JP4509431B2 - 情報記録媒体 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光学的に情報を記録、消去、書き換え、再生する情報記録媒体に関する。
【０００２】
【従来の技術】
相変化型の情報記録媒体は、結晶相と非晶質相との間で可逆的に相変態を起こす記録層を利用して、情報の記録、消去および書き換えを行う。この記録層に高パワーのレーザビームを照射したのちに急冷すると、照射された部分が非晶質相となる。また、記録層の非晶質部分に低パワーのレーザビームを照射したのちに徐冷すると、照射された部分が結晶相となる。したがって、相変化型の情報記録媒体では、高パワーレベルと低パワーレベルとの間でパワーを変調させたレーザビームを記録層に照射することによって、記録層を非晶質相または結晶相に自由に変化させることができる。この情報記録媒体では、非晶質相における反射率と結晶相における反射率との差を利用して情報の記録を行う。
【０００３】
近年、情報記録媒体の記録密度を向上させるために、さまざまな技術が研究されている。たとえば、青紫色レーザビームを使用してより小さい記録マークを記録する技術や、光入射側の基板を薄くするとともに開口数が大きいレンズを使用してより小さい記録マークを記録する技術が研究されている。また、片側から入射したレーザビームを用いて２つの記録層の記録・再生を行う技術も研究されている（特開平１２−３６１３０号公報参照）。
【０００４】
記録マークを小さくするためには、記録層の相変化に要するレーザビームの照射時間を短くする必要がある。したがって、記録層の結晶化速度が速いことが必要とされる。また、２つの記録層を用いて記録・再生を行うためには、光入射側の記録層を薄くして、後方の記録層に十分な光が到達するようにする必要がある。しかしながら、記録層を薄くすると、記録層に含まれる原子の数が減り、また、相変化に伴う原子の移動が抑制されるため、結晶化速度が低下するという問題がある。そのため、薄くても信頼性よく記録が可能な記録層を形成できる材料が求められていた。
【０００５】
従来から、記録層の材料としては、Ｇｅ−Ｓｂ−Ｔｅ系材料が使われてきた。その中でも、ＧｅＴｅ−Ｓｂ2Ｔｅ3の擬二元系組成は最も結晶化速度が速く、（ＧｅＴｅ）：（Ｓｂ2Ｔｅ3）＝２：１であるＧｅ2Ｓｂ2Ｔｅ5は、非常に優れた特性を有することが発明者らの実験で分かっている。また、Ｕｎｏらは、厚さ６ｎｍのＧｅ−Ｓｂ−Ｔｅ記録層を用いた記録再生実験を報告している（Ｍ．Ｕｎｏ， Ｋ．Ｎａｇａｔａ ａｎｄ Ｎ．Ｙａｍａｄａ， ”Ｔｈｉｎｎｉｎｇ ｌｉｍｉｔａｔｉｏｎ ｏｆ Ｇｅ-Ｓｂ-Ｔｅ ｒｅｃｏｒｄｉｎｇ ｆｉｌｍｆｏｒ ｈｉｇｈ ｔｒａｎｓｍｉｔｔａｎｃｅ ｍｅｄｉａ” Ｐｒｏｃ．ｏｆ ＰＣＯＳ’９９， ８３-８８）。この実験では、波長が６６０ｎｍのレーザを用いて９ｍ／ｓの線速度で記録の消去を行い、３０ｄＢという良好な消去率が得られた。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、発明者らが、Ｇｅ−Ｓｂ−Ｔｅ系材料について波長４０５ｎｍの青紫色レーザを用いて実験したところ、この材料では光入射側の材料として不十分であることがわかった。そのため、従来の記録層では、青紫色レーザを用いて記録・再生を行う２層構造の情報記録媒体を実現することは困難であった。
【０００７】
特開平２−１４７２８９号公報では、記録層としてＴｅ−Ｇｅ−ＳｎにＳｂを添加して各元素の含有量を限定することによって、記録消去の繰り返し特性が優れ、消去率の経時変動も少ない情報記録媒体が得られることが報告されている。しかしながら、この情報記録媒体に含まれる記録層は１層のみであり、記録層の厚さが３０ｎｍ〜１００ｎｍと厚い場合における実験結果である。この公報には、記録層を薄くした場合のＳｎの添加効果については示されていない。
【０００８】
上記の事実に鑑み、本発明は、２つの記録層を備え高密度記録が可能な情報記録媒体、およびその製造方法、ならびにその記録再生方法を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明の第１の情報記録媒体は、第１の基板と、前記第１の基板に対向するように配置された第２の基板と、前記第１の基板と前記第２の基板との間に配置された第１の情報層と、前記第１の情報層と前記第２の基板との間に配置された第２の情報層と、前記第１の情報層と前記第２の情報層との間に配置された中間層とを備え、前記第１の情報層が、前記第１の基板側から照射されるレーザビームによって結晶相と非晶質相との間で可逆的に相変態を起こす第１の記録層を含み、前記第２の情報層が、前記レーザビームによって結晶相と非晶質相との間で可逆的に相変態を起こす第２の記録層を含み、前記第１の記録層における材料は、組成式（Ｇｅ−Ｓｎ） A Ｓｂ 2 Ｔｅ 3+A （ただし、２≦Ａ≦２２）で表され、Ｇｅの含有量をＸ原子％とし、Ｓｎの含有量をＹ原子％としたとき、Ｙ＝Ｘの関係を満たすものであり、前記第１の記録層の膜厚は、６ｎｍであることを特徴とする。
【００１０】
本発明の第２の情報記録媒体は、第１の基板と、前記第１の基板に対向するように配置された第２の基板と、前記第１の基板と前記第２の基板との間に配置された第１の情報層と、前記第１の情報層と前記第２の基板との間に配置された第２の情報層と、前記第１の情報層と前記第２の情報層との間に配置された中間層とを備え、前記第１の情報層が、前記第１の基板側から照射されるレーザビームによって結晶相と非晶質相との間で可逆的に相変態を起こす第１の記録層を含み、前記第２の情報層が、前記レーザビームによって結晶相と非晶質相との間で可逆的に相変態を起こす第２の記録層を含み、前記第１の記録層における材料は、組成式（Ｇｅ−Ｓｎ）AＳｂ2Ｔｅ3+A（ただし、２≦Ａ≦１０）で表され、Ｇｅの含有量をＸ原子％とし、Ｓｎの含有量をＹ原子％としたとき、Ｙ＝Ｘ／２の関係を満たすものであり、前記第１の記録層の膜厚は、６ｎｍであることを特徴とする。
本発明の第３の情報記録媒体は、第１の基板と、前記第１の基板に対向するように配置された第２の基板と、前記第１の基板と前記第２の基板との間に配置された第１の情報層と、前記第１の情報層と前記第２の基板との間に配置された第２の情報層と、前記第１の情報層と前記第２の情報層との間に配置された中間層とを備え、前記第１の情報層が、前記第１の基板側から照射されるレーザビームによって結晶相と非晶質相との間で可逆的に相変態を起こす第１の記録層を含み、前記第２の情報層が、前記レーザビームによって結晶相と非晶質相との間で可逆的に相変態を起こす第２の記録層を含み、前記第１の記録層における材料は、組成式（Ｇｅ−Ｓｎ） 4 Ｓｂ 2 Ｔｅ 7 で表され、Ｇｅの含有量をＸ原子％とし、Ｓｎの含有量をＹ原子％としたとき、Ｘ／５≦Ｙ≦２Ｘの関係を満たすものであり、前記第１の記録層の膜厚は、７ｎｍ以上９ｎｍ以下であることを特徴とする。
本発明の第４の情報記録媒体は、第１の基板と、前記第１の基板に対向するように配置された第２の基板と、前記第１の基板と前記第２の基板との間に配置された第１の情報層と、前記第１の情報層と前記第２の基板との間に配置された第２の情報層と、前記第１の情報層と前記第２の情報層との間に配置された中間層とを備え、前記第１の情報層が、前記第１の基板側から照射されるレーザビームによって結晶相と非晶質相との間で可逆的に相変態を起こす第１の記録層を含み、前記第２の情報層が、前記レーザビームによって結晶相と非晶質相との間で可逆的に相変態を起こす第２の記録層を含み、前記第１の記録層における材料は、組成式（Ｇｅ−Ｓｎ） 4 Ｓｂ 2 Ｔｅ 7 で表され、Ｇｅの含有量をＸ原子％とし、Ｓｎの含有量をＹ原子％としたとき、Ｘ／２≦Ｙ≦Ｘの関係を満たすものであり、前記第１の記録層の膜厚は、３ｎｍ以上６ｎｍ以下であることを特徴とする。
本発明の第５の情報記録媒体は、第１の基板と、前記第１の基板に対向するように配置された第２の基板と、前記第１の基板と前記第２の基板との間に配置された第１の情報層と、前記第１の情報層と前記第２の基板との間に配置された第２の情報層と、前記第１の情報層と前記第２の情報層との間に配置された中間層とを備え、前記第１の情報層が、前記第１の基板側から照射されるレーザビームによって結晶相と非晶質相との間で可逆的に相変態を起こす第１の記録層を含み、前記第２の情報層が、前記レーザビームによって結晶相と非晶質相との間で可逆的に相変態を起こす第２の記録層を含み、前記第１の記録層における材料は、組成式（Ｇｅ−Ｓｎ） 4 Ｓｂ 2 Ｔｅ 7 で表され、Ｇｅの含有量をＸ原子％とし、Ｓｎの含有量をＹ原子％としたとき、Ｙ＝２Ｘの関係を満たすものであり、前記第１の記録層の膜厚は、４ｎｍ以上６ｎｍ以下であることを特徴とする。
【００３４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、以下の実施形態は一例であり、本発明は以下の実施形態に限定されない。
【００３５】
（実施形態１）
実施形態１では、本発明の情報記録媒体について一例を説明する。実施形態１の情報記録媒体１０について、一部断面図を図１に示す。
【００３６】
図１を参照して、情報記録媒体１０は、第１の基板１１（ハッチングは省略する）と第１の基板１１に対向するように配置された第２の基板１２と、第１の基板１１と第２の基板１２との間に配置された第１の情報層１３と、第１の情報層１３と第２の基板１２との間に配置された第２の情報層１４と、第１の情報層１３と第２の情報層１４との間に配置された中間層１５とを備える。情報記録媒体１０は、第１の基板１１側から入射するレーザビーム３５によって情報の記録および再生を行う。
【００３７】
第１の基板１１および第２の基板１２は、それぞれ、円盤状の透明な基板である。図１に示すように、第１の基板１１および第２の基板１２の内側（中間層１５側）の表面には、必要に応じてトラッキング制御用のグルーブ（溝）が形成されていてもよい。第１の基板１１および第２の基板１２の外側の表面は、一般的に平滑である。基板にグルーブが形成されている場合、情報は、グルーブ１１ａ（レーザビーム３５の入射側に近い方の溝面）に記録してもよいし、グルーブ１１ａ間の部分（レーザビーム３５の入射側から遠い方の溝面であり、以下、ランド１１ｂという）に記録してもよい。また、グルーブ１１ａとランド１１ｂとの両方に記録してもよい。
【００３８】
第１の基板１１および第２の基板１２は、ガラスや、ポリカーボネート、アモルファスポリオレフィン、またはポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）といった樹脂を用いて形成できる。この中でも、グルーブの形成が容易で生産性がよいことからポリカーボネート樹脂が好ましい。第１の基板１１は、波長３９０ｎｍ〜４３０ｎｍの範囲内の光における複屈折が小さいことが好ましい。第１の基板１１の厚さは、１０μｍ〜７００μｍ（より好ましくは、５０μｍ〜１５０μｍ）の範囲内であることが好ましい。第１の基板１１が薄いほど、対物レンズの開口数を大きくできレーザビーム３５を絞り込むことができる。たとえば、第１の基板１１の厚さが１００μｍの場合には、開口数が０．８５の対物レンズを用いて良好に記録・消去を行うことができる。また、第１の基板１１の厚さが６００μｍの場合には、開口数が０．６の対物レンズを用いて良好に記録・消去を行うことができる。第２の基板１２の厚さは、５００μｍ〜１３００μｍ（より好ましくは、９００μｍ〜１３００μｍ）の範囲内であることが好ましい。
【００３９】
第１の情報層１３は、中間層１５側から第１の基板１１側に順に配置された、第３の誘電体層２４、第４の界面層２３、第１の反射層２２、第３の界面層２１、第２の誘電体層２０、第２の界面層１９、第１の記録層１８、第１の界面層１７、および第１の誘電体層１６を備える。また、第２の情報層１４は、第２の基板１２側から中間層１５側に順に配置された、第２の反射層３１、第７の界面層３０、第５の誘電体層２９、第６の界面層２８、第２の記録層２７、第５の界面層２６、および第４の誘電体層２５を備える。
【００４０】
第１の記録層１８が結晶相である場合の第１の情報層１３の透過率Ｔｃ（％）と、第１の記録層１８が非晶質相である場合の第１の情報層１３の透過率Ｔａ（％）とは、波長３９０ｎｍ〜４３０ｎｍの範囲内のレーザビームに対して、４０≦（Ｔｃ＋Ｔａ）／２を満たすことが好ましい。また、ＴｃおよびＴａは、０≦｜Ｔｃ−Ｔａ｜／Ｔｃ≦０．１５（より好ましくは、０≦｜Ｔｃ−Ｔａ｜／Ｔｃ≦０．０５）を満たすことが好ましい。
【００４１】
第１、第２および第３の誘電体層１６、２０および２４は、第１の記録層１８を環境から保護する機能を有する。また、各層の厚さや材料を選択することによって、光の干渉を利用して、第１の記録層１８の光吸収率（％）、ならびに第１の情報層１３の光反射率および光透過率を制御することができる。
【００４２】
これらの誘電体層の厚さは、たとえばマトリクス法（たとえば、久保田広著「波動光学」岩波書店，１９７１年，第３章を参照）に基づく計算を用いて決定できる。具体的には、｜Ｒｃ−Ｒａ｜またはＲｃ／Ｒａがより大きく、且つＴｃおよびＴａがより大きくなる条件を満足するように厳密に決定することができる。ここで、ＲｃおよびＴｃは、それぞれ、第１の記録層１８が結晶相である場合の第１の情報層１３の反射率（％）および透過率（％）である。また、ＲａおよびＴａは、それぞれ、第１の記録層１８が非晶質相である場合の第１の情報層１３の反射率（％）および透過率（％）である。
【００４３】
また、これらの誘電体層の波長４００ｎｍ近傍における、複素屈折率は、第１の記録層１８の光吸収率や、第１の情報層１３の反射率および透過率を決定する重要な要素である。複素屈折率は、屈折率ｎと消衰係数ｋとを用いて、（ｎ−ｋ・ｉ）で表される。大きなＴｃおよびＴａを確保するためには、誘電体層の透明性が高いことが望ましく、具体的には消衰係数ｋが０．１以下であることが望ましい。
【００４４】
誘電体層の屈折率について、発明者らは、マトリクス法を用いたシミュレーションを行うことによって、第１の誘電体層１６の屈折率ｎ１と、第２の誘電体層２０の屈折率ｎ２と、第３の誘電体層２４の屈折率ｎ３とが、第１の情報層１３の反射率および透過率に与える影響について調べた。このシミュレーションは、第１の記録層１８の厚さを６ｎｍと仮定し、第１の反射層２２の厚さを１０ｎｍと仮定して行った。その結果、屈折率ｎ１、ｎ２およびｎ３が、それぞれ、１．７≦ｎ１≦２．５、１．７≦ｎ２≦２．８、２．０≦ｎ３の関係を満足する場合には、｜Ｒｃ−Ｒａ｜またはＲｃ／Ｒａが大きく、且つ、４０≦（Ｔｃ＋Ｔａ）／２を満たす誘電体層の厚さを決定できるという結果が得られた。さらに、２．１≦ｎ１≦２．４、２．０≦ｎ２≦２．８、および２．２≦ｎ３を満足する場合には、Ｒａをより小さくできるため、Ｒｃ／Ｒａがより大きく、且つ、５０≦（Ｔｃ＋Ｔａ）／２を満たす誘電体層の厚さを決定できるという結果が得られた。
【００４５】
このように、第１、第２および第３の誘電体層１６、２０および２４は、第１の情報層１３の透過率（ＴｃおよびＴａ）を大きくするという機能を有する。この中でも、第３の誘電体層２４が特に重要であり、第３の誘電体層２４を屈折率が大きい材料、たとえば屈折率が２．３以上の材料で形成することが好ましい。第３の誘電体層２４がある場合には、それがない場合と比較して、透過率が絶対値で５％〜１０％上昇することも計算で確かめられた。
【００４６】
次に、誘電体層の好ましい熱的特性について説明する。第１の記録層１８に良好な記録マークを形成するためには、光吸収によって第１の記録層１８に発生した熱を、速やかに膜厚方向に逃がして第１の記録層１８を急冷することが重要である。そのため、第１の誘電体層１６および第２の誘電体層２０には、相対的に熱伝導率が小さい材料を用いることが好ましい。熱伝導率が大きい材料を用いると、熱が面内方向に逃げやすくなり、急冷速度が相対的に低下する。一方、第１の反射層２２上に形成された第３の誘電体層２４には、急冷速度を大きくするために、相対的に熱伝導率が大きい材料を用いることが好ましい。 第１、第２および第３の誘電体層１６、２０および２４は、上記の光学的および熱的な条件を満足するような材料を用いて形成される。これらの誘電体層は、酸化物、窒化物、酸化窒化物、硫化物、炭化物、およびこれらを組み合わせた混合物で形成できる。酸化物としては、たとえば、Ｉｎ2Ｏ3、Ｎｂ2Ｏ5、ＳｎＯ、ＴｉＯ2、ＭｇＯ、ＺｎＯ、ＺｒＯ2、ＴｅＯ2、Ａｌ2Ｏ3、ＳｉＯ2またはＴａ2Ｏ5を用いることができる。窒化物としては、たとえば、Ｓｉ−Ｎ、Ａｌ−Ｎ、Ｔｉ−Ｎ、Ｔａ−Ｎ、Ｚｒ−ＮまたはＧｅ−Ｎを用いることができる。酸化窒化物としては、たとえば、Ａｌ−Ｏ−ＮまたはＳｉ−Ｏ−Ｎを用いることができる。硫化物としては、たとえばＺｎＳを用いることができる。炭化物としては、たとえばＳｉＣを用いることができる。混合物としては、たとえばＺｎＳ−ＳｉＯ2を用いることができる。
【００４７】
これらの中でも、第１の誘電体層１６および第２の誘電体層２０には、ＺｎＳ−ＳｉＯ2が適している。ＺｎＳ−ＳｉＯ2は、屈折率が約２．３の透明な非晶質材料であり、成膜速度も速く、機械的特性および耐湿性に優れている。また、第３の誘電体層２４には、ＴｅＯ2、ＺｎＯ、Ｔａ2Ｏ5、ＺｒＯ2、またはＴｉＯ2といった屈折率が２．３よりも大きい材料が適している。
【００４８】
第１の界面層１７および第２の界面層１９は、第１の誘電体層１６と第１の記録層１８との間、および第１の記録層１８と第２の誘電体層２０との間で物質が移動することを防止する機能を有する。また、第３の界面層２１および第４の界面層２３は、第２の誘電体層２０と第１の反射層２２との間、および第１の反射層２２と第３の誘電体層２４との間で物質が移動することを防止する。たとえば、ＺｎＳ−ＳｉＯ2からなる誘電体層を用いた場合に、誘電体層中の硫黄が第１の記録層１８や第１の反射層２２に拡散することを防止する。これらの界面層は省略することが可能であるが、硫化物からなる誘電体層を用いる場合には、界面層を形成することが好ましい。第１の情報層１３の透過率を大きくするためには、界面層の数ができるだけ少ない方が好ましい。
【００４９】
これらの界面層の材料には、Ｓｉ−Ｎ、Ａｌ−Ｎ、Ｚｒ−Ｎ、Ｔｉ−Ｎ、Ｇｅ−Ｎ、Ｔａ−Ｎといった窒化物、またはこれらを含む窒化酸化物を用いることができる。また、ＣまたはＳｉＣといった炭化物を用いることもできる。これらの中でも、Ｇｅ−Ｎを含む材料は、反応性スパッタリングで容易に形成でき、機械的特性および耐湿性にも優れている。これら界面層の厚さが厚いと、第１の情報層１３の反射率や吸収率が大きく変化してしまうため、これらの界面層の厚さは１ｎｍ〜１０ｎｍ（より好ましくは３ｎｍ〜７ｎｍ）の範囲内が好ましい。
【００５０】
第１の記録層１８は、レーザビームの照射によって結晶相と非晶質相との間で可逆的に相変態を生ずる相変化材料からなる。具体的には、第１の記録層１８は、ＧｅとＳｎとＳｂとＴｅとを含む。より具体的には、ＧｅAＳｂBＴｅ3+Aで表される材料のＧｅの一部をＳｎで置換した材料、すなわち、組成式が（Ｇｅ−Ｓｎ）AＳｂBＴｅ3+A（ただし、２≦Ａ≦２２、２≦Ｂ≦４）で表される材料を用いることができる。この組成式は、第１の記録層１８中に、ＧｅおよびＳｎが、合計で１００＊Ａ／（２Ａ＋Ｂ＋３）原子％含まれることを示す。繰り返し記録性能に優れた情報記録媒体を得るために、Ａは、２≦Ａ≦１０を満たすことがより好ましい。第１の記録層１８の厚さは、９ｎｍ以下であり、好ましくは、３ｎｍ〜９ｎｍの範囲内である。
【００５１】
ＧｅＴｅ−Ｓｂ2Ｔｅ3擬二元系組成は、結晶化速度が速い材料として従来から用いられているが、これにＳｎＴｅまたはＰｂＴｅを固溶させることによってさらに結晶化速度をさらに速くできる。ＳｎＴｅおよびＰｂＴｅは、ＧｅＴｅ−Ｓｂ2Ｔｅ3擬二元系と同様に、結晶構造が岩塩型である。また、ＳｎＴｅおよびＰｂＴｅは、結晶化速度が速く、Ｇｅ−Ｓｂ−Ｔｅと固溶しやすい。本発明者らは、ＳｎＴｅが、ＧｅＴｅ−Ｓｂ2Ｔｅ3擬二元系組成に固溶させる材料として好ましいことを見いだした。この材料を用いることによって、小さなレーザビームスポットで、より小さな記録マークをより短い間隔で記録層に記録できる。なお、ＳｎＴｅの代わりにＰｂＴｅを加えることも有用である。この場合、好ましいＰｂの量は、好ましいＳｎの量と同様である。
【００５２】
以上説明したように、ＧｅＴｅ−Ｓｂ2Ｔｅ3擬二元系組成にＳｎＴｅを混ぜたＧｅＴｅ−ＳｎＴｅ−Ｓｂ2Ｔｅ3を第１の記録層１８の材料として用いることができる。この場合には、Ｇｅの一部がＳｎで置換され（Ｇｅ−Ｓｎ）Ｔｅ−Ｓｂ2Ｔｅ3となり、結晶化速度が大きくなる。さらに、（Ｇｅ−Ｓｎ）Ｔｅ−Ｓｂ2Ｔｅ3に過剰なＳｂを加えて（Ｇｅ−Ｓｎ）Ｔｅ−Ｓｂ2Ｔｅ3−Ｓｂとすることによって、結晶化速度を大きくするとともに結晶化温度を向上させることができ、その結果、記録マークの熱的安定性を向上させることができる。さらに、過剰なＳｂは結晶格子に入らずに非晶質Ｓｂとなるため、繰り返し記録時における物質の移動を抑制する機能も有する。
【００５３】
組成式が（Ｇｅ−Ｓｎ）AＳｂBＴｅ3+Aで表される材料を用いる場合、２≦Ａとすることによって青紫色の波長域で十分な信号振幅が得られる。また、Ａ≦２２とすることによって、融点の上昇、および結晶化速度の低下を防止できる。また、２≦Ａ≦１０とすることによって、繰り返し記録特性に優れた情報記録媒体が得られる。
【００５４】
次に、組成式が（Ｇｅ−Ｓｎ）AＳｂBＴｅ3+Aで表される材料を用いる場合において、材料中に含まれるＳｎの含有量について説明する。Ａ＝Ｂ＝２の場合、第１の記録層１８中に含まれるＳｎの含有量Ｙ（原子％）は、０＜Ｙ≦１１を満たすことが好ましい。また、Ａ＝２でＢ＝４の場合、０＜Ｙ≦１５であることが好ましい。また、Ａ＝２２でＢ＝２の場合、０＜Ｙ≦２２であることが好ましい。また、Ａ＝２２でＢ＝４の場合、０＜Ｙ≦２５であることが好ましい。したがって、上記材料中のＳｎの含有量は、２５原子％以下であることが好ましい。Ｓｎ濃度が多すぎると、第１の記録層１８の結晶相と非晶質相との間の屈折率変化が小さくなり、記録特性が低下する場合がある。
【００５５】
図２を参照しながら、第１の記録層１８の好ましい組成範囲について説明する。図２は、（Ｇｅ−Ｓｎ）の濃度（原子％）、Ｓｂの濃度（原子％）、Ｔｅの濃度（原子％）の座標からなる。点ａは、［（Ｇｅ−Ｓｎ），Ｓｂ，Ｔｅ］（以下、この順で表示）＝（５０，０，５０）で、（Ｇｅ−Ｓｎ）Ｔｅを示す。点ｂは、座標が（０，４０，６０）で、Ｓｂ2Ｔｅ3を示す。従って、線ａ−ｂは、（Ｇｅ−Ｓｎ）AＳｂ2Ｔｅ3+Aの組成を示す。点ｃは、（０，５７．１，４２．９）で、Ｓｂ4Ｔｅ3を示す。従って、線ａ−ｃは、（Ｇｅ−Ｓｎ）AＳｂ4Ｔｅ3+Aの組成を示す。点ｄは、座標が（４４．９，４．１，５１．０）であり、Ａ＝２２でＢ＝２の組成を示す。点ｅは、座標が（４０，８，５２）であり、Ａ＝１０でＢ＝２の組成を示す。点ｆは、座標が（２２．２，２２．２，５５．６）であり、Ａ＝２でＢ＝２の組成を示す。点ｇは、座標が（１８．２，３６．４，４５．４）であり、Ａ＝２でＢ＝４の組成を示す。点ｈは、座標が（３７，１４．８，４８．２）であり、Ａ＝１０でＢ＝４の組成を示す。点ｊは、座標が（４３．１，７．８，４９．１）であり、Ａ＝２２でＢ＝４の組成を示す。したがって、ｄ−ｆ−ｇ−ｊで囲まれる範囲は、２≦Ａ≦２２で２≦Ｂ≦４の組成を示す。ｅ−ｆ−ｇ−ｈで囲まれる範囲は、２≦Ａ≦１０で２≦Ｂ≦４の組成を示す。線ｄ−ｆは、２≦Ａ≦２２でＢ＝２の組成を示す。線ｅ−ｆは、２≦Ａ≦１０でＢ＝２の組成を示す。
【００５６】
組成式（Ｇｅ−Ｓｎ）AＳｂBＴｅ3+Aで表される材料を用いて厚さが６ｎｍの第１の記録層１８を形成したところ、Ａ、ＢおよびＳｎの濃度を選択することによって、３９０ｎｍ〜４３０ｎｍという短波長のレーザビームを用いた場合でも、良好な記録消去性能が得られた。
【００５７】
なお、第１の記録層１８の材料として、（Ｇｅ−Ｓｎ）AＳｂBＴｅ3+Aに他の元素を加えた材料を用いてもよい。このような、材料は、組成式［（Ｇｅ−Ｓｎ）AＳｂBＴｅ3+A］100-CＭC（ただし、０＜Ｃ≦２０）で表される。元素Ｍには、窒素、Ａｇ、Ａｌ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｔｉ、Ｖ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｐｄ、Ｃｕ、Ａｕ、Ｎｉ、Ｐｔ、Ｚｎ、Ｉｎ、Ｇａ、Ａｌ、Ｓｉ、Ｓｅ、Ｂｉ、Ｗ、Ｔａ、Ｈｆ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｎｄ、Ｓｍ、Ｇｄ、Ｔｂ、およびＤｙからなる群より選ばれる少なくとも１つの元素を用いることができる。この場合にも、Ｓｎ濃度を変えることによって結晶化速度を最適化することができる。
【００５８】
第１の反射層２２は、光学的には、第１の記録層１８に吸収される光量を増大させる働きを有し、熱的には、第１の記録層１８で発生した熱を速やかに拡散させ第１の記録層１８を非晶質化しやすくするという働きを有する。また、第１の反射層２２は、多層膜を使用環境から保護する働きも有する。第１の反射層２２の材料としては、たとえば、Ａｌ、Ａｕ、Ａｇ、またはＣｕといった熱伝導率が高い単体金属を用いることができる。また、これらの金属を主成分とし、耐湿性の向上または熱伝導率の調整のために１つ以上の他の元素を添加した合金材料を用いることもできる。具体的には、Ａｌ−Ｃｒ、Ａｌ−Ｔｉ、Ａｕ−Ｐｄ、Ａｕ−Ｃｒ、Ａｇ−Ｐｄ、Ａｇ−Ｐｄ−Ｃｕ、Ａｇ−Ｐｄ−Ｔｉ、またはＣｕ−Ｓｉといった合金を用いることもできる。これらの合金は、いずれも耐食性および熱伝導率が高い材料である。中でも、Ａｇ合金は、熱伝導率が高い。また、Ａｇ合金は、それ自体の光吸収率を小さくする光学設計がしやすいので、Ａｕ系の材料またはＡｌ系の材料を用いる場合よりも光を透過光に配分しやすい。第１の記録層１８の光吸収率と、第１の情報層１３の透過率とのバランスを考慮すると、第１の反射層２２の厚さは、５ｎｍ〜１５ｎｍ（より好ましくは、８ｎｍ〜１２ｎｍ）が好ましい。厚さを５ｎｍ以上とすることによって、十分な放熱機能が得られる。また、厚さを１５ｎｍ以下とすることによって、第１の情報層１３の透過率が低くなりすぎることを防止できる。
【００５９】
次に、第２の情報層１４について説明する。第４および第５の誘電体層２５および２９は、第２の記録層２７を環境から保護する機能を有する。また、これらの誘電体層の厚さと屈折率とを選択することによって、第２の記録層２７の光吸収効率を高めることができ、また、記録前後の反射光量の変化を大きくして信号振幅を大きくすることができる。これらの誘電体層は、第１、第２および第３の誘電体層１６、２０および２４について説明した材料で形成できる。これらの誘電体層は、異なる材料で形成してもよいし、同一の材料で形成してもよい。
【００６０】
第５の界面層２６および第６の界面層２８は、第４の誘電体層２５と第２の記録層２７との間、および第２の記録層２７と第５の誘電体層２９との間で物質が移動することを防止する。第７の界面層３０は、第５の誘電体層２９と第２の反射層３１との間で物質が移動することを防止する。これらの界面層は、第１および第２の界面層１７および１９と同様の材料で形成でき、好ましい厚さも同様である。
【００６１】
第２の記録層２７には、第１の情報層１３を透過したレーザビーム３５によって情報の記録、消去および再生が行われる。第２の記録層２７に記録された情報の再生は、第２の情報層１４によって反射されたレーザビームを用いて行うため、第２の情報層１４の反射率が高いことが好ましい。
【００６２】
第２の記録層２７は、レーザビームの照射によって結晶相と非晶質相との間で可逆的に相変態を生ずる相変化材料からなる。具体的には、Ｇｅ−Ｓｂ−Ｔｅ、Ｇｅ−Ｂｉ−Ｔｅ、Ｇｅ−Ｓｎ−Ｔｅ、Ｉｎ−Ｓｂ−Ｔｅ、Ｓｂ−Ｔｅ、Ｇｅ−Ｔｅ、またはＡｇ−Ｉｎ−Ｓｂ−Ｔｅといった材料を用いることができる。あるいは、これらの材料に、Ａｕ、Ａｇ、Ｃｕ、Ａｌ、Ｇａ、Ｐｄ、Ｐｔ、Ｎｉ、Ｃｅ、Ｃｒ、Ｂｉ、Ｓｎ、Ｓｅ、Ｉｎ、Ｌａ、Ｃ、Ｓｉ、Ｔｉ、Ｍｏ、Ｗ、Ｔａ、Ｈｆ、Ｚｒ、ＮｂおよびＶからなる群より選ばれる少なくとも１つの元素を加えた材料を用いることもできる。あるいは、これらの材料にさらに窒素または酸素を添加した材料を用いることもできる。
【００６３】
また、第２の記録層２７の材料として、第１の記録層１８と同じＧｅ−Ｓｎ−Ｓｂ−Ｔｅ系の材料を用いてもよい。この場合、第２の記録層２７は第１の記録層１８よりも厚いため、Ｓｎの含有量は第１の記録層１８よりも少なくてよい。組成式（Ｇｅ−Ｓｎ）AＳｂBＴｅ3+Aで表される材料を用いる場合には、２≦Ａ≦１０で２≦Ｂ≦４であることが好ましい。第２の記録層２７に入射するレーザビームは弱いため、第２の記録層２７は、融点が低い材料で形成されることが好ましい。Ａ＝１５の場合には、融点が高くなって記録感度が低下する。Ａ＝２の場合には、Ｓｎの含有量Ｙ（原子％）は、０＜Ｙ≦５であることが好ましい。また、Ａ＝１０の場合には、０＜Ｙ≦１５であることが好ましい。
【００６４】
第２の記録層２７が薄すぎると、第２の情報層１４の反射率が低下する。また、第２の記録層２７が厚すぎると、第２の記録層２７で発生した熱が面方向に拡散しやすくなるため小さい記録マークが形成されにくくなる。したがって、第２の記録層２７の厚さは、８ｎｍ〜１５ｎｍであることが好ましい。
【００６５】
第２の反射層３１は、第２の記録層２７に吸収される光量をを増大させる。また、第２の記録層２７で発生した熱を速やかに拡散させ、第２の記録層２７の非晶質化を容易にするという機能を有する。第２の反射層３１は、第１の反射層２２で説明した材料で形成できる。第２の反射層３１の厚さは、３０ｎｍ〜１５０ｎｍ（より好ましくは、７０ｎｍ〜９０ｎｍ）の範囲内であることが好ましい。第２の反射層３１が３０ｎｍより薄いと熱拡散機能が小さくなって第２の記録層２７が非晶質化しにくくなる。また、第２の反射層３１が１５０ｎｍより厚いと熱拡散機能が大きくなりすぎて第２の記録層２７の記録感度が低下する。
【００６６】
中間層１５は、第１の記録層１８のフォーカス位置と第２の記録層２７のフォーカス位置とを区別するために形成される。中間層１５には、トラッキング制御用のグルーブが形成されていてもよい。中間層１５は、光硬化性樹脂または遅効性樹脂を用いて形成できる。中間層１５の材料は、レーザビーム３５の波長λにおいて、光吸収が少ないことが好ましい。中間層１５の厚さは、レーザビーム３５を集光する対物レンズの開口数ＮＡと、レーザビーム３５の波長λ（ｎｍ）とで決定される焦点深度ΔＺ以上である。焦光点の強度を無収差の場合の８０％とする場合、焦点深度ΔＺはΔＺ＝λ／｛２（ＮＡ）2｝の式で近似できる。λ＝４００ｎｍ、ＮＡ＝０．６のとき、ΔＺ＝０．５５６μｍとなる。この場合、±０．６μｍ以内は焦点深度内となるので、中間層１５の厚さは１μｍ以上でなければならない。一方、第１の記録層１８と第２の記録層２７との両方にレーザビーム３５を集光させることができるように、中間層１５の厚さは５０μｍ以下とすることが好ましい。
【００６７】
なお、図１に示した情報記録媒体は一例である。たとえば、本発明の情報記録媒体は、図３に示す情報記録媒体１０ａを含む。また、本発明の情報記録媒体では、各誘電体層の材料、各界面層の材料、各反射層の材料は、それぞれ、同じでも異なってもよい。
【００６８】
（実施形態２）
実施形態２では、情報記録媒体を製造するための本発明の製造方法について説明する。なお、実施形態１で説明した部分と同様の部分については同一の符号を付して重複する説明を省略する。
【００６９】
実施形態２の製造方法で製造される情報記録媒体１０ａについて、断面図を図３に示す。この製造方法では、まず、第２の基板１２上に第２の情報層１４を形成する（工程（ａ））。以下に、第２の情報層１４の形成方法を説明する。
【００７０】
最初に、トラッキング制御用のグルーブが形成された第２の基板１２（たとえば、厚さ１．１ｍｍ）を用意し、この基板を成膜装置内に配置する。そして、第２の基板１２のグルーブが形成された側に、第２の反射層３１、第７の界面層３０、第５の誘電体層２９、および第６の界面層２８を順に形成する。第２の反射層３１は、金属からなる母材をＡｒガス雰囲気中でスパッタリングすることによって形成できる。各界面層および誘電体層は、スパッタリング法（たとえば反応性スパッタリング法）によって形成できる。スパッタリングガスには、Ａｒガス、またはＡｒガスと反応性ガスとの混合ガスを用いることができる。
【００７１】
次に、第２の記録層２７を形成する。第２の記録層２７は、スパッタリング法によって形成できる。母材には、形成する第２の記録層２７の組成に応じた母材（たとえば、Ｇｅ−Ｓｂ−Ｔｅ合金）を用いる。スパッタリングガスには、Ａｒガス、Ｋｒガス、Ａｒガスと反応性ガス（Ｎ2またはＯ2から選ばれる少なくとも１つのガスである。以下、同様である。）との混合ガス、またはＫｒガスと反応性ガスとの混合ガスを用いることができる。
【００７２】
次に、第５の界面層２６と第４の誘電体層２５を順に形成する。これらの層は、上述した方法で形成できる。第４の誘電体層２５の形成後に、必要に応じて第２の記録層２７を結晶化させる初期化工程を行ってもよい。
【００７３】
次に、第２の情報層１４上に中間層１５を形成する（工程（ｂ））。図３に示すように、この実施形態では、中間層１５の第１の基板１１側の表面にトラッキング制御用のグルーブを形成する場合について説明する。まず、第４の誘電体層２５上に、中間層１５の材料となる硬化前の紫外線硬化性樹脂を塗布する。紫外線硬化性樹脂は、たとえばスピンコート法で塗布できる。次に、トラッキング制御用のグルーブの形状が転写された透明な基板（たとえばポリカーボネート基板）を用意する。そして、この基板のグルーブが形成された面を樹脂に密着させたのち、紫外線を照射して紫外線硬化性樹脂を硬化させ、グルーブを転写する。その後、基板を剥離することによって、トラッキング制御用のグルーブが形成された中間層１５を形成できる。
【００７４】
次に、中間層１５上に、第１の情報層１３を形成する（工程（ｃ））。以下に、第１の情報層１３の形成方法について説明する。
【００７５】
まず、中間層１５上に、第３の誘電体層２４、第４の界面層２３、第１の反射層２２、第３の界面層２１、第２の誘電体層２０、および第２の界面層１９を順に形成する。これらの層は、第２の情報層１４で説明した方法で形成できる。
【００７６】
次に、第２の界面層１９上に第１の記録層１８を形成する。第１の記録層１８の組成は、実施形態１で説明したものと同様である。第１の記録層１８は、ＧｅとＳｎとＳｂとＴｅとを含む母材を用いて厚さが９ｎｍ以下となるように形成される。具体的には、Ｇｅ−Ｓｎ−Ｓｂ−Ｔｅ合金の母材をスパッタリングすることによって形成できる。また、Ｇｅ、Ｓｎ、ＳｂおよびＴｅの４つの母材を４つの電源を用いて同時にスパッタリングすることによっても形成できる。また、Ｇｅ、Ｓｎ、Ｓｂ、Ｔｅのうち複数を含む化合物からなる母材を用いてもよい。スパッタリングガスには、Ａｒガス、Ｋｒガス、Ａｒガスと反応性ガスとの混合ガス、またはＫｒガスと反応性ガスとの混合ガスを用いることができる。第１の記録層１８は、０．１ｎｍ／秒〜１０ｎｍ／秒の範囲内の成膜速度で形成することが好ましい。成膜速度は、電極に印加するパワーによって制御できる。成膜速度を０．１ｎｍ／秒以上とすることによって、スパッタリングガスが記録層に過剰に混入することを防止できる。また、成膜速度を１０ｎｍ／秒以下とすることによって、記録層の厚さの制御が容易になる。
【００７７】
上記方法によれば、母材の組成や形状に依らず、形成された第１の記録層１８について反応性ガス成分を除いた組成が、（Ｇｅ−Ｓｎ）AＳｂBＴｅ3+Aになっていれば、特に優れた情報記録媒体が得られる。
【００７８】
次に、第１の記録層１８上に、第１の界面層１７および第１の誘電体層１６を順に形成する。これらは、上述した方法で形成できる。第１の誘電体層１６を形成したのちに、第１の記録層１８にレーザビームを照射して、第１の記録層１８の全体を結晶化する初期化工程を行ってもよい。
【００７９】
その後、第１の情報層１３上に、第１の基板１１を接着する（工程（ｄ））。まず、第１の誘電体層１６上に、硬化前の樹脂を塗布する。樹脂には、紫外線硬化性樹脂や電子線硬化性樹脂を用いることができる。樹脂は、スピンコート法などによって塗布できる。この樹脂は、硬化によって接着層３６となる。接着層３６の厚さは、５μｍ〜４０μｍの範囲内であることが好ましい。その後、硬化前の樹脂上に第１の基板１１を密着させ、紫外線や電子線を照射することによって樹脂を硬化させる。このようにして、接着層３６によって第１の誘電体層１６と第１の基板１１とを接着する。なお、接着層３６の材料として、遅効性樹脂を用いてもよい。また、第１の基板１１上に、傷を防止するためのハードコート層を形成してもよい。ハードコート層は、たとえば紫外線硬化性樹脂によって形成できる。
【００８０】
このようにして、実施形態１で説明した情報記録媒体を製造できる。なお、実施形態１で説明した情報記録媒体は、他の方法でも製造できる。たとえば、第１の基板１１上に第１の情報層１３を形成し、第２の基板１２上に第２の情報層１４を形成し、これらを中間層１５を介して貼りあわせてもよい。各層については、上述した方法で形成できる。
【００８１】
（実施形態３）
実施形態３では、本発明の情報記録媒体の記録再生方法について説明する。
【００８２】
本発明の記録再生方法に用いる記録再生装置について一例を図４に示す。図４を参照して、記録再生装置４０は、情報記録媒体１０を回転させるスピンドルモータ４１と光ヘッド４２とを備える。光ヘッド４２は、レーザビーム４３を出射する半導体レーザ４４と、レーザビーム４３を集光する対物レンズ４５と、情報記録媒体１０によって反射されたレーザビーム４３を検出するフォトダイオード（図示せず）とを備える。
【００８３】
情報記録媒体１０は、実施形態１で説明した本発明の情報記録媒体である。レーザビーム４３の波長は、３９０ｎｍ〜４３０ｎｍの範囲内である。対物レンズ４５は、開口数が０．４〜１．１の範囲内である。
【００８４】
実施形態３の記録再生方法では、情報記録媒体１０を１ｍ／秒〜５０ｍ／秒の範囲内の線速度になるように回転させることによって情報の記録、再生、および消去を行うことが好ましい。
【００８５】
情報記録媒体１０がトラッキング制御用のグルーブを備える場合、情報は、グルーブ１１ａの部分のみに記録してもよいし、ランド１１ｂの部分のみに記録してもよい（図１参照）。また、情報は、グルーブ１１ａとランド１１ｂの両方に記録してもよい。たとえば、第１の情報層１３および第２の情報層１４にともにグルーブが形成されている場合、第１の情報層１３／第２の情報層１４への情報記録は、グルーブ記録／グルーブ記録、グルーブ記録／ランド記録、ランド記録／グルーブ記録、またはランド記録／ランド記録のいずれでもよい。
【００８６】
情報は、照射するレーザビーム４３を高い方のピークパワーＰｐ（ｍＷ）と低い方のバイアスパワーＰｂ（ｍＷ）とに変調させることによって記録する。Ｐｐのレーザビームの照射によって非晶質相が形成され、これが記録マークとなる。記録マーク間には、Ｐｂのレーザビームの照射によって、結晶相が形成される。
【００８７】
第１の情報層１３を記録再生する際には、第１の記録層１８に焦点を合わせてレーザビーム４３を照射する。情報の再生は、第１の記録層１８から反射してきたレーザビーム４３を検出することによって行う。第２の情報層１４を記録再生する際には、第２の記録層２７に焦点を合わせてレーザビーム４３を照射する。情報の再生は、第２の記録層２７によって反射され、中間層１５と第１の情報層１３とを透過してきたレーザビーム４３を検出することによって行う。
【００８８】
【実施例】
次に、実施例を用いて本発明を詳細に説明する。
【００８９】
（実施例１）
実施例１では、記録層の材料と特性との関係について評価した。まず、図５に示すサンプル５０を作製した。図５のサンプル５０は、第１の基板５１上に形成された第１の情報層１３ａを備える。第１の情報層１３ａは、接着層５２によってダミー基板５３に接着されている。以下に、サンプル５０の作製方法を説明する。
【００９０】
まず、基板５１として、１２ｍｍ×１８ｍｍのポリカーボネート基板（厚さ：０．６ｍｍ）を用意した。そして、基板５１上に、第１の誘電体層１６（厚さ：９０ｎｍ）、第１の界面層１７（厚さ：３ｎｍ）、第１の記録層１８、第２の界面層１９（厚さ：３ｎｍ）、第２の誘電体層２０（厚さ：３６ｎｍ）、第３の界面層２１（厚さ：３ｎｍ）、および第１の反射層２２（厚さ：１０ｎｍ）を順にスパッタリング法によって形成した。
【００９１】
実施例１では、各誘電体層にＺｎＳ−ＳｉＯ2（ＳｉＯ2：２０ｍｏｌ％）を用い、各界面層にＧｅ−Ｎを用い、第１の反射層２２にＡｇ合金を用いた。また、第１の記録層１８は、組成式（Ｇｅ−Ｓｎ）4Ｓｂ2Ｔｅ7で表される材料（ＧｅとＳｎの含有量が合計で３０．８原子％）で形成した。第１の記録層１８は、初期化は行わず、非晶質状態のままとした。実施例１では、第１の記録層１８中のＧｅの含有量Ｘ（原子％）とＳｎの含有量Ｙ（原子％）とを変化させて複数のサンプルを作製した。
【００９２】
第１の記録層１８の厚さは、３ｎｍ〜１２ｎｍの範囲内で変化させた。第１および第２の誘電体層１６および２０の厚さは、波長４０５ｎｍにおける第１の記録層１８の反射率変化が大きく且つ第１の記録層１８の光吸収率が大きくなるように、マトリクス法に基づく計算によって決定した。
【００９３】
各誘電体層は、ＺｎＳ−ＳｉＯ2の母材（直径１００ｍｍ、厚さ６ｍｍ）をＡｒ雰囲気中で高周波スパッタリング（パワー：４００Ｗ）することによって形成した。各界面層は、Ｇｅの母材（直径１００ｍｍ、厚さ６ｍｍ）をＡｒガスと窒素ガスとの混合ガス雰囲気中で高周波スパッタリング（パワー：３００Ｗ）することによって形成した。第１の記録層１８は、Ｇｅ−Ｓｎ−Ｓｂ−Ｔｅ合金の母材（直径１００ｍｍ、厚さ６ｍｍ）をＡｒガス雰囲気中で直流スパッタリング（パワー：５０Ｗ）することによって形成した。第１の記録層１８の成膜速度は、０．５ｎｍ／秒であった。第１の反射層２２は、銀合金の母材（直径１００ｍｍ、厚さ６ｍｍ）を直流スパッタリング（パワー：２００Ｗ）することによって形成した。
【００９４】
次に、第１の反射層２２上に、接着層５２となる紫外線硬化性樹脂を塗布し、ダミー基板５３を密着させて樹脂を硬化させ、第１の反射層２２とダミー基板５３とを接着層５２で接着した。初期化は行わず、第１の記録層１８は、成膜後の非晶質相（ａｓ−ｄｅｐｏ非晶質相）のままとした。このようにして、複数のサンプル５０を作製した。
【００９５】
このようにして作製したサンプルについて、図６に示す評価装置を用いて評価を行った。図６の評価装置は、ステージ６１と光ヘッド６２とを備える。光ヘッド６２は、波長４０５ｎｍのレーザビーム６３を出射する半導体レーザ６４と、開口数が０．６５の対物レンズ６５とを備える。
【００９６】
次に、サンプルの評価方法について説明する。まず、サンプル５０をステージ６１に固定した。そして、サンプル５０に、３．５ｍＷで５００ｎｓのパルスレーザを照射し、第１の記録層１８をａｓ−ｄｅｐｏ非晶質相から結晶相に変化させた。次に、サンプル５０に、７ｍＷで４０ｎｓのパルスレーザを照射し、第１の記録層１８を結晶相から一旦溶かして非晶質相に変化させた。その後、３ｍＷのパルスレーザを、照射時間が１０ｎｓ〜５００ｎｓの範囲内で照射し、非晶質相を結晶相に変化させるのに必要な時間を測定した。なお、相変化が生じたかどうかは、反射率で決定した。測定結果を表１に示す。
【００９７】
【表１】
【００９８】
表１中、結晶化時間とは、非晶質相を結晶相に変化させるのに必要とされるレーザの照射時間である。この結晶化時間が短いほど、第１の記録層１８の結晶化速度が速い。
【００９９】
表１に示すように、Ｓｎの濃度が高くなるほど結晶化時間が短くなる傾向があった。また、記録層が薄くなるほど、その傾向が大きくなった。このように、記録層が薄い場合であっても、Ｇｅ−Ｓｂ−ＴｅにＳｎを添加することによって、結晶化時間を短くできた。
【０１００】
（実施例２）
実施例２では、図１に示した第１の情報層１３を作製し、その透過率を測定した。
【０１０１】
まず、第１の基板１１として、直径１２０ｍｍで厚さ０．１ｍｍのポリカーボネート基板を用意した。そして、この基板上に、第１の誘電体層１６（厚さ：１１０ｎｍ）、第１の界面層１７（厚さ：３ｎｍ）、第１の記録層１８、第２の界面層１９（厚さ：３ｎｍ）、第２の誘電体層２０（厚さ：２２ｎｍ）、第３の界面層２１（厚さ：３ｎｍ）、第１の反射層２２（厚さ：１０ｎｍ）、第４の界面層２３（厚さ：３ｎｍ）、および第３の誘電体層２４（厚さ：１７ｎｍ）を順にスパッタリング法によって形成した。第１の記録層１８の厚さは、３ｎｍ〜１２ｎｍの範囲内で変化させた。第１および第２の誘電体層１６および２０の厚さは、波長４０５ｎｍにおける第１の記録層１８の反射率変化が大きく且つ第１の記録層１８の光吸収率が大きくなるように、マトリクス法に基づく計算によって決定した。また、第３の誘電体層２４の厚さは、第１の情報層１３の記録・再生特性に影響を与えることなく第１の情報層１３の透過率が高くなるように決定した。
【０１０２】
各界面層には、実施例１と同様にＧｅ−Ｎを用いた。各誘電体層には、実施例１と同様にＺｎＳ−ＳｉＯ2（ＳｉＯ2：２０ｍｏｌ％）を用いた。第１の記録層１８には、組成式（Ｇｅ−Ｓｎ）4Ｓｂ2Ｔｅ7（Ｇｅ：２０．８原子％、Ｓｎ：１０原子％）で表される材料を用いた。
【０１０３】
このようにして得られた第１の情報層１３を、紫外線硬化性樹脂を用いてダミー基板に貼りあわせた。このようにして、透過率測定用のサンプルを得た。
【０１０４】
これらのサンプルについて、第１の記録層１８が非晶質相であるときの透過率Ｔａを測定した。その後、第１の記録層１８を結晶化して、透過率Ｔｃを測定した。透過率は、波長４０５ｎｍにおける値を分光器で測定した。測定結果を表２に示す。
【０１０５】
【表２】
【０１０６】
第２の情報層１４に十分な量のレーザビームを入射させるには、第１の情報層１３の透過率が、４０≦（Ｔｃ＋Ｔａ）／２を満たすことが好ましい。表２から明らかなように、第１の記録層１８の厚さを９ｎｍ以下とすることによってこの条件を満たすことができ、６ｎｍ以下とすることによって、５０≦（Ｔｃ＋Ｔａ）／２を満たすことができる。したがって、第１の記録層１８の厚さは、９ｎｍ以下が好ましい。
【０１０７】
（実施例３）
実施例３では、図１に示した情報記録媒体１０を製造し、第１の記録層１８の組成および厚さと、特性との関係について調べた。
【０１０８】
まず、第１の基板１１として、直径１２０ｍｍで厚さ０．１ｍｍのポリカーボネート基板を用意した。そして、この基板上に、第１の誘電体層１６（厚さ：４５ｎｍ）、第１の界面層１７（厚さ：３ｎｍ）、第１の記録層１８、第２の界面層１９（厚さ：３ｎｍ）、第２の誘電体層２０（厚さ：１１ｎｍ）、第３の界面層２１（厚さ：３ｎｍ）、第１の反射層２２（厚さ：１０ｎｍ）、第４の界面層２３（厚さ：３ｎｍ）、および第３の誘電体層２４（厚さ：２３ｎｍ）を順にスパッタリング法によって形成した。第１の記録層１８の厚さは、３ｎｍ〜９ｎｍの範囲内で変化させた。
【０１０９】
界面層および誘電体層については、それぞれ、実施例２のサンプルと同様の材料で形成した。第１の記録層１８は、組成式（Ｇｅ−Ｓｎ）4Ｓｂ2Ｔｅ7で表される材料を用い、Ｓｎの含有量を０〜２０原子％の範囲で変化させた。各層は、実施例１と同様の方法で作製した。
【０１１０】
次に、第２の基板１２として、直径１２０ｍｍで厚さ１．１ｍｍのポリカーボネート基板を用意した。そして、この基板上に、第２の反射層３１（厚さ：８０ｎｍ）、第７の界面層３０（厚さ：３ｎｍ）、第５の誘電体層２９（厚さ：１１ｎｍ）、第６の界面層２８（厚さ：３ｎｍ）、第２の記録層２７（厚さ：１２ｎｍ）、第５の界面層２６（厚さ：３ｎｍ）、および第４の誘電体層２５（厚さ：６５ｎｍ）をスパッタリング法によって形成した。各誘電体層の厚さは、第２の記録層２７の記録・再生特性がよくなるように、マトリクス法に基づく計算によって決定した。
【０１１１】
第２の反射層３１には、Ａｇ合金を用いた。各界面層には、Ｇｅ−Ｎを用いた。各誘電体層には、ＺｎＳ−ＳｉＯ2（ＳｉＯ2：２０ｍｏｌ％）を用いた。第２の記録層２７には、組成式Ｇｅ4Ｓｂ2Ｔｅ7で表される材料を用いた。誘電体層、界面層および反射層は、それぞれ、実施例１で説明した方法で形成した。第２の記録層２７は、Ｇｅ−Ｓｂ−Ｔｅ合金の母材をＡｒガスとＮ2ガスとの混合ガス雰囲気中で直流スパッタリング（パワー：１００Ｗ）することによって形成した。
【０１１２】
次に、第１の記録層１８と第２の記録層２７とを、それぞれ初期化、すなわち結晶化した。その後、第１の情報層１３と第２の情報層１４とを紫外線硬化性樹脂を用いて接着した。このようにして、第１の記録層１８の組成および厚さが異なる複数のサンプルを作製した。
【０１１３】
このようにして得られたサンプルについて、記録マークの消去率と、ＣＮＲ（Ｃａｒｒｉｅｒ ｔｏ Ｎｏｉｓｅ Ｒａｔｉｏ）とを測定した。この測定には、図４に示した記録再生装置を用いた。具体的には、波長が４０５ｎｍのレーザビームを用い、開口数が０．８５の対物レンズを用いた。消去率およびＣＮＲ測定時における情報記録媒体１０の線速度は、８．６ｍ／ｓとした。信号は、ランド部分（図１のランド１１ｂ参照）に記録した。測定結果を表３に示す。
【０１１４】
【表３】
【０１１５】
情報記録媒体では、消去率は２０ｄＢ以上であることが好ましく、３０ｄＢ以上であることがより好ましい。また、ＣＮＲは、４０ｄＢ以上であることが好ましく、５０ｄＢ以上であることがより好ましい。
【０１１６】
表３に示すように、Ｓｎを添加していないサンプル３−１〜３−７では、消去率およびＣＮＲがともに低く、特に、層厚が６ｎｍ以下の場合には消去率が１０ｄＢ以下であった。Ｓｎを添加すると消去率が向上し、厚さが６ｎｍで１０原子％のＳｎを含有する第１の記録層１８を用いたサンプル３−１８では、消去率が３４ｄＢでＣＮＲが５２ｄＢという良好な結果が得られた。
【０１１７】
実施例３の結果では、Ｇｅの含有量Ｘ（原子％）と、Ｓｎの含有量Ｙ（原子％）とが、約Ｘ／５≦Ｙ≦約２Ｘを満たす場合に、良好な記録消去特性が得られた。特に、約Ｘ／２≦Ｙ≦約Ｘを満たす場合には、消去率およびＣＮＲがともに優れた特性を示した。
【０１１８】
なお、実施例３の結果は、情報記録媒体の線速度が８．６ｍ／ｓの場合の結果であり、線速度を遅くすると消去率およびＣＮＲは高くなる。
【０１１９】
なお、実施形態２の製造方法で情報記録媒体１０ａを作製し、本実施例を実施したところ同様の結果が得られた（以下の実施例５、６、７、８、１０および１１についても、同様であった）。
【０１２０】
（実施例４）
実施例４では、第１の記録層１８が異なることを除いて実施例１と同様のサンプルを作製し、実施例１と同様の評価を行った。
【０１２１】
実施例４では、第１の記録層１８の厚さを６ｎｍとし、組成式（Ｇｅ−Ｓｎ）AＳｂ2Ｔｅ3+Aで表される材料を用いた。そして、Ａの値を変化させた複数のサンプルを作製し、組成と結晶化時間との関係を評価した。Ｓｎの含有量Ｙ（原子％）は、Ｇｅの含有量Ｘ（原子％）の約半分とした。結晶化時間の測定結果を表４に示す。
【０１２２】
【表４】
【０１２３】
表４から明らかなように、Ａの値を大きくすると結晶化時間が長くなる傾向があることがわかった。
【０１２４】
（実施例５）
実施例５では、第１の記録層１８が異なることを除いて実施例３と同様のサンプルを作製し、実施例３と同様の方法でＣＮＲおよび消去率を測定した。第１の記録層１８は、厚さを６ｎｍとし、組成式（Ｇｅ−Ｓｎ）AＳｂ2Ｔｅ3+Aで表される材料を用いて形成した。そして、Ａの値を変化させた複数のサンプルを作製した。Ｓｎの含有量Ｙ（原子％）は、Ｇｅの含有量Ｘ（原子％）の約半分とした。測定結果を表５に示す。
【０１２５】
【表５】
【０１２６】
表５に示すように、Ａの値が小さいとＣＮＲが低くなり、Ａの値が大きいと消去率が低下する傾向があった。この傾向は、実施例４の結果と一致している。実施例５の記録層を用いた場合には、Ａが、２≦Ａ≦１０を満たすことが好ましい。
【０１２７】
（実施例６）
実施例６では、第１の記録層１８が異なることを除いて実施例３と同様のサンプルを作製し、実施例３と同様の方法でＣＮＲおよび消去率を測定した。第１の記録層１８は、厚さを６ｎｍとし、組成式（Ｇｅ−Ｓｎ）AＳｂ2Ｔｅ3+Aで表される材料を用いて形成した。そして、Ａの値を変化させた複数のサンプルを作製した。実施例５とは異なり、Ｓｎの含有量Ｙ（原子％）は、Ｇｅの含有量Ｘ（原子％）とほぼ同じとした。測定結果を表６に示す。
【０１２８】
【表６】
【０１２９】
表６から明らかなように、実施例６の記録層を用いた場合には、Ａが、２≦Ａ≦２２を満たすことが好ましい。
【０１３０】
（実施例７）
実施例７では、第１の記録層１８が異なることを除いて実施例３と同様のサンプルを作製した。第１の記録層１８は、膜厚を６ｎｍとし、組成式（Ｇｅ−Ｓｎ）22ＳｂBＴｅ25で表される材料で形成した。実施例７では、Ｂの値を変えた複数のサンプルを作製した。
【０１３１】
これらのサンプルについて、図５の装置を用いてサイクル寿命回数（以下、記録サイクル性能という場合がある）と、記録保存性とを評価した。サイクル寿命回数は、３Ｔ信号とランダム信号とを繰り返し記録し、３Ｔ信号が３ｄＢ低下するまでの回数とした。記録保存性は、３Ｔ信号を記録したサンプルを温度が９０℃で相対湿度が２０％の環境下に１００時間放置し、３Ｔ信号の振幅の低下を測定して評価した。評価結果を表７に示す。
【０１３２】
【表７】
【０１３３】
表７中、Ａ１〜Ｄ１はサイクル寿命回数を示す。具体的には、Ｄ１＜１０００、１０００≦Ｃ１＜５０００、５０００≦Ｂ１＜１００００、１００００≦Ａ１である。また、Ａ２〜Ｅ２は、３Ｔ信号の振幅の低下量を示す。具体的には、３ｄＢ≦Ｄ２、１ｄＢ≦Ｃ２＜３ｄＢ、０ｄＢ＜Ｂ２＜１ｄＢ、Ａ２＝０ｄＢである。また、Ｅ２は、結晶化速度が遅く、消去率が１０ｄＢ未満であったことを示す。
【０１３４】
表７に示すように、記録層中のＳｂの濃度が高い方がサイクル性能が向上した。また、Ｓｂの濃度とＳｎの濃度とをともに増やすことによって、サイクル性能と記録保存性とがともに良好になる組成範囲が広がった。したがって、実施例７の記録層（Ａ＝２２）を用いる場合、Ｓｎの含有量Ｙ（原子％）とＢとが、それぞれ、０＜Ｙ≦２５、２≦Ｂ≦４を満たすことが好ましい。
【０１３５】
（実施例８）
実施例８では、第１の記録層１８の組成のみが実施例７とは異なるサンプルを作製し、実施例７と同様の測定を行った。具体的には、組成式（Ｇｅ−Ｓｎ）2ＳｂBＴｅ5で表される材料を用いて第１の記録層１８を形成した。その結果、実施例８の記録層（Ａ＝２）を用いた場合、ＢおよびＹが、それぞれ、２≦Ｂ≦４、０＜Ｙ≦１５を満たすことが好ましかった。
【０１３６】
（実施例９）
実施例９では、第１の記録層１８および第１の反射層２２が異なることを除いて実施例２と同様のサンプルを作製した。具体的には、第１の記録層１８は、組成式が（Ｇｅ−Ｓｎ）4Ｓｂ2Ｔｅ7で表される材料を用い、膜厚を１ｎｍ〜９ｎｍの範囲内で変化させた。第１の反射層２２にはＡｇ合金を用い、厚さを３、５、７、１０、１２、１５、１７、２０ｎｍとした。
【０１３７】
作製した複数のサンプルについて、反射率、透過率、および３Ｔ信号の振幅を測定した。その結果、第１の反射層２２の厚さは、５ｎｍ〜１５ｎｍの範囲内であることが好ましく、８ｎｍ〜１２ｎｍの範囲内であることがより好ましいことがわかった。第１の反射層２２がない場合には、第１の情報層１３の反射率が低下した。また、第１の反射層２２が５ｎｍより薄いと、熱の拡散機能が低下して３Ｔ信号の振幅が小さくなった。また、１５ｎｍより厚いと、第１の情報層１３の透過率が低下した。
【０１３８】
（実施例１０）
実施例１０では、第１の記録層１８および情報信号の記録位置を変化させたことを除いて実施例３と同様の方法でサンプルを作製した。具体的には、第１の記録層１８は、厚さを６ｎｍとし、組成式が（Ｇｅ−Ｓｎ）4Ｓｂ2Ｔｅ7（ただし、Ｓｎ：１０原子％）で表される材料で形成した。情報は、トラッキング制御のために形成したグルーブ（レーザビームの入射側に近い方の溝面）またはランド（レーザビームの入射側から遠い方の溝面）のいずれかに記録した。
【０１３９】
これらのサンプルの第１の情報層１３の透過率は、平均で５０％であった。これらのサンプルについて消去率とＣＮＲとを実施例３と同様の方法で測定した。なお、実施例１０では、記録マーク（非晶質相）を形成する際のレーザビームのパワーＰｐと、結晶相を形成する際のレーザビームのパワーＰｂとについても変化させた。測定結果を表８に示す。
【０１４０】
【表８】
【０１４１】
表８から明らかなように、第１の情報層１３の記録位置がグルーブの部分であるかランドの部分であるか、および第２の情報層１４の記録位置がグルーブの部分であるかランドの部分であるかに拘わらず、３０ｄＢ≦（消去率）、および５０ｄＢ≦ＣＮＲの良好な結果が得られた。すなわち、信号の記録位置に拘わらず、第１の情報層１３および第２の情報層１４の特性はともに良好であった。
【０１４２】
（実施例１１）
実施例１１では、第１の記録層１８および第２の記録層２７の形成方法とが異なることを除いて、実施例３のサンプル３−１８と同様にサンプルを作製した。具体的には、第１の記録層１８および第２の記録層２７は、クリプトンガス雰囲気中で直流スパッタリングを行うことによって形成した。このようにして得られたサンプルについて、ランド部分（図１のランド１１ｂ参照）に信号を記録し、記録サイクル性能を評価した。記録サイクル性能の評価では、３Ｔ信号のＣＮＲを測定することによって行い、初期のＣＮＲ値から３ｄＢ低下するまでの回数を記録サイクル寿命とした。評価結果を表９に示す。
【０１４３】
【表９】
【０１４４】
表９から明らかなように、アルゴンガス雰囲気中で記録層を形成したサンプル３−１８に比べて、クリプトンガス雰囲気中で記録層を形成したサンプル９−１は、サイクル性能が約１．５倍に改善された。
【０１４５】
（実施例１２）
実施例１２では、ＳｂおよびＳｎの添加が、結晶化温度および結晶化時間に与える影響を調べた。結晶化温度測定用に石英基板上に第１の記録層１８として（Ｇｅ−Ｓｎ）4ＳｂBＴｅ7層を６ｎｍ成膜し、その上にＧｅ−Ｎ層を５ｎｍ成膜した。Ａ＝４で一定とし、ＢとＹの値を変えたサンプルを５種類製造した。これらのサンプルについて、結晶化温度を測定した。結晶化温度は、結晶化に伴う急激な透過率低下が生じた温度で定義した。透過率変化は、サンプルをレーザビームで昇温しながら測定した。結晶化時間は、実施例１と同様に、図５のサンプル５０を作製し、図６の評価装置を用いて測定した。その際、結晶化温度測定用のサンプルと第１の記録層１８の組成が同じであるサンプルを５種類測定した。第１の記録層１８の厚さは６ｎｍとした。測定結果を表１０に示す。
【０１４６】
【表１０】
【０１４７】
試料番号１−４、１−２４、１−３４を比較すると、Ｂ＝２でＳｎのみ添加すると、結晶化時間は、９０ｎｓ→５０ｎｓ→２０ｎｓと短くなり、それに伴って、結晶化温度は２００℃→１８０℃→１７０℃と、３０℃低下した。結晶化温度の低下は、記録マークの熱的な安定性を損なう。これに対し、Ｓｂを増やしてＢ＝３にすると、結晶化時間は９０ｎｓ→５５ｎｓ→２２ｎｓとほぼ同等に短くなるが、結晶化温度は２００℃→１９５℃→１８５℃と、１５℃の低下に抑えられた。このように、Ｓｎのみ添加するよりも、ＳｂとＳｎを添加した方が、熱安定性を確保しつつ、結晶化時間を短くすることが可能となる。
【０１４８】
（実施例１３）
実施例１３では、第１の情報層のＴｃ、Ｔａおよび｜ΔＴ｜／Ｔｃ（ここで、ΔＴ＝Ｔｃ−Ｔａ）の値と第２の情報層の記録特性との関係を調べた。
【０１４９】
図３の情報記録媒体１０ａを実施形態２の方法に準じて製造した。製造したサンプルについて図４の評価装置を用いて、第１の情報層１３が初期状態（全面結晶）または記録状態（結晶状態と非晶質状態の混在）である場合の第２の情報層１４の記録感度の変化を測定した。第１の誘電体層１６、第２の誘電体層２０、および第３の誘電体層２４の厚さを変えて、ＴｃおよびＴａが異なる情報記録媒体１０ａを製造した。
【０１５０】
まず、第２の基板１２として、直径１２０ｍｍで厚さ１．１ｍｍのポリカーボネート基板を用意した。そして、この基板上に、第２の情報層１４を形成した。具体的には、第２の反射層３１（厚さ：８０ｎｍ）、第７の界面層３０（厚さ：３ｎｍ）、第５の誘電体層２９（厚さ：１１ｎｍ）、第６の界面層２８（厚さ：３ｎｍ）、第２の記録層２７（厚さ：１２ｎｍ）、第５の界面層２６（厚さ：３ｎｍ）、および第４の誘電体層２５（厚さ：６５ｎｍ）を、順にスパッタリング法によって形成した。第２の記録層２７は、組成式Ｇｅ8Ｓｂ2.6Ｔｅ11で表される材料で形成した。その他の層は、実施例３のサンプルと同様の材料で形成した。
【０１５１】
次に、第２の情報層１４にレーザビームを照射することによって、第２の記録層２７を非晶質相から結晶相に変化させる初期化を行った。
【０１５２】
次に、第４の誘電体層２５上に、グルーブが転写された中間層１５を紫外線硬化性樹脂で形成した。
【０１５３】
次に、中間層１５上に第１の情報層１３を形成した。具体的には、第３の誘電体層２４、第４の界面層２３（厚さ：３ｎｍ）、第１の反射層２２（厚さ：１０ｎｍ）、第３の界面層２１（厚さ：３ｎｍ）、第２の誘電体層２０、第２の界面層１９（厚さ：３ｎｍ）、第１の記録層１８（厚さ：６ｎｍ）、第１の界面層１７（厚さ：３ｎｍ）、および第１の誘電体層１６を順にスパッタリング法によって形成した。次に、第１の情報層１３にレーザビームを照射することによって、第１の記録層１８を非晶質相から結晶相に変化させる初期化を行った。
【０１５４】
第１の記録層１８は、組成式（Ｇｅ−Ｓｎ）8Ｓｂ2Ｔｅ11（Ｓｎ：１０原子％）で表される材料で形成した。その他の層については、実施例３と同様の材料で形成した。
【０１５５】
次に、紫外線硬化性樹脂を用いて、第１の情報層１３と第１の基板１１とを接着した。第１の基板１１には、直径が１２０ｍｍで厚さが０．０９ｍｍのポリカーボネート基板を用いた。接着層３６の厚さと第１の基板１１の厚さとの合計は、０．１ｍｍであった。
【０１５６】
図４の評価装置を用いて、第１の情報層１３が初期化状態の時、第２の情報層１４に線速度５ｍ／ｓで３Ｔ信号をグルーブの部分に記録した。５０ｄＢのＣＮＲが得られるＰｐ（ｍＷ）とＰｂ（ｍＷ）とを測定した。次に、第１の情報層１３のグルーブの部分に３Ｔ信号を記録し、その記録部分を透過したレーザビームが集光する、第２の情報層１４のグルーブの部分に３Ｔ信号を記録し、測定した。
【０１５７】
ＴｃおよびＴａは、第１の情報層１３のみを成膜したディスク試料を作製して、実施例２と同様に分光器で測定した。測定結果を表１１に示す。
【０１５８】
なお、表中のＤ１、Ｄ２およびＤ３は、それぞれ、第１、第２および第３の誘電体層１６、２０および２４の厚さを示している。
【０１５９】
【表１１】
【０１６０】
表１１に示すように、｜ΔＴ｜／Ｔｃが小さい方が、第２の情報層１４は、第１の情報層１３の状態に依らず、記録感度変化が小さいことが検証できた。また、ユーザが情報記録媒体を使用して、新しいファイルを保存していくにつれて、記録された領域が増えていくので、透過率の低下が伴わないようにＴｃ＜Ｔａを満足することがより好ましい。サンプル１１−３は、（Ｔｃ＋Ｔａ）／２＝４１（％）で透過率が小さく、且つ、｜ΔＴ｜／Ｔｃ＝０．１６でＴｃとＴａとの差が大きい構成である。この構成では、第１の情報層１３が初期化状態での、第２の情報層１４の記録感度が１３ｍＷ近くあり、透過率はほぼ下限であると考えられた。また、ＴｃとＴａとの差が大きいので、第１の情報層１３が記録状態の場合には、第２の情報層１４の３Ｔ信号の振幅にムラが生じた。よって、｜ΔＴ｜／Ｔｃは、０．１５以下であることが好ましく、０．０５以下であることがより好ましい。
【０１６１】
なお、本実施例では、第１の情報層１３および第２の情報層１４の初期化は、第１の基板１１を接着する前に行ったが、初期化の工程は他の時期に行ってもよい。たとえば、第１の基板１１を接着したのちに初期化を行ってもよく、その場合でも、同様の結果と効果が得られる。
【０１６２】
（実施例１４）
実施例１４では、マトリクス法に基づく計算を行い、第３の誘電体層２４の材料および厚さと、第１の情報層１３の透過率との関係について調べた。
【０１６３】
計算は、ポリカーボネート基板／第１の誘電体層１６／第１の界面層１７（厚さ：３ｎｍ）／第１の記録層１８（厚さ：６ｎｍ）／第２の界面層１９（厚さ：３ｎｍ）／第２の誘電体層２０（厚さ：２３ｎｍ）／第３の界面層２１（厚さ：３ｎｍ）／第１の反射層２２（厚さ：１０ｎｍ）／第４の界面層２３（厚さ：３ｎｍ）／第３の誘電体層２４という構造を仮定して行った。なお、第３の誘電体層２４がない場合の計算では、第４の界面層２３もないものとして計算した。
【０１６４】
第１の誘電体層１６の厚さＤ１（ｎｍ）と、第３の誘電体層２４の材料および厚さを変化させたときのＴｃ、Ｔａ、ＡｃおよびＡａについて、計算を行った。ＴｃおよびＡｃは、それぞれ、第１の記録層１８が結晶相である場合の、第１の情報層１３の透過率および第１の記録層１８の光吸収率を示す。また、ＴａおよびＡａは、それぞれ、第１の記録層１８が非晶質相である場合の、第１の情報層１３の透過率および第１の記録層１８の光吸収率を示す。計算結果を表１２に示す。表１２の結果は、第１の記録層１８が結晶相である場合の第１の情報層１３の反射率Ｒｃ（％）と、第１の記録層１８が非晶質相である場合の第１の情報層１３の反射率Ｒａ（％）とが、Ｒａ≦１、且つ５≦Ｒｃ／Ｒａを満たすように誘電体層の厚さを設定したときの値である。
【０１６５】
【表１２】
【０１６６】
表１２に示すように、第３の誘電体層２４がない場合には、ＴｃおよびＴａは４２％以下であった。これに対し、第３の誘電体層２４を形成することによって、ＴｃおよびＴａを４５％以上とすることができた。また、屈折率が大きいほどＴｃおよびＴａを大きくできることが計算で確かめられた。透過率を５０％以上にするためには、屈折率が２．３以上の材料で第３の誘電体層２４を形成することが好ましい。
【０１６７】
次に、計算結果を検証するために、実際に第１の情報層１３を作製して透過率を分光器で測定した。
【０１６８】
第１の情報層１３は、以下の方法で作製した。まず、直径１２０ｍｍで厚さ１．１ｍｍのポリカーボネート基板を用意した。この基板上に、第３の誘電体層２４、第４の界面層２３（厚さ：３ｎｍ）、第１の反射層２２（厚さ：１０ｎｍ）、第３の界面層２１（厚さ：３ｎｍ）、第２の誘電体層２０（厚さ：２３ｎｍ）、第２の界面層１９（厚さ：３ｎｍ）、第１の記録層１８（厚さ：６ｎｍ）、第１の界面層１７（厚さ：３ｎｍ）、および第１の誘電体層１６を順に積層した。第３の誘電体層２４を除く誘電体層および界面層は、実施例３のサンプルと同様の材料で形成した。第１の記録層１８は、組成式（Ｇｅ−Ｓｎ）8Ｓｂ2Ｔｅ11（Ｓｎ：１０原子％）で表される材料で形成した。そして、第３の誘電体層２４の材料および厚さ、ならびに第１の誘電体層１６の厚さを変化させた複数のサンプルを作製した。また、比較のために、第４の界面層２３および第３の誘電体層２４を形成しないサンプルも作製した。これらのサンプルについて第１の情報層１３の透過率ＴｃおよびＴａを測定した結果を表１３に示す。
【０１６９】
【表１３】
【０１７０】
表１３に示すように、ほぼ計算通りの結果が得られた。サンプル１３−７〜１３−１３では５０％以上の透過率が得られた。このように、第３の誘電体層２４を形成することによって、第１の情報層１３の透過率が飛躍的に向上した。
【０１７１】
以上、本発明の実施の形態について例を挙げて説明したが、本発明は、上記実施の形態に限定されず本発明の技術的思想に基づき他の実施形態に適用することができる。
【０１７２】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の情報記録媒体によれば、２つの記録層を備え高密度記録が可能な情報記録媒体が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の情報記録媒体について一例を示す一部断面図である。
【図２】 本発明の情報記録媒体について第１の記録層の組成範囲を示す図である。
【図３】 本発明の情報記録媒体について他の一例を示す一部断面図である。
【図４】 本発明の記録再生方法に用いる記録再生装置について一例の構成を模式的に示す図である。
【図５】 本発明の情報記録媒体の評価に用いたサンプルの構成を示す一部断面図である。
【図６】 本発明の情報記録媒体の評価に用いた評価装置の構成を模式的に示す図である。
【符号の説明】
１０、１０ａ 情報記録媒体
１１ 第１の基板
１１ａ 溝
１１ｂ ランド
１２ 第２の基板
１３、１３ａ 第１の情報層
１４ 第２の情報層
１５ 中間層
１６ 第１の誘電体層
１７ 第１の界面層
１８ 第１の記録層
１９ 第２の界面層
２０ 第２の誘電体層
２１ 第３の界面層
２２ 第１の反射層
２３ 第４の界面層
２４ 第３の誘電体層
２５ 第４の誘電体層
２６ 第５の界面層
２７ 第２の記録層
２８ 第６の界面層
２９ 第５の誘電体層
３０ 第７の界面層
３１ 第２の反射層
３５、４３、６３ レーザビーム
３６ 接着層
４０ 記録再生装置
４１ スピンドルモータ
４２、６２ 光ヘッド
４４、６４ 半導体レーザ
４５、６５ 対物レンズ
５０ サンプル
５１ 基板
５２ 接着層
５３ ダミー基板
６１ ステージ
【発明の属する技術分野】
本発明は、光学的に情報を記録、消去、書き換え、再生する情報記録媒体に関する。
【０００２】
【従来の技術】
相変化型の情報記録媒体は、結晶相と非晶質相との間で可逆的に相変態を起こす記録層を利用して、情報の記録、消去および書き換えを行う。この記録層に高パワーのレーザビームを照射したのちに急冷すると、照射された部分が非晶質相となる。また、記録層の非晶質部分に低パワーのレーザビームを照射したのちに徐冷すると、照射された部分が結晶相となる。したがって、相変化型の情報記録媒体では、高パワーレベルと低パワーレベルとの間でパワーを変調させたレーザビームを記録層に照射することによって、記録層を非晶質相または結晶相に自由に変化させることができる。この情報記録媒体では、非晶質相における反射率と結晶相における反射率との差を利用して情報の記録を行う。
【０００３】
近年、情報記録媒体の記録密度を向上させるために、さまざまな技術が研究されている。たとえば、青紫色レーザビームを使用してより小さい記録マークを記録する技術や、光入射側の基板を薄くするとともに開口数が大きいレンズを使用してより小さい記録マークを記録する技術が研究されている。また、片側から入射したレーザビームを用いて２つの記録層の記録・再生を行う技術も研究されている（特開平１２−３６１３０号公報参照）。
【０００４】
記録マークを小さくするためには、記録層の相変化に要するレーザビームの照射時間を短くする必要がある。したがって、記録層の結晶化速度が速いことが必要とされる。また、２つの記録層を用いて記録・再生を行うためには、光入射側の記録層を薄くして、後方の記録層に十分な光が到達するようにする必要がある。しかしながら、記録層を薄くすると、記録層に含まれる原子の数が減り、また、相変化に伴う原子の移動が抑制されるため、結晶化速度が低下するという問題がある。そのため、薄くても信頼性よく記録が可能な記録層を形成できる材料が求められていた。
【０００５】
従来から、記録層の材料としては、Ｇｅ−Ｓｂ−Ｔｅ系材料が使われてきた。その中でも、ＧｅＴｅ−Ｓｂ2Ｔｅ3の擬二元系組成は最も結晶化速度が速く、（ＧｅＴｅ）：（Ｓｂ2Ｔｅ3）＝２：１であるＧｅ2Ｓｂ2Ｔｅ5は、非常に優れた特性を有することが発明者らの実験で分かっている。また、Ｕｎｏらは、厚さ６ｎｍのＧｅ−Ｓｂ−Ｔｅ記録層を用いた記録再生実験を報告している（Ｍ．Ｕｎｏ， Ｋ．Ｎａｇａｔａ ａｎｄ Ｎ．Ｙａｍａｄａ， ”Ｔｈｉｎｎｉｎｇ ｌｉｍｉｔａｔｉｏｎ ｏｆ Ｇｅ-Ｓｂ-Ｔｅ ｒｅｃｏｒｄｉｎｇ ｆｉｌｍｆｏｒ ｈｉｇｈ ｔｒａｎｓｍｉｔｔａｎｃｅ ｍｅｄｉａ” Ｐｒｏｃ．ｏｆ ＰＣＯＳ’９９， ８３-８８）。この実験では、波長が６６０ｎｍのレーザを用いて９ｍ／ｓの線速度で記録の消去を行い、３０ｄＢという良好な消去率が得られた。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、発明者らが、Ｇｅ−Ｓｂ−Ｔｅ系材料について波長４０５ｎｍの青紫色レーザを用いて実験したところ、この材料では光入射側の材料として不十分であることがわかった。そのため、従来の記録層では、青紫色レーザを用いて記録・再生を行う２層構造の情報記録媒体を実現することは困難であった。
【０００７】
特開平２−１４７２８９号公報では、記録層としてＴｅ−Ｇｅ−ＳｎにＳｂを添加して各元素の含有量を限定することによって、記録消去の繰り返し特性が優れ、消去率の経時変動も少ない情報記録媒体が得られることが報告されている。しかしながら、この情報記録媒体に含まれる記録層は１層のみであり、記録層の厚さが３０ｎｍ〜１００ｎｍと厚い場合における実験結果である。この公報には、記録層を薄くした場合のＳｎの添加効果については示されていない。
【０００８】
上記の事実に鑑み、本発明は、２つの記録層を備え高密度記録が可能な情報記録媒体、およびその製造方法、ならびにその記録再生方法を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明の第１の情報記録媒体は、第１の基板と、前記第１の基板に対向するように配置された第２の基板と、前記第１の基板と前記第２の基板との間に配置された第１の情報層と、前記第１の情報層と前記第２の基板との間に配置された第２の情報層と、前記第１の情報層と前記第２の情報層との間に配置された中間層とを備え、前記第１の情報層が、前記第１の基板側から照射されるレーザビームによって結晶相と非晶質相との間で可逆的に相変態を起こす第１の記録層を含み、前記第２の情報層が、前記レーザビームによって結晶相と非晶質相との間で可逆的に相変態を起こす第２の記録層を含み、前記第１の記録層における材料は、組成式（Ｇｅ−Ｓｎ） A Ｓｂ 2 Ｔｅ 3+A （ただし、２≦Ａ≦２２）で表され、Ｇｅの含有量をＸ原子％とし、Ｓｎの含有量をＹ原子％としたとき、Ｙ＝Ｘの関係を満たすものであり、前記第１の記録層の膜厚は、６ｎｍであることを特徴とする。
【００１０】
本発明の第２の情報記録媒体は、第１の基板と、前記第１の基板に対向するように配置された第２の基板と、前記第１の基板と前記第２の基板との間に配置された第１の情報層と、前記第１の情報層と前記第２の基板との間に配置された第２の情報層と、前記第１の情報層と前記第２の情報層との間に配置された中間層とを備え、前記第１の情報層が、前記第１の基板側から照射されるレーザビームによって結晶相と非晶質相との間で可逆的に相変態を起こす第１の記録層を含み、前記第２の情報層が、前記レーザビームによって結晶相と非晶質相との間で可逆的に相変態を起こす第２の記録層を含み、前記第１の記録層における材料は、組成式（Ｇｅ−Ｓｎ）AＳｂ2Ｔｅ3+A（ただし、２≦Ａ≦１０）で表され、Ｇｅの含有量をＸ原子％とし、Ｓｎの含有量をＹ原子％としたとき、Ｙ＝Ｘ／２の関係を満たすものであり、前記第１の記録層の膜厚は、６ｎｍであることを特徴とする。
本発明の第３の情報記録媒体は、第１の基板と、前記第１の基板に対向するように配置された第２の基板と、前記第１の基板と前記第２の基板との間に配置された第１の情報層と、前記第１の情報層と前記第２の基板との間に配置された第２の情報層と、前記第１の情報層と前記第２の情報層との間に配置された中間層とを備え、前記第１の情報層が、前記第１の基板側から照射されるレーザビームによって結晶相と非晶質相との間で可逆的に相変態を起こす第１の記録層を含み、前記第２の情報層が、前記レーザビームによって結晶相と非晶質相との間で可逆的に相変態を起こす第２の記録層を含み、前記第１の記録層における材料は、組成式（Ｇｅ−Ｓｎ） 4 Ｓｂ 2 Ｔｅ 7 で表され、Ｇｅの含有量をＸ原子％とし、Ｓｎの含有量をＹ原子％としたとき、Ｘ／５≦Ｙ≦２Ｘの関係を満たすものであり、前記第１の記録層の膜厚は、７ｎｍ以上９ｎｍ以下であることを特徴とする。
本発明の第４の情報記録媒体は、第１の基板と、前記第１の基板に対向するように配置された第２の基板と、前記第１の基板と前記第２の基板との間に配置された第１の情報層と、前記第１の情報層と前記第２の基板との間に配置された第２の情報層と、前記第１の情報層と前記第２の情報層との間に配置された中間層とを備え、前記第１の情報層が、前記第１の基板側から照射されるレーザビームによって結晶相と非晶質相との間で可逆的に相変態を起こす第１の記録層を含み、前記第２の情報層が、前記レーザビームによって結晶相と非晶質相との間で可逆的に相変態を起こす第２の記録層を含み、前記第１の記録層における材料は、組成式（Ｇｅ−Ｓｎ） 4 Ｓｂ 2 Ｔｅ 7 で表され、Ｇｅの含有量をＸ原子％とし、Ｓｎの含有量をＹ原子％としたとき、Ｘ／２≦Ｙ≦Ｘの関係を満たすものであり、前記第１の記録層の膜厚は、３ｎｍ以上６ｎｍ以下であることを特徴とする。
本発明の第５の情報記録媒体は、第１の基板と、前記第１の基板に対向するように配置された第２の基板と、前記第１の基板と前記第２の基板との間に配置された第１の情報層と、前記第１の情報層と前記第２の基板との間に配置された第２の情報層と、前記第１の情報層と前記第２の情報層との間に配置された中間層とを備え、前記第１の情報層が、前記第１の基板側から照射されるレーザビームによって結晶相と非晶質相との間で可逆的に相変態を起こす第１の記録層を含み、前記第２の情報層が、前記レーザビームによって結晶相と非晶質相との間で可逆的に相変態を起こす第２の記録層を含み、前記第１の記録層における材料は、組成式（Ｇｅ−Ｓｎ） 4 Ｓｂ 2 Ｔｅ 7 で表され、Ｇｅの含有量をＸ原子％とし、Ｓｎの含有量をＹ原子％としたとき、Ｙ＝２Ｘの関係を満たすものであり、前記第１の記録層の膜厚は、４ｎｍ以上６ｎｍ以下であることを特徴とする。
【００３４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、以下の実施形態は一例であり、本発明は以下の実施形態に限定されない。
【００３５】
（実施形態１）
実施形態１では、本発明の情報記録媒体について一例を説明する。実施形態１の情報記録媒体１０について、一部断面図を図１に示す。
【００３６】
図１を参照して、情報記録媒体１０は、第１の基板１１（ハッチングは省略する）と第１の基板１１に対向するように配置された第２の基板１２と、第１の基板１１と第２の基板１２との間に配置された第１の情報層１３と、第１の情報層１３と第２の基板１２との間に配置された第２の情報層１４と、第１の情報層１３と第２の情報層１４との間に配置された中間層１５とを備える。情報記録媒体１０は、第１の基板１１側から入射するレーザビーム３５によって情報の記録および再生を行う。
【００３７】
第１の基板１１および第２の基板１２は、それぞれ、円盤状の透明な基板である。図１に示すように、第１の基板１１および第２の基板１２の内側（中間層１５側）の表面には、必要に応じてトラッキング制御用のグルーブ（溝）が形成されていてもよい。第１の基板１１および第２の基板１２の外側の表面は、一般的に平滑である。基板にグルーブが形成されている場合、情報は、グルーブ１１ａ（レーザビーム３５の入射側に近い方の溝面）に記録してもよいし、グルーブ１１ａ間の部分（レーザビーム３５の入射側から遠い方の溝面であり、以下、ランド１１ｂという）に記録してもよい。また、グルーブ１１ａとランド１１ｂとの両方に記録してもよい。
【００３８】
第１の基板１１および第２の基板１２は、ガラスや、ポリカーボネート、アモルファスポリオレフィン、またはポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）といった樹脂を用いて形成できる。この中でも、グルーブの形成が容易で生産性がよいことからポリカーボネート樹脂が好ましい。第１の基板１１は、波長３９０ｎｍ〜４３０ｎｍの範囲内の光における複屈折が小さいことが好ましい。第１の基板１１の厚さは、１０μｍ〜７００μｍ（より好ましくは、５０μｍ〜１５０μｍ）の範囲内であることが好ましい。第１の基板１１が薄いほど、対物レンズの開口数を大きくできレーザビーム３５を絞り込むことができる。たとえば、第１の基板１１の厚さが１００μｍの場合には、開口数が０．８５の対物レンズを用いて良好に記録・消去を行うことができる。また、第１の基板１１の厚さが６００μｍの場合には、開口数が０．６の対物レンズを用いて良好に記録・消去を行うことができる。第２の基板１２の厚さは、５００μｍ〜１３００μｍ（より好ましくは、９００μｍ〜１３００μｍ）の範囲内であることが好ましい。
【００３９】
第１の情報層１３は、中間層１５側から第１の基板１１側に順に配置された、第３の誘電体層２４、第４の界面層２３、第１の反射層２２、第３の界面層２１、第２の誘電体層２０、第２の界面層１９、第１の記録層１８、第１の界面層１７、および第１の誘電体層１６を備える。また、第２の情報層１４は、第２の基板１２側から中間層１５側に順に配置された、第２の反射層３１、第７の界面層３０、第５の誘電体層２９、第６の界面層２８、第２の記録層２７、第５の界面層２６、および第４の誘電体層２５を備える。
【００４０】
第１の記録層１８が結晶相である場合の第１の情報層１３の透過率Ｔｃ（％）と、第１の記録層１８が非晶質相である場合の第１の情報層１３の透過率Ｔａ（％）とは、波長３９０ｎｍ〜４３０ｎｍの範囲内のレーザビームに対して、４０≦（Ｔｃ＋Ｔａ）／２を満たすことが好ましい。また、ＴｃおよびＴａは、０≦｜Ｔｃ−Ｔａ｜／Ｔｃ≦０．１５（より好ましくは、０≦｜Ｔｃ−Ｔａ｜／Ｔｃ≦０．０５）を満たすことが好ましい。
【００４１】
第１、第２および第３の誘電体層１６、２０および２４は、第１の記録層１８を環境から保護する機能を有する。また、各層の厚さや材料を選択することによって、光の干渉を利用して、第１の記録層１８の光吸収率（％）、ならびに第１の情報層１３の光反射率および光透過率を制御することができる。
【００４２】
これらの誘電体層の厚さは、たとえばマトリクス法（たとえば、久保田広著「波動光学」岩波書店，１９７１年，第３章を参照）に基づく計算を用いて決定できる。具体的には、｜Ｒｃ−Ｒａ｜またはＲｃ／Ｒａがより大きく、且つＴｃおよびＴａがより大きくなる条件を満足するように厳密に決定することができる。ここで、ＲｃおよびＴｃは、それぞれ、第１の記録層１８が結晶相である場合の第１の情報層１３の反射率（％）および透過率（％）である。また、ＲａおよびＴａは、それぞれ、第１の記録層１８が非晶質相である場合の第１の情報層１３の反射率（％）および透過率（％）である。
【００４３】
また、これらの誘電体層の波長４００ｎｍ近傍における、複素屈折率は、第１の記録層１８の光吸収率や、第１の情報層１３の反射率および透過率を決定する重要な要素である。複素屈折率は、屈折率ｎと消衰係数ｋとを用いて、（ｎ−ｋ・ｉ）で表される。大きなＴｃおよびＴａを確保するためには、誘電体層の透明性が高いことが望ましく、具体的には消衰係数ｋが０．１以下であることが望ましい。
【００４４】
誘電体層の屈折率について、発明者らは、マトリクス法を用いたシミュレーションを行うことによって、第１の誘電体層１６の屈折率ｎ１と、第２の誘電体層２０の屈折率ｎ２と、第３の誘電体層２４の屈折率ｎ３とが、第１の情報層１３の反射率および透過率に与える影響について調べた。このシミュレーションは、第１の記録層１８の厚さを６ｎｍと仮定し、第１の反射層２２の厚さを１０ｎｍと仮定して行った。その結果、屈折率ｎ１、ｎ２およびｎ３が、それぞれ、１．７≦ｎ１≦２．５、１．７≦ｎ２≦２．８、２．０≦ｎ３の関係を満足する場合には、｜Ｒｃ−Ｒａ｜またはＲｃ／Ｒａが大きく、且つ、４０≦（Ｔｃ＋Ｔａ）／２を満たす誘電体層の厚さを決定できるという結果が得られた。さらに、２．１≦ｎ１≦２．４、２．０≦ｎ２≦２．８、および２．２≦ｎ３を満足する場合には、Ｒａをより小さくできるため、Ｒｃ／Ｒａがより大きく、且つ、５０≦（Ｔｃ＋Ｔａ）／２を満たす誘電体層の厚さを決定できるという結果が得られた。
【００４５】
このように、第１、第２および第３の誘電体層１６、２０および２４は、第１の情報層１３の透過率（ＴｃおよびＴａ）を大きくするという機能を有する。この中でも、第３の誘電体層２４が特に重要であり、第３の誘電体層２４を屈折率が大きい材料、たとえば屈折率が２．３以上の材料で形成することが好ましい。第３の誘電体層２４がある場合には、それがない場合と比較して、透過率が絶対値で５％〜１０％上昇することも計算で確かめられた。
【００４６】
次に、誘電体層の好ましい熱的特性について説明する。第１の記録層１８に良好な記録マークを形成するためには、光吸収によって第１の記録層１８に発生した熱を、速やかに膜厚方向に逃がして第１の記録層１８を急冷することが重要である。そのため、第１の誘電体層１６および第２の誘電体層２０には、相対的に熱伝導率が小さい材料を用いることが好ましい。熱伝導率が大きい材料を用いると、熱が面内方向に逃げやすくなり、急冷速度が相対的に低下する。一方、第１の反射層２２上に形成された第３の誘電体層２４には、急冷速度を大きくするために、相対的に熱伝導率が大きい材料を用いることが好ましい。 第１、第２および第３の誘電体層１６、２０および２４は、上記の光学的および熱的な条件を満足するような材料を用いて形成される。これらの誘電体層は、酸化物、窒化物、酸化窒化物、硫化物、炭化物、およびこれらを組み合わせた混合物で形成できる。酸化物としては、たとえば、Ｉｎ2Ｏ3、Ｎｂ2Ｏ5、ＳｎＯ、ＴｉＯ2、ＭｇＯ、ＺｎＯ、ＺｒＯ2、ＴｅＯ2、Ａｌ2Ｏ3、ＳｉＯ2またはＴａ2Ｏ5を用いることができる。窒化物としては、たとえば、Ｓｉ−Ｎ、Ａｌ−Ｎ、Ｔｉ−Ｎ、Ｔａ−Ｎ、Ｚｒ−ＮまたはＧｅ−Ｎを用いることができる。酸化窒化物としては、たとえば、Ａｌ−Ｏ−ＮまたはＳｉ−Ｏ−Ｎを用いることができる。硫化物としては、たとえばＺｎＳを用いることができる。炭化物としては、たとえばＳｉＣを用いることができる。混合物としては、たとえばＺｎＳ−ＳｉＯ2を用いることができる。
【００４７】
これらの中でも、第１の誘電体層１６および第２の誘電体層２０には、ＺｎＳ−ＳｉＯ2が適している。ＺｎＳ−ＳｉＯ2は、屈折率が約２．３の透明な非晶質材料であり、成膜速度も速く、機械的特性および耐湿性に優れている。また、第３の誘電体層２４には、ＴｅＯ2、ＺｎＯ、Ｔａ2Ｏ5、ＺｒＯ2、またはＴｉＯ2といった屈折率が２．３よりも大きい材料が適している。
【００４８】
第１の界面層１７および第２の界面層１９は、第１の誘電体層１６と第１の記録層１８との間、および第１の記録層１８と第２の誘電体層２０との間で物質が移動することを防止する機能を有する。また、第３の界面層２１および第４の界面層２３は、第２の誘電体層２０と第１の反射層２２との間、および第１の反射層２２と第３の誘電体層２４との間で物質が移動することを防止する。たとえば、ＺｎＳ−ＳｉＯ2からなる誘電体層を用いた場合に、誘電体層中の硫黄が第１の記録層１８や第１の反射層２２に拡散することを防止する。これらの界面層は省略することが可能であるが、硫化物からなる誘電体層を用いる場合には、界面層を形成することが好ましい。第１の情報層１３の透過率を大きくするためには、界面層の数ができるだけ少ない方が好ましい。
【００４９】
これらの界面層の材料には、Ｓｉ−Ｎ、Ａｌ−Ｎ、Ｚｒ−Ｎ、Ｔｉ−Ｎ、Ｇｅ−Ｎ、Ｔａ−Ｎといった窒化物、またはこれらを含む窒化酸化物を用いることができる。また、ＣまたはＳｉＣといった炭化物を用いることもできる。これらの中でも、Ｇｅ−Ｎを含む材料は、反応性スパッタリングで容易に形成でき、機械的特性および耐湿性にも優れている。これら界面層の厚さが厚いと、第１の情報層１３の反射率や吸収率が大きく変化してしまうため、これらの界面層の厚さは１ｎｍ〜１０ｎｍ（より好ましくは３ｎｍ〜７ｎｍ）の範囲内が好ましい。
【００５０】
第１の記録層１８は、レーザビームの照射によって結晶相と非晶質相との間で可逆的に相変態を生ずる相変化材料からなる。具体的には、第１の記録層１８は、ＧｅとＳｎとＳｂとＴｅとを含む。より具体的には、ＧｅAＳｂBＴｅ3+Aで表される材料のＧｅの一部をＳｎで置換した材料、すなわち、組成式が（Ｇｅ−Ｓｎ）AＳｂBＴｅ3+A（ただし、２≦Ａ≦２２、２≦Ｂ≦４）で表される材料を用いることができる。この組成式は、第１の記録層１８中に、ＧｅおよびＳｎが、合計で１００＊Ａ／（２Ａ＋Ｂ＋３）原子％含まれることを示す。繰り返し記録性能に優れた情報記録媒体を得るために、Ａは、２≦Ａ≦１０を満たすことがより好ましい。第１の記録層１８の厚さは、９ｎｍ以下であり、好ましくは、３ｎｍ〜９ｎｍの範囲内である。
【００５１】
ＧｅＴｅ−Ｓｂ2Ｔｅ3擬二元系組成は、結晶化速度が速い材料として従来から用いられているが、これにＳｎＴｅまたはＰｂＴｅを固溶させることによってさらに結晶化速度をさらに速くできる。ＳｎＴｅおよびＰｂＴｅは、ＧｅＴｅ−Ｓｂ2Ｔｅ3擬二元系と同様に、結晶構造が岩塩型である。また、ＳｎＴｅおよびＰｂＴｅは、結晶化速度が速く、Ｇｅ−Ｓｂ−Ｔｅと固溶しやすい。本発明者らは、ＳｎＴｅが、ＧｅＴｅ−Ｓｂ2Ｔｅ3擬二元系組成に固溶させる材料として好ましいことを見いだした。この材料を用いることによって、小さなレーザビームスポットで、より小さな記録マークをより短い間隔で記録層に記録できる。なお、ＳｎＴｅの代わりにＰｂＴｅを加えることも有用である。この場合、好ましいＰｂの量は、好ましいＳｎの量と同様である。
【００５２】
以上説明したように、ＧｅＴｅ−Ｓｂ2Ｔｅ3擬二元系組成にＳｎＴｅを混ぜたＧｅＴｅ−ＳｎＴｅ−Ｓｂ2Ｔｅ3を第１の記録層１８の材料として用いることができる。この場合には、Ｇｅの一部がＳｎで置換され（Ｇｅ−Ｓｎ）Ｔｅ−Ｓｂ2Ｔｅ3となり、結晶化速度が大きくなる。さらに、（Ｇｅ−Ｓｎ）Ｔｅ−Ｓｂ2Ｔｅ3に過剰なＳｂを加えて（Ｇｅ−Ｓｎ）Ｔｅ−Ｓｂ2Ｔｅ3−Ｓｂとすることによって、結晶化速度を大きくするとともに結晶化温度を向上させることができ、その結果、記録マークの熱的安定性を向上させることができる。さらに、過剰なＳｂは結晶格子に入らずに非晶質Ｓｂとなるため、繰り返し記録時における物質の移動を抑制する機能も有する。
【００５３】
組成式が（Ｇｅ−Ｓｎ）AＳｂBＴｅ3+Aで表される材料を用いる場合、２≦Ａとすることによって青紫色の波長域で十分な信号振幅が得られる。また、Ａ≦２２とすることによって、融点の上昇、および結晶化速度の低下を防止できる。また、２≦Ａ≦１０とすることによって、繰り返し記録特性に優れた情報記録媒体が得られる。
【００５４】
次に、組成式が（Ｇｅ−Ｓｎ）AＳｂBＴｅ3+Aで表される材料を用いる場合において、材料中に含まれるＳｎの含有量について説明する。Ａ＝Ｂ＝２の場合、第１の記録層１８中に含まれるＳｎの含有量Ｙ（原子％）は、０＜Ｙ≦１１を満たすことが好ましい。また、Ａ＝２でＢ＝４の場合、０＜Ｙ≦１５であることが好ましい。また、Ａ＝２２でＢ＝２の場合、０＜Ｙ≦２２であることが好ましい。また、Ａ＝２２でＢ＝４の場合、０＜Ｙ≦２５であることが好ましい。したがって、上記材料中のＳｎの含有量は、２５原子％以下であることが好ましい。Ｓｎ濃度が多すぎると、第１の記録層１８の結晶相と非晶質相との間の屈折率変化が小さくなり、記録特性が低下する場合がある。
【００５５】
図２を参照しながら、第１の記録層１８の好ましい組成範囲について説明する。図２は、（Ｇｅ−Ｓｎ）の濃度（原子％）、Ｓｂの濃度（原子％）、Ｔｅの濃度（原子％）の座標からなる。点ａは、［（Ｇｅ−Ｓｎ），Ｓｂ，Ｔｅ］（以下、この順で表示）＝（５０，０，５０）で、（Ｇｅ−Ｓｎ）Ｔｅを示す。点ｂは、座標が（０，４０，６０）で、Ｓｂ2Ｔｅ3を示す。従って、線ａ−ｂは、（Ｇｅ−Ｓｎ）AＳｂ2Ｔｅ3+Aの組成を示す。点ｃは、（０，５７．１，４２．９）で、Ｓｂ4Ｔｅ3を示す。従って、線ａ−ｃは、（Ｇｅ−Ｓｎ）AＳｂ4Ｔｅ3+Aの組成を示す。点ｄは、座標が（４４．９，４．１，５１．０）であり、Ａ＝２２でＢ＝２の組成を示す。点ｅは、座標が（４０，８，５２）であり、Ａ＝１０でＢ＝２の組成を示す。点ｆは、座標が（２２．２，２２．２，５５．６）であり、Ａ＝２でＢ＝２の組成を示す。点ｇは、座標が（１８．２，３６．４，４５．４）であり、Ａ＝２でＢ＝４の組成を示す。点ｈは、座標が（３７，１４．８，４８．２）であり、Ａ＝１０でＢ＝４の組成を示す。点ｊは、座標が（４３．１，７．８，４９．１）であり、Ａ＝２２でＢ＝４の組成を示す。したがって、ｄ−ｆ−ｇ−ｊで囲まれる範囲は、２≦Ａ≦２２で２≦Ｂ≦４の組成を示す。ｅ−ｆ−ｇ−ｈで囲まれる範囲は、２≦Ａ≦１０で２≦Ｂ≦４の組成を示す。線ｄ−ｆは、２≦Ａ≦２２でＢ＝２の組成を示す。線ｅ−ｆは、２≦Ａ≦１０でＢ＝２の組成を示す。
【００５６】
組成式（Ｇｅ−Ｓｎ）AＳｂBＴｅ3+Aで表される材料を用いて厚さが６ｎｍの第１の記録層１８を形成したところ、Ａ、ＢおよびＳｎの濃度を選択することによって、３９０ｎｍ〜４３０ｎｍという短波長のレーザビームを用いた場合でも、良好な記録消去性能が得られた。
【００５７】
なお、第１の記録層１８の材料として、（Ｇｅ−Ｓｎ）AＳｂBＴｅ3+Aに他の元素を加えた材料を用いてもよい。このような、材料は、組成式［（Ｇｅ−Ｓｎ）AＳｂBＴｅ3+A］100-CＭC（ただし、０＜Ｃ≦２０）で表される。元素Ｍには、窒素、Ａｇ、Ａｌ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｔｉ、Ｖ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｐｄ、Ｃｕ、Ａｕ、Ｎｉ、Ｐｔ、Ｚｎ、Ｉｎ、Ｇａ、Ａｌ、Ｓｉ、Ｓｅ、Ｂｉ、Ｗ、Ｔａ、Ｈｆ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｎｄ、Ｓｍ、Ｇｄ、Ｔｂ、およびＤｙからなる群より選ばれる少なくとも１つの元素を用いることができる。この場合にも、Ｓｎ濃度を変えることによって結晶化速度を最適化することができる。
【００５８】
第１の反射層２２は、光学的には、第１の記録層１８に吸収される光量を増大させる働きを有し、熱的には、第１の記録層１８で発生した熱を速やかに拡散させ第１の記録層１８を非晶質化しやすくするという働きを有する。また、第１の反射層２２は、多層膜を使用環境から保護する働きも有する。第１の反射層２２の材料としては、たとえば、Ａｌ、Ａｕ、Ａｇ、またはＣｕといった熱伝導率が高い単体金属を用いることができる。また、これらの金属を主成分とし、耐湿性の向上または熱伝導率の調整のために１つ以上の他の元素を添加した合金材料を用いることもできる。具体的には、Ａｌ−Ｃｒ、Ａｌ−Ｔｉ、Ａｕ−Ｐｄ、Ａｕ−Ｃｒ、Ａｇ−Ｐｄ、Ａｇ−Ｐｄ−Ｃｕ、Ａｇ−Ｐｄ−Ｔｉ、またはＣｕ−Ｓｉといった合金を用いることもできる。これらの合金は、いずれも耐食性および熱伝導率が高い材料である。中でも、Ａｇ合金は、熱伝導率が高い。また、Ａｇ合金は、それ自体の光吸収率を小さくする光学設計がしやすいので、Ａｕ系の材料またはＡｌ系の材料を用いる場合よりも光を透過光に配分しやすい。第１の記録層１８の光吸収率と、第１の情報層１３の透過率とのバランスを考慮すると、第１の反射層２２の厚さは、５ｎｍ〜１５ｎｍ（より好ましくは、８ｎｍ〜１２ｎｍ）が好ましい。厚さを５ｎｍ以上とすることによって、十分な放熱機能が得られる。また、厚さを１５ｎｍ以下とすることによって、第１の情報層１３の透過率が低くなりすぎることを防止できる。
【００５９】
次に、第２の情報層１４について説明する。第４および第５の誘電体層２５および２９は、第２の記録層２７を環境から保護する機能を有する。また、これらの誘電体層の厚さと屈折率とを選択することによって、第２の記録層２７の光吸収効率を高めることができ、また、記録前後の反射光量の変化を大きくして信号振幅を大きくすることができる。これらの誘電体層は、第１、第２および第３の誘電体層１６、２０および２４について説明した材料で形成できる。これらの誘電体層は、異なる材料で形成してもよいし、同一の材料で形成してもよい。
【００６０】
第５の界面層２６および第６の界面層２８は、第４の誘電体層２５と第２の記録層２７との間、および第２の記録層２７と第５の誘電体層２９との間で物質が移動することを防止する。第７の界面層３０は、第５の誘電体層２９と第２の反射層３１との間で物質が移動することを防止する。これらの界面層は、第１および第２の界面層１７および１９と同様の材料で形成でき、好ましい厚さも同様である。
【００６１】
第２の記録層２７には、第１の情報層１３を透過したレーザビーム３５によって情報の記録、消去および再生が行われる。第２の記録層２７に記録された情報の再生は、第２の情報層１４によって反射されたレーザビームを用いて行うため、第２の情報層１４の反射率が高いことが好ましい。
【００６２】
第２の記録層２７は、レーザビームの照射によって結晶相と非晶質相との間で可逆的に相変態を生ずる相変化材料からなる。具体的には、Ｇｅ−Ｓｂ−Ｔｅ、Ｇｅ−Ｂｉ−Ｔｅ、Ｇｅ−Ｓｎ−Ｔｅ、Ｉｎ−Ｓｂ−Ｔｅ、Ｓｂ−Ｔｅ、Ｇｅ−Ｔｅ、またはＡｇ−Ｉｎ−Ｓｂ−Ｔｅといった材料を用いることができる。あるいは、これらの材料に、Ａｕ、Ａｇ、Ｃｕ、Ａｌ、Ｇａ、Ｐｄ、Ｐｔ、Ｎｉ、Ｃｅ、Ｃｒ、Ｂｉ、Ｓｎ、Ｓｅ、Ｉｎ、Ｌａ、Ｃ、Ｓｉ、Ｔｉ、Ｍｏ、Ｗ、Ｔａ、Ｈｆ、Ｚｒ、ＮｂおよびＶからなる群より選ばれる少なくとも１つの元素を加えた材料を用いることもできる。あるいは、これらの材料にさらに窒素または酸素を添加した材料を用いることもできる。
【００６３】
また、第２の記録層２７の材料として、第１の記録層１８と同じＧｅ−Ｓｎ−Ｓｂ−Ｔｅ系の材料を用いてもよい。この場合、第２の記録層２７は第１の記録層１８よりも厚いため、Ｓｎの含有量は第１の記録層１８よりも少なくてよい。組成式（Ｇｅ−Ｓｎ）AＳｂBＴｅ3+Aで表される材料を用いる場合には、２≦Ａ≦１０で２≦Ｂ≦４であることが好ましい。第２の記録層２７に入射するレーザビームは弱いため、第２の記録層２７は、融点が低い材料で形成されることが好ましい。Ａ＝１５の場合には、融点が高くなって記録感度が低下する。Ａ＝２の場合には、Ｓｎの含有量Ｙ（原子％）は、０＜Ｙ≦５であることが好ましい。また、Ａ＝１０の場合には、０＜Ｙ≦１５であることが好ましい。
【００６４】
第２の記録層２７が薄すぎると、第２の情報層１４の反射率が低下する。また、第２の記録層２７が厚すぎると、第２の記録層２７で発生した熱が面方向に拡散しやすくなるため小さい記録マークが形成されにくくなる。したがって、第２の記録層２７の厚さは、８ｎｍ〜１５ｎｍであることが好ましい。
【００６５】
第２の反射層３１は、第２の記録層２７に吸収される光量をを増大させる。また、第２の記録層２７で発生した熱を速やかに拡散させ、第２の記録層２７の非晶質化を容易にするという機能を有する。第２の反射層３１は、第１の反射層２２で説明した材料で形成できる。第２の反射層３１の厚さは、３０ｎｍ〜１５０ｎｍ（より好ましくは、７０ｎｍ〜９０ｎｍ）の範囲内であることが好ましい。第２の反射層３１が３０ｎｍより薄いと熱拡散機能が小さくなって第２の記録層２７が非晶質化しにくくなる。また、第２の反射層３１が１５０ｎｍより厚いと熱拡散機能が大きくなりすぎて第２の記録層２７の記録感度が低下する。
【００６６】
中間層１５は、第１の記録層１８のフォーカス位置と第２の記録層２７のフォーカス位置とを区別するために形成される。中間層１５には、トラッキング制御用のグルーブが形成されていてもよい。中間層１５は、光硬化性樹脂または遅効性樹脂を用いて形成できる。中間層１５の材料は、レーザビーム３５の波長λにおいて、光吸収が少ないことが好ましい。中間層１５の厚さは、レーザビーム３５を集光する対物レンズの開口数ＮＡと、レーザビーム３５の波長λ（ｎｍ）とで決定される焦点深度ΔＺ以上である。焦光点の強度を無収差の場合の８０％とする場合、焦点深度ΔＺはΔＺ＝λ／｛２（ＮＡ）2｝の式で近似できる。λ＝４００ｎｍ、ＮＡ＝０．６のとき、ΔＺ＝０．５５６μｍとなる。この場合、±０．６μｍ以内は焦点深度内となるので、中間層１５の厚さは１μｍ以上でなければならない。一方、第１の記録層１８と第２の記録層２７との両方にレーザビーム３５を集光させることができるように、中間層１５の厚さは５０μｍ以下とすることが好ましい。
【００６７】
なお、図１に示した情報記録媒体は一例である。たとえば、本発明の情報記録媒体は、図３に示す情報記録媒体１０ａを含む。また、本発明の情報記録媒体では、各誘電体層の材料、各界面層の材料、各反射層の材料は、それぞれ、同じでも異なってもよい。
【００６８】
（実施形態２）
実施形態２では、情報記録媒体を製造するための本発明の製造方法について説明する。なお、実施形態１で説明した部分と同様の部分については同一の符号を付して重複する説明を省略する。
【００６９】
実施形態２の製造方法で製造される情報記録媒体１０ａについて、断面図を図３に示す。この製造方法では、まず、第２の基板１２上に第２の情報層１４を形成する（工程（ａ））。以下に、第２の情報層１４の形成方法を説明する。
【００７０】
最初に、トラッキング制御用のグルーブが形成された第２の基板１２（たとえば、厚さ１．１ｍｍ）を用意し、この基板を成膜装置内に配置する。そして、第２の基板１２のグルーブが形成された側に、第２の反射層３１、第７の界面層３０、第５の誘電体層２９、および第６の界面層２８を順に形成する。第２の反射層３１は、金属からなる母材をＡｒガス雰囲気中でスパッタリングすることによって形成できる。各界面層および誘電体層は、スパッタリング法（たとえば反応性スパッタリング法）によって形成できる。スパッタリングガスには、Ａｒガス、またはＡｒガスと反応性ガスとの混合ガスを用いることができる。
【００７１】
次に、第２の記録層２７を形成する。第２の記録層２７は、スパッタリング法によって形成できる。母材には、形成する第２の記録層２７の組成に応じた母材（たとえば、Ｇｅ−Ｓｂ−Ｔｅ合金）を用いる。スパッタリングガスには、Ａｒガス、Ｋｒガス、Ａｒガスと反応性ガス（Ｎ2またはＯ2から選ばれる少なくとも１つのガスである。以下、同様である。）との混合ガス、またはＫｒガスと反応性ガスとの混合ガスを用いることができる。
【００７２】
次に、第５の界面層２６と第４の誘電体層２５を順に形成する。これらの層は、上述した方法で形成できる。第４の誘電体層２５の形成後に、必要に応じて第２の記録層２７を結晶化させる初期化工程を行ってもよい。
【００７３】
次に、第２の情報層１４上に中間層１５を形成する（工程（ｂ））。図３に示すように、この実施形態では、中間層１５の第１の基板１１側の表面にトラッキング制御用のグルーブを形成する場合について説明する。まず、第４の誘電体層２５上に、中間層１５の材料となる硬化前の紫外線硬化性樹脂を塗布する。紫外線硬化性樹脂は、たとえばスピンコート法で塗布できる。次に、トラッキング制御用のグルーブの形状が転写された透明な基板（たとえばポリカーボネート基板）を用意する。そして、この基板のグルーブが形成された面を樹脂に密着させたのち、紫外線を照射して紫外線硬化性樹脂を硬化させ、グルーブを転写する。その後、基板を剥離することによって、トラッキング制御用のグルーブが形成された中間層１５を形成できる。
【００７４】
次に、中間層１５上に、第１の情報層１３を形成する（工程（ｃ））。以下に、第１の情報層１３の形成方法について説明する。
【００７５】
まず、中間層１５上に、第３の誘電体層２４、第４の界面層２３、第１の反射層２２、第３の界面層２１、第２の誘電体層２０、および第２の界面層１９を順に形成する。これらの層は、第２の情報層１４で説明した方法で形成できる。
【００７６】
次に、第２の界面層１９上に第１の記録層１８を形成する。第１の記録層１８の組成は、実施形態１で説明したものと同様である。第１の記録層１８は、ＧｅとＳｎとＳｂとＴｅとを含む母材を用いて厚さが９ｎｍ以下となるように形成される。具体的には、Ｇｅ−Ｓｎ−Ｓｂ−Ｔｅ合金の母材をスパッタリングすることによって形成できる。また、Ｇｅ、Ｓｎ、ＳｂおよびＴｅの４つの母材を４つの電源を用いて同時にスパッタリングすることによっても形成できる。また、Ｇｅ、Ｓｎ、Ｓｂ、Ｔｅのうち複数を含む化合物からなる母材を用いてもよい。スパッタリングガスには、Ａｒガス、Ｋｒガス、Ａｒガスと反応性ガスとの混合ガス、またはＫｒガスと反応性ガスとの混合ガスを用いることができる。第１の記録層１８は、０．１ｎｍ／秒〜１０ｎｍ／秒の範囲内の成膜速度で形成することが好ましい。成膜速度は、電極に印加するパワーによって制御できる。成膜速度を０．１ｎｍ／秒以上とすることによって、スパッタリングガスが記録層に過剰に混入することを防止できる。また、成膜速度を１０ｎｍ／秒以下とすることによって、記録層の厚さの制御が容易になる。
【００７７】
上記方法によれば、母材の組成や形状に依らず、形成された第１の記録層１８について反応性ガス成分を除いた組成が、（Ｇｅ−Ｓｎ）AＳｂBＴｅ3+Aになっていれば、特に優れた情報記録媒体が得られる。
【００７８】
次に、第１の記録層１８上に、第１の界面層１７および第１の誘電体層１６を順に形成する。これらは、上述した方法で形成できる。第１の誘電体層１６を形成したのちに、第１の記録層１８にレーザビームを照射して、第１の記録層１８の全体を結晶化する初期化工程を行ってもよい。
【００７９】
その後、第１の情報層１３上に、第１の基板１１を接着する（工程（ｄ））。まず、第１の誘電体層１６上に、硬化前の樹脂を塗布する。樹脂には、紫外線硬化性樹脂や電子線硬化性樹脂を用いることができる。樹脂は、スピンコート法などによって塗布できる。この樹脂は、硬化によって接着層３６となる。接着層３６の厚さは、５μｍ〜４０μｍの範囲内であることが好ましい。その後、硬化前の樹脂上に第１の基板１１を密着させ、紫外線や電子線を照射することによって樹脂を硬化させる。このようにして、接着層３６によって第１の誘電体層１６と第１の基板１１とを接着する。なお、接着層３６の材料として、遅効性樹脂を用いてもよい。また、第１の基板１１上に、傷を防止するためのハードコート層を形成してもよい。ハードコート層は、たとえば紫外線硬化性樹脂によって形成できる。
【００８０】
このようにして、実施形態１で説明した情報記録媒体を製造できる。なお、実施形態１で説明した情報記録媒体は、他の方法でも製造できる。たとえば、第１の基板１１上に第１の情報層１３を形成し、第２の基板１２上に第２の情報層１４を形成し、これらを中間層１５を介して貼りあわせてもよい。各層については、上述した方法で形成できる。
【００８１】
（実施形態３）
実施形態３では、本発明の情報記録媒体の記録再生方法について説明する。
【００８２】
本発明の記録再生方法に用いる記録再生装置について一例を図４に示す。図４を参照して、記録再生装置４０は、情報記録媒体１０を回転させるスピンドルモータ４１と光ヘッド４２とを備える。光ヘッド４２は、レーザビーム４３を出射する半導体レーザ４４と、レーザビーム４３を集光する対物レンズ４５と、情報記録媒体１０によって反射されたレーザビーム４３を検出するフォトダイオード（図示せず）とを備える。
【００８３】
情報記録媒体１０は、実施形態１で説明した本発明の情報記録媒体である。レーザビーム４３の波長は、３９０ｎｍ〜４３０ｎｍの範囲内である。対物レンズ４５は、開口数が０．４〜１．１の範囲内である。
【００８４】
実施形態３の記録再生方法では、情報記録媒体１０を１ｍ／秒〜５０ｍ／秒の範囲内の線速度になるように回転させることによって情報の記録、再生、および消去を行うことが好ましい。
【００８５】
情報記録媒体１０がトラッキング制御用のグルーブを備える場合、情報は、グルーブ１１ａの部分のみに記録してもよいし、ランド１１ｂの部分のみに記録してもよい（図１参照）。また、情報は、グルーブ１１ａとランド１１ｂの両方に記録してもよい。たとえば、第１の情報層１３および第２の情報層１４にともにグルーブが形成されている場合、第１の情報層１３／第２の情報層１４への情報記録は、グルーブ記録／グルーブ記録、グルーブ記録／ランド記録、ランド記録／グルーブ記録、またはランド記録／ランド記録のいずれでもよい。
【００８６】
情報は、照射するレーザビーム４３を高い方のピークパワーＰｐ（ｍＷ）と低い方のバイアスパワーＰｂ（ｍＷ）とに変調させることによって記録する。Ｐｐのレーザビームの照射によって非晶質相が形成され、これが記録マークとなる。記録マーク間には、Ｐｂのレーザビームの照射によって、結晶相が形成される。
【００８７】
第１の情報層１３を記録再生する際には、第１の記録層１８に焦点を合わせてレーザビーム４３を照射する。情報の再生は、第１の記録層１８から反射してきたレーザビーム４３を検出することによって行う。第２の情報層１４を記録再生する際には、第２の記録層２７に焦点を合わせてレーザビーム４３を照射する。情報の再生は、第２の記録層２７によって反射され、中間層１５と第１の情報層１３とを透過してきたレーザビーム４３を検出することによって行う。
【００８８】
【実施例】
次に、実施例を用いて本発明を詳細に説明する。
【００８９】
（実施例１）
実施例１では、記録層の材料と特性との関係について評価した。まず、図５に示すサンプル５０を作製した。図５のサンプル５０は、第１の基板５１上に形成された第１の情報層１３ａを備える。第１の情報層１３ａは、接着層５２によってダミー基板５３に接着されている。以下に、サンプル５０の作製方法を説明する。
【００９０】
まず、基板５１として、１２ｍｍ×１８ｍｍのポリカーボネート基板（厚さ：０．６ｍｍ）を用意した。そして、基板５１上に、第１の誘電体層１６（厚さ：９０ｎｍ）、第１の界面層１７（厚さ：３ｎｍ）、第１の記録層１８、第２の界面層１９（厚さ：３ｎｍ）、第２の誘電体層２０（厚さ：３６ｎｍ）、第３の界面層２１（厚さ：３ｎｍ）、および第１の反射層２２（厚さ：１０ｎｍ）を順にスパッタリング法によって形成した。
【００９１】
実施例１では、各誘電体層にＺｎＳ−ＳｉＯ2（ＳｉＯ2：２０ｍｏｌ％）を用い、各界面層にＧｅ−Ｎを用い、第１の反射層２２にＡｇ合金を用いた。また、第１の記録層１８は、組成式（Ｇｅ−Ｓｎ）4Ｓｂ2Ｔｅ7で表される材料（ＧｅとＳｎの含有量が合計で３０．８原子％）で形成した。第１の記録層１８は、初期化は行わず、非晶質状態のままとした。実施例１では、第１の記録層１８中のＧｅの含有量Ｘ（原子％）とＳｎの含有量Ｙ（原子％）とを変化させて複数のサンプルを作製した。
【００９２】
第１の記録層１８の厚さは、３ｎｍ〜１２ｎｍの範囲内で変化させた。第１および第２の誘電体層１６および２０の厚さは、波長４０５ｎｍにおける第１の記録層１８の反射率変化が大きく且つ第１の記録層１８の光吸収率が大きくなるように、マトリクス法に基づく計算によって決定した。
【００９３】
各誘電体層は、ＺｎＳ−ＳｉＯ2の母材（直径１００ｍｍ、厚さ６ｍｍ）をＡｒ雰囲気中で高周波スパッタリング（パワー：４００Ｗ）することによって形成した。各界面層は、Ｇｅの母材（直径１００ｍｍ、厚さ６ｍｍ）をＡｒガスと窒素ガスとの混合ガス雰囲気中で高周波スパッタリング（パワー：３００Ｗ）することによって形成した。第１の記録層１８は、Ｇｅ−Ｓｎ−Ｓｂ−Ｔｅ合金の母材（直径１００ｍｍ、厚さ６ｍｍ）をＡｒガス雰囲気中で直流スパッタリング（パワー：５０Ｗ）することによって形成した。第１の記録層１８の成膜速度は、０．５ｎｍ／秒であった。第１の反射層２２は、銀合金の母材（直径１００ｍｍ、厚さ６ｍｍ）を直流スパッタリング（パワー：２００Ｗ）することによって形成した。
【００９４】
次に、第１の反射層２２上に、接着層５２となる紫外線硬化性樹脂を塗布し、ダミー基板５３を密着させて樹脂を硬化させ、第１の反射層２２とダミー基板５３とを接着層５２で接着した。初期化は行わず、第１の記録層１８は、成膜後の非晶質相（ａｓ−ｄｅｐｏ非晶質相）のままとした。このようにして、複数のサンプル５０を作製した。
【００９５】
このようにして作製したサンプルについて、図６に示す評価装置を用いて評価を行った。図６の評価装置は、ステージ６１と光ヘッド６２とを備える。光ヘッド６２は、波長４０５ｎｍのレーザビーム６３を出射する半導体レーザ６４と、開口数が０．６５の対物レンズ６５とを備える。
【００９６】
次に、サンプルの評価方法について説明する。まず、サンプル５０をステージ６１に固定した。そして、サンプル５０に、３．５ｍＷで５００ｎｓのパルスレーザを照射し、第１の記録層１８をａｓ−ｄｅｐｏ非晶質相から結晶相に変化させた。次に、サンプル５０に、７ｍＷで４０ｎｓのパルスレーザを照射し、第１の記録層１８を結晶相から一旦溶かして非晶質相に変化させた。その後、３ｍＷのパルスレーザを、照射時間が１０ｎｓ〜５００ｎｓの範囲内で照射し、非晶質相を結晶相に変化させるのに必要な時間を測定した。なお、相変化が生じたかどうかは、反射率で決定した。測定結果を表１に示す。
【００９７】
【表１】
表１中、結晶化時間とは、非晶質相を結晶相に変化させるのに必要とされるレーザの照射時間である。この結晶化時間が短いほど、第１の記録層１８の結晶化速度が速い。
【００９９】
表１に示すように、Ｓｎの濃度が高くなるほど結晶化時間が短くなる傾向があった。また、記録層が薄くなるほど、その傾向が大きくなった。このように、記録層が薄い場合であっても、Ｇｅ−Ｓｂ−ＴｅにＳｎを添加することによって、結晶化時間を短くできた。
【０１００】
（実施例２）
実施例２では、図１に示した第１の情報層１３を作製し、その透過率を測定した。
【０１０１】
まず、第１の基板１１として、直径１２０ｍｍで厚さ０．１ｍｍのポリカーボネート基板を用意した。そして、この基板上に、第１の誘電体層１６（厚さ：１１０ｎｍ）、第１の界面層１７（厚さ：３ｎｍ）、第１の記録層１８、第２の界面層１９（厚さ：３ｎｍ）、第２の誘電体層２０（厚さ：２２ｎｍ）、第３の界面層２１（厚さ：３ｎｍ）、第１の反射層２２（厚さ：１０ｎｍ）、第４の界面層２３（厚さ：３ｎｍ）、および第３の誘電体層２４（厚さ：１７ｎｍ）を順にスパッタリング法によって形成した。第１の記録層１８の厚さは、３ｎｍ〜１２ｎｍの範囲内で変化させた。第１および第２の誘電体層１６および２０の厚さは、波長４０５ｎｍにおける第１の記録層１８の反射率変化が大きく且つ第１の記録層１８の光吸収率が大きくなるように、マトリクス法に基づく計算によって決定した。また、第３の誘電体層２４の厚さは、第１の情報層１３の記録・再生特性に影響を与えることなく第１の情報層１３の透過率が高くなるように決定した。
【０１０２】
各界面層には、実施例１と同様にＧｅ−Ｎを用いた。各誘電体層には、実施例１と同様にＺｎＳ−ＳｉＯ2（ＳｉＯ2：２０ｍｏｌ％）を用いた。第１の記録層１８には、組成式（Ｇｅ−Ｓｎ）4Ｓｂ2Ｔｅ7（Ｇｅ：２０．８原子％、Ｓｎ：１０原子％）で表される材料を用いた。
【０１０３】
このようにして得られた第１の情報層１３を、紫外線硬化性樹脂を用いてダミー基板に貼りあわせた。このようにして、透過率測定用のサンプルを得た。
【０１０４】
これらのサンプルについて、第１の記録層１８が非晶質相であるときの透過率Ｔａを測定した。その後、第１の記録層１８を結晶化して、透過率Ｔｃを測定した。透過率は、波長４０５ｎｍにおける値を分光器で測定した。測定結果を表２に示す。
【０１０５】
【表２】
第２の情報層１４に十分な量のレーザビームを入射させるには、第１の情報層１３の透過率が、４０≦（Ｔｃ＋Ｔａ）／２を満たすことが好ましい。表２から明らかなように、第１の記録層１８の厚さを９ｎｍ以下とすることによってこの条件を満たすことができ、６ｎｍ以下とすることによって、５０≦（Ｔｃ＋Ｔａ）／２を満たすことができる。したがって、第１の記録層１８の厚さは、９ｎｍ以下が好ましい。
【０１０７】
（実施例３）
実施例３では、図１に示した情報記録媒体１０を製造し、第１の記録層１８の組成および厚さと、特性との関係について調べた。
【０１０８】
まず、第１の基板１１として、直径１２０ｍｍで厚さ０．１ｍｍのポリカーボネート基板を用意した。そして、この基板上に、第１の誘電体層１６（厚さ：４５ｎｍ）、第１の界面層１７（厚さ：３ｎｍ）、第１の記録層１８、第２の界面層１９（厚さ：３ｎｍ）、第２の誘電体層２０（厚さ：１１ｎｍ）、第３の界面層２１（厚さ：３ｎｍ）、第１の反射層２２（厚さ：１０ｎｍ）、第４の界面層２３（厚さ：３ｎｍ）、および第３の誘電体層２４（厚さ：２３ｎｍ）を順にスパッタリング法によって形成した。第１の記録層１８の厚さは、３ｎｍ〜９ｎｍの範囲内で変化させた。
【０１０９】
界面層および誘電体層については、それぞれ、実施例２のサンプルと同様の材料で形成した。第１の記録層１８は、組成式（Ｇｅ−Ｓｎ）4Ｓｂ2Ｔｅ7で表される材料を用い、Ｓｎの含有量を０〜２０原子％の範囲で変化させた。各層は、実施例１と同様の方法で作製した。
【０１１０】
次に、第２の基板１２として、直径１２０ｍｍで厚さ１．１ｍｍのポリカーボネート基板を用意した。そして、この基板上に、第２の反射層３１（厚さ：８０ｎｍ）、第７の界面層３０（厚さ：３ｎｍ）、第５の誘電体層２９（厚さ：１１ｎｍ）、第６の界面層２８（厚さ：３ｎｍ）、第２の記録層２７（厚さ：１２ｎｍ）、第５の界面層２６（厚さ：３ｎｍ）、および第４の誘電体層２５（厚さ：６５ｎｍ）をスパッタリング法によって形成した。各誘電体層の厚さは、第２の記録層２７の記録・再生特性がよくなるように、マトリクス法に基づく計算によって決定した。
【０１１１】
第２の反射層３１には、Ａｇ合金を用いた。各界面層には、Ｇｅ−Ｎを用いた。各誘電体層には、ＺｎＳ−ＳｉＯ2（ＳｉＯ2：２０ｍｏｌ％）を用いた。第２の記録層２７には、組成式Ｇｅ4Ｓｂ2Ｔｅ7で表される材料を用いた。誘電体層、界面層および反射層は、それぞれ、実施例１で説明した方法で形成した。第２の記録層２７は、Ｇｅ−Ｓｂ−Ｔｅ合金の母材をＡｒガスとＮ2ガスとの混合ガス雰囲気中で直流スパッタリング（パワー：１００Ｗ）することによって形成した。
【０１１２】
次に、第１の記録層１８と第２の記録層２７とを、それぞれ初期化、すなわち結晶化した。その後、第１の情報層１３と第２の情報層１４とを紫外線硬化性樹脂を用いて接着した。このようにして、第１の記録層１８の組成および厚さが異なる複数のサンプルを作製した。
【０１１３】
このようにして得られたサンプルについて、記録マークの消去率と、ＣＮＲ（Ｃａｒｒｉｅｒ ｔｏ Ｎｏｉｓｅ Ｒａｔｉｏ）とを測定した。この測定には、図４に示した記録再生装置を用いた。具体的には、波長が４０５ｎｍのレーザビームを用い、開口数が０．８５の対物レンズを用いた。消去率およびＣＮＲ測定時における情報記録媒体１０の線速度は、８．６ｍ／ｓとした。信号は、ランド部分（図１のランド１１ｂ参照）に記録した。測定結果を表３に示す。
【０１１４】
【表３】
情報記録媒体では、消去率は２０ｄＢ以上であることが好ましく、３０ｄＢ以上であることがより好ましい。また、ＣＮＲは、４０ｄＢ以上であることが好ましく、５０ｄＢ以上であることがより好ましい。
【０１１６】
表３に示すように、Ｓｎを添加していないサンプル３−１〜３−７では、消去率およびＣＮＲがともに低く、特に、層厚が６ｎｍ以下の場合には消去率が１０ｄＢ以下であった。Ｓｎを添加すると消去率が向上し、厚さが６ｎｍで１０原子％のＳｎを含有する第１の記録層１８を用いたサンプル３−１８では、消去率が３４ｄＢでＣＮＲが５２ｄＢという良好な結果が得られた。
【０１１７】
実施例３の結果では、Ｇｅの含有量Ｘ（原子％）と、Ｓｎの含有量Ｙ（原子％）とが、約Ｘ／５≦Ｙ≦約２Ｘを満たす場合に、良好な記録消去特性が得られた。特に、約Ｘ／２≦Ｙ≦約Ｘを満たす場合には、消去率およびＣＮＲがともに優れた特性を示した。
【０１１８】
なお、実施例３の結果は、情報記録媒体の線速度が８．６ｍ／ｓの場合の結果であり、線速度を遅くすると消去率およびＣＮＲは高くなる。
【０１１９】
なお、実施形態２の製造方法で情報記録媒体１０ａを作製し、本実施例を実施したところ同様の結果が得られた（以下の実施例５、６、７、８、１０および１１についても、同様であった）。
【０１２０】
（実施例４）
実施例４では、第１の記録層１８が異なることを除いて実施例１と同様のサンプルを作製し、実施例１と同様の評価を行った。
【０１２１】
実施例４では、第１の記録層１８の厚さを６ｎｍとし、組成式（Ｇｅ−Ｓｎ）AＳｂ2Ｔｅ3+Aで表される材料を用いた。そして、Ａの値を変化させた複数のサンプルを作製し、組成と結晶化時間との関係を評価した。Ｓｎの含有量Ｙ（原子％）は、Ｇｅの含有量Ｘ（原子％）の約半分とした。結晶化時間の測定結果を表４に示す。
【０１２２】
【表４】
表４から明らかなように、Ａの値を大きくすると結晶化時間が長くなる傾向があることがわかった。
【０１２４】
（実施例５）
実施例５では、第１の記録層１８が異なることを除いて実施例３と同様のサンプルを作製し、実施例３と同様の方法でＣＮＲおよび消去率を測定した。第１の記録層１８は、厚さを６ｎｍとし、組成式（Ｇｅ−Ｓｎ）AＳｂ2Ｔｅ3+Aで表される材料を用いて形成した。そして、Ａの値を変化させた複数のサンプルを作製した。Ｓｎの含有量Ｙ（原子％）は、Ｇｅの含有量Ｘ（原子％）の約半分とした。測定結果を表５に示す。
【０１２５】
【表５】
表５に示すように、Ａの値が小さいとＣＮＲが低くなり、Ａの値が大きいと消去率が低下する傾向があった。この傾向は、実施例４の結果と一致している。実施例５の記録層を用いた場合には、Ａが、２≦Ａ≦１０を満たすことが好ましい。
【０１２７】
（実施例６）
実施例６では、第１の記録層１８が異なることを除いて実施例３と同様のサンプルを作製し、実施例３と同様の方法でＣＮＲおよび消去率を測定した。第１の記録層１８は、厚さを６ｎｍとし、組成式（Ｇｅ−Ｓｎ）AＳｂ2Ｔｅ3+Aで表される材料を用いて形成した。そして、Ａの値を変化させた複数のサンプルを作製した。実施例５とは異なり、Ｓｎの含有量Ｙ（原子％）は、Ｇｅの含有量Ｘ（原子％）とほぼ同じとした。測定結果を表６に示す。
【０１２８】
【表６】
表６から明らかなように、実施例６の記録層を用いた場合には、Ａが、２≦Ａ≦２２を満たすことが好ましい。
【０１３０】
（実施例７）
実施例７では、第１の記録層１８が異なることを除いて実施例３と同様のサンプルを作製した。第１の記録層１８は、膜厚を６ｎｍとし、組成式（Ｇｅ−Ｓｎ）22ＳｂBＴｅ25で表される材料で形成した。実施例７では、Ｂの値を変えた複数のサンプルを作製した。
【０１３１】
これらのサンプルについて、図５の装置を用いてサイクル寿命回数（以下、記録サイクル性能という場合がある）と、記録保存性とを評価した。サイクル寿命回数は、３Ｔ信号とランダム信号とを繰り返し記録し、３Ｔ信号が３ｄＢ低下するまでの回数とした。記録保存性は、３Ｔ信号を記録したサンプルを温度が９０℃で相対湿度が２０％の環境下に１００時間放置し、３Ｔ信号の振幅の低下を測定して評価した。評価結果を表７に示す。
【０１３２】
【表７】
表７中、Ａ１〜Ｄ１はサイクル寿命回数を示す。具体的には、Ｄ１＜１０００、１０００≦Ｃ１＜５０００、５０００≦Ｂ１＜１００００、１００００≦Ａ１である。また、Ａ２〜Ｅ２は、３Ｔ信号の振幅の低下量を示す。具体的には、３ｄＢ≦Ｄ２、１ｄＢ≦Ｃ２＜３ｄＢ、０ｄＢ＜Ｂ２＜１ｄＢ、Ａ２＝０ｄＢである。また、Ｅ２は、結晶化速度が遅く、消去率が１０ｄＢ未満であったことを示す。
【０１３４】
表７に示すように、記録層中のＳｂの濃度が高い方がサイクル性能が向上した。また、Ｓｂの濃度とＳｎの濃度とをともに増やすことによって、サイクル性能と記録保存性とがともに良好になる組成範囲が広がった。したがって、実施例７の記録層（Ａ＝２２）を用いる場合、Ｓｎの含有量Ｙ（原子％）とＢとが、それぞれ、０＜Ｙ≦２５、２≦Ｂ≦４を満たすことが好ましい。
【０１３５】
（実施例８）
実施例８では、第１の記録層１８の組成のみが実施例７とは異なるサンプルを作製し、実施例７と同様の測定を行った。具体的には、組成式（Ｇｅ−Ｓｎ）2ＳｂBＴｅ5で表される材料を用いて第１の記録層１８を形成した。その結果、実施例８の記録層（Ａ＝２）を用いた場合、ＢおよびＹが、それぞれ、２≦Ｂ≦４、０＜Ｙ≦１５を満たすことが好ましかった。
【０１３６】
（実施例９）
実施例９では、第１の記録層１８および第１の反射層２２が異なることを除いて実施例２と同様のサンプルを作製した。具体的には、第１の記録層１８は、組成式が（Ｇｅ−Ｓｎ）4Ｓｂ2Ｔｅ7で表される材料を用い、膜厚を１ｎｍ〜９ｎｍの範囲内で変化させた。第１の反射層２２にはＡｇ合金を用い、厚さを３、５、７、１０、１２、１５、１７、２０ｎｍとした。
【０１３７】
作製した複数のサンプルについて、反射率、透過率、および３Ｔ信号の振幅を測定した。その結果、第１の反射層２２の厚さは、５ｎｍ〜１５ｎｍの範囲内であることが好ましく、８ｎｍ〜１２ｎｍの範囲内であることがより好ましいことがわかった。第１の反射層２２がない場合には、第１の情報層１３の反射率が低下した。また、第１の反射層２２が５ｎｍより薄いと、熱の拡散機能が低下して３Ｔ信号の振幅が小さくなった。また、１５ｎｍより厚いと、第１の情報層１３の透過率が低下した。
【０１３８】
（実施例１０）
実施例１０では、第１の記録層１８および情報信号の記録位置を変化させたことを除いて実施例３と同様の方法でサンプルを作製した。具体的には、第１の記録層１８は、厚さを６ｎｍとし、組成式が（Ｇｅ−Ｓｎ）4Ｓｂ2Ｔｅ7（ただし、Ｓｎ：１０原子％）で表される材料で形成した。情報は、トラッキング制御のために形成したグルーブ（レーザビームの入射側に近い方の溝面）またはランド（レーザビームの入射側から遠い方の溝面）のいずれかに記録した。
【０１３９】
これらのサンプルの第１の情報層１３の透過率は、平均で５０％であった。これらのサンプルについて消去率とＣＮＲとを実施例３と同様の方法で測定した。なお、実施例１０では、記録マーク（非晶質相）を形成する際のレーザビームのパワーＰｐと、結晶相を形成する際のレーザビームのパワーＰｂとについても変化させた。測定結果を表８に示す。
【０１４０】
【表８】
表８から明らかなように、第１の情報層１３の記録位置がグルーブの部分であるかランドの部分であるか、および第２の情報層１４の記録位置がグルーブの部分であるかランドの部分であるかに拘わらず、３０ｄＢ≦（消去率）、および５０ｄＢ≦ＣＮＲの良好な結果が得られた。すなわち、信号の記録位置に拘わらず、第１の情報層１３および第２の情報層１４の特性はともに良好であった。
【０１４２】
（実施例１１）
実施例１１では、第１の記録層１８および第２の記録層２７の形成方法とが異なることを除いて、実施例３のサンプル３−１８と同様にサンプルを作製した。具体的には、第１の記録層１８および第２の記録層２７は、クリプトンガス雰囲気中で直流スパッタリングを行うことによって形成した。このようにして得られたサンプルについて、ランド部分（図１のランド１１ｂ参照）に信号を記録し、記録サイクル性能を評価した。記録サイクル性能の評価では、３Ｔ信号のＣＮＲを測定することによって行い、初期のＣＮＲ値から３ｄＢ低下するまでの回数を記録サイクル寿命とした。評価結果を表９に示す。
【０１４３】
【表９】
表９から明らかなように、アルゴンガス雰囲気中で記録層を形成したサンプル３−１８に比べて、クリプトンガス雰囲気中で記録層を形成したサンプル９−１は、サイクル性能が約１．５倍に改善された。
【０１４５】
（実施例１２）
実施例１２では、ＳｂおよびＳｎの添加が、結晶化温度および結晶化時間に与える影響を調べた。結晶化温度測定用に石英基板上に第１の記録層１８として（Ｇｅ−Ｓｎ）4ＳｂBＴｅ7層を６ｎｍ成膜し、その上にＧｅ−Ｎ層を５ｎｍ成膜した。Ａ＝４で一定とし、ＢとＹの値を変えたサンプルを５種類製造した。これらのサンプルについて、結晶化温度を測定した。結晶化温度は、結晶化に伴う急激な透過率低下が生じた温度で定義した。透過率変化は、サンプルをレーザビームで昇温しながら測定した。結晶化時間は、実施例１と同様に、図５のサンプル５０を作製し、図６の評価装置を用いて測定した。その際、結晶化温度測定用のサンプルと第１の記録層１８の組成が同じであるサンプルを５種類測定した。第１の記録層１８の厚さは６ｎｍとした。測定結果を表１０に示す。
【０１４６】
【表１０】
試料番号１−４、１−２４、１−３４を比較すると、Ｂ＝２でＳｎのみ添加すると、結晶化時間は、９０ｎｓ→５０ｎｓ→２０ｎｓと短くなり、それに伴って、結晶化温度は２００℃→１８０℃→１７０℃と、３０℃低下した。結晶化温度の低下は、記録マークの熱的な安定性を損なう。これに対し、Ｓｂを増やしてＢ＝３にすると、結晶化時間は９０ｎｓ→５５ｎｓ→２２ｎｓとほぼ同等に短くなるが、結晶化温度は２００℃→１９５℃→１８５℃と、１５℃の低下に抑えられた。このように、Ｓｎのみ添加するよりも、ＳｂとＳｎを添加した方が、熱安定性を確保しつつ、結晶化時間を短くすることが可能となる。
【０１４８】
（実施例１３）
実施例１３では、第１の情報層のＴｃ、Ｔａおよび｜ΔＴ｜／Ｔｃ（ここで、ΔＴ＝Ｔｃ−Ｔａ）の値と第２の情報層の記録特性との関係を調べた。
【０１４９】
図３の情報記録媒体１０ａを実施形態２の方法に準じて製造した。製造したサンプルについて図４の評価装置を用いて、第１の情報層１３が初期状態（全面結晶）または記録状態（結晶状態と非晶質状態の混在）である場合の第２の情報層１４の記録感度の変化を測定した。第１の誘電体層１６、第２の誘電体層２０、および第３の誘電体層２４の厚さを変えて、ＴｃおよびＴａが異なる情報記録媒体１０ａを製造した。
【０１５０】
まず、第２の基板１２として、直径１２０ｍｍで厚さ１．１ｍｍのポリカーボネート基板を用意した。そして、この基板上に、第２の情報層１４を形成した。具体的には、第２の反射層３１（厚さ：８０ｎｍ）、第７の界面層３０（厚さ：３ｎｍ）、第５の誘電体層２９（厚さ：１１ｎｍ）、第６の界面層２８（厚さ：３ｎｍ）、第２の記録層２７（厚さ：１２ｎｍ）、第５の界面層２６（厚さ：３ｎｍ）、および第４の誘電体層２５（厚さ：６５ｎｍ）を、順にスパッタリング法によって形成した。第２の記録層２７は、組成式Ｇｅ8Ｓｂ2.6Ｔｅ11で表される材料で形成した。その他の層は、実施例３のサンプルと同様の材料で形成した。
【０１５１】
次に、第２の情報層１４にレーザビームを照射することによって、第２の記録層２７を非晶質相から結晶相に変化させる初期化を行った。
【０１５２】
次に、第４の誘電体層２５上に、グルーブが転写された中間層１５を紫外線硬化性樹脂で形成した。
【０１５３】
次に、中間層１５上に第１の情報層１３を形成した。具体的には、第３の誘電体層２４、第４の界面層２３（厚さ：３ｎｍ）、第１の反射層２２（厚さ：１０ｎｍ）、第３の界面層２１（厚さ：３ｎｍ）、第２の誘電体層２０、第２の界面層１９（厚さ：３ｎｍ）、第１の記録層１８（厚さ：６ｎｍ）、第１の界面層１７（厚さ：３ｎｍ）、および第１の誘電体層１６を順にスパッタリング法によって形成した。次に、第１の情報層１３にレーザビームを照射することによって、第１の記録層１８を非晶質相から結晶相に変化させる初期化を行った。
【０１５４】
第１の記録層１８は、組成式（Ｇｅ−Ｓｎ）8Ｓｂ2Ｔｅ11（Ｓｎ：１０原子％）で表される材料で形成した。その他の層については、実施例３と同様の材料で形成した。
【０１５５】
次に、紫外線硬化性樹脂を用いて、第１の情報層１３と第１の基板１１とを接着した。第１の基板１１には、直径が１２０ｍｍで厚さが０．０９ｍｍのポリカーボネート基板を用いた。接着層３６の厚さと第１の基板１１の厚さとの合計は、０．１ｍｍであった。
【０１５６】
図４の評価装置を用いて、第１の情報層１３が初期化状態の時、第２の情報層１４に線速度５ｍ／ｓで３Ｔ信号をグルーブの部分に記録した。５０ｄＢのＣＮＲが得られるＰｐ（ｍＷ）とＰｂ（ｍＷ）とを測定した。次に、第１の情報層１３のグルーブの部分に３Ｔ信号を記録し、その記録部分を透過したレーザビームが集光する、第２の情報層１４のグルーブの部分に３Ｔ信号を記録し、測定した。
【０１５７】
ＴｃおよびＴａは、第１の情報層１３のみを成膜したディスク試料を作製して、実施例２と同様に分光器で測定した。測定結果を表１１に示す。
【０１５８】
なお、表中のＤ１、Ｄ２およびＤ３は、それぞれ、第１、第２および第３の誘電体層１６、２０および２４の厚さを示している。
【０１５９】
【表１１】
表１１に示すように、｜ΔＴ｜／Ｔｃが小さい方が、第２の情報層１４は、第１の情報層１３の状態に依らず、記録感度変化が小さいことが検証できた。また、ユーザが情報記録媒体を使用して、新しいファイルを保存していくにつれて、記録された領域が増えていくので、透過率の低下が伴わないようにＴｃ＜Ｔａを満足することがより好ましい。サンプル１１−３は、（Ｔｃ＋Ｔａ）／２＝４１（％）で透過率が小さく、且つ、｜ΔＴ｜／Ｔｃ＝０．１６でＴｃとＴａとの差が大きい構成である。この構成では、第１の情報層１３が初期化状態での、第２の情報層１４の記録感度が１３ｍＷ近くあり、透過率はほぼ下限であると考えられた。また、ＴｃとＴａとの差が大きいので、第１の情報層１３が記録状態の場合には、第２の情報層１４の３Ｔ信号の振幅にムラが生じた。よって、｜ΔＴ｜／Ｔｃは、０．１５以下であることが好ましく、０．０５以下であることがより好ましい。
【０１６１】
なお、本実施例では、第１の情報層１３および第２の情報層１４の初期化は、第１の基板１１を接着する前に行ったが、初期化の工程は他の時期に行ってもよい。たとえば、第１の基板１１を接着したのちに初期化を行ってもよく、その場合でも、同様の結果と効果が得られる。
【０１６２】
（実施例１４）
実施例１４では、マトリクス法に基づく計算を行い、第３の誘電体層２４の材料および厚さと、第１の情報層１３の透過率との関係について調べた。
【０１６３】
計算は、ポリカーボネート基板／第１の誘電体層１６／第１の界面層１７（厚さ：３ｎｍ）／第１の記録層１８（厚さ：６ｎｍ）／第２の界面層１９（厚さ：３ｎｍ）／第２の誘電体層２０（厚さ：２３ｎｍ）／第３の界面層２１（厚さ：３ｎｍ）／第１の反射層２２（厚さ：１０ｎｍ）／第４の界面層２３（厚さ：３ｎｍ）／第３の誘電体層２４という構造を仮定して行った。なお、第３の誘電体層２４がない場合の計算では、第４の界面層２３もないものとして計算した。
【０１６４】
第１の誘電体層１６の厚さＤ１（ｎｍ）と、第３の誘電体層２４の材料および厚さを変化させたときのＴｃ、Ｔａ、ＡｃおよびＡａについて、計算を行った。ＴｃおよびＡｃは、それぞれ、第１の記録層１８が結晶相である場合の、第１の情報層１３の透過率および第１の記録層１８の光吸収率を示す。また、ＴａおよびＡａは、それぞれ、第１の記録層１８が非晶質相である場合の、第１の情報層１３の透過率および第１の記録層１８の光吸収率を示す。計算結果を表１２に示す。表１２の結果は、第１の記録層１８が結晶相である場合の第１の情報層１３の反射率Ｒｃ（％）と、第１の記録層１８が非晶質相である場合の第１の情報層１３の反射率Ｒａ（％）とが、Ｒａ≦１、且つ５≦Ｒｃ／Ｒａを満たすように誘電体層の厚さを設定したときの値である。
【０１６５】
【表１２】
表１２に示すように、第３の誘電体層２４がない場合には、ＴｃおよびＴａは４２％以下であった。これに対し、第３の誘電体層２４を形成することによって、ＴｃおよびＴａを４５％以上とすることができた。また、屈折率が大きいほどＴｃおよびＴａを大きくできることが計算で確かめられた。透過率を５０％以上にするためには、屈折率が２．３以上の材料で第３の誘電体層２４を形成することが好ましい。
【０１６７】
次に、計算結果を検証するために、実際に第１の情報層１３を作製して透過率を分光器で測定した。
【０１６８】
第１の情報層１３は、以下の方法で作製した。まず、直径１２０ｍｍで厚さ１．１ｍｍのポリカーボネート基板を用意した。この基板上に、第３の誘電体層２４、第４の界面層２３（厚さ：３ｎｍ）、第１の反射層２２（厚さ：１０ｎｍ）、第３の界面層２１（厚さ：３ｎｍ）、第２の誘電体層２０（厚さ：２３ｎｍ）、第２の界面層１９（厚さ：３ｎｍ）、第１の記録層１８（厚さ：６ｎｍ）、第１の界面層１７（厚さ：３ｎｍ）、および第１の誘電体層１６を順に積層した。第３の誘電体層２４を除く誘電体層および界面層は、実施例３のサンプルと同様の材料で形成した。第１の記録層１８は、組成式（Ｇｅ−Ｓｎ）8Ｓｂ2Ｔｅ11（Ｓｎ：１０原子％）で表される材料で形成した。そして、第３の誘電体層２４の材料および厚さ、ならびに第１の誘電体層１６の厚さを変化させた複数のサンプルを作製した。また、比較のために、第４の界面層２３および第３の誘電体層２４を形成しないサンプルも作製した。これらのサンプルについて第１の情報層１３の透過率ＴｃおよびＴａを測定した結果を表１３に示す。
【０１６９】
【表１３】
表１３に示すように、ほぼ計算通りの結果が得られた。サンプル１３−７〜１３−１３では５０％以上の透過率が得られた。このように、第３の誘電体層２４を形成することによって、第１の情報層１３の透過率が飛躍的に向上した。
【０１７１】
以上、本発明の実施の形態について例を挙げて説明したが、本発明は、上記実施の形態に限定されず本発明の技術的思想に基づき他の実施形態に適用することができる。
【０１７２】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の情報記録媒体によれば、２つの記録層を備え高密度記録が可能な情報記録媒体が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の情報記録媒体について一例を示す一部断面図である。
【図２】 本発明の情報記録媒体について第１の記録層の組成範囲を示す図である。
【図３】 本発明の情報記録媒体について他の一例を示す一部断面図である。
【図４】 本発明の記録再生方法に用いる記録再生装置について一例の構成を模式的に示す図である。
【図５】 本発明の情報記録媒体の評価に用いたサンプルの構成を示す一部断面図である。
【図６】 本発明の情報記録媒体の評価に用いた評価装置の構成を模式的に示す図である。
【符号の説明】
１０、１０ａ 情報記録媒体
１１ 第１の基板
１１ａ 溝
１１ｂ ランド
１２ 第２の基板
１３、１３ａ 第１の情報層
１４ 第２の情報層
１５ 中間層
１６ 第１の誘電体層
１７ 第１の界面層
１８ 第１の記録層
１９ 第２の界面層
２０ 第２の誘電体層
２１ 第３の界面層
２２ 第１の反射層
２３ 第４の界面層
２４ 第３の誘電体層
２５ 第４の誘電体層
２６ 第５の界面層
２７ 第２の記録層
２８ 第６の界面層
２９ 第５の誘電体層
３０ 第７の界面層
３１ 第２の反射層
３５、４３、６３ レーザビーム
３６ 接着層
４０ 記録再生装置
４１ スピンドルモータ
４２、６２ 光ヘッド
４４、６４ 半導体レーザ
４５、６５ 対物レンズ
５０ サンプル
５１ 基板
５２ 接着層
５３ ダミー基板
６１ ステージ
Claims (16)
- 第１の基板と、前記第１の基板に対向するように配置された第２の基板と、前記第１の基板と前記第２の基板との間に配置された第１の情報層と、前記第１の情報層と前記第２の基板との間に配置された第２の情報層と、前記第１の情報層と前記第２の情報層との間に配置された中間層とを備え、
前記第１の情報層が、前記第１の基板側から照射されるレーザビームによって結晶相と非晶質相との間で可逆的に相変態を起こす第１の記録層を含み、
前記第２の情報層が、前記レーザビームによって結晶相と非晶質相との間で可逆的に相変態を起こす第２の記録層を含み、
前記第１の記録層における材料は、組成式（Ｇｅ−Ｓｎ） A Ｓｂ 2 Ｔｅ 3+A （ただし、２≦Ａ≦２２）で表され、Ｇｅの含有量をＸ原子％とし、Ｓｎの含有量をＹ原子％としたとき、Ｙ＝Ｘの関係を満たすものであり、
前記第１の記録層の膜厚は、６ｎｍであることを特徴とする情報記録媒体。 - 第１の基板と、前記第１の基板に対向するように配置された第２の基板と、前記第１の基板と前記第２の基板との間に配置された第１の情報層と、前記第１の情報層と前記第２の基板との間に配置された第２の情報層と、前記第１の情報層と前記第２の情報層との間に配置された中間層とを備え、
前記第１の情報層が、前記第１の基板側から照射されるレーザビームによって結晶相と非晶質相との間で可逆的に相変態を起こす第１の記録層を含み、
前記第２の情報層が、前記レーザビームによって結晶相と非晶質相との間で可逆的に相変態を起こす第２の記録層を含み、
前記第１の記録層における材料は、組成式（Ｇｅ−Ｓｎ）AＳｂ2Ｔｅ3+A（ただし、２≦Ａ≦１０）で表され、Ｇｅの含有量をＸ原子％とし、Ｓｎの含有量をＹ原子％としたとき、Ｙ＝Ｘ／２の関係を満たすものであり、
前記第１の記録層の膜厚は、６ｎｍであることを特徴とする情報記録媒体。 - 第１の基板と、前記第１の基板に対向するように配置された第２の基板と、前記第１の基板と前記第２の基板との間に配置された第１の情報層と、前記第１の情報層と前記第２の基板との間に配置された第２の情報層と、前記第１の情報層と前記第２の情報層との間に配置された中間層とを備え、
前記第１の情報層が、前記第１の基板側から照射されるレーザビームによって結晶相と非晶質相との間で可逆的に相変態を起こす第１の記録層を含み、
前記第２の情報層が、前記レーザビームによって結晶相と非晶質相との間で可逆的に相変態を起こす第２の記録層を含み、
前記第１の記録層における材料は、組成式（Ｇｅ−Ｓｎ） 4 Ｓｂ 2 Ｔｅ 7 で表され、Ｇｅの含有量をＸ原子％とし、Ｓｎの含有量をＹ原子％としたとき、Ｘ／５≦Ｙ≦２Ｘの関係を満たすものであり、
前記第１の記録層の膜厚は、７ｎｍ以上９ｎｍ以下であることを特徴とする情報記録媒体。 - 第１の基板と、前記第１の基板に対向するように配置された第２の基板と、前記第１の基板と前記第２の基板との間に配置された第１の情報層と、前記第１の情報層と前記第２の基板との間に配置された第２の情報層と、前記第１の情報層と前記第２の情報層との間に配置された中間層とを備え、
前記第１の情報層が、前記第１の基板側から照射されるレーザビームによって結晶相と非晶質相との間で可逆的に相変態を起こす第１の記録層を含み、
前記第２の情報層が、前記レーザビームによって結晶相と非晶質相との間で可逆的に相変態を起こす第２の記録層を含み、
前記第１の記録層における材料は、組成式（Ｇｅ−Ｓｎ） 4 Ｓｂ 2 Ｔｅ 7 で表され、Ｇｅの含有量をＸ原子％とし、Ｓｎの含有量をＹ原子％としたとき、Ｘ／２≦Ｙ≦Ｘの関係を満たすものであり、
前記第１の記録層の膜厚は、３ｎｍ以上６ｎｍ以下であることを特徴とする情報記録媒体。 - 第１の基板と、前記第１の基板に対向するように配置された第２の基板と、前記第１の基板と前記第２の基板との間に配置された第１の情報層と、前記第１の情報層と前記第２の基板との間に配置された第２の情報層と、前記第１の情報層と前記第２の情報層との間に配置された中間層とを備え、
前記第１の情報層が、前記第１の基板側から照射されるレーザビームによって結晶相と非晶質相との間で可逆的に相変態を起こす第１の記録層を含み、
前記第２の情報層が、前記レーザビームによって結晶相と非晶質相との間で可逆的に相変態を起こす第２の記録層を含み、
前記第１の記録層における材料は、組成式（Ｇｅ−Ｓｎ） 4 Ｓｂ 2 Ｔｅ 7 で表され、Ｇｅの含有量をＸ原子％とし、Ｓｎの含有量をＹ原子％としたとき、Ｙ＝２Ｘの関係を満たすものであり、
前記第１の記録層の膜厚は、４ｎｍ以上６ｎｍ以下であることを特徴とする情報記録媒体。 - 前記第１の情報層が第１および第２の誘電体層と第１の反射層とをさらに含み、
前記第１の反射層、前記第２の誘電体層、前記第１の記録層、および前記第１の誘電体層が、前記中間層側から前記第１の基板側に向かってこの順序で配置されている請求項１ないし５のいずれか１項に記載の情報記録媒体。 - 前記第１の情報層が、前記第１の反射層と前記中間層との間に配置された第３の誘電体層をさらに備える請求項６に記載の情報記録媒体。
- 前記第３の誘電体層の屈折率が、波長３９０ｎｍ〜４３０ｎｍの光に対して２．３以上である請求項７に記載の情報記録媒体。
- 前記第１の情報層が、前記第１の誘電体層と前記第１の記録層との間の界面、前記第１の記録層と前記第２の誘電体層との間の界面、前記第２の誘電体層と前記第１の反射層との間の界面、および、前記第１の反射層と前記第３の誘電体層との間の界面から選ばれる少なくとも１つの界面に配置された界面層をさらに備える請求項７に記載の情報記録媒体。
- 前記第１の反射層の厚さが、５ｎｍ〜１５ｎｍの範囲内である請求項６に記載の情報記録媒体。
- 前記第２の情報層が第４および第５の誘電体層と第２の反射層とをさらに含み、
前記第２の反射層、前記第５の誘電体層、前記第２の記録層、および前記第４の誘電体層が、前記第２の基板側から前記中間層側に向かってこの順序で配置されている請求項７に記載の情報記録媒体。 - 前記第２の情報層が、前記第４の誘電体層と前記第２の記録層との間の界面、前記第２の記録層と前記第５の誘電体層との間の界面、および、前記第５の誘電体層と前記第２の反射層との間の界面から選ばれる少なくとも１つの界面に配置された界面層をさらに備える請求項１１に記載の情報記録媒体。
- 前記第１の誘電体層の屈折率をｎ１、前記第２の誘電体層の屈折率をｎ２、前記第３の誘電体層の屈折率をｎ３としたとき、
１．７≦ｎ１≦２．５、
１．７≦ｎ２≦２．８、
２．０≦ｎ３、
の関係を満たす請求項７に記載の情報記録媒体。 - 前記第１の誘電体層の屈折率をｎ１、前記第２の誘電体層の屈折率をｎ２、前記第３の誘電体層の屈折率をｎ３としたとき、
２．１≦ｎ１≦２．４、
２．０≦ｎ２≦２．８、
２．２≦ｎ３、
の関係を満たす請求項１３に記載の情報記録媒体。 - 前記第３の誘電体層の屈折率をｎ３としたとき、２．３≦ｎ３の関係を満たす請求項７に記載の情報記録媒体。
- 前記第１の記録層が結晶相である場合の前記第１の情報層の透過率Ｔｃ（％）と、前記第１の記録層が非結晶相である場合の前記第１の情報層の透過率Ｔａ（％）とが、波長３９０ｎｍ〜４３０ｎｍの範囲内のレーザビームに対して、４０≦（Ｔｃ＋Ｔａ）／２であり、かつ０≦｜Ｔｃ−Ｔａ｜／Ｔｃ≦０．１５の関係を満たす請求項１に記載の情報記録媒体。
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