KR100671253B1 - 정보 기록 매체와 그 제조 방법 - Google Patents

정보 기록 매체와 그 제조 방법

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KR100671253B1
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고지마리에
도이유카코
야마다노보루
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마쯔시다덴기산교 가부시키가이샤
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Abstract

본 발명의 정보 기록 매체는, (Ⅰ) Zr과, La, Ga 및 In로 이루어지는 그룹 GL1에서 선택되는 적어도 하나의 원소와, 산소(O)를 포함하는 산화물계 재료층, (Ⅱ) M1(단, M1은 Zr과 Hf의 혼합물 또는 Hf이다)과, La, Ce, Al, Ga, In, Mg 및 Y로 이루어지는 그룹 GL2에서 선택되는 적어도 하나의 원소와, O를 포함하는 산화물계 재료층, (Ⅲ) Zr 및 Hf로 이루어지는 그룹 GM2에서 선택되는 적어도 하나의 원소와, 그룹 GL2에서 선택되는 적어도 하나의 원소와, Si와, O를 포함하는 산화물계 재료층 및 (Ⅳ) 그룹 GM2에서 선택되는 적어도 하나의 원소와, 그룹 GL2에서 선택되는 적어도 하나의 원소와, Cr과, O를 포함하는 산화물계 재료층 중 적어도 1개를 포함하고 있다. 이 산화물계 재료층은 예를 들면 유전체층(2, 6)으로서 이용된다.

Description

정보 기록 매체와 그 제조 방법{INFORMATION RECORDING MEDIUM AND METHOD FOR PRODUCING THE SAME}
도 1은 본 발명의 정보 기록 매체의 일례를 도시하는 부분 단면도,
도 2는 본 발명의 정보 기록 매체의 별도의 예를 도시하는 부분 단면도,
도 3은 본 발명의 정보 기록 매체의 다른 별도의 예를 도시하는 부분 단면도,
도 4는 본 발명의 정보 기록 매체의 다른 별도의 예를 도시하는 부분 단면도,
도 5는 본 발명의 정보 기록 매체의 다른 별도의 예를 도시하는 부분 단면도,
도 6은 본 발명의 정보 기록 매체의 다른 별도의 예를 도시하는 부분 단면도,
도 7은 본 발명의 일례의 식(1) 또는 (3)으로 표시되는 재료의 조성 범위를 도시하는 삼각도,
도 8은 본 발명의 일례의 식(19)로 표시되는 재료의 조성 범위를 도시하는 삼각도,
도 9는 전기적 에너지의 인가에 의해 정보가 기록되는 본 발명의 정보 기록 매체의 일례를 도시하는 모식도,
도 10은 도 9에 도시하는 정보 기록 매체를 사용하는 시스템의 일례를 도시하는 모식도,
도 11은 본 발명의 정보 기록 매체의 제조 방법에서 이용되는 스퍼터링 장치의 일례를 도시하는 개략도,
도 12는 종래의 정보 기록 매체의 일례를 도시하는 부분 단면도이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
1, 101, 201 : 기판 2, 102 : 제1 유전체층
3, 103 : 제1 계면층 4 : 기록층
5, 105 : 제2 계면층 6, 106 : 제2 유전체층
7 : 광 흡수 보정층 8 : 반사층
9 : 접착층 10, 110 : 더미 기판
12 : 레이저 광 13 : 제1 기록층
14 : 제1 반사층 15 : 제3 유전체층
16 : 중간층 17 : 제4 유전체층
18 : 제2 기록층 19 : 제5 유전체층
20 : 제2 반사층 23 : 홈면
24 : 랜드면
25, 26, 27, 28, 29, 30, 31, 207 : 정보 기록 매체
202 : 하부 전극 203 : 기록부
204 : 상부 전극 205 : 기록층
206 : 유전체층 208 : 펄스 발생부
209 : 저항 측정기 210, 211 : 스위치
212 : 인가부 213 : 판정부
본 발명은, 광학적 또는 전기적으로 정보를 기록하고, 소거하여, 개서 및 재생하는 것이 가능한 정보 기록 매체와 그 제조 방법에 관한 것이다.
광학적 정보 기록 매체의 기본적인 구성의 일례로서, 예를 들면, 기판의 표면에, 제1 유전체층, 기록층, 제2 유전체층 및 반사층이, 이 순서대로 형성된 것을 들 수 있다. 제1 유전체층과 제2 유전체층은 광학 거리를 조절하여 기록층의 광 흡수 효율을 높이고, 결정상의 반사율과 비정질상의 반사율의 차를 크게 하여 신호 진폭을 크게 하는 기능을 갖는다. 또한, 기록층을 수분 등으로부터 보호하는 기능도 겸비한다. 유전체층의 재료로는, 예를 들면, 80mol%의 ZnS와 20mol%의 SiO2의 혼합물(이하, 본 명세서에서는 「(ZnS)80(SiO2)20(mol%)」또는「(ZnS)80 (SiO2)20」라고 표기한다. 또한, 다른 혼합물에 대해서도 동일하게 표기한다)을 들 수 있다(예를 들면, 일본국 특허 제1959977호 공보 참조). 이 재료는, 비정질 재료이고, 열 전도성이 낮고, 고 투명성 및 고 굴절율을 갖는다. 또한, 막 형성시의 성막 속도가 크고, 기계 특성 및 내습성에도 우수하다. 이와 같이, (ZnS)80(SiO2)20은 유전체층을 형성하는데 알맞은 재료로서, 실용화되어 왔다.
최근의 고밀도화에 따라, 1990년의 실용화 당초와 비교해, 기록층의 막 두께가 약 1/3정도로 얇게 설계되게 되었다. 이는 작은 마크를 양호하게 기록하기 위해서, 기록층의 열 용량을 줄이고, 승온 후, 열을 빠르게 반사층측으로 내보내기 위함이다.
본 발명자 등은 기록층을 박막화함에 따라, (ZnS)80(SiO2)20의 과제를 찾아냈다. 이는 레이저 광을 기록층에 조사하여 반복 개서를 실시하면, (ZnS)80(SiO2)20 중의 S가 기록층 중에 확산하여, 반복 개서 성능을 현저하게 저하시킨다는 현상이었다. 이 확산을 방지하기 위해서, 본 발명자 등은 제1 유전체층과 기록층의 사이 및 기록층과 제2 유전체층과의 사이에 계면층인 층을 설치하는 것을 제안했다(예를 들면, N. Yamada et al. Japanese Journal of Applied Physics Vol.37(1998) pp. 2104-2110 참조). 계면층의 재료로는 Ge를 포함하는 질화물을 개시했다(예를 들면, 국제 공개 제97/34298호 팜플렛 참조). 당연하지만 S를 포함하는 재료는 계면층에는 적당하지 않다. 계면층을 형성함으로써, 반복 개서 성능은 비약적으로 개선되었다. 도 12에 도시하는 정보 기록 매체(31)와 같이, 이미 실용화되어 있는 4.7 GB/DVD-RAM(Digital Versatile Disk-Random Access Memory) 디스크에는, 계면층이 형성되어 있고, 기판(1)의 표면에, 제1 유전체층(102), 제1 계면층(103), 기록층(4), 제2 계면층(105), 제2 유전체층(106), 광 흡수 보정층(7) 및 반사층(8) 이, 이 순서대로 형성되고, 또한 더미 기판(10)이 접착층(9)에 의해 반사층(8)에 맞붙여져 있다(예를 들면, 일본국 특개 2001-322357호 공보 참조). 이 구성에 의해, 대용량이고 또한 우수한 반복 개서 성능을 갖는다.
Ge를 포함하는 질화물로 이루어지는 층은 Ge 또는 Ge를 포함하는 합금을 Ar 가스와 질소 가스를 혼합하여 고압력인 분위기 속에서 반응성 성막함으로써 형성할 수 있다. 반복 개서 성능 또는 내습성은 이 Ge의 질화의 정도에 의존하므로, 성막 조건은 엄밀히 결정된다. 특히 고압력 조건에서의 반응성 성막은 성막 장치의 구조 의존성이나 성막 조건 의존성이 크다. 예를 들면, 실험 성막 장치로부터 양산 성막 장치로 이어받을 때, 최적의 압력이나 가스 유량의 조건을 결정하는데 시간을 요하는 경우가 있다. 이러한 과제가 있으므로, 비반응성 성막으로 형성할 수 있는 계면층, 즉 Ar 가스의 저압력 분위기 속에서 형성할 수 있고, 또한 S를 포함하지 않는 재료가 필요해 졌다. 또한, 그 계면층을 유전체층으로서 사용할 수 있으면, 층수를 저감할 수 있는 가능성도 있다.
또한, 정보 기록 매체의 계면층에 알맞은 재료로서, 열 전도율의 관계로부터 제안된 것이 있다(예를 들면, 일본국 특개 2001-67722호 공보 참조).
상기 종래 문제를 해결하기 위해서, 본 발명자 등은 비반응성 성막으로 형성할 수 있고, 또한 내습성 및 반복 개서 성능이 우수한 계면층이고, 기록층과 접하여 설치할 수 있고, 제1 또는 제2 유전체층으로서 사용 가능하고, 뛰어난 반복 개서 성능을 나타내는 ZrO2, SiO2 및 Cr2O3를 혼합한 유전체 재료를 별도로 제안하고 있다. 이 ZrO2-SiO2-Cr2O3에서는, ZrO2와 SiO2 가 투명하고 열적으로 안정된 재료이고, Cr2O3가 칼코겐계의 기록층과의 밀착성이 뛰어난 재료이다. 따라서, 이들 3개의 산화물을 혼합함으로써 열적 안정성과 밀착성을 양립할 수 있다. 밀착성을 확보하기 위해서 Cr2O3를 30mol% 이상 포함하고 있는 조성이 보다 바람직하다. 이 ZrO2-SiO2-Cr2O3재료를 계면층 또는 유전체층으로서 적용한 정보 기록 매체는 뛰어난 반복 개서 성능과 내습성을 갖고 있다.
그러나, 계면층 또는 유전체층을 형성하는데 알맞은 재료이기 위해서는, 저열전도성과 투명성도 요구된다. ZrO2-SiO2-Cr2O3는 이 2개 성능이 (ZnS)80(SiO2)20에 미치지 못한다. ZrO2와 SiO2는 파장 약 660㎚역 및 약 405㎚역에 있어서 광학적으로 거의 투명(소쇠(消衰) 계수 0.00 이하)했는데, Cr2O3는 어느쪽 파장역이나 광을 흡수하여 불투명했다. Cr2O3는 파장이 짧아질수록 흡수가 커지고, 405㎚ 부근에서는 소쇠 계수가 0.3에 가까웠다. 이 때문에, 예를 들면, 혼합한 (ZrO2)25(SiO2)25(Cr2O3)50(mol%)인 조성의 경우, 파장 약 660㎚역에서는 소쇠 계수 약 0.02, 약 405㎚역에서는 소쇠 계수 약 0.2를 갖고 있다. 투명이 아니면, 유전체층 자체가 광을 흡수하므로, 기록층의 광 흡수의 저하나 유전체층 자체의 승온을 초래한다. 상변화 기록은, 기록층에 있어서, 레이저 광 조사부를 용융하여 급냉함으로써 비결정질 마크를 형성하고(기록), 결정화 온도 이상으로 승온하여 서서히 냉각함으로써 결정화시킨다(소거). 기록층의 광 흡수가 저하하면, 기록층의 기록 감도 나 소거 감도가 저하한다(보다 큰 파워의 레이저 광 조사가 필요해진다). 또한, 유전체층 자체가 승온되어 버리면, 기록을 행할 때, 기록층이 급냉되기 어렵게 되어, 양호한 비결정질 마크를 형성할 수 없게 된다. 그 결과, 신호품질의 저하를 초래한다.
열 전도성에 관해서는, 박막의 열 전도율을 정밀도 좋게 측정하는 것은 곤란하므로, 개개의 정보 기록 매체의 기록 감도의 차이로부터 열 전도율의 크기를 상대적으로 비교하고 있다. 예를 들면, 제2 유전체층의 열전도성이 낮으면, 열은 일단 기록층 내에서 축적된 후, 면내 방향으로 확산되지 않고 반사층쪽으로 빠르게 확산된다. 즉, 급냉 효과가 커지기 때문에, 보다 작은 레이저 파워로 비결정질 마크를 형성할 수 있다(기록 감도가 높다). 반대로, 제2 유전체층의 열전도성이 높으면, 열은 기록층에 축적되기 어렵고, 제2 유전체층에 확산되기 쉬워진다. 그러면, 급냉 효과가 작고, 비결정질 마크의 형성에 큰 레이저 파워가 필요해 진다(기록 감도가 낮다). ZrO2-SiO2-Cr2O3는, (ZnS)80(SiO 2)20를 제2 유전체층으로서 사용한 경우보다도, 기록에 있어서 큰 레이저 파워를 요하므로, 열 전도성이 높다고 판단되었다.
이와 같이, ZrO2-SiO2-Cr2O3는 열 전도성과 투명성에 대해 과제를 갖고 있다. DVD-RAM 디스크 및 Blu-ray 디스크에, 제1 또는 제2 유전체층으로서 적용한 바, 기록 감도가 낮아, 개선을 요했다.
본 발명은, 상기 과제를 해결하는 것으로, 저열전도성과 고 투명성을 갖는 유전체 재료를 제공하고, 또한 이 유전체 재료를 적용함으로써, 종래의 반복 개서 성능 및 내습성을 유지하면서, 양호한 기록 감도를 갖는 정보 기록 매체를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 제1 정보 기록 매체는 광의 조사 또는 전기적 에너지의 인가에 의해서, 정보의 기록 및 재생 중 적어도 하나를 가능하게 하는 정보 기록 매체로서, Zr와, La, Ga 및 In으로 이루어지는 그룹 GL1에서 선택되는 적어도 하나의 원소와, 산소(O)를 포함하는 산화물계 재료층을 포함하는 것을 특징으로 하고 있다.
본 발명의 제2 정보 기록 매체는 광의 조사 또는 전기적 에너지의 인가에 의해서, 정보의 기록 및 재생 중 적어도 하나를 가능하게 하는 정보 기록 매체로서, M1(단, M1은 Zr과 Hf의 혼합물 또는 Hf이다.)과, La, Ce, Al, Ga, In, Mg 및 Y로 이루어지는 그룹 GL2에서 선택되는 적어도 하나의 원소와, 산소(O)를 포함하는 산화물계 재료층을 포함하는 것을 특징으로 하고 있다.
본 발명의 제3 정보 기록 매체는, 광의 조사 또는 전기적 에너지의 인가에 의해서, 정보의 기록 및 재생 중 적어도 하나를 가능하게 하는 정보 기록 매체로서, Zr 및 Hf로 이루어지는 그룹 GM2에서 선택되는 적어도 하나의 원소와, La, Ce, Al, Ga, In, Mg 및 Y로 이루어지는 그룹 GL2에서 선택되는 적어도 하나의 원소와, Si와, 산소(O)를 포함하는 산화물계 재료층을 포함하는 것을 특징으로 하고 있다.
본 발명의 제4 정보 기록 매체는 광의 조사 또는 전기적 에너지의 인가에 의해서, 정보의 기록 및 재생 중 적어도 하나를 가능하게 하는 정보 기록 매체로서, Zr 및 Hf로 이루어지는 그룹 GM2에서 선택되는 적어도 하나의 원소와, La, Ce, Al, Ga, In, Mg 및 Y로 이루어지는 그룹 GL2에서 선택되는 적어도 하나의 원소와, Cr와, 산소(O)를 포함하는 산화물계 재료층을 포함하는 것을 특징으로 하고 있다.
본 발명의 제5 정보 기록 매체는 광의 조사 또는 전기적 에너지의 인가에 의해서, 정보의 기록 및 재생 중 적어도 하나를 가능하게 하는 정보 기록 매체로서, Zr 및 Hf로 이루어지는 그룹 GM에서 선택되는 적어도 하나의 원소와, La, Ce, Al, Ga, In, Mg 및 Y로 이루어지는 그룹 GL에서 선택되는 적어도 하나의 원소와, 산소(O)를 포함하는 산화물계 재료층을 포함하는 것을 특징으로 하고 있다.
본 발명의 제1 정보 기록 매체의 제조 방법은 Zr과, La, Ga 및 In으로 이루어지는 그룹 GL1에서 선택되는 적어도 하나의 원소와, 산소(O)를 포함하는 산화물계 재료층을 포함하는 정보 기록 매체의 제조 방법으로서, 상기 산화물계 재료층을, Zr과, 상기 그룹 GL1에서 선택되는 적어도 하나의 원소와, 산소(O)를 포함하는 스퍼터링 타겟을 이용하여, 스퍼터링법으로 형성하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 제2 정보 기록 매체의 제조 방법은 M1(단, M1은 Zr과 Hf의 혼합물 또는 Hf이다)과, La, Ce, Al, Ga, In, Mg 및 Y로 이루어지는 그룹 GL2에서 선택되는 적어도 하나의 원소와, 산소(O)를 포함하는 산화물계 재료층을 포함하는 정보 기록 매체의 제조 방법으로서, 상기 산화물계 재료층을, 상기 M1과, 상기 그룹 GL2에서 선택되는 적어도 하나의 원소와, 산소(O)를 포함하는 스퍼터링 타겟을 이용하여, 스퍼터링법으로 형성하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하고 있다.
본 발명의 제3 정보 기록 매체의 제조 방법은 Zr 및 Hf로 이루어지는 그룹 GM2에서 선택되는 적어도 하나의 원소와, La, Ce, Al, Ga, In, Mg 및 Y로 이루어지는 그룹 GL2에서 선택되는 적어도 하나의 원소와, Si와, 산소(O)를 포함하는 산화물계 재료층을 포함하는 정보 기록 매체의 제조 방법으로서, 상기 산화물계 재료층을, 상기 그룹 GM2에서 선택되는 적어도 하나의 원소와, 상기 그룹 GL2에서 선택되는 적어도 하나의 원소와, Si와, 산소(O)를 포함하는 스퍼터링 타겟을 이용하여, 스퍼터링법으로 형성하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하고 있다.
본 발명의 제4 정보 기록 매체의 제조 방법은, Zr 및 Hf로 이루어지는 그룹 GM2에서 선택되는 적어도 하나의 원소와, La, Ce, Al, Ga, In, Mg 및 Y로 이루어지는 그룹 GL2에서 선택되는 적어도 하나의 원소와, Cr과, 산소(O)를 포함하는 산화물계 재료층을 포함하는 정보 기록 매체의 제조 방법으로서, 상기 산화물계 재료층을, 상기 그룹 GM2에서 선택되는 적어도 하나의 원소와, 상기 그룹 GL2에서 선택되는 적어도 하나의 원소와, Cr과, 산소(O)를 포함하는 스퍼터링 타겟을 이용하여, 스퍼터링법으로 형성하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하고 있다.
본 발명의 제5 정보 기록 매체의 제조 방법은 Zr 및 Hf로 이루어지는 그룹 GM에서 선택되는 적어도 하나의 원소와, La, Ce, Al, Ga, In, Mg 및 Y로 이루어지는 그룹 GL에서 선택되는 적어도 하나의 원소와, 산소(O)를 포함하는 산화물계 재료층을 포함하는 정보 기록 매체의 제조 방법으로서, 상기 산화물계 재료층을, 상기 그룹 GM에서 선택되는 적어도 하나의 원소와, 상기 그룹 GL에서 선택되는 적어도 하나의 원소와, 산소(O)를 포함하는 스퍼터링 타겟을 이용하여, 스퍼터링법으로 형성하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하고 있다.
본 발명의 제1∼제5 정보 기록 매체에 포함되는 산화물계 재료층은 적어도 660㎚ 부근의 적색 파장역으로부터 405㎚ 부근의 청자색 파장역에 걸쳐 고 투명성을 가지고, 또한 저열전도성도 갖는다. 또한, 이 산화물계 재료층은 S를 포함하지 않으므로, 기록층과 접해 형성할 수 있고, 충분한 열적 안정성이나 내습성도 동시에 가지고 있다. 이 때문에, 예를 들면 이 산화물계 재료층을 유전체층에 적용함으로써, 충분한 신뢰성이나 뛰어난 반복 개서 성능을 확보하면서, 또한 양호한 기록 감도가 얻어지는 정보 기록 매체를 실현할 수 있다. 또한, 정보의 기록이나 재생에 전기적 에너지를 이용하는 정보 기록 매체에 있어서, 이 산화물계 재료층을 기록층을 단열하기 위한 유전체층으로서 사용하면, 작은 전기적 에너지로 기록층의 상 변화를 생기게 할 수 있다. 또한, 본 발명의 제1∼제5 정보 기록 매체의 제조 방법에 의하면, 상기와 같은 효과를 예측할 수 있는 정보 기록 매체를 제작할 수 있다.
본 발명의 제1 정보 기록 매체는 Zr와, La, Ga 및 In으로 이루어지는 그룹 GL1에서 선택되는 적어도 하나의 원소와, 산소(O)를 포함하는 산화물계 재료층을 포함한다. 이 산화물계 재료층은 그 조성이
ZrQ 1L1T1O100-Q1-T1(원자%) … (1)
(식 중, L1은 상기 그룹 GL1에서 선택되는 적어도 하나의 원소를 나타내고, Q1및 T1은 0<Q1<34, 0<T1<50, 20<Q1+T1<60을 만족한다)로 표시되는 재료를 포함하 는 것이 바람직하다. 또한, 상기 식(1)에서, L1이 Ga인 것이 보다 바람직하다.
여기서, 「원자%」란, 식 (1)이, 「Zr」원자, 「L1」원자 및「O」원자를 합한 수를 기준(100%)으로 하여 표시된 조성식인 것을 나타낸다. L1이 2개 이상의 원소를 포함하는 경우에는, 포함되는 모든 원소의 원자수를 합한 원자수가 T1이 된다. 이하의 식에 있어서도 「원자%」의 표시는 동일한 취지로 사용되어 있다. 또한, 식 (1)은 산화물계 재료층에 포함되는, 「Zr」원자, 「L1」원자 및 「O」원자만을 카운트하여 표시한 것이다. 따라서, 식(1)로 표시되는 재료를 포함하는 산화물계 재료층은 이들 원자 이외의 성분을 포함하는 경우가 있다.
상술한 대로, 식 (1)에서, Q1 및 T1은 0<Q1<34, 0<T1<50, 20<Q+T<60을 만족하는 것이 바람직하다. Zr이 34원자% 이상 포함되면, 밀착성이 나빠진다. 원소 L1이 50원자% 이상 포함되면, 반복 개서 성능이 악화된다. 또한, 산소(O)가 40원자%에 만족하지 않으면, 투명성이 저하한다. 보다 바람직하게는 4<Q1<24, 6<T1<37, 30<Q1+T1<50이다.
식 (1)에서, 각 원자는 어떠한 화합물로서 존재해도 된다. 이러한 식으로 재료를 특정하는 것은 박막에 형성한 층의 조성을 조사하는데 있어, 화합물의 조성을 구하는 것이 어렵고, 현실적으로는 원소 조성(즉, 각 원자의 비율)만을 구하는 경우가 많은 것에 의한다. 식(1)로 표시되는 재료에 있어서, Zr 및 원소 L1의 대부분은 산소 원자와 함께 산화물로서 존재하는 것으로 생각된다. 이 때문에, 본 명세서에 있어서는, 식(1)로 표시되는 재료를 포함하는 층이라도, 이를 편의적으로 「산화물계 재료층」이라고 칭하고 있다. 이하, 식(3), (5), (6), (9) 및 (10)에 있어서도 동일하다.
제1 정보 기록 매체에 포함되는 산화물계 재료층으로는 Zr 및 원소 L1의 대부분이 산소 원자와 함께 산화물로서 존재하고 있다고 생각하면, 포함되는 재료를 이하의 식(2)로 표시할 수도 있다.
(D1)X1(E1)100-X1(mol%) …(2)
(식 중, D1은 Zr의 산화물을 나타내고, E1은 상기 그룹 GL1에서 선택되는 적어도 하나의 원소의 산화물을 나타내며, X1는 0<X1<100을 만족한다)
또한, 상기 식(2)에서, D1이 ZrO2이고, E1이 Ga2O3인 것이 바람직하다.
본 발명의 제2 정보 기록 매체는 M1(단, M1은 Zr과 Hf의 혼합물 또는 Hf이다)과, La, Ce, Al, Ga, In, Mg 및 Y로 이루어지는 그룹 GL2에서 선택되는 적어도 하나의 원소와, 산소(O)를 포함하는 산화물계 재료층을 포함한다. 이 산화물계 재료층은, 그 조성이,
M1Q2L2T2O100-Q2-T2(원자%) …(3)
(식 중, M1은 Zr과 Hf의 혼합물 또는 Hf를 나타내고, L2는 상기 그룹 GL2에서 선택되는 적어도 하나의 원소를 나타내며, Q2 및 T2는 0<Q2<34, 0<T2<50, 20<Q2+T2<60을 만족한다)로 표시되는 재료를 포함하는 것이 바람직하다. 또한, 상기 식(3)에 있어서, L2가 Ga인 것이 보다 바람직하다.
본 발명의 제2 정보 기록 매체에 있어서도, 「원자%」란, 제1 정보 기록 매체의 경우와 동일한 의미로 이용되고 있고, M1이 Zr과 Hf의 혼합물인 경우에는 Zr 과 Hf의 원자수를 합한 원자수가 Q2로 되고, L2가 2개 이상의 원소를 포함하는 경우에는, 포함되는 모든 원소의 원자수를 합한 원자수가 T2로 된다. 또한, 식(3)은 산화물계 재료층에 포함되는,「M1」원자, 「L2」원자 및 「O」원자만을 카운트하여 나타낸 것이다. 따라서, 식(3)으로 표시되는 재료를 포함하는 산화물계 재료층은 이들 원자 이외의 성분을 포함하는 경우가 있다.
상술과 같이, 식(3)에 있어서, Q2 및 T2는 0<Q2<34, 0<T2<50, 20<Q2+T2<60을 만족하는 것이 바람직하다. 원소 M1이 34원자% 이상 포함되면, 밀착성이 나빠진다. 원소 L1이 50원자% 이상 포함되면, 반복 개서 성능이 악화된다. 또한, 산소(O)가 40원자%를 민족하지 않으면, 투명성이 저하한다. 보다 바람직하게는, 4<Q2<24, 6<T2<37, 30<Q2+T2<50이다.
상기 식(1)의 경우와 마찬가지로, 식(3)에 있어서도 각 원자는 어떠한 화합물로서 존재해도 된다. 식(3)으로 표시되는 재료에 있어서도, 원소 M1 및 원소 L2의 대부분은 산소 원자와 함께 산화물로서 존재하는 것으로 생각된다. 그래서, 원소 M1 및 원소 L2의 대부분이 산소 원자와 함께 산화물로서 존재하고 있다고 생각하면, 산화물계 재료층에 포함되는 재료를 이하의 식(4)로 표시하는 것도 가능하다.
(D2)X2(E2)100-X2(mol%) …(4)
(식 중, D2는 상기 M1의 산화물을 나타내고, E2는 상기 그룹 GL2에서 선택되는 적어도 하나의 원소의 산화물을 나타내며, X2는 0<X2<100을 만족한다)
또한, 상기 식(4)에 있어서, E2가 Ga2O3인 것이 바람직하다.
본 발명의 제3 정보 기록 매체는 Zr 및 Hf로 이루어지는 그룹 GM2에서 선택되는 적어도 하나의 원소와, La, Ce, Al, Ga, In, Mg 및 Y로 이루어지는 그룹 GL2에서 선택되는 적어도 하나의 원소와, Si와, 산소(O)를 포함하는 산화물계 재료층을 포함한다. 이 산화물계 재료층은, 그 조성이,
M2Q3SiR 1L2T3O100-Q3-R1-T3(원자%) …(5)
(식 중, M2는 상기 그룹 GM2에서 선택되는 적어도 하나의 원소를 나타내고, L2는 상기 그룹 GL2에서 선택되는 적어도 하나의 원소를 나타내며, Q3, R1 및 T3은 0<Q3≤32, 0<R1≤32, 3<T3<43, 20<Q3+R1+T3<60을 만족한다)로 표시되는 재료를 포함하는 것이 바람직하다.
또한, 본 발명의 제3 정보 기록 매체에 있어서는, 산화물계 재료층이, 또한 탄소(C), 질소(N) 및 Cr로 이루어지는 그룹 GK1에서 선택되는 적어도 하나의 원소를 포함하고 있어도 된다. 이 경우의 산화물계 재료층은 그 조성이,
M2Q3SiR 1L2T3K1J1O100-Q3-R1-T3-J1(원자%) …(6)
(식 중, M2는 상기 그룹 GM2에서 선택되는 적어도 하나의 원소를 나타내고, L2는 상기 그룹 GL2에서 선택되는 적어도 하나의 원소를 나타내며, K1은 상기 그룹 GK1에서 선택되는 적어도 하나의 원소를 나타내고, Q3, R1, T3 및 J1은 0<Q3≤32, 0<R1≤35, 2<T3≤40, 0<J1≤40, 20<Q3+R1+T3+J1<80을 만족한다)로 표시되는 재료를 포함하는 것이 바람직하다.
상기 식 (5) 및 (6)에 있어서, M2가 Zr이고, L2가 Ga인 것이 보다 바람직하다(즉, ZrQ 3SiR 1GaT 3O100-Q3-R1-T3 , ZrQ 3SiR 1GaT 3K1J1O 100-Q3-R1-T3-J1가 바람직하다).
본 발명의 제3 정보 기록 매체에 있어서도, 「원자%」란, 제1 정보 기록 매체의 경우와 동일한 의미로 이용되고 있고, M2가 2개의 원소를 포함하는 경우에는, 2개의 원소의 원자수를 합한 원자수가 Q3, L2가 2개 이상의 원소를 포함하는 경우에는, 포함되는 모든 원소의 원자수를 합한 원자수가 T3, K1이 2개 이상의 원소를 포함하는 경우에는, 포함되는 모든 원소의 원자수를 합한 원자수가 J1이 된다. 또한, 식(5)는 산화물계 재료층에 포함되는, 「M2」원자, 「L2」원자, 「Si」원자 및 「O」원자만을 카운트하여 표시한 것, 식(6)은 산화물계 재료층에 포함되는, 「M2」원자, 「L2」원자, 「Si」원자, 「K1」원자 및 「O」원자만을 카운트하여 표시한 것이다. 따라서, 식(5) 또는 (6)으로 표시되는 재료를 포함하는 산화물계 재료층은 이들 원자 이외의 성분을 포함하는 경우가 있다.
상술한 대로, 식(5)에 있어서, Q3, R1 및 T3은 0<Q3≤32, 0<R1≤32, 3<T3<43, 20<Q3+R1+T3<60을 만족하는 것이 바람직하다. 원소 M2 또는 Si가 32원자%보다 많이 포함되면, 밀착성이 나빠진다. 원소 L2가 43원자% 이상 포함되면, 반복 개서 성능이 나빠진다. 또한, 산소(O)가 40원자%를 만족하지 않으면, 투명성이 저하한다. 보다 바람직하게는 0<Q3<25, 0<Rl<25, 6<T3<37, 30<Q3+R1+T3<50이다. 따라서, 이 산화물계 재료는 열적 안정성, 고 투명성, 밀착성, 내습성, 저열전도성에 뛰어난 재료이다.
상기 식(1)의 경우와 같이, 식(5) 및 (6)에 있어서도, 각 원자는 어떠한 화 합물로서 존재해도 된다. 예를 들면 식(5)로 표시되는 재료에서는 원소 M2, Si 및 원소 L2의 대부분은 산소 원자와 함께 산화물로서 존재하는 것으로 생각된다. 또한, Si는 질화물이나 탄화물로서 포함되어 있어도 된다. 그래서, 산화물계 재료층에 포함되는 상기 식(5)나 (6)으로 표시되는 재료를 이하의 식(7) 또는 (8)로 표시하는 것도 가능하다.
(D3)X3(g)Z1(E2)100-X3-Z1(mol%) …(7)
(식 중, D3는 상기 그룹 GM2에서 선택되는 적어도 하나의 원소의 산화물을 나타내고, g는 SiO2, Si3N4 및 SiC로 이루어지는 그룹에서 선택되는 적어도 하나의 화합물을 나타내며, E2는 상기 그룹 GL2에서 선택되는 적어도 하나의 원소의 산화물을 나타내고, X3 및 Z1는 10≤X3<90, 0<Z1≤50, 10<X3+Z1≤ 90을 만족한다)
(D3)X3(SiO2)Z2(f)A1(E2)100-X3-Z2-A1(mol%) …(8)
(식 중, D3 및 E2는 상기 식(7)의 경우와 동일한 산화물을 나타내고, f는 SiC, Si3N4 및 Cr2O3로 이루어지는 그룹에서 선택되는 적어도 하나의 화합물을 나타내며, X3, Z2 및 A1은 10≤X3<90, 0<Z2≤50, 0<A1≤50, 10<X3+ Z2+A1≤90을 만족한다)
또한, 상기 식(7) 및 (8)에 있어서, D3가 ZrO2이고, E2가 Ga2O3인 것이 바람직하다.
본 발명의 제4 정보 기록 매체는 Zr 및 Hf로 이루어지는 그룹 GM2에서 선택되는 적어도 하나의 원소와, La, Ce, Al, Ga, In, Mg 및 Y로 이루어지는 그룹 GL2 에서 선택되는 적어도 하나의 원소와, Cr과, 산소(O)를 포함하는 산화물계 재료층을 포함한다. 이 산화물계 재료층은 그 조성이,
M2Q4CrUL2T4O100-Q4-U-T4(원자%) …(9)
(식 중, M2는 상기 그룹 GM2에서 선택되는 적어도 하나의 원소를 나타내고, L2는 상기 그룹 GL2에서 선택되는 적어도 하나의 원소를 나타내며, Q4, U 및 T4는 0<Q4≤32, 0<U≤25, 0<T4≤40, 20<Q4+U+T4<60을 만족한다)로 표시되는 재료를 포함하는 것이 바람직하다.
또한, 본 발명의 제4 정보 기록 매체에 있어서, 산화물계 재료층은 질소(N) 및 탄소(C)로 이루어지는 그룹 GK2에서 선택되는 적어도 하나의 원소를 포함하고 있어도 된다. 이 경우의 산화물계 재료층은 그 조성이,
M2Q4CrUL2T4SiR 2K2J2O100-Q4-U-T4-R2-J2 (원자%) …(10)
(식 중, M2는 상기 그룹 GM2에서 선택되는 적어도 하나의 원소를 나타내고, L2는 상기 그룹 GL2에서 선택되는 적어도 하나의 원소를 나타내며, K2는 질소(N) 및 탄소(C)로 이루어지는 그룹 GK2에서 선택되는 적어도 하나의 원소를 나타내고, Q4, U, T4, R2 및 J2는 0<Q4≤32, 0<U≤25, 0<T4≤40, 0<R2≤30, 0<J2≤40, 25<Q4+U+T4+R2+J2<85를 만족한다)로 표시되는 재료를 포함하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 식(9) 및 (10)에 있어서, M2가 Zr이고, L2가 Ga인 것이 바람직하다(즉, ZrQ 4CrUGaT 4O100-Q4-U-T4, Zr Q 4CrUGaT 4SiR 2K2J2 O100-Q4-U-T4-R2-J2가 바람직하다).
식 (10)에 있어서, Q4, U, T4, R2 및 J2는 0<Q4≤32, 0<U≤25, 0<T4≤40, 0<R2≤30, 0<J2≤40, 25<Q4+U+T4+R2+J2<85를 만족하는 것이 바람직하다. 식(10)으로 표시되는 재료계에서는 원소 M2가 포함됨으로써 내열성이 향상되는데, 함유량이 32원자%를 넘으면 기록층과의 밀착성이 저하하므로, 원소 M2의 함유량은 32원자% 이하가 바람직하다. 또한, 이 재료계에 Cr이 포함되면 기록층과의 밀착성이 향상되는데, C, N이 포함되는 경우는 투명성을 저하시키지 않도록, Cr의 함유량을 25원자% 이하로 하는 것이 바람직하다. 또한, 이 재료계에 원소 L2가 포함되면 산화물계 재료층의 투명성이 향상되는데, 반복 개서 성능을 저하시키지 않도록, 함유량은 40원자% 이하가 바람직하다. 또한, Si가 질화물, 탄화물로서 산화물과 혼재하면, 구조가 복잡하게 되어 이 재료계의 열 전도율을 낮출 수 있다. 단, 이 재료계에서는, 기록층과의 밀착성을 저하시키지 않도록, Si의 함유량을 30원자% 이하로 하는 것이 바람직하다. 또한, 원소 K2(C, N)는 이 재료계에서는 Si와 화합물을 형성하기 쉬우므로, 상기한 이유에 의해 열 전도율을 저하시킬 수 있는데, 투명성을 저하시키지 않기 위해, C의 함유량은 20원자% 이하, N의 함유량은 40원자% 이하가 바람직하다. 또한, 이 재료계에서는, N이 많이 포함되는 경우, 다른 재료계와 비교해 O가 적더라도 투명성을 얻을 수 있다. 단, O가 15원자% 이하로 되면 투명성이 저하하고, 75원자% 이상이 되면 O가 남아, C나 N보다도 Si와 결합하기 쉬워져 열 전도율의 조정이 곤란해진다. 따라서, O는 15원자%를 넘고, 75원자% 미만인 것이 바람직하다.
상기 식(1)의 경우와 마찬가지로, 식 (9) 및 (10)에 있어서도, 각 원자는 어떠한 화합물로서 존재해도 된다. 예를 들면 식(9)로 표시되는 재료에서는, 원소 M2, Cr 및 원소 L2의 대부분은 산소 원자와 함께 산화물로서 존재하고 있다고 생각된다. 또한, 상기 식(10)으로 표시되는 재료에서 Si는 산화물, 질화물 및 탄화물 중 적어도 어느 것으로 존재한다고 생각된다. 그래서, 산화물계 재료층에 포함되는 상기 식(9)이나 (10)으로 표시되는 재료를 이하의 식(11) 또는 (12)로 표시하는 것도 가능하다.
(D3)X4(Cr2O3)A2(E2)100-X4-A2(mol%) …(11)
(식 중, D3은 상기 그룹 GM2에서 선택되는 적어도 하나의 원소의 산화물을 나타내고, E2는 상기 그룹 GL2에서 선택되는 적어도 하나의 원소의 산화물을 나타내며, X4 및 A2는 10≤X4<90, 0<A2≤40, 10<X4+A2≤90을 만족한다)
(D3)X4(Cr2O3)A2(h)Z3(E2)100-X4-A2-Z3(mol%) …(12)
(식 중, D3은 상기 그룹 GM2에서 선택되는 적어도 하나의 원소의 산화물을 나타내고, h는 Si3N4 및 SiC로 이루어지는 그룹에서 선택되는 적어도 하나의 화합물을 나타내며, E2는 상기 그룹 GL2에서 선택되는 적어도 하나의 원소의 산화물을 나타내고, X4 및 A2 및 Z3는 10≤X4<90, 0<A2≤40, 0<Z3≤40, 10<X4+A2+Z3≤90을 만족한다)
상기 식(11) 및 (12)로 표시되는 재료계에서는, D3이 포함됨으로써 내열성이 향상되는데, 함유량이 90mol%를 넘으면 기록층과의 밀착성이 저하하므로, 90mol% 이하가 바람직하다. 또한, 이 재료계에서, Cr2O3가 포함됨으로써 기록층과의 밀착성이 향상되는데, 투명성의 저하를 억제하기 위해서 함유량을 40mol% 이하로 하는 것이 바람직하다. 또한, 이 재료계에서, E2가 포함됨으로써 투명성이 향상되는데, 반복 개서 성능의 저하를 억제하기 위해서 함유량 90mol% 미만이 바람직하다. 또한, 상기 식(12)로 표시되는 재료계에 포함되는 h에 의하면, 구조가 복잡하게 되므로, 이 재료계의 열전도율을 낮출 수 있다. 단, 투명성의 저하를 억제하기 위해서, 이 재료계에서는 h의 함유량을 40mol% 이하로 하는 것이 바람직하다.
상기 식(11) 및 (12)에서, D3가 ZrO2이고, E2가 Ga2O3인 것이 바람직하다.
Zr 및 Hf의 산화물은 어느 것이나 투명하고 융점이 높고, 열적 안정성이 우수하다. 각각 거의 ZrO2 및 HfO2로서 산화물계 재료층 중에 존재하는 것으로 생각된다. 이러한 열적 안정성이 우수한 재료를 포함하는 층이 형성되어 있는 정보 기록 매체에서는 정보가 반복 개서되는 경우라도, 열화되기 어렵고, 내구성이 우수하다. ZrO2와 HfO2는 거의 같은 성질을 나타내는데, ZrO2는 보다 저가격이므로, 실용성이 우수하다. 또한 Si를 포함시키면, 열적 안정성에 추가하여 유연성도 얻어진다. 이 때문에, 반복 개서시의, 막의 팽창 수축에 대해서도 강하게 되어, 막이 깨지지 않게 된다. Si의 산화물도 또한 투명성이 우수하다.
La, Ce, Al, Ga, In, Mg 및 Y의 산화물은, 어느 것이나 레이저 파장 405㎚ 근방에 있어서도 투명하고, 소쇠 계수는 거의 0.00이다. 각각 La2O3, CeO2, Al2O3, Ga2O3, In2O3, MgO 및 Y2O3로서 산화물계 재료층에 존재하는 것으로 생각된다. 이들 산화물은 물에 녹지 않고 우수한 내습성을 나타낸다. 또한, 칼코게나이드 재료인 기록층과 양호하게 밀착된다. 그 중에서도, Ga2O3는 투명성과 밀착성이 우수하다. 또한 Cr2O3와 비교해, 열 전도성이 낮고, 성막 속도가 크기 때문에, 실용성이 우수한 재료이다.
본 발명의 제1∼제4 정보 기록 매체는 기록층을 더 포함하고, 이 기록층이 비결정질과 결정의 상 변태를 발생시키는 상 변화 재료로 형성되어도 된다. 이용하는 상변화 재료로는, 비가역적 상 변태를 발생시키는 추기형 재료이거나, 가역적 상 변태를 발생시키는 개서형 재료여도 된다. 개서형 재료는, 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-Te에서 선택되는, 어느 하나의 재료를 포함한다. 기록층의 두께는 20㎚ 이하가 바람직하고, 보다 바람직하게는 3㎚에서 15㎚이다. 혹은, 자화(磁化)의 반전을 이용하는, Tb-Fe-Co, Gd-Tb-Fe-Co, Tb-Fe, Dy-Fe-Co, Dy-Nd-Fe-Co와 같은 광자기 재료라도 좋다. 또한, 이러한 기록층을 포함하는 다수의 기록층(다른 종류의 기록층이 포함되고 있어도 좋다)이 형성되어 있어도 좋다. 또, 산화물계 재료층은, 기록층의 종류 또는 수에 상관없이 적용할 수 있고, 또한, 레이저 광과 같은 광학적 수단으로 기록하는 매체 이외에, 전기적 수단으로 기록하는 매체에도 적용할 수 있다.
산화물계 재료층은, 기록층의 적어도 한쪽 면과 접하여 배치되어 있어도 된다. 산화물계 재료층은 S를 포함하지 않으므로, 기록층과 직접 접해 형성해도, 양호한 반복 개서 성능과 내습성을 갖는 정보 기록 매체가 얻어진다.
다음에, 본 발명의 제1∼제4 정보 기록 매체의 제조 방법에 대해서 설명한다.
본 발명의 제1∼제4 정보 기록 매체의 제조 방법은, 각각, 산화물계 재료층을 스퍼터링법으로 형성하는 공정을 포함하는 방법이다. 스퍼터링법에 의하면, 스퍼터링 타겟의 조성과 대략 같은 조성을 갖는 산화물계 재료층을 형성할 수 있다. 따라서, 이 제조 방법에 의하면, 스퍼터링 타겟을 적절히 선택함으로써 원하는 조성의 산화물계 재료층을 용이하게 형성할 수 있다.
본 발명의 제1 정보 기록 매체의 제조 방법은 Zr과, La, Ga 및 In으로 이루어지는 그룹 GL1에서 선택되는 적어도 하나의 원소와, 산소(O)를 포함하는 산화물계 재료층을 포함하는 정보 기록 매체의 제조 방법으로서, 상기 산화물계 재료층을, Zr과, 상기 그룹 GL1에서 선택되는 적어도 하나의 원소와, 산소(O)를 포함하는 스퍼터링 타겟을 이용하여, 스퍼터링법으로 형성하는 공정을 포함한다. 이 경우의 스퍼터링 타겟은 그 조성이,
Zrq 1L1t1O100-q1-t1(원자%) …(13)
(식 중, L1은 상기 그룹 GL1에서 선택되는 적어도 하나의 원소를 나타내고, q1 및 t1은 0<q1<34, 0<t1<50, 20<q1+t1<60을 만족한다)로 표시되는 재료를 포함하는 것이 바람직하다. 식(13)에 있어서, L1이 Ga인 것이 보다 바람직하다.
또한, 이 스퍼터링 타겟의 조성은, Zr 및 원소 L1이 산화물로서 존재하는 것으로 생각하여, 이하의 식(14)로 표시하는 것도 가능하다.
(D1)x1(E1)100-x1(mol%) …(14)
(식 중, D1은 Zr의 산화물을 나타내고, E1은 상기 그룹 GL1에서 선택되는 적어도 하나의 원소의 산화물을 나타내며, x1은 0<x1<100(바람직하게는 20≤x1≤80)을 만족한다)
식(14)에 표시하는 스퍼터링 타겟을 스퍼터링함으로써, 상기 식(1)로 표시되는 재료를 포함하는 산화물계 재료층을 형성할 수 있다. 본 발명자 등의 실험에 의하면, 형성된 산화물계 재료층의 원소 조성(원자%)은 스퍼터링 타겟의 표시 조성(mol%)으로부터 산출되는 원소 조성(원자%)과 비교해, 1원자%부터 2원자%, 산소가 적어도 되는 것이 확인되었다.
상기 식(14)에서, D1이 ZrO2이고, E1이 Ga2O3인 것이 바람직하다(즉, 식 (14)에 있어서는, (ZrO2)x1(Ga2O3)100-x1(mol%)의 스퍼터링 타겟).
D1이 2개의 산화물을 포함하는 경우에는, 2개의 산화물의 몰수를 합한 몰수가 x1, 마찬가지로, E1이 2개 이상의 산화물을 포함하는 경우에는, 포함되는 모든 산화물의 몰수를 합한 몰수가 (100-x)가 된다.
이와 같이 스퍼터링 타겟을 특정하는 것은, Zr, 그룹 GL1에서 선택되는 원소 및 산소(O)를 포함하는 스퍼터링 타겟은 통상, Zr의 산화물과 그룹 GL1에서 선택되는 원소의 산화물의 조성이 표시되어 공급되는 것에 의한다. 또한, 스퍼터링 타겟의 제조 과정에서, Ga나 In과 같은 저융점 재료와 Zr과 같은 고융점의 재료를 직접 혼합하는 것은 곤란하여, 산화물의 형태로 혼합하여 스퍼터링 타겟을 제조하는 방 법이 일반적이다.
또한, 본 발명자 등은, 조성이 이와 같이 표시된 스퍼터링 타겟을 X선 마이크로 분석기로 분석하여 얻은 원소 조성이, 표시되어 있는 조성으로부터 산출되는 원소 조성과 대략 같게 되는 것을(즉, 조성 표시(공칭 조성)가 적정한 것) 확인하고 있다. 따라서, 산화물의 혼합물로서 제공되는 스퍼터링 타겟도 또한, 본 발명의 제1 정보 기록 매체의 제조 방법에서 바람직하게 이용된다. 또, 이하에 설명하는 제2∼제4 정보 기록 매체의 제조 방법에 대해서도 동일하다.
본 발명의 제2 정보 기록 매체의 제조 방법은 M1(단, M1은 Zr과 Hf의 혼합물 또는 Hf이다)와, La, Ce, Al, Ga, In, Mg 및 Y로 이루어지는 그룹 GL2에서 선택되는 적어도 하나의 원소와, 산소(O)를 포함하는 산화물계 재료층을 포함하는 정보 기록 매체의 제조 방법으로서, 상기 산화물계 재료층을, 상기 M1과, 상기 그룹 GL2에서 선택되는 적어도 하나의 원소와, 산소(O)를 포함하는 스퍼터링 타겟을 이용하여, 스퍼터링법으로 형성하는 공정을 포함한다. 이 경우의 스퍼터링 타겟은 그 조성이,
M1q2L2t2O100-q2-t2(원자%) …(15)
(식 중, M1은 Zr과 Hf의 혼합물 또는 Hf를 나타내고, L2는 상기 그룹 GL2에서 선택되는 적어도 하나의 원소를 나타내며, q2 및 t2는 0<q2<34, 0<t2<50, 20<q2+t2<60을 만족한다)로 표시되는 재료를 포함하는 것이 바람직하다. 식(15)에 있어서, L2가 Ga인 것이 보다 바람직하다.
또한, 이 스퍼터링 타겟의 조성은 원소 M1 및 L2가 산화물로서 존재하는 것 으로 생각하여, 이하의 식(16)으로 표시하는 것도 가능하다.
(D2)x2(E2)100-x2(mol%) …(16)
(식 중, D2는 상기 M1의 산화물을 나타내고, E2는 상기 그룹 GL2에서 선택되는 적어도 하나의 원소의 산화물을 나타내며, x2는 0<x2<100(바람직하게는 20≤x2≤80)을 만족한다)
식(16)에 표시하는 스퍼터링 타겟을 스퍼터링함으로써, 상기 식(3)으로 표시되는 재료를 포함하는 산화물계 재료층을 형성할 수 있다. 본 발명자 등의 실험에 의하면, 형성된 산화물계 재료층의 원소 조성(원자%)은 스퍼터링 타겟의 표시 조성(mol%)으로부터 산출되는 원소 조성(원자%)과 비교해, 1원자%부터 2원자%, 산소가 적어도 되는 것이 확인되었다.
상기 식(16)에 있어서, E2가 Ga2O3 인 것이 바람직하다.
본 발명의 제3 정보 기록 매체의 제조 방법은, Zr 및 Hf로 이루어지는 그룹 GM2에서 선택되는 적어도 하나의 원소와, La, Ce, Al, Ga, In, Mg 및 Y로 이루어지는 그룹 GL2에서 선택되는 적어도 하나의 원소와, Si와, 산소(O)를 포함하는 산화물계 재료층을 포함하는 정보 기록 매체의 제조 방법으로서, 상기 산화물계 재료층을, 상기 그룹 GM2에서 선택되는 적어도 하나의 원소와, 상기 그룹 GL2에서 선택되는 적어도 하나의 원소와, Si와, 산소(O)를 포함하는 스퍼터링 타겟을 이용하여, 스퍼터링법으로 형성하는 공정을 포함한다. 이 경우의 스퍼터링 타겟은 그 조성이,
M2q3Sir1L2t3O100-q3-r1-t3(원자%) …(17)
(식 중, M2는 상기 그룹 GM2에서 선택되는 적어도 하나의 원소를 나타내고, L2는 상기 그룹 GL2에서 선택되는 적어도 하나의 원소를 나타내며, q3, r1 및 t3은 0<q3≤32, 0<r1≤32, 3<t3<43, 20<q3+r1+t3<60을 만족한다)로 표시되는 재료를 포함하는 것이 바람직하다.
또한, 본 발명의 제3 정보 기록 매체의 제조 방법에 있어서는, 스퍼터링 타겟이, 또한 탄소(C), 질소(N) 및 Cr로 이루어지는 그룹 GK1에서 선택되는 적어도 하나의 원소를 포함하고 있어도 된다. 이 경우의 스퍼터링 타겟은 그 조성이,
M2q3Sir1L2t3K1j1O100-q3-r1-t3-j1(원자%) …(18)
(식 중, M2는 상기 그룹 GM2에서 선택되는 적어도 하나의 원소를 나타내고, L2는 상기 그룹 GL2에서 선택되는 적어도 하나의 원소를 나타내고, K1은 상기 그룹 GK1에서 선택되는 적어도 하나의 원소를 나타내며, q3, r1, t3및 j1는 0<q3≤32, 0<r1≤35, 2<t3≤40, 0<j1≤40, 20<q3+r1+t3+j1<80을 만족한다)로 표시되는 재료를 포함하는 것이 바람직하다.
식(17) 및 (18)에 있어서, M2가 Zr이고, L2가 Ga인 것이 보다 바람직하다.
또한, 상기 식(17)로 표시하는 스퍼터링 타겟의 조성은 M2 및 L2가 산화물로서, Si가 산화물, 질화물 및 탄화물중 적어도 어느 것으로 존재하는 것으로 생각하여, 이하의 식(19)로 표시하는 것도 가능하다.
(D3)x3(g)z1(E2)100-x3-z1(mol%) …(19)
(식 중, D3은 상기 그룹 GM2에서 선택되는 적어도 하나의 원소의 산화물을 나타내고, g는 SiO2, Si3N4 및 SiC으로 이루어지는 그룹에서 선택되는 적어도 하나의 화합물을 나타내고, E2는 상기 그룹 GL2에서 선택되는 적어도 하나의 원소의 산화물을 나타내며, x3 및 z1는 10≤x3<90(바람직하게는 10≤x3<70), 0<z1≤50(바람직하게는 0<z1≤50), 10<x3+z1≤90(바람직하게는 20≤x3+z1≤80)을 만족한다)
식(19)에 표시하는 스퍼터링 타겟을 스퍼터링함으로써, 상기 식(5)로 표시되는 재료를 포함하는 산화물계 재료층을 형성할 수 있다. 본 발명자 등의 실험에 의하면, 형성된 산화물계 재료층의 원소 조성(원자%)은 스퍼터링 타겟의 표시 조성(mol%)으로부터 산출되는 원소 조성(원자%)과 비교해, 1원자%부터 2원자%, 산소가 적어도 되는 것이 확인되었다.
또한, 상기 식(18)로 표시하는 스퍼터링 타겟의 조성은 이하의 식(20)으로 표시하는 것도 가능하다.
(D3)x3(SiO2)z2(f)a1(E2)100-x3-z2-a1(mol%) …(20)
(식 중, D3은 상기 그룹 GM2에서 선택되는 적어도 하나의 원소의 산화물을 나타내고, f는 SiC, Si3N4 및 Cr2O3으로 이루어지는 그룹에서 선택되는 적어도 하나의 화합물을 나타내고, E2는 상기 그룹 GL2에서 선택되는 적어도 하나의 원소의 산화물을 나타내며, x3, z2 및 a1은 10≤x3<90, 0<z2≤50, 0<a1≤50, 10<x3+z2+a1≤90을 만족한다)
식(19)에 표시하는 스퍼터링 타겟을 스퍼터링함으로써, 상기 식(6)으로 표시 되는 재료를 포함하는 산화물계 재료층을 형성할 수 있다. 본 발명자 등의 실험에 의하면, 형성된 산화물계 재료층의 원소 조성(원자%)은 스퍼터링 타겟의 표시 조성(mol%)으로부터 산출되는 원소 조성(원자%)과 비교해, 1원자%로부터 2원자%, 산소가 적어도 되는 것이 확인되었다.
상기 식(19) 및 (20)에 있어서, D3이 ZrO2이고, E2가 Ga2O3인 것이 바람직하다(즉, 예를 들면 식(19)에 있어서는, (ZrO2)x3(SiO2)z1(Ga 2O3)100-x3-z1(mol%)의 스퍼터링 타겟).
본 발명의 제4 정보 기록 매체의 제조 방법은, Zr 및 Hf로 이루어지는 그룹 GM2에서 선택되는 적어도 하나의 원소와, La, Ce, Al, Ga, In, Mg 및 Y로 이루어지는 그룹 GL2에서 선택되는 적어도 하나의 원소와, Cr과, 산소(O)를 포함하는 산화물계 재료층을 포함하는 정보 기록 매체의 제조 방법으로서, 상기 산화물계 재료층을, 상기 그룹 GM2에서 선택되는 적어도 하나의 원소와, 상기 그룹 GL2에서 선택되는 적어도 하나의 원소와, Cr과, 산소(O)를 포함하는 스퍼터링 타겟을 이용하여, 스퍼터링법으로 형성하는 공정을 포함한다. 이 경우의 스퍼터링 타겟은 그 조성이,
M2q4CruL2t4O100-q4-u-t4(원자%) …(21)
(식 중, M2는 상기 그룹 GM2에서 선택되는 적어도 하나의 원소를 나타내고, L2는 상기 그룹 GL2에서 선택되는 적어도 하나의 원소를 나타내며, q4, u 및 t4는 0<q4≤32, 0<U≤25, 0<t4≤40, 20<q4+U+t4<60을 만족한다)로 표시되는 재료를 포함 하는 것이 바람직하다.
또한, 본 발명의 제4 정보 기록 매체에 있어서 이용되는 스퍼터링 타겟은 질소(N) 및 탄소(C)로 이루어지는 그룹 GK2에서 선택되는 적어도 하나의 원소를 포함하고 있어도 된다. 이 경우의 스퍼터링 타겟은 그 조성이,
M2q4CruL2t4Sir2K2j2O100-q4-u-t4-r2-j2(원자%) …(22)
(식 중, M2는 상기 그룹 GM2에서 선택되는 적어도 하나의 원소를 나타내고, L2는 상기 그룹 GL2에서 선택되는 적어도 하나의 원소를 나타내고, K2는 질소(N) 및 탄소(C)로 이루어지는 그룹 GK2에서 선택되는 적어도 하나의 원소를 나타내며, q4, u, t4, r2 및 j2는 0<q4≤32, 0<u≤25, 0<t4≤40, 0<r2≤30, 0<j2≤40, 25<q4+u+t4+r2+j2<85를 만족한다)로 표시되는 재료를 포함하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 식(21) 및(22)에 있어서, M2가 Zr이고, L2가 Ga인 것이 바람직하다.
상기 식(21) 및 (22)로 표시되는 재료를 포함하는 스퍼터링 타겟은 이하의 식(23) 또는 (24)로 각각 표시하는 것도 가능하다.
(D3)x4(Cr2O3)a2(E2)100-x4-a2(mol%) …(23)
(식 중, D3은 상기 그룹 GM2에서 선택되는 적어도 하나의 원소의 산화물을 나타내고, E2는 상기 그룹 GL2에서 선택되는 적어도 하나의 원소의 산화물을 나타내며, x4 및 a2는 10≤x4<90, 0<a2≤40, 10<x4+a2≤90을 만족한다)
(D3)x4(Cr2O3)a2(h)z3(E2)100-x4-a2-z3(mol%) …(24)
(식 중, D3은 상기 그룹 GM2에서 선택되는 적어도 하나의 원소의 산화물을 나타내고, h는 Si3N4 및 SiC로 이루어지는 그룹에서 선택되는 적어도 하나의 화합물을 나타내고, E2는 상기 그룹 GL2에서 선택되는 적어도 하나의 원소의 산화물을 나타내며, x4 및 a2 및 z3는 10≤x4<90, 0<a2≤40, 0<z3≤40, 10<x4+a2+z3≤90을 만족한다)
상기 식(22) 및 (23)에 있어서, D3이 ZrO2이고, E2가 Ga2O3인 것이 바람직하다.
또, 예를 들면 상기 식(19)에 있어서, D3이 ZrO2이고, g가 SiO2이며, 또한 x3= z1의 관계에 있는 스퍼터링 타겟의 경우, ZrO2와 SiO2를 대략 같은 비율로 포함하는 ZrSiO4의 복합 산화물을 포함해도 된다. 그 외, 상기 식(2), (4), (14), (16) 및 (19)중 어느 하나로 표시되는 재료가, CeZrO4, Hf2La2O7, LaAlO3, LaGaO3, Mg2SiO4, MgSiO3, MgZrO3, Y3Al5O12 , Y3Ga5O12, Y0.15Zr0.85O1.93 및 ZrSiO4와 같은 복합 산화물을 포함해도 된다. 예를 들면, MgO와 SiO2의 복합 산화물로서 MgSiO3가, ZrO2와 SiO2의 복합 산화물로서 ZrSiO4가 존재하도록, 2이상의 산화물로부터 복합 산화물이 형성되어도 되어, 보다 양호한 열적 안정성이 얻어진다.
이하, 본 발명의 실시 형태를, 도면을 참조하면서 설명한다. 이하의 실시 형태는 예시적인 것이고, 본 발명은 이하의 실시 형태에 한정되지 않는다.
(실시 형태 1)
본 발명의 실시 형태 1로서, 레이저광을 이용하여 정보의 기록 및 재생을 실시하는, 광 정보 기록 매체의 일례를 설명한다. 도 1에, 그 광 정보 기록 매체의 일부 단면을 도시한다.
도 1에 도시하는 정보 기록 매체(25)는 기판(1)의 한쪽 표면에, 제1 유전체층(2), 기록층(4), 제2 유전체층(6), 광 흡수 보정층(7) 및 반사층(8)이, 이 순서대로 형성되고, 또한 접착층(9)에서 더미 기판(10)이 반사층(8)에 접착된 구성을 갖는다. 즉, 반사층(8)은 광 흡수 보정층(7) 상에 형성되고, 광 흡수 보정층(7)은 제2 유전체층(6) 상에 형성되며, 제2 유전체층(6)은 기록층(4) 상에 형성되고, 기록층(4)은 제1 유전체층(2) 상에 형성되어 있다. 이 구성의 정보 기록 매체는 파장 660㎚ 부근의 적색역의 레이저 빔으로 정보를 기록 재생하는, 4. 7GB/DVD-RAM로서 사용할 수 있다. 이 구성의 정보 기록 매체(25)에는 기판(1)측에서 레이저 광(12)이 입사되고, 이에 따라 정보의 기록 및 재생이 실시된다. 정보 기록 매체(25)는 제1 계면층(103) 및 제2 계면층(105)을 갖고 있지 않은 점에서 도 12에 도시하는 종래의 정보 기록 매체(31)와 상이하다.
실시 형태 1에 있어서는, 제1 유전체층(2) 및 제2 유전체층(6)이 모두 산화물계 재료층이다. 상술한 바와 같이, 산화물계 재료층은 다음 4개중 어느 하나이다.
(Ⅰ) Zr과, La, Ga 및 In으로 이루어지는 그룹 GL1에서 선택되는 적어도 하나의 원소와, 산소(O)를 포함하는 산화물계 재료층
(Ⅱ)M1(단, M1은 Zr과 Hf의 혼합물 또는 Hf이다.)과, La, Ce, Al, Ga, In, Mg 및 Y로 이루어지는 그룹 GL2에서 선택되는 적어도 하나의 원소와, 산소(O)를 포함하는 산화물계 재료층
(Ⅲ) Zr 및 Hf로 이루어지는 그룹 GM2에서 선택되는 적어도 하나의 원소와, La, Ce, Al, Ga, In, Mg 및 Y로 이루어지는 그룹 GL2에서 선택되는 적어도 하나의 원소와, Si와, 산소(O)를 포함하는 산화물계 재료층
(Ⅳ) Zr 및 Hf로 이루어지는 그룹 GM2에서 선택되는 적어도 하나의 원소와, La, Ce, Al, Ga, In, Mg 및 Y로 이루어지는 그룹 GL2에서 선택되는 적어도 하나의 원소와, Cr과, 산소(O)를 포함하는 산화물계 재료층
일반적으로, 유전체층의 재료에는, 투명한 것, 융점이 높고, 기록시에 용융되지 않는 것 및 칼코게나이드 재료인 기록층과의 밀착성이 양호한 것이 요구된다. 투명한 것은, 기판(1)측으로부터 입사된 레이저광(12)을 통과시켜 기록층(4)에 도달시키기 위해서 필요한 특성이다. 이 특성은, 특히 입사측의 제1 유전체층에 요구된다. 높은 융점은, 피크 파워 레벨의 레이저 광을 조사하였을 때에, 유전체층의 재료가 기록층에 혼입되지 않는 것을 확보하기 위해서 필요한 특성이고, 제1 및 제2 유전체층의 양쪽에 요구된다. 유전체층의 재료가 기록층에 혼입되면, 반복 개서 성능이 현저히 저하한다. 칼코게나이드 재료인 기록층과의 밀착성이 양호한 것은, 정보 기록 매체의 신뢰성을 확보하기 위해서 필요한 특성이고, 제1 및 제2 유전체층의 양쪽에 요구된다. 또한, 유전체층의 재료는, 얻어지는 정보 기록 매체가, 종래의 정보 기록 매체(즉, (ZnS)80(SiO2)20(mol%)로 이루어지는 유전체층과 기록층과의 사이에 계면층이 위치하는 매체)와 동등하던가 그 이상의 기록 감도를 갖 도록 선택할 필요가 있다.
상기 (Ⅰ)∼(Ⅳ)의 산화물계 재료층에 포함되는 성분 중, Zr 및 Hf의 각각의 산화물은 어느 것이나, 투명하고 융점이 높고, 열 안정성이 우수하다. 따라서, 이들 화합물에 의하면, 정보 기록 매체의 반복 개서 성능을 확보할 수 있다. 또한, 상기 (Ⅰ)∼(Ⅳ)의 산화물계 재료층에 포함되는 성분 중, La, Ce, Al, Ga, In, Mg 및 Y의 각각의 산화물도 투명하고, 기록층과의 밀착성, 내습성이 우수하다. 따라서, 이들 화합물에 의하면, 정보 기록 매체의 내습성을 확보할 수 있다. Zr 및 Hf의 각각의 산화물에는, 예를 들면, ZrO2 및 HfO2가 각각 포함된다. La, Ce, Al, Ga, In, Mg 및 Y의 각각의 산화물에는 예를 들면, La2O3, CeO2, Al2 O3, Ga2O3, In2O3, MgO 및 Y2O3가 각각 포함된다. 또한, SiO2을 포함해도 된다. 이들 산화물의 융점은(문헌값), ZrO2 및 HfO2가 약 2700℃, La2O3가 약 2300℃, CeO2가 약 2000℃, Al2O3가 약 2000℃, Ga2O3가 약 1700℃, In2O3가 약 1900℃, MgO가 약 2800℃, Y2O3가 약 2400℃ 및 SiO2가 약 1700℃이다. 어느 것이나 기록층의 융점 500∼700℃보다도 충분히 높고, 기록시에 녹아 기록층에 확산될 가능성은 매우 낮다. 또한, 이들 2이상의 원소의 산화물을 포함하여, 복합 산화물을 형성하고 있어도 된다. 예를 들면, ZrO2와 SiO2가 대략 같은 비율로 포함된 ZrSiO4, MgO와 SiO2가 대략 같은 비율로 포함된 MgSiO3을 형성해도 된다.
이들 산화물을 혼합한 재료를 포함하는 층을, 제1 유전체층(2) 및 제2유전체 층(6)으로 하고, 이들을 도시하는 바와 같이 기록층(4)과 접하도록 형성함으로써, 반복 개서 성능이 우수하고, 또한 기록층과 유전체층과의 사이의 밀착성이 양호한 정보 기록 매체(25)를 실현할 수 있다.
유전체층(2, 6)으로서 상기(Ⅰ)의 산화물계 재료층을 이용하는 경우, 이 산화물계 재료층은 ZrQ 1L1T1O100-Q1-T1(원자%)(식 중, L1은 상기 그룹 GL1에서 선택되는 적어도 하나의 원소를 나타내고, Q1 및 T1은 0<Q1<34, 0<T1<50, 20<Q1+T1<60을 만족한다)로 표시되는 재료를 포함한다. Zr이 34원자% 이상 포함되면, 밀착성이 나빠진다. 원소 L1이 50원자% 이상 포함되면, 반복 개서 성능이 악화된다. 또한, 산소(O)가 40원자%에 만족하지 않으면, 투명성이 저하한다. 보다 바람직하게는, 4<Q1<24, 6<T1<37, 30<Q1+T1<50이다.
또한, 유전체층(2, 6)으로서 상기(Ⅱ)의 산화물계 재료층을 이용하는 경우, 이 산화물계 재료층은 M1Q2L2T2O100-Q2-T2(원자%)(식 중, M1은, Zr과 Hf의 혼합물 또는 Hf를 나타내고, L2는 상기 그룹 GL2에서 선택되는 적어도 하나의 원소를 나타내며, Q2 및 T2는 0<Q2<34, 0<T2<50, 20<Q2+T2<60을 만족한다)로 표시되는 재료를 포함한다. M1이 34원자% 이상 포함되면, 밀착성이 나빠진다. 원소 L2가 50원자% 이상 포함되면, 반복 개서 성능이 악화된다. 또한, 산소(O)가 40원자%에 만족하지 않으면, 투명성이 저하한다. 보다 바람직하게는, 4<Q2<24, 6<T2<37, 30<Q2+T2<50이다.
상기 (Ⅰ) 및 (Ⅱ)의 산화물계 재료층의 성분 원소로는 예를 들면, Zr-La-O, Zr-Hf-La-O, Hf-La-O, Zr-Hf-Ce-O, Hf-Ce-O, Zr-Hf-Al-O, Hf-Al-O, Zr-Ga-O, Zr- Hf-Ga-O, Hf-Ga-O, Zr-In-O, Zr-Hf-In-O, Hf-In-O, Zr-Hf-Mg-O, Hf-Mg-O, Zr-Hf-Y-O, Hf-Y-O 등이 있고, 어느 것이나 2개 이상의 산화물이 혼합된 형태로 층 중에 존재하고 있다고 생각된다. 산화물계 재료층을 X선 마이크로 분석기 등으로 조성 분석하면, 각 원소의 원자%(Q1, Tl, 100-Q1-T1, Q2, T2, 100-Q2-T2)가 얻어진다. 예를들면, Zr-Ga-O의 경우에는, 거의 ZrO2-Ga2O3로서 존재하는 것으로 생각된다. Zr-Ga-O는, 고투명성, 저열전도성, 고밀착성 및 고 성막 속도를 갖는 뛰어난 재료이다.
Zr-Ga-O 이외의 다른 재료에 관해서도, 다음과 같은 혼합 재료로 되어 존재하는 것으로 생각된다. ZrO2-La2O3, ZrO2-HfO2-La 2O3, HfO2-La2O3, ZrO2-HfO2-CeO 2, HfO2-CeO2, ZrO2-HfO2-Al2O3, HfO2 -Al2O3, ZrO2-Ga2O3, ZrO2-HfO 2-Ga2O3, HfO2-Ga2O3, ZrO2-In2O3, ZrO2-HfO2-In2O3, HfO2-In2O3, ZrO2-HfO2-MgO, HfO2-MgO, ZrO2-HfO2-Y2O3, HfO2-Y2O3 등을 들 수 있다.
유전체층(2, 6)으로서 상기(Ⅲ)의 산화물계 재료층을 이용하는 경우, 이 산화물계 재료층은 M2Q3SiR 1L2T3O100-Q3-R1-T3(원자%)(식 중, M2는 상기 그룹GM2에서 선택되는 적어도 하나의 원소를 나타내고, L2는 상기 그룹GL2에서 선택되는 적어도 하나의 원소를 나타내며, Q3, R1 및 T3은 0<Q3≤32, 0<R1≤32, 3<T3<43, 20<Q3+R1+T3<60을 만족한다)로 표시되는 재료를 포함한다. 원소M2 또는 Si가 32원자% 보다 많이 포함되면, 밀착성이 나빠진다. 원소L2가 43원자% 이상 포함되면, 반복 개서 성능이 악화된다. 또, 산소(O)가 40원자%에 만족하지 않으면, 투명성이 저하한다. 보다 바람직하게는 0<Q3<25, 0<R1<25, 6<T3<37, 30<Q3+R1+T3<50이다.
상기(Ⅲ)의 산화물계 재료층의 성분 원소로는, 예를 들면, Zr-Si-La-O, Zr-Si-Hf-La-O, Hf-Si-La-O, Zr-Si-Ce-O, Zr-Si-Hf-Ce-O, Hf-Si-Ce-O, Zr-Si-Al-O, Zr-Si-Hf-Al-O, Hf-Si-Al-O, Zr-Si-Ga-O, Zr-Si-Hf-Ga-O, Hf-Si-Ga-O, Zr-Si-In-O, Zr-Si-Hf-In-O, Hf-Si-In-O, Zr-Si-Mg-O, Zr-Si-Hf-Mg-O, Hf-Si-Mg-O, Zr-Si-Y-O, Zr-Hf-Si-Y-O, Hf-Si-Y-O, Zr-Si-Ga-Y-O등이 있고, 어느 것이나 2개 이상의 산화물이 혼합된 형태로 층 중에 존재하는 것으로 생각된다. 예를 들면, Zr-Si-Ga-O의 경우에는, 거의 ZrO2-SiO2-Ga2O3로서 존재하는 것으로 생각된다. 특히, Zr-Si-Ga-O는, 고 투명성, 저열전도성, 고 밀착성, 고 반복 개서 성능 및 고성막 속도를 가져 뛰어난 재료이다.
Zr-Si-Ga-O 이외의 다른 재료에 대해서도, 다음과 같은 혼합 재료로 되어 존재하는 것으로 생각된다. ZrO2-SiO2-La2O3, ZrO2-HfO 2-SiO2-La2O3, HfO2-SiO2-La2O 3, ZrO2-SiO2-CeO2, ZrO2-HfO2-SiO2-CeO 2, HfO2-SiO2-CeO2, ZrO2-SiO2-Al2 O3, ZrO2-HfO2-SiO2-Al2O3, HfO2-SiO2-Al2O3, ZrO2-SiO2-Ga2O3, ZrO2-HfO2-SiO2 -Ga2O3, HfO2-SiO2-Ga2O3, ZrO2-SiO2-In2O3, ZrO2-HfO2-SiO2 -In2O3, HfO2-SiO2-In2O3, ZrO 2-SiO2-MgO(ZrO2-MgSiO3), ZrO2-HfO2-SiO2-MgO, HfO2-SiO2-MgO, ZrO2 -SiO2-Y2O3, ZrO2-HfO2-SiO2-Y 2O3, HfO2-SiO2-Y2O3, ZrO2-SiO2-Ga2O3-Y2O 3 등을 들 수 있다.
상기 (Ⅲ)의 산화물계 재료층에는, 또한 C, N 및 Cr로 이루어지는 그룹 GK1에서 선택되는 적어도 하나의 원소(K1)가 포함되어도 된다. 이 산화물계 재료층은 M2Q3SiR1L2T3K1J1O100-Q3-R1-T3-J1(원자%)(식 중, M2는 상기 그룹 GM2에서 선택되는 적어도 하나의 원소를 나타내고, L2는 상기 그룹 GL2에서 선택되는 적어도 하나의 원소를 나타내며, K1은 상기 그룹 GK1에서 선택되는 적어도 하나의 원소를 나타내고, Q3, R1, T3 및 J1은 0<Q3≤32, 0<R1≤35, 2<T3≤40, 0<J1≤40, 20<Q3+R1+T3+J1<80을 만족시킨다)로 표시되는 재료를 포함한다. 원소M2와 Si의 산화물을 포함시키면 반복 개서 성능이 향상되고, Si의 산화물은 투명성을 향상시키는 작용도 갖는다. 또한, 원소 L2의 산화물은, 투명성이 높고, 기록층과의 밀착성도 뛰어나다. 또한, 원소 K1을 포함시킴으로써, 산화물계 재료층의 열 전도율을 작게 하거나, 기록층과의 밀착성을 더욱 향상시키는 효과가 얻어진다. 구체적으로는, 원소 K1이 C인 경우, Si의 탄화물이 원소 M2 및 L2의 산화물과 함께 존재하고, 서로 혼합되지 않고 복잡한 구조를 형성하는 것이 기대된다. 마찬가지로, 원소 K1이 N인 경우, Si의 질화물이 원소 M2 및 L2의 산화물과 함께 존재하고, 서로 혼합되지 않고 복잡한 구조를 형성하는 것이 기대된다. 구조가 복잡하게 됨으로써 열이 전달되기 어려워져, 열 전도율을 작게 할 수 있는 것으로 생각된다. 또한, 그룹 GK1에 포함되는 Cr의 산화물은 기록층과의 밀착성이 좋다. 이들 점에서, M2Q3SiR 1L2 T3K1J1O100-Q3-R1-T3-J1(원자%) 계는 우수한 산화물계 재료층이다. 또한, 상기에 바람직한 원자 농도를 표시했는데, 원소 M2가 32원자%보다 많고, 또는 Si가 35원자% 보다 많이 포함 되면 기록층과의 밀착성이 악화되고, 원소 L2가 40원자% 이상 포함되면 반복 개서 성능이 악화된다. 또한, 원소 K1이 40원자%을 초과하면 투명성이 저하한다. 또한, 이 산화물계 재료층에서는, 산소(O)가 20원자%에 만족하지 않으면 투명성이 저하한다. 보다 바람직한 원자 농도는 0<Q3<25, 0<R1<25, 6<T3<37, 0<J1<35, 30<Q3+R1+T3+J1<50이다.
상기(Ⅲ)의 산화물계 재료층에 원소 K1이 포함되어 있는 경우의 성분 원소로는, 예를 들면, Zr-Si-La-Cr-O, Zr-Si-La-N-O, Zr-Si-La-C-O, Zr-Si-Ga-Cr-O, Zr-Si-La-N-O, Zr-Si-La-C-O, Zr-Si-Y-Cr-O, Zr-Si-Y-N-O, Zr-Si-Y-C-O 등이 있고, 어느 것이나 2개 이상의 산화물이 혼합된 형태로 층 중에 존재하고 있는 것으로 생각된다. 예를 들면, Zr-Si-La-Cr-O의 경우에는, 거의 ZrO2-SiO2-La2O 3-Cr2O3로서 존재하는 것으로 생각된다. 또, 특히, Zr-Si-Ga-Cr-O는, 고투명성, 저열전도성, 고밀착성, 고 반복 개서 성능성 및 고 성막 속도를 가지며, 우수한 재료이다.
Zr-Si-La-Cr-O 이외의 다른 재료에 대해서도, 다음과 같은 혼합 재료로 되어 존재하는 것으로 생각된다. ZrO2-SiO2-La2O3-Si3N 4, ZrO2-SiO2-La2O3-SiC, ZrO2-SiO2 -Ga2O3-Si3N4, ZrO2-SiO2-Ga2O 3-SiC, ZrO2-SiO2-Ga2O3-Cr2O3 , ZrO2-SiO2-In2O3-Si3N4, ZrO 2-SiO2-In2O3-SiC, ZrO2-SiO2-In2O3 -Cr2O3, 또한, HfO2-SiO2-La2O3-Si 3N4, HfO2-SiO2-La2O3-SiC, HfO2-SiO2-La2O3-Cr2O3, HfO2 -SiO2-Ga2O3-Si3N4, HfO2-SiO 2-Ga2O3-SiC, HfO2-SiO2-Ga2O3-Cr2O3, HfO2-SiO2-In2O 3-Si3N4, HfO2-SiO2-In2O3-SiC, HfO2-SiO2-In2O3-Cr2O3 등을 들 수 있다.
또, Si가 탄화물 혹은 질화물만을 형성하고 있어도 되고, 그 경우는 다음과 같은 혼합 재료로 되어 존재하는 것으로 생각된다. ZrO2-La2O3-Si3 N4, ZrO2-La2O3-SiC, ZrO2-Ga2O3-Si3N4, ZrO2-SiO2 -SiC, ZrO2-In2O3-Si3N4, ZrO2-In 2O3-SiC, ZrO2-In2O3-Cr2O3, 또한, HfO2-CeO2-Si3N4, HfO 2-CeO2-SiC, HfO2-Al2O3-Si3N4 , HfO2-Ga2O3-Si3N4, HfO2-Ga2O3-SiC, HfO2-In2O3-Si3 N4, HfO2-In2O3-SiC 등을 들 수 있다.
유전체층(2, 6)으로서 상기(Ⅳ)의 산화물계 재료층을 이용하는 경우, 이 산화물계 재료층은, 예를 들면 M2Q4CrUL2T4O100-Q4-U-T4(원자%)(식 중, M2는 Zr 및 Hf로 이루어지는 그룹 GM2에서 선택되는 적어도 하나의 원소를 나타내고, L2는 상기 그룹 GL2에서 선택되는 적어도 하나의 원소를 나타내며, Q4 , U 및 T4는 0<Q4≤32, 0<U≤25, 0<T4≤40, 20<Q4+U+T4<60을 만족시킨다)로 표시되는 재료를 포함한다. 원소 M4이 32원자% 보다 많이 포함되면, 특히 기록층과의 밀착성이 나빠진다. Cr을 포함시키면 기록층과의 밀착성이 보다 향상된다. Cr이 25원자%보다도 많아지면, 산화물계 재료층의 투명성이 저하한다. 원소 L2가 40원자%이상 포함되면, 반복 개서 성능이 악화된다. 또한, 산소(O)가 40원자%에 만족하지 않으면, 투명성이 저하한다. 보다 바람직하게는, 0<Q4<25, 0<U<18, 6<T4<20, 30<Q4+U+T4<50이다.
이 경우의 산화물계 재료층의 성분 원소로는, 예를 들면, Zr-Cr-La-O, Zr-Cr-Hf-La-O, Hf-Cr-La-O, Zr-Cr-Ce-O, Zr-Cr-Hf-Ce-O, Hf-Cr-Ce-O, Zr-Cr-Al-O, Zr-Cr-Hf-Al-O, Hf-Cr-Al-O, Zr-Cr-Ga-O, Zr-Cr-Hf-Ga-O, Hf-Cr-Ga-O, Zr-Cr-In-O, Zr-Cr-Hf-In-O, Hf-Cr-In-O, Zr-Cr-Hf-Mg-O, Hf-Cr-Mg-O, Zr-Cr-Mg-O, Zr-Cr-Y-O, Zr-Hf-Cr-Y-O, Hf-Cr-Y-O 등이 있고, 어느 것이나 2개 이상의 산화물이 혼합된 형태로 층 중에 존재하는 것으로 생각된다. 예를 들면, Zr-Cr-Ga-O의 경우에는, 거의 ZrO2-Cr2O3-Ga2O3로서 존재하는 것으로 생각된다. 특히, Zr-Cr-Ga-O는, 고투명성, 저열전도성, 고밀착성, 고 반복 개서 성능 및 고 성막 속도를 가지며, 우수한 재료이다.
Zr-Cr-Ga-O 이외의 다른 재료에 대해서도, 다음과 같은 혼합 재료가 되어 존재하는 것으로 생각된다. ZrO2-Cr2O3-La2O3, ZrO 2-HfO2-Cr2O3-La2O3, HfO2-Cr 2O3-La2O3, ZrO2-Cr2O3-CeO2, ZrO2-HfO2-Cr2 O3-CeO2, HfO2-Cr2O3-CeO2, ZrO 2-Cr2O3-Al2O3, ZrO2-HfO2-Cr2O3-Al2O3, HfO2-Cr2O3-Al 2O3, ZrO2-Cr2O3-Ga2O3, ZrO2-HfO2-Cr2O3-Ga2O3, HfO2-Cr 2O3-Ga2O3, ZrO2-Cr2O3-In2O3, ZrO2-HfO2-Cr2O3-In2O3, HfO2-Cr 2O3-In2O3, ZrO2-Cr2O3-MgO, ZrO2-HfO2-Cr2O3-MgO, HfO2-Cr2O3 -MgO, ZrO2-Cr2O3-Y2O3, ZrO2-HfO 2-Cr2O3-Y2O3, HfO2-Cr2O3-Y2O3, ZrO2-Cr2O3-Ga 2O3-Y2O3 등을 들 수 있다.
도 7에, 식(1) 또는 (3)으로 표시되는 재료의 조성 범위를 나타낸다. 도 7에서, 좌표는 (M, L, O)이고, 단위는 원자%이다. 좌표 M은 Zr 또는 원소 M1을 나타내고, 좌표 L은 원소 L1 또는 L2를 표시한다. 이 도면에서, 식(1) 또는 (3)으로 표시되는 재료는, a(34, 26, 40), b(10, 50, 40), c(0, 50, 50), d(0, 20, 80), e(20, 0, 80), f(34, 0, 66)로 둘러싸이는 범위(선상을 포함하지 않는다) 내의 재 료이다.
상기 (Ⅰ)의 산화물계 재료층은, Zr의 산화물과, 상기 그룹 GL1에서 선택되는 원소 산화물을, 합해서 90mol%이상 포함하는 것이 바람직하다. 상기(Ⅱ)의 산화물계 재료층은, M1의 산화물과, 상기 그룹 GL2에서 선택되는 원소 산화물을, 합해서 90mol%이상 포함하는 것이 바람직하다. 상기(Ⅲ)의 산화물계 재료층은 상기 그룹 GM2에서 선택되는 원소 산화물과, 상기 그룹 GL2에서 선택되는 원소 산화물과, Si의 산화물을, 합해서 90mol%이상 포함하는 것이 바람직하다. 상기(Ⅳ)의 산화물계 재료층은 상기 그룹 GM2에서 선택되는 원소 산화물과, 상기 그룹 GL2에서 선택되는 원소 산화물과, Cr의 산화물을, 합해서 90mol%이상 포함하는 것이 바람직하다. 이들 화합물을 합쳐셔 90mol%이상 포함하는 층은 그 이외의 제3 성분을 포함하고 있어도, 그 열 안정성 및 내습성은 변하지 않고, 제1 유전체층(2) 및 제2 유전체층(6)으로서 바람직하게 이용된다. 제3 성분은 산화물계 재료층을 형성할 때에 불가피하게 포함되는 것, 첨가되어서 좋은 것, 또는 불가피하게 형성되는 것이다. 제3 성분으로서, 예를 들면, 유전체, 금속, 반금속, 반도체 및/또는 비금속이 산화물계 재료층에 포함된다. 유전체는 10mol% 정도 포함되어 있어도 되고, 금속의 함유량은 2mol%이하가 바람직하다. 또한, 반금속, 반도체, 비금속의 함유량은 5mol%이하가 바람직하다.
제3 성분으로서 포함되는 유전체는, 보다 구체적으로는, Bi2O3, Cr2O3 , CuO, Cu2O, Er2O3, FeO, Fe2O3, Fe3O4 , Ho2O3, GeO, GeO2, In2O3과 SnO2의 혼합물, Mn3O4, Nb2O5, Nd2O3, NiO, Sb2O3, Sb2 O4, Sc2O3, SiO2, Sm2O3, SnO, SnO2, Ta2O5, Tb4O7, TeO7, TiO2, WO3, Yb2O3, ZnO, AlN, BN, CrN, Cr2N, HfN, NbN, Si3N4, TaN, TiN, VN, ZrN, B4C, Cr3C2, HfC, Mo2C, NbC, SiC, TaC, TiC, VC, W2C, WC 및 ZrC이다.
제3 성분으로서 포함되는 금속은, 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 Yb이다.
제3 성분으로서 포함되는 반금속 및 반도체는, 보다 구체적으로는, B, Al, C, Si, Ge 및 Sn이다. 제3 성분으로서 포함되는 비금속은, 보다 구체적으로는, Sb, Bi, Te 및 Se이다.
제1 유전체층(2) 및 제2 유전체층(6)은 각각의 광로 길이(즉, 유전체층의 굴절률(n)과 유전체층의 막 두께(d)와의 곱(nd))를 바꿈으로써, 결정상의 기록층(4)의 광 흡수율Ac(%)과 비정질상의 기록층(4)의 광 흡수율Aa(%), 기록층(4)이 결정상일 때의 정보 기록 매체(25)의 광 반사율 Rc(%)과 기록층(4)이 비정질상일 때의 정보 기록 매체(25)의 광 반사율 Ra(%), 기록층(4)이 결정상인 부분과 비정질상인 부분의 정보 기록 매체(25)의 광의 위상차 △ø를 조정하는 기능을 갖는다. 기록 마크의 재생 신호 진폭을 크게 하고, 신호 품질을 올리기 위해서는, 반사율차(|Rc-Ra|) 또는 반사율비(Rc/Ra)가 큰 것이 바람직하다. 또한, 기록층(4)이 레이저 광을 흡수하도록, Ac 및 Aa도 큰 것이 바람직하다. 이들 조건을 동시에 만족하도록 제1 유전체층(2) 및 제2 유전체층(6)의 광로 길이를 결정한다. 이들 조건을 만족하는 광로 길이는 예를 들면 매트릭스법(예를 들면 구보타 히로시 저 「파동 광학」이와나미新書, 1971년, 제3장을 참조)에 의거하는 계산에 의해 정확하게 결정할 수 있다.
이상에서 설명한, 산화물계 재료층은, 그 조성에 따라서 다른 굴절율을 갖는다. 유전체층의 굴절율을 n, 막 두께를 d(nm), 레이저 광(12)의 파장을 λ(㎚)로 한 경우, 광로 길이(nd)는 nd=aλ로 표시된다. 여기서, a는 양의 수로 한다. 정보 기록 매체(25)의 기록 마크의 재생 신호 진폭을 크게 해서 신호 품질을 향상시키기 위해서는, 예를 들면, 15%≤Rc 또한 Ra≤2%인 것이 바람직하다. 또, 개서에 의한 마크 변형을 없애거나 또는 작게 하기 위해서는 1.1≤Ac/Aa인 것이 바람직하다. 이들 바람직한 조건이 동시에 충족되도록 제1 유전체층(2) 및 제2 유전체층(6)의 광로 길이(aλ)를, 매트릭스법에 의거하는 계산에 의해 정확하게 구했다. 얻어진 광로 길이(aλ) 및 λ 및 n으로부터, 유전체층의 두께(d)를 구했다. 그 결과, 예를 들면, ZrQ 3SiR 1GaT 3O100-Q3-R1-T3 (원자%)((ZrO2)X3(SiO2)Z1(Ga2O3) 100-X3-Z1(mol%)로 표시할 수 있다)로 표시되고, 굴절율(n)이 1.7∼2.3인 재료로, 제1 유전체층(2)을 형성하는 경우, 그 두께는 바람직하게는 100㎚∼200㎚인 것을 알 수 있다. 또, 이 재료로 제2 유전체층(6)을 형성하는 경우, 그 두께는 바람직하게는 20∼80㎚인 것을 알았다.
한편, 실시 형태 1에 있어서의 정보 기록 매체는 일례로서 제1 유전체층(2) 및 제2 유전체층(6)의 양쪽에, 본 발명의 산화물계 재료층을 이용하고 있는데, 각각의 유전체층에, 같은 재료, 또는 구성 원소가 같고 조성비가 다른 재료, 또는 구성 원소가 다른 재료를 이용하는 것도 가능하다. 예를 들면, 제1 유전체층(2) 및 (6)에 Zr6Si6Ga25O63(원자%)을 이용해도 되고, 제1 유전체층(2)에 Zr16Si4Ga17O63(원자%)을, 제2 유전체층(6)에 Zr3Si13Ga21O63(원자%)을 이용해도 되고, 제1 유전체층(2)에 Zr13Ga13Y12O62(원자%)을, 제2 유전체층(6)에 Hf3Zr 5Si8La12Mg10O62(원자%)을 이용해도 된다.
기판(1)은, 통상, 투명한 원반 형상의 판이다. 유전체층 및 기록층 등을 형성하는 쪽의 표면에는, 레이저광을 이끌기 위한 안내 홈이 형성되어 있어도 된다. 안내 홈을 기판에 형성한 경우, 기판의 단면을 보면, 홈부와 랜드부가 형성된다. 본 명세서에 있어서는, 레이저 광(12)에 가까운 측에 있는 면을 편의적으로 「홈면」이라고 부르고, 레이저 광으로부터 먼 쪽에 있는 면을 편의적으로 「랜드면」이라고 부른다. 도 1에 있어서는, 기판의 안내 홈의 저면(23)이 홈면에 상당하고, 꼭대기면(24)이 랜드면에 상당한다. 후술의 도 2, 3 및 4에 있어서도 마찬가지이다.
도 1에 나타내는 형태에 있어서 기판(1)의 홈면(23)과 랜드면(24)의 단차는 40㎚∼60㎚인 것이 바람직하다. 후술하는 도 2, 도 3 및 도 4에 나타내는 형태의 정보 기록 매체를 구성하는 기판(1)에 있어서도, 홈면(23)과 랜드면(24)과의 단차는 이 범위인 것이 바람직하다. 홈 랜드 간의 거리(홈면(23)의 중심으로부터 랜드면(24)의 중심까지)는 예를 들면 4.7GB/DVD-RAM인 경우, 약 0.615㎛이다. 또, 층을 형성하지 않는 측의 표면은, 평활한 것이 바람직하다.
기판(1)의 재료로서, 폴리카보네이트, 비결정질 폴리올레핀 혹은 폴리메틸메 타크릴레이트(PMMA)와 같은 수지, 또는 유리를 들 수 있다. 성형성, 가격, 및 기계 강도를 고려하면, 폴리카보네이트가 바람직하게 사용된다. 도시한 형태에 있어서, 기판(1)의 두께는 0.5∼0.7㎜ 정도이다.
기록층(4)은, 광 조사 또는 전기적 에너지의 인가에 의해, 결정상과 비정질상과 사이에서 상 변태를 일으키고, 기록 마크가 형성되는 층이다. 상 변태가 가역적이면, 소거나 개서를 행할 수 있다.
가역적 상 변태 재료로는, 고속 결정화 재료인, Ge-Sb-Te 혹은 Ge-Sn-Sb-Te를 이용하는 것이 바람직하다. 구체적으로는, Ge-Sb-Te의 경우, GeTe-Sb2Te3 의(擬)2원계 조성인 것이 바람직하고, 그 경우, Sb2Te3≤GeTe≤50Sb2Te3 인 것이 바람직하다. GeTe<Sb2Te3의 경우, 기록 전후의 반사광량의 변화가 작고, 독출 신호의 품질이 저하한다. 50Sb2Te3<GeTe의 경우, 결정상과 비정질상간의 체적 변화가 크고, 반복 개서 성능이 저하한다.
Ge-Sn-Sb-Te는 Ge-Sb-Te보다도 결정화 속도가 빠르다. Ge-Sn-Sb-Te는 예를 들면, GeTe-Sb2Te3 의2원계 조성의 Ge의 일부를 Sn으로 치환한 것이다. 기록층(4)에 있어서, Sn의 함유량은, 20원자% 이하인 것이 바람직하다. 20원자%을 초과하면, 결정화 속도가 지나치게 빨라서, 비정질상의 안정성이 손상되어, 기록 마크의 신뢰성이 저하한다. Sn의 함유량은 기록 조건에 맞추어 조정할 수 있다.
또한, 기록층(4)은 Ge-Bi-Te, Ge-Sn-Bi-Te, Ge-Sb-Bi-Te 또는 Ge-Sn-Sb-Bi-Te와 같은 Bi를 포함하는 재료로 형성할 수도 있다. Bi는 Sb보다도 결정화되기 쉽 다. 따라서, Sb의 적어도 일부를 Bi로 치환하는 것에 의해서도, 기록층의 결정화 속도를 향상시킬 수 있다.
Ge-Bi-Te는 GeTe와 Bi2Te3의 혼합물이다. 이 혼합물에 있어서는, 4Bi2Te 3≤GeTe≤50Bi2Te3인 것이 바람직하다. GeTe<4Bi2Te3인 경우, 결정화 온도가 저하하고, 기록 보존성이 열화되기 쉬워진다. 50Bi2Te3<GeTe의 경우, 결정상과 비정질상 간의 체적 변화가 크고, 반복 개서 성능이 저하한다.
Ge-Sn-Bi-Te는 Ge-Bi-Te의 Ge의 일부를 Sn로 치환한 것에 상당한다. Sn의 치환 농도를 조정하고, 기록 조건에 맞추어 결정화 속도를 제어하는 것이 가능하다. Sn 치환은, Bi 치환과 비교해서, 기록층의 결정화 속도의 미세 조정에 의해 적합하다. 기록층에 있어서, Sn의 함유량은 10원자% 이하인 것이 바람직하다. 10원자%을 초과하면, 결정화 속도가 지나치게 빨라지므로, 비정질상의 안정성이 손상되어, 기록 마크의 보존성이 저하한다.
Ge-Sn-Sb-Bi-Te는 Ge-Sb-Te의 Ge의 일부를 Sn으로 치환하고, 또한 Sb의 일부를 Bi로 치환한 것에 상당한다. 이는 GeTe, SnTe, Sb2Te3 및 Bi2Te3 의 혼합물에 상당한다. 이 혼합물에 있어서는, Sn 치환 농도와 Bi 치환 농도를 조정하고, 기록 조건에 맞추어 결정화 속도를 제어하는 것이 가능하다. Ge-Sn-Sb-Bi-Te에 있어서는, 2(Sb-Bi)2Te3≤(Ge-Sn)Te≤50(Sb-Bi)2Te3인 것이 바람직하다. (Ge-Sn)Te<2(Sb-Bi)2Te3의 경우, 기록 전후의 반사광량의 변화가 작고, 독출 신호 품질이 저하한다. 50(Sb-Bi)2Te3<(Ge-Sn)Te의 경우, 결정상과 비정질상 간의 체적 변화가 크고, 반복 개서 성능이 저하한다. 또한, 기록층에 있어서, Bi의 함유량은 10원자% 이하인 것이 바람직하고, Sn의 함유량은 20원자% 이하인 것이 바람직하다. Bi 및 Sn의 함유량이 각각 이 범위 내에 있으면, 양호한 기록 마크의 보존성이 얻어진다.
가역적으로 상 변태를 일으키는 재료로는, 그 밖에, Ag-In-Sb-Te, Ag-In-Sb-Te-Ge 및 Sb을 70원자% 이상 함유하는 Sb-Te를 포함하는 재료를 들 수 있다.
비가역적 상 변태 재료로는, 예를 들면 일본국 특허 공보 평7-25209공보(일본국 특허 제2006849호)에 개시되는 바와 같이, TeOx+α(α은 Pd, Ge 등이다)을 이용하는 것이 바람직하다. 기록층이 비가역적 상변태 재료인 정보 기록 매체는 기록이 한번만 가능한, 소위 라이트 원스(write once) 타입이다. 그러한 정보 기록 매체에 있어서도, 기록시의 열에 의해 유전체층 중의 원자가 기록층 중에 확산되어, 신호의 품질을 저하시킨다는 문제가 있다. 따라서, 본 발명은 개서 가능한 정보 기록 매체뿐만 아니라, 라이트 원스형의 정보 기록 매체에도 바람직하게 적용된다.
기록층(4)이 가역적으로 상 변태하는 재료로 이루어질 경우(즉, 정보 기록 매체가 개서 가능한 정보 기록 매체인 경우)에는, 상기와 같이, 기록층(4)의 두께는 20㎚ 이하인 것이 바람직하고, 15㎚ 이하인 것이 보다 바람직하다.
한편, 기록층은, 자장의 인가와 광 조사로 기록 소거 재생을 행하는 광 자기 재료를 이용해도 된다. 그 재료로는, Tb, Gd, Dy, Nd, Sm으로 이루어지는 희토류 금속그룹 증 적어도 하나의 원소와, Sc, Cr, Fe, Co, Ni로 이루어지는 전이 금속그 룹 중의 적어도 하나의 원소를 포함하는 재료를 이용할 수 있다. 구체적으로는, Tb-Fe, Tb-Fe-Co, Gd-Fe, Gd-Fe-Co, Dy-Fe-Co, Nd-Fe-Co, Sm-Co, Tb-Fe-Ni, Gd-Tb-Fe-Co, Dy-Sc-Fe-Co등을 들 수 있다. 기록층의 재료가 광자기 재료인 경우, 정보 기록 매체의 구성은 도 1부터 도 6과 반드시 일치하지 않지만, 기록 재료나 층 구성에 상관없이, 본 발명의 산화물계 재료층은 유전체층으로서 이용할 수 있다.
광 흡수 보정층(7)은, 상기와 같이, 기록층(4)이 결정 상태일 때의 광흡수율(Ac)과 비정질 상태일 때의 광 흡수율(Aa)의 비 Ac/Aa를 조정하고, 개서 시에 마크 형상이 변형되지 않도록 하는 작용이 있다. 광 흡수 보정층(7)은 굴절율이 높고, 또한 적당하게 광을 흡수하는 재료로 형성되는 것이 바람직하다. 예를 들면, 굴절율 n이 3이상 6이하, 소쇠 계수 k가 1이상 4이하인 재료를 이용하여, 광 흡수 보정층(7)을 형성할 수 있다. 구체적으로는, Ge-Cr, Ge-Mo, 및 Ge-W 등의 비정질의 Ge 합금, Si-Cr, Si-Mo, 및 Si-W 등의 비정질 Si 합금, Te화(化)물 및 Ti, Zr, Nb, Ta, Cr, Mo, W, SnTe, 및 PbTe 등의 결정성의 금속, 반금속 및 반도체 재료로 선택되는 재료를 사용하는 것이 바람직하다. 광 흡수 보정층(7)의 막 두께는 20㎚∼60㎚인 것이 바람직하다.
반사층(8)은 광학적으로는 기록층(4)에 흡수되는 광량을 증대시키고, 열적으로는 기록층(4)에서 발생한 열을 신속하게 확산시켜서 기록층(4)을 급랭시키고, 비정질화되기 쉽게 하는 기능을 갖는다. 또한, 반사층(8)은, 광 흡수 보정층(7), 기록층(4), 유전체층(2) 및 (6)을 포함하는 다층막을 사용 환경으로부터 보호한다. 반사층(8)의 재료로는, 예를 들면, Al, Au, Ag 및 Cu 등의 열 전도율이 높은 단체( 單體) 금속 재료를 들 수 있다. 반사층(8)은 그 내습성을 향상시키는 목적으로, 및/또는 열 전도율 또는 광학 특성(예를 들면, 광 반사율, 광 흡수율 또는 광 투과율)을 조정하는 목적으로, 상기 금속 재료에서 선택되는 1개 또는 다수의 원소에, 다른 1개 또는 다수의 원소를 첨가한 재료를 사용하여 형성하면 된다. 구체적으로는, Al-Cr, Al-Ti, Ag-Pd, Ag-Pd-Cu, Ag-Pd-Ti 또는 Au-Cr 등의 합금 재료를 이용할 수 있다. 이들 재료는 모두 내식성이 뛰어나고 또한 급랭 기능을 가져 우수한 재료이다. 동일한 목적은, 반사층(8)을 2이상의 층으로 형성함으로써도 달성될 수 있다. 반사층(8)의 두께는 50∼180㎚인 것이 바람직하고, 60㎚∼120㎚인 것이 보다 바람직하다.
도시한 정보 기록 매체(25)에 있어서, 접착층(9)은 더미 기판(10)을 반사층(8)에 접착하기 위해서 설치된다. 접착층(9)은, 내열성 및 접착성이 높은 재료, 예를 들면, 자외선 경화성 수지 등의 접착 수지를 이용해서 형성하면 된다. 구체적으로는, 아크릴 수지를 주성분으로 하는 재료 또는 에폭시 수지를 주성분으로 하는 재료로, 접착층(9)을 형성해도 된다. 또한, 필요에 따라서, 접착층(9)을 형성하기 전에, 자외선 경화성 수지로 이루어지는, 두께 2∼20㎛의 보호층을 반사층(8)의 표면에 설치해도 된다. 접착층(9)의 두께는 바람직하게는 15∼40㎛이며, 보다 바람직하게는 20∼35㎛이다.
더미 기판(10)은, 정보 기록 매체(25)의 기계적 강도를 높임과 동시에, 제1 유전체층(102)부터 반사층(8)까지의 적층체를 보호한다. 더미 기판(10)의 바람직한 재료는 기판(1)의 바람직한 재료와 같다. 더미 기판(10)을 맞붙인 정보 기록 매체(25)에 있어서, 기계적인 휘어짐, 및 변형 등이 발생하지 않도록, 더미 기판(10)과 기판(1)은 실질적으로 동일 재료로 형성되고, 같은 두께를 갖는 것이 바람직하다.
실시 형태 1의 정보 기록 매체는 하나의 기록층을 갖는 편면 구조 디스크이다. 본 발명의 정보 기록 매체는 2개의 기록층을 가져도 된다. 예를 들면, 실시 형태 1에 있어서 반사층(8)까지 적층한 것을, 반사층(8) 끼리 대향시켜서, 접착층을 통해서 서로 맞붙임으로써, 양면 구조의 정보 기록 매체가 얻어진다. 이 경우, 2개의 적층체의 맞붙임은 접착층을 지효성(遲效性) 수지로 형성하고, 압력과 열의 작용을 이용하여 실시한다. 반사층(8) 상에 보호층을 설치하는 경우에는, 보호층까지 형성한 적층체를, 보호층끼리 대향시켜서 서로 맞붙임으로써, 양면 구조의 정보 기록 매체를 얻는다.
이어서, 실시 형태 1의 정보 기록 매체(25)를 제조하는 방법을 설명한다. 정보 기록 매체(25)는 안내 홈(홈면(23)과 랜드면(24))이 형성된 기판(1)(예를 들면, 두께 0.6㎜)을 성막 장치에 배치하고, 기판(1)의 안내 홈이 형성된 표면에 제1 유전체층(2)을 성막하는 공정(공정 a), 기록층(4)을 성막하는 공정(공정 b), 제2 유전체층(6)을 성막하는 공정(공정 c), 광 흡수 보정층(7)을 성막하는 공정(공정 d) 및 반사층(8)을 성막하는 공정(공정 e)을 순서대로 실시하고, 또한, 반사층(8)의 표면에 접착층(9)을 형성하는 공정 및 더미 기판(10)을 서로 맞붙이는 공정을 실시함으로써, 제조된다. 이하의 설명을 포함하는 본 명세서에 있어서, 각 층에 관해서, 「표면」이라고 할 때는, 특별히 양해를 구하지 않는 한, 각 층이 형성되 었을 때에 노출되어 있는 표면(두께 방향으로 수직인 표면)을 가리키는 것으로 한다.
처음에, 기판(1)의 안내 홈이 형성된 면에, 제1 유전체층(2)을 성막하는 공정 a를 실시한다. 공정 a는 스퍼터링에 의해 실시된다. 여기서, 우선, 본 실시 형태에서 이용되는 스퍼터링 장치의 일례에 대해서 설명한다. 도 11에는 스퍼터 장치를 이용해서 성막하는 모양을 나타내고 있다. 도 11에 나타내는 바와 같이, 이 스퍼터 장치에서는, 진공 용기(39)에 배기구(32)를 통해 진공 펌프(도시 생략)가 접속되고, 진공 용기(39) 내를 고 진공으로 유지할 수 있도록 되어 있다. 가스 공급구(33)로부터는, 일정 유량의 가스를 공급할 수 있게 되어 있다. 기판(35)(여기서의 기판이란 막을 퇴적시키기 위한 기재이다)은 양극(34)에 올려져 있다. 진공 용기(39)을 접지함으로써, 진공 용기(39) 및 기판(35)이 양극으로 유지되어 있다. 스퍼터링 타겟(36)은 음극(37)에 접속되어 있으며, 스위치(도시 생략)를 통해서 전원에 접속되어 있다. 양극(34)과 음극(37)과의 사이에 소정의 전압을 가함으로써, 스퍼터링 타겟(36)으로부터 방출된 입자에 의해 기판(35) 상에 박막을 형성할 수 있다. 한편, 이하의 공정의 스퍼터링에서도, 동일한 장치를 이용할 수 있다.
공정 a에서의 스퍼터링은 고주파 전원을 이용하여, Ar 가스 분위기에서 실시한다. 스퍼터링은 Ar 가스에 5%이하의 산소 가스 혹은 질소 가스 중 적어도 어느 하나의 가스가 혼합된, 혼합 가스 분위기 중에서 실시하면 된다. 스퍼터링 타겟이 산화물의 혼합체이므로, 반응성 스퍼터링은 불필요하고, Ar 가스만의 분위기 중에 서도 산화물계 재료층을 형성할 수 있다. 스퍼터링의 조건으로는, 요소가 적으므로, 조건을 결정하기 쉽고, 양산에 적합하다. 5%를 넘는 산소 가스 및/또는 질소 가스를 Ar 가스에 혼합하면, 원소에 따라서는 원하는 원자가와 다른 형태의 산화물이 형성되며, 원하는 특성을 갖는 산화물계 재료층이 형성되지 않는 경우가 있다. 스퍼터링이 안정되게 지속되면, 펄스 발생형의 직류 전원을 이용해도 된다.
공정 a에서 사용되는 스퍼터링 타겟으로는 다음 4개중 어느 것을 이용할 수 있다.
(ⅰ) Zr과, La, Ga 및 In으로 이루어지는 그룹 GL1에서 선택되는 적어도 하나의 원소와, 산소(O)를 포함하는 스퍼터링 타겟(예를 들면, Zr의 산화물과 그룹 GL1에서 선택되는 적어도 하나의 원소 산화물을 포함하는 스퍼터링 타겟)
(ⅱ) M1(단, M1은 Zr와 Hf의 혼합물 또는 Hf이다)과, La, Ce, Al, Ga, In, Mg 및 Y로 이루어지는 그룹 GL2에서 선택되는 적어도 하나의 원소와, 산소(O)를 포함하는 스퍼터링 타겟(예를 들면, M1의 산화물과 그룹 GL2에서 선택되는 적어도 하나의 원소 산화물을 포함하는 스퍼터링 타겟)
(ⅲ) Zr 및 Hf로 이루어지는 그룹 GM2에서 선택되는 적어도 하나의 원소와, La, Ce, Al, Ga, In, Mg 및 Y로 이루어지는 그룹 GL2에서 선택되는 적어도 하나의 원소와, Si와, 산소(O)를 포함하는 스퍼터링 타겟(예를 들면, 그룹 M2에서 선택되는 적어도 하나의 원소 산화물과, 그룹 GL2에서 선택되는 적어도 하나의 원소 산화물과, Si의 산화물을 포함하는 스퍼터링 타겟)
(ⅳ) Zr 및 Hf로 이루어지는 그룹 GM2에서 선택되는 적어도 하나의 원소와, La, Ce, Al, Ga, In, Mg 및 Y로 이루어지는 그룹 GL2에서 선택되는 적어도 하나의 원소와, Cr과, 산소(O)를 포함하는 스퍼터링 타겟(예를 들면, 그룹 GM2에서 선택되는 적어도 하나의 원소 산화물과, 그룹 GL2에서 선택되는 적어도 하나의 원소 산화물과, Cr의 산화물을 포함하는 스퍼터링 타겟)
또한, (ⅰ)∼(ⅳ)의 스퍼터링 타겟에 대해서는, 필수 원소 산화물(예를 들면 (ⅰ)의 경우는 Zr 산화물과 그룹 GL1에서 선택되는 적어도 하나의 원소의 산화물)을 합해서 98mol% 이상 포함하는 것이 바람직하다. 이 경우, 나머지 2mol% 미만에는 산화물계 재료층에 포함해도 되는 상기 제3 성분이 포함되어 있어도 된다.
자세하게는, 예를 들면, (D1)x1(E1)100-x1(mol%)(식 중, D1은 Zr의 산화물을 나타내고, E1은 상기 그룹 GL1에서 선택되는 적어도 하나의 원소 산화물을 나타내며, x1은, 0<x1<100을 만족시킨다)로 표시할 수 있는 재료를 포함하는 스퍼터링 타겟, (D2)x2(E2)100-x2(mol%)(식 중, D2는 상기 M1의 산화물을 나타내고, E2는 상기 그룹 GL2에서 선택되는 적어도 하나의 원소 산화물을 나타내며, x2는 0<x2<100을 만족시킨다)로 표시할 수 있는 스퍼터링 타겟, (D3)x3(SiO2)z1(E2)100-x3-z1 (mol%)(식 중, D3은 상기 그룹 GM2에서 선택되는 적어도 하나의 원소 산화물을 나타내고, E2는 상기 그룹 GL2에서 선택되는 적어도 하나의 원소 산화물을 나타내며, x3 및 z1은 10≤x3<90, 0<z1≤50, 10<x3+z1≤90을 만족시킨다)로 표시할 수 있는 재료를 포함하는 스퍼터링 타겟 등을 이용할 수 있다. 이들 스퍼터링 타겟을 사용하면, ZrQ 1L1T1 O100-Q1-T1(원자%)(식 중, L1은 상기 그룹 GL1에서 선택되는 적어도 하나의 원소를 나타내 고, Q1 및 T1은, 0<Q1<34, 0<T1<50, 20<Q1+T1<60을 만족한다)로 표시되는 재료를 포함하는 산화물계 재료층, M1Q2L2T2O100-Q2-T2(원자%)(식 중, M1은 Zr과 Hf의 혼합물 또는 Hf를 나타내고, L2는 상기 그룹 GL2에서 선택되는 적어도 하나의 원소를 나타내고, Q2 및 T2는 0<Q2<34, 0<T2<50, 20<Q2+T2<60을 만족한다)로 표시되는 재료를 포함하는 산화물계 재료층 또는 M2Q3SiR 1L2T3O100-Q3-R1-T3 (원자%)(식 중, M2는 상기 그룹 GM2에서 선택되는 적어도 하나의 원소를 나타내고, L2는 상기 그룹 GL2에서 선택되는 적어도 하나의 원소를 나타내며, Q3, R1 및 T3은 0<Q3≤32, 0<R1≤32, 3<T3<43, 20<Q3+R1+T3<60을 만족한다)로 표시되는 재료를 포함하는 산화물계 재료층 등을 형성할 수 있다. 특히, ZrO2-SiO2-Ga2O3 스퍼터링 타겟을 사용하면, 뛰어난 Zr-Ga-O 산화물계 재료층이 형성된다. ZrO2과 SiO2가 동 mol농도일 경우는, ZrO2 과 SiO2의 복합 산화물 ZrSiO4을 형성할 수 있다. 그 경우에는, 예를 들면, (ZrSiO4)a(E2)100-a(mol%)(식 중, a는 11≤a≤82을 만족한다)로 표시할 수 있는 재료를 포함하는 스퍼터링 타겟을 이용할 수 있다. 이 스퍼터링 타겟을 사용하면, ZrQ3SiR1L2T3O100-Q3-R1-T3(원자%)로 표시되는 재료를 포함하는 산화물계 재료층이 형성된다. 예를 들면, (ZrO2)x3(SiO2)z1(Ga2O3) 100-x3-z1(mol%)로 표시할 수 있는 스퍼터링 타겟은 Zr, Si, Ga 및 O의 분말을 혼합하는 것이 아니라(Ga와 O는 융점이 낮으므로, 실온에서 분말을 취급하는 것이 곤란), 일반적으로, ZrO2, SiO2 및 Ga2O 3의 분말을 혼합하고, 최적의 온도나 압력의 조건 하에서 굳혀서 만들어진다. 또, 동일한 원 소 산화물이라도 원자가가 상이한 다수의 산화물이 존재하는 원소도 있으므로, 원하는 산화물계 재료층을 형성하기 위해서는, 산화물비를 표시하는 (D1)x1(E1)100-x1(mol%), (D2)x2(E2)100-x2(mol%), (D3)x3(SiO2)z1 (E2)100-x3-z1(mol%)의 표기가 중요하다. 필요하면, 산화물계 재료층과 마찬가지로 이들 표기의 스퍼터링 타겟의 분말을 X선 마이크로 분석기 등으로 분석할 수 있고, 각 원소의 조성비가 Zrq 1L1t1O 100-q1-t1(원자%), M1q2L2t2O100-q2-t2(원자%), M2q3Sir1L2t3 O100-q3-r1-t3(원자%)로 얻어진다.
도 8에, 식 (19)로 표시되는 재료에 있어서 g로서 SiO2을 이용한 경우의 조성 범위를 나타낸다. 도 8에서, 좌표는 (D3, SiO2, E2)이고, 단위는 mol%이다. 이 도면에서, 식(20)으로 표시되는 재료는 g(90, 0, 10), h(40, 50, 10), i(10, 50, 40), j(10, 0, 90)로 둘러싸이는 범위(g-h-i-j 선상을 포함하는, g-j선상 포함하지 않는) 내의 재료이다.
다음에, 공정 b를 실시하여, 제1 유전체층(2)의 표면에, 기록층(4)을 성막한다. 공정 b도 또한, 스퍼터링에 의해 실시된다. 스퍼터링은 직류 전원을 이용하여, Ar 가스 분위기 중, 또는 Ar 가스와 N2 가스의 혼합 가스 분위기 중에서 실시한다. 스퍼터링 타겟은 Ge-Sb-Te, Ge-Sn-Sb-Te, Ge-Bi-Te, Ge-Sn-Bi-Te, Ge-Sb-Bi-Te, Ge-Sn-Sb-Bi-Te, Ag-In-Sb-Te 및 Sb-Te 중, 어느 하나의 재료를 포함하는 것을 사용한다. 성막 후의 기록층(4)은 비정질 상태이다.
다음에, 공정 c를 실시하여, 기록층(4)의 표면에, 제2 유전체층(6)을 성막한 다. 공정 c는 공정 a와 마찬가지로 실시된다. 제2 유전체층(6)은 제1 유전체층(2)과는, 동일한 산화물을 동일한 혼합비로 포함하는 스퍼터링 타겟, 동일한 산화물을 포함하지만, 혼합비가 다른 스퍼터링 타겟, 또는 각 그룹에서 선택되는 다른 산화물을 포함하는 스퍼터링 타겟을 이용하여 형성할 수 있다.
예를 들면, 공정 a 및 c에서 (ZrO2)30(SiO2)20(Ga2O 3)50(mol%)을 포함하는 스퍼터링 타겟을 사용해도 되고, 공정 a에서 (ZrO2)30(SiO2)20(Ga 2O3)50(mol%)을 포함하는 스퍼터링 타겟을 사용하고, 공정 c에서 (ZrO2)40(SiO2)30(Ga 2O3)30(mol%)을 포함하는 스퍼터링 타겟을 이용해도 된다. 혹은, 공정 a에서 HfO2-Ga2O3 혼합계 재료를 포함하는 스퍼터링 타겟을 사용하고, 공정 c에서 ZrO2-SiO2-Y2O3 혼합계 재료를 포함하는 스퍼터링 타겟을 사용해도 된다.
다음에, 공정 d를 실시하여, 제2 유전체층(6)의 표면에, 광 흡수 보정층(7)을 성막한다. 공정 d에서는, 직류 전원 또는 고주파 전원을 이용하여, 스퍼터링을 실시한다. 스퍼터링 타겟으로서, Ge-Cr, Ge-Mo 및 Ge-W 등의 비정질 Ge 합금, Si-Cr, Si-Mo 및 Si-W 등의 비정질 Si합금, Te화물 및 Ti, Zr, Nb, Ta, Cr, Mo, W, SnTe 및 PbTe 등의 결정성의 금속, 반금속 및 반도체 재료에서 선택되는 재료로 이루어지는 것을 이용한다. 스퍼터링은 Ar 가스 분위기 중에서 실시한다.
다음에, 공정 e를 실시하여, 광 흡수 보정층(7)의 표면에, 반사층(8)을 성막한다. 공정 e는 스퍼터링에 의해 실시된다. 스퍼터링은 직류 전원 또는 고주파 전원을 이용하여, Ar 가스 분위기 중에서 실시한다. 스퍼터링 타겟으로는, Au, Al, Ag, Cu 등의 고열 전도 재료의 단체 스퍼터링 타겟, 또는 Al-Cr, Al-Ti, Ag-Pd, Ag-Pd-Cu, Ag-Pd-Ti, Au-Cr 등의 합금 스퍼터링 타겟을 이용할 수 있다.
상기와 같이, 공정 a∼e는 어느 것이나 스퍼터링 공정이다. 따라서, 공정 a∼e는, 도 11에 도시한 바와 같은 스퍼터링 장치의 하나의 진공실 내에서, 스퍼터링 타겟을 순차로 변경해서 연속적으로 실시하면 된다. 또, 공정 a∼e는 스퍼터링 장치의 각각 독립된 진공실 내에 스퍼터링 타겟을 설치하여 실시해도 된다.
반사층(8)을 성막한 후, 제1 유전체층(2)부터 반사층(8)까지 순차로 적층한 기판(1)을 스퍼터링 장치로부터 꺼낸다. 그리고, 반사층(8)의 표면에, 자외선 경화성 수지를 예를 들면 스핀 코팅법에 의해 도포한다. 도포한 자외선 경화성 수지에, 더미 기판(10)을 밀착시켜서, 자외선을 더미 기판(10)측으로부터 조사해서, 수지를 경화시키고, 맞붙여 공정을 종료시킨다.
맞붙임 공정이 종료한 후는 필요에 따라서 초기화 공정을 실시한다. 초기화 공정은, 비정질 상태인 기록층(4)을, 예를 들면 반도체 레이저를 조사해서, 결정화 온도 이상으로 승온시켜 결정화시키는 공정이다. 초기화 공정은 맞붙임 공정 전에 실시해도 된다. 이와 같이, 공정 a∼e, 접착층의 형성 공정 및 더미 기판의 맞붙임 공정을 순차로 실시함으로써, 실시 형태 1의 정보 기록 매체(25)를 제조할 수 있다.
(실시 형태 2)
본 발명의 실시 형태 2로서, 레이저 광을 이용해서 정보의 기록 및 재생을 실시하는, 광 정보 기록 매체의 다른 예를 설명한다. 도 2에 그 광 정보 기록 매 체의 일부 단면을 도시한다. 도 2에 도시하는 정보 기록 매체(26)는 기판(1)의 한쪽 표면에, 제1 유전체층(2), 기록층(4), 제2 계면층(5), 제2 유전체층(106), 광 흡수 보정층(7) 및 반사층(8)이, 이 순서대로 형성되며, 또한 접착층(9)에서 더미 기판(10)이 반사층(8)에 접착된 구성을 갖는다. 도 2에 도시하는 정보 기록 매체(26)는 제1 계면층(103)을 갖지 않는 점에서, 도 12에 도시하는 종래의 정보 기록 매체(31)와 상이하다. 또, 정보 기록 매체(26)는 기록층(4) 상에 제2 계면층(5)을 통해서 제2 유전체층(106)이 적층되어 있는 점에서, 도 1에 도시하는 실시 형태 1의 정보 기록 매체(25)와 상이하다. 정보 기록 매체(26)에 있어서는, 제1 유전체층(2)이, 실시 형태 1과 마찬가지로, 산화물계 재료층이다. 그 외, 도 2에서, 도 1에서 사용한 부호와 동일한 부호는 동일한 요소를 나타내고, 도 1을 참조해서 설명한 재료 및 방법으로 형성되는 것이다. 따라서, 도 1에 관련하여 이미 설명한 요소에 대해서는, 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 이 형태에 있어서, 계면층은 1개만 설치되어 있지만, 그것이 제2 유전체층(106)과 기록층(4)과의 사이에 위치하고 있으므로, 이 계면층을 편의적으로 제2 계면층(5)이라고 부른다.
이 형태의 정보 기록 매체(26)는 제2 유전체층(106)을, 종래의 정보 기록 매체에서 사용된 (ZnS)80(SiO2)20(mol%)로 형성한 구성에 상당한다. 따라서, 제2 계면층(5)은, 반복 기록에 의해 제2 유전체층(106)과 기록층(4)과의 사이에서 발생하는 물질 이동을 방지하기 위해서 설치된다.
제2 계면층(5)에는, 본 발명의 산화물계 재료층을 이용할 수 있다. 실시 형태 1의 제1 유전체층(2) 및 제2 유전체층(6)과 마찬가지로, Zr 및 Hf로 이루어지는 그룹 GM에서 선택되는 적어도 하나의 원소와, La, Ce, Al, Ga, In, Mg 및 Y로 이루어지는 그룹 GL에서 선택되는 적어도 하나의 원소와, 산소(O)를 포함하는 층이다. 또, Si를 포함해도 되고, 10원자% 미만의 제3 성분을 포함해도 된다.
또, 제2 계면층(5)은 종래 이용되고 있던 Ge-N을 포함하는 재료로 형성되어도 되고, ZrO2-SiO2-Cr2O3을 포함하는 재료, 또는 HfO2 -SiO2-Cr2O3을 포함하는 재료로 형성되어도 된다. 이외에, Si-N, Al-N, Zr-N, Ti-N 혹은 Ta-N 등의 질화물 또는 이들을 포함하는 질화 산화물, SiC 등의 탄화물, 또는 C(탄소)로 형성되어도 좋다. 계면층의 두께는 1∼10㎚인 것이 바람직하고, 2∼7㎚인 것이 보다 바람직하다. 계면층의 두께가 크면, 기판(1)의 표면에 형성된 제1 유전체층(2)부터 반사층(8)까지의 적층체의 광 반사율 및 광 흡수율이 변화하여, 기록 소거 성능에 영향을 미친다.
이어서, 실시 형태 2의 정보 기록 매체(26)를 제조하는 방법을 설명한다. 정보 기록 매체(26)는 기판(1)의 안내 홈이 형성된 표면에 제1 유전체층(2)을 성막하는 공정(공정 a), 기록층(4)을 성막하는 공정(공정 b), 제2 계면층(5)을 성막하는 공정(공정 f), 제2 유전체층(106)을 성막하는 공정(공정 g), 광 흡수 보정층(7)을 성막하는 공정(공정 d) 및 반사층(8)을 성막하는 공정(공정 e)을 순차로 실시하고, 또한 반사층(8)의 표면에 접착층(9)을 형성하는 공정, 및 더미 기판(10)을 맞붙이는 공정을 실시함으로써 제조된다. 공정 a, b, d 및 e는 실시 형태 1에 관련하여 설명한 바와 같으므로, 여기서는 그 설명을 생략한다. 이하, 실시 형태 1의 정보 기록 매체의 제조에 있어서 실시되지 않은 공정만 설명한다.
공정 f는 기록층(4)을 형성한 후에 실시되고, 기록층(4)의 표면에 제2 계면층(5)을 성막하는 공정이다. 공정 f에 있어서는, 고주파 전원을 이용하여, 스퍼터링을 실시한다. 공정 f에서 사용되는 스퍼터링 타겟으로는 실시 형태 1에서 설명한 (ⅰ)∼(ⅳ)의 스퍼터링 타겟을 이용할 수 있다. 또한, 이 경우, 필수 원소 산화물(예를 들면 (i)의 경우는 Zr의 산화물과 그룹 GL1에서 선택되는 적어도 하나의 원소 산화물)이 합해서 90mol%이상 포함되는 스퍼터링 타겟을 이용할 수도 있다. 나머지 10mol% 미만에는 산화물계 재료층에 포함해도 되는 상기 제3 성분이 함유되어 있어도 된다. 공정 f의 스퍼터링은 고주파 전원을 이용하여, Ar 가스 분위기에서 실시하던지, 혹은 Ar 가스에 5% 이하의 산소 가스 혹은 질소 가스 중 적어도 어느 하나의 가스가 혼합된, 혼합 가스 분위기 중에서 실시해도 된다. 스퍼터링 타겟이 산화물의 혼합체이므로, 반응성 스퍼터링은 불필요하고, Ar 가스만의 분위기 중에서도 산화물계 재료층을 형성할 수 있다.
또, 공정 f에서 사용되는 스퍼터링 타겟으로는 종래의 ZrO2-SiO2-Cr2O3 을 포함하는 스퍼터링 타겟, 또는 HfO2-SiO2-Cr2O3을 포함하는 스퍼터링 타겟을 이용해도 되고, 그 경우도, 고주파 전원을 이용하여, Ar 가스 분위기에서 실시하던지, 혹은 Ar 가스에 5% 이하의 산소 가스 혹은 질소 가스 중 적어도 어느 하나의 가스가 혼합된, 혼합 가스 분위기 중에서 실시하면 된다. 또, Ge-Cr, Ge, Si, Al, Zr, Ti 혹은 Ta를 포함하는 스퍼터링 타겟을 이용하여, Ar 가스와 N2 가스의 혼합 가스 분위기 중에서 실시하는, 반응성 스퍼터링이면 된다. 이 반응성 스퍼터링에 따르면, Ge-Cr-N, Ge-N, Si-N, Al-N, Zr-N, Ti-N 혹은 Ta-N을 포함하는 제2 계면층(5)이 기록층(4)의 표면에 형성된다. 그 외, SiC 등의 탄화물, 또는 C(탄소)를 포함하는 스퍼터링 타겟을 이용하여, Ar 가스로 스퍼터링하고, SiC 등의 탄화물, 또는 C(탄소)로 형성해도 된다.
다음에, 공정 g을 실시하고, 제2 계면층(5)의 표면에, 제2 유전체층(106)을 성막한다. 공정 g에 있어서는, 고주파 전원을 사용하고, 예를 들면 (ZnS)80(SiO2)20(mol%)로 이루어지는 스퍼터링 타겟을 이용하여, Ar 가스 분위기 중, 또는 Ar 가스와 O 가스의 혼합 가스 분위기 중에서, 스퍼터링을 실시한다. 그에 따라, (ZnS)80(SiO2)20(mol%)로 이루어지는 층이 형성된다. 그 후, 더미 기판(10)을 맞붙이는 공정이 종료한 후, 실시 형태 1에 관련하여 설명한 바와 같이, 필요에 따라서 초기화 공정을 실시하여, 정보 기록 매체(26)를 얻는다.
(실시 형태 3)
본 발명의 실시 형태 3으로서, 레이저 광을 이용해서 정보의 기록 및 재생을 실시하는, 광 정보 기록 매체의 다른 별도의 예를 설명한다. 도 3에, 그 광 정보 기록 매체의 일부 단면을 도시한다.
도 3에 도시하는 정보 기록 매체(27)는 기판(1)의 한쪽 표면에, 제1 유전체층(102), 제1 계면층(3), 기록층(4), 제2 유전체층(6), 광 흡수 보정층(7) 및 반사층(8)이, 이 순서대로 형성되고, 또한 접착층(9)에서 반사층(8)에 더미 기판(10)이 접착된 구성을 갖는다. 도 3에 도시하는 정보 기록 매체(27)는 제2 계면층(105)을 갖지 않는 점에서, 도 12에 도시하는 종래의 정보 기록 매체(31)와 상이하다. 또, 정보 기록 매체(27)는 기판(1)과 기록층(4)의 사이에 제1 유전체층(102)과 제1 계면층(3)이, 이 순서대로 적층되어 있는 점에서, 도 1에 도시하는 실시 형태 1의 정보 기록 매체(25)와 상이하다. 정보 기록 매체(27)에 있어서는, 제2 유전체층(6)이, 실시 형태 1과 마찬가지로, 산화물계 재료층이다. 그 외, 도 3에서, 도 1에서 사용한 부호와 동일한 부호는 동일한 요소를 나타내고, 도 1을 참조해서 설명한 재료 및 방법으로 형성되는 것이다. 따라서, 도 1에서 이미 설명한 요소에 대해서는, 그 상세한 설명을 생략한다.
이 형태의 정보 기록 매체(27)는 제1 유전체층(102)을, 종래의 정보 기록 매체에서 사용된 (ZnS)80(SiO2)20(mol%)로 형성한 구성에 상당한다. 따라서, 제1 계면층(3)은 반복 기록에 의해 제1 유전체층(102)과 기록층(4)과 사이에서 발생하는 물질 이동을 방지하기 위해서 설치된다. 제1 계면층(3)의 바람직한 재료 및 두께는 도 2를 참조해서 설명한 실시 형태 2의 정보 기록 매체(26)의 제2 계면층(5)과 동일하다. 따라서, 그에 대한 상세한 설명은 생략한다.
이어서, 실시 형태 3의 정보 기록 매체(27)을 제조하는 방법을 설명한다. 정보 기록 매체(27)는 기판(1)의 안내 홈이 형성된 면에 제1 유전체층(102)을 성막하는 공정(공정 h), 제1 계면층(3)을 성막하는 공정(공정 i), 기록층(4)을 성막하는 공정(공정 b), 제2 유전체층(6)을 성막하는 공정(공정 c), 광 흡수 보정층(7)을 성막하는 공정(공정 d) 및 반사층(8)을 성막하는 공정(공정 e)을 순차로 실시하고, 또한 반사층(8)의 표면에 접착층(9)을 형성하는 공정, 및 더미 기판(10)을 맞 붙이는 공정을 실시함으로써 제조된다. 공정 b, c, d, 및 e는 실시 형태 1에 관련하여 설명한 바와 같으므로, 여기서는 그 설명을 생략한다. 이하, 실시 형태 1의 정보 기록 매체의 제조에 있어서 실시되지 않은 공정만을 설명한다.
공정 h는 기판(1)의 표면에 제1 유전체층(102)을 성막하는 공정이다. 그 구체적인 방법은 실시 형태 2의 제조 방법에 관련하여 설명한 공정 g과 동일하다. 공정 i는 제1 유전체층(102)의 표면에 제1 계면층(3)을 성막하는 공정이다. 그 구체적인 방법은 실시 형태 2의 제조 방법에 관련하여 설명한 공정 f와 동일하다. 그 후, 더미 기판(10)을 맞붙이는 공정이 종료한 후, 실시 형태 1에 관련되어 설명한 바와 같이, 필요에 따라서 초기화 공정을 실시하여, 정보 기록 매체(27)를 얻는다.
(실시 형태 4)
본 발명의 실시 형태 4로서, 레이저 광을 이용해서 정보의 기록 및 재생을 실시하는 광 정보 기록 매체의 다른 별도의 예를 설명한다. 도 4에, 그 광 정보 기록 매체의 일부 단면을 도시한다.
도 4에 도시하는 정보 기록 매체(28)는 기판(1)의 한쪽 표면에, 제1 유전체층(102), 제1 계면층(3), 기록층(4), 제2 계면층(5), 제2 유전체층(106), 광 흡수 보정층(7) 및 반사층(8)이, 이 순서대로 형성되고, 또한 접착층(9)에서 더미 기판(10)이 반사층(8)에 접착된 구성을 갖는다. 도 4에 도시하는 정보 기록 매체(28)에 있어서는 제1 및 제2 계면층(3) 및 (5)을, 산화물계 재료층으로 하고 있다. 그 외, 도 4에서, 도 1부터 도 3에서 사용한 부호와 동일한 부호는 동일한 요소를 나 타내고, 도 1부터 도 3을 참조해서 설명한 재료 및 방법으로 형성되는 것이다. 따라서, 도 1부터 도 3을 참조해서 이미 설명한 요소에 대해서는 그 상세한 설명을 생략한다.
이 형태의 정보 기록 매체는 제1 및 제2 유전체층(102) 및 (106)을, 종래의 정보 기록 매체에서 사용된 (ZnS)80(SiO2)20(mol%)로 형성하고, 제1 및 제2 계면층(3 및 5)을, 산화물계 재료층으로 형성한 구성에 상당한다. 제1 및 제2 계면층(3) 및 (5)의 바람직한 재료는 실시 형태 1의 제1 및 제2 유전체층(2 및 6)의 그것과 동일하다. 따라서, 그들에 관한 상세한 설명은 생략한다. 제1 및 제2 계면층(3) 및 (5)의 두께는 기록 소거 성능에 영향을 미치지 않도록, 1∼10㎚인 것이 바람직하고, 약 2∼7㎚인 것이 보다 바람직하다. 산화물계 재료층인 계면층은 종래의 Ge를 포함하는 질화물로 이루어지는 계면층과 비교해서, 재료 비용이 저렴하고, 소쇠 계수가 작고(투명성이 높은), 또한 융점이 높아 열적으로 안정된다는 이점을 갖는다.
또한, 제1 및 제2 유전체층(102 및 106)는 동일한 재료를 이용해도 되고, 다른 재료를 이용해도 된다.
이어서, 실시 형태 4의 정보 기록 매체(28)를 제조하는 방법을 설명한다. 정보 기록 매체(28)는 기판(1)의 안내 홈이 형성된 면에 제1 유전체층(102)을 성막하는 공정(공정 h), 제1 계면층(3)을 성막하는 공정(공정 i), 기록층(4)을 성막하는 공정(공정 b), 제2 계면층(5)을 성막하는 공정(공정 f), 제2 유전체층(106)을 성막하는 공정(공정 g), 광 흡수 보정층(7)을 성막하는 공정(공정 d) 및 반사층(8) 을 성막하는 공정(공정 e)을 순차로 실시하고, 또한 반사층(8)의 표면에 접착층(9)을 형성하는 공정 및 더미 기판(10)을 맞붙이는 공정을 실시함으로써 제조된다. 공정 h는 실시 형태 3에 관련되어 설명한 바와 같고, 공정 b, d 및 e는 실시 형태 1에 관련되어 설명한 바와 같고, 공정 g는 실시 형태 2에 관련지어 설명한 바와 같으므로 여기서는 그 설명을 생략한다.
제2 유전체층(106)은 제1 유전체층(102)과는 동일한 재료를 포함하는 스퍼터링 타겟, 또는 다른 스퍼터링 타겟을 이용해서 형성해도 된다. 예를 들면, 공정 h 및 g 모두 (ZnS)80(SiO2)20(mol%)를 포함하는 스퍼터링 타겟을 사용해도 되고, 공정 h에서 (ZnS)80(SiO2)20(mol%)를 포함하는 스퍼터링 타겟을 사용하고, 공정 g에서 (ZrO2)30(SiO2)30(Cr2O3)20(LaF 3)20(mol%)을 포함하는 스퍼터링 타겟을 사용해도 된다. 스퍼터링은 어느 것이나 고주파 전원을 사용하고, Ar 가스 분위기 혹은, 산소 가스 혹은 질소 가스의 적어도 어느 하나와 Ar 가스가 혼합된 혼합 가스 분위기 중에서 실시할 수 있다.
공정 i는 제1 유전체층(102)의 표면에 제1 계면층(3)을 성막하는 공정이다. 공정 i는 실시 형태 3과 동일하게 하여 실시된다. 공정 i에서 사용하는 스퍼터링 타겟은 실시 형태 1에서 설명한 (ⅰ)∼(ⅳ)의 스퍼터링 타겟을 이용할 수 있다. 또, 이 경우, 필수 원소 산화물(예를 들면 (ⅰ)의 경우는 Zr의 산화물과 그룹 GL1에서 선택되는 적어도 하나의 원소 산화물)이 합해서 90mol%이상 포함되는 스퍼터링 타겟을 이용할 수도 있다. 나머지 10mol% 미만에는 산화물계 재료층에 포함해 도 되는 상기 제3 성분이 포함되어 있어도 된다. 이 경우, 스퍼터링은 고주파 전원을 이용하여, Ar 가스 분위기로 실시하거나, 혹은 Ar 가스에 5%이하의 산소 가스 혹은 질소 가스 중 적어도 어느 하나의 가스가 혼합된, 혼합 가스 분위기 중에서 실시하면 된다. 스퍼터링 타겟이 산화물의 혼합체이므로, 반응성 스퍼터링은 불필요하고, Ar 가스만의 분위기 중에서도 산화물계 재료층을 형성할 수 있다.
또한, 실시 형태 4에 있어서의 정보 기록 매체는 일례로서, 제1 계면층(3) 및 제2의 계면층(5)의 양쪽에, 본 발명의 산화물계 재료층을 이용하고 있는데, 제1 계면층(3)에서만 이용하고, 제2 계면층에 다른 재료를 이용하거나 혹은 제2 계면층(5)에만 이용하고, 제1 계면층에 다른 재료를 이용하는 구성의 정보 기록 매체를 실시하는 것도 가능하다. 제1 계면층(3) 및 제2 계면층(5)의 양쪽에, 본 발명의 산화물계 재료층을 이용하는 경우에, 각 계면층에, 도 7에 나타내는 범위 내의 다른 조성을 이용하는 것도 가능하다.
공정 f는 기록층(4)의 표면에 제2 계면층(5)을 성막하는 공정이다. 공정 f는 실시 형태 2와 동일하게 하여 실시된다. 공정 f에서 사용하는 스퍼터링 타겟은 상기 공정 i에서 사용하는 스퍼터링 타겟과 동일하다.
더미 기판(10)을 맞붙이는 공정이 종료한 후, 실시 형태 1에 관련되어 설명한 바와 같이, 필요에 따라서 초기화 공정을 실시하여, 정보 기록 매체(28)를 얻는다.
(실시 형태 5)
본 발명의 실시 형태 5로서, 레이저 광을 이용해서 정보의 기록 및 재생을 실시하는, 광 정보 기록 매체의 다른 별도예를 설명한다. 도 5에, 그 광 정보 기록 매체의 일부 단면을 도시한다.
도 5에 도시하는 정보 기록 매체(29)는 기판(101)의 한쪽 표면에 반사층(8), 제2 유전체층(6), 기록층(4) 및 제1 유전체층(2)을 순서대로 형성하고, 또한 접착층(9)에서 더미 기판(110)이 제1 유전체층(2)에 접착된 구성을 갖는다. 이 정보 기록 매체(29)는 제1 계면층(103) 및 제2 계면층(105)을 가지지 않는 점 및 기판(101, 110)을 이용하는 점에서 도 10에 도시하는 종래의 정보 기록 매체(31)와 상이하다. 또한, 이 구성의 정보 기록 매체는 광 흡수 보정층(7)을 가지지 않는 점에서 도 1에 도시하는 구성의 정보 기록 매체(25)와 상이하다.
이 구성의 정보 기록 매체(29)에는 더미 기판(110)측으로부터 레이저광(12)이 입사되고, 그에 따라 정보의 기록 및 재생이 실시된다. 정보 기록 매체의 기록 밀도를 높게 하기 위해서는, 단파장의 레이저 광을 사용하는 동시에, 레이저 빔을 보다 좁혀, 기록층에 작은 기록 마크를 형성할 필요가 있다. 빔을 좁히기 위해서는, 대물 렌즈의 개구수(NA)를 보다 크게 하는 것이 필요해진다. 그러나, NA가 커지면, 초점 위치가 얕아진다. 그래서, 레이저 광이 입사하는 기판을 얇게 할 필요가 있다. 도 5에 도시하는 정보 기록 매체(29)에 있어서, 레이저 광이 입사되는 측의 더미 기판(110)은 기록층 등을 형성할 때의 지지체로서 기능할 필요가 없으므로, 그 두께를 작게 할 수 있다. 따라서, 이 구성에 의하면, 보다 고밀도의 기록이 가능한 대용량 정보 기록 매체(29)를 얻을 수 있다. 구체적으로는, 이 구성에 따르면, 파장 약 405㎚의 청자색역의 레이저광을 기록 재생에 사용하는, 용량이 25GB인 정보 기록 매체를 얻을 수 있다.
이 정보 기록 매체에 있어서도, 제1 및 제2 유전체층(2 및 6)은 실시 형태 1과 마찬가지로, 산화물계 재료층이다. 산화물계 재료층은 반사층 등의 형성 순서 및 기록 용량에 관계 없이, 유전체층으로서 적용된다. 산화물계 재료층에 포함되는 재료는, 실시 형태 1에 관련되어 설명한 바와 같으므로, 그에 관한 상세한 설명은 생략한다.
상기와 같이, 이 정보 기록 매체(29)는 짧은 파장의 레이저 광으로 기록 재생하는데 적합하다. 따라서, 제1 및 제2 유전체층(2 및 6)의 두께는 예를 들면, λ=405㎚일 때의 바람직한 광로 길이로부터 구한다. 정보 기록 매체(29)의 기록 마크의 재생 신호 진폭을 크게 하여 신호 품질을 향상시키기 위해서, 예를 들면 20%≤Rc 또한 Ra≤5%을 만족하도록 제1 유전체층(2) 및 제2 유전체층(6)의 광로 길이(nd)를 매트릭스법에 의거하는 계산에 의해 엄밀하게 결정했다. 그 결과, 굴절율이 1.8∼2.5인 산화물계 재료층을 제1 및 제2 유전체층(2 및 6)으로 할 경우, 제1 유전체층(2)의 두께는 바람직하게는 30㎚∼100㎚이며, 보다 바람직하게는 50㎚∼80㎚인 것을 알 수 있다. 또한, 제2 유전체층(6)의 두께는 바람직하게는 3㎚∼50㎚이며, 보다 바람직하게는 10㎚∼30㎚인 것을 알 수 있다.
기판(101)은 실시 형태 1의 기판(1)과 마찬가지로 투명한 원반 형상의 판이다. 기판(101)의 반사층 등을 형성하는 측의 표면에는 레이저 광을 이끌기 위한 안내 홈이 형성되어 있어도 된다. 안내 홈을 형성한 경우, 실시 형태 1에 관련되어 설명한 바와 같이, 레이저 광(12)에 가까운 측에 있는 면(23)을 편의적으로 홈 면(23)이라 부르고, 레이저 광(12)으로부터 먼 쪽에 있는 면(24)을 랜드면이라고 부른다. 기판(101)에 있어서 홈면(23)과 랜드면(24)의 단차는 10㎚∼30㎚인 것이 바람직하고, 15㎚∼25㎚인 것이 보다 바람직하다. 또한, 층을 형성하지 않는 측의 표면은 평활한 것이 바람직하다. 기판(101)의 재료로는, 실시 형태 1의 기판(1)의 재료와 같은 재료를 들 수 있다. 기판(101)의 두께는 바람직하게는 1.0∼1.2㎜정도이다. 기판(101)의 바람직한 두께는 실시 형태 1의 기판(1)의 두께보다도 크다. 이는 후술하는 바와 같이, 더미 기판(110)의 두께가 얇으므로, 기판(101)에서 정보 기록 매체의 강도를 확보할 필요가 있는 것에 의한다.
더미 기판(110)은 기판(101)과 같이 투명한 원반 형상의 판이다. 상기와 같이, 도 4에 도시하는 구성에 따르면, 더미 기판(110)의 두께를 작게 함으로써, 단파장의 레이저 광으로 기록하는 것이 가능해진다. 따라서, 더미 기판(110)의 두께는 40㎛∼110㎛인 것이 바람직하다. 접착층(9)과 더미 기판(110)을 합한 두께가 50㎛∼120㎛인 것이 보다 바람직하다.
더미 기판(110)은 얇으므로, 폴리카보네이트, 비결정질 폴리올레핀, 또는 PMMA와 같은 수지로 형성하는 것이 바람직하고, 특히 폴리카보네이트로 형성하는 것이 바람직하다. 또한, 더미 기판(110)은 레이저 광(12) 입사측에 위치하므로, 광학적으로는 단파장 영역에서의 복굴절이 작고, 투명한 것이 바람직하다.
접착층(9)은 투명한 자외선 경화성 수지로 형성하는 것이 바람직하다. 접착층(9)의 두께는 5∼15㎛인 것이 바람직하다. 접착층(9)이 더미 기판(110)의 기능을 겸비해 구비되고, 50㎛∼120㎛의 두께가 되도록 형성할 수 있으면, 더미 기판 (110)을 생략할 수도 있다.
그 외, 실시 형태 1에서 동일한 부호를 첨부한 요소는 이미 실시 형태 1에 관련지어 설명한 바와 같으므로, 그 설명을 생략한다.
이 형태의 정보 기록 매체의 변형예에서는, 예를 들면, 제1 유전체층만을 산화물계 재료층으로 하고, 제2 유전체층을 (ZnS)80(SiO2)20(mol%)로 형성하여, 제2 유전체층과 기록층과의 사이에 제2 계면층을 형성할 수 있다. 또한, 이 형태의 정보 기록 매체의 다른 변형예에 있어서는, 제2 유전체층만을 산화물계 재료층으로 하고, 제1 유전체층을 (ZnS)80(SiO2)20(mol%)로 하여, 제1 유전체층과 기록층과의 사이에 제1 계면층을 형성할 수 있다.
이어서, 실시 형태 5의 정보 기록 매체(29)의 제조 방법을 설명한다. 정보 기록 매체(29)는 안내 홈(홈면(23)과 랜드면(24))이 형성된 기판(101)(예를 들면, 두께 1.1㎜)을 성막 장치에 배치하고, 기판(101)의 안내 홈이 형성된 표면에 반사층(8)을 성막하는 공정(공정 e), 제2 유전체층(6)을 성막하는 공정(공정 c), 기록층(4)을 성막하는 공정(공정 b) 및 제1 유전체층(2)을 성막하는 공정(공정 a)을 순차로 실시하고, 또한, 제1 유전체층(2)의 표면에 접착층(9)을 형성하는 공정 및 더미 기판(110)을 서로 맞붙이는 공정을 실시함으로써, 제조된다.
처음에, 공정 e를 실시하고, 기판(101)의 안내 홈이 형성된 면에, 반사층(8)을 성막한다. 공정 e를 실시하는 구체적인 방법은 실시 형태 1에 관련지어 설명한 바와 같다. 다음에, 공정 c, 공정 b 및 공정 a를 이 순서대로 실시한다. 공정 c, b 및 a를 실시하는 구체적인 방법은 실시 형태 1에 관련되어 설명한 바와 같다. 실시 형태 1의 정보 기록 매체와 마찬가지로 이 형태의 정보 기록 매체의 제조에 있어서도, 공정 c에서 사용하는 스퍼터링 타겟과, 공정 a에서 사용하는 스퍼터링 타겟은 다른 것이어도 된다. 이 형태의 정보 기록 매체의 제조 방법에 있어서는, 각 공정의 실시 순서가, 실시 형태 1의 정보 기록 매체의 제조 방법에 있어서의 순서와 상이하다.
제1 유전체층(2)을 성막한 후, 반사층(8)으로부터 제1 유전체층(2)까지 순차로 적층한 기판(101)을, 스퍼터링 장치로부터 꺼낸다. 그리고, 제1 유전체층(2) 상에, 자외선 경화성 수지를 예를 들면 스핀 코팅법에 의해 도포한다. 도포한 자외선 경화성 수지에, 더미 기판(110)을 밀착시켜서, 자외선을 더미 기판(110)측으로부터 조사해서 수지를 경화시키고, 서로 맞붙여 공정을 종료시킨다. 접착층(9)을, 50㎛∼120㎛의 두께가 되도록 형성하고, 이에 자외선을 조사함으로써, 더미 기판(110)을 서로 맞붙이는 공정을 생략할 수 있다. 이는 접착층(9)을 두께 50㎛∼120㎛로 형성함으로써, 접착층(9)을 더미 기판(110)으로서 기능시킬 수 있기 때문이다.
맞붙임 공정이 종료한 후는 필요에 따라서 초기화 공정을 실시한다. 초기화 공정의 방법은 실시 형태 1에 관련되어 설명한 바와 같다.
(실시 형태 6)
본 발명의 실시 형태 6으로서, 레이저 광을 이용하여 기록 및 재생을 실시하는, 광 정보 기록 매체의 다른 별도의 예를 설명한다. 도 6에, 그 광 정보 기록 매체의 일부 단면을 도시한다.
도 6에 도시하는 정보 기록 매체(30)는 기판(101)의 한쪽 표면에 제2 정보층(22), 중간층(16) 및 제1 정보층(21)이, 이 순서대로 형성되고, 또한 접착층(9)을 통해서 더미 기판(110)이 제1 정보층(21)에 적층된 구성이다. 보다 자세하게는, 제2 정보층(22)은 기판(101)의 한쪽 표면에 제2 반사층(20), 제5 유전체층(19), 제2 기록층(18) 및 제4 유전체층(17)이, 이 순서대로 형성되어 이루어진다. 중간층(16)은 제4 유전체층(17)의 표면에 형성된다. 제1 정보층(21)은 이 중간층(16)의 표면에, 제3 유전체층(15), 제1 반사층(14), 제2 유전체층(6), 제1 기록층(13) 및 제1 유전체층(2)이, 이 순서대로 형성되어 이루어진다. 이 형태에 있어서도, 레이저 광(12)은 더미 기판(110)의 측으로부터 입사된다. 또한, 이 형태의 정보 기록 매체에 있어서는, 2개의 기록층에 각각 정보를 기록할 수 있다. 따라서, 이 구성에 따르면, 상기 실시 형태 5의 2배 정도의 용량을 갖는, 정보 기록 매체를 얻을 수 있다. 구체적으로는, 이 구성에 따르면, 예를 들면, 파장 405㎚ 부근의 청자색역의 레이저 광을 기록 재생에 사용하는, 용량이 50GB인 정보 기록 매체를 얻을 수 있다.
제1 정보층(21)에 있어서의 기록 재생은 더미 기판(110)을 통과한 레이저 광(12)에 의해 행해진다. 제2 정보층(22)에 있어서의 기록 재생은 더미 기판(110), 제1 정보층(21) 및 중간층(16)을 통과한 레이저 광(12)에 의해 실시된다.
도 6에 도시하는 형태의 정보 기록 매체(30)에 있어서, 제5 유전체층(19), 제4 유전체층(17), 제2 유전체층(6) 및 제1 유전체층(2)에, 산화물계 재료층을 이 용할 수 있다. 산화물계 재료층을 사용하면, 제1 기록층(13)과 제1 유전체층(2)과의 사이, 제1 기록층(13)과 제2 유전체층(6)과의 사이, 제2 기록층(18)과 제4 유전체층(17)과의 사이, 제2 기록층(18)과 제5 유전체층(19)과의 사이의 계면층이 불필요해진다. 산화물계 재료층의 구체적인 재료는, 실시 형태 1에 관련되어 설명한 바와 같으므로, 그들에 관한 상세한 설명은 생략한다.
제5 유전체층(19)과 제2 유전체층(6)은 반사층과 기록층과의 사이에서 단열층으로서 기능한다. 이 때문에, 제5 및 제2 유전체층(19 및 6)은 층의 열 전도율이 낮고, 제2 및 제1 기록층(18 및 13)을 급랭시키는 효과가 높아지도록 재료를 선택하여 형성하는 것이 바람직하다. 구체적으로, 이들 층은 예를 들면, Zr15Si11Ga11O63(원자%)(산화물표시 (ZrO2)40 (SiO2)30(Ga2O3)30(mol%))로 표시되는 재료를 포함하는 층인 것이 바람직하다. 또, 제5 및 제2 유전체층(19) 및 (6)의 막 두께는 바람직하게는 3㎚∼50㎚이며, 보다 바람직하게는 10㎚∼30㎚이다.
제2 정보층(22) 및 제1 정보층(21)에 있어서, 레이저 광(12)은 제2 기록층(18) 및 제1 기록층(13)에 도달하기 전에, 제4 유전체층(17) 및 제1 유전체층(2)에 입사된다. 이 때문에, 제4 및 제1 유전체층(17 및 2)는 투명하고, 또한 열 전도율이 낮은 재료로 이루어지는 것이 바람직하다. 구체적으로는, 이들 층은 예를 들면, Zr6Si6Ga25O63(원자%)(산화물표시 (ZrO2)25 (SiO2)25(Ga2O3)50(mol%))로 표시되는 재료를 포함하는 층인 것이 바람직하다. 제4 및 제1 유전체층(17 및 2)의 막 두께는 바람직하게는 30㎚∼80㎚이다.
이와 같이, 도 6에 도시하는 편면 2층 구조의 정보 기록 매체에 있어서도, 기록층의 양측에 위치하는 유전체층을 산화물계 재료층으로 함으로써, 유전체층을 계면층을 통하지 않고, 기록층으로 직접적으로 접하도록 형성할 수 있다. 따라서, 본 발명에 의하면, 편면 2층 구조의 정보 기록 매체에 대해서도, 전체를 구성하는 층의 수를 줄일 수 있다. 또한, 유전체층을 구성하는 재료에 포함되는 산화물을 다수 종류로 함으로써, 및/또는 산화물의 종류를 적절히 선택함으로써, 굴절율이나 매체의 기록 감도를 조정하여, 정보 기록 매체의 종류에 따라서 최적화할 수 있다.
제3 유전체층(15)은 중간층(16)과 제1 반사층(14)과의 사이에 위치한다. 제3 유전체층(15)은 제1 정보층(21)의 광 투과율을 높이는 기능을 갖도록, 투명하고, 높은 굴절율을 갖는 것이 바람직하다. 또한, 제3 유전체층(15)은 반사층과 마찬가지로, 제1 기록층(13)의 열을 신속하게 확산시키는 기능을 갖도록, 열 전도율이 보다 높은 재료로 이루어지는 것이 바람직하다. 이들 조건을 만족하는 재료는 TiO2이다. TiO2을 90mol% 이상 포함하는, TiO2계 재료를 사용하면, 약 2.7의 큰 굴절율을 갖는 층이 형성된다. 제3 유전체층(15)의 막 두께는 10㎚∼30㎚인 것이 바람직하다.
기판(101)은 실시 형태 5의 기판(101)과 동일한 것이다. 따라서, 여기서는 기판(101)에 관한 상세한 설명을 생략한다.
제2 반사층(20)은 실시 형태 1의 반사층(8)과 동일한 것이다. 또한, 제2 기록층(18)은 실시 형태 1의 기록층(4)과 동일한 것이다. 따라서, 여기서는, 제2 반 사층(20) 및 제2 기록층(18)에 관한 상세한 설명을 생략한다.
중간층(16)은 제1 정보층(21)에 있어서의 레이저 광의 초점 위치와, 제2 정보층(22)에 있어서의 초점 위치가 현저하게 다르도록 하기 위해서 설치된다. 중간층(16)에는, 필요에 따라서 제1 정보층(21)측에 안내 홈이 형성되어 있다. 중간층(16)은 자외선 경화성 수지로 형성할 수 있다. 중간층(16)은 레이저 광(12)이 효율적으로 제2 정보층(22)에 도달하도록, 기록 재생하는 파장 λ의 광에 대해 투명한 것이 바람직하다. 중간층(16)의 두께는 대물 렌즈의 개구수(NA)와 레이저광 파장λ에 의해 결정되는 초점 심도 △Z 이상인 것을 요한다. △Z는 △Z=λ/{2(NA)2}로 근사할 수 있다. λ=405㎚, NA=0.85일 때, △Z=0.28㎛로 된다. 또한, 이 값의 ±0.3㎛의 범위 내는 초점 심도의 범위에 포함되므로, 중간층(16)은 0.8㎛ 이상의 두께인 것을 요한다. 또, 중간층(16)의 두께는 제1 정보층(21)의 제1 기록층(13) 및 제2 정보층(22)의 제2 기록층(18) 사이의 거리가, 대물 렌즈의 집광 가능한 범위 내에 있도록, 더미 기판(110)의 두께에 맞추어, 사용하는 대물 렌즈에 대해서 허용할 수 있는 기판 두께 공차 내로 하는 것이 바람직하다. 따라서, 중간층의 두께는 10㎛∼40㎛인 것이 바람직하다. 중간층(16)은, 필요에 따라서 수지층을 다수층, 적층하여 구성해도 된다. 구체적으로는, 제4 유전체층(17)을 보호하는 층과, 안내 홈을 갖는 층의 2층 구성으로 해도 된다.
제1 반사층(14)은 제1 기록층(13)의 열을 신속하게 확산시키는 기능을 갖는다. 또한, 제2 정보층(22)을 기록 재생할 때에는, 제1 정보층(21)을 투과한 레이저 광(12)을 사용하므로, 제1 정보층(21)은 전체로서 높은 광 투과율을 갖을 필요 가 있고, 바람직하게는, 45% 이상의 광 투과율을 갖는다. 이 때문에, 제1 반사층(14)은 제2 반사층(20)과 비교해서, 그 재료 및 두께가 한정된다. 제1 반사층(14)의 광 흡수를 적게 하기 위해서, 제1 반사층(14)은 두께를 얇게 하고, 작은 소쇠 계수 및 큰 열 전도율을 갖는 것이 바람직하다. 구체적으로는, 제1 반사층(14)은 바람직하게는 Ag를 포함하는 합금으로, 막 두께가 5㎚ 이상 15㎚ 이하가 되도록 형성된다.
제1 기록층(13)도 또한, 제1 정보층(21)의 높은 광 투과율을 확보하기 위해서, 제2 기록층(18)과 비교해서, 그 재료 및 막 두께가 한정된다. 제1의 기록층(13)은, 바람직하게는, 그 결정상에 있어서의 투과율과 그 비정질상에 있어서의 투과율의 평균이 45% 이상이 되도록 형성한다. 이 때문에, 제1 기록층(13)의 막 두께는 7㎚ 이하로 하는 것이 바람직하다. 제1 기록층(13)을 구성하는 재료는 이와같이 얇은 막 두께여도, 용융 급랭에 의해 양호한 기록 마크가 형성되며, 품질이 높은 신호를 재생할 수 있는 것, 및 승온 서냉됨에 의해 기록 마크를 소거할 수 있는 것을 확보할 수 있도록 선택된다. 구체적으로는, 가역적 상 변태 재료인 GeTe-Sb2Te3계 재료와 같은 Ge-Sb-Te, 또는 GeTe-Sb2Te3계 재료의 Ge의 일부를 Sn으로 치환한 Ge-Sn-Sb-Te로, 제1 기록층(13)을 형성하는 것이 바람직하다. GeTe-Bi2Te3계 재료와 같은 Ge-Bi-Te, 또는 Ge-Bi-Te의 Ge의 일부를 Sn으로 치환한 Ge-Sn-Bi-Te를 이용할 수도 있다. 구체적으로는, 예를 들면, GeTe : Sb2Te3=22 : 1인 Ge22Sb 2Te25, 또는 Ge19Sn3Sb2Te25가 바람직하게 이용된다.
접착층(9)은 실시 형태 5의 접착층(9)과 마찬가지로 투명한 자외선 경화성 수지로 형성하는 것이 바람직하다. 접착층(9)의 두께는 5∼15㎛인 것이 바람직하다.
더미 기판(110)은 실시 형태 5의 더미 기판(110)과 동일한 것이다. 따라서, 여기서는 더미 기판에 관한 상세한 설명을 생략한다. 또한, 이 형태에 있어서도, 접착층(9)이 더미 기판(110)의 기능을 겸비하고, 50㎛∼120㎛의 두께가 되도록 형성할 수 있으면, 더미 기판(1l0)을 생략할 수도 있다.
이 형태의 정보 기록 매체에 있어서는, 제1 유전체층(2), 제2 유전체층(6), 제4 유전체층(17) 및 제5 유전체층(19) 중, 하나의 유전체층만이 산화물계 재료층이어도 된다. 혹은, 2개 또는 3개의 유전체층이, 산화물계 재료층이어도 된다. 하나의 유전체층이 산화물계 재료층일 경우에는, 적어도 하나의 계면층이 불필요해지고, 2개의 유전체층이 산화물계 재료층일 경우에는, 적어도 2개의 계면층이 불필요해진다. 따라서, 이 형태의 정보 기록 매체에 있어서는, 최대 4개의 계면층을 없앨 수 있다. 산화물계 재료층이 아닌 유전체층과 기록층과의 사이에는 필요에 따라서, 기록층과 유전체층의 사이의 물질 이동을 방지하기 위한 계면층을 설치해도 된다. 이 경우에는, 계면층을, 두께 5㎚ 정도의 매우 얇은 막의 형태의 산화물계 재료층으로 할 수 있다.
이상에서, 기록층을 갖는 정보층을 2개 갖는 구성의 정보 기록 매체를 설명했다. 복수의 기록층을 갖는 정보 기록 매체는, 이 구성에 한정되지 않고, 정보층을 3개 이상 포함하는 구성으로 하는 것도 가능하다. 또한, 도시한 형태의 변형예 는 예를 들면 2개의 정보층 중, 1개를 가역적 상 변태를 발생시키는 기록층을 갖는 정보층으로 하고, 1개를 비가역적 상 변태를 발생시키는 기록층을 갖는 정보층으로 한 것이다. 또, 정보층을 3개 갖는 정보 기록 매체에 있어서는, 3개의 정보층 중 1개를 재생 전용의 정보층으로 하고, 1개를 가역적 상 변태를 발생시키는 기록층을 갖는 정보층으로 하고, 1개를 비가역적 상변태를 발생하는 기록층을 갖는 정보층으로 하는 것도 가능하다. 이와 같이, 정보층을 2이상 갖는 정보 기록 매체에는 다양한 형태의 것이 있다. 어느쪽 형태에 있어서도, 유전체층을 산화물계 재료층으로 함으로써, 기록층과 유전체층의 사이에 계면층을 설치할 필요를 없앨 수 있다.
또, 2이상의 기록층을 갖는 정보 기록 매체에 있어서, 산화물계 재료층은 기록층과 유전체층의 사이에 위치하는 계면층으로서 존재해도 된다. 그러한 계면층은 5㎚ 정도의 두께를 갖는 매우 얇은 막으로 형성된다.
이어서, 실시 형태 6의 정보 기록 매체(30)을 제조하는 방법을 설명한다. 정보 기록 매체(30)는 기판(101)에 제2 반사층(20)을 성막하는 공정(공정 j), 제5 유전체층(19)을 성막하는 공정(공정 k), 제2 기록층(18)을 성막하는 공정(공정 l), 및 제4 유전체층(17)을 성막하는 공정(공정 m)을 순차로 실시한 후, 제4 유전체층(17)의 표면에 중간층(16)을 형성하는 공정을 실시하고, 그로부터 중간층(16)의 표면에 제3 유전체층(15)을 성막하는 공정(공정 n), 제1 반사층(14)을 성막하는 공정(공정 o), 제2 유전체층(6)을 성막하는 공정(공정 p), 제1 기록층(13)을 성막하는 공정(공정 q) 및 제1 유전체층(2)을 성막하는 공정(공정 r)을 순차로 실시하고, 또한, 제1 유전체층(2)의 표면에 접착층(9)을 형성하는 공정 및 더미 기판(110)을 맞 붙이는 공정을 실시함으로써, 제조된다.
공정 j∼m은 제2 정보층(22)을 형성하는 공정에 상당한다. 공정 j는 기판(101)의 안내 홈이 형성된 면에, 제2 반사층(20)을 성막하는 공정이다. 공정 j는 실시 형태 1의 공정 e와 마찬가지로 하여 실시된다. 다음에, 공정 k를 실시하여, 제2 반사층(20)의 표면에, 제5 유전체층(19)을 성막한다. 공정 k는 실시 형태 1의 공정 c와 마찬가지로 하여 실시된다. 다음에, 공정 l을 실시하고, 제5 유전체층(19)의 표면에, 제2 기록층(18)을 성막한다. 공정 l은 실시 형태 1의 공정 b와 동일하게 하여 실시된다. 마지막에, 공정 m을 실시하고, 제2 기록층(18)의 표면에, 제4 유전체층(17)을 성막한다. 공정 m은 실시 형태 1의 공정 a와 동일하게 하여 실시된다.
공정 j∼m에 의해 제2 정보층(22)을 형성한 기판(101)을, 스퍼터링 장치로부터 꺼내고, 중간층(16)을 형성한다. 중간층(16)은 다음 순서로 형성된다. 우선, 제4 유전체층(17)의 표면에, 자외선 경화성 수지를 예를 들면 스핀 코팅에 의해 도포한다. 다음에, 중간층에 형성해야 할 안내 홈과 상보적인 요철을 갖는 폴리카보네이트 기판의 요철 형성면을, 자외선 경화성 수지에 밀착시킨다. 그 상태에서 자외선을 조사해서 수지를 경화시킨 후, 요철을 갖는 폴리카보네이트 기판을 박리한다. 그에 따라, 상기 요철에 상보적인 형상의 안내 홈이 자외선 경화성 수지에 형성되어서, 도시하는 것 같은 안내 홈을 갖는 중간층(16)이 형성된다. 별도의 방법에 있어, 중간층(16)은 제4 유전체층(17)을 보호하는 층을 자외선 경화성 수지로 형성하고, 그 위에 안내 홈을 갖는 층을 형성함으로써, 형성하면 된다. 그 경우, 얻어지는 중간층은 2층 구조이다. 혹은, 중간층은 3이상의 층을 적층하여 구성해도 된다.
중간층(16)까지 형성한 기판(101)을 다시 스퍼터링 장치에 배치하여, 중간층(16)의 표면에 제1 정보층(21)을 형성한다. 제1 정보층(21)을 형성하는 공정은, 공정 n∼r에 상당한다.
공정 n은 중간층(16)의 안내 홈을 갖는 면에, 제3 유전체층(15)을 성막하는 공정이다. 공정 n에 있어서는, 고주파 전원을 사용하고, TiO2 재료를 포함하는 스퍼터링 타겟을 이용하여, Ar 가스 분위기중 또는 Ar 가스와 O2 가스의 혼합 가스 분위기 중에서, 스퍼터링을 실시한다. 또, 산소 결손형의 TiO2 스퍼터링 타겟이면, 펄스 발생형의 직류 전원을 이용해서 스퍼터링 할 수도 있다.
다음에, 공정 o를 실시하고, 제3 유전체층(15)의 표면에 제1 반사층(14)을 성막한다. 공정 o에 있어서는, 직류 전원을 사용하고, Ag를 포함하는 합금의 스퍼터링 타겟을 이용하여, Ar 가스 분위기 중에서 스퍼터링을 실시한다. 다음에, 공정 p를 실시하고, 제1 반사층(14)의 표면에 제2 유전체층(6)을 성막한다. 공정 p는 공정 k와 동일하게 하여 실시된다.
다음에, 공정 q를 실시하고, 제2 유전체층(6)의 표면에 제1 기록층(13)을 성막한다. 공정 q에 있어서는, 직류 전원을 사용하고, 예를 들면 GeTe-Sb2Te3계 재료인 Ge-Sb-Te, 예를 들면 GeTe-Sb2Te3계 재료인 Ge의 일부를 Sn로 치환한 재료인 Ge-Sn-Sb-Te, Ge-Bi-Te, Ge-Sn-Bi-Te, Ge-Sb-Bi-Te 및 Ge-Sn-Sb-Bi-Te에서 선택되는 어느 하나의 재료를 포함하는 스퍼터링 타겟을 이용하여, Ar 가스 분위기 중 또는 Ar 가스와 N2 가스의 혼합 가스 분위기 중에서 스퍼터링을 실시한다.
다음에, 공정 r를 실시하고, 제1 기록층(13)의 표면에 제1 유전체층(2)을 성막한다. 공정 r은 공정 m과 동일하게 하여 실시된다. 이와 같이, 공정 n∼r를 순차 실시하여, 제1 정보층(21)을 형성한다.
제1 정보층(21)까지 형성한 기판(101)을 스퍼터링 장치로부터 꺼낸다. 그리고, 제1 유전체층(2)의 표면에, 자외선 경화성 수지를 예를 들면 스핀 코팅법에 의해 도포한다. 도포한 자외선 경화성 수지에, 더미 기판(110)을 밀착시켜서, 자외선을 더미 기판(110)측으로부터 조사해서 수지를 경화시키고, 맞붙이는 공정을 종료시킨다. 실시 형태 6의 정보 기록 매체의 제조 방법에 있어서도, 실시 형태 5의 정보 기록 매체의 제조 방법과 동일하게 하여, 더미 기판(110)을 서로 맞붙이는 공정을 생략할 수도 있다.
맞붙이는 공정이 종료한 후는, 필요에 따라서, 제2 정보층(22) 및 제1 정보층(21)의 초기화 공정을 실시한다. 초기화 공정은, 중간층을 형성하기 전 혹은 후에, 제2 정보층(22)에 대해서 실시하고, 더미 기판(110)의 맞붙이는 공정 전 혹은 후에, 제1 정보층(21)에 대해서 실시하면 된다. 초기화 공정을 실시하는 방법은 실시 형태 1에 관련되어 설명한 바와 같다.
이상, 도 1∼도 6을 참조하여, 본 발명의 정보 기록 매체의 실시 형태로서, 레이저 광으로 기록 재생하는 광 정보 기록 매체를 설명했다. 본 발명의 광 정보 기록 매체는 이들 형태에 한정되지 않는다. 본 발명의 광 정보 기록 매체는 산화 물계 재료층을, 구성층의 하나로 하여, 기록층과 접하도록 설치하는 것이 가능하고, 임의의 형태를 취할 수 있다. 또한, 기록층과 접하지 않아도, 정보 기록 매체에 포함되는 유전체층으로서, 임의로 사용 가능하다. 즉, 본 발명은 기판 상에 층을 형성하는 순서, 기록층의 수, 기록 조건,및 기록 용량 등에 관계 없이 적용된다. 또한, 본 발명의 광 정보 기록 매체는 다양한 파장으로 기록하는데도 적합하다. 따라서, 본 발명의 광 정보 기록 매체는, 예를 들면, 파장 630∼680㎚의 레이저 광으로 기록 재생하는 DVD-RAM 또는 DVD-R, 또는 파장 400∼450㎚의 레이저 광으로 기록 재생하는 대용량 광 디스크 등이어도 된다.
(실시 형태 7)
본 발명의 실시 형태 7로서, 전기적 에너지를 인가하여 정보의 기록 및 재생을 실시하는 정보 기록 매체의 일례를 나타낸다. 도 9에, 그 정보 기록 매체의 일부 단면을 도시한다.
도 9는 기판(201)의 표면에, 하부 전극(202), 기록부(203) 및 상부 전극(204)이, 이 순서대로 형성된 메모리(207)이다. 메모리(207)의 기록부(203)는 원주상 기록층(205) 및 기록층(205)을 둘러싸는 유전체층(206)을 포함하는 구성을 갖는다. 먼저 도 1∼도 6을 참조해서 설명한 광 정보 기록 매체와는 달리, 이 형태의 메모리(207)에 있어서는, 기록층(205) 및 유전체층(206)은 동일 면 상에 형성되고, 그들은 적층된 관계가 아니다. 그러나, 기록층(205) 및 유전체층(206)은 모두 메모리(207)에 있어서, 기판(201), 하부 및 상부 전극(202) 및 (204)을 포함하는 적층체의 일부를 구성하고 있으므로, 각각 「층」이라고 부를 수 있는 것이다. 따 라서, 본 발명의 정보 기록 매체에는 기록층과 유전체층이 동일면 상에 있는 형태의 것도 포함된다.
기판(201)으로서, 구체적으로는, Si 기판 등의 반도체 기판, 또는 폴리카보네이트 기판, SiO2기판 및 Al2O3 기판 등의 절연성 기판을, 기판(201)으로서 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, Al, Ti, W 및 Cr 및 이들 혼합물과 같은 금속을 스퍼터링함으로써 형성된다.
기록부(203)를 구성하는 기록층(205)은 전기적 에너지를 인가함으로써, 상 변화하는 재료로 이루어지고, 상 변화부라고 칭할 수도 있다. 기록층(205)은, 전기적 에너지를 인가함으로써 발생하는 줄 열에 의해, 결정상과 비정질상과의 사이에서 상 변화하는 재료로 형성된다. 기록층(205)의 재료로는, 예를 들면, Ge-Sb-Te, Ge-Sn-Sb-Te, Ge-Bi-Te, Ge-Sn-Bi-Te, Ge-Sb-Bi-Te 및 Ge-Sn-Sb-Bi-Te계 재료가 사용되고, 보다 구체적으로는 GeTe-Sb2Te3계 또는 GeTe-Bi2Te3 계 재료가 사용된다.
기록부(203)를 구성하는 유전체층(206)은 상부 전극(204) 및 하부 전극(202)과의 사이에 전압을 인가함으로써, 기록층(205)에 흐른 전류가 주변부로 달아나는 것을 방지하고, 기록층(205)을 전기적 및 열적으로 절연하는 기능을 갖는다. 따라서, 유전체층(206)은 단열부라고 칭할 수도 있다. 유전체층(206)은 산화물계 재료층이며, 구체적으로는, 상기에 설명한 (Ⅰ)∼(Ⅳ)의 산화물계 재료층이다. 산화물 계 재료층은, 고융점인 것, 가열된 경우라도 재료층 중의 원자가 확산되기 어려운 것 및 열전도율이 낮은 점에서 바람직하게 이용된다.
이 메모리(207)에 대해서는, 후술의 실시예에 있어서, 그 작동 방법과 함께 더 설명한다.
[실시예]
다음에, 실시예를 이용하여 본 발명을 상세하게 설명한다.
(시험 1)
본 발명의 정보 기록 매체의 제조에 있어서 이용되는 산화물계 재료로 이루어지는 스퍼터링 타겟의 공칭 조성(환언하면, 공급에 있어 스퍼터링 타겟 메이커가 통용적으로 표시하는 조성)과, 그 분석 조성과의 관계를, 시험에 의해 확인했다.
본 시험에서는, 상기 식 (19)에 상당하는 (ZrO2)25(SiO2)25(Ga 2O3)50(mol%)로 공칭 조성이 표시된, 스퍼터링 타겟을 분말 상태로 하고, X선 마이크로 분석법에 의해 조성 분석을 실시했다. 이 결과, 스퍼터링 타겟의 분석 조성이, 화합물의 비율(mol%)로 표시되는 식(19)이 아니라, 각 원소의 비율(원자%)로 표시되는 식(17)으로서 얻어졌다. 분석 결과를 표 1에 나타낸다. 또한, 표 1에는 공칭 조성으로부터 산출되는 원소 조성인, 환산 조성을 나타낸다.
Figure 112004032972067-pat00001
표 1에 나타내는 바와 같이, 분석 조성은 환산 조성과 거의 동일했다. 이 결과로부터, 식 (19)에 의해 표기되는 스퍼터링 타겟의 실제 조성(즉, 분석 조성)은, 계산에 의해 구해지는 원소 조성(즉, 환산 조성)과 거의 일치하고, 따라서 공칭 조성이 적정한 것이 확인되었다.
(시험 2)
본 발명의 정보 기록 매체의 제조에서 이용되는 산화물계 재료로 이루어지는 스퍼터링 타겟의 공칭 조성과, 이 스퍼터링 타겟을 이용해서 형성한 산화물계 재료층의 분석 조성과의 관계를, 시험에 의해 확인했다. 구체적으로는 상기 식 (19)에 상당하는, (ZrO2)25(SiO2)25(Ga2O3) 50(mol%)로 공칭 조성이 표시된 스퍼터링 타겟(직경 100㎜, 두께 6㎜)을 성막 장치(즉, 스퍼터링 장치)에 장착하고, 0.13Pa의 압력하, Ar 가스 분위기 중에서, 고주파 전원을 이용하여, 400W의 파워로 스퍼터링했다. 이 스퍼터링에 의해, Si 기판 상에 500㎚의 두께의 산화물계 재료층이 형성되었다. 이 산화물계 재료층의 조성 분석도 또한, X선 마이크로 분석법에 의해 실시했다. 산화물계 재료층의 분석 조성도, 화합물의 비율(mol%)로 표시되는 식(7)이 아니라, 각 원소의 비율(원자%)로 표시되는 식(5)로서 얻어졌다. 분석 결과를 표 2에 나타낸다. 또한, 표 2에, 스퍼터링 타겟의 공칭 조성으로부터 산출되는 환산 조성을 나타낸다.
Figure 112004032972067-pat00002
표 2에 나타내는 바와 같이, 층의 분석 조성은, 스퍼터링 타겟의 환산 조성과 거의 같았다. 이 결과로부터, 식 (19)에 의해 표기되는 스퍼터링 타겟을 이용해서 형성한 산화물계 재료층의 실제 조성은, 스퍼터링 타겟의 공칭 조성으로부터 계산되는 환산 조성과 거의 일치하고, 따라서, 식(19)에 의해 표기되는 스퍼터링 타겟을 이용하면, 거의 동일한 조성을 갖는 막이 형성되는 것을 확인했다.
시험 1 및 2와 동일한 결과는, Zr 및 Hf에서 선택되는 적어도 한쪽 원소의 산화물의 혼합 비율과, La, Ce, Al, Ga, In, Mg 및 Y에서 선택되는 적어도 하나의 원소 산화물의 혼합 비율이 표기되어 제공되는, 다른 스퍼터링 타겟에 대해서도 얻어지는 것으로 생각된다. 따라서, 이하의 실시예에 있어서는, 스퍼터링 타겟의 조성을 공칭 조성(mol%)으로 표시한다. 또한, 스퍼터링 타겟의 공칭 조성과 상기 스퍼터링 타겟을 이용하는 스퍼터링법에 의해 형성한 산화물계 재료층의 조성(mol%)은 동일한 것으로 간주해도 지장없다고 생각했다. 따라서, 이하의 실시예에서는, 스퍼터링 타겟의 조성의 표시를 가지고, 유전체층의 조성도 표시하는 것으로 했다. 또한, 이하의 실시예에서는, 스퍼터링 타겟 및 산화물계 재료층의 조성을 화합물의 비율(mol%)만으로 표기하는 경우가 있다. 당업자이면 각 화합물의 비율(mol%)에 의거하여, 스퍼터링 타겟 및 산화물계 재료층의 원소 조성(원자%)을 용이하게 산출할 수 있을 것이다.
(실시예 1)
실시예 1에서는, 산화물계 재료층의 투명성을 조사하기 위해서, 적색역(파장 660㎚)과 청자색역(파장 405㎚)에 있어서의 복소 굴절율(n-ki, n:굴절율, k:소쇠 계수)을 측정했다. 순서로는, 석영 유리 기판 상에 산화물계 재료를 포함하는 박막을 형성한 시료편을 준비하고, 엘립소메트리(ellipsometry)에 의해 박막의 복소 굴절율을 측정했다. 준비한 산화물계 재료는, Zr 및 Hf에서 선택되는 적어도 하나의 원소 산화물과, La, Ce, Al, Ga, In, Mg 및 Y에서 선택되는 적어도 하나의 원소 산화물의 혼합물과, 또한 Si의 산화물이 혼합된 혼합물이다. 2개의 산화물을 혼합한 (ZrO2)20(La2O3)80, (ZrO2)20 (CeO2)80, (ZrO2)20(Al2O3)80 , (ZrO2)20(Ga2O3)80, (ZrO2)20(In2O3)80, (ZrO2)20(MgO) 80, (ZrO2)20(Y2O3)80 및 비교예로서 (ZrO2)20(Cr2O3)80, 또한 SiO2을 혼합한 (ZrO2)25(SiO2)25(La2 O3)50, (ZrO2)25(SiO2)25(CeO 2)50, (ZrO2)25(SiO2)25(Al2O3)50, (ZrO2)25(SiO2)25(Ga2O3)50, (ZrO2)25(SiO2)25(In2O3)50, (ZrO2)25(SiO2)25(MgO)50, (ZrO2)25 (SiO2)25(Y2O3)50 및 비교예로서 (ZrO2)25(SiO2)25(Cr2O3)50의 16종류다.
스퍼터링 장치의 진공실 내에, 산화물계 재료를 포함하는 스퍼터링 타겟(직경 100㎜, 두께 6㎜)을 장착하고, 또, 기판으로서 석영 유리(세로 18㎜, 가로 12 ㎜, 두께 1.2㎜)를 스퍼터링 타겟에 대향하여 장착했다. 스퍼터링은 0.13Pa의 압력의 Ar 가스 분위기 중에서, 고주파 전원을 이용해서 400W의 파워로 실시했다. 상기 16종류의 재료는 어느 것이나 동일한 조건으로 스퍼터링 하고, 석영 유리 기판 상에 각각 20㎚의 산화물계 재료층을 형성했다. 석영 유리 시료편을 진공실로부터 꺼내고, 엘립소메트리로 적색역(파장 λ=660㎚)과 청자색역(파장λ=405㎚)에 있어서의 복소 굴절율(n-ki, n:굴절율, k:소쇠 계수)을 측정했다. 측정 결과를 표 3에 나타낸다.
Figure 112004032972067-pat00003
표 3에 나타내는 바와 같이, 비교예 (ZrO2)20(Cr2O3)80 및 (ZrO2)25(SiO2)25(Cr2O3)50를 제외한 시료 1-1∼1-14의 재료는 모두 λ=660㎚ 및 λ =405㎚에서, k=0.00이었다. 즉 투명한 것이 확인되었다. Cr2O3이 들어 있는 재료는, 0<k이며, 투명성이 낮은 것이 확인되었다.
또한, 복소 굴절율은 분광기에서 시료편의 반사율과 투과율을 측정하여, 계산에 의해 산출하는 것도 가능하다. 이 방법에서도, 정밀하게 복소 굴절율이 얻어진다.
(실시예 2)
ZrO2 대신에 HfO2을 포함하는 이외는 실시예 1과 동일한 산화물계 재료층을 실시한 바, 실시예 1의 경우와 동일한 결과가 얻어졌다. 구체적으로는 (HfO2)X1(E1)100-X1(mol%) 및 (HfO2)X1(SiO2 )Z(E)100-X1-Z(mol%)도, λ=660㎚ 및 λ=405㎚에 있어서, k=0.00이었다. 즉, 투명한 것이 확인되었다.
(실시예 3)
실시예 3에서는, 산화물계 재료층을 이용하여 정보 기록 매체(25)를 제작했다. 구체적으로는, (ZrO2)50(E)50(mol%)의 재료로 이루어지는 산화물계 재료층을 제1 유전체층(2) 및 제2 유전체층(6)에 이용했다. 또한, 여기에서 표기하는 E는 La2O3, CeO2, Al2O3, Ga2O3, In2O3, MgO, Y2O3 중 어느 것을 나타낸다. 이러한 산화물계 재료층을 이용하여, 7종류의 매체 시료(시료 3-1∼3-7)를 제작하고, 밀착성, 반복 개서 성능, 기록 감도를 평가했다.
이하, 정보 기록 매체(25)의 제작 방법을 설명한다. 이하의 설명에 있어서는, 이해의 용이를 위해, 각 구성 요소의 참조 번호로서, 도 1에 나타낸 각 구성 요소와 동일한 참조 번호를 이용한다. 후술의 실시예의 정보 기록 매체에 있어서도, 마찬가지로, 각 구성 요소의 참조 번호로서, 대응하는 정보 기록 매체에 있어서의 구성 요소와 동일한 참조 번호를 이용한다.
우선, 기판(1)으로서, 깊이 56㎚, 트랙 피치(기판의 주면에 평행한 면 내에 있어서의 홈 표면 및 랜드 표면의 중심간 거리) 0.615㎛의 안내 홈이 한쪽 표면에 미리 설치된, 직경 120㎜, 두께 0.6㎜의 원형 폴리카보네이트 기판을 준비했다. 기판(1) 상에, 두께 150㎚의 제1 유전체층(2), 두께 9㎚의 기록층(4), 두께 50㎚의 제2 유전체층(6), 두께 40㎚의 광 흡수 보정층(7) 및 두께 80㎚의 반사층(8)을, 이 순서로 스퍼터링법에 의해 이하에 설명하는 방법으로 성막했다.
제1 유전체층(2) 및 제2 유전체층(6)을 형성하는 공정에 있어서는, 상기 (ZrO2)50(E)50(mol%)재료로 이루어지는 스퍼터링 타겟(직경 100㎜, 두께 6㎜)을 성막 장치에 장착하고, 압력 0.13Pa의 Ar 가스 분위기 중에서, 400W의 고주파 스퍼터링을 실시했다.
기록층(4)을 형성하는 공정에 있어서는, GeTe-Sb2Te3 의2원계 조성의 Ge의 일부를 Sn로 치환한 Ge-Sn-Sb-Te계 재료로 이루어지는 스퍼터링 타겟(직경 100㎜, 두께 6㎜)을 성막 장치에 장착하고, 직류 스퍼터링을 실시했다. 파워는 100W로 했다. 스퍼터링 중, Ar 가스(97%)와 N2 가스(3%)의 혼합 가스를 도입했다. 스퍼터 시의 압력은 0.13Pa로 했다. 기록층의 조성은 Ge27Sn8Sb12Te53(원자%)였다.
광 흡수 보정층(7)을 형성하는 공정에 있어서는, 조성이 Ge80Cr20(원자%)인 재료로 이루어지는 스퍼터링 타겟(직경 100㎜, 두께 6㎜)을 성막 장치에 장착하고, 압력 약 0.4Pa의 Ar 가스 분위기 중에서, 300W의 직류 스퍼터링을 실시했다.
반사층(8)을 형성하는 공정에 있어서는, Ag-Pd-Cu 합금으로 이루어지는 스퍼터링 타겟(직경 100㎜, 두께 6㎜)을 성막 장치에 장착하고, 압력 약 0.4Pa의 Ar 가스 분위기 중에서, 200W의 직류 스퍼터링을 실시했다.
반사층(8)을 형성한 후, 자외선 경화성 수지를 반사층(8)상에 도포했다. 도포한 자외선 경화성 수지 상에, 직경 120㎜, 두께 0.6㎜의 폴리카보네이트 제의 더미 기판(10)을 밀착시켰다. 이어서, 더미 기판(10)의 측으로부터 자외선을 조사해서 수지를 경화시켰다. 이에 의해, 경화된 수지로 이루어지는 접착층(9)을 30㎛의 두께로 형성함과 동시에, 더미 기판(10)을 접착층(9)을 통해서 반사층(8) 상에 맞붙였다.
더미 기판(10)을 맞붙인 후, 파장 810㎚의 반도체 레이저를 사용하여 초기화 공정을 실시했다. 초기화 공정에 있어서는, 정보 기록 매체(25)의 반경 22∼60㎜ 범위의 환형상 영역 내에 위치하는 기록층(4)을, 거의 전면에 걸쳐 결정화시켰다. 초기화 공정의 종료에 의해, 정보 기록 매체(25)의 제작이 완료되었다.
비교예로서, 제1 유전체층(2) 및 제2 유전체층(6)을 (ZrO2)50(Cr2O3 )50(mol%)로 형성한 매체 시료(비교예 3-1)도 제작했다. 제조 공정은 (ZrO2)50(Cr2O 3)50(mol%) 재료로 이루어지는 스퍼터링 타겟(직경 100㎜, 두께 6㎜)을 성막 장치에 장착하고, 압력 0.13Pa의 Ar 가스 분위기 중에서, 400W의 고주파 스퍼터링을 실시했다. 다른 층의 재료·공정은 동일하다.
다음에 정보 기록 매체의 평가 수법에 대해서 설명한다. 정보 기록 매체(25)에 있어서의 유전체층의 밀착성은 고온 고습 조건 하에서의 박리 유무에 기초해서 평가했다. 구체적으로는, 초기화 공정 후의 정보 기록 매체(25)를 온도 90℃로 상대 습도 80%의 고온 고습조에 100시간 방치한 후, 기록층과 이에 접하는 유전체층 사이, 보다 상세하게는 기록층(4)과 제1 유전체층(2)의 계면 및 기록층(4)과 제2 유전체층(6)의 계면의 적어도 한쪽에서 박리가 발생하지 않는지 여부를, 광학 현미경을 사용해서 육안으로 조사했다. 당연하지만, 박리가 없는 시료는 양호한 밀착성을 가지는 것으로 평가되고, 박리가 있는 시료는 밀착성이 떨어지는 것으로 평가된다.
정보 기록 매체(25)의 반복 개서 성능은 반복 회수에 의거해 평가했다. 반복 회수는 이하의 조건으로 결정했다.
정보 기록 매체(25)에 정보를 기록하기 위해서, 정보 기록 매체(25)를 회전시키는 스핀들 모터와, 레이저 광(12)을 발하는 반도체 레이저를 구비한 광학 헤드와, 레이저 광(12)을 정보 기록 매체(25)의 기록층(4) 상에 집광시키는 대물 렌즈를 구비한 일반적인 구성의 정보 기록 시스템을 이용했다. 정보 기록 매체(25)의 평가에 있어서는, 파장 660㎚의 반도체 레이저와 개구수 0.6의 대물 렌즈를 사용하여, 4.7GB 용량 상당의 기록을 행했다. 정보 기록 매체(25)을 회전시키는 선 속도는 8.2m/초로 했다. 또, 후술의 평균 지터값을 구할 때의 지터값의 측정에는 타임 인터벌 분석기를 이용했다.
우선, 반복 회수를 결정할 때의 측정 조건을 정하기 위해서, 피크 파워(Pp) 및 바이어스 파워(Pb)를 이하의 순서로 설정했다. 상기 시스템을 이용하여, 레이저 광(12)을, 고 파워 레벨의 피크 파워(mW)와 저파워 레벨의 바이어스 파워(mW)와의 사이에서 파워 변조하면서 정보 기록 매체(25)를 향해 조사해서, 마크 길이 0.42㎛(3T)∼1.96㎛(14T)의 랜덤 신호를(홈 기록에 의해) 기록층(4)의 동일한 홈 표면에 10회 기록했다. 그리고, 전단간의 지터값 및 후단간의 지터값을 측정하고, 이들 평균치로서 평균 지터값을 구했다. 바이어스 파워를 일정한 값으로 고정하고, 피크 파워를 다양하게 변화시킨 각 기록 조건에 대해서 평균 지터값을 측정하고, 피크 파워를 서서히 증가시켜서, 랜덤 신호의 평균 지터값이 13%에 도달했을 때의 피크 파워의 1.3배의 파워를 임의로 Pp1로 정했다. 다음에, 피크 파워를 Pp1에 고정하고, 바이어스 파워를 다양하게 변화시킨 각 기록 조건에 대해서 평균 지터값을 측정하고, 랜덤 신호의 평균 지터값이 13% 이하로 되었을 때의, 바이어스 파워의 상한치 및 하한치의 평균치를 Pb로 설정했다. 그리고, 바이어스 파워를 Pb에 고정하고, 피크 파워를 다양하게 변화시킨 각 기록 조건에 대해서 평균 지터값을 측정하고, 피크 파워를 서서히 증가시켜서, 랜덤 신호의 평균 지터값이 13%에 도달했을 때의 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. 기록 감도는 Pp의 값이 작은쪽이 양호하다.
반복 회수는, 본 실시예에서는 평균 지터값에 의거해 결정했다. 상기와 같 이 하여 설정한 Pp와 Pb로 레이저 광을 파워 변조시키면서 정보 기록 매체(25)를 향해서 조사하여, 마크 길이 0.42㎛(3T)∼1.96㎛(14T)의 랜덤 신호를(홈 기록에 의해) 동일한 홈 표면에 소정 회수 반복해서 연속 기록한 후, 평균 지터값을 측정했다. 평균 지터값은, 반복 회수가 1, 2, 3, 5, 10, 100, 200 및 500회일 때에 측정하고, 반복 회수가 1000∼10000회의 범위에서는 l000회마다 측정하고, 반복 회수가 20000∼100000회의 범위에서는 10000회마다 측정했다. 평균 지터값이 13%에 도달했을 때를 반복 개서 한계로서 판단하고, 이때의 반복 회수에 의해 반복 개서 성능을 평가했다. 당연하지만, 반복 회수가 클수록, 반복 개서 성능이 높은 것으로 평가된다. 정보 기록 매체가, 컴퓨터의 외부 메모리로서 이용될 경우에는, 반복 회수는 10만회 이상인 것이 바람직하다. 정보 기록 매체가, 화상 음성 레코더로 이용될 경우에는, 반복 회수는 1만회 이상인 것이 바람직하다.
Figure 112004032972067-pat00004
표 4에 나타내는 바와 같이, 시료 3-1∼3-7은 양호한 밀착성, 반복 개서 성 능, 기록 감도가 얻어졌다. 특히, 시료 번호 3-4의 (ZrO2)50(Ga2O3 )50(mol%)는 10만회 반복 성능 및 12.5mW의 고기록 감도가 얻어졌다. 한편, 비교예의 (ZrO2)50(Cr2O3)50(mol%) 산화물계 재료층을 이용한 것은 기록 감도가 14mW를 초과했다. 이 결과로부터, ZrO2와 E의 혼합물을 포함하는 산화물계 재료층을 이용함으로써, 기록 감도가 개선되는 것을 확인할 수 있었다.
또한, ZrO2 대신에 HfO2을 이용한 이외는 시료 3-1∼3-7 및 비교예 3-1과 동일한 매체를 각각 제작해(시료 번호 3-11∼3-17 및 비교예 3-2), 마찬가지로 평가를 행한 바, 이하의 표 5에 나타내는 결과가 얻어졌다.
이 결과로부터, HfO2과 (E)가 포함되는 재료를 포함하는 산화물계 재료층에 대해서도, 기록 감도가 개선되는 것을 확인할 수 있었다.
Figure 112004032972067-pat00005
(실시예 4)
실시예 4에서는, 실시예 3에서 특히 양호한 성능을 나타낸, (ZrO2)50(Ga2O3)50(mol%) 산화물계 재료층의, 적용 가능한 조성 범위를 결정했다. 실시예 3과 마찬가지로, 정보 기록 매체(25)의 제1 유전체층(2) 및 제2 유전체층(6)에, ZrO2과 Ga2O3의 조성비를 변화시킨 산화물계 재료층을 각각 적용했다. 여기에서 이용한 산화물계 재료층을 (ZrO2)X(Ga2O3)100-X(mol%)로 표기하고, X의 값이 다른 산화물계 재료층으로 형성한 11종류의 매체 시료(시료 4-1∼4-11)를 제작했다.
실시예 3과 동일한 방법으로 밀착성, 반복 성능, 기록 감도를 평가한 평가 결과를 표 6에 나타낸다.
Figure 112004032972067-pat00006
표 6에 나타내는 바와 같이,(ZrO2)X(Ga2O3)100-X(mol%) 산화물계 재료층을 제1 유전체층(2) 및 제2 유전체층(6)에 이용한 정보 기록 매체(25)는 모두 양호한 밀착성, 10만회의 반복 개서 성능 및 14mW 미만의 기록 감도를 양립했다. 이 결과로부터, (ZrO2)X(Ga2O3)100-X(mol%)은 0<X<100의 넓은 범위에서 사용할 수 있는 것도 밝혀졌다. 또한, 본 실시예에서 이용한 재료는 식(2)로 표시할 수 있는 것이다. 따라서, 이 결과로부터, 식(2)로 표시할 수 있는 재료는 0<X1<100의 넓은 범위에서 사용할 수 있는 것도 명백하다.
또한, 실시예 3에서 특히 양호한 성능을 나타낸, (HfO2)50(Ga2O3) 50(mol%) 산화물계 재료층에 대해서도, 마찬가지로 11종류의 매체 시료를 제작해 (시료 번호4-21∼4-31), 평가를 행했다.
Figure 112004032972067-pat00007
표 7에 나타내는 바와 같이, (HfO2)X(Ga2O3)100-X(mol%)은 0<X<100의 넓은 범위에서 사용할 수 있는 것도 밝혀졌다. 또한, 본 실시예에서 이용한 재료는, 식 (4)로 나타낼 수 있는 것이다. 따라서, 이 결과로부터, 식 (4)로 표시할 수 있는 재료는 0<X2<100의 넓은 범위에서 사용할 수 있는 것도 확인되었다.
(실시예 5)
실시예 5에서는, 식 (7)로 표시되는 재료에 있어서 g로서 SiO2을 이용한 경우의 (D3)X3(SiO2)Z1(E2)100-X3-Z1(mol%) 산화물계 재료층을 제1 유전체층(2) 및 제2 유전체층(6)에 이용해서 정보 기록 매체(25)를 제작했다.
구체적으로는, D3로서 ZrO2을 포함하고, E2로서 각각 La2O3, CeO2 , Al2O3, Ga2O3, In2O3, MgO, Y2O3을 포함하여, X3=Z=25로 했다. 제1 유전체층(2) 및 제2 유전체층(6)을 형성하는 공정에 있어서는, 상기 (D3)X3(SiO2)Z(E2)100-X3-Z (mol%) 재료로 이루어지는 스퍼터링 타겟(직경 100㎜, 두께 6㎜)을 성막 장치에 장착하고, 압력 0.13Pa의 Ar 가스 분위기 중에서, 400W의 고주파 스퍼터링을 실시했다. 다른 층의 재료 및 공정은 실시예 3과 동일하다. 비교예로서, 제1 유전체층(2) 및 제2 유전체층(6)을 (ZrO2)25(SiO2)25(Cr2O3) 50(mol%)로 형성한 매체 시료(비교예 5-1)도 제작했다.
이와같이 하여, 7종류의 매체 시료(시료5-1∼5-7)를 제작하고, 실시예 3과 동일한 방법으로 밀착성, 반복 개서 성능, 기록 감도를 평가했다. 그 결과를 표 8 에 나타낸다.
Figure 112006048854627-pat00029
표 8에 나타내는 바와 같이, 시료 5-1∼5-7에 있어서, 밀착성, 반복 성능, 기록 감도 모두 양호한 결과가 얻어졌다. 실시예 3의 표 4의 결과와 비교하면, SiO2을 포함시킴으로써, 반복 성능이 향상되고, 기록 감도가 더욱 개선된 것을 확인할 수 있었다. 특히, (ZrO2)25(SiO2)25(Ga2O3 )50(mol%) 산화물계 재료층을 이용한 시료 5-4는 10만회를 초과하는 반복 성능과 12mW 미만의 기록 감도가 얻어졌다. 비교의 (ZrO2)25(SiO2)25(Cr2O3)50 (mol%)에서는, 14mW<Pp였다.
또한, D3로서 HfO2을 이용하는 것 이외는 시료 5-1∼5-7과 동일한 매체 시료를 제작하고(시료 번호 5-11∼5-17), 동일하게 평가를 행했다. 또한, 비교예로서, 제1 유전체층(2) 및 제2 유전체층(6)을 (HfO2)25(SiO2)25(Cr 2O3)50(mol%)로 형성한 매체 시료(비교예 5-2)도 제작했다.
Figure 112006048854627-pat00030
표 9에 나타내는 바와 같이, 시료 5-11∼5-17에 있어서도, 시료 5-1∼5-7과 마찬가지로, 밀착성, 반복 성능, 기록 감도 모두 양호한 결과가 얻어졌다.
(실시예 6)
실시예 6에서는, 상기에서 설명한 실시 형태 2에 상당하는 도 2에 도시하는 정보 기록 매체(26)에 있어서, 제1 유전체층(2) 및 제2 계면층(5)이 산화물계 재료층인 정보 기록 매체(시료 6-1)를 제작했다. 이하, 정보 기록 매체(26)의 제작 방법을 설명한다.
우선, 기판(1)으로서, 실시예 3에서 사용한 것과 동일한 기판을 준비했다. 이 기판(1) 상에, 두께 150㎚의 제1 유전체층(2), 두께 9㎚의 기록층(4), 두께 3㎚의 제2 계면층(5), 두께 50㎚의 제2 유전체층(106), 두께 40㎚의 광 흡수 보정층(7)을 40㎚ 및 두께 80㎚의 반사층(8)을, 이 순서로 스퍼터링법에 의해 이하에 설명하는 방법으로 성막했다.
제1 유전체층(2)을 형성하는 공정에 있어서는, (ZrO2)25(SiO2)25(Ga2O3)50(mol%) 스퍼터링 타겟(직경 100㎜, 두께 6㎜)을 성막 장치에 장착하고, 압력 0.13Pa로, Ar 가스 분위기 중에서 고주파 스퍼터링을 실시했다. 파워는 400W였다.
제2 계면층(5)은 제1 유전체층(2)과 마찬가지로, (ZrO2)25(SiO2)25(Ga2O3)50(mol%) 스퍼터링 타겟(직경 100㎜, 두께 6㎜)을 성막 장치에 장착하고, 압력 0.13Pa로, Ar 가스 분위기 중에서 고주파 스퍼터링을 실시했다. 파워는 400W였다.
제2 유전체층(106)은 (ZnS)80(SiO2)20(mol%)로 이루어지는 스퍼터링 타겟(직경 100㎜, 두께 6㎜)을 사용하여, 압력 0.13Pa로, Ar 가스(97%)와 O2 가스(3%)의 혼합 가스를 도입하고, 400W의 고주파 스퍼터링을 실시해서 형성했다. 기록층(4), 광 흡수 보정층(7) 및 반사층(8)은 실시예 3과 동일하게 형성했다.
비교예로서, 제1 유전체층(2) 및 제2 계면층(5)을 (ZrO2)25(SiO2)25(Cr2O3)50(mol%)로 형성한 매체(비교예 6-1)도 제작했다. 제작한 정보 기록 매체(26)에, 홈 기록 및 랜드 기록을 실시하고, 반복 회수를 실시예 3에 기재한 방법에 따라서 구함으로써, 반복 개서 성능을 평가했다. 평가 결과를 표 10에 나타낸다.
Figure 112004032972067-pat00010
표 10에 나타내는 바와 같이, 제1 유전체층(2) 및 제2 계면층(5)을 산화물계 재료층으로 한 정보 기록 매체(26)도, 홈 기록, 랜드 기록에 있어서 뛰어난 밀착성, 반복 개서 성능, 피크 파워 및 바이어스 파워를 실현했다. (ZrO2)25(SiO2)25(Ga2O3)50(mol%)을 이용함으로써, (ZrO2)25(SiO2)25(Cr2O3) 50(mol%)을 이용한 경우보다도 기록 감도가 약 20% 향상되었다.
또한, (ZrO2)20(SiO2)60(Ga2O3)20 (mol%)인 SiO2을 60mol% 포함하는 산화물계 재료층을 제1 유전체층(2) 및 제2 계면층(5)에 이용한 매체를 제작하여 평가한 바, 매체의 밀착성이 저하하고, 매체의 외주부에 박리가 관찰되었다. 따라서, SiO2의 농도는 50mol% 이하가 바람직하다.
(실시예 7)
실시예 7에서는, 상기에서 설명한 실시 형태 3에 상당하는 도 3에 도시하는 정보 기록 매체(27)에 있어서, 제1 계면층(3) 및 제2 유전체층(6)이 산화물계 재료층인 정보 기록 매체(시료 7-1)를 제작했다. 이하, 정보 기록 매체(27)의 제작 방법을 설명한다.
우선, 기판(1)으로서, 실시예 1에서 사용한 것과 동일한 기판을 준비했다. 이 기판(1) 상에, 두께 150㎚의 제1 유전체층(102), 두께 5㎚의 제1 계면층(3), 두께 9㎚의 기록층(4), 두께 50㎚의 제2 유전체층(6), 두께 40㎚의 광 흡수 보정층(7) 및 두께 80㎚의 반사층(8)을, 이 순서로 스퍼터링법에 의해 이하에 설명하는 방법으로 성막했다.
제1 유전체층(102)은 (ZnS)80(SiO2)20(mol%)로 형성했다. 제1 계면층(3)은 (ZrO2)25(SiO2)25(Ga2O3)50(mol%)로 형성했다. 기록층(4)은 실시예 3과 동일하게 하여 형성했다. 따라서, 그 조성은 Ge27Sn8Sb12Te53(원자%)였다.
제2 유전체층(6)은 (ZrO2)25(SiO2)25(Ga2O3 )50(mol%) 스퍼터링 타겟(직경 100㎜, 두께 6㎜)을 이용하여, Ar 가스 분위기 중에서 0.13Pa의 압력 하에서 고주파 스퍼터링을 실시해서 형성했다.
광 흡수 보정층(7) 및 반사층(8)은 실시예 3에서 설명한 정보 기록 매체(25)의 그것과 동일하게 하여 형성했다.
비교를 위해, 제1 계면층(3) 및 제2 유전체층(6)을 (ZrO2)25(SiO2)25(Cr2O3)50(mol%)로 형성한 매체(비교예 7-1)도 비교예로서 제작했다.
얻어진 각 시료에 대해서, 유전체층의 밀착성과 반복 개서 성능을 평가했다. 그 평가 결과를 표 11에 나타낸다. 밀착성 및 반복 개서 성능의 평가 방법은 먼저 설명한 바와 같다. 단, 본 실시예에서 밀착성의 평가는, 기록층(4)과 이에 접하는 제2 유전체층(6)과의 사이에서 박리가 발생하지 않는지 여부를 조사하여 실시했다.
Figure 112004032972067-pat00011
표 11에 나타내는 바와 같이, 제1 계면층(3) 및 제2 유전체층(6)을 산화물계 재료층으로 한 정보 기록 매체(27)도, 홈 기록, 랜드 기록에 있어서 뛰어난 밀착성, 반복 개서 성능, 피크 파워 및 바이어스 파워를 실현했다. (ZrO2)25(SiO2)25(Ga2O3)50(mol%)을 이용함으로써, (ZrO2)25(SiO2)25(Cr2O3) 50(mol%)을 이용한 경우보다도 기록 감도가 약 20% 향상되었다.
(실시예 8)
실시예 8에서는 상기에서 설명한 실시 형태 4에 상당하는 도 4에 도시하는 정보 기록 매체(28)에 있어서, 제1 계면층(3) 및 제2 계면층(5)이 산화물계 재료층인 정보 기록 매체(시료 8-1)를 제작했다. 이하, 정보 기록 매체(28)의 제작 방법을 설명한다.
우선, 기판(1)으로서, 실시예 3에서 사용한 기판과 같은 기판을 준비했다. 기판(1) 상에, 두께 150㎚의 제1 유전체층(102), 두께 5㎚의 제1 계면층(3), 두께 9㎚의 기록층(4), 두께 3㎚의 제2 계면층(5), 두께 50㎚의 제2 유전체층(106), 두 께 40㎚의 광 흡수 보정층(7) 및 두께 80㎚의 반사층(8)을, 이 순서로 스퍼터링법에 의해 성막했다.
제1 유전체층(102)은 (ZnS)80(SiO2)20(mol%)로 형성했다. 제2 유전체층(106)도 동일하게 하여 형성했다.
제1 계면층(3)의 형성 공정에 있어서는 (ZrO2)25(SiO2)25(Ga 2O3)50(mol%)로 이루어지는 스퍼터링 타겟(직경 100㎜, 두께 6㎜)을 성막 장치에 장착하고, 압력 0.13Pa로, Ar 가스 분위기 중에서 고주파 스퍼터링을 실시했다. 파워는 400W였다. 제2 계면층(5)도 동일하게 하여 형성했다.
기록층(4)은 실시예 3과 동일하게 하여 형성했다. 따라서, 그 조성은 Ge27Sn8Sb12Te53(원자%)였다. 광 흡수 보정층(7)도, 실시예 3과 동일하게 하여 Ge80Cr20(원자%)을 이용해서 형성했다. 반사층(8)도, 실시예 3과 동일하게 하여, Ag-Pd-Cu 합금으로 형성했다.
비교를 위해, 제1 계면층(3) 및 제2 계면층(5)을 (ZrO2)25(SiO2)25(Cr2O3)50(mol%)로 형성한 정보 기록 매체(시료 8-1)를 비교예로 해서 제작했다. 얻어진 시료에 대해서, 밀착성 및 반복 개서 성능을 평가했다. 밀착성의 평가는 기록층(4)과 이에 접하는 계면층 사이, 보다 상세하게는 기록층과 제1 계면층(3) 및 제2 계면층(5)의 적어도 한쪽과의 사이에서 박리가 발생하지 않는지 여부를 조사하여 실시했다. 반복 개서 성능의 평가는 홈 기록 및 랜드 기록을 실시하고, 홈 기록 및 랜드 기록의 반복 회수를 실시예 3에서 기재한 방법에 따라서 구하여 실시했다. 평가 결과를 표 12에 나타낸다.
Figure 112004032972067-pat00012
표 12에 나타내는 바와 같이, 산화물계 재료층을 계면층으로서 이용한 시료 8-1의 성능은, 비교예 8-1보다도 Pp가 약 1mW 낮고, 막 두께가 얇은 계면층으로서 이용해도, 기록 감도를 향상시키는 효과가 확인되었다. 또한, 밀착성, 반복 성능은 비교예 8-1과 동등 이상이었다.
이 시료 8-1을 구성하는 층의 수는 종래의 정보 기록 매체와 동일하다. 따라서, 시료 8-1에 있어서는 층수의 감소에 의한 효과를 얻을 수는 없다. 그러나, 산화물계 재료층을 계면층으로 하는 경우에는, 반응성 스퍼터링에 상관없이, Ar 가스만의 분위기 하에서 스퍼터링함으로써 계면층을 형성할 수 있다. 따라서, 제조의 용이성 및 안정성을 유지하고, 또한, 종래의 (ZrO2)25(SiO2)25 (Cr2O3)50(mol%) 재료보다 투명성이 높고, 매체의 기록 감도가 향상되는 성능 개선도 달성할 수 있었다.
또, 제1 계면층(3) 및 제2 계면층(5)을, 식 (7), (8), (11) 또는 (12)로 표시되는 산화물계 재료층으로 형성한 매체를 14종 제작하고(매체 8-11∼8-24), 각각 에 대해서 매체 8-1과 동일한 평가를 행했다. 표 13에, 이용한 산화물형 재료와 평가 결과가 나타나 있다. 또한, 비교예 8-2∼8-5로서, 식 (7), (8), (11) 또는 (12)로 표시되는 재료 중 E2가 포함되지 않은 산화물계 재료층으로 제1 계면층(3) 및 제2 계면층(5)이 형성되어 있는 매체도 제작하고, 동일하게 평가를 행했다.
Figure 112006048854627-pat00031
표 13에 나타내는 바와 같이, 식(7)중 어느 것으로 표시되는 산화물계 재료를 계면층으로서 이용한 경우, 기록 감도가 양호하고 또한 밀착성 및 반복 개서 성능이 비교예와 동등 이상이었다.
(실시예 9)
실시예 9로서, ZrO2과, La2O3, CeO2, Al2O3 , In2O3, MgO 및 Y2O3중 어느 것을 포함하는 산화물계 재료층에 대해서도 실시예 6, 7 및 8을 실시한 바, 양호한 밀착성과 반복 성능을 얻을 수 있고, 기록 감도도 양호했다.
(실시예 10)
실시예 10으로서, HfO2과, La2O3, CeO2, Al2O3 , Ga2O3, In2O3, MgO 및 Y2O3 중 어느 것을 포함하는 산화물계 재료층에 대해서도 실시예 6, 7 및 8을 실시한 바, 양호한 밀착성과 반복 성능을 얻을 수 있고, 기록 감도도 양호했다.
이상과 같이, 산화물계 재료층은 도 1에 나타내는 정보 기록 매체(25)의 구성, 도 2에 나타내는 정보 기록 매체(26)의 구성, 도 3에 나타내는 정보 기록 매체(27)의 구성 및 도 4에 나타내는 정보 기록 매체(28)의 구성의, 유전체층 혹은 계면층으로서 이용하는 것이 가능하고, 종래의 (ZrO2)25(SiO2)25(Cr 2O3)50(mol%)을 이용한 경우보다, 밀착성과 반복 성능을 열화시키지 않고, 기록 감도를 향상시킬 수 있다. 또한, 적어도 제1 유전체층(2) 또는 제2 유전체층(6)으로서 이용하는 경우에는, 도 12에 나타내는 종래의 정보 기록 매체(31)의 구성과 비교해서, 층 수를 7층에서 6층 또는 5층까지 줄이는 것이 가능하다. 반응성 성막에 상관없이, 막질의 장치 의존성이 작으므로, 상기 막의 형성 조건은 보다 빠르게 최적화할 수 있다. 따라서, 산화물계 재료층을 유전체층이나 계면층으로 함으로써, 정보 기록 매체의 양산 시작이 보다 빠르게 진행한다는 효과도 초래된다.
(실시예 11)
실시예 11에서는, 상기에서 설명한 실시 형태 5 에 상당하는 도 5에 도시하는 정보 기록 매체(29)에 있어서, 제1 및 제2 유전체층(2) 및 (6)이 산화물계 재료층인 정보 기록 매체(시료 11-1)를 제작했다. 이하, 정보 기록 매체(29)의 제작 방법을 설명한다.
우선, 기판(101)으로서, 깊이 21㎚, 트랙 피치(기판의 주면에 평행한 면내에 있어서의 홈 표면 및 홈 표면의 중심간 거리) 0.32㎛의 안내 홈이 한쪽 표면에 미리 설치된, 직경 120㎜, 두께 1.1㎜의 원형 폴리카보네이트 기판을 준비했다.
기판(101) 상에, 두께 80㎚의 반사층(8), 두께 16㎚의 제2 유전체층(6), 두께 10㎚의 기록층(4) 및 두께 68㎚의 제1 유전체층(2)을, 이 순서로 스퍼터링법에 의해 이하에 설명하는 방법으로 성막했다.
반사층(8)은 실시예 1과 동일하게 하여 형성했다. 제2 유전체층(6)을 형성하는 공정에 있어서는, (ZrO2)35(SiO2)35(Ga2O3 )30(mol%)로 이루어지는 스퍼터링 타겟(직경 100㎜, 두께 6㎜)을 성막 장치에 장착하고, 압력 0.13Pa로, Ar 가스 분위기 중에서 고주파 스퍼터링을 실시했다. 파워는 400W였다. 제1 유전체층(2)도 동일하게 하여 형성했다.
기록층(4)을 형성하는 공정에 있어서는, Ge-Bi-Te계 재료로 이루어지는 스퍼 터링 타겟(직경 100㎜, 두께 6㎜)을 성막 장치에 장착하고, 직류 스퍼터링을 실시했다. 파워는 100W로 했다. 스퍼터링 중, Ar 가스(97%)와 N2 가스(3%)의 혼합 가스를 도입했다. 스퍼터 시의 압력은 약 0.13Pa로 했다. 기록층(4)의 조성은 Ge45Bi4Te51였다.
제1 유전체층(2)을 형성한 후, 자외선 경화성 수지를 제1 유전체층(2)상에 도포했다. 도포한 자외선 경화성 수지 상에, 직경 120㎜, 두께 90㎛의 원형 폴리카보네이트 기판을 더미 기판(110)으로서 밀착시켰다. 이어서, 더미 기판(110) 측으로부터 자외선을 조사해서 수지를 경화시켰다. 이에 따라, 경화된 수지로 이루어지는 접착층(9)을 10㎛의 두께로 형성함과 동시에, 더미 기판(110)을 접착층(9)을 통해서 제1 유전체층(2) 상에 맞붙였다.
더미 기판(110)을 맞붙인 후, 파장 670㎚의 반도체 레이저를 사용하여 초기화 공정을 실시했다. 초기화 공정에 있어서는, 정보 기록 매체(29)의 반경 22㎜로부터 60㎜의 범위의 환형상 영역 내에 위치하는 기록층(4)을, 거의 전면에 걸쳐서 결정화시켰다. 초기화 공정의 종료에 의해, 정보 기록 매체(29)(시료 11-1)의 제작이 완료했다. 제작된 정보 기록 매체(29)의 (요철이 없는 평면부에 있어서의) Rc 실측치는 20%, Ra 실측치는 2%였다.
비교예로서, 제1 유전체층(2) 및 제2 유전체층(6)에 (ZrO2)35(SiO2)35(Cr2O3)30(mol%) 재료를 이용하고, 다른 재료는 정보 기록 매체(29)와 동일한 정보 기록 매체(비교예 11-1)를 제작했다.
얻어진 각 시료에 대해서, 밀착성 및 반복 개서 성능을 평가했다. 그 평가 결과를 표 14에 나타낸다. 밀착성의 평가 방법은, 실시예 1에서 설명한 바와 같다. 반복 개서 성능은, 실시예 1에서 채용한 방법과는 다른 방법으로 평가했다. 이하에서 그 방법을 설명한다.
정보 기록 매체(29)의 반복 개서 성능은 실시예 1에서 사용한 것과 동일한 구성의 정보 기록 시스템을 이용해서 평가했다. 정보 기록 매체(29)의 평가에 있어서는, 파장 405㎚의 반도체 레이저와 개구수 0.85의 대물 렌즈를 사용하고, 25GB 용량 상당의 기록을 행했다. 정보 기록 매체(29)를 회전시키는 선 속도는 4.92m/초(데이터 전송 레이트: 36Mbps) 및 9.84m/초(72Mbps)로 했다. 평균 지터값(전단간 지터와 후단간 지터와의 평균치)을 구할 때의 지터값의 측정에는 타임 인터벌 분석기를 이용했다.
우선, 반복 회수를 결정할 때의 측정 조건을 정하기 위해서, 피크 파워(Pp) 및 바이어스 파워(Pb)를 이하의 순서로 설정했다. 레이저 광(12)을, 고파워 레벨의 피크 파워(mW)와 저파워 레벨의 바이어스 파워(mW)와의 사이에서 파워 변조시키면서 정보 기록 매체(29)를 향해 조사하여, 마크 길이 0.149㎛의 2T 신호를 기록층(4)의 동일한 홈 표면에 10회 기록했다. 2T로부터 8T의 랜덤 신호를 10회 기록한 후, 평균 지터값을 측정했다. 랜덤 신호의 10회 기록시, 바이어스 파워를 일정한 값으로 고정하고, 피크 파워를 다양하게 변화시킨 각 기록 조건에 대해서 평균 지터값을 측정하고, 평균 지터값이 최소치가 되는 피크 파워를 Pp1로 설정했다. 피크 파워를 Pp1에 고정하고, 바이어스 파워를 다양하게 변화시킨 각 기록 조건에 대 해서 평균 지터값을 측정하고, 평균 지터값이 최소치가 되는 바이어스 파워를 Pb로 설정했다. 다시, 바이어스 파워를 Pb에 고정하고, 피크 파워를 다양하게 변화시킨 각 기록 조건에 대해서 평균 지터값을 측정하고, 평균 지터값이 최소치가 되는 피크 파워를 Pp로 설정했다. 얻어진 Pp 및 Pb는 규격을 고려하면, 36Mbps에 있어서는, 5.2mW 이하를 만족하는 것이 바람직하다. 72Mbps에 있어서도 시스템과의 밸런스를 고려하면, 6mW 이하를 만족하는 것이 바람직하다.
반복 회수는, 본 실시예에서는 평균 지터값에 의거해서 결정했다. 상기한 바와 같이 해서 설정한 Pp과 Pb로 레이저 광을 파워 변조시키면서 정보 기록 매체(29)를 향해서 조사하여, 랜덤 신호를 동일한 홈 표면에 소정 회수 반복해서 연속 기록했다. 그로부터, 평균 지터값을 측정했다. 평균 지터값은, 반복 회수가, 1, 2, 3, 5, 10, 100, 200, 500, 1000, 2000, 3000, 5000, 7000, 10000회일 때에 구했다. 10회 반복했을 경우의 평균 지터값을 기준으로 하여, 평균 지터값이 3% 증가했을 때를 반복 개서 한계로 판단하고, 이때의 반복 회수에 의해 반복 개서 성능을 평가했다. 당연하지만, 반복 회수가 클수록 반복 개서 성능이 높다. 정보 기록 매체(29)의 반복 회수는 1만회 이상이 바람직하다.
Figure 112004032972067-pat00014
본 실시예의 시료 11-1의 정보 기록 매체(29)는 도 1에 나타내는 정보 기록 매체(25)와는, 기판 상에의 각 층의 성막 순서, 기록 조건(레이저 파장이나 렌즈의 개구수) 및 기록 용량이 상이하다. 시료 11-1의 기록 용량은 도 1에 나타내는 정보 기록 매체(25)의 5배 이상이다. 그러나, 이들 상이점에 관계없이, 표 14에 나타내는 바와 같이, 제1 유전체층(2) 및 제2 유전체층(6)으로서, (ZrO2)35(SiO2)35(Ga2O3)30(mol%)의 산화물계 재료층을 이용함으로써, 25GB 용량으로 규격을 만족하는 기록 감도가 얻어졌다. 비교예는 기록 감도를 만족할 수 없었다.
정보 기록 매체(29)의 구성에서, 제1 유전체층(2) 또는 제2 유전체층(6)만이 산화물계 재료층이어도, 동일한 결과가 얻어졌다. 즉, 산화물계 재료층을 이용함으로써, (ZnS)80(SiO2)20(mol%)을 이용한 경우에 필요해지는 계면층을 적어도 1층은 줄일 수 있고, 또한 동등한 성능을 확보할 수 있다. 또한, 본 발명에서 채용되는 산화물계 재료층은 S(유황)를 포함하지 않으므로, Ag을 포함하는 반사층(8)과 계면을 접해도 원자 확산은 발생되지 않는다. 이에 따라, 4층 구성이 가능해졌다. 당연하지만, 반사층(8)과 제2 유전체층(6)과의 사이에는, 필요에 따라서, 기록층에 있어서의 광의 흡수·반사를 조절하기 위한 층을 형성해도 된다. 그러한 층은 금속, 비금속, 반금속, 반도체 및 유전체 및 그들 화합물에서 선택되는 1종의 재료 또는 2종 이상의 재료의 혼합물로 형성된다. 그러한 층은, 바람직하게는, 파장 405㎚ 부근의 광에 대해 4 이하의 굴절율 및 4 이하의 소쇠 계수를 갖는다.
(실시예 12)
실시예 12에서는, 상기에서 설명한 실시 형태 6에 상당하는 도 6에 도시하는 정보 기록 매체(30)에 있어서, 제5 유전체층(19), 제4 유전체층(17), 제2 유전체층(6) 및 제1 유전체층(2)이 산화물계 재료층인 정보 기록 매체(시료 12-1)를 제작했다. 이하, 정보 기록 매체(30)의 제작 방법을 설명한다.
우선, 기판(101)으로서, 실시예 11에서 사용한 기판(101)과 동일한 기판을 준비했다. 기판(101) 상에, 두께 80㎚의 제2 반사층(20), 두께 16㎚의 제5 유전체층(19), 두께 10㎚의 제2 기록층(18), 두께 68㎚의 제4 유전체층(17)을, 이 순서로 스퍼터링법에 의해 성막하고, 제2 정보층(22)을 형성했다.
제2 반사층(20)은 실시예 1과 동일하게 하여, Ag-Pd-Cu 합금으로 형성했다. 제5 유전체층(19)을 형성하는 공정에 있어서는, (ZrO2)35(SiO2)35 (Ga2O3)30(mol%)로 이루어지는 스퍼터링 타겟(직경 100㎜, 두께 6㎜)을 성막 장치에 장착하고, 압력 0.13Pa로, Ar 가스 분위기 중에서 고주파 스퍼터링을 실시했다. 파워는 400W였다. 제4 유전체층(17)도 동일하게 형성했다. 제2 기록층(18)은 실시예 11과 동일하게 하여, Ge-Bi-Te계 재료로 이루어지는 스퍼터링 타겟을 사용하여 형성했다.
다음에, 제2 정보층(22) 상에, 홈을 갖는 두께 25㎛의 중간층(16)을 형성했다. 중간층(16)을 이하의 순서에 따라서 형성했다. 우선, 스핀 코팅에 의해, 자외선 경화성 수지를 도포했다. 도포한 자외선 경화성 수지 상에, 표면에 요철이 설치된 폴리카보네이트 기판을, 상기 요철을 밀착시켜서 배치했다. 이 요철은 중간층(16)에 형성해야 할 안내 홈과 상보적인 형상을 갖는 것이었다. 그 후, 폴리카보네이트 기판 측으로부터 자외선을 조사해서 수지를 경화시키고, 폴리카보네이 트 기판을 중간층(16)으로 부터 박리했다. 이에 따라, 자외선 경화성 수지가 경화되어서 이루어지는, 안내 홈이 전사에 의해 형성된 중간층(16)을 얻었다.
중간층(16)의 형성 후, 제2 정보층(22)의 초기화 공정을 실시했다. 초기화 공정에 있어서는, 파장 670㎚의 반도체 레이저를 사용하여, 반경 22㎜로부터 60㎜의 범위의 환상 영역 내에 위치하는 제2 기록층(18)을, 거의 전면에 걸쳐서 결정화시켰다.
다음에, 중간층(16) 상에, 두께 15㎚의 제3 유전체층(15), 두께 10㎚의 제1 반사층(14), 두께 12㎚의 제2 유전체층(6), 두께 6㎚의 제1 기록층(13) 및 두께 45㎚의 제1 유전체층(2)을, 이 순서로 스퍼터링법에 의해 성막하고, 제1 정보층(21)을 형성했다.
제3 유전체층(15)을 형성하는 공정에 있어서는, TiO2로 이루어지는 스퍼터링 타겟(직경 100㎜, 두께 6㎜)을 이용하여, 압력 약 0.13Pa로 고주파 스퍼터링을 실시했다. 파워는 400W로 했다. 스퍼터링 중, Ar 가스(97%)와 O2 가스(3%)의 혼합 가스를 도입했다.
제1 반사층(14)도, 제2 반사층(20)과 동일하게 하여 형성하고, Ag-Pd-Cu 합금의 층으로서 형성했다. 제2 유전체층(6) 및 제1 유전체층(2)은 (ZrO2)56(SiO2)14(Ga2O3)30(mol%)로 형성했다.
제1 기록층(13)을 형성하는 공정에 있어서는, Ge-Sn-Bi-Te계 재료로 이루어지는 스퍼터링 타겟(직경 100㎜, 두께 6㎜)을 성막 장치에 장착하고, 압력 0.13Pa 로, 직류 스퍼터링을 실시했다. 파워는 50W로 했다. 스퍼터링 중, Ar 가스(100%)를 도입했다. 스퍼터 시의 압력은 약 0.13Pa로 했다. 기록층의 조성은 Ge40Sn5Bi4Te51(원자%)였다.
제1 유전체층(2)을 형성한 후, 자외선 경화성 수지를 제1 유전체층(2) 상에 도포했다. 도포한 자외선 경화성 수지 상에, 직경 120㎜, 두께 65㎛의 원형 폴리카보네이트 기판을 더미 기판(110)으로서 밀착시켰다. 이어서, 더미 기판(110) 측으로부터 자외선을 조사해서 수지를 경화시켰다. 이에 따라, 경화된 수지로 이루어지는 접착제층(9)을 10㎛의 두께로 형성함과 동시에, 더미 기판(110)을 접착층을 통해서 제1 유전체층(2) 상에 맞붙였다.
더미 기판(110)을 맞붙인 후, 파장 670㎚의 반도체 레이저를 사용하여, 제1 정보층(21)의 초기화 공정을 실시했다. 초기화 공정에 있어서는, 반경 22㎜로부터 60㎜의 범위의 환상 영역 내에 위치하는 제1 기록층(13)을, 거의 전면에 걸쳐서 결정화시켰다. 초기화 공정의 종료에 의해, 정보 기록 매체(30)(시료 12-1)의 제작이 완료되었다.
시료 12-1의 제1 정보층(21) 및 제2 정보층(22) 각각에 대해서, 유전체층의 밀착성 및 정보 기록 매체의 반복 개서 성능을 평가했다. 이들 결과를, 반복 개서 성능의 평가 시에 구한 피크 파워(Pp) 및 바이어스 파워(Pb)와 함께 표 15에 나타낸다.
본 실시예에서, 유전체층의 밀착성의 평가는 실시예 1과 동일한 조건으로, 제1 정보층(21)과 제2 정보층(22)의 각각에 대해서 박리 유무를 조사해서 실시했 다. 정보 기록 매체(30)의 반복 개서 성능의 평가는 실시예 11과 동일한 조건으로, 제1 정보층(21)과 제2 정보층(22)의 각각에 25GB 용량 상당의 기록을 행하여, 제1 정보층(21)과 제2 정보층(22)의 각각에 대해서 반복하여 회수를 조사했다.
제1 정보층(21)에 기록할 때에는, 레이저 광(12)을 제1 기록층(13)에 초점시키고, 제2 정보층(22)을 기록할 때에는, 레이저 광(12)을 제2 기록층(18)에 초점시켰다. 규격 및 시스템과의 밸런스를 고려하면, 36Mbps에 있어서, 제1 정보층(21)에서 Pp≤10.4mW를 만족하는 것이 바람직하다.
Figure 112004032972067-pat00015
본 실시예의 시료 12-1의 정보 기록 매체(30)는 도 1에 나타내는 정보 기록 매체(25)와는 기판 상에의 각 층의 형성 순서, 정보층(즉, 기록층)의 수가 2인 것 및 기록 조건(레이저 파장이나 렌즈의 개구수)이 상이하다. 또한, 시료 12-1의 기록 용량은, 도 1에 나타내는 정보 기록 매체(25)의 약 10배이다. 그러나, 이들 상이점에 관계없이, 제1, 제2, 제4 및 제5 유전체층(2, 6, 17 및 19)으로서, ZrO2, SiO2 및 Ga2O3의 혼합물로 이루어지는 층을 이용함으로써, 계면층을 설치하지 않더라도, 양호한 성능을 갖는 정보 기록 매체가 얻어지는 것이 확인되었다. 제작한 정 보 기록 매체(30)의 (요철이 없는 평면부에 있어서의) 제1 정보층(21)의 Rc 설계값은 6%, Ra 설계값은 0.7%였다. 제2 정보층(22)의 Rc 설계값은 25%, Ra 설계값은 3%였다.
본 실시예에 있어서는, 정보 기록 매체(30)를 구성하는 제1, 제2, 제4 및 제5 유전체층(2, 6, 17 및 19)을 모두 산화물계 재료층으로 했는데, 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 하나의 변형예에 있어서, 본 발명의 정보 기록 매체는 이들 4개의 유전체층 중, 적어도 1개가 산화물계 재료층이고, 다른 유전체층이 (ZnS)80(SiO2)20(mol%)로 이루어지는 것이면 된다. 그 경우, (ZnS)80 (SiO2)20(mol%)의 유전체층과 기록층과의 사이에는 계면층을 형성할 필요가 있다. 이러한 변형예의 정보 기록 매체에 있어서도, 층의 수가 감소한다는 목적이 달성되는 동시에, 상기 시료 12-1와 마찬가지로 양호한 성능이 얻어졌다.
또, 본 실시예에서는, 제1, 제2, 제4 및 제5 유전체층(2, 6, 17 및 19)을, 각각 동일한 조성의 산화물계 재료층으로 했는데, 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 하나의 변형예로서, 이들 4개의 유전체층이 서로 다른 조성을 갖는 정보 기록 매체(30)을 제작해도 된다. 그러한 정보 기록 매체도 또한, 상기 시료 12-1과 마찬가지로, 양호한 성능을 나타낸다.
(실시예 13)
실시예 13에서는, 필수 원소 산화물(예를 들면, 상기 (Ⅰ)의 산화물계 재료층인 경우 Zr의 산화물 및 원소 L1의 산화물, 상기 (Ⅱ)의 산화물계 재료층인 경우 M1의 산화물 및 원소 L2의 산화물. 상기 (Ⅲ), (Ⅳ)의 산화물계 재료층에 있어서 도 동일) 이외의 제3 성분을 포함하는 산화물계 재료층을 갖는 정보 기록 매체의 성능을 평가했다. 이 실시예에서는, 제2 유전체층(6)의 재료를 제외하고는 실시예 7과 동일하게 하여, 도 3에 나타내는 정보 기록 매체(27)를 제작했다.
제2 유전체층(6)의 형성에 있어서는 (ZrO2)35(SiO2)25(Ga2 O3)40(mol%)로 이루어지는 스퍼터링 타겟(직경 100㎜, 두께 6㎜)을 성막 장치에 장착하고, 또한 그 스퍼터링 타겟 표면에, 각각 10㎜×10㎜×1㎜의 치수를 갖는, Si3N4, Ge, C의 스퍼터링 칩을 두었다. 이 스퍼터링 칩을 갖는 스퍼터링 타겟을 이용하여, 압력 0.13Pa로, Ar 가스 분위기 중에서 고주파 스퍼터링을 실시해서 제2 유전체층(6)을 형성했다. 파워는 400W였다. 형성된 층을 분석한 바, 상기 층에는 (ZrO2)35(SiO2)25(Ga2O3)40(mol%)이 98mol% 포함되고, 제3 성분으로서, Si3N4이 1mol%, Ge가 0.5mol%, C가 0.5mol% 포함되어 있다.
비교를 위해, 제2 유전체층(6)에, 제3 성분을 포함하지 않는 (ZrO2)35(SiO2)25(Ga2O3)40(mol%)을 형성했다(비교예 13-1). 다른 재료는 본 실시예의 정보 기록 매체(27)와 동일하다. 각 시료의 제2 유전체층(6)의 밀착성을 실시예 1과 동일한 조건으로 평가했다. 또한, 각 시료의 반복 개서 성능을 각 시료에 홈 기록 및 랜드 기록을 실시하고, 홈 기록 및 랜드 기록의 반복 회수를 실시예 1에서 기재한 방법에 따라서 구함으로써, 평가했다. 그 결과, 2mol%의 제3 성분을 포함한 산화물계 재료층을 이용해도, Pp≤14mW를 만족하는 성능이 얻어졌다. 평가 결과를 표 16에 나타낸다.
Figure 112004032972067-pat00016
표 16에 나타내는 바와 같이, 시료 13-1은 비교 시료와 동 정도의 밀착성 및 반복 개서 성능을 나타냈다. 또한, 시료 13-1의 Pp 및 Pb는 비교 시료보다도 높지만, Pp≤14mW 및 Pb≤7mW를 만족시키고, 충분히 실용 가능한 것이었다. 이 결과로부터, 유전체층이 그룹 GM에서 선택되는 원소 산화물과 그룹 GL에서 선택되는 원소 산화물을 합해서 98mol% 이상 포함되는 경우에는, 양호한 밀착성, 양호한 반복 개서 성능 및 양호한 기록 감도가 확보되는 것이 확인되었다.
(실시예 14)
이상의 실시예 1∼13에서는 광학적 수단에 의해 정보를 기록하는 정보 기록 매체를 제작했다. 실시예 14에서는, 도 9에 도시하는 바와 같은, 전기적 수단에 의해 정보를 기록하는 정보 기록 매체(207)를 제작했다. 이는 소위 메모리이다.
본 실시예의 정보 기록 매체(207)는 다음과 같이 해서 제작했다. 우선, 표면을 질화(窒化) 처리한, 길이 5㎜, 폭 5㎜ 및 두께 1㎜의 Si 기판(201)을 준비했다. 이 기판(201) 상에, Au의 하부 전극(202)을 1.0㎜×1.0㎜의 영역에 두께 0.1㎛로 형성했다. 하부 전극(202) 상에, Ge38Sb10Te52(화합물로는 Ge8 Sb2Te11로 표기된 다)의 상변화부(205)를 직경 0.2㎜의 원형 영역에 두께 0.1㎛이 되도록 형성하고, (ZrO2)15(SiO2)15(Ga2O3)70(mol%)의 단열부(206)를, 0.6㎜×0.6㎜의 영역(단 상변화부(205)를 제외하는)에, 상변화부(205)와 동일한 두께가 되도록 형성했다. 또한, Au의 상부 전극(204)을 0.6㎜×0.6㎜의 영역에 두께 0.1㎛로 형성했다. 하부 전극(202), 상변화부(205), 단열부(206) 및 상부 전극(204)은 어느 것이나, 스퍼터링법으로 형성했다.
상 변화부(205)를 성막하는 공정에서는, Ge-Sb-Te계 재료로 이루어지는 스퍼터링 타겟(직경 100㎜, 두께 6㎜)을 성막 장치에 장착하고, 파워 100W로, Ar 가스를 도입하여 직류 스퍼터링을 행했다. 스퍼터 시의 압력은 약 0.13Pa로 했다. 또한, 단열부(206)를 성막하는 공정에서는 (ZrO2)15(SiO2)15(Ga 2O3)70(mol%)의 조성을 갖는 재료로 이루어지는 스퍼터링 타겟(직경 100㎜, 두께 6㎜)을 성막 장치에 장착해서 , 약 0.13Pa의 압력 하에서, 고주파 스퍼터링을 행했다. 파워는 400W로 했다. 스퍼터링 중, Ar 가스를 도입했다. 이들 공정에서의 스퍼터링은 상 변화부(205) 및 단열부(206)가 서로 적층하지 않도록, 성막해야 할 면 이외의 영역을 마스크 지그로 덮어서 각각 행했다. 상 변화부(205) 및 단열부(206)의 형성 순서에 상관없이, 어느 것을 먼저 행해도 된다.
상변화부(205) 및 단열부(206)는 기록부(203)를 구성한다. 상변화부(205)는 본 발명에 말하는 기록층에 상당하고, 단열부(206)는 본 발명에 말하는 산화물계 재료층에 상당한다.
또한, 하부 전극(202) 및 상부 전극(204)은 전극 형성 기술 분야에 있어서 일반적으로 채용되는 스퍼터링 방법으로 성막할 수 있으므로, 이들 성막 공정에 관한 상세한 설명은 생략한다.
이상과 같이 하여 제작한 정보 기록 매체(207)에 전기적 에너지를 인가함으로써 상변화부(205)에서 상 변화가 일어나는 것을, 도 10에 나타내는 시스템에 의해 확인했다. 도 10에 도시하는 정보 기록 매체(207)의 단면도는 도 9에 도시하는 정보 기록 매체(207)의 선 A-B에 따라 두께 방향으로 절단한 단면을 나타내고 있다.
보다 상세하게는, 도 10에 도시하는 바와 같이, 2개의 인가부(212)를 하부 전극(202) 및 상부 전극(204)에 Au 리드선으로 각각 본딩함으로써, 인가부(212)를 통해서 전기적 기입/독출 장치(214)를 정보 기록 매체(메모리)(207)에 접속했다. 이 전기적 기입/독출 장치(214)에 있어서, 하부 전극(202)과 상부 전극(204)에 각각 접속되어 있는 인가부(212) 사이에는, 펄스 발생부(208)가 스위치(210)를 통해서 접속되고, 또한, 저항 측정기(209)가 스위치(211)를 통해서 접속되어 있다. 저항 측정기(209)는 저항 측정기(209)에 의해 측정되는 저항치의 고저를 판정하는 판정부(213)에 접속되어 있다. 펄스 발생부(208)에 의해 인가부(212)를 통해서 상부 전극(204) 및 하부 전극(202)의 사이에 전류 펄스를 흐르게 하고, 하부 전극(202)과 상부 전극(204)과의 사이의 저항치를 저항 측정기(209)에 의해 측정하고, 이 저항치의 고저를 판정부(213)로 판정했다. 일반적으로, 상 변화부(205)의 상 변화에 의해 저항치가 변화하므로, 이 판정 결과에 의거하여, 상 변화부(205)의 상의 상태 를 알 수 있다.
본 실시예의 경우, 상 변화부(205)의 융점은 630℃, 결정화 온도는 170℃, 결정화 시간은 130ns였다. 하부 전극(202)과 상부 전극(204) 간의 저항치는 상변화부(205)가 비정질상 상태에서는 1000Ω, 결정상 상태에서는 20Ω이었다. 상변화부(205)가 비정질상 상태(즉 고저항 상태)일 때, 하부 전극(202)과 상부 전극(204)의 사이에, 20mA, 150ns의 전류 펄스를 인가한 바, 하부 전극(202)과 상부 전극(204) 사이의 저항치가 저하하고, 상 변화부(205)가 비정질상 상태로부터 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 상승하고, 상 변화부(205)가 결정상으로부터 비정질상으로 전이했다.
이상의 결과로부터, 상 변화부(205)의 주위의 단열부(206)로서 (ZrO2)15(SiO2)15(Ga2O3)70(mol%)의 조성을 갖는 재료를 포함하는 층을 이용하고, 전기적 에너지를 부여함으로써, 상 변화부(기록층)에서 상 변태를 일으킬 수 있고, 따라서, 정보 기록 매체(207)가 정보를 기록하는 기능을 갖는 것을 확인할 수 있었다.
본 실시예와 같이, 원주상의 상변화부(205)의 주위에, 유전체인 (ZrO2)15(SiO2)15(Ga2O3)70(mol%)의 단열부(206)를 설치하면, 상부 전극(204) 및 하부 전극(202)과의 사이에 전압을 인가함으로써 상변화부(205)에 흐른 전류가 그 주변 부로 달아나는 것을 효과적으로 억제할 수 있다. 그 결과, 전류에 의해 발생하는 줄 열에 의해 상 변화부(205)의 온도를 효율적으로 상승시킬 수 있다. 특히, 상 변화부(205)를 비정질상 상태로 전이시킬 경우에는 상 변화부(205)의 Ge38Sb10Te52 을 일단 용융시켜서 급랭시키는 과정이 필요하다. 상변화부(205)의 이 용융은 상 변화부(205)의 주위에 단열부(206)를 설치함으로써, 보다 작은 전류로 일으킬 수 있다.
단열부(206)의 (ZrO2)15(SiO2)15(Ga2O3) 70(mol%)은 고융점이며, 열에 의한 원자 확산도 발생시키기 어려우므로, 정보 기록 매체(207)와 같은 전기적 메모리에 적용하는 것이 가능하다. 또한, 상 변화부(205)의 주위에 단열부(206)가 존재하면, 단열부(206)가 장벽이 되어서 상 변화부(205)는 기록부(203)의 면 내에서 전기적 및 열적으로 실질적으로 격리된다. 이를 이용하여, 정보 기록 매체(207)에, 다수의 상 변화부(205)를 단열부(206)로 서로 격리된 상태로 설치하고, 정보 기록 매체(207)의 메모리 용량을 늘리는 것 및 액세스 기능 및 스위칭 기능을 향상시키는 것이 가능해진다. 혹은, 정보 기록 매체(207) 자체를 복수개 연결하는 것도 가능하다.
일례로서, (ZrO2)15(SiO2)15(Ga2O3) 70(mol%)을 이용했는데, D로서 ZrO2을 포함하고, E로서 각각 La2O3, CeO2, Al2O3, In2O 3, MgO, Y2O3을 포함하는 산화물계 재료층에 대해서도, 동일한 결과가 얻어졌다. 또한, D로서 HfO2을 포함하고, E로서 각각 La2O3, CeO2, Al2O3, Ga2O3, In2O3, MgO, Y2O3을 포함하는 산화물계 재료층에 대해서 도, 동일한 결과가 얻어졌다. 이상, 다양한 실시예를 통하여 본 발명의 정보 기록 매체에 대해서 설명한 바와 같이, 광학적 수단으로 기록하는 정보 기록 매체 및 전기적 수단으로 기록하는 정보 기록 매체의 어느 것이나 산화물계 재료층을 이용할 수 있다. 이 산화물계 재료층을 포함하는 본 발명의 정보 기록 매체에 따르면, 지금까지 실현되지 않은 구성을 실현할 수 있고, 및/또는 종래의 정보 기록 매체보다도 뛰어난 성능을 얻을 수 있다.
본 발명의 정보 기록 매체와 그 제조 방법은 뛰어난 유전체 재료를 가지며, 대용량의 광학적 정보 기록 매체로서, DVD-RAM 디스크, DVD-RW(Digital Versatile Disk-Recordable) 디스크, DVD+RW(Digital Versatile Disk+Rewritable) 디스크, DVD-R 디스크(Digital Versatile Disk-Recordable), Blu-ray Disc 등에 유용하다. 또한, 광자기 디스크에 응용할 수도 있다. 또한, 전기적 정보 기록 매체로서, 전기적인 스위칭 소자로도 유용하다. 어느 것이나, 개서형·추기형에 상관없이 응용할 수 있고, 재생 전용 매체를 포함하는 정보 기록 매체에 이용하는 것도 가능하다.
또한, 발명의 상세한 설명의 항에 있어서 행한 구체적인 실시 형태 또는 실시예는 어디까지나, 본 발명의 기술 내용을 밝히는 것이며, 그러한 구체예에만 한정해서 협의로 해석되어야 하는 것이 아니며, 본 발명의 정신과 다음에 기재하는 특허청구의 범위 내에서, 다양하게 변경해서 실시할 수 있는 것이다.
본 발명의 제1∼제5 정보 기록 매체에 포함되는 산화물계 재료층은 적어도 660㎚ 부근의 적색 파장역으로부터 405㎚ 부근의 청자색 파장역에 걸쳐 고 투명성을 가지고, 또한 저열전도성도 갖는다. 또한, 이 산화물계 재료층은 S를 포함하지 않으므로, 기록층과 접해 형성할 수 있고, 충분한 열적 안정성이나 내습성도 동시에 가지고 있다. 이 때문에, 예를 들면 이 산화물계 재료층을 유전체층에 적용함으로써, 충분한 신뢰성이나 뛰어난 반복 개서 성능을 확보하면서, 또한 양호한 기록 감도가 얻어지는 정보 기록 매체를 실현할 수 있다. 또한, 정보의 기록이나 재생에 전기적 에너지를 이용하는 정보 기록 매체에 있어서, 이 산화물계 재료층을 기록층을 단열하기 위한 유전체층으로서 사용하면, 작은 전기적 에너지로 기록층의 상 변화를 생기게 할 수 있다. 또한, 본 발명의 제1∼제5 정보 기록 매체의 제조 방법에 의하면, 상기와 같은 효과를 예측할 수 있는 정보 기록 매체를 제작할 수 있다.

Claims (70)

  1. 광의 조사 또는 전기적 에너지의 인가에 의해서, 정보의 기록 및 재생 중 적어도 하나를 가능하게 하는 정보 기록 매체에 있어서,
    Zr와, La, Ga 및 In로 이루어지는 그룹 GL1에서 선택되는 적어도 하나의 원소와, 산소(O)를 포함하는 산화물계 재료층을 포함하고,
    상기 산화물계 재료층이, 하기의 식:
    ZrQ1L1T1O100-Q1-T1(원자%)
    (식 중, L1은 상기 그룹 GL1에서 선택되는 적어도 하나의 원소를 나타내고, Q1 및 T1은 0<Q1<34, 0<T1<50, 20<Q1+T1<60을 만족한다)로 표시되는 재료를 포함하는 것을 특징으로 하는 정보 기록 매체.
  2. 삭제
  3. 제 1항에 있어서, 상기 L1이 Ga인 것을 특징으로 하는 정보 기록 매체.
  4. 제 1항에 있어서, 상기 산화물계 재료층이, 하기의 식:
    (D1)X1(E1)100-X1(mol%)
    (식 중, D1은 Zr의 산화물을 나타내고, E1는 상기 그룹 GL1에서 선택되는 적어도 하나의 원소의 산화물을 나타내며, X1은 0<X1<100를 만족한다)로 표시할 수 있는 재료를 포함하는 것을 특징으로 하는 정보 기록 매체.
  5. 제 4항에 있어서, 상기 D1이 ZrO2이고, 상기 E1이 Ga2O3인 것을 특징으로 하는 정보 기록 매체.
  6. 광의 조사 또는 전기적 에너지의 인가에 의해서, 정보의 기록 및 재생중 적어도 하나를 가능하게 하는 정보 기록 매체에 있어서, M1(단, M1은 Zr과 Hf의 혼합물 또는 Hf이다)과, La, Ce, Al, Ga, In, Mg 및 Y로 이루어지는 그룹 GL2에서 선택되는 적어도 하나의 원소와, 산소(O)를 포함하는 산화물계 재료층을 포함하고,
    상기 산화물계 재료층이, 하기의 식:
    M1Q2L2T2O100-Q2-T2(원자%)
    (식 중, M1은 Zr과 Hf의 혼합물 또는 Hf를 나타내고, L2는 상기 그룹 GL2에서 선택되는 적어도 하나의 원소를 나타내며, Q2 및 T2는 0<Q2<34, 0<T2<50, 20<Q2+T2<60을 만족한다)로 표시되는 재료를 포함하는 것을 특징으로 하는 정보 기록 매체.
  7. 삭제
  8. 제 6항에 있어서, 상기 L2가 Ga인 것을 특징으로 하는 정보 기록 매체.
  9. 제 6항에 있어서, 상기 산화물계 재료층이, 하기의 식:
    (D2)X2(E2)100-X2(mol%)
    (식 중, D2는 상기 M1의 산화물을 나타내고, E2는 상기 그룹 GL2에서 선택되는 적어도 하나의 원소의 산화물을 나타내며, X2는 0<X2<100을 만족한다)로 표시할 수 있는 재료를 포함하는 것을 특징으로 하는 정보 기록 매체.
  10. 제 9항에 있어서, 상기 E2가 Ga2O3인 것을 특징으로 하는 정보 기록 매체.
  11. 광의 조사 또는 전기적 에너지의 인가에 의해서, 정보의 기록 및 재생중 적어도 하나를 가능하게 하는 정보 기록 매체에 있어서, Zr 및 Hf로 이루어지는 그룹 GM2에서 선택되는 적어도 하나의 원소와, La, Ce, Al, Ga, In, Mg 및 Y로 이루어지는 그룹 GL2에서 선택되는 적어도 하나의 원소와, Si와, 산소(O)를 포함하는 산화물계 재료층을 포함하고,
    상기 산화물계 재료층이, 하기의 식:
    M2Q3SiR1L2T3O100-Q3-R1-T3(원자%)
    (식 중, M2는 상기 그룹 GM2에서 선택되는 적어도 하나의 원소를 나타내고, L2는 상기 그룹 GL2에서 선택되는 적어도 하나의 원소를 나타내며, Q3, R1 및 T3은 0<Q3≤32, 0<R1≤32, 3<T3<43, 20<Q3+R1+T3<60을 만족한다)로 표시되는 재료를 포함하는 것을 특징으로 하는 정보 기록 매체.
  12. 삭제
  13. 제 11항에 있어서, 상기 M2가 Zr이고, 상기 L2가 Ga인 것을 특징으로 하는 정보 기록 매체.
  14. 제 11항에 있어서, 상기 산화물계 재료층이, 하기의 식:
    (D3)X3(g)Z1(E2)100-X3-Z1(mol%)
    (식 중, D3는 상기 그룹 GM2에서 선택되는 적어도 하나의 원소의 산화물을 나타내고, g는 SiO2, Si3N4 및 SiC로 이루어지는 그룹에서 선택되는 적어도 하나의 화합물을 나타내고, E2는 상기 그룹 GL2에서 선택되는 적어도 하나의 원소의 산화물을 나타내며, X3 및 Z1은 10≤X3<90, 0<Z1≤50, 10<X3+Z1≤ 90을 만족한다)로 표시할 수 있는 재료를 포함하는 것을 특징으로 하는 정보 기록 매체.
  15. 제 14항에 있어서, 상기 D3가 ZrO2이고, 상기 E2가 Ga2O3인 것을 특징으로 하는 정보 기록 매체.
  16. 광의 조사 또는 전기적 에너지의 인가에 의해서, 정보의 기록 및 재생중 적어도 하나를 가능하게 하는 정보 기록 매체에 있어서, Zr 및 Hf로 이루어지는 그룹 GM2에서 선택되는 적어도 하나의 원소와, La, Ce, Al, Ga, In, Mg 및 Y로 이루어지는 그룹 GL2에서 선택되는 적어도 하나의 원소와, Si와, 산소(O)를 포함하는 산화물계 재료층을 포함하고,
    상기 산화물계 재료층이, 또한 탄소(C), 질소(N) 및 Cr로 이루어지는 그룹 GK1에서 선택되는 적어도 하나의 원소를 포함하는 것을 특징으로 하는 정보 기록 매체.
  17. 제 16항에 있어서, 상기 산화물계 재료층이, 하기의 식:
    M2Q3SiR 1L2T3K1J1O100-Q3-R1-T3-J1(원자%)
    (식 중, M2는 상기 그룹 GM2에서 선택되는 적어도 하나의 원소를 나타내고, L2는 상기 그룹 GL2에서 선택되는 적어도 하나의 원소를 나타내고, K1은 상기 그룹 GK1에서 선택되는 적어도 하나의 원소를 나타내며, Q3, R1, T3 및 J1은 0<Q3≤32, 0<R1≤35, 2<T3≤40, 0<J1≤40, 20<Q3+R1+T3+J1<80을 만족한다)로 표시되는 재료를 포함하는 것을 특징으로 하는 정보 기록 매체.
  18. 제 17항에 있어서, 상기 M2가 Zr이고, 상기 L2가 Ga인 것을 특징으로 하는 정보 기록 매체.
  19. 제 17항에 있어서, 상기 산화물계 재료층이, 하기의 식:
    (D3)X3(g)Z1(E2)100-X3-Z1(mol%)
    (식 중, D3은 상기 그룹 GM2에서 선택되는 적어도 하나의 원소의 산화물을 나타내고, g는 SiO2, Si3N4 및 SiC로 이루어지는 그룹에서 선택되는 적어도 하나의 화합물을 나타내고, E2는 상기 그룹 GL2에서 선택되는 적어도 하나의 원소의 산화 물을 나타내며, X3 및 Z1는 10≤X3<90, 0<Z1≤50, 10<X3+Z1≤ 90을 만족한다)로 표시할 수 있는 재료를 포함하는 것을 특징으로 하는 정보 기록 매체.
  20. 제 19항에 있어서, 상기 D3가 ZrO2이고, 상기 E2가 Ga2O3인 것을 특징으로 하는 정보 기록 매체.
  21. 제 17항에 있어서, 상기 산화물계 재료층이, 하기의 식:
    (D3)X3(SiO2)Z2(f)A1(E2)100-X3-Z2-A1(mol%)
    (식 중, D3은 상기 그룹 GM2에서 선택되는 적어도 하나의 원소의 산화물을 나타내고, f는 SiC, Si3N4 및 Cr2O3으로 이루어지는 그룹에서 선택되는 적어도 하나의 화합물을 나타내고, E2는 상기 그룹 GL2에서 선택되는 적어도 하나의 원소의 산화물을 나타내며, X3, Z2 및 A1는 10≤X3<90, 0<Z2≤50, 0<A1≤50, 10<X3+Z2+A1≤90을 만족한다)로 표시할 수 있는 재료를 포함하는 것을 특징으로 하는 정보 기록 매체.
  22. 제 21항에 있어서, 상기 D3가 ZrO2이고, 상기 E2가 Ga2O3인 것을 특징으로 하는 정보 기록 매체.
  23. 광의 조사 또는 전기적 에너지의 인가에 의해서, 정보의 기록 및 재생중 적어도 하나를 가능하게 하는 정보 기록 매체에 있어서, Zr 및 Hf로 이루어지는 그룹 GM2에서 선택되는 적어도 하나의 원소와, La, Ce, Al, Ga, In, Mg 및 Y로 이루어지는 그룹 GL2에서 선택되는 적어도 하나의 원소와, Cr과, 산소(O)를 포함하는 산화물계 재료층을 포함하고,
    상기 산화물계 재료층이, 하기의 식:
    M2Q4CrUL2T4O100-Q4-U-T4(원자%)
    (식 중, M2는 상기 그룹 GM2에서 선택되는 적어도 하나의 원소를 나타내고, L2는 상기 그룹 GL2에서 선택되는 적어도 하나의 원소를 나타내며, Q4, U 및 T4는 0<Q4≤32, 0<U≤25, 0<T4≤40, 20<Q4+U+T4<60을 만족한다)로 표시되는 재료를 포함하는 것을 특징으로 하는 정보 기록 매체.
  24. 삭제
  25. 제 23항에 있어서, 상기 M2가 Zr이고, 상기 L2가 Ga인 것을 특징으로 하는 정보 기록 매체.
  26. 제 23항에 있어서, 상기 산화물계 재료층이, 하기의 식:
    (D3)X4(Cr2O3)A2(E2)100-X4-A2(mol%)
    (식 중, D3는 상기 그룹 GM2에서 선택되는 적어도 하나의 원소의 산화물을 나타내고, E2는 상기 그룹 GL2에서 선택되는 적어도 하나의 원소의 산화물을 나타내며, X4 및 A2는 10≤X4<90, 0<A2≤40, 10<X4+A2≤90을 만족한다)로 표시할 수 있는 재료를 포함하는 것을 특징으로 하는 정보 기록 매체.
  27. 제 26항에 있어서, 상기 D3가 ZrO2이고, 상기 E2가 Ga2O3인 것을 특징으로 하는 정보 기록 매체.
  28. 광의 조사 또는 전기적 에너지의 인가에 의해서, 정보의 기록 및 재생중 적어도 하나를 가능하게 하는 정보 기록 매체에 있어서, Zr 및 Hf로 이루어지는 그룹 GM2에서 선택되는 적어도 하나의 원소와, La, Ce, Al, Ga, In, Mg 및 Y로 이루어지는 그룹 GL2에서 선택되는 적어도 하나의 원소와, Cr과, 산소(O)를 포함하는 산화물계 재료층을 포함하고,
    상기 산화물계 재료층이, 하기의 식:
    M2Q4CrUL2T4SiR2K2J2O100-Q4-U-T4-R2-J2(원자%)
    (식 중, M2는 상기 그룹 GM2에서 선택되는 적어도 하나의 원소를 나타내고, L2는 상기 그룹 GL2에서 선택되는 적어도 하나의 원소를 나타내고, K2는 질소(N) 및 탄소(C)로 이루어지는 그룹 GK2에서 선택되는 적어도 하나의 원소를 나타내며, Q4, U, T4, R2 및 J2는 0<Q4≤32, 0<U≤25, 0<T4≤40, 0<R2≤30, 0<J2≤40, 25<Q4+U+T4+R2+J2<85를 만족한다)로 표시되는 재료를 포함하는 것을 특징으로 하는 정보 기록 매체.
  29. 제 28항에 있어서, 상기 M2가 Zr이고, 상기 L2가 Ga인 것을 특징으로 하는 정보 기록 매체.
  30. 제 28항에 있어서, 상기 산화물계 재료층이, 하기의 식:
    (D3)X4(Cr2O3)A2(h)Z3(E2)100-X4-A2-Z3(mol%)
    (식 중, D3는 상기 그룹 GM2에서 선택되는 적어도 하나의 원소의 산화물을 나타내고, h는 Si3N4 및 SiC로 이루어지는 그룹에서 선택되는 적어도 하나의 화합물을 나타내고, E2는 상기 그룹 GL2에서 선택되는 적어도 하나의 원소의 산화물을 나타내며, X4 및 A2 및 Z3는 10≤X4<90, 0<A2≤40, 0<Z3≤40, 10<X4+A2+Z3≤90을 만족한다)로 표시할 수 있는 재료를 포함하는 것을 특징으로 하는 정보 기록 매체.
  31. 제 30항에 있어서, 상기 D3가 ZrO2이고, 상기 E2가 Ga2O3인 것을 특징으로 하는 정보 기록 매체.
  32. 제1항, 제6항, 제11항, 제16항, 제23항 또는 제28항 중 어느 한 항에 있어서, 적어도 하나의 기록층을 포함하는 것을 특징으로 하는 정보 기록 매체.
  33. 제 32항에 있어서, 상기 기록층이 상 변태를 일으키는 것을 특징으로 하는 정보 기록 매체.
  34. 제 33항에 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-Te에서 선택되는 어느 하나의 재료를 포함하는 것을 특징으로 하는 정보 기록 매체.
  35. 제 34항에 있어서, 상기 기록층의 막 두께가, 20㎚ 이하인 것을 특징으로 하는 정보 기록 매체.
  36. 제 32항에 있어서, 상기 산화물계 재료층이 상기 기록층의 적어도 한쪽 면과 접하여 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 정보 기록 매체.
  37. 제 32항에 있어서, 상기 기록층을 포함하는 다수의 기록층이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 정보 기록 매체.
  38. Zr과, La, Ga 및 In으로 이루어지는 그룹 GL1에서 선택되는 적어도 하나의 원소와, 산소(O)를 포함하는 산화물계 재료층을 포함하는 정보 기록 매체의 제조 방법으로서,
    상기 산화물계 재료층을, Zr과, 상기 그룹 GL1에서 선택되는 적어도 하나의 원소와, 산소(O)를 포함하는 스퍼터링 타겟을 이용하여, 스퍼터링법으로 형성하는 공정을 포함하고,
    상기 스퍼터링 타겟이, 하기의 식:
    Zrq1L1t1O100-q1-t1(원자%)
    (식 중, L1은 상기 그룹 GL1에서 선택되는 적어도 하나의 원소를 나타내고, q1 및 t1은 0<q1<34, 0<t1<50, 20<q1+t1<60을 만족한다)로 표시되는 재료를 포함하는 것을 것을 특징으로 하는 정보 기록 매체의 제조 방법.
  39. 삭제
  40. 제 38항에 있어서, 상기 L1이 Ga인 것을 특징으로 하는 정보 기록 매체의 제조 방법.
  41. 제 38항에 있어서, 상기 스퍼터링 타겟이, 하기의 식:
    (D1)x1(E1)100-x1(mol%)
    (식 중, D1은 Zr의 산화물을 나타내고, E1은 상기 그룹 GL1에서 선택되는 적어도 하나의 원소의 산화물을 나타내며, x1은 0<x1<100을 만족한다)로 표시할 수 있는 재료를 포함하는 것을 특징으로 하는 정보 기록 매체의 제조 방법.
  42. 제 41항에 있어서, 상기 D1이 ZrO2이고, 상기 E1이 Ga2O3인 것을 특징으로 하는 정보 기록 매체의 제조 방법.
  43. M1(단, M1은 Zr과 Hf의 혼합물 또는 Hf이다)과, La, Ce, Al, Ga, In, Mg 및 Y로 이루어지는 그룹 GL2에서 선택되는 적어도 하나의 원소와, 산소(O)를 포함하는 산화물계 재료층을 포함하는 정보 기록 매체의 제조 방법으로서,
    상기 산화물계 재료층을, 상기 M1과, 상기 그룹 GL2에서 선택되는 적어도 하나의 원소와, 산소(O)를 포함하는 스퍼터링 타겟을 이용하여, 스퍼터링법으로 형성하는 공정을 포함하고,
    상기 스퍼터링 타겟이, 하기의 식:
    M1q2L2t2O100-q2-t2(원자%)
    (식 중, M1은 Zr과 Hf의 혼합물 또는 Hf를 나타내고, L2는 상기 그룹 GL2에서 선택되는 적어도 하나의 원소를 나타내며, q2 및 t2는 0<q2<34, 0<t2<50, 20<q2+t2<60을 만족한다)로 표시되는 재료를 포함하는 것을 특징으로 하는 정보 기록 매체의 제조 방법.
  44. 삭제
  45. 제 43항에 있어서, 상기 L2가 Ga인 것을 특징으로 하는 정보 기록 매체의 제조 방법.
  46. 제 43항에 있어서, 상기 스퍼터링 타겟이, 하기의 식:
    (D2)x2(E2)100-x2(mol%)
    (식 중, D2는 상기 M1의 산화물을 나타내고, E2는 상기 그룹 GL2에서 선택되는 적어도 하나의 원소의 산화물을 나타내며, x2는 0<x2<100을 만족한다)로 표시할 수 있는 재료를 포함하는 것을 특징으로 하는 정보 기록 매체의 제조 방법.
  47. 제 46항에 있어서, 상기 E2가 Ga2O3인 것을 특징으로 하는 정보 기록 매체의 제조 방법.
  48. Zr 및 Hf로 이루어지는 그룹 GM2에서 선택되는 적어도 하나의 원소와, La, Ce, Al, Ga, In, Mg 및 Y로 이루어지는 그룹 GL2에서 선택되는 적어도 하나의 원소와, Si와, 산소(O)를 포함하는 산화물계 재료층을 포함하는 정보 기록 매체의 제조 방법으로서,
    상기 산화물계 재료층을, 상기 그룹 GM2에서 선택되는 적어도 하나의 원소와, 상기 그룹 GL2에서 선택되는 적어도 하나의 원소와, Si와, 산소(O)를 포함하는 스퍼터링 타겟을 이용하여, 스퍼터링법으로 형성하는 공정을 포함하고,
    상기 스퍼터링 타겟이, 하기의 식:
    M2q3Sir1L2t3O100-q3-r1-t3(원자%)
    (식 중, M2는 상기 그룹 GM2에서 선택되는 적어도 하나의 원소를 나타내고, L2는 상기 그룹 GL2에서 선택되는 적어도 하나의 원소를 나타내며, q3, r1 및 t3은 0<q3≤32, 0<r1≤32, 3<t3<43, 20<q3+r1+t3<60을 만족한다)로 표시되는 재료를 포함하는 것을 특징으로 하는 정보 기록 매체의 제조 방법.
  49. 삭제
  50. 제 48항에 있어서, 상기 M2가 Zr이고, 상기 L2가 Ga인 것을 특징으로 하는 정보 기록 매체의 제조 방법.
  51. 제48항에 있어서, 상기 스퍼터링 타겟이, 하기의 식:
    (D3)x3(g)z1(E2)100-x3-z1(mol%)
    (식 중, D3은 상기 그룹 GM2에서 선택되는 적어도 하나의 원소의 산화물을 나타내고, g는 SiO2, Si3N4 및 SiC로 이루어지는 그룹에서 선택되는 적어도 하나의 화합물을 나타내고, E2는 상기 그룹 GL2에서 선택되는 적어도 하나의 원소의 산화물을 나타내며, x3 및 z1은 10≤x3<90, 0<z1≤50, 10<x3+z1≤90을 만족한다)로 표시할 수 있는 재료를 포함하는 것을 특징으로 하는 정보 기록 매체의 제조 방법.
  52. 제 51항에 있어서, 상기 D3가 ZrO2이고, 상기 E2가 Ga2O3인 것을 특징으로 하는 정보 기록 매체의 제조 방법.
  53. Zr 및 Hf로 이루어지는 그룹 GM2에서 선택되는 적어도 하나의 원소와, La, Ce, Al, Ga, In, Mg 및 Y로 이루어지는 그룹 GL2에서 선택되는 적어도 하나의 원소와, Si와, 산소(O)를 포함하는 산화물계 재료층을 포함하는 정보 기록 매체의 제조 방법으로서,
    상기 산화물계 재료층을, 상기 그룹 GM2에서 선택되는 적어도 하나의 원소와, 상기 그룹 GL2에서 선택되는 적어도 하나의 원소와, Si와, 산소(O)를 포함하는 스퍼터링 타겟을 이용하여, 스퍼터링법으로 형성하는 공정을 포함하고,
    상기 스퍼터링 타겟이, 또한 탄소(C), 질소(N) 및 Cr로 이루어지는 그룹 GK1에서 선택되는 적어도 하나의 원소를 포함하는 것을 특징으로 하는 정보 기록 매체의 제조 방법.
  54. 제 53항에 있어서, 상기 스퍼터링 타겟이, 하기의 식:
    M2q3Sir1L2t3K1j1O100-q3-r1-t3-j1(원자%)
    (식 중, M2는 상기 그룹 GM2에서 선택되는 적어도 하나의 원소를 나타내고, L2는 상기 그룹 GL2에서 선택되는 적어도 하나의 원소를 나타내고, K1은 상기 그룹 GK1에서 선택되는 적어도 하나의 원소를 나타내며, q3, r1, t3및 j1는 0<q3≤32, 0<r1≤35, 2<t3≤40, 0<j1≤40, 20<q3+r1+t3+j1<80을 만족한다)로 표시되는 재료를 포함하는 것을 특징으로 하는 정보 기록 매체의 제조 방법.
  55. 제 54항에 있어서, 상기 M2가 Zr이고, 상기 L2가 Ga인 것을 특징으로 하는 정보 기록 매체의 제조 방법.
  56. 제 54항에 있어서, 상기 스퍼터링 타겟이, 하기의 식:
    (D3)x3(g)z1(E2)100-x3-z1(mol%)
    (식 중, D3은 상기 그룹 GM2에서 선택되는 적어도 하나의 원소의 산화물을 나타내고, g는 SiO2, Si3N4 및 SiC로 이루어지는 그룹에서 선택되는 적어도 하나의 화합물을 나타내고, E2는 상기 그룹 GL2에서 선택되는 적어도 하나의 원소의 산화물을 나타내며, x3 및 z1는 10≤x3<90, 0<z1≤50, 10<x3+z1≤90을 만족한다)로 표시할 수 있는 재료를 포함하는 것을 특징으로 하는 정보 기록 매체의 제조 방법.
  57. 제 56항에 있어서, 상기 D3가 ZrO2이고, 상기 E2가 Ga2O3인 것을 특징으로 하 는 정보 기록 매체의 제조 방법.
  58. 제 54항에 있어서, 상기 스퍼터링 타겟이, 하기의 식:
    (D3)x3(SiO2)z2(f)a1(E2)100-x3-z2-a1(mol%)
    (식 중, D3은 상기 그룹 GM2에서 선택되는 적어도 하나의 원소의 산화물을 나타내고, f는 SiC, Si3N4 및 Cr2O3으로 이루어지는 그룹에서 선택되는 적어도 하나의 화합물을 나타내고, E2는 상기 그룹 GL2에서 선택되는 적어도 하나의 원소의 산화물을 나타내며, x3, z2 및 a1은 10≤x3<90, 0<z2≤50, 0<a1≤50, 10<x3+z2+a1≤90을 만족한다)로 표시할 수 있는 재료를 포함하는 것을 특징으로 하는 정보 기록 매체의 제조 방법.
  59. 제 58항에 있어서, 상기 D3가 ZrO2이고, 상기 E2가 Ga2O3인 것을 특징으로 하는 정보 기록 매체의 제조 방법.
  60. Zr 및 Hf로 이루어지는 그룹 GM2에서 선택되는 적어도 하나의 원소와, La, Ce, Al, Ga, In, Mg 및 Y로 이루어지는 그룹 GL2에서 선택되는 적어도 하나의 원소와, Cr과, 산소(O)를 포함하는 산화물계 재료층을 포함하는 정보 기록 매체의 제조 방법으로서,
    상기 산화물계 재료층을, 상기 그룹 GM2에서 선택되는 적어도 하나의 원소와, 상기 그룹 GL2에서 선택되는 적어도 하나의 원소와, Cr과, 산소(O)를 포함하는 스퍼터링 타겟을 이용하여, 스퍼터링법으로 형성하는 공정을 포함하고,
    상기 스퍼터링 타겟이, 하기의 식:
    M2q4CruL2t4O100-q4-u-t4(원자%)
    (식 중, M2는 상기 그룹 GM2에서 선택되는 적어도 하나의 원소를 나타내고, L2는 상기 그룹 GL2에서 선택되는 적어도 하나의 원소를 나타내며, q4, u 및 t4는 0<q4≤32, 0<u≤25, 0<t4≤40, 20<q4+u+t4<60을 만족한다)로 표시되는 재료를 포함하는 것을 특징으로 하는 정보 기록 매체의 제조 방법.
  61. 삭제
  62. 제 60항에 있어서, 상기 M2가 Zr이고, 상기 L2가 Ga인 것을 특징으로 하는 정보 기록 매체의 제조 방법.
  63. 제 60항에 있어서, 상기 스퍼터링 타겟이, 하기의 식:
    (D3)x4(Cr2O3)a2(E2)100-x4-a2(mol%)
    (식 중, D3는 상기 그룹 GM2에서 선택되는 적어도 하나의 원소의 산화물을 나타내고, E2는 상기 그룹 GL2에서 선택되는 적어도 하나의 원소의 산화물을 나타내며, x4 및 a2는 10≤x4<90, 0<a2≤40, 10<x4+a2≤90을 만족한다)로 표시할 수 있는 재료를 포함하는 것을 특징으로 하는 정보 기록 매체의 제조 방법.
  64. 제 63항에 있어서, 상기 D3가 ZrO2이고, 상기 E2가 Ga2O3인 것을 특징으로 하는 정보 기록 매체의 제조 방법.
  65. Zr 및 Hf로 이루어지는 그룹 GM2에서 선택되는 적어도 하나의 원소와, La, Ce, Al, Ga, In, Mg 및 Y로 이루어지는 그룹 GL2에서 선택되는 적어도 하나의 원소와, Cr과, 산소(O)를 포함하는 산화물계 재료층을 포함하는 정보 기록 매체의 제조 방법으로서,
    상기 산화물계 재료층을, 상기 그룹 GM2에서 선택되는 적어도 하나의 원소와, 상기 그룹 GL2에서 선택되는 적어도 하나의 원소와, Cr과, 산소(O)를 포함하는 스퍼터링 타겟을 이용하여, 스퍼터링법으로 형성하는 공정을 포함하고,
    상기 스퍼터링 타겟이, 하기의 식:
    M2q4CruL2t4Sir2K2j2O100-q4-u-t4-r2-j2(원자%)
    (식 중, M2는 상기 그룹 GM2에서 선택되는 적어도 하나의 원소를 나타내고, L2는 상기 그룹 GL2에서 선택되는 적어도 하나의 원소를 나타내고, K2는 질소(N) 및 탄소(C)로 이루어지는 그룹 GK2에서 선택되는 적어도 하나의 원소를 나타내며, q4, u, t4, r2 및 j2는 0<q4≤32, 0<u≤25, 0<t4≤40, 0<r2≤30, 0<j2≤40, 25<q4+u+t4+r2+j2<85를 만족한다)로 표시되는 재료를 포함하는 것을 특징으로 하는 정보 기록 매체의 제조 방법.
  66. 제 65항에 있어서, 상기 M2가 Zr이고, 상기 L2가 Ga인 것을 특징으로 하는 정보 기록 매체의 제조 방법.
  67. 제 65항에 있어서, 상기 스퍼터링 타겟이, 하기의 식:
    (D3)x4(Cr2O3)a2(h)z3(E2)100-x4-a2-z3(mol%)
    (식 중, D3는 상기 그룹 GM2에서 선택되는 적어도 하나의 원소의 산화물을 나타내고, h는 Si3N4 및 SiC로 이루어지는 그룹에서 선택되는 적어도 하나의 화합물을 나타내고, E2는 상기 그룹 GL2에서 선택되는 적어도 하나의 원소의 산화물을 나타내며, x4 및 a2 및 z3는 10≤x4<90, 0<a2≤40, 0<z3≤40, 10<x4+a2+z3≤90을 만족한다)로 표시할 수 있는 재료를 포함하는 것을 특징으로 하는 정보 기록 매체의 제조 방법.
  68. 제 67항에 있어서, 상기 D3가 ZrO2이고, 상기 E2가 Ga2O3인 것을 특징으로 하는 정보 기록 매체의 제조 방법.
  69. 광의 조사 또는 전기적 에너지의 인가에 의해서, 정보의 기록 및 재생중 적어도 하나를 가능하게 하는 정보 기록 매체에 있어서,
    Zr 및 Hf로 이루어지는 그룹 GM에서 선택되는 적어도 하나의 원소와, La, Ce, Al, Ga, In, Mg 및 Y로 이루어지는 그룹 GL에서 선택되는 적어도 하나의 원소와, 산소(O)를 포함하는 산화물계 재료층을 포함하고,
    상기 산화물계 재료층이, 하기의 식:
    MQ1LT1O100-Q1-T1(원자%)
    (식 중, M은 상기 그룹 GM에서 선택되는 적어도 하나의 원소를 나타내고, L은 상기 그룹 GL에서 선택되는 적어도 하나의 원소를 나타내며, Q1 및 T1은 0<Q1<34, 0<T1<50, 20<Q1+T1<60을 만족한다)로 표시되는 재료를 포함하는 것을 특징으로 하는 정보 기록 매체.
  70. Zr 및 Hf로 이루어지는 그룹 GM에서 선택되는 적어도 하나의 원소와, La, Ce, Al, Ga, In, Mg 및 Y로 이루어지는 그룹 GL에서 선택되는 적어도 하나의 원소와, 산소(O)를 포함하는 산화물계 재료층을 포함하는 정보 기록 매체의 제조 방법으로서,
    상기 산화물계 재료층을, 상기 그룹 GM에서 선택되는 적어도 하나의 원소와, 상기 그룹 GL에서 선택되는 적어도 하나의 원소와, 산소(O)를 포함하는 스퍼터링 타겟을 이용하여, 스퍼터링법으로 형성하는 공정을 포함하고,
    상기 스퍼터링 타겟이, 하기의 식:
    Mq1Lt1O100-q1-t1(원자%)
    (식 중, M은 상기 그룹 GM에서 선택되는 적어도 하나의 원소를 나타내고, L은 상기 그룹 GL에서 선택되는 적어도 하나의 원소를 나타내며, q1 및 t1은 0<q1<34, 0<t1<50, 20<q1+t1<60을 만족한다)로 표시되는 재료를 포함하는 것을 특징으로 하는 정보 기록 매체의 제조 방법.
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