信息记录介质及其制造方法

文档序号:6751136阅读:343来源:国知局
专利名称:信息记录介质及其制造方法
技术领域
本发明涉及光学性或电性地记录、消除、重写、及再生信息的信息记录介质及其制造方法。
该4.7GB/DVD-RAM在如日本特许公开公报2001-322357号中有公开。将该公报中公开的DVD-RAM的构成示于图10。如图10所示信息记录介质31在基片1的一侧表面具有依次形成第一电介质层102、第一界面层103、记录层4、第二界面层105、第二电介质层106、光吸收校正层7及反射层8的七层结构。该信息记录介质中,第一电介质层存在于比第二电介质层更接近入射激光的位置。第一界面层和第二界面层也具有相同关系。这样,本说明书中,信息记录介质含有两个以上具有相同功能的层时,从入射激光的近处依次称为“第一”“第二”“第三”……。
第一电介质层102和第二电介质层106具有调节光学距离以提高记录层4的光吸收效率,扩大结晶相的反射率和非结晶相的反射率之差以扩大信号振幅的功能。作为现有电介质层材料使用的ZnS-20mol%SiO2(本说明书中有时以(ZnS)80(SiO2)20表示)为非晶质材料,热传导率低,透明且具有高折射率。另外,ZnS-20mol%SiO2在成膜时的成膜速度大,具有良好的机械性能和耐湿性。这样,ZnS-20mol%SiO2是非常适合于形成电介质层的优异材料。
如果第一电介质层102和第二电介质层106的热传导率低,向记录层4入射激光时产生的热难以向电介质层102和电介质层106的面内方向扩散,而在从记录层4到反射层8的厚度方向迅速扩散。尤其,第二电介质层106的热传导率低时,由于第二电介质层106记录层4和反射层8之间更断热。记录层4和反射层8之间的断热程度越大,记录层4会在越短的时间内冷却,容易形成非晶质标志(记录标志)。不易形成记录标志时,需要用高峰值功率记录,容易形成记录标志时可以用低峰值功率记录。电介质层的热传导率低时,可以用低峰值功率记录,所以信息记录介质的记录灵敏度提高。另一方面,电介质层的热传导率高时,用高峰值功率记录,所以信息记录介质的记录灵敏度下降。信息记录介质的电介质层越是无法精确测定热传导率,越是以薄膜方案存在。因此,发明者们采用信息记录介质的记录灵敏度作为确认电介质层热传导率大小的相对性判断基准。
记录层4含有Ge-Sn-Sb-Te,用高度结晶化的材料形成。将有关材料作为记录层4具有的信息记录介质不仅具有优异的初期记录性能,而且还具有优异的记录保存性以及重写保存性。相变信息记录介质是使用记录层4在结晶相和非结晶相之间产生可逆性相变的性质进行信息的记录、删除及重写。如果用高功率激光(峰值功率)照射记录层4急冷,则照射部成为非结晶相,形成记录标志。如果照射低功率激光(偏功率)升温记录层缓冷,则照射部成为结晶相,所记录的信息被删除。通过对记录层照射在峰值功率值和偏功率值之间变换功率的激光,可以在删除已记录的信息的同时重写新的信息。反复重写性能用颤动值在没有实用上问题的范围内能够反复重写的最大次数来表示。该次数越多,说明反复重写性能越好。尤其,数据外存储器用信息记录介质希望具有优异的反复重写性能。
第一界面层103和第二界面层105具有能够防止产生于第一电介质层102和记录层4之间、及第二电介质层106和记录层4之间的物质移动的功能。这里物质移动是指,对记录层照射激光进行反复重写时,第一和第二电介质层含有的ZnS-20mol%SiO2向记录层扩散的现象。如果大量S向记录层扩散,则导致记录层的反射率下降,使反复重写性能恶化。该现象众所周知(参照N.Yamada等,日本应用物理期刊,第37卷(1998),2104-2110页)。另外,日本特许公开公报平10-275360号及国际公开第WO97/34298小册子里公开了用含有Ge的氮化物形成防止该现象的界面层。
光吸收校正层107具有调节记录层4为结晶状态时的光吸收率Ac和非结晶状态时的光吸收率Aa之比Ac/Aa,使重写时标志形状不歪斜的作用。反射层8在光学上具有增大记录层4吸收的光量的功能,热学上具有将产生于记录层4的热迅速扩散急冷,容易使记录层4非结晶化的功能。反射层8还具有把多层膜从使用环境保护的功能。
这样,如图10所示,信息记录介质通过成为层叠了各自具有如上所述功能的七个层的结构,对于4.7GB这样的大容量,确保优异的反复重写性能和高的可靠性,以至达到商品化。
另外,作为适合于信息记录介质的电介质层的材料已有各种各样的提案。如日本特许公开公报平5-109115号中公开了,光信息记录介质中,耐热保护层由具有1600K以上熔点的高熔点元素和低碱玻璃的混合物形成。该公报中作为高熔点元素举例有Nb、Mo、Ta、Ti、Cr、Zr及Si。另外,该公报中低碱玻璃是以SiO2、BaO、B2O3或Al2O3为主成分。
日本特许公开公报平5-159373号公开的光信息记录介质中,耐热保护层由选自熔点比Si高的氮化物、碳化物、氧化物、硫化物中的至少一种化合物和低碱玻璃的混合物形成。该公报中作为高熔点的化合物举例有Nb、Zr、Mo、Ta、Ti、Cr、Si、Zn及Al的碳化物、氧化物、硫化物。另外,该公报中低碱玻璃是以SiO2、BaO、B2O3、Al2O3为主成分。
日本特许公开公报平8-77604号公开的再生专用的信息记录介质中,电介质层是由选自Ce、La、Si、In、Al、Ge、Pb、Sn、Bi、Te、Ta、Sc、Y、Ti、Zr、V、Nb、Cr及W中至少一种元素的氧化物,选自Cd、Zn、Ga、In、Sb、Ge、Sn、Pb、Bi中至少一种元素的硫化物或硒化物构成。
日本特许公开公报2001-67722号中公开的光记录介质中,第一界面控制层和第二界面控制层是由含有选自Al、Si、Ti、Co、Ni、Ga、Ge、Sb、Te、In、Au、Ag、Zr、Bi、Pt、Pd、Cd、P、Ca、Sr、Cr、Y、Se、La、Li中至少一种元素的氮化物、氧化物、碳化物及硫化物构成。
日本特许公开公报平8-180458号公开了含有硫属化合物(具体而言是选自ZnS、ZnSe、ZnTe中的至少一种)和稀土类氟化物(具体而言是选自PmF3、SmF3、EuF3、GdF3、YbF3、DyF3、LaF3、CaF3、PrF3及NdF3中的至少一种)和金属氧化物(具体而言是选自SiO2、Ta2O5、ZrO2及Y2O3中的至少一种)的电介质层,并表示可以有效地多次反复记录删除。
日本特许公开公报平9-25468号中公开了含有选自IIa属元素的硫化物或硒化物(MgS、CaS、SrS、BaS、RaS、MgSe、CaSe、SrSe、BaSe、RaSe)中的至少一种和选自耐热化合物(Al、Si、Ge、Y、Zr、Ba、Ta、Nb、V、W、Hf、Sc或镧系的氧化物、Al、Si、Ge、Ta、B的氮化物、Mg、Ca、Nd、Tb、La的氟化物、Si、B的碳化物)中的至少一种的电介质层。含有该电介质层的信息记录介质为追记型介质时数据保存稳定性优异,为重写型介质时则可进行多次反复记录删除。
如上所述,用ZnS-20mol%SiO2形成第一和第二电介质层时,为了防止S的扩散电介质层和记录层之间需要界面层。但是,如果考虑到介质的价格,希望构成介质的层数越少越好。如果层数少,可以实现材料费的削减、制造装置的小型化、及制造时间缩短带来的生产量增加,从而降低介质的价格。
发明者们探讨了作为减少层数的方法在第一界面层和第二界面层中去掉至少一个界面层的可能性。界面层是厚度2nm~5nm的极其薄的层,结构上脆弱。因此,在反复记录期间会产生膜破坏,其结果容易引起原子扩散。于是,去掉界面层从信息记录介质的稳定性方面考虑也是合适的。并且,发明者还考虑,去掉界面层时需要用ZnS-20mol%SiO2以外的材料形成电介质层,以避免反复记录引起的S从电介质层向记录层的扩散。进一步,对于电介质层的材料还要求,与硫属化物材料的记录层的粘接性好、可得到与上述七层结构的同等或其以上的高记录灵敏度、透明、具有高熔点以避免记录时熔融、不因热而分解的稳定性。

发明内容
本发明的主要课题是提供,即使是不设置界面层而与记录层直接贴着来形成的情况下,物质也不会从电介质层移动到记录层,且设置了与记录层的粘接性良好的电介质层的,具有优异的反复重写性能的信息记录介质。
上述文献均未对物质从电介质层移动到记录层的课题进行讨论。因此,这些公报应当留意未给出本发明需要解决的课题,及解决该课题的方法,即具体性组成的问题。
发明者们如在后述实施例中说明,使用各种各样化合物来形成电介质层,并评价了电介质层在记录层的粘接性、及信息记录介质的反复重写性能。其结果不隔着界面层直接在记录层的上下设置电介质层时,在记录层形成容易扩散的电介质层,如用现有的ZnS-20mol%SiO2形成电介质层时,发现虽然对记录层的粘接性良好,但介质的反复重写性能差。另外,如ZrO2因热传导率低且熔点高,因此如果将其作为电介质层,则可以提高信息记录介质的记录灵敏度,并且能够确保优异的反复重写性能。但是,用ZrO2形成电介质层时,得到了对记录层的粘接性差的结论。对于用其他各种各样的氧化物、氮化物、硫化物、硒化物及氟化物,把电介质层与记录层贴着而形成的信息记录介质,评价了电介质层对记录层的粘接性及反复重写性能。但是,用一种氧化物、氮化物、硫化物、硒化物或氟化物形成电介质层时无法兼备良好的粘接性和良好的反复重写性能。
所以,发明者首先研究了组合不含S的两种以上化合物形成电介质层的情况。其结果发现特定氧化物和特定氟化物的组合适合作为与记录层贴着的电介质层的构成材料,以至达到本发明。
即本发明提供一种信息记录介质,是含有基片和记录层,且所述记录层根据光照射或根据施加电能在结晶相和非结晶相之间产生相变的信息记录介质,其特征在于进一步含有包含选自由Ti、Zr、Hf、Nb、Ta、Cr和Si构成的组GM中的至少一种元素和、氧原子(即O)和、选自由La、Ce、Pr、Nd、Gd、Dy、Ho、Er和Yb构成的组GL中的至少一种元素和、氟原子(即F)的氧化物-氟化物系材料层。
本发明的信息记录介质是根据光照射或根据施加电能可重新记录信息的介质。一般来说,光照射是通过照射激光(即激光束)来实施,施加电能是通过在记录层施加电压来实施。下面进一步具体说明构成本发明信息记录介质的氧化物-氟化物系材料层。
本发明构成信息记录介质的氧化物-氟化物系材料层具体而言含有用下述式(1)表示的氧化物-氟化物系材料
MHOILJFK(原子%)……(1)式中,M表示选自Ti、Zr、Hf、Nb、Ta、Cr和Si构成的组GM中的至少一种元素,L表示选自La、Ce、Pr、Nd、Gd、Dy、Ho、Er和Yb构成的组GL中的至少一种元素,H、I、J和K满足10≤H≤45、24≤I≤76、0<J≤19、0<K≤48。
这里,“原子%”说明,式(1)是把“M”原子、氧原子、“L”原子及氟原子的和数作为基准(100%)来表示的组成式。在以下的式中“原子%”的表示也以同样的意思使用。另外,式(1)只把氧化物-氟化物系材料层所含“M”原子、氧原子、“L”原子及氟原子计算在内而表示的。因此,含有式(1)所示材料的氧化物-氟化物系材料可以含有这些原子以外的成分。
式(1)中并不管各原子以何种化合物形式存在,用这种式规定材料是因为,在分析形成于薄膜的层的组成时,难以求出化合物组成,实际上只能求出元素组成(即各原子的比例)。式(1)所示材料中,被认为元素M的大部分与氧原子以氧化物形式存在,而元素L的大部分与氟原子以氟化物形式存在。因此,本说明书中,对于含有式(1)所示材料的层,也把它简单地称为“氧化物-氟化物系材料层”。
本发明信息记录介质为光记录介质时,含有选自组GM的元素、氧原子、选自组GL的元素及氟原子的氧化物-氟化物系材料层(以下简称“氧化物-氟化物系材料层”)优选作为与记录层邻接的两个电介质层中的任意一个电介质层来存在,更优选作为两个电介质层来存在。构成组GM的元素即Ti、Zr、Hf、Nb、Ta、Cr和Si的氧化物均熔点高、热稳定性优异。含有热稳定性优异的材料的层是,含有该层的信息记录介质进行反复重写信息时也不易劣化,耐久性优异。另外构成组GL的元素即La、Ce、Pr、Nd、Gd、Dy、Ho、Er和Yb的氟化物均不溶于水,且显示优异的耐湿性。另外,这些氟化物都能与硫属化物材料记录层良好地粘接。因此,用混合该氧化物和该氟化物的氧化物-氟化物系材料形成电介质层的信息记录介质可以得到如下效果1)能够把不含S的电介质层在记录层良好地粘接来形成,因此不需要界面层;
2)能赋予信息记录介质与如图10所示现有的信息记录介质相同或其以上程度的对于反复重写的耐久性及耐湿性;3)因氧化物和氟化物混合而结构变复杂,所以层的热传导率变小,由此记录层容易急冷,得到记录灵敏度提高的效果。
对于本发明信息记录介质,氧化物-氟化物系材料层可以是含有作为选自所述组GM的元素选自由Ti、Zr、Hf和Ta构成的组GM1中的至少一种元素和Cr,作为选自所述组GL的元素含有选自由La、Ce、Pr和Nd构成的组GL1中的至少一种元素,并含有用下述式(2)表示的材料M1PCrQOIL1JFK(原子%)……(2)式中,M1表示选自组GM1的至少一种元素,L1表示选自组GL1的至少一种元素,P、Q、I、J和K满足0<P≤38、0<Q≤45、24≤I≤76、0<J≤19、0<K≤48。
Ti、Zr、Hf和Ta在构成组GM的元素中也是形成具有更高的熔点,且显示更优异的热稳定性的氧化物。所以,本说明书中,把由这些元素构成的组特别称为GM1,以区别于其他元素。Cr因其氧化物与硫属化物材料构成的记录层的粘接性优异而适合作为选自组GM的元素构成氧化物-氟化物系材料层。La、Ce、Pr和Nd如上所述除了其氟化物不溶于水且耐湿性优异以外,在稀土类金属的氟化物中价格也更加便宜,所以优选使用。因此,本说明书中,把由这些元素构成的组特别称为GL1,以区别于其他元素。
含有上述式(2)所示材料的氧化物-氟化物系材料层也优选作为光记录介质中与记录层邻接的两个电介质层中的任意一个电介质层存在,更优选作为两个电介质层存在。含有含有式(2)所示材料的电介质层的信息记录介质显示出更优异的反复重写性能,并且电介质层在记录层的粘接性也更优异。另外,能够更廉价地形成氧化物-氟化物系材料层,所以能够廉价地制造信息记录介质。
本发明信息记录介质中,氧化物-氟化物系材料层还可以含有作为选自所述组GM的元素选自所述组GM1中的至少一种元素和Cr,并进一步含有Si,作为选自所述组GL的元素选自所述组GL1中的至少一种元素,含有用下述式(3)表示的材料
M1RCrSSiTOUL1VFW(原子%)……(3)式中,M1表示选自组GM1的至少一种元素,L1表示选自组GL1的至少一种元素,R、S、T、U、V和W满足0<R≤28、0<S≤33、0<T≤19、25≤U≤70、0<V≤18、0<W≤45。
含有上述式(3)所示材料的氧化物-氟化物系材料层也优选作为光记录介质中与记录层邻接的两个电介质层中的任意一个电介质层存在,更优选作为两个电介质层存在。Si的氧化物可以使氧化物-氟化物系材料层柔软,因此能够抑制实施反复记录时产生的膜裂和膜破坏。
如上所述,在上述氧化物-氟化物系材料层中认为选自组GM中的至少一种元素是与氧以氧化物形式存在,选自组GL中的至少一种元素是与氟以氟化物形式存在。于是,上述氧化物-氟化物系材料层是特定为含有选自由Ti、Zr、Hf、Nb、Ta、Cr和Si构成的组GM中的至少一种元素的氧化物和、选自由La、Ce、Pr、Nd、Gd、Dy、Ho、Er和Yb构成的组GL中的至少一种元素的氟化物的层来得到。
对于这样特定的层,选自所述组GM的元素的氧化物组和选自所述组GL的元素的氟化物组优选总计含有90摩尔%以上。这里,“氧化物组”该用语是为了,选自组GM的元素为两种以上,层中含有两种以上氧化物时,总称所有氧化物。或者“氧化物组”该用语在选自组GM的元素只有一种,层中含有一种氧化物时,单指该氧化物。“氟化物组”该用语也是一样。换言之,氧化物-氟化物系材料层可以含有10摩尔%以下的除了所述组GM的元素的氧化物组和选自所述组GL的元素的氟化物以外的化合物(这种化合物称为“第三组分”)。如果在氧化物-氟化物体系中第三组分所占比例超过10摩尔%,层的热稳定性和耐湿性下降,难以得到上述给定的效果。
对于如上所述特定的层,把选自组GM的元素的氧化物组和选自组GL的元素的氟化物组总计量为基准(100摩尔%)时,选自组GM的元素的氧化物组优选含有50摩尔%以上,更优选含有50摩尔%~90摩尔%。如果选自组GM的元素的氧化物组比例不足50摩尔%,比如把氧化物-氟化物系材料层作为与记录层贴着的电介质层时,反复重写性能有下降的趋势。
对于如上所述以含有氧化物和氟化物的化合物的层特定的层,优选含有作为选自所述组GM的元素的氧化物选自由此而来Ti、Zr、Hf和Ta构成的组GM1中的至少一种元素的氧化物和Cr的氧化物,作为选自所述组GL的元素的氟化物含有选自由La、Ce、Pr和Nd构成的组GL1中的至少一种元素的氟化物。该层带来的效果正如在前面对于上述式(2)所示材料进行说明。
对于该层,选自组GM1的元素的氧化物组和Cr的氧化物是,把这些氧化物和选自组GL1的元素的氟化物的总计量为基准(100摩尔%)时,优选含有50摩尔%以上,更优选含有50摩尔%~90摩尔%。如果这些氧化物的比例不足50摩尔%,比如把氧化物-氟化物系材料层作为与记录层贴着的电介质层时,反复重写性能有下降的趋势。进一步优选选自组GM1的元素的氧化物组和Cr的氧化物各自对于所述基准含有10摩尔%以上。
另外,该层除了选自组GM1中的至少一种元素的氧化物和Cr的氧化物之外,还可以含有Si的氧化物。对于Si的氧化物带来的效果正如在前面对于式(3)所示材料进行说明。
含有选自组GM1中的至少一种元素的氧化物和Cr的氧化物和Si的氧化物的层选自ZrO2、HfO2和Ta2O5的至少一种氧化物、SiO2及Cr2O3,作为选自所述组GL的元素的氟化物含有LaF3。这种氧化物-氟化物系材料层具体而言是含有下述式(4)所示材料(D)X(SiO2)Y(Cr2O3)Z(LaF3)100-X-Y-Z(mol%)……(4)式中,D表示选自ZrO2、HfO2和Ta2O5的至少一种氧化物,X、Y和Z满足20≤X≤70、10≤Y≤50、10≤Z≤60、50≤X+Y+Z≤90。
ZrO2、HfO2和Ta2O5熔点都高并且热稳定性好。LaF3在不溶于水的氟化物中熔点也最高,达到约1500℃,并且价格便宜,因此最实用。各化合物的优选比例如上所述由X、Y及Z规定。通过把这种氧化物-氟化物系材料层作为与记录层贴着的电介质层,可以去掉界面层。另外,把该层作为电介质层来含有的信息记录介质,在实现优异的记录信息质量的同时,具有优异的反复记录性能、耐湿性、记录灵敏度、记录及重写保存性。
对于含有上述ZrO2、SiO2、Cr2O3和LaF3的氧化物-氟化物系材料层,ZrO2和SiO2的含量大致相等时,优选含有ZrSiO4。ZrSiO4是化学计量组成稳定的复合氧化物。ZrSiO4具有高的结构稳定性,热传导率低,所以如果用含有它的氧化物-氟化物系材料层形成与记录层贴着的电介质层,可以实现反复性能内优异,且具有更高记录灵敏度的信息记录介质。
含有ZrSiO4、Cr2O3和LaF3的氧化物-氟化物系材料层优选为含有下述式(5)所示材料(ZrSiO4)A(Cr2O3)B(LaF3)100-A-B(mol%)……(5)式中A和B满足20≤A≤70、10≤B≤50、50≤A+B≤90。
各化合物的优选比例正如上述由A和B规定。通过把这种氧化物-氟化物系材料层作为与记录层贴着的电介质层,可以去掉界面层。另外,把该层作为电介质层来含有的信息记录介质在实现优异的记录信息质量的同时,具有优异的反复记录性能、耐湿性、记录灵敏度、记录及重写保存性。
本发明信息记录介质中存在的氧化物-氟化物系材料层的组成分析可以用如X射线微量分析仪实施。此时组成以各元素的原子浓度形式得到。
例如,分析用后述式(40)即(ZrO2)x(SiO2)y(Cr2O3)z(LaF3)100-x-y-z(mol%)所示溅射靶根据溅射形成于炭素基片上的膜时,可以测定到Zr、Si、Cr、La、O和F的原子浓度。其结果,所得实际分析值与ZrO2、SiO2、Cr2O3、LaF3的化学计量组成不一致,无法用下述式(4)即(ZrO2)x(SiO2)y(Cr2O3)z(LaF3)100-x-y-z(mol%)表示。此时,氧化物-氟化物系材料层也是只含有选自组GM的至少一种元素、氧原子、选自GL的至少一种元素、及氟原子,优选上述式(1)~(3)所示材料,达到本发明目的。
以上说明的氧化物-氟化物系材料层都优选在本发明信息记录介质中作为设置成与记录层贴着的电介质层存在。此时电介质层可以设置成与记录层的两面贴着。或者上述氧化物-氟化物系材料层都优选在本发明信息记录介质中作为位于记录层和电介质层之间的界面层存在。换言之,上述氧化物-氟化物系材料层都优选在本发明信息记录介质中设置成与记录层贴着。
上述本发明信息记录介质优选在其记录层中可产生可逆性相变。即本发明信息记录介质优选作为重写型信息记录介质提供。
产生可逆性相变的记录层优选具体地含有选自Ge-Sb-Te、Ge-Sn-Sb-Te、Ge-Bi-Te、Ge-Sn-Bi-Te、Ge-Sb-Bi-Te、Ge-Sn-Sb-Bi-Te、Ag-In-Sb-Te及Sb-Te的任意一种材料。这些均为高速结晶化材料。因此,用这些材料形成记录层,则能够得到以高密度且高传输速度记录,而且可靠性(具体而言是记录保存性或重写保存性)也优异的信息记录介质。
本发明信息记录介质中,记录层可产生可逆性相变时,记录层的膜厚优选在15nm以下。如果超过15nm,则施加到记录层的热向面内扩散,难以向厚度方向扩散,从而对信息重写带来障碍。
本发明信息记录介质可以是具有在基片的一侧表面依次形成第一电介质层、记录层、第二电介质层、及反射层的构成。具有该构成的信息记录介质是根据光照射进行记录的介质。本说明书中,“第一电介质层”是指处于入射光更近处的电介质层,“第二电介质层”是指处于入射光更远处的电介质层。即照射的光从第一电介质层经过记录层,达到第二电介质层。该构成的信息记录介质可以用于如用波长在660nm附近的激光记录再生的情况。
本发明信息记录介质具有该构成时,第一电介质层和第二电介质层中的至少一个电介质层为上述氧化物-氟化物系材料层。也可以两个电介质层都是上述氧化物-氟化物系材料层。此时两个电介质层可以是同一组成的层,也可以是不同组成的层。
作为具有该构成的信息记录介质的一个方案,举例有在基片的一侧表面依次形成第一电介质层、界面层、记录层、第二电介质层、光吸收校正层及反射层,该第二电介质层为所述氧化物-氟化物系材料层,且与该记录层贴着界面的信息记录介质。
本发明信息记录介质是具有在基片的一侧表面依次形成反射层、第二电介质层、记录层及第一电介质层的构成。该构成是在光入射基片的厚度需要薄时采用。具体而言,用波长在405nm附近的短波长激光记录再生时,把物镜的数值孔径NA变大到如0.85,把焦点位置变浅时,使用该构成的信息记录介质。使用这种波长和数值孔径NA,就需要把光入射的基片的厚度做成如60~120μm程度。在这样薄的基片的表面难以形成层。于是,该构成信息记录介质特定为,以光不入射的基片作为支撑体,通过在其一侧表面依次形成反射层等来形成。
本发明信息记录介质具有这种构成时,第一电介质层和第二电介质层中的至少一个电介质层为上述氧化物-氟化物系材料层。也可以两个电介质层都是上述氧化物-氟化物系材料层。此时两个电介质层可以是同一组成的层,也可以是不同组成的层。
作为具有该构成的信息记录介质的一个方案,举例有在基片的一侧表面依次形成反射层、光吸收校正层、第二电介质层、记录层、界面层及第一电介质层,所述第二电介质层为所述氧化物-氟化物系材料层,且与所述记录层贴着界面的信息记录介质。
本发明信息记录介质可以具有两个以上记录层。这种信息记录介质具有如在基片的一侧表面两个记录层隔着电介质层和中间层而层叠的单面两层结构。单面两层结构的信息记录介质从单侧照射光,在两个记录层记录信息。根据该结构可以变大记录容量。或本发明信息记录介质可以是在基片的两面形成记录层。
作为具有两个以上记录层的信息记录介质的一个方案,举例有在基片的一侧表面依次形成至少第二反射层、第五电介质层、第二记录层、第四电介质层、中间层、第三电介质层、第一反射层、第二电介质层、第一记录层及第一电介质层,第一电介质层、第二电介质层、第四电介质层及第五电介质层中的至少一个电介质层为为所述氧化物-氟化物系材料层,与第一电介质层或第二电介质层贴着界面来形成的信息记录介质。
本发明还提供制造本发明信息记录介质的方法,即含有用溅射法形成上述氧化物-氟化物系材料层的工序的制造方法。根据溅射法可以形成具有与溅射靶组成大致相同组成的氧化物-氟化物系材料层。于是,根据该制造方法,通过适当选择溅射靶可以容易地形成所希望组成的氧化物-氟化物系材料层。
具体而言,溅射靶可以使用含有下述式(10)所示材料MhOiLjFk(原子%)……(10)式中M表示选自由Ti、Zr、Hf、Nb、Ta、Cr和Si构成的组GM的至少一种元素,L表示选自由La、Ce、Pr、Nd、Gd、Dy、Ho、Er和Yb构成的组GL的至少一种元素,h、i、j和k满足10≤h≤45、24≤i≤76、0<j≤19、0<k≤48。
式(10)相当于用元素组成表示选自组GM的元素M的大部分以氧化物形式存在,选自组GL的元素L的大部分以氟化物形式存在的式。根据该溅射靶,可以形成含有上述式(1)所示材料的氧化物-氟化物系材料层。
或者溅射靶可以使用含有下述式(20)所示材料M1pCrqOiL1jFk(原子%)……(20)式中M1表示选自Ti、Zr、Hf和Ta构成的组GM1的至少一种元素,L1表示选自La、Ce、Pr和Nd构成的组GL1的至少一种元素,p、q、i、j和k满足0<p≤38、0<q≤45、24≤i≤76、0<j≤19、0<k≤48。根据该溅射靶,可以形成含有上述式(2)所示材料的氧化物-氟化物系材料层。
或者溅射靶可以使用含有下述式(30)所示材料M1rCrsSitOuL1vFw(原子%)……(30)式中M1表示选自Ti、Zr、Hf和Ta构成的组GM1的至少一种元素,L1表示选自La、Ce、Pr和Nd构成的组GL1的至少一种元素,r、s、t、u、v和w满足0<r≤28、0<s≤33、0<t≤19、25≤u≤70、0<v≤18、0<w≤45。根据该溅射靶,可以形成含有上述式(3)所示材料的氧化物-氟化物系材料层。
或者溅射靶可以使用含有选自Ti、Zr、Hf、Nb、Ta、Cr和Si构成的组GM中的至少一种元素的氧化物和、选自La、Ce、Pr、Nd、Gd、Dy、Ho、Er和Yb构成的组GL中的至少一种元素的氟化物来构成的靶。这样特定溅射靶是因为,含有选自组GM的元素、氧、选自组GL的元素和氟的溅射靶通常是表示了选自组GM的元素的氧化物和选自组GL的元素的氟化物的组成来供给。另外,发明者确认了用X射线微量分析仪分析如此表示组成的溅射靶得到的元素组成与由所表示组成算出的元素组成大致相等(即组成表示(公称组成)适当)。于是,作为氧化物和氟化物的混合物提供的溅射靶也适合用于本发明的制造方法。
作为氧化物和氟化物的混合物提供的溅射靶优选含有选自所述组GM的元素的氧化物组和、选自所述组GL的元素的氟化物组总计90摩尔%以上。换言之,溅射靶可以含有10摩尔%以下第三成分。溅射靶如果含有超过10摩尔%的第三成分,则所得氧化物-氟化物系材料层也会含有超过10摩尔%的第三成分,难以得到能够带来所希望效果的信息记录介质。
作为氧化物和氟化物的混合物提供的溅射靶,把选自组GM的元素的氧化物组和选自组GL的元素的氟化物组总计量为基准(100摩尔%)时,优选含有50摩尔%以上选自组GM的元素的氧化物组,更优选含有50摩尔%~90摩尔%。如果使用氧化物组比例不足50摩尔%的溅射靶,则所得氧化物-氟化物也会氧化物组比例不足50摩尔%,难以得到带来所希望效果的信息记录介质。
作为氧化物和氟化物的混合物提供的溅射靶可以是作为选自所述组GM的元素的氧化物含有选自Ti、Zr、Hf和Ta构成的组GM1中的至少一种元素的氧化物和Cr的氧化物,作为选自所述组GL的元素的氟化物含有选自La、Ce、Pr和Nd构成的组GL1中的至少一种元素的氟化物来构成。使用该溅射靶可以形成含有选自组GM1中的至少一种元素的氧化物和Cr的氧化物、及选自组GL1中的至少一种元素的氟化物的层。
对于含有Cr的溅射靶,选自组GM1的元素的氧化物和Cr的氧化物是,把这些氧化物和选自组GL1的元素的氟化物的总计量为基准(100摩尔%)时,优选含有50摩尔%以上,更优选含有50摩尔%~90摩尔%。如果使用含有不足50摩尔%这些氧化物的溅射靶,则所得层也会含有不足50摩尔%的氧化物,难以得到带来所希望效果的信息记录介质。
该含有Cr的溅射靶也可以进一步含有Si的氧化物。如果使用含有Si的氧化物的溅射靶,所得层也含有Si的氧化物,赋予信息记录介质更好的特性。
更具体而言,优选使用的溅射靶是,作为选自所述组GM的元素的氧化物含有选自ZrO2、HfO2和Ta2O5的至少一种氧化物、SiO2及Cr2O3,作为选自所述组GL的元素的氟化物含有LaF3而构成。这种溅射靶优选含有式(40)所示材料(D)x(SiO2)y(Cr2O3)z(LaF3)100-x-y-z(mol%)……(40)
式中,D表示选自ZrO2、HfO2和Ta2O5的至少一种氧化物,x、y和z满足20≤x≤70、10≤y≤50、10≤z≤60、50≤x+y+z≤90。使用该溅射靶,可以形成含有上述式(4)所示材料的氧化物-氟化物系材料层。
含有上述式(40)所示材料的溅射靶也可以含有大致相等比例的ZrO2和SiO2,也可以含有由此形成的ZrSiO4。这种溅射靶优选含有式(50)所示材料(ZrSiO4)a(Cr2O3)b(LaF3)100-a-b(mol%)……(50)式中,a和b满足20≤a≤70、10≤b≤50、50≤a+b≤90。使用该溅射靶,可以形成含有上述式(5)所示材料的氧化物-氟化物系材料层。


图1表示本发明光信息记录介质一例的部分断面图。图2表示本发明光信息记录介质另一例的部分断面图。图3表示本发明光信息记录介质另一其他例的部分断面图。图4表示本发明光信息记录介质另一其他例的部分断面图。图5表示本发明光信息记录介质另一其他例的部分断面图。图6表示本发明光信息记录介质另一其他例的部分断面图。图7表示式(5)所示材料组成范围的三角图。图8表示通过施加电能记录信息的本发明信息记录介质一例的模式图。图9表示使用图8所示信息记录介质的系统的一例的模式图。图10表示现有信息记录介质一例的部分断面图。图中1,101,201基片;2,102第一电介质层;3,103第一界面层;4记录层;5,105第二界面层;6,106第二电介质层;7光吸收校正层;8反射层9粘接层;10,110空基片;12激光;13第一记录层;14第一反射层;15第三电介质层;16中间层;17第四电介质层;18第二记录层;19第五电介质层;20第二反射层;21第一信息层;22第二信息层;23凹面;24凸面;25,26,27,28,29,30,31,207信息记录介质;202下部电极;203记录部;204上部电极;205相变部(记录层);206断热部(电介质层);208脉冲发生部;209阻抗测定器;210,211开关;212施加部;213判断部;214电写入/读出装置图1中所示信息记录介质25具有在基片1的一侧表面依次形成有第一电介质层2、记录层4、第二电介质层6、光吸收校正层7、及反射层8,进一步由粘接层9粘接空基片10的构成。即,反射层8形成在光吸收校正层7上,光吸收校正层7形成在第二电介质层6上,第二电介质层6形成在记录层4上,记录层4形成在第一电介质层2上。该构成的信息记录介质用作由波长在660nm附近的红色区域的激光束记录再生的4.7GB/DVD-RAM。该构成的信息记录介质从基片1侧入射激光12,由此进行信息的记录及再生。信息记录介质25在不具有第一界面层103和第二界面层105方面,与如图10所示现有信息记录介质31不同。
在实施方案1中,第一电介质层2和第二电介质层6都是氧化物-氟化物系材料层。氧化物-氟化物系材料层是如前所述含有选自由Ti、Zr、Hf、Nb、Ta、Cr和Si构成的组GM中的至少一种元素的氧化物和、选自由La、Ce、Pr、Nd、Gd、Dy、Ho、Er和Yb构成的组GL中的至少一种元素的氟化物的层。
一般对于电介质层材料要求1)透明;2)熔点高;记录时不熔融;3)与硫属化物材料记录层的粘接性良好。透明是使从基片1侧入射的激光12透过以到达记录层4所需的必要特性。该特性尤其要求入射侧的第一电介质层。高熔点是照射峰值功率级的激光时,确保电介质层材料不混入到记录层所需的必要特性,要求第一和第二电介质层两者。如果电介质层材料混入到记录层,反复重写性能显著下降。与硫属化物材料记录层的粘接性良好是确保信息记录介质的可靠性所需的必要特性,要求第一和第二电介质层两者。进一步,电介质层材料需要选择成,所得信息记录介质具有与现有信息记录介质(即由ZnS-20mol%SiO2构成的电介质层和记录层之间具有界面层的介质)相等或其以上的记录灵敏度。
上述氧化物-氟化物系材料层所含成分中构成组GM的元素的氧化物都透明且熔点高,热稳定性优异。因此该化合物能够确保信息记录介质的反复重写性能。构成组GL的元素的氟化物都不溶于水且耐湿性优异。因此该化合物确保信息记录介质的耐湿性。构成组GM的元素的氧化物含有如TiO2、ZrO2、HfO2、Nb2O5、Ta2O5、Cr2O3及SiO2。构成组GL的元素的氟化物含有LaF3、CeF3、PrF3、NdF3、GdF3、DyF3、HoF3、ErF3及YbF3。通过把混合这些氧化物和氟化物来构成的含有不含S的材料的层作为第一电介质层2和第二电介质层6,把这些如图示与记录层4贴着形成,可实现反复重写性能优异且记录层和电介质层之间的粘接性良好的信息记录介质25。另外,通过混合氧化物和氟化物使层的结构复杂化,抑制电介质层的热传导。因此,如果使用上述氧化物-氟化物系材料层,能够形成记录层的急冷效果高的电介质层,可提高信息记录介质的记录灵敏度。
上述氧化物-氟化物系材料层可以含有选自组GM的两个以上元素的氧化物,即两种以上氧化物。两种以上氧化物可以形成复合氧化物。上述氧化物-氟化物系材料层可以含有选自组GL的两个以上元素的氟化物,即两种以上氟化物。含有两种以上氧化物的层的例子是含有上述式(4)所示材料的层。两种以上氧化物形成复合氧化物的层的例子是含有上述式(5)所示材料的层。
第一电介质层2和第二电介质层6优选为含有作为选自所述组GM的元素的氧化物选自Ti、Zr、Hf和Ta构成的组GM1中的至少一种元素的氧化物和Cr的氧化物,作为选自所述组GL的元素的氟化物含有选自La、Ce、Pr和Nd构成的组GL1中的至少一种元素的氟化物的氧化物-氟化物系材料层。构成组GM1的元素的氧化物都熔点高,热稳定性更优异。构成组GL1的元素的氟化物在价格上都有利。因此,把含有这样特定的氧化物和氟化物的氧化物-氟化物系材料层作为第一电介质层2和第二电介质层6,能够提供反复记录性能优异,且更廉价的信息记录介质。该氧化物-氟化物系材料层进一步含有Si的氧化物时,能够使电介质层柔软,对信息记录介质进行反复记录时,也能够抑制电介质层的膜裂和膜破坏。
更具体而言,氧化物-氟化物系材料层优选是,作为选自组GM1中的元素的氧化物含有选自ZrO2、HfO2和Ta2O5的至少一种氧化物、进一步含有SiO2及Cr2O3,作为选自组GL的元素的氟化物含有LaF3的层。ZrO2和HfO2透明,且具有高熔点(约2700℃),并且热稳定性好。另外,ZrO2、HfO2和Ta2O5是氧化物中热传导率低的材料。LaF3在不溶于水的氟化物中熔点也最高,达到约1500℃,并且价格便宜,因此最适合作为构成电介质层的氟化物,最具实用性。含有选自ZrO2、HfO2和Ta2O5的至少一种氧化物、SiO2及Cr2O3及LaF3的材料,用上述式(4),既(D)X(SiO2)Y(Cr2O3)Z(LaF3)100-X-Y-Z(mol%)表示。该式中,D表示选自ZrO2、HfO2和Ta2O5的一个或两个以上氧化物。另外,该式中表示各化合物混合比例的X、Y和Z满足20≤X≤70、10≤Y≤50、10≤Z≤60、50≤X+Y+Z≤90。如果X(选自ZrO2、HfO2和Ta2O5的一个氧化物的混合比例或合计两个以上氧化物的混合比例)及Y(SiO2的混合比例)在上述范围内,信息记录介质显示出优异的反复重写性能。如果Z(Cr2O3的混合比例)则在上述范围内,能够得到与记录层的粘接性优异的氧化物-氟化物系材料层。如果X+Y+Z在上述范围内,100-X-Y-Z则在10~50范围内。如果100-X-Y-Z(LaF3的混合比例)在上述范围内,信息记录介质显示出优异的记录灵敏度。
氧化物-氟化物系材料层可以是含有ZrSiO4、Cr2O3和LaF3的层。ZrSiO4是以1∶1比例混合ZrO2和SiO2时形成的复合氧化物,具有高的结构稳定性。含有ZrSiO4、Cr2O3和LaF3的材料用上下述式(5),即(ZrSiO4)A(Cr2O3)B(LaF3)100-A-B(mol%)表示。该式中,表示各化合物混合比例的A和B满足20≤A≤70、10≤B≤50、50≤A+B≤90。如果A(ZrSiO4的混合比例)在上述范围内,信息记录介质显示出优异的反复重写性能。如果B(Cr2O3的混合比例)在上述范围内,能够得到与记录层的粘接性优异的氧化物-氟化物系材料层。如果A+B在上述范围内,100-A-B则在10~50范围内。如果100-A-B(LaF3的混合比例)在上述范围内,信息记录介质显示出优异的记录灵敏度。
图7表示式(5)所示材料的组成范围。图7中,坐标是(ZrSiO4,Cr2O3,LaF3)。该图中式(5)所示材料是用a(70,10,20)、b(40,10,50)、c(20,30,50)、d(20,50,30)、e(40,50,10)、g(70,20,10)围绕的范围(包含线)内的材料。
氧化物-氟化物系材料层优选含有选自上述组GM的元素的氧化物和、选自上述组GL的元素的氟化物组总计90摩尔%以上。含有这些氟化物组总计90摩尔%以上的层即使含有除此之外的第三成分,其热稳定性和耐湿性也不会变化,适合用作第一电介质层2和第二电介质层6。第三成分是形成氧化物-氟化物系材料层时不可避免地含有的,或不可避免地形成的物质。作为第三成分有如电介质、金属、半金属、半导体和/或非金属含在氧化物-氟化物系材料层。
作为第三成分含有的电介质更具体的是Al2O3、CeO2、CuO、Cu2O、Er2O3、FeO、Fe2O3、Fe3O4、Ga2O3、Ho2O3、In2O3、In2O3和SnO2的混合物,La2O3、Mn3O4、Nd2O3、NiO、Sc2O3、Sm2O3、SnO、SnO2、Tb4O7、WO3、Y2O3、Yb2O3、ZnO、AlN、BN、CrN、Cr2N、HfN、NbN、Si3N4、TaN、TiN、VN、ZrN、B4C、Cr3C2、HfC、Mo2C、NbC、SiC、TaC、TiC、VC、W2C、WC、及ZrC。
作为第三成分含有的金属是Sc、Y、Ti、Zr、Hf、V、Nb、Ta、Cr、Mo、W、Mn、Fe、Ni、Pd、Pt、Cu、Ag、Au、Zn、La、Ce、Nd、Sm、Gd、Tb、Dy及Yb。
作为第三成分含有的半金属和半导体更具体的是B、Al、C、Si、Ge及Sn。作为第三成分含有的非金属更具体的是Sb、Bi、Te及Se。
第一电介质层2和第二电介质层6可以由组成各不相同的氧化物-氟化物系材料层构成。如使用下述式(4),既(D)X(SiO2)Y(Cr2O3)Z(LaF3)100-X-Y-Z(mol%)所示材料时,第一电介质层2优选由组成为具有更优异的耐湿性的材料形成,如由(ZrO2)20(SiO2)10(Cr2O3)50(LaF3)20(mol%)形成。第二电介质层6优选由组成为记录层的急冷效果大的材料形成,如由(ZrO2)30(SiO2)10(Cr2O3)20(LaF3)40(mol%)形成。另外,第一电介质层2和第二电介质层6可以是由选自组GM的元素氧化物和/或选自组GL的元素的氟化物互不相同的材料形成。如用Ta2O5-Cr2O3-CeF3混合系材料形成第一电介质层2,用HfO2-SiO2-Cr2O3-LaF3混合系材料形成第二电介质层6。这样,氧化物-氟化物系材料层可以根据所希望的功能,以最适合的氧化物及氟化物的种类、和/或它们的混合比例形成。
第一电介质层2和第二电介质层6具有通过变化各个光路长(即电介质层折射率n和电介质层膜厚d的乘积nd)来调节结晶相记录层4的光吸收率Ac(%)和非结晶相记录层4的光吸收率Aa(%),记录层4为结晶相时的信息记录介质25的光反射率Rc(%)和记录层4为非结晶相时的信息记录介质25的光反射率Ra(%),记录层4为结晶相的部分和非结晶相的部分的信息记录介质25的光的相位差Δφ的功能。如果想变大记录标志的再生信息振幅来提高信息质量,最好反射率差(|Rc-Ra|)或反射率比(Rc/Ra)大。另外,最好是Ac和Aa也变大以使记录层4吸收激光。把第一电介质层2和第二电介质层6的光路长确定成同时满足这些条件。满足这些条件的光路长可以根据基于如矩阵法(参照如久保田广著《波动光学》岩波新书,1971年,第三章)的计算正确确定。
在上面说明的氧化物-氟化物系材料因其组成不同而具有不同的折射率。当电介质层的折射率为n、膜厚为d(nm)、激光12的波长为λ(nm)时,光路长nd用nd=aλ表示。这里a为正数。如果想变大信息记录介质25的记录标志的再生信息振幅来提高信号质量,优选如15%≤Rc且Ra≤2%。另外,如果要去除或变小重写引起的标志变形,优选1.1≤Ac/Aa。这样根据基于矩阵法计算正确求出同时满足这些优选条件的第一电介质层2和第二电介质层6的光路长(aλ)。从所得光路长(aλ)及λ和n求出电介质层的厚度d。其结果,如用上述式(5),即(ZrSiO4)A(Cr2O3)B(LaF3)100-A-B(mol%)表示的折射率n为1.8~2.3的材料形成第一电介质层2时,其厚度确认优选130nm~170nm。另外,用该材料形成第二电介质层6时,其厚度确认优选40~70nm。
基片1通常为透明的圆盘状片。形成电介质层和记录层等的侧的表面可以形成有用于导入激光的导向沟槽。在基片形成导向沟槽时,如果看基片的断面,可以看到形成有凹槽部和凸面部。凹部也可以说位于邻接的两个凸部之间。因此,形成有导向沟槽的表面具有连接于侧壁的顶面和底面。本说明书中,在激光12的方向,为了方便把位于激光12近侧的面叫做“凹面”,把位于激光12远侧的面叫做“凸面”。图1中,基片导向沟槽底面23相当于凹面,顶面24相当于凸面。后述的图2、3及6也一样。对于此,图4及图5中,作为底面的面24相当于“凸面”,作为顶面的面23相当于“凹槽面”。这是因为,如在后面所述,图4及图5所示信息记录介质是其反射层和记录层的形成顺序与图1所示信息记录介质的相反。记录标志在记录层中,或者记录在相当于凹面的记录层表面(凹槽记录),或者记录在相当于凸面的记录层表面(凸面记录),或者记录在相当于凹和凸两个面的记录层表面(凸面-凹槽记录)。
在图1所示方案中,基片1的凹面23和凸面24的皆差优选40nm~60nm。构成后述图2、图3及图6所示方案的信息记录介质的基片1也优选其凹面23和凸面24的皆差在该范围。另外,未形成层的侧的表面优选平滑。基片1的材料可以举例有聚碳酸酯、无定形聚烯烃或如PMMA等树脂、或玻璃。考虑到成形性、价格、及机械强度,优选使用聚碳酸酯。在图示方案中基片1的厚度为0.5~0.7mm程度。
记录层4是根据光照射或根据施加电能在结晶相和非结晶相之间产生相变来形成记录标志的层。如果相变为可逆,则可以进行删除或重写。可逆性相变材料为高速结晶化材料。优选使用Ge-Sb-Te或Ge-Sn-Sb-Te。具体而言,使用Ge-Sb-Te时优选为GeTe-Sb2Te3拟二元系组成,此时优选4Sb2Te3≤GeTe≤50Sb2Te3。GeTe<4Sb2Te3时,记录前后的反射光量的变化小,读出信号的质量下降。50Sb2Te3<GeTe时,结晶相与非结晶相间的体积变化大,反复重写性能下降。Ge-Sn-Sb-Te比Ge-Sb-Te结晶化速度快。Ge-Sn-Sb-Te是把如GeTe-Sb2Te3拟二元系组成的一部分Ge用Sn取代的。记录层4中,Sn的含量优选20原子%以下。如果超过20原子%,结晶化速度过快,有损于非结晶相的稳定性,记录标志的可靠性下降。Sn的含量可以根据记录条件调节。
另外,记录层4也可以用Ge-Bi-Te、Ge-Sn-Bi-Te、Ge-Sb-Bi-Te、或Ge-Sn-Sb-Bi-Te等含有Bi的材料形成。Bi比Sb容易结晶化。因此,通过用Bi取代Sb的至少一部分来提高记录层的结晶化速度。
Ge-Bi-Te是GeTe和Bi2Te3的混合物。该混合物中优选8Bi2Te3≤GeTe≤25Bi2Te3。GeTe<8Bi2Te3时,结晶化温度下降,记录保存性容易劣化。25Bi2Te3<GeTe时,结晶相与非结晶相间的体积变化大,反复重写性能下降。
Ge-Sn-Bi-Te相当于用Sn取代Ge-Bi-Te的一部分Ge。可以调节Sn的取代浓度,根据记录条件控制结晶化速度。Sn取代与Bi取代相比,更适合于记录层的结晶化速度的微调节。记录层中Sn的含量优选10原子%以下。如果超过10原子%,结晶化速度过快,有损于非结晶相的稳定性,记录标志的可靠性下降。
Ge-Sn-Sb-Bi-Te相当于用Sn取代Ge-Bi-Te的一部分Ge,进一步用Bi取代一部分Sb。这相当于GeTe、SnTe、Sb2Te3及Bi2Te3的混合物。该混合物可以调节Sn的取代浓度和Bi取代浓度,根据记录条件控制结晶化速度。Ge-Sn-Sb-Bi-Te中优选4(Sb-Bi)2Te3≤(Ge-Sn)Te≤25(Sb-Bi)2Te3。(Ge-Sn)Te<4(Sb-Bi)2Te3时,记录前后的反射光量的变化小,读出信号质量下降。25(Sb-Bi)2Te3<(Ge-Sn)Te时,结晶相与非结晶相间的体积变化大,反复重写性能下降。另外,记录层中,Bi的含量优选10原子%以下,Sn的含量优选20原子%以下。Bi和Sn的含量各自在该范围时可得到良好的记录标志保存性。
引起可逆性相变的材料除此之外还举例有Ag-In-Sb-Te、Ag-In-Sb-Te-Ge及含有70原子%以上Sb的Sb-Te。
非可逆性相变材料优选使用如在日本特许公报平7-25209公报(特许第2006849号)中公开的TeOx+α(α为Pd、Ge等)。记录层为非可逆性相变材料的信息记录介质是只能进行一次记录的所谓光一次型。这种信息记录介质也存在因记录时的热而使电介质层中的原子扩散到记录层中,减低信息质量的问题。因此,本发明不仅适合于可重写信息记录介质,还适合于光一次型的信息记录介质。
记录层4由可逆性相变材料构成时(即信息记录介质为可重写信息记录介质时),如在前面所述,记录层4的厚度优选在15nm以下,更优选在12nm以下。
光吸收校正层7如在前面所述,具有调节记录层4为结晶状态时的光吸收率Ac与非结晶状态时的光吸收率Aa之比Ac/Aa,防止重写时标志形状歪斜的作用。光吸收校正层7优选由折射率高且适度吸收光的材料形成。如使用折射率n为3~6,衰减系数k为1~4的材料形成光吸收校正层7。具体而言,优选使用选自Ge-Cr及Ge-Mo等非结晶相的Ge合金、Si-Cr、Si-Mo及Si-W等非结晶相的Si合金、Te化物、及Ti、Zr、Nb、Ta、Cr、Mo、W、SnTe及PbTe等的结晶性金属、半金属及半导体材料的材料。光吸收校正层7的膜厚优选20nm~60nm。
反射层8在光学上具有增大记录层4吸收的光量,热学上将产生于记录层4的热迅速扩散以急冷记录层4,容易使其非结晶化的功能。反射层8还把含有电介质层2和6的多层膜从使用环境保护。反射层8的材料举例有如Al、Au、Ag及Cu等热传导率高的单体金属材料。反射层8出于提高其耐湿性的目的和/或调节热传导率或光学特性(如光反射率、光吸收率或光透过率)的目的,还可以使用在选自上述金属材料的一个或多个元素中添加其他的一个或多个元素的材料形成。具体而言可以使用Al-Cr、Al-Ti、Ag-Pd、Ag-Pd-Cu、Ag-Pd-Ti或Au-Cr等合金材料。这些材料都是耐腐蚀性优异且具有急冷功能的优异材料。同样的目的还可以通过用两个以上的层形成反射层8来达到。反射层8的厚度优选50~180nm,更优选60nm~100nm。
在图示的信息记录介质25中,粘接层9是为了把空基片10粘接到反射层8而设置。粘接层9可以用耐热性及粘接性高的材料如紫外线固化树脂等粘接树脂形成。具体而言,可以用主成分为丙烯酸树脂的材料或主成分为环氧树脂的材料形成粘接层9。另外,根据需要在形成粘接层9之前在反射层8表面设置由紫外线固化树脂形成的厚度5~20μm的保护层。粘接层9的厚度优选15~40μm,更优选20~35μm。
空基片10在提高信息记录介质25的机械强度的同时,保护自第一电介质层2到反射层8的层叠体。空基片10的优选材料与基片1的优选材料相同。对于粘贴空基片10的信息记录介质25,空基片10和基片1优选由实质上相同的材料形成并具有相同的厚度,以避免发生机械性弯曲和变形等。
实施方案1的信息记录介质为具有一个记录层的单面结构光盘。本发明信息记录介质可以具有两个记录层。如通过把在实施方案1中层叠到反射层8的,将反射层8之间对置,隔着粘接层粘贴,得到双面结构的信息记录介质。此时两个层叠体的粘贴是通过用迟效性树脂形成粘接层,利用压力与热的作用来实施。在反射层8上设置保护层时,通过把形成到保护层的层叠体,将保护层之间对置粘贴来得到双面结构的信息记录介质。
接着,说明制造实施方案1的信息记录介质25的方法。信息记录介质25通过把形成有导向沟槽(凹槽面23与凸面24)的基片1(如厚度0.6mm)配置于成膜装置,在基片1的形成有导向沟槽的表面依次实施成膜第一电介质层2的工序(工序a)、成膜记录层4的工序(工序b)、成膜第二电介质层6的工序(工序c)、成膜光吸收校正层7的工序(工序d)及成膜反射层8的工序(工序e),进一步实施在反射层8的表面形成粘接层9的工序,及粘贴空基片10的工序来制造。在包括以下说明的本说明书中,对于各层,叫“表面”时如没有特殊说明是指形成各层时露出的表面(与厚度方向垂直的表面)。
首先,实施在基片1的形成有导向沟槽的面成膜第一电介质层2的工序a。工序a是通过溅射来实施。溅射是使用高频电源在Ar气氛下实施。溅射优选在Ar气体中混合有5%以下氧气的混合气氛中实施。
作为工序a中使用的溅射靶使用由含有选自由Ti、Zr、Hf、Nb、Ta、Cr和Si构成的组GM中的至少一种元素的氧化物和、选自由La、Ce、Pr、Nd、Gd、Dy、Ho、Er和Yb构成的组GL中的至少一种元素的氟化物的材料构成的溅射靶。所述溅射靶优选元素分析结果中含有上述式(10)、(20)或(30)所示的材料。根据所述溅射靶可以形成含有上述式(1)、(2)或(3)所示材料的氧化物-氟化物系材料层。
如上所述,含有选自组GM的一个或多个元素、氧原子、选自组GL的一个或多个元素、及氟原子的溅射靶是以组GM的氧化物和组GL的氟化物的混合物的形式提供。本发明制造方法中使用的溅射靶是,选自组GM的元素的氧化物组对于选自组GM的元素的氧化物组和选自组GL的元素的氟化物组总计量优选含有50摩尔%以上,更优选含有50摩尔%~90摩尔%。如果溅射靶的选自组GM的元素的氧化物组比例小,则由溅射形成的层的选自组GM的元素的氧化物组比例也小。此时信息记录介质便难以得到所希望效果。
作为含有上述特定氧化物及氟化物的溅射靶,可以使用含有选自ZrO2、HfO2和Ta2O5的至少一种氧化物、SiO2、Cr2O3及LaF3的溅射靶。更具体而言可以使用含有上述式(40)即,(D)x(SiO2)y(Cr2O3)z(LaF3)100-x-y-z(mol%)(式中,D表示选自ZrO2、HfO2和Ta2O5的至少一种氧化物,x、y和z满足20≤x≤70、10≤y≤50、10≤z≤60、50≤x+y+z≤90。)所示材料的溅射靶。根据该溅射靶,可以形成含有上述式(4)所示材料的层。
或作为溅射靶可以使用含有ZrSiO4、Cr2O3及LaF3的溅射靶。更具体而言可以使用含有上述式(50)即,(ZrSiO4)a(Cr2O3)b(LaF3)100-a-b(mol%)(式中,a和b满足20≤a≤70、10≤b≤50、50≤a+b≤90。)所示材料的溅射靶。根据该溅射靶,可以形成含有上述式(5)所示材料的层。
含有选自组GM的元素的氧化物和选自所述组GL的元素的氟化物的溅射靶都可以含有这些氧化物和氟化物以外的第三成分10摩尔%以下。可作为第三成分含有的成分如在前面举例。
接着,实施工序b,在第一电介质层2的表面成膜记录层4。工程b也根据溅射实施。溅射是使用直流电源在Ar气氛中,或在Ar气体和N2气体的混合气氛中实施。溅射靶使用含有选自Ge-Sb-Te、Ge-Sn-Sb-Te、Ge-Bi-Te、Ge-Sn-Bi-Te、Ge-Sb-Bi-Te、Ge-Sn-Sb-Bi-Te、Ag-In-Sb-Te及Sb-Te的任意一种材料的靶。成膜后的记录层4为非结晶相状态。
接着,实施工序c,在记录层4表面成膜第二电介质层6。工序c与工序a相同地实施。第二电介质层6优选使用与第一电介质层2相比,虽然含有相同的氧化物和氟化物但混合比例不同的溅射靶,或者含有不同氧化物和/或氟化物的溅射靶来形成。如可以在工序a中使用含有(ZrO2)20(SiO2)10(Cr2O3)50(LaF3)20(mol%)的溅射靶,而在工序c中使用(ZrO2)30(SiO2)10(Cr2O3)20(LaF3)40(mol%)。或者在工序a中使用含有Ta2O5-Cr2O3-CeF3混合系材料的靶,而在工序c中使用含有HfO2-SiO2-Cr2O3-LaF3混合系材料的靶。
接着,实施工序d,在第二电介质层6的表面成膜光吸收校正层7。工序d中,使用直流电源或高频电源实施溅射。溅射靶使用由选自Ge-Cr及Ge-Mo等非结晶相的Ge合金、Si-Cr、Si-Mo及Si-W等非结晶相的Si合金、Te化物、及Ti、Zr、Nb、Ta、Cr、Mo、W、SnTe及PbTe等的结晶性金属、半金属及半导体材料的材料构成的靶。溅射一般是在Ar气氛中实施。
接着,实施工序e,在光吸收校正层7表面成膜反射层8。工序e由溅射法实施。溅射是使用直流电源或高频电源,在Ar气氛中实施。溅射靶使用由Al-Cr、Al-Ti、Ag-Pd、Ag-Pd-Cu、Ag-Pd-Ti或Au-Cr等合金材料构成的靶。
如上所述,工序a~e均为溅射工序。因此,工序a~e可以在一个溅射装置内依次变化靶连续实施。或者工序a~e可以使用各自独立的溅射装置实施。
成膜反射层8后,把从第一电介质层2到反射层8依次层叠的基片1从溅射装置内取出。然后在反射层8的表面通过如旋涂法涂敷紫外线固化树脂。在涂敷的紫外线固化树脂上粘接空基片10,从空基片10侧照射紫外线来固化树脂,完成粘贴工序。
完成粘贴工序后根据需要实施初期化工序。初期化工序是把非结晶状态记录层4通过用如半导体激光照射升温到结晶化温度以上来结晶化的工序。初期化工序也可以在粘贴工序之前实施。这样,可以通过依次实施工序a~e、粘接层的形成工序、及空基片的粘贴工序来制造实施方案1的信息记录介质25。
图2所示信息记录介质26具有在基片1的一侧表面依次形成有第一电介质层2、记录层4、第二界面层105、第二电介质层106、光吸收校正层7、及反射层8,进一步在反射层8上由粘接层9粘接空基片10的构成。图2所示信息记录介质26在不具有第一界面层103方面,与如图10所示现有信息记录介质31不同。信息记录介质26中第一电介质层2与实施方案1相同,为氧化物-氟化物系材料层。此外,图2中与在图1使用的符号相同的符号表示相同要素,是用参照图1说明的材料及方法形成。因此,在图1中已经说明的相关要素在这里就省略其详细说明。在该方案中,界面层只设置了一个,但因它位于第二电介质层106和记录层4之间,所以把该界面层方便地叫做第二界面层。
该方案的信息记录介质26相当于用现有信息记录介质使用的ZnS-20mol%SiO2形成第二电介质层106的构成。因此,第二界面层105是为了防止根据重复记录产生于第二电介质层106和记录层4之间的物质移动而设置。第二界面层105是由Si-N、Al-N、Zr-N、Ti-N、Ge-N或Ta-N等氮化物或含有这些的氮氧化物、SiC等碳化物、或C(炭素)形成。或者,第二界面层105也可以含有多种选自上述组GM的元素的氧化物来构成,具体而言可以由ZrO2-SiO2-Cr2O3混合系材料或HfO2-SiO2-Cr2O3混合系材料形成。界面层的厚度优选1~10nm,更优选2~7nm。如果界面层的厚度大,形成于基片1表面的从第一电介质层2到反射层8的层叠体的光反射率及光吸收率会变化,对记录删除性能带来影响。
接着,说明制造实施方案2的信息记录介质26的方法。信息记录介质26是通过在基片1的形成有导向沟槽的表面依次实施成膜第一电介质层2的工序(工序a)、成膜记录层4的工序(工序b)、成膜第二界面层105的工序(工序f)、成膜第二电介质层106的工序(工序g)、成膜光吸收校正层7的工序(工序d)及成膜反射层8的工序(工序e),进一步实施在反射层8的表面形成粘接层9的工序,及粘贴空基片10的工序来制造。工序a、b、d及e与在实施方案1的相关说明相同,这里省略其说明。下面只说明在实施方案1的信息记录介质的制造中未实施的工序。
工序f是在形成记录层4后实施,是在记录层4表面成膜第二界面层105的工序。工序f中使用高频电源实施溅射。溅射可以是使用如含有Ge-Cr的溅射靶,在Ar气体和N2气体的混合气氛中实施的反应性溅射。根据该反应性溅射在记录层4表面形成含有Ge-Cr-N的界面层。
接着,实施工序g,在第二界面层105表面成膜第二电介质层106。工序g中使用高频电源,使用如由ZnS-20mol%SiO2构成的溅射靶,在Ar气氛中或在Ar气体和O2气体的混合气氛中实施溅射。根据此形成由ZnS-20mol%SiO2构成的层。然后,等粘贴空基片10的工序结束后,如在实施方案1的相关说明,根据需要实施初期化工序,得到信息记录介质26。
图3所示信息记录介质27具有在基片1的一侧表面依次形成有第一电介质层102、第一界面层103、记录层4、第二电介质层6、光吸收校正层7、及反射层8,进一步在反射层8上由粘接层9粘接空基片10的构成。图3所示信息记录介质27在不具有第二界面层105方面,与如图10所示现有信息记录介质31不同。另外,信息记录介质27在基片1和记录层4之间依次层叠第一电介质层102和第一界面层103方面,与图1所示实施方案1的信息记录介质25不同。信息记录介质27中第二电介质层6与实施方案1相同,为氧化物-氟化物系材料层。此外,图3中与在图1使用的符号相同的符号表示相同要素,是用参照图1说明的材料及方法形成。因此,在图1中已经说明的相关要素在这里就省略其详细说明。
该方案的信息记录介质27相当于用现有信息记录介质使用的ZnS-20mol%SiO2形成第一电介质层102的构成。因此,第一界面层103是为了防止根据重复记录产生于第一电介质层102和记录层4之间的物质移动而设置。第一界面层103的优选材料及厚度与参照图2说明的实施方案2的信息记录介质26的第二界面层105相同。因此,对于此省略其详细说明。
接着,说明制造实施方案3的信息记录介质27的方法。信息记录介质27是通过在基片1的形成有导向沟槽的表面依次实施成膜第一电介质层102的工序(工序h)、成膜第一界面层103的工序(工序i)、成膜记录层4的工序(工序b)、成膜第二电介质层6的工序(工序c)、成膜光吸收校正层7的工序(工序d)及成膜反射层8的工序(工序e),进一步实施在反射层8的表面形成粘接层9的工序,及粘贴空基片10的工序来制造。工序b、c、d及e与在实施方案1的相关说明相同,这里省略其说明。下面只说明在实施方案1的信息记录介质的制造中未实施的工序。
工序h是在基片1表面成膜第一电介质层102的工序。其具体方法与实施方案2的制造方法中相关说明的工序g相同。工序i是在第一电介质层102表面成膜第一界面层103的工序。其具体方法与实施方案2的制造方法中相关说明的工序f相同。然后,等粘贴空基片10的工序结束后,如在实施方案1的相关说明,根据需要实施初期化工序,得到信息记录介质27。
图4所示信息记录介质28具有在基片101的一侧表面依次形成有反射层8、第二电介质层6、记录层4、及第一电介质层2,进一步在第一电介质层2上由粘接层9粘接空基片110的构成。该信息记录介质28在不具有第一界面层103和第二界面层105方面,与如图10所示现有信息记录介质31不同。另外,该构成的信息记录介质在不具有光吸收校正层7方面,与图1所示实施方案1的信息记录介质25不同。
对于该构成的信息记录介质28,从空基片110侧入射激光12,根据此实施信息的记录与再生。为了提高信息记录介质的记录密度,在使用短波长激光的同时,需要进一步汇聚激光束,以在记录层形成小的记录标志。为了汇聚激光束需要进一步变大物镜的数值孔径NA。但是如果NA变大,焦点位置变浅。因此,需要变薄激光入射的基片。图4所示信息记录介质28中,激光入射侧的空基片110不必起到形成记录层等时的支撑体的功能,所以可以把其厚度变小。因此,根据该构成,能够得到可进行更高密度记录的大容量信息记录介质28。具体而言,根据该构成,可以得到能够把波长约405nm的蓝紫色区域的激光用于记录再生的容量25GB的信息记录介质。
该信息记录介质中的第一和第二电介质层2和6也与实施方案1相同是氧化物-氟化物系材料层。氧化物-氟化物系材料层与反射层等的形成顺序及记录容量无关,适用作为电介质层。氧化物-氟化物系材料层所含材料与在实施方案1的相关说明相同,这里省略其说明。
如上所述,该信息记录介质28适合于用短波长激光进行记录再生。因此,第一和第二电介质层2和6的厚度可以由如λ=405nm时的优选光路长求出。为了变大信息记录介质28的记录标志的再生信号振幅以提高信息质量,根据矩阵法的计算严格确定第一电介质层2和第二电介质层6的光路长nd,使其满足如20%≤Rc且Ra≤5%。其结果,把折射率1.8~2.5的氧化物-氟化物系材料层作为第一和第二电介质层2和6时,确认第一电介质层2的厚度优选30nm~100nm,更优选50nm~80nm。另外,第二电介质层6的厚度厚度优选3nm~50nm,更优选10nm~30nm。
基片101与实施方案1的基片1相同,为透明的圆盘状片。基片101的形成反射层等的侧的表面可以形成用于导入激光的导向沟槽。形成有导向沟槽时,与实施方案1的相关说明相同,为了方便把位于激光12近侧的面23叫做凹面23,把位于激光12远侧的面24叫做凸面24。基片101的凹面23和凸面24的皆差优选10nm~30nm,更优选15nm~25nm。另外,未形成层侧的表面最好平滑。基片101的材料可以使用与实施方案1的基片1的材料相同的材料。基片101的厚度优选1.0~1.2mm程度。基片101的厚度比实施方案1的基片1大。这是因为如在后述,因空基片110的厚度薄,所以需要用基片101确保信息记录介质的强度。
空基片110与基片101相同,为透明的圆盘状片。如上所述,根据图4所示构成,通过使空基片110的厚度变小,使能够用短波长激光进行记录。因此空基片110的厚度优选40μm~110μm。粘接层9和空基片110的总计厚度优选50μm~120μm。
空基片110薄,所以优选由聚碳酸酯、无定形聚烯烃或如PMMA等树脂形成,特别优选由聚碳酸酯形成。另外,空基片110因位于激光12入射侧,所以优选光学性在短波长区域的双折射小的材料。
粘接层9优选由透明的紫外线固化树脂形成。粘接层9的厚度优选5~15μm。如果粘接层9能兼备空基片110的功能以50μm~120μm的厚度形成,则可以省略空基片110。
其他赋予与实施方案1相同符号的要素,因与在实施方案1中的相关说明相同,这里省略其说明。
该方案的信息记录介质的变形例子中,如只让第一电介质层为氧化物-氟化物系材料层,而第二电介质层用ZnS-20mol%SiO2形成,在第二电介质层和记录层之间形成第二界面层。另外,在该方案的信息记录介质的另一变形例子中,只让第二电介质层为氧化物-氟化物系材料层,而第一电介质层用ZnS-20mol%SiO2形成,在第一电介质层和记录层之间形成第一界面层。
接着,说明实施方案4的信息记录介质28的制造方法。信息记录介质28是通过把形成有导向沟槽(凹面23和凸面24)的基片101(如厚度1.1mm)配置于成膜装置后,在基片101的形成有导向沟槽的表面依次实施成膜反射层8的工序(工序e)、成膜第二电介质层6的工序(工序c)、成膜记录层4的工序(工序b)、及成膜第一电介质层2的工序(工序a),进一步实施在第一电介质层2的表面形成粘接层9的工序,及粘贴空基片110的工序来制造。
首先实施工序e,在基片101的形成有导向沟槽的表面成膜反射层8。实施工序e的具体方法与在实施方案1中的相关说明相同。接着依次实施工序c、工序b、及工序a。实施工序c、b及a的具体方法与在实施方案1中的相关说明相同。与实施方案1的信息记录介质相同,该方案的信息记录介质制造中,在工序c使用的溅射靶和在工序a使用的溅射靶可以不一样。该方案的信息记录介质制造方法中,各工序的实施顺序与在实施方案1的信息记录介质制造方法中的不同。
成膜第一电介质层2后,把从反射层8到第一电介质层2依次层叠的基片101从溅射装置内取出。然后在第一电介质层2上通过如旋涂法涂敷紫外线固化树脂。在涂敷的紫外线固化树脂上粘接空基片110,从空基片110侧照射紫外线来固化树脂,完成粘贴工序。通过把粘接层形成为50μm~120μm,并对其照射紫外线,可以省略粘贴空基片110的工序。
完成粘贴工序后根据需要实施初期化工序。初期化工序的方法与在实施方案1中的相关说明相同。
图5所示信息记录介质29是在基片101的一侧表面依次形成第二信息层22、中间层16、及第一信息层21,并进一步在第一信息层21上隔着粘接层9层叠了空基片110的构成。更具体而言,第二信息层22是,在基片101的一侧表面依次形成第二反射层20、第五电介质层19、第二记录层18、及第四电介质层17来构成。中间层16形成于第四电介质层17的表面。第一信息层21是在中间层16的表面依次形成第三电介质层15、第一反射层14、第二电介质层6、第一记录层13、及第一电介质层2来构成。该方案中激光12也是从空基片110侧入射。另外,该方案的信息记录介质可以在两个记录层各自记录信息。因此,根据该构成可以得到具有上述实施方案4的两倍程度容量的信息记录介质。具体而言,根据该构成,可以得到能够把波长约405nm的蓝紫色区域的激光用于记录再生的容量50GB的信息记录介质。
在第一信息层21的记录再生可以根据通过空基片110的激光12来进行。第二信息层22的记录再生可以根据通过空基片110、第一信息层21及中间层16的激光12来实施。
图5所示方案的信息记录介质29中,第五电介质层19、第四电介质层17、第二电介质层6、及第一电介质层2优选全部为氧化物-氟化物系材料层。如果使用氧化物-氟化物系材料层,则不需要第一记录层13和第一电介质层2之间、第一记录层13和第二电介质层6之间、第二记录层18和第四电介质层17之间、第二记录层18和第五电介质层19之间的界面层。氧化物-氟化物系材料层的具体材料与在实施方案1中的相关说明相同,省略其详细说明。
第五电介质层19和第二电介质层6在反射层和记录层之间起到断热层的作用。因此,第五和第二电介质层19和6优选由层的热传导率低、急冷第二和第一记录层18和13的效果高的材料来形成。具体而言,这些层优选是含有如用(ZrSiO4)50(Cr2O3)20(LaF3)30(mol%)表示的材料的层。另外,第五和第二电介质层19和6的膜厚优选3nm~50nm,更优选10nm~30nm。
对于第二信息层22和第一信息层21,激光12是在到达第二记录层18和第一记录层13之前入射到第四电介质层17和第一电介质层2。因此,第四和第一电介质层17和2优选由透明且热传导率低的材料构成。具体而言,这些层优选是含有如(ZrO2)20(SiO2)40(Cr2O3)10(LaF3)30(mol%)所示材料的层。另外,第四和第一电介质层17和2的膜厚优选30nm~80nm。
这样,对于如图5所示单面两层结构的信息记录介质,通过把位于记录层两侧的电介质层做成氧化物-氟化物系材料层,也能够把电介质层不用隔着界面层而与记录层直接贴着来形成。因此,根据本发明,对于单面两层结构的信息记录介质,也能够减少构成全体的层量。另外,可通过使构成电介质层的材料所含氧化物及氟化物为多个种类,和/或通过适当选择氧化物及氟化物的种类,来调节折射率或介质的记录灵敏度,根据信息记录介质种类最合适化。
第三电介质层15位于中间层16和第一反射层14之间。第三电介质层15优选透明且具有高折射率,以能够起到提高第一信息层21的光透过率的作用。另外,第三电介质层15优选由热传导率高的材料构成,以能够象反射层具有迅速扩散第一记录层13的热的功能。满足这些条件的材料为含有TiO2的材料(即TiO2系材料)。TiO2系材料具体而言是含有50摩尔%以上TiO2的材料。TiO2系材料优选含有80摩尔%以上TiO2,更优选含有90摩尔%以上TiO2。如果使用TiO2系材料可以形成具有约2.7大的折射率的层。第三电介质层15的膜厚优选10nm~30nm。
基片101与实施方案4的基片101相同。因此,在这里省略对于基片101的详细说明。
第二反射层20与实施方案1的反射层8相同。另外,第二记录层18与实施方案1的记录层4相同。因此,在这里省略对于第二反射层20和第二记录层18的详细说明。
中间层16是有意为了使在第一信息层21的激光的焦点位置和在第二信息层22的激光的焦点位置不同地设置。中间层16上根据需要在第一信息层21侧形成有导向沟槽。中间层16可以由紫外线固化树脂形成。中间层16优选对于记录再生的波长λ的光透明,以使激光12能够有效到达第二信息层22。中间层16的厚度需要大于由物镜的数值孔径NA和激光波长λ决定的焦点深度ΔZ。ΔZ可以近似为ΔZ=λ/{2(NA)2}。λ=405nm、NA=0.85时,则ΔZ=0.28μm。进一步,该值的±0.3μm的范围属于焦点深度范围,所以中间层16的厚度需要在0.8μm以上。另外,中间层16的厚度优选考虑空基片110的厚度而在所使用物镜允许的基片厚公差内,以使第一信息层21的第一记录层13及第二信息层22的第二记录层18之间的距离在物镜的可聚光范围内。因此,中间层的厚度优选为10μm~40μm。
中间层16根据需要可以层叠多层树脂层。具体而言可以是由保护第四电介质层17的层和具有导向沟槽的层构成的两层构成。
第一反射层14具有迅速扩散第一记录层13的热的功能。另外,记录再生第二信息层22时,因使用透过第一信息层21的激光12,所以第一信息层21需要全体具有高的光透过率,优选具有45%以上的光透过率。因此,第一反射层14与第二反射层20相比,要限定其材料及厚度。为了减少第一反射层14的光吸收,第一反射层14最好厚度薄,并且具有小的衰减系数以及大的热传导率。具体而言,第一反射层14优选以含有Ag的合金形成为其膜厚5nm~15nm。
第一记录层13也为了确保第一信息层21的高的光透过率,与第二记录层18相比,要限定其材料及厚度。第一记录层13优选形成为在其结晶相的透过率和在其非结晶相的透过率的平均在45%以上。因此第一记录层13的膜厚优选在7nm以下。构成第一记录层13的材料选择为即使是如此薄的膜厚,也能够确保根据熔融急冷形成良好的记录标志,能够再生质量高的信号,并且根据升温缓冷删除记录标志。具体而言优选由GeTe-Sb2Te3系材料等Ge-Sb-Te、或用Sn取代GeTe-Sb2Te3系材料的一部分Ge的Ge-Sn-Sb-Te形成第一记录层13。也可以使用如GeTe-Bi2Te3等Ge-Bi-Te系材料、或用Sn取代Ge-Bi-Te的一部分Ge的Ge-Sn-Bi-Te。具体而言,优选使用如GeTe∶Sb2Te3=22∶1的Ge22Sb2Te25、或Ge19Sn3Sb2Te25。
粘接层9与实施方案4的粘接层9相同,优选由透明的紫外线固化树脂形成。粘接层9的厚度优选5~15μm。
空基片110与实施方案4的空基片110相同。因此,在这里省略对于空基片的详细说明。另外,该方案中如果粘接层9也兼备空基片110的功能而形成为50μm~120μm的厚度,则也可以省略空基片110。
对于该方案的信息记录介质,第一电介质层2、第二电介质层6、第四电介质层17及第五电介质层19中可以只有一个电介质层为氧化物-氟化物系材料层。或者可以两个或三个电介质层为氧化物-氟化物系材料层。一个电介质层为氧化物-氟化物系材料层时至少不需要一个界面层,两个电介质层为氧化物-氟化物系材料层时至少不需要两个界面层。因此,对于该方案的信息记录介质,最多可以不要四个界面层。在不是氧化物-氟化物系材料层的电介质层和记录层之间可以根据需要设置用于防止记录层和电介质层之间的物质移动的界面层。此时,可以把界面层做成厚度5nm程度极其薄的膜的方案的氧化物-氟化物系材料层。
在上面说明了具有两个具有记录层的信息层的构成的信息记录介质。具有多个记录层的信息记录介质不限定于该构成,也可以是含有三个以上信息层的构成。另外,图示方案的变形例子是如把两个信息层中的一个作为具有产生可逆性相变的记录层的信息层,把另一个作为具有产生非可逆性相变的记录层的信息层。
另外,对于具有三个信息层的信息记录介质,也可以把三个信息层中的一个作为再生专用的信息层,把另一个作为具有产生可逆性相变的记录层的信息层,把剩余的另一个作为具有产生非可逆性相变的记录层的信息层。这样,具有两个以上信息层的信息记录介质有各种各样的方案。对于任何一种方案都可以根据把电介质层作为氧化物-氟化物系材料层,省去在记录层和电介质层之间设置界面层的必要。
另外,具有两个以上信息层的信息记录介质中,氧化物-氟化物系材料层可以作为位于记录层和电介质层之间的界面层来存在。这种界面层形成为具有5nm程度厚度的极其薄的膜。
接着,说明实施方案5的信息记录介质29的制造方法。信息记录介质29是依次实施在基片101上成膜第二反射层20的工序(工序j)、成膜第五电介质层19的工序(工序k)、成膜第二记录层18的工序(工序l)、成膜第四电介质层17的工序(工序m)后,实施在第四电介质层17的表面形成中间层16的工序,然后依次实施在中间层16的表面成膜第三电介质层15的工序(工序n)、成膜第一反射层14的工序(工序o)、成膜第二电介质层6的工序(工序p)、成膜第一记录层13的工序(工序q)、及成膜第一电介质层2(工序r),进一步实施在第一电介质层2的表面形成粘接层9的工序,及粘贴空基片110的工序来制造。
工序j~m相当于形成第二信息层22的工序。工具j是在基片101的形成有导向沟槽面成膜第二反射层20的工序。工序j与实施方案1的工序e相同地实施。接着实施工序k,在第二反射层20表面成膜第五电介质层19。工序k与实施方案1的工序c相同地实施。接着实施工序l,在第五电介质层19表面成膜第二记录层18。工序l与实施方案1的工序b相同地实施。最后实施工序m,在第二记录层18表面成膜第四电介质层17。工序m与实施方案l的工序a相同地实施。
把根据工序j~m形成第二信息层22的基片101从溅射装置内取出,形成中间层16。中间层16是由以下顺序形成。首先在第四电介质层17表面通过如旋涂法涂敷紫外线固化树脂。接着把具有与需要在中间层形成的导向沟槽互补的凹凸的聚碳酸酯基片的凹凸形成面粘接于紫外线固化树脂。在该状态下照射紫外线以固化树脂后,剥离具有凹凸的聚碳酸酯基片。根据此,紫外线固化树脂上形成与该凹凸互补形状的导向沟槽,形成具有如图所示导向沟槽的中间层16。根据另一种方法,中间层16可以通过用紫外线固化树脂形成保护第四电介质层17的层,并在其上面形成具有导向沟槽的层来形成。此时所得中间层为两层结构。或者中间层可以层叠三个以上的层来构成。
把形成到中间层16的基片101重新配置于溅射装置中,在中间层16表面形成第一信息层21。形成第一信息层21的工序相当于工序n~r。
工序n是在中间层16的具有导向沟槽面成膜第三电介质层15的工序。工序n中使用高频电源,使用由TiO2系材料构成的溅射靶,在Ar气氛中或在Ar气和O2气的混合气氛中实施溅射。
接着实施工序o,在第三电介质层15表面成膜第一反射层14。工序o中使用直流电源,使用含有Ag的合金的溅射靶,在Ar气氛中实施溅射。
接着实施工序p,在第一反射层14表面成膜第二电介质层6。工序p与工序k相同地实施。
接着实施工序q,在第二电介质层6表面成膜第一记录层13。工序q中使用直流电源,使用选自如GeTe-Sb2Te3系材料的Ge-Sb-Te、如用Sn取代GeTe-Sb2Te3系材料的一部分Ge的Ge-Sn-Sb-Te、Ge-Bi-Te、Ge-Sn-Bi-Te、Ge-Sb-Bi-Te、及Ge-Sn-Sb-Bi-Te中的任意一个材料的溅射靶,在Ar气氛中或在Ar气体和N2气体的混合气氛中实施溅射。
接着实施工序r,在第一记录层13表面成膜第一电介质层2。工序r与工序m相同地实施。这样依次实施工序n~r,形成第一信息层21。
把形成到第一信息层21的基片101从溅射装置内取出,然后在第一电介质层2表面通过如旋涂法涂敷紫外线固化树脂。在涂敷的紫外线固化树脂上粘接空基片110,从空基片110侧照射紫外线来固化树脂,完成粘贴工序。在实施方案5的信息记录介质的制造方法中,也可以与实施方案4的信息记录介质的制造方法相同,省略粘贴空基片110的工序。
完成粘贴工序后根据需要实施第二信息层22及第一信息层21的初期化工序。初期化工序可以在形成中间层之前或之后对第二信息层22实施,在空基片110的粘贴工序之前或之后对第一信息层21实施。实施初期化工序的方法与在实施方案1中的相关说明相同。
图6所示信息记录介质30具有在基片1的一侧表面依次形成有第一电介质层102、第一界面层3、记录层4、第二界面层5、第二电介质层106、光吸收校正层7、及反射层8,进一步在反射层8上由粘接层9在反射层8上粘接空基片10的构成。图6所示信息记录介质30中第一及第二界面层3和5为氧化物-氟化物系材料层。此外,图6中与在图1使用的符号相同的符号表示相同要素,是用参照图1说明的材料及方法形成。因此,在图1中已经说明的相关要素在这里就省略其详细说明。
该方案的信息记录介质相当于用现有信息记录介质使用的ZnS-20mol%SiO2形成第一及第二电介质层102及106的构成。在这种构成中,氧化物-氟化物系材料层作为第一及第二界面层3和5使用。第一及第二界面层3和5的优选材料与实施方案1的第一及第二界面层2和6的相同。因此,对其省略详细说明。第一及第二界面层3和5的厚度优选1~10nm,更优选约2~7nm,以不影响记录删除性能。为氧化物-氟化物系材料层的界面层与由现有含有Ge的氮化物构成的界面层相比,具有材料成本低,衰减系数小(透明度高),及熔点高热稳定性好的优点。
接着,说明制造实施方案6的信息记录介质30的方法。信息记录介质30是通过在基片1的形成有导向沟槽的表面依次实施成膜第一电介质层102的工序(工序h)、成膜第一界面层3的工序(工序s)、成膜记录层4的工序(工序b)、成膜第二界面层5的工序(工序t)、成膜第二电介质层106的工序(工序g)、成膜光吸收校正层7的工序(工序d)及成膜反射层8的工序(工序e),进一步实施在反射层8的表面形成粘接层9的工序,及粘贴空基片10的工序来制造。工序b、d及e与在实施方案1的相关说明相同,工序g与在实施方案2的相关说明相同,工序h与在实施方案3的相关说明相同,这里省略其说明。
工序s是在第一电介质层102表面成膜第一界面层3的工序。工序s与实施方案1的工序a相同地实施。工序t是在记录层4表面成膜第二界面层5的工序的工序。工序t与实施方案1的工序c相同地实施。
在上面参照图1~图6,作为本发明信息记录介质的实施方案说明了用激光记录再生的光信息记录介质。本发明光信息记录介质并不局限于这些方案。本发明光信息记录介质只要是作为构成层之一,并优选设置成与记录层贴着,则可以是任意方案。即本发明与在基片形成层的顺序、记录层的数量、记录条件、及记录容量等无关,都适用。另外,本发明光信息记录介质适用于以各种各样的波长记录。因此,本发明光信息记录介质也可以是如用波长630~680nm的激光记录再生的DVD-RAM或DVD-R、或者用波长400~450nm的激光记录再生的大容量光盘等。
图8是在基片201表面依次形成下部电极202、记录部203及上部电极204的存储器207。存储器207的记录部203是含有圆柱形记录层205和围绕记录层205的电介质层206的构成。与先前参照图1~图6说明的光信息记录介质不同,在该方案的存储器207中,记录层205及电介质层206是形成于同一面,它们不是层叠的关系。但因记录层205及电介质层206一同在存储器207中构成含有基片201、下部及上部电极202和204的层叠体的一部分,所以各自叫做“层”。因此,本发明信息记录介质还包含记录层和电介质层在同一面上的方案。
基片201具体而言使用Si基片等半导体基片、或聚碳酸酯基片、SiO2及Al2O3基片等绝缘性基片作为基片201。下部电极202和上部电极204由适当的导电材料形成。下部电极202和上部电极204通过溅射Au、Ag、Pt、Al、Ti、W及Cr,以及它们的混合物等金属来形成。
构成记录部203的记录层205是由根据施加电能来相变的材料构成,也叫做相变部。记录层205由根据因施加电能而产生的焦耳热在结晶相和非结晶相之间相变的材料形成。记录层205的材料使用如Ge-Sb-Te、Ge-Sn-Sb-Te、Ge-Bi-Te、Ge-Sn-Bi-Te、Ge-Sb-Bi-Te、及Ge-Sn-Sb-Bi-Te系材料,更具体而言使用GeTe-Sb2Te3系或GeTe-Bi2Te3系材料。
构成记录部203的电介质层206通过在上部电极204和下部电极202之间施加电压,防止通在记录层205的电流泄漏到周边部,具有电绝缘和热绝缘记录层205的功能。因此,电介质层206也叫做断热部。电介质层206为氧化物-氟化物系材料层,具体而言是含有上述式(1)、(2)、(3)、(4)或(5)所示材料的层。氧化物-氟化物系材料层因自身的高熔点、即使加热材料层中的原子也不易扩散、以及热传导率低等特点而优选使用。
对于该存储器207,在后述的实施例中与其工作方法一起进一步说明。
本试验中,把公称组成表示为相当于式(5)的(ZrSiO4)40(Cr2O3)30(LaF3)30(mol%)的溅射靶制成粉末状,根据X射线微分析法进行组成分析。其结果,所得溅射靶的分析组成并非由化合物的比例(mol%)表示的式(50),而是由各元素的比例(原子%)表示的式(30)。将分析结果示于表1。进一步,表1中表示了从公称组成算出的元素组成即换算组成。表1

如表1所示,分析组成与换算组成几乎相等。从该结果确认由式(50)表示的溅射靶的实际组成(即分析组成)与由计算求出的元素组成(即换算组成)几乎相等,因此公称组成适当。试验2由试验确认本发明信息记录介质制造中使用的由氧化物-氟化物系材料构成的靶的公称组成和使用该靶形成的氧化物-氟化物系材料层的分析组成之间的关系。具体而言,把公称组成表示为相当于式(50)的(ZrSiO4)30(Cr2O3)50(LaF3)20(mol%)的溅射靶(直径100mm、厚度60mm)安置到成膜装置(即溅射装置),在0.13Pa压力下在Ar气氛中,使用高频电源,用500W功率进行溅射。根据该溅射在Si基片上形成500nm厚度的氧化物-氟化物系材料层。该氧化物-氟化物系材料层的组成分析也根据X射线微分析法进行。所得氧化物-氟化物系材料层的分析组成并非由化合物的比例(mol%)表示的式(5),而是由各元素的比例(原子%)表示的式(3)。将分析结果示于表2。进一步,表2中表示了从公称组成算出的元素组成即换算组成。
表2

如表2所示,层的分析组成与靶的换算组成几乎相等。从该结果确认使用下述式(50)所示溅射靶形成的氧化物-氟化物系材料层的实际组成与由溅射靶的公称组成计算求出的换算组成几乎相等,因此如果使用下述式(50)所示溅射靶,可以形成具有几乎相等组成的膜。
与试验1及2相同的结果认为在表示了选自组GM的元素的氧化物的混合比例和选自组GL的元素的氟化物的混合比例来提供的其他溅射靶中也能得到。于是,在以下实施例中,把溅射靶的组成表示为公称组成(mol%)。还认为溅射靶的公称组成和由使用该溅射靶的溅射法形成的氧化物-氟化物系材料层的组成(mol%)不妨看作是相同的。因此,在以下实施例中还可以用表示溅射靶的组成表示电介质层的组成。另外,在以下实施例中,只用化合物的比例(mol%)表示溅射靶及氧化物-氟化物系材料层的组成。因为业内人员可以根据各化合物的比例(mol%)容易算出溅射靶及氧化物-氟化物系材料层的元素组成(原子%)。实施例1实施例1中进行了为完成本发明的准备试验。具体而言制作了,对于相当于如上所述说明的实施方案1的图1所示信息记录介质25,用各种各样材料形成第一电介质层2和第二电介质层6的14种样品。任何样品其第一电介质层2和第二电介质层6是由相同材料形成。下面说明信息记录介质25的制造方法。在以下说明中,为了便于理解,各构成要素的参照号码使用与图1所示各构成要素相同的参照号码。在后述的实施例的信息记录介质中,也同样地各构成要素的参照号码使用与对应信息记录介质中的构成要素相同的参照号码。
首先,准备在单面表面事先设置有厚度56nm、磁道间距(平行于基片主面的面内的凹表面和凸表面的中心间距)0.615μm的导向沟槽的直径120mm、厚度0.6mm的圆形聚碳酸酯基片,作为基片1。
在基片1上由溅射法用以下说明的方法依次成膜厚度150nm的第一电介质层2、厚度9nm的记录层4、厚度50nm的第二电介质层6、厚度40nm的光吸收校正层7、及厚度80nm的反射层8。
构成第一电介质层2和第二电介质层6的材料使用TiO2(样品1-1)、ZrO2(样品1-2)、HfO2(样品1-3)、V2O(样品1-4)、Nb2O5(样品1-5)、Ta2O5(样品1-6)、Cr2O3(样品1-7)、MoO3(样品1-8)、WO3(样品1-9)、SiO2(样品1-10)、ZnO(样品1-11)、ZnS(样品1-12)、LaF3(样品1-13)、TeO2(样品1-14)。
在形成第一电介质层2和第二电介质层6的工序中,把由上述材料构成的溅射靶(直径100mm、厚度6mm)安置到成膜装置,在0.13Pa压力下进行高频溅射。对于各样品采用的溅射时的功率及气氛如在表3所示。
在形成记录层4的工序中,把由用Sn取代GeTe-Sb2Te3拟二元系组成的一部分Ge的Ge-Sn-Sb-Te材料构成的溅射靶(直径100mm、厚度6mm)安置到成膜装置,进行直流溅射。功率为100W。溅射中通入Ar气体(97%)和N2气体(3%)的混合气体。溅射时的压力为0.13Pa。记录层的组成为Ge27Sn8Sb12Te53(原子%)。
在形成光吸收校正层7的工序中把由组成为Ge80Cr20(原子)%的材料构成的溅射靶(直径100mm、厚度6mm)安置到成膜装置,进行直流溅射。功率为300W。溅射中通入Ar气体。溅射时的压力为约0.4Pa。
在形成反射层8的工序中,把由Ag-Pd-Cu合金构成的溅射靶(直径100mm、厚度6mm)安置到成膜装置,进行直流溅射。功率为200W。溅射中通入Ar气体。溅射时的压力为约0.4Pa。
形成反射层8后,将紫外线固化树脂涂敷在反射层8上。在涂敷的紫外线固化树脂上粘贴直径120mm、厚度0.6mm的聚碳酸酯制空基片10。接着从空基片10侧照射紫外线以固化树脂。根据此把由固化的树脂形成的粘接层9以30μm厚度形成的同时把空基片10隔着粘接层9粘贴到反射层8上。
粘贴空基片10后,使用波长810nm的半导体激光实施初期化工序。初期化工序中把位于信息记录介质25的半径22~60nm范围的环状领域内的记录层4在几乎整面结晶化。根据初期化工序的结束完成信息记录介质25的制作。
制作如图10所示构成的信息记录介质31作为比较样品。比较样品中第一电介质层102和第二电介质层106是用(ZnS)80(SiO2)20形成。另外,第一界面层103和第二界面层105各自是由Ge-Cr-N构成的厚度5nm的层。
第一电介质层102是使用由(ZnS)80(SiO2)20形成的溅射靶(直径100mm、厚度6mm),在压力0.13Pa下,采用如表3所示条件实施高频溅射来实施。第二电介质层106也是这样形成。
在形成第一界面层103的工序中,把由具有Ge90Cr10(原子%)组成的材料构成的溅射靶(直径100mm、厚度6mm)安置到成膜装置,在约1.33Pa压力下进行高频溅射。功率为300W。通入Ar气体(60%)和N2气体(40%)的混合气体作为气氛。其结果,混合气体中的N2气体与从溅射靶溅射的Ge及Cr反应,Ge-Cr-N层形成为第一界面层103。第二界面层105也这样形成。
光吸收校正层7及反射层8是与信息记录介质25的光吸收校正层7及反射层8相同地形成。粘接层9的形成及空基片10的粘贴也用与信息记录介质25采用的方法相同方法实施。
接着说明信息记录介质的评价方法。信息记录介质25中的电介质层的粘接性是根据是否在高温高湿条件下剥离来评价。具体而言,把初期化工序后的信息记录介质25放置于温度90℃相对湿度80%的高温高湿槽100小时后,用光学显微镜观察是否在记录层和与此贴着的电介质层之间、更详细地是在记录层4和第一电介质层2的界面以及记录层4和第二电介质层6的界面的至少一侧发生了剥离。当然,没有剥离的样品评价为具有良好的粘接性,有剥离的样品评价为粘接性差。
信息记录介质25的反复重写性能是根据重复次数评价。重复次数是由以下条件决定。
为了在信息记录介质25记录信息,使用具备旋转信息记录介质25的主轴电动机和、备有发射激光12的半导体激光光头和、把激光12聚光到信息记录介质25的记录层4上的物镜的普通构成的信息记录系统。信息记录介质25的评价是使用波长660nm的半导体激光和数值孔径0.6的物镜,进行4.7GB容量相当的记录。旋转信息记录介质25的线速度为8.2m/秒。另外,在求出后述平均颤动(jitter)值时的颤动值测定中使用时间间隔分析器。
首先,为了确定决定重复次数时的测定条件,用以下步骤设定峰值功率(Pp)及偏功率(Pb)。使用上述系统,把激光12在高能级的峰值功率(mW)和低能级的偏功率(mW)之间变换功率来向信息记录介质25照射,在记录层4的同一凹面记录10次标志长0.42μm(3T)~1.96μm(14T)的随机信号(凹槽记录)。然后,测定前端间的颤动值和后端间的颤动值,把它们的平均值作为平均颤动值来求出。把偏功率固定在一定值,对于不同地变化峰值功率的各记录条件测定平均颤动值。逐渐增加峰值功率,把随机信号的平均颤动值达到13%时的峰值功率的1.3倍的功率暂定为Pp1。接着,把峰值功率固定在Pp1,对于不同地变化偏功率的各记录条件测定平均颤动值。把随机信号的平均颤动值在13%以下时的偏功率的上限值和下限值的平均值设定为Pb。接着,把偏功率固定在Pb,对于不同地变化峰值功率的各记录条件测定平均颤动值,逐渐增加峰值功率,把随机信号的平均颤动值达到13%时的峰值功率的1.3倍的功率暂定为Pp。在这样设定的Pp及Pb条件下记录时,如对于10次反复记录得到8~9%的平均颤动值。考虑到体系的激光功率上限值,优选满足Pp≤14mW、Pb≤8mW。
反复次数在本实施例中根据平均颤动值决定。用如上所述设定的Pp和Pb把激光功率变换来向信息记录介质25照射,在记录层4的同一凹面给定次数反复连续记录标志长0.42μm(3T)~1.96μm(14T)的随机信号(根据凹槽记录)后,测定平均颤动值。平均颤动值在反复次数为1、2、3、5、10、100、200及500次时测定,反复次数在1000~10000次范围时每1000次测定,反复次数在20000~100000次范围时每10000次测定。把平均颤动值达到13%时判定为反复重写的界限,根据此时的反复次数评价反复重写性能。当然,反复次数越大,评价反复重写性能越好。信息记录介质作为计算机的外存储器使用时,反复次数优选在10万次以上。信息记录介质作为图象声音记录器使用时,反复次数优选1万次以上。
表3

*无法重写如表3所示,样品1-4、1-8、1-9、1-14难以重写。具体而言,形成第一次随机信号的记录标志后,如果进行第二次重写,原先的记录标志未被删除而残留。因此,可以知道,V2O5、MoO3、WO3、TeO2难以作为电介质层使用。对于其他样品也未能得到与比较样品相同程度的特性。即从样品1-1到1-14,都无法能够同时满足良好的粘接性、良好的反复重写性能、及良好的记录灵敏度(Pp≤14mW)。
因此,在从样品1-1到1-14使用的材料其本身都不适合用于形成与记录层贴着的电介质层。但是,从本实施例的结果可以知道由Cr2O3、ZnO、ZnS及LaF3构成的电介质层与记录层粘接性良好,及具有由TiO2、ZrO2、HfO2、Nb2O5、Ta2O5、Cr2O3及SiO2构成的电介质层的信息记录介质的反复重写性能良好。因此,本发明者希望通过混合选自Cr2O3、ZnO、ZnS及LaF3的一个以上化合物和选自TiO2、ZrO2、HfO2、Nb2O5、Ta2O5、Cr2O3及SiO2的一个以上化合物,同时达到良好的粘接性和良好的反复重写性能。
本实施例中,各样品除了第一和第二电介质层为用表4所示材料构成外,与实施例1相同,制作成与图1所示信息记录介质25具有相同构成。基片1使用与实施例1中使用的相同的基片。记录层4、光吸收校正层7及反射层8的形成与实施例1相同地实施。第一电介质层2和第二电介质层6是各自使用由表4所示材料构成的溅射靶(直径100mm、厚度6mm),在0.13Pa压力下实施高频溅射来形成。各样品采用的溅射时的气氛及功率如表4所示。
对于得到的各样品,评价电介质层的粘接性和反复重写性能。将其结果示于表4。粘接性及反复重写性能的评价方法如在前面说明。
表4


如表4所示,样品2-1至2-7全部未发生剥离,粘接性得到改善。另外,使用混合Cr2O3的材料的样品显示出了良好的反复重写性能。尤其使用了把Cr2O3与ZrO2、HfO2、SiO2混合的材料的样品能实现10万次的反复次数。另外,使用混合了LaF3的材料的样品为Pp<14mW,显示出了良好的记录灵敏度。另一方面,使用了混合ZnO和ZnS的样品其反复重写性能都差。从这些结果可以确认,能对反复重写性能有贡献的电介质材料,即与TiO2、ZrO2、HfO2、Nb2O5、Ta2O5、Cr2O3或SiO2混合的材料有Cr2O3或LaF3。并且,认为组合氟化物和氧化物要要比组合两种氧化物,对于降低层的热传导率更有效。
进一步,从表4可以知道,通过组合LaF3和氧化物,能够得到同时满足良好的粘接性、良好的反复重写性能、及良好的记录灵敏度的信息记录介质。因此,本发明者想到了如果混合稀土金属的氟化物是否也同样能得到良好的结果。
本实施例中,各样品除了第一和第二电介质层为用表4所示材料构成外,与实施例1相同,制作成与图1所示信息记录介质25具有相同构成。基片1使用与实施例1中使用的相同的基片。记录层4、光吸收校正层7及反射层8的形成与实施例1相同地实施。第一电介质层2和第二电介质层6是各自使用由表5示材料构成的溅射靶(直径100mm、厚度6mm),在0.13Pa压力下实施高频溅射来形成。每个样品的电介质层的形成工序中,溅射都是用400W的功率,并在Ar气氛中实施。
对于得到的各样品,评价电介质层的粘接性和反复重写性能。将其结果示于表5。粘接性及反复重写性能的评价方法如在前面说明。
表5


如表5所示,样品3-1至3-24全部未发生剥离,粘接性良好。另外,所有样品的反复次数都是1万次以上,确保了作为图象声音记录器用途的信息记录介质使用时充分的反复重写性能。进一步,所有样品都是Pp<14mW,记录灵敏度良好。这样,通过混合氧化物和稀土金属,对于与记录层贴着来形成电介质层的情况也能确保信息记录介质所需的性能。
比较对照样品和样品3-1至3-24可以知道,对照样品在实现10万次以上反复次数的同时,实现Pp=11mW的高记录灵敏度。考虑到信息记录介质作为计算机的外存储器使用,最好实现10万次以上反复次数。因此,为了实现与对照样品(即现有构成的信息记录介质)相同或其以上的性能,做了使用在多个氧化物中混合氟化物的材料的试验。
首先,准备与在实施例1中使用的相同的基片,作为基片1。在该基片1上由溅射法用以下说明的方法依次成膜厚度150nm的第一电介质层102、厚度5nm的第一界面层103、厚度9nm的记录层4、厚度50nm的第二电介质层6、厚度40nm的光吸收校正层7、及厚度80nm的反射层8。
第一电介质层102与在前面实施例1中说明的信息记录介质31(对照样品)中的第一电介质层102相同地用(ZnS)80(SiO2)20(mol%)形成。第一界面层103与在前面实施例1中说明的信息记录介质31(对照样品)中的第一界面层103同样形成,为Ge-Cr-N层。记录层4与实施例1同样形成,因此其组成为Ge27Sn8Sb12Te53(原子%)。
第二电介质层6是各自使用由表6所示材料构成的溅射靶(直径100mm、厚度6mm),在Ar气氛中0.13Pa压力下进行高频溅射来形成。另外使用功率在样品4-1中是500W,在样品4-2~4-7中是400W。
光吸收校正层7及反射层8与在实施例1中说明的信息记录介质25相同地形成。
为了比较,制作与在实施例1中制作的相同的信息记录介质31作为对照样品。对于得到的各样品,评价电介质层的粘接性和反复重写性能。将其结果示于表6。粘接性及反复重写性能的评价方法如在前面说明。其中,在本实施例的粘接性的评价是通过观察记录层4和与此贴着的第二电介质层6之间是否发生剥离来实施。表6

如表6所示,可以确认如果LaF3含有10摩尔%以上,则不发生剥离,能够确保良好的粘接性。另外,ZrO2的比例越小(即LaF3的混合比例越大),虽然反复次数变少,但Pp变小,具有记录灵敏度变好的趋势。从上述结果可以知道,如果考虑反复重写性能和记录灵敏度的均衡,ZrO2的比例优选在50摩尔%以上,而考虑粘接性ZrO2的比例优选在90摩尔%以上。
本实施例中,各样品除了第一和第二电介质层为用表7所示材料构成外,与实施例1相同,制作成与图1所示信息记录介质25具有相同构成。基片1使用与实施例1中使用的相同的基片。记录层4、光吸收校正层7及反射层8的形成与实施例1相同地实施。第一电介质层2和第二电介质层6是各自使用由表7所示材料构成的溅射靶(直径100mm、厚度6mm),在0.13Pa压力下实施高频溅射来形成。每个样品的电介质层的形成工序中,溅射都是用400W的功率,并在Ar气氛中实施。
对于得到的各样品,评价电介质层的粘接性和反复重写性能。将其结果示于表7。粘接性及反复重写性能的评价方法如在前面实施例1中说明。
表7

如表7所示,使用ZrO2-Cr2O3-LaF3混合系(样品5-1)、SiO2-Cr2O3-LaF3混合系(样品5-2)、HfO2-Cr2O3-LaF3混合系(样品5-3)、ZrO2-SiO2-Cr2O3-LaF3混合系(样品5-5)及HfO2-SiO2-Cr2O3-LaF3混合系(样品5-6)Cr2O3-LaF3混合系(样品5-5)及HfO2-SiO2-Cr2O3-LaF3混合系(样品5-6)的样品可以实现10万次以上反复次数,及Pp≤14mW。尤其混合SiO2的体系Pp更低,记录灵敏度更高。即通过使用这些混合系与记录层贴着形成电介质层来构成信息记录介质,能够用没有第一和第二界面层的构成即层数少的构成实现与现有具有界面层的构成相同的性能。
使用TiO2-Cr2O3-LaF3混合系及TiO2-SiO2-Cr2O3-LaF3混合系的样品5-4和5-7虽然反复次数不足10万次,但显示出了比表2所示样品2-4更优异的反复重写性能。使用TiO2-SiO2-Cr2O3-LaF3混合系的样品5-7显示出与样品5-4相同的反复重写性能,且比样品5-4的Pp更低,显示出更高的记录灵敏度。从这些表7的结果可以知道,添加Cr2O3对提高反复重写性能有贡献,添加SiO2对提高记录灵敏度有贡献。
本实施例中,各样品除了第二电介质层6为用表8所示材料构成外,与实施例4相同,制作成与图3所示信息记录介质27具有相同构成。基片1使用与实施例1中使用的相同的基片。第一电介质层102、第一界面层103、记录层4、光吸收校正层7及反射层8的形成与实施例4相同地实施。第二电介质层6是各自使用由表8所示材料构成的溅射靶(直径100mm、厚度6mm),在0.13Pa压力下实施高频溅射来形成。每个样品的第二电介质层6的形成工序中,溅射都是用400W的功率,并在Ar气气氛中实施。
对于得到的各样品,评价电介质层的粘接性和反复重写性能。将其结果示于表8。粘接性及反复重写性能的评价方法如在前面实施例4中说明。
表8

如表8所示,可以确认如果含有Cr2O3,则即使LaF3的混合比例小也不发生剥离,能够确保良好的粘接性。另外,ZrO2和Cr2O3的总计混合比例越小(即LaF3的混合比例越大),Pp越小,有记录灵敏度越好的趋势。另外,ZrO2和Cr2O3的总计混合比例一定时,Cr2O3的混合比例越大,反复次数越小,有Pp越大的趋势。从上述结果可以知道,如果考虑反复重写性能和记录灵敏度的均衡,ZrO2和Cr2O3的总计混合比例优选在50摩尔%以上。另外,ZrO2及Cr2O3的混合比例优选各自在10摩尔%以上。
实施例7中对于ZrO2-SiO2-Cr2O3-LaF3混合系材料确定了适合于电介质层的形成的组成范围。具体而言,与实施例1相同,对于图1所示信息记录介质25,制作由上述四个化合物的混合比例不同的材料形成第一电介质层2和第二电介质层6的6种样品。在该实施例中第一电介质层2和第二电介质层6也用相同材料形成。
本实施例中,各样品除了第一和第二电介质层为用表9所示材料构成外,与实施例1相同,制作成与图1所示信息记录介质25具有相同构成。基片1使用与实施例1中使用的相同的基片。记录层4、光吸收校正层7及反射层8的形成与实施例1相同地实施。第一电介质层2和第二电介质层6是各自使用由表9所示材料构成的溅射靶(直径100mm、厚度6mm),在0.13Pa压力下实施高频溅射来形成。每个样品的电介质层的形成工序中,溅射都是用400W的功率,并在Ar气气氛中实施。
对于得到的各样品,评价电介质层的粘接性和反复重写性能。将其结果示于表9。粘接性及反复重写性能的评价方法如在前面实施例1中说明。确定组成范围时还使用了在实施例5中制作的样品5-5的评价结果,因此将其结果再次示于表9。
表9

如表9所示,在式(4),即用(D)X(SiO2)Y(Cr2O3)Z(LaF3)100-X-Y-Z(mol%)表示的体系中,如果D为ZrO2,且X、Y和Z满足20≤X≤70、10≤Y≤50、10≤Z≤60、及50≤X+Y+Z≤90,则对于信息记录介质25,确认能够实现良好的粘接性、良好的反复重写性能(反复次数为10万次以上)、及Pp<14mW的良好的记录灵敏度。并且还确认了,如果采用Cr2O3的比例大的混合物体系,则记录灵敏度稍微降低,如果采用LaF3的比例大的混合物体系,则记录灵敏度增大的各特性的组成依赖性。
本实施例中,各样品除了第一和第二电介质层为用表10所示材料构成外,与实施例1相同,制作成与图1所示信息记录介质25具有相同构成。基片1使用与实施例1中使用的相同的基片。记录层4、光吸收校正层7及反射层8的形成与实施例1相同地实施。第一电介质层2和第二电介质层6是各自使用由表10所示材料构成的溅射靶(直径100mm、厚度6mm),在0.13Pa压力下实施高频溅射来形成。对于每个样品,溅射都是用400W的功率,并在Ar气气氛中实施。
对于得到的各样品,评价电介质层的粘接性和反复重写性能。将其结果示于表10。粘接性及反复重写性能的评价方法如在前面实施例1中说明。确定组成范围时还使用了在实施例5中制作的样品5-6的评价结果,因此将其结果再次示于表10。
如表10所示,在式(4),即用(D)X(SiO2)Y(Cr2O3)Z(LaF3)100-X-Y-Z(mol%)表示的体系中,如果D为HfO2,且X、Y和Z满足20≤X≤70、10≤Y≤50、10≤Z≤60、及50≤X+Y+Z≤90,则对于信息记录介质25,确认能够实现良好的粘接性、良好的反复重写性能(反复次数为10万次以上)、及Pp<14mW的良好的记录灵敏度。
表10

实施例9如表10所示,在式(4),即用(D)X(SiO2)Y(Cr2O3)Z(LaF3)100-X-Y-Z(mol%)表示的体系中,如果D为HfO2,且X、Y和Z满足20≤X≤70、10≤Y≤50、10≤Z≤60、及50≤X+Y+Z≤90,则对于信息记录介质25,确认能够实现良好的粘接性、良好的反复重写性能(反复次数为10万次以上)、及Pp<14mW的良好的记录灵敏度。
实施例9中对于Ta2O5-SiO2-Cr2O3-LaF3混合系材料确定了适合于电介质层的形成的组成范围。具体而言,与实施例1相同,对于图1所示信息记录介质25,制作由上述四个化合物的混合比例不同的材料形成第一电介质层2和第二电介质层6的6种样品。在该实施例中第一电介质层2和第二电介质层6也用相同材料形成。
本实施例中,各样品除了第一电介质层2和第二电介质层6为用表11所示材料构成外,与实施例1相同,制作成与图1所示信息记录介质25具有相同构成。基片1使用与实施例1中使用的相同的基片。记录层4、光吸收校正层7及反射层8的形成与实施例1相同地实施。第一电介质层2和第二电介质层6是各自使用由表11所示材料构成的溅射靶(直径100mm、厚度6mm),在0.13Pa压力下实施高频溅射来形成。对于每个样品,溅射都是用400W的功率,并在Ar气气氛中实施。
对于得到的各样品,评价电介质层的粘接性和反复重写性能。将其结果示于表11。粘接性及反复重写性能的评价方法如在前面实施例1中说明。确定组成范围时还使用了在实施例5中制作的样品5-8的评价结果,因此将其结果再次示于表11。
表11

如表11所示,在式(4),即用(D)X(SiO2)Y(Cr2O3)Z(LaF3)100-X-Y-Z(mol%)表示的体系中,如果D为Ta2O5,且X、Y和Z满足20≤X≤70、10≤Y≤50、10≤Z≤60、及50≤X+Y+Z≤90,则对于信息记录介质25,确认能够实现良好的粘接性及Pp<14mW的良好的记录灵敏度。样品9-1、2、3、5、6与实施例7及8的样品相比,虽然反复次数小,但它可作为特定用途(如图象声音记录器)的信息记录介质。
本实施例中,各样品除了第一和第二电介质层为用表12所示材料构成外,与实施例1相同,制作成与图1所示信息记录介质25具有相同构成。基片1使用与实施例1中使用的相同的基片。记录层4、光吸收校正层7及反射层8的形成与实施例1相同地实施。第一电介质层2和第二电介质层6是各自使用由表12所示材料构成的溅射靶(直径100mm、厚度6mm),在0.13Pa压力下实施高频溅射来形成。对于每个样品,溅射都是用400W的功率,并在Ar气气氛中实施。
对于得到的各样品,评价电介质层的粘接性和反复重写性能。将其结果示于表12。粘接性及反复重写性能的评价方法如在前面实施例1中说明。
表12

如表12所示,在式(5),即用(ZrSiO4)A(Cr2O3)B(LaF3)100-A-B(mol%)表示的体系中,如果A和B满足20≤A≤70、10≤B≤50、50≤A+B≤90,则对于信息记录介质25,确认能够实现良好的粘接性、良好的反复重写性能(反复次数为10万次以上)、及Pp<14mW的良好的记录灵敏度。并且还确认了,如果采用Cr2O3的比例大的混合物体系,则记录灵敏度稍微降低,如果采用LaF3的比例大的混合物体系,则记录灵敏度增大的各特性的组成依赖性。
表13

如表13所示,样品10-2的反复重写性能对于凹槽记录及凸面记录双方与比较样品相同。样品10-2的还比比较样品Pp低,显示出更高的记录灵敏度。因此,可以确认本发明的信息记录介质作为用于凸面-凹槽记录的信息记录介质是有用的。
这样,含有用(ZrSiO4)50(Cr2O3)30(LaF3)20(mol%)等表示的氧化物和氟化物的混合物的层不含S,因此可以与记录层贴着来形成。另外,把氧化物-氟化物系材料层作为第一电介质层2及第二电介质层6的图1所示信息记录介质25具有含有第一界面层103及第二界面层105的图10所示信息记录介质31相等以上的良好性能。这可以从上述实施例3~11的结果明确。即由上述实施例可以验证根据本发明即使比现有的信息记录介质减少层数,也能得到具有其相等以上的性能的信息记录介质。
首先,准备与在实施例1中使用的相同的基片,作为基片1。在该基片1上由溅射法用以下说明的方法依次成膜厚度150nm的第一电介质层2、厚度9nm的记录层4、厚度3nm的第二界面层105、厚度50nm的第二电介质层106、厚度40nm的光吸收校正层7、及厚度80nm的反射层8。
在第一电介质层2的工序中,安装由(ZrSiO4)30(Cr2O3)40(LaF3)30(mol%)构成的溅射靶(直径100mm、厚度6mm),在0.13Pa压力下Ar气氛中实施高频溅射。功率为400W。
记录层4与实施例1相同来形成。因此,该组成为Ge27Sn8Sb12Te53(原子%)。
第二界面层105与在前面实施例1中说明的信息记录介质31(比较样品)中的第一界面层103相同来形成。第二电介质层106也与在前面实施例1中说明的信息记录介质31(比较样品)中的第一电介质层102相同地用(ZnS)80(SiO2)20(mol%)形成。光吸收校正层7及反射层8与在实施例1中说明的信息记录介质25相同来形成。
为了比较,制作与在实施例1中制作的相同的信息记录介质31作为比较样品。各样品的第一电介质层2的粘接性在与实施例1相同的条件下测定。另外,通过对各样品实施凹槽记录及凸面记录,并把凹槽记录及凸面记录的反复次数按照实施例1中所述的方法求出,评价反复重写性能。将评价结果示于表14。
表14

如表14所示,只有第一电介质层2为氧化物-氟化物系材料层的六层构成的信息记录介质26也实现了与七层构成的信息记录介质31相同的粘接性、反复重写性能、峰值功率、及偏功率。(ZrSiO4)30(Cr2O3)40(LaF3)30(mol%)是构成信息记录介质26的层的组成的一例。在实施例10中使用的用ZrSiO4-Cr2O3-LaF3混合系材料制作的信息记录介质26均显示出了良好的性能。对于在其他实施例中使用的材料也一样。
本实施例中,样品13-1是除了第二电介质层6的形成工序外,与实施例4相同地形成。在第二电介质层6的形成工序中,安装由(ZrSiO4)50(Cr2O3)20(LaF3)30(mol%)构成的溅射靶,在0.13Pa压力下Ar气氛中实施高频溅射。功率为400W。
为了比较,制作与在实施例1中制作的相同的信息记录介质31作为比较样品。各样品的第二电介质层6的粘接性用与实施例1相同的条件评价。另外,通过对各样品实施凹槽记录及凸面记录,并把凹槽记录及凸面记录的反复次数按照实施例1中所述的方法求出,评价各样品的反复重写性能。将评价结果示于表15。
表15

如表15所示,只有第二电介质层6是(ZrSiO4)50(Cr2O3)20(LaF3)30(mol%)的六层构成的信息记录介质27也实现了与七层构成的信息记录介质31相同的粘接性、反复重写性能、峰值功率、及偏功率。(ZrSiO4)50(Cr2O3)20(LaF3)30(mol%)是构成信息记录介质27的层的组成的一例。在实施例10中使用的用ZrSiO4-Cr2O3-LaF3混合系材料制作的信息记录介质27均显示出了良好的性能。对于在其他实施例使用的材料也一样。
首先,准备在单面表面事先设置有厚度21nm、磁道间距(平行于基片主面的面内的凹表面和凸表面的中心间距)0.32μm的导向沟槽的直径120mm、厚度1.1mm的圆形聚碳酸酯基片,作为基片101。
在基片101上由溅射法用以下说明的方法依次成膜厚度80nm的反射层8、厚度16nm的第二电介质层6、厚度11nm的记录层4、及厚度68nm的第一电介质层2。
反射层8与实施例1相同来形成。在形成第二电介质层6的工序中,安装把由(ZrSiO4)50(Cr2O3)30(LaF3)20(mol%)构成的溅射靶(直径100mm、厚度6mm)安装到成膜装置,在0.13Pa压力下Ar气氛中实施高频溅射。功率为400W。第一电介质层2也相同来形成。
在形成记录层4的工序中,把由Ge-Sb-Te材料构成的溅射靶(直径100mm、厚度6mm)安置到成膜装置,进行直流溅射。功率为100W。溅射中通入Ar气体(97%)和N2气体(3%)的混合气体。溅射时的压力为0.13Pa。记录层4的组成为Ge45Sb4Te51。
形成第一电介质层2后,将紫外线固化树脂涂敷在第一电介质层2上。在涂敷的紫外线固化树脂上粘贴直径120mm、厚度90μm的圆形聚碳酸酯基片作为空基片110。接着,从空基片110侧照射紫外线以固化树脂。根据此把由固化的树脂构成的粘接层9以10μm厚度形成的同时,把空基片110隔着粘接层9粘贴到第一电介质层2上。
粘贴空基片110后,使用波长670nm的半导体激光实施初期化工序。初期化工序中把位于信息记录介质28的半径22~60nm范围的环状领域内的记录层4在几乎整面结晶化。根据初期化工序的结束完成信息记录介质28(样品14-1)的制作。
作为比较样品制作除了在第一电介质层和记录层之间以及第二电介质层和记录层之间具有第一界面层及第二界面层外,与信息记录介质28具有相同构成的信息记录介质(未图示)。比较样品中第一电介质层和第二电介质层是用(ZnS)80(SiO2)20(摩尔%)形成。这些电介质层是与在先前实施例1中说明的信息记录介质31(比较样品)的第一电介质层102相同来形成。第一界面层及第二界面层是由Ge-Cr-N构成,具有5nm的厚度。这些界面层是与在先前实施例1中说明的信息记录介质31(比较样品)的第一界面层103相同地构成。其他层与信息记录介质28的层相同来形成。
对得到的各样品评价粘接性及反复重写性能。将其结果示于表16。粘接性的评价方法与实施例1中说明的相同。反复重写性能用与在实施例1中采用的方法不同的方法评价。下面说明该方法。
信息记录介质28的反复重写性能使用与在实施例1中使用的相同构成的信息记录系统评价。信息记录介质28的评价是使用波长405nm的半导体激光和数值孔径0.85的物镜,进行2.3GB容量相当的记录。旋转信息记录介质28的线速度为5m/秒。另外,CNR(即信号振幅与噪音之比)及消除率的测定使用光谱分析仪。
首先,为了确定决定重复次数时的测定条件,用以下步骤设定峰值功率(Pp)及偏功率(Pb)。把激光12在高能级的峰值功率(mW)和低能级的偏功率(mW)之间变换功率来向信息记录介质28照射,在记录层4的同一凹面记录10次标志长0.16μm的2T信号。记录10次2T信号后,测定CNR。记录10次2T信号时,把偏功率固定在一定值,对于不同地变化峰值功率的各记录条件测定CNR,把信号振幅饱和时的最小峰值功率的1.2倍的功率设定为Pp。
接着,与上述相同记录10次2T信号后,再生信号测定2T信号的振幅。进一步,在该凹槽表面重写一次9T信号,再生信号测定2T信号的振幅。求出把10次记录后测定的振幅作为基准的2T信号的衰减率和消除率。2T信号的10次记录以及9T信号的1次重写时,把峰值功率固定在先前设定的Pp,对于不同地变化偏功率的各功率条件求出如上所述定义的消除率,把消除率达到25dB以上的偏功率范围的中心值设定为Pb。考虑到体系的激光功率上限值,优选满足Pp≤6mW、Pb≤3mW。
反复次数在本实施例中由CNR及消除率决定。用如上所述设定的Pp和Pb把激光变换功率来向信息记录介质28照射,把2T信号在同一凹槽表面给定次数重复连续记录。然后测定CNR,并求出消除率。消除率是如上所述,给定次数记录后及进一步1次重写9T信号后测定2T信号,通过对于给定次数记录后测定的2T信号的,1次重写9T信号后测定的2T信号的振幅的衰减率来求出。CNR及消除率在反复次数为1、2、3、5、10、100、200、500、1000、2000、3000、5000、7000、10000次时求出。以反复10次时的CNR及消除率为基准,把CNR降低2dB或消除率降低5dB时判断为反复重写界限,根据此时的反复次数评价反复重写性能。当然,反复次数越大,评价反复重写性能越好。信息记录介质28的反复次数优选1万次以上。
表16

本实施例的样品14-1的信息记录介质28与图1所示信息记录介质25相比,基片上的各层的成膜顺序、记录条件(激光波长或透镜的数值孔径)及记录容量不同。样品14-1的记录容量为图1所示信息记录介质25的约5倍。但是,与这些不同点无关,通过使用由(ZrSiO4)50(Cr2O3)20(LaF3)30(mol%)构成的层作为第一电介质层2和第二电介质层6,确认即使不设置界面层,也能够得到与具有界面层的比较样品同等性能的信息记录介质。制作的信息记录介质28的(在没有凹凸的平面部)Rc实测值为20%、Ra为3%。
以信息记录介质28的构成,即使只有第一电介质层2或者第二电介质层6为氧化物-氟化物系材料层,也能得到同样的结果。即通过使用氧化物-氟化物系材料层,可以把现有使用的界面层至少能减少一层,且能够确保与现有构成同等的性能。另外,本发明中采用的氧化物-氟化物系材料层不含S(硫),因此即使与含有Ag的反射层8相连界面,也不会发生原子扩散。由此,四层构成成为可能。当然,在反射层8和第二电介质层6之间可以根据需要形成用于调节记录层的光吸收的层。这种层是用选自金属、非金属、半金属、半导体及电介质、以及它们的化合物的一种材料,或者两种材料的混合物形成。这种层优选对于波长405nm附近的光具有4以下的折射率以及4以下的衰减系数。
首先,准备与在实施例14中使用的基片101相同的基片,作为基片101。在基片101上由溅射法依次成膜厚度80nm的第二反射层20、厚度16nm的第五电介质层19、厚度11nm的第二记录层18、厚度68nm的第四电介质层17,形成第二信息层22。
第二反射层20与实施例1相同用Ag-Pd-Cu合金形成。在第五电介质层19的形成工序中,安装把由(ZrSiO4)50(Cr2O3)30(LaF3)20(mol%)构成的溅射靶(直径100mm、厚度6mm)安装到成膜装置,在0.13Pa压力下Ar气氛中实施高频溅射。功率为400W。第四电介质层17也同样来形成。第二记录层18与实施例14相同,使用由Ge-Sb-Te材料构成的溅射靶形成。
接着,在第二信息层22上形成具有沟槽的厚度30μm的中间层16。中间层16是由以下顺序形成。首先用旋涂法涂敷紫外线固化树脂。接着,在涂敷的紫外线固化树脂上把表面设有凹凸的聚碳酸酯基片配置成该凹凸粘贴。该凹凸具有与中间层16需形成的导向沟槽互补的形状。然后从聚碳酸酯基片侧照射紫外线以固化树脂,把聚碳酸酯基片从中间层16剥离。这样得到紫外线固化树脂固化形成的,由转印形成导向沟槽的中间层16。
形成中间层16后,实施第二信息层22的初期化工序。初期化工序中使用波长670nm的半导体激光,把位于半径22~60nm范围的环状领域内的第二记录层18在几乎整面结晶化。
接着,在中间层16上由溅射法依次成膜厚度15nm的第三电介质层15、厚度10nm的第一反射层14、厚度12nm的第二电介质层6、厚度6nm的第一记录层13及厚度45nm的第一电介质层2,形成第一信息记录层21。
在形成第三电介质层15的工序中,使用由TiO2材料构成的溅射靶(直径100mm、厚度6mm),在压力约0.13Pa下进行高频溅射。功率为400W。溅射中通入Ar气体(97%)和O2气体(3%)的混合气体。
第一反射层14也与第二反射层20相同来形成,形成为Ag-Pd-Cu合金的层。第二电介质层6与第五电介质层19相同,用(ZrSiO4)50(Cr2O3)30(LaF3)20(mol%)形成。第一电介质层2也一样形成。因此,该实施例中,第五、第四、第二及第一电介质层19、17、6及2都具有相同的组成。
在形成第一记录层13的工序中,把由Ge-Sn-Sb-Te材料构成的溅射靶(直径100mm、厚度6mm)安置到成膜装置,在0.13Pa压力下进行直流溅射。功率为50W。溅射中通入Ar气体(100%)。溅射时的压力为约0.13Pa。记录层的组成为Ge40Sn5Sb4Te51(原子%)。
形成第一电介质层2后,将紫外线固化树脂涂敷在第一电介质层2上。在涂敷的紫外线固化树脂上粘贴直径120mm、厚度65μm的圆形聚碳酸酯基片作为空基片110。接着从空基片110侧照射紫外线以固化树脂。由此,将由固化的树脂形成的粘接层9以10μm厚度形成的同时把空基片110隔着粘接层9粘贴到第一电介质层2上。
粘贴空基片110后,使用波长670nm的半导体激光,实施第一信息层21的初期化工序。初期化工序中把位于半径22~60nm范围的环状领域内的第一记录层13在几乎整面结晶化。根据初期化工序的结束完成信息记录介质29(样品15-1)的制作。
对于样品15-1的第一信息层21和第二信息层22各自评价电介质层的粘接性及信息记录介质的反复重写性能。将其结果与在评价反复重写性能时求出的峰值功率(Pp)及偏功率(Pb)一起示于表17。
本实施例中,电介质层的粘接性的评价是在与实施例1相同的条件下,对第一信息层21和第二信息层22各自调查是否剥离来实施。信息记录介质29的反复重写性能的评价是在与实施例14相同的条件下,对第一信息层21和第二信息层22各自进行23GB容量相当的记录,对第一信息层21和第二信息层22各自观察反复次数。在第一信息层21记录时把激光12聚焦在第一记录层13上,在第二信息层22记录时把激光12聚焦在第二记录层18上。考虑到体系的激光功率上限值,第一信息层21优选满足Pp≤11mW、Pb≤5.5mW。
表17

本实施例的样品15-1的信息记录介质29与图1所示信息记录介质25相比,基片上的各层的形成顺序、信息层(即记录层)的数量为两个、及记录条件(激光波长或透镜的数值孔径)不同。另外,样品15-1的记录容量为图1所示信息记录介质25的约10倍。但是,与这些不同点无关,通过使用由(ZrSiO4)50(Cr2O3)30(LaF3)20(mol%)构成的层作为第一、第二、第四及第五电介质层2、6、17及19,确认即使不设置界面层,也能够得具有良好性能的信息记录介质。制作的信息记录介质29的(在没有凹凸的平面部)第一信息层21的Rc设计值为6%、Ra为0.7%。第二信息层22的Rc设计值为25%、Ra为3%。
本实施例中把构成信息记录介质29的第一、第二、第四及第五电介质层2、6、17及19全部制成氧化物-氟化物系材料层,但本发明并不限定于此。一个变形例子中,本发明的信息记录介质可以是这些四个电介质层之中至少一个为氧化物-氟化物系材料层,其他电介质层则由(ZnS)80(SiO2)20(摩尔%)构成。此时(ZnS)80(SiO2)20(摩尔%)的电介质层和记录层之间需要形成界面层。有关变形例子的信息记录介质也在达到层数减少的目的的同时,得到与上述样品15-1同样良好的性能。
另外,本实施例中把第一、第二、第四及第五电介质层2、6、17及19全部制成相同组成的氧化物-氟化物系材料层,但本发明并不限定于此。作为一个变形例子,可以制作这些四个电介质层具有各不相同组成的信息记录介质29。这种信息记录介质也与上述样品15-1同样表示出良好的性能。
首先,准备与在实施例1中使用的相同的基片,作为基片1。在基片1上由溅射法依次成膜厚度150nm的第一电介质层102、厚度5nm的第一界面层3、厚度9nm的记录层4、厚度3nm的第二界面层5、厚度50nm的第二电介质层106、厚度40nm的光吸收校正层7、及厚度80nm的反射层8。
第一电介质层102与在前面实施例1中说明的信息记录介质31(比较样品)中的第一电介质层102相同用(ZnS)80(SiO2)20(mol%)形成。第二电介质层106也一样形成。
在第一界面层3的形成工序中,把由(ZrSiO4)50(Cr2O3)40(LaF3)10(mol%)构成的溅射靶(直径100mm、厚度6mm)安装到成膜装置,在0.13Pa压力下Ar气氛中实施高频溅射。功率为400W。第二界面层5也一样形成。
记录层4与实施例1相同来形成。因此,该组成为Ge27Sn8Sb12Te53(原子%)。光吸收校正层7也与实施例1相同由Ge80Cr20形成。反射层8也与实施例相同由Ag-Pd-Cu合金形成。
为了比较,制作与在实施例1中制作的相同的信息记录介质31作为比较样品。对于得到的各样品,评价粘接性和反复重写性能。粘接性的评价是通过观察记录层4和与此贴着的界面层之间,更详细地是记录层与第一界面层3及第二界面层5中的至少一方之间是否发生剥离来实施。反复重写性能的评价是,通过实施凹槽记录及凸面记录,并把凹槽记录及凸面记录的反复次数按照实施例1中所述的方法求出来实施。将评价结果示于表18。
表18

如表18所示,把氧化物-氟化物系材料层作为界面层的样品16-1的性能与比较样品相等。构成该样品16-1的层数与现有的信息记录介质相同。因此,样品16-1无法得到层数减少引起的效果。但是,把氧化物-氟化物系材料层作为界面层时,不象形成Ge-Cr-N的界面层依赖于反应性溅射,通过在只有Ar气体的气氛中溅射形成界面层。因此,在一个氧化物-氟化物系材料的界面层内中的组成不均性及膜厚的不均性比Ge-Cr-N的界面层小。根据此,提高制造的容易性和稳定性。另外,氧化物-氟化物系材料层是膜质量的装置依赖性小,所以该膜的形成条件可以更快地最佳化。因此,通过把氧化物-氟化物系材料层作为界面层,还可以带来更迅速提高信息记录介质产量的效果。
形成第二电介质层6时,把由(ZrO2)29(SiO2)29(Cr2O3)21(LaF3)21(mol%)构成的溅射靶(直径100mm、厚度6mm)安装到成膜装置,进一步在该溅射靶表面放置尺寸各自为10mm×10mm×1mm的Si3N4、Ge、C、Au、Ni、Pd及Al的溅射片。使用具有该溅射片的溅射靶在0.13Pa压力下Ar气氛中实施高频溅射形成第二电介质层6。功率为400W。分析所形成层的结果,该层中含有90摩尔%的(ZrO2)29(SiO2)29(Cr2O3)21(LaF3)21,作为第三成分含有3摩尔%的Si3N4,3摩尔%的Ge,0.5摩尔%的Au,0.5摩尔%的Ni,0.5摩尔%的Pd,及0.5摩尔%的Al。
为了比较,制作与在实施例1中制作的相同的信息记录介质31作为比较样品。与实施例1相同的方法评价各样品的第二电介质层6的粘接性。另外,各样品的反复重写性能是,通过对各样品实施凹槽记录及凸面记录,并把凹槽记录及凸面记录的反复次数按照实施例1中所述的方法求出来实施。将评价结果示于表19。
表19

如表19所示,样品17-1显示出与比较样品相等的粘接性及反复重写性能。构成该样品16-1的层数与现有的信息记录介质相同。另外,样品17-1的Pp及Pb比比较样品高,但满足Pp<14mW及Pb<7mW,足够使用。从该结果可以确认,当含有选自GM的元素的氧化物及选自GL的元素的氟化物总计90摩尔%以上时能够确保良好的粘接性、良好的反复重写性能、及良好的记录灵敏度。实施例18在以上实施例1~17制作了由光学手段记录信息的信息记录介质。实施例18制作如图8所示由电学手段记录信息的信息记录介质207。这就是所谓的存储器。
本实施例的信息记录介质207是如下制作。首先,准备表面进行氮化处理的长5mm、宽5mm及厚1mm的Si基片201。在该基片201上在1.0mm×1.0mm区域形成厚度0.1μm的Au的下部电极202。在下部电极202上在0.2mm圆形区域形成厚度0.1μm的Ge38Sb10Te52(作为化合物以Ge8Sb2Te11表示)相变部205,在0.6mm×0.6mm区域(其中除了相变部205)形成与相变部205相同厚度的(ZrSiO4)40(Cr2O3)30(LaF3)30(mol%)的断热部206。进一步在0.6mm×0.6mm区域形成厚度0.1μm的Au的上部电极204。下部电极202、相变部205、断热部206及上部电极204均由溅射法形成。
成膜相变部205的工序中,把由Ge-Sb-Te系材料构成的溅射靶(直径100mm、厚度6mm)安装到成膜装置,用100W功率通入Ar气体进行直流溅射。溅射时压力为0.13Pa。另外,成膜断热部206的工序中,把由具有(ZrSiO4)40(Cr2O3)30(LaF3)30(mol%)组成的材料构成的溅射靶(直径100mm、厚度6mm)安装到成膜装置,在约0.13Pa压力下进行高频溅射。功率为400W。溅射中通入Ar气体。这些工序中的溅射是,把需要成膜的面以外的区域用掩模覆盖各自进行,以免相变部205及断热部206互相层叠。形成相变部205及断热部206的顺序不做限定,可以随意先进行其中之一。
相变部205及断热部206构成记录部203。相变部205相当于本发明中所说的记录层,断热部206相当于本发明中所说的氧化物-氟化物系材料层。
下部电极202及上部电极204可以用在电极形成技术领域中普遍采用的溅射法来成膜,对这些成膜工序省略其详细说明。
由图9所示系统确认通过对如上所述制作的信息记录介质207施加电能,使相变部205引起相变的现象。图9所示信息记录介质207的断面图表示沿着图8所示信息记录介质207的A-B线在厚度方向切断的断面。
更详细地,如图9所示,通过把两个施加部212各自用Au导线粘接到下部电极202及上部电极204,把施加部212隔着电性写入/读出装置214连接到信息记录介质(存储器)207。该电性写入/读出装置214中,在各自连接到下部电极202及上部电极204的施加部212之间隔着开关210连接着脉冲发生部208,并隔着开关211连接着电阻测定器209。电阻测定器209连接在判断由电阻测定器209测定的电阻值的高低的判断部213。根据脉冲发生部208隔着施加部212在上部电极204及下部电极202之间通着电流,根据电阻测定器209测定下部电极202及上部电极204之间的电阻值,由判断部213判断该电阻值的高低。一般根据相变部205相变而电阻值发生变化,所以可以基于该判断结果知道相变部205的相的状态。
本实施例的情况,相变部205的熔点为630℃,结晶化温度为170℃,结晶化时间为130ns。下部电极202及上部电极204之间的电阻值是,相变部205为非结晶相状态时为1000Ω,结晶相状态时为20Ω。相变部205为非结晶相状态(即高电阻状态)时,在下部电极202及上部电极204之间施加20mA、150ns的电流脉冲的结果,下部电极202及上部电极204之间的电阻值降低,相变部205从非结晶相状态转变成结晶相状态。接着,相变部205为结晶相状态(即低电阻状态)时,在下部电极202及上部电极204之间施加200mA、100ns的电流脉冲的结果,下部电极202及上部电极204之间的电阻值上升,相变部205从结晶相转变成非结晶相。
从以上结果可以确认通过使用含有组成为(ZrSiO4)40(Cr2O3)30(LaF3)30(mol%)的材料的层,并赋予电能,可以在相变部(记录层)引起相变,从而信息记录介质207具有记录信息的功能。
如本实施例,在圆柱形相变部205的周围设置电介质(ZrSiO4)40(Cr2O3)30(LaF3)30(mol%)的断热部206,可以通过在上部电极204及下部电极202之间施加电压有效抑制通在相变部205的电流泄漏到其周边部的现象。其结果,可以根据电流产生的焦耳热有效提高相变部205的温度。尤其把相变部205转移成非结晶相状态时需要把相变部205的Ge38Sb10Te52暂时熔融后急冷的过程。相变部205的该熔融通过在相变部205周围设置断热部206来用根据更小的电流实现。
断热部206的(ZrSiO4)40(Cr2O3)30(LaF3)30(mol%)为高熔点,并且不易引起根据热的原子扩散,所以可适用于如信息记录介质207的电存储器。另外,如果相变部205的周围存在断热部206,断热部206变成为屏障而使相变部205在记录部203的面内实质性地被电及热隔离。利用该现象可以在信息记录介质207把多个相变部205设置成用断热部206相互隔离的状态,以增加信息记录介质207的储存容量,及提高存取性能及转换功能。或者也可以把信息记录介质207本身多个连接起来。
如上面通过各种各样的实施例对本发明信息记录介质进行说明,对用光学手段记录的信息记录介质及电手段记录的信息记录介质的任意一种都可以使用氧化物-氟化物系材料层。根据含有该氧化物-氟化物系材料层的本发明信息记录介质,可以实现目前实现不了的构成,和/或得到好于现有信息记录介质的性能。
本发明的特征在于优选用混合选自Ti、Zr、Hf、Nb、Ta、Cr和Si构成的组GM中的至少一种元素的氧化物和、选自La、Ce、Pr、Nd、Gd、Dy、Ho、Er和Yb构成的组GL中的至少一种元素的氟化物的材料形成与记录层直接贴着形成的层。根据该特征,可以实现在去掉现有光信息记录介质具有的记录层和电介质层之间的界面层,减少层数的条件下,可靠性高、确保优异的反复重写性能及高记录灵敏度的光信息记录介质。另外,把该氧化物-氟化物系材料层作为施加电能的信息记录介质中的用于断热记录层的电介质层使用,可以用小电能引起记录层的相变。
权利要求
1.一种信息记录介质,是含有基片和记录层,且该记录层根据光照射或根据施加电能在结晶相和非结晶相之间产生相变的信息记录介质,其特征在于进一步含有包含选自由Ti、Zr、Hf、Nb、Ta、Cr和Si构成的组GM中的至少一种元素和、氧原子和、选自由La、Ce、Pr、Nd、Gd、Dy、Ho、Er和Yb构成的组GL中的至少一种元素和、氟原子的氧化物-氟化物系材料层。
2.根据权利要求1所述的信息记录介质,其特征在于所述氧化物-氟化物系材料层含有用下述式表示的材料MHOILJFK(原子%),式中,M表示选自所述组GM的至少一种元素,L表示选自所述组GL的至少一种元素,H、I、J和K满足10≤H≤45、24≤I≤76、0<J≤19、0<K≤48。
3.根据权利要求1所述的信息记录介质,其特征在于所述氧化物-氟化物系材料层含有作为选自所述组GM的元素选自由Ti、Zr、Hf和Ta构成的组GM1中的至少一种元素和Cr,作为选自所述组GL的元素选自由La、Ce、Pr和Nd构成的组GL1中的至少一种元素,含有用下述式表示的材料M1PCrQOIL1JFK(原子%),式中,M1表示选自组GM1的至少一种元素,L1表示选自组GL1的至少一种元素,P、Q、I、J和K满足0<P≤38、0<Q≤45、24≤I≤76、0<J≤19、0<K≤48。
4.根据权利要求1所述的信息记录介质,其特征在于所述氧化物-氟化物系材料层含有作为选自所述组GM的元素选自由Ti、Zr、Hf和Ta构成的组GM1中的至少一种元素和Cr及Si,作为选自所述组GL的元素选自由La、Ce、Pr和Nd构成的组GL1中的至少一种元素,含有用下述式表示的材料M1RCrSSiTOUL1VFW(原子%),式中,M1表示选自组GM1的至少一种元素,L1表示选自组GL1的至少一种元素,R、S、T、U、V和W满足0<R≤28、0<S≤33、0<T≤19、25≤U≤70、0<V≤18、0<W≤45。
5.根据权利要求1所述的信息记录介质,其特征在于所述氧化物-氟化物系材料层含有(a)选自由Ti、Zr、Hf、Nb、Ta、Cr和Si构成的组GM中的至少一种元素的氧化物和、(b)选自由La、Ce、Pr、Nd、Gd、Dy、Ho、Er和Yb构成的组GL中的至少一种元素的氟化物。
6.根据权利要求5所述的信息记录介质,其特征在于所述氧化物-氟化物系材料层含有选自所述组GM的元素的氧化物组和、选自所述组GL的元素的氟化物组总计90摩尔%以上。
7.根据权利要求5所述的信息记录介质,其特征在于所述氧化物-氟化物系材料层含有选自所述组GM的元素的氧化物组50摩尔%以上。
8.根据权利要求5所述的信息记录介质,其特征在于所述氧化物-氟化物系材料层含有的作为选自所述组GM的元素的氧化物是选自Ti、Zr、Hf和Ta构成的组GM1中的至少一种元素的氧化物和Cr的氧化物,作为选自所述组GL的元素的氟化物是选自由La、Ce、Pr和Nd构成的组GL1中的至少一种元素的氟化物。
9.根据权利要求8所述的信息记录介质,其特征在于所述氧化物-氟化物系材料层含有作为选自所述组GM的元素的氧化物选自Ti、Zr、Hf和Ta构成的组GM1中的至少一种元素的氧化物组和Cr的氧化物总计50摩尔%以上。
10.根据权利要求9所述的信息记录介质,其特征在于所述氧化物-氟化物系材料层含有作为选自所述组GM的元素的氧化物进一步含有Si的氧化物。
11.根据权利要求5所述的信息记录介质,其特征在于所述氧化物-氟化物系材料层含有的作为选自所述组GM的元素的氧化物是选自ZrO2、HfO2和Ta2O5的至少一种氧化物、SiO2及Cr2O3,作为选自所述组GL的元素的氟化物含有LaF3。
12.根据权利要求11所述的信息记录介质,其特征在于所述氧化物-氟化物系材料层含有用下述式(4)表示的材料(D)X(SiO2)Y(Cr2O3)Z(LaF3)100-X-Y-Z(mol%)……(4)(式中,D表示选自ZrO2、HfO2和Ta2O5的至少一种氧化物,X、Y和Z满足20≤X≤70、10≤Y≤50、10≤Z≤60、50≤X+Y+Z≤90。)
13.根据权利要求5所述的信息记录介质,其特征在于所述氧化物-氟化物系材料层含有作为选自所述组GM的元素的氧化物ZrSiO4及Cr2O3,作为选自所述组GL的元素的氟化物含有LaF3。
14.根据权利要求13所述的信息记录介质,其特征在于所述氧化物-氟化物系材料层含有用下述式(5)表示的材料(ZrSiO4)A(Cr2O3)B(LaF3)100-A-B(mol%)……(5)(式中,A和B满足20≤A≤70、10≤B≤50、50≤A+B≤90。)
15.根据权利要求1所述的信息记录介质,其特征在于所述记录层能够发生可逆相变。
16.根据权利要求15所述的信息记录介质,其特征在于所述记录层含有选自Ge-Sb-Te、Ge-Sn-Sb-Te、Ge-Bi-Te、Ge-Sn-Bi-Te、Ge-Sb-Bi-Te、Ge-Sn-Sb-Bi-Te、Ag-In-Sb-Te及Sb-Te的任意一种材料。
17.根据权利要求15所述的信息记录介质,其特征在于所述记录层的膜厚为15nm以下。
18.根据权利要求1所述的信息记录介质,其特征在于具有两个以上所述记录层。
19.根据权利要求1所述的信息记录介质,其特征在于在基片的一侧表面依次形成第一电介质层、记录层、第二电介质层、及反射层,该第一电介质层和第二电介质层中的至少一个电介质层为所述氧化物-氟化物系材料层,与该记录层贴着界面。
20.根据权利要求1所述的信息记录介质,其特征在于在基片的一侧表面依次形成第一电介质层、界面层、记录层、第二电介质层、光吸收校正层及反射层,该第二电介质层为所述氧化物-氟化物系材料层,与该记录层贴着界面。
21.根据权利要求1所述的信息记录介质,其特征在于在基片的一侧表面依次形成反射层、第二电介质层、记录层及第一电介质层,该第一电介质层和第二电介质层中的至少一个电介质层为所述氧化物-氟化物系材料层,与该记录层贴着界面。
22.根据权利要求1所述的信息记录介质,其特征在于在基片的一侧表面依次形成反射层、光吸收校正层、第二电介质层、记录层、界面层及第一电介质层,该第二电介质层为所述氧化物-氟化物系材料层,与该记录层贴着界面。
23.根据权利要求1所述的信息记录介质,其特征在于在基片的一侧表面至少依次形成第二电介质层和第一电介质层,至少一个所述氧化物-氟化物系材料层与该第一电介质层或第二电介质层贴着界面来形成。
24.根据权利要求1所述的信息记录介质,其特征在于在基片的一侧表面至少依次形成第二反射层、第五电介质层、第二记录层、第四电介质层、中间层、第三电介质层、第一反射层、第二电介质层、第一记录层及第一电介质层,该第一电介质层、该第二电介质层、该第四电介质层及该第五电介质层中的至少一个电介质层为所述氧化物-氟化物系材料层,与该第一电介质层或第二电介质层贴着界面来形成。
25.一种含有基片和记录层,并进一步含有包含选自Ti、Zr、Hf、Nb、Ta、Cr和Si构成的组GM中的至少一种元素和、氧原子和、选自La、Ce、Pr、Nd、Gd、Dy、Ho、Er和Yb构成的组GL中的至少一种元素和、氟原子的氧化物-氟化物系材料层的信息记录介质的制造方法,其特征在于含有用含有选自组GM中的至少一种元素和、氧原子和、选自组GL中的至少一种元素和、氟原子的溅射靶以溅射法形成该氧化物-氟化物系材料层的工序。
26.根据权利要求25所述的信息记录介质的制造方法,其特征在于所述贱射靶含有下述式所示MhOiLjFk(原子%),式中,M表示选自所述组GM的至少一种元素,L表示选自所述组GL的至少一种元素,h、i、j和k满足10≤h≤45、24≤i≤76、0<j≤19、0<k≤48。
27.根据权利要求25所述的信息记录介质的制造方法,其特征在于所述贱射靶含有作为选自所述组GM的元素含有选自由Ti、Zr、Hf和Ta构成的组GM1中的至少一种元素和Cr,作为选自所述组GL的元素含有选自由La、Ce、Pr和Nd构成的组GL1中的至少一种元素,下述式所示材料M1pCrqOiL1jFk(原子%),式中,M1表示选自组GM1的至少一种元素,L1表示选自组GL1的至少一种元素,p、q、i、j和k满足0<p≤38、0<q≤45、24≤i≤76、0<j≤19、0<k≤48。
28.根据权利要求25所述的信息记录介质的制造方法,其特征在于所述贱射靶含有作为选自所述组GM的元素含有选自由此而来Ti、Zr、Hf和Ta构成的组GM1中的至少一种元素、Cr及Si,作为选自所述组GL的元素含有选自由La、Ce、Pr和Nd构成的组GL1中的至少一种元素,下述式所示材料M1rCrsSitOuL1vFw(原子%),式中,M1表示选自组GM1的至少一种元素,L1表示选自组GL1的至少一种元素,r、s、t、u、v和w满足0<r≤28、0<s≤33、0<t≤19、25≤u≤70、0<v≤18、0<w≤45。
29.根据权利要求25所述的信息记录介质的制造方法,其特征在于所述贱射靶含有(a)选自由Ti、Zr、Hf、Nb、Ta、Cr和Si构成的组GM中的至少一种元素的氧化物和、(b)选自由La、Ce、Pr、Nd、Gd、Dy、Ho、Er和Yb构成的组GL中的至少一种元素的氟化物的溅射靶。
30.根据权利要求29所述的信息记录介质的制造方法,其特征在于所述溅射靶含有选自所述组GM的元素的氧化物组和、选自所述组GL的元素的氟化物组总计90摩尔%以上。
31.根据权利要求29所述的信息记录介质的制造方法,其特征在于溅射靶含有选自所述组GM的元素的氧化物组50摩尔%以上。
32.根据权利要求29所述的信息记录介质的制造方法,其特征在于所述贱射靶含有作为选自所述组GM的元素的氧化物含有选自由Ti、Zr、Hf和Ta构成的组GM1中的至少一种元素的氧化物和Cr的氧化物,作为选自所述组GL的元素的氟化物含有选自由La、Ce、Pr和Nd构成的组GL1中的至少一种元素的氟化物。
33.根据权利要求32所述的信息记录介质的制造方法,其特征在于所述溅射靶含有作为选自所述组GM的元素的氧化物选自由Ti、Zr、Hf和Ta构成的组GM1中的至少一种元素的氧化物组和Cr的氧化物总计50摩尔%以上。
34.根据权利要求33所述的信息记录介质的制造方法,其特征在于所述溅射靶进一步含有作为选自所述组GM的元素的氧化物含有Si的氧化物。
35.根据权利要求29所述的信息记录介质的制造方法,其特征在于所述贱射靶含有作为选自所述组GM的元素的氧化物选自由ZrO2、HfO2和Ta2O5的至少一种氧化物、SiO2及Cr2O3,作为选自所述组GL的元素的氟化物含有LaF3。
36.根据权利要求35所述的信息记录介质的制造方法,其特征在于所述溅射靶含有下述式所示材料(D)x(SiO2)y(Cr2O3)z(LaF3)100-x-y-z(mol%),式中,D表示选自ZrO2、HfO2和Ta2O5的至少一种氧化物,x、y和z满足20≤x≤70、10≤y≤50、10≤z≤60、50≤x+y+z≤90。
37.根据权利要求29所述的信息记录介质的制造方法,其特征在于所述贱射靶含有作为选自所述组GM的元素的氧化物ZrSiO4及Cr2O3,作为选自所述组GL的元素的氟化物含有LaF3。
38.根据权利要求37所述的信息记录介质的制造方法,其特征在于溅射靶含有下述式所示材料(ZrSiO4)a(Cr2O3)b(LaF3)100-a-b(mol%),式中,a和b满足20≤a≤70、10≤b≤50、50≤a+b≤90。
全文摘要
提供即使在记录层和电介质层之间不设置界面层,也能够确保高可靠性和良好的反复重写性能的信息记录介质。本发明的信息记录介质,在基片1的表面形成记录层4及电介质层2和6,记录层4通过光照射或施加电能在结晶相和非结晶相之间产生相变,电介质层2和6是含有选自Ti、Zr、Hf、Nb、Ta、Cr和Si构成的组GM中的至少一种元素的氧化物和、选自La、Ce、Pr、Nd、Gd、Dy、Ho、Er和Yb构成的组GL中的至少一种元素的氟化物的氧化物-氟化系材料层。
文档编号G11B7/253GK1445770SQ03121628
公开日2003年10月1日 申请日期2003年3月18日 优先权日2002年3月19日
发明者儿岛理惠, 土生田晴比古, 西原孝史, 北浦英树, 山田昇 申请人:松下电器产业株式会社
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