KR20080077969A - 정보 기록 매체와 그 제조 방법 - Google Patents

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다카시 니시하라
요시타카 사카우에
리에 고지마
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마츠시타 덴끼 산교 가부시키가이샤
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Abstract

광의 조사 또는 전기적 에너지의 인가에 의해 정보를 기록할 수 있는 정보 기록 매체(15)에 있어서, 제1 및 제2유전체층(102 및 106), 및 제1 및 반입사 측 계면층(103 및 105) 중, 적어도 하나의 층이, Si와 In과 M1(M1은 Zr 및 Hf로부터 선택되는 적어도 하나의 원소)과 산소(O)를 적어도 함유하고, 또한 Si를 1원자％ 이상 함유하는 Si-In-Zr／Hf-O계 재료 층이다. 이 매체는, 정보를 기록할 때의 기록 감도가 높고, 반복 재기록 성능이 우수하고, 또한 높은 신호 강도를 나타낸다.

Description

정보 기록 매체와 그 제조 방법{INFORMATION RECORDING MEDIUM AND METHOD FOR MANUFACTURING SAME}
본 발명은, 광학적으로 또는 전기적으로 정보를 기록, 소거, 재기록, 및/또는 재생하는 정보 기록 매체 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
기록층(상변화(相變化) 재료 층)이 상변화를 일으키는 현상을 이용하는 상변화형 정보 기록 매체가 이미 알려져 있다. 광학적 상변화형 정보 기록 매체(optical phase transition type information recording medium)는, 레이저 빔(laser beam)을 이용하여, 이 상변화를 생기게 하는, 즉, 광학적으로 정보를 기록, 소거, 재기록, 재생하는 매체이다. 더욱 구체적으로는, 광학적 상변화 정보 기록 매체로의 정보의 기록은, 레이저 빔의 조사(照射)에 의해 발생하는 열에 의해서, 예를 들면, 결정상(結晶相)과 비정질상(非晶質相)과의 사이에서 상태 변화시켜서 실시한다. 기록한 정보는, 결정상과 비정질상과의 사이의 반사율의 차이를 검출해서, 판독한다.
재기록형 광학적 상변화형 정보 기록 매체(rewritable optical phase transition type information recording medium)는, 정보의 소거 및 재기록이 가능한 것이다. 이 매체에 있어서, 일반적으로 기록층의 초기 상태는 결정상이다. 이 매체에 정보를 기록할 때에는, 고파워(high power)(기록 파워)의 레이저 빔을 조사해서 기록층을 용융(溶融)한 후, 급격히 냉각함으로써, 레이저 조사부를 비정질상으로 한다. 한편, 이 매체로부터, 정보를 소거할 때에는, 기록 시보다 낮은 파워(소거 파워)의 레이저 빔을 조사해서, 기록층을 승온(昇溫)한 후, 서서히 냉각함으로써, 레이저 조사부를 결정상으로 한다. 따라서, 재기록형 광학적 상변화형 정보 기록 매체의 기록층에, 고파워 레벨과 저파워 레벨과의 사이에서 파워 변조시킨 레이저 빔을 조사함으로써, 기록되어 있는 정보를 소거하면서 새로운 정보를 기록 또는 재기록하는 것이 가능하다.
추기형 광학적 상변화형 정보 기록 매체(write-once optical phase transition type information recording medium)는, 1회만 정보의 기록이 가능하고, 정보의 소거나 재기록이 불가능한 것이다. 이 매체에 있어서, 일반적으로 기록층의 초기 상태는 비정질상이다. 이 매체에 정보를 기록할 때에는, 고파워(기록 파워)의 레이저 빔을 조사해서 기록층을 승온한 후, 서서히 냉각함으로써 레이저 조사부를 결정상으로 한다.
상기 레이저 빔을 조사하는 대신에, 전기적 에너지(예를 들면 전류)의 인가에 의해 정보를 기록하는 전기적 상변화형 정보 기록 매체도 있다. 이 전기적 상변화형 정보 기록 매체로의 정보의 기록은, 전류의 인가에 의해 발생하는 줄 열(Joule's heat)에 의해 기록층의 상변화 재료를 결정상(저(低) 저항)과 비정질상(고(高) 저항)과의 사이에서 상태 변화시켜서 실시한다. 기록한 정보는, 결정상과 비정질상 사이의 전기 저항의 차이를 검출해서, 판독한다.
광학적 상변화형 정보 기록 매체의 예로서, 4.7GB/DVD-RAM을 들 수 있다. 4.7GB/DVD-RAM의 구성을, 도 12에 나타낸다. 도 12에 나타내는 정보 기록 매체(12)(이하, 간단히 「매체」라고 부르기도 한다)는, 기판(1) 위에, 레이저 입사 측에서 보아서, 입사 측 유전체층(2), 입사 측 계면층(3), 기록층(4), 반입사(反入射) 측 계면층(5), 반입사 측 유전체층(6), 광(光) 흡수 보정층(7), 및 반사층(8)을 가지고 있다. 반사층(8)의 표면에는, 접착층(9)에 의해 더미 기판(dummy substrate)(10)이 부착되어 있다.
입사 측 유전체층(2)과 반입사 측 유전체층(6)은, 광학 거리를 조절해서 기록층(4)에 대한 광 흡수 효율을 높여, 결정상과 비정질상과의 반사율 변화를 크게 해서 신호 강도를 크게 하는 광학적인 작용을 갖는다. 또한, 이들 유전체층은, 기록 시에 고온으로 되는 기록층(4)으로부터, 열에 약한 기판(1), 및 더미 기판(10) 등을 단열(斷熱)하는 열적인 작용을 갖는다. 종래에, 유전체층의 재료로서 사용되고 있는, (ZnS)80(SiO2)20(mol％)는, 투명하고, 높은 굴절률(屈折率), 저(低) 열전도율, 양호한 단열성, 및 양호한 기계 특성 및 내습성(耐濕性)을 가지므로, 우수한 유전체 재료이다.
기록층(4)은, 화합물인 GeTe와 Sb2Te3를 혼합한 GeTe-Sb2Te3 의사(擬似) 이원계(pseudobinary system) 상변화 재료에서 Ge의 일부를 Sn으로 치환한 (Ge-Sn)Te-Sb2Te3를 함유하는 고속 결정화 재료로 이루어진다. 이 재료의 기록층은, 초기 기록 재기록 성능뿐만 아니라, 우수한 기록 보존성(기록한 신호를, 장기 보존 후에 재생 할 수 있는가의 지표(指標)), 및 재기록 보존성(기록한 신호를, 장기 보존 후에 소거 또는 재기록할 수 있는가의 지표)도 실현하고 있다.
반사층(8)은, 기록층(4)에 흡수되는 광량(光量)을 증대시키는, 광학적인 기능을 갖는다. 또한, 반사층(8)은, 기록층(4)에서 발생한 열을 신속하게 확산시켜, 기록층(4)을 비정질화하기 쉽게 하는 열적인 기능도 갖는다. 또한, 반사층(8)은, 사용하는 환경으로부터 다층 막을 보호하는 기능도 갖는다.
입사 측 계면층(3)과 반입사 측 계면층(5)은, 입사 측 유전체층(2)과 기록층(4), 및 반입사 측 유전체층(6)과 기록층(4)과의 사이에서 발생하는 물질 이동을 방지하는 기능을 갖는다. 이 물질 이동이란, 입사 측 유전체층(2) 및 반입사 측 유전체층(6)에 (ZnS)80(SiO2)20 (mol％)를 사용하였을 경우에, 레이저 빔을 기록층(4)에 조사해서 기록·재기록을 반복하고 있는 동안에, S(유황)가 기록층에 확산되어 가는 현상이다. S가 기록층에 확산되면, 반복 재기록 성능이 악화된다. 이 반복 재기록 성능의 악화를 막기 위해서는, Ge를 함유하는 질화물(窒化物)을 입사 측 계면층(3) 및 반입사 측 계면층(5)에 사용하는 것이 바람직하다(예를 들면, 특허문헌 1 참조).
이상과 같은 기술에 의해, 우수한 재기록 성능과 높은 신뢰성을 달성하여, 4.7GB/DVD-RAM을 상품화하기에 이르렀다.
또한, 정보 기록 매체를 더욱 대용량화하기 위한 기술로서, 다양한 기술이 검토되고 있다. 예를 들면, 광학적 상변화형 정보 기록 매체에 있어서는, 레이저 빔의 스폿 지름(spot diameter)을 더욱 작게 해서 고밀도의 기록을 실행하는 기술이 검토되고 있다. 구체적으로는, 종래의 적색 레이저보다 단파장인 청자색 레이저(blue-violet laser)를 이용하는 것, 및 레이저 빔이 입사하는 쪽의 기판의 두께를 얇게 하고, 개구수(開口數)(NA)가 큰 대물(對物) 렌즈를 사용하는 것이 검토되고 있다. 스폿 지름을 작게 해서 기록을 실행하면, 레이저 빔이 조사되는 영역이 더욱 작게 한정되기 때문에, 기록층에서 흡수되는 파워 밀도가 증대하여, 체적 변동이 커진다. 그 결과, 물질 이동이 발생하기 쉬워져서, ZnS-SiO2와 같은 S를 함유하는 재료를 기록층에 접해서 이용하면, 반복 재기록 성능이 악화된다.
또한, 각각 기록층을 갖는 2개의 정보층을 구비하는 광학적 상변화형 정보 기록 매체(이하에, 2층 광학적 상변화형 정보 기록 매체라고 할 경우가 있다)가 개발되어 있다(예를 들면, 특허문헌 2 및 특허문헌 3 참조). 2층 광학적 상변화형 정보 기록 매체는, 예를 들면, 도 1에 나타내는 매체의 2배의 기록 용량을 가질 수 있다. 2개의 정보층에의 정보의 기록 재생은, 매체의 한쪽 면 측으로부터 입사하는 레이저 빔에 의해 실행된다. 따라서, 레이저 빔의 입사 측에서 먼 정보층(이하, 제2정보층이라고 한다)의 기록 재생은, 레이저 빔의 입사 측에 가까운 정보층(이하, 제1정보층이라고 한다)을 투과(透過)한 레이저 빔을 이용하여 실행된다. 그 때문에, 제1정보층에서는 기록층의 두께를 극히 얇게 하여, 투과율을 높이고 있다. 그러나, 기록층이 얇아지면, 기록층에 접하고 있는 층으로부터의 물질 이동의 영향이 커지기 때문에, ZnS-SiO2와 같은 S를 함유하는 재료를 기록층에 접해서 이용하면, 반복 재기록 성능이 급격히 악화된다.
종래에, 발명자들은 상기의 고밀도 기록 매체 및 2층 광학적 상변화형 정보 기록 매체에 있어서, 4.7GB/DVD-RAM과 마찬가지로, 계면층으로서 Ge를 함유하는 질화물을 기록층의 양측(兩側)에 배치해서, 물질 이동의 영향을 경감하여, 반복 재기록 성능의 악화를 방지하고 있었다.
특허문헌 1: 일본국 특개평10-275360호 공보(제2-6 페이지, 도 2)
특허문헌 2: 일본국 특개2000-36130호 공보(제2-11 페이지, 도 2)
특허문헌 3: 일본국 특개2002-144736호 공보(제2-14 페이지, 도 3)
(발명이 해결하려고 하는 과제)
그러나, 레이저 빔의 스폿 지름을 더욱 작게 해서 고밀도의 기록을 실행하는 광학적 상변화형 정보 기록 매체에서는, 정보를 기록할 때에 더욱 큰 에너지(레이저 파워)가 기록층에 조사되어서, 기록층에서 많은 열이 발생하는 일이 있다. 이 때문에, 종래와 같이 Ge를 함유하는 질화물로 계면층을 형성하면, 기록층에서 발생한 열로 계면층의 막(膜) 파괴가 발생할 수 있다. 막이 파괴된 계면층은, 유전체층으로부터의 S의 확산을 억제할 수 없게 된다. 따라서, Ge를 함유하는 질화물의 계면층은, 반복 재기록 성능의 급격한 악화를 초래할 수 있다는 과제를 가지고 있다.
또한, Ge를 함유하는 질화물은 열전도율이 높기 때문에, 유전체층으로부터의 S의 확산을 억제하기 위해서 계면층을 두껍게 하면, 열이 확산되기 쉬워진다. 그 때문에, Ge를 함유하는 질화물의 계면층은, 기록 감도(感度)의 저하를 초래할 수 있다는 과제도 가지고 있다.
본 발명은, 상기 종래의 과제를 해결하기 위해서 이루어진 것이다. 즉, 본 발명은, 반복 재기록 성능 및 기록 감도가 모두 향상되고, 또한 신호 강도가 양호한 상변화형 정보 기록 매체를 제공하는 것을 목적으로 한다. 또한, 본 발명은, 더욱 양호한 기록 보존성을 갖는 상변화형 정보 기록 매체를 제공하는 것을 목적으로 한다.
(과제를 해결하기 위한 수단)
본 발명은, 광의 조사 또는 전기적 에너지의 인가에 의해 정보를 기록 및/또는 재생할 수 있는 정보 기록 매체(이하, 간단히 「매체」라고 부르기도 한다)로서, Si와 In과 M1(M1은 Zr 및 Hf로부터 선택되는 적어도 하나의 원소)과 산소(O)를 함유하는 Si-In-Zr/Hf-O계 재료 층을 포함하고, 이 Si-In-Zr/Hf-O계 재료 층이 Si를 1원자％ 이상 함유하는, 정보 기록 매체를 제공한다. 여기서, 「Zr/Hf」는, Zr 및 Hf의 어느 한쪽 또는 양쪽이 함유되는 것을 의미한다. 이 재료 층을, 예를 들면, 상변화형 정보 기록 매체의 유전체층(기록층과 접해서 형성되는 것, 및 계면층에 접해서 형성되는 것을 포함한다) 또는 기록층과 유전체층과의 사이의 계면층으로서 이용하면, 매체의 반복 재기록 성능, 기록 보존성, 기록 감도 및 신호 강도를 향상시킬 수 있다. Si-In-Zr/Hf-O계 재료 층을 구성하는, 더욱 구체적인 재료는 다음과 같다.
본 발명의 정보 기록 매체에 있어서, Si-In-Zr/Hf-O계 재료 층은, 식 (1):
Sia1Inb1M1c1O100 - a1 - b1 - c1 (원자％) (1)
(식 중, M1은 Zr 및 Hf로부터 선택되는 적어도 하나의 원소이며, a1, b1 및 c1은, 1≤a1＜32, 3＜b1＜38, 1＜c1＜30, 25＜a1+b1+c1＜40을 만족한다.)
로 나타내는 Si-In-Zr/Hf-O계 재료를 함유하는 층으로서 좋다.
여기서, 「원자％」라는 것은, 식 (1)이, Si 원자, In 원자, 「M1」 원자, 및 산소 원자를 합한 수를 기준(100％)으로 해서 나타낸 조성식인 것을 나타내고 있다. 이하의 식에 있어서도 「원자％」의 표시는, 같은 취지로 사용되고 있다. 또한, 식 (1)은, Si-In-Zr/Hf-O계 재료 층에 함유되는, Si 원자, In 원자, 「M1」 원자, 및 산소 원자만을 카운트(count)해서 나타낸 것이다. 따라서, 이 조성식으로 나타내는 재료를 함유하는 Si-In-Zr/Hf-O계 재료는, 이들 원자 이외의 성분(예를 들면, 다른 금속, 수소, 아르곤(argon) 및 질소 등)을 함유하는 일이 있다.
식 (1)에 있어서, 각각의 원자가 어떤 화합물로서 존재하고 있는가는 문제되지 않는다. 이러한 식으로 재료를 특정하고 있는 것은, 박막(薄膜)으로 형성한 층의 조성을 조사할 때에, 화합물의 조성을 구하기가 어려워서, 현실적으로는, 원소 조성(즉, 각 원자의 비율)만을 구하는 경우가 많기 때문이다.
본 발명의 정보 기록 매체에 있어서, Si-In-Zr/Hf-O계 재료 층은, 식 (2):
(SiO2)x1(In2O3)y1(M1O2)100-x1- y1 (mol％) (2)
(식 중, M1은 Zr 및 Hf로부터 선택되는 적어도 하나의 원소이며, x1 및 y1은, 5≤x1≤90, 5≤y1≤90, 10≤x1+y1≤95를 만족한다.)
로 나타내는 Si-In-Zr/Hf-O계 재료를 함유하는 층으로서 좋다. 식 (2)는, Si, In 및 M1이, 산화물로서 함유되어 있을 때에, 각 산화물의 바람직한 비율을 나타내는 식에 상당(相當)한다.
여기서, 「mol％」라는 것은, 식 (2)가, 각 화합물의 총수(總數)를 기준(100％)으로 해서 나타내진 조성식인 것을 나타내고 있다. 이하의 식에 있어서도 「mol％」의 표시는, 같은 취지로 사용되고 있다. Si-In-Zr/Hf-O계 재료 층은, 이 식으로 나타내는 재료 이외에, 다른 화합물을 함유하는 일이 있다.
본 발명의 정보 기록 매체는, Si-In-Zr/Hf-O계 재료 층이, M2(M2는 Y, Cr 및 Ga로부터 선택되는 적어도 하나의 원소이다)를 더 함유하는 것으로서 좋다. Si, In, 및 M1에 추가로 M2를 함유하는 Si-In-Zr/Hf-O계 재료 층도, 또한, 예를 들면, 상변화형 정보 기록 매체의 유전체층 또는 계면층으로서 이용하면, 매체의 반복 재기록 성능, 기록 보존성, 기록 감도 및 신호 강도를 향상시킬 수 있다.
본 발명의 정보 기록 매체에 있어서, M2를 함유하는 Si-In-Zr/Hf-O계 재료 층은, 식 (3):
Sid1Ine1M1f1M2g1O100 - d1 - e1 - f1 - g1 (원자％) (3)
(식 중, M1은 Zr 및 Hf로부터 선택되는 적어도 하나의 원소이고, M2는 Y, Cr 및 Ga로부터 선택되는 적어도 하나의 원소이며, d1, e1, f1 및 g1은, 1≤d1＜31, 2＜e1＜38, 1＜f1＜29, 0＜g1＜36, 25＜d1+e1+f1+g1＜40을 만족한다.)
으로 나타내는 Si-In-Zr/Hf-O계 재료를 함유하는 층으로서 좋다.
또한, 본 발명의 정보 기록 매체에 있어서, M2를 함유하는 Si-In-Zr/Hf-O계 재료 층은, 식 (4):
(SiO2)z1(In2O3)w1(M1O2)v1(M22O3)100- z1 - w1 - v1 (mol％) (4)
(식 중, M1은 Zr 및 Hf로부터 선택되는 적어도 하나의 원소이고, M2는 Y, Cr 및 Ga로부터 선택되는 적어도 하나의 원소이며, z1, w1 및 v1은, 5≤z1＜90, 5≤w1＜90, 5≤v1＜90, 15≤z1+w1+v1＜100을 만족한다.)
로 나타내는 Si-In-Zr/Hf-O계 재료를 함유하는 층으로서 좋다.
또한, 본 발명의 정보 기록 매체에 있어서, M2를 함유하는 Si-In-Zr/Hf-O계 재료 층은, M2로서 Y를 함유하고, 식 (5):
(SiO2)u1(In2O3)t1[(ZrO2)0.97(Y2O3)0.03]100- u1 - t1 (mol％) (5)
(식 중, M1은 Zr 및 Hf로부터 선택되는 적어도 하나의 원소이고, M2는 Y, Cr 및 Ga로부터 선택되는 적어도 하나의 원소이며, u1 및 t1은, 5≤u1≤90, 5≤t1≤90, 10≤u1+t1≤95를 만족한다.)
로 나타내는 Si-In-Zr/Hf-O계 재료를 함유하는 층으로서 좋다.
본 발명의 정보 기록 매체에 있어서, M2를 함유하는 Si-In-Zr/Hf-O계 재료 층은, M2로서 Y를 함유하고, 식 (6):
(SiO2)s1(In2O3)r1[(ZrO2)0.92(Y2O3)0.08]100- s1 - r1 (mol％) (6)
(식 중, M1은 Zr 및 Hf로부터 선택되는 적어도 하나의 원소이고, M2는 Y, Cr 및 Ga로부터 선택되는 적어도 하나의 원소이며, s1 및 r1은, 5≤s1≤90, 5≤r1≤90, 10≤s1+r1≤95를 만족한다.)
으로 나타내는 Si-In-Zr/Hf-O계 재료를 함유하는 층으로서 좋다.
식 (5) 및 식 (6)의 조성의 재료(즉 Y2O3를 함유하는 조성의 재료)를 함유하는 층도, 또한, 예를 들면, 상변화형 정보 기록 매체의 유전체층 또는 계면층으로서 이용하면, 매체의 반복 재기록 성능, 기록 보존성, 기록 감도 및 신호 강도를 향상시킬 수 있다. 또한, ZrO2의 일부가 Y2O3으로 치환된 재료는, 안정화되어 있기 때문에, 이것을 함유하는 재료의 Si-In-Zr/Hf-O계 재료 층은 안정되게 형성할 수 있다.
본 발명의 정보 기록 매체에 있어서, Si-In-Zr/Hf-O계 재료 층은, 추가로,
탄소(C),
Sc, La, Gd, Dy, Yb, Al, Mg, Zn, Ta, Ti, Ca, Ce, Sn, Te, Nb 및 Bi로부터 선택되는 적어도 하나의 원소의 산화물,
Si, Cr, Al 및 Ge로부터 선택되는 적어도 하나의 원소의 질화물, 및 Si-C로부터 선택되는, 적어도 하나의 성분을 함유해도 좋다. 이들 성분을 함유하는 Si-In-Zr/Hf-O계 재료 층도, 또한, 예를 들면, 상변화형 정보 기록 매체의 유전체층 또는 계면층으로서 이용하면, 매체의 반복 재기록 성능, 기록 보존성, 기록 감도 및 신호 강도를 향상시킬 수 있다.
본 발명의 정보 기록 매체는, 적어도 하나의 기록층을 가져도 좋다. 기록층은, 상변화를 일으킬 수 있는 것이어도 좋다. 상변화를 일으킬 수 있는 기록층은, Sb, Bi, In 및 Sn으로부터 선택되는 적어도 하나의 원소와, Ge와 Te를 함유해도 좋다.
상변화를 일으킬 수 있는 기록층은, (Ge-Sn)Te, GeTe-Sb2Te3, (Ge-Sn)Te-Sb2Te3, GeTe-Bi2Te3, (Ge-Sn)Te-Bi2Te3, GeTe-(Sb-Bi)2Te3, (Ge-Sn)Te-(Sb-Bi)2Te3, GeTe-(Bi-In)2Te3 및 (Ge-Sn)Te-(Bi-In)2Te3 중 어느 하나로 나타내는 재료를 함유하는 것으로서 좋다. 그러한 기록층은, 상변화형 정보 기록 매체의 반복 재기록 성능을 향상시킬 수 있다.
본 발명의 정보 기록 매체에 있어서, Si-In-Zr/Hf-O계 재료 층은, 기록층의 적어도 하나의 면(面)과 접해서 배치되어 있어도 좋다. 그러한 배치는, 예를 들면, 상변화형 정보 기록 매체의 반복 재기록 성능, 기록 보존성, 기록 감도 및 신호 강도를 향상시킬 수 있다. 「기록층의 면」은, 기록층의 영역을 획정(劃定)하여, 다른 층과 접하고 있는 부분이다. Si-In-Zr/Hf-O계 재료 층과 접하는 기록층의 면은, 바람직하게는, 두께 방향과 수직인 면이다. Si-In-Zr/Hf-O계 재료 층과 접하는 기록층의 면은, 두께 방향과 평행한 면(예를 들면 측면(側面))이어도 좋다.
본 발명의 정보 기록 매체는, 두께 방향에 수직인 기록층의 2개의 면 중, 한쪽 면에 Si-In-Zr/Hf-O계 재료 층이 접해서 배치되고, 다른 쪽 면에, Cr, M1 및 O를 함유하는 층이 접해서 배치되어서 좋다. Cr, M1 및 O를 함유하는 층은, 기록층의 결정화를 촉진하는 역할을 한다. 바람직하게는, Cr, M1 및 O를 함유하는 층이, 기록층에서 보아서, 레이저 빔에 더욱 가까운 쪽(레이저 빔 입사 측)의 면에 설치되고, Si-In-Zr/Hf-O계 재료 층이, 기록층에서 보아서, 레이저 빔으로부터 더욱 먼 쪽(레이저 빔 반입사 측)의 면에 설치된다.
본 발명의 정보 기록 매체는, 적어도 하나의 반사층을 더 가져도 좋다. 또한, 반사층은, 주로 Ag를 함유해도 좋다. 「주로」라는 용어는, Ag를 50원자％ 이상 함유하는 것을 말한다. 반사층, 특히 Ag를 주로 함유하는 반사층은, 예를 들면, 상변화형 정보 기록 매체의 반복 재기록 성능 및 신호 강도를 향상시킬 수 있다.
본 발명은, 또한, 상기 과제를 해결하기 위해서, 본 발명의 정보 기록 매체를 제조하는 방법을 제공한다. 본 발명의 제조 방법은, Si와 In과 M1(M1은 Zr 및 Hf로부터 선택되는 적어도 하나의 원소)과 산소(O)를 함유하는 Si-In-Zr/Hf-O계 재료 층을 스퍼터링법(sputtering method)에 의해 형성하는 공정을 적어도 포함하고, Si-In-Zr/Hf-O계 재료 층을 형성하는 공정에 있어서, Si와 In과 M1과 O를 함유하는 스퍼터링 타깃(sputtering target)으로서, Si를 0.5원자％ 이상 함유하는 것을 사용하는 것을 특징으로 한다. 이 제조 방법에 의해, 상변화형 정보 기록 매체를 제조할 경우에는, 반복 재기록 성능, 기록 보존성, 기록 감도 및 신호 강도가 향상된 매체를 얻을 수 있다.
또한, 본 발명의 정보 기록 매체의 제조 방법에 있어서, Si-In-Zr/Hf-O계 재료 층을 형성하는 공정에서 이용하는 스퍼터링 타깃은, 식 (11):
Sia2Inb2M1c2O100 - a2 - b2 - c2 (원자％) (11)
(식 중, M1은 Zr 및 Hf로부터 선택되는 적어도 하나의 원소이며, a2, b2 및 c2는, 0.5≤a2＜35, 0＜b2＜43, 0＜c2＜35, 20＜a2+b2+c2＜45를 만족한다.)
로 나타내는 Si-In-Zr/Hf-O계 재료를 함유해서 좋다.
또한, 본 발명의 정보 기록 매체의 제조 방법에 있어서, Si-In-Zr/Hf-O계 재료 층을 형성하는 공정에서 이용하는 스퍼터링 타깃은, 식 (12):
(SiO2)x2(In2O3)y2(M1O2)100-x2- y2 (mol％) (12)
(식 중, M1은 Zr 및 Hf로부터 선택되는 적어도 하나의 원소이며, x2 및 y2는, 2＜x2≤95, 0＜y2≤95, 5≤x2+y2＜100을 만족한다.)
로 나타내는 Si-In-Zr/Hf-O계 재료를 함유해서 좋다.
식 (12)는, Si, In, M1 및 산소를 함유하는 스퍼터링 타깃이, Si, In 및 M1의 산화물의 조성이 표시되어서 공급될 경우가 있는 것을 고려하여, 그 바람직한 비율을 나타내고 있다. 발명자는, 조성이 그렇게 표시된 스퍼터링 타깃을 X선 마이크로 애널라이저(microanalyzer)로 분석해서 얻은 원소 조성이, 표시되어 있는 조성으로부터 산출되는 원소 조성과 대략 동등하게 되는 것(즉, 조성 표시(공칭 조성(nominal composition))가 적정한 것)을 확인하고 있다. 따라서, 산화물의 혼합물로서 제공되는 스퍼터링 타깃도, 또한, 본 발명의 제조 방법에 있어서 바람직하게 이용된다.
또한, 본 발명의 정보 기록 매체의 제조 방법에 있어서, Si-In-Zr/Hf-O계 재료 층을 형성하는 공정은, M2를 더 함유하는 Si-In-Zr/Hf-O계 재료 층을 형성하는 공정으로서 실시해도 좋으며, 그 경우, Si와 In과 M1과 M2와 O를 함유하는 스퍼터링 타깃으로서, Si를 0.5원자％ 이상 함유하는 것을 사용한다.
본 발명의 정보 기록 매체의 제조 방법에 있어서, Si-In-Zr/Hf-O계 재료 층을 형성하는 공정에서 이용하는 스퍼터링 타깃은, 식 (13):
Sid2Ine2M1f2M2g2O100 - d2 - e2 - f2 - g2 (원자％) (13)
(식 중, M1은 Zr 및 Hf로부터 선택되는 적어도 하나의 원소이고, M2는 Y, Cr 및 Ga로부터 선택되는 적어도 하나의 원소이며, d2, e2, f2 및 g2는, 0.5≤d2＜34, 0＜e2＜43, 0＜f2＜34, 0＜g2＜41, 20＜d2+e2+f2+g2＜45를 만족한다.)
으로 나타내는 Si-In-Zr/Hf-O계 재료를 함유하고 있어도 좋다.
본 발명의 정보 기록 매체의 제조 방법에 있어서, Si-In-Zr/Hf-O계 재료 층을 형성하는 공정에서 이용하는 스퍼터링 타깃은, 식 (14):
(SiO2)z2(In2O3)w2(M1O2)v2(M22O3)100- z2 - w2 - v2 (mol％) (14)
(식 중, M1은 Zr 및 Hf로부터 선택되는 적어도 하나의 원소이고, M2는 Y, Cr 및 Ga로부터 선택되는 적어도 하나의 원소이며, z2, w2 및 v2는, 2＜z2＜95, 0＜w2＜95, 0＜v2＜95, 10≤z2+w2+v2＜100을 만족한다.)
로 나타내는 Si-In-Zr/Hf-O계 재료를 함유하고 있어도 좋다. 식 (13)은, 식 (12)와 마찬가지로, 산화물의 혼합물로서 제공되는 스퍼터링 타깃에 있어서, 각 산화물의 바람직한 비율을 나타내고 있다.
본 발명의 정보 기록 매체의 제조 방법에 있어서, Si-In-Zr/Hf-O계 재료 층을 형성하는 공정에서 이용하는 스퍼터링 타깃은, 식 (15):
(SiO2)u2(In2O3)t2[(ZrO2)0.97(Y2O3)0.03]100- u2 - t2 (mol％) (15)
(식 중, M1은 Zr 및 Hf로부터 선택되는 적어도 하나의 원소이고, M2는 Y, Cr 및 Ga로부터 선택되는 적어도 하나의 원소이며, u2 및 t2는, 2＜u2≤95, 2＜t2≤95, 5≤u2+t2＜100을 만족한다.)
로 나타내는 Si-In-Zr/Hf-O계 재료를 함유하고 있어도 좋다. 이 조성의 재료를 함유하는 스퍼터링 타깃은, 안정되게 제작할 수 있으므로, 상기한 바와 같이 우수한 성능을 갖는 매체를, 더욱 안정되게 양산하는 것을 가능하게 한다.
본 발명의 정보 기록 매체의 제조 방법에 있어서, Si-In-Zr/Hf-O계 재료 층을 형성하는 공정에서 이용하는 스퍼터링 타깃은, 식 (16):
(SiO2)s2(In2O3)r2[(ZrO2)0.92(Y2O3)0.08]100- s2 - r2 (mol％) (16)
(식 중, M1은 Zr 및 Hf로부터 선택되는 적어도 하나의 원소이고, M2는 Y, Cr 및 Ga로부터 선택되는 적어도 하나의 원소이며, s2 및 r2는, 2＜s2≤95, 2＜r2≤95, 5≤s2+r2＜100을 만족한다.)
으로 나타내는 Si-In-Zr/Hf-O계 재료를 함유하고 있어도 좋다. 이 조성의 재료를 함유하는 스퍼터링 타깃도, 또한, 안정되게 제작할 수 있으므로, 상기한 바와 같이 우수한 성능을 갖는 매체를, 더욱 안정되게 양산하는 것을 가능하게 한다.
본 발명의 정보 기록 매체의 제조 방법에 있어서, Si-In-Zr/Hf-O계 재료 층을 형성하는 공정에서 이용하는 스퍼터링 타깃은, 추가로
탄소(C),
Sc, La, Gd, Dy, Yb, Al, Mg, Zn, Ta, Ti, Ca, Ce, Sn, Te, Nb 및 Bi로부터 선택되는 적어도 하나의 원소의 산화물,
Si, Cr, Al 및 Ge로부터 선택되는 적어도 하나의 원소의 질화물, 및 Si-C로부터 선택되는, 적어도 하나의 성분을 함유해도 좋다. 이들 성분 중, 하나 또는 복수를 함유하는 타깃이, 상변화형 정보 기록 매체의 제조에서 사용될 경우에도, 반복 재기록 성능, 기록 감도 및 신호 강도가 향상된 매체를 얻을 수 있다.
본 발명의 정보 기록 매체의 제조 방법으로 실시되는 Si-In-Zr/Hf-O계 재료 층의 형성 공정에 있어서는, 희가스(rare gas), 또는 희(希)가스와 O2 가스와의 혼합 가스를 이용해도 좋다. 이들 가스를 사용해서, 상변화형 정보 기록 매체의 Si-In-Zr/Hf-O계 재료 층을 형성할 경우에는, 상기한 바와 같은 우수한 성능을 갖는 매체를, 더욱 안정되게 제조하는 것이 가능해진다.
(발명의 효과)
본 발명의 정보 기록 매체는, Si, In, Zr 및/또는 Hf, 및 O를 함유하는 Si-In-Zr/Hf-O계 재료 층을 갖는 것을 특징으로 한다. 이 Si-In-Zr/Hf-O계 재료 층은, 광학적 상변화형 정보 기록 매체에 있어서, 유전체층 또는 계면층으로서 사용할 수 있고, 기록층과 접해서 설치되어도 물질 이동이 일어나기 어렵다. 따라서, 이 층을 포함하는 광학적 상변화형 정보 기록 매체는, 더욱 향상된 반복 재기록 성능, 기록 보존성, 기록 감도 및 신호 강도를 갖는다. 이 Si-In-Zr/Hf-O계 재료 층은, 또한, 전기적 상변화형 정보 기록 매체에 있어서, 기록층을 단열(斷熱)하기 위한 유전체층으로서 사용될 경우에도, 그 반복 재기록 회수(回數)를 향상시킬 수 있다. 또한, 본 발명의 제조 방법에 의하면, 본 발명의 정보 기록 매체를 용이하게 제조할 수 있다.
도 1은 본 발명의 1층의 정보층을 구비한 정보 기록 매체의 층 구성의 일례(一例)를 나타내는 일부 단면도.
도 2는 본 발명의 N층의 정보층을 구비한 정보 기록 매체의 층 구성의 일례를 나타내는 일부 단면도.
도 3은 본 발명의 2층의 정보층을 구비한 정보 기록 매체의 층 구성의 일례를 나타내는 일부 단면도.
도 4는 본 발명의 1층의 정보층을 구비한 정보 기록 매체의 층 구성의 일례를 나타내는 일부 단면도.
도 5는 본 발명의 N층의 정보층을 구비한 정보 기록 매체의 층 구성의 일례를 나타내는 일부 단면도.
도 6은 본 발명의 2층의 정보층을 구비한 정보 기록 매체의 층 구성의 일례를 게시하는 일부 단면도.
도 7은 본 발명의 정보 기록 매체의 기록 재생에 이용되는 기록 재생 장치의 구성의 일부를 모식적으로 나타내는 도면.
도 8은 본 발명의 정보 기록 매체, 및 전기적 정보 기록 재생 장치의 구성의 일부를 모식적으로 나타내는 도면.
도 9는 본 발명의 대용량의 전기적 정보 기록 매체의 구성의 일부를 모식적으로 나타내는 도면.
도 10은 본 발명의 전기적 정보 기록 매체와 그 기록 재생 시스템의 구성의 일부를 모식적으로 나타내는 도면.
도 11은 본 발명의 전기적 정보 기록 매체에 적용되는 기록·소거 펄스 파형의 일례를 나타내는 도면.
도 12는 4.7GB/DVD-RAM에 대해서 층 구성의 일례를 나타내는 일부 단면도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
1, 14, 26, 30, 39: 기판
2, 102: 입사 측 유전체층
3, 103: 입사 측 계면층
4, 104: 기록층
5, 105: 반입사 측 계면층
6, 106: 반입사 측 유전체층
7: 광 흡수 보정층(optical compensating layer)
8, 108: 반사층
9, 27: 접착층
10, 28: 더미 기판
11: 레이저 빔
12, 15, 22, 24, 29, 31, 32, 37: 정보 기록 매체
13: 투명층
16, 18, 21: 정보층
17, 19, 20: 광학 분리층(optical separation layer)
23: 제1정보층
25: 제2정보층
33: 스핀들 모터(spindle motor)
34: 대물 렌즈
35: 반도체 레이저
36: 광학 헤드
38: 기록 재생 장치
40: 하부 전극
41, 204: 제1기록층
42, 304: 제2기록층
43: 상부 전극
44, 51: 전기적 정보 기록 매체
45: 인가부
46, 59: 저항 측정기(resistance measuring instrument)
47, 49: 스위치
48, 58: 펄스 전원
50: 전기적 정보 기록 재생 장치
52: 워드 라인(word line)
53: 비트 라인(bit line)
54: 메모리 셀
55: 어드레스 지정 회로(addressing circuit)
56: 기억 장치
57: 외부 회로
107: 계면층
202: 제1입사 측 유전체층
203: 제1입사 측 계면층
206: 제1반입사 측 유전체층
208: 제1반사층
209: 투과율 조정층
302: 제2입사 측 유전체층
303: 제2입사 측 계면층
306: 제2반입사 측 유전체층
308: 제2반사층
401: 제1유전체층
402: 제2유전체층
501, 502, 503, 504, 505, 508, 509: 기록 파형(recording waveform)
506, 507: 소거 파형
이하에, 본 발명의 실시형태에 대해서, 도면을 참조하면서 설명한다. 또한, 이하의 실시형태는 일례이며, 본 발명은 이하의 실시형태에 한정되지 않는다. 또한, 이하의 실시형태에서는, 동일한 부분에 대해서는 동일한 부호를 첨부해서 중복되는 설명을 생략하는 경우가 있다.
(제1실시형태)
제1실시형태로서, 본 발명의 정보 기록 매체의 일례를 설명한다. 제1실시형태의 정보 기록 매체(15)의 일부 단면도를 도 1에 나타낸다. 정보 기록 매체(15)는, 레이저 빔(11)의 조사에 의해서 정보의 기록 재생이 가능한 광학적 정보 기록 매체이다.
정보 기록 매체(15)는, 기판(14), 기판(14) 위에 형성된 정보층(16), 및 투명층(13)에 의해 구성되어 있다. 투명층(13)은, 사용하는 레이저 빔(11)에 대하여 작은 광 흡수율을 가지며, 단파장 영역에 있어서 광학적으로 작은 복굴절률(複屈折率)을 갖는 것이 바람직하다. 예를 들면, 투명층(13)은, 광 경화성 수지(특히, 에폭시 수지(epoxy resin) 또는 아크릴 수지(acrylic resin)와 같은 자외선 경화성 수지) 또는 지효성(遲效性) 수지 등의 수지, 또는 유전체 등으로 이루어진다. 또는, 투명층(13)은, 폴리카보네이트(polycarbonate), 어모퍼스 폴리올레핀(amorphous polyolefine) 또는 PMMA 등의 수지, 또는 유리로 이루어지는, 투명한 원반(圓盤) 형상의 시트(sheet) 또는 판이어도 좋다. 이 경우, 투명층(13)은, 광 경화성 수지(특히 자외선 경화성 수지) 또는 지효성 수지 등의 수지, 또는 점착성 (粘着性)의 시트 등에 의해 입사 측 유전체층(102)에 부착시켜도 좋다.
레이저 빔(11)의 파장 λ는, 고밀도 기록의 경우, 특히 450nm 이하인 것이 바람직하다. 레이저 빔(11)을 집광(集光)하였을 때의 스폿 지름이 파장 λ에 의해서 결정되기 때문이다. 일반적으로, 파장 λ가 짧을수록, 레이저 빔은 더욱 작은 스폿 지름으로 집광할 수 있다. 또한, λ가 350nm 미만이면, 투명층(13) 등에 의한 광 흡수가 커진다. 따라서, λ는, 350nm ∼ 450nm의 범위 내인 것이 더욱 바람직하다.
기판(14)은, 투명한 원반 형상의 기판이다. 기판(14)을 구성하는 재료로서는, 예를 들면, 폴리카보네이트, 어모퍼스 폴리올레핀 혹은 PMMA 등의 수지, 또는 유리를 들 수 있다. 기판(14)의 재료로서는, 전사성(轉寫性) 및 양산성이 우수하고, 저비용이므로, 폴리카보네이트가 특히 바람직하다.
기판(14)은, 정보층(16)이 형성되는 측의 표면에, 필요에 따라서 레이저 빔을 유도하기 위한 안내 홈(guide groove)을 가지고 있어도 좋다. 기판(14)의 정보층(16)이 형성되는 측과 반대 측의 표면은, 평활(平滑)한 것이 바람직하다. 기판(14)의 두께는, 충분한 강도가 확보되고, 또한 정보 기록 매체(15)의 두께가 1.2mm 정도가 되도록, 0.5mm ∼ 1.2mm의 범위 내인 것이 바람직하다. 또한 투명층(13)의 두께가 0.6mm 정도(NA=0.6로 양호한 기록 재생이 가능한 두께)일 경우, 기판(14)의 두께는 0.55mm ∼ 0.65mm의 범위 내인 것이 바람직하다. 또한, 투명층(13)의 두께가 0.1mm 정도(NA=0.85로 양호한 기록 재생이 가능한 두께)일 경우, 기판(14)의 두께는 1.05mm ∼ 1.15mm의 범위 내인 것이 바람직하다.
이하에, 정보층(16)의 구성에 대해서 상세하게 설명한다.
정보층(16)은, 레이저 빔(11)의 입사 측으로부터 순서대로 배치된 입사 측 유전체층(102), 입사 측 계면층(103), 기록층(104), 반입사 측 계면층(105), 반입사 측 유전체층(106), 및 반사층(108)을 구비한다. 입사 측 계면층(103) 및 반입사 측 계면층(105)은, 필요에 따라서 설치되며, 도 1에 나타내는 매체(15)는, 어느 한쪽 또는 양쪽의 계면층을 갖지 않는 형태로 제공되어도 좋다.
이 정보층(16)에 있어서, Si-In-Zr/Hf-O계 재료 층은, 입사 측 유전체층(102), 입사 측 계면층(103), 반입사 측 계면층(105), 및 반입사 측 유전체층(106)으로부터 선택되는 하나 또는 복수의 층을 형성한다. 도 1에 나타내는 구성의 매체(15)에 있어서, Si-In-Zr/Hf-O계 재료 층은, 바람직하게는 반입사 측 유전체층(106)으로서 형성된다. 이하에, Si-In-Zr/Hf-O계 재료 층에 대해서 설명한다.
Si-In-Zr/Hf-O계 재료 층은, Si와 In과 M1(M1은 Zr 및 Hf로부터 선택되는 적어도 하나의 원소)과 O를 적어도 함유하고, Si를 1원자％ 이상 함유하는 층이다. Si을 1원자％ 이상 함유하는 Si-In-Zr/Hf-O계 재료 층은, 유전체층 또는 계면층으로서 이용될 경우에, 매체(15)의 기록 감도를 향상시킬 수 있다. 또한, Si는, Si-In-Zr/Hf-O계 재료 층의 결정화를 억제하는 역할을 한다. 따라서, 예를 들면, 이 층이 반입사 측 유전체층(106)으로서 이용될 경우에는, 정보 기록 매체(15)의 잡음 진폭(振幅)의 증가를 억제하여, 신호 강도를 높게 한다.
In은, 산소와 함께 산화물로서 존재한다고 생각된다. In은, Si-In-Zr/Hf-O계 재료 층을, 기록층과 접해서 형성할 경우에, 기록층과의 밀착성을 높게 한다. 또 한, In은, Si-In-Zr/Hf-O계 재료 층을, 유전체층 또는 계면층으로서 설치할 경우에, 매체의 기록 보존성을 양호하게 한다. Zr 및/또는 Hf은, 산소와 함께 산화물로서 존재한다고 생각된다. Zr 및 Hf의 산화물은, 투명하고, 높은 융점(약 2700℃)을 가지며, 또한 산화물 중에서는 열전도율이 낮은 재료이다. 따라서, 이것들의 적어도 한쪽을 함유하는 Si-In-Zr/Hf-O계 재료 층이, 유전체층 또는 계면층으로서 형성된 매체는, 반복 재기록 성능이 우수한 것으로 된다. 또한, Zr 및 Hf의 산화물의 적어도 한쪽을 함유하는 Si-In-Zr/Hf-O계 재료 층으로 이루어지는 계면층은, 소쇠(消衰) 계수가 작고, 열적으로 안정하다.
Si-In-Zr/Hf-O계 재료 층에 있어서는, Si와 O가 SiO2를 형성하고, In과 O가 In2O3를 형성하고, M1과 O가 M1O2를 형성하고 있는 것이 바람직하다. SiO2, In2O3 및 M12O3는, S를 함유하지 않는 재료이다. 그 때문에, 이들 산화물을 함유하는 Si-In-Zr/Hf-O계 재료 층은, 기록층과 접하도록 설치되어도, 물질 이동을 발생시키기 어렵다. 따라서, 이 층은, 특히, 기록층과 접하도록 형성하는 유전체층, 또는 기록층과 접하는 계면층으로서, 바람직하게 이용된다. S를 함유하지 않는 Si-In-Zr/Hf-O계 재료 층은, 또한, 도시(圖示)한 바와 같이, 입사 측 계면층(103)(또는 반입사 측 계면층(105))을 구비하는 구성에 있어서, 제1유전체층(102)(또는 반입사 측 유전체층(106))으로서 형성해도 좋다. 그 경우에는, 계면층이 막이 파괴되어도, 물질 이동에 의한 반복 재기록 성능의 저하가 발생하기 어렵다는 점에서 유리하다.
Si-In-Zr/Hf-O계 재료 층은, 계면층의 유무(有無)에 관계없이, 반입사 측 유 전체층(106)으로서 형성되는 것이 바람직하다. Si-In-Zr/Hf-O계 재료 층은, Cr의 산화물 등에 비하여, 낮은 열전도율을 갖는 In의 산화물을 함유한다. 그 때문에, 이것을 반사층(108)에 가까운 반입사 측 유전체층(106)으로서 형성하면, 열이 반사층쪽으로 신속히 확산되어, 기록에 필요로 하는 레이저 파워가 낮아진다(즉, 기록 감도가 높아진다).
Si-In-Zr/Hf-O계 재료 층은, 식 (1):
Sia1Inb1M1c1O100 - a1 - b1 - c1 (원자％) (1)
로 나타내는 재료를 함유하는 층인 것이 바람직하다. 식 (1)에 있어서, a1, b1 및 c1은, 1≤a1＜32, 3＜b1＜38, 1＜c1＜30, 25＜a1+b1+c1＜40을 만족하는 것이 바람직하고, 1＜a1＜15, 8＜b1＜35, 1＜c1＜20, 30＜a1+b1+c1＜40을 만족하는 것이 더욱 바람직하다.
Si-In-Zr/Hf-O계 재료 층은, Si, In 및 M1의 산화물의 혼합물을 함유하는 층으로서 나타낼 때에는, 식 (2):
(SiO2)x1(In2O3)y1(M1O2)100-x1- y1 (mol％) (2)
로 나타내는 재료를 함유하는 층인 것이 바람직하다. 식 (2)에 있어서, x1 및 y1은, 5≤x1≤90, 5≤y1≤90, 10≤x1+y1≤95를 만족하는 것이 바람직하고, 10≤ x1≤50, 30≤y1≤80, 40≤x1+y1≤90을 만족하는 것이 더욱 바람직하다.
Si-In-Zr/Hf-O계 재료 층은, Si, In, M1 및 O에 추가해서, M2(M2는 Y, Cr 및 Ga로부터 선택되는 적어도 하나의 원소)를 함유하고 있어도 좋다. 그 경우도, Si는 1원자％ 이상 함유된다. M2를 추가함으로써, 예를 들면, Si-In-Zr/Hf-O계 재료 층의 안정성, 기록층과의 밀착성, 및 결정화 속도 등을 조절하는 것이 가능해진다.
M2를 함유하는 Si-In-Zr/Hf-O계 재료 층은, 식 (3):
Sid1Ine1M1f1M2g1O100 - d1 - e1 - f1 - g1 (원자％) (3)
으로 나타내는 Si-In-Zr/Hf-O계 재료를 함유하는 층인 것이 바람직하다. 식 (3)에 있어서, d1, e1, f1 및 g1은, 1≤d1＜31, 2＜e1＜38, 1＜f1＜29, 0＜g1＜36, 25＜d1+e1+f1+g1＜40을 만족하는 것이 바람직하고, 1＜d1＜15, 8＜e1＜35, 1＜f1＜20, 0＜g1＜23, 30＜d1+e1+f1+g1＜40을 만족하는 것이 더욱 바람직하다.
M2도, 또한, 산화물의 형태로 Si-In-Zr/Hf-O계 재료 층에 함유된다고 생각된다. 따라서, M2를 함유하는 Si-In-Zr/Hf-O계 재료 층은, 산화물의 혼합물을 함유하는 층으로서 나타낼 때에는, 식 (4):
(SiO2)z1(In2O3)w1(M1O2)v1(M22O3)100- z1 - w1 - v1 (mol％) (4)
로 나타내는 재료를 함유하는 층인 것이 바람직하다. 식 (4)에 있어서, z1, w1 및 v1은, 5≤z1＜90, 5≤w1＜90, 5≤v1＜90, 15≤z1+w1+v1＜100을 만족하는 것이 바람직하고, 10≤z1≤50, 30≤w1≤80, 10≤v1＜60, 50≤z1+w1+v1＜100을 만족하는 것이 더욱 바람직하다.
Si-In-Zr/Hf-O계 재료 층에 있어서, M1로서 Zr을 함유할 경우, ZrO2가 Y2O3으로 부분 안정화되어 있어 좋다. 그 경우, Si-In-Zr/Hf-O계 재료 층은, 식 (5):
(SiO2)u1(In2O3)t1[(ZrO2)0.97(Y2O3)0.03]100- u1 - t1 (mol％) (5)
로 나타내는 재료를 함유하는 층인 것이 바람직하다. 식 (5)에 있어서, u1 및 t1은, 5≤u1≤90, 5≤t1≤90, 10≤u1+t1≤95를 만족하는 것이 바람직하고, 10≤u1≤50, 30≤t1≤80, 40≤u1+t1≤90을 만족하는 것이 더욱 바람직하다.
또는, Si-In-Zr/Hf-O계 재료 층은, 식 (6):
(SiO2)s1(In2O3)r1[(ZrO2)0.92(Y2O3)0.08]100- s1 - r1 (mol％) (6)
으로 나타내는 재료를 함유하는 층인 것이 바람직하다. 식 (6)에 있어서, s1 및 r1은, 5≤s1≤90, 5≤r1≤90, 10≤s1+r1≤95의 범위에 있는 것이 바람직하고, 10≤s1≤50, 30≤r1≤80, 40≤s1+r1≤90의 범위에 있는 것이 더욱 바람직하다.
전술(前述)한 바와 같이, Y2O3는 투명한 재료이고, 또한 ZrO2를 안정화시키는 작용이 있다. 따라서, 이것을 함유하는 Si-In-Zr/Hf-O계 재료 층을, 유전체층 또는 계면층으로서 사용할 경우에는, 반복 재기록 성능이 우수하고, 신뢰성이 높은 정보 기록 매체(15)를 실현할 수 있다. 또한, Si-In-Zr/Hf-O계 재료 층을, 후술(後述)하는 바와 같이 스퍼터링법에 의해 형성할 경우에는, Y2O3가 ZrO2를 안정화시킴으로써, 밀도 높은 스퍼터링 타깃을 제조하기 쉬우므로, 형편상 좋다.
또한, Si-In-Zr/Hf-O계 재료 층은,
탄소(C),
Sc, La, Gd, Dy, Yb, Al, Mg, Zn, Ta, Ti, Ca, Ce, Sn, Te, Nb 및 Bi로부터 선택되는 적어도 하나의 원소의 산화물,
Si, Cr, Al 및 Ge로부터 선택되는 적어도 하나의 원소의 질화물, 및 Si-C로 부터 선택되는, 적어도 하나의 성분을 함유해도 좋다.
이들 성분은, Si-In-Zr/Hf-O계 재료 층의 특성을 조절하기 위해서 이용해서 좋다. 또는, 이들 성분은, 불가피하게 Si-In-Zr/Hf-O계 재료 층에 함유될 경우가 있다. 어느 경우라도, 이들 성분은, mol％로 나타내어질 때에는, 20mol％를 초과하여 존재하지 않는 것이 바람직하다. 또한, Si-In-Zr/Hf-O계 재료 층이, 이들 성분(또는 그 이외의 성분)을 함유함으로써, Si, In, M1 및 O, 및 경우에 따라 함유되는 M2 이외의 원소를 함유할 경우에는, 그러한 원소는, 10원자％까지 함유되어도 좋다.
Si-In-Zr/Hf-O계 재료 층은, 전술한 바와 같이, 입사 측 유전체층(102), 반입사 측 유전체층(106), 입사 측 계면층(103) 및 반입사 측 계면층(105) 중 어느 하나로서 형성된다. 이하에, 각 층의 기능 및 바람직한 두께 등을, 구체적으로 설명한다.
입사 측 유전체층(102) 및 반입사 측 유전체층(106)은, 기록층(104)의 산화, 부식, 및 변형 등을 방지하는 작용, 광학 거리를 조정해서 기록층(104)의 광 흡수 효율을 향상시키는 작용, 및 기록 전후의 반사 광량의 변화를 크게 해서 신호 강도를 크게 하는 작용을 갖는다. 전술한 바와 같이, 반입사 측 유전체층(106)을, Si-In-Zr/Hf-O계 재료 층으로 하는 것이 바람직하다. 또는, 양쪽의 유전체층(102 및 106)을, Si-In-Zr/Hf-O계 재료 층으로 해도 좋다. 또는, 입사 측 유전체층(102)만을, Si-In-Zr/Hf-O계 재료 층으로 해도 좋다.
입사 측 유전체층(102)(또는 반입사 측 유전체층(106))을, Si-In-Zr/Hf-O계 재료 층으로 하지 않을 경우, 이 층을 형성하는 재료로서, 예를 들면 TiO2, ZrO2, HfO2, ZnO, Nb2O5, Ta2O5, SiO2, SnO2, Al2O3, Bi2O3, Cr2O3, Ga2O3, In2O3, Sc2O3, Y2O3, La2O3, Gd2O3, Dy2O3, Yb2O3, CaO, MgO, CeO2, 및 TeO2 등으로부터 선택되는 하나 또는 복수의 산화물을 이용할 수 있다. 또한, C-N, Ti-N, Zr-N, Nb-N, Ta-N, Si-N, Ge-N, Cr-N, Al-N, Ge-Si-N, 및 Ge-Cr-N 등으로부터 선택되는, 하나 또는 복수의 질화물을 이용할 수도 있다. 또한, ZnS 등의 황화물, SiC 등의 탄화물, LaF3 등의 불화물, 및 C를, 입사 측 유전체층(102)의 재료로서 이용할 수도 있다. 또한, 상기 재료로부터 선택되는 하나 또는 복수의 재료의 혼합물을 이용하여, 입사 측 유전체층(102)을 형성할 수도 있다.
예를 들면, ZnS와 SiO2의 혼합물인 ZnS-SiO2는, 입사 측 유전체층(102)의 재료로서 특히 우수하다. ZnS-SiO2는, 비정질(非晶質) 재료로, 굴절률이 높고, 성막(成膜) 속도가 빠르며, 기계 특성 및 내습성(耐濕性)이 양호하다. ZnS-SiO2는, 바람직하게는, (ZnS)80(SiO2)20(mol％)로 나타내는 재료이다.
입사 측 유전체층(102)의 두께는, 매트릭스법(matrix method)에 근거한 계산에 의해, 기록층(104)이 결정상일 경우와 그것이 비정질상일 경우의 반사 광량의 변화가 커지는 조건을 만족하도록 엄밀히 결정할 수 있다.
입사 측 계면층(103)은, 반복 기록에 의해 입사 측 유전체층(102)과 기록층(104)과의 사이에서 발생하는 물질 이동을 방지하는 작용을 갖는다. 또한, 입사 측 계면층(103)은, 기록층(104)의 결정화를 촉진 또는 억제하는 작용, 즉, 결정화 능력을 조정하는 작용도 갖는다. 입사 측 계면층(103)은, 광의 흡수가 작고 기록 시에 녹지 않는 고융점인 재료이고, 또한, 기록층(104)과의 밀착성이 양호한 재료로 형성되는 것이 바람직하다. 기록 시에 녹지 않는 고융점인 재료인 것은, 고파워의 레이저 빔(11)을 조사하였을 때에, 입사 측 계면층(103)이 녹아서 기록층(104)에 혼입되지 않는 것을 확보하기 위해서 요구되는 특성이다. 입사 측 계면층(103)의 재료가 혼입하면, 기록층(104)의 조성이 바뀌고, 재기록 성능이 현저하게 저하된다. 또한, 기록층(104)과 밀착성이 양호한 재료인 것은, 신뢰성을 확보하기 위해서 필요하게 되는 특성이다.
입사 측 계면층(103)은, Si-In-Zr/Hf-O계 재료 층으로 해서 좋다. 또는 입사 측 계면층(103)은, Si-In-Zr/Hf-O계 재료 층 이외의 층으로 해도 좋다. 그 경우, 입사 측 계면층(103)의 재료로서, 입사 측 유전체층(102)에 관련하여 설명한 재료를 들 수 있다.
특히, 입사 측 계면층(103)은, Cr과 0를 함유하는 재료로 형성하는 것이 바람직하다. Cr과 O를 함유하는 입사 측 계면층(103)은, 기록층(104)의 결정화를 더욱 촉진하기 때문이다. 그 재료에 있어서, Cr과 O는 Cr2O3를 형성하고 있는 것이 바람직하다. Cr2O3는 기록층(104)과의 밀착성이 양호한 재료이다.
또한, 입사 측 계면층(103)은, In과 O를 함유하는 재료를 사용하여 형성해도 좋다. 그 재료에 있어서, In과 O는 In2O3를 형성하고 있는 것이 바람직하다. In2O3는 기록층(104)과의 밀착성이 양호한 재료이다. 또한, 입사 측 계면층(103)은, Ga와 O를 함유하는 재료를 사용하여 형성해도 좋다. 그 재료에 있어서, Ga와 O는 Ga2O3를 형성하고 있는 것이 바람직하다. Ga2O3는 기록층(104)과의 밀착성이 양호한 재료이다.
입사 측 계면층(103)은, Cr과 O, Ga와 O, 또는 In과 O 이외에, Zr, Hf 및 Y로부터 선택되는 적어도 하나의 원소를 더 함유해도 좋다. 전술한 바와 같이, ZrO2 및 HfO2는, 투명하고 융점이 약 2700 ∼ 2800℃로 높고, 또한 산화물 중에서는 열전도율이 낮은 재료로, 정보 기록 매체의 반복 재기록 성능을 양호하게 한다. 또한, Y2O3는 투명한 재료이고, 또한 ZrO2 및 HfO2를 안정화시키는 작용을 한다. 또한, 이 3종류의 산화물 중 어느 하나 또는 복수를, Cr 등의 산화물과 혼합한 재료로 형성한 입사 측 계면층(103)은, 기록층(104)과 부분적으로 또는 전체에 접하고 있어도, 반복 재기록 성능이 우수하고, 신뢰성이 높은 정보 기록 매체(15)의 실현을 가능하게 한다.
기록층(104)과의 밀착성을 확보하기 위해서, 입사 측 계면층(103) 중의 Cr2O3, Ga2O3, 또는 In2O3의 함유량은 10mol％ 이상인 것이 바람직하다. 또한, 입사 측 계면층(103) 중의 Cr2O3 등의 함유량은, 입사 측 계면층(103)에 의한 광 흡수를 작게 유지하기 위해서, 70mol％ 이하인 것이 바람직하다. Cr2O3 등이 많아지면 광 흡수가 증가하는 경향이 있다. 더욱 바람직하게는, Cr2O3 등의 함유량은, 20mol％ 이상 60mol％ 이하이다.
입사 측 계면층(103)은, Cr, Ga, In, Zr, Hf, Y 및 O 이외에, 추가로 Si를 함유하는 재료를 사용하여 형성해도 좋다. SiO2를 함유함으로써, 투명성이 높아져서, 기록 성능이 우수한 제1정보층(16)을 실현할 수 있다. In, Zr 및/또는 Hf, 및 Si를 함유하는 재료로 이루어지는 입사 측 계면층(103)은, Si-In-Zr/Hf-O계 재료 층으로 될 수 있다. 입사 측 계면층(103) 중의 SiO2의 함유량은 5mol％ 이상인 것이 바람직하고, 기록층(104)과의 밀착성을 확보하기 위해서 50mol％ 이하인 것이 바람직하고, 10mol％ 이상 40mol％ 이하인 것이 더욱 바람직하다.
입사 측 유전체층(102)을, ZnS-SiO2로 형성할 경우에는, 입사 측 계면층(103)은, 특히, Cr2O3, ZrO2 및/또는 HfO2, 및 SiO2를 함유하는 재료로 형성되는 것이 바람직하다. Cr2O3는, 높은 결정화 촉진 능력을 갖기 때문에, 특히, 고속(예를 들면, 2배속(倍速) 또는 4배속의 Blu-ray Disc)으로 기록하는 매체에서, 레이저 빔의 입사 측의 계면층을 형성하는데 적합하다. 또한, Cr2O3는, Ga2O3 및 In2O3와 비교해서 큰 광 흡수율을 갖지만, 입사 측 계면층(103)과 같이, 극히 얇게 형성되는 층에 있어서는, Cr2O3의 광 흡수가 매체 전체에 미치는 영향은 작다.
더욱 구체적으로는, 입사 측 계면층(103)은, 하기(下記)의 식
(M1O2)h(Cr2O3)i(SiO2)100-h-i (mol％)
(식 중, M1은 Zr 및 Hf로부터 선택되는 적어도 하나의 원소이며, h 및 i는, 20≤h≤80, 10≤i≤70, 또한 60≤h+i≤90을 만족한다)
으로 나타내는 재료를 함유하는 것이 바람직하다. 또한, 입사 측 계면층(103)은, 추가로 Y를 함유하고 있어도 좋다. Y는, Y2O3로서 함유되어 있어도 좋다. 이 경우, Y2O3는, M1O2(특히, ZrO2)의 일부(예를 들면, 0.03mol％ 또는 0.08mol％)를 치환하는 형태로, 함유되어 있어도 좋다.
입사 측 계면층(103)의 두께는, 입사 측 계면층(103)에서의 광 흡수에 의해 정보층(16)의 기록 전후(前後)의 반사 광량의 변화가 작아지지 않도록, 0.5nm ∼ 15nm의 범위 내인 것이 바람직하고, 1nm ∼ 10nm의 범위 내인 것이 더욱 바람직하다.
반입사 측 유전체층(106)은, 전술한 바와 같이, Si-In-Zr/Hf-O계 재료 층인 것이 바람직하다. 또는, 반입사 측 유전체층(106)은, Si-In-Zr/Hf-O계 재료 이외의 재료로 이루어지는 층이어도 좋다.
반입사 측 유전체층(106)의 두께는, 2nm ∼ 75nm의 범위 내인 것이 바람직하고, 2nm ∼ 40nm의 범위 내인 것이 더욱 바람직하다. 이 범위 내의 두께를 갖는 반입사 측 유전체층(106)은, 기록층(104)에서 발생한 열을 효과적으로 반사층(108) 측에 확산시킬 수 있다.
기록층(104)과 반입사 측 유전체층(106)과의 사이에, 반입사 측 계면층(105) 을 배치해도 좋다. 반입사 측 계면층(105)은, 입사 측 계면층(103)과 마찬가지로, 반복 기록에 의해 반입사 측 유전체층(106)과 기록층(104)과의 사이의 물질 이동을 방지하는 작용을 한다. 반입사 측 계면층(105)은, Si-In-Zr/Hf-O계 재료 층으로 해도 좋고, 또는 다른 재료의 층으로 해도 좋다. 다른 재료의 층은, 앞에서, 입사 측 유전체층(102)에 관련하여 설명한 바와 같다. 반입사 측 계면층(105)은, 특히, In과 0를 함유하는 재료로 형성하는 것이 바람직하다. 특히, In과 O가 In2O3를 형성한 산화물을 함유하는 것이 더욱 바람직하다. 따라서, 반입사 측 계면층(105)은, 바람직하게는, Si-In-Zr/Hf-O계 재료 층으로서 형성된다.
반입사 측 계면층(105) 및 반입사 측 유전체층(106)을，모두 Si-In-Zr/Hf-O계 재료 층으로서 형성하면, 2개의 연속하는 층이, 기록층의 반입사 측에 위치하게 된다. 이러한 구성은, 매체의 반복 재기록 성능, 기록 보존성, 기록 감도 및 신호 강도를 더욱 향상시킬 수 있다. 이 경우, 반입사 측 계면층(105)의 Si-In-Zr/Hf-O계 재료에서 점유하는 In의 비율은, 반입사 측 유전체층(106)의 Si-In-Zr/Hf-O계 재료에서 점유하는 In의 비율보다도 많은 것이 바람직하다. In을 많게 하면, 밀착성이 양호해지기 때문이다. 마찬가지의 이유로, 반입사 측 계면층(105)의 Si-In-Zr/Hf-O계 재료에서 점유하는 Si의 비율은, 반입사 측 유전체층(106)의 Si-In-Zr/Hf-O계 재료에서 점유하는 Si의 비율보다도 작은 것이 바람직하다.
더욱 구체적으로는, 반입사 측 계면층(105)의 Si-In-Zr/Hf-O계 재료에 있어서의 In의 비율은, 반입사 측 유전체층(106)의 그것보다도, 3mol％ ∼ 10mol％ 정 도 많은 것이 바람직하고, 5mol％ ∼ 8mol％ 정도 많은 것이 더욱 바람직하다. 또한, 반입사 측 계면층(105)의 Si-In-Zr/Hf-O계 재료에 있어서의 Si의 비율은, 반입사 측 유전체층(106)의 그것보다도, 1mol％ ∼ 15mol％ 정도 작은 것이 바람직하고, 2mol％ ∼ 10mol％ 정도 작은 것이 더욱 바람직하다.
또는, 반입사 측 계면층(105)은, 입사 측 계면층(103)에 관련하여 설명한 바와 같이, Cr과 O를 함유하는 재료, 또는 Ga와 O를 함유하는 재료로 형성해도 좋다. Cr과 O는, Cr2O3를 형성하고 있는 것이 바람직하고, Ga와 O는, Ga2O3를 형성하고 있는 것이 바람직하다. 또한, 반입사 측 계면층(105)은, 입사 측 계면층(103)과 마찬가지로, In과 O, Cr과 O, 또는 Ga와 O 이외에, Zr, Hf 및 Y로부터 선택되는 적어도 하나의 원소를 더 함유해도 좋다. 또한, 이들 성분 이외에, Si를 추가로 함유하는 재료를 사용하여, 반입사 측 계면층(105)을 형성해도 좋다.
반입사 측 계면층(105)은 입사 측 계면층(103)보다 기록층과의 밀착성이 나쁜 경향이 있기 때문에, 반입사 측 계면층(105) 중의 In2O3, Cr2O3 또는 Ga2O3의 함유량은, 입사 측 계면층(103)의 그것보다 많은 20mol％ 이상인 것이 바람직하다. 반입사 측 계면층(105)의 두께는, 입사 측 계면층(103)과 마찬가지로, 0.5nm ∼ 15nm의 범위 내인 것이 바람직하고, 1nm ∼ 10nm의 범위 내인 것이 더욱 바람직하다.
도시한 매체(15)에 있어서, 기록층(104)은, 레이저 빔(11)의 조사에 의해 결정상과 비정질상과의 사이에서 상변화를 일으킬 수 있는 재료로 이루어진다. 기록층(104)은, 예를 들면 Ge, Te, M3(M3은 Sb, Bi 및 In으로부터 선택되는 적어도 하 나의 원소)을 함유하는, 가역적(可逆的)인 상변화를 일으킬 수 있는 재료로 형성할 수 있다. 구체적으로는, 기록층(104)은, 식 GeAM3BTe3 +A로 나타내는 재료로 형성할 수 있다. 이 식에 있어서, A는, 0＜A≤60을 만족하는 것이 바람직하고, 4≤A≤40을 만족하는 것이 더욱 바람직하다. A가 이 범위 내에 있으면, 비정질상이 안정하고, 따라서, 낮은 전송 레이트에서의 기록 보존성이 양호하고, 또한, 융점의 상승과 결정화 속도의 저하가 적어서, 높은 전송 레이트에서의 재기록 보존성이 양호해진다. 또한, 이 식에 있어서, B는, 1.5≤B≤7을 만족하는 것이 바람직하고, 2≤B≤4를 만족하는 것이 더욱 바람직하다. B가 이 범위 내에 있으면, 비정질상이 안정하여, 결정화 속도의 저하가 작다.
또는, 기록층(104)은, 식 (Ge-M4)AM3BTe3 +A(M4는 Sn 및 Pb로부터 선택되는 적어도 하나의 원소)로 나타내지는, 가역적인 상변화를 일으킬 수 있는 재료로 형성해도 좋다. 그 경우, Ge를 치환한 원소 M4가 결정화 능력을 향상시키기 때문에, 기록층(104)의 두께가 얇을 경우에도, 충분한 소거율(erase ratio)이 얻어진다. 원소 M4는, Sn인 것이 더욱 바람직하다. 인체에 대한 영향을 걱정하여, Pb의 사용이 규제되고 있기 때문이다. 이 재료를 이용할 경우에도, 식 중, A 및 B는, 0＜A≤60(더욱 바람직하게는 4≤A≤40), 또한 1.5≤B≤7(더욱 바람직하게는 2≤B≤4)을 만족하는 것이 바람직하다.
기록층(104)이, 상기 식 GeAM3BTe3 +A, 또는 (Ge-M4)AM3BTe3 +A로 나타내는 재료를 함유할 경우, 원소 M3으로서 특히 In을 함유하는 것이 바람직하다. In을 함유하 는 재료로 이루어지는 기록층(104)은, 특히, 비정질상이 안정하여, 낮은 전송 레이트에서의 기록 보존성을 양호하게 한다. 또한, In을 함유하는 기록층과 접해서 Si-In-Zr/Hf-O계 재료 층이 형성될 경우, Si-In-Zr/Hf-O계 재료 층과 기록층의 밀착성이 양호해진다.
또는, 기록층(104)은, 조성식 GeTe-SnTe로 나타내지는, 가역적인 상변화를 일으킬 수 있는 재료로 형성해도 좋다. 그 경우, SnTe가 결정화 능력을 향상시키기 때문에, 기록층(104)의 두께가 얇을 경우에도, 충분한 소거율이 얻어진다.
또는, 기록층(104)은, 예를 들면 Sb와 M5(M5는 V, Mn, Ga, Ge, Se, Ag, In, Sn, Te, Pb, Bi, Tb, Dy 및 Au로부터 선택되는 적어도 하나의 원소)를 함유하는, 가역적인 상변화를 일으킬 수 있는 재료로 형성해도 좋다. 구체적으로는, 기록층(104)은, SbXM5100-X (원자％)로 나타내는 재료로 형성할 수 있다. 이 식에 있어서, X는, 50≤X≤95를 만족하는 것이 바람직하다. X가 이 범위 내에 있으면, 기록층(104)이 결정상인 매체(15)와, 비정질상인 매체(15)와의 사이에서, 반사율 차(差)를 크게 할 수 있어, 양호한 기록 재생 특성이 얻어진다. 특히, X가 75≤X≤95를 만족할 경우에는, 기록층(104)의 결정화 속도가 특히 빨라지고, 따라서 높은 전송 레이트에서 양호한 재기록 성능이 얻어진다. 또한, X가 50≤X≤75를 만족할 경우에는, 비정질상이 특히 안정되고, 따라서, 낮은 전송 레이트에서 양호한 기록 성능이 얻어진다.
기록층(104)의 두께는, 정보층(16)의 기록 감도를 높게 하기 위해서, 6nm ∼ 15nm의 범위 내인 것이 바람직하다. 이 범위 내에 있어서도, 기록층(104)이 두꺼울 경우에는, 면내(面內) 방향으로의 열의 확산에 의한 기록부와 인접하는 영역에 대한 열적 영향이 커진다. 또한, 기록층(104)이 얇을 경우에는, 정보층(16)의 반사율이 적어지게 된다. 따라서, 기록층(104)의 두께는, 8nm ∼ 13nm의 범위 내인 것이 더욱 바람직하다.
또는, 기록층(104)은, 불가역적인 상변화를 일으키는 재료로 형성되어도 좋고, 예를 들면, Te-Pd-O로 나타내는 재료로 형성해도 좋다. 이 경우, 기록층(104)의 두께는, 10nm ∼ 40nm의 범위 내인 것이 바람직하다.
반사층(108)은, 기록층(104)에 흡수되는 광량을 증대시키는 광학적인 기능을 갖는다. 또한, 반사층(108)은, 기록층(104)에서 발생한 열을 신속하게 확산시켜, 기록층(104)을 비정질화하기 쉽게 하는 열적인 기능도 갖는다. 또한, 반사층(108)은, 사용하는 환경으로부터 다층 막을 보호하는 기능도 갖는다.
반사층(108)의 재료로서, 예를 들면 Ag, Au, Cu 및 Al과 같은, 열전도율이 높은 단체(單體) 금속을 이용할 수 있다. 또한, Al-Cr, Al-Ti, Al-Ni, Al-Cu, Au-Pd, Au-Cr, Ag-Pd, Ag-Pd-Cu, Ag-Pd-Ti, Ag-Ru-Au, Ag-Cu-Ni, Ag-Zn-Al, Ag-Nd-Au, Ag-Nd-Cu, Ag-Bi, Ag-Ga, Ag-Ga-In, Ag-Ga-Cu, Ag-In, Ag-In-Sn 또는 Cu-Si와 같은 합금을 이용할 수도 있다. 특히, Ag를 50원자％ 이상 함유하는 합금은, 열전도율이 크기 때문에, 반사층(108)의 재료로서 바람직하다.
반사층(108)의 두께는, 열 확산 기능을 충분히 발휘하도록, 30nm 이상인 것이 바람직하다. 단, 반사층(108)이 200nm보다 두꺼울 경우에는, 열이 과도하게 확 산되어서, 정보층(16)의 기록 감도가 저하된다. 따라서, 반사층(108)의 두께는, 30nm ∼ 200nm의 범위 내인 것이 더욱 바람직하다.
반사층(108)과 반입사 측 유전체층(106)과의 사이에는, 계면층(이하에, 이 계면층을, 유전체층과 기록층과의 사이에 설치되는 계면층과 구별하기 위해서, 편의상, 「반사층 측 계면층」이라고 부른다)을 배치해도 좋다. 도 1에 나타내는 정보 기록 매체(15)에 있어서 반사층 측 계면층이 설치될 경우, 계면층은, 부호 108로 나타내는 층과, 부호 106으로 나타내는 층의 사이에, 부호 107로 나타내는 층으로서 형성해도 좋다. 이 경우, 반사층 측 계면층을 형성하는 재료로서는, 반사층(108)의 재료보다도 열전도율이 낮은 재료를 이용할 수 있다. 반사층(108)의 재료로서, Ag 합금을 이용하였을 경우, 반사층 측 계면층은, 예를 들면 Al, 또는 Al 합금으로 형성해도 좋다.
또는, 반사층 측 계면층의 재료로서, Cr, Ni, Si 및 C 등의 원소, TiO2, ZrO2, HfO2, ZnO, Nb2O5, Ta2O5, SiO2, SnO2, Al2O3, Bi2O3, Cr2O3, Ga2O3, In2O3, Sc2O3, Y2O3, La2O3, Gd2O3, Dy2O3, Yb2O3, CaO, MgO, CeO2, 및 TeO2 등의 산화물을 이용할 수 있다. 또한, C-N, Ti-N, Zr-N, Nb-N, Ta-N, Si-N, Ge-N, Cr-N, Al-N, Ge-Si-N, 및 Ge-Cr-N 등의 질화물을 이용할 수도 있다. 또한, ZnS 등의 황화물이나 SiC 등의 탄화물, LaF3 등의 불화물, 및 C를 이용할 수도 있다. 또한, 상기 재료로부터 선택되는 2 이상의 재료의 혼합물을 이용할 수도 있다. 반사층 측 계면층의 두께는, 3nm ∼ 100nm의 범위 내인 것이 바람직하고, 10nm ∼ 50nm의 범위 내인 것이 더욱 바 람직하다.
정보층(16)에 있어서, 기록층(104)이 결정상일 경우의 반사율 Rc(％), 및 기록층(104)이 비정질상일 경우의 반사율 Ra(％)은, Ra＜Rc를 만족하는 것이 바람직하다. 그에 따라, 정보가 기록되어 있지 않은 초기 상태에서 반사율이 높아서, 안정되게 기록 재생 동작을 실행할 수 있다. 또한, 반사율 차(Rc-Ra)를 크게 해서 양호한 기록 재생 특성이 얻어지도록, Rc, Ra는, 0.2≤Ra≤10, 또한 12≤Rc≤40을 만족하는 것이 바람직하고, 0.2≤Ra≤5, 또한 12≤Rc≤30을 만족하는 것이 더욱 바람직하다.
정보 기록 매체(15)는, 이하에 설명하는 방법에 의해 제조할 수 있다.
우선, 기판(14)(두께가, 예를 들면 1.1mm) 위에 정보층(16)을 적층한다. 정보층은, 단층 막(膜) 또는 다층 막으로 이루어진다. 정보층을 구성하는 각 층은, 성막(成膜) 장치 내에서, 재료가 되는 스퍼터링 타깃을 순차적으로 스퍼터링을 함으로써 형성할 수 있다.
구체적으로는, 우선, 기판(14) 위에 반사층(108)을 형성한다. 반사층(108)은, 반사층(108)을 구성하는 금속 또는 합금으로 이루어지는 스퍼터링 타깃을, 희가스(예를 들면, Ar 가스) 분위기 중, 또는 희가스와 반응 가스(O2 가스 및 N2 가스로부터 선택되는 적어도 하나의 가스)와의 혼합 가스 분위기 중에서 스퍼터링을 함으로써 형성할 수 있다.
계속해서, 반사층(108) 위에, 필요에 따라서 반사층 측 계면층을 형성한다. 반사층 측 계면층은, 반사층 측 계면층을 구성하는 원소 또는 화합물로 이루어지는 스퍼터링 타깃을, 희가스 분위기 중, 또는 희가스와 반응 가스와의 혼합 가스 분위기 중에서 스퍼터링을 함으로써 형성할 수 있다.
계속해서, 반사층(108), 또는 반사층 측 계면층 위에, 반입사 측 유전체층(106)을 형성한다. 반입사 측 유전체층(106)은, 반입사 측 유전체층(106)을 구성하는 화합물로 이루어지는 스퍼터링 타깃(예를 들면, (SiO2)x1(In2O3)y1(M1O2)100-x1- y1 (mol％))을, 희가스 분위기 중, 또는 희가스와 반응 가스(특히 O2 가스)와의 혼합 가스 분위기 중에서 스퍼터링을 함으로써 형성할 수 있다. 또한, 반입사 측 유전체층(106)은, 반입사 측 유전체층(106)을 구성하는 금속으로 이루어지는 스퍼터링 타깃을, 희가스와 반응 가스와의 혼합 가스 분위기 중에서 반응성 스퍼터링을 함으로써도 형성할 수 있다.
반입사 측 유전체층(106)을, Si-In-Zr/Hf-O계 재료 층으로서 형성할 경우, 스퍼터링 타깃(이하, 간단히 「타깃」이라고 부를 경우가 있다)은, 식 (11):
Sia2Inb2M1c2O100 - a2 - b2 - c2 (원자％) (11)
로 나타내는 재료를 함유하는 것이 바람직하다. 식 (11)에 있어서, a2, b2 및 c2는, 0.5≤a2＜35, 0＜b2＜43, 0＜c2＜35, 20＜a2+b2+c2＜45를 만족하는 것이 바람직하고, 0.5＜a2＜20, 3＜b2＜40, 0＜c2＜25, 25＜a2+b2+c2＜45를 만족하는 것이 더욱 바람직하다.
이 스퍼터링 타깃을 사용해서 형성되는 층은, 상기 식 (1)로 나타내는 조성의 재료를 함유하는 층이 된다. 식 (11)에 있어서, Si, In, M1 및 O의 비율의 범위는, 식 (1)에 있어서의 그것들과는 약간 상이하다. 본 발명자들은, 이러한 타깃을 이용하였을 때에, 식 (1)로 나타내는 재료를 함유하는 층이 형성되는 것을 확인하였다.
또한, Si-In-M1-O계 재료 층을 형성하기 위한 스퍼터링 타깃은, 식 (12):
(SiO2)x2(In2O3)y2(M1O2)100-x2- y2 (mol％) (12)
로 나타내는 재료를 함유하는 것으로서 좋다. 식 (12)에 있어서, x2 및 y2는, 2＜x2≤95, 0＜y2≤95, 5≤x2+y2＜100을 만족하는 것이 바람직하고, 5≤x2≤55, 25≤y2≤85, 35≤x2+y2≤95를 만족하는 것이 더욱 바람직하다.
식 (12)와 같이 스퍼터링 타깃을 특정하고 있는 것은, Si, In, M1 및 O를 함유하는 타깃은, 통상, Si, In, 및 M1의 산화물의 조성이 표시되어서, 판매되고 있기 때문이다. 또한, 발명자는, 시판되고 있는 스퍼터링 타깃의 X선 마이크로 애널라이저로 분석해서 얻은 원소 조성이, 표시되어 있는 조성으로부터 산출되는 원소 조성과 대략 동등하게 되는 것(즉, 조성 표시(공칭 조성)가 적정한 것)을 확인하고 있다. 따라서, 이 식으로 나타내는 스퍼터링 타깃도 바람직하게 사용된다. 동일한 것은, 식 (14), (15) 및 (16)으로 나타내는 타깃에 대해서도 적용된다.
식 (12)로 나타내는 재료를 함유하는 타깃을 사용해서 형성되는 층은, 상기 식 (1)로 나타내는 조성의 재료를 함유하는 층으로 된다. 식 (12)에 있어서, 각 산 화물의 비율의 범위는, 식 (2)에 있어서의 그것들과는 약간 상이하다. 본 발명자들은, 이러한 타깃을 이용하였을 때에, 식 (2)로 나타내는 재료를 함유하는 층이 형성되는 것을 확인하였다.
반입사 측 유전체층(106)을, M2(M2는, Y, Cr, 및 Ga로부터 선택되는 적어도 하나의 원소이다)를 추가로 함유하는 Si-In-Zr/Hf-O계 재료 층으로서 형성할 경우, 타깃은, 식 (13):
Sid2Ine2M1f2M2g2O100 - d2 - e2 - f2 - g2 (원자％) (13)
으로 나타내는 재료를 함유하는 것이 바람직하다. 식 (13)에 있어서, d2, e2, f2 및 g2는, 0.5≤d2＜34, 0＜e2＜43, 0＜f2＜34, 0＜g2＜41, 20＜d2+e2+f2+g2＜45를 만족하는 것이 바람직하고, 0.5＜d2＜20, 3＜e2＜40, 0＜f2＜25, 0＜g2＜28, 25＜d2+e2+f2+g2＜45를 만족하는 것이 더욱 바람직하다.
이 스퍼터링 타깃을 사용해서 형성되는 층은, 상기 식 (3)으로 나타내는 조성의 재료를 함유하는 층으로 된다. 식 (13)에 있어서, Si, In, M1, M2 및 O의 비율의 범위는, 식 (3)에 있어서의 그것들과는 약간 상이하다. 본 발명자들은, 이러한 타깃을 이용하였을 때에, 식 (3)으로 나타내는 재료를 함유하는 층이 형성되는 것을 확인하였다.
M2를 함유하는 Si-In-Zr/Hf-O계 재료 층을 형성하기 위한 스퍼터링 타깃은, 식 (14):
(SiO2)z2(In2O3)w2(M1O2)v2(M22O3)100- z2 - w2 - v2 (mol％) (14)
로 나타내는 재료를 함유하는 것으로서 좋다. 식 (14)에 있어서, z2, w2 및 v2는, 2＜z2＜95, 0＜w2＜95, 0＜v2＜95, 10≤z2+w2+v2＜100을 만족하는 것이 바람직하고, 5≤z2≤55, 25≤w2≤85, 5≤v2＜65, 45≤z2+w2+v2＜100을 만족하는 것이 더욱 바람직하다.
식 (14)로 나타내는 재료를 함유하는 타깃을 사용해서 형성되는 층은, 상기 식 (4)로 나타내는 조성의 재료를 함유하는 층으로 된다. 식 (14)에 있어서, 각 산화물의 비율의 범위는, 식 (4)에 있어서의 그것들과는 약간 상이하다. 본 발명자들은, 이러한 타깃을 이용하였을 때에, 식 (4)로 나타내는 재료를 함유하는 층이 형성되는 것을 확인하였다.
Si-In-Zr/Hf-O계 재료 층을 형성하기 위한 스퍼터링 타깃은, 식 (15):
(SiO2)u2(In2O3)t2[(ZrO2)0.97(Y2O3)0.03]100- u2 - t2 (mol％) (15)
로 나타내는 재료를 함유하는 것으로서 좋다. 식 (15)에 있어서, u2 및 t2는, 2＜u2≤95, 2＜t2≤95, 5≤u2+t2＜100을 만족하는 것이 바람직하고, 5≤u2≤55, 25≤t2≤85, 35≤u2+t2≤95를 만족하는 것이 더욱 바람직하다.
식 (15)로 나타내는 재료를 함유하는 타깃을 사용해서 형성되는 층은, 상기 식 (5)로 나타내는 조성의 재료를 함유하는 층으로 된다. 식 (15)에 있어서, 각 산화물의 비율의 범위는, 식 (5)에 있어서의 그것들과는 약간 상이하다. 본 발명자들은, 이러한 타깃을 이용하였을 때에, 식 (5)로 나타내는 재료를 함유하는 층이 형성되는 것을 확인하였다.
또는, Si-In-Zr/Hf-O계 재료 층을 형성하기 위한 스퍼터링 타깃은, 식 (16):
(SiO2)s2(In2O3)r2[(ZrO2)0.92(Y2O3)0.08]100- s2 - r2 (mol％) (16)
으로 나타내는 재료를 함유하는 것으로서 좋다. 식 (16)에 있어서, 2＜s2≤95, 2＜r2≤95, 5≤s2+r2＜100을 만족하는 것이 바람직하고, 5≤s2≤55, 25≤r2≤85, 35≤s2+r2≤95를 만족하는 것이 더욱 바람직하다.
식 (16)으로 나타내는 재료를 함유하는 타깃을 사용해서 형성되는 층은, 상기 식 (6)으로 나타내는 조성의 재료를 함유하는 층으로 된다. 식 (16)에 있어서, 각 산화물의 비율의 범위는, 식 (6)에 있어서의 그것들과는 약간 상이하다. 본 발명자들은, 이러한 타깃을 이용하였을 때에, 식 (6)으로 나타내는 재료를 함유하는 층이 형성되는 것을 확인하였다.
상기의 스퍼터링 타깃은 모두, 추가로
탄소(C),
Sc, La, Gd, Dy, Yb, Al, Mg, Zn, Ta, Ti, Ca, Ce, Sn, Te, Nb 및 Bi로부터 선택되는 적어도 하나의 원소의 산화물,
Si, Cr, Al 및 Ge로부터 선택되는 적어도 하나의 원소의 질화물, 및 Si-C로부터 선택되는, 적어도 하나의 성분을 함유해도 좋다. 이들 성분이 타깃에서 점유하는 비율은, 형성되는 Si-In-Zr/Hf-O계 재료 층에 있어서, 이들 성분이, 20mol％를 초과하거나, 또는 10원자％를 초과하지 않도록 조정된다.
Si-In-Zr/Hf-O계 재료 층은, 예를 들면 SiO2, In2O3, M1O2, 및 M22O3으로 각각 나타내지는, 단일 화합물의 스퍼터링 타깃을, 복수의 전원을 이용하여 동시에 스퍼터링을 함으로써 형성할 수도 있다. 또는, SiO2, In2O3, M1O2, 및 필요에 따라서 M22O3를, 2 이상의 군(群)으로 나누어, 각 군의 산화물로 이루어지는 2원계(二元系) 또는 3원계 스퍼터링 타깃을, 복수의 전원을 이용하여 동시에 스퍼터링을 하는 방법으로, Si-In-Zr/Hf-O계 재료 층을 형성해도 좋다. 어느 경우에도, 스퍼터링은, 희가스 분위기 중, 또는 희가스와 반응 가스(특히 O2 가스)와의 혼합 가스 분위기 중에서, 실시해도 좋다.
반입사 측 유전체층(106)을, Si-In-Zr/Hf-O계 재료 층으로서 형성하지 않을 경우에는, 반입사 측 유전체층(106)을 구성할 화합물 등에 따라, 스퍼터링 타깃을 조제하여, 스퍼터링법에 의해 반입사 측 유전체층(106)을 형성한다. 이 경우에도, 스퍼터링은, 희가스 분위기 중, 또는 희가스와 반응 가스(특히 O2 가스)와의 혼합 가스 분위기 중에서, 실시해도 좋다.
계속해서, 반입사 측 유전체층(106) 위에, 필요에 따라서 반입사 측 계면층(105)을 형성한다. 반입사 측 계면층(105)은, Si-In-Zr/Hf-O계 재료 층으로서, 또는 그것 이외의 층으로서, 반입사 측 유전체층(106)에 관련하여 설명한 방법과 동일한 방법으로 형성할 수 있다.
계속해서, 반입사 측 유전체층(106) 또는 반입사 측 계면층(105) 위에, 기록층(104)을 형성한다. 기록층(104)은, 그 조성에 따라, Ge-Te-M3 합금으로 이루어지는 스퍼터링 타깃, Ge-M4-Te-M3 합금으로 이루어지는 스퍼터링 타깃, Ge-Sn-Te 합 금으로 이루어지는 스퍼터링 타깃, Sb-M5 합금으로 이루어지는 스퍼터링 타깃, 또는 Te-Pd 합금으로 이루어지는 스퍼터링 타깃을, 하나의 전원을 이용하여 스퍼터링을 함으로써 형성할 수 있다. 스퍼터링의 분위기 가스로서, 희가스, 또는 희가스와 반응 가스와의 혼합 가스를 이용할 수 있다.
또한, 기록층(104)은, Ge, Te, M3, M4, Sb, M5, 및 Pd로 각각 나타내지는, 단일 성분의 스퍼터링 타깃을, 복수의 전원을 이용하여 동시에 스퍼터링을 함으로써 형성할 수도 있다. 또는, Ge, Te, M3, M4, Sb, M5, 및 Pd를, 2 이상의 군으로 나누어, 각 군의 산화물로 이루어지는 2원계 또는 3원계 스퍼터링 타깃을, 복수의 전원을 이용하여 동시에 스퍼터링을 하는 방법으로, 기록층(104)을 형성해도 좋다. 어느 경우에도, 스퍼터링은, 희가스 분위기 중, 또는 희가스와 반응 가스와의 혼합 가스 분위기 중에서, 실시해도 좋다.
계속해서, 기록층(104) 위에, 필요에 따라서 입사 측 계면층(103)을 형성한다. 입사 측 계면층(103)은, 반입사 측 유전체층(106)과 동일한 방법으로 형성할 수 있다.
계속해서, 기록층(104), 또는 입사 측 계면층(103) 위에, 입사 측 유전체층(102)을 형성한다. 입사 측 유전체층(102)은, 반입사 측 유전체층(106)과 동일한 방법으로 형성할 수 있다.
마지막으로, 입사 측 유전체층(102) 위에 투명층(13)을 형성한다. 투명층(13)은, 광 경화성 수지(특히 자외선 경화성 수지) 또는 지효성(遲效性) 수지를, 입사 측 유전체층(102) 위에 도포해서 스핀 코팅을 한 후, 수지를 경화시킴으로써 형성할 수 있다. 또한, 투명층(13)으로서, 투명한 원반 형상의 기판을 이용해도 좋다. 기판은, 예를 들면, 폴리카보네이트, 어모퍼스 폴리올레핀 혹은 PMMA 등의 수지, 또는 유리로 이루어진다. 이 경우, 투명층(13)은, 광 경화성 수지(특히 자외선 경화성 수지) 또는 지효성 수지 등의 수지를, 입사 측 유전체층(102) 위에 도포하고, 기판을 입사 측 유전체층(102) 위에 밀착시켜서 스핀 코팅을 한 후, 수지를 경화시킴으로써 형성할 수 있다. 또한, 기판에 미리 점착성의 수지를 균일하게 도포하고, 그것을 입사 측 유전체층(102)에 밀착시킬 수도 있다.
또한 입사 측 유전체층(102)을 형성한 후, 또는 투명층(13)을 형성한 후, 필요에 따라, 기록층(104)의 전체 면을 결정화시키는 초기화 공정을 실행해도 좋다. 기록층(104)의 결정화는, 레이저 빔을 조사함으로써 실행할 수 있다.
이상과 같이 해서, 정보 기록 매체(15)를 제조할 수 있다. 또한, 본 실시형태에 있어서는, 각 층의 형성 방법으로서 스퍼터링법을 이용하였다. 각 층의 형성 방법은, 이것에 한정되지 않으며, 진공 증착법(vacuum deposition process), 이온 플레이팅법(ion plating process), 화학 기상(氣相) 성장법 (Chemical Vapor Deposition; CVD), 또는 분자선(分子線) 에피탁시법(Molecular Beam Epitaxy; MBE) 등을 이용해도 좋다.
(제2실시형태)
제2실시형태로서, 본 발명의 정보 기록 매체의 다른 예를 설명한다. 제2실시형태의 정보 기록 매체(22)의 일부 단면도를 도 2에 나타낸다. 정보 기록 매체(22)는, 한쪽 면으로부터의 레이저 빔(11)의 조사에 의해 정보의 기록 재생이 가능한 다층 광학적 정보 기록 매체이다.
정보 기록 매체(22)는, 기판(14) 위에 광학 분리층(20, 19, 17 등)을 끼워서 순차적으로 적층된, 정보층(21), 정보층(18) 및 제1정보층(23)을 포함하는, N조(N은 N≥2를 만족하는 자연수)의 정보층, 및 투명층(13)에 의해 구성되어 있다. 여기서, 레이저 빔(11)의 입사 측으로부터 헤아려 (N-1)번째까지의 정보층인, 제1정보층(23) 및 정보층(18)(이하, 레이저 빔(11)의 입사 측으로부터 헤아려 K번째(1≤K≤N)의 정보층을 「제K정보층」이라고 기재한다.)은, 광투과형의 정보층이다. 기판(14), 및 투명층(13)은, 제1실시형태에서 설명한 것과 동일한 재료를 사용하여 형성할 수 있다. 또한, 그 형상(바람직한 두께를 포함한다) 및 기능은, 제1실시형태에서 설명한 형상 및 기능과 동일하다.
광학 분리층(20, 19, 및 17 등)은, 광 경화성 수지(특히, 에폭시 수지 및 아크릴 수지와 같은 자외선 경화성 수지) 또는 지효성 수지 등의 수지, 또는 유전체 등으로 이루어진다. 광학 분리층(20, 19, 및 17 등)은, 사용하는 레이저 빔(11)에 대하여 적은 광 흡수율을 가지고, 단파장 영역에 있어서 광학적으로 적은 복굴절률을 갖는 것이 바람직하다.
광학 분리층(20, 19, 및 17 등)은, 정보 기록 매체(22)의 제1정보층(23), 및 정보층(18 및 21) 등의 각각의 초점 위치(focusing position)를 구별하기 위해서 설치하는 층이다. 광학 분리층(20, 19, 및 17 등)의 두께는, 대물 렌즈의 개구수 NA와 레이저 빔(11)의 파장 λ에 의해 결정되는, 초점 심도(焦點深度) △Z 이상인 것이 필요하다. 집광점(集光点)의 강도(强度)의 기준을 무수차(無收差)의 경우의 80％로 가정하였을 경우, △Z는 △Z=λ/{2(NA)2}에 근사(近似)할 수 있다. λ=405nm, NA=0.85일 때, △Z=0.280㎛가 되고, ±0.3㎛ 이내는 초점 심도 내가 된다. 그 때문에, 이 경우에는, 광학 분리층(20, 19, 및 17 등)의 두께는, 0.6㎛ 이상인 것이 필요하다.
인접하는 2개의 정보층 간의 거리, 및 제1정보층(23)과 이것으로부터 가장 멀리 떨어진 제N정보층과의 사이의 거리는, 대물 렌즈를 이용하여 레이저 빔(11)을 집광하는 것이 가능한 범위가 되도록 하는 것이 바람직하다. 따라서, 광학 분리층(20, 19, 및 17 등)의 두께의 합계는, 대물 렌즈가 허용할 수 있는 공차(公差) 내(예를 들면 50㎛ 이하)로 하는 것이 바람직하다.
광학 분리층(20, 19, 및 17 등)은, 레이저 빔(11)의 입사 측의 표면에, 필요에 따라서 레이저 빔을 유도하기 위한 안내 홈을 가지고 있어도 좋다. 이 경우, 한쪽으로부터의 레이저 빔(11)의 조사에만 의해, 제K정보층(K는 1＜K≤N의 자연수)을 제1 ∼ 제(K-1)정보층을 투과한 레이저 빔(11)에 의해 기록 재생하는 것이 가능하다.
또한 제1정보층 내지 제N정보층 중 어느 하나를, 재생 전용 타입의 정보층(ROM(Read Only Memory)), 혹은 1회만 기록 가능한 추기형의 정보층(WO(Write Once))으로 해도 좋다.
이하에, 제1정보층(23)의 구성에 대해서 상세히 설명한다.
제1정보층(23)은, 레이저 빔(11)의 입사 측으로부터 순서대로 배치된 제1입 사 측 유전체층(202), 제1입사 측 계면층(203), 제1기록층(204), 제1반입사 측 유전체층(206), 제1반사층(208), 및 투과율 조정층(209)을 갖는다.
제1입사 측 유전체층(202)은, 제1실시형태의 입사 측 유전체층(102)과 마찬가지로, 광학 거리를 조정해서 제1기록층(204)의 광 흡수 효율을 향상시키는 작용, 및 기록 전후의 반사 광량의 변화를 크게 해서 신호 강도를 크게 하는 작용을 갖는다. 제1입사 측 유전체층(202)은, 제1실시형태의 입사 측 유전체층(102)과 동일한 재료를 사용하여 형성할 수 있다.
제1입사 측 유전체층(202)의 두께는, 매트릭스법에 근거한 계산에 의해, 하기의 조건을 만족하도록, 엄밀하게 결정할 수 있다.
제1기록층(204)이 결정상일 경우와 그것이 비정질상일 경우의 반사 광량의 변화가 크다;
제1기록층(204)에 의한 광 흡수가 커진다;
제1정보층(23)의 투과율이 커진다.
제1입사 측 계면층(203)은, 제1실시형태의 입사 측 계면층(103)과 동일한 재료를 사용하여 형성할 수 있다. 또한, 그 기능 및 형상(바람직한 두께를 포함한다)에 대해서도, 제1실시형태의 입사 측 계면층(103)과 동일하다. 제1입사 측 계면층(103)은 필요에 따라서 설치되어도 좋고, 설치되지 않아도 좋다.
제1반입사 측 유전체층(206)은, 제1입사 측 유전체층(202)과 동일한 작용을 갖는다. 제1반입사 측 유전체층(206)은, 제1실시형태의 반입사 측 유전체층(106)의 재료와 동일한 계열의 재료를 사용하여 형성할 수 있다. 제1반입사 측 유전체 층(206)의 두께는, 0.5nm ∼ 75nm의 범위 내인 것이 바람직하고, 1nm ∼ 40nm의 범위 내인 것이 더욱 바람직하다. 이 범위로부터 선택되는 두께를 갖는 제1반입사 측 유전체층(206)은, 제1기록층(204)에서 발생한 열을 효과적으로 제1반사층(208) 측에 확산시킬 수 있다.
제1기록층(204)과 제1반입사 측 유전체층(206)과의 사이에, 제1반입사 측 계면층을 배치해도 좋다. 제1반입사 측 계면층은, 제1실시형태의 반입사 측 계면층(105)의 재료와 동일한 계열의 재료를 사용하여 형성할 수 있다. 제1반입사 측 계면층의 바람직한 두께는, 제1실시형태의 반입사 측 계면층(105)의 그것과 동일하다. 도 2에 나타내는 매체에 있어서, 제1반입사 측 계면층이 설치될 경우, 그 층은, 부호 204로 나타내는 층과 부호 206으로 나타내는 층의 사이에, 예를 들면, 부호 205로 나타내는 층으로서 나타낼 수 있다.
제1기록층(204)은, 레이저 빔(11)의 조사에 의해 결정상과 비정질상과의 사이에서 상변화를 일으킬 수 있는 재료로 이루어진다. 제1기록층(204)은, 구체적으로는, 전술한 바와 같이, 식 GeAM3BTe3 +A로 나타내는 재료, 식(Ge-M4)AM3BTe3+A로 나타내는 재료, 또는, 식 GeTe-SnTe로 나타내는 재료로 형성해도 좋다. 이들 식에 있어서의 M3 및 M4가 나타내는 원소, 및 A 및 B의 바람직한 범위는, 앞에서 제1실시형태에 관련하여 설명한 바와 같기 때문에 생략한다.
제1정보층(23)은, 레이저 빔(11)의 입사 측으로부터 제1정보층(23)보다 먼 쪽에 있는 정보층에, 기록 재생 시에 필요한 레이저 광량을 도달시키기 위해서, 그 투과율을 높게 할 필요가 있다. 이 때문에, 제1기록층(204)의 두께는, 9nm 이하인 것이 바람직하고, 2nm ∼ 8nm의 범위 내인 것이 더욱 바람직하다.
또한, 제1기록층(204)은, 불가역적인 상변화를 일으키는 재료를 사용하여 형성해도 좋고, 예를 들면, Te-Pd-O로 나타내는 재료로 형성할 수도 있다. 이 경우, 제1기록층(204)의 두께는 5nm ∼ 30nm의 범위 내인 것이 바람직하다.
제1반사층(208)은, 제1기록층(204)에 흡수되는 광량을 증대시키는 광학적인 기능을 갖는다. 또한, 제1반사층(208)은, 제1기록층(204)에서 발생한 열을 신속하게 확산시켜, 제1기록층(204)을 비정질화하기 쉽게 하는 열적인 기능도 갖는다. 또한, 제1반사층(208)은, 사용하는 환경으로부터 다층 막을 보호하는 기능도 갖는다.
제1반사층(208)의 재료는, 제1실시형태의 반사층(108)의 재료와 동일한 재료를 사용하여 형성할 수 있다. 특히 Ag 합금은 열전도율이 크기 때문에, 제1반사층(208)의 재료로서 바람직하다. 제1반사층(208)의 두께는, 제1정보층(23)의 투과율을 가능한 한 높게 하기 위해서, 3nm ∼ 15nm의 범위 내인 것이 바람직하고, 6nm ∼ 12nm의 범위 내인 것이 더욱 바람직하다. 이 범위의 두께를 갖는 제1반사층(208)은, 충분한 열 확산 기능을 발휘하고, 또한 제1정보층(23)의 반사율을 확보하고, 또한 제1정보층(23)의 투과율을 충분히 높게 한다.
투과율 조정층(209)은 유전체로 이루어지고, 제1정보층(23)의 투과율을 조정하는 기능을 갖는다. 이 투과율 조정층(209)에 의해, 제1기록층(204)이 결정상일 경우의 제1정보층(23)의 투과율 Tc(％)와, 제1기록층(204)이 비정질상일 경우의 제1 정보층(23)의 투과율 Ta(％)를 모두 높게 할 수 있다. 구체적으로는, 투과율 조정층(209)을 구비하는 제1정보층(23)의 투과율은, 투과율 조정층(209)이 없을 경우에 비해, 2％ ∼ 10％ 정도 상승한다. 또한, 투과율 조정층(209)은, 제1기록층(204)에서 발생한 열을 효과적으로 확산시킨다.
투과율 조정층(209)의 굴절률 nt 및 소쇠 계수 kt는, 제1정보층(23)의 투과율 Tc 및 Ta를 향상시키는 작용을 더욱 크게 하도록, 2.0≤nt 또한 kt≤0.1을 만족하는 것이 바람직하고, 2.4≤nt≤3.0 또한 kt≤0.05를 만족하는 것이 더욱 바람직하다.
투과율 조정층(209)의 두께 L은, (1/32)λ/nt≤L≤(3/16)λ/nt 또는 (17/32)λ/nt≤L≤(11/16)λ/nt를 만족하는 것이 바람직하고, (1/16)λ/nt≤L≤(5/32)λ/nt 또는 (9/16)λ/nt≤L≤(21/32)λ/nt를 만족하는 것이 더욱 바람직하다. 레이저 빔(11)의 파장 λ 및 투과율 조정층(209)의 굴절률 nt를, 예를 들면, 350nm≤λ≤450nm, 2.0≤nt≤3.0을 만족하도록 선택하면, L의 바람직한 범위는, 3nm≤L≤40nm 또는 60nm≤L≤130nm가 되고, 더욱 바람직한 범위는, 7nm≤L≤30nm 또는 65nm≤L≤120nm가 된다. L을 이 범위 내에서 선택함으로써, 제1정보층(23)의 투과율 Tc 및 Ta를 모두 높게 할 수 있다.
투과율 조정층(209)의 재료로서, 예를 들면, TiO2, ZrO2, HfO2, ZnO, Nb2O5, Ta2O5, SiO2, Al2O3, Bi2O3, CeO2, Cr2O3, Ga2O3, 및 Sr-O 등으로부터 선택되는 하나 또는 복수의 산화물을 이용할 수 있다. 또한, Ti-N, Zr-N, Nb-N, Ta-N, Si-N, Ge-N, Cr-N, Al-N, Ge-Si-N, 및 Ge-Cr-N 등으로부터 선택되는 하나 또는 복수의 질화물을 이용할 수도 있다. 또한, ZnS 등의 황화물을 이용할 수도 있다. 또한, 상기 재료로부터 선택되는 복수의 재료의 혼합물을 이용하여, 투과율 조정층(209)을 형성할 수도 있다. 특히, TiO2 또는 TiO2를 함유하는 재료를 이용하는 것이 바람직하다. 이들 재료는 굴절률이 크고(n=2.6 ∼ 2.8), 소쇠 계수도 작기(k=0.0 ∼ 0.05) 때문에, 이들을 이용하여 형성한 투과율 조정층(209)은, 제1정보층(23)의 투과율을 더욱 높인다.
제1정보층(23)의 투과율 Tc 및 Ta는, 기록 재생 시에 필요한 레이저 광량을, 레이저 빔(11)의 입사 측으로부터 제1정보층(23)보다 먼 쪽에 있는 정보층에 도달시키도록, 40＜Tc 또한 40＜Ta를 만족하는 것이 바람직하고, 46＜Tc 또한 46＜Ta를 만족하는 것이 더욱 바람직하다.
제1정보층(23)의 투과율 Tc 및 Ta는, -5≤(Tc-Ta)≤5를 만족하는 것이 바람직하고, -3≤(Tc-Ta)≤3을 만족하는 것이 더욱 바람직하다. Tc 및 Ta가 이들의 범위 내에 있으면, 레이저 빔(11)의 입사 측으로부터 제1정보층(23)보다 먼 쪽에 있는 정보층을 기록 재생할 때에, 제1정보층(23)의 제1기록층(204) 상태에 기인하는 투과율 변화의 영향이 작아서, 양호한 기록 재생 특성이 얻어진다.
제1정보층(23)에 있어서, 제1기록층(204)이 결정상일 경우의 반사율 Rc1(％), 및 제1기록층(204)이 비정질상일 경우의 반사율 Ra1(％)은, Ra1＜Rc1를 만족하는 것이 바람직하다. 그것에 의해, 정보가 기록되어 있지 않은 초기 상태에서 반사율이 높아서, 안정되게 기록 재생 동작을 실행할 수 있다. 또한, 반사율 차(Rc1-Ra1)를 크게 해서 양호한 기록 재생 특성이 얻어지도록, Rc1 및 Ra1는, 0.1≤Ra1≤5 또한 4≤Rc1≤15를 만족하는 것이 바람직하고, 0.1≤Ra1≤3 또한 4≤Rc1≤10을 만족하는 것이 더욱 바람직하다.
정보 기록 매체(22)는, 이하에 설명하는 방법에 의해 제조할 수 있다.
우선, 기판(14)(두께가, 예를 들면 1.1mm) 위에 (N-1)개의 정보층을, 광학 분리층을 사이에 끼워서 순차적으로 적층한다. 정보층은, 단층 막, 또는 다층 막으로 이루어진다. 정보층을 구성하는 각 층은, 성막 장치 내에서 재료가 되는 스퍼터링 타깃을 순차적으로 스퍼터링을 함으로써 형성할 수 있다. 또한, 광학 분리층은, 광 경화성 수지(특히 자외선 경화성 수지) 또는 지효성 수지를 정보층 위에 도포한 후 기판(14)을 회전시켜서 수지를 균일하게 바른 후(스핀 코팅), 수지를 경화시킴으로써 형성할 수 있다. 광학 분리층이 레이저 빔(11)의 안내 홈을 구비할 경우에는, 홈이 형성된 기판(형틀)을 경화 전의 수지에 밀착시킨 뒤, 기판(14)을 형틀과 함께 회전시켜서 스핀 코팅을 하고, 수지를 경화시킨다. 그 후, 기판(형틀)을 벗김으로써 안내 홈을 형성할 수 있다.
이렇게 하여, 기판(14) 위에 (N-1)개의 정보층을, 광학 분리층을 사이에 끼워서 적층한 후, 다시, 광학 분리층(17)을 형성한다.
계속해서, 광학 분리층(17) 위에 제1정보층(23)을 형성한다. 구체적으로는, 우선 (N-1)개의 정보층을, 광학 분리층을 사이에 끼워서 적층한 후, 제2정보층 위에 광학 분리층(17)을 형성한다. 그리고, 기판(14)을 성막 장치 내에 배치하고, 광학 분리층(17) 위에 투과율 조정층(209)을 형성한다. 투과율 조정층(209)은, 제1실시형태의 반입사 측 유전체층(106)과 동일한 방법으로 형성할 수 있다.
계속해서, 투과율 조정층(209) 위에, 제1반사층(108)을 형성한다. 제1반사층(108)은, 제1실시형태의 반사층(108)과 동일한 방법으로 형성할 수 있다. 계속해서, 제1반사층(208) 위에, 제1반입사 측 유전체층(206)을 형성한다. 제1반입사 측 유전체층(206)은, 제1실시형태의 반입사 측 유전체층(106)과 동일한 방법으로 형성할 수 있다.
계속해서, 제1반입사 측 유전체층(206) 위에, 필요에 따라서 제1반입사 측 계면층을 형성한다. 제1반입사 측 계면층은, 제1실시형태의 반입사 측 유전체층(106)과 동일한 방법으로 형성할 수 있다.
계속해서, 제1반입사 측 유전체층(206) 또는 제1반입사 측 계면층 위에, 제1기록층(204)을 형성한다. 제1기록층(204)은, 그 조성에 따른 스퍼터링 타깃을 이용하여, 제1실시형태의 기록층(104)과 동일한 방법으로 형성할 수 있다. 계속해서, 제1기록층(204) 위에, 제1입사 측 계면층(203)을 형성한다. 제1입사 측 계면층(203)은, 제1실시형태의 반입사 측 유전체층(106)과 동일한 방법으로 형성할 수 있다.
계속해서, 제1입사 측 계면층(203) 위에, 제1입사 측 유전체층(202)을 형성한다. 제1입사 측 유전체층(202)은, 제1실시형태의 반입사 측 유전체층(106)과 동일한 방법으로 형성할 수 있다. 마지막으로, 제1입사 측 유전체층(202) 위에 투명층(13)을 형성한다. 투명층(13)은, 제1실시형태에서 설명한 방법으로 형성할 수 있다.
제1입사 측 유전체층(202)을 형성한 후, 또는 투명층(13)을 형성한 후, 필요에 따라, 제1기록층(204)의 전체 면을 결정화시키는 초기화 공정을 실행해도 좋다. 제1기록층(204)의 결정화는, 레이저 빔을 조사함으로써 실행할 수 있다. 또한, 필요에 따라, 이 단계에서, 다른 정보층의 기록층을 초기화해도 좋다.
이상과 같이 해서, 정보 기록 매체(22)를 제조할 수 있다. 본 실시형태에 있어서는, 각 층의 형성 방법으로서 스퍼터링법을 이용하였다. 각 층의 형성 방법은, 이것에 한정되지 않으며, 진공 증착법, 이온 플레이팅법, CVD법, 또는 MBE법 등을 이용해도 좋다.
(제3실시형태)
제3실시형태로서, 제2실시형태의 본 발명의 다층 광학적 정보 기록 매체에 있어서, N=2, 즉 2조의 정보층에 의해 구성된 정보 기록 매체의 일례를 설명한다. 제3실시형태의 정보 기록 매체(24)의 일부 단면도를 도 3에 나타낸다. 정보 기록 매체(24)는, 한쪽 면으로부터의 레이저 빔(11)의 조사에 의해 정보의 기록 재생이 가능한 2층 광학적 정보 기록 매체이다.
정보 기록 매체(24)는, 기판(14) 위에 순차적으로 적층한, 제2정보층(25), 광학 분리층(17), 제1정보층(23), 및 투명층(13)에 의해 구성되어 있다. 기판(14), 광학 분리층(17), 제1정보층(23), 및 투명층(13)은, 제1실시형태 및 제2실시형태에서 설명한, 그것들의 재료와 동일한 재료로 형성할 수 있다. 또한, 그 형상(바람직한 두께를 포함한다) 및 기능에 대해서도, 제1실시형태 및 제2실시형태에서 설명한, 그것들의 형상 및 기능과 동일하다.
이하에, 제2정보층(25)의 구성에 대해서 상세히 설명한다.
제2정보층(25)은, 레이저 빔(11)의 입사 측으로부터 순서대로 배치된 제2입사 측 유전체층(302), 제2입사 측 계면층(303), 제2기록층(304), 제2반입사 측 유전체층(306), 및 제2반사층(308)을 구비한다. 제2정보층(25)에서의 정보의 기록 재생은, 투명층(13), 제1정보층(23), 및 광학 분리층(17)을 투과한 레이저 빔(11)에 의해 실행된다.
제2입사 측 유전체층(302)은, 제1실시형태의 입사 측 유전체층(102)의 재료와 동일한 재료로 형성할 수 있다. 또한, 그 기능에 대해서도, 제1실시형태의 입사 측 유전체층(102)과 동일하다.
제2입사 측 유전체층(302)의 두께는, 매트릭스법에 근거한 계산에 의해, 제2기록층(304)의 결정상일 경우와 그것이 비정질상일 경우의 반사 광량의 변화가 커지도록, 엄밀하게 결정할 수 있다.
제2입사 측 계면층(303)은, 제1실시형태의 입사 측 계면층(103)의 재료와 동일한 재료로 형성할 수 있다. 또한, 그 기능 및 형상(바람직한 두께를 포함한다) 은, 제1실시형태의 입사 측 계면층(103)과 동일하다. 제2입사 측 유전체층(303)은, 필요에 따라서 형성되어도 좋고, 형성되지 않아도 좋다.
제2반입사 측 유전체층(306)은, 제1실시형태의 반입사 측 유전체층(106)의 재료와 동일한 재료로 형성할 수 있다. 또한, 그 기능 및 형상(바람직한 두께를 포함한다)은, 제1실시형태의 반입사 측 유전체층(106)과 동일하다.
제2기록층(304)과 제2반입사 측 유전체층(306)과의 사이에, 필요에 따라서 제2반입사 측 계면층을 배치해도 좋다. 제2반입사 측 계면층은, 제1실시형태의 반입사 측 계면층(105)의 재료와 동일한 재료로 형성할 수 있다. 또한, 그 기능 및 형상(바람직한 두께를 포함한다)은, 제1실시형태의 반입사 측 계면층(105)과 동일하다. 도 3에 나타내는 매체에 있어서, 제2반입사 측 계면층이 설치될 경우, 그 층은, 부호 304로 나타내는 층과 부호 306로 나타내는 층의 사이에, 예를 들면, 부호 305로 나타나는 층으로서 나타낼 수 있다.
제2기록층(304)은, 제1실시형태의 기록층(104)의 재료와 동일한 재료로 형성할 수 있다. 제2기록층(304)의 재료가 가역적인 상변화를 일으킬 수 있는 것일 경우(예를 들면, GeAM3BTe3 +A), 그 두께는, 제2정보층(25)의 기록 감도를 높게 하기 위해서, 6nm ∼ 15nm의 범위 내인 것이 바람직하다. 이 범위 내에 있어서도, 제2기록층(304)이 두꺼울 경우에는, 면 내 방향에서의 열의 확산에 의한 기록부의 인접 영역에 대한 열적 영향이 커진다. 또한, 제2기록층(304)이 얇을 경우에는, 제2정보층(25)의 반사율이 적어진다. 따라서, 제2기록층(304)의 두께는, 8nm ∼ 13nm의 범 위 내인 것이 더욱 바람직하다. 또한, 제2기록층(304)을, 불가역적인 상변화를 일으키는 재료(예를 들면, Te-Pd-0)로 형성할 경우, 제2기록층(304)의 두께는, 제1실시형태와 마찬가지로, 10nm ∼ 40nm의 범위 내인 것이 바람직하다.
제2반사층(308)은, 제1실시형태의 반사층(108)의 재료와 동일한 재료로 형성할 수 있다. 또한, 그 기능 및 형상(바람직한 두께를 포함한다)은, 제1실시형태의 반사층(108)과 동일하다.
제2반사층(308)과 제2반입사 측 유전체층(306)과의 사이에, 제2반사층 측 계면층을 배치해도 좋다. 제2반사층 측 계면층은, 제1실시형태에서 설명한 반사층 측 계면층의 재료와 동일한 재료를 사용하여 형성할 수 있다. 또한, 제2반사층 측 계면층의 기능 및 형상(바람직한 두께를 포함한다)은, 제1실시형태의 계면층(107)과 동일하다. 도 3에 나타내는 매체에 있어서, 반사층 측 계면층이 설치될 경우, 그 층은, 부호 306으로 나타내는 층과 부호 308로 나타내는 층의 사이에, 예를 들면, 부호 307로 나타내는 층으로서 나타낼 수 있다.
정보 기록 매체(24)는, 이하에 설명하는 방법에 의해 제조할 수 있다.
우선, 제2정보층(25)을 형성한다. 구체적으로는, 우선, 기판(14)(두께가, 예를 들면 1.1mm)을 준비하고, 성막 장치 내에 배치한다.
계속해서, 기판(14) 위에 제2반사층(308)을 형성한다. 기판(14)에 레이저 빔(11)을 유도하기 위한 안내 홈이 형성되어 있을 경우에는, 안내 홈이 형성된 측에 제2반사층(308)을 형성한다. 제2반사층(308)은, 제1실시형태의 반사층(108)과 동일한 방법으로 형성할 수 있다.
계속해서, 제2반사층(308) 위에, 필요에 따라서 제2반사층 측 계면층을 형성한다. 이 계면층은, 제1실시형태의 반입사 측 유전체층(106)과 동일한 방법으로 형성할 수 있다.
계속해서, 제2반사층(308) 또는 제2반사층 측 계면층 위에, 제2반입사 측 유전체층(306)을 형성한다. 제2반입사 측 유전체층(306)은, 제1실시형태의 반입사 측 유전체층(106)과 동일한 방법으로 형성할 수 있다. 계속해서, 제2반입사 측 유전체층(306) 위에, 필요에 따라서 제2반입사 측 계면층을 형성한다. 제2반입사 측 계면층은, 제1실시형태의 반입사 측 유전체층(106)과 동일한 방법으로 형성할 수 있다.
계속해서, 제2반입사 측 유전체층(306), 또는 제2반입사 측 계면층 위에, 제2기록층(304)을 형성한다. 제2기록층(304)은, 그 조성에 따른 스퍼터링 타깃을 이용하여, 제1실시형태의 기록층(104)과 동일한 방법으로 형성할 수 있다.
계속해서, 제2기록층(304) 위에, 필요에 따라서 제2입사 측 계면층(303)을 형성한다. 제2입사 측 계면층(303)은, 제1실시형태의 반입사 측 유전체층(106)과 동일한 방법으로 형성할 수 있다. 계속해서, 제2기록층(304), 또는 제2입사 측 계면층(303) 위에, 제2입사 측 유전체층(302)을 형성한다. 제2입사 측 유전체층(302)은, 제1실시형태의 반입사 측 유전체층(106)과 동일한 방법으로 형성할 수 있다. 이렇게 하여, 제2정보층(25)을 형성한다.
계속해서, 제2정보층(25)의 제2입사 측 유전체층(302) 위에 광학 분리층(17)을 형성한다. 광학 분리층(17)은, 광 경화성 수지(특히 자외선 경화성 수지) 또는 지효성 수지를 제2입사 측 유전체층(302) 위에 도포해서 스핀 코팅을 한 후, 수지 를 경화시킴으로써 형성할 수 있다. 광학 분리층(17)이 레이저 빔(11)의 안내 홈을 구비할 경우에는, 홈이 형성된 기판(형틀)을 경화 전의 수지에 밀착시킨 뒤, 기판(14)을 형틀과 함께 회전시켜서 스핀 코팅을 하고, 수지를 경화시킨 후, 기판(형틀)을 벗김으로써 안내 홈을 형성할 수 있다.
제2입사 측 유전체층(302)을 형성한 후, 또는 광학 분리층(17)을 형성한 후, 필요에 따라, 제2기록층(304)의 전체 면을 결정화시키는 초기화 공정을 실행해도 좋다. 제2기록층(304)의 결정화는, 레이저 빔을 조사함으로써 실행할 수 있다.
계속해서, 광학 분리층(17) 위에 제1정보층(23)을 형성한다. 구체적으로는, 광학 분리층(17) 위에, 투과율 조정층(209), 제1반사층(208), 제1반입사 측 유전체층(206), 제1기록층(204), 제1입사 측 계면층(203), 및 제1입사 측 유전체층(202)을, 이 순서로 형성한다. 필요에 따라서 제1반입사 측 유전체층(206)과 제1기록층(204)과의 사이에, 제1반입사 측 계면층을 형성해도 좋다. 이들 각 층은, 제2실시형태에서 설명한 방법으로 형성할 수 있다. 마지막으로, 제1반입사 측 유전체층(202) 위에 투명층(13)을 형성한다. 투명층(13)은, 제1실시형태에서 설명한 방법으로 형성할 수 있다.
제1입사 측 유전체층(202)을 형성한 후, 또는 투명층(13)을 형성한 후, 필요에 따라, 제1기록층(204)의 전체 면을 결정화시키는 초기화 공정을 실행해도 좋다. 제1기록층(204)의 결정화는, 레이저 빔을 조사함으로써 실행할 수 있다.
제1입사 측 유전체층(202)을 형성한 후, 또는 투명층(13)을 형성한 후, 필요에 따라, 제2기록층(304), 및 제1기록층(204)의 전체 면을 결정화시키는 초기화 공 정을 실행해도 좋다. 이 경우, 제1기록층(204)의 결정화를 먼저 실행하면, 제2기록층(304)을 결정화하기 위해서 필요한 레이저 파워가 커지는 경향이 있기 때문에, 제2기록층(304)을 먼저 결정화시키는 것이 바람직하다.
이상과 같이 해서, 정보 기록 매체(24)를 제조할 수 있다. 본 실시형태에 있어서는, 각 층의 형성 방법으로서 스퍼터링법을 이용하였다. 각 층의 형성 방법은, 이것에 한정되지 않으며, 진공 증착법, 이온 플레이팅법, CVD법, 또는 MBE법 등을 이용해도 좋다.
(제4실시형태)
제4실시형태로서, 본 발명의 정보 기록 매체의 다른 예를 설명한다. 제4실시형태의 정보 기록 매체(29)의 일부 단면도를 도 4에 나타낸다. 정보 기록 매체(29)는, 제1실시형태의 정보 기록 매체(15)와 마찬가지로 레이저 빔(11)의 조사에 의해 정보의 기록 재생이 가능한 광학적 정보 기록 매체이다.
정보 기록 매체(29)는, 기판(26) 위에 적층한 정보층(16)에, 더미 기판(28)이, 접착층(27)을 통해서 밀착된 구성이다. 기판(26), 및 더미 기판(28)은, 투명하고 원반 형상의 기판이다. 기판(26) 및 더미 기판(28)은, 제1실시형태의 기판(14)과 마찬가지로, 예를 들면, 폴리카보네이트, 어모퍼스 폴리올레핀 혹은 PMMA 등의 수지, 또는 유리로 형성되어도 좋다. 기판(26) 및 더미 기판(28)의 재료로서는, 전사성·양산성이 우수하고, 저비용이므로, 폴리카보네이트가 특히 유용하다.
기판(26)은, 입사 측 유전체층(102) 측의 표면에, 필요에 따라서 레이저 빔을 유도하기 위한 안내 홈을 가져도 좋다. 기판(26)의 입사 측 유전체층(102) 측과 반대 측의 표면, 및 더미 기판(28)의 접착층(27) 측과 반대 측의 표면은, 평활한 것이 바람직하다. 또한, 기판(26) 및 더미 기판(28)의 두께는, 충분한 강도가 확보되고, 또한 정보 기록 매체(29)의 두께가 1.2mm 정도가 되도록, 0.3mm ∼ 0.9mm의 범위 내인 것이 바람직하다.
접착층(27)은, 광 경화성 수지(특히, 에폭시 수지 및 아크릴 수지와 같은 자외선 경화성 수지) 또는 지효성 수지 등의 수지로 이루어지고, 사용하는 레이저 빔(11)에 대하여 적은 광 흡수율을 갖고, 단파장 영역에 있어서 광학적으로 적은 복굴절률을 갖는 것이 바람직하다. 접착층(27)의 두께는, 광학 분리층(19 및 17 등)에 관련하여 설명한 이유와 마찬가지의 이유에 의해, 0.6㎛ ∼ 50㎛의 범위 내인 것이 바람직하다.
그 외, 제1실시형태와 동일한 부호를 기재한 부분에 대해서는, 그 설명을 생략한다.
정보 기록 매체(29)는, 이하에 설명하는 방법에 의해 제조할 수 있다.
우선, 기판(26)(두께가, 예를 들면 0.6mm) 위에, 정보층(16)을 형성한다. 기판(26)에 레이저 빔(11)을 유도하기 위한 안내 홈이 형성되어 있을 경우에는, 안내 홈이 형성된 측에 정보층(16)을 형성한다. 구체적으로는, 기판(26)을 성막 장치 내에 배치하고, 입사 측 유전체층(102), 입사 측 계면층(103), 기록층(104), 반입사 측 유전체층(106), 및 반사층(108)을 순차적으로 적층한다. 또한, 필요에 따라서 기록층(104)과 반입사 측 유전체층(106)과의 사이에 반입사 측 계면층을 형성해도 좋다. 또한, 필요에 따라, 반입사 측 유전체층(106)과 반사층(108)과의 사이에 반 사층 측 계면층을 형성해도 좋다. 각 층의 성막 방법은, 제1실시형태의 각 층의 성막 방법과 동일하다.
이어서, 정보층(16)이 적층된 기판(26)에, 더미 기판(28)(두께가, 예를 들면 0.6mm)을, 접착층(27)을 이용하여 부착시킨다. 구체적으로는, 광 경화성 수지(특히 자외선 경화성 수지) 또는 지효성 수지 등의 수지를 더미 기판(28) 위에 도포하고, 정보층(16)이 적층된 기판(26)을 더미 기판(28) 위에 밀착시켜서 스핀 코팅을 한 후, 수지를 경화시키면 좋다. 또한, 더미 기판(28) 위에 미리 점착성의 수지를 균일하게 도포하고, 그것을 정보층(16)이 적층된 기판(26)에 밀착시킬 수도 있다.
기판(26) 및 더미 기판(28)을 밀착시킨 후, 필요에 따라, 기록층(104)의 전체 면을 결정화시키는 초기화 공정을 실행해도 좋다. 기록층(104)의 결정화는, 레이저 빔을 조사함으로써 실행할 수 있다.
이상과 같이 해서, 정보 기록 매체(29)를 제조할 수 있다. 본 실시형태에 있어서는, 각 층의 형성 방법으로서 스퍼터링법을 이용하였다. 각 층의 형성 방법은, 이것에 한정되지 않으며, 진공 증착법, 이온 플레이팅법, CVD법, 또는 MBE법 등을 이용해도 좋다.
(제5실시형태)
제5실시형태로서, 본 발명의 정보 기록 매체의 일례를 설명한다. 제5실시형태의 정보 기록 매체(31)의 일부 단면도를 도 5에 나타낸다. 정보 기록 매체(31)는, 제2실시형태의 정보 기록 매체(22)와 마찬가지로, 한쪽 면으로부터의 레이저 빔(11)의 조사에 의해 정보의 기록 재생이 가능한 다층 광학적 정보 기록 매체이 다.
정보 기록 매체(31)는, 기판(26) 위에 광학 분리층(17, 19 등)을 사이에 끼워서 순차적으로 적층한, 제1정보층(23) 및 정보층(18)을 포함하는 (N-1)개의 정보층을 포함하는 적층체에, 기판(30) 위에 적층한 정보층(21)이, 밀착된 구성이다. 적층체와 정보층(21)과의 사이에는 접착층(27)이 개재(介在)되어 있다. 이 매체(31)는, N개의 정보층을 갖는다.
기판(30)은 투명하고 원반 형상의 기판이다. 기판(30)의 재료는, 기판(14)의 그것과 마찬가지로, 예를 들면, 폴리카보네이트, 어모퍼스 폴리올레핀 혹은 PMMA 등의 수지, 또는 유리이어도 좋다. 기판(30)의 재료로서는, 전사성·양산성이 우수하고, 저비용이므로, 폴리카보네이트가 특히 유용하다.
기판(30)은, 정보층(21) 측의 표면에, 필요에 따라서 레이저 빔을 유도하기 위한 안내 홈을 가져도 좋다. 기판(30)의 정보층(21) 측과 반대 측의 표면은, 평활한 것이 바람직하다. 기판(30)의 두께는, 충분한 강도가 확보되고, 또한 정보 기록 매체(31)의 두께가 1.2mm 정도가 되도록, 0.3mm ∼ 0.9mm의 범위 내인 것이 바람직하다.
그 외, 제2실시형태, 및 제4실시형태와 동일한 부호를 기재한 부분에 대해서는, 그 설명을 생략한다.
정보 기록 매체(31)는, 이하에 설명하는 방법에 의해 제조할 수 있다.
우선, 기판(26)(두께가, 예를 들면 0.6mm) 위에, 제1정보층(23)을 형성한다. 기판(26)에 레이저 빔(11)을 유도하기 위한 안내 홈이 형성되어 있을 경우에는, 안 내 홈이 형성된 측에 제1정보층(23)을 형성한다. 구체적으로는, 기판(26)을 성막 장치 내에 배치하고, 제1입사 측 유전체층(202), 제1입사 측 계면층(203), 제1기록층(204), 제1반입사 측 유전체층(206), 제1반사층(208), 및 투과율 조정층(209)을 순차적으로 적층한다. 필요에 따라서 제1기록층(204)과 제1반입사 측 유전체층(206)과의 사이에, 제1반입사 측 계면층을 형성해도 좋다. 각 층의 형성 방법은, 제2실시형태의 각 층의 형성 방법과 동일하다. 그 후, (N-2)개의 정보층을, 광학 분리층을 사이에 끼워서 순차적으로 적층한다.
이와는 별도로, 기판(30)(두께가, 예를 들면 0.6mm) 위에, 정보층(21)을 형성한다. 정보층은, 단층 막, 또는 다층 막으로 이루어지고, 그 각 층은, 제2실시형태와 마찬가지로 성막 장치 내에서 재료가 되는 스퍼터링 타깃을 순차적으로 스퍼터링을 함으로써 형성할 수 있다.
마지막으로, 정보층이 적층된 기판(26)을, 정보층(21)이 형성된 기판(30)에, 접착층(27)을 이용하여 서로 붙인다. 구체적으로는, 광 경화성 수지(특히 자외선 경화성 수지) 또는 지효성 수지 등의 수지를 정보층(21) 위에 도포하고, 제1정보층(23)을 형성한 기판(26)을, 정보층(21) 위에 밀착시켜서 스핀 코팅을 한 후, 수지를 경화시키면 좋다. 또한, 정보층(21) 위에 미리 점착성의 수지를 균일하게 도포하고, 그것을 기판(26)에 밀착시킬 수도 있다.
기판(26) 및 기판(30)을 밀착시킨 후, 필요에 따라, 제1기록층(204)의 전체 면을 결정화시키는 초기화 공정을 실행해도 좋다. 제1기록층(204)의 결정화는, 레이저 빔을 조사함으로써 실행할 수 있다.
이상과 같이 해서, 정보 기록 매체(31)를 제조할 수 있다. 본 실시형태에 있어서는, 각 층의 형성 방법으로서 스퍼터링법을 이용하였다. 각 층의 형성 방법은, 이것에 한정되지 않으며, 진공 증착법, 이온 플레이팅법, CVD법, 또는 MBE법 등을 이용하는 것도 가능하다.
(제6실시형태)
제6실시형태로서, 제5실시형태의 본 발명의 다층 광학적 정보 기록 매체에 있어서, N=2, 즉 2개의 정보층에 의해 구성된 정보 기록 매체의 일례를 설명한다. 제6실시형태의 정보 기록 매체(32)의 일부 단면도를 도 6에 나타낸다. 정보 기록 매체(32)는, 제3실시형태의 정보 기록 매체(24)와 마찬가지로, 한쪽 면으로부터의 레이저 빔(11)의 조사에 의해 정보의 기록 재생이 가능한 2층 광학적 정보 기록 매체이다.
정보 기록 매체(32)는, 기판(26) 위에 제1정보층(23)을 적층해서 이루어지는 적층체에, 기판(30) 위에 적층해서 이루어지는 제2정보층(25)이, 접착층(27)을 사이에 끼워서 밀착하고 있는 구성이다.
기판(30)의 제2반사층(308) 측의 표면에는, 필요에 따라서 레이저 빔을 유도하기 위한 안내 홈이 형성되어 있어도 좋다. 기판(30)의 제2반사층(308) 측과 반대 측의 표면은, 평활한 것이 바람직하다.
그 외, 제3실시형태, 제4실시형태, 및 제5실시형태와 동일한 부호를 기재한 부분에 대해서는, 그 설명을 생략한다.
정보 기록 매체(32)는, 이하에 설명하는 방법에 의해 제조할 수 있다.
우선, 기판(26)(두께가, 예를 들면 0.6mm) 위에, 제5실시형태와 동일한 방법에 의해 제1정보층(23)을 형성한다. 투과율 조정층(209)을 형성한 후, 필요에 따라, 제1기록층(204)의 전체 면을 결정화시키는 초기화 공정을 실행해도 좋다. 제1기록층(204)의 결정화는, 레이저 빔을 조사함으로써 실행할 수 있다.
이와는 별도로, 기판(30)(두께가, 예를 들면 0.6mm) 위에, 제2정보층(25)을 형성한다. 기판(30)에 레이저 빔(11)을 유도하기 위한 안내 홈이 형성되어 있을 경우에는, 안내 홈이 형성된 측에 제2정보층(25)을 형성한다. 구체적으로는, 기판(30)을 성막 장치 내에 배치하고, 제2반사층(308), 제2반입사 측 유전체층(306), 제2기록층(304), 제2입사 측 계면층(303), 및 제2입사 측 유전체층(302)을 순차적으로 적층한다. 또한, 필요에 따라서 제2기록층(304)과 제2반입사 측 유전체층(306)과의 사이에, 제2반입사 측 계면층을 형성해도 좋다. 또한, 필요에 따라서 제2반사층(308)과 제2반입사 측 유전체층(306)과의 사이에, 반사층 측 계면층을 형성해도 좋다. 각 층의 형성 방법은, 제3실시형태의 각 층의 형성 방법과 동일하다.
제2입사 측 유전체층(302)을 형성한 후, 필요에 따라, 제2기록층(304)의 전체 면을 결정화시키는 초기화 공정을 실행해도 좋다. 제2기록층(304)의 결정화는, 레이저 빔을 조사함으로써 실행할 수 있다.
마지막으로, 제1정보층(23)을 적층한 기판(26)과 제2정보층(25)을 적층한 기판(30)을, 접착층(27)을 이용하여 서로 붙인다. 구체적으로는, 우선, 광 경화성 수지(특히 자외선 경화성 수지) 또는 지효성 수지 등의 수지를, 제1정보층(23) 또는 제2정보층(25) 위에 도포한다. 그리고, 기판(26) 위의 제2입사 측 유전체층(302)과 기판(30) 위의 투과율 조정층(209)을 밀착시켜서 스핀 코팅을 한 후, 수지를 경화시키면 좋다. 또한, 제1정보층(23) 또는 제2정보층(25) 위에 미리 점착성의 수지를 균일하게 도포하고, 기판(26)과 기판(30)을 밀착시킬 수도 있다.
그 후, 필요에 따라서 제2기록층(304), 및 제1기록층(204)의 전체 면을 결정화시키는 초기화 공정을 실행해도 좋다. 이 경우, 제3실시형태에서 설명한 이유와 마찬가지의 이유에 의해, 제2기록층(304)을 먼저 결정화시키는 것이 바람직하다.
이상과 같이 해서, 정보 기록 매체(32)를 제조할 수 있다. 또한, 본 실시형태에 있어서는, 각 층의 형성 방법으로서 스퍼터링법을 이용하였다. 각 층의 형성 방법은, 이것에 한정되지 않으며, 진공 증착법, 이온 플레이팅법, CVD법, 또는 MBE법 등을 이용해도 좋다.
(제7실시형태)
제7실시형태에서는, 제1실시형태, 제2실시형태, 제3실시형태, 제4실시형태, 제5실시형태, 및 제6실시형태에서 설명한 본 발명의 정보 기록 매체의 기록 재생 방법을 설명한다.
본 발명의 기록 재생 방법에서 이용되는 기록 재생 장치(38)의 일부의 구성을 도 7에 모식적으로 나타낸다. 도 7에 나타내는 기록 재생 장치(38)는, 정보 기록 매체(37)를 회전시키기 위한 스핀들 모터(33), 반도체 레이저(35), 및 반도체 레이저(35)로부터 출사(出射)되는 레이저 빔(11)을 집광하는 대물 렌즈(34)를 구비하는 광학 헤드(36)를 구비한다. 정보 기록 매체(37)는, 제1실시형태, 제2실시형태, 제3실시형태, 제4실시형태, 제5실시형태, 및 제6실시형태, 및 제6실시형태에서 설명한 정보 기록 매체이며, 단수(單數)(예를 들면, 정보층(16)), 또는 복수의 정보층(예를 들면, 제1정보층(23), 제2정보층(25))을 구비한다. 대물 렌즈(34)는, 레이저 빔(11)을 정보층 위에 집광한다.
정보 기록 매체로의 정보의 기록, 소거, 및 덮여 쓰기 기록(overwriting)은, 레이저 빔(11)의 파워를, 고파워의 피크 파워(Pp(mW))와 저파워의 바이어스 파워(Pb(mW))와의 사이에서 변조시킴으로써 실행한다. 피크 파워의 레이저 빔(11)을 조사함으로써, 기록층의 국소적 일부분이 비정질상으로 되어, 그 비정질상이 기록 마크가 된다. 기록 마크 사이에서는, 바이어스 파워의 레이저 빔(11)이 조사되어, 결정상(소거 부분)이 형성된다.
피크 파워의 레이저 빔(11)은, 일반적으로, 펄스 열(列)의 형태로, 즉, 멀티 펄스로서 조사된다. 멀티 펄스는, 피크 파워 및 바이어스 파워의 파워 레벨 사이에서만, 2치(値) 변조되어도 좋다. 또는, 멀티 펄스는, 바이어스 파워보다 더욱 낮은 파워인 쿨링 파워(cooling power)(Pc(mW)) 및 보텀 파워(bottom power)(PB(mW))를 가해서, 0mW ∼ 피크 파워의 범위의 파워 레벨을 이용하여, 3치 변조, 또는 4치 변조되어도 좋다.
정보 신호의 재생은, 재생 파워의 레이저 빔(11)을 조사함으로써 얻어지는 정보 기록 매체로부터의 신호를 검출기로 판독함으로써 실시한다. 재생 파워(Pr(mW))는, 다음의 조건을 만족하도록 설정된다.
피크 파워 및 바이어스 파워의 파워 레벨보다 낮다;
재생 파워 레벨로, 레이저 빔(11)을 조사하였을 때에, 기록 마크의 광학적인 상태가 영향을 받지 않는다;
정보 기록 매체로부터 기록 마크 재생을 위한 충분한 반사 광량이 얻어진다.
대물 렌즈(34)의 개구수 NA는, 레이저 빔의 스폿 지름을 0.4㎛ ∼ 0.7㎛의 범위 내로 조정하기 위해서, 0.5 ∼ 1.1의 범위 내인 것이 바람직하고, 0.6 ∼ 0.9의 범위 내인 것이 더욱 바람직하다. 레이저 빔(11)의 파장은, 450nm 이하(더욱 바람직하게는, 350nm ∼ 450nm의 범위 내)인 것이 바람직하다. 본 발명의 정보 기록 매체는, 그와 같이 짧은 파장으로 기록 재생하기에 적합한 것이 되도록 Si-In-Zr/Hf-O계 재료 층을 설치하기 때문이다. 정보를 기록할 때의 정보 기록 매체의 선속도(線速度)는, 재생 광에 의한 결정화가 일어나기 어렵고, 또한 충분한 소거 성능이 얻어지는 1m/초 ∼ 20m/초의 범위 내인 것이 바람직하고, 2m/초 ∼ 15m/초의 범위 내인 것이 더욱 바람직하다. 정보 기록 매체의 종류에 따라서, 여기서 예시하고 있지 않은 파장, 대물 렌즈의 개구수, 및 선속도를 사용해도 좋은 것은 말할 필요도 없다. 예를 들면, 레이저 빔의 파장은, 650nm ∼ 670nm이어도 좋다.
2개의 정보층을 구비한 정보 기록 매체(24), 및 정보 기록 매체(32)에 있어서, 제1정보층(23)에의 정보의 기록은, 레이저 빔(11)의 초점을 제1기록층(204)에 맞추어, 투명층(13)을 투과한 레이저 빔(11)에 의해 실행한다. 제1정보층(23)으로부터의 정보의 재생은, 제1기록층(204)에 의해 반사되어, 투명층(13)을 투과해 온 레이저 빔(11)을 검출해서 실행한다. 제2정보층(25)에의 정보의 기록은, 레이저 빔(11)의 초점을 제2기록층(304)에 맞추어, 투명층(13), 제1정보층(23), 및 광학 분리층(17)을 투과한 레이저 빔(11)을 이용하여 실행한다. 제2정보층(25)으로부터의 정보의 재생은, 제2기록층(304)에 의해 반사되어, 광학 분리층(17), 제1정보층(23), 및 투명층(13)을 투과해 온 레이저 빔(11)을 검출해서 실행한다.
기판(14), 광학 분리층(20, 19, 및 17)에, 레이저 빔(11)을 유도하기 위한 안내 홈이 형성되어 있을 경우, 기록은, 레이저 빔(11)의 입사 측으로부터 가까운 쪽의 면(그루브(groove))에서 실행되어도 좋고, 먼 쪽의 면(랜드(land))에서 실행되어도 좋다. 또는, 그루브와 랜드의 양쪽에 정보를 기록해도 좋다.
이 기록 재생 장치를 이용하여, 정보 기록 매체의 성능을 다음과 같이 해서 평가할 수 있다. 기록 성능의 평가의 순서는 다음과 같다. 우선, 레이저 빔(11)을, 0 ∼ Pp(mW)의 사이에서 파워 변조하고, (1-7)변조 방식으로 마크 길이 0.149㎛(2T)으로부터 0.596㎛(8T)까지의 랜덤(random) 신호를 기록한다. 기록한 마크의 전단(前端) 간, 및 후단(後端) 간의 지터(jitter)(마크 위치의 오차)를 타임 인터벌 애널라이저(time interval analyzer)로 측정함으로써, 기록 성능을 평가할 수 있다. 지터 값이 작을수록, 기록 성능이 좋다. Pp와 Pb는, 전단 간, 및 후단 간의 지터의 평균 값(평균 지터)이 최소가 되도록 결정된다. 이때의 최적 Pp를 기록 감도로 한다.
또한, 신호 강도의 평가의 순서는 다음과 같다. 우선, 레이저 빔(11)을 0 ∼ Pp(mW)의 사이에서 파워 변조하고, 마크 길이 0.149㎛(2T)와 0.671㎛(9T)의 신호를 같은 그루브에, 연속 10회, 번갈아 기록한다. 따라서, 2T 신호를 5회, 9T 신호를 5 회 기록한다. 최후에 2T 신호를 겹쳐 쓴다. 최후에 겹쳐 쓴 2T 신호의 주파수에서의 신호 진폭(carrier level)과 잡음 진폭(noise level)의 비(CNR(Carrier to Noise Ratio))를 스펙트럼 애널라이저(spectrum analizer)로 측정함으로써, 신호 강도를 평가할 수 있다. CNR이 클수록 신호 강도가 강하다.
반복 재기록 회수는, 다음의 순서로 평가된다. 우선, 레이저 빔(11)을 0 ∼ Pp(mW)의 사이에서 파워 변조하고, 마크 길이 0.149㎛(2T)로부터 0.596㎛(8T)까지의 랜덤 신호를 동일 그루브에 연속 기록한다. 각 기록 재기록 회수에 있어서의 전단 간, 및 후단 간 지터를 타임 인터벌 애널라이저로 측정함으로써, 반복 재기록 회수를 평가할 수 있다. 구체적으로는, 1회째의 전단 간과 후단 간의 평균 지터 값에 대하여, 3％ 증가하는 재기록 회수를 상한치로 한다. 또한 Pp, Pb, Pc 및 PB는, 평균 지터 값이 가장 작아지도록 결정한다.
기록 보존성은, 다음의 순서로 평가된다. 우선, 신호를 최적 조건으로 기록한다. 그 후, 온도 80℃, 상대 습도 85％의 환경 하에, 매체를 100시간 노출한다. 노출 전후의 지터 값을 타임 인터벌 애널라이저로 측정하여, 지터 값의 변화량에 의해, 기록 보존성을 평가할 수 있다.
(제8실시형태)
제8실시형태로서, 본 발명의 정보 기록 매체의 다른 예를 설명한다. 제8실시형태의 전기적 정보 기록 매체(44)의 하나의 구성 예를 도 8에 나타낸다. 전기적 정보 기록 매체(44)는, 전기적 에너지(특히 전류)의 인가에 의해, 정보의 기록 재 생이 가능한 정보 기록 매체이다.
기판(39)으로서는, 폴리카보네이트 등의 수지 기판, 유리 기판, Al2O3 등의 세라믹 기판, Si 등의 반도체 기판, 및 Cu 등의 금속 기판을 이용할 수 있다. 여기서는, 기판으로서 Si 기판을 이용한 예를 설명한다. 전기적 정보 기록 매체(44)는, 기판(39) 위에 하부 전극(40), 제1유전체층(401), 제1기록층(41), 제2기록층(42), 제2유전체층(402), 및 상부 전극(43)을 순서대로 적층한 구조이다. 하부 전극(40) 및 상부 전극(43)은, 제1기록층(41), 및 제2기록층(42)에 전류를 인가하기 위해서 형성한다. 제1유전체층(401)은, 제1기록층(41)에 인가하는 전기 에너지량을 조정하고, 제2유전체층(402)은 제2기록층(42)에 인가하는 전기 에너지량을 조정하기 위해서 설치된다.
본 형태에 있어서는, 제1유전체층(401) 및 제2유전체층(402)의 적어도 한쪽을, Si-In-Zr/Hf-O계 재료로 한다. 다른 쪽의 유전체층은, 제1실시형태의 입사 측 유전체층(102)에 관련하여 설명한 다른 재료로 형성되어 있어도 좋다.
제1기록층(41), 및 제2기록층(42)은, 전류의 인가에 의해 발생하는 줄 열에 의해 결정상과 비정질상의 사이에서 가역적인 상변화를 일으킬 수 있는 재료로 이루어진다. 이 매체에 있어서는, 결정상과 비정질상의 사이에서 저항률이 변화하는 현상을, 정보의 기록에 이용한다. 제1기록층(41)의 재료 및 제2기록층(42)의 재료로서, 제1실시형태의 기록층(104)의 재료와 동일한 재료를 이용할 수 있다. 제1기록층(41) 및 제2기록층(42)은, 다른 저항률을 가지도록, 층의 두께 및/또는 재료의 조성을, 서로 다르게 선택해서 설계된다. 제1기록층(41), 및 제2기록층(42)은, 각각 제1실시형태의 기록층(104)과 동일한 방법으로 형성할 수 있다.
하부 전극(40), 및 상부 전극(43)은, Al, Au, Ag, Cu, Pt 등의 단체 금속 재료, 또는 이들 중 하나 또는 복수의 원소를 주성분으로 하고, 내습성의 향상 또는 열전도율의 조정 등을 위해서 적당히 하나 혹은 복수의 다른 원소를 첨가한 합금 재료를 이용할 수 있다. 하부 전극(40), 및 상부 전극(43)은, Ar 가스 분위기 중에서, 재료가 되는 금속 모재(母材) 또는 합금 모재를 스퍼터링을 함으로써 형성할 수 있다. 각 층의 형성 방법으로서, 스퍼터링법 이외의 방법, 예를 들면, 진공 증착법, 이온 플레이팅법, CVD법, 또는 MBE법 등을 이용하는 것도 가능하다.
전기적 정보 기록 매체(44)에, 인가부(45)을 통해서 전기적 정보 기록 재생 장치(50)를 전기적으로 접속한다. 하부 전극(40)과 상부 전극(43)과의 사이에는, 제1기록층(41), 및 제2기록층(42)에 전류 펄스를 인가하기 위해서, 장치(50)의 펄스 전원(48)이 스위치(47)를 통해서 접속된다. 또한, 제1기록층(41), 및 제2기록층(42)의 상변화에 의한 저항값의 변화를 검출하기 위해서, 하부 전극(40)과 상부 전극(43)의 사이에, 스위치(49)를 통해서 저항 측정기(46)가 접속된다.
비정질상(고 저항 상태)에 있는 제1기록층(41) 또는 제2기록층(42)을 결정상(저 저항 상태)으로 변화시키기 위해서는, 스위치(47)를 닫아서(스위치(49)는 연다) 전극 간에 전류 펄스를 인가한다. 인가는, 전류 펄스가 인가되는 부분의 온도가, 재료의 결정화 온도보다 높고, 또한 융점보다 낮은 온도로, 결정화 시간 동안 유지되도록 실시한다. 결정상으로부터 비정질상으로 다시 되돌릴 경우에는, 결정화 시보다도 상대적으로 높은 전류 펄스를 더욱 짧은 시간 동안 인가하고, 기록층을 융점보다 높은 온도로 해서 용융한 후, 급격하게 냉각하도록 한다. 또한 전기적 정보 기록 재생 장치(50)의 펄스 전원(48)은, 도 11의 기록·소거 펄스 파형을 출력할 수 있는 전원이다.
여기서, 제1기록층(41)이 비정질상일 경우의 저항값을 ra1, 제1기록층(41)이 결정상일 경우의 저항값을 rc1, 제2기록층(42)이 비정질상일 경우의 저항값을 ra2, 제2기록층(42)이 결정상일 경우의 저항값을 rc2로 한다. 이들의 저항값이, rc1≤rc2＜ra1＜ra2, 혹은 rc1≤rc2＜ra2＜ra1 혹은 rc2≤rc1＜ra1＜ra2, 혹은 rc2≤rc1＜ra2＜ra1를 만족함으로써 제1기록층(41)과 제2기록층(42)의 저항값의 합을, ra1＋ra2, ra1＋ra2, ra2＋rc1, 및 rc1＋rc2의 4개의 상이한 값으로 설정할 수 있다. 따라서, 전극 간의 저항값을 저항 측정기(46)로 측정함으로써, 4개의 상이한 상태, 즉 2치의 정보를 한번에 검출할 수 있다.
이 전기적 정보 기록 매체(44)를 매트릭스적으로 다수 배치함으로써, 도 9에 나타내는 대용량의 전기적 정보 기록 매체(51)를 구성할 수 있다. 각 메모리 셀(54)은, 전기적 정보 기록 매체(44)와 마찬가지의 구성이 형성된 미소(微小) 영역을 갖는다. 각각의 메모리 셀(54)에의 정보의 기록 재생은, 워드 라인(52), 및 비트 라인(53)을 각각 1개 지정함으로써 실행한다.
도 10은 전기적 정보 기록 매체(51)을 이용한, 정보 기록 시스템의 하나의 구성 예를 나타낸다. 기억 장치(56)는, 전기적 정보 기록 매체(51)와, 어드레스 지정 회로(55)에 의해 구성된다. 어드레스 지정 회로(55)에 의해, 전기적 정보 기록 매체(51)의 워드 라인(52), 및 비트 라인(53)이 각각 지정되어, 각각의 메모리 셀(54)에의 정보의 기록 재생을 실행할 수 있다. 또한, 기억 장치(56)를, 적어도 펄스 전원(58)과 저항 측정기(59)로 구성되는 외부 회로(57)에 전기적으로 접속함으로써, 전기적 정보 기록 매체(51)에의 정보의 기록 재생을 실행할 수 있다.
본 발명의 더욱 구체적인 실시형태를, 실시예를 이용하여 더욱 상세히 설명한다.
(실시예 1)
실시예 1에서는, 도 1의 정보 기록 매체(15)를 제작하고, 반입사 측 유전체층(106)의 재료와, 정보층(16)의 기록 감도, 반복 재기록 성능, 및 신호 강도의 관계를 조사하였다. 구체적으로는, 반입사 측 유전체층(106)의 재료가 상이한 정보층(16)을 포함하는 정보 기록 매체(15)의 샘플(sample) 1-1 ∼ 1-29를 제작하고, 정보층(16)의 기록 감도, 반복 재기록 성능, 및 신호 강도를 측정하였다.
샘플은 아래와 같이 해서 제조하였다. 우선, 기판(14)으로서, 레이저 빔(11)을 유도하기 위한 안내 홈(깊이 20nm, 트랙 피치 0.32㎛)이 형성된 폴리카보네이트 기판(지름 120mm, 두께 1.1mm)을 준비하였다. 그 폴리카보네이트 기판 위에, 반사층(108)으로서 Ag-Pd-Cu층(두께: 80nm), 반입사 측 유전체층(106)(두께: 25nm), 기록층(104)으로서 Ge45In1Bi3Te51층(두께: 10nm), 입사 측 계면층(103)으로서 (Cr2O3)50(ZrO2)50층(두께: 5nm), 입사 측 유전체층(102)으로서 (ZnS)80(SiO2)20층(두께: 60nm)을 순차적으로 스퍼터링법에 의해 적층하였다.
상기의 각 층에 스퍼터링을 하는 성막 장치는, 각각 반사층(108)을 성막하는 합금 스퍼터링 타깃, 반입사 측 유전체층(106)을 성막하는 스퍼터링 타깃, 기록층(104)을 성막하는 합금 스퍼터링 타깃, 입사 측 계면층(103)을 성막하는 스퍼터링 타깃, 입사 측 유전체층(102)을 성막하는 스퍼터링 타깃을 구비한다. 스퍼터링 타깃의 형상은, 모두 지름 100mm, 두께 6mm이다.
본 실시예에서는, 반사층(108)을 성막하기 위해서, Ag-Pd-Cu 합금 스퍼터링 타깃을 사용하였다. 동일한 타깃을, 이하의 실시예에 있어서도 반사층을 형성하기 위해서 사용하였다. 또한, 기록층(104)을 성막하기 위해서, Ge-In-Bi-Te계 재료를 함유하는 타깃을 사용하였다. 동일한 타깃을, 이하의 실시예에 있어서도, 기록층을 형성하기 위해서 사용하였다.
본 실시예에서 채용한 조건으로, 유전체층 또는 계면층으로서 Si-In-Zr/Hf-O계 재료 층 및 다른 산화물계 재료 층을 형성하는 한에 있어서, 스퍼터링 타깃의 조성은 스퍼터링에 의해 형성되는 층의 분석 조성에 가까웠다. 따라서, 유전체층 및 계면층의 조성은, 스퍼터링 타깃의 조성과 동일하다고 간주하였다. 상기에서 나타낸, 유전체층 및 계면층의 조성은, 스퍼터링 타깃의 조성이다. 이것은 이하의 실시예에 있어서도 적용된다.
반사층(108)의 성막은, Ar 가스 분위기에서, 압력을 0.4Pa로 하고, DC 전원 을 이용하여, 투입 파워 200W로 실행하였다. 반입사 측 유전체층(106)의 성막은, Ar 가스 분위기에서, 압력을 0.15Pa로 하고, RF 전원을 이용하여, 투입 파워 400W로 실행하였다. 기록층(104)의 성막은, Ar 가스 분위기에서, 압력을 0.15Pa로 하고, DC 전원을 이용하여, 투입 파워 100W로 실행하였다. 입사 측 계면층(103)의 성막은, Ar 가스 분위기에서, 압력을 0.15Pa로 하고, RF 전원을 이용하여, 투입 파워 400W로 실행하였다. 입사 측 유전체층(102)의 성막은, Ar과 O2의 혼합 가스(O2: 3체적％) 분위기에서, 압력을 0.15Pa로 하고, RF 전원을 이용하여 투입 파워 400W로 실행하였다.
이어서, 자외선 경화성 수지(아크릴계 수지)를 입사 측 유전체층(102) 위에 도포하였다. 그리고, 기판(14)을 회전시킴으로써, 균일한 수지층을 형성하였다. 이어서, 자외선을 조사해서 수지를 경화시켰다. 그 결과, 수지층으로 이루어진, 두께 100㎛의 투명층(13)이 형성되었다. 그 후, 기록층(104)을 레이저 빔으로 결정화시키는 초기화 공정을 실행하였다. 이상과 같이 해서, 반입사 측 유전체층(106)의 재료가 상이한 복수의 샘플을 제조하였다.
각 샘플에 대해서, 도 7의 기록 재생 장치(38)를 이용하여, 정보층(16)의 기록 감도, 및 반복 재기록 성능을 측정하였다. 이때, 레이저 빔(11)의 파장은 405nm, 대물 렌즈(34)의 개구수 NA는 0.85, 측정 시의 샘플의 선속도는 4.9m/s, 및 9.8m/s, 최단 마크 길이(2T)는 0.149㎛로 하였다. 정보는 그루브에 기록하였다.
정보 기록 매체(15)의 정보층(16)의 반입사 측 유전체층(106)의 재료와, 정 보층(16)의 기록 감도, 반복 재기록 성능, 및 신호 강도의 평가 결과에 대해서, 선속도 4.9m/s(1X)에서의 결과를 (표 1)에, 선속도가 9.8m/s(2X)에서의 결과를 (표 2)에 나타낸다. 표 중, 1X에서의 기록 감도에 대해서는, 6mW 미만을 ○, 6mW 이상 7mW 미만을 △, 7mW 이상을 ×로서 표시하고 있다. 2X에서의 기록 감도에 대해서는, 7mW 미만을 ○, 7mW 이상 8mW 미만을 △, 8mW 이상을 ×로서 표시하고 있다. 반복 재기록 성능에 대해서는, 반복 재기록 회수가 1000회 이상을 ○, 500회 이상 1000회 미만을 △, 500회 미만을 ×로서 표시하고 있다. 신호 강도에 대해서는, 40dB 미만을 ×, 40dB 이상 45dB 미만을 △, 45dB 이상을 ○로서 표시하고 있다.
Figure 112008039268189-PCT00001
Figure 112008039268189-PCT00002
이 결과, 반입사 측 유전체층(106)이 (ZnS)80(SiO2)20으로 이루어지는 샘플 1-1은, ZnS에 함유되는 유황이 기록층에 확산되어 버리기 때문에, 1X, 및 2X에서의 반복 재기록 성능이 나쁜 것을 알았다. 반입사 측 유전체층(106)이 (In2O3)50(ZrO2)50으로 이루어지는 샘플 1-2는, 1X에서의 기록 감도와 신호 강도가 약간 뒤떨어지고, 2X에서의 신호 강도가 약간 뒤떨어지는 것을 알았다. 반입사 측 유전체층(106)이, Si와 In과 O를 적어도 함유하고, 또한 SiO2를 5mol％ 이상, Si를 1원자％ 이상 함유하는 샘플 1-3 내지 1-29에서는, 기록 감도, 반복 재기록 성능, 및 신호 강도가 모두 양호한 것을 알았다. 이상으로부터, 반입사 측 유전체층(106)이, SiO2를 5mol％ 이상, Si를 1원자％ 이상 함유하면, 양호한 성능의 매체(15)가 얻어지는 것을 알았다.
(실시예 2)
실시예 2에서는, 도 3의 정보 기록 매체(24)를 제작하고, 제2반입사 측 유전체층(306)의 재료와, 제2정보층(25)의 기록 감도, 반복 재기록 성능, 및 신호 강도의 관계를 조사하였다. 구체적으로는, 제2반입사 측 유전체층(306)의 재료가 상이한 제2정보층(25)을 함유하는 정보 기록 매체(24)의 샘플 2-1 ∼ 2-29를 제작하고, 제2정보층(25)의 기록 감도, 반복 재기록 성능, 및 신호 강도를 측정하였다.
샘플은 아래와 같이 해서 제조하였다. 우선, 기판(14)으로서, 레이저 빔(11)을 유도하기 위한 안내 홈(깊이 20nm, 트랙 피치 0.32㎛)이 형성된 폴리카보네이트 기판(지름 120mm, 두께 1.1mm)을 준비하였다. 그리고, 그 폴리카보네이트 기판 위에, 제2반사층(308)으로서 Ag-Pd-Cu층(두께: 80nm), 제2반입사 측 유전체층(306)(두께: 25nm), 제2기록층(304)으로서 Ge45In1Bi3Te51층(두께: 10nm), 제2입사 측 계면층(303)으로서 (Cr2O3)50(ZrO2)50층(두께: 5nm), 제2입사 측 유전체층(302)으로서 (ZnS)80(SiO2)20층(두께: 60nm)을 순차적으로 스퍼터링법에 의해 적층하였다.
제2반사층(308)의 성막은, Ar 가스 분위기에서, 압력을 0.4Pa로 하고, DC 전원을 이용하여, 투입 파워 200W로 실행하였다. 제2반입사 측 유전체층(306)의 성막은, Ar 가스 분위기에서, 압력을 0.15Pa로 하고, RF 전원을 이용하여, 투입 파워 400W로 실행하였다. 제2기록층(304)의 성막은, Ar 가스 분위기에서, 압력을 0.15Pa로 하고, DC 전원을 이용하여, 투입 파워 100W로 실행하였다. 제2입사 측 계면층(303)의 성막은, Ar 가스 분위기에서, 압력을 0.15Pa로 하고, RF 전원을 이용하여, 투입 파워 400W로 실행하였다. 제2입사 측 유전체층(302)의 성막은, Ar과 O2의 혼합 가스 분위기(O2: 3체적％)에서, 압력을 0.15Pa로 하고, RF 전원을 이용하여, 투입 파워 400W로 실행하였다.
이어서, 제2입사 측 유전체층(302) 위에 자외선 경화성 수지(아크릴계 수지)를 도포하고, 그 위에 안내 홈(깊이 20nm, 트랙 피치 0.32㎛)을 형성한 기판을 씌워서 밀착하여 회전시킴으로써 균일한 수지층을 형성하였다. 이어서, 수지를 경화시킨 후, 기판을 벗겼다. 이 공정에 의해, 레이저 빔(11)을 유도하는 안내 홈이 제1정보층(23) 측에 형성된, 두께 25㎛의 광학 분리층(17)이 형성되었다.
그 후, 광학 분리층(17) 위에, 투과율 조정층(209)으로서 TiO2층(두께: 20nm), 제1반사층(208)으로서 Ag-Pd-Cu층(두께: 10nm), 제1반입사 측 유전체층(206)으로서 (SiO2)25(In2O3)50(ZrO2)25층(두께: 15nm), 제1기록층(204)으로서 Ge45In1Bi3Te51층(두께: 6nm), 제1입사 측 계면층(203)으로서 (SiO2)25(Cr2O3)50(ZrO2)25층(두께: 5nm), 제1입사 측 유전체층(202)으로서 (ZnS)80(SiO2)20층(두께: 40nm)을 순차적으로 스퍼터링법에 의해 적층하였다.
투과율 조정층(209)의 성막은, Ar과 O2의 혼합 가스 분위기(O2: 3체적％)에서, 압력을 0.15Pa로 하고, RF 전원을 이용하여, 투입 파워 400W로 실행하였다. 제1반사층(208)의 성막은, Ar 가스 분위기에서, 압력을 0.4Pa로 하고, DC 전원을 이용하여, 투입 파워 100W로 실행하였다. 제1반입사 측 유전체층(206)의 성막은, Ar 가스 분위기에서, 압력을 0.15Pa로 하고, RF 전원을 이용하여, 투입 파워 400W로 실행하였다. 제1기록층(204)의 성막은, Ar 가스 분위기에서, 압력을 0.15Pa로 하고, DC 전원을 이용하여, 투입 파워 50W로 실행하였다. 제1입사 측 계면층(203)의 성막은, Ar 가스 분위기에서, 압력을 0.15Pa로 하고, RF 전원을 이용하여, 투입 파워 400W로 실행하였다. 제1입사 측 유전체층(202)의 성막은, Ar과 O2의 혼합 가스 분위기(O2: 3체적％)에서, 압력을 0.15Pa로 하고, RF 전원을 이용하여, 투입 파워 400W로 실행하였다.
이어서, 자외선 경화성 수지(아크릴계 수지)를 제1입사 측 유전체층(202) 위에 도포하였다. 그리고, 기판(14)을 회전시킴으로써, 균일한 수지층을 형성하였다. 이어서, 자외선을 조사해서 수지를 경화시켰다. 그 결과, 수지층으로 이루어지는, 두께 75㎛의 투명층(13)이 형성되었다. 그 후, 제2기록층(304), 및 제1기록층(204)을 레이저 빔으로 결정화시키는 초기화 공정을 실행하였다. 이상과 같이 해서, 제2반입사 측 유전체층(306)의 재료가 상이한 복수의 샘플을 제조하였다.
각 샘플에 대해서, 도 7의 기록 재생 장치(38)를 이용하여, 제2정보층(25)의 기록 감도, 반복 재기록 성능, 및 신호 강도를 측정하였다. 이때, 레이저 빔(11)의 파장은 405nm, 대물 렌즈(34)의 개구수 NA는 0.85, 측정 시의 샘플의 선속도는 4.9m/s, 및 9.8m/s, 최단 마크 길이(2T)는 0.149㎛로 하였다. 정보는 그루브에 기록하였다.
정보 기록 매체(24)의 제2정보층(25)의 제2반입사 측 유전체층(306)의 재료와, 제2정보층(25)의 기록 감도, 및 반복 재기록 성능의 평가 결과에 대해서, 선속도가 4.9m/s(1X)에서의 결과를 (표 3)에, 선속도가 9.8m/s(2X)에서의 결과를 (표 4)에 나타낸다. 표 중, 1X에서의 기록 감도에 대해서는, 12mW 미만을 ○, 12mW 이상 14mW 미만을 △, 14mW 이상을 ×로서 표시하고 있다. 또한, 2X에서의 기록 감도에 대해서는, 14mW 미만을 ○, 14mW 이상 16mW 미만을 △, 16mW 이상을 ×로서 표시하고 있다. 반복 재기록 성능에 대해서는, 반복 재기록 회수가 1000회 이상을 ○, 500회 이상 1000회 미만을 △, 500회 미만을 ×로서 표시하고 있다. 신호 강도에 대해서는, 40dB 미만을 ×, 40dB 이상 45dB 미만을 △, 45dB 이상을 ○로서 표시하고 있다.
Figure 112008039268189-PCT00003
Figure 112008039268189-PCT00004
이 결과, 제2반입사 측 유전체층(306)이 (ZnS)80(SiO2)20으로 이루어지는 샘플 2-1은, ZnS에 함유되는 유황이 기록층에 확산되어 버리기 때문에, 1X, 및 2X에서의 반복 재기록 성능이 나쁜 것을 알았다. 제2반입사 측 유전체층(306)이 (In2O3)50(ZrO2)50으로 이루어지는 샘플 2-2는, 1X에서의 기록 감도와 신호 강도가 약간 뒤떨어지고, 2X에서의 신호 강도가 약간 뒤떨어지는 것을 알았다. 제2반입사 측 유전체층(306)이, Si와 In과 O를 적어도 함유하고, 또한 SiO2를 5mol％ 이상, Si를 1원자％ 이상 함유하는 샘플 2-3 내지 2-29는, 기록 감도, 반복 재기록 성능, 및 신호 강도가 모두 양호한 것을 알았다. 이상으로부터, 제2반입사 측 유전체층(306)이 SiO2를 5mol％ 이상, Si를 1원자％ 이상 함유하면, 양호한 성능의 매체(24)가 얻어지는 것을 알았다.
(실시예 3)
실시예 3에서는, 도 3의 정보 기록 매체(24)를 제작하고, 제1반입사 측 유전체층(206)의 재료와, 제1정보층(23)의 기록 감도, 반복 재기록 성능, 및 신호 강도의 관계를 조사하였다. 구체적으로는, 제1반입사 측 유전체층(206)의 재료가 상이한 제1정보층(23)을 포함하는 정보 기록 매체(24)의 샘플 3-1 ∼ 3-29를 제작하고, 제1정보층(23)의 기록 감도, 반복 재기록 성능, 및 신호 강도를 측정하였다.
샘플은 아래와 같이 해서 제조하였다. 우선, 기판(14)으로서, 레이저 빔(11)을 유도하기 위한 안내 홈(깊이 20nm, 트랙 피치 0.32㎛)이 형성된 폴리카보네이트 기판(지름 120mm, 두께 1.1mm)을 준비하였다. 그 폴리카보네이트 기판 위에, 제2반사층(308)으로서 Ag-Pd-Cu층(두께: 80nm), 제2반입사 측 유전체층(306)으로서 (SiO2)25(In2O3)50(ZrO2)25층(두께: 15nm), 제2반입사 측 계면층(도시하지 않음)으로서 (SiO2)15(In2O3)35(ZrO2)50층(두께: 10nm), 제2기록층(304)으로서 Ge45In1Bi3Te51층(두께: 10nm), 제2입사 측 계면층(303)으로서 (Cr2O3)50(ZrO2)50층(두께: 5nm), 제2입사 측 유전체층(302)으로서 (ZnS)80(SiO2)20층(두께: 60nm)을 순차적으로 스퍼터링법에 의해 적층하였다.
제2반사층(308)의 성막은, Ar 가스 분위기에서, 압력을 0.4Pa로 하고, DC 전원을 이용하여, 투입 파워 200W로 실행하였다. 제2반입사 측 유전체층(306)의 성막은, Ar 가스 분위기에서, 압력을 0.15Pa로 하고, RF 전원을 이용하여, 투입 파워 400W로 실행하였다. 제2기록층(304)의 성막은, Ar 가스 분위기에서, 압력을 0.15Pa로 하고, DC 전원을 이용하여, 투입 파워 100W로 실행하였다. 제2입사 측 계면층(303)의 성막은, Ar 가스 분위기에서, 압력을 0.15Pa로 하고, RF 전원을 이용하여, 투입 파워 400W로 실행하였다. 제2입사 측 유전체층(302)의 성막은, Ar과 O2의 혼합 가스 분위기(O2: 3체적％)에서, 압력을 0.15Pa로 하고, RF 전원을 이용하여, 투입 파워 400W로 실행하였다.
이어서, 제2반입사 측 유전체층(302) 위에 자외선 경화성 수지(아크릴계 수지)를 도포하고, 그 위에 안내 홈(깊이 20nm, 트랙 피치 0.32㎛)을 형성한 기판을 씌워서 밀착하여 회전시킴으로써 균일한 수지층을 형성하였다. 이어서, 수지를 경화시킨 후, 기판을 벗겼다. 이 공정에 의해, 레이저 빔(11)을 유도하는 안내 홈이 제1정보층(23) 측에 형성된, 두께 25㎛의 광학 분리층(17)이 형성되었다.
그 후, 광학 분리층(17) 위에, 투과율 조정층(209)으로서 Ti02층(두께: 20nm), 제1반사층(208)으로서 Ag-Pd-Cu층(두께: 10nm), 제1반입사 측 유전체층(206)(두께: 15nm), 제1기록층(204)으로서 Ge45In1Bi3Te51층(두께: 6nm), 제1입사 측계면층(203)으로서 (Si02)25(Cr2O3)50(Zr02)25층(두께: 5nm), 제1입사 측 유전체층(202)으로서 (ZnS)80(SiO2)20층(두께: 40nm)을 순차적으로 스퍼터링법에 의해 적층하였다.
투과율 조정층(209)의 성막은, Ar과 O2의 혼합 가스 분위기(O2: 3체적％)에서, 압력을 0.15Pa로 하고, RF 전원을 이용하여, 투입 파워 400W로 실행하였다. 제1반사층(208)의 성막은, Ar 가스 분위기에서, 압력을 0.4Pa로 하고, DC 전원을 이용하여, 투입 파워 100W로 실행하였다. 제1반입사 측 유전체층(206)의 성막은, Ar 가스 분위기에서, 압력을 0.15Pa로 하고, RF 전원을 이용하여, 투입 파워 400W로 실행하였다. 제1기록층(204)의 성막은, Ar 가스 분위기에서, 압력을 0.15Pa로 하고, DC 전원을 이용하여, 투입 파워 50W로 실행하였다. 제1입사 측 계면층(203)의 성막은, Ar 가스 분위기에서, 압력을 0.15Pa로 하고, RF 전원을 이용하여, 투입 파워 400W로 실행하였다. 제1입사 측 유전체층(202)의 성막은, Ar과 O2의 혼합 가스 분위기(O2: 3체적％)에서, 압력을 0.15Pa로 하고, RF 전원을 이용하여, 투입 파워 400W로 실행하였다.
이어서, 자외선 경화성 수지(아크릴계 수지)를 제1입사 측 유전체층(202) 위에 도포하였다. 그리고, 기판(14)을 회전시킴으로써, 균일한 수지층을 형성하였다. 이어서, 자외선을 조사해서 수지를 경화시켰다. 그 결과, 수지층으로 이루어지는, 두께 75㎛의 투명층(13)이 형성되었다. 그 후, 제2기록층(304), 및 제1기록층(204)을 레이저 빔으로 결정화시키는 초기화 공정을 실행하였다. 이상과 같이 해서, 제1반입사 측 유전체층(206)의 재료가 상이한 복수의 샘플을 제조하였다.
각 샘플에 대해서, 도 7의 기록 재생 장치(38)를 이용하여, 제1정보층(23)의 기록 감도, 반복 재기록 성능, 및 신호 강도를 측정하였다. 이때, 레이저 빔(11)의 파장은 405nm, 대물 렌즈(34)의 개구수 NA는 0.85, 측정 시의 샘플의 선속도는 4.9m/s, 및 9.8m/s, 최단 마크 길이(2T)는 0.149㎛로 하였다. 정보는 그루브에 기록하였다.
정보 기록 매체(24)의 제1정보층(23)의 제1반입사 측 유전체층(206)의 재료와, 제1정보층(23)의 기록 감도, 반복 재기록 성능, 및 신호 강도의 평가 결과에 대해서, 선속도가 4.9m/s(1X)에서의 결과를 (표 5)에, 선속도가 9.8m/s(2X)에서의 결과를 (표 6)에 나타낸다. 표 중, 1X에서의 기록 감도에 대해서는, 12W 미만을 ○, 12W 이상 14W 미만을 △, 14W 이상을 ×로서 표시하고 있다. 2X에서의 기록 감도에 대해서는, 14W 미만을 ○, 14W 이상 16W 미만을 △, 16W 이상을 ×로서 표시하고 있다. 반복 재기록 성능에 대해서는, 반복 재기록 회수가 1000회 이상을 ○, 500회 이상 1000회 미만을 △, 500회 미만을 ×로서 표시하고 있다. 신호 강도에 대해서는, 40dB 미만을 ×, 40dB 이상 45dB 미만을 △, 45dB 이상을 ○로서 표시하고 있다.
Figure 112008039268189-PCT00005
Figure 112008039268189-PCT00006
이 결과, 제1반입사 측 유전체층(206)이 (ZnS)80(SiO2)20으로 이루어지는 샘플 3-1은, ZnS에 함유되는 유황이 기록층에 확산되어 버리기 때문에, 1X, 및 2X에서의 반복 재기록 성능이 나쁜 것을 알았다. 제1반입사 측 유전체층(206)이 (In2O3)50(ZrO2)50으로 이루어지는 샘플 3-2는, 1X에서의 기록 감도와 신호 강도가 약간 뒤떨어지고, 2X에서의 신호 강도가 약간 뒤떨어지는 것을 알았다. 제1반입사 측 유전체층(206)이, Si와 In과 0을 적어도 함유하고, 또한 SiO2를 5mol％ 이상, Si를 1원자％ 이상 함유하는 샘플 3-3 내지 3-29에서는, 기록 감도, 반복 재기록 성능, 및 신호 강도가 모두 양호한 것을 알았다. 이상으로부터, 제1반입사 측 유전체층(206)이 SiO2를 5mol％ 이상, Si를 1원자％ 이상 함유하면, 양호한 성능의 매체(24)가 얻어지는 것을 알았다.
(실시예 4)
실시예 4에서는, 도 4의 정보 기록 매체(29)를 제작하여, 이것을 실시예 1과 마찬가지로 시험하였다.
샘플은 아래와 같이 해서 제조하였다. 우선, 기판(26)으로서, 레이저 빔(11)을 유도하기 위한 안내 홈(깊이 40nm, 트랙 피치 0.344㎛)이 형성된 폴리카보네이트 기판(지름 120mm, 두께 0.6mm)을 준비하였다. 그 폴리카보네이트 기판 위에, 입사 측 유전체층(102)으로서 (ZnS)80(SiO2)20층(두께: 60nm), 입사 측 계면층(103)으로서 (Cr2O3)50(ZrO2)50층(두께: 5nm), 기록층(104)으로서 Ge45In1Bi3Te51층(두께: 10nm), 반입사 측 유전체층(106)(두께: 25nm), 반사층(108)으로서 Ag-Pd-Cu층(두께: 80nm)을 순차적으로 스퍼터링법에 의해 적층하였다. 사용한 성막 장치, 스퍼터링 타깃, 및 성막 조건(가스 종류, 압력, 투입 파워) 등은 실시예 1에서 사용한 그것들과 동일하다.
이어서, 자외선 경화성 수지(아크릴계 수지)를, 더미 기판(28) 위에 도포하고, 기판(26)의 반사층(108) 수지에 밀착시켰다. 그리고 나서, 기판(26)을 회전시킴으로써, 기판(26)과 더미 기판(28)과의 사이에 균일한 수지층(두께 20㎛)을 형성하였다. 이어서, 자외선을 조사해서 수지를 경화시켰다. 그 결과, 접착층(27)을 사이에 끼워서 기판(26)이, 더미 기판(28)에 접착되었다. 마지막으로, 기록층(104)의 전체 면을 레이저 빔으로 결정화시키는 초기화 공정을 실행하였다.
각 샘플에 대해서, 실시예 1과 동일한 방법에 의해, 정보 기록 매체(29)의 정보층(16)의 기록 감도, 반복 재기록 성능, 및 신호 강도를 측정하였다. 이때, 레이저 빔(11)의 파장은 405nm, 대물 렌즈(34)의 개구수 NA는 0.65, 측정 시의 샘플의 선속도는 8.6m/s, 및 17.2m/s, 최단 마크 길이는 0.294㎛로 하였다. 정보는 그루브에 기록하였다.
측정 결과, 실시예 1과 마찬가지로, 반입사 측 유전체층(106)이 (ZnS)80(SiO2)20으로 이루어지는 샘플은, ZnS에 함유되는 유황이 기록층에 확산되어 버리기 때문에, 1X, 및 2X에서의 반복 재기록 성능이 나쁜 것을 알았다. 반입사 측 유전체층(106)이 (In2O3)50(ZrO2)50으로 이루어지는 샘플은, 1X에서의 기록 감도와 신호 강도가 약간 뒤떨어지고, 2X에서의 신호 강도가 약간 뒤떨어지는 것을 알았다. 반입사 측 유전체층(106)이, Si와 In과 O을 적어도 함유하고, 또한 SiO2를 5mol％ 이상, Si를 1원자％ 이상 함유하는 샘플은, 기록 감도, 반복 재기록 성능, 및 신호 강도가 모두 양호한 것을 알았다. 이상으로부터, 반입사 측 유전체층(106)이, SiO2를 5mol％ 이상, Si를 1원자％ 이상 함유하면, 양호한 성능의 매체(29)가 얻어지는 것을 알았다.
(실시예 5)
실시예 5에서는, 도 6의 정보 기록 매체(32)를 제작하여, 이것을 실시예 2와 마찬가지로 시험하였다.
샘플은 아래와 같이 해서 제조하였다. 우선, 기판(26)으로서, 레이저 빔(11)을 유도하기 위한 안내 홈(깊이 40nm, 트랙 피치 0.344㎛)이 형성된 폴리카보네이트 기판(지름 120mm, 두께 0.6mm)을 준비하였다. 그 폴리카보네이트 기판 위에, 제1입사 측 유전체층(202)으로서 (ZnS)80(SiO2)20층(두께: 40nm), 제1입사 측 계면층(203)으로서 (SiO2)25(Cr2O3)50(ZrO2)25층(두께: 5nm), 제1기록층(204)으로서 Ge45In1Bi3Te51층(두께: 6nm), 제1반입사 측 유전체층(206)으로서 (SiO2)25(In2O3)50(ZrO2)25층(두께: 10nm), 제1반사층(208)으로서 Ag-Pd-Cu층(두께: 10nm), 투과율 조정층(209)으로서 TiO2층(두께: 20nm)을 순차적으로 스퍼터링법에 의해 적층하였다. 사용한 성막 장치, 스퍼터링 타깃, 성막 조건(가스 종류, 압력, 투입 파워) 등은 실시예 2의 제1정보층(23)의 형성에서 사용한 그것들과 동일하다.
또한, 기판(30)으로서, 레이저 빔(11)을 유도하기 위한 안내 홈(깊이 40nm, 트랙 피치 0.344㎛)이 형성된 폴리카보네이트 기판(지름 120mm, 두께 0.58mm)을 준비하였다. 그 폴리카보네이트 기판 위에, 제2반사층(208)으로서 Ag-Pd-Cu층(두께: 80nm), 제2반입사 측 유전체층(306)(두께: 25nm), 제2기록층(304)으로서 Ge45In1Bi3Te51층(두께: 10nm), 제2입사 측 계면층(303)으로서 (Cr2O3)50(ZrO2)50층(두께: 5nm), 제2입사 측 유전체층(302)으로서 (ZnS)80(SiO2)20층(두께: 60nm)을 순차적으로 스퍼터링법에 의해 적층하였다. 사용한 성막 장치, 스퍼터링 타깃, 성막 조건(가스 종류, 압력, 투입 파워) 등은 실시예 2의 제2정보층(25)의 형성에서 사용한 그것들과 동일하다.
이어서, 자외선 경화성 수지(아크릴계 수지)를 기판(30)의 제2입사 측 유전체층(302) 위에 도포하고, 기판(26)의 투과율 조정층(209)을 수지에 밀착시켰다. 그리고, 기판(30)을 회전시킴으로써, 제2입사 측 유전체층(302)과 투과율 조정층(209)과의 사이에, 균일한 수지층(두께 20㎛)을 형성하였다. 이어서, 자외선을 조사해서 수지를 경화시켰다. 그 결과, 접착층(27)을 사이에 끼워서, 기판(26)이 기판(30)에 접착되었다. 마지막으로, 제2기록층(304), 및 제1기록층(204)의 전체 면을 레이저 빔으로 결정화시키는 초기화 공정을 실행하였다.
각 샘플에 대해서, 실시예 2와 동일한 방법에 의해, 정보 기록 매체(32)의 제2정보층(25)의 기록 감도, 반복 재기록 성능, 및 신호 강도를 측정하였다. 이때, 레이저 빔(11)의 파장은 405nm, 대물 렌즈(34)의 개구수 NA는 0.65, 측정 시의 샘플의 선속도는 8.6m/s, 및 17.2m/s, 최단 마크 길이는 0.294㎛로 하였다. 정보는 그루브에 기록하였다.
측정한 결과, 실시예 2와 마찬가지로, 제2반입사 측 유전체층(306)이 (ZnS)80(SiO2)20으로 이루어지는 샘플은, ZnS에 함유되는 유황이 기록층에 확산되어 버리기 때문에, 1X, 및 2X에서의 반복 재기록 성능이 나쁜 것을 알았다. 제2반입사 측 유전체층(306)이 (In2O3)50(ZrO2)50으로 이루어지는 샘플은, 1X에서의 기록 감도와 신호 강도가 약간 뒤떨어지고, 2X에서의 신호 강도가 약간 뒤떨어지는 것을 알았다. 제2반입사 측 유전체층(306)이, Si와 In과 O을 적어도 함유하고, 또한 SiO2를 5mol％ 이상, Si를 1원자％ 이상 함유하는 샘플은, 기록 감도, 반복 재기록 성능, 및 신호 강도가 모두 양호한 것을 알았다. 이상으로부터, 제2반입사 측 유전체층(306)이, SiO2를 5mol％ 이상, Si를 1원자％ 이상 함유하면, 양호한 성능의 매체(29)가 얻어지는 것을 알았다.
(실시예 6)
실시예 6에서는, 도 6의 정보 기록 매체(32)를 제작하여, 이것을 실시예 3과 마찬가지로 시험하였다.
샘플은 아래와 같이 해서 제조하였다. 우선, 기판(26)으로서, 레이저 빔(11)을 유도하기 위한 안내 홈(깊이 40nm, 트랙 피치 0.344㎛)이 형성된 폴리카보네이트 기판(지름 120mm, 두께 0.6mm)을 준비하였다. 그 폴리카보네이트 기판 위에, 제1반입사 측 유전체층(202)으로서 (ZnS)80(SiO2)20층(두께: 40nm), 제1입사 측 계면층으로서 (SiO2)25(Cr2O3)50(ZrO2)25층(두께: 5nm), 제1기록층(204)으로서 Ge45In1Bi3Te51층(두께: 6nm), 제1반입사 측 유전체층(206)(두께: 15nm), 제1반사층(208)으로서 Ag-Pd-Cu층(두께: 10nm), 투과율 조정층(209)으로서 TiO2층(두께: 20nm)을 순차적으로 스퍼터링법에 의해 적층하였다. 사용한 성막 장치, 스퍼터링 타깃, 성막 조건(가스 종류, 압력, 투입 파워) 등은 실시예 3의 제1정보층(23)의 형성에서 사용한 그것들과 동일하다.
또한, 기판(30)으로서, 레이저 빔(11)을 유도하기 위한 안내 홈(깊이 40nm, 트랙 피치 0.344㎛)이 형성된 폴리카보네이트 기판(지름 120mm, 두께 0.58mm)을 준비하였다. 그 폴리카보네이트 기판 위에, 제2반사층(208)으로서 Ag-Pd-Cu층(두께: 80nm), 제2반입사 측 유전체층(306)으로서 (SiO2)25(In2O3)50(ZrO2)25층(두께: 15nm), 제2반입사 측 계면층(도시하지 않음)으로서 (SiO2)15(In2O3)35(ZrO2)50층(두께: 10nm), 제2기록층(304)으로서 Ge45In1Bi3Te51층(두께: 10nm), 제2입사 측 계면층(303)으로서 (Cr2O3)50(ZrO2)50층(두께: 5nm), 제2입사 측 유전체층(302)으로서 (ZnS)80(SiO2)20층(두께: 60nm)을 순차적으로 스퍼터링법에 의해 적층하였다. 사용한 성막 장치, 스퍼터링 타깃, 성막 조건(가스 종류, 압력, 투입 파워) 등은 실시예 3의 제2정보층(25)의 형성에서 사용한 그것들과 동일하다.
이어서, 자외선 경화성 수지(아크릴계 수지)를 기판(30)의 제2입사 측 유전체층(302) 위에 도포하고, 기판(26)의 투과율 조정층(209)을 수지에 밀착시켰다. 그리고, 기판(26)을 회전시킴으로써, 제2입사 측 유전체층(302)과 투과율 조정층(209)과의 사이에, 균일한 수지층(두께 20㎛)을 형성하였다. 이어서, 자외선을 조사해서 수지를 경화시켰다. 그 결과, 접착층(27)을 사이에 끼워서, 기판(26)이 기판(30)에 접착되었다. 마지막으로, 제2기록층(304), 및 제1기록층(204)의 전체 면을 레이저 빔으로 결정화시키는 초기화 공정을 실행하였다.
각 샘플에 대해서, 실시예 4와 동일한 방법에 의해, 정보 기록 매체(32)의 제1정보층(23)의 기록 감도, 반복 재기록 성능, 및 신호 강도를 측정하였다. 이때, 레이저 빔(11)의 파장은 405nm, 대물 렌즈(34)의 개구수 NA는 0.65, 측정 시의 샘플의 선속도는 8.6m/s, 및 17.2m/s, 최단 마크 길이는 0.294㎛로 하였다. 정보는 그루브에 기록하였다.
측정한 결과, 실시예 4와 마찬가지로, 제1반입사 측 유전체층(206)이 (ZnS)80(SiO2)20으로 이루어지는 샘플은, ZnS에 함유되는 유황이 기록층에 확산되어 버리기 때문에, 1X, 및 2X에서의 반복 재기록 성능이 나쁜 것을 알았다. 또한, 제1반입사 측 유전체층(206)이 (In2O3)50(ZrO2)50으로 이루어지는 샘플은, 1X에서의 기록 감도와 신호 강도가 약간 뒤떨어지고, 2X에서의 신호 강도가 약간 뒤떨어지는 것을 알았다. 제1반입사 측 유전체층(206)이, Si와 In과 O을 적어도 함유하고, 또한 SiO2를 5mol％ 이상, Si를 1원자％ 이상 함유하는 샘플은, 기록 감도, 반복 재기록 성능, 및 신호 강도가 모두 양호한 것을 알았다. 이상으로부터, 제1반입사 측 유전체층(206)이, SiO2를 5mol％ 이상, Si를 1원자％ 이상 함유하면, 양호한 성능의 매체(32)가 얻어지는 것을 알았다.
(실시예 7)
실시예 7에서는, 도 1의 정보 기록 매체(15)를 제작하여, 입사 측 계면층(103), 및 반입사 측 계면층(105)의 재료와, 정보층(16)의 기록 보존성, 및 반복 재기록 성능의 관계를 조사하였다. 구체적으로는, 입사 측 계면층(103), 및 반입사 측 계면층(105)의 재료의 조합이 상이한 정보층(16)을 포함하는 정보 기록 매체(15)의 샘플을 제작하고, 정보층(16)의 기록 보존성, 및 반복 재기록 성능을 측정하였다.
샘플은 아래와 같이 해서 제조하였다. 우선, 기판(14)으로서, 레이저 빔(11)을 유도하기 위한 안내 홈(깊이 20nm, 트랙 피치 0.32㎛)이 형성된 폴리카보네이트 기판(지름 120mm, 두께 1.1mm)을 준비하였다. 그 폴리카보네이트 기판 위에, 반사층(108)으로서 Ag-Pd-Cu층(두께: 80nm), 반입사 측 유전체층(106)으로서 (SiO2)25(In2O3)50(ZrO2)25층(두께: 20nm), 반입사 측 계면층(105)(두께: 5nm), 기록층(104)으로서 Ge45In1Bi3Te51층(두께: 10nm), 입사 측 계면층(103)(두께: 5nm), 입사 측 유전체층(102)으로서 (ZnS)80(SiO2)20층(두께: 60nm)을 순차적으로 스퍼터링법에 의해 적층하였다.
반사층(108)의 성막은, Ar 가스 분위기에서, 압력을 0.4Pa로 하고, DC 전원을 이용하여, 투입 파워 200W로 실행하였다. 반입사 측 유전체층(106)의 성막은, Ar 가스 분위기에서, 압력을 0.15Pa로 하고, RF 전원을 이용하여, 투입 파워 400W로 실행하였다. 반입사 측 계면층(105)의 성막은, Ar 가스 분위기에서, 압력을 0.15Pa로 하고, RF 전원을 이용하여, 투입 파워 400W로 실행하였다. 기록층(104)의 성막은, Ar 가스 분위기에서, 압력을 0.15Pa로 하고, DC 전원을 이용하여, 투입 파워 100W로 실행하였다. 입사 측 계면층(103)의 성막은, Ar 가스 분위기에서, 압력을 0.15Pa로 하고, RF 전원을 이용하여, 투입 파워 400W로 실행하였다. 입사 측 유전체층(102)의 성막은, Ar과 O2의 혼합 가스 분위기(O2: 3체적％)에서, 압력을 0.15Pa로 하고, RF 전원을 이용하여 투입 파워 400W로 실행하였다.
이어서, 자외선 경화성 수지(아크릴계 수지)를 입사 측 유전체층(102) 위에 도포하였다. 그리고, 기판(14)을 회전시킴으로써, 균일한 수지층을 형성하였다. 이어서, 자외선을 조사해서 수지를 경화시켰다. 그 결과, 수지층으로 이루어지는, 두께 100㎛의 투명층(13)이 형성되었다. 그 후, 기록층(104)을 레이저 빔으로 결정화시키는 초기화 공정을 실행하였다. 이상과 같이 해서, 입사 측 계면층(103), 및 반입사 측 계면층(105)의 재료의 조합이 다른 복수의 샘플을 제조하였다.
각 샘플에 대해서, 도 7의 기록 재생 장치(38)를 이용하여, 정보층(16)의 기록 보존성, 및 반복 재기록 성능을 측정하였다. 이때, 레이저 빔(11)의 파장은 405nm, 대물 렌즈(34)의 개구수 NA는 0.85, 측정 시의 샘플의 선속도는 4.9m/s, 최단 마크 길이(2T)는 0.149㎛로 하였다. 정보는 그루브에 기록하였다.
정보 기록 매체(15)의 정보층(16)의 입사 측 계면층(103), 및 반입사 측 계면층(105)의 재료와, 정보층(16)의 기록 보존성, 및 반복 재기록 성능의 평가 결과를 (표 7)에 나타낸다. 기록 보존성은, 온도 80℃, 상대 습도 85％에서 100시간 방치한 전후의 지터의 변화량에 의해 평가하였다. 표 중, 지터의 변화량은, 1％ 미만을 ○, 1％ 이상 2％ 미만을 △, 2％ 이상을 ×로서 표시하였다. 또한, 반복 재기록 성능에 대해서는, 반복 재기록 회수가 1000회 이상을 ○, 500회 이상 1000회 미만을 △, 500회 미만을 ×로서 표시하였다.
Figure 112008039268189-PCT00007
이 결과, 입사 측 계면층(103), 및 반입사 측 계면층(105) 모두 In을 함유하지 않는 샘플 4-1 내지 4-7은, 정보층(16)의 기록 보존성이 다소 뒤떨어지는 것을 알았다. 또한, 입사 측 계면층(103), 및 반입사 측 계면층(105) 모두 In을 함유하는 샘플 4-19는, 정보층(16)의 반복 재기록 성능이 다소 뒤떨어지는 것을 알았다. 입사 측 계면층(103), 및 반입사 측 계면층(105)의 어느 한쪽에 In을 함유하는 샘플 4-8 내지 4-18은, 정보층(16)의 기록 보존성, 및 반복 재기록 성능이 모두 양호한 것을 알았다. 이상의 결과로부터, 입사 측 계면층(103), 및 반입사 측 계면층(105)의 어느 하나를 In을 함유하는 재료로 형성하면, 정보층(16)의 기록 보존성이 양호해지는 것을 알았다.
또한, 샘플 4-8과 4-18을 비교하면, 샘플 4-8은, 특히 2X에서의 반복 재기록 성능이 우수하다는 것이 확인되었다. 이로부터, 입사 측 계면층으로서, Cr2O3 및 ZrO2를 함유하는 층을 사용하고, 반입사 측 계면층으로서, Si-In-Zr/Hf-O계 재료 층을 사용하면, 고속 기록에 적합한 매체를 얻을 수 있는 것을 알았다.
또한, 샘플 4-8 ∼ 4-11은, 샘플 4-11보다도 우수한 반복 재기록 성능을 나타냈다. 이것은, 샘플 4-8 ∼ 4-11에 있어서, 반입사 측 계면층(105) 중의 Si의 함유량이, 반입사 측 유전체층(106)의 그것보다도 적었기 때문이라고 생각된다. 샘플 4-12 ∼ 4-15도 또한, 샘플 4-11보다도 우수한 반복 재기록 성능을 나타냈다. 이들 샘플에 있어서는, Si의 함유량이, 샘플 4-11의 그것보다도 적은데다가, In의 함유량이, 샘플 4-11의 그것보다도 크기 때문이라고 생각된다.
(실시예 8)
실시예 8에서는, 도 3의 정보 기록 매체(24)를 제작하여, 제2입사 측 계면층(303), 및 제2반입사 측 계면층의 재료의 조합과, 제2정보층(25)의 기록 보존성, 및 반복 재기록 성능의 관계를 조사하였다. 구체적으로는, 제2입사 측 계면층(303), 및 제2반입사 측 계면층의 재료의 조합이 상이한 제2정보층(25)을 포함하는 정보 기록 매체(24)의 샘플 5-1 ∼ 5-19를 제작하고, 제2정보층(25)의 기록 보존성, 및 반복 재기록 성능을 측정하였다.
샘플은 아래와 같이 해서 제조하였다. 우선, 기판(14)으로서, 레이저 빔(11)을 유도하기 위한 안내 홈(깊이 20nm, 트랙 피치 0.32㎛)이 형성된 폴리카보네이트 기판(지름 120mm, 두께 1.1mm)을 준비하였다. 그 폴리카보네이트 기판 위에, 제2반사층(208)으로서 Ag-Pd-Cu층(두께: 80nm), 제2반입사 측 유전체층(306)으로서 (SiO2)25(In2O3)50(ZrO2)25층(두께: 20nm), 제2반입사 측 계면층(도시하지 않음)(두께: 5nm), 제2기록층(304)으로서 Ge45In1Bi3Te51층(두께: 10nm), 제2입사 측 계면층(303)(두께: 5nm), 제2입사 측 유전체층(302)으로서 (ZnS)80(SiO2)20층(두께: 60nm)을 순차적으로 스퍼터링법에 의해 적층하였다.
제2반사층(308)의 성막은, Ar 가스 분위기에서, 압력을 0.4Pa로 하고, DC 전원을 이용하여, 투입 파워 200W로 실행하였다. 제2반입사 측 유전체층(306)의 성막은, Ar 가스 분위기에서, 압력을 0.15Pa로 하고, RF 전원을 이용하여, 투입 파워 400W로 실행하였다. 제2반입사 측 계면층의 성막은, Ar 가스 분위기에서, 압력을 0.15Pa로 하고, RF 전원을 이용하여, 투입 파워 400W로 실행하였다. 제2기록층(304)의 성막은, Ar 가스 분위기에서, 압력을 0.15Pa로 하고, DC 전원을 이용하여, 투입 파워 100W로 실행하였다. 제2입사 측 계면층(303)의 성막은, Ar 가스 분위기에서, 압력을 0.15Pa로 하고, RF 전원을 이용하여, 투입 파워 400W로 실행하였다. 제2입사 측 유전체층(302)의 성막은, Ar과 O2의 혼합 가스 분위기(O2: 3체적％)에서, 압력을 0.15Pa로 하고, RF 전원을 이용하여, 투입 파워 400W로 실행하였다.
이어서, 제2입사 측 유전체층(302) 위에 자외선 경화성 수지(아크릴계 수지)를 도포하고, 그 위에 안내 홈(깊이 20nm, 트랙 피치 0.32㎛)을 형성한 기판을 씌워서 밀착하여 회전시킴으로써 균일한 수지층을 형성하였다. 이어서, 수지를 경화시킨 후, 기판을 벗겼다. 이 공정에 의해, 레이저 빔(11)을 유도하는 안내 홈이 제1정보층(23) 측에 형성된 두께 25㎛의 광학 분리층(17)이 형성되었다.
그 후, 광학 분리층(17) 위에, 투과율 조정층(209)으로서 TiO2층(두께: 20nm), 제1반사층(208)으로서 Ag-Pd-Cu층(두께: 10nm), 제1반입사 측 유전체층(206)으로서 (SiO2)25(In2O3)50(ZrO2)25층(두께: 15nm), 제1기록층(204)으로서 Ge45In1Bi3Te51층(두께: 6nm), 제1입사 측 계면층(203)으로서 (SiO2)25(Cr2O3)50(ZrO2)25층(두께: 5nm), 제1입사 측 유전체층(202)으로서 (ZnS)80(SiO2)20층(두께: 40nm)을 순차적으로 스퍼터링법에 의해 적층하였다. 사용한 성막 장치, 스퍼터링 타깃, 성막 조건(가스 종류, 압력, 투입 파워) 등은 실시예 3의 제1정보층(23)의 형성에서 사용한 그것들과 동일하다.
이어서, 자외선 경화성 수지(아크릴계 수지)를 제2입사 측 유전체층(202) 위에 도포하였다. 그리고, 기판(14)을, 회전시킴으로써 균일한 수지층을 형성하였다. 이어서, 자외선을 조사해서 수지를 경화시켰다. 그 결과, 수지층으로 이루어지는, 두께 75㎛의 투명층(13)이 형성되었다. 그 후, 제2기록층(304), 및 제1기록층(204)을 레이저 빔으로 결정화시키는 초기화 공정을 실행하였다. 이상과 같이 해서, 제2입사 측 계면층(303), 및 제2반입사 측 계면층의 재료의 조합이 상이한 복수의 샘플을 제조하였다.
각 샘플에 대해서, 도 7의 기록 재생 장치(38)를 이용하여, 정보 기록 매체(24)의 제2정보층(25)의 기록 보존성, 및 반복 재기록 성능을 측정하였다. 이때, 레이저 빔(11)의 파장은 405nm, 대물 렌즈(34)의 개구수 NA는 0.85, 측정 시의 샘플의 선속도는 4.9m/s, 최단 마크 길이(2T)는 0.149㎛로 하였다. 정보는 그루브에 기록하였다.
정보 기록 매체(24)의 제2정보층(25)의 제2입사 측 계면층(303), 및 제2반입사 측 계면층의 재료와, 제2정보층(25)의 기록 보존성, 및 반복 재기록 성능의 평가 결과를 (표 8)에 나타낸다. 기록 보존성은, 온도 80℃, 상대 습도 85％에서 100시간 방치한 전후의 지터의 변화량에 의해 평가하였다. 표 중, 지터의 변화량은, 1％ 미만을 ○, 1％ 이상 2％ 미만을 △, 2％ 이상을 ×로서 표시하였다. 또한, 반복 재기록 성능에 대해서는, 반복 재기록 회수가 1000회 이상을 ○, 500회 이상 1000회 미만을 △, 500회 미만을 ×로서 표시하였다.
Figure 112008039268189-PCT00008
측정한 결과, 제2입사 측 계면층(303), 및 제2반입사 측 계면층 모두에 In을 함유하지 않는 샘플 5-1 내지 5-7은, 제2정보층(25)의 기록 보존성이 다소 뒤떨어지는 것을 알았다. 또한, 제2입사 측 계면층(303), 및 제2반입사 측 계면층 모두에 In을 함유하는 샘플 5-19는, 제2정보층(25)의 반복 재기록 성능이 다소 뒤떨어지는 것을 알았다. 제2입사 측 계면층(303), 및 제2반입사 측 계면층의 어느 한쪽에 In을 함유하는 재료를 이용한 샘플 5-8 내지 5-18은, 제2정보층(25)의 기록 보존성, 및 반복 재기록 성능이 모두 양호한 것을 알았다. 이상의 결과로, 제2입사 측 계면층(303), 및 제2반입사 측 계면층의 어느 하나를 In을 함유하는 재료로 형성하면, 제2정보층(25)의 기록 보존성이 양호해지는 것을 알았다.
또한, 샘플 5-8과 5-18을 비교하면, 샘플 5-8은, 특히 2X에서의 반복 재기록 성능이 우수하다는 것이 확인되었다. 이것으로부터, 제2입사 측 계면층으로서, Cr2O3 및 ZrO2를 함유하는 층을 사용하고, 제2반입사 측 계면층으로서, Si-In-Zr/Hf-O계 재료 층을 사용하면, 고속 기록에 적합한 매체를 얻을 수 있는 것을 알았다.
또한, 샘플 5-8 ∼ 5-10은, 샘플 5-11보다도 우수한 반복 재기록 성능을 나타냈다. 이것은, 샘플 5-8 ∼ 5-10에 있어서, 반입사 측 계면층(105) 중의 Si의 함유량이, 반입사 측 유전체층(106)의 그것보다도 적었기 때문이라고 생각된다. 샘플 5-12 ∼ 5-15도 또한, 샘플 5-11보다도 우수한 반복 재기록 성능을 나타냈다. 이들 샘플에 있어서는, Si의 함유량이, 샘플 5-11의 그것보다도 적은데다가, In의 함유량이, 샘플 5-11의 그것보다도 크기 때문이라고 생각된다.
(실시예 9)
실시예 9에서는, 도 3의 정보 기록 매체(24)를 제작하여, 제1입사 측 계면층(203), 및 제1반입사 측 계면층의 재료의 조합과, 제1정보층(23)의 기록 보존성, 및 반복 재기록 성능의 관계를 조사하였다. 구체적으로는, 제1입사 측 계면층(203), 및 제1반입사 측 계면층의 재료의 조합이 상이한 제1정보층(23)을 포함하는 정보 기록 매체(24)의 샘플 6-1 ∼ 6-19를 제작하여, 제1정보층(23)의 기록 보존성, 및 반복 재기록 성능을 측정하였다.
샘플은 아래와 같이 해서 제조하였다. 우선, 기판(14)으로서, 레이저 빔(11)을 유도하기 위한 안내 홈(깊이 20nm, 트랙 피치 0.32㎛)이 형성된 폴리카보네이트 기판(지름 120mm, 두께 1.1mm)을 준비하였다. 그 폴리카보네이트 기판 위에, 제2반사층(308)으로서 Ag-Pd-Cu층(두께: 80nm), 제2반입사 측 유전체층(306)으로서 (SiO2)25(In2O3)50(ZrO2)25층(두께: 15nm), 제2반입사 측 계면층(도시하지 않음)으로서 (SiO2)15(In2O3)35(ZrO2)50층(두께: 10nm), 제2기록층(304)으로서 Ge45In1Bi3Te51층(두께: 10nm), 제2입사 측 계면층(303)으로서 (Cr2O3)50(ZrO2)50층(두께: 5nm), 제2입사 측 유전체층(302)으로서 (ZnS)80(SiO2)20층(두께: 60nm)을 순차적으로 스퍼터링법에 의해 적층하였다. 사용한 성막 장치, 스퍼터링 타깃, 성막 조건(가스 종류, 압력, 투입 파워) 등은 실시예 3의 제2정보층(25)의 형성에서 사용한 그것들과 동일하다.
이어서, 제2입사 측 유전체층(302) 위에 자외선 경화성 수지(아크릴계 수지)를 도포하고, 그 위에 안내 홈(깊이 20nm, 트랙 피치 0.32㎛)을 형성한 기판을 씌워서 밀착하여 회전시킴으로써 균일한 수지층을 형성하였다. 이어서, 수지를 경화시킨 후, 기판을 벗겼다. 이 공정에 의해, 레이저 빔(11)을 유도하는 안내 홈이 제1정보층(23) 측에 형성된, 두께 25㎛의 광학 분리층(17)이 형성되었다.
그 후, 광학 분리층(17) 위에, 투과율 조정층(209)으로서 TiO2층(두께: 20nm), 제1반사층(208)으로서 Ag-Pd-Cu층(두께: 10nm), 제1반입사 측 유전체층(206)으로서 (SiO2)25(In2O3)50(ZrO2)25층(두께: 10nm), 제2반입사 측 계면층(도시하지 않음)(두께: 5nm), 제1기록층(204)으로서 Ge45In1Bi3Te51층(두께: 6nm), 제2입사 측 계면층(203)(두께: 5nm), 제2입사 측 유전체층(202)으로서 (ZnS)80(SiO2)20층(두께: 40nm)을 순차적으로 스퍼터링법에 의해 적층하였다. 사용한 성막 장치, 스퍼터링 타깃, 성막 조건(가스 종류, 압력, 투입 파워) 등은 실시예 3의 제1정보층(23)의 형성에서 사용한 그것들과 동일하다.
이어서, 자외선 경화성 수지(아크릴계 수지)를 제1입사 측 유전체층(202) 위에 도포하였다. 그리고, 기판(14)을 회전시킴으로써 균일한 수지층을 형성하였다. 이어서, 자외선을 조사해서 수지를 경화시켰다. 그 결과, 수지층으로 이루어지는, 두께 75㎛의 투명층(13)이 형성되었다. 그 후, 제2기록층(304), 및 제1기록층(204)을 레이저 빔으로 결정화시키는 초기화 공정을 실행하였다. 이상과 같이 해서, 제1입사 측 계면층(203), 및 제1반입사 측 계면층의 재료의 조합이 상이한 복수의 샘플을 제조하였다.
각 샘플에 대해서, 도 7의 기록 재생 장치(38)를 이용하여, 정보 기록 매체(24)의 제1정보층(23)의 기록 보존성, 및 반복 재기록 성능을 측정하였다. 이때, 레이저 빔(11)의 파장은 405nm, 대물 렌즈(34)의 개구수 NA는 0.85, 측정 시의 샘플의 선속도는 4.9m/s, 최단 마크 길이(2T)는 0.149㎛로 하였다. 정보는 그루브에 기록하였다.
정보 기록 매체(24)의 제1정보층(23)의 제1입사 측 계면층(203), 및 제1반입사 측 계면층의 재료와, 제1정보층(23)의 기록 보존성, 및 반복 재기록 성능의 평가 결과를 (표 9)에 나타낸다. 기록 보존성은, 온도 80℃, 상대 습도 85％에서 100시간 방치한 전후의 지터의 변화량에 의해 평가하였다. 표 중, 지터의 변화량은, 1％ 미만을 ○, 1％ 이상 2％ 미만을 △, 2％ 이상을 ×로서 표시하였다. 또한, 반복 재기록 성능에 대해서는, 반복 재기록 회수가 1000회 이상을 ○, 500회 이상 1000회 미만을 △, 500회 미만을 ×로서 표시하였다.
Figure 112008039268189-PCT00009
이 결과, 제1입사 측 계면층(203), 및 제1반입사 측 계면층 모두에 In을 함유하지 않는 재료를 이용한 샘플 6-1 내지 6-7은, 제1정보층(23)의 기록 보존성이 다소 뒤떨어지는 것을 알았다. 또한, 제1입사 측 계면층(203), 및 제1반입사 측 계면층 모두에 In을 함유하는 샘플 6-19는, 제1정보층(23)의 반복 재기록 성능이 다소 뒤떨어지는 것을 알았다. 제1입사 측 계면층(203), 및 제1반입사 측 계면층의 어느 한쪽에 In을 함유하는 샘플 6-8 내지 6-18에서는, 제1정보층(23)의 기록 보존성, 및 반복 재기록 성능이 모두 양호한 것을 알았다. 이상의 결과로부터, 제1입사 측 계면층(203), 및 제1반입사 측 계면층의 어느 하나를 In을 함유하는 재료로 형성하면, 제1정보층(23)의 기록 보존성이 양호해지는 것을 알았다.
또한, 샘플 6-8과 6-18을 비교하면, 샘플 6-8은, 특히 2X에서의 반복 재기록 성능이 우수하다는 것이 확인되었다. 이로부터, 제1입사 측 계면층으로서, Cr2O3 및 ZrO2를 함유하는 층을 사용하고, 제1반입사 측 계면층으로서, Si-In-Zr/Hf-O계 재료 층을 사용하면, 고속 기록에 적합한 매체를 얻을 수 있는 것을 알았다.
또한, 샘플 6-8 ∼ 6-10은, 샘플 6-11보다도 우수한 반복 재기록 성능을 나타냈다. 이것은, 샘플 6-8 ∼ 6-10에 있어서, 반입사 측 계면층(105) 중의 Si의 함유량이, 반입사 측 유전체층(106)의 그것보다도 적었기 때문이라고 생각된다. 샘플 6-12 ∼ 6-15도 또한, 샘플 6-11보다도 우수한 반복 재기록 성능을 나타냈다. 이들 샘플에 있어서는, Si의 함유량이, 샘플 6-11의 그것보다도 적은데다가, In의 함유량이, 샘플 6-11의 그것보다도 크기 때문이라고 생각된다.
(실시예 10)
실시예 1 내지 실시예 9에 있어서, 기록층(104), 제1기록층(204), 또는 제2기록층(304)을 (Ge-Sn)Te, GeTe-Sb2Te3, (Ge-Sn)Te-Sb2Te3, GeTe-Bi2Te3, (Ge-Sn)Te-Bi2Te3, GeTe-(Sb-Bi)2Te3, (Ge-Sn)Te-(Sb-Bi)2Te3, GeTe-(Bi-In)2Te3 및 (Ge-Sn)Te-(Bi-In)2Te3 중 어느 하나로 나타내는 재료로 형성한 결과, 마찬가지의 결과가 얻어졌다. 이 경우, 특히 GeTe-(Bi-In)2Te3, 또는 (Ge-Sn)Te-(Bi-In)2Te3으로 나타내는 재료로 기록층을 형성하면, 기록층 중에 함유되는 In이 비정질상을 안정화하여, 낮은 전송 레이트에서의 기록 보존성이 양호하게 되었다.
(실시예 11)
실시예 1 내지 실시예 10에 있어서, Si-In-Zr/Hf-O계 재료 층으로서 형성한 유전체층 또는 계면층을, Si, In, 및 Zr(및/또는 Hf)에 추가로 탄소(C), Sc, La, Gd, Dy, Yb, Al, Mg, Zn, Ta, Ti, Ca, Ce, Sn, Te, Nb 및 Bi로부터 선택되는 적어도 하나의 원소의 산화물, Si, Cr, Al 및 Ge로부터 선택되는 적어도 하나의 원소의 질화물, 및 Si-C로부터 선택되는 1 또는 복수의 성분을, 20mol％까지의 비율로 첨가한 재료를 사용하여 형성하였다. 어느 매체에 대해서도, 같은 결과가 얻어졌다.
(실시예 12)
실시예 12에서는, 도 8의 전기적 정보 기록 매체(44)를 제조하여, 그 전류의 인가에 의한 상변화를 확인하였다.
기판(39)으로서, 표면을 질화(窒化) 처리한 Si 기판을 준비하고, 그 위에 하부 전극(40)으로서 Pt로 이루어지는, 면적 6㎛×6㎛이고 두께 0.1㎛의 층을 형성하였다. 제1유전체층(401)으로서 (SiO2)25(In2O3)50(ZrO2)25로 이루어지고, 면적 4.5㎛×5㎛이고 두께 0.01㎛의 층을 형성하였다. 층(401) 위에, 제1기록층(41)으로서 Ge45Bi4Te51로 이루어지고, 면적 5㎛×5㎛이고 두께 0.1㎛의 층을 형성하였다. 층(41) 위에, 제2기록층(42)으로서, Sb70Te25Ge5로 이루어지는, 면적 5㎛×5㎛이고 두께 0.1㎛의 층을 형성하였다. 층(42) 위에, 제2유전체층(402)으로서 (SiO2)25(In2O3)50(ZrO2)25로 이루어지는, 면적 4.5㎛×5㎛이고 두께 0.01㎛의 층을 형성하였다. 층(402) 위에, 상부 전극(43)으로서 Pt로 이루어지는, 면적 5㎛×5㎛이고 두께 0.1의 층을 형성하였다. 이들 층은, 모두 스퍼터링법에 의해 형성하였다.
제1유전체층(401), 및 제2유전체층(402)은 절연체이다. 따라서, 제1기록층(41), 및 제2기록층(42)에 전류를 흐르게 하기 위해서, 제1유전체층(401), 및 제2유전체층(402)을, 제1기록층(41) 및 제2기록층(42)보다 작은 면적으로 성막하고, 하부 전극(40)과 제1기록층(41)이 접하고, 또한 제2기록층(42)과 상부 전극(43)이 접하도록 하고 있다.
그 후, 하부 전극(40), 및 상부 전극(43)에 Au 리드 선을 접착하고, 인가부(45)를 통해서 전기적 정보 기록 재생 장치(50)를 전기적 정보 기록 매체(44)에 접속하였다. 하부 전극(40)과 상부 전극(43)의 사이에는, 장치(50)의 펄스 전원(48)을 스위치(47)를 통해서 접속하였다. 또한, 제1기록층(41) 및 제2기록층(42)의 상변화에 의한 저항값의 변화를, 하부 전극(40)과 상부 전극(43)의 사이에 스위치(49)를 통해서 접속된 저항 측정기(46)에 의해 검출하였다.
여기서, 제1기록층(41)의 융점 Tm1은 630℃, 결정화 온도 Tx1은 170℃, 결정화 시간 tx1은 100ns이다. 또한, 제2기록층(42)의 융점 Tm2는 550℃, 결정화 온도 Tx2는 200℃, 결정화 시간 tx2는 50ns이다. 또한, 제1기록층(41)의 비정질상에서의 저항값 ra1은 500Ω, 결정상에서의 저항값 rc1은 10Ω이며, 제2기록층(42)의 비정질상에서의 저항값 ra2는 800Ω, 결정상에서의 저항값 rc2는 20Ω이다.
제1기록층(41) 및 제2기록층(42)이 모두 비정질상인 상태 1일 때, 하부 전극(40)과 상부 전극(43)의 사이에, 도 11의 기록 파형 501에 있어서 Ic1=5mA, tc1=150ns의 전류 펄스를 인가하였다. 그 결과, 제1기록층(41)만이 비정질상에서 결정상으로 전이(轉移)하였다(이하, 상태 2라고 한다). 상태 1일 때, 하부 전극(40)과 상부 전극(43)의 사이에, 도 11의 기록 파형 502에 있어서 Ic2=10mA, tc2=100ns의 전류 펄스를 인가하였다. 그 결과, 제2기록층(42)만이 비정질상에서 결정상으로 전이하였다(이하, 상태 3이라고 한다). 상태 1일 때, 하부 전극(40)과 상부 전극(43)의 사이에, 도 11의 기록 파형 503에 있어서 Ic2=10mA, tc1=150ns의 전류 펄스를 인가하였다. 그 결과, 제1기록층(41) 및 제2기록층(42)이 모두 비정질상에서 결정상으로 전이하였다(이하, 상태 4라고 한다).
이어서, 제1기록층(41) 및 제2기록층(42)이 모두 결정상인 저 저항 상태인 상태 4일 때, 하부 전극(40)과 상부 전극(43)의 사이에, 도 11의 기록 파형 504에 있어서 Ia1=20mA, Ic2=10mA, tc2=100ns의 전류 펄스를 인가하였다. 그 결과, 제1기록층(41)만이 결정상에서 비정질상으로 전이하였다(상태 3). 상태 4일 때, 하부 전극(40)과 상부 전극(43)의 사이에, 도 11의 기록 파형 505에 있어서 Ia2=15mA, ta2=50ns의 전류 펄스를 인가하였다. 그 결과, 제2기록층(42)만이 결정상에서 비정질상으로 전이하였다(상태 2). 상태 4일 때, 하부 전극(40)과 상부 전극(43)의 사이에, 도 11의 소거 파형 506에 있어서 Ia1=20mA, ta1=50ns의 전류 펄스를 인가하였다. 그 결과, 제1기록층(41) 및 제2기록층(42)이 모두 결정상에서 비정질상으로 전이하였다(상태 1).
또한, 상태 2 또는 상태 3일 때, 도 11의 기록 파형 503에 있어서 Ic2=10mA, tc1=150ns의 전류 펄스를 인가하였다. 그 결과, 제1기록층(41) 및 제2기록층(42)이 모두 비정질상에서 결정상으로 전이하였다(상태 4). 또한, 상태 2 또는 상태 3일 때, 도 11의 소거 파형 507에 있어서 Ia1=20mA, Ic2=10mA, tc1=150ns, ta1=50ns의 전류 펄스를 인가하였다. 그 결과, 제1기록층(41) 및 제2기록층(42)이 모두 결정상에서 비정질상으로 전이하였다(상태 1). 상태 2일 때, 도 11의 기록 파형 508에 있어서 Ia1=20mA, Ic2=10mA, tc2=100ns, ta1=50ns의 전류 펄스를 인가하였다. 그 결과, 제1기록층(41)이 결정상에서 비정질상으로 전이하고, 제2기록층(42)이 비정질상에서 결정상으로 전이하였다(상태 3). 상태 3일 때, 도 11의 기록 파형 509에 있어서 Ia2=15mA, Ic1=5mA, tc1=150ns, ta2=50ns의 전류 펄스를 인가하였다. 그 결과, 제1기록층(41)이 비정질상에서 결정상으로 전이하고, 제2기록층(42)이 결정상에서 비정질상으로 전이하였다(상태 2).
이상의 결과로부터, 도 8의 전기적 상변화형 정보 기록 매체(44)에서는, 제1기록층(41) 및 제2기록층(42)의 각각을 결정상과 비정질상의 사이에서 전기적으로 가역 변화시킬 수 있는 것을 알았다. 또한, 이 매체(44)에 있어서는, 4개의 상태(상태 1: 제1기록층(41)과 제2기록층(42)이 모두 비정질상, 상태 2: 제1기록층(41)이 결정상이고 제2기록층(42)이 비정질상, 상태 3: 제1기록층(41)이 비정질상이고 제2기록층(42)이 결정상, 상태 4: 제1기록층(41)과 제2기록층(42)이 모두 결정상)를 실현할 수 있는 것을 알았다.
또한, 전기적 상변화형 정보 기록 매체(44)의 반복 재기록 회수를 측정하였다. 그 결과, 제1유전체층(401), 및 제2유전체층(402)이 없을 경우에 비해, 반복 재기록 회수가, 10배 이상, 향상될 수 있는 것을 알았다. 이것은, 제1유전체층(401), 및 제2유전체층(402)이, 하부 전극(40) 및 상부 전극(43)으로부터의, 제1기록층(41) 및 제2기록층(42)으로의 물질 이동을 억제하고 있기 때문이다.
본 발명에 따른 정보 기록 매체는, 기록한 정보를 장시간 유지할 수 있는 성질(불휘발성(不揮發性))을 갖고, 고밀도의 재기록형(예를 들면, Blu-ray Disc Rewritable(BD-RE), DVD-RAM, DVD-RW, +RW 등), 추기형(예를 들면, Blu-ray Disc Recordable(BD-R), DVD-R 등), 및 재생 전용형(예를 들면, Blu-ray Disc Read-Only(BD-ROM), DVD-ROM 등)의 광 디스크 등으로서 유용하다. 또한, 전기적 불휘발성 메모리 등의 용도에도 응용할 수 있다.

Claims (34)

  1. 광(光)의 조사(照射) 또는 전기적 에너지의 인가에 의해서 정보를 기록 및/또는 재생할 수 있는 정보 기록 매체에 있어서, Si와 In과 M1(M1은 Zr 및 Hf로부터 선택되는 적어도 하나의 원소)과 산소(O)를 함유하는 Si-In-Zr/Hf-O계 재료 층을 포함하고, 상기 Si-In-Zr/Hf-O계 재료 층이 Si를 1원자％ 이상 함유하는, 정보 기록 매체.
  2. 제1항에 있어서, 상기 Si-In-Zr/Hf-O계 재료 층이, 식 (1):
    Sia1Inb1M1c1O100 - a1 - b1 - c1 (원자％) (1)
    (식 중, M1은 Zr 및 Hf로부터 선택되는 적어도 하나의 원소이며, a1, b1 및 c1은, 1≤a1＜32, 3＜b1＜38, 1＜c1＜30, 25＜a1+b1+c1＜40을 만족한다.)
    로 나타내는 Si-In-Zr/Hf-O계 재료를 함유하는 층인, 정보 기록 매체.
  3. 제1항에 있어서, 상기 Si-In-Zr/Hf-O계 재료 층은, 식 (2):
    (SiO2)x1(In2O3)y1(M1O2)100-x1- y1 (mol％) (2)
    (식 중, M1은 Zr 및 Hf로부터 선택되는 적어도 하나의 원소이며, x1 및 y1은, 5≤x1≤90, 5≤y1≤90, 10≤x1+y1≤95를 만족한다.)
    로 나타내는 Si-In-Zr/Hf-O계 재료를 함유하는 층인, 정보 기록 매체.
  4. 제1항에 있어서, 상기 Si-In-Zr/Hf-O계 재료 층이, M2(M2는 Y, Cr 및 Ga로부터 선택되는 적어도 하나의 원소이다.)를 더 함유하는, 정보 기록 매체.
  5. 제4항에 있어서, 상기 Si-In-Zr/Hf-O계 재료 층은, 식 (3):
    Sid1Ine1M1f1M2g10100 - d1 - e1 - f1 - g1 (원자％) (3)
    (식 중, M1은 Zr 및 Hf로부터 선택되는 적어도 하나의 원소이고, M2는 Y, Cr 및 Ga로부터 선택되는 적어도 하나의 원소이며, d1, e1, f1 및 g1은, 1≤d1＜31, 2＜e1＜38, 1＜f1＜29, 0＜g1＜36, 25＜d1+e1+f1+g1＜40을 만족한다.)
    으로 나타내는 Si-In-Zr/Hf-O계 재료를 함유하는 층인, 정보 기록 매체.
  6. 제4항에 있어서, 상기 Si-In-Zr/Hf-O계 재료 층이, 식 (4):
    (SiO2)z1(In2O3)w1(M1O2)v1(M22O3)100- z1 - w1 - v1 (mol％) (4)
    (식 중, M1은 Zr 및 Hf로부터 선택되는 적어도 하나의 원소이고, M2는 Y, Cr 및 Ga로부터 선택되는 적어도 하나의 원소이며, z1, w1 및 v1은, 5≤z1＜90, 5≤w1＜90, 5≤v1＜90, 15≤z1+w1+v1＜100을 만족한다.)
    로 나타내는 Si-In-Zr/Hf-O계 재료를 함유하는 층인, 정보 기록 매체.
  7. 제4항에 있어서, 상기 Si-In-Zr/Hf-O계 재료 층이, M2로서 Y를 함유하고, 식 (5):
    (SiO2)u1(In2O3)t1[(ZrO2)0.97(Y2O3)0.03]100- u1 - t1 (mol％) (5)
    (식 중, M1은 Zr 및 Hf로부터 선택되는 적어도 하나의 원소이고, M2는 Y, Cr 및 Ga로부터 선택되는 적어도 하나의 원소이며, u1 및 t1은, 5≤u1≤90, 5≤t1≤90, 10≤u1+t1≤95를 만족한다.)
    로 나타내는 Si-In-Zr/Hf-O계 재료를 함유하는 층인, 정보 기록 매체.
  8. 제4항에 있어서, 상기 Si-In-Zr/Hf-O계 재료 층이, M2로서 Y를 함유하고, 식 (6):
    (SiO2)s1(In2O3)r1[(ZrO2)0.92(Y2O3)0.08]100- s1 - r1 (mol％) (6)
    (식 중, M1은 Zr 및 Hf로부터 선택되는 적어도 하나의 원소이고, M2는 Y, Cr 및 Ga로부터 선택되는 적어도 하나의 원소이며, s1 및 r1은, 5≤s1≤90, 5≤r1≤90, 10≤s1+r1≤95를 만족한다.)
    으로 나타내는 Si-In-Zr/Hf-O계 재료를 함유하는 층인, 정보 기록 매체.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 Si-In-Zr/Hf-O계 재료 층이, 추가로,
    탄소(C),
    Sc, La, Gd, Dy, Yb, Al, Mg, Zn, Ta, Ti, Ca, Ce, Sn, Te, Nb 및 Bi로부터 선택되는 적어도 하나의 원소의 산화물,
    Si, Cr, Al 및 Ge로부터 선택되는 적어도 하나의 원소의 질화물, 및 Si-C로부터 선택되는, 적어도 하나의 성분을 함유하는, 정보 기록 매체.
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 적어도 하나의 기록층을 구비하는, 정보 기록 매체.
  11. 제10항에 있어서, 상기 기록층이, 상변화(相變化)를 일으킬 수 있는 것인, 정보 기록 매체.
  12. 제11항에 있어서, 상기 기록층이, Sb, Bi, In 및 Sn으로부터 선택되는 적어도 하나의 원소와, Ge와 Te를 함유하는 것을 특징으로 하는, 정보 기록 매체.
  13. 제12항에 있어서, 상기 기록층이, (Ge-Sn)Te, GeTe-Sb2Te3, (Ge-Sn)Te-Sb2Te3, GeTe-Bi2Te3, (Ge-Sn)Te-Bi2Te3, GeTe-(Sb-Bi)2Te3, (Ge-Sn)Te-(Sb-Bi)2Te3, GeTe-(Bi-In)2Te3 및 (Ge-Sn)Te-(Bi-In)2Te3 중 어느 하나로 나타내는 재료를 함유하는, 정보 기록 매체.
  14. 제10항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 Si-In-Zr/Hf-O계 재료 층 은, 상기 기록층의 적어도 하나의 면(面)과 접하고 있는, 정보 기록 매체.
  15. 제10항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 기록층의 적어도 하나의 면과 접하고 있는, Cr, M1 및 O를 함유하는 층을 더 함유하는, 정보 기록 매체.
  16. 제15항에 있어서, 상기 Cr, M1 및 O를 함유하는 층이, Y를 더 함유하는, 정보 기록 매체.
  17. 제15항 또는 제16항에 있어서, 상기 기록층의 대향하는 2개의 면의 한쪽에, 상기 Cr, M1 및 O를 함유하는 층이 접하고 있고, 다른 쪽 면에 상기 Si-In-Zr/Hf-O계 재료 층이 접하고 있는, 정보 기록 매체.
  18. 제1항 내지 제16항 중 어느 한 항에 있어서, 적어도 하나의 반사층을 구비하는, 정보 기록 매체.
  19. 제17항에 있어서, 적어도 하나의 반사층을 구비하고, 상기 Si-In-Zr/Hf-O계 재료 층이 반사층에 더욱 가까운 위치에 있는, 정보 기록 매체.
  20. 제10항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서, 적어도 하나의 계면층, 적어도 하나의 유전체층 및 적어도 하나의 반사층을 구비하고,
    상기 기록층의 한쪽 면에, 상기 계면층으로서 상기 Si-In-Zr/Hf-O계 재료 층, 상기 유전체층으로서 별도의 상기 Si-In-Zr/Hf-O계 재료 층, 및 상기 반사층이 이 순서대로 적층되어 있고,
    상기 계면층에 있어서, Si-In-Zr/Hf-O계 재료에서 점유하는 In의 비율이, 상기 유전체층에 있어서, Si-In-Zr/Hf-O계 재료에서 점유하는 In의 비율보다도 큰, 정보 기록 매체.
  21. 제10항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서, 적어도 하나의 계면층, 적어도 하나의 유전체층 및 적어도 하나의 반사층을 구비하고,
    상기 기록층의 한쪽 면에, 상기 계면층으로서 상기 Si-In-Zr/Hf-O계 재료 층, 상기 유전체층으로서 별도의 상기 Si-In-Zr/Hf-O계 재료 층, 및 상기 반사층이 이 순서대로 적층되어 있고,
    상기 계면층에 있어서, Si-In-Zr/Hf-O계 재료에서 점유하는 Si의 비율이, 상기 유전체층에 있어서, Si-In-Zr/Hf-O계 재료에서 점유하는 Si의 비율보다도 작은, 정보 기록 매체.
  22. 제20항 또는 제21항에 있어서, 상기 기록층의 상기 한쪽 면과 대향하는 면에 접하고 있는, Cr, M1 및 O를 함유하는 층을 더 구비하는, 정보 기록 매체.
  23. 제18항 내지 제22항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 반사층이, 주로 Ag를 함 유하는 것을 특징으로 하는, 정보 기록 매체.
  24. 제1항 내지 제23항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 기록층을 2개 이상 구비하는, 정보 기록 매체.
  25. Si와 In과 M1(M1은 Zr 및 Hf로부터 선택되는 적어도 하나의 원소이다)과 산소(O)를 함유하는 Si-In-Zr/Hf-O계 재료 층을 포함하는 정보 기록 매체의 제조 방법에 있어서, 상기 Si-In-Zr/Hf-O계 재료 층을 스퍼터링법에 의해 형성하는 공정을 적어도 포함하고, 상기 공정에 있어서, Si와 In과 M1과 O를 함유하는 스퍼터링 타깃(sputtering target)으로서, Si를 0.5원자％ 이상 함유하는 스퍼터링 타깃을 사용하는, 정보 기록 매체의 제조 방법.
  26. 제25항에 있어서, 상기 스퍼터링 타깃이, 식 (11):
    Sia2Inb2M1c2O100 - a2 - b2 - c2 (원자％) (11)
    (식 중, M1은 Zr 및 Hf로부터 선택되는 적어도 하나의 원소이며, a2, b2 및 c2는, 0.5≤a2＜35, 0＜b2＜43, 0＜c2＜35, 20＜a2+b2+c2＜45를 만족한다.)
    로 나타내는 Si-In-Zr/Hf-O계 재료를 함유하는, 정보 기록 매체의 제조 방법.
  27. 제25항에 있어서, 상기 스퍼터링 타깃이, 식 (12):
    (SiO2)x2(In2O3)y2(M1O2)100-x2- y2 (mol％) (12)
    (식 중, M1은 Zr 및 Hf로부터 선택되는 적어도 하나의 원소이며, x2 및 y2는, 2＜x2≤95, 0＜y2≤95, 5≤x2+y2＜100을 만족한다.)
    로 나타내는 Si-In-Zr/Hf-O계 재료를 함유하는, 정보 기록 매체의 제조 방법.
  28. 제25항에 있어서, 상기 스퍼터링 타깃이, 추가로 M2(M2는 Y, Cr 및 Ga로부터 선택되는 적어도 하나의 원소이다)를 함유하는, 정보 기록 매체의 제조 방법.
  29. 제28항에 있어서, 상기 스퍼터링 타깃이, 식 (13):
    Sid2Ine2M1f2M2g2O100 - d2 - e2 - f2 - g2 (원자％) (13)
    (식 중, M1은 Zr 및 Hf로부터 선택되는 적어도 하나의 원소이고, M2는 Y, Cr 및 Ga로부터 선택되는 적어도 하나의 원소이며, d2, e2, f2 및 g2는, 0.5≤d2＜34, 0＜e2＜43, 0＜f2＜34, 0＜g2＜41, 20＜d2+e2+f2+g2＜45를 만족한다.)
    으로 나타내는 Si-In-Zr/Hf-O계 재료를 함유하는, 정보 기록 매체의 제조 방법.
  30. 제28항에 있어서, 상기 스퍼터링 타깃이, 식 (14):
    (SiO2)z2(In2O3)w2(M1O2)v2(M22O3)100- z2 - w2 - v2 (mol％) (14)
    (식 중, M1은 Zr 및 Hf로부터 선택되는 적어도 하나의 원소이고, M2는 Y, Cr 및 Ga로부터 선택되는 적어도 하나의 원소이며, z2, w2 및 v2는, 2＜z2＜95, 0＜w2＜95, 0＜v2＜95, 10≤z2+w2+v2＜100을 만족한다.)
    로 나타내는 Si-In-Zr/Hf-O계 재료를 함유하는, 정보 기록 매체의 제조 방법.
  31. 제28항에 있어서, 상기 스퍼터링 타깃이, 식 (15):
    (SiO2)u2(In2O3)t2[(ZrO2)0.97(Y2O3)0.03]100- u2 - t2 (mol％) (15)
    (식 중, M1은 Zr 및 Hf로부터 선택되는 적어도 하나의 원소이고, M2는 Y, Cr 및 Ga로부터 선택되는 적어도 하나의 원소이며, u2 및 t2는, 2＜u2≤95, 2＜t2≤95, 5≤u2+t2＜100을 만족한다.)
    로 나타내는 Si-In-Zr/Hf-O계 재료를 함유하는, 정보 기록 매체의 제조 방법.
  32. 제28항에 있어서, 상기 스퍼터링 타깃이, 식 (16):
    (SiO2)s2(In2O3)r2[(ZrO2)0.92(Y2O3)0.08]100- s2 - r2 (mol％) (16)
    (식 중, M1은 Zr 및 Hf로부터 선택되는 적어도 하나의 원소이고, M2는 Y, Cr 및 Ga로부터 선택되는 적어도 하나의 원소이며, s2 및 r2는, 2＜s2≤95, 2＜r2≤ 95, 5≤s2+r2＜100을 만족한다.)
    으로 나타내는 Si-In-Zr/Hf-O계 재료를 함유하는, 정보 기록 매체의 제조 방법.
  33. 제25항 내지 제32항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 스퍼터링 타깃이, 추가로,
    탄소(C),
    Sc, La, Gd, Dy, Yb, Al, Mg, Zn, Ta, Ti, Ca, Ce, Sn, Te, Nb 및 Bi로부터 선택되는 적어도 하나의 원소의 산화물,
    Si, Cr, Al 및 Ge로부터 선택되는 적어도 하나의 원소의 질화물, 및 Si-C로부터 선택되는, 적어도 하나의 성분을 함유하는, 정보 기록 매체의 제조 방법.
  34. 제25항 내지 제32항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 Si-In-Zr/Hf-O계 재료 층을 형성하는 공정에 있어서, 희(希)가스, 또는 희가스와 O2 가스의 혼합 가스를 이용하는, 정보 기록 매체의 제조 방법.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2016043422A1 (ko) * 2014-09-17 2016-03-24 주식회사 라인어스 전자 라벨 장치

Families Citing this family (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2006112165A1 (ja) * 2005-04-07 2006-10-26 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. 光学的情報記録媒体とその製造方法
JP5061802B2 (ja) 2007-09-06 2012-10-31 三菱マテリアル株式会社 耐割れ性に優れたＺｒＯ２−Ｉｎ２Ｏ３系光記録媒体保護膜形成用スパッタリングターゲット
CN101888933B (zh) * 2007-12-04 2013-05-29 松下电器产业株式会社 信息记录介质及其制造法和记录再生装置
US8158233B2 (en) * 2008-01-31 2012-04-17 Panasonic Corporation Optical information recording medium, method of manufacturing the same, and sputtering target
WO2009096174A1 (ja) * 2008-01-31 2009-08-06 Panasonic Corporation 光学的情報記録媒体及びその製造方法
US20100195468A1 (en) * 2009-01-30 2010-08-05 Brigham Young University Optical data storage media containing metal and metal oxide dark layer structure
JP4702461B2 (ja) 2009-02-12 2011-06-15 ソニー株式会社 光記録媒体
CN101670714A (zh) * 2009-09-18 2010-03-17 陈东 具有特定打印介质可多次反复使用功能的打印机
EP2315204A1 (en) * 2009-10-21 2011-04-27 Thomson Licensing Optical recording medium and method and apparatus for reading from such medium
TWI426511B (zh) * 2011-03-31 2014-02-11 Cmc Magnetics Corp 可寫錄光記錄媒體
US9054295B2 (en) * 2011-08-23 2015-06-09 Micron Technology, Inc. Phase change memory cells including nitrogenated carbon materials, methods of forming the same, and phase change memory devices including nitrogenated carbon materials
JP2014216038A (ja) * 2013-04-26 2014-11-17 ソニー株式会社 光記録媒体
CN110352263A (zh) 2018-02-08 2019-10-18 三菱综合材料株式会社 氧化物溅射靶及氧化物溅射靶的制造方法
WO2020031498A1 (ja) * 2018-08-09 2020-02-13 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 情報記録媒体およびその製造方法
WO2021090829A1 (ja) 2019-11-05 2021-05-14 三菱マテリアル株式会社 高抵抗透明膜

Family Cites Families (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2664207B2 (ja) * 1988-06-17 1997-10-15 株式会社日立製作所 情報記録用薄膜
CN1278325C (zh) 1996-03-11 2006-10-04 松下电器产业株式会社 光学信息记录媒体及其制造方法
US6821707B2 (en) 1996-03-11 2004-11-23 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Optical information recording medium, producing method thereof and method of recording/erasing/reproducing information
JP3612927B2 (ja) 1997-03-31 2005-01-26 松下電器産業株式会社 光学情報記録媒体
US6503690B1 (en) 1997-08-12 2003-01-07 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Optical information recording medium, method for producing the same, and method for recording and reproducing optical information
US20020121031A1 (en) 1998-01-30 2002-09-05 Steven Smith 2a improvements
EP0957477A3 (en) 1998-05-15 2003-11-05 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Optical information recording medium, recording and reproducing method therefor and optical information recording and reproduction apparatus
JP3250989B2 (ja) 1998-05-15 2002-01-28 松下電器産業株式会社 光学情報記録媒体、その記録再生方法、その製造法及び光学情報記録再生装置
TW556185B (en) 2000-08-17 2003-10-01 Matsushita Electric Ind Co Ltd Optical information recording medium and the manufacturing method thereof, record reproduction method and record reproduction device
TWI233098B (en) 2000-08-31 2005-05-21 Matsushita Electric Ind Co Ltd Data recoding medium, the manufacturing method thereof, and the record reproducing method thereof
JP3913014B2 (ja) 2000-08-31 2007-05-09 松下電器産業株式会社 情報記録媒体およびその製造方法ならびにその記録再生方法
US6768710B2 (en) * 2000-12-18 2004-07-27 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Optical information recording medium, method for producing the same, and method and apparatus for recording information thereon
JP2003067974A (ja) * 2001-01-17 2003-03-07 Tosoh Corp 相変化光記録媒体
TW561477B (en) 2001-01-17 2003-11-11 Tosoh Corp Phase-change optical recording medium
JP2004071079A (ja) 2002-08-08 2004-03-04 Hitachi Ltd 情報記録媒体
JP4213579B2 (ja) * 2003-01-10 2009-01-21 パナソニック株式会社 情報記録媒体とその製造方法
JP4210620B2 (ja) * 2003-07-24 2009-01-21 パナソニック株式会社 情報記録媒体とその製造方法
TWI469143B (zh) 2003-07-24 2015-01-11 Panasonic Corp 資訊記錄媒體及其製造方法
US7858290B2 (en) 2003-10-02 2010-12-28 Panasonic Corporation Information recording medium and method for manufacturing the same
WO2006011285A1 (ja) 2004-07-28 2006-02-02 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. 情報記録媒体

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2016043422A1 (ko) * 2014-09-17 2016-03-24 주식회사 라인어스 전자 라벨 장치

Also Published As

Publication number Publication date
WO2007063687A1 (ja) 2007-06-07
TW200802355A (en) 2008-01-01
EP1959445A4 (en) 2009-05-06
EP1959445B1 (en) 2010-01-27
US8075973B2 (en) 2011-12-13
CN101322190B (zh) 2010-09-29
JP4567750B2 (ja) 2010-10-20
DE602006012088D1 (de) 2010-03-18
JPWO2007063687A1 (ja) 2009-05-07
US20090246558A1 (en) 2009-10-01
CN101322190A (zh) 2008-12-10
EP1959445A1 (en) 2008-08-20

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