Sb-Te계 재료로 이루어지는 스퍼터링 타겟(직경 100mm, 두께 6mm)을 막형성 장치에 부착하고, 0.13Pa 압력하에서, Ar 가스와 질소 가스의 혼합 가스(질소 가스 분압 3%) 분위기중에서 100W의 직류 스퍼터링을 실시했다. 기록층의 조성은, Ge27Sn8Sb12Te53(원자%)였다.
광흡수 보정층(7)을 형성하는 공정은, 조성이 Ge80Cr20(원자%)의 재료로 이루어지는 스퍼터링 타겟(직경 100mm, 두께 6mm)을 막형성 장치에 부착하고, 약 0.4 Pa 압력하에서, Ar 가스 분위기중에서 300W의 직류 스퍼터링을 실시했다.
반사층(8)을 형성하는 공정은, Ag-Pd-Cu 합금으로 이루어지는 스퍼터링 타겟(직경 100mm, 두께 6mm)을 막형성 장치에 부착하고, 약 0.4Pa 압력하에서, Ar 가스 분위기중에서 200W의 직류 스퍼터링을 실시했다.
반사층(8)을 형성한 후, 자외선 경화성 수지를 반사층(8) 상에 도포했다. 도포한 자외선 경화성 수지의 위에, 직경 120mm, 두께 0.6mm의 폴리카보네이트제의 접합 기판(10)을 밀착시켰다. 이어서, 접합 기판(10)의 측면에서 자외선을 조사하여 수지를 경화시켜, 접합 기판(10)을 반사층(8)에 접합했다.
접합 기판(10)을 반사층(8)에 접합한 후, 파장 810nm의 반도체 레이저를 사용하여 초기화 공정을 실시하여, 기록층(4)을 결정화시켰다. 초기화 공정의 종료 에 의해, 정보 기록 매체의 제작이 완료되었다.
(실시예 2)
실시예 2의 정보 기록 매체는, 제1 유전체층(2) 및 제2 유전체층(6)을, (Ga2O3)80(Si3N4)20(mol%)로 공칭 조성이 표시된 스퍼터링 타겟을 사용하여 형성하는 것 외에는, 실시예 1의 정보 기록 매체의 경우와 동일하게 제작했다.
(실시예 3)
실시예 3의 정보 기록 매체는, 제1 유전체층(2) 및 제2 유전체층(6)을, (SnO2)50(Si3N4)50(mol%)로 공칭 조성이 표시된 스퍼터링 타겟을 사용하여 형성하는 것 외에는, 실시예 1의 정보 기록 매체의 경우와 동일하게 제작했다.
(실시예 4)
실시예 4의 정보 기록 매체는, 제1 유전체층(2) 및 제2 유전체층(6)을, (SnO2)30(Ga2O3)40(Si3N4) 30(mol%)로 공칭 조성이 표시된 스퍼터링 타겟을 사용하여 형성하는 것 외에는, 실시예 1의 정보 기록 매체의 경우와 동일하게 제작했다.
(실시예 5)
실시예 5의 정보 기록 매체는, 제1 유전체층(2) 및 제2 유전체층(6)을, (SnO2)40(Ga2O3)40(SiO2)20(mol%)로 공칭 조성이 표시된 스퍼터링 타겟을 사용하여 형성하는 것 외에는, 실시예 1의 정보 기록 매체의 경우와 동일하게 제작했다.
(실시예 6)
실시예 6의 정보 기록 매체는, 제1 유전체층(2) 및 제2 유전체층(6)을, (SnO2)30(Ga2O3)30(SiO2)20(Si 3N4)20(mol%)로 공칭 조성이 표시된 스퍼터링 타겟을 사용하여 형성하는 것 외에는, 실시예 1의 정보 기록 매체의 경우와 동일하게 제작했다.
(실시예 7)
실시예 7의 정보 기록 매체는, 제1 유전체층(2) 및 제2 유전체층(6)을, (ZnO)40(Ga2O3)40(SiO2)10(Si3 N4)10(mol%)로 공칭 조성이 표시된 스퍼터링 타겟을 사용하여 형성하는 것 외에는, 실시예 1의 정보 기록 매체의 경우와 동일하게 제작했다.
(실시예 8)
실시예 8의 정보 기록 매체는, 제1 유전체층(2) 및 제2 유전체층(6)을, (ZnO)20(SnO2)60(BN)20(mol%)로 공칭 조성이 표시된 스퍼터링 타겟을 사용하여 형성하는 것 외에는, 실시예 1의 정보 기록 매체의 경우와 동일하게 제작했다.
(실시예 9)
실시예 9의 정보 기록 매체는, 제1 유전체층(2) 및 제2 유전체층(6)을, (ZnO)30(SnO2)30(AlN)20(SiO2)20(mol%)로 공칭 조성이 표시된 스퍼터링 타겟을 사용하여 형성하는 것 외에는, 실시예 1의 정보 기록 매체의 경우와 동일하게 제작했다.
(실시예 10)
실시예 10의 정보 기록 매체는, 제1 유전체층(2) 및 제2 유전체층(6)을, (ZnO)20(SnO2)20(Ga2O3)40(AlN)20 (mol%)로 공칭 조성이 표시된 스퍼터링 타겟을 사용하여 형성하는 것 외에는, 실시예 1의 정보 기록 매체의 경우와 동일하게 제작했다.
(실시예 11)
실시예 11의 정보 기록 매체는, 제1 유전체층(2) 및 제2 유전체층(6)을, (SnO2)70(A12O3)30(mol%)로 공칭 조성이 표시된 스퍼터링 타겟을 사용하여 형성하는 것 외에는, 실시예 1의 정보 기록 매체의 경우와 동일하게 제작했다.
(실시예 12)
실시예 12의 정보 기록 매체는, 제1 유전체층(2) 및 제2 유전체층(6)을, (SnO2)70(AlN)30(mol%)로 공칭 조성이 표시된 스퍼터링 타겟을 사용하여 형성하는 것 외에는, 실시예 1의 정보 기록 매체의 경우와 동일하게 제작했다.
(실시예 13)
실시예 13의 정보 기록 매체는, 제1 유전체층(2) 및 제2 유전체층(6)을, (SnO2)60(Ga2O3)20(A12O3) 20(mol%)로 공칭 조성이 표시된 스퍼터링 타겟을 사용하여 형성하는 것 외에는, 실시예 1의 정보 기록 매체의 경우와 동일하게 제작했다.
(실시예 14)
실시예 14의 정보 기록 매체는, 제1 유전체층(2) 및 제2 유전체층(6)을, (SnO2)40(Ga2O3)40(AlN)20(mol%)로 공칭 조성이 표시된 스퍼터링 타겟을 사용하여 형성하는 것 외에는, 실시예 1의 정보 기록 매체의 경우와 동일하게 제작했다.
(실시예 15)
실시예 15의 정보 기록 매체는, 제1 유전체층(2) 및 제2 유전체층(6)을, (SnO2)70(LaF3)30(mol%)로 공칭 조성이 표시된 스퍼터링 타겟을 사용하여 형성하는 것 외에는, 실시예 1의 정보 기록 매체의 경우와 동일하게 제작했다.
(실시예 16)
실시예 16의 정보 기록 매체는, 제1 유전체층(2) 및 제2 유전체층(6)을, (ZnO)50(CeF3)50(mol%)로 공칭 조성이 표시된 스퍼터링 타겟을 사용하여 형성하는 것 외에는, 실시예 1의 정보 기록 매체의 경우와 동일하게 제작했다.
(실시예 17)
실시예 17의 정보 기록 매체는, 제1 유전체층(2) 및 제2 유전체층(6)을, (SnO2)30(Ga2O3)40(LaF3)30(mol%)로 공칭 조성이 표시된 스퍼터링 타겟을 사용하여 형성하는 것 외에는, 실시예 1의 정보 기록 매체의 경우와 동일하게 제작했다.
(비교예 1)
비교예 1의 정보 기록 매체로서, 도 6에 도시한 구성의 정보 기록 매체를 제작했다. 여기서, 제1 유전체층(102) 및 제2 유전체층(106)은, (ZnS)80(SiO2)20 (mol%)의 스퍼터링 타겟으로 형성했다. 또, 제1 계면층(103) 및 제2 계면층(105)은, 각각 ZrO2-SiO2-Cr2O3로 이루어지는 두께 5nm의 층으로 했다.
제1 유전체층(102) 및 제2 유전체층(106)은, (ZnS)80(SiO2)20(mol%)로 이루어 지는 스퍼터링 타겟(직경 100mm, 두께 6mm)을 사용하여, 압력 0.13Pa에서 고주파 스퍼터링을 실시하여 형성했다.
제1 계면층(103) 및 제2 계면층(105)은, (ZrO2)25(SiO2)25(CrO 2)50(mol%)의 조성을 갖는 재료로 이루어지는 스퍼터링 타겟(직경 100mm, 두께 6mm)을 막형성 장치에 부착하고, 고주파 스퍼터링으로 형성했다. 그 외의 광흡수 보정층(7), 반사층(8) 및 접합 기판(10)과의 접합은, 실시예 1의 정보 기록 매체의 경우와 동일하다.
(비교예 2)
비교예 2의 정보 기록 매체는, 제1 유전체층(2) 및 제2 유전체층(6)을, SnO2만의 공칭 조성이 표시된 스퍼터링 타겟을 사용하여 형성하는 것 외에는, 실시예 1의 정보 기록 매체의 경우와 동일하게 제작했다.
(비교예 3)
비교예 3의 정보 기록 매체는, 제1 유전체층(2) 및 제2 유전체층(6)을, Ga2O3만의 공칭 조성이 표시된 스퍼터링 타겟을 사용하여 형성하는 것 외에는, 실시예 1의 정보 기록 매체의 경우와 동일하게 제작했다.
(비교예 4)
비교예 4의 정보 기록 매체는, 제1 유전체층(2) 및 제2 유전체층(6)을, ZnO만의 공칭 조성이 표시된 스퍼터링 타겟을 사용하여 형성하는 것 외에는, 실시예 1의 정보 기록 매체의 경우와 동일하게 제작했다.
(비교예 5)
비교예 5의 정보 기록 매체는, 제1 유전체층(2) 및 제2 유전체층(6)을, (SnO2)50(Ga2O3)50(mol%)의 공칭 조성이 표시된 스퍼터링 타겟을 사용하여 형성하는 것 외에는, 실시예 1의 정보 기록 매체의 경우와 동일하게 제작했다.
다음에, 이상의 실시예 1∼17 및 비교예 1∼5의 정보 기록 매체에 대해 평가를 행했다. 이하에 평가 방법에 관해 설명한다. 평가 항목은, (1)유전체층과 기록층의 밀착성, (2)기록 감도, (3)다시쓰기 성능의 3가지로 했다.
먼저 (1)의 밀착성은, 고온 고습 조건 하에서의 박리의 유무에 기초하여 평가했다. 구체적으로는, 초기화 공정 후의 정보 기록 매체를, 온도 90℃에서 상대 습도 80%의 고온 고습조에 100시간 방치한 후, 기록층(4)과 이것에 접하는 유전체층(2, 6)의 계면의 적어도 한쪽에서 박리가 발생하고 있는지 여부를, 광학 현미경으로 눈으로 관찰했다.
(2)기록 감도와 (3)반복 다시쓰기 성능은, 기록 재생 평가 장치를 사용하여, 최적 파워와, 그 기록 파워에서의 반복 회수를 평가했다.
정보 기록 매체의 신호 평가는, 정보 기록 매체를 회전시키는 스핀들 모터와, 레이저광을 발하는 반도체 레이저를 구비한 광학 헤드와, 레이저광을 정보 기록 매체의 기록층(4) 상에 집광시키는 대물 렌즈를 구비한 일반적인 구성의 정보 기록 시스템을 사용했다. 구체적으로는, 파장 660nm의 반도체 레이저와 개구수 0.6의 대물 렌즈를 사용하여 4.7GB 용량 상당의 기록을 행했다. 이 때, 정보 기록 매체를 회전시키는 선속도는 8.2m/초로 했다. 또, 후술하는 평균 지터값을 구할 때의 지터값의 측정에는, 타임 인터벌 애널라이저를 사용했다.
먼저 반복 회수를 결정할 때의 측정 조건을 정하기 위해, 피크 파워(Pp) 및 바이어스 파워(Pb)를 이하의 순서로 설정했다. 상기의 시스템을 사용하여, 레이저광을, 고 파워 레벨의 피크 파워(mW)와 저 파워 레벨의 바이어스 파워(mW)의 사이에서 파워 변조하면서 정보 기록 매체를 향해 조사하여, 마크길이 0.42㎛(3T)∼1.96㎛(14T)의 랜덤 신호를(그루브 기록에 의해) 기록층(4)의 동일한 그루브 표면에 10회 기록했다. 그리고, 전단 사이의 지터값(기록 마크 전단부에서의 지터) 및 후단 사이의 지터값(기록 마크 후단부에서의 지터값)을 측정하여, 이들의 평균치로서 평균 지터값을 구했다. 바이어스 파워를 일정한 값에 고정하고, 피크 파워를 여러가지로 변화시킨 각 기록 조건에 대해 평균 지터값을 측정하고, 피크 파워를 서서히 증가시켜, 랜덤 신호의 평균 지터값이 13%에 달했을 때, 피크 파워의 1.3배의 파워를 가령 Pp1이라고 정했다. 다음에, 피크 파워를 Pp1에 고정하고, 바이어스 파워를 여러가지로 변화시킨 각 기록 조건에 대해 평균 지터값을 측정하여, 랜덤 신호의 평균 지터값이 13% 이하가 되었을 때의, 바이어스 파워의 상한치 및 하한치의 평균치를 Pb로 설정했다. 이 바이어스 파워를 Pb에 고정하고, 피크 파워를 여러가지로 변화시킨 각 기록 조건에 대해 평균 지터값을 측정하고, 피크 파워를 서서히 증가시켜, 랜덤 신호의 평균 지터값이 13%에 달했을 때, 피크 파워의 1.3배의 파워를 Pp로 설정했다. 이렇게 하여 설정한 Pp 및 Pb의 조건으로 기록한 경우, 예를 들면 10회 반복 기록에 있어서, 8∼9%의 평균 지터값이 얻어졌다. 시스템의 레이저 파워 상한치를 고려하면, Pp≤14mW, Pb≤8mW를 만족하는 것이 바람직하다.
반복 회수는, 본 실시예에서는 평균 지터값에 기초하여 결정했다. 상기와 같이 하여 설정되어 Pp와 Pb로 레이저광을 파워 변조하면서 정보 기록 매체를 향해 조사하여, 마크 길이 0.42㎛(3T)∼1.96㎛(14T)의 랜덤 신호를(그루브 기록에 의해) 동일한 그루브 표면에 소정 회수 반복하여 연속 기록한 후, 평균 지터값을 측정했다. 평균 지터값은, 반복 회수가 1, 2 , 3, 5, 10, 100, 200, 500회에서 측정하고, 1000회 이상은 1000회마다 측정하여 10000회까지 평가했다. 반복 다시쓰기 성능은, 평균 지터값이 13%에 달했을 때의 반복 회수에 의해 평가했다. 반복 회수가 클 수록, 반복 다시쓰기 성능이 높고, 상기와 같은 정보 기록 매체를, 예를 들면 화상 음성 레코더에서 사용하는 경우에는, 반복 회수는 1만회 이상인 것이 바람직하다.
(표 2)
Figure 112004032971910-pat00002
표 2에, 실시예 1∼17 및 비교예 1∼5의 정보 기록 매체에 있어서의 (1)밀착성, (2)기록 감도, (3)다시쓰기 성능의 평가 결과를 나타낸다. 또한, 실시예 1∼17과 비교예 2∼5의 정보 기록 매체에 대해, 유전체층에 사용한 재료의 원자%도 병기해 둔다. 여기서는, 밀착성의 평가 결과로서 상기 고온 고습 시험 후의 박리의 유무를 나타냈다. 기록 감도는, 설정된 피크 파워를 나타내고, 14mW 이하이면 양호하다고 평가했다. 또, 다시쓰기 성능은, 반복 회수가 1000회 미만을 ×, 1000회 이상 1만회 미만의 것을 △, 1만회 이상의 것을 ○으로 평가했다.
표 2에서도 분명한 바와 같이, 먼저 유전체층(2, 6)의 재료가 SnO2, Ga2O3, ZnO인 경우는, 기록층(4)과 유전체층(2, 6)의 밀착성은 양호하지만, 기록 감도가 불충분했다(비교예 2∼5). 이에 비해, 실시예 1∼17처럼, SnO2, Ga2O3 및 ZnO로 이루어지는 산화물군에, SiO2, AlN, BN, Si3N4, LaF3, CeF3 을 본 발명에서 규정한 범위 내에서 혼합함으로써, 양호한 기록 감도가 얻어졌다.
또, 기록 감도와 다시쓰기 성능의 균형을 고려하면, SnO2, Ga2O3 및 ZnO의 산화물군의 비율은, 50mol% 이상인 것이 바람직하고, SiO2, AlN, BN, Si3N4, LaF3, CeF3의 비율은, 기록 감도를 고려하면 적어도 5mol% 이상인 것이 바람직한 것이 확인되었다.
다음에, 실시형태 2에서 나타낸 구성의 정보 기록 매체의 실시예에 관해 이하에 설명한다.
(실시예 18)
본 실시예의 정보 기록 매체는, 실시형태 2에서 설명한 도 2에 도시한 정보기록 매체이고, 제1 유전체층(102)은 (ZnS)80(SiO2)20(mol%)을 사용하여 형성하고, 계면층(103)은 ZrO2-SiO2-Cr2O3을 사용하여 2∼5nm의 두께로 형성했다. 이 외의 구성에 관해서는, 실시예 1의 정보 기록 매체의 경우와 동일하게 제작했다. 실시예 18에서는, 기록층(4) 상에 접하여 배치된 제2 유전체층(6)을, 실시예 1에서 사용한 재료의 스퍼터링 타겟을 사용하여 형성했다.
(실시예 19)
실시예 19의 정보 기록 매체는, 제2 유전체층(6)을, 실시예 2에서 사용한 재료의 스퍼터링 타겟을 사용하여 형성한 것 외에는, 실시예 18의 정보 기록 매체의 경우와 동일하게 제작했다.
(실시예 20)
실시예 20의 정보 기록 매체는, 제2 유전체층(6)을, 실시예 3에서 사용한 재료의 스퍼터링 타겟을 사용하여 형성한 것 외에는, 실시예 18의 정보 기록 매체의 경우와 동일하게 제작했다.
(실시예 21)
실시예 21의 정보 기록 매체는, 제2 유전체층(6)을, 실시예 4에서 사용한 재료의 스퍼터링 타겟을 사용하여 형성한 것 외에는, 실시예 18의 정보 기록 매체의 경우와 동일하게 제작했다.
(실시예 22)
실시예 22의 정보 기록 매체는, 제2 유전체층(6)을, 실시예 5에서 사용한 재료의 스퍼터링 타겟을 사용하여 형성한 것 외에는, 실시예 18의 정보 기록 매체의 경우와 동일하게 제작했다.
(실시예 23)
실시예 23의 정보 기록 매체는, 제2 유전체층(6)을, 실시예 7에서 사용한 재료의 스퍼터링 타겟을 사용하여 형성한 것 외에는, 실시예 18의 정보 기록 매체의 경우와 동일하게 제작했다.
(실시예 24)
실시예 24의 정보 기록 매체는, 제2 유전체층(6)을, 실시예 9에서 사용한 재료의 스퍼터링 타겟을 사용하여 형성한 것 외에는, 실시예 18의 정보 기록 매체의 경우와 동일하게 제작했다.
(실시예 25)
실시예 25의 정보 기록 매체는, 제2 유전체층(6)을, 실시예 10에서 사용한 재료의 스퍼터링 타겟을 사용하여 형성한 것 외에는, 실시예 18의 정보 기록 매체의 경우와 동일하게 제작했다.
(실시예 26)
실시예 26의 정보 기록 매체는, 제2 유전체층(6)을, 실시예 11에서 사용한 재료의 스퍼터링 타겟을 사용하여 형성한 것 외에는, 실시예 18의 정보 기록 매체의 경우와 동일하게 제작했다.
(실시예 27)
실시예 27의 정보 기록 매체는, 제2 유전체층(6)을, 실시예 12에서 사용한 재료의 스퍼터링 타겟을 사용하여 형성한 것 외에는, 실시예 18의 정보 기록 매체의 경우와 동일하게 제작했다.
(실시예 28)
실시예 28의 정보 기록 매체는, 제2 유전체층(6)을, 실시예 13에서 사용한 재료의 스퍼터링 타겟을 사용하여 형성한 것 외에는, 실시예 18의 정보 기록 매체의 경우와 동일하게 제작했다.
(실시예 29)
실시예 29의 정보 기록 매체는, 제2 유전체층(6)을, 실시예 14에서 사용한 재료의 스퍼터링 타겟을 사용하여 형성한 것 외에는, 실시예 18의 정보 기록 매체의 경우와 동일하게 제작했다.
(비교예 6)
비교예 6의 정보 기록 매체는, 제2 유전체층(6)을, 비교예 2에서 사용한 재료의 스퍼터링 타겟을 사용하여 형성한 것 외에는, 실시예 18의 정보 기록 매체의 경우와 동일하게 제작했다.
(비교예 7)
비교예 7의 정보 기록 매체는, 제2 유전체층(6)을, 비교예 3에서 사용한 재료의 스퍼터링 타겟을 사용하여 형성한 것 외에는, 실시예 18의 정보 기록 매체의 경우와 동일하게 제작했다.
(비교예 8)
비교예 8의 정보 기록 매체는, 제2 유전체층(6)을, 비교예 5에서 사용한 재료의 스퍼터링 타겟을 이용하여 형성한 것 외에는, 실시예 18의 정보 기록 매체의 경우와 동일하게 제작했다.
(표 3)
Figure 112004032971910-pat00003
표 3에, 실시예 18∼29 및 비교예 6∼8의 정보 기록 매체에 있어서의 (1)밀착성, (2)기록 감도, (3)다시쓰기 성능을 나타낸다. 여기서의 표기의 기준은, 표 2에 나타낸 것과 같다.
표 3으로부터 분명한 바와 같이, 기판(1)과 기록층(4)의 사이에 제1 유전체층(102)과 계면층(103)을 형성하고, 제2 유전체층(6)에만 본 발명의 재료를 적용한 경우도, 표 2와 거의 동일한 경향이 인정되었다. 즉, SnO2, Ga2O3 및 ZnO로 이루어지는 산화물군은, 기록층(4)과 유전체층(6)의 밀착성은 양호하지만, 기록 감도가 불충분했다(비교예 6∼8). 이에 비해, 실시예 18∼29처럼, SnO2, Ga2O3 및 ZnO로 이루어지는 산화물군에 SiO2, AlN, BN, Si3N4, LaF3, CeF3 을 본 발명에서 규정한 범위 내에서 혼합함으로써, 양호한 기록 감도가 얻어졌다.
또, 밀착성과 기록 감도의 균형을 고려하면, SnO2, Ga2O3 및 ZnO의 산화물군의 비율은, 50mol% 이상인 것이 바람직하고, SiO2, AlN, BN, Si3N4, LaF 3, CeF3의 비율은, 기록 감도를 고려하면 적어도 5mol% 이상인 것이 바람직한 것이 확인되었다.
실시예 1∼29의 정보 기록 매체처럼, 기록층에 접하여 형성되는 유전체층으로서 상술한 바와 같은 산화물계 재료층, 산화물-질화물계 재료층 및 산화물-불화물계 재료층을 사용했을 때, 층 수를 감소시킬 수 있다고 하는 목적이 달성되는 동시에, 양호한 다시쓰기 성능이 얻어진다. 또한, 본 발명은 이들 실시예에 한정되지 않는다. 본 발명의 정보 기록 매체는, 기록층에 접하여 형성되는 층 중, 적어도 1개가 상술한 것과 같은 산화물계 재료층, 산화물-질화물계 재료층 또는 산화물-불화물계 재료층으로 형성되어 있으면 된다.
(실시예 30)
이상의 실시예 1∼29에서는, 광학적 수단에 의해 정보를 기록하는 정보 기록 매체를 제작했다. 실시예 30에서는, 도 3에 도시한 것 같은, 전기적 수단에 의해 정보를 기록하는 정보 기록 매체를 제작했다. 이것은 소위 메모리이다.
본 실시예의 정보 기록 매체는, 다음과 같이 하여 제작했다. 먼저, 표면을 질화 처리한 길이 5mm, 폭 5mm 및 두께 1mm의 Si 기판(201)을 준비했다. 이 기판(201)의 위에, Au의 하부 전극(202)을 1.0mm×1.0mm의 영역에 두께 0.1㎛으로 형성했다. 하부 전극(202)의 위에, Ge38Sb10Te52(화합물로서는 Ge8Sb 2Te11로 표기된다)의 재료로 상변화부로서 기능하는 기록층(205)(이하, 상변화부(205)라 칭한다)를 직경 0.2mm의 원형 영역에 두께 0.1㎛가 되도록 형성하고, (ZnO)40(Ga2O3)40(SiO2)10(Si3 N4)10(mol%)의 재료를 사용하여, 단열부로서 기능하는 유전체층(206)(이하, 단열부(206)라 칭한다)을, 0.6mm×0.6mm의 영역(단, 상변화부(205)를 제외한다)에, 상변화부(205)와 동일한 두께가 되도록 형성했다. 또, Au의 상부 전극(204)을 0.6mm×0.6mm의 영역에 두께 0.1㎛로 형성했다. 하부 전극(202), 상변화부(205), 단열부(206) 및 상부 전극(204)은, 모두 스퍼터링법으로 형성했다.
상변화부(205)를 막형성하는 공정에서는, Ge-Sb-Te계 재료로 이루어지는 스퍼터링 타겟(직경 100mm, 두께 6mm)을 막형성 장치에 부착하고, 파워 100W로 Ar 가스를 도입하여 직류 스퍼터링을 행했다. 스퍼터시의 압력은 약 0.13Pa로 했다. 또, 단열부(206)를 막형성하는 공정에서는, (ZnO)40(Ga2O3)40(SiO 2)10(Si3N4)100(mol%)의 조성을 갖는 재료로 이루어지는 스퍼터링 타겟(직경 100mm, 두께 6mm)을 막형성 장치에 부착하고, 약 0.13Pa의 압력하에서, 고주파 스퍼터링을 행했다. 파워는 400W로 했다. 스퍼터링중, Ar 가스를 도입했다. 이들 공정에서의 스퍼터링은, 상변화부(205) 및 단열부(206)가 서로 적층하지 않도록, 막형성해야 할 면 이외의 영역을 마스크 지그로 덮어 각각 행했다. 또한, 상변화부(205) 및 단열부(206)의 형성의 순서를 막론하고, 어느 것을 먼저 행해도 된다. 또, 상변화부(205) 및 단열부(206)에 의해 기록부(203)를 구성한다. 상변화부(205)는 본 발명에서 말하는 기록층에 해당하고, 단열부(206)는 본 발명에서 말하는 재료층에 해당한다.
또한, 하부 전극(202) 및 상부 전극(204)은, 전극 형성 기술의 분야에서 일반적으로 채용되고 있는 스퍼터링 방법에 의해 막형성할 수 있기 때문에, 그들 막형성 공정에 대한 상세한 설명은 생략한다.
이상과 같이 하여 제작한 정보 기록 매체에 전기적 에너지를 인가함으로써 상변화부(205)에서 상변화가 발생하는 것을, 도 4에 나타낸 시스템에 의해 확인했다. 도 4에 도시한 정보 기록 매체의 단면도는, 도 3에 도시한 정보 기록 매체를 I-I선을 따라 두께 방향으로 절단한 단면이다.
보다 상세하게는, 도 4에 도시하는 바와 같이, 2개의 인가부(212)를 하부 전극(202) 및 상부 전극(204)에 Au 리드선으로 각각 본딩함으로써, 인가부(212)를 통해, 전기적 기입/독출 장치(214)를 정보 기록 매체(메모리)에 접속했다. 이 전기적 기입/독출 장치(214)에 있어서, 하부 전극(202)과 상부 전극(204)에 각각 접속되어 있는 인가부(212)의 사이에는, 펄스 발생부(208)가 스위치(210)를 통해 접속되고, 또한 저항 측정기(209)가 스위치(211)를 통해 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 통해 상부 전극(204) 및 하부 전극(202)의 사이에 전류 펄스를 흘려, 하부 전극(202)과 상부 전극(204) 사이의 저항치를 저항 측정기(209)에 의해 측정하여, 이 저항치의 고저를 판정부(213)에서 판정했다. 일반적으로, 상변화부(205)의 상변화에 의해 저항치가 변화하기 때문에, 이 판정 결과에 기초하여, 상변화부(205)의 상의 상태를 알 수 있다.
실시예 30의 경우, 상변화부(205)의 융점은 630℃, 결정화 온도는 170℃, 결정화 시간은 130ns였다. 하부 전극(202)과 상부 전극(204) 사이의 저항치는, 상변화부 (205)가 비정질상 상태에서는 1000Ω, 결정상 상태에서는 20Ω였다. 상변화부(205)가 비정질상 상태(즉 고저항 상태)일 때, 하부 전극(202)과 상부전극(204)의 사이에, 20mA, 150ns의 전류 펄스를 인가한 바, 하부 전극(202)과 상부 전극(204) 사이의 저항치가 저하하여, 상변화부(205)가 비정질상 상태에서 결정상 상태로 전이했다. 다음에, 상변화부(205)가 결정상 상태(즉 저저항 상태)일 때, 하부 전극(202)과 상부 전극(204)의 사이에, 200mA, 100ns의 전류 펄스를 인가한 바, 하부 전극(202)과 상부 전극(204) 사이의 저항치가 상승하여, 상변화부(205)가 결정상에서 비정질상으로 전이했다.
이상의 결과로부터, 상변화부(205)의 주위의 단열부(206)로서, (Zn0)40(Ga2O3)40(SiO2)10(Si3 N4)10(mol%)의 조성을 갖는 재료를 포함하는 층을 형성한 경우, 전기적 에너지를 부여함으로써, 상변화부(205)에 상변화를 발생시킬 수 있어, 정보를 기록하는 기능을 갖게 할 수 있는 것을 확인할 수 있었다. 이 현상은, 실시예 1∼29의 기록 감도를 감안하면, 실시예 1∼29에서 사용한 산화물계 재료층, 산화물-불화물계 재료층에서도 동일한 효과가 얻어진다고 생각된다.
실시예 30처럼, 원기둥형상의 상변화부(205)의 주위에, 유전체인 (ZnO)40(Ga2O3)40(SiO2)10(Si3 N4)10(mol%)의 단열부(206)를 형성하면, 상부 전극(204) 및 하부 전극(202)의 사이에 전압을 인가함으로써 상변화부(205)에 흐른 전류가 그 주변부로 빠져나가는 것을 효과적으로 억제할 수 있다. 그 결과, 전류에 의해 발생하는 주울열에 의해 상변화부(205)의 온도를 효율적으로 상승시킬 수 있다. 특히, 상변화부(205)를 비정질상 상태로 전이시키는 경우에는, 상변화부(205)의 Ge38Sb10Te52를 일단 용융시켜 급냉하는 과정이 필요하다. 상변화부(205)의 이 용융은, 상변화부(205)의 주위에 단열부(206)를 형성함으로써, 보다 작은 전류로 발생할 수 있다.
단열부(206)에 사용한 (ZnO)40(Ga2O3)40(SiO2)10 (Si3N4)10(mol%)는, 고융점이고, 열에 의한 원자 확산도 발생하기 어렵기 때문에, 상술한 바와 같은 전기적 메모리에 적용하는 것이 가능하다. 또, 상변화부(205)의 주위에 단열부(206)가 존재하면, 단열부(206)가 장벽이 되므로, 상변화부(205)는 기록부(203)의 면 내에서 전기적 및 열적으로 실질적으로 격리된다. 이것을 사용하여, 정보 기록 매체에, 다수의 상변화부(205)를 단열부(206)로 서로 격리된 상태로 설치하여, 정보 기록 매체의 메모리 용량을 늘리는 것, 및 액세스 기능 및 스위칭 기능을 향상시키는 것이 가능해진다. 또는, 정보 기록 매체 자체를 다수개 연결하는 것도 가능하다.
이상, 여러가지 실시예를 통해 본 발명의 정보 기록 매체에 관해 설명해 온 바와 같이, 광학적 수단으로 기록하는 정보 기록 매체 및 전기적 수단으로 기록하는 정보 기록 매체의 모두에, 본 발명에서 규정한 산화물계 재료층, 산화물-질화물계 재료층 또는 산화물-불화물계 재료층을 기록층에 접하도록 형성하는 것(유전체층 또는 단열부에 적용하는 것)에 의해, 지금까지 실현되지 않았던 구성을 실현할 수 있어, 종래의 정보 기록 매체보다도 뛰어난 성능이 얻어진다.
이상과 같이, 본 발명의 정보 기록 매체와 그 제조 방법에 의하면, 구성하는 층 수를 저감해도 기록 감도와 반복 다시쓰기 특성이 뛰어난 신뢰성이 높은 정보 기록 매체를, 생산성이 높은 방법으로 제공할 수 있다. 또, 본 발명의 정보 기록 매체에서의 재료층에 사용되는 재료는, 열전도성이 작고, 기록층과의 밀착성이 높기 때문에, 전기적 에너지를 인가하는 정보 기록 매체에 있어서, 기록층을 단열하기 위한 층으로서 사용하면, 보다 작은 전기적 에너지로 기록층의 상변화를 발생하게 할 수 있다.
또, 본 발명의 정보 기록 매체에 있어서의 재료층은, 다른 층과의 밀착성이 뛰어나고, 열전도가 작고 단열성이 높기 때문에, 상변화를 이용한 기록 매체에만 한정되지 않고, 기록시에 열이 발생하는 다른 정보 기록 매체에 사용할 수도 있다.
본 발명에 따른 정보 기록 매체와 그 제조 방법은, 고밀도 정보 기록 매체로서, 예를 들면 DVD-RAM, DVD-RW, DVD+ RW(Digital Versatile Disk + Rewritable), BD(Blu-ray Disk)용 기록 매체, BD-R(Blu-ray Disk Recordable) 등의 추기형 정보 기록 매체, 광자기 기록 매체나, 전기적 에너지나 광학적 에너지를 사용하여 이루어지는 메모리 등의 용도에 응용할 수 있다.
또한, 발명의 상세한 설명의 항에서 이루어진 구체적인 실시형태 또는 실시예는, 어디까지나, 본 발명의 기술 내용을 밝히는 것이며, 그러한 구체예에만 한정하여 협의로 해석되야 되는 것이 아니라, 본 발명의 정신과 다음에 기재하는 특허 청구 범위 내에서, 여러가지로 변경하여 실시할 수 있는 것이다.

Claims (52)

  1. 기판 및 기록층을 포함하며, 광의 조사 또는 전기 에너지의 인가에 의해 기록 및 재생 중 적어도 한쪽을 가능하게 하는 정보 기록 매체에 있어서,
    Sn, Ga 및 Zn으로 이루어지는 군 GM으로부터 선택되는 적어도 1개의 원소와, Al, Si 및 B로 이루어지는 군 GL로부터 선택되는 적어도 1개의 원소와, 산소(O)를 포함하고, 또한 질소(N)를 포함하는 재료층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 정보 기록 매체.
  2. 제1항에 있어서, 상기 재료층이, 하기의 조성식:
    MHOILJNK(원자%)
    (식중, M은 상기 군 GM으로부터 선택되는 적어도 1개의 원소를 나타내고, L은 상기 군 GL로부터 선택되는 적어도 1개의 원소를 나타내고, H, I, J 및 K는, 10≤H≤50, 10≤I≤70, 0<J≤40, 0<K≤50이고, H+I+J+K=100을 만족한다)로 표시되는 재료를 포함하는 정보 기록 매체.
  3. 제2항에 있어서, 상기 재료층이, 상기 M으로서 Sn을 포함하는 정보 기록 매체.
  4. 제2항에 있어서, 상기 재료층이, 상기 M으로서 Ga를 포함하는 정보 기록 매체.
  5. 제2항에 있어서, 상기 재료층이, 상기 M으로서 Sn을 포함하고, 또한 상기 L로서 Si 및 Al 중 적어도 한쪽의 원소를 포함하는 정보 기록 매체.
  6. 제2항에 있어서, 상기 재료층이, 상기 M으로서 Ga를 포함하고, 또한 상기 L로서 Si 및 Al 중 적어도 한쪽의 원소를 포함하는 정보 기록 매체.
  7. 제2항에 있어서, 상기 재료층이, 상기 M으로서 Sn 및 Ga를 포함하고, 또한 상기 L로서 Si 및 Al 중 적어도 한쪽의 원소를 포함하는 정보 기록 매체.
  8. 기판 및 기록층을 포함하며, 광의 조사 또는 전기 에너지의 인가에 의해 기록 및 재생 중 적어도 한쪽을 가능하게 하는 정보 기록 매체에 있어서,
    Sn, Ga 및 Zn으로 이루어지는 군 GM으로부터 선택되는 적어도 Ga를 포함하는 원소와, Al, Si 및 B로 이루어지는 군 GL로부터 선택되는 적어도 1개의 원소와, 산소(O)를 포함하는 재료층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 정보 기록 매체.
  9. 제8항에 있어서, 상기 재료층이, 하기의 조성식:
    MHOILJ(원자%)
    (식중, M은 상기 군 GM으로부터 선택되는 적어도 Ga를 포함하는 원소를 나타내고, L은 상기 군 GL로부터 선택되는 적어도 1개의 원소를 나타내고, H, I 및 J는, 10≤H≤50, 10≤I≤70, 0<J≤40, H+I+J=100을 만족한다)로 표시되는 재료를 포함하는 정보 기록 매체.
  10. 기판 및 기록층을 포함하며, 광의 조사 또는 전기 에너지의 인가에 의해 기록 및 재생 중 적어도 한쪽을 가능하게 하는 정보 기록 매체에 있어서,
    Sn, Ga 및 Zn으로 이루어지는 군 GM으로부터 선택되는 적어도 1개의 원소와, Al, Si 및 B로 이루어지는 군 GL로부터 선택되는 적어도 B를 포함하는 원소와, 산소(O)를 포함하는 재료층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 정보 기록 매체.
  11. 제10항에 있어서, 상기 재료층이, 하기의 조성식:
    MHOILJ(원자%)
    (식중, M은 상기 군 GM으로부터 선택되는 적어도 1개의 원소를 나타내고, L은 상기 군 GL로부터 선택되는 적어도 B를 포함하는 원소를 나타내고, H, I 및 J는, 10≤H≤50, 10≤I≤70, 0<J≤40, H+I+J=100을 만족한다)로 표시되는 재료를 포함하는 정보 기록 매체.
  12. 기판 및 기록층을 포함하며, 광의 조사 또는 전기 에너지의 인가에 의해 기록 및 재생 중 적어도 한쪽을 가능하게 하는 정보 기록 매체에 있어서,
    Sn, Ga 및 Zn으로 이루어지는 군 GM으로부터 선택되는 적어도 1개의 원소와, 산소(O)와, La 및 Ce로 이루어지는 군 GA로부터 선택되는 적어도 1개의 원소와, 불소(F)를 포함하는 재료층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 정보 기록 매체.
  13. 제12항에 있어서, 상기 재료층이, 하기의 조성식 :
    MHOIADFE(원자%)
    (식중, M은 상기 군 GM으로부터 선택되는 적어도 1개의 원소를 나타내고, A는 상기 군 GA로부터 선택되는 적어도 1개의 원소를 나타내고, H, I, D 및 E는, 10≤H≤50, 10≤I≤70, 0<D≤40, 0<E≤50이고, H+I+D+E=100을 만족한다)로 표시되는 재료를 포함하는 정보 기록 매체.
  14. 제1항, 제10항 또는 제12항중 어느 한 항에 있어서, 상기 재료층에 있어서, 상기 군 GM으로부터 선택되는 원소가 Sn 및 Ga 중의 적어도 한쪽인 정보 기록 매체.
  15. 제1항, 제10항 또는 제12항중 어느 한 항에 있어서, 상기 재료층에 있어서, 상기 군 GM으로부터 선택되는 원소가 Ga인 정보 기록 매체.
  16. 제1항, 제8항, 제10항 또는 제12항중 어느 한 항에 있어서, 상기 기록층에 있어서, 상변화가 가역적으로 발생하는 정보 기록 매체.
  17. 제16항에 있어서, 상기 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 정보 기록 매체.
  18. 제16항에 있어서, 상기 기록층의 막두께가, 15nm 이하인 정보 기록 매체.
  19. 제1항, 제8항, 제10항 또는 제12항중 어느 한 항에 있어서, 상기 재료층이, 상기 기록층의 적어도 한쪽 면에 접하여 형성되어 있는 정보 기록 매체.
  20. 제1항, 제8항, 제10항 또는 제12항중 어느 한 항에 있어서, 상기 기판의 한쪽 표면에, 제1 유전체층, 기록층, 제2 유전체층 및 반사층이 이 순서로 형성되어 있고, 상기 제1 유전체층 및 상기 제2 유전체층 중 적어도 한쪽이 상기 재료층인 정보 기록 매체.
  21. 제1항, 제8항, 제10항 또는 제12항중 어느 한 항에 있어서, 상기 기판의 한쪽 표면에, 제1 유전체층, 계면층, 기록층, 제2 유전체층, 광흡수 보정층, 및 반사층이 이 순서로 형성되어 있고, 상기 제2 유전체층이 상기 재료층인 정보 기록 매체.
  22. 기판, 기록층 및 재료층을 포함하며, 광의 조사 또는 전기 에너지의 인가에 의해 기록 및 재생 중 적어도 한쪽을 가능하게 하는 정보 기록 매체의 제조 방법에 있어서,
    상기 재료층을, Sn, Ga 및 Zn으로 이루어지는 군 GM으로부터 선택되는 적어도 1개의 원소와, Al, Si 및 B로 이루어지는 군 GL로부터 선택되는 적어도 1개의 원소와, 산소(O)를 포함하고, 또한 질소(N)를 포함하는 스퍼터링 타겟을 사용하여, 스퍼터링법으로 형성하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 정보 기록 매체의 제조 방법.
  23. 제22항에 있어서, 상기 스퍼터링 타겟이, 하기의 조성식 :
    MhOiLjNk(원자%)
    (식중, M은 상기 군 GM으로부터 선택되는 적어도 1개의 원소를 나타내고, L은 상기 군 GL로부터 선택되는 적어도 1개의 원소를 나타내고, h, i, j 및 k는, 10≤h≤50, 10≤i≤70, 0<j≤40, 0<k≤50이고, h+i+j+k=100을 만족한다)로 표시되는 재료를 포함하는 정보 기록 매체의 제조 방법.
  24. 제23항에 있어서, 상기 스퍼터링 타겟이, 상기 M으로서 Sn을 포함하는 정보 기록 매체의 제조 방법.
  25. 제23항에 있어서, 상기 스퍼터링 타겟이, 상기 M으로서 Ga를 포함하는 정보 기록 매체의 제조 방법.
  26. 제23항에 있어서, 상기 스퍼터링 타겟이, 상기 M으로서 Sn을 포함하고, 또한 상기 L로서 Si 및 Al 중의 적어도 한쪽의 원소를 포함하는 정보 기록 매체의 제조 방법.
  27. 제23항에 있어서, 상기 스퍼터링 타겟이, 상기 M으로서 Ga를 포함하고, 또한 상기 L로서 Si 및 Al 중의 적어도 한쪽의 원소를 포함하는 정보 기록 매체의 제조 방법.
  28. 제23항에 있어서, 상기 스퍼터링 타겟이, 상기 M으로서 Sn 및 Ga를 포함하고, 또한 상기 L로서 Si 및 Al 중의 적어도 한쪽의 원소를 포함하는 정보 기록 매체의 제조 방법.
  29. 기판, 기록층 및 재료층을 포함하며, 광의 조사 또는 전기 에너지의 인가에 의해 기록 및 재생 중 적어도 한쪽을 가능하게 하는 정보 기록 매체의 제조 방법에 있어서,
    상기 재료층을, Sn, Ga 및 Zn으로 이루어지는 군 GM으로부터 선택되는 적어도 Ga를 포함하는 원소와, Al, Si 및 B로 이루어지는 군 GL로부터 선택되는 적어도 1개의 원소와, 산소(O)를 포함하는 스퍼터링 타겟을 사용하여, 스퍼터링법으로 형성하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 정보 기록 매체의 제조 방법.
  30. 제29항에 있어서, 상기 스퍼터링 타겟이, 하기의 조성식 :
    MhOiLj(원자%)
    (식중, M은 상기 군 GM으로부터 선택되는 적어도 Ga를 포함하는 원소를 나타내고, L은 상기 군 GL로부터 선택되는 적어도 1개의 원소를 나타내고, h, i 및 j는, 10≤h≤50, 10≤i≤70, 0<j≤40, h+i+j=100을 만족한다)로 표시되는 재료를 포함하는 정보 기록 매체의 제조 방법.
  31. 기판, 기록층 및 재료층을 포함하며, 광의 조사 또는 전기 에너지의 인가에 의해 기록 및 재생 중 적어도 한쪽을 가능하게 하는 정보 기록 매체의 제조 방법에 있어서,
    상기 재료층을, Sn, Ga 및 Zn으로 이루어지는 군 GM으로부터 선택되는 적어도 1개의 원소와, Al, Si 및 B로 이루어지는 군 GL로부터 선택되는 적어도 B를 포함하는 원소와, 산소(O)를 포함하는 스퍼터링 타겟을 사용하여, 스퍼터링법으로 형성하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 정보 기록 매체의 제조 방법.
  32. 제31항에 있어서, 상기 스퍼터링 타겟이, 하기의 조성식 :
    MhOiLj(원자%)
    (식중, M은 상기 군 GM으로부터 선택되는 적어도 1개의 원소를 나타내고, L은 상기 군 GL로부터 선택되는 적어도 B를 포함하는 원소를 나타내고, h, i 및 j는, 10≤h≤50, 10≤i≤70, 0<j≤40, h+i+j=100을 만족한다)로 표시되는 재료를 포함하는 정보 기록 매체의 제조 방법.
  33. 기판, 기록층 및 재료층을 포함하며, 광의 조사 또는 전기 에너지의 인가에 의해 기록 및 재생 중 적어도 한쪽을 가능하게 하는 정보 기록 매체의 제조 방법에 있어서,
    상기 재료층을, Sn, Ga 및 Zn으로 이루어지는 군 GM으로부터 선택되는 적어도 1개의 원소와, 산소(O)와, La 및 Ce로 이루어지는 군 GA로부터 선택되는 적어도 1개의 원소와, 불소(F)를 포함하는 스퍼터링 타겟을 사용하여, 스퍼터링법으로 형성하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 정보 기록 매체의 제조 방법.
  34. 제33항에 있어서, 상기 스퍼터링 타겟이, 하기의 조성식 :
    MhOiAdFe(원자%)
    (식중, M은 상기 군 GM으로부터 선택되는 적어도 1개의 원소를 나타내고, A는 상기 군 GA로부터 선택되는 적어도 1개의 원소를 나타내고, h, i, d 및 e는, 10≤h≤50, 10≤i≤70, 0<d≤40, 0<e≤50이고, h+i+d+e=100을 만족한다)로 표시되는 재료를 포함하는 정보 기록 매체의 제조 방법.
  35. 제22항, 제31항 또는 제33항중 어느 한 항에 있어서, 상기 스퍼터링 타겟에 있어서, 상기 군 GM으로부터 선택되는 원소가 Sn 및 Ga 중의 적어도 한쪽인 정보 기록 매체.
  36. 제22항에 있어서, 상기 스퍼터링 타겟이, (a) Sn, Ga 및 Zn으로 이루어지는 군 GM으로부터 선택되는 적어도 1개의 원소의 산화물과, (b1) Al, Si 및 B로 이루어지는 군 GL로부터 선택되는 적어도 1개의 원소의 질화물을 포함하는 정보 기록 매체의 제조 방법.
  37. 제29항에 있어서, 상기 스퍼터링 타겟이, (a) Sn, Ga 및 Zn으로 이루어지는 군 GM으로부터 선택되는 적어도 Ga를 포함하는 원소의 산화물과, (b2) Al, Si 및 B로 이루어지는 군 GL로부터 선택되는 적어도 1개의 원소의 산화물을 포함하는 정보 기록 매체의 제조 방법.
  38. 제31항에 있어서, 상기 스퍼터링 타겟이, (a) Sn, Ga 및 Zn으로 이루어지는 군 GM으로부터 선택되는 적어도 1개의 원소의 산화물과, (b3) Al, Si 및 B로 이루어지는 군 GL로부터 선택되는 적어도 B를 포함하는 원소의 산화물을 포함하는 정보 기록 매체의 제조 방법.
  39. 제33항에 있어서, 상기 스퍼터링 타겟이, (a) Sn, Ga 및 Zn으로 이루어지는 군 GM으로부터 선택되는 적어도 1개의 원소의 산화물과, (c) La 및 Ce로 이루어지는 군 GA으로부터 선택되는 적어도 1개의 원소의 불화물을 포함하는 정보 기록 매체의 제조 방법.
  40. 제36항, 제38항 또는 제39항중 어느 한 항에 있어서, 상기 스퍼터링 타겟에 있어서, 군 GM으로부터 선택되는 원소의 산화물이 Sn 및 Ga 중의 적어도 한쪽의 원소의 산화물인 정보 기록 매체의 제조 방법.
  41. 제40항에 있어서, 상기 스퍼터링 타겟에 있어서, 군 GM으로부터 선택되는 원소의 산화물이 Ga의 산화물인 정보 기록 매체의 제조 방법.
  42. 제36항, 제37항 또는 제39항중 어느 한 항에 있어서, 상기 스퍼터링 타겟이, 상기 군 GM으로부터 선택되는 원소의 산화물군을 50mol% 이상 포함하는 정보 기록 매체의 제조 방법.
  43. 제42항에 있어서, 상기 스퍼터링 타겟이, Sn의 산화물과 Ga의 산화물을 합쳐서 50mol% 이상 포함하는 정보 기록 매체의 제조 방법.
  44. 제36항 내지 제38항중 어느 한 항에 있어서, 상기 스퍼터링 타겟이, 군 GL로부터 선택되는 원소의 산화물 및 질화물 중의 적어도 한쪽으로서, Si 및 Al 중의 적어도 한쪽의 원소의 산화물및 질화물 중의 적어도 한쪽을 포함하는 정보 기록 매체의 제조 방법.
  45. 제42항에 있어서, 상기 스퍼터링 타겟이, 하기의 조성식 :
    (D)x(E)100-x(mol%)
    (식중, D는 SnO2, Ga2O3 및 ZnO로부터 선택되는 적어도 1개의 산화물을 나타내고, E는 AlN, Si3N4, Al2O3 및 SiO2로부터 선택되는 적어도 1개의 화합물을 나타내고, x는 50≤x≤95를 만족한다)로 표시되는 재료를 포함하는 정보 기록 매체의 제조 방법.
  46. 제45항에 있어서, 상기 스퍼터링 타겟이, 하기의 조성식 :
    (SnO2)a1(Ga2O3)a2(E1)b(mol%)
    (식중, El은 AlN 및 Si3N4 중의 적어도 한쪽의 질화물을 나타내고, a1 및 a2는, 50≤a1+a2≤95, 또한 a1, a2는 어느 한쪽이 0이어도 되고, b는 5≤b≤50을 만족한다. 또, a1+a2+b=100이다)로 표시되는 재료를 포함하는 정보 기록 매체의 제조 방법.
  47. 제45항에 있어서, 상기 스퍼터링 타겟이, 하기의 조성식 :
    (D)x(SiO2)y(El)100-x-y(mol%)
    (식중, D는 SnO2, Ga2O3 및 ZnO로부터 선택되는 적어도 1개의 산화물을 나타내고, E1은 AlN 및 Si3N4 중의 적어도 한쪽의 질화물을 나타내고, x 및 y는, 50≤x≤95, 5≤y≤35, 55≤x+y≤100을 만족한다)로 표시되는 재료를 포함하는 정보 기록 매체의 제조 방법.
  48. 제45항에 있어서, 상기 스퍼터링 타겟에 있어서, 상기 D가 SnO2 및 Ga2O3 중 적어도 한쪽인 정보 기록 매체의 제조 방법.
  49. 제45항에 있어서, 상기 스퍼터링 타겟에 있어서, 상기 D가 Ga2O3인 정보 기록 매체의 제조 방법.
  50. 제39항에 있어서, 상기 스퍼터링 타겟이, 하기의 조성식 :
    (D)x(A)100-x(mol%)
    (식중, D는 SnO2, Ga2O3 및 ZnO으로부터 선택되는 적어도 1개의 산화물을 나타내고, A는 LaF3 및 CeF3로부터 선택되는 적어도 1개의 불화물을 나타내고, x는 50≤x≤95를 만족한다)로 표시되는 재료를 포함하는 정보 기록 매체의 제조 방법.
  51. 제50항에 있어서, 상기 스퍼터링 타겟에 있어서, 상기 D가 SnO2 및 Ga2O3 중 적어도 한쪽인 정보 기록 매체의 제조 방법.
  52. 제50항에 있어서, 상기 스퍼터링 타겟에 있어서, 상기 D가 Ga2O3인 정보 기록 매체의 제조 방법.
KR1020040058053A 2003-07-25 2004-07-24 정보 기록 매체 및 그 제조 방법 KR100593796B1 (ko)

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