KR100634138B1 - 정보 기록 매체 및 그 제조 방법 - Google Patents

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도이유카코
고지마리에
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마쯔시다덴기산교 가부시키가이샤
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Abstract

본 발명의 정보 기록 매체(15)는, 기판(14)과, 기판(14) 상에 설치된 정보층(16)을 포함하고 있다. 정보층(16)은, 레이저 빔의 조사 또는 전기적 에너지의 인가에 의해서 결정상과 비정질상의 사이에서 상 변화 가능한 기록층(104)과, 적어도 Cr 및 O를 포함하고, 상기 기록층(104)의 제1의 면에 접해 배치된 Cr 함유층(103 또는 105)과 적어도 Ga 및 O를 포함하고, 상기 기록층의 제2의 면에 접해 배치된 Ga 함유층(105 또는 103)을 포함하고 있다.

Description

정보 기록 매체 및 그 제조 방법{INFORMATION RECORDING MEDIUM AND METHOD FOR MANUFACTURING THE SAME}
도 1은, 본 발명의 실시 형태1의 정보 기록 매체의 구성을 도시하는 일부 단면도,
도 2는, 본 발명의 실시 형태2의 정보 기록 매체의 구성을 도시하는 일부 단면도,
도 3은, 본 발명의 실시 형태3의 정보 기록 매체의 구성을 도시하는 일부 단면도,
도 4는, 본 발명의 실시 형태4의 정보 기록 매체의 구성을 도시하는 일부 단면도,
도 5는, 본 발명의 실시 형태5의 정보 기록 매체의 구성을 도시하는 일부 단면도,
도 6은, 본 발명의 실시 형태6의 정보 기록 매체의 구성을 도시하는 일부 단면도,
도 7은, 본 발명의 정보 기록 매체에 대해서 정보의 기록 재생을 행하는 기록 재생 장치의 일례에 대해 일부 구성을 모식적으로 도시하는 도면,
도 8은, 본 발명의 실시 형태8에서의 정보 기록 매체의 일부 단면과, 그 정 보 기록 매체에 대해서 정보의 기록 재생을 행하는 전기적 정보 기록 재생 장치의 구성을 모식적으로 도시하는 도면,
도 9는, 본 발명의 실시 형태8에서의 대용량의 전기적 정보 기록 매체의 구성의 일부를 모식적으로 도시하는 도면,
도 10은, 본 발명의 실시 형태8에서의 전기적 정보 기록 매체와 그 기록 재생 시스템의 구성의 일부를 모식적으로 도시하는 도면,
도 11은, 본 발명의 전기적 정보 기록 매체에 인가하는 기록·소거 펄스 파형의 일례를 도시하는 도면,
도 12는, 종래의 정보 기록 매체의 일례인 4.7GB/DVD-RAM의 구성을 도시하는 일부 단면도이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
1, 14, 26, 30, 39 : 기판 2, 102, 302 : 제1 유전체층
3, 103, 303, 401 : 제1 계면층 4, 104 : 기록층
5, 105, 305, 402 : 제2 계면층 6, 106, 306 : 제2 유전체층
7 : 광 흡수 보정층 8, 108 : 반사층
9, 27 : 접착층 10, 28 : 더미 기판
11 : 레이저 빔
12, 15, 22, 24, 29, 31, 32, 37 : 정보 기록 매체
13 : 투명층 16, 18, 21 : 정보층
17, 19, 20 : 광학 분리층 33 : 스핀들 모터
36 : 광학 헤드 45 : 인가부
48, 58 : 펄스 전원 52 : 워드선
53 : 비트선 107, 307 : 계면층
209 : 투과율 조정층 506, 507 : 소거 파형
본 발명은, 광학적 또는 전기적으로 정보를 기록, 소거, 개서, 재생하는 것이 가능한 정보 기록 매체와 그 제조 방법에 관한 것이다.
종래의 정보 기록 매체로서, 상변화 재료를 이용해 형성된 기록층(상변화 재료층)이 결정상과 비정질상의 사이에서 상 변화를 일으키는 현상을 이용하여 정보의 기록, 소거, 개서가 행해지는 상 변화형 정보 기록 매체가 있다. 이 상 변화형 정보 기록 매체 중에서, 레이저 빔을 이용하여 광학적으로 정보를 기록, 소거, 개서, 재생할 수 있는 것이 광학적 상 변화형 정보 기록 매체이다. 이 광학적 상 변화형 정보 기록 매체는, 레이저 빔의 조사에 의해 발생하는 열에 의해서 기록층의 상 변화 재료를 결정상과 비정질상의 사이에서 상태 변화시키고, 결정상과 비정질 상과의 사이의 반사율의 차이를 검출하여 정보로서 읽어내는 것이다. 광학적 상 변화형 정보 기록 매체 중, 정보의 소거나 개서가 가능한 개서형 광학적 상 변화형 정보 기록 매체에서는, 일반적으로 기록층의 초기 상태는 결정상이고, 정보를 기록하는 경우에는 고 파워(기록 파워)의 레이저 빔을 조사해 기록층을 용융하여 급격 하게 냉각시킴으로써, 레이저 빔이 조사된 부분(레이저 빔 조사부)을 비정질 상으로 한다. 한편, 정보를 소거하는 경우에는, 기록시보다 낮은 파워(소거 파워)의 레이저 빔을 조사해 기록층을 승온시켜 서서히 냉각시킴으로써, 레이저 빔 조사부를 결정상으로 한다. 따라서, 개서형 광학적 상 변화형 정보 기록 매체에서는, 고 파워 레벨과 저 파워 레벨의 사이에서 파워를 변조시킨 레이저 빔을 기록층에 조사함으로써, 기록되어 있는 정보를 소거하면서 새로운 정보를 기록하는, 즉 정보를 개서하는 것이 가능하다. 또한, 광학적 상 변화형 정보 기록 매체 중, 1회만 정보의 기록이 가능하고 정보의 소거나 개서가 불가능한 추기형 광학적 상 변화형 정보 기록 매체에서는, 일반적으로 기록층의 초기 상태는 비정질 상이다. 이 매체에 정보를 기록하는 경우에는, 고 파워(기록 파워)의 레이저 빔을 조사해 기록층을 승온시켜 서서히 냉각시킴으로써 레이저 빔 조사부를 결정상으로 한다.
또한, 레이저 빔을 조사하는 대신에 전기적 에너지(예를 들면 전류)를 인가하고, 발생하는 쥴 열에 의해서 기록층의 상 변화 재료를 상태 변화시킴으로써 정보를 기록하는 전기적 상 변화형 정보 기록 매체도 있다. 이 전기적 상 변화형 정보 기록 매체는, 예를 들면 전류의 인가에 의해 발생하는 쥴 열에 의해서 기록층의 상 변화 재료를 결정상(저 저항)과 비정질상(고 저항)의 사이에서 상태 변화시켜, 결정상과 비정질상의 사이의 전기 저항의 차이를 검출하여 정보로서 읽어내는 것이다.
광학적 상 변화형 정보 기록 매체의 일례로서, 발명자들이 제안한 4.7GB/DVD-RAM(Digital Versatile Disk-Random Access Memory)를 들 수 있다(예를 들면, 일본국 특개평 l0-275360호 공보 참조). 이 4.7GB/DVD-RAM은 도 12에 도시하는 정보 기록 매체(12)와 같이, 기판(1) 상에, 레이저 빔(11)의 입사측에서 봐서, 제1 유전체층(2), 제1 계면층(3), 기록층(4), 제2 계면층(5), 제2 유전체층(6), 광 흡수 보정층(7) 및 반사층(8)이 이 순서대로 적층된 7층 구조의 정보층(100)을 가진다.
제1 유전체층(2)과 제2 유전체층(6)에는, 광학 거리를 조절해 기록층(4)에의 광 흡수 효율을 높이고, 기록층(4)이 결정상일 때와 비정질상일 때의 사이에서 반사율 변화를 크게 하여 신호 강도를 크게 하는 광학적인 기능과, 기록시에 고온이 되는 기록층(4)과 열에 약한 기판(1) 및 더미 기판(10) 등의 사이를 단열하는 열적인 기능이 있다. 이전부터 유전체층으로서 사용하고 있는, 80mo1%의 ZnS와 20mo1%의 SiO2의 혼합물(이하, 본 명세서에서 (ZnS)80(SiO2)20(mol%) 또는 (ZnS)80(SiO2)20으로 표기한다. 다른 혼합물에 대해서도 동일하다)은, 투명하고 굴절율이 높으며, 열 전도율이 낮아서 단열성도 좋고, 기계 특성 및 내습성도 양호한 뛰어난 유전체 재료이다. 또한, 제1 유전체층(2)과 제2 유전체층(6)의 막 두께는, 매트릭스법에 의거한 계산에 의해, 기록층(4)이 결정상인 경우와 비정질상인 경우의 반사광량의 변화가 크고, 또한 기록층(4)에서의 광 흡수가 커지는 조건을 만족하도록 엄밀하게 결정할 수 있다. 기록층(4)에, 화합물인 GeTe와 Sb2Te3를 혼합한 GeTe-Sb2Te 3 의(擬) 2원계 상 변화 재료에서 Ge의 일부를 Sn으로 치환한 Ge-Sn-Sb-Te를 포함하는 고속 결정화 재료를 이용함으로써, 초기 기록·개서 성능뿐만 아니라, 뛰어난 기록 보존성(기록한 신호를, 장기 보존 후에 재생할 수 있는지의 지표), 및 개서 보존성(기록한 신호를, 장기 보존 후에 소거 또는 개서할 수 있는지의 지표)도 실현하고 있다.
제1 계면층(3)과 제2 계면층(5)은, 제1 유전체층(2)과 기록층(4) 및 제2 유전체층(6)과 기록층(4)의 사이에서 생기는 물질 이동을 방지하는 기능을 가진다. 이 물질 이동이란, 제1 유전체층(2) 및 제2 유전체층(6)에 (ZnS)80(SiO2)20(mol%)를 사용한 경우, 레이저 빔(11)을 기록층(4)에 조사하여 기록·개서를 반복할 때에 (ZnS)80(SiO2)20(mo1%) 중의 S가 기록층에 확산해 가는 현상이다. S가 기록층에 확산되면, 반복 개서 성능이 악화된다. 이 반복 개서 성능의 악화를 막기 위해서는, Ge를 포함하는 질화물을 제1 계면층(3) 및 제2 계면층(5)에 사용하면 좋다.
이상과 같은 기술에 의해, 뛰어난 개서 성능과 높은 신뢰성을 달성하고, 4.7GB/DVD-RAM를 제안하여, 상품화하기에 이르렀다.
또한, 정보 기록 매체를 한층 더 대용량화하기 위한 기술로서, 다양한 기술이 검토되고 있다. 예를 들면, 광학적 상 변화형 정보 기록 매체에서는, 종래의 적색 레이저보다 단파장의 청자색 레이저를 이용하거나, 레이저 빔이 입사하는 측의 기판의 두께를 얇게 하여 개구수(NA)가 큰 대물 렌즈를 사용함으로써, 레이저 빔의 스폿 직경을 보다 작게 하여 고 밀도의 기록을 행하는 기술이 검토되고 있다. 스폿 직경을 작게 하여 기록을 행하면, 기록층에 레이저 빔이 조사되는 시간이 상대적으로 짧아진다. 이 때문에, 보다 짧은 시간에 결정화가 가능해지도록, 기록층 을 보다 결정화능이 높은 재료로 형성하거나, 결정화 촉진 효과가 높은 층을 기록층에 접해 설치하는 것이 필요해진다.
또한, 2개의 정보층을 구비하는 광학적 상 변화형 정보 기록 매체(이하, 2층 광학적 상 변화형 정보 기록 매체라고 하는 경우가 있다)를 이용해 기록 용량을 2배로 높이고, 또한 그 편면측으로부터 입사하는 레이저 빔에 의해서 2개의 정보층에 대해 정보의 기록 재생을 행하는 기술도 검토되고 있다(예를 들면, 일본국 특개 2000-36130호 공보 및 특개 2002-144736호 공보 참조). 이 2층 광학적 상 변화형 정보 기록 매체에서는, 레이저 빔 입사 측에서 봐서 가깝게 배치된 정보층(이하, 제1 정보층이라고 한다)을 투과한 레이저 빔을 이용하여, 레이저 빔 입사측에서 봐서 멀리 배치된 정보층(이하, 제2 정보층이라고 한다)의 기록 재생을 행하므로, 제1 정보층에서는 기록층의 막 두께를 얇게 하여 투과율을 높이고 있다. 그러나, 기록층이 얇아지면, 기록층이 결정화할 때에 형성되는 결정핵이 감소하고, 또한, 원자가 이동할 수 있는 거리가 짧아진다. 이 때문에, 기록층의 막 두께가 얇을수록 결정상이 형성되기 어려워진다(결정화 속도가 저하한다). 따라서, 기록층의 막 두께가 얇은 제1 정보층에서는, 기록층을 보다 결정화 능이 높은 재료로 형성하거나, 결정화 촉진 효과가 높은 계면층을 기록층에 접해 설치하는 것이 필요했다.
또한, 정보 기록 매체의 정보의 기록 시간을 짧게해 정보의 전송 레이트를 높게 하면, 결정화를 위한 시간은 짧아져 버린다. 이 때문에, 높은 전송 레이트에 대응하는 상 변화형 정보 기록 매체를 실현하는데도, 역시 기록층을 보다 결정화 능이 높은 재료로 형성하거나, 결정화 촉진 효과가 높은 계면층을 기록층에 접해 설치하는 것이 필요했다.
여기서, 종래, 상기와 같은 대용량화나 높은 전송 레이트에 대응할 수 있는 매체를 실현하기 위해서, 기록층에 결정화 능이 높은 재료를 이용하고, 계면층에 4.7GB/DVD-RAM과 동일한 Ge를 포함하는 질화물을 이용해, 또한 이 계면층을 기록층의 양면에 배치했다.
그러나, 광학적 상 변화형 정보 기록 매체의 결정화 속도를 향상시키기 위해서 기록층에 결정화 능을 높인 재료를 이용하면, 특히 개서형 광학적 상 변화형 정보 기록 매체에서 비정질상이 형성되기 어려워진다. 이 때문에, 기록층을 보다 고온까지 가열해 기록층의 용융 영역을 넓혀 급냉하지 않으면 안되게 된다. 이에 따라, 정보를 기록하는데 보다 큰 에너지(레이저 파워)가 필요해지고, 기록 감도가 저하된다는 문제가 생긴다. 또, 이 경우에 종래와 같이 Ge를 포함하는 질화물로 형성된 계면층을 이용하면, 큰 에너지의 인가에 의해 기록층에서 발생한 열로 계면층의 막 파괴가 발생해, 반복 개서 성능이 급격하게 악화된다는 문제도 있었다.
또한, Ge를 포함하는 질화물은 열 전도율이 높으므로, 특히 계면층이 두꺼운 경우는 열이 확산되기 쉬워졌다. 이 이유에 의해서도, 기록 감도가 저하한다는 문제가 생겼다.
또한, Ge를 포함하는 질화물로 계면층을 형성하면 계면층의 소쇠 계수가 커지므로, 계면층에서 보다 광이 흡수되기 쉬워진다. 계면층에서 보다 많은 광이 흡수되면, 광학적 상 변화형 정보 기록 매체의 결정상에서의 반사율과 비정질 상에서의 반사율의 차이가 작아지고, 신호 강도가 저하해 버린다는 문제도 있었다. 또 한, 계면층에서 보다 많은 광이 흡수되므로, 또한 더욱 기록 감도가 저하된다는 문제도 있었다.
본 발명의 목적은, 기록 감도, 반복 개서 성능 및 신호 강도의 저하를 억제하면서, 기록층의 결정화 속도를 향상시킨 상 변화형 정보 기록 매체를 제공하는 것이다.
본 발명의 제1 정보 기록 매체는, 기판과, 상기 기판 상에 설치된 정보층을 포함하고 있고, 상기 정보층이, 레이저 빔의 조사 또는 전기적 에너지의 인가에 의해서 결정상과 비정질상의 사이에서 상변화 가능한 기록층과, 적어도 Cr 및 O를 포함하고, 상기 기록층의 제1의 면에 접해 배치된 Cr 함유층과, 적어도 Ga 및 O를 포함하고, 상기 기록층의 제2의 면에 접해 배치된 Ga 함유층을 포함하는 것을 특징으로 하고 있다.
본 발명의 제2의 정보 기록 매체는, 기판과, 상기 기판 상에 설치된 정보층을 포함하고 있고, 상기 정보층이, 레이저 빔의 조사 또는 전기적 에너지의 인가에 의해서 결정상과 비정질상의 사이에서 상 변화 가능한 기록층과, 적어도 Ga 및 O를 포함하고, 상기 기록층의 제1의 면에 접해 배치된 제1의 Ga 함유층과, 적어도 Ga 및 O를 포함하고, 상기 기록층의 제2의 면에 접해 배치된 제2의 Ga 함유층을 포함하는 것을 특징으로 하고 있다.
본 발명의 제3 정보 기록 매체는, 기판과, 상기 기판 상에 설치된 정보층을 포함하고, 상기 정보층이, 레이저 빔의 조사 또는 전기적 에너지의 인가에 의해서 결정상과 비정질상의 사이에서 상 변화 가능한 기록층과, 적어도 Cr 및 O를 포함하고, 상기 기록층의 제1의 면에 접해 배치된 제1의 Cr 함유층과, 적어도 Cr 및 O를 포함하고, 상기 기록층의 제2의 면에 접해 배치된 제2의 Cr 함유층과, 적어도 Ga 및 O를 포함하고, 상기 제2의 Cr 함유층에 접해 배치된 Ga 함유층을 포함하는 것을 특징으로 하고 있다.
본 발명의 제4의 정보 기록 매체는, 기판과, 상기 기판 상에 설치된 정보층을 포함하고 있고, 상기 정보층이, 레이저 빔의 조사 또는 전기적 에너지의 인가에 의해 결정상과 비정질상의 사이에서 상 변화 가능한 기록층과, 상기 기록층의 제1의 면측에 배치된 적어도 Cr 및 O를 포함하는 Cr 함유층과, 상기 기록층의 제2의 면측에 배치된 적어도 Ga 및 O를 포함하는 Ga 함유층과, 상기 기록층과 상기 Cr 함유층과의 사이 및 상기 기록층과 상기 Ga 함유층의 사이의 적어도 한쪽에 상기 기록층에 접해 배치된, 주성분으로서 C를 포함하는 C 함유층을 포함하는 것을 특징으로 하고 있다.
본 발명의 제1의 정보 기록 매체의 제조 방법은, 상기의 본 발명의 제1의 정보 기록 매체를 제조하는 방법으로서,
(a) 적어도 Cr 및 O를 포함하는 Cr 함유 스퍼터링 타겟을 이용하여 Cr 함유층을 성막하는 공정과,
(b) 레이저 빔의 조사 또는 전기적 에너지의 인가에 의해서 결정상과 비정질상의 사이에서 상 변화 가능한 기록층을 성막하는 공정과,
(c) 적어도 Ga 및 O를 포함하는 Ga 함유 스퍼터링 타겟을 이용하여 Ga 함유 층을 성막하는 공정을 포함하고,
상기 공정 (a)∼(c)가, 공정(a), 공정(b), 공정(c)의 순서 또는 공정(c), 공정(b), 공정(a)의 순서로 행해지는 것을 특징으로 하고 있다.
본 발명의 제2의 정보 기록 매체의 제조 방법은, 상기의 본 발명의 제2의 정보 기록 매체를 제조하는 방법으로서,
(a) 적어도 Ga 및 O를 포함하는 제1의 Ga 함유 스퍼터링 타겟을 이용하여 제1의 Ga 함유층을 성막하는 공정과,
(b) 레이저 빔의 조사 또는 전기적 에너지의 인가에 의해 결정상과 비정질상의 사이에서 상 변화 가능한 기록층을 성막하는 공정과,
(c) 적어도 Ga 및 O를 포함하는 제2의 Ga 함유 스퍼터링 타겟을 이용하여 제2의 Ga 함유층을 성막하는 공정을 포함하고,
상기 공정(a)∼(c)가, 공정(a), 공정(b), 공정(c)의 순서 또는 공정(c), 공정(b), 공정(a)의 순서로 행해지는 것을 특징으로 하고 있다.
본 발명의 제3의 정보 기록 매체의 제조 방법은, 상기의 본 발명의 제3의 정보 기록 매체를 제조하는 방법으로서,
(a) 적어도 Cr 및 O를 포함하는 제1의 Cr 함유 스퍼터링 타겟을 이용하여 제1의 Cr 함유층을 성막하는 공정과,
(b) 레이저 빔의 조사 또는 전기적 에너지의 인가에 의해서 결정상과 비정질상의 사이에서 상 변화 가능한 기록층을 성막하는 공정과,
(c) 적어도 Cr 및 O를 포함하는 제2의 Cr 함유 스퍼터링 타겟을 이용하여 제 2의 Cr 함유층을 성막하는 공정과,
(d) 적어도 Ga 및 O를 포함하는 Ga 함유 스퍼터링 타겟을 이용하여 Ga 함유층을 성막하는 공정을 포함하고,
상기 공정(a)∼(d)가, 공정(a), 공정(b), 공정(c), 공정(d)의 순서 또는 공정(d), 공정(c), 공정(b), 공정(a)의 순서로 행해지는 것을 특징으로 하고 있다.
본 발명의 제4의 정보 기록 매체의 제조 방법은, 상기의 본 발명의 제4의 정보 기록 매체를 제조하는 방법으로서,
(a) 적어도 Cr 및 O를 포함하는 Cr 함유 스퍼터링 타겟을 이용하여 Cr 함유층을 성막하는 공정과,
(b) 레이저 빔의 조사 또는 전기적 에너지의 인가에 의해서 결정상과 비정질상의 사이에서 상 변화 가능한 기록층을 성막하는 공정과,
(c) 적어도 Ga 및 O를 포함하는 Ga 함유 스퍼터링 타겟을 이용하여 Ga 함유층을 성막하는 공정을 포함하고, 또한 상기 공정(a)∼(c)가, 공정(a), 공정(b), 공정(c)의 순서 또는 공정(c), 공정(b), 공정(a)의 순서로 행해지고,
공정(a)와 공정(b)의 사이 및 공정(b)와 공정(c)의 사이의 적어도 하나에, 주성분으로서 C를 포함한 C 함유 스퍼터링 타겟을 이용하여 C 함유층을 성막하는 공정을 더 포함하는 것을 특징으로 하고 있다.
본 발명의 제1∼제4의 정보 기록 매체에 의하면, 기록 감도, 반복 개서 성능 및 신호 강도의 저하가 제어되고, 또한 기록층의 결정화 속도가 향상된 상 변화형 정보 기록 매체의 제공이 가능해진다.
본 발명의 제1의 정보 기록 매체에 있어서, 기록층이 레이저 빔의 조사에 의해서 결정상과 비정질상의 사이에서 상 변화 가능한 광학적 정보 기록 매체의 경우, Cr 함유층, 기록층 및 Ga 함유층이 레이저 빔 입사측으로부터 이 순서대로 배치되어 있는 것이 바람직하다. Cr 함유층을 기록층에 대하여 레이저 빔 입사측에 배치함으로써, 결정화 속도를 높일 수 있다. Ga 함유층을 기록층에 대하여 레이저 빔 입사측과 반대측에 배치함으로써, 기록층으로부터의 열전도를 억제하여 보다 높은 기록 강도를 얻을 수 있다. 그러므로, Cr 함유층 및 Ga 함유층을 이와 같이 배치함으로써, 보다 높은 기록 감도, 신호 강도 및 반복 개서 성능을 얻을 수 있다. 또한, 이러한 광학적 정보 기록 매체의 경우, 정보층이, Cr 함유층에 대해서 레이저 빔 입사측에 배치된 제1 유전체층 및 Ga 함유층에 대해서 레이저 빔 입사측과 반대측에 배치된 제2 유전체층의 적어도 하나를 더 포함해도 된다. 또한, 정보층은, Ga 함유층에 대해서 레이저 빔 입사측과 반대측에 배치된 반사층을 더 포함하고 있어도 된다. 이와 같이 제1 및 제2 유전체층의 적어도 1개나, 반사층을 설치함으로써, 기록층의 광흡수 효율이나 신호 강도를 높이는 등의 효과도 얻을 수 있다. 또한, 본 명세서에서는, 유전체층 및 계면층의 명칭에 관해, 동일한 정보층에 포함되는 유전체층 및 계면층을 구별하기 위해서 「제1」및 「제2」를 사용하고, 「제1」은 기록층에 대해서 레이저 빔 입사측에 배치되어 있는 것을 의미하고, 「제2」은 기록층에 대해서 레이저 빔 입사측과 반대측에 배치되어 있는 것을 의미한다.
본 발명의 제1의 정보 기록 매체는, 제1 정보층∼제N 정보층(N은 2이상의 정수)이 적층된 다층 구조의 정보 기록 매체라도 된다. 이 경우, 제1 정보층∼제N 정보층의 적어도 1개가, 본 발명의 제1의 정보 기록 매체에 포함되는 상기한 정보층과 동일한 막 구성을 가지는 것이 바람직하다. 이에 따라, 다수의 정보층이 설치된 정보 기록 매체에서도, 기록 감도, 반복 개서 성능 및 신호 강도의 저하를 억제하면서, 또한 기록층의 결정화 속도를 향상시킬 수 있다. 본 발명의 제1의 정보 기록 매체가 제1 정보층∼제N 정보층을 포함하고, 또한 기록층이 레이저 빔의 조사에 의해서 결정상과 비정질상의 사이에서 상 변화 가능한 광학적 정보 기록 매체로서, 또한 레이저 빔 입사측으로부터 이 순서대로 제1∼제N의 정보층이 배치되어 있는 경우, 적어도 제1 정보층이 본 발명의 제1의 정보 기록 매체에 포함되는 상기한 정보층과 동일한 막 구성을 가지고, 제1 정보층에, 레이저 빔 입사측으로부터, 제1 유전체층, Cr 함유층, 기록층, Ga 함유층, 반사층 및 투과율 조정층이 이 순서대로 설치되어 있는 것이 바람직하다.
본 발명의 제1의 정보 기록 매체에서는, Cr 함유층이, Zr, Hf, Y 및 Si에서 선택되는 적어도 하나의 원소를 더 포함하고 있어도 된다. 바람직하게는, Cr 함유층이, ZrO2, HfO2, Y2O3 및 SiO2에서 선택되는 적어도 하나의 산화물과, Cr2O3를 포함하는 것이다. 또한, 이 경우, Cr 함유층에서의 Cr 함유 농도는 5∼40 원자%가 바람직하고, O 함유 농도는 55∼75 원자%가 바람직하다. 또한, Cr 함유층에서의 Cr2O3 함유 농도는, 10∼90mo1%인 것이 바람직하다.
본 발명의 제1의 정보 기록 매체에서는, Ga 함유층이, Zr, Hf, Y 및 Si에서 선택되는 적어도 하나의 원소를 더 포함하고 있어도 된다. 이 경우, Ga 함유층이, 하기의 조성식 :
GaA1M1B1O100-A1-B1 (원자%) …(1)
(단, M1은, Zr, Hf, Y 및 Si에서 선택되는 적어도 하나의 원소이다.)로 표시되고, 또한 상기 A1 및 B1이,
5<A1<40
2<B1<30를 만족하는 재료를 포함하는 것이 바람직하다. 즉, Ga 함유층에서의 Ga 함유 농도는 5∼40원자%가 바람직하다. 또한, 이 때의 O 함유 농도는 55∼75원자%가 바람직하다. 이 때, Ga 함유층이 더 Cr을 포함하고 있어도 되고, 3∼25원자% 함유하는 것이 바람직하다.
또한, 본 발명의 제1의 정보 기록 매체에서는, Ga 함유층이, ZrO2, HfO2, Y2O3 및 SiO2에서 선택되는 적어도 하나의 산화물과, Ga2O3 를 포함하는 것이 바람직하다. 이 경우, Ga 함유층이, 하기의 조성식 :
(Ga2O3)C1(Z1)100-C1(mo1%) …(2)
(단, Z1는, ZrO2, HfO2, Y2O3 및 SiO2에서 선택되는 적어도 하나의 산화물이다)로 표시되고, 또한 상기 C1이,
10≤C1≤90
을 만족하는 재료를 포함하는 것이 보다 바람직하다. 즉, Ga 함유층에서의 Ga2O3 함유 농도는 10∼90mo1%가 바람직하다. 이 때, Ga 함유층이 또한 Cr2O 3를 포함하고 있어도 되고, 5∼40mol% 함유하고 있는 것이 바람직하다.
본 발명의 제2의 정보 기록 매체에서는, 기록층이 레이저 빔의 조사에 의해서 결정상과 비정질상의 사이에서 상 변화 가능한 광학적 정보 기록 매체인 경우, 제1의 Ga 함유층, 기록층 및 제2의 Ga 함유층이 레이저 빔 입사측으로부터 이 순서대로 배치되어 있고, 정보층이, 제1의 Ga 함유층에 대해서 레이저 빔 입사측에 배치된 제1 유전체층 및 제2의 Ga 함유층에 대해서 레이저 빔 입사측과 반대측에 배치된 제2 유전체층의 적어도 하나를 더 포함하고 있어도 된다. 또한, 정보층이, 제2 Ga 함유층에 대해서 레이저 빔 입사측과 반대측에 배치된 반사층을 더 포함해도 된다. 이와 같이 제1 및 제2 유전체층의 적어도 1개나 반사층을 설치함으로써, 기록층의 광 흡수 효율이나 신호 강도를 높이는 등의 효과를 얻을 수 있다.
본 발명의 제2의 정보 기록 매체는, 제1 정보층∼제N 정보층(N은 2이상의 정수)이 적층된 다층 구조의 정보 기록 매체여도 된다. 이 경우, 제1 정보층∼제N 정보층의 적어도 하나가, 본 발명의 제2의 정보 기록 매체에 포함되는 상기한 정보층과 동일한 막 구성을 가지고 있는 것이 바람직하다. 이에 따라, 다수의 정보층이 설치된 정보 기록 매체에 있어서도, 기록 감도, 반복 개서 성능 및 신호 강도의 저하를 억제하면서, 또한 기록층의 결정화 속도를 향상시키는 것이 가능하다. 본 발명의 제2의 정보 기록 매체가 제1 정보층∼제N 정보층을 포함하고, 또한, 기록층이 레이저 빔의 조사에 의해서 결정상과 비정질상의 사이에서 상 변화 가능한 광학적 정보 기록 매체로서, 또한 레이저 빔 입사측으로부터 이 순서대로 제1∼제N의 정보층이 배치되어 있는 경우, 적어도 제1 정보층이 본 발명의 제2 정보 기록 매체에 포함되는 상기한 정보층과 동일한 막 구성을 가지고, 제1 정보층에는, 레이저 빔 입사측으로부터, 제1 유전체층, 제1 Ga 함유층, 기록층, 제2 Ga 함유층, 반사층 및 투과율 조정층이 이 순서대로 설치되어 있는 것이 바람직하다.
본 발명의 제2의 정보 기록 매체에서는, 제1의 Ga 함유층 및 제2의 Ga 함유층의 적어도 하나가, Zr, Hf, Y 및 Si에서 선택되는 적어도 하나의 원소를 더 포함하고 있어도 된다. 이 경우, 제1의 Ga 함유층 및/또는 제2의 Ga 함유층의 적어도 하나가, 상기의 조성식(1)을 만족하고, 또한, 5<A1<40 및 2<B1<30을 만족하는 재료를 포함하는 것이 바람직하다. 즉, 제1 또는 제2 Ga 함유층에서의 Ga 함유 농도는 5∼40원자%가 바람직하다. 또한, 이 때의 O 함유 농도는 55∼75원자%가 바람직하다. 이 때, Ga 함유층이 또한 Cr을 포함하고 있어도 되고, 3∼25원자% 함유하고 있는 것이 바람직하다.
본 발명의 제2의 정보 기록 매체에서는, 제1의 Ga 함유층 및 제2의 Ga 함유층의 적어도 하나가, ZrO2, HfO2, Y2O3 및 SiO2에서 선택되는 적어도 하나의 산화물과, Ga2O3를 포함하는 것이 바람직하다. 이 경우, 제1 Ga 함유층 및 제2 Ga 함유층의 적어도 하나가, 상기의 조성식(2)을 만족하고, 또한, 10≤C1≤90을 민족하는 재료를 포함하는 것이 보다 바람직하다. 즉, 제1 또는 제2의 Ga 함유층에서의 Ga2O3 함유 농도는 10∼90mo1%가 바람직하다. 이 때, 제1 및/또는 제2의 Ga 함유층이 또한 Cr2O3를 포함하고 있어도 되고, 5∼40mol% 함유하고 있는 것이 바람직하다.
본 발명의 제3의 정보 기록 매체에서는, 기록층이 레이저 빔의 조사에 의해서 결정상과 비정질상의 사이에서 상 변화 가능한 광학적 정보 기록 매체인 경우, 제1의 Cr 함유층, 기록층, 제2의 Cr 함유층 및 Ga 함유층이 레이저 빔 입사측으로부터 이 순서대로 배치되어 있고, 정보층이, 제1의 Cr 함유층에 대해서 레이저 빔 입사측에 배치된 제1 유전체층 및 제2의 Cr 함유층에 대해서 레이저 빔 입사측과 반대측에 배치된 제2 유전체층의 적어도 하나를 더 포함하고 있어도 된다. 또한, 정보층이, 제2의 Cr 함유층에 대해서 레이저 빔 입사측과 반대측에 배치된 반사층을 더 포함하고 있어도 된다. 이와 같이 제1 및 제2 유전체층의 적어도 1개나 반사층을 설치함으로써, 기록층의 광 흡수 효율이나 신호 강도를 높이는 등의 효과도 얻을 수 있다.
본 발명의 제3의 정보 기록 매체는, 제1 정보층∼제N 정보층(N은 2이상의 정수)이 적층된 다층 구조의 정보 기록 매체여도 된다. 이 경우, 제1 정보층∼제N 정보층의 적어도 하나가, 본 발명의 제3의 정보 기록 매체에 포함되는 상기한 정보층과 동일한 막 구성을 가지는 것이 바람직하다. 이에 따라, 다수의 정보층이 설치된 정보 기록 매체에 있어서도, 기록 감도, 반복 개서 성능 및 신호 강도의 저하를 억제하면서, 또한 기록층의 결정화 속도를 향상시킬 수 있다. 본 발명의 제3의 정보 기록 매체가 제1 정보층∼제N 정보층을 포함하고 있고, 또한 기록층이 레이저 빔의 조사에 의해서 결정상과 비정질상의 사이에서 상 변화 가능한 광학적 정보 기록 매체이고, 또한 레이저 빔 입사측으로부터 순서대로 제1∼제N의 정보층이 배치되어 있는 경우, 적어도 제1 정보층이 본 발명의 제3 정보 기록 매체에 포함되는 상기한 정보층과 동일한 막 구성을 가지고 있고, 제1 정보층에는, 레이저 빔 입사측으로부터, 제1 유전체층, 제1의 Cr 함유층, 기록층, 제2의 Cr 함유층, Ga 함유층, 반사층 및 투과율 조정층이 이 순서대로 설치되어 있는 것이 바람직하다.
본 발명의 제3의 정보 기록 매체에서는, 제1의 Cr 함유층 및 제2의 Cr 함유층의 적어도 하나가, Zr, Hf, Y 및 Si에서 선택되는 적어도 하나의 원소를 더 포함하고 있어도 된다. 바람직하게는, 제1의 Cr 함유층 및 제2의 Cr 함유층의 적어도 하나가, ZrO2, HfO2, Y2O3 및 SiO2에서 선택되는 적어도 하나의 산화물과, Cr2O3를 포함하는 것이다. 또한, 이 경우, Cr 함유층에서의 Cr 함유 농도는 5∼40원자%가 바람직하고, O 함유 농도는 55∼75 원자%가 바람직하다. 또한, Cr 함유층에서의 Cr2O3 함유 농도는, 10∼90mo1%인 것이 바람직하다.
본 발명의 제3의 정보 기록 매체에서는, Ga 함유층이, Zr, Hf, Y 및 Si에서 선택되는 적어도 하나의 원소를 더 포함하고 있어도 된다. 이 경우, Ga 함유층이, 상기의 조성식 (1)을 만족하고, 또한, 5<A1<40 및 2<B1<30을 만족하는 재료를 포함하는 것이 바람직하다. 즉, Ga 함유층에서의 Ga 함유 농도는 5∼40원자%가 바람직하다. 또한, 이 때의 O 함유 농도는 55∼75 원자%가 바람직하다. 이 때, Ga 함유층이 또한 Cr을 포함하고 있어도 되고, 3∼25원자% 함유하는 것이 바람직하다.
또한, Ga 함유층이, ZrO2, HfO2, Y2O3 및 SiO2에서 선택되는 적어도 하나의 산화물과, Ga2O3를 포함하는 것이 바람직하다. 이 경우, Ga 함유층이, 상기의 조성식(2)을 만족하고, 또한, 10≤C1≤90을 만족하는 재료를 포함하는 것이 보다 바람직 하다. 즉, Ga 함유층에서의 Ga2O3 함유 농도는 10∼90mo1%가 바람직하다. 이 때, Ga 함유층이 또한 Cr2O3를 포함하고 있어도 되고, 5∼40mo1% 함유하는 것이 바람직하다.
본 발명의 제4의 정보 기록 매체에서는, 기록층이 레이저 빔의 조사에 의해서 결정상과 비정질상의 사이에서 상 변화 가능한 광학적 정보 기록 매체인 경우, Cr 함유층은, 기록층에 대해서 레이저 빔 입사측에 배치되고, Ga 함유층은, 기록층에 대해 레이저 빔 입사측과 반대측에 배치되어 있는 것이 바람직하다. Cr 함유층 및 Ga 함유층을 이와 같이 배치함으로써, 보다 높은 기록 감도, 신호 강도 및 반복 개서 성능을 얻을 수 있다. 또한, 이러한 광학적 정보 기록 매체의 경우, 정보층이, Cr 함유층에 대해서 레이저 빔 입사측에 배치된 제1 유전체층 및 Ga 함유층에 대해서 레이저 빔 입사측과 반대측에 배치된 제2 유전체층의 적어도 하나를 더 포함해도 되고, Ga 함유층에 대해서 레이저 빔 입사측과 반대측에 배치된 반사층을 더 포함하고 있어도 된다. 이와 같이 제1 및 제2 유전체층의 적어도 1개나 반사층을 설치함으로써, 기록층의 광 흡수 효율이나 신호 강도를 높이는 등의 효과도 얻을 수 있다. 본 발명의 제4 정보 기록 매체에는, Cr 함유층과 기록층과의 사이 및/또는 Ga 함유층과 기록층과의 사이에 C 함유층이 설치되어 있으므로, Cr 함유층과 기록층과의 사이 및/또는 Ga 함유층과 기록층과의 사이의 밀착성이 향상되어, 높은 신뢰성이 얻어진다.
본 발명의 제4의 정보 기록 매체는, 제1 정보층∼제N 정보층(N은 2이상의 정 수)이 적층된 다층 구조의 정보 기록 매체여도 된다. 이 경우, 제1 정보층∼제N 정보층의 적어도 하나가, 본 발명의 제4의 정보 기록 매체에 포함되는 상기한 정보층과 동일한 막 구성을 가지는 것이 바람직하다. 이에 따라, 다수의 정보층이 설치된 정보 기록 매체에 있어서도, 기록 감도, 반복 개서 성능 및 신호 강도의 저하를 억제하면서, 또한 기록층의 결정화 속도를 향상시킬 수 있다. 본 발명의 제4의 정보 기록 매체가 제1 정보층∼제N 정보층을 포함하고 있고, 또한 기록층이 레이저 빔의 조사에 의해서 결정상과 비정질상의 사이에서 상 변화 가능한 광학적 정보 기록 매체이고, 또한 레이저 빔 입사측으로부터 순서대로 제1∼제N의 정보층이 배치되어 있는 경우, 적어도 제1 정보층이 본 발명의 제4의 정보 기록 매체에 포함되는 상기한 정보층과 동일한 막 구성을 가지고, 제1 정보층은, Cr 함유층에 대해서 레이저 빔 입사측에 배치된 제1 유전체층과, Ga 함유층에 대해서 레이저 빔 입사측과 반대측에 순서대로 배치된 반사층 및 투과율 조정층을 더 포함하는 것이 바람직하다.
본 발명의 제4의 정보 기록 매체에서는, Ga 함유층이, Zr, Hf, Y 및 Si에서 선택되는 적어도 하나의 원소를 더 포함하고 있어도 된다. 이 경우, Ga 함유층이, 상기의 조성식(1)을 만족하고, 또한, 5<A1<40 및 2<B1<30을 만족하는 재료를 포함하는 것이 바람직하다. 즉, Ga 함유층에서의 Ga 함유 농도는 5∼40원자%가 바람직하다. 또한, 이 때의 O 함유 농도는 55∼75원자%가 바람직하다. 이 때, Ga 함유층이 또한 Cr을 포함하고 있어도 되고, 3∼25원자% 함유하고 있는 것이 바람직하다.
또, 본 발명의 제4의 정보 기록 매체에서는, Ga 함유층이, ZrO2, HfO2, Y2O 3 및 SiO2에서 선택되는 적어도 하나의 산화물과, Ga2O3를 포함하는 것이 바람직하다. 이 경우, Ga 함유층이, 상기의 조성식(2)을 만족하고, 또한, 10≤C1≤90을 만족하는 재료를 포함하는 것이 보다 바람직하다. 즉, Ga 함유층에서의 Ga2O3 함유 농도는 10∼90mol%가 바람직하다. 이 때, Ga 함유층이 또한 Cr2O3를 포함하고 있어도 되고, 5∼40mo1% 함유하는 것이 바람직하다.
다음에, 본 발명의 제1∼제4의 정보 기록 매체의 제조 방법에 따라서 설명한다.
제1∼제4의 제조 방법에 의하면, 기록 감도, 반복 개서 성능 및 신호 강도의 저하가 억제되고, 또한 기록층의 결정화 속도가 향상된 제1∼제4의 정보 기록 매체를 제조할 수 있다.
본 발명의 제1, 제3 및 제4의 제조 방법에서 이용되는 Cr 함유 스퍼터링 타겟(제3의 제조 방법에서는, 제1의 Cr 함유 스퍼터링 타겟 및 제2의 Cr 함유 스퍼터링 타겟의 적어도 하나)은, Zr, Hf, Y 및 Si에서 선택되는 적어도 하나의 원소를 더 포함하고 있어도 된다. 이 Cr 함유 스퍼터링 타겟은, ZrO2, HfO2, Y2O 3 및 SiO2에서 선택되는 적어도 하나의 산화물과, Cr2O3를 포함하는 것이 바람직하다.
본 발명의 제1∼제4 제조 방법에서 이용되는 Ga 함유 스퍼터링 타겟(제2의 제조 방법에서는, 제1의 Ga 함유 스퍼터링 타겟 및 제2의 Ga 함유 스퍼터링 타겟의 적어도 하나)은, Zr, Hf, Y 및 Si에서 선택되는 적어도 하나의 원소를 더 포함하고 있어도 된다. 이 경우, Ga 함유 스퍼터링 타겟은, 하기의 조성식 :
GaA2M1B2O100-A2-B2(원자%) …(3)
(단, M1은, 상기에 동일하다.)로 표시되고, 또한 상기 A2 및 B2가,
3<A2<42
0<B2<32를 만족하는 재료를 포함하는 것이 바람직하다. 이 때, Ga 함유 스퍼터링 타겟이 또한 Cr을 포함하고 있어도 된다.
본 발명의 제1∼제4의 제조 방법에서 이용되는 Ga 함유 스퍼터링 타겟(제2의 제조 방법에서는, 제1의 Ga 함유 스퍼터링 타겟 및 제2의 Ga 함유 스퍼터링 타겟의 적어도 하나)은, ZrO2, HfO2, Y2O3 및 SiO2에서 선택되는 적어도 하나의 산화물과, Ga2O3를 포함하는 것이 바람직하다. 이 경우, Ga 함유 스퍼터링 타겟은, 하기의 조성식 :
(Ga2O3)C2(Z1)100-C2(mol%) …(4)
(단, Z1은, 상기에 동일하다)로 표시되고, 상기 C2가,
8≤C2≤92
를 만족하는 재료를 포함하는 것이 보다 바람직하다. 이 때, Ga 함유 스퍼터링 타겟이 또한 Cr2O3를 포함하고 있어도 된다.
이하, 본 발명의 실시의 형태에 대해서, 도면을 참조하면서 설명한다. 또한, 이하의 실시의 형태는 일례이고, 본 발명은 이하의 실시의 형태에 한정되지 않 는다. 또한, 이하의 실시의 형태에서는, 동일한 부분에 대해서는 동일한 부호를 붙여 중복하는 설명을 생략하는 경우가 있다.
(실시 형태1)
실시 형태1에서는, 본 발명의 정보 기록 매체의 일례를 설명한다. 실시 형태1의 정보 기록 매체(15)의 일부 단면도를 도 1에 도시한다. 정보 기록 매체(15)는, 레이저 빔(11)의 조사에 의해서 정보의 기록 재생이 가능한 광학적 정보 기록 매체이다.
정보 기록 매체(15)에는, 기판(14)상에 정보층(16)이 설치되고, 또한 투명층(13)이 설치되어 있다. 이 정보 기록 매체(15)에는, 레이저 빔(11)이 투명층(13)측으로부터 조사된다. 정보층(16)은, 레이저 빔 입사측으로부터, 제1 유전체층(102), 제1 계면층(103), 기록막(104), 제2 계면층(105), 제2 유전체층(106) 및 반사층(108)이 이 순서대로 적층되어 형성되어 있다.
투명층(13)은, 광 경화성 수지(특히 자외선 경화성 수지)나 지효(遲??)성 열경화성 수지 등의 수지, 또는 유전체 등으로 이루어지고, 사용하는 레이저 빔에 대해서 광흡수가 작은 것이 바람직하고, 또한, 단파장역에 있어서 복굴절이 작은 것이 바람직하다. 또한, 투명층(13)에, 투명한 원반상의 폴리카보네이트, 아몰퍼스(amorphous) 폴리올레핀, 또는 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA) 등의 수지, 혹은 유리를 이용해도 좋다. 이들 재료를 사용하는 경우는, 투명층(13)을, 예를 들면, 광 경화성 수지(특히 자외선 경화성 수지)나 지효성 열 경화성 수지 등의 수지에 의해서 정보층(16)에 맞붙여 형성할 수 있다.
레이저 빔(11)의 파장(λ)은, 레이저 빔(11)을 집광했을 때의 스폿 직경이 파장(λ)에 의해서 정해져 버린다. 레이저 빔(11)의 파장(λ)이 짧을수록, 보다 작은 스폿 직경에 집광 가능하므로, 고 밀도 기록의 경우, 레이저 빔(11)의 파장은, 특히 450㎚ 이하인 것이 바람직하다. 또한, 파장(λ)이 350㎚ 미만인 경우, 투명층(13) 등에 의한 광 흡수가 커져 버린다. 이 때문에, 레이저 빔(11)의 파장(λ)은 350 nm이상인 것이 바람직하다. 이상에서, 레이저 빔(11)의 파장(λ)은, 350∼450㎚의 범위 내인 것이 보다 바람직하다.
기판(14)은, 투명하고 원반상이다. 기판(14)에는, 예를 들면, 폴리카보네이트, 아몰퍼스 폴리올레핀 또는 PMMA 등의 수지, 혹은 유리를 이용할 수 있다.
기판(14)의 정보층(16)측의 표면에는, 필요에 따라서 레이저 빔(11)을 인도하기 위한 안내홈이 형성되어도 된다. 기판(14)의 정보층(16)측과 반대측의 표면은, 평활한 것이 바람직하다. 기판(14)의 재료로는, 전사성 및 양산성이 뛰어나고, 또한 저 비용인 것으로부터, 폴리카보네이트가 특히 유용하다.
기판(14)의 두께는, 충분한 강도가 있고, 또한 정보 기록 매체(15)의 전체 두께가 1.2㎜ 정도가 되도록, 0.5㎜∼1.2㎜의 범위 내인 것이 바람직하다. 또한, 투명층(13)의 두께가 0.6㎜정도(NA=0.6으로 양호한 기록 재생이 가능한 두께이다)인 경우, 기판(14)의 두께는 0.55㎜∼0.65㎜의 범위 내인 것이 바람직하다. 또한, 투명층(13)의 두께가 0.1㎜정도(NA=0.85로 양호한 기록 재생이 가능한 두께이다)인 경우, 기판(14)의 두께는 1.05㎜∼1.15㎜의 범위 내인 것이 바람직하다.
이하, 정보층(16)의 구성에 대해 상세히 설명한다.
상술한 바와같이, 정보층(16)은, 레이저 빔(11)의 입사측으로부터 순서대로 배치된 제1 유전체층(102), 제1 계면층(103), 기록층(104), 제2 계면층(105), 제2 유전체층(106) 및 반사층(108)을 구비한다.
제1 유전체층(102)은, 유전체로 이루어진다. 이 제1 유전체층(102)은, 기록층(104)의 산화, 부식, 변형 등을 방지하는 기능과, 광학 거리를 조정하여 기록층(104)의 광 흡수 효율을 높이는 기능과, 기록 전후의 반사광량의 변화를 크게 해 신호 진폭을 크게 하는 기능을 가진다. 제1 유전체층(102)에는, 예를 들면 TiO2, ZrO2, HfO2, ZnO, Nb2O2, Ta2O5, SiO 2, A12O3, Bi2O3, Cr2O3, Ga2O3, In2O3 등의 산화물을 이용할 수 있다. 또한, C-N, Ti-N, Zr-N, Nb-N, Ta-N, Si-N, Ge-N, Cr-N, Al-N, Ge-Si-N, Ge-Cr-N 등의 질화물을 이용할 수도 있다. 또한, ZnS 등의 황화물, SiC 등의 탄화물, LaF3 등의 풀루오르화물 또는 C를 이용할 수도 있다. 또한, 상기 재료의 혼합물을 이용할 수도 있다. 예를 들면 , ZnS와 SiO2의 혼합물인 ZnS-SiO2는, 제1 유전체층(102)의 재료로서 특히 우수하다. ZnS-SiO2는, 비정질 재료로, 굴절율이 높고, 성막 속도가 빠르고, 기계 특성 및 내습성이 양호하다.
제1 유전체층(102)의 막 두께는, 매트릭스법에 의거하는 계산에 의해, 기록막(104)이 결정상인 경우와 비정질상인 경우의 사이의 반사광량의 변화가 커진다는 조건을 만족하도록 엄밀하게 결정할 수 있다.
제1 계면층(103)은, 반복 기록에 의해서 제1 유전체층(102)과 기록층(104)와의 사이에 생기는 물질 이동을 방지하는 기능을 가진다. 제1 계면층(103)은, 광의 흡수가 적고, 기록 시에 녹지 않을 정도의 고융점을 가지고, 또한, 기록층(104)과의 밀착성이 좋은 재료로 형성되는 것이 바람직하다. 기록 시에 녹지 않을 정도의 고융점을 가지는 재료인 것은, 고 파워의 레이저 빔(11)을 조사 했을 때에, 제1 계면층(102)의 재료가 녹아 기록층(104)에 혼입되지 않기 위해 필요한 특성이다. 제1 계면층(103)의 재료가 기록층(104)에 혼입되면, 기록층(104)의 조성이 변하고, 개서 성능이 현저하게 저하하기 때문이다. 또한, 기록층(104)과 밀착성이 좋은 재료인 것은, 신뢰성 확보에 필요한 특성이다.
제2 계면층(105)도, 제1 계면층(103)과 마찬가지로, 반복 기록에 의해서 제2 유전체층(106)과 기록층(104)의 사이에서 생기는 물질 이동을 방지하는 기능이 있다. 따라서, 동일한 특성을 가지는 재료로 형성되는 것이 바람직하다.
본 실시의 형태에 있어서의 제1 계면층(103) 및 제2 계면층(105)은, 다음의 4개((Ⅰ)∼(Ⅳ))의 조합 중 어느 하나를 이용해 형성할 수 있다.
(Ⅰ) 제1 계면층(103) 및 제2 계면층(105)의 한쪽을, 적어도 Cr 및 O를 포함하는 Cr 함유층으로 형성하고, 다른 쪽을, 적어도 Ga 및 O를 포함하는 Ga 함유층으로 형성한다.
(Ⅱ) 제l 계면층(103) 및 제2 계면층(105)의 양쪽을, 적어도 Ga 및 O를 포함하는 Ga 함유층으로 형성한다.
(Ⅲ) 제1 계면층(103) 및 제2 계면층(105)의 한쪽을, 적어도 Cr 및 O를 포함하는 Cr 함유층으로 형성하고, 다른 쪽을, 적어도 Cr 및 O를 포함하는 Cr 함유층과, 적어도 Ga 및 O를 포함하는 Ga 함유층의 2층으로 형성한다.
(Ⅳ) 제 1계면층(103) 및 제2 계면층(105)의 한쪽을, 적어도 Cr 및 O를 포함하는 Cr 함유층으로 형성하고, 한쪽을, 적어도 Ga 및 O를 포함하는 Ga 함유층으로 형성하고, 또한, 기록층과 Cr 함유층의 사이 및 기록층과 Ga 함유층의 사이의 적어도 한쪽에 주 성분으로서 C를 포함하는 C 함유층을 더 설치한다.
본 실시의 형태에서는, (Ⅰ) 의 조합으로 제1 계면층(103) 및 제2 계면층(105)을 형성한 경우의 예에 대해 설명한다.
본 실시의 형태에서는, 제1 계면층(103)은, Cr과 O를 포함하는 재료 또는 Ga와 O를 포함하는 재료로 형성된다. 즉, 제1 계면층(103)은 Cr 함유층 또는 Ga 함유층이다. 여기서의 Cr 함유층은, Cr과 O에 의해 형성된 산화물 Cr2O3를 포함하는 것이 바람직하다. Ga 함유층은, Ga와 O에 의해 형성된 산화물 Ga2O3를 포함하는 것이 바람직하다. Cr2O3나 Ga2O3는 기록층(104)과의 밀착성이 좋은 재료이므로, 제1 계면층(103)이 이들 산화물을 포함함으로써 기록층(104)과의 밀착성이 향상되기 때문이다.
또한, 제1 계면층(103)은, Cr과 O 또는 Ga와 O 외에, M1(단, M1은 Zr, Hf, Y 및 Si에서 선택되는 적어도 하나의 원소)을 더 포함하고 있어도 된다. 이들 원소는, ZrO2, HfO2, Y2O3 및 SiO2와 같이, 산화물로서 포함되어 있는 것이 바람직하다. 예를 들면, ZrO2 및 HfO2는, 투명하고, 융점이 약 2700∼2800℃로 높고, 또한 산화물 중에서는 열전도율이 낮은 재료이다. 따라서, 제1 계면층(103)이 이들 산화물을 포함함으로써, 반복 개서 성능이 향상된다. 이 2종류의 산화물을 혼합함으로 써, 기록층(104)과 접해 형성해도, 반복 개서 성능이 뛰어나고, 신뢰성이 높은 정보 기록 매체(15)를 실현할 수 있다.
제1 계면층(103)이 ZrO2 및 HfO2의 적어도 하나를 포함하는 경우, 기록층(104)과의 밀착성을 확보하기 위해, 제1 계면층(103)에 포함되는 Cr2O3-ZrO2 또는 Cr2O3-HfO2 중의 Cr2O3 함유량, 혹은 Ga2O 3-ZrO2 또는 Ga2O3-HfO2 중의 Ga2O3 의 함유량은, 10mo1%이상인 것이 바람직하다. 또한, 광 흡수를 작게 유지하기 위해서, Cr2O3-ZrO2 또는 Cr2O3-HfO2 중의 Cr 2O3 함유량, 혹은 Ga2O3-ZrO2 또는 Ga2O 3-HfO2 중의 Ga2O3의 함유량은, 90mo1% 이하인 것이 바람직하다.
또한, 제1 계면층(103)이 원소(M1)로서 Si를 포함하는 경우, Si는 SiO2와 같이 산화물로서 포함되는 것이 바람직하다. SiO2를 포함함으로써, 제1 계면층(103)의 투명성이 높아지고, 또한 기록 성능이 뛰어난 정보층(16)을 실현할 수 있다. SiO2-Cr2O3 중 또는 SiO2-Ga2O3 중의 SiO2의 함유량은 10mo1%이상인 것이 바람직하고, 90mol%이하인 것이 바람직하다. 보다 바람직하게는, 10mo1%이상 40mo1%이하이다.
또한, 제1 계면층(103)이 원소(M1)로서 Y를 포함하는 경우도, Y는 Y2O3와 같이 산화물로서 포함되는 것이 바람직하다. Y2O3를 포함함으로써, 보다 우수한 반복 개서 성능을 갖는 정보층을 실현할 수 있는 Y2O3-Cr2O3나 Y 2O3-Ga2O3 중의 Y2O3의 함유량은, 10mo1%이상인 것이 바람직하고, 90mol%이하인 것이 바람직하다.
제1 계면층(103)의 막 두께는, 제1 계면층(103)에서의 광 흡수에 의해서 정보층(165)에서의 기록 전후의 반사광량의 변화가 작아지지 않도록, 0.5㎚∼15㎚의 범위 내인 것이 바람직하고, l㎚∼7㎚의 범위 내에 있는 것이 보다 바람직하다.
제2 계면층(105)은, 제1 계면층(103)을 Cr 함유층으로 형성했을 경우는, Ga와 O를 포함한 재료로 형성된다. 즉, 이 경우의 제2 계면층(105)은 Ga 함유층으로 형성된다. 그 중에서도, Ga와 O가 Ga2O3를 형성한 산화물을 포함하는 Ga 함유층으로 하는 것이 바람직하다. 제1 계면층(103)을 Ga 함유층으로 형성한 경우는, 제2 계면층(103)은 Cr과 O를 포함하는 재료로 형성된다. 즉, 이 경우의 제2 계면층(105)은 Cr 함유층으로 형성된다. 그 중에서도, Cr과 O가 Cr2O3를 형성한 산화물을 포함하는 것이 바람직하다. 또한, 제1 계면층(102)과 마찬가지로, Cr과 O 또는 Ga와 O 외에, 원소(M1)를 더 포함해도 된다. 제2 계면층(105)은 제1 계면층(103)보다 기록층(104)과의 밀착성이 나쁜 경향이 있으므로, Cr2O3 및 Ga2O3 의 함유량은 제1 계면층(103)의 함유량보다 많은 20mo1% 이상인 것이 바람직하다.
제2 계면층(105)의 막 두께는, 제1 계면층(103)과 마찬가지로, 0.5㎚∼15㎚의 범위 내인 것이 바람직하고, 1㎚∼7㎚의 범위 내에 있는 것이 보다 바람직하다.
제2 유전체층(106)에는, 제1 유전체층(102)과 동일한 계의 재료를 이용할 수 있다. 그 중에서도, 특히 Bi2O3와 SiO2의 혼합물인 Bi2O3 -SiO2는, 열전도율이 낮고, 또한 S를 포함하지 않는 재료이므로, 제2 유전체층(106)으로서 뛰어난 재료이다.
제2 유전체층(106)의 막 두께는, 2㎚∼75㎚의 범위 내인 것이 바람직하고, 2 ㎚∼40㎚의 범위 내인 것이 보다 바람직하다. 제2 유전체층(106)의 막 두께를 이 범위 내에서 선택함으로써, 기록층(104)에서 발생한 열을 효과적으로 반사층(108)측에 확산시킬 수 있다.
기록층(104)의 재료는, 레이저 빔(11)의 조사에 의해서 결정상과 비정질상의 사이에서 가역적인 상 변화를 일으키는 재료로 이루어진다. 기록층(104)은, 예를 들면 Ge, Te 및 M2(단, M2는, Sb 및 Bi에서 선택되는 적어도 한 개의 원소이다.)를 포함하는 재료로 형성할 수 있고, 또한 Ga 및 In의 적어도 한 개의 원소를 포함하고 있어도 된다. 구체적으로는, 기록층(104)은, Gea(M2)bTe3+a로 표시되는 재료로 형성 할 수 있다. 이 재료에서는, 비정질상이 안정되고 낮은 전송 레이트에서의 기록 보존성이 양호하고, 융점의 상승과 결정화 속도의 저하가 적어 높은 전송 레이트에서의 개서 보존성이 양호해지도록, 0<a≤60의 관계를 만족하는 것이 바람직하고, 4≤a≤40의 관계를 만족하는 것이 보다 바람직하다. 또한, 비정질 상이 안정되고, 결정화 속도의 저하가 적은 1.5≤b≤7의 관계를 만족하는 것이 바람직하고, 2≤b≤4의 관계를 만족하는 것이 보다 바람직하다.
또한, 기록층(104)은, Gea(M2)bTe3+a에 대해 Ge의 일부를 Sn 및 Pb에서 선택되는 적어도 한개의 원소(M3)로 치환한 재료(Ge-M3)a(M2)bTe3+a로 형성해도 된다. 이 재료를 이용한 경우, Ge를 치환한 원소(M3)가 결정화능을 향상시키기 위해, 기록층(104)의 막 두께가 얇은 경우라도 충분한 소거율을 얻을 수 있다. 원소(M3)로는, 독성이 없는 점에서 Sn이 보다 바람직하다. 이 재료를 이용하는 경우도, 0<a≤60( 보다 바람직하게는 4≤a≤40), 또한 1.5≤b≤7(보다 바람직하게는 2≤b≤4)인 것이 바람직하다.
또한, 기록층(104)에서는, 예를 들면 Sb와 M4(단, M4는 V, Mn, Ga, Ge, Se, Ag, In, Sn, Te, Pb, Bi 및 Au에서 선택되는 적어도 하나의 원소)를 포함하는 재료로 형성할 수도 있다. 구체적으로, 기록층(104)은, Sbx(M4)100-x(원자%)로 표시되는 재료로 형성할 수 있다. x가 50≤x≤95를 만족하는 경우에는, 기록층(104)이 결정상인 경우와 비정질상인 경우의 사이의 정보 기록 매체(15)의 반사율차를 크게 할 수 있어, 양호한 기록 재생 특성이 얻어진다. 그 중에서도, x가 75≤x≤95를 만족하는 경우에는, 결정화 속도가 특히 빠르고, 높은 전송 레이트에서 양호한 개서 성능을 얻을 수 있다. 또한, 50≤x≤75인 경우에는, 비정질상이 특히 안정되고, 낮은 전송 레이트에서 양호한 기록 성능을 얻을 수 있다.
기록층(104)의 막 두께는, 정보층(16)의 기록 감도를 높이기 위해, 6㎚∼15㎚의 범위 내인 것이 바람직하다. 이 범위 내에 있어서도, 기록층(104)이 두꺼운 경우에는 열의 면내 방향으로의 확산에 의한 인접 영역에의 열적 영향이 커진다. 또한, 기록층(104)이 얇은 경우에는 정보층(16)의 반사율이 작아진다. 따라서, 기록층(104)의 막 두께는, 8㎚∼13㎚의 범위 내인 것이 보다 바람직하다.
반사층(108)은, 기록층(104)에 흡수되는 광량을 증대시킨다는 광학적인 기능을 가진다. 또한, 반사층(108)은, 기록층(104)에서 생긴 열을 신속하게 확산시켜, 기록층(104)을 비정질화되기 쉽게 한다는 열적인 기능도 가진다. 또한, 반사층(108)은, 사용하는 환경으로부터 다층막을 보호한다는 기능도 가진다.
반사층(108)의 재료에는, 예를 들면 Ag, Au, Cu 및 A1이라는 열전도율이 높은 단체 금속을 이용할 수 있다. 또한, A1-Cr, Al-Ti, Au-Pd, Au-Cr, Ag-Pd, Ag-Pd-Cu, Ag-Pd-Ti, Ag-Ru-Au, Ag-Cu-Ni, Ag-Zn-A1, Ag-Nd-Au, Ag-Nd-Cu 또는 Cu-Si라는 합금을 이용할 수도 있다. 특히 Ag 합금은, 열 전도율이 크기 때문에, 반사층(108)의 재료로서 바람직하다. 반사층(108)의 막 두께는, 열 확산 기능이 충분해지는 30㎚ 이상인 것이 바람직하다. 이 범위 내에 있어서도, 반사층(108)이 200㎚보다 두꺼운 경우에는, 그 열 확산 기능이 너무 커져서 정보층(16)의 기록 감도가 저하한다. 따라서, 반사층(108)의 막 두께는 30㎚∼200㎚의 범위 내인 것이 보다 바람직하다.
반사층(108)과 제2 유전체층(106)의 사이에, 반사층(108)보다 열 전도율이 낮은 재료로 형성된 저열 전도층을 더 배치해도 된다. 이 경우, 이 저열 전도층은, 상기한 반사층(108)의 재료보다 열 전도율이 낮은 재료를 이용해 형성할 수 있다. 예를 들면, 반사층(108)에 Ag 합금을 이용한 경우, 이 저열 전도층에는 Al 또는 Al 합금을 이용할 수 있다. 또한, 저열전도층에는, Cr, Ni, Si, C 등의 단체나, TiO2, ZrO2, HfO2, ZnO, Nb2O5, Ta2O 5, SiO2, SnO2, A12O3, Bi2O3, Cr2O3, Ga2O3 등의 산화물을 이용할 수 있다. 또한, C-N, Ti-N, Zr-N, Nb-N, Ta-N, Si-N, Ge-N, Cr-N, Al-N, Ge-Si-N, Ge-Cr-N 등의 질화물을 이용할 수도 있다. 또, ZnS 등의 황화물, SiC 등의 탄화물 및 LaF3 등의 풀루오르화물을 이용할 수도 있다. 또한, 상기 재료의 혼합물을 이용하는 것도 가능하다. 저열전도층의 막 두께는, 3㎚∼100㎚( 보다 바람직하게는 10㎚∼50㎚)의 범위 내인 것이 바람직하다.
정보층(16)에서, 기록층(104)이 결정상인 경우의 반사율(Rc)(%) 및 기록층(104)이 비정질상인 경우의 반사율(Ra)(%)은, Ra<Rc를 만족하는 것이 바람직하다. 이에 따라, 정보가 기록된 상태보다 정보가 기록되어 있지 않은 초기 상태에서 반사율이 높고, 안정되게 기록 재생 동작을 행할 수 있다. 또한, 반사율차(Rc-Ra)를 크게 하여 양호한 기록 재생 특성이 얻어지도록, Rc, Ra는, 0.2≤Ra≤10, 또한, 12≤Rc≤40을 만족하는 것이 바람직하고, 0.2≤Ra≤5, 또한, 12≤Rc≤30을 만족하는 것이 보다 바람직하다.
정보 기록 매체(15)는, 이하에 설명하는 방법에 따라 제조할 수 있다.
우선, 기판(14)(두께가 예를 들면 1.1㎜) 상에 정보층(16)을 적층한다. 정보층(16)은 다층막으로 이루어지는데, 이들 각 층은, 성막 장치 내에서 재료가 되는 스퍼터링 타겟을 순차 스퍼터링함으로써 형성할 수 있다.
구체적으로는, 우선, 기판(14)상에 반사층(108)을 성막한다. 반사층(108)은, 반사층(108)을 구성하는 금속 또는 합금으로 이루어지는 스퍼터링 타겟을, Ar 가스 분위기 중 또는 Ar 가스와 반응 가스(산소 가스 및 질소 가스에서 선택되는 적어도 하나의 가스)와의 혼합 가스 분위기 중에서 스퍼터링함으로써 형성할 수 있다.
이어서, 반사층(108)상에, 필요에 따라서 저열전도층을 성막한다. 저열전도층은, 저열전도층을 구성하는 원소 또는 화합물로 이루어지는 스퍼터링 타겟을, Ar 가스 분위기 중 또는 Ar 가스와 반응 가스와의 혼합 가스 분위기 중에서 스퍼터링 함으로써 형성할 수 있다.
이어서, 반사층(108)상(저열전도층이 형성되어 있는 경우는 저열전도층상)에, 제2 유전체층(106)을 성막한다. 제2 유전체층(106)은, 제2 유전체층(106)을 구성하는 화합물로 이루어지는 스퍼터링 타겟을, Ar 가스 분위기 중 또는 Ar 가스와 반응 가스와의 혼합 가스 분위기 중에서 스퍼터링함으로써 형성할 수 있다. 또한, 제2 유전체층(106)은, 제2 유전체층(106)을 구성하는 원소를 포함하는 금속으로 이루어지는 스퍼터링 타겟을, Ar 가스와 반응 가스의 혼합 가스 분위기 중에서 반응성 스퍼터링함으로써도 형성할 수 있다.
이어서, 제2 유전체층(106) 상에, 제2 계면층(105)을 성막한다. 제2 계면층(105)을 구성하는 화합물로 이루어지는 스퍼터링 타겟(제2 계면층(105)을 Cr 함유층으로 형성하는 경우는 Cr 및 O를 포함하는 Cr 함유 스퍼터링 타겟, Ga 함유층으로 형성하는 경우는 Ga 함유 스퍼터링 타겟)을, Ar 가스 분위기 중 또는 Ar 가스와 반응 가스의 혼합 가스 분위기 중에서 스퍼터링함으로써, 제2 유전체층(106)상에 제2 계면층(105)을 형성할 수 있다.
이어서, 제2 계면층(105)상에, 기록층(104)을 성막한다. 기록층(104)은, 그 조성에 따라, Ge-Te-M2 합금으로 이루어지는 스퍼터링 타겟, Ge-M3-Te-M2 합금으로 이루어지는 스퍼터링 타겟 또는 Sb-M4 합금으로 이루어지는 스퍼터링 타겟을, 하나의 전원을 이용해 스퍼터링함으로써 형성할 수 있다.
기록층(104)을 성막할 때의 스퍼터링의 분위기 가스에는, Ar 가스, Kr 가스, Ar 가스와 반응 가스의 혼합 가스 또는 Kr 가스와 반응 가스의 혼합 가스를 이용할 수 있다. 또한, 기록층(104)은, Ge, Te, M2, M3, Sb 및 M4중 필요한 원소의 금속으로 이루어지는 각 스퍼터링 타겟을, 다수의 전원을 이용하여 동시에 스퍼터링함으로써 형성 할 수도 있다. 또한, 기록층(104)은, Ge, Te, M2, M3, Sb 및 M4에서 필요한 원소를 조합한 2원계 스퍼터링 타겟이나 3원계 스퍼터링 타겟 등을, 다수의 전원을 이용해 동시에 스퍼터링함으로써 형성 할 수도 있다. 이들 경우에도, Ar 가스 분위기 중, Kr 가스 분위기 중, Ar 가스와 반응 가스의 혼합 가스 분위기 중, 또는 Kr 가스와 반응 가스의 혼합 가스 분위기 중에서 스퍼터링함으로써 형성할 수 있다.
이어서, 기록층(104) 상에, 제1 계면층(103)을 성막한다. 제1 계면층(103)을 구성하는 화합물로 이루어지는 스퍼터링 타겟(Cr 함유층으로 형성하는 경우는 Cr 및 O를 포함하는 Cr 함유 스퍼터링 타겟, Ga 함유층으로 형성 하는 경우는 Ga 함유 스퍼터링 타겟)을, Ar 가스 분위기 중 또는 Ar 가스와 반응 가스의 혼합 가스 분위기 중에서 스퍼터링함으로써 형성할 수 있다.
이어서, 제1 계면층(103) 상에, 제1 유전체층(102)을 성막한다. 제1 유전체층(102)은, 제1 유전체층(102)을 구성하는 화합물로 이루어지는 스퍼터링 타겟을, Ar 가스 분위기 중, 또는 Ar 가스와 반응 가스의 혼합 가스 분위기 중에서 스퍼터링함으로써 형성할 수 있다. 또한, 제1 유전체층(102)은, 제1 유전체층(102)을 구성하는 원소를 포함하는 금속으로 이루어지는 스퍼터링 타겟을, Ar 가스와 반응 가스의 혼합 가스 분위기 중에서 반응성 스퍼터링함으로써도 형성할 수 있다.
마지막에, 제1 유전체층(102) 상에 투명층(13)을 형성한다. 투명층(13)은, 광 경화형 수지(특히 자외선 경화형 수지) 또는 지효성 열 경화형 수지를 제1 유전체층(102) 상에 도포하여 스핀 코트한 후, 수지를 경화시킴으로써 형성할 수 있다. 또한, 투명층(13)은, 투명한 원반상의 폴리카보네이트, 아몰퍼스 폴리올레핀 또는 PMMA 등의 수지, 혹은 유리 등의 기판을 이용하여 형성할 수도 있다. 이 경우, 투명층(13)은, 광 경화형 수지(특히 자외선 경화형 수지)나 지효성 열 경화성 수지 등의 수지를 제1 유전체층(102) 상에 도포하고, 기판을 제1 유전체층(102) 상에 밀착시켜 스핀 코트한 후, 수지를 경화시킴으로써 형성할 수 있다. 또한, 미리 점착성의 수지를 균일하게 도포한 기판을 제1 유전체층(102)에 접착시킬 수도 있다.
또한 제1 유전체층(102)을 성막한 후, 또는 투명층(13)을 형성한 후, 필요에 따라서, 기록층(104)의 전체 면을 결정화시키는 초기화 공정을 행해도 된다. 기록층(104)의 결정화는, 레이저 빔을 조사함으로써 행할 수 있다.
이상과 같이 하여, 정보 기록 매체(15)를 제조할 수 있다. 또한, 본 실시의 형태에서는, 각 층의 성막 방법으로서 스퍼터링법을 이용했는데, 이에 한정되지 않고 진공 증착법, 이온 플레이팅법, CVD (Chemical Vapor Deposition)법, MBE(Molecular Beam Epitaxy)법 등을 이용하는 것도 가능하다.
(실시 형태 2)
실시 형태 2에서는, 본 발명의 정보 기록 매체의 일례를 설명한다. 실시 형태 2의 정보 기록 매체(19)의 일부 단면도를 도 2에 도시한다. 정보 기록 매체(19)는, 다수의 정보층을 포함하고 있고, 편면에서의 레이저 빔(11)의 조사에 의해서 각 정보층에 대한 정보의 기록 재생이 가능한 다층 구조의 광학적 정보 기록 매 체(이하, 다층 광학적 정보 기록 매체라고 한다)이다.
정보 기록 매체(19)에는, 기판(14)상에, N그룹(N은 N≥2를 만족하는 정수)의 정보층(제N 정보층(18N,…), 제2 정보층(182), 제1 정보층(181)이 광학 분리층(17)을 통해 이 순서대로 적층되고, 또한 제1 정보층(181) 상에 투명층(13)이 설치되어 있다. 또한, 본 명세서에서는, 레이저 빔(11)의 입사측부터 세어 첫 번째 그룹 정보층을 제1 정보층(181), N그룹째 정보층을 제N 정보층(18N)이라고 한다. 여기서, 레이저빔(11)의 입사측부터 세어 (N-1)그룹째까지의 정보층은, 레이저 빔(11)의 입사측에서 봐서 가장 멀리 설치된 제N 정보층(18N)에 레이저 빔(11)을 도달시키기 위해서, 광 투과성을 가지고 있다. 기판(14) 및 투명층(13)에는, 실시 형태 1에서 설명한 것과 동일한 재료를 이용할 수 있다. 또한, 이들 형상 및 기능에 대해서도, 실시 형태 1에서 설명한 형상 및 기능과 동일하다.
광학 분리층(17)은, 광 경화성 수지(특히 자외선 경화성 수지) 또는 지효성 열 경화성 수지 등의 수지, 혹은 유전체 등으로 이루어지고, 사용하는 레이저 빔(11)에 대해서 광 흡수가 작은 것이 바람직하고, 단파장역에서 광학적으로 복굴절이 작은 것이 바람직하다.
광학 분리층(17)은, 정보 기록 매체(19)의 제1 정보층(181), 제2 정보 층(182, …), 제N 정보층(18N) 각각의 포커스 위치를 구별하기 위해서 설치하는 층이다. 광학 분리층(17)의 두께는, 대물 렌즈의 개구수(NA)와 레이저 빔(11)의 파장( λ)에 의해서 결정되는 초점 심도(△Z) 이상인 것이 필요하다. 초점의 광 강도의 기준을, 수차가 없는 경우의 80%로 가정한 경우, 초점 심도(△Z)는 △Z=λ/｛2(NA)2｝로 근사할 수 있다. λ=405㎚, NA=0.85일 때, △Z=0.280㎛로 되고, ±0.3㎛ 이내는 초점 심도 내로 된다. 이 때문에, 이 경우에는, 광학 분리층(17)의 두께는 0.6㎛ 이상인 것이 필요하다. 또한, 대물 렌즈를 이용해 레이저 빔을 집광 가능한 범위가 되도록, 각 정보층간의 거리를 설정하는 것이 바람직하다. 따라서, 광학 분리층(17)의 두께의 합계는, 대물 렌즈가 허용할 수 있는 허용 공차(公差) 내(예를 들면 50㎛ 이하)로 하는 것이 바람직하다.
광학 분리층(17)에서, 레이저 빔(11)의 입사측의 표면에는, 필요에 따라서 레이저 빔(11)을 인도하기 위한 안내 홈이 형성되어도 된다.
이 경우, 편측에서의 레이저 빔(11)의 조사만에 의해, 제K 정보층(K는 1<K≤N의 정수)을 제1∼제(K-1) 정보층을 투과한 레이저 빔(11)에 의해서 기록 재생하는 것이 가능하다.
또한, 제1 정보층∼제N 정보층의 어느 하나를, 재생 전용 타입의 정보층(ROM(Read Only Memory)), 혹은 1회만 기입 가능한 추기형의 정보층(WO (Write Once)으로 해도 된다.
이하, 제1 정보층(181)의 구성에 대해 상세하게 설명한다.
제1 정보층(181)은, 레이저 빔(11)의 입사측으로부터 순서대로 배치된 제1 유전체층(202), 제1 계면층(203), 기록층(204), 제2 계면층(205), 반사층(208) 및 투과율 조정층(209)을 구비한다.
제1 유전체층(202)은, 실시 형태 1에서 설명한 제1 유전체층(102)(도1 참조)과 동일한 재료로 형성 할 수 있고, 또한, 동일한 기능을 가진다.
제1 유전체층(202)의 막 두께는, 매트릭스법에 의거하는 계산에 의해, 기록층(204)이 결정상인 경우와 비정질상인 경우의 사이의 반사광량의 변화가 크고, 또한 기록층(204)에서의 광 흡수가 크고, 또한 제1 정보층(181)의 투과율이 커지는 조건을 만족하도록 엄밀하게 결정할 수 있다.
제1 계면층(203)에는, 실시 형태 1에서 설명한 제1 계면층(103)과 동일한 재료를 이용할 수 있다. 또한, 그들 기능 및 형상에 대해서도, 실시 형태 1의 제1 계면층(103)과 동일하다.
제2 계면층(205)에는, 실시 형태 1의 제2 계면층(105)과 동일한 계의 재료를 이용할 수 있다. 또한, 제2 계면층(205)의 막 두께는, 0.5㎚∼75㎚의 범위 내인 것이 바람직하고, 1㎚∼40㎚의 범위 내인 것이 보다 바람직하다. 제2 계면층(205)의 막 두께를 이 범위 내에서 선택함으로써, 기록층(204)에서 발생한 열을 효과적으로 반사층(208)측에 확산시킬 수 있다.
또한, 제2 계면층(205)과 반사층(208)의 사이에, 또한 유전체층(제2 유전체층)을 배치해도 된다. 이 제2 유전체층에는, 제1 유전체층(202)과 동일한 계의 재료를 이용할 수 있다. 그 중에서도, 특히 Ga와 O를 포함하는 재료를 이용하는 것이 바람직하다.
기록층(204)은, 실시 형태 1에서 설명한 기록층(104)과 동일한 재료를 이용 해 형성할 수 있다.
제1 정보층(181)은, 레이저 빔(11)의 입사측에서 봐서 제1 정보층(181)보다 먼 측에 있는 정보층에 기록 재생 시에 필요한 레이저 광량을 도달시키기 위해, 투과율을 높게 할 필요가 있다. 따라서, 기록층(204)의 막 두께는, 9㎚이하인 것이 바람직하고, 2㎚∼8㎚의 범위 내인 것이 보다 바람직하다.
반사층(208)은, 기록층(204)에 흡수되는 광량을 증대시킨다는 광학적 기능을 가진다. 또한, 반사층(208)은, 기록층(204)에서 생긴 열을 신속하게 확산시켜, 기록층(204)을 비정질화하기 쉽게 한다는 열적인 기능도 가진다.
반사층(208)은, 사용하는 환경으로부터 다층막을 보호한다는 기능도 가진다.
반사층(208)의 재료에는, 실시 형태 1의 반사층(108)과 동일한 재료를 이용할 수 있다. 또한, 이들 기능에 대해서도, 실시 형태 1의 반사층(108)과 동일하다. 특히 Ag 합금은 열 전도율이 크기 때문에, 반사층(208)의 재료로서 바람직하다. 반사층(208)의 막 두께는, 제1 정보층(181)의 투과율을 가능한한 높게 하기 위해, 3㎚∼15㎚의 범위 내인 것이 바람직하고, 8㎚∼12㎚의 범위 내인 것이 보다 바람직하다. 반사층(208)의 막 두께가 이 범위 내에 있으므로, 그 열 확산 기능이 충분하고, 또한 제1 정보층(181)에서의 충분한 반사율을 확보할 수 있고, 또한 제1 정보층(181)의 투과율도 충분하게 된다.
투과율 조정층(209)은 유전체로 이루어지고, 제1 정보층(181)의 투과율을 조정하는 기능을 가진다. 이 투과율 조정층(209)에 의해서, 기록층(204)이 결정상인 경우의 제1 정보층(181)의 투과율 Tc(%)과, 기록층(204)이 비정질상인 경우의 제1 정보층(181)의 투과율 Ta(%)을, 모두 높게 할 수 있다. 구체적으로는, 투과율 조정층(209)을 구비하는 제1 정보층(181)에서는, 투과율 조정층(209)이 없는 경우에 비해, 투과율(Tc) 및 (Ta)가 2%∼10%정도 상승한다. 또한, 투과율 조정층(209)은, 기록층(204)에서 발생한 열을 효과적으로 확산시키는 기능도 가진다.
투과율 조정층(209)의 굴절율(n) 및 소쇠 계수(k)는, 제1 정보층(181)의 투과율(Tc) 및 (Ta)를 높이는 작용을 보다 크게 하기 위해, 2.0≤n, 또한, k≤0.1을 만족하는 것이 바람직하고, 2.4≤n≤3.0, 또한, k≤0.05를 만족하는 것이 보다 바람직하다.
투과율 조정층(209)의 막 두께(d)는, (1/32)λ/n≤d≤(3/16)λ/n 또는 (17/32)λ/n≤d≤(11/16)λ/n의 범위 내인 것이 바람직하고, (1/16)λ/n≤d≤(5/32)λ/n 또는 (9/16)λ/n≤d≤(21/32)λ/n의 범위 내인 것이 보다 바람직하다. 또한, 레이저 빔(11)의 파장(λ)과 투과율 조정층(209)의 굴절율(n)을, 예를 들면 350㎚≤λ≤450㎚, 2.0≤n≤3.0으로 하면, 막 두께(d)는 3㎚≤d≤40㎚ 또는 60㎚≤d≤130㎚의 범위 내인 것이 바람직하고, 7㎚≤d≤30㎚ 또는 65㎚≤d≤120㎚의 범위 내인 것이 보다 바람직하게 된다. d를 이 범위 내에서 선택함으로써, 제1 정보층(181)의 투과율 Tc 및 Ta를 모두 높게 할 수 있다.
투과율 조정층(109)에는, 예를 들면, TiO2, ZrO2, HfO2, ZnO, Nb2 O5, Ta2O5, SiO2, A12O3, Bi2O3, Cr2O3, Si-O등의 산화물을 이용할 수 있다. 또한, Ti-N, Zr-N, Nb-N, Ta-N, Si-N, Ge-N, Cr-N, Al-N, Ge-Si-N, Ge-Cr-N 등의 질화물을 이용할 수도 있다. 또한, ZnS 등의 황화물을 이용할 수도 있다. 또한, 상기 재료의 혼합물을 이용할 수도 있다. 이들 중에서도, 특히, TiO2, 또는 TiO2를 포함하는 재료를 이용하는 것이 바람직하다. 이들 재료는 굴절율이 크고(n=2.6∼2.8), 소쇠 계수도 작으므로(k=0.0∼0.05), 제1 정보층(181)의 투과율을 높이는 작용이 커진다.
제1 정보층(181)의 투과율(Tc) 및 (Ta)은, 기록 재생 시에 필요한 레이저 광량을 제2 정보층(182)∼제N 정보층(18N)에 도달시키기 위해, 40<TC, 또한, 40<Ta을 만족하는 것이 바람직하고, 46<Tc, 또한, 46<Ta을 만족하는 것이 보다 바람직하다.
제1 정보층(181)의 투과율(Tc) 및 (Ta)은, -5≤(Tc-Ta)≤5를 만족하는 것이 바람직하고, -3≤(Tc-Ta)≤3을 만족하는 것이 보다 바람직하다. 투과율(Tc) 및 (Ta)가 이 조건을 만족함으로써, 레이저 빔(11)의 입사측에서 봐서 제1 정보층(181)보다 멀리 배치된 제2∼제N 정보층(182∼18N)에 정보의 기록 재생을 행할 때, 제1 정보층(181)에서의 기록층(204)의 상태에 의한 투과율의 변화의 영향이 작아지므로, 양호한 기록 재생 특성이 얻어진다.
제1 정보층(181)에서, 기록층(204)이 결정상일 때의 반사율 Rc1(%)과 기록층(104)이 비정질상일 때의 반사율 Ra1(%)은, Ra1<Rc1를 만족하는 것이 바람직하다. 이 에 따라, 정보가 기록된 상태보다도 정보가 기록되어 있지 않은 초기 상태에서 반사율이 높고, 안정되게 기록 재생 동작을 행할 수 있다. 또한, 반사율차(Rc1-Ra1)를 크게 해 양호한 기록 재생 특성이 얻어지도록, Rc1, Ra1는, 0.1≤Ra1≤5, 또한, 4≤Rc1≤15를 만족하는 것이 바람직하고, 0.1≤Ra1≤3, 또한, 4≤Rc1≤10을 만족하는 것이 보다 바람직하다.
정보 기록 매체(19)는, 이하에 설명하는 방법에 의해 제조할 수 있다.
우선, 기판(14)(두께가 예를 들면 1.1㎜) 상에, (N-l)층의 제N 정보층(18N)∼제2 정보층(182)을, 광학 분리층(17)을 통해 순차 적층한다. 각 정보층은, 단층막, 또는 다층막으로 이루어지고, 이들 각 층은, 성막 장치 내에서 재료가 되는 스퍼터링 타겟을 순차 스퍼터링함으로써 형성 할 수 있다. 또한, 광학 분리층(17)은, 광 경화성 수지(특히 자외선 경화성 수지) 또는 지효성 열 경화성 수지를 정보층 상에 도포하고, 다음에 전체를 회전시켜 수지를 균일하게 늘리고(스핀 코트), 그 후 이 수지를 경화시킴으로써, 형성할 수 있다. 또한, 광학 분리층(17)에 레이저 빔(11)의 안내홈을 형성하는 경우는, 표면에 소정 형상의 홈이 형성된 전사용 기판(형)을 경화전의 수지에 밀착시킨 후, 기판(14)과 전사용 기판을 회전시켜 스핀 코트하고, 그 후 수지를 경화시키고, 또한 그 후에 전사용 기판을 경화시킨 수지로부터 떼어냄으로써, 표면에 소정의 안내홈이 형성된 광학 분리층(17)을 형성할 수 있다.
이와 같이 하여, 기판(14)상에 (N-1)층의 정보층(제N 정보층∼제2 정보층)을 적층하고, 또한 제2 정보층(182) 상에 광학 분리층(17)을 형성한 것을 준비한다.
이어서, 광학 분리층(17)상에 제1 정보층(181)을 형성한다. 구체적으로는, 우선, (n-1)층의 정보층 및 광학 분리층(17)이 형성된 기판(14)을 성막 장치 내에 배치하고, 광학 분리층(17) 상에 투과율 조정층(209)을 성막한다. 투과율 조정층(209)은, 투과율 조정층(209)을 구성하는 화합물로 이루어지는 스퍼터링 타겟을, Ar 가스 분위기 중 또는 Ar 가스와 반응 가스의 혼합 가스 분위기 중에서 스퍼터링함으로써 형성할 수 있다. 또한, 투과율 조정층(209)은, 투과율 조정층(209)을 구성하는 원소로 이루어지는 금속을 스퍼터링 타겟으로서 이용하고, Ar 가스와 반응 가스의 혼합 가스 분위기 중에서 반응성 스퍼터링함으로써도 형성 할 수 있다.
이어서, 투과율 조정층(209) 상에, 반사층(208)을 성막한다. 반사층(208)은, 실시 형태 1에서 설명한 반사층(108)과 동일한 방법으로 형성할 수 있다.
반사층(208)과 제2 계면층(205)의 사이에 제2 유전체층을 형성하는 경우는, 반사층(208)상에 제2 유전체층을 성막한다. 제2 유전체층은, 실시 형태 1에서 설명한 제2 유전체층(106)과 동일한 방법으로 형성할 수 있다.
이어서, 반사층(208) 상(제2 유전체층을 설치하는 구성의 경우는 제2 유전체층 상)에, 제2 계면층(205)을 성막한다. 제2 계면층(205)은, 실시 형태 1의 제2 계면층(105)과 동일한 방법으로 형성할 수 있다.
이어서, 제2 계면층(205)상에 기록층(204)을 성막한다. 기록층(204)은, 그 조성에 따른 스퍼터링 타겟을 이용하여, 실시 형태 1에서 설명한 기록층(104)과 동 일한 방법으로 형성할 수 있다.
이어서, 기록층(204)상에, 제1 계면층(203)을 성막한다. 제1 계면층(203)은, 실시 형태 1의 제1 계면층(103)과 동일한 방법으로 형성할 수 있다.
이어서, 제1 계면층(203)상에, 제1 유전체층(202)을 성막한다. 제1 유전체층(202)은, 실시 형태 1에서 설명한 제1 유전체층(102)과 동일한 방법으로 형성할 수 있다.
마지막으로, 제1 유전체층(202)상에 투명층(13)을 형성한다. 투명층(13)은, 실시 형태 1에서 설명한 방법으로 형성할 수 있다.
또한, 제1 유전체층(202)을 성막한 후, 또는 투명층(13)을 형성한 후, 기록층(204)의 전체 면을 결정화시키는 초기화 공정을 행해도 된다. 기록층(204)의 결정화는, 레이저 빔을 조사함으로써 행할 수 있다.
이상과 같이 하여, 정보 기록 매체(19)를 제조할 수 있다. 또한, 본 실시 형태에서는, 각 층의 성막 방법으로서 스퍼터링법을 이용했는데, 이에 한정되지 않고 진공 증착법, 이온 플레이팅법, CVD법, MBE법 등을 이용하는 것도 가능하다.
(실시 형태 3)
실시 형태 3에서는, 실시 형태 2에서의 다층 광학적 정보 기록 매체에서, N=2, 즉 2그룹의 정보층에 의해서 구성된 정보 기록 매체의 일례를 설명한다. 실시 형태 3의 정보 기록 매체(20)의 일부 단면도를 도 3에 도시한다. 정보 기록 매체(20)는, 편면에서의 레이저 빔(11)의 조사에 의해서 각 정보층에 대한 정보의 기록 재생이 가능한 2층 광학적 정보 기록 매체이다.
정보 기록 매체(20)는, 기판(14)상에 순차 적층된 제2 정보층(22), 광학 분리층(17), 제1 정보층(21) 및 투명층(13)에 의해 구성되어 있다. 기판(14), 광학 분리층(17) 및 투명층(13)에는, 실시 형태 1 및 2에서 설명한 것과 동일한 재료를 이용할 수 있다. 또한, 이들 형상 및 기능에 대해서도, 실시 형태 1 및 2에서 설명한 형상 및 기능과 동일하다. 제1 정보층(21)은, 실시 형태 2에서 설명한 제1 정보층(181)과 동일하게, 레이저 빔(11)의 입사측으로부터 순서대로, 제1 유전체층(202), 제1 계면층(203), 기록층(204), 제2 계면층(205), 반사층(208) 및 투과율 조정층(209)이 적층되어 형성되어 있다.
이하, 제2 정보층(22)의 구성에 대해 상세하게 설명한다.
제2 정보층(22)은, 레이저 빔(11)의 입사측으로부터 순서대로 배치된 제1 유전체층(302), 제1 계면층(303), 기록층(304), 제2 계면층(305), 제2 유전체층(306) 및 반사층(308)을 구비한다. 제2 정보층(22)은, 투명층(13), 제1 정보층(21) 및 광학 분리층(17)을 투과한 레이저 빔(11)에 의해서 기록 재생이 행해진다.
제1 유전체층(302)에는, 실시 형태 1에서 설명한 제1 유전체층(102) (도 1 참조.)과 동일한 재료를 이용할 수 있고, 또한, 기능 및 형상도 동일하다.
제l 유전체층(302)의 막 두께는, 매트릭스법에 의거하는 계산에 의해, 기록층(304)이 결정상인 경우와 비정질상인 경우의 사이의 반사광량의 변화가 커지는 조건을 만족하도록 엄밀하게 결정할 수 있다.
제1 계면층(303)에는, 실시 형태 1에서 설명한 제1 계면층(103)과 동일한 재료를 이용할 수 있고, 또한, 기능 및 형상도 동일하다.
제2 계면층(305)에는, 실시 형태 1에서 설명한 제2 계면층(105)과 동일한 재료를 이용할 수 있고, 또한, 기능 및 형상도 동일하다.
제2 유전체층(306)에는, 실시 형태 1에서 설명한 제2 유전체층(106)과 동일한 재료를 이용할 수 있고, 또한, 기능 및 형상도 동일하다.
기록층(304)은, 실시 형태 1에서 설명한 기록층(104)과 동일한 재료로 형성할 수 있다. 기록층(304)의 막 두께는, 제2 정보층(22)의 기록 감도를 높이기 위해, 6㎚∼15㎚의 범위 내인 것이 바람직하다. 이 범위 내에서도, 기록층(304)이 두꺼운 경우에는 열의 면내 방향에의 확산에 의한 인접 영역에의 열적 영향이 커진다. 또한, 기록층(304)이 얇은 경우에는 제2 정보층(25)의 반사율이 작아진다. 따라서, 기록층(304)의 막 두께는, 8㎚∼13㎚의 범위 내인 것이 보다 바람직하다.
반사층(308)에는, 실시 형태 1에서 설명한 반사층(108)과 동일한 재료를 이용할 수 있고, 또한, 기능 및 형상도 동일하다.
실시 형태 1의 경우와 마찬가지로, 반사층(308)과 제2 유전체층(306)의 사이에, 반사층(308)보다 열 전도율이 낮은 재료로 형성된 저열전도층을 형성해도 된다. 이 저열전도층에 사용 가능한 재료는 실시 형태 1에서 설명한 대로, 막 두께 등도 실시 형태 1에서 설명한 대로이다.
정보 기록 매체(20)는, 이하에 설명하는 방법에 따라 제조할 수 있다.
우선, 제2 정보층(22)을 형성한다. 구체적으로는, 우선, 기판(14)(두께가 예를 들면 l.1㎜)을 준비하고, 성막 장치 내에 배치한다.
이어서, 기판(14)상에 반사층(308)을 성막한다. 이 때, 기판(14)에 레이저 빔(11)을 인도하기 위한 안내홈이 형성되어 있는 경우에는, 안내홈이 형성된 측에 반사층(308)을 성막한다. 반사층(308)은, 실시 형태 1에서 설명한 반사층(108)과 동일한 방법으로 형성할 수 있다.
이어서, 반사층(308)상에, 필요에 따라서 저열전도층을 성막한다. 저열전도층의 성막 방법은, 실시 형태 1에서 설명한 대로이다.
이어서, 반사층(308) 상(저열전도층을 설치한 경우는 저열전도층 상)에, 제2 유전체층(306)을 성막한다. 제2 유전체층(306)은, 실시 형태 1에서 설명한 제2 유전체층(106)과 동일한 방법으로 형성할 수 있다.
이어서, 제2 유전체층(306)상에, 제2 계면층(305)을 성막한다. 제2 계면층(305)은, 실시 형태 1에서 설명한 제2 계면층(105)과 동일한 방법으로 형성할 수 있다
이어서, 제2 계면층(305)상에, 기록층(304)을 성막한다. 기록층(304)은, 그 조성에 따른 스퍼터링 타겟을 이용하여, 실시 형태 1에서 설명한 기록층(104)과 동일한 방법으로 형성할 수 있다.
이어서, 기록층(304) 상에, 제1 계면층(303)을 성막한다. 제1 계면층(303)은, 실시 형태 1의 제1 계면층(103)과 동일한 방법으로 형성할 수 있다.
이어서, 제1 계면층(303)상에, 제1 유전체층(302)을 성막한다. 제1 유전체층(302)은, 실시 형태 1에서 설명한 제2 유전체층(106)과 동일한 방법으로 형성할 수 있다.
이와 같이 하여, 제2 정보층(22)을 형성한다.
이어서, 제2 정보층(22)의 제1 유전체층(302) 상에 광학 분리층(17)을 형성한다. 광학 분리층(17)은, 광 경화성 수지(특히 자외선 경화성 수지) 또는 지효성 열 경화성 수지를 제1 유전체층(302) 상에 도포하여 스핀 코트한 후, 수지를 경화시킴으로써 형성할 수 있다. 또한, 광학 분리층(17)이 레이저 빔(11)의 안내홈을 구비하는 경우에는, 표면에 홈이 형성된 전사용 기판(형)을 경화전의 수지에 밀착시킨 후, 기판(14)과 전사용 기판을 회전시켜 스핀 코트하여, 수지를 경화시키고, 그 후, 전사용 기판을 수지로부터 떼어냄으로써, 표면에 안내홈을 형성할 수 있다.
또한, 제1 유전체층(302)을 성막한 후, 또는 광학 분리층(17)을 형성한 후, 기록층(304)의 전체 면을 결정화시키는 초기화 공정을 행해도 된다. 기록층(304)의 결정화는, 레이저 빔을 조사함으로써 행할 수 있다.
이어서, 광학 분리층(17) 상에 제1 정보층(21)을 형성한다. 구체적으로는, 우선, 광학 분리층(17)상에, 투과율 조정층(209), 반사층(208), 제2 계면층(205), 기록층(204), 제1 계면층(203) 및 제1 유전체층(202)을 이 순서대로 성막한다. 이 때, 반사층(208)과 제2 계면층(205)의 사이에 제2 유전체층을 성막해도 된다. 이들 각 층은, 실시 형태 2에서 설명한 방법으로 형성할 수 있다.
마지막에, 제1 유전체층(202)상에 투명층(13)을 형성한다. 투명층(13)은, 실시 형태 1에서 설명한 방법으로 형성할 수 있다.
또한, 제1 유전체층(202)을 성막한 후, 또는 투명층(13)을 형성한 후, 기록층(204)의 전체 면을 결정화시키는 초기화 공정을 실시해도 된다. 기록층(204)의 결정화는, 레이저 빔을 조사함으로써 행할 수 있다.
또한, 제1 유전체층(202)을 성막한 후, 또는 투명층(13)을 형성한 후, 제2 정보층(22)의 기록층(304) 및 제1 정보층(21)의 기록층(204)의 전체 면을 결정화시키는 초기화 공정을 실시해도 된다. 이 경우, 제1 정보층(21)의 기록층(204)의 결정화를 먼저 행하면, 제2 정보층(22)의 기록층(304)을 결정화하기 위해서 필요한 레이저 파워가 커지는 경향이 있으므로, 제2 정보층(22)의 기록층(304)을 먼저 결정화시키는 것이 바람직하다.
이상과 같이 하여, 정보 기록 매체(20)를 제조할 수 있다. 또한, 본 실시 형태에서는, 각 층의 성막 방법으로서 스퍼터링법을 이용했는데, 이에 한정되지 않고 진공 증착법, 이온 도금법, CVD법, MBE법 등을 이용하는 것도 가능하다.
(실시 형태 4)
실시 형태 4에서는, 본 발명의 정보 기록 매체의 다른 예를 설명한다. 실시 형태 4의 정보 기록 매체(23)의 일부 단면도를 도 4에 도시한다. 정보 기록 매체(23)는, 실시 형태 1에서 설명한 정보 기록 매체(15)와 동일하게, 레이저 빔(11)의 조사에 의해서 정보의 기록 재생이 가능한 광학적 정보 기록 매체이다.
정보 기록 매체(23)에서는, 실시 형태 1∼3에서 설명한 정보 기록 매체(15, 19, 20)와 달리, 기판(24)이 레이저 빔 입사측에 배치된다. 정보 기록 매체(23)는, 기판(24) 상에 정보층(25)이 적층되고, 또한 정보층(25)에 접착층(26)을 통해 더미 기판(27)이 밀착됨으로써 형성되어 있다.
기판(24) 및 더미 기판(27)은, 투명하고 원반상이다. 기판(24) 및 더미 기판(27)에는, 실시 형태 1에서 설명한 기판(14)과 마찬가지로, 예를 들면, 폴리카보 네이트, 아몰퍼스 폴리올레핀 또는 PMMA 등의 수지, 혹은 유리를 이용할 수 있다.
기판(24)의 제1 유전체층(102)측의 표면에는, 레이저 빔(11)을 인도하기 위한 안내홈이 형성되어도 된다. 기판(24)의 제1 유전체층(102)측과 반대측의 표면 및 더미 기판(27)의 접착층(26)측과 반대측의 표면은, 평활한 것이 바람직하다. 기판(24) 및 더미 기판(27)의 재료로는, 전사성·양산성이 우수하고, 또한 낮은 비용인 것으로부터, 폴리카보네이트가 특히 유용하다. 또한, 기판(24) 및 더미 기판(27)의 두께는, 충분한 강도가 있고, 또한 정보 기록 매체(23)의 전체 두께가 1.2㎜ 정도가 되도록, 0.3㎜∼0.9㎜의 범위 내인 것이 바람직하다.
접착층(26)은, 광 경화성 수지(특히 자외선 경화성 수지)나 지효성 열경화성 수지 등의 수지로 이루어지고, 사용하는 레이저 빔(11)에 대해서 광 흡수가 작은 것이 바람직하고, 단파장역에 있어서 광학적으로 복굴절이 작은 것이 바람직하다. 또한, 접착층(26)의 두께는, 광학 분리층(17)과 동일한 이유에 의해, 0.6㎛∼50㎛의 범위 내인 것이 바람직하다.
정보층(25)은, 실시 형태 1에서 설명한 정보층(16)과 동일한 막 구성을 가지고 있고, 실시 형태 1과 동일한 부호를 붙인 부분에 대해서는, 그 설명을 생략한다.
정보 기록 매체(23)는, 이하에 설명하는 방법에 따라 제조할 수 있다.
우선, 기판(24)(두께가 예를 들면 0.6㎜) 상에, 정보층(25)을 형성한다. 이 때, 기판(24)에 레이저 빔(11)을 인도하기 위한 안내홈이 형성되어 있는 경우에는, 안내홈이 형성된 측에 정보층(25)을 형성한다. 구체적으로는, 기판(24)을 성막 장 치 내에 배치하고, 제1 유전체층(102), 제1 계면층(103), 기록층(104), 제2 계면층(105), 제2 유전체층(106) 및 반사층(108)을 순차 적층한다. 또한, 제2 유전체층(106)과 반사층(108)의 사이에, 반사층(108)보다 열전도율이 낮은 재료 이루어지는 저열전도층을 성막해도 된다. 각 층의 성막 방법은, 실시 형태 1에서 설명한 대로이다.
다음에, 정보층(25)이 적층된 기판(24)과, 더미 기판(27)(두께가 예를 들면 0.6㎜)을, 접착층(26)을 이용해 맞붙인다. 구체적으로는, 광 경화성 수지(특히 자외선 경화성 수지)나 지효성 열 경화성 수지 등의 수지를 더미 기판(27)상에 도포하고, 정보층(25)이 적층된 기판(24)을 더미 기판(28)상에 접착시켜 스핀 코트한 후, 수지를 경화시키면 된다. 또한, 미리 점착성의 수지가 균일하게 도포된 더미 기판(27)을, 정보층(25)이 적층된 기판(24)에 밀착시킬 수도 있다.
또한, 정보층(25)이 적층된 기판(24)에 더미 기판(27)을 밀착시킨 후, 기록층(104)의 전체 면을 결정화시키는 초기화 공정을 실시해도 된다. 기록층(104)의 결정화는, 레이저 빔을 조사함으로써 행할 수 있다.
이상과 같이 하여, 정보 기록 매체(23)를 제조할 수 있다. 또한, 본 실시 형태에서는, 각 층의 성막 방법으로서 스퍼터링법을 이용했는데, 이에 한정되지 않고 진공 증착법, 이온 도금법, CVD법, MBE법 등을 이용하는 것도 가능하다.
이상과 같이 레이저 빔 입사측에 기판(24)이 배치된 정보 기록 매체(23)에서도, 실시 형태예 1∼3에서 설명한 정보 기록 매체와 동일한 효과를 가진다.
(실시 형태 5)
실시 형태 5에서는, 본 발명의 정보 기록 매체의 다른 예를 설명한다. 실시 형태 5의 정보 기록 매체(28)의 일부 단면도를 도 5에 도시한다. 정보 기록 매체(28)는, 실시 형태 2의 정보 기록 매체(19)와 마찬가지로, 다수의 정보층을 포함하고 있고, 편면으로부터의 레이저 빔(11)의 조사에 의해서 각 정보층에 대한 정보의 기록 재생이 가능한 다층 광학적 정보 기록 매체이다.
정보 기록 매체(28)는, 기판(24)상에 광학 분리층(17)을 통해 순차 적층된(N-1)조의 정보층(제1 정보층(291), 제2 정보층(292), …, 제N-1 정보층(29N-1 )과, 기판(30)상에 적층된 정보층(제N 정보층(29N))이, 접착층(26)을 통해 밀착된 구성이다.
기판(30)은, 투명하고 원반상의 기판이다. 기판(30)에는, 실시 형태 1에서 설명한 기판(14)과 마찬가지로, 예를 들면, 폴리카보네이트, 아몰퍼스 폴리올레핀 또는 PMMA 등의 수지, 혹은 유리를 이용할 수 있다.
기판(30)의 제N 정보층(29N)측의 표면에는, 레이저 빔(11)을 인도하기 위한 안내홈이 형성되어 있어도 된다. 기판(30)의 제N 정보층(29N)측과 반대측 표면은, 평활한 것이 바람직하다. 기판(30)의 재료로는, 전사성·양산성이 뛰어나고, 또한 낮은 비용인 것으로부터, 폴리카보네이트가 특히 유용하다. 또한, 기판(30)의 두께는, 충분한 강도가 있고, 또한 정보 기록 매체(23)의 두께가 1.2㎜ 정도가 되도록, 0.3㎜∼0.9㎜의 범위 내인 것이 바람직하다.
제1 정보층(291)은, 실시 형태 2에서 설명한 제1 정보층(181)과 동일한 막 구성을 가지므로, 그 설명을 생략한다. 또한, 그 외, 실시 형태 2∼4와 동일한 부호를 붙인 부분에 대해서도, 그 설명을 생략한다.
정보 기록 매체(28)는, 이하에 설명하는 방법에 의해 제조할 수 있다.
우선, 기판(24)(두께가 예를 들면 0.6㎜) 상에, 제1 정보층(291)을 형성한다. 이 때, 기판(24)에 레이저 빔(11)을 인도하기 위한 안내홈이 형성되어 있는 경우에는, 안내홈이 형성된 측에 제1 정보층(291)을 형성한다. 구체적으로는, 기판(24)을 성막 장치 내에 배치하고, 제l 유전체층(202), 제1 계면층(203), 기록층(204), 제2 계면층(205), 반사층(208) 및 투과율 조정층(209)을 순차 적층한다. 또한, 필요에 따라서 제2 계면층(205)과 반사층(208)의 사이에 유전체층(제2 유전체 층)을 성막해도 된다. 각 층의 성막 방법은, 실시 형태 2와 동일하다. 그 후, 제2∼제(N-1)의 정보층((N-2)층의 정보층)을, 광학 분리층을 통해 순차 적층한다.
또한, 기판(30)(두께가 예를 들면 0.6㎜) 상에, 제N 정보층(29N)을 형성한다. 정보층은, 단층막, 또는 다층막으로 이루어지고, 이들 각 층은, 실시형태 1∼4의 경우와 마찬가지로, 성막 장치 내에서, 재료가 되는 스퍼터링 타겟을 순차 스퍼터링함으로써 형성할 수 있다.
마지막에, 각각 정보층이 적층된 기판(24) 및 기판(30)을, 접착층(27)을 이용해 맞붙인다. 구체적으로는, 광 경화성 수지(특히 자외선 경화성 수지)나 지효성 열 경화성 수지 등의 수지를 제N 정보층상에 도포하고, 제2∼제(N-1)의 정보층을 성막한 기판(24)을 제N 정보층 상에 밀착시켜 스핀 코트한 후, 수지를 경화시키 면 된다. 또한, 기판(30)에 적층된 제N 정보층 상에 미리 점착성의 수지를 균일하게 도포해 두고, 이를 기판(24)상에 적층된 제N-1 정보층에 밀착시킬 수도 있다.
또한, 기판(24)과 기판(30)을 접합한 후, 제1 정보층(291)에 포함되는 기록층(204)의 전체 면을 결정화시키는 초기화 공정을 실시해도 된다. 기록층(204)의 결정화는, 레이저 빔을 조사함으로써 행할 수 있다.
이상과 같이 하여, 정보 기록 매체(28)를 제조할 수 있다. 또한, 본 실시 형태에서는, 각 층의 성막 방법으로서 스퍼터링법을 이용했는데, 이에 한정되지 않고, 진공 증착법, 이온 도금법, CVD법, MBE법 등을 이용하는 것도 가능하다.
(실시 형태 6)
실시 형태 6에서는, 실시 형태 5에서의 다층 광학적 정보 기록 매체에서, N=2, 즉 2그룹의 정보층에 의해서 구성된 정보 기록 매체의 일례를 설명한다. 실시 형태 6의 정보 기록 매체(31)의 일부 단면도를 도 6에 도시한다. 정보 기록 매체(31)는, 실시 형태 3의 정보 기록 매체(20)와 마찬가지로, 편측으로부터의 레이저 빔(11)의 조사에 의해서 각 정보층에 대해서 정보의 기록 재생이 가능한 2층 광학적 정보 기록 매체이다.
정보 기록 매체(31)는, 기판(24)상에 제1 정보층(21), 기판(30)상에 제2 정보층(22)을 각각 적층하고, 제1 정보층(21)과 제2 정보층(22)을 접착층(26)을 통해 접합한 구성이다. 또한, 제1 정보층(21) 및 제2 정보층(22)은, 실시의 형태 3에서 설명한 정보 기록 매체에 설치된 2개의 정보층과 각각 동일한 막 구성이므로, 제1 정보층(21) 및 제2 정보층(22)에 각각 포함되는 각 층의 설명은 생략한다. 또한, 기판(24), 기판(30) 및 접착층(26)에 대해서도, 실시 형태 4, 5에서 설명한 대로이므로, 여기서는 설명을 생략한다.
정보 기록 매체(31)는, 이하에 설명하는 방법에 따라 제조할 수 있다.
우선, 기판(24)(두께가 예를 들면 0.6㎜) 상에, 실시 형태 4에서 설명한 방법과 동일한 방법에 의해 제1 정보층(21)을 형성한다.
또한, 제1 유전체층(202)∼투과율 조정층(209)까지를 각각 성막한 후, 필요에 따라서, 기록층(204)의 전면을 결정화시키는 초기화 공정을 행해도 된다. 기록층(204)의 결정화는, 레이저 빔을 조사함으로써 행할 수 있다.
또한, 기판(30)(두께가 예를 들면 0.6㎜) 상에, 제2 정보층(22)을 형성한다. 이 때, 기판(30)에 레이저 빔(11)을 인도하기 위한 안내홈이 형성되어 있는 경우에는, 안내홈이 형성된 측에 제2 정보층(22)을 형성한다. 구체적으로는, 기판(30)을 성막 장치 내에 배치하고, 반사층(308), 제2 유전체층(306), 제2 계면층(305), 기록층(304), 제1 계면층(303) 및 제1 유전체층(302)을 순차 적층한다. 또한, 반사층(308)과 제2 유전체층(306)의 사이에, 반사층(308)보다 열 전도율이 낮은 재료를 이용해 저열전도층을 성막해도 된다. 각 층의 성막 방법은, 실시 형태 3에서 설명한 방법과 동일하다.
또한, 제1 유전체층(302)을 성막한 후, 기록층(304)의 전면을 결정화시키는 초기화 공정을 행해도 된다. 기록층(304)의 결정화는, 레이저 빔을 조사함으로써 행할 수 있다.
마지막에, 제1 정보층(21)을 적층한 기판(24)과 제2 정보층(22)을 적층한 기 판(30)을, 접착층(26)을 이용해 맞붙인다. 구체적으로는, 광 경화성 수지(특히 자외선 경화성 수지)나 지효성 열 경화성 수지 등의 수지를 제1 정보층(21) 또는 제2 정보층(22)상에 도포하고, 제1 정보층(21)이 설치된 기판(24)과 제2 정보층(22)이 설치된 기판(30)을 밀착시켜 스핀 코트한 후, 수지를 경화시키면 된다. 또한, 제1 정보층(21) 또는 제2 정보층(22)상에 미리 점착성을 가지는 수지를 균일하게 도포하고, 제1 정보층(21)이 설치된 기판(24)과 제2 정보층(22)이 설치된 기판(30)을 밀착시킬 수도 있다.
또한, 기판(24)에 제1 정보층(21), 기판(30)에 제2 정보층(22)을 각각 설치한 단계에서 기록층(204, 302)의 초기화를 행하지 않는 경우는, 맞붙임 공정후, 기록층(204, 304)의 전면을 결정화시키는 초기화 공정을 행해도 된다. 이 경우, 조작의 형태 3에서 설명한 이유와 동일한 이유에 의해, 제2 정보층(22)에 포함되는 기록층(304)을 먼저 결정화시키는 것이 바람직하다.
이상과 같이 하여, 정보 기록 매체(31)를 제조할 수 있다. 또한, 본 실시 형태에서는, 각 층의 성막 방법으로서 스퍼터링법을 이용했는데, 이에 한정되지 않고 진공 증착법, 이온 도금법, CVD법, MBE법 등을 이용하는 것도 가능하다.
(실시 형태 7)
실시 형태 7에서는, 실시 형태 1∼6에서 설명한 광학적 정보 기록 매체에 대해서 정보의 기록 재생을 행하는 방법의 일례에 대해 설명한다.
도 7에, 본 실시 형태에서의 정보의 기록 재생 방법으로 이용되는 기록 재생 장치(32)의 일부 구성을 모식적으로 도시한다. 기록 재생 장치(32)는, 정보 기록 매체(37)를 회전시키기 위한 스핀들 모터(33)와, 반도체 레이저(35) 및 반도체 레이저(35)로부터 출사되는 레이저 빔(11)을 집광하는 대물 렌즈(34)를 구비하는 광학 헤드(36)를 구비한다. 정보 기록 매체(37)는, 실시 형태 1∼6에서 설명한 정보 기록 매체의 하나로, 단수의 정보층(예를 들면, 실시 형태 1에서 설명한 정보 기록 매체(15)에서의 정보층(16)) 또는 다수의 정보층(예를 들면, 실시 형태 3에서 설명한 정보 기록 매체(20)에서의 제1 정보층(21) 및 제2 정보층(22))을 구비한다. 대물 렌즈(34)는, 레이저 빔(11)을 정보 기록 매체(37)의 정보층 상에 집광한다.
정보 기록 매체에의 정보의 기록, 소거 및 덮어쓰기 기록은, 레이저 빔(11)의 파워를, 고 파워의 피크 파워(Pp(mW))와 저 파워의 바이어스 파워(Pb(mW))의 사이에서 변조시킴으로써 행한다. 피크 파워의 레이저 빔(11)을 조사함으로써, 기록층의 국소적인 일부분에 비정질상이 형성되고, 그 비정질상이 기록 마크가 된다. 기록 마크간에서는, 바이어스 파워의 레이저 빔(11)이 조사되고, 결정상(소거 부분)이 형성된다. 또한, 피크 파워의 레이저 빔(11)을 조사하는 경우에는, 펄스 열(列)로 형성하는, 소위 멀티 펄스로 하는 것이 일반적이다. 또한, 멀티 펄스는, 피크 파워, 바이어스 파워의 파워 레벨만으로 변조되어도 되고, 0∼Pp(mW)의 범위의 파워 레벨에 의해서 변조되어도 된다.
또한, 피크 파워 및 바이어스 파워의 파워 레벨보다 낮고, 그 파워 레벨에서의 레이저 빔(11)의 조사에 의해서 기록 마크의 광학적인 상태가 영향을 받지 않고, 또한 정보 기록 매체로부터 기록 마크 재생을 위한 충분한 반사광량을 얻을 수 있는 파워를 재생 파워(Pr(mW))로 하고, 재생 파워의 레이저 빔(11)을 조사함으로써 얻어지는 정보 기록 매체(37)로부터의 신호를 검출기로 읽어냄으로써, 정보 신호의 재생이 행해진다.
대물 렌즈(34)의 개구수는, 레이저 빔의 스폿 직경을 0.4㎛∼0.7㎛의 범위 내로 조정하기 위해, 0.5∼1.1의 범위 내(보다 바람직하게는, 0.6∼0.9의 범위 내)인 것이 바람직하다. 레이저 빔(11)의 파장은, 450㎚이하(보다 바람직하게는, 350㎚∼450㎚의 범위 내)인 것이 바람직하다. 정보를 기록할 때의 정보 기록 매체(37)의 선 속도는, 재생광에 의한 결정화가 일어나기 어렵고, 또한 충분한 소거 성능을 얻을 수 있는 1m/초∼20m/초의 범위 내(보다 바람직하게는, 2m/초∼15m/초의 범위 내)인 것이 바람직하다.
예를 들면, 정보 기록 매체(37)가 2개의 정보층을 구비한 정보 기록 매체(20)(도 3 참조)인 경우에서, 제1 정보층(21)에 대해서 기록을 행할 때는, 레이저 빔(11)의 초점을 제1 정보층(21)의 기록층(204)에 맞추고, 투명층(13)을 투과한 레이저 빔(11)에 의해서 기록층(204)에 정보를 기록한다. 정보의 재생은, 기록층(204)에 의해서 반사되고, 투명층(13)을 투과해 온 레이저 빔(11)을 이용해 행한다. 한편, 제2 정보층(22)에 대해서 기록을 행할 때는, 레이저 빔(11)의 초점을 제2 정보층(22)의 기록층(304)에 맞추고, 투명층(13), 제1 정보층(21) 및 광학 분리층(17)을 투과한 레이저 빔(11)에 의해서 정보를 기록한다. 정보의 재생은, 기록층(304)에 의해서 반사되고, 광학 분리층(17), 제1 정보층(21) 및 투명층(13)을 투과해 온 레이저 빔(11)을 이용해 행한다.
또한, 정보 기록 매체(20)의 기판(14) 및 광학 분리층(17)의 표면에 레이저 빔(11)을 인도하기 위한 안내홈이 형성되어 있는 경우, 정보는, 레이저 빔(11)의 입사측으로부터 가까운 쪽의 홈면(그루브)에 행해져도 되고, 먼 쪽의 홈면(랜드)에 행해져도 된다. 또한, 그루브와 랜드의 양쪽에 정보를 기록해도 된다.
(실시 형태 8)
본 발명의 정보 기록 매체의 또다른 실시 형태를 설명한다. 도 8은, 본 실시 형태의 정보 기록 매체(38)의 일부 단면과, 전기적 정보 기록 재생 장치의 개략 구성을 도시하는 설명도이다. 본 실시 형태의 정보 기록 매체(38)는, 전기적 에너지(예를 들면, 전류)의 인가에 의해서 정보의 기록 재생이 가능한 전기적 정보 기록 매체이다.
본 실시 형태의 정보 기록 매체(38)는, 기판(39)상에, 하부 전극(40), 제1 정보층(41), 제2 정보층(42) 및 상부 전극(43)이 이 순서대로 적층된 구성이다. 제1 정보층(41)에는, 기판(39)측으로부터 순서대로, 제1 계면층(411), 기록층(412) 및 제2 계면층(413)이 배치되어 있다. 제2 정보층(42)에는, 기판(39)측으로부터 순서대로, 제1 계면층(421), 기록층(422) 및 제2 계면층(423)이 배치되어 있다.
기판(39)의 재료로는, 폴리카보네이트 등의 수지, 유리, A12O3 등의 세라믹, Si 등의 반도체 및 Cu 등의 각종 금속 등을 이용할 수 있다. 여기서는, 기판(39)으로서 Si 기판을 이용했을 경우에 대해 설명한다.
하부 전극(40) 및 상부 전극(43)은, 제1 정보층(41)의 기록층(412) 및 제2 정보층(42)의 기록층(422)에 전류를 인가하기 위해서 설치된 전극이다.
기록층(412, 422)은, 전류의 인가에 의해 발생하는 쥴 열에 의해서 결정상과 비정질상의 사이에서 가역적인 상 변화를 일으키는 재료로 형성 되어 있고, 결정상과 비정질상의 사이에서 저항율이 변화하는 현상을 정보의 기록에 이용한다. 기록층(412, 413)의 재료는, 실시 형태 1∼6에서 설명한 정보 기록 매체에 포함되는 기록층과 동일한 재료를 이용할 수 있고, 동일한 방법으로 형성할 수 있다.
제1 정보층(41)에서, 제1 계면층(411) 및 제2 계면층(413)은, 기록층(412)의 결정화 시간을 조정하기 위해서 설치되어 있다. 제2 정보층(42)에 대해, 제1 계면층(421) 및 제2 계면층(423)은 기록층(422)의 결정화 시간을 조정하기 위해서 설치되어 있다.
제1 계면층(411, 421) 및 제2 계면층(413, 423)의 재료는, 실시 형태 1의 제1 계면층(103) 및 제2 계면층(105)과 각각 동일한 재료를 이용할 수 있다.
또한, 하부 전극(40) 및 상부 전극(43)에는, A1, Au, Ag, Cu, Pt 등의 단체 금속 재료, 혹은 이들 중의 1개 또는 다수의 원소를 주성분으로 하고, 내습성의 향상, 혹은 열 전도율의 조정 등을 위해서, 적절히 1개 또는 다수 외 다른 원소를 첨가한 합금 재료를 이용할 수 있다. 하부 전극(40) 및 상부 전극(43)은, Ar 가스 분위기 중에서, 재료가 되는 금속 모재 또는 합금 모재를 스퍼터링 타겟으로서 스퍼터링함으로써 형성 할 수 있다. 또한, 각 층의 성막 방법으로는, 진공 증착법, 이온 도금법, CVD법, MBE법 등을 이용하는 것도 가능하다.
다음에, 정보 기록 매체(38)에 정보를 기록 재생하는 전기적 정보 기록 재생 장치(44)에 대해 설명한다. 본 실시 형태에서의 전기적 정보 기록 재생 장치(44) 는, 인가부(45)를 통해, 정보 기록 매체(38)와 전기적으로 접속된다. 이 전기적 정보 기록 재생 장치(44)에는, 정보 기록 매체(38)의 하부 전극(40)과 상부 전극(43)의 사이에 배치된 기록층(412, 422)에 전류 펄스를 인가하기 위한 펄스 전원(48)이 설치되어 있다. 펄스 전원(48)에는 스위치(47)가 접속되어 있고, 스위치(47)를 닫음으로써 정보 기록 매체(38)의 전극 사이에 전류 펄스를 인가할 수 있다. 또한, 기록층(412, 422)의 상 변화에 의한 저항치의 변화를 검출하기 위한 저항 측정기(46)가 설치되어 있다. 저항 측정기(46)에는 스위치(49)가 접속되어 있고, 이 스위치(49)를 닫음으로써 저항 측정기(46)가 정보 기록 매체(38)에 접속된다. 기록층(412, 422)의 적어도 한쪽을, 비정질상(고 저항 상태)으로부터 결정상(저 저항 상태)으로 변화시키기 위해서는, 스위치(47)를 닫고(스위치(49)는 연다) 전극간에 전류 펄스를 인가하고, 전류 펄스가 인가되는 부분의 온도가, 재료의 결정화 온도보다 높고, 또한 융점보다 낮은 온도로, 결정화 시간 동안 유지되도록 한다. 결정상으로부터 다시 비정질상으로 되돌리는 경우에는, 결정화 때보다 상대적으로 높은 전류 펄스를 보다 짧은 시간에 인가하고, 기록층을 융점보다 높은 온도로 하여 용융한 후, 급격하게 냉각시킨다. 또한, 전기적 정보 기록 재생 장치(44)의 펄스 전원(48)으로부터 출력되는 기록·소거 펄스 파형의 예가 도 11에 도시되어 있는데, 상세에 대해서는 후술하는 실시예에서 설명한다.
여기서, 제1 정보층(41)의 기록층(412)이 비정질상인 경우의 저항치를 ra1, 기록층(412)이 결정상인 경우의 저항치를 rc1, 제2 정보층(42)의 기록층(422)이 비 정질상인 경우의 저항치를 ra2, 기록층(422)이 결정상인 경우의 저항치를 rc2로 한다. 여기서, rc1≤rc2<ra1<ra2 혹은 rc1≤r c2<ra2<ra1 혹은 rc2≤rc1<ra1<r a2 혹은 rc2≤rc1<ra2<ra1인 것에 의해, 기록층(412)과 기록층(422)의 저항치의 합을, ra1+ra2, ra1+rc2, ra2+rc1 및 rc1+rc2의 4개의 다른 값으로 설정할 수 있다. 따라서, 전극 간의 저항치를 저항 측정기(46)로 측정함으로써, 4개의 다른 상태, 즉 2치의 정보를 한번에 검출할 수 있다.
이 정보 기록 매체(38)를 매트릭스 형태로 다수 배치함으로써, 도 9에 도시하는 것과 같은 대용량의 전기적 정보 기록 매체(50)를 구성할 수 있다. 전기적 정보 기록 매체(50)의 각 메모리셀(51)에는, 미소 영역에 정보 기록 매체(38)와 동일한 구성이 형성되어 있다. 각각의 메모리 셀(51)에의 정보의 기록 재생은, 워드선(52) 및 비트선(53)을 각각 하나 지정함으로써 행한다.
도 10은, 전기적 정보 기록 매체(50)를 이용한, 정보 기록 시스템의 일구성예를 도시한 것이다. 기억 장치(54)는, 전기적 정보 기록 매체(50)와, 어드레스 지정 회로(55)를 포함하고 있다. 어드레스 지정 회로(55)에 의해, 전기적 정보 기록 매체(50)의 워드선(52) 및 비트선(53)이 각각 지정되고, 각각의 메모리셀(51)에의 정보의 기록 재생을 행할 수 있다. 또한, 기억 장치(54)를, 적어도 펄스 전원(57)과 저항 측정기(58)를 포함하는 외부 회로(56)와 전기적으로 접속함으로써, 전기적 정보 기록 매체(50)에의 정보의 기록 재생을 행할 수 있다.
이상에 설명한 실시 형태 1∼9의 정보 기록 매체에서는, 제1 계면층 및 제2 계면층에 이용하는 재료로서 상기한 (Ⅰ)∼(Ⅳ) 중, (Ⅰ)의 예를 이용해 설명했는데, 이에 한정되지 않고, (Ⅱ)∼(Ⅳ)에 나타낸 재료를 이용하는 것도 당연히 가능하고, 동일한 효과를 얻을 수 있다.
(실시예)
이하에, 실시예를 이용해 본 발명을 한층 더 상세하게 설명한다.
(실시예 1)
실시예 1에서는, 도 1의 정보 기록 매체(15)를 제작하고, 제1 계면층(103) 및 제2 계면층(105)의 재료와, 정보층(16)의 기록 감도, 신호 강도 및 반복 개서 성능과의 관계를 조사했다. 구체적으로는, 제1 계면층(103) 및 제2 계면층(105)의 재료가 다른 다수의 샘플(1-1∼1-5)을 제작하고, 각각의 샘플에 대해 정보층(16)의 기록 감도, 신호 강도 및 반복 개서 성능을 측정했다.
샘플은 이하와 같이 하여 제조했다. 우선, 기판(14)으로서 레이저 빔(11)을 인도하기 위한 안내홈(깊이 20㎚, 트랙 피치 0.32㎛)이 형성된 폴리카보네이트 기판(직경 120㎜, 두께 1.1㎜)를 준비했다. 그리고, 그 폴리카보네이트 기판 상에, 반사층(108)으로서 Ag-Pd-Cu층(두께 80㎚), 제2 유전체층(106)으로서 (Bi2O3)80(SiO2)20층(두께 12㎚), 제2 계면층(105)(두께 5㎚), 기록층(104)으로서 Ge28Sn3Bi2Te34층(두께 10㎚), 제1 계면층(103)(두께 5㎚), 제1 유전체층(102)으로서 (ZnS)80(SiO2)20층(두께 60㎚)을, 순차 스퍼터링법에 의해 적층했다.
마지막에, 자외선 경화성 수지를 제1 유전체층(102)상에 도포하고, 폴리카보 네이트 시트(직경 120㎜, 두께 90㎛)를 제1 유전체층(102)에 접착시켜 전체를 회전시킴으로써 균일한 수지층을 형성한다. 그 후, 이 수지층에 자외선을 조사해 자외선 경화성 수지를 경화시킴으로써, 두께 100㎛의 투명층(13)을 형성했다. 그 후, 기록층(104)을 레이저 빔의 조사에 의해 결정화시키는 초기화 공정을 행했다. 이상과 같이 하여, 제1 계면층(103) 및 제2 계면층(105)의 재료가 다른 다수의 샘플을 제조했다.
이와 같이 하여 얻어진 샘플에 대해서, 도 7에 도시하는 기록 재생 장치(32)를 이용하여, 정보 기록 매체(15)의 정보층(16)의 기록 감도, 신호 강도 및 반복 개서 회수를 측정했다. 이 때, 레이저 빔(l1)의 파장은 405㎚, 대물 렌즈(34)의 개구수는 0.85, 측정 시의 샘플의 선 속도는 4.9m/s 및 9.8m/s, 최단 마크 길이(2T)는 0.149㎛로 했다. 또한, 정보는 홈(groove)에 기록했다. 이하에, 기록 감도, 신호 강도 및 반복 개서 회수의 측정 방법에 대해 설명한다.
기록 감도는, 레이저 빔(11)을 0∼Pp(mW)의 사이에서 파워 변조하고, (1-7) 변조 방식으로 마크 길이 0.149㎛(2T)로부터 0.596㎛(8T)까지의 랜덤 신호를 기록하고, 기록 마크의 전단(前端) 지터(기록 마크 전단부에서의 지터(마크 위치의 오차)), 후단(後端) 지터(기록 마크 후단부에서의 지터(마크 위치의 오차))를 타임 인터벌 분석기로 측정함으로써 평가했다. 또한, 지터값이 작을 수록 기록 성능이 좋다. 또한, Pp와 Pb는, 평균 지터값(전단 지터와 후단 지터의 평균치)이 최소가 되도록 결정하고, 이 때의 최적 Pp를 기록 감도로 했다.
신호 강도는, 레이저 빔(11)을 0∼Pp(mW)의 사이에서 파워 변조하고, 마크 길이 0.149㎛(2T)와 0.671㎛(9T)의 신호를 동일한 홈에 연속 10회 번갈아 기록하고, 마지막에 2T 신호를 덮어쓰기한 경우의 2T 신호의 주파수에서의 신호 진폭(carrier level)과 잡음 진폭(noise level)의 비(CNR (Carrier to Noise Ratio))를 스펙트럼 분석기로 측정하고, 이 CNR 값을 이용해 평가했다. 또한, CNR 값이 클수록 신호 강도가 강하다.
반복 개서 회수는, 레이저 빔(11)을 0∼Pp(mW)의 사이에서 파워 변조하고, 마크 길이 0.149㎛(2T)로부터 0.596㎛(8T)까지의 랜덤 신호를 동일한 홈에 연속 기록하고, 각 기록 개서 회수에서의 전단 지터 및 후단 지터를 타임 인터벌 분석기로 측정함으로써 평가했다. 1회째의 평균 지터값에 대해 3% 증가하는 개서 회수를, 반복 개서 회수의 상한치로 했다. 또한, Pp와 Pb는, 평균 지터값이 최소가 되도록 결정했다.
각 샘플에서의 제1 계면층(103) 및 제2 계면층(105)의 재료와, 정보층(16)의 기록 감도, 신호 강도 및 반복 개서 성능의 평가 결과에 대해서, 선 속도가 4.9m/s인 경우(1X)의 결과를 표 1에, 선 속도가 9.8m/s인 경우 (2X)의 결과를 표 2에 나타낸다. 여기서, 표 중의 Zr-Ga-O는 (ZrO2)50(Ga2O3)50 , Zr-Cr-O는 (ZrO2)50(Cr2O3)50을 각각 나타낸다. 또한, 표에서 Zr-Cr-O/Zr-Ga-O는, (ZrO2)50(Cr2O3 )50층과 (ZrO2)50(Ga2O3)50층으로 형성되어 있고, 또한, (ZrO2)50(Cr2O3)50층이 기록층 측에 배치 되어 있는 것을 나타내고 있다. 또한, 1X에서의 기록 감도에 대해서는, 5.2mW 미만을 O, 5.2mW 이상, 6mW 미만을 △, 6mW 이상을 ×로 평가했다. 또한, 2X에서의 기록 감도에 대해서는, 6mW 미만을 O, 6mW 이상 7mW 미만을 △, 7mW 이상을 ×로 평가했다. 신호 강도에 대해서는, 1X 및 2X 모두, 48dB 이상을 O, 45dB 이상 48dB 미만을 △, 45dB 미만을 ×로 평가했다. 반복 개서 성능에 대해서는, 1X 및 2X 모두, 반복 개서 회수가 1000회 이상을 O, 500회 이상 1000회 미만을 △, 500회 미만을 ×로 평가했다.
<표 1>
Figure 112004044810465-pat00001
<표 2>
Figure 112004044810465-pat00002
이 결과, 제1 계면층(103) 및 제2 계면층(105)에 Ge-N을 이용한 샘플1-1(비 교예)에서는, 1X에서의 반복 개서 성능이 불충분하다는 것을 알았다. 또한, 제1 계면층(103) 및 제2 계면층(105)에 상기 (Ⅰ)∼(Ⅳ)중 어느 하나를 이용하는 샘플 l-2, 1-3, 1-4 및 1-5에서는, 기록 감도, 신호 강도 및 반복 개서 성능이 양호한 것도 알았다. 이들 중에서도, 특히, 제1 계면층(103)에 (ZrO2)50(Cr2O 3)50, 제2 계면층(105)에 (ZrO2)50(Ga2O3)50을 이용한 샘플 1-5가, 기록 감도, 신호 강도 및 반복 개서 성능의 모두에 있어서 매우 양호한 것을 알았다.
(실시예 2)
실시예 2에서는, 도 1에 도시된 정보 기록 매체(15)를 제작하고, 제2 계면층(105)의 재료와, 정보층(16)의 반복 개서 성능과의 관계를 조사했다. 구체적으로는, 제2 계면층(105)의 재료가 다른 다수의 샘플(2-1∼2-17)을 제작하고, 각각의 샘플에 대해 정보층(16)의 반복 개서 회수를 측정했다.
샘플은 이하와 같이 해 제조했다. 우선, 기판(14)으로서 레이저 빔(11)을 인도하기 위한 안내홈(깊이 20㎚, 트랙 피치 0.32㎛)이 형성된 폴리카보네이트 기판(직경 120㎚, 두께 1.1㎜)를 준비했다. 이 폴리카보네이트 기판 상에, 반사층(108)으로서 Ag-Pd-Cu층(두께 80㎚), 제2 유전체층(106)으로서 (Bi2O3)80(SiO 2)20층(두께 12㎚), 제2 계면층(105)(두께 5㎚), 기록층(104)으로서 Ge28Sn3Bi2Te 34층(두께 10㎚), 제1 계면층(103)으로서(ZrO2)50(Ga2O3)50층(두께 5㎚), 제1 유전체층(102)으로서 (ZrS)80(SiO2)20층(두께 60㎚)을, 순차 스퍼터링법에 의해 성막했다.
마지막에, 자외선 경화성 수지를 제1 유전체층(102)상에 도포하고, 폴리카보네이트 시트(직경 120㎚, 두께 90㎛)를 제1 유전체층(102)에 밀착시켜 전체를 회전시키고, 균일한 수지 층을 형성했다. 다음에, 이 수지층에 자외선을 조사해 자외선 경화성 수지를 경화시켰다. 이에 따라, 두께 100㎛의 투명층(13)이 형성되었다.
그 후, 기록층(104)에 레이저 빔을 조사하고, 기록층(104)을 결정화시켜는 초기화 공정을 행했다. 이상과 같이 하여, 기록층(104)의 양면에 설치된 제1 계면층(103) 및 제2 계면층(105)이 모두 Ga 함유층이고, 또한 제2 계면층(105)의 재료가 상호 다른 다수의 샘플을 제작했다.
이와 같이 하여 얻어진 샘플에 대해서, 도 7에 도시하는 기록 재생 장치(32)를 이용해 정보 기록 매체(15)의 반복 개서 성능을 평가했다. 이 때, 레이저 빔(11)의 파장은 405㎚, 대물 렌즈(34)의 개구수는 0.85, 측정시의 샘플의 선 속도는 4.9m/s 및 9.8m/s, 최단 마크 길이(2T)는 0.149㎛로 했다. 또한, 정보는 홈에 기록했다. 반복 개서 회수의 방법은 실시예 1의 경우와 동일하다.
정보 기록 매체(15)의 정보층(16)의 제2 계면층(105)의 재료와, 정보층(16)의 반복 개서 성능의 평가 결과에 대해서, 선 속도가 4.9m/s인 경우(1X)의 결과를 표 3에, 선 속도가 9.8m/s인 경우(2X)의 결과를 표 4에 표시한다. 또한, 반복 개서 성능의 평가에 대해서는, 반복 개서 회수가 10000회 이상을 ◎, 1000회 이상 10000회 미만을 ○로 했다.
<표 3>
Figure 112004044810465-pat00003
<표 4>
Figure 112004044810465-pat00004
이 결과, 제2 계면층(105)에 조성식 (Ga2O3)C1(Z1)100-C1로 표시되는 재료를 이용한 경우, C1이 10≤C1≤90의 범위에 있는 샘플(2-2∼2-4 및 2-6∼2-17)에서는, 반복 개서 성능이 특히 양호한 것이 확인되었다.
(실시예 3)
실시예 3에서는, 도 3의 정보 기록 매체(20)를 제작하고, 제1 계면층(303) 및 제2 계면층(305)의 재료와, 제2 정보층(22)의 기록 감도, 신호 강도 및 반복 개서 성능과의 관계를 조사했다. 구체적으로는, 제1 계면층(303) 및 제2 계면층(305)의 재료가 다른 다수의 샘플(3-1∼3-5)을 제작하고, 제2 정보 층(22)의 기록 감도, 신호 강도 및 반복 개서 회수를 측정했다.
샘플은 이하와 같이 하여 제조했다. 우선, 기판(14)으로서, 레이저 빔(11)을 인도하기 위한 안내홈(깊이 20㎚, 트랙 피치 0.32㎛)이 형성된 폴리카보네이트 기판(직경 120㎜, 두께 1.1㎜)을 준비했다. 그리고, 그 폴리카보네이트 기판 상에, 반사층(208)으로서 Ag-Pd-Cu층(두께 80㎚), 제2 유전체층(306)으로서 (Bi2O3)80(SiO2)20층(두께 12㎚), 제2 계면층(305)(두께: 5㎚), 기록층(304)으로서 Ge28Sn3Bi2Te34층(두께 10㎚), 제1 계면층(303)(두께 5㎚), 제1 유전체층(302)으로서 (ZnS)80(SiO2)20층(두께 60㎚)을, 순차 스퍼터링법에 의해 적층했다.
다음에, 제1 유전체층(302)상에 자외선 경화성 수지를 도포하고, 그 위에 안내홈(깊이 20㎚, 트랙 피치 0.32㎛)을 형성한 전사용 기판을 밀착시켜 전체를 회전시킴으로써 균일한 수지층을 형성하고, 이 수지층에 자외선을 조사해 자외선 경화성 수지를 경화시킨 후에 전사용 기판을 떼어냈다. 이 공정에 의해서, 레이저 빔(11)을 인도하는 안내홈이 제1 정보층(21)측에 형성된 두께 25㎛의 광학 분리층(17)을 형성했다.
그 후, 광학 분리층(17) 상에, 투과율 조정층(209)으로서 TiO2층(두께 20㎚), 반사층(208)으로서 Ag-Pd-Cu층(두께 10㎚), 제2 계면층(205)으로서 (ZrO2)25(SiO2)25(Ga2O3)50층(두께 10㎚), 기록층(204)으로서 Ge28Sn3Bi2Te34층(두께 6㎚), 제1 계면층(203)으로서 (ZrO2)25(SiO2)25(Cr2O 3)50층(두께 5㎚), 제1 유전체층(202)으로서 (ZnS)80(SiO2)20층(두께 40㎚)을, 순차 스퍼터링법에 의해 적층했다.
마지막으로, 자외선 경화성 수지를 제1 유전체층(202)상에 도포하고, 폴리카보네이트 시트(직경 120㎜, 두께 65㎛)를 제1 유전체층(202)에 밀착시켜 전체를 회전시킴으로써 균일한 수지층을 형성했다. 다음에, 이 수지층에 자외선을 조사해 자외선 경화성 수지를 경화시킴으로써, 두께 75㎛의 투명층(13)을 형성했다. 그 후, 제2 정보층(22)의 기록층(304) 및 제1 정보층(21)의 기록층(204)에 레이저 빔을 조사하고, 결정화시키는 초기화 공정을 행했다. 이상과 같이 하여, 제1 계면층(303) 및 제2 계면층(305)의 재료가 다른 다수의 샘플을 제조했다.
이와 같이 하여 얻어진 샘플에 대해서, 도 7의 기록 재생 장치(32)를 이용하여, 정보 기록 매체(20)의 제2 정보층(23)의 기록 감도, 신호 강도 및 반복 개서 회수를 측정했다. 이 때, 레이저 빔(11)의 파장은 405㎚, 대물 렌즈(34)의 개구수는 0.85, 측정 시의 샘플의 선 속도는 4.9m/s 및 9.8m/s, 최단 마크 길이(2T)는 0.149㎛로 했다. 또한, 정보는 홈에 기록했다. 기록 감도, 신호 강도 및 반복 개서 회수의 측정 방법은 실시예 1의 경우와 동일하다.
정보 기록 매체(20)의 제2 정보층(22)의 제1 계면층(303) 및 제2 계면층(305)의 재료와, 제2 정보층(22)의 기록 감도, 신호 강도 및 반복 개서 성능의 평가 결과에 대해서, 선 속도가 4.9m/s인 경우(1X)의 결과를 표 5에, 선 속도가 9.8m/s인 경우(2X)의 결과를 (표 6)에 나타낸다. 여기서, 표 중의 Zr-Ga-O는 (ZrO2)50(Ga2O3)50, Zr-Cr-O는 (ZrO2) 50(Cr2O3)50을 각각 표시하고 있다. 또한, 표에서 Zr-Cr-O/Zr-Ga-O는 (ZrO2)50(Cr2O3)50층과 (ZrO 2)50(Ga2O3)50층으로 형성되어 있고, 또 한, (ZrO2)50(Cr2O3)50층이 기록층 측에 배치되어 있는 것을 나타내고 있다. 또한, 1X에서의 기록 감도에 대해서는, 10.4mW 미만을 O, 10.4mW 이상 12mW 미만을 △, 12mW 이상을 ×로 했다. 또한, 2X에서의 기록 감도에 대해서는, 12mW 미만을 O, 12mW 이상 14mW 미만을 △, 14mW 이상을 ×로 평가했다. 신호 강도에 대해서는, 1X 및 2X 모두, 44dB 이상을 O, 41dB 이상 44dB 미만을 △, 41dB 미만을×로 했다. 반복 개서 성능에 대해서는, 1X 및 2X 모두, 반복 개서 회수가 1000회 이상을 O, 500회 이상 1000회 미만을 △, 500회 미만을 ×로 했다.
<표 5>
Figure 112004044810465-pat00005
<표 6>
Figure 112004044810465-pat00006
이 결과, 제1 계면층(303) 및 제2 계면층(305)에 Ge-N를 이용한 샘플3-1 (비 교예)에서는, 1X에서의 반복 개서 성능이 불충분한 것을 알았다. 또한, 제1 계면층(303) 및 제2 계면층(305)에 상기(Ⅰ)∼(Ⅳ)중 어느 것을 이용하는 샘플 3-2, 3-3, 3-4 및 3-5에서는, 기록 감도, 신호 강도 및 반복 개서 성능이 양호한 것도 알았다. 이들 중에서도, 특히 제1 계면층(303)에 (ZrO2)50(Cr2O3) 50, 제2 계면층(305)에 (ZrO2)50(Ga2O3)50을 이용한 샘플 2-5이, 기록 감도, 신호 강도 및 반복 개서 성능의 전체에 있어서 매우 양호한 것을 알았다.
(실시예 4)
실시예 4에서는, 도 3의 정보 기록 매체(20)를 제작하고, 제2 정보층(22)의 제2 계면층(305)의 재료와, 제2 정보층(22)의 반복 개서 성능과의 관계를 조사했다. 구체적으로는, 제2 계면층(305)의 재료가 다른 제2 정보층(22)을 포함하는 정보 기록 매체(20)의 샘플을 제작하고, 제2 정보층(22)의 반복 개서 회수를 측정했다. 또한, 본 실시예의 샘플은, 제1 계면층(303)에 (ZrO2)50(Ga2O3 )50층을 이용하고, 제2 계면층(305)에는 실시예 2에서 이용한 표 3에 표시하는 재료를 이용한 이외는, 실시예 3의 샘플과 동일하게 제작했다.
실시예 2의 경우와 마찬가지로 반복 개서 성능을 평가한 결과, 실시예 2에서 얻어진 결과와 마찬가지로, 제2 계면층(305)에 조성식 (Ga2O3)C1(Z1)100-C1 로 표시되는 재료를 이용한 경우, C1이 10≤C1≤90의 범위에 있는 샘플에서는, 반복 개서 성능이 특히 양호한 것이 확인되었다.
(실시예 5)
실시예 5에서는, 도 3의 정보 기록 매체(20)를 제작하고, 제1 정보층(21)의 제1 계면층(203) 및 제2 계면층(205)의 재료와 제l 정보층(21)의 기록 감도, 신호 강도 및 반복 개서 성능의 관계를 조사했다. 구체적으로는, 제1 계면층(203) 및 제4 계면층(205)의 재료가 다른 다수의 샘플(5-1∼5-5)을 제작하고, 제1 정보층(21)의 기록 감도, 신호 강도 및 반복 개서 회수를 측정했다.
샘플은 이하와 같이 하여 제조했다. 우선, 기판(14)으로서 레이저 빔(l1)를 인도하기 위한 안내홈(깊이 20㎚, 트랙 피치 0.32㎛)이 형성된 폴리카보네이트 기판(직경 120㎜, 두께 1.1㎜)을 준비했다. 그리고, 그 폴리카보네이트 기판 상에, 반사층(308)으로서 Ag-Pd-Cu층(두께 80㎚), 제2 유전체층(306)으로서 (Bi2O3)80(SiO2)20층(두께 12㎚), 제2 계면층(305)으로서 (ZrO2)25(SiO2)25(Ga2O3)50층(두께 5㎚), 기록층(304)으로서 Ge28Sn3Bi2Te34층(두께 10㎚), 제1 계면층(303)으로서(ZrO2)25(SiO2)25(Cr2O3)50층(두께 5㎚), 제1 유전체층(302)으로서 (ZnS)80(SiO2)20층(두께 60㎚)을, 순차 스퍼터링법에 의해 적층했다.
다음에, 제1 유전체층(302)상에 자외선 경화성 수지를 도포하고, 그 위에 안내홈(깊이 20㎚, 트랙 피치 0.32㎛)을 형성한 전사용 기판을 밀착시켜 전체를 회전시킴으로써 균일한 수지층을 형성했다. 다음에, 이 수지층에 자외선을 조사해 자외선 경화성 수지를 경화시킨 후, 전사용 기판을 떼어냈다. 이 공정에 의해서, 레이저 빔(11)을 인도하는 안내홈이 제1 정보층(21)측에 형성된 두께 25㎛의 광학 분리층(17)을 형성했다.
그 후, 광학 분리층(17) 상에, 투과율 조정층(209)으로서 TiO2층(두께 20㎚), 반사층(208)으로서 Ag-Pd-Cu층(두께 10㎚), 제4 계면층(205)(두께 10㎚), 기록층(204)으로서 Ge28Sn3Bi2Te34층(두께 6㎚), 제1 계면층(203)(두께 5㎚), 제1 유전체층(202)으로서 (ZnS)80(SiO2)20층(두께 40㎚)을, 순차 스퍼터링법에 의해 적층했다.
마지막에, 자외선 경화성 수지를 제1 유전체층(202)상에 도포하고, 폴리카보네이트 시트(직경 120㎜, 두께 65㎛)를 제1 유전체층(202)에 밀착시켜 전체를 회전시킴으로써 균일한 수지층을 형성한 후, 자외선을 조사해 수지를 경화시킴으로써, 두께 75㎛의 투명층(13)을 형성했다. 그 후, 기록층(304) 및 기록층(204)을 레이저 빔으로 결정화시키는 초기화 공정을 행했다. 이상과 같이 하여, 제1 계면층(203) 및 제2 계면층(205)의 재료가 다른 다수의 샘플을 제조했다.
이와 같이 하여 얻어진 샘플에 대해서, 도 7의 기록 재생 장치(32)를 이용하여, 정보 기록 매체(20)의 제1 정보층(21)의 기록 감도, 신호 강도 및 반복 개서 회수를 측정했다. 이 때, 레이저 빔(1l)의 파장은 405㎚, 대물 렌즈(34)의 개구수는 0.85, 측정 시의 샘플의 선 속도는 4.9m/s 및 9.8m/s, 최단 마크 길이(2T)는 0.149㎛로 했다. 또한, 정보는 홈에 기록했다. 기록 감도, 신호 강도 및 반복 개서 회수의 방법은 실시예 1의 경우와 동일하다.
정보 기록 매체(20)의 제1 정보층(21)의 제1 계면층(203) 및 제2 계면층(205)의 재료와 제1 정보층(21)의 기록 감도, 신호 강도 및 반복 개서 성능의 평가 결과에 대해서, 선 속도가 4.9m/s인 경우 (1X)의 결과를 표 7에, 선속도가 9.8m/s 인 경우 (2X)의 결과를 표 8에 표시한다. 여기서, 표 중의 Zr-Ga-O는 (ZrO2)50(Ga2O3)50, Zr-Cr-O는 (ZrO2) 50(Cr2O3)50을 각각 나타내고 있다. 또한, 표에서 Zr-Cr-O/Zr-Ga-O는 (ZrO2)50(Cr2O3)50층과 (ZrO 2)50(Ga2O3)50층으로 형성되고, 또한, (ZrO2)50(Cr2O3)50층이 기록층 측에 배치되어 있는 것을 나타내고 있다. 또한, 1X에서의 기록 감도에 대해서는, 10.4mW 미만을 O, 10.4mW 이상 12mW 미만을 △, 12mW 이상을 ×로 했다. 또한, 2X에서의 기록 감도에 대해서는, 12mW 미만을 O, 12mW 이상 14mW 미만을 △, 14mW 이상을 ×로 했다. 신호 강도에 대해서는, 1X 및 2X 모두, 43dB 이상을 O, 40dB 이상 43dB 미만을 △, 40dB 미만을 ×로 했다. 반복 개서 성능에 대해서는, 1X 및 2X 모두, 반복 개서 회수가 1000회 이상을 O, 500회 이상 1000회 미만을 △, 500회 미만을 ×로 했다.
<표 7>
Figure 112004044810465-pat00007
<표 8>
Figure 112004044810465-pat00008
이 결과, 제1 계면층(203) 및 제2 계면층(205)에 Ge-N을 이용한 샘플5-1(비교예)에서는, 1X 및 2X에서의 기록 감도와 1X에서의 반복 개서 성능이 불충분하다는 것을 알았다. 또한, 제1 계면층(203) 및 제2 계면층(205)에 상기 (Ⅰ)∼(Ⅳ)중 어느 것을 이용하는 샘플 3-2, 3-3, 3-4 및 3-5에서는, 기록 감도, 신호 강도 및 반복 개서 성능이 양호한 것도 알았다. 이들 중에서도, 특히 제1 계면층(203)에 (ZrO2)50(Cr2O3)50, 제2 계면층(205)에 (ZrO2 )50(Ga2O3)50을 이용한 샘플 3-5이, 기록 감도, 신호 강도 및 반복 개서 성능의 전체에 있어 매우 양호하다는 것을 알았다.
(실시예 6)
실시예 6에서는, 도 3의 정보 기록 매체(20)를 제작하고, 제1 정보층(21)의 제2 계면층(205)의 재료와, 제1 정보층(21)의 반복 개서 성능의 관계를 조사했다. 구체적으로는, 제2 계면층(205)의 재료가 다른 제1 정보층(21)을 포함하는 정보 기록 매체(20)의 샘플을 제작하고, 제1 정보층(21)의 반복 개서 회수를 측정했다. 또한, 본 실시예의 샘플은, 제1 계면층(203)에 (ZrO2)50(Ga2O3) 50층을 이용하고, 제2 계면층(205)에는 실시예 2에서 이용한 표 3에 표시하는 재료를 이용한 이외는, 실 시예 5의 샘플과 동일하게 제작했다.
실시예 2의 경우와 동일하게 반복 개서 성능을 평가한 결과, 실시예 2에서 얻어진 결과와 마찬가지로, 제2 계면층(205)에 조성식 (Ga2O3)C1(Z1)100-C1 으로 표시되는 재료를 이용한 경우, C1이 10≤C1≤90의 범위에 있는 샘플에서는, 반복 개서 성능이 특히 양호하다는 것이 확인되었다.
(실시예 7)
실시예 7에서는, 도 4에 도시하는 정보 기록 매체(23)를 제작하고, 실시예 1과 동일한 측정 및 평가를 행했다.
본 실시예에서의 샘플은 이하와 같이 해 제조했다. 우선, 기판(24)으로서, 레이저 빔(11)을 인도하기 위한 안내홈(깊이 40 ㎚, 트랙 피치 0.344㎛)이 형성된 폴리카보네이트 기판(직경 120㎜, 두께 0.6㎜)을 준비했다. 그리고, 그 폴리카보네이트 기판 상에, 제1 유전체층(102)으로서 (ZnS)80(SiO2)20층(두께 60㎚), 제1 계면층(103)(두께 5㎚), 기록층(104)으로서 Ge28Sn3Bi2Te34층(두께 10㎚), 제2 계면층(105)(두께 5㎚), 제2 유전체층(106)으로서 (Bi2O3)80(SiO2) 20층(두께 12㎚), 반사층(108)으로서 Ag-Pd-Cu층(두께 80㎚)을, 순차 스퍼터링법에 의해 적층했다.
그 후, 별도로 준비한 더미 기판(27)상에 자외선 경화성 수지를 도포하고, 기판(24)상에 형성된 정보층(25)의 반사층(108)과 더미 기판(27)을 밀착시켜 전체를 회전시킴으로써 균일한 수지층(두께 20㎛)을 형성했다. 그 후, 이 수지층에 자외선을 조사해 자외선 경화성 수지를 경화시킴으로써, 접착층(26)을 통해 정보층 (25)과 더미 기판(27)을 접착시켰다. 마지막에, 기록층(104)의 전체 면을 레이저 빔으로 결정화시키는 초기화 공정을 행했다. 또한, 제1 계면층(103) 및 제2 계면층(105)에는, 실시예 l의 경우와 마찬가지로, 표 1 및 표 2에 표시한 재료를 이용해, 5개의 샘플을 제작했다.
이와 같이 하여 얻어진 샘플에 대해서, 대물 렌즈의 개구수, 측정 시의 샘플의 선 속도 및 최단 마크 길이 이외를 실시예 1과 동일하게 하여, 정보 기록 매체(23)의 정보층(25)의 기록 감도, 신호 강도 및 반복 개서 성능을 측정했다. 이 때, 레이저 빔(11)의 파장은 405㎚, 대물 렌즈(34)의 개구수는 0.65, 측정 시의 샘플의 선 속도는 8.6m/s 및 17.2m/s, 최단 마크 길이는 0.294㎛로 했다. 또한, 정보는 홈에 기록했다.
이 결과, 실시예 1과 마찬가지로, 제1 계면층(103) 및 제2 계면층(105)에 (ZrO2)50(Cr2O3)50 또는(ZrO2)50 (Ga2O3)50을 이용한 정보층(25)에서는, 기록 감도, 신호 강도 및 반복 개서 성능이 양호한 것을 알았다. 이들 중에서도, 특히 제1 계면층(103)에 (ZrO2)50(Cr2O3)50, 제2 계면층(105)에 (ZrO2)50(Ga2O3)50을 이용한 경우에, 정보층(25)의 기록 감도, 신호 강도 및 반복 개서 성능이 전체에서 매우 양호한 정보 기록 매체(23)가 얻어졌다.
(실시예 8)
실시예 8에서는, 도 6의 정보 기록 매체(31)를 제작하고, 실시예 3과 동일한 측정 및 평가를 행했다.
본 실시예의 샘플은 이하와 같이 하여 제조했다. 우선, 기판(24)으로서, 레이저 빔(11)을 인도하기 위한 안내홈(깊이 40㎚, 트랙 피치 0.344㎛)이 형성된 폴리카보네이트 기판(직경 120㎜, 두께 0.6㎜)을 준비했다. 그리고, 그 폴리카보네이트 기판 상에, 제1 유전체층(202)으로서 (ZnS)80(SiO2)20층(두께 40㎚), 제1 계면층(203)으로서 (ZrO2)25(SiO2)25(Cr2O3) 50층(두께 5㎚), 기록층(204)으로서 Ge28Sn3Bi2Te34층(두께:6㎚), 제2 계면층(205)으로서 (ZrO2 )25(SiO2)25(Ga2O3)50층(두께 10㎚), 반사층(208)으로서 Ag-Pd-Cu층(두께 10㎚), 투과율 조정층(209)으로서 TiO2층(두께 20㎚)을, 순차 스퍼터링법에 의해 적층했다.
또한, 기판(30)으로서 레이저 빔(11)을 인도하기 위한 안내홈(깊이 40㎚, 트랙 피치 0.344㎛)이 형성된 폴리카보네이트 기판(직경 120㎜, 두께 0.58㎜)을 준비했다. 그리고, 그 폴리카보네이트 기판 상에, 반사층(308)으로서 Ag-Pd-Cu층(두께 80㎚), 제2 유전체층(306)으로서 (Bi2O3)80(SiO2)20층(두께 12㎚), 제2 계면층(305)(두께 5㎚), 기록층(304)으로서 Ge28Sn3Bi2Te34층(두께 10㎚), 제1 계면층(303)(두께: 5㎚), 제1 유전체층(302)으로서 (ZnS)80(SiO2)20층(두께: 60㎚)을, 순차 스퍼터링법에 의해 적층했다.
그 후, 기판(30)상에 형성된 제2 정보층(22)의 제1 유전체층(302)상에 자외선 경화성 수지를 도포하고, 이 제1 유전체층(302)과 기판(24)상에 형성된 제1 정보층(21)의 투과율 조정층(209)을 밀착하여 전체를 회전시킴으로써, 균일한 수지층 (두께 20㎛)을 형성한다. 다음에, 이 수지층에 자외선을 조사해 자외선 경화성 수지를 경화시킴으로써, 제1 정보층(21)과 제2 정보층(22)을 맞붙이는 접착층(26)을 형성했다. 마지막에, 제2 정보층(22)의 기록층(304) 및 제1 정보층(21)의 기록층(204)의 전면에 레이저 빔을 조사하고, 결정화시키는 초기화 공정을 행했다. 또한, 제1 계면층(303) 및 제2 계면층(305)에는, 실시예 3의 경우와 마찬가지로, 표 5 및 표 6에 나타난 재료를 이용해 5개의 샘플을 제작했다.
이와 같이 하여 얻어진 샘플에 대해서, 실시예 3과 동일한 방법에 의해서, 정보 기록 매체(31)의 제2 정보층(22)의 기록 감도, 신호 강도 및 반복 개서 성능을 측정했다. 이 때, 레이저 빔(11)의 파장은 405㎚, 대물 렌즈(34)의 개구수는 0.65, 측정 시의 샘플의 선 속도는 8.6m/s 및 17.2m/s, 최단 마크 길이는 0.294㎛로 했다. 또한, 정보는 홈에 기록했다.
이 결과, 실시예 3과 마찬가지로, 제1 계면층(303) 및 제2 계면층(305)에 (ZrO2)50(Cr2O3)50 또는 (ZrO2)50 (Ga2O3)50을 이용한 제2 정보층(22)에서는, 기록 감도, 신호 강도 및 반복 개서 성능이 양호하다는 것을 알았다. 이들 중에서도, 특히 제1 계면층(303)에 (ZrO2)50(Cr2O3)50, 제2 계면층(305)에 (ZrO2)50(Ga2O3)50을 이용한 경우에, 제2 정보층(22)의 기록 감도, 신호 강도 및 반복 개서 성능의 전체에 있어 매우 양호한 정보 기록 매체(31)가 얻어졌다.
(실시예 9)
실시예 9에서는, 도 6의 정보 기록 매체(31)를 제작하고, 실시예 5와 동일한 측정 및 평가를 행했다.
본 실시예의 샘플은 이하와 같이 하여 제조했다. 우선, 기판(24)으로서 레이저 빔(11)을 인도하기 위한 안내홈(깊이 40㎚, 트랙 피치 0.344㎛)이 형성된 폴리카보네이트 기판(직경 120㎜, 두께 0.6㎜)을 준비했다. 그리고, 그 폴리카보네이트 기판 상에, 제1 유전체층(202)으로서 (ZnS)80(SiO2)20층(두께 40㎚), 제1 계면층(203)(두께 5㎚), 기록층(204)으로서 Ge28Sn3Bi2Te34층(두께 6㎚), 제2 계면층(205)(두께 10㎚), 반사층(208)으로서 Ag-Pd-Cu층(두께 10㎚), 투과율 조정층(209)으로서 TiO2층(두께: 20㎚)을, 순차 스퍼터링법에 의해 적층했다.
또한, 기판(30)으로서 레이저 빔(11)을 인도하기 위한 안내홈(깊이 40㎚, 트랙 피치 0.344㎛)이 형성된 폴리카보네이트 기판(직경 120㎚, 두께 0.58㎜)을 준비했다. 그리고, 그 폴리카보네이트 기판 상에, 반사층(208)으로서 Ag-Pd-Cu층(두께 80㎚), 제2 유전체층(306)으로서 (Bi2O3)80(SiO2)20층(두께 12㎚), 제2 계면층(305)으로서 (ZrO2)25(SiO2)25(Ga2O3)50 층(두께 5㎚), 기록층(304)으로서 Ge28Sn3Bi2Te34층(두께 10㎚), 제1 계면층(303)으로서 (ZrO2)25(SiO2)25(Cr2O 3)50층(두께 5㎚), 제1 유전체층(302)으로서 (ZnS)80(SiO2)20층(두께: 60㎚)을, 순차 스퍼터링법에 의해 적층했다.
그 후, 자외선 경화성 수지를 기판(30)상에 형성된 제2 정보층(22)의 제1 유전체층(302)상에 도포하고, 이 제1 유전체층(302)과, 기판(24)상에 형성된 제1 정보층(21)의 투과율 조정층(209)을 밀착시켜 전체를 회전시킴으로써, 균일한 수지층 (두께 20㎛)을 형성했다. 다음에, 이 수지층에 자외선을 조사해 자외선 경화성 수지를 경화시켰다. 이에 따라, 제1 정보층(21)과 제2 정보층(22)을 맞붙이기 위한 접착층(26)이 형성되었다. 마지막에, 기록층(304) 및 기록층(204)의 전면에 레이저 빔을 조사해, 결정화시키는 초기화 공정을 행했다. 또한, 제1 계면층(203) 및 제2 계면층(205)에는, 실시예 5의 경우와 마찬가지로, 표 7 및 표 8에 나타난 재료를 이용해 5개의 샘플을 제작했다.
이와 같이 하여 얻어진 샘플에 대해서, 실시예 5와 동일한 방법에 의해서, 정보 기록 매체(31)의 제1 정보층(21)의 기록 감도, 신호 강도 및 반복 개서 성능을 측정했다. 이 때, 레이저 빔(11)의 파장은 405㎚, 대물 렌즈(34)의 개구수는 0.65, 측정 시의 샘플의 선 속도는 8.6m/s 및 17.2m/s, 최단 마크 길이는 0.294㎛로 했다. 또한, 정보는 홈에 기록했다.
이 결과, 실시예 5와 마찬가지로, 제1 계면층(203) 및 제2 계면층(205)에 (ZrO2)50(Cr2O3)50 또는 (ZrO2)50 (Ga2O3)50을 이용한 제1 정보층(21)에서는, 기록 감도, 신호 강도 및 반복 개서 성능이 양호한 것을 알았다. 이 중에서도, 특히 제1 계면층(203)에 (ZrO2)50(Cr2O3)50, 제2 계면층(205)에 (ZrO2)50(Ga2O3)50을 이용한 경우에, 제2 정보층(23)의 기록 감도, 신호 강도 및 반복 개서 성능의 전체에 있어 매우 양호한 정보 기록 매체(31)가 얻어졌다.
(실시예 10)
실시예 1부터 실시예 9에서 제작한 샘플에서, 계면층으로서 설치된 Ga 함유 층과 기록층과의 사이에 또한 Cr 함유층을 설치한 경우에 대해서도 동일한 측정 및 평가를 행한 바, 실시예 1부터 실시예 9와 동일한 결과가 얻어졌다. 또한, 기록층과 Ga 함유층과의 사이에 형성한 Cr 함유층의 조성은, (ZrO2)50(Cr2O3 )50이었다.
(실시예 11)
실시예 1부터 실시예 9에서 제작한 샘플에서, 계면층으로서 설치된 Ga 함유층과 기록층의 사이, 또는 Cr 함유층과 기록층의 사이의 적어도 어느 한쪽에, 주성분으로서 C를 포함하는 C 함유층을 더 구비한 경우에 대해서도 동일한 측정 및 평가를 행한 바, 실시예 1부터 실시예 9와 동일한 결과가 얻어졌다. 또한, 본 실시예에서 이용한 C 함유층은, C로 이루어지는 층이었다.
(실시예 12)
실시예 1부터 실시예 11에서, Ga 함유층이 또한 Si를 포함하는 경우, 또는 Ga 함유층의 Zr의 일부 또는 전부를 Hf 및 Y의 적어도 어느 하나의 원소로 치환한 경우에 대해서도 동일한 측정 및 평가를 행한 바, 실시예 l부터 실시예 11과 동일한 결과가 얻어졌다. 또한, Ga 함유층이 또한 Cr을 포함한 경우에 대해서도 실시예 1부터 실시예 11과 동일한 결과가 얻어졌다.
(실시예 13)
실시예 1부터 실시예 12에서, Cr 함유층이 또한 Si를 포함하는 경우, 또는 Cr 함유층의 Zr의 일부 또는 전부를 Hf 또는 Y의 적어도 어느 하나의 원소로 치환한 경우에 대해서도 동일한 실험을 행한 바, 실시예 1부터 실시예 12와 동일한 결과가 얻어졌다.
(실시예 14)
실시예 14에서는, 도 8에 도시한 전기적 정보 기록 매체(38)를 제조하고, 전류의 인가에 의한 기록층(412, 422)의 상 변화를 확인했다.
기판(39)으로서 표면을 질화 처리한 Si 기판을 준비했다. 이 Si 기판 상에, 하부 전극(40)으로서 Pt를 면적 6㎛×6㎛이고 두께 0.1㎛, 제1 정보층(41), 제2 정보층(42), 상부 전극(43)으로서 Pt를 면적 5㎛×5㎛이고 두께 0.1㎛로, 순차 스퍼터링법을 이용해 적층했다.
제1 정보층(41)은, 하부 전극(40)상에, 제1 계면층(411)으로서 (ZrO2)25(SiO2)25(Cr2O3)50을 면적 4.5㎛×5㎛이고 두께 0.01㎛, 기록층(412)으로서 Ge22Bi2Te25를 면적 5㎛×5㎛이고 두께 0.1㎛, 제2 계면층(413)으로서 (ZrO2)25(SiO2)25(Ga2O3)50을 면적 4.5㎛×5㎛이고 두께 0.01㎛로, 순차 스퍼터링법으로 성막함으로써 형성되었다.
제2 정보층(42)은, 제1 정보층(41)의 제2 계면층(413)상에, 제2 계면층(421)으로서 (ZrO2)25(SiO2)25(Cr2O3)50 을 4.5㎛×5㎛이고 두께 0.01㎛, 기록층(422)으로서 Sb70Te25Ge5를 면적 5㎛×5㎛이고 두께 0.01㎛, 제2 계면층(423)으로서 (ZrO2)25(SiO2)25(Ga2O3)50을 4.5㎛×5㎛이고 두께 0.01㎛로, 순차 스퍼터링법으로 성막함으로써 형성되었다.
또한, 이상과 같이 형성된 제1 계면층(411, 421) 및 제2 계면층(413, 423)은 절연체이다. 따라서, 기록층(412, 422)에 전류를 흐르게 하기 위한, 제1 계면층(411, 421) 및 제2 계면층(413, 423)을 기록층(412, 422)보다 작은 면적으로 성막하고, 하부 전극(40), 제1 정보층(41)의 기록층(412), 제2 정보층(42)의 기록층(422) 및 상부 전극(43)이 상호 전기적으로 접속되도록, 접하는 부분을 형성하고 있다.
그 후, 하부 전극(40) 및 상부 전극(43)에 Au 리드선을 본딩하고, 인가부(45)를 통해 전기적 정보 기록 재생 장치(44)를 전기적 정보 기록 매체(38)에 접속했다. 이 전기적 정보 기록 재생 장치(44)에 의해, 하부 전극(40)과 상부 전극(43)의 사이에는, 펄스 전원(48)이 스위치(47)를 통해 접속되고, 또한, 기록층(412, 422)의 상 변화에 의한 저항치의 변화가, 하부 전극(40)과 상부 전극(43)과의 사이에 스위치(49)를 통해 접속된 저항 측정기(46)에 의해서 검출된다.
본 실시예에서, 제1 정보층(41)의 기록층(412)의 융점(Tm1)은 630℃, 결정화 온도(Tx1)는 170℃, 결정화 시간(tx1)은 100ns였다. 또한, 기록층(412)이 비정질상에서의 저항치(ra1)는 500Ω, 결정상에서의 저항치(rc1)는 10Ω이었다.
또, 제2 정보층(42)의 기록층(422)의 융점(Tm2)은 550℃, 결정화 온도(Tx2)는 200℃, 결정화 시간(tx2)은 50ns였다. 또한, 기록층(422)이 비정질상에서의 저항치(ra2)는 800Ω, 결정상에서의 저항치(rc2)는 20Ω이었다.
도 11에, 전기적 정보 기록 재생 장치(44)의 펄스 전원(48)으로부터 출력되 는 기록·소거 펄스 파형의 일례가 나타나 있다. 도 11에서, Ic1, Ic2, Ia1, Ia2, tc1, tc2, ta1, ta2는 이하의 것을 나타내고 있다.
Ic1, tc1 : 제1 정보층(41)의 기록층(412)이 비정질상에서 결정상으로 전이하는데 필요한 전류값과 시간
Ic2, tc2 : 제2 정보층(42)의 기록층(422)이 비정질상에서 결정상으로 전이하는데 필요한 전류값과 시간
Ia1, ta1 : 제1 정보층(41)의 기록층(412)이 결정상으로부터 비정질상으로 전이하는데 필요한 전류값과 시간
Ia2, ta2 : 제2 정보층(42)의 기록층(422)이 결정상으로부터 비정질상으로 전이하는데 필요한 전류값과 시간
다음에, 본 실시예에서의 전류 펄스와 제1 정보층(41)의 기록층(412)(여기서는, 편의상, 제1 기록층(412)으로 한다) 및 제2 정보층(42)의 기록층(422)(여기서는, 편의상, 제2 기록층(422)으로 한다)의 관계에 대해 설명한다.
제1 기록층(412) 및 제2 기록층(422)이 모두 비정질상일때(이하, 상태 1로 한다), 하부 전극(40)과 상부 전극(43)의 사이에, 도 11의 기록 파형(501)에서 Ic1=5mA, tc1=150ns의 전류 펄스를 인가한 바, 제1 기록층(412)만이 비정질상에서 결정상으로 전이했다(이하, 상태 2로 한다). 또한, 상태 1일 때, 하부 전극(40)과 상부 전극(43)의 사이에, 도 11의 기록 파형(502)에서 Ic2=10mA, tc2=100ns의 전류 펄스를 인가한 바, 제2 기록층(422)만이 비정질상에서 결정상으로 전이했다(이하, 상태 3으로 한다). 또한, 상태 1일 때, 하부 전극(40)과 상부 전극(43)과의 사이에, 도 11의 기록 파형(503)에서 Ic2=10mA, tc1=150ns의 전류 펄스를 인가한 바, 제1 기록층(412) 및 제2 기록층(422)이 모두 비정질상에서 결정상으로 전이했다(이하, 상태 4로 한다).
다음에, 제1 기록층(412) 및 제2 기록층(422)이 모두 결정상이고 저 저항 상태의 상태 4일 때, 하부 전극(40)과 상부 전극(43)의 사이에, 도 11의 기록 파형(504)에서 Ia1=20mA, Ic2=10mA, tc2=100ns의 전류 펄스를 인가한 바, 제1 기록층(412)만이 결정상에서 비정질상으로 전이했다(상태 3). 또한, 상태 4일 때, 하부 전극(40)과 상부 전극(43)의 사이에, 도 11의 기록 파형(505)에서 Ia2=15mA, ta2=50ns의 전류 펄스를 인가한 바, 제2 기록층(422)만이 결정상에서 비정질상으로 전이했다(상태 2). 또한, 상태 4일 때, 하부 전극(40)과 상부 전극(43)의 사이에, 도 11의 소거 파형(506)에서 Ia1=20mA, ta1=50ns의 전류 펄스를 인가한 바, 제1 기록층(412) 및 제2 기록층(422)이 모두 결정상에서 비정질상으로 전이했다(상태 1).
또한, 상태 2 또는 상태 3일 때, 도 11의 기록 파형(503)에서 Ic2=10mA, tc1=150ns의 전류 펄스를 인가한 바, 제1 기록층(412) 및 제2 기록층(422)이 모두 비정질상으로부터 결정상으로 전이했다(상태 4). 또한, 상태 2 또는 상태 3일 때, 도 11의 소거 파형(507)에서 Ia1=20mA, Ic2=10mA, tc1=150ns, ta1 =50ns의 전류 펄스를 인가한 바, 제1 기록층(412) 및 제2 기록층(422)이 모두 결정상으로부터 비정질상으로 전이했다(상태 1). 또한, 상태 2일 때, 도 11의 기록 파형(508)에서 Ia1=20mA, Ic2=10mA, tc2=100ns, ta1=50ns 전류 펄스를 인가한 바, 제1 기록층(412)이 결정상으로부터 비정질상으로 전이하고, 제2 기록층(422)이 비정질상으로부터 결정상으로 전이했다(상태 3). 또, 상태 3일 때, 도 11의 기록 파형(509)에서 Ia2=15mA, Ic1=5mA, tc1=150ns, ta2=50ns의 전류 펄스를 인가한 바, 제1 기록층(412)이 비정질상으로부터 결정상으로 이전하고, 제2 기록층(422)이 결정상으로부터 비정질상으로 전이했다(상태 2).
이상의 결과로부터, 도 8의 전기적 상 변화형 정보 기록 매체(38)에서는, 제1 기록층(412) 및 제2 기록층(422)의 각각을 결정상과 비정질상의 사이에서 전기적으로 가역변화시킬 수 있고, 4개의 상태(상태1: 제1 기록층(412)과 제2 기록층(422)이 모두 비정질상, 상태2: 제1 기록층(412)이 결정상이고 제2 기록층(422)이 비정질상, 상태3: 제1 기록층(412)이 비정질상이고 제2 기록층(422)이 결정상, 상태4: 제1 기록층(412)과 제2 기록층(422)이 모두 결정상)를 실현할 수 있는 것을 알았다.
또한, 전기적 상 변화형 정보 기록 매체(38)의 반복 개서 회수를 측정한 바, 각 정보층(41, 42)에 제1 계면층(411, 421) 및 제2 계면층(413, 423)이 없는 경우에 비해, 10배 이상 향상되는 것도 확인 할 수 있었다. 이는, 제1 계면층(411, 413) 및 제2 계면층(413, 423)이, 제1 기록층(412) 및 제2 기록층(422)에의 하부 전극(40) 및 상부 전극(43)으로부터의 물질 이동을 억제하고 있기 때문이다.
이상과 같이, 본 발명에 관한 정보 기록 매체는, 기록한 정보를 장시간 유지할 수 있는 성질(불휘발성)을 가지고, 고밀도의 개서형 및 추기형의 광 디스크 등으로서 유용하다. 또한, 전기적 불휘발성 메모리 등의 용도에도 응용할 수 있다.
또한, 발명의 상세한 설명의 항에서 이룬 구체적인 실시 형태 또는 실시예는 어디까지나 본 발명의 기술 내용을 명백하게 한 것으로서, 그러한 구체예에만 한정하여 협의로 해석되어야 하는 것은 아니고, 본 발명의 정신과 다음에 기재하는 특허 청구의 범위 내에서, 다양하게 변경해 실시할 수 있는 것이다.

Claims (86)

  1. 기판과, 상기 기판 상에 설치된 정보층을 포함하고,
    상기 정보층이,
    레이저 빔의 조사 또는 전기적 에너지의 인가에 의해서 결정상과 비정질상의 사이에서 상변화 가능한 기록층과,
    적어도 Cr 및 O를 포함하고, 상기 기록층의 제1의 면에 접해 배치된 Cr 함유층과,
    적어도 Ga 및 O를 포함하고, 상기 기록층의 제2의 면에 접해 배치된 Ga 함유층을 포함하고,
    상기 기록층이 레이저 빔의 조사에 의해서 결정상과 비정질상의 사이에서 상 변화 가능하고, 상기 Cr 함유층, 상기 기록층 및 상기 Ga 함유층이 레이저 빔 입사측으로부터 이 순서대로 배치되며,
    상기 정보층이, 상기 Cr 함유층에 대해서 레이저 빔 입사측에 배치된 제1 유전체층 및 상기 Ga 함유층에 대해서 레이저 빔 입사측과 반대측에 배치된 제2 유전체층 중 적어도 하나를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 정보 기록 매체.
  2. 기판과, 상기 기판 상에 설치된 정보층을 포함하고,
    상기 정보층이,
    레이저 빔의 조사 또는 전기적 에너지의 인가에 의해서 결정상과 비정질상의 사이에서 상변화 가능한 기록층과,
    적어도 Cr 및 O를 포함하고, 상기 기록층의 제1의 면에 접해 배치된 Cr 함유층과,
    적어도 Ga 및 O를 포함하고, 상기 기록층의 제2의 면에 접해 배치된 Ga 함유층을 포함하고,
    상기 Cr 함유층이, Zr, Hf, Y 및 Si에서 선택되는 적어도 하나의 원소를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 정보 기록 매체.
  3. 기판과, 상기 기판 상에 설치된 정보층을 포함하고,
    상기 정보층이,
    레이저 빔의 조사 또는 전기적 에너지의 인가에 의해서 결정상과 비정질상의 사이에서 상변화 가능한 기록층과,
    적어도 Cr 및 O를 포함하고, 상기 기록층의 제1의 면에 접해 배치된 Cr 함유층과,
    적어도 Ga 및 O를 포함하고, 상기 기록층의 제2의 면에 접해 배치된 Ga 함유층을 포함하고,
    상기 기록층이 레이저 빔의 조사에 의해서 결정상과 비정질상의 사이에서 상 변화 가능하고, 상기 Cr 함유층, 상기 기록층 및 상기 Ga 함유층이 레이저 빔 입사측으로부터 이 순서대로 배치되며,
    상기 Cr 함유층이, Zr, Hf, Y 및 Si에서 선택되는 적어도 하나의 원소를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 정보 기록 매체.
  4. 제 1항에 있어서, 상기 정보층이, 상기 Ga 함유층에 대해서 레이저 빔 입사측과 반대측에 배치된 반사층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 정보 기록 매체.
  5. 제 1항에 있어서, 제1 정보층∼제N 정보층(N은 2이상의 정수)이 적층된 다층 구조의 정보 기록 매체로서, 상기 제l 정보층∼제N 정보층의 적어도 1개가 상기 정보층인 것을 특징으로 하는 정보 기록 매체.
  6. 제 5항에 있어서, 상기 기록층은 레이저 빔의 조사에 의해서 결정상과 비정질상의 사이에서 상 변화 가능하고, 레이저 빔 입사측으로부터 순서대로 상기 제1∼제N 정보층이 배치되어 있고,
    적어도 상기 제1 정보층이 상기 정보층으로서, 상기 제1 정보층에는, 레이저 빔 입사측으로부터, 제1 유전체층, 상기 Cr 함유층, 상기 기록층, 상기 Ga 함유층, 반사층 및 투과율 조정층이 이 순서대로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 정보 기록 매체.
  7. 제 1항에 있어서, 상기 Cr 함유층이, Zr, Hf, Y 및 Si에서 선택되는 적어도 하나의 원소를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 정보 기록 매체.
  8. 제 7항에 있어서, 상기 Cr 함유층이, ZrO2, HfO2, Y2O3 및 SiO 2에서 선택되는 적어도 하나의 산화물과, Cr2O3를 포함하는 것을 특징으로 하는 정보 기록 매체.
  9. 제 1항에 있어서, 상기 Ga 함유층이, Zr, Hf, Y 및 Si에서 선택되는 적어도 1개의 원소를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 정보 기록 매체.
  10. 제 9항에 있어서, 상기 Ga 함유층이, 하기의 조성식 :
    GaA1MB1O100-A1-B1 (원자%)
    (단, M은, Zr, Hf, Y 및 Si에서 선택되는 적어도 하나의 원소이다)로 표시되고, 또한 상기 A1 및 B1이,
    5<A1<40
    2<B1<30을 만족하는 재료를 포함하는 것을 특징으로 하는 정보 기록 매체.
  11. 제 9항에 있어서, 상기 Ga 함유층이 또한 Cr을 포함하는 것을 특징으로 하는 정보 기록 매체.
  12. 제 9항에 있어서, 상기 Ga 함유층이, ZrO2, HfO2, Y2O3 및 SiO 2에서 선택되는 적어도 1개의 산화물과, Ga2O3를 포함하는 것을 특징으로 하는 정보 기록 매체.
  13. 제 12항에 있어서, 상기 Ga 함유층이, 하기의 조성식 :
    (Ga2O3)C1(Z1)100-C1(mo1%)
    (단, Z1은, ZrO2, HfO2, Y2O3 및 SiO2에서 선택되는 적어도 하나의 산화물이다)로 표시되고, 또한 상기 C1이,
    10≤C1≤90
    을 만족하는 재료를 포함하는 것을 특징으로 하는 정보 기록 매체.
  14. 제 12항에 있어서, 상기 Ga 함유층이 또한 Cr2O3를 포함하는 것을 특징으로 하는 정보 기록 매체.
  15. 기판과, 상기 기판 상에 형성된 정보층을 포함하고,
    상기 정보층이,
    레이저 빔의 조사 또는 전기적 에너지의 인가에 의해서 결정상과 비정질상의 사이에서 상변화 가능한 기록층과,
    적어도 Ga 및 O를 포함하고, 상기 기록층의 제1의 면에 접해 배치된 제1의 Ga 함유층과,
    적어도 Ga 및 O를 포함하고, 상기 기록층의 제2의 면에 접해 배치된 제2의 Ga 함유층을 포함하고,
    상기 기록층이 레이저 빔의 조사에 의해서 결정상과 비정질상의 사이에서 상 변화 가능하고, 상기 제1의 Ga 함유층, 상기 기록층 및 상기 제2의 Ga 함유층이 레이저 빔 입사측으로부터 이 순서대로 배치되어 있고,
    상기 정보층이, 상기 제1의 Ga 함유층에 대해서 레이저 빔 입사측에 배치된 제1 유전체층 및 상기 제2의 Ga 함유층에 대해서 레이저 빔 입사측과 반대측에 배치된 제2 유전체층 중 적어도 하나를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 정보 기록 매체.
  16. 기판과, 상기 기판 상에 형성된 정보층을 포함하고,
    상기 정보층이,
    레이저 빔의 조사 또는 전기적 에너지의 인가에 의해서 결정상과 비정질상의 사이에서 상변화 가능한 기록층과,
    적어도 Ga 및 O를 포함하고, 상기 기록층의 제1의 면에 접해 배치된 제1의 Ga 함유층과,
    적어도 Ga 및 O를 포함하고, 상기 기록층의 제2의 면에 접해 배치된 제2의 Ga 함유층을 포함하고,
    상기 제1의 Ga 함유층 및 상기 제2의 Ga 함유층 중 적어도 하나가, Zr, Hf, Y 및 Si에서 선택되는 적어도 하나의 원소를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 정보 기록 매체.
  17. 제 15항에 있어서, 상기 기록층이 레이저 빔의 조사에 의해서 결정상과 비정질상의 사이에서 상 변화 가능하고, 상기 제1 Ga 함유층, 상기 기록층 및 상기 제2의 Ga 함유층이 레이저 빔 입사측으로부터 이 순서대로 배치되어 있고,
    상기 정보층이, 상기 제2의 Ga 함유층에 대해서 레이저 빔 입사측과 반대측에 배치된 반사층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 정보 기록 매체.
  18. 제 15항에 있어서, 제1 정보층∼제N 정보층(N은 2이상의 정수)이 적층된 다층 구조의 정보 기록 매체로서, 상기 제1 정보층∼제N 정보층의 적어도 하나가 상기 정보층인 것을 특징으로 하는 정보 기록 매체.
  19. 제 18항에 있어서, 상기 기록층은 레이저 빔의 조사에 의해서 결정상과 비정질상의 사이에서 상 변화 가능하고, 레이저 빔 입사측으로부터 순서대로 상기 제1∼제N 정보층이 배치되어 있고,
    적어도 상기 제1 정보층이 상기 정보층으로서, 상기 제1 정보층에는, 레이저 빔 입사측으로부터, 제1 유전체층, 상기 제1의 Ga 함유층, 상기 기록층, 상기 제2의 Ga 함유층, 반사층 및 투과율 조정층이 이 순서대로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 정보 기록 매체.
  20. 제 15항에 있어서, 상기 제1의 Ga 함유층 및 상기 제2의 Ga 함유층의 적어도 하나가, Zr, Hf, Y 및 Si에서 선택되는 적어도 하나의 원소를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 정보 기록 매체.
  21. 제 20항에 있어서, 상기 제1의 Ga 함유층 및 상기 제2의 Ga 함유층의 적어도 하나가, 하기의 조성식 :
    GaA1MB1O100-A1-B1 (원자%)
    (단, M은, Zr, Hf, Y 및 Si에서 선택되는 적어도 하나의 원소이다)로 표시되고, 또한 상기 A1 및 B1이,
    5<A1<40
    2<B1<30을 만족하는 재료를 포함하는 것을 특징으로 하는 정보 기록 매체.
  22. 제 20항에 있어서, 상기 제1의 Ga 함유층 및 상기 제2의 Ga 함유층의 적어도 하나가 또한 Cr을 포함하는 것을 특징으로 하는 정보 기록 매체.
  23. 제 20항에 있어서, 상기 제1의 Ga 함유층 및 상기 제2의 Ga 함유층의 적어도 하나가, ZrO2, HfO2, Y2O3 및 SiO2에서 선택되는 적어도 1개의 산화물과, Ga2O3를 포함하는 것을 특징으로 하는 정보 기록 매체.
  24. 제 23항에 있어서, 상기 제1의 Ga 함유층 및 상기 제2의 Ga 함유층의 적어도 하나가, 하기의 조성식 :
    (Ga2O3)C1(Z1)100-C1(mo1%)
    (단, Z1은, ZrO2, HfO2, Y2O3 및 SiO2에서 선택되는 적어도 하나의 산화물이다)로 표시되고, 또한 상기 C1이,
    10≤C1≤90
    을 만족하는 재료를 포함하는 것을 특징으로 하는 정보 기록 매체.
  25. 제 23항에 있어서, 상기 제1의 Ga 함유층 및 상기 제2의 Ga 함유층의 적어도 하나가 또한 Cr2O3를 포함하는 것을 특징으로 하는 정보 기록 매체.
  26. 기판과, 상기 기판 상에 설치된 정보층을 포함하고,
    상기 정보층이,
    레이저 빔의 조사 또는 전기적 에너지의 인가에 의해서 결정상과 비정질상의 사이에서 상 변화 가능한 기록층과,
    적어도 Cr 및 O를 포함하고, 상기 기록층의 제1의 면에 접해 배치된 제1의 Cr 함유층과,
    적어도 Cr 및 O를 포함하고, 상기 기록층의 제2의 면에 접해 배치된 제2의 Cr 함유층과,
    적어도 Ga 및 O를 포함하고, 상기 제2 Cr 함유층에 접해 배치된 Ga 함유층을 포함하는 것을 특징으로 하는 정보 기록 매체.
  27. 제 26항에 있어서, 상기 기록층이 레이저 빔의 조사에 의해서 결정상과 비정질상의 사이에서 상 변화 가능하고, 상기 제1의 Cr 함유층, 상기 기록층, 상기 제2의 Cr 함유층 및 상기 Ga 함유층이 레이저 빔 입사측으로부터 이 순서대로 배치되어 있고,
    상기 정보층이, 상기 제1의 Cr 함유층에 대해서 레이저 빔 입사측에 배치된 제1 유전체층 및 상기 제2의 Cr 함유층에 대해서 레이저 빔 입사측과 반대측에 배치된 제2 유전체층의 적어도 하나를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 정보 기록 매체.
  28. 제 26항에 있어서, 상기 기록층이 레이저 빔의 조사에 의해서 결정상과 비정질상의 사이에서 상 변화 가능하고, 상기 제1의 Cr 함유층, 상기 기록층, 상기 제2의 Cr 함유층 및 상기 Ga 함유층이 레이저 빔 입사측으로부터 이 순서대로 배치되어 있고,
    상기 정보층이, 상기 제2의 Cr 함유층에 대해서 레이저 빔 입사측과 반대측에 배치된 반사층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 정보 기록 매체.
  29. 제 26항에 있어서, 제1 정보층∼제N 정보층(N은 2이상의 정수)이 적층된 다층 구조의 정보 기록 매체로서, 상기 제1 정보층∼제N 정보층의 적어도 하나가 상기 정보층인 것을 특징으로 하는 기록 매체.
  30. 제 29항에 있어서, 상기 기록층은 레이저 빔의 조사에 의해서 결정상과 비정질상의 사이에서 상 변화 가능하고, 레이저 빔 입사측으로부터 이 순서대로 상기 제1∼제N의 정보층이 배치되어 있고,
    적어도 상기 제1 정보층이 상기 정보층으로서, 상기 제1 정보층에는, 레이저 빔 입사측으로부터 제1 유전체 층, 상기 제1의 Cr 함유층, 상기 기록층, 상기 제2의 Cr 함유층, 상기 Ga 함유층, 반사층 및 투과율 조정층이 이 순서대로 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 정보 기록 매체.
  31. 제 26항에 있어서, 상기 제1의 Cr 함유층 및 상기 제2의 Cr 함유층의 적어도 하나가, Zr, Hf, Y 및 Si에서 선택되는 적어도 하나의 원소를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 정보 기록 매체.
  32. 제 31항에 있어서, 상기 제1의 Cr 함유층 및 상기 제2의 Cr 함유층의 적어도 하나가, ZrO2, HfO2, Y2O3 및 SiO2에서 선택되는 적어도 하나의 산화물과, Cr2O3를 포함하는 것을 특징으로 하는 정보 기록 매체.
  33. 제 26항에 있어서, 상기 Ga 함유층이, Zr, Hf, Y 및 Si에서 선택되는 적어도 1개의 원소를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 정보 기록 매체.
  34. 제 33항에 있어서, 상기 Ga 함유층이, 하기의 조성식 :
    GaA1MB1O100-A1-B1 (원자%)
    (단, M은, Zr, Hf, Y 및 Si에서 선택되는 적어도 하나의 원소이다.)로 표시되고, 또한 상기 A1 및 B1이,
    5<A1<40
    2<B1<30을 만족하는 재료를 포함하는 것을 특징으로 하는 정보 기록 매체.
  35. 제 34항에 있어서, 상기 Ga 함유층이 또한 Cr을 포함하는 것을 특징으로 하는 정보 기록 매체.
  36. 제 34항에 있어서, 상기 Ga 함유층이, ZrO2, HfO2, Y2O3 및 SiO2에서 선택되는 적어도 1개의 산화물과, Ga2O3를 포함하는 것을 특징으로 하는 정보 기록 매체.
  37. 제 36항에 있어서, 상기 Ga 함유층이, 하기의 조성식 :
    (Ga2O3)C1(Z1)100-C1(mo1%)
    (단, Z1은, ZrO2, HfO2, Y2O3 및 SiO2에서 선택되는 적어도 하나의 산화물이다)로 표시되고, 또한 상기 C1이,
    10≤C1≤90
    을 만족하는 재료를 포함하는 것을 특징으로 하는 정보 기록 매체.
  38. 제 36항에 있어서, 상기 Ga 함유층이 또한 Cr2O3를 포함하는 것을 특징으로 하는 정보 기록 매체.
  39. 기판과, 상기 기판 상에 설치된 정보층을 포함하고,
    상기 정보층이,
    레이저 빔의 조사 또는 전기적 에너지의 인가에 의해서 결정상과 비정질상의 사이에서 상 변화 가능한 기록층과,
    상기 기록층의 제1의 면측에 배치된, 적어도 Cr 및 O를 포함하는 Cr 함유층과,
    상기 기록층의 제2의 면측에 배치된, 적어도 Ga 및 O를 포함하는 Ga 함유층과,
    상기 기록층과 상기 Cr 함유층의 사이 및 상기 기록층과 상기 Ga 함유층의 사이의 적어도 한쪽에 상기 기록층에 접해 배치된, 주성분으로서 C를 포함하는 C 함유층을 포함하는 것을 특징으로 하는 정보 기록 매체.
  40. 제 39항에 있어서, 상기 기록층이 레이저 빔의 조사에 의해서 결정상과 비정질상의 사이에서 상 변화 가능하고,
    상기 Cr 함유층은, 상기 기록층에 대해서 레이저 빔 입사측에 배치되고, 상기 Ga 함유층은, 상기 기록층에 대해서 레이저 빔 입사측과 반대측에 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 정보 기록 매체.
  41. 제 40항에 있어서, 상기 정보층이, 상기 Cr 함유층에 대해서 레이저 빔 입사측에 배치된 제1 유전체층 및 상기 Ga 함유층에 대해서 레이저 빔 입사측과 반대측에 배치된 제2 유전체층의 적어도 하나를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 정보 기록 매체.
  42. 제 40항에 있어서, 상기 정보층이, 상기 Ga 함유층에 대해서 레이저 빔 입사측과 반대측에 배치된 반사층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 정보 기록 매체.
  43. 제 39항에 있어서, 제1 정보층∼제N 정보층(N은 2이상의 정수)이 적층된 다층 구조의 정보 기록 매체에 있어서, 상기 제1 정보층∼제N 정보층의 적어도 하나가 상기 정보층인 것을 특징으로 하는 정보 기록 매체.
  44. 제 43항에 있어서, 상기 기록층은 레이저 빔의 조사에 의해서 결정상과 비정질상의 사이에서 상 변화 가능하고, 레이저 빔 입사측으로부터 순서대로 상기 제1∼제N 정보층이 배치되어 있고,
    적어도 상기 제1 정보층이 상기 정보층이고, 상기 제1 정보층은, 상기 Cr 함유층에 대해서 레이저 빔 입사측에 배치된 제1 유전체층과, 상기 Ga 함유층에 대해서 레이저 빔 입사측과 반대측에 순서대로 배치된 반사층 및 투과율 조정층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 정보 기록 매체.
  45. 제 39항에 있어서, 상기 Cr 함유층이, Zr, Hf, Y 및 Si에서 선택되는 적어도 하나의 원소를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 정보 기록 매체.
  46. 제 45항에 있어서, 상기 Cr 함유층이, ZrO2, HfO2, Y2O3 및 SiO2에서 선택되는 적어도 하나의 산화물과, Cr2O3를 포함하는 것을 특징으로 하는 정보 기록 매체.
  47. 제 39항에 있어서, 상기 Ga 함유층이, Zr, Hf, Y 및 Si에서 선택되는 적어도 하나의 원소를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 정보 기록 매체.
  48. 제 47항에 있어서, 상기 Ga 함유층이, 하기의 조성식 :
    GaA1MB1O100-A1-B1 (원자%)
    (단, M은, Zr, Hf, Y 및 Si에서 선택되는 적어도 하나의 원소이다.)로 표시되고, 또한 상기 A1 및 B1이,
    5<A1<40
    2<B1<30을 만족하는 재료를 포함하는 것을 특징으로 하는 정보 기록 매체.
  49. 제 47항에 있어서, 상기 Ga 함유층이 또한 Cr을 포함하는 것을 특징으로 하는 정보 기록 매체.
  50. 제 47항에 있어서, 상기 Ga 함유층이, ZrO2, HfO2, Y2O3 및 SiO2에서 선택되는 적어도 1개의 산화물과, Ga2O3를 포함하는 것을 특징으로 하는 정보 기록 매체.
  51. 제 50항에 있어서, 상기 Ga 함유층이, 하기의 조성식 :
    (Ga2O3)C1(Z1)100-C1(mo1%)
    (단, Z1는, ZrO2, HfO2, Y2O3 및 SiO2에서 선택되는 적어도 하나의 산화물이다)로 표시되고, 또한 상기 C1이,
    10≤C1≤90
    을 만족하는 재료를 포함하는 것을 특징으로 하는 정보 기록 매체.
  52. 제 50항에 있어서, 상기 Ga 함유층이 또한 Cr2O3를 포함하는 것을 특징으로 하는 정보 기록 매체.
  53. 제 1항 기재의 정보 기록 매체를 제조하는 방법에 있어서,
    (a) 적어도 Cr 및 O를 포함하는 Cr 함유 스퍼터링 타겟을 이용해 Cr 함유층을 성막하는 공정과,
    (b) 레이저 빔의 조사 또는 전기적 에너지의 인가에 의해서 결정상과 비정질상의 사이에서 상 변화 가능한 기록층을 성막하는 공정과,
    (c) 적어도 Ga 및 O를 포함하는 Ga 함유 스퍼터링 타겟을 이용해 Ga 함유층을 성막하는 공정을 포함하고,
    상기 공정 (a)∼(c)가, 공정(a), 공정(b), 공정(c)의 순서 또는 공정(c), 공정(b), 공정(a)의 순서로 행해지는 것을 특징으로 하는 정보 기록 매체의 제조 방법.
  54. 제 53항에 있어서, 상기 Cr 함유 스퍼터링 타겟이, Zr, Hf, Y 및 Si에서 선택되는 적어도 하나의 원소를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 정보 기록 매체의 제조 방법.
  55. 제 54항에 있어서, 상기 Cr 함유 스퍼터링 타겟이, ZrO2, HfO2, Y2O3 및 SiO2 에서 선택되는 적어도 하나의 산화물과, Cr2O3를 포함하는 것을 특징으로 하는 정보 기록 매체의 제조 방법.
  56. 제 53항에 있어서, 상기 Ga 함유 스퍼터링 타겟이, Zr, Hf, Y 및 Si에서 선택되는 적어도 하나의 원소를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 정보 기록 매체의 제조 방법.
  57. 제 56항에 있어서, 상기 Ga 함유 스퍼터링 타겟이, 하기의 조성식 :
    GaA2MB2O100-A2-B2 (원자%)
    (단, M은, Zr, Hf, Y 및 Si에서 선택되는 적어도 하나의 원소이다)로 표시되고, 또한, 상기 A2 및 B2가,
    3<A2<42
    0<B2<32를 만족하는 재료를 포함하는 것을 특징으로 하는 정보 기록 매체의 제조 방법.
  58. 제 56항에 있어서, 상기 Ga 함유 스퍼터링 타겟이 또한 Cr을 포함하는 것을 특징으로 하는 정보 기록 매체의 제조 방법.
  59. 제 56항에 있어서, 상기 Ga 함유 스퍼터링 타겟이, ZrO2, HfO2, Y2O3 및 SiO2 에서 선택되는 적어도 하나의 산화물과, Ga2O3를 포함하는 것을 특징으로 하는 정보 기록 매체의 제조 방법.
  60. 제 59항에 있어서, 상기 Ga 함유 스퍼터링 타겟이, 하기의 조성식 :
    (Ga2O3)C2(Z1)100-C2(mol%)
    (단, Z1은, ZrO2, HfO2, Y2O3 및 SiO2에서 선택되는 적어도 하나의 산화물이다)로 표시되고, 또한 상기 C2가,
    8≤C2≤92를 만족하는 재료를 포함하는 것을 특징으로 하는 정보 기록 매체의 제조 방법.
  61. 제 59항에 있어서, 상기 Ga 함유 스퍼터링 타겟이 또한 Cr2O3를 포함하는 것을 특징으로 하는 정보 기록 매체의 제조 방법.
  62. 제 15항 기재의 정보 기록 매체를 제조하는 방법에 있어서,
    (a) 적어도 Ga 및 O를 포함하는 제1의 Ga 함유 스퍼터링 타겟을 이용해 제1의 Ga 함유층을 성막하는 공정과,
    (b) 레이저 빔의 조사 또는 전기적 에너지의 인가에 의해서 결정상과 비정질상의 사이에서 상 변화 가능한 기록층을 성막하는 공정과,
    (c) 적어도 Ga 및 O를 포함하는 제2의 Ga 함유 스퍼터링 타겟을 이용해 제2 의 Ga 함유층을 성막하는 공정을 포함하고,
    상기 공정 (a)∼(c)가, 공정(a), 공정(b), 공정(c)의 순서 또는 공정(c), 공정(b), 공정(a)의 순서로 행해지는 것을 특징으로 하는 정보 기록 매체의 제조 방법.
  63. 제 62항에 있어서, 상기 제1의 Ga 함유 스퍼터링 타겟 및 상기 제2의 Ga 함유 스퍼터링 타겟의 적어도 하나가, Zr, Hf, Y 및 Si에서 선택되는 적어도 하나의 원소를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 정보 기록 매체의 제조 방법.
  64. 제 63항에 있어서, 상기 제1의 Ga 함유 스퍼터링 타겟 및 상기 제2의 Ga 함유 스퍼터링 타겟의 적어도 하나가, 하기의 조성식 :
    GaA2MB2O100-A2-B2 (원자%)
    (단, M은, Zr, Hf, Y 및 Si에서 선택되는 적어도 하나의 원소이다)로 표시되고, 또한 상기 A2 및 B2가,
    3<A2<42
    0<B2<32를 만족하는 재료를 포함하는 것을 특징으로 하는 정보 기록 매체의 제조 방법.
  65. 제 63항에 있어서, 상기 제1의 Ga 함유 스퍼터링 타겟 및 상기 제2의 Ga 함유 스퍼터링 타겟의 적어도 하나가 또한 Cr을 포함하는 것을 특징으로 하는 정보 기록 매체의 제조 방법.
  66. 제 63항에 있어서, 상기 제1의 Ga 함유 스퍼터링 타겟 및 상기 제2의 Ga 함유 스퍼터링 타겟의 적어도 하나가, ZrO2, HfO2, Y2O3 및 SiO 2에서 선택되는 적어도 하나의 산화물과, Ga2O3를 포함하는 것을 특징으로 하는 정보 기록 매체의 제조 방법.
  67. 제 66항에 있어서, 상기 제1의 Ga 함유 스퍼터링 타겟 및 상기 제2의 Ga 함유 스퍼터링 타겟의 적어도 하나가, 하기의 조성식 :
    (Ga2O3)C2(Z1)100-C2(mol%)
    (단, Z1는, ZrO2, HfO2, Y2O3 및 SiO2에서 선택되는 적어도 하나의 산화물이다.)로 표시되고, 또한 상기 C2가,
    8≤C2≤92
    를 만족하는 재료를 포함하는 것을 특징으로 하는 정보 기록 매체의 제조 방법.
  68. 제 66항에 있어서, 상기 제1의 Ga 함유 스퍼터링 타겟 및 상기 제2의 Ga 함유 스퍼터링 타겟의 적어도 하나가 또한 Cr2O3를 포함하는 것을 특징으로 하는 정보 기록 매체의 제조 방법.
  69. 제 26항 기재의 정보 기록 매체를 제조하는 방법에 있어서,
    (a) 적어도 Cr 및 O를 포함하는 제1의 Cr 함유 스퍼터링 타겟을 이용해 제1의 Cr 함유층을 성막하는 공정과,
    (b) 레이저 빔의 조사 또는 전기적 에너지의 인가에 의해서 결정상과 비정질상의 사이에서 상 변화 가능한 기록층을 성막하는 공정과,
    (c) 적어도 Cr 및 O를 포함하는 제2의 Cr 함유 스퍼터링 타겟을 이용해 제2의 Cr 함유층을 성막하는 공정과,
    (d) 적어도 Ga 및 O를 포함하는 Ga 함유 스퍼터링 타겟을 이용해 Ga 함유층을 성막하는 공정을 포함하고,
    상기 공정 (a)∼(d)가, 공정(a), 공정(b), 공정(c), 공정(d)의 순서 또는 공정(d), 공정(c), 공정(b), 공정(a)의 순서로 행해지는 것을 특징으로 하는 정보 기록 매체의 제조 방법.
  70. 제 69항에 있어서, 상기 제1의 Cr 함유 스퍼터링 타겟 및 상기 제2의 Cr 함유 스퍼터링 타겟의 적어도 하나가, Zr, Hf, Y 및 Si에서 선택되는 적어도 하나의 원소를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 정보 기록 매체의 제조 방법.
  71. 제 70항에 있어서, 상기 제1의 Cr 함유 스퍼터링 타겟 및 상기 제2의 Cr 함유 스퍼터링 타겟의 적어도 하나가, ZrO2, HfO2, Y2O3 및 SiO 2에서 선택되는 적어도 하나의 산화물과, Cr2O3를 포함하는 것을 특징으로 하는 정보 기록 매체의 제조 방법.
  72. 제 69항에 있어서, 상기 Ga 함유 스퍼터링 타겟이, Zr, Hf, Y 및 Si에서 선택되는 적어도 하나의 원소를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 정보 기록 매체의 제조 방법.
  73. 제 72항에 있어서, 상기 Ga 함유 스퍼터링 타겟이, 하기의 조성식 :
    GaA2MB2O100-A2-B2 (원자%)
    (단, M은, Zr, Hf, Y 및 Si에서 선택되는 적어도 하나의 원소이다)로 표시되고, 또한 상기 A2 및 B2가,
    3<A2<42
    0<B2<32를 만족하는 재료를 포함하는 것을 특징으로 하는 정보 기록 매체의 제조 방법.
  74. 제 69항에 있어서, 상기 Ga 함유 스퍼터링 타겟이 또한 Cr을 포함하는 것을 특징으로 하는 정보 기록 매체의 제조 방법.
  75. 제 69항에 있어서, 상기 Ga 함유 스퍼터링 타겟이 ZrO2, HfO2, Y2O3 및 SiO2에 서 선택되는 적어도 하나의 산화물과, Ga2O3를 포함하는 것을 특징으로 하는 정보 기록 매체의 제조 방법.
  76. 제 75항에 있어서, 상기 Ga 함유 스퍼터링 타겟이, 하기의 조성식 :
    (Ga2O3)C2(Z1)100-C2(mol%)
    (단, Z1은, ZrO2, HfO2, Y2O3 및 SiO2에서 선택되는 적어도 하나의 산화물이다)로 표시되고, 또한 상기 C2가,
    8≤C2≤92
    를 만족하는 재료를 포함하는 것을 특징으로 하는 정보 기록 매체의 제조 방법.
  77. 제 75항에 있어서, 상기 Ga 함유 스퍼터링 타겟이 또한 Cr2O3를 포함하는 것을 특징으로 하는 정보 기록 매체의 제조 방법.
  78. 제 39항 기재의 정보 기록 매체를 제조하는 방법에 있어서,
    (a) 적어도 Cr 및 O를 포함하는 Cr 함유 스퍼터링 타겟을 이용해 Cr 함유층을 성막하는 공정과,
    (b) 레이저 빔의 조사 또는 전기적 에너지의 인가에 의해 결정상과 비정질상의 사이에서 상 변화 가능한 기록층을 성막하는 공정과,
    (c) 적어도 Ga 및 O를 포함하는 Ga 함유 스퍼터링 타겟을 이용해 Ga 함유층을 성막하는 공정을 포함하고, 또한 상기 공정 (a)∼(c)가, 공정(a), 공정(b), 공정(c)의 순서 또는 공정(c), 공정(b), 공정(a)의 순서로 행해져 공정(a)와 공정(b)의 사이 및 공정(b)와 공정(c)의 사이의 적어도 하나에, 주성분으로서 C를 포함하는 C 함유 스퍼터링 타겟을 이용해 C 함유층을 성막 하는 공정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 정보 기록 매체의 제조 방법.
  79. 제 78항에 있어서, 상기 Cr 함유 스퍼터링 타겟이, Zr, Hf, Y 및 Si에서 선택되는 적어도 하나의 원소를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 정보 기록 매체의 제조 방법.
  80. 제 79항에 있어서, 상기 Cr 함유 스퍼터링 타겟이, ZrO2, HfO2, Y2O3 및 SiO2에서 선택되는 적어도 하나의 산화물과, Cr2O3를 포함하는 것을 특징으로 하는 정보 기록 매체의 제조 방법.
  81. 제 78항에 있어서, 상기 Ga 함유 스퍼터링 타겟이, Zr, Hf, Y 및 Si에서 선택되는 적어도 하나의 원소를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 정보 기록 매체의 제조 방법.
  82. 제 81항에 있어서, 상기 Ga 함유 스퍼터링 타겟이, 하기의 조성식 :
    GaA2MB2O100-A2-B2 (원자%)
    (단, M은, Zr, Hf, Y 및 Si에서 선택되는 적어도 하나의 원소이다)로 표시되고, 또한 상기 A2 및 B2가,
    3<A2<42
    0<B2<32를 만족하는 재료를 포함하는 것을 특징으로 하는 정보 기록 매체의 제조 방법.
  83. 제 81항에 있어서, 상기 Ga 함유 스퍼터링 타겟이 또한 Cr을 포함하는 것을 특징으로 하는 정보 기록 매체의 제조 방법.
  84. 제 81항에 있어서, 상기 Ga 함유 스퍼터링 타겟이, ZrO2, HfO2, Y2O3 및 SiO2에서 선택되는 적어도 하나의 산화물과, Ga2O3를 포함하는 것을 특징으로 하는 정보 기록 매체의 제조 방법.
  85. 제 84항에 있어서, 상기 Ga 함유 스퍼터링 타겟이, 하기의 조성식:
    (Ga2O3)C2(Z1)100-C2(mol%)
    (단, Z1는, ZrO2, HfO2, Y2O3 및 SiO2에서 선택되는 적어도 하나의 산화물이다)로 표시되고, 또한 상기 C2가,
    8≤C2≤92
    만족하는 재료를 포함하는 것을 특징으로 하는 정보 기록 매체의 제조 방법.
  86. 제 84항에 있어서, 상기 Ga 함유 스퍼터링 타겟이 또한 Cr2O3를 포함하는 것을 특징으로 하는 정보 기록 매체의 제조 방법.
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