專利名稱：信息記錄介質及其制造方法
技術領域：
本發(fā)明涉及光學或電學地將信息記錄、刪去、改寫和再生的信息記錄介質及其制造方法。
相關申請交叉參考本申請基于日本申請2002-55872(2002年3月1日提出申請，發(fā)明名稱為信息記錄介質及其制造方法)、日本申請2002-45661(2002年2月22日提出申請，發(fā)明名稱為信息記錄介質及其制造方法)以及日本申請2001-384306(2001年12月18日提出申請，發(fā)明名稱為信息記錄介質及其制造方法)要求了巴黎公約規(guī)定的優(yōu)先權，上述申請中記載的內容被引用作為本說明書的一部分。
背景技術：
本發(fā)明者開發(fā)出了4.7GB的DVD-RAM，它是作為數(shù)據(jù)文件和圖象文件使用的高容量可改寫型信息記錄介質。它已經商品化。
該4.7GB的DVD-RAM例如公開在日本專利公開公報2001-322357中。該公報中揭示的DVD-RAM如

圖10所示。圖10所示的信息記錄介質31具有在基板1的一側表面上按照第一介電體層102、第一界面層103、記錄層4、第二界面層105、第二介電體層106、光吸收補償層(校正層)7以及反射層8的次序形成的7層構造。在該信息記錄介質中，第一介電體層存在于比第二介電體層更靠近入射激光的位置。第一界面層和第二界面層具有相同的關系。這樣，在本說明書中，當信息記錄介質含有兩種以上相同功能的層時，按照靠近入射激光側的次序依次稱為“第一”、“第二”、“第三”……。
第一介電體層102和第二介電體層106具有調節(jié)光學距離、提高記錄層4的光吸收效率、增大晶相反射率與非晶相反射率之差以擴大信號振幅的功能。以往用作介電體層材料的ZnS-20摩爾％SiO2是非晶形材料，其熱傳導率低，透明，且具有高的折射率。另外，ZnS-20摩爾％SiO2在膜形成時的成膜速度高，有很好的機械特性和耐濕性。因此，ZnS-20摩爾％SiO2是適合形成介電體層的優(yōu)秀材料。
如果第一介電體層102和第二介電體層106的熱傳導率低，則當激光光束射入記錄層4時，能使熱在從記錄層4向反射層8的厚度方向上迅速擴散，但難以向介電體層102或106平面內方向擴散。即，記錄層4在短時間內被介電體層冷卻，從而容易形成非晶形標記(符號)(記錄記號)。當難以形成記錄標記時，需要用高峰值功率來進行記錄，當容易形成記錄標記時，低峰值功率就可以記錄了。在介電體層熱傳導率低的場合，由于可用低峰值功率進行記錄，信息記錄介質的記錄敏感度提高。另一方面，在介電體層熱傳導率高的場合，由于用高峰值功率記錄，所以信息記錄介質的記錄敏感度降低。信息記錄介質中的介電體層以熱傳導率不能準確測定的薄膜形態(tài)存在(越……越)。因此，發(fā)明者用信息記錄介質的記錄敏感度作為得知介電體層熱傳導率大小的相對判斷標準。
記錄層4用含有Ge-Sn-Sb-Te的高速結晶化材料來形成。有所述材料作為記錄層4的信息記錄介質不僅有優(yōu)異的初期記錄性能，而且有優(yōu)異的記錄保存性和改寫保存性。在相變化信息記錄介質中，利用記錄層4在晶相或非晶相之間的可逆相轉變來記錄、刪除和改寫信息。當用高功率(即峰值功率)激光照射記錄層4然后迅速冷卻時，受照射部分變成非晶相，形成記錄標記。當用低功率(即偏壓功率(bias power))照射使其升溫然后逐步冷卻時，照射部變成晶相，記錄的信息被刪除。通過用在峰值功率水平和偏壓功率水平之間調節(jié)功率的激光照射記錄層，可以既刪除記錄的信息，同時能改寫成新的信息?？煞磸透膶懙男阅苡脠D象抖動值在實際使用上沒有問題的范圍內可反復改寫的最大次數(shù)來表示?？梢哉f，該次數(shù)越高，可反復改寫的性能就越好。尤其是，期望用于數(shù)據(jù)文件的信息記錄介質具有優(yōu)異的可反復改寫的性能。
第一界面層103和第二界面層105具有防止第一介電體層102和記錄層4之間以及第二介電體層106與記錄層4之間發(fā)生物質移動的功能。在這里，物質移動指激光照射記錄層而信息被反復改寫時第一和第二介電體層ZnS-20摩爾％SiO2的S擴散到記錄層中的現(xiàn)象。如果有大量S擴散到記錄層中，則會引起記錄層反射率降低，使反復改寫的性能變差。該現(xiàn)象是已知的(參見N.Yamada等人，Japanese Journal of AppliedPhsice Vol.37(1998)2104-2110頁)。另外，日本專利公開公報10-275360和國際出版物WO97/34298小冊子中也揭示了用含Ge的氮化物來形成防止該現(xiàn)象的界面層。
光吸收補償層107調節(jié)記錄層4為結晶狀態(tài)時的光吸收率Ac與非結晶狀態(tài)使的光吸收率Aa之比Ac/Aa，并起著防止改寫標記形狀扭曲的作用。反射層8具有從光學上提高記錄層4中吸收的光量的功能，從熱學上有使記錄層4中產生的熱量迅速擴散從而使記錄層迅速冷卻，使記錄層4的非結晶化變容易的功能。另外，反射層8還有保護多層膜以防使用環(huán)境損傷的功能。
因此，圖10所示的信息記錄介質通過使用分別有上述功能的7層層疊而成的構造，確保了4.7GB高容量下優(yōu)異的反復改寫性能和高的可靠性，因此現(xiàn)已被商業(yè)化。
作為信息記錄介質介電體層的適用材料，已經提出了多種材料。例如，日本專利公開公報平5-109115中公開了在光信息記錄介質中其耐熱保護層由具有1600K以上熔點的高熔點元素和低堿玻璃的混合物所形成。該公報中還揭示，作為高熔點元素，可列舉Nb，Mo.Ta，Ti，Cr.Zr以及Si。另外，該公報中還揭示，低堿玻璃以SiO2、BaO、B2O3或Al2O3作為主要成分。
日本專利公開公報平5-159373中揭示，在光信息記錄介質中，耐熱保護層是由熔點比Si高的氮化物、碳化物、氧化物和硫化物中的至少一種化合物與低堿玻璃的混合物形成的。在該公報中，作為高熔點化合物，列舉了Nb，Zr，Mo，Ta，Ti，Cr，Si，Zn，Al的碳化物、氧化物、硫化物。另外，該公報中還揭示，低堿玻璃以SiO2、BaO、B2O3或Al2O3作為主要成分。
日本專利公開公報平8-77604中揭示，在再生專用的信息記錄介質中，介電體層由至少一種選自Ce，La，Si，In，Al，Ge，Pb，Sn，Bi，Te，Ta，Sc，Y，Ti，Zr，V，Nb，Cr和W的元素的氧化物、至少一種選自Cd，Zn，Ga，In，Sb，Ge，Sn，Pb，Bi的元素的硫化物或硒化物等形成。
日本專利公開公報2001-67722中揭示，在光信息記錄介質中，第一界面控制層和第二界面控制層選擇含有至少一種選自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的元素的氮化物、氧化物、碳化物和硫化物。

發(fā)明內容
如上所述，在用ZnS-20摩爾％SiO2來形成第一和第二介電體層的場合，為了防止S擴散，必然需要在介電體層和記錄層之間有界面層。然而，從介質的價格考慮，希望構成介質的層數(shù)盡可能少。如果層數(shù)少，則能使材料費降低、制造裝置小型化，而且由于制造時間縮短而可以使生產量增加，從而使介質的價格降低。
作為減少層數(shù)的一種方法，本發(fā)明者研究了除去第一界面層和第二界面層中至少一層界面層的可能性。在這種情況下，本發(fā)明者認為為了不產生由反復記錄引起的從介電體層向記錄層的S擴散，必須要用ZnS-20摩爾％SiO2以外的材料來形成介電體層。另外，關于介電體層材料，希望其與硫族元素材料形成的記錄層之間有良好的粘合性，有與上述7層構造相同或更高的高記錄敏感度，是透明的，且具有記錄時不會熔融的高熔點。
本發(fā)明的主要目的是提供一種具有優(yōu)異的反復改寫性能的信息記錄介質，該介質具有一個介電體層，該介電體層在即使不設界面層而與記錄層直接接觸形成時，物質也不會從介電體層向記錄層移動，而且介電體層與記錄層的粘合良好。
即，揭示介電體層適用材料的上述文獻中均沒有指出物質從介電體層向記錄層移動的問題。因此，應當注意的是，這些公報沒有教導本發(fā)明要解決的問題，解決該問題的方法，即具體的材料組成。
如下述實施例所述，本發(fā)明者使用了各種化合物來形成介電體層，并評價了介電體層與記錄層的粘合性以及信息記錄介質的反復改寫性能。結果發(fā)現(xiàn)，在不插入界面層而使記錄層的上下直接放置介電體層的場合，容易擴散入記錄層的介電體層(例如以往的用ZnS-20摩爾％SiO2形成的介電體層)與記錄層有良好的粘合性，然而介質的反復改寫性能卻劣化。而且，例如，ZrO2具有低的熱傳導率和高的熔點。如果將其用于介電體層，信息記錄介質的記錄敏感度提高，而且能確保優(yōu)異的反復改寫性能。然而，在用ZrO2形成介電體層的場合，記錄層與介電體層的粘合性變差。對于用其它各種氧化物、氮化物、硫化物和硒化物的介電體層與記錄層接觸形成的信息記錄介質，評價了其介電體層與記錄層的粘合性和反復改寫性能。然而，在用一種氧化物、氮化物、硫化物或硒化物形成介電體層的場合，不能同時獲得良好的粘合性和良好的反復改寫性能。
因此，本發(fā)明者首先研究了將不含S的2種以上的化合物組合起來形成介電體層的方案。結果發(fā)現(xiàn)，ZrO2和Cr2O3的組合適合于作為與記錄層接觸的介電體層的構成材料，而且發(fā)現(xiàn)當Zr和Cr的含量在特定范圍內時，沒有必要形成界面層，從而完成了本發(fā)明。
即，本發(fā)明提供了一種信息記錄介質，它含有基板和記錄層，通過光照射或施加電能，該記錄層中產生晶相和非晶相之間的相轉變，該介質還包括含Zr，Cr和O的材料構成的Zr-Cr-O基材料層，在該Zr-Cr-O基材料層中，Zr的含量在30％(原子)以下，Cr的含量為7-37％(原子)。
本發(fā)明的信息記錄介質是通過光照射或施加電能來記錄再生信息的介質。通常，光照射是用激光(即，激光束)照射，施加電能是向記錄層施加電壓。下面將更具體地說明構成本發(fā)明的信息記錄介質的Zr-Cr-O基材料層。另外，應注意，在以下的說明中，當單稱“Zr-Cr-O基材料層”時，是指Zr和Cr含量為上述比例的層。
更具體地說，本發(fā)明的信息記錄介質含有Zr-Cr-O基材料層作為組成元件，該Zr-Cr-O基材料層基本上由式(1)表示的材料組成ZrQCrRO100-Q-R(原子％)……(1)式中，Q和R分別在0＜Q≤30，7≤R≤37的范圍內，且20≤Q+R≤60。在這里，“原子％”表示式(1)是以Zr、Cr和O原子的總數(shù)為基準(100％)表示的組成式。在以下式中的“原子％”均表示相同的含義。
在式(1)中，Zr，Cr和O各原子以何種化合物存在是沒有關系的。用這樣的式子來特別指定材料是由于，在分析形成薄膜的層的組成時，很難求出化合物的組成，而實踐中多數(shù)場合是測定元素組成(即，各原子之比)。在式(1)表示的材料中，認為Zr基本上與O一起以ZrO2存在，Cr基本上與O一起以Cr2O3存在。
在信息記錄介質中，基本上由上述式(1)表示的材料組成的Zr-Cr-O基材料層宜作為與記錄層毗鄰的2層介電體層中的任一側介電體層存在，更佳的是作為兩側的介電體層存在。含有在上述范圍內的Zr、Cr和O的介電體層熔點高，且透明。而且，在該層中，ZrO2確保了優(yōu)異的反復改寫性能，Cr2O3確保了與是硫族元素材料的記錄層的粘合性。因此，該信息記錄介質中即使沒有界面層，記錄層與介電體層之間也不會引起剝離，而且表現(xiàn)出優(yōu)異的反復改寫性能?；蛘?，在信息記錄介質中，式(1)表示的材料層可作為位于記錄層與介電體層之間的界面層。
在本發(fā)明的信息記錄介質中，Zr-Cr-O基材料層宜是基本上由式(11)表示的材料所組成的層(ZrO2)M(Cr2O3)100-M(摩爾％)……(11)式中，M在20≤M≤80的范圍內。式(11)表示了在Zr-Cr-O基材料層由ZrO2和Cr2O3的混合物組成的情況下2種化合物的較佳比例。在這里，“摩爾％”表示式(11)是以各化合物的總數(shù)為基準(100％)表示的組成式。在以下式中的“摩爾％”均表示相同的含義。
基本上由式(11)表示的材料所組成的層宜作為與記錄層毗鄰的2層介電體層中的任一側介電體層存在，更佳的是作為兩側的介電體層存在。用基本上由式(11)表示的材料所組成的層作為介電體層的效果如式(1)表示的材料相關部分所述。
在本發(fā)明的信息記錄介質中，Zr-Cr-O基材料層宜是基本上由還含有Si的式(2)表示的材料所組成的層ZrUCrVSiTO100-U-V-T(原子％)……(2)式中，U、V和T分別在0＜U≤30，7≤V≤37以及0＜T≤14的范圍內，且20≤U+V+T≤60。
同樣，在式(2)中，Zr，Cr、Si和O各原子以何種化合物形式存在是沒有關系的。用這樣的式子來特別指定材料的理由同式(1)。在式(2)表示的材料中，認為Si基本上與O一起以SiO2存在。
基本上由式(2)表示的材料所組成的層宜作為與記錄層毗鄰的2層介電體層中的任一側介電體層存在，更佳的是作為兩側的介電體層都存在。在以含有Si的Zr-Cr-O基材料層為介電體層的信息記錄介質中，確保了介電體層和記錄層間的良好粘合性，加上確保了優(yōu)異的反復改寫性能，能實現(xiàn)更高的記錄敏感度。認為這是通過含有Si而使層的熱傳導率降低?；蛘?，在信息記錄介質中，基本上由式(2)表示的材料所組成的層可作為記錄層與介電體層之間的界面層。
上述含Si的Zr-Cr-O基材料層宜是基本上由式(21)表示的材料所組成的層(ZrO2)X(Cr2O3)Y(SiO2)100-X-Y(摩爾％)……(21)式中，X和Y分別在20≤X≤70和20≤Y≤60的范圍內，且60≤X+Y≤90。式(21)表示了在含有Si的Zr-Cr-O基材料層由ZrO2、Cr2O3和SiO2的混合物組成的情況下3種化合物的較佳比例。基本上由式(21)表示的材料所組成的層宜作為與記錄層毗鄰的2層介電體層中的任一側介電體層存在，更佳的是作為兩側的介電體層都存在。或者，在信息記錄介質中，基本上由式(21)表示的材料所組成的層也可作為記錄層與介電體層之間的界面層。
在用基本上由式(21)表示的材料所組成的層作為介電體層的場合，SiO2有提高信息記錄介質記錄敏感度的功能。在這種情況下，在式(21)中，通過使X+Y在60到90之間，可確保與記錄層的良好粘合性。SiO2的比例通過X+Y在該范圍內變化來調節(jié)，這樣，通過選擇適當?shù)腟iO2比例，能調節(jié)記錄敏感度。另外，在式(21)中，通過使X在20至70之間以及Y在20至60之間，ZrO2和Cr2O3能以合適的比例存在于層中。因此，基本上由式(21)表示的材料所組成的介電體層在透明且與記錄層有優(yōu)良粘合性的同時，確保了信息記錄介質有良好的記錄敏感度和反復改寫性能。
式(21)表示的材料可含有大致相等比例的ZrO2和SiO2。在這種場合，該材料用下式(22)表示(ZrSiO4)Z(Cr2O3)100-Z(摩爾％)……(22)式中，Z在25≤Z≤67的范圍內。如果含有比例大致相等的ZrO2和SiO2，則形成結構穩(wěn)定的ZrSiO4。基本上由式(22)表示的材料所組成的層宜作為與記錄層毗鄰的介電體層中的任一側介電體層存在，更佳的是作為兩側的介電體層存在。在式(22)中，通過使Z在25-67的范圍內，ZrSiO4和Cr2O3以合適的比例存在于層中。因此，基本上由式(22)表示的材料組成的介電體層在透明且與記錄層有優(yōu)良粘合性的同時，還確保信息記錄介質有良好的記錄敏感度和反復改寫性能?；蛘?，在信息記錄介質中，基本上由式(22)表示的材料所組成的層可作為記錄層與介電體層之間的界面層。
本發(fā)明還提供了一種信息記錄介質，它含有基板和記錄層，通過光照射或施加電能，所述記錄層中產生晶相和非晶相之間的相轉變，該介質還包括基本上由式(3)表示的Zr-Cr-Zn-O基材料所組成的層(ZrO2)C(Cr2O3)E(D)F(SiO2)100-C-E-F(摩爾％)……(3)式中，D是ZnS、ZnSe或ZnO，C、E、F分別在20≤C≤60、20≤E≤60和10≤F≤40的范圍內，且60≤C+E+F≤90。在以下的說明中，基本上由式(3)表示的材料所組成的層簡單地稱為“Zr-Cr-Zn-O基材料層”。
基本上由式(3)表示的材料所組成的層宜作為與記錄層毗鄰的2層介電體層中的任一側介電體層存在，更佳的是作為兩側的介電體層存在。式(3)表示的材料與式(21)表示的材料同樣含有ZrO2、Cr2O3和SiO2。因此，用該材料形成了透明且與記錄層粘合性優(yōu)異的介電體層，而且含有該介電體層的信息記錄介質具有良好的記錄敏感度和反復改寫性能。由于式(3)表示的材料含有作為組分D的ZnS、ZnSe或ZnO，因此用該材料形成的介電體層與由硫族元素材料組成的記錄層的粘合性進一步提高。另外，通過在薄膜狀態(tài)下易成為非結晶狀態(tài)的ZrO2-Cr2O3-SiO2基材料中加入易變成結晶狀態(tài)的ZnS或ZnSe，可使記錄敏感度進一步提高?；蛘撸谛畔⒂涗浗橘|中，基本上由式(3)表示的材料所組成的層可作為記錄層與介電體層之間的界面層。
在式(3)中，通過使C在20-60之間以及E在20-60之間，ZrO2和Cr2O3能以合適的比例存在于層中。在式(3)中，通過使F在10-40之間，信息記錄介質的反復改寫性能不會受損，且達到了組分D的效果(例如粘合性提高等)。另外，在式(3)中，通過使C+E+F在60-90范圍內的變化，使SiO2的比例調節(jié)合適，從而可調節(jié)記錄敏感度。
式(3)表示的材料宜含有大致相等比例的ZrO2和SiO2。在這種場合，該材料用下式(31)表示(ZrSiO4)A(Cr2O3)B(D)100-A-B(摩爾％)……(31)式中，D是ZnS、ZnSe或ZnO，A和B分別在25≤A≤54和25≤B≤63的范圍內，且50≤A+B≤88。如前所述，通過含有比例大致相等的ZrO2和SiO2，形成結構穩(wěn)定的ZrSiO4?；旧嫌墒?31)表示的材料所組成的層宜作為與記錄層毗鄰的介電體層中的任一側介電體層存在，更佳的是作為兩側的介電體層存在。在式(31)中，通過使A和B各自在25-54和25-63之間，ZrSi4和Cr2O3以合適的比例存在于層中。因此，基本上由式(31)表示的材料組成的介電體層在透明且與記錄層有優(yōu)良粘合性的同時，還確保信息記錄介質有良好的記錄敏感度和反復改寫性能。另外，在介電體層含有式(31)表示的材料的場合，SiO2和組分D使信息記錄介質的記錄敏感度提高，組分D使介電體層與記錄層的粘合性進一步提高?；蛘?，在信息記錄介質中，基本上由式(31)表示的材料所組成的層可作為記錄層與介電體層之間的界面層。
上述本發(fā)明的信息記錄介質其記錄層中宜能可逆地產生相轉變。即，本發(fā)明的信息記錄介質宜提供作為可改寫型信息記錄介質。
具體地說，引起可逆相轉變的記錄層宜含有選自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和Sb-Te中的任一種材料。這些材料每一種均是高速結晶化材料。因此，當用這些材料形成記錄層時，獲得的信息記錄介質能以高密度且高運輸速度進行記錄，而且，可靠性(具體是記錄保存性或改寫保存性)優(yōu)異。
本發(fā)明的信息記錄介質宜具有2層以上的記錄層。這樣的信息記錄介質例如有在基板的一個表面?zhèn)鹊?層記錄層之間插入介電體層和中間層等層疊而成的單面兩層結構。對于有單面2層結構的信息記錄介質，光從平側照射，信息記錄在2層記錄層上。通過采用這種結構，可以使信息記錄增大?；蛘?，本發(fā)明的信息記錄介質可在基板的兩側面上形成記錄層。
在本發(fā)明的信息記錄介質中，希望記錄層的膜厚在15nm以下。若超過15nm，則施加到記錄層上的熱量將在平面內擴散，在厚度方向上擴散變得困難。
本發(fā)明的信息記錄介質宜具有形成從基板一側表面起為第一介電體層、記錄層、第二介電體層和反射層的次序的結構。具有該結構的信息記錄介質是通過光照射來記錄的介質。在本說明書中，“第一介電體層”指相對入射光而言在較近位置上的介電體層，“第二介電體層”指相對入射光而言在較遠位置上的介電體層。即，照射光從第一介電體層經由記錄層到達第二介電體層。具有該結構的信息記錄介質例如用于靠波長660納米附近的激光束進行記錄再生的場合。
在本發(fā)明信息記錄介質有該結構的情況下，第一介電體層和第二介電體層中的至少一層介電體層是上述Zr-Cr-O基材料層(具體地說是基本上由上述式(1)、(11)、(2)、(21)和(22)表示的材料中的任一種組成的層)，或上述Zr-Cr-Zn-O基材料層(具體地說是基本上由上述式(3)或(31)表示的材料所組成的層)。較佳的是，兩層介電體層均是上述Zr-Cr-O基材料層或上述Zr-Cr-Zn-O基材料層。在這種情況下，兩層介電體層可以是具有同一組成的層，或是組成不同的層。
本發(fā)明的信息記錄介質可具有在基板一側表面上按照反射層、第二介電體層、記錄層和第一介電體層的次序形成的結構。該結構用于光入射的基板厚度需要薄的場合。具體地說，在用波長405納米附近的短波長激光束進行記錄再生，物鏡的數(shù)值孔徑NA例如大至0.85以使焦點位置變淺的場合，使用具有該結構的信息記錄介質。為了使用這樣的波長和數(shù)值孔徑NA，光入射的基板厚度必須在60-120微米的長度。在如此薄的基板表面上形成層是困難的。因此，具有該結構的信息記錄介質特定以沒有光入射的基板作為支持體，在其一側表面依次形成反射層等而形成。
當本發(fā)明的信息記錄介質具有該結構時，第一介電體層和第二介電體層中的至少一層介電體層是上述Zr-Cr-O基材料層或上述Zr-Cr-Zn-O基材料層。較佳的是，兩層介電體層均是上述Zr-Cr-O基材料層或上述Zr-Cr-Zn-O基材料層。在這種情況下，兩層介電體層可以是具有同一組成的層，或是組成不同的層。
另外，本發(fā)明還提供了制造本發(fā)明信息記錄介質的方法，該方法包括用濺射法形成上述Zr-Cr-O基材料層的步驟。通過濺射法，可形成具有與濺射靶組成大致相同的Zr-Cr-O基材料層。因此，根據(jù)該制造方法，通過適當選擇濺射靶，容易形成具有所希望組成的Zr-Cr-O基材料層。
具體地說，可使用基本上由下式(10)表示的材料組成的濺射靶ZrJCrKO100-J-K(原子％)……(10)式中，J和K各自在3≤J≤24和11≤K≤36的范圍內，且34≤J+K≤40。式(10)與下述式(110)表示的材料的元素組成表示式相當。因此，通過用該靶，可以形成基本上由上述式(10)表示的材料組成的層。
通過濺射形成的層的元素組成根據(jù)濺射裝置、濺射條件以及濺射靶的大小等而有與濺射靶的元素組成不同的情況。即使當用上式(10)表示的材料所組成的濺射靶時產生這樣的差異，形成的層的元素組成至少可用上述式(1)表示。
在本發(fā)明的信息記錄介質制造方法中，宜使用基本上由式(110)表示的材料組成的濺射靶(ZrO2)m(Cr2O3)100-m(摩爾％)……(110)式中m在20≤m≤80的范圍內。這將濺射靶的組成相當于ZrO2和Cr2O3的比例表示的式子。濺射靶用這樣的方式來特別指定的原因是，由含Zr、Cr和O的材料組成的濺射靶通常是用這兩種化合物的組成來表示的，是購得的。另外，本發(fā)明者確認，市售的濺射靶經X射線微量分析儀分析得到的元素組成與從所表示的組成算出的元素組成大致相等(即，組成表示(即標稱組成)是正確的)。因此，該濺射靶可形成基本上由式(11)表示的材料所組成的層。
在本發(fā)明的信息記錄介質制造方法中，為了形成含Si的Zr-Cr-O基材料層，宜使用基本上由式(20)表示的材料組成的濺射靶ZrGCrHSiLO100-G-H-L(原子％)……(20)式中G、H和L在4≤G≤21、11≤H≤30、2≤L≤12的范圍內，且34≤G+H+L≤40。使用該濺射靶能形成基本上由式(21)或式(2)表示的材料所組成的層。
在本發(fā)明的信息記錄介質制造方法中，宜使用基本上由式(210)表示的材料所組成的濺射靶
(ZrO2)x(Cr2O3)y(SiO2)100-x-y(摩爾％)……(210)式中x和y分別在20≤x≤70和20≤y≤60的范圍內，且60≤x+y≤90。濺射靶用這樣的方式來特別指定的原因是，由含Zr、Cr、Si和O的材料組成的濺射靶通常是用ZrO2、Cr2O3和SiO2的組成來表示，是購得的。本發(fā)明者還確認，式(210)所示組成表示的靶的組成表示(即標稱組成)是正確的。因此，該濺射靶可形成基本上由式(21)表示的材料所組成的層。
上述式(210)所示的濺射靶宜含有比例大致相等的ZrO2和SiO2。在該情況下，濺射靶基本上由式(220)表示的材料組成(ZrSiO4)z(Cr2O3)100-z(摩爾％)……(220)式中，z在25≤z≤67的范圍內。用該濺射靶可形成基本上由式(22)所示材料組成的層。
另外，本發(fā)明還提供了制造本發(fā)明信息記錄介質的方法，該方法包括用濺射法形成上述Zr-Cr-Zn-O基材料層的步驟。通過濺射法，可形成具有與濺射靶組成基本上相同的Zr-Cr-Zn-O基材料層。具體地說，可使用基本上由下式(30)表示的材料所組成的濺射靶(ZrO2)c(Cr2O3)e(D)f(SiO2)100-c-e-f(摩爾％)……(30)式中，D是ZnS、ZnSe或ZnO，c、e和f分別在20≤c≤60、20≤e≤60、10≤f≤40的范圍內，且60≤c+e+f≤90。濺射靶用這樣的方式來特別指定的原因是，含Zr、Cr、Si和O以及組分D的靶是用ZrO2、Cr2O3、SiO2和組分D的組成來表示的，是購得的。用該濺射靶可形成基本上由式(3)表示的材料所組成的層。
上述式(30)所示的濺射靶宜含有比例大致相等的ZrO2和SiO2。在該情況下，濺射靶基本上由式(310)表示的材料組成(ZrSiO4)a(Cr2O3)b(D)100-a-b(摩爾％)……(310)式中，D是ZnS、ZnSe或ZnO，a和b各自在25≤a≤54和25≤b≤63的范圍內，且50≤a+b≤88。用該濺射靶可形成基本上由式(31)所示材料組成的層。
本發(fā)明的特征是與記錄層直接接觸的介電體層是用ZrO2-Cr2O3基材料、ZrO2-Cr2O3-SiO2基材料、或ZrO2-Cr2O3-SiO2中混入ZnS、ZnSe或ZnO的材料形成的。根據(jù)這些特點，可以使光信息記錄介質不含以往的光信息記錄介質具有的記錄層和介電體層之間的界面層，在減少層數(shù)的同時還確保了高的可靠性、優(yōu)異的反復改寫性能和高的記錄敏感度。另外，在施加電能的信息記錄介質中，如果使用這些材料層作為使記錄層隔熱的介電體層，則用小的電能就可產生記錄層的相變化。
附圖簡述圖1顯示了本發(fā)明的一個光信息記錄介質例子的部分截面圖。圖2顯示了本發(fā)明的其它光信息記錄介質例子的部分截面圖。圖3顯示了本發(fā)明的另外光信息記錄介質例子的部分截面圖。圖4顯示了本發(fā)明的另外其它的光信息記錄介質例子的部分截面圖。圖5顯示了本發(fā)明的還有一個光信息記錄介質例子的部分截面圖。圖6顯示了本發(fā)明的另外一個光信息記錄介質例子的部分截面圖。圖7顯示了式(21)表示的材料的組成范圍所表示的三角圖。圖8是顯示通過施加電能來記錄信息的本發(fā)明信息記錄介質一個例子的示意圖。圖9是使用圖8所示信息記錄介質的系統(tǒng)一個例子的示意圖。圖10顯示了以往的信息記錄介質一個例子的部分截面圖。符號說明1. 101，102基板2，102第一介電體層3，103第一界面層4 記錄層5，105第二界面層6，106第二介電體層7 光吸收補償層8 反射層9 粘合層10，110等效(dummy)基板12 激光束13 第一記錄層14 第一反射層15 第三介電體層16 中間層17 第四介電體層18 第二記錄層19 第五介電體層20 第二反射層21 第一信息層
22 第二信息層23 溝面(槽面)24 脊面25、26、27、28、29、30、31、207 信息記錄介質202 下部電極203 記錄部204 上部電極205 相變化部(記錄層)206 隔熱部(介電體層)208 脈沖發(fā)生部209 電阻測定器210，211 開關212 施加部213 判斷部214 電子寫入/讀出裝置具體實施方案下面參照附圖描述本發(fā)明的實施方案。以下實施方案是示例性的，本發(fā)明不局限于以下的實施方案。
實施方案1描述用激光束來實施信息記錄和再生的作為本發(fā)明的實施方案1的光信息記錄介質例子。圖1顯示了該光信息記錄介質的一部分截面。
圖1所示的信息記錄介質25具有這樣的結構，在基板1一側表面上依次形成第一介電體層2、記錄層4、第二介電體層6、光吸收補償層7和反射層8，而且還有通過粘合層9粘合的等效基板10。具有該結構的信息記錄介質可作為靠波長660納米附近的紅色波長區(qū)域的激光束來記錄再生的4.7GB/DVD-RAM來使用。在具有該結構的信息記錄介質中，激光束12從基板1側面射入，從而進行信息的記錄和再生。信息記錄介質25與圖10所示的以往的信息記錄介質31不同之處在于沒有第一界面層103和第二界面層105。
在實施方案1中，第一介電體層2和第二介電體層6均是Zr-Cr-O基材料層或Zr-Cr-Zn-O基材料層。
通常，要求介電體層材料1)是透明的，2)熔點高，在記錄時不熔融，和3)與硫族元素材料制成的記錄層有良好的粘合性。透明是使從基板1側面射入的激光束12通過并到達記錄層4所需的必要特性。該特性是入射側第一介電體層特別需要的。高熔點是為確保用峰值功率的激光束照射時介電體層材料不會混入記錄層所需的特性。如果介電體層材料混入記錄層，則反復改寫性能將顯著下降。與硫族元素制成的記錄層有良好的粘合性是為確保信息記錄介質的可靠性所必需的特性。另外，需要選擇介電體層材料，使所得信息記錄介質具有和以往的信息記錄介質(即，ZnS-20摩爾％SiO2組成的介電體層和記錄層之間有界面層的介質)相同或更高的記錄敏感度。
Zr-Cr-O基材料層宜是基本上由ZrO2和Cr2O3的混合物組成的層。ZrO2是透明的，具有高熔點(約2700℃)，而且是氧化物中熱傳導率低的材料。Cr2O3與硫族元素材料制成的記錄層有良好的粘合性。因此，通過將含有這兩種氧化物的混合物作為第一介電體層2和第二介電體層6，并如圖所示與記錄層4接觸形成的信息記錄介質25具有優(yōu)異的反復改寫性能，且記錄層與介電體層之間的粘合性良好。ZrO2和Cr2O3的混合物用上述式(11)(即，(ZrO2)M(Cr2O3)100-M(摩爾％))表示。在該混合物中，Cr2O3的含量(即100-M)宜在20摩爾％以上。Cr2O3太多，則信息記錄介質的記錄敏感度降低，所以Cr2O3的含量宜在80摩爾％以下，更佳的是在30-50摩爾％之間。
第一介電體層2和第二介電體層6宜是含Si的Zr-Cr-O基材料層。含Si的Zr-Cr-O基材料層宜基本上由ZrO2、Cr2O3和SiO2的混合物組成。該混合物用上述式(21)(即，(ZrO2)X(Cr2O3)Y(SiO2)100-X-Y(摩爾％))表示。在該式中，X和Y分別在20≤X≤70和20≤Y≤60的范圍內，且60≤X+Y≤90。
圖7中顯示了式(21)表示的材料組成范圍。在圖7中，坐標是(ZrO2，Cr2O3，SiO2)。在該圖中，式(21)表示的材料是a(70，20，10)、b(40，20，40)、c(20，40，40)、d(20，60，20)、e(30，60，10)圍成的范圍(包含線上的點)內的材料。
含有SiO2的Zr-Cr-O基材料層提高了信息記錄介質的記錄敏感度。另外，通過調節(jié)SiO2的比例，可以調節(jié)記錄敏感度。為了通過SiO2來提高記錄敏感度，混合物中SiO2的含量宜在10摩爾％以上。另一方面，如果SiO2的含量多，則與記錄層4的粘合性變差，所以SiO2的含量宜在40摩爾％以下。ZrO2和Cr2O3的功能如上所述，通過以合適的比例混合，使信息記錄介質有合適的性能。在ZrO2-Cr2O3-SiO2的混合物的情況下，Cr2O3的含量宜在20-60摩爾％之間，ZrO2的含量宜在20-70摩爾％之間。第一介電體層2和第二介電體層6宜用SiO2含量不同的混合物制成。例如，第一介電體層2宜是(ZrO2)50(Cr2O3)30(SiO2)20(摩爾％)，第二介電體層6宜是(ZrO2)40(Cr2O3)20(SiO2)40(摩爾％)。
在ZrO2-Cr2O3-SiO2混合物中，ZrO2和SiO2的含量大致相等的情況下，宜含有ZrSiO4。ZrSiO4是化學計量組成穩(wěn)定的復合化合物。形成ZrSiO4的混合物用上述式(22)(即，(ZrSiO4)Z(Cr2O3)100-Z(摩爾％))表示。在該式中，Z在25≤Z≤67的范圍內。當含有比例大致相等的ZrO2和SiO2時，生成了ZrSiO4，得到了結合更強的ZrO2-SiO2物系。為了使與記錄層的粘合性良好，且確保信息記錄介質的反復改寫性能和高的記錄敏感度，Z宜在33-50范圍內。
Zr-Cr-Zn-O基材料層是基本上由ZrO2、Cr2O3和SiO2的混合物中還含有ZnS、ZnSe或ZnO的混合物組成的層。該混合物用上述式(3)(即，(ZrO2)C(Cr2O3)E(D)F(SiO2)100-C-E-F(摩爾％))表示。在該式中，C、E、F分別在20≤C≤60、20≤E≤60和10≤F≤40的范圍內，且60≤C+E+F≤90。由于混合物中含有組分D，因此由該混合物組成的層與記錄層4更好地粘合。另外，ZnS和ZnSe即使是薄膜時也有強結晶性，將其加入非結晶性的ZrO2-Cr2O3-SiO2混合物中后，混合物的熱傳導率進一步降低。因此，如果第一介電體層2和第二介電體層6從含有ZnS和ZnSe的混合物制成，則信息記錄介質的記錄敏感度將進一步提高。通過將這樣4種材料混合，可以獲得有適合記錄刪除條件(介質的線速度和激光束波長)的記錄敏感度且粘合性和反復改寫性能優(yōu)異的信息記錄介質。
在上述式(3)所示的混合物中，ZrO2和SiO2的含量宜大致相等。這樣的混合物用上述式(31)(即，(ZrSiO4)A(Cr2O3)B(D)100-A-B(摩爾％))表示。在該式中，A和B分別在25≤A≤54和25≤B≤63的范圍內，且50≤A+B≤88。由于含有比例大致相等的ZrO2和SiO2，形成ZrSiO4，所以能得到結合更強的ZrO2-SiO2物系。這樣，就可以獲得有適合記錄刪除條件的記錄敏感度且粘合性和反復改寫性能均優(yōu)異的信息記錄介質。
通過改變各光程長(即，介電體層的折射率與介電體層膜厚d的乘積nd)，第一介電體層2和第二介電體層6具有調節(jié)晶相記錄層4的光吸收率Ac(％)與非晶相的記錄層4的光吸收率Aa(％)、記錄層4為晶相時的信息記錄介質25的光反射率Rc(％)和記錄層4為非晶相時的信息記錄介質25的光反射率Ra(％)、以及記錄層4為晶相的部分與為非晶相的部分的信息記錄介質25的光的相位差Δφ的功能。為了擴大記錄標記的再生信號振幅，提高信號質量，希望反射率差(|Rc-Ra|)或反射率比(Rc/Ra)大。另外，希望Ac和Aa均大，從而使記錄層4吸收激光束。決定第一介電體層2和第二介電體層6的光程長，以同時滿足這些條件。滿足這些條件的光程長例如可以根據(jù)矩陣法(例如參見久保田廣編著的《波動光學》，巖波新書，1971年，第3章)計算來正確決定。
上述Zr-Cr-O基材料和Zr-Cr-Zn-O基材料根據(jù)組成有不同的折射率?？偟膩碚f，這些材料具有在1.8-2.5范圍內的折射率。在介電體層的折射率為n、膜厚為d(nm)、激光束12的波長為λ(nm)時，光程長nd用nd＝aλ表示。在這里，a是正數(shù)。為了使信息記錄介質25的記錄標記再生信號振幅增大而使信號質量提高，較佳的是例如Rc≥15％，且Ra≤2％。另外，為了消除或減小改寫引起的標記扭曲，Ac/Aa宜≥1.1。根據(jù)矩陣法計算正確地求出第一介電體層2和第二介電體層6的光程長(aλ)，以同時滿足這些較佳的條件。從獲得的光程長(aλ)、λ和n計算出介電體層的厚度d。結果發(fā)現(xiàn)，第一介電體層2的厚度宜為100-200nm，更佳的為130-170nm之間。另外，第二介電體層6的厚度宜為20-70nm，更佳的在30-60nm之間。
基板1通常是透明的圓盤狀板。在形成介電體層和記錄層等一側表面上，宜形成引導激光束的導向槽(導光槽)。在基板上形成導向槽的場合，在基板截面看，形成溝部和脊部(land portion)?？梢哉f，溝部在兩個相鄰的槽脊部之間。因此，形成導向溝的表面有由側壁連接的頂面和底面。在本說明書中，底面稱為“溝面(槽面)”，而頂面稱為“脊面”。因此，在圖1至圖6中，面23相當于溝面，面24相當于脊面。在激光束12的方向上，溝面通常在激光束的近側，脊面通常在離光的遠側。記錄標記可記錄在記錄層中對應于溝面的記錄層表面上(溝面記錄)，以及對應于脊面的雙方記錄層表面上脊面(脊面記錄(land recording))或對應于溝面和脊面的記錄層表面上(溝脊面記錄)。在圖1所示方案中，基板1的溝面23和脊面24的距離宜為40-60nm。在下述圖2、圖3和圖6所示的方案中，構成信息記錄介質的基板1中溝面23和脊面24的距離也宜在該范圍內。外，希望沒有形成層的一側表面是平滑的。作為基板1的材料，可列舉聚碳酸酯、無定形聚烯烴或PMMA等樹脂或玻璃。從成型性、價格和機械強度考慮，宜使用聚碳酸酯。在圖1所示實施方案中，基板1的厚度為0.5-0.7mm左右。
記錄層4是通過光照射或施加電能引起在晶相和非晶相之間相轉變二形成記錄標記的層。如果相轉變是可逆的，則能進行刪除或改寫。作為可逆的相轉變材料是高速結晶化的材料，宜使用Ge-Sb-Te或Ge-Sn-Sb-Te。具體地說，在Ge-Sb-Te的場合，宜是GeTe-Sb2Te3的假二元系組成。在該情況下，宜為4Sb2Te3≤GeTe≤50Sb2Te3。在GeTe＜4Sb2Te3的場合，記錄前后的反射光量變化小，讀出的信號質量下降。在50Sb2Te3＜GeTe的場合，晶相和非晶相間的體積變化大，反復改寫性能降低。Ge-Sn-Sb-Te比Ge-Sb-Te的結晶化速度更快。Ge-Sn-Sb-Te例如是將GeTe-Sb2Te3假二元系組成的一部分Ge置換成Sn后形成的。在記錄層4中，Sn的含量宜在20原子％以下。如果超過20原子％，則結晶速度過快，非晶相的穩(wěn)定性受損，記錄標記的可靠性降低。Sn的含量可隨著記錄條件來進行調整。
另外，記錄層4可用例如Ge-Bi-Te、Ge-Sn-Bi-Te、Ge-Sb-Bi-Te或Ge-Sn-Sb-Bi-Te等含Bi的材料來形成。Bi比Sb更容易結晶化。因此，通過用Bi替換至少一部分Sb，可使記錄層的結晶化速度提高。
Ge-Bi-Te是GeTe和Bi2Te3的混合物。在該混合物中，宜是8Bi2Te3≤GeTe≤25Bi2Te3。當GeTe＜8Bi2Te3時，結晶速度降低，記錄保存性容易劣化。當25Bi2Te3＜GeTe時，晶相和非晶相間的體積變化大，反復改寫性能降低。
Ge-Sn-Bi-Te是相當于用Sn替換Ge-Bi-Te中一部分Ge而獲得的物質。通過調節(jié)Sn的置換濃度，可以控制與記錄條件相應的結晶速度。與Bi的替換相比，Sn的替換更適合結晶速度的微調。在記錄層中，Sn的含量相應的在10原子％以下。如果超過10原子％，則結晶速度變得太快，從而使非晶相的穩(wěn)定性受損，記錄標記的保存性變差。
Ge-Sn-Sb-Bi-Te是相當于用Sn替換Ge-Sb-Te中一部分Ge，再用Bi替換一部分Sb而獲得的物質。其對應于GeTe、SnTe、Sb2Te3以及Bi2Te3的混合物。在該混合物中，可以通過調節(jié)Sn替換濃度和Bi替換濃度來控制符合記錄條件的結晶速度。在Ge-Sn-Sb-Bi-Te中，宜為4(Sb-Bi)2Te3≤(Ge-Sn)Te≤25(Sb-Bi)2Te3。當(Ge-Sn)Te＜4(Sb-Bi)2Te3時，記錄前后的反射光量變化小，讀出信號質量降低。當25(Sb-Bi)2Te3＜(Ge-Sn)Te時，晶相和非晶相間的體積變化大，反復改寫性能降低。另外，記錄層中Bi的含量宜在10原子％以下，Sn的含量宜在20原子％以下。Bi和Sn的含量在這些范圍內，則能得到良好的記錄標記保存性。
作為可逆地引起相轉變的材料，其它的還可列舉Ag-In-Sb-Te、Ag-In-Sb-Te-Ge以及含Sb70原子％以上的Sb-Te-Ge。
作為非可逆的相轉變材料，如日本專利公開公報平7-25209公報(專利號2006869)所揭示的那樣，宜使用TeOx+α(α是Pd、Ge等)。記錄層是非可逆相轉變材料的信息記錄介質只能記錄一次，稱為一次寫入型。在這種信息記錄介質中往往有由于記錄時的熱量引起介電體層中原子擴散到記錄層中使信號質量降低的問題。因此，本發(fā)明不僅適用于可改寫的信息記錄介質，也適用于一次寫入型信息記錄介質。
如上所述，記錄層4的厚度宜在15nm以下，更佳的在12nm以下。
如上所述，光吸收補償層7起著調節(jié)記錄層4為結晶狀態(tài)時的光吸收率Ac與非結晶狀態(tài)時的光吸收率Aa的Ac/Aa和防止改寫時標記形狀扭曲的作用。光吸收補償層7宜用折射率高且適度吸收光的材料制成。例如，可用折射率在3-6、消光系數(shù)k為1-4的材料來形成光吸收補償層7。具體地說，宜使用選自Ge-Cr、和Ge-Mo等非結晶性的Ge合金、Si-Cr、Si-Mo以及Si-W等非結晶性的Si合金、碲化物、以及Ti、Zr、Nb、Ta、Cr、Mo、W、SnTe以及PbTe等結晶性金屬、半金屬和半導體材料的材料。光吸收補償層7的膜厚度宜為20-80nm，更佳的為30-50nm。
反射層8具有在光學上增大記錄層4吸收的光量、在熱學上使記錄層4中產生的熱量迅速擴散從而使記錄層4迅速冷卻、以及使記錄層4的非結晶化容易的功能。另外，反射層保護含有記錄層4、介電體層2和6的多層膜免受使用環(huán)境影響。作為反射層8的材料，例如可列舉Al、Au、Ag和Cu等熱傳導率高的單體金屬材料。以提高耐濕性和/或調節(jié)熱傳導率或光學特性(如光反射率、光吸收率或透光率)為目的，宜在一種或多種選自上述金屬材料的元素中加入其它一種或多種元素作為使用材料來形成反射層8。具體地說，可用Al-Cr、Al-Ti、Ag-Pd、Ag-Pd-Cu、Ag-Pd-Ti或Au-Cr等合金材料。這些材料均是具有優(yōu)異耐腐蝕性和驟冷功能的優(yōu)良材料。同樣的目的可通過形成兩層以上的反射層8來實現(xiàn)。反射層8的厚度宜為50-180nm，更佳的為60-100nm。
在圖示的信息記錄介質25中，為了將等效基板10與反射層8粘合，設有粘合層9。粘合層9宜用耐熱性和粘合性高的材料，如紫外硬化性樹脂等粘合性樹脂來形成。具體地說，宜用以丙烯酸樹脂為主要成分的材料或環(huán)氧樹脂為主要成分的材料來形成粘合層9。另外，如果需要，在形成粘合層9之前，可在反射層8的表面上施加由紫外硬化性樹脂得到的厚5-20微米的保護層。粘合層9的厚度宜為15-40微米，更佳的為20-35微米。
等效基板10在提高信息記錄介質25的機械強度的同時，還保護了從第一介電體層2至反射層8的疊層?；?0的較佳材料與基板1的較佳材料相同。在貼合有等效基板10的信息記錄介質25中，為了不產生機械性彎曲或扭曲，等效基板10與基板1實質上用同一材料形成，宜具有相同的厚度。
實施方案1中的信息記錄介質是具有一層記錄層的單面結構盤。本發(fā)明的信息記錄介質宜有兩層記錄層。例如，通過將兩個實施方案1中至反射層8的疊層體以反射層8面對面的方式靠粘合層粘合起來，可得到兩面結構的信息記錄介質。在這種情況下，兩個疊層體的貼合可通過施加壓力和熱量用緩慢作用的樹脂來形成粘合層。在反射層8上有保護層的場合，可將兩個層疊至保護層的疊層體以保護層面對面地方式粘合起來，得到兩面結構的信息記錄介質。
下面說明制造實施方案1的信息記錄介質25的方法。信息記錄介質25通過實施以下步驟來制得將形成有導向溝(溝面23和脊面24)的基板1裝在成膜裝置上，在基板1的形成有導向溝的表面上依次進行第一介電體層2的成膜步驟(步驟a)；記錄層4的成膜步驟(步驟b)；第二介電體層6的成膜步驟(步驟c)、光吸收補償層7的成膜步驟(步驟d)和反射層8的成膜步驟(步驟e)，然后在反射層8表面上形成粘合層9，以及貼合上等效基板10。在本說明書的以下說明中，在稱各層的“表面”時，指的是在形成各層時外露的表面(垂直于厚度方向的表面)，除非另有說明。
首先實施在基板1的形成有導向溝的面上成膜形成第一介電體層2的步驟a。步驟a通過濺射來實現(xiàn)。濺射在氬氣氛中或氬氣和氧氣的混合氣氛中用高頻電源進行。
作為步驟a中使用的濺射靶，可使用基本上由上述式(110)、即(ZrO2)m(Cr2O3)100-m(摩爾％)表示的、m在20≤m≤80范圍內的材料形成的靶。用該靶可形成基本上由上述式(11)表示的材料組成的層。
或者，濺射靶宜為基本上由式(210)，即(ZrO2)x(Cr2O3)y(SiO2)100-x-y(摩爾％)表示的、x和y分別在20≤x≤70和20≤y≤60范圍內，且60≤x+y≤90的材料所組成的靶。用該靶可形成基本上由上述式(21)表示的材料組成的層。
或者，濺射靶宜為基本上由式(220)，即(ZrSiO4)z(Cr2O3)100-z(摩爾％)表示的、z在25≤z≤67的范圍內的材料所組成的靶。用該靶可形成基本上由上述式(22)表示的材料組成的層。
或者，濺射靶宜為基本上由式(30)，即(ZrO2)c(Cr2O3)e(D)f(SiO2)100-c-e-f(摩爾％)表示的、D是ZnS、ZnSe或ZnO，c、e和f分別在20≤c≤60、20≤e≤60、10≤f≤40的范圍內，且60≤c+e+f≤90的材料所組成的靶。用該靶可形成基本上由上述式(3)表示的材料組成的層。
或者，濺射靶宜為基本上由式(310)，即(ZrSiO4)a(Cr2O3)b(D)100-a-b(摩爾％)表示的、D是ZnS、ZnSe或ZnO，a和b各自在25≤a≤54和25≤b≤63的范圍內，且50≤a+b≤88的材料所組成的靶。用該靶可形成基本上由上述式(31)表示的材料組成的層。
然后，實施步驟b，在第一介電體層2的表面上成膜形成記錄層4。步驟b也用濺射。濺射在氬氣氛中或氬氣和氮氣的混合氣氛中用直流電源進行。濺射靶使用含有選自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和Sb-Te中的任一種材料的靶。成膜后的記錄層4呈非結晶狀態(tài)。
然后，實施步驟c，在記錄層4的表面上成膜形成第二介電體層6。步驟c與步驟a一樣進行。第二介電體層6可用與第一介電體層2不同的材料所組成的濺射靶來形成。
然后，實施步驟d，在第二介電體層6的表面上成膜形成光吸收補償層7。在步驟d中，用直流電源或高頻電源進行濺射。濺射靶采用選自Ge-Cr和Ge-Mo等非結晶性的Ge合金、Si-Cr和Si-Mo等非結晶性的Si合金、碲化物、以及Ti、Zr、Nb、Ta、Cr、Mo、W、SnTe以及PbTe等結晶性金屬、半金屬和半導體材料的材料所組成的靶。濺射通常在氬氣氛中進行。
然后，實施步驟e，在光吸收補償層7的表面上成膜形成反射層8。步驟e用濺射進行。濺射采用直流電源或高頻電源，在氬氣氛中進行。作為濺射靶，可使用Al-Cr、Al-Ti、Ag-Pd、Ag-Pd-Cu、Ag-Pd-Ti或Au-Cr等合金材料組成的靶。
如上所述，步驟a-e均是濺射步驟。因此，步驟a-e可在一個濺射裝置中通過依次改變靶來連續(xù)實施。或者，步驟a-e可用各自獨立的濺射裝置來進行。
在反射層8成膜后，將依次層疊有第一介電體層2至反射層8的基板1從濺射裝置中取出。然后，例如用旋(轉)涂(層)法將紫外線硬化性樹脂涂布在反射層8的表面上。將等效基板10粘合在涂布的紫外線硬化性樹脂上，從等效基板10側照射紫外線，使樹脂硬化，從而結束貼合步驟。
貼合步驟結束后，根據(jù)需要進行初始化步驟。初始化步驟是用例如半導體激光照射使非晶態(tài)的記錄層4升溫至結晶化溫度以上從而使其結晶化的步驟。初始化步驟也可在貼合步驟之前進行。這樣，通過依次實施步驟a-e、形成粘合層的步驟以及貼合等效基板的步驟，可制得實施方案1的信息記錄介質25。
實施方案2下面描述用激光束來記錄和再生信息的作為本發(fā)明的實施方案2的其它光信息記錄介質例子。圖2中示出了該光信息記錄介質的部分截面。
圖2所示的信息記錄介質26具有這樣的結構，在基板1一側表面上依次形成第一介電體層2、記錄層4、第二界面層105、第二介電體層106、光吸收補償層7和反射層8，而且還有通過粘合層9粘合的等效基板10。圖2所示的信息記錄介質26與圖10所示的以往的信息記錄介質31不同之處在于沒有第一界面層103。另外，信息記錄介質26與圖1所示的實施方案1的信息記錄介質25的不同之處是在記錄層4之上插入第二界面層105然后再層疊第二介電體層106。在信息記錄介質26中，第一介電體層2與實施方案1一樣是Zr-Cr-O基材料層或Zr-Cr-Zn-O基材料層。另外，在圖2中，與圖1中使用過的符號相同的符號表示相同的部件，它們是參照圖1描述的材料和方法來形成。因此，關于圖1已經描述的部件，省去了這些詳細的說明。
該方案中的信息記錄介質26中，第二介電體層106與以往的信息記錄介質中使用的ZnS-20摩爾％SiO2形成的結構相當。因此，為了防止由于反復記錄產生的物質在第二介電體層106和記錄層4之間移動，設置了第二界面層105。第二界面層105是用Si-N、Al-N、Zr-N、Ti-N、Ge-N或Ta-N等氮化物或含有這些氮化物的氮化氧化物或SiC等碳化物形成。或者，第二界面層105宜為Zr-Cr-O基材料層或Zr-Cr-Zn-O基材料層。界面層的厚度宜為1-10納米，更佳的為2-7納米。如果界面層的厚度大，則在基板1表面上形成的從第一介電體層2到反射層8的層疊體的光反射率和光吸收率改變，記錄刪除性能受到影響。
下面說明制造實施方案2的信息記錄介質26的方法。信息記錄介質26通過實施以下步驟來制得在基板1的形成有導向溝的表面上依次進行第一介電體層2的成膜步驟(步驟a)；記錄層4的成膜步驟(步驟b)；第二界面層105的成膜步驟(步驟f)、第二介電體層106的成膜步驟(步驟g)、光吸收補償層7的成膜步驟(步驟d)和反射層8的成膜步驟(步驟e)，然后是在反射層8表面上形成粘合層9的步驟，以及貼合上基板10的步驟。由于步驟a，b，d和e如實施方案1相關說明所述，因此這里的說明予以省略。下面僅就實施方案1的信息記錄介質制造中未實施的步驟加以說明。
步驟f在形成記錄層4后進行，它是在記錄層4的表面上成膜形成第二界面層105的步驟。在步驟f中，采用高頻電源進行濺射。濺射例如采用含Ge的濺射靶，在氬氣和氮氣的混合氣氛中進行，可以是反應性濺射。通過該反應性濺射，在記錄層4的表面上形成含Ge-N的界面層。
然后，實施步驟g，在第二界面層105的表面上成膜形成第二介電體層106。在步驟g中，使用高頻電源，例如用由ZnS-20摩爾％SiO2組成的濺射靶在氬氣氛或氬氣和氧氣的混合氣氛中進行濺射。這樣，就形成了由ZnS-20摩爾％SiO2組成的層。然后，在粘合等效基板10的步驟結束后，如實施方案1有關說明所述，根據(jù)需要進行初始化步驟，得到信息記錄介質26。
實施方案3下面描述用激光束來記錄和再生信息的作為本發(fā)明的實施方案3的其它光信息記錄介質例子。圖3中示出了該光信息記錄介質的部分截面。
圖3所示的信息記錄介質27具有這樣的結構，在基板1一側表面上依次形成第一介電體層102、第一界面層103、記錄層4、第二介電體層6、光吸收補償層7和反射層8，而且還有通過粘合層9粘合的等效基板1O。圖3所示的信息記錄介質27與圖10所示的以往的信息記錄介質31不同之處在于沒有第二界面層105。另外，信息記錄介質27與圖1所示的實施方案1的信息記錄介質25的不同之處是，在基板1和記錄層4之間依次層疊了第一介電體層102和第一界面層103。在信息記錄介質27中，第二介電體層6與實施方案1一樣是Zr-Cr-O基材料層或Zr-Cr-Zn-O基材料層。另外，在圖3中，與圖1中使用的符號相同的符號表示相同的部件，它用參照圖1描述的材料和方法來形成。因此，關于圖1已經描述的部件，省去了這些詳細的說明。
該方案中的信息記錄介質27中，第一介電體層102與以往的信息記錄介質中使用的ZnS-20摩爾％SiO2形成的結構相當。因此，為了防止由于反復記錄產生的物質在第一介電體層102和記錄層4之間移動，設置了第一界面層103。第一界面層103的較佳材料和厚度與參照圖2描述的實施方案2的信息記錄介質26的第二界面層105相同。因此關于該部分的詳細說明在此省略。
下面說明制造實施方案3的信息記錄介質27的方法。信息記錄介質27通過實施以下步驟來制得在基板1的形成有導向溝的表面上依次進行第一介電體層102的成膜步驟(步驟h)；第一界面層103的成膜步驟(步驟i)、記錄層4的成膜步驟(步驟b)；第二介電體層6的成膜步驟(步驟c)、光吸收補償層7的成膜步驟(步驟d)和反射層8的成膜步驟(步驟e)，然后是在反射層8表面上形成粘合層9的步驟，以及貼合上基板10的步驟。由于步驟b，c、d和e如實施方案1相關說明所述，因此這里的說明予以省略。下面僅就實施方案1的信息記錄介質制造中未實施的步驟加以說明。
步驟h是在基板1的表面上成膜形成第一介電體層102的步驟。其具體方法與實施方案2的制造方法中相關描述的步驟g相同。步驟i是在第一介電體層102表面上成膜形成第一界面層103的步驟。其具體方法與實施方案2的制造方法中相關描述的步驟f相同。然后，在粘合等效基板10的步驟結束后，如實施方案1有關說明所述，根據(jù)需要進行初始化步驟，得到信息記錄介質27。
實施方案4下面描述用激光束來記錄和再生信息的作為本發(fā)明的實施方案4的其它光信息記錄介質例子。圖4中示出了該光信息記錄介質的部分截面。
圖4所示的信息記錄介質28具有這樣的結構，在基板101的一側表面上依次形成反射層8、第二介電體層6、記錄層4和第一介電體層2，然后是通過粘合層9粘合的等效基板110。信息記錄介質28與圖10所示的以往的信息記錄介質31的不同之處是沒有第一界面層103和第二界面層105。另外，與圖1所示結構的信息記錄介質25不同，具有該結構的信息記錄介質沒有光吸收補償層7。
對于具有該結構的信息記錄介質28，激光束12從等效基板110側射入，通過這種方式來進行信息的記錄和再生。為了提高信息記錄介質的記錄密度，需要使用短波長的激光束并且縮小激光束光圈，從而在記錄層上形成小的記錄標記。為了縮小激光束光圈，必需增大物鏡的數(shù)值孔徑NA。然而，NA如果變大，則焦點位置會變淺。這樣，激光束射入的基板要薄。在圖4所示信息記錄介質28中，由于無需具有作為記錄層等形成時的支持體的功能，激光束從側面射入的等效基板110的厚度可以較薄。因此，通過這樣的結構，可以得到能有密度更高的記錄的大容量信息記錄介質28。具體地說，利用這種結構，使用波長約405nm的青紫色區(qū)域的激光束進行記錄再生，可得到容量為25GB的信息記錄介質。
在該信息記錄介質中，第一和第二介電體層2和6與實施方案1一樣，是Zr-Cr-O基材料層或Zr-Cr-Zn-O基材料層。Zr-Cr-O基材料層和Zr-Cr-Zn-O基材料層與反射層等的形成順序以及記錄容量無關，適合用作介電體層。由于Zr-Cr-O基材料層和Zr-Cr-Zn-O基材料層所含材料在實施方案1中已有相關描述，所以省略關于這些的詳細說明。
如上所述，該信息記錄介質28適合用短波長激光束來記錄再生。因此，第一和第二介電體層2和6的厚度可從例如λ為405nm時的較佳光程長來求得。為了提高信息記錄介質28的記錄標記的再生信號振幅，提高信號質量，通過根據(jù)矩陣方法計算來嚴格確定第一介電體層2和第二介電體層6的光程長nd，從而滿足例如Rc≥20％，且Ra≤5％。結果，在用具有上述折射率的Zr-Cr-O基材料層或Zr-Cr-Zn-O基材料層作為第一介電體層2和第二介電體層6的情況下，第一介電體層2的厚度宜為30-100nm，更佳的為50-80nm。另外，第二介電體層6的厚度宜為3-50nm，更佳的為10-30nm。
基板101與實施方案1的基板1一樣是透明的圓盤狀板。在基板101的形成反射層等的側面上，為了引導激光束，宜形成導向溝。在形成導向溝的場合，與實施方案1一樣，將面23稱為溝面23，將面24稱為脊面24。基板101中，溝面23和脊面24的距離宜為10nm-30nm，更佳的為15nm-25nm。另外，希望沒有形成層的一側表面是平滑的。作為基板101的材料，可以列舉與實施方案1的基板1的材料相同的材料。基板101的厚度宜為1.0-1.2毫米?；?01的厚度宜比實施方案1的基板1厚。這樣，如下文所述，因為等效基板110的厚度變薄，基板101必需確保信息記錄介質的強度。
等效基板110和基板101一樣是透明的圓盤狀板。如上所述，通過用圖4所示的結構，通過使等效基板110的厚度變小，使得用短波長激光束進行記錄變成可能。因此，等效基板110的厚度宜為40-110微米。更佳的是，粘合層9和等效基板110的總厚度宜在50-120微米之間。
由于等效基板110較薄，因此它宜用聚碳酸酯、無定形聚烯烴或PMMA等樹脂形成，特別佳的是用聚碳酸酯來形成。另外，由于等效基板110位于激光束12入射側的位置，所以較佳的是在短波長區(qū)域中的光學雙折射小的物質。
粘合層9宜用透明的紫外線硬化性樹脂來形成。粘合層9的厚度宜為5-15微米。粘合層9兼?zhèn)淞说刃Щ?10的功能，當其形成厚度為50-120微米時，可以省去等效基板110。
另外，所附與實施方案1同一符號的部件已經在實施方案1的相關描述中說明，因此省去這些說明。
在本方案的信息記錄介質變化例子中，例如，僅僅第一介電體層是Zr-Cr-O基材料層或Zr-Cr-Zn-O基材料層，第二介電體層用ZnS-20摩爾％SiO2形成，在第二介電體層和記錄層之間形成第二界面層?；蛘撸谠摲桨傅男畔⒂涗浗橘|的其它變化例子中，僅僅第二介電體層是Zr-Cr-O基材料層或Zr-Cr-Zn-O基材料層，而第一介電體層用ZnS-20摩爾％SiO2形成，且在第一介電體層和記錄層之間形成第一界面層。
下面描述制造實施方案4的信息記錄介質28的方法。信息記錄介質28通過以下步驟制得將形成有導向溝(溝面23和脊面24)的基板101裝在成膜裝置上，在基板101的形成有導向溝的表面上依次進行反射層8的成膜步驟(步驟e)；第二介電體層6的成膜步驟(步驟c)；記錄層4的成膜步驟(步驟b)；第一介電體層2的成膜步驟(步驟a)，然后在第一介電體層2的表面上形成粘合層9，以及粘合基板110。
首先進行步驟e，在基板101的形成有導向溝的面上成膜形成反射層8。實施步驟e的具體方法如實施方案1中相關說明所述。然后，依次實施步驟c、步驟b和步驟a。步驟c、b和a的具體實施方法如實施方案1中相關說明所述。在本方案的信息記錄介質的制造方法中，各步驟的實施次序與實施方案1的信息記錄介質的制造方法中的次序不同。
在第一介電體層2成膜后，將依次層疊了從反射層8至第一介電體層2的基板101從濺射裝置中取出。然后，例如用旋涂法將紫外線硬化性樹脂涂布在第一介電體層2上。將等效基板110粘合在涂布的紫外線硬化性樹脂上，從等效基板110側照射紫外線，使樹脂固化，從而結束貼合步驟。通過使粘合層形成厚度在60微米-120微米并用紫外線照射該層，可以省去等效基板110的貼合步驟。
貼合步驟結束后，根據(jù)需要進行初始化步驟。初始化步驟的方法如實施方案1相關說明所述。
實施方案5下面描述用激光束來記錄和再生信息的作為本發(fā)明的實施方案5的其它光信息記錄介質例子。圖5中示出了該光信息記錄介質的部分截面。
圖5所示的信息記錄介質29是在基板101一側表面上依次形成第二信息層22、中間層16和第一信息層21，然后靠粘合層9來層疊等效基板110而構成的。更詳細地說，第二信息層22由在基板101一側表面上依次形成第二反射層20、第五介電體層19、第二記錄層18和第四介電體層17而構成的。在第四介電體層17的表面上形成中間層16。第一信息層21是在該中間層16的表面上依次形成第三介電體層15、第一反射層14、第二介電體層6、第一記錄層13和第一介電體層2來構成的。在該方案中，激光束12也從等效基板110一側射入。另外，在該方案的信息記錄介質中，兩層記錄層均能記錄信息。因此，利用該結構可以得到容量為實施方案4的2倍的信息記錄介質。具體地說，利用該結構，可以得到例如用波長405納米附近的青紫色區(qū)域的激光束來記錄再生的容量為50GB的信息記錄介質。
第一信息層2 1中的記錄再生靠通過等效基板110的激光束12進行。第二信息層22中的記錄再生靠通過等效基板110、第一信息層21和中間層16的激光束12來進行。
同樣，在圖5所示方案的信息記錄介質29中，第五介電體層19、第四介電體層17、第二介電體層6和第一介電體層2的任一個可以是Zr-Cr-O基材料層或Zr-Cr-Zn-O基材料層。如果使用了這些材料層，則第一記錄層13和第一介電體層2之間，第一記錄層13和第二介電體層6之間，第二記錄層18和第四介電體層17之間，以及第二記錄層18和第五介電體層19之間不需要界面層。Zr-Cr-O基材料層或Zr-Cr-Zn-O基材料層的具體材料如實施方案1中相關說明所述，關于這些的詳細說明在此省略。
第五介電體層19和第二介電體層6具有作為反射層和記錄層之間隔熱層的功能。因此，第五介電體層19和第二介電體層6宜是基本上由(式(ZrO2)X(Cr2O3)Y(SiO2)100-X-Y(即，式(21))表示的材料、或式(ZrO2)C(Cr2O3)E(D)F(SiO2)100-C-E-F(即，式(3))表示的材料組成的層。另外，第五介電體層19和第二介電體層6的膜厚度宜為3-50納米，更佳的為10-30nm。
第四介電體層17和第一介電體層2是第二信息層22和第一信息層21中激光束12到達記錄層18和13之前射入的層。因此，希望第四介電體層17和第一介電體層2由透明且熱傳導率低的材料構成。這樣的材料是上述式(21)和式(3)表示的材料。第四介電體層17和第一介電體層2的膜厚宜為30-100nm，更佳的是50-80nm。
這樣，在圖5所示的單面兩層結構的信息記錄介質中，通過使位于記錄層兩側的介電體層為Zr-Cr-O基材料層或Zr-Cr-Zn-O基材料層，介電體層可以與記錄層直接接觸而沒有界面層介入。因此，根據(jù)本發(fā)明，在單面2層結構的信息記錄介質中，可以減少總體的構成層數(shù)。另外，通過用上述特定材料來形成介電體層，可以調節(jié)折射率以及介質的記錄敏感度，從而可根據(jù)信息記錄介質的種類進行最優(yōu)化。
第三介電體層15位于中間層16和第一反射層14之間。第三介電體層15宜是透明的且具有高折射率，從而使其具有提高第一信息層21的透光率的功能。另外，第三介電體層15宜由熱傳導率高的材料組成，從而使其與反射層一樣具有迅速擴散第一記錄層13的熱量的功能。滿足這些條件的材料是TiO2和Cr2O3。另外，宜采用(ZrO2)M(Cr2O3)100-M(即，式(11))表示的材料。在用式(11)表示的材料來形成第三介電體層15時，在Cr2O3的比例為40摩爾％以上條件下，宜通過改變組成來調節(jié)熱傳導率。當使用TiO2、Cr2O3或(ZrO2)M(Cr2O3)100-M時，可得到2.4-2.8的高折射率。第三介電體層15的膜厚宜為10-30nm。
基板101與實施方案4的基板101相同。因此，這里省去關于基板101的詳細說明。
第二反射層20與實施方案1的反射層8相同。另外，第二記錄層18與實施方案1的記錄層4相同。因此，這里省去與第二反射層20和第二記錄層18有關的詳細說明。
設置中間層16是為了使第一信息層21中的激光束焦點位置和第二信息層22中的焦點位置顯著不同。在中間層16中，可根據(jù)需要在第一信息層21側形成導向溝。中間層16可用紫外線硬化性樹脂來形成。希望中間層116對于記錄再生用的波長為λ的光是透明的，從而使激光束12有效地達到第二信息層22。中間層16的厚度要在根據(jù)物鏡數(shù)值孔徑NA和激光束波長確定的焦點深度ΔZ之上。ΔZ可以近似等于λ/{2(NA)2}。λ＝405nm，NA＝0.85時，ΔZ＝0.28。另外，由于該值的±0.3微米范圍包括在焦點深度范圍內，所以中間層的厚度必需在0.8微米以上。另外，中間層16的厚度與等效基板110的厚度之和宜在所用物鏡容許的基板厚度公差內，從而使第一信息層21的第一記錄層13和第二信息層22的第二記錄層18之間的距離在物鏡能聚光的范圍內。因此，中間層的厚度宜為10-40微米。
中間層16可根據(jù)需要由多層樹脂層層疊而成。具體地說，宜由保護第四介電體層17的層和具有導向溝的層構成。
第一反射層14具有使第一記錄層13的熱量迅速擴散的功能。另外，當?shù)诙畔?2進行記錄再生時，由于使用了透過第一信息層21的激光束12，所以第一信息層21整體要有高的透光率，較佳的有45％以上的透光率。因此，與第二反射層20相比，第一反射層14的材料和厚度有局限性。為了使第一反射層14的光吸收減少，希望第一反射層14的厚度薄，具有小的消光系數(shù)，且具有大的熱傳導率。具體地說，第一反射層14宜用含Ag的合金來制成厚度為5-15納米的膜。
另外，為了確保第一信息層21有高的透光率，第一記錄層13與第二記錄層18相比其材料和膜厚度有限制。形成的第一記錄層13宜為共晶相中的透過率與非晶相中的透過率平均為45％以上。因此，第一記錄層13的膜厚度宜小于7nm。第一記錄層13構成材料的選擇使得，即使它是如此薄的膜，也可確保通過熔融和驟冷來形成良好的記錄標記，再生成質量高的信號，而且通過升溫和逐步冷卻能刪除記錄標記。具體地說，第一記錄層13宜用可逆的相轉變材料Ge-Sb-Te(如GeTe-Sb2Te3基材料)、或Ge-Sn-Sb-Te(如GeTe-Sb2Te3基材料的一部分Ge被Sn替換而獲得)來形成。也可用Ge-Bi-Te(如GeTe-Bi2Te3基材料)或Ge-Bi-Te的一部分Ge被Sn替換而獲得的Ge-Sn-Bi-Te。
粘合層9與實施方案4的粘合層9一樣，宜用透明的紫外線硬化性樹脂形成。粘合層9的厚度宜為5-15微米。
等效基板110與實施方案4的等效基板110相同。因此，關于等效基板的詳細說明在此省去。另外，在該方案中，粘合層9也兼?zhèn)涞刃Щ?10的功能，當形成的厚度為50-120微米時，等效基板110也能省去。
上面描述了具有兩個有記錄層的信息層的結構的信息記錄介質。具有多個記錄層的信息記錄介質不局限于該結構，含有三個以上信息層的結構也是可能的。另外，在圖示方案的變化例子中，例如，兩個信息層中一個是具有產生可逆相轉變的記錄層的信息層，另一個是具有產生非可逆相轉變記錄層的信息層。
另外，在具有3個信息層的信息記錄介質中，也可以3個信息層中的一個作為再生專用的信息層，另一個是具有產生可逆相轉變的記錄層的信息層，還有一個是具有產生非可逆相轉變的記錄層的信息層。這樣，具有兩個以上信息層的信息記錄介質具有多種變化方案。在任一方案中，通過用Zr-Cr-O基材料層或Zr-Cr-Zn-O基材料層作為介電體層，均可使記錄層與介電體層之間無需設置界面層。
下面將描述實施方案5的信息記錄介質29的制造方法。信息記錄介質29是用以下步驟制得的在基板101上依次進行第二反射層20的成膜步驟(步驟j)、第五介電體層19的成膜步驟(步驟k)、第二記錄層18的成膜步驟(步驟l)以及第四介電體層17的成膜步驟(步驟m)，然后在第四介電體層17表面上進行形成中間層16的步驟，然后在中間層16的表面上依次進行第三介電體層15的成膜步驟(步驟n)、第一反射層14的成膜步驟(步驟o)、第二介電體層6的成膜步驟(p)、第一記錄層13的成膜步驟(步驟q)以及第一介電體層2的成膜步驟(步驟r)，再在第一介電體層2的表面上進行形成粘合層9的步驟，以及貼合粘上基板110的步驟。
步驟j-m相當于形成第二信息層22的步驟。步驟j是在基板101的形成有導向溝的面上進行的第二反射層20的成膜步驟。步驟j的實施與實施方案1中的步驟e相同。然后，實施步驟k，在第二反射層20的表面進行第五介電體層19的成膜。步驟k的實施與實施方案1中的步驟c相同。然后，實施步驟l，在第五介電體層19的表面上進行第二記錄層18的成膜。步驟l的實施與實施方案1中的步驟b相同。最后，實施步驟m，在第二記錄層18的表面上進行第四介電體層17的成膜。步驟m的實施與實施方案1中的步驟a相同。
將通過步驟j-m形成第二信息層22的基板101從濺射裝置中取出，形成中間層16。中間層16按以下次序形成。首先，用例如旋涂法將紫外線固化性樹脂涂布在第四介電體層17的表面上。然后，使形成了導向溝的聚碳酸酯基板導向溝側與紫外線硬化性樹脂粘合。在該狀態(tài)下用紫外線照射，使樹脂硬化，然后將形成導向溝的聚碳酸酯基板剝離。這樣，導向溝就轉移印刻到紫外線硬化性樹脂上，形成了如圖所示的具有導向溝的中間層16。在其它方法中，中間層16可以這樣來形成，在紫外線硬化性樹脂上形成保護第四介電體層17的層，在其上再形成具有導向溝的層。在這種情況下，所得中間層是兩層結構。
再次將形成至中間層的基板101放入濺射裝置，在中間層16的表面上形成第一信息層21。第一信息層21的形成步驟對應于步驟n-r。
步驟n是在中間層16的有導向溝的面上進行的第三介電體層15的成膜步驟。步驟n是使用高頻電源和由TiO2或Cr2O3組成的濺射靶，在氬氣氛或氬氣和氧氣的混合氣氛中實施濺射?；蛘?，在步驟n中，使用由ZrO2和Cr2O3的混合物組成的濺射靶，在氬氣氛中進行濺射?；蛘?，在步驟n中，使用Ti或Cr組成的濺射靶，在氬氣和氧氣的混合氣氛中進行反應性濺射。
然后，實施步驟o，在第三介電體層15的表面使第一反射層14成膜。在步驟o中，使用直流電源，用含Ag的合金濺射靶，在氬氣氛中進行濺射。
然后，實施步驟p，在第一反射層14的表面上使第二介電體層6成膜。步驟p的實施與步驟k相同。
然后，實施步驟q，在第二介電體層6的表面上使第一記錄層13成膜。在步驟q中，使用直流電源和含有選自Ge-Sb-Te，Ge-Sn-Sb-Te，Ge-Bi-Te，Ge-Sn-Bi-Te，Ge-Sb-Bi-Te和Ge-Sn-Sb-Bi-Te的任一種材料的濺射靶，在氬氣氛或氬氣和氮氣的混合氣氛中進行濺射。
然后，實施步驟r，在第一記錄層13的表面上使第一介電體層2成膜。步驟r的實施與步驟m相同。這樣，通過依次實施步驟n-r，形成了第一信息層21。
將形成至第一信息層21的基板101從濺射裝置中取出。用例如旋涂法將紫外線硬化性樹脂涂布到第一介電體層2的表面上。使等效基板110與涂布的紫外線硬化性樹脂粘合，從等效基板110側照射紫外線，使樹脂硬化，結束貼合步驟。同樣，在實施方案5的信息記錄介質的制造方法中，與實施方案4的信息記錄介質的制造方法一樣，等效基板110的貼合步驟可以省去。
貼合步驟結束后，根據(jù)需要進行第二信息層22和第一信息層21的初始化步驟。第二信息層22的初始化可在形成中間層之前或之后進行，第一信息層21的初始化可在等效基板110貼合步驟之前或之后進行。初始化步驟的實施方法如實施方案1中相關說明所述。
實施方案6下面描述用激光束來記錄和再生信息的作為本發(fā)明實施方案6的其它光信息記錄介質的例子。圖6顯示了該光信息記錄介質的一部分截面。
圖6所示的信息記錄介質30具有這樣的結構，在基板1的一側表面上依次形成第一介電體層102、第一界面層3、記錄層4、第二界面層5、第二介電體層106、光吸收補償層7和反射層8，另外通過粘合層9粘合有等效基板10。在圖6所示的信息記錄介質30中，第一界面層3和第二界面層5是Zr-Cr-O基材料層或Zr-Cr-Zn-O基材料層。另外，在圖6中，與圖1中使用的符號相同的符號表示相同的部件，它用參照圖1描述的材料和方法來形成。因此，關于圖1已經描述的部件，省去了它們的詳細說明。
本方案的信息記錄介質的結構相當于以往的信息記錄介質中使用ZnS-20摩爾％SiO2來形成的第一介電體層102和第二介電體層106的結構。在這樣的結構中，第一界面層3和第二界面層5可使用Zr-Cr-O基材料層或Zr-Cr-Zn-O基材料層。第一界面層3和第二界面層5的較佳材料與實施方案1中第一介電體層2和第二介電體層6的材料相同。因此，關于其詳細說明在此省略。第一界面層3和第二界面層5的厚度宜為1-10nm，更佳的為2-7nm，以使記錄和刪除性能不受影響。與以往的含Ge的氮化物組成的界面層相比，Zr-Cr-O基材料層或Zr-Cr-Zn-O基材料層的界面層具有材料成本低、消光系數(shù)低(透明度高)以及熔點高而熱穩(wěn)定的優(yōu)點。
下面說明實施方案6的信息記錄介質30的制造方法。信息記錄介質30通過實施以下步驟來制得在基板1的形成有導向溝的表面上依次進行第一介電體層102的成膜步驟(步驟h)；第一界面層3的成膜步驟(步驟s)、記錄層4的成膜步驟(步驟b)；第二界面層5的成膜步驟(步驟t)、第二介電體層106的成膜步驟(步驟g)、光吸收補償層7的成膜步驟(步驟d)和反射層8的成膜步驟(步驟e)，然后是在反射層8的表面上形成粘合層9的步驟，以及貼合上基板10的步驟。步驟b，d和e如實施方案1相關說明所述，步驟g如實施方案2相關說明所述，步驟h如實施方案3的相關說明所述，因此，說明在此省略。
步驟s是在第一介電體層102的表面上進行第一界面層3的成膜步驟。步驟s的實施與實施方案1中的步驟a相同。步驟t是在記錄層4的表面上進行的第二界面層5的成膜步驟。步驟t的實施與實施方案1的步驟c相同。
上面參照圖1至圖6描述了作為本發(fā)明信息記錄介質實施方案的用激光束進行記錄和再生的光信息記錄介質。本發(fā)明的光信息記錄介質不局限于這些方案。本發(fā)明的光信息記錄介質可以是任意方案，只要構成層之一，較佳的是與記錄層接觸的層是Zr-Cr-O基材料層或Zr-Cr-Zn-O基材料層即可。另外，本發(fā)明的光信息記錄介質適合用各種波長來記錄。因此，本發(fā)明的光信息記錄介質例如是用波長630-680nm的激光束來記錄再生的DVD-RAM或DVD-R，以及用波長400-450nm的激光束來記錄再生的大容量盤等。
實施方案7下面顯示了通過施加電能來實施信息的記錄和再生的作為本發(fā)明實施方案7的信息記錄介質例子。圖8示出了該信息記錄介質的部分截面。
圖8是在基板201表面上以下部電極202、記錄部203和上部電極204的次序形成的存儲器207。存儲器207的記錄部203具有含有圓柱狀記錄層205和包圍記錄層205的介電體層206的結構。與先前參照圖1-圖6描述的光信息記錄介質不同，在本方案的存儲器207中，記錄層205和介電體層206形成在同一面上，它們沒有層疊關系。然而，由于記錄層205和介電體層206均構成了存儲器207中含有基板201、下部電極202和上部電極204的層疊體的一部分，因此它們均可稱為“層”。因此，本發(fā)明的信息記錄介質也可包括記錄層和介電體層在同一面上的方案。
具體地說，可以使用Si基板等半導體基板、或聚碳酸酯基板、SiO2基板和Al2O3基板等絕緣性基板作為基板201。下部電極202和上部電極204可用合適的導電材料形成。例如，下部電極202和上部電極204可通過濺射Au，Ag，Pt，Al，Ti，W和Cr及其混合物等金屬來形成。
構成記錄部203的記錄層205通過施加電能由相轉變材料組成，因此，它可以稱為相轉變部。記錄層205用利用施加電能產生的焦耳熱來引起晶相和非晶相之間相轉變的材料形成。作為記錄層205的材料例如使用Ge-Sb-Te，Ge-Sn-Sb-Te，Ge-Bi-Te，Ge-Sn-Bi-Te，Ge-Sb-Bi-T和Ge-Sn-Sb-Bi-Te材料，更具體地用GeTe-Sb2Te3基材料或GeTe-Bi2Te3。
構成記錄部203的介電體層206具有防止因在上部電極204和下部電極202之間施加電壓而在記錄層205中流過的電流向周圍逃逸和在熱學和電學上使記錄層205絕緣的功能。因此，介電體層206也可稱為隔熱部。介電體層206是Zr-Cr-O基材料層或Zr-Cr-Zn-O基材料層。具體地說，是基本上由上述式(1)、(11)、(2)、(21)、(22)、(3)或(31)表示的材料組成的層。較佳的是采用Zr-Cr-O基材料層或Zr-Cr-Zn-O基材料層，因為其熔點高，即使在加熱情況下，材料層中的原子也難以擴散，而且熱傳導率低。
關于該存儲器207的操作方法將在下述實施例進一步說明。
實施例試驗1首先，通過試驗確認本發(fā)明信息記錄介質制造方法中所用的Zr-Cr-O基濺射靶的標稱組成(換言之，靶生產商市售時向公眾表示的組成)、其分析組成以及用該靶得到的Zr-Cr-O基材料層的分析組成之間的關系。
在本試驗中，進行了對Zr-Cr-O基材料中的一種材料即ZrO2-Cr2O3基材料所組成的濺射靶的組成分析，研究其標稱組成和分析組成間的差別。更詳細地說，將標稱組成為式(110)(ZrO2)m(Cr2O3)100-m(摩爾％)……(110)表示的m值不同(m＝20和80)的兩種濺射靶制成粉末，用X射線微量分析儀分析其組成。結果，得到的濺射靶的分析組成不是以化合物為基準(本試驗中是氧化物基準)的式(110)，而是元素為基準的式(10)ZrJCrKO100-J-K(原子％)……(10)。所得的靶的分析組成如表1所示。另外，濺射靶的標稱組成用氧化物之比表示的氧化物基準來表示，根據(jù)該標稱組成通過理論計算求出以元素為基準的換算組成(原子％)。計算出的換算組成(原子％)示于表1。
表1

如表1所示，用(ZrO2)m(Cr2O3)100-m(摩爾％)的式(110)表示標稱組成的濺射靶粉末的分析結果得到，m＝20的靶的分析組成為Zr4Cr35O61(原子％)，m＝80的靶的分析組成為Zr23Cr12O65(原子％)。這些分析組成與標稱組成(摩爾％)的換算組成(原子％)基本上相等。因此，發(fā)現(xiàn)用(ZrO2)m(Cr2O3)100-m(摩爾％)的式(110)表示且m滿足20≤m≤80的靶組成在用ZrJCrKO100-J-K(原子％)的式(10)表示時，J和K各自滿足3≤J≤24和11≤K≤36且34≤J+K≤40。
另外，用具有上述2種標稱組成(摩爾％)的濺射靶通過濺射法來形成作為介電體層的Zr-Cr-O基材料層，用X射線微量分析儀分析該介電體層的組成。該結果得到的介電體層的分析組成不是以氧化物為基準的式(11)表示(ZrO2)M(Cr2O3)100-M(摩爾％)……(11)，而是以元素為基準的式(1)表示ZrQCrRO100-Q-R(原子％)……(1)。介電體層(Zr-Cr-O基材料層)的分析組成如表1所示。
在本試驗中，將具有表1所示標稱組成的濺射靶(直徑100毫米，厚6毫米)裝入常規(guī)成膜裝置(濺射裝置)中，在0.13Pa的壓力下，在氬氣(100％)氣氛中用高頻電源以500W的功率進行濺射，在Si基板上形成500nm厚度的介電體層。
采用(ZrO2)m(Cr2O3)100-m(摩爾％)的式(110)表示的濺射靶通過濺射法形成的介電體層的分析組成與濺射靶的換算組成和分析組成均非常相近。
因此，和濺射靶的分析組成的式(10)中的J和K一樣，希望介電體層的分析組成的式(1)中的Q和R滿足3≤Q≤24，11≤R≤36，且34≤Q+R≤40。然而，隨著介電體層的組成、成膜裝置的結構和成膜條件、濺射靶的尺寸和氣體氣氛的組成等的不同，即使用相同的濺射靶濺射，也會產生差異?？紤]到這些可能性，上述式(1)的Q和R宜滿足0＜Q≤30，7≤R≤37且20≤Q+R≤60，更佳的是滿足3≤Q≤24，11≤R≤36，且34≤Q+R≤40。
另外，認為通過介電體層分析測出的Zr和Cr通常分別以ZrO2和Cr2O3的形態(tài)在介電體層中穩(wěn)定存在。因此，如本試驗所述，當通過濺射靶分析檢測出的Zr和Cr含量與通過介電體層分析檢測出的Zr和Cr含量幾乎相同時，認為濺射靶的標稱組成(摩爾％)與用該濺射靶通過濺射形成的介電體層的組成(摩爾％)相同。該結果表明，用以(ZrO2)m(Cr2O3)100-m(摩爾％)的式(110)表示標稱組成的濺射靶通過濺射形成的介電體層(Zr-Cr-O基材料層)可用(ZrO2)M(Cr2O3)100-M(摩爾％)的式(11)表示，在這里，M與式(110)中的m基本上相同。
試驗2在本試驗中，與試驗1一樣，進行了對Zr-Cr-O基材料之一的ZrO2-Cr2O3-SiO2基材料組成的濺射靶的組成分析，研究該標稱組成和分析組成的差別。更具體地說，用式(210)(ZrO2)x(Cr2O3)y(SiO2)100-x-y(摩爾％)……(210)表示標稱組成、x和y值不同(x＝20，y＝60；x＝70，y＝20；和x＝30，y＝30)的3種濺射靶制成粉末，進行與試驗1同樣的分析。結果，得到濺射靶的分析組成不是以氧化物為基準的式(210)，而是以元素為基準的式(20)ZrGCrHSiLO100-G-H-L(原子％)……(20)。得到的靶的分析組成示于表2。另外，與試驗1相同，表2中還顯示了根據(jù)濺射靶的標稱組成計算出的換算組成(原子％)。另外，在表2所示的換算組成中，所有元素的比例的總數(shù)不一定是100％，這是因為換算組成是通過適當?shù)厮纳嵛迦胗嬎愕玫降摹?br> 表2

如表2所示，用(ZrO2)x(Cr2O3)y(SiO2)100-x-y(摩爾％)的式(210)表示標稱組成的濺射靶粉末的分析結果得到，x＝20、y＝60的靶的分析組成為Zr4.8Cr29Si4.5O61.7(原子％)，x＝70、y＝20的靶的分析組成為Zr20.6Cr11.8Si2.55O65.1(原子％)，x＝30、y＝30的靶的分析組成為Zr8Cr17Si11O64(原子％)。這些分析組成與標稱組成(摩爾％)的換算組成(原子％)基本上相等。因此，知道用(ZrO2)x(Cr2O3)y(SiO2)100-x-y(摩爾％)的式(210)表示且x和y滿足60≤x+y≤90、20≤x≤70以及20≤y≤60的靶組成在用ZrGCrHSiLO100-G-H-L(原子％)的式(20)表示時，G、H和L滿足4≤G≤21、11≤H≤30、2≤L≤12，且34≤G+H+L≤40。
另外，用具有上述3種標稱組成(摩爾％)的濺射靶通過濺射法來形成作為介電體層的Zr-Cr-O基材料層，與試驗1一樣分析該介電體層的組成。結果得到的介電體層的分析組成不以氧化物為基準的式(21)表示，(ZrO2)X(Cr2O3)Y(SiO2)100-X-Y(摩爾％)……(21)而是以元素為基準的式(2)表示ZrUCrVSiTO100-U-V-T(原子％)……(2)。介電體層(Zr-Cr-O基材料層)的分析組成如表2所示。
在本試驗中，對具有表2所示標稱組成的濺射靶在與試驗1相同的條件下進行濺射，在碳(C)基板上形成500nm的厚度。
同試驗1一樣，用(ZrO2)x(Cr2O3)y(SiO2)100-x-y(摩爾％)的式(210)表示的濺射靶通過濺射法形成的介電體層的分析組成與濺射靶的換算組成和分析組成均非常相近。
因此，和濺射靶的分析組成式(20)中的G、H和L一樣，希望介電體層的分析組成的式(2)中的U、V和T滿足4≤U≤21，11≤V≤30、2≤T≤12且34≤U+V+T≤40。然而，考慮到與試驗1一樣的可能性，上述式(2)的U、V和T宜滿足0＜U≤30，7＜V≤37以及0＜T≤14且20≤U+V+T≤60，更佳的是滿足4≤U≤21，11≤V≤30、2≤T≤12且34≤U+V+T≤40。
另外，認為通過分析介電體層測出的Zr、Cr和Si通常分別以ZrO2、Cr2O3和SiO2的形態(tài)在介電體層中穩(wěn)定存在。因此，出于與試驗1同樣的考慮，用以(ZrO2)x(Cr2O3)y(SiO2)100-x-y(摩爾％)的式(210)表示標稱組成的濺射靶通過濺射形成的介電體層(Zr-Cr-O基材料層)可用(ZrO2)X(Cr2O3)Y(SiO2)100-X-Y(摩爾％)的式(21)表示，在這里，X和Y與式(210)中的x和y基本上相同。
根據(jù)試驗1和2的結果，從濺射靶的標稱組成得到的換算組成與分析組成極為相近，而且，只要在本發(fā)明者所采用的條件下形成Zr-Cr-O基材料層，它與介電體層的分析組成也相近，所以濺射靶的換算組成(原子％)基本上可以看成使用該靶通過濺射形成的介電體層的組成(原子％)。另外，只要在本發(fā)明者采用的條件下形成Zr-Cr-O基材料層，濺射靶的標稱組成(摩爾％)基本上可看作介電體層的組成(摩爾％)。
另外，試驗1和2是關于Zr-Cr-O基材料層的試驗，但是認為關于Zr-Cr-Zn-O基材料層也是一樣的。
因此，在下列實施例中，用標稱組成(摩爾％)表示濺射靶的組成，只要沒有特別說明，認為濺射靶與用該濺射靶通過濺射法形成的Zr-Cr-O基材料層或Zr-Cr-Zn-O基材料層的組成(摩爾％)是相同的。還有，在以下實施例中，濺射靶以及Zr-Cr-O基材料層或Zr-Cr-Zn-O基材料層的組成僅以化合物為基準的組成(摩爾％)來表示。然而，本領域技術人員根據(jù)以化合物為基準的組成(摩爾％)能容易地換算出以元素為基準的組成(原子％)。
(實施例1)在實施例1中，作為本發(fā)明完成前的預備試驗，制備與實施方案1中參照圖1所述的信息記錄介質25相同結構的、第一介電體層和第二介電體層由相同組成的材料組成的信息記錄介質，這些介電體層的材料如表3所示的那樣作各種變化。
下面說明關于信息記錄介質的制造方法。為了便于理解，用圖1的信息記錄介質25中的構成部件相同的編號作為各構成部件的參照編號(另外，對于下述實施例中的信息記錄介質也是一樣，用對應的信息記錄介質中的構成部件的相同編號作為各構成部件的參照編號)。
首先，準備直徑120毫米、厚0.6毫米的圓形聚碳酸酯基板作為基板1，該片側面上預先設有深56nm、磁道間距(track pitch)(與基板主面平行的面內溝面和脊面的中心間距離)0.615微米的導向溝。
在該基板1上用濺射法成膜，按以下次序形成厚150nm的(ZnS)80(SiO2)20(摩爾％)的第一介電體層2、厚9nm的Ge27Sn8Sb12Te53(原子％)的記錄層4、厚50nm的(ZnS)80(SiO2)20(摩爾％)的第二介電體層6、厚40nm的Ge80Cr20(原子％)的光吸收補償層7和厚80nm的Ag-Pd-Cu反射層8。
在第一介電體層2的成膜步驟中，將組成為(ZnS)80(SiO2)20(摩爾％)的濺射靶(直徑為100毫米、厚6毫米)放入成膜裝置，導入氬氣(97％)和氧氣(3％)的混合氣體，用400W的功率進行高頻濺射。濺射時的壓力約為0.13Pa。
在記錄層4的成膜步驟中，將由GeTe-Sb2Te3假二元系組成的一部分Ge被Sn置換的Ge-Sn-Sb-Te基材料組成的濺射靶(直徑100毫米、厚6毫米)放入成膜裝置，導入氬氣(97％)和氮氣(3％)的混合氣體，用100W的功率進行直流濺射。濺射時的壓力約為0.13Pa。
第二介電體層6的成膜步驟的實施與上述第一介電體層2的成膜步驟相同，只是改變層厚度，從而使第一介電體層2和第二介電體層6有基本上相同的組成。
在光吸收補償層7的成膜步驟中，將由組成為Ge80Cr20(原子％)的材料所組成的濺射靶(直徑100毫米、厚6毫米)放入成膜裝置，導入氬氣(100％)，用300W的功率進行直流濺射。濺射時的壓力約為0.4Pa。
在反射層8的成膜步驟中，將由組成為Ag-Pd-Cu的材料所組成的濺射靶(直徑100毫米、厚6毫米)放入成膜裝置，導入氬氣(100％)，用200W的功率進行直流濺射。濺射時的壓力約為0.4Pa。
如上所述在基板1上依次成膜形成第一介電體層2、記錄層4、第二介電體層6、光吸收補償層7和反射層8的層疊體后，將紫外線硬化性樹脂涂布到反射層8上，在涂布的紫外線硬化性樹脂上粘上直徑120毫米、厚0.6毫米的圓形聚碳酸酯基板作為等效基板10。然后，從等效基板10一側照射紫外線，使樹脂硬化。這樣，形成了厚30微米的由硬化樹脂組成的粘合層9，等效基板10靠粘合層9貼合在層疊體上。
貼合后，作為初始化步驟，用波長810nm的半導體激光使信息記錄介質25的記錄層4在涉及半徑為22-60毫米范圍的環(huán)狀區(qū)域內幾乎全面地結晶化。由此結束初始化步驟，完成樣品編號為1-1的信息記錄介質25的制作。
另外，制作樣品編號為1-2至1-16的信息記錄介質25，它們與樣品編號1-1的信息記錄介質25有同樣的結構，只是第一介電體層2和第二介電體層6的材料由表3所示的材料組成。除了改變第一介電體層和第二介電體層的成膜步驟外，這些信息記錄介質25的制造方法與上述樣品編號1-1的信息記錄介質25一樣。
為了制造樣品編號1-2至1-16的信息記錄介質25，在第一介電體層2和第二介電體層6的成膜步驟中，分別采用了由組成為SiO2、ZnS、(ZnSe)80(SiO2)20(摩爾％)、ZnSe、(ZnO)80(SiO2)20(摩爾％)、ZnO、Cr2O3、(Cr2O3)50(SiO2)50(摩爾％)、ZrO2、ZrSiO4、(ZrO2)80(SiO2)20(摩爾％)、Ge90Cr10(原子％)、(Bi2O3)80(SiO2)20(摩爾％)、TeO2和(TeO2)80(SiO2)20(摩爾％)的材料組成的濺射靶(直徑均為100毫米，厚均為6毫米)。
另外，根據(jù)用作濺射靶的材料的熔點等調節(jié)功率。具體地說，樣品編號1-2中為1kW；樣品編號1-3至1-7中與樣品編號1-1一樣，為400W；樣品編號1-8至1-12中為500W；樣品編號1-13中為300W；樣品編號1-14至1-16中為200W。樣品編號1-13中濺射時的壓力約為1.33Pa，其它樣品中的則與樣品編號1-1一樣，約為0.13Pa。對于導入成膜裝置的氣體，樣品編號1-2以及1-14至1-16中的與樣品編號1-1一樣，采用氬氣(97％)和氧氣(3％)的混合氣體，樣品編號1-3至1-12中采用氬氣(100％)，樣品編號1-13中采用氬氣(60％)和氮氣(40％)的混合氣體。
另外，在第一和第二介電體層的成膜步驟中，在樣品編號1-13的信息記錄介質場合，混合氣體中的氮氣與從濺射靶中濺射出的Ge和Cr反應形成Ge-Cr-N的介電體層。在其它樣品場合，認為形成的介電體層具有與所用濺射靶基本上相同的組成。
為了比較，如圖10所示，制作在第一介電體層102和記錄層4之間以及第二介電體層106和記錄層4之間有第一界面層103和第二界面層105的具有以往結構的信息記錄介質31。第一界面層103和第二界面層105均由Ge-Cr-N組成，形成5nm的厚度。
這種具有以往結構的信息記錄介質31除了在成膜形成第一界面層103和第二界面層105外，用與樣品編號1-1的信息記錄介質相同的制作條件來制作。在第一界面層103的成膜步驟中，將組成為Ge90Cr10(原子％)的材料所組成的濺射靶(直徑為100毫米，厚6毫米)放入成膜裝置，導入氬氣(60％)和氮氣(40％)的混合氣體，用300W的功率在約1.33Pa的壓力下進行高頻濺射。結果，混合氣體中的氮氣與從濺射靶濺射出的Ge和Cr反應形成Ge-Cr-N的第一界面層103。第二界面層105的成膜步驟在同樣的條件下進行。
對于上述所得樣品編號1-1至1-16的信息記錄介質25和比較例(以往的結構)的信息記錄介質31，評價它們的介電體層的粘合性以及信息記錄介質的反復改寫性能。如下文所述，粘合性通過有無剝離來評價，反復改寫性能通過反復改寫次數(shù)來評價。這些結果示于表3。還有，樣品編號1-1至1-16的信息記錄介質25和比較例的信息記錄介質31均不在本發(fā)明范圍內。
信息記錄介質25中的介電體層粘合性根據(jù)高溫高濕度條件下有無剝離來評價。具體地說，將初始化步驟后的信息記錄介質25于90℃、相對濕度80％的高溫高濕槽中放置100小時，然后用光學顯微鏡目視觀察記錄層和與之接觸的介電體層之間、更詳細地說是記錄層4和第一介電體層2以及第二介電體層6中的至少一方之間是否發(fā)生剝離。當然，沒有剝離的介質粘合性評價高，有剝離的介質的粘合性評價低。
另外，信息記錄介質25的反復改寫性能用反復改寫次數(shù)作為指標進行評價，反復改寫次數(shù)用以下條件確定。
為了將信息記錄到信息記錄介質25上，采用具有常規(guī)結構的信息記錄系統(tǒng)，該系統(tǒng)裝備有使信息記錄介質25旋轉的主軸馬達、和備有能產生激光束12的半導體激光器的光學頭、以及將激光束12聚焦在信息記錄介質25的記錄層4上的物鏡。在評價信息記錄介質25時，采用波長660nm的半導體激光器和數(shù)值孔徑為0.6的物鏡，進行相當于4.7GB容量的記錄。信息記錄介質25的旋轉線速度為8.2米/秒。另外，為了獲得下述的平均抖動值，用時間間隔分析儀測定抖動值。
首先為了確定測定反復改寫次數(shù)時的測定條件，用以下程序確定峰值功率(Pp)和偏壓功率(bias power，Pb)。用上述系統(tǒng)，將激光束12照射信息記錄介質25的同時在高功率水平的峰值功率和低功率水平的偏壓功率之間調節(jié)功率，使在記錄層4的同一溝面上記錄標記長度為0.42微米(3T)至1.96微米(14T)的隨機信號10次(溝記錄)。然后，測定前端間的抖動值和后端間的抖動值，求出其平均值作為平均抖動值。測定在固定偏壓功率而改變峰值功率的各記錄條件下的平均抖動值，逐步增加峰值功率，將隨機信號的平均抖動值達到13％時的峰值功率的1.3倍功率暫時確定為Pp1。然后，在峰值功率固定為Pp1、偏壓功率作各種變化的各記錄條件下測定平均抖動值，將隨機信號的平均抖動值在13％以下時的偏壓功率的上下限平均值設為Pb。然后，測定在偏壓功率固定為Pb、峰值功率作各種變化的各記錄條件下的平均抖動值，逐步增加峰值功率，將隨機信號的平均抖動值達到13％時的偏壓峰值功率的1.3倍的功率設為Pp。在如此設定的Pp和Pb條件下進行記錄時，例如在10次反復記錄中，可得到8-9％的平均抖動值?？紤]到系統(tǒng)的激光功率的上限，希望滿足Pp≤14mW，Pb≤8mW。
在本實施例中，作為反復改寫性能指標的反復改寫次數(shù)是根據(jù)平均抖動值來確定的。在上述那樣設定的Pp和Pb間調節(jié)激光束功率并向信息記錄介質25照射，以預定的重復次數(shù)在同一溝表面上連續(xù)記錄標記長度為0.42微米(3T)-1.96微米(14T)的隨機信號(溝記錄)后，測定平均抖動值。重復次數(shù)為1次、2次、3次、5次、10次、100次、200次和500次、1000至10000范圍內每隔1000次，20000至100000每隔10000次。測定平均抖動值達到13％時的反復改寫極限，通過此時的重復次數(shù)來評價反復改寫性能。當然，重復次數(shù)越大，反復改寫性能就越高。在信息記錄介質用作計算機的外部存儲器的場合，重復次數(shù)宜在10萬次以上，在聲音圖象記錄器用途中，宜在1萬次以上。表3

*Pp在14mW以下時不能記錄**不能改寫如表3所示，在樣品編號1-1至1-12的信息記錄介質中，發(fā)現(xiàn)沒有剝離(粘合性高)的信息記錄介質(即，樣品編號1-1和1-3至1-9)的重復次數(shù)全部不能達到100000次(反復改寫性能低)。與其相對的是，有剝離(粘合性低)的信息記錄介質(即，樣品編號1-2和1-10至1-12)的重復次數(shù)超過100000次(反復改寫性能高)。
另外，在樣品編號1-13和1-14的信息記錄介質中，峰值功率在14mW以下，不能形成充分的記錄標記。因此，它們的記錄敏感度低。作為其理由，估計是這些樣品中介電體層材料的熱傳導率比其它樣品中的高。
還有，樣品編號1-15和1-16的信息記錄介質不能進行改寫，在記錄時，介電體層的材料熔融而混入記錄層。認為這是因為這些樣品中的介電體層材料的熔點比其它材料中的低。
與之相對的是，具有以往構成的比較例信息記錄介質(有界面層)沒有剝離，且重復次數(shù)也在100000次以上，其粘合性和反復改寫性能都高。
根據(jù)上述預備試驗的結果表明，用氧化物、氮化物、硒化物、硫化物或其任一種與SiO2組合的混合物作為與記錄層粘合的介電體層材料的樣品編號1-1至1-16的信息記錄介質中沒有能夠同時滿足粘合性高和反復改寫性能高的介質。然而，從本實施例得知，用含有ZrO2的材料作為介電體層材料的信息記錄介質(樣品編號1-10至1-12)的反復改寫性能優(yōu)良，用含有ZnS、ZnO、ZnSe、Cr2O3的材料作為介電體層材料的信息記錄介質(樣品編號1-1和1-3至1-9)與記錄層的粘合性優(yōu)異。尤其是用Cr2O3組成的材料作為介電體層材料的信息記錄介質(樣品編號1-8)中，得到了10000次改寫次數(shù)的反復改寫性能。因此，預計通過以ZrO2和Cr2O3的混合物作為介電體層材料，能同時獲得高的粘合性和高的反復改寫性能。
實施例2在實施例2中，以同時獲得高粘合性和高的反復改寫性能為目的，用粘合性優(yōu)良的材料和反復改寫性能優(yōu)良的材料的混合物作為介電體層材料制作信息記錄介質。具體地說，將實施例1中的氧化物、硒化物、硫化物中的兩個組合而成的混合物(參照表4)作為介電體層材料。另外，在本實施例1中，與實施例1一樣制作信息記錄介質25，其中第一介電體層和第二介電體層由具有相同組成的材料組成，這些介電體層的材料如表4所示那樣作各種變化。
除了第一和第二介電體層的材料由表4所示材料組成之外，本實施例中的信息記錄介質具有與實施例1的信息記錄介質25相同的構成，它用同樣的方法制得，只是改變第一和第二介電體層的成膜步驟。為了制作樣品編號2-1至2-8的信息記錄介質，在第一介電體層和第二介電體層的成膜步驟中，分別采用由具有表4所示預定組成的材料組成的濺射靶(直徑100毫米，厚6毫米)。另外，在第一介電體層和第二介電體層的成膜步驟中，樣品編號2-1和2-2中的功率為500W，樣品編號2-3至2-8中的功率為400W，各樣品的壓力均約為0.13Pa，各樣品的導入成膜裝置的氣體均用氬氣(100％)。
認為通過濺射法成膜的介電體層具有與所用濺射靶基本上相同的組成。另外，除非另有特指，下述實施例中均一樣。
與實施例1一樣，評價如上所述得到的樣品編號2-1至2-8的信息記錄介質中介電體層的粘合性和信息記錄介質的反復改寫性能。這些結果示于表4。另外，在樣品編號2-1至2-8的信息記錄介質中，樣品編號2-1和2-2的信息記錄介質在本發(fā)明的范圍內。
表4

如表4所示，樣品編號2-1至2-8的信息記錄介質均沒有發(fā)生剝離，因此粘合性有所改善。在這些信息記錄介質中，用ZrO2-Cr2O3基材料作為介電體層材料的樣品(樣品編號2-1和2-2)的重復次數(shù)(反復改寫次數(shù))大，反復改寫性能非常優(yōu)異。根據(jù)這些結果，在用ZrO2和Cr2O3混合而成的材料所組成的層(Zr-Cr-O基材料層)作為與記錄層粘合的介電體層時，記錄層與介電體層之間不設界面層的信息記錄介質，能同時達到了高的粘合性和高的反復改寫性能。
另外，為了使熱從記錄層向反射層的厚度方向迅速擴散，介電體層宜表現(xiàn)出低的熱傳導率。在實施例2中，用ZrO2-Cr2O3基材料作為介電體層材料的信息記錄介質(樣品編號2-1和2-2)的反復改寫性能非常優(yōu)異。如果比較這些信息記錄介質的峰值功率(Pp)，樣品編號2-1的信息記錄介質為13mW，樣品編號2-2的信息記錄介質為13.SmW，Cr2O3的含量比例(氧化物為基準)高的，其Pp也高。另一方面，在用ZrO2、ZnS、ZrO2-ZnO、ZrO2-ZnSe基材料作為介電體層材料的信息記錄介質(樣品編號2-3至2-8)中，反復改寫性能低，但Pp均在11mW至12mW范圍內，因此，它們有高的記錄敏感度。預計這些物系的材料具有比ZrO2-Cr2O3基材料更低的熱傳導率。根據(jù)這些結果，可以預計，通過用ZrO2-Cr2O3基材料與ZrO2-ZnS、ZrO2-ZnO、ZrO2-ZnSe基材料任一種混合的材料作為介電體層材料，除了能同時獲得高的粘合性和高的反復改寫性能外，還能獲得高的記錄敏感度。另外，為了抑制結晶性高的ZnS、ZnSe的結晶成長，還研究了將它們與非結晶性的SiO2加在一起混合。
實施例3在實施例3中，以獲得記錄敏感度高的信息記錄介質為目的，用ZrO2-Cr2O3基材料與ZrO2-ZnS、ZrO2-ZnO、ZrO2-ZnSe基材料任一種混合的材料作為介電體層材料，另外，為了抑制結晶性高的ZnS、ZnSe的結晶成長，用進一步混合入非結晶性的SiO2作為介電體層材料，制作信息記錄介質。在本實施例中，與實施例1一樣，制作信息記錄介質25，其中第一介電體層和第二介電體層由具有相同組成的材料組成，這些介電體層的材料如表5所示那樣作各種變化。
和實施例2一樣，除了第一和第二介電體層的材料由表5所示材料組成外，本實施例的信息記錄介質具有與實施例1的信息記錄介質25相同的構成。除了第一和第二介電體層的成膜步驟改變外，它在與實施例1同樣的條件下制得。為了制作樣品編號3-1至3-9的信息記錄介質，在第一介電體層和第二介電體層的成膜步驟中，分別采用由具有表5所示預定組成的材料所組成的濺射靶(直徑100毫米，厚6毫米)。另外，在第一介電體層和第二介電體層的成膜步驟中，樣品編號3-1、3-2和3-6中的功率為500W，樣品編號3-3至3-5和3-7至3-9中的功率為400W，各樣品的壓力均約為0.13Pa，各樣品的導入成膜裝置的氣體均用氬氣(100％)。
對于如上所述得到的樣品編號3-1至3-9的信息記錄介質，與實施例1一樣，評價介電體層的粘合性和信息記錄介質的反復改寫性能。這些結果和評價反復改寫性能時獲得的峰值功率(Pp)一同示于表5。為了進行比較，表5中還顯示了實施例1中制作的具有圖10所示以往結構的信息記錄介質31也作同樣評價的結果(與以后實施例相關的表6-10也是一樣)。另外，樣品編號3-1至3-9的信息記錄介質均在本發(fā)明的范圍內。表5

如表5所示，樣品編號3-1和3-2的信息記錄介質沒有剝離，且重復次數(shù)維持在100000次以上。用ZrO2-Cr2O3基材料作為介電體層材料的樣品編號3-1的信息記錄介質的Pp為13.2mW，與之相對的是，在ZrO2-Cr2O3基材料中混入SiO2的材料用作介電體層材料的樣品編號3-2的信息記錄介質的Pp可降低至12.5mW。在樣品編號3-3至3-5的信息記錄介質中，將樣品編號3-2的介電體層材料所含的Cr2O3中的10摩爾％部分以ZnS、ZnSe或ZnO代替而得到的材料作為介電體層材料，這能進一步降低Pp。樣品編號3-3的信息記錄介質得到了低達11.5mW的Pp。
另外，在樣品編號3-6至3-9的信息記錄介質中，介電體層材料是含有幾乎等比例的ZrO2和SiO2的ZrSiO4基材料。介電體層材料的組成以氧化物為基準用摩爾％單位表示，例如，(ZrO2)35(Cr2O3)30(SiO2)35(摩爾％)相當于(ZrSiO4)35(Cr2O3)30(摩爾比)，如果將其換算為100％，則為(ZrSiO4)54(Cr2O3)46(摩爾％)(樣品編號3-6的介電體層材料)。這樣的樣品編號3-6至3-9的信息記錄介質也得到了11-12mW的低Pp。尤其是在用部分Cr2O3經ZnS替換后的材料作為介電體層材料的樣品編號3-7的信息記錄介質中，得到與比較例的具有以往組成的信息記錄介質31同等程度的粘合性(剝離)、反復改寫性能(重復次數(shù))和Pp。另外，本實施例中制作的樣品編號3-1至3-9的信息記錄介質的(沒有凹凸的平面部分中)的Rc實測值為15-17％，Ra實測值在2％以下。
如上所述，在用ZrO2-Cr2O3基或ZrO2-Cr2O3-SiO2基材料組成的層(Zr-Cr-O基材料層)，或ZrO2-Cr2O3-SiO2與ZnS、ZnSe或ZnO混合的材料組成的層(Zr-Cr-Zn-O基材料層)作為與記錄層粘合的介電體層的場合，在具有圖1所示的沒有第一和第二界面層的結構(因此結構的層數(shù)比以往的少)的信息記錄介質25中，得到了與具有第一和第二界面層的有圖10所示以往結構的信息記錄介質31同等的性能。
又，在本實施例中，雖然第一和第二介電體層的材料使用了相同組成的材料，但第一和第二介電體層也可以從Zr-Cr-O基材料和Zr-Cr-Zn-O基材料中選擇的組成相互不同的層。
實施例4在實施例4中，為了研究適合用于介電體層的ZrO2-Cr2O3基材料的組成范圍，如表6所示對第二介電體層材料中的ZrO2和Cr2O3的含有率(摩爾％)作各種變化，制作信息記錄介質。本實施例中的信息記錄介質與實施方案3中參照圖3描述的信息記錄介質27有相同的結構，因此，第一介電體層和第二介電體層由組成不同的材料制成，第一介電體層和記錄層之間有第一界面層。
本實施例的信息記錄介質27按以下次序制作。首先，準備與實施例1一樣的基板，在該基板1上通過濺射法依次成膜形成厚150nm的(ZnS)80(SiO2)20(摩爾％)的第一介電體層102，厚5nm的Ge-Cr-N的第一界面層103，厚9nm的Ge27Sn8Sb12Te53(原子％)的記錄層4，厚50nm的ZrO2的第二介電體層，厚40nm的Ge80Cr20(原子％)的光吸收補償層7和厚80nm的Ag-Pd-Cu的反射層8。在這里，第一介電體層102和第一界面層103的材料與參照圖10描述的以往的信息記錄介質31中的相同。
本實施例的信息記錄介質27用與實施例1的樣品編號1-1的信息記錄介質場合下相同的方法制作，只是在第一介電體層102的成膜步驟和記錄層4的成膜步驟之間增加第一界面層103的成膜步驟以及改變第二介電體層6的成膜步驟。第一界面層103的成膜步驟用與實施例1中上述比較例的具有以往結構的信息記錄介質31的制作方法中第一界面層的成膜步驟相同。另外，關于第二介電體層6的成膜步驟，為了制作樣品編號4-1至4-11的信息記錄介質，分別使用具有表6所示確定組成的濺射靶(直徑100毫米、厚6毫米)。在任何樣品中，導入成膜裝置的氣體均為氬氣(100％)，功率為500W，壓力約為0.13Pa。另外，第一介電體層102的成膜步驟與上述實施例1中樣品編號1-1的信息記錄介質25的制作方法中的第一介電體層2的成膜步驟相同，與具有以往結構的信息記錄介質31的制作方法中的第一介電體層2的成膜步驟相同。
關于如上獲得的樣品編號4-1至4-11的信息記錄介質27，基本上和上述實施例1一樣評價介電體層的粘合性和信息記錄介質的反復改寫性能。然而，在本實施例中，粘合性評價是調查記錄層4和與其接觸的第二介電體層6之間是否產生剝離。這些結果和評價反復改寫性能時求得的峰值功率Pp一同示于表6。另外，在樣品編號4-1至4-11的信息記錄介質中，樣品編號4-3至4-9的信息記錄介質在本發(fā)明范圍內。
表6

如表6所示，在第二介電體層的材料含有80摩爾％以下比例的ZrO2的樣品編號4-3至4-11的信息記錄介質中，不發(fā)生剝離。另外，在第二介電體層含有20摩爾％以上比例的ZrO2的樣品編號4-1至4-9的信息記錄介質中，獲得100000次以上的重復次數(shù)，而且Pp滿足≤14.0mW。因此，樣品編號4-3至4-9的信息記錄介質中，不僅獲得了高的粘合性和高的反復改寫性能，還得到的了低的峰值功率。根據(jù)本實施例的結果確認組成范圍中含有20-80摩爾％ZrO2的ZrO2-Cr2O3基材料是較佳的介電體層材料。
實施例5在實施例5中，為了調查適合用作介電體層的ZrO2-Cr2O3-SiO2基材料的組成范圍，如表7所示改變第二介電體層材料中ZrO2、Cr2O3和SiO2的含有率(摩爾％)，制作信息記錄介質。本實施例的信息記錄介質具有與實施例4的信息記錄介質相同的結構，在與實施例4相同的條件下制得，只是為了制備樣品編號5-1至5-12的信息記錄介質，在第二介電體層的成膜步驟中分別使用了具有表7所示確定組成的濺射靶。此時，根據(jù)實施例4的結果，在ZrO2含有率在20摩爾％以上且Cr2O3含有率在20摩爾％以上的范圍內，改變SiO2的含有率。
對于上述得到的樣品編號為5-1至5-12的信息記錄介質，與實施例4一樣評價介電體層的粘合性和信息記錄介質的反復改寫性能。這些結果和評價反復改寫性能時求得的峰值功率(Pp)一起示于表7。另外，在樣品編號為5-1至5-12的信息記錄介質中，樣品編號為5-1至5-4以及5-7至5-12的信息記錄介質在本發(fā)明范圍內。
表7

如表7所示，在第二介電體層材料中含有10摩爾％以上40摩爾％以下比例的SiO2的樣品編號5-1至5-4和5-7至5-12的信息記錄介質中，沒有發(fā)生剝離，在得到高的粘合性和高的反復改寫性能的同時還得到低的峰值功率。根據(jù)本實施例的結果確認，組成范圍為ZrO2在20-70摩爾％、Cr2O3在20-60摩爾％、SiO2為10-40摩爾％的ZrO2-Cr2O3-SiO2基材料是較佳的介電體層材料。
實施例6在實施例6中，為了調查含有比例大致相等的ZrO2和SiO2的ZrSiO4-Cr2O3基材料適合用作介電體層的組成范圍，如表8所示那樣改變第二介電體層材料的ZrSiO4和Cr2O3的含有率(摩爾％)，制作信息記錄介質。和實施例5一樣，本實施例的信息記錄介質具有與實施例4的信息記錄介質相同的結構。其制作方法與實施例5的一樣，因此省略其說明。在ZrO2和SiO2的含有率在20摩爾％以上50摩爾％以下的范圍內(因此，ZrSiO4的含量比例在25摩爾％以上100摩爾％以下的范圍內)，改變Cr2O3的含有率。
參照表8，樣品編號5-4、5-9和5-12的信息記錄介質對應于上述實施例5中的信息記錄介質。至于表7記載的樣品編號5-4、5-9和5-12的信息記錄介質的第二介電體層材料，將(ZrO2)40(Cr2O3)20(SiO2)40(摩爾％)換算成(ZrSiO4)67(Cr2O3)33(摩爾％)、將(ZrO2)30(Cr2O3)40(SiO2)30(摩爾％)換算成(ZrSiO4)43(Cr2O3)57(摩爾％)、將(ZrO2)20(Cr2O3)60(SiO2)20(摩爾％)換算成(ZrSiO4)25(Cr2O3)75(摩爾％)。
對于如上所述得到的樣品編號5-4、5-9、5-12和6-1至6-4的信息記錄介質，與實施例4一樣評價介電體層的粘合性和信息記錄介質的反復改寫性能。這些結果與評價反復改寫性能時求得的峰值功率(Pp)一同示于表8。另外，在樣品編號5-4、5-9、5-12和6-1至6-4的信息記錄介質中，樣品編號5-4、5-9、5-12、6-3和6-4的信息記錄介質在本發(fā)明的范圍內。
表8

如表8所示，除了樣品編號6-1和6-2外的信息記錄介質沒有發(fā)生剝離，在得到高粘合性和高反復改寫性能的同時得到了低的峰值功率。根據(jù)本實施例的結果，組成范圍中含有ZrSiO425-67摩爾％的ZrSiO4-Cr2O3基材料是較佳的介電體層材料。
實施例7在實施例7中，為了調查ZrO2-Cr2O3-ZnS-SiO2基材料適合用于介電體層的組成范圍，如表9所示那樣改變第二介電體層材料的ZrO2、Cr2O3、ZnS和SiO2的含有率(摩爾％)，制作信息記錄介質。和實施例5一樣，本實施例的信息記錄介質具有與實施例4的信息記錄介質相同的結構。其制作方法中除了第二介電體層的成膜步驟中用400W的功率以外，與實施例5時一樣，因此省略其說明。根據(jù)實施例4的結果，在ZrO2含有率為20摩爾％以上且Cr2O3含有率在20摩爾％以上的范圍內改變ZnS和SiO2的含有率。
對于如上所述得到的樣品編號7-1至7-16的信息記錄介質，與實施例4一樣評價介電體層的粘合性和信息記錄介質的反復改寫性能。這些結果與評價反復改寫性能時求得的峰值功率(Pp)一同示于表9。另外，在樣品編號7-1至7-16的信息記錄介質中，樣品編號7-2至7-4以及7-6至7-16的信息記錄介質在本發(fā)明的范圍內。表9

如表9所示，第二介電體層材料含有50摩爾％比例的ZnS的樣品編號7-1的信息記錄介質的重復次數(shù)為1000次。另外，在第二介電體層材料含有50摩爾％比例SiO2的樣品編號7-5的信息記錄介質中，發(fā)生剝離。其它樣品編號的信息記錄介質沒有發(fā)生剝離，在得到高粘合性和高反復改寫性能的同時得到低的峰值功率。因此，根據(jù)本實施例的結果，可以確認組成范圍中含ZrO2為20-60摩爾％、Cr2O3為20-60摩爾％、ZnS為10-40摩爾％、SiO2為10-40摩爾％的ZrO2-Cr2O3-ZnS-SiO2基材料是較佳的介電體層材料。
實施例8
在實施例8中，為了調查ZrO2-Cr2O3-ZnSe-SiO2基材料適合用于介電體層的組成范圍，用ZrO2、Cr2O3、ZnSe和SiO2的含有率(摩爾％)不同的各種材料作為介電體層，制作信息記錄介質。該材料是用ZnSe代替實施例7所調查的材料中的ZnS。在進行了與實施例7同樣的評價后，確認組成范圍中ZrO2在20-60摩爾％、Cr2O3在20-60摩爾％、ZnSe在10-40摩爾％、SiO2在10-40摩爾％范圍內的ZrO2-Cr2O3-ZnSe-SiO2基材料是較佳的。
實施例9在實施例9中，為了調查ZrO2-Cr2O3-ZnO-SiO2基材料適合用于介電體層的組成范圍，用ZrO2、Cr2O3、ZnO和SiO2的含有率(摩爾％)不同的各種材料作為介電體層，制作信息記錄介質。該材料是用ZnO代替實施例7所調查的材料中的ZnS。在進行了與實施例7同樣的評價后，確認組成范圍中ZrO2在20-60摩爾％、Cr2O3在20-60摩爾％、ZnO在10-40摩爾％、SiO2在10-40摩爾％范圍內的ZrO2-Cr2O3-ZnO-SiO2基材料是較佳的。
實施例10在實施例10中，為了調查ZrSiO4-Cr2O3-ZnS基材料適合用于介電體層的組成范圍，如表10所示改變ZrSiO4、Cr2O3和ZnS的含有率(摩爾％)，制作信息記錄介質。和實施例5一樣，本實施例的信息記錄介質具有與實施例4的信息記錄介質相同的結構。其制作方法中除了第二介電體層的成膜步驟中用400W的功率以外，與實施例5時一樣，因此省略其說明。在ZrSiO4含有率在25摩爾％以上且Cr2O3含有率在25摩爾％以上的范圍內改變ZnS的含有率。
對于如上所述得到的樣品編號8-1至8-10的信息記錄介質，與實施例4一樣評價介電體層的粘合性和信息記錄介質的反復改寫性能。這些結果與評價反復改寫性能時求得的峰值功率(Pp)一同示于表10。另外，樣品編號8-1至8-10的信息記錄介質均在本發(fā)明的范圍內。表10

如表10所示，樣品編號8-1至8-10的信息記錄介質全部沒有產生剝離，不僅獲得高的粘合性和高的反復改寫性能，而且還得到低的峰值功率。因此，根據(jù)本實施例的結果，可以確認組成范圍為含有ZrSiO4在25-54摩爾％、Cr2O3在25-63摩爾％、ZnS在12-50摩爾％的ZrSiO4-Cr2O3-ZnS基材料是較佳的介電體層材料。
實施例11在實施例11中，為了調查ZrSiO4-Cr2O3-ZnSe基材料適合用于介電體層的組成范圍，用ZrSiO4、Cr2O3和ZnSe的含有率(摩爾％)不同的各種材料作為介電體層制作信息記錄介質。該材料是用ZnSe代替實施例10所調查的材料中的ZnS。進行了與實施例10相同的評價后，可以確認含有ZrSiO4為25-54摩爾％、Cr2O3為25-63摩爾％、ZnSe為12-50摩爾％的組成范圍的材料是較佳的ZrSiO4-Cr2O3-ZnSe基材料。
實施例12在實施例12中，為了調查ZrSiO4-Cr2O3-ZnO基材料適合用于介電體層的組成范圍，用ZrSiO4、Cr2O3和ZnO的含有率(摩爾％)不同的各種材料作為介電體層制作信息記錄介質。該材料是用ZnO代替實施例10所調查的材料中的ZnS。進行與實施例10相同的評價，結果確認具有ZrSiO4為25-54摩爾％、Cr2O3為25-63摩爾％、ZnSe為12-50摩爾％的組成范圍的材料是較佳的ZrSiO4-Cr2O3-ZnSe基材料。
實施例13在實施例13中，制作具有與實施方案2中參照圖2所述信息記錄介質26相同結構的、第一介電體層和第二介電體層由組成互不相同的材料制成的信息記錄介質。
本實施例的信息記錄介質26如下所述制得。首先，準備直徑120毫米、厚0.6毫米的圓形聚碳酸酯基板作為基板1，該片側面上預先設有深56nm、磁道間距(與基板主面平行的面內溝面和脊面的中心間距離)0.615微米的導向溝。
在該基板1上用濺射法成膜按以下次序形成厚150nm的(ZrSiO4)33(Cr2O3)40(ZnS)27(摩爾％)的第一介電體層2、厚9nm的Ge27Sn8Sb12Te53(原子％)的記錄層4、厚3nm的Ge-Cr-N的第二界面層105、厚50nm的(ZnS)80(SiO2)20(摩爾％)的第二介電體層106、厚40nm的Ge80Cr20(原子％)的光吸收補償層7和厚80nm的Ag-Pd-Cu反射層8。在這里，第二界面層105和第二介電體層106的各種材料與參照圖10描述的以往的信息記錄介質31中的相同。
本實施例的信息記錄介質26用與實施例1中樣品編號1-1的信息記錄介質場合下的相同方法制作，只是改變第一介電體層2的成膜步驟，并且在記錄層4的成膜步驟和第二介電體層106的成膜步驟之間增加第二界面層105的成膜步驟。在第一介電體層2的成膜步驟中，將組成為(ZrSiO4)33(Cr2O3)40(ZnS)27(摩爾％)的濺射靶(直徑100nm，厚6mm)裝入成膜裝置中，導入氬氣(100％)，在大約0.13Pa的壓力下，以400W功率進行高頻濺射。第二界面層105的成膜步驟用與上述實施例1中作為比較例的具有以往結構的信息記錄介質31的制作方法中第二界面層105的成膜步驟相同的方法實施。另外，第二介電體層106的成膜步驟與上述實施例1中樣品編號1-1的信息記錄介質25的制作方法中第二介電體膜6的成膜步驟相同，與具有以往結構的信息記錄介質31的制作方法中的第二介電體層106的成膜步驟相同。
對于如上獲得的樣品編號9-1的信息記錄介質26，基本上和上述實施例1一樣評價介電體層的粘合性和信息記錄介質的反復改寫性能。然而，在本實施例中，評價粘合性是調查記錄層4和與其接觸的第一介電體層2之間是否產生剝離。另外，反復改寫性能的評價是，不僅進行溝面記錄，而且還進行脊面記錄(即，通過溝脊記錄)，然后分別調查溝面記錄和脊面記錄的重復次數(shù)。這些結果與評價反復改寫性能時求得的峰值功率Pp和偏壓功率Pb一同示于表11。另外，為了比較，表11中還顯示了對實施例1中制作的如圖10所示具有以往結構的信息記錄介質31作同樣評價的結果。
表11

如表11所示，(ZrSiO4)33(Cr2O3)40(ZnS)27(摩爾％)僅用作第一介電體層材料且通過濺射法在基板1上形成的層(即至反射層8的層)的層數(shù)為6層的本實施例的樣品編號9-1的信息記錄介質26得到了與總數(shù)為7層的比較例的以往結構的信息記錄介質31相同的粘合性、重復次數(shù)、峰值功率和偏壓功率。另外，在本實施例中，雖然用組成為(ZrSiO4)33(Cr2O3)40(ZnS)27(摩爾％)的材料組成的層(Zr-Cr-Zn-O基材料層)作為第一介電體層2，但是該組成只是一個例子。ZrSiO4-Cr2O3-ZnS基材料在實施例10所示的組成范圍內可得到與本實施例同樣好的結果。另外，作為第一介電體層2，宜用Zr-Cr-O基材料層或其它Zr-Cr-Zn-O基材料層。
實施例14在實施例14中，制作具有與實施方案4中參照圖4描述的信息記錄介質28同樣結構的信息記錄介質。
本實施例的信息記錄介質28如下所述制得。首先，準備直徑120毫米、厚1.1毫米的圓形聚碳酸酯基板作為基板101，該片側面上預先設有深21nm、磁道間距(與基板主面平行的面內溝面和脊面的中心間距離)0.32微米的導向溝。
在該基板101上用濺射法按以下次序形成厚80nm的Ag-Pd-Cu反射層8、厚16nm的(ZrSiO4)54(Cr2O3)46(摩爾％)的第二介電體層6、厚11nm的Ge37.5Sb11Te51.5(原子％)的記錄層4、厚68nm的(ZrSiO4)54(Cr2O3)46(摩爾％)的第一介電體層2。
反射層8的成膜步驟在與實施例1的樣品編號為1-1的信息記錄介質的制作方法相同的條件下進行。
在第二介電體層6的成膜步驟中，將由組成為(ZrSiO4)54(Cr2O3)46(摩爾％)的材料所組成的濺射靶(直徑100mm，厚6mm)裝入成膜裝置中，導入氬氣(100％)，在約0.13Pa的壓力下以500W的功率進行高頻濺射。
在記錄層4的成膜步驟中，將由Ge-Sb-Te基材料組成的濺射靶(直徑100mm，厚6mm)裝入成膜裝置中，導入氬氣(97％)和氮氣(3％)的混合氣體，以100W的功率進行直流濺射。濺射時的壓力約為0.13Pa。
在第一介電體層2的成膜步驟中，為使第一介電體層2和第二介電體層6具有基本上相同的組成，除了改變層厚之外，用和上述第二介電體層6的成膜步驟同樣的方法進行。
如上所述在基板101上形成由反射層8、第二介電體層6、記錄層4和第一介電體層2依次成膜而成的層疊體后，將紫外線硬化性樹脂涂布在第一介電體層2上，在涂布的紫外線硬化性樹脂上緊密貼上直徑120毫米、厚90微米的圓形聚碳酸酯基板作為等效基板110。然后，從等效基板110側照射紫外線，使樹脂硬化。這樣，硬化的樹脂形成的粘合層9厚度為10微米，等效基板110靠粘合層9與層疊體貼合。
貼合后，作為初始化步驟，用波長670納米的半導體激光使信息記錄介質28的記錄層4涉及在半徑為22-60毫米范圍的環(huán)狀區(qū)域內幾乎全面結晶化。由此結束該初始化步驟，完成樣品編號為10-1的信息記錄介質28的制作。
另外，為了比較，制作比較例的信息記錄介質(沒有圖示)，該比較例具有與本實施例的信息記錄介質相同的結構，只是第一介電體層2和記錄層4之間以及第二介電體層6和記錄層4之間分別有Ge-Cr-N的第一界面層103和第二界面層105，且第一介電體層2和第二介電體層6被(ZnS)80(SiO2)20(摩爾％)的第一介電體層102和第二介電體層106代替。第一界面層103和第二界面層105的厚度均為5毫米。
用與本實施例的信息記錄介質的制作方法相同的方法制作該比較例的信息記錄介質，只是第一界面層103和第二界面層105的成膜步驟以及第一介電體層102和第二介電體層106的成膜步驟與實施例1中制作的比較例(具有以往結構的信息記錄介質31)的制作方法相同。
評價如上所述得到的樣品編號為10-1的信息記錄介質28和比較例的信息記錄介質(沒有圖示)的介電體層的粘合性和信息記錄介質的反復改寫性能。這些結果與評價反復改寫性能時求得的峰值功率(Pp)一同示于表12。
在本實施例中，信息記錄介質28中介電體層的粘合性的評價在與實施例1相同的條件下進行。與之相對的是，雖然在以與實施例1相同的重復次數(shù)作為指標方面是共同的，但信息記錄介質28的反復改寫性能是在與實施例1不同的條件下進行評價的。
在評價信息記錄介質28的反復改寫性能時，在與實施例1情況時結構相同的信息記錄體系中，使用波長為405nm的半導體激光和數(shù)值孔徑為0.85的物鏡，進行相當于23GB容量的記錄。信息記錄介質28的旋轉線速度為5m/秒。另外，在測定CNR(即，信號振幅和干擾之比)和刪除率時使用光譜分析儀。
首先，為了確定獲得重復次數(shù)時的測定條件，按以下次序設定峰值功率(Pp)和偏壓功率(Pb)。在高功率水平的峰值功率(mW)和低功率水平的偏壓功率(mW)之間調節(jié)激光12，同時向信息記錄介質28照射，在記錄層4的同一溝表面上記錄標記長0.16微米的2T信號10次。記錄2T信號10次后，測定CNR。在2T信號的10次記錄時，在偏壓功率固定為定值、峰值功率作各種變化的各記錄條件下測定CNR，將信號振幅飽和時的最小峰值功率的1.2倍的功率設為Pp。另外，在如上所述同樣記錄10次2T信號后，使信號再生，測定2T信號的振幅。在該溝面上用9T信號重寫1次。然后，再生信號，測定2T信號的振幅，以10次記錄后測定的振幅為基準求得2T信號的衰減率作為刪除率。在2T信號的10次記錄和9T信號的1次重寫時，在峰值功率固定為先前設定的Pp、偏壓功率作各種變化的各功率條件下的求得上述定義的刪除率，將刪除率在25dB以上的偏壓功率范圍的中心值設定為Pb?？紤]到系統(tǒng)的激光功率的上限，希望滿足Pp≤7mW，Pb≤3.5mW。
在本實施例中，作為反復改寫性能指標的重復次數(shù)根據(jù)CNR和刪除率來決定。在上述設定的Pp和Pb間調節(jié)激光束功率并向信息記錄介質28照射，在同一溝表面上連續(xù)反復記錄2T信號預定次數(shù)后，測定CNR并求出刪除率。如上所述，在記錄2T信號預定次數(shù)和在其上用9T信號重寫1次后，測定2T信號，求出用9T信號重寫1次后測得的2T信號的振幅相對于記錄預定次數(shù)后測得的2T信號的振幅的衰減率作為刪除率。重復次數(shù)(即重寫循環(huán)次數(shù))為1、2、3、5、10、100、200、500、1000、2000、3000、5000、7000、10000次。以10次重復時的CNR和刪除率為基準，將在CNR降低2dB或刪除率降低5dB時的次數(shù)判斷為反復改寫的極限，根據(jù)此時的重復次數(shù)評價反復改寫性能。當然，重復次數(shù)越大，反復改寫性能就越高。信息記錄介質28的重復次數(shù)宜在1萬次以上。
表12

與圖1所示的信息記錄介質25相比，本實施例的樣品編號為10-1的信息記錄介質28通過使用組成為(ZrSiO4)54(Cr2O3)46(摩爾％)的材料構成的層(Zr-Cr-O基材料層)作為第一介電體層2和第二介電體層6，不設置界面層也得到了良好的性能，這與各層向基板上成膜的順序相反、記錄條件(激光波長和鏡頭數(shù)值孔徑)的不同以及記錄容量增加約5倍沒有關系。另外，本實施例中制作的樣品編號10-1的信息記錄介質28的(在沒有凹凸的平面部中)Rc實測值為20％，Ra實測值為3％。根據(jù)表12確認樣品編號10-1的信息記錄介質28顯示出與設有第一和第二界面層的比較例信息記錄介質相同的性能。
在本實施例的樣品編號10-1的信息記錄介質28中，雖然第一和第二介電體層兩者都用ZrSiO4-Cr2O3基材料制成的層，但也可用其它的Zr-Cr-O基材料層或Zr-Cr-Zn-O基材料層。
另外，在本實施例的信息記錄介質28中，第一和第二介電體層兩者均用了Zr-Cr-O基材料層(或Zr-Cr-Zn-O基材料層)，然而，本發(fā)明并不局限于此。作為一個例子，第一和第二介電體層的任一方使用Zr-Cr-O基材料層(或Zr-Cr-Zn-O基材料層)，而另一介電體層可使用例如以往的組成為(ZnS)80(SiO2)20(摩爾％)的材料，并在該介電體層和記錄層之間設有界面層。在該情況下，得到了與本實施例同樣的結果。因此，通過使用Zr-Cr-O基材料層或Zr-Cr-Zn-O基材料層作為介電體層，可以省去以往在第一和第二介電體層與記錄層之間使用的2個界面層中的至少一個，較佳的是雙個都可以省去，而且能夠確保與比較例信息記錄介質相同的性能。
實施例15在實施例15中，制作具有與實施方案5中參照圖5描述的信息記錄介質29同樣結構的信息記錄介質。
本實施例的信息記錄介質29如下所述制得。首先，準備和實施例14一樣的基板101，在該基板101上用濺射法按以下次序形成厚80nm的Ag-Pd-Cu的第二反射層20、厚16nm的(ZrSiO4)54(Cr2O3)46(摩爾％)的第五介電體層19、厚11nm的Ge45Sb4Te51(原子％)的第二記錄層18、厚68nm的(ZrSiO4)54(Cr2O3)46(摩爾％)的第四介電體層17。這樣，在基板101上形成了第二信息層22。
第二反射層20、第五介電體層19和第四介電體層17的成膜步驟在與實施例14的信息記錄介質28的制作方法中的反射層8、第二介電體層6、第一介電體層2的成膜步驟相同的條件下進行。另外，第二記錄層18的成膜步驟在與實施例14的信息記錄介質28制作方法中記錄層4的成膜步驟相同的條件下進行，只是所用濺射靶的組成不同。
然后，在第二信息層22上，例如通過旋涂方法涂布紫外線硬化性樹脂，在涂布的紫外線硬化性樹脂上緊密貼上表面上設有導向溝的聚碳酸酯基板，使該導向溝緊密貼上。隨后，從聚碳酸酯基板側照射紫外線，使樹脂硬化，再將聚碳酸酯基板從中間層16上剝離開。這樣，就形成了厚度為30微米的由硬化樹脂組成的轉印了溝的中間層16。
隨后，作為第一初始化步驟，使用波長670nm的半導體激光，使第二信息層22的第二記錄層18在涉及半徑為22-60毫米范圍的環(huán)狀區(qū)域內幾乎全面結晶化。
隨后，通過濺射法，在如上所述得到的層疊體的中間層16上依次成膜形成厚15nm的TiO2第三介電體層15、厚10nm的Ag-Pd-Cu的第一反射層14、厚12nm的(ZrSiO4)43(Cr2O3)57(摩爾％)的第二介電體層6、厚6nm的Ge40Sn5Sb4Te51(原子％)的第一記錄層13、厚45nm的(ZrSiO4)43(Cr2O3)57(摩爾％)的第一介電體層2。這樣就形成了第一信息層21。
在第三介電體層15的成膜步驟中，用有TiO2組分的材料組成的濺射靶(直徑100mm，厚6mm)，導入氬氣(97％)和氧氣(3％)的混合氣體，在約0.13Pa壓力下以400W的功率進行高頻濺射。
第一反射層14的成膜步驟在與上述第二反射層20的成膜步驟相同的條件下進行，只是改變層厚度。
第二介電體層6的成膜步驟是將由組成為(ZrSiO4)43(Cr2O3)57(摩爾％)的材料所制成的濺射靶(直徑為100mm，厚6mm)裝入成膜裝置中，導入氬氣(100％)，在約0.13的壓力下以500W的功率進行高頻濺射。
在第一記錄層13的成膜步驟中，將Ge-Sn-Sb-Te基材料組成的濺射靶(直徑100mm，厚6mm)裝入成膜裝置，導入氬氣(100％)，以50W的功率進行直流濺射。濺射時的壓力約為0.13Pa。
第一介電體層2的成膜步驟如上述第二介電體層6的成膜步驟那樣進行，第一介電體層2和第二介電體層6有基本上相同的組成，只是層厚改變。
如上所述在基板101上成膜至第一介電體層2，形成層疊體后，將紫外線硬化性樹脂涂布在第一介電體層2上，在涂布的紫外線硬化性樹脂上緊密貼上直徑120mm、厚65微米的圓形聚碳酸酯基板作為等效基板110。然后，從等效基板110側照射紫外線，使樹脂硬化。這樣，形成了厚10微米的由硬化的樹脂組成的粘合層9，等效基板110靠該粘合層9貼合在層疊體上。
貼合后，作為第二初始化步驟，使用波長670nm的半導體激光，使第一信息層21的第一記錄層13在涉及半徑為22-60毫米范圍的環(huán)狀區(qū)域內幾乎全面結晶化。這樣，就完成了樣品編號11-1的信息記錄介質29的制作。
對于上述得到的樣品編號11-1的信息記錄介質29，評價第一信息層21和第二信息層22各介電體層粘合性和信息記錄介質的反復改寫性能。這些結果和評價反復改寫性能時求得的峰值功率(Pp)和偏壓功率(Pb)一同示于表13。
在本實施例中，信息記錄介質29中介電體層的粘合性的評價在與實施例1相同的條件下進行，然而不同點是分別調查第一信息層21和第二信息層22有無剝離。另外，信息記錄介質29的反復改寫性能的評價在與實施例14基本上相同的條件下進行，然而，不同點是在信息記錄介質29的第一信息層21和第二信息層22上分別進行容量相當于23GB的記錄，并分別調查第一信息層21和第二信息層22的重復次數(shù)。在第一信息層21上記錄時，將激光束12聚焦在第一記錄層13上，在第二信息層22上記錄時，將激光束12聚焦在第二記錄層18上?？紤]到系統(tǒng)的激光功率上限，希望在第一信息層21上滿足Pp≤14mW、Pb≤7mW(由于使用通過第一信息層21的激光束12，第二信息層22上的Pp和Pb值是其大約一半)。
表13

如表13所示，與圖1所示的信息記錄介質25相比，本實施例的樣品編號11-1的信息記錄介質29通過使用由ZrSiO4-Cr2O3基材料制成的層作為第一介電體層2、第二介電體層6、第四介電體層17和第五介電體層19，得到了良好的性能，這與基板上各層的成膜次序相反、基板上有2個以上信息層、記錄條件不同且記錄容量增加約10倍沒有關系。另外，本實施例中制得的樣品編號11-1的信息記錄介質29的(沒有凹凸的平面部中)第一信息層21的Rc設計值為6％，Ra設計值為0.7％。第二信息層22的Rc設計值為25％，Ra設計值為3％。
在本實施例的樣品編號11-1的信息記錄介質29中，第一介電體層2、第二介電體層6、第四介電體層17和第五介電體層19全部使用ZrSiO4-Cr2O3基材料制成的層，然而將其它的Zr-Cr-O基材料層(例如ZrO2-Cr2O3基和ZrO2-Cr2O3-SiO2基等材料制成的層)或Zr-Cr-Zn-O基材料層(例如以ZrO2-Cr2O3-SiO2中混入ZnS、ZnSe或ZnO為基的材料制成的層)用于介電體層也得到良好的性能。
另外，在本實施例的信息記錄介質29中第一介電體層2、第二介電體層6、第四介電體層17和第五介電體層19全部用Zr-Cr-O基材料層(或Zr-Cr-Zn-O基材料層)，然而本發(fā)明卻不局限于這些。例如，這些介電體層中的至少一個用Zr-Cr-O基材料層或Zr-Cr-Zn-O基材料層，而其它的介電體層則采用例如以往的組成為(ZnS)80(SiO2)20(摩爾％)的材料且其余的這些介電體層和記錄層之間可設有界面層。即使在這種情況下，也得到了和本實施例相同的結果。
另外，在本實施例的信息記錄介質29中，雖然用TiO2制成的層作為第三介電體層15，但也可用(ZrO2)30(Cr2O3)70組成的層代替它。此時，在第一信息層21中獲得相同的性能。
另外，在本實施例的信息記錄介質29中，雖然第一介電體層2和第二介電體層6以及第四介電體層17和第五介電體層19分別采用組成相同的材料層，但這些介電體層中至少任意兩個可用組成不同的材料。在這種情況下，獲得了本實施例結果同樣好的性能。
實施例16在實施例16中，制作具有與實施方案6中參照圖6描述的信息記錄介質30同樣結構的信息記錄介質。本實施例的信息記錄介質30與上述實施例1-15的信息記錄介質中的介電體層不同，第一界面層3和第二界面層5采用Zr-Cr-O基材料層。
本實施例的信息記錄介質30如下所述制得。首先，準備和實施例1一樣的基板1，在該基板1上用濺射法按以下次序形成厚150nm的(ZnS)80(SiO2)20(摩爾％)的第一介電體層102、厚5nm的(ZrSiO4)43(Cr2O3)57(摩爾％)的第一界面層3、厚9nm的Ge27Sn8Sb12Te53(原子％)的記錄層4、厚5nm的(ZrSiO4)43(Cr2O3)57(摩爾％)的第二界面層5、厚50nm的(ZnS)80(SiO2)20(摩爾％)的第二介電體層106、厚40nm的Ge80Cr20(原子％)的光吸收補償層7和厚80nm的Ag-Pd-Cu的反射層8。在這里，第一介電體層102和第二介電體層106的各自材料與上述參照圖10的以往的信息記錄介質31中具有的相同。
除了第一界面層3和第二界面層5的材料不同以外，該信息記錄介質30與實施例1中制得的具有以往結構的信息記錄介質31(參照圖10)一樣，并且除了第一界面層3和第二界面層5的成膜步驟以外，采用與實施例1相同的方法制得。第一界面層3和第二界面層5的成膜步驟是將組成為(ZrSiO4)43(Cr2O3)57(摩爾％)的材料所制成的濺射靶(直徑100mm，厚6mm)裝入成膜裝置，導入氬氣(100％)，在約0.13Pa的壓力下，以500W的功率進行高頻濺射。
對于如上所述得到的樣品編號為12-1的信息記錄介質，雖然介電體層的粘合性和信息記錄介質的反復改寫性能用和實施例1所述幾乎一樣的方法來評價，但是在本實施例中，粘合性的評價是調查記錄層4和與之接觸的界面層之間，更詳細地說是記錄層和第一界面層3以及第二界面層5中至少一個之間是否產生剝離。另外，反復改寫性能的評價是，不僅進行溝記錄、而且還進行脊面記錄(即溝-脊記錄)并分別調查溝記錄和脊記錄的重復次數(shù)。這些結果如表14所示。另外，為了比較，表14中還顯示了實施例1中制得的圖10所示的具有以往結構的信息記錄介質31以同樣方法評價的結果。
表14

如表14所示，界面層材料中用(ZrSiO4)43(Cr2O3)57(摩爾％)的本實施例的樣品編號為12-1的信息記錄介質30中，得到與比較例的具有以往結構的信息記錄介質31相同的性能。
在本實施例中，用Zr-Cr-O基材料層作為界面層，所以信息記錄介質的層數(shù)與以往一樣，沒有減少。然而，由這樣的Zr-Cr-O基材料組成的界面層可在僅僅氬氣的氣氛下通過濺射來形成，不需要象以往的Ge-Cr-N的界面層那樣依靠反應性濺射。因此，根據(jù)本實施例，界面層自身的組成偏差和膜厚分布比以往的Ge-Cr-N的界面層小，所以能提高制造的容易性和穩(wěn)定性。
另外，在本實施例的樣品編號12-1的信息記錄介質30中，雖然用組成為(ZrSiO4)43(Cr2O3)57(摩爾％)的材料制成的層(Zr-Cr-O基材料層)作為第一界面層3和第二界面層5，但是該組成只是一個例子，也可用其它的Zr-Cr-O基材料層或Zr-Cr-Zn-O基材料層。另外，第一界面層3和第二界面層5宜是選自Zr-Cr-O基材料層和Zr-Cr-Zn-O基材料層的組成互不相同的層。
實施例17在上述實施例1-16中制作了通過光學手段來記錄信息的信息記錄介質，但在實施例17中制作了如圖8所示的通過電學手段來記錄信息的信息記錄介質207。本實施例的信息記錄介質即所謂的存儲器。
本實施例的信息記錄介質207用以下方法制得。首先，準備表面經氮化處理的長5毫米、寬5毫米、厚1毫米的Si基板201。在該基板201上通過濺射方法依次層疊以下各層在1.0毫米×1.0毫米區(qū)域內的厚0.1微米的Au制下部電極202，在直徑為0.2毫米的圓形區(qū)域內的厚0.1微米的Ge38Sb10Te52(作為化合物表示成Ge8Sb2Te11)的相變化部205，在0.6毫米×0.6毫米的區(qū)域內(不包括相變化部205)的與相變化部205一樣厚的(ZrO2)56(Cr2O3)30(SiO2)14的隔熱部206，以及在0.6毫米×0.6毫米的區(qū)域內的厚0.1微米的Au制上部電極204。
在相變化部205的成膜步驟中，將Ge-Sb-Te基材料制成的濺射靶(直徑100毫米，厚6毫米)裝入成膜裝置，導入氬氣(100％)，以100W的功率進行直流濺射。濺射時的壓力約為0.13Pa。另外，在隔熱部206的成膜步驟中，將組成為(ZrO2)56(Cr2O3)30(SiO2)14的材料制成的濺射靶(直徑100毫米，厚6毫米)裝入成膜裝置中，導入氬氣(100％)，在約0.13Pa的壓力下以500W的功率進行高頻濺射。這些步驟中的濺射時是用掩模將應成膜面外的區(qū)域覆蓋后各自分開進行，從而使相變化部205和隔熱部206不相互層疊。另外，相變化部205和隔熱部206的形成次序沒有講究，任一方都可先進行。
相變化部205和隔熱部206構成記錄部203，相變化部205對應于本發(fā)明的記錄層，隔熱部對應于本發(fā)明的Zr-Cr-O基材料層。
另外，下部電極202和上部電極204的成膜步驟可通過濺射法用電極形成技術領域的常規(guī)方法來進行，所以其詳細的說明在此省略。
利用圖9所示的系統(tǒng)確認，通過向上述制得的本實施例的信息記錄介質207施加電能，相變化部205中發(fā)生相變化。圖9中示出的信息記錄介質207的截面圖顯示了沿圖8所示的信息記錄介質207的線A-B在厚度方向上切開的截面。
更詳細地說，如圖9所示，分別用Au導線使兩個施加部212與下部電極202和上部電極204相連，靠施加部212使電學寫入/讀出裝置214與信息記錄介質207(存儲器)相連接。在該電學寫入/讀出裝置214中，分別與下部電極202和上部電極204連接的施加部212之間通過開關210連接有脈沖發(fā)生部208，另外還通過開關211連接有電阻測定器209。電阻測定器209與判斷電阻測定器209測得的電阻值高低的判斷部213相連。利用脈沖發(fā)生部208，使電流脈沖通過施加部212在上部電極204和下部電極202之間流動，由電阻測定器209測定下部電極和上部電極之間的電阻值，用判斷部213判斷該電阻值的高低。通常，因為該電阻值隨著相變化部205的相變化而改變，所以根據(jù)該判斷結果可以知道相變化部205的相的狀態(tài)。
在本實施例的情況下，相變化部205的熔點為630℃，結晶溫度為170℃，結晶時間為130ns。下部電極202和上部電極204之間的電阻值在相變化部205為非晶相狀態(tài)時為1000歐，在其為晶相狀態(tài)下為20歐。當相變化部205為非晶相狀態(tài)(即，高電阻狀態(tài))時，下部電極202和上部電極204之間施加20mA、150ns的電流脈沖，使下部電極202和上部電極204之間的電阻值降低，相變化部205由非晶相狀態(tài)向晶相狀態(tài)轉變。然后，當相變化部205在晶相狀態(tài)(即低電阻狀態(tài))下時，下部電極202和上部電極204之間施加200mA、100ns的電流脈沖，下部電極202和上部電極204之間的電阻值上升，相變化部205由晶相向非晶相轉變。
根據(jù)上述結果可以確認，通過用組成為(ZrO2)56(Cr2O3)30(SiO2)14的材料制成的層作為相變化部205周圍的隔熱部206，隨著施加電能，相變化部(記錄層)中能產生相變化。因此，信息記錄介質207具有記錄信息的功能。
如本實施例那樣如果在圓柱狀相變化部205的周圍設置作為介電體的(ZrO2)56(Cr2O3)30(SiO2)14的隔熱部206，則可有效地減少通過在上部電極204和下部電極202之間施加電壓而流入相變化部205的電流向其周圍逃逸的現(xiàn)象。因此，隨著電流產生的焦耳熱，相變化部205的溫度可有效上升。尤其是，在相變化部205向非晶相狀態(tài)轉變的場合，Ge38Sb10Te52的相變化部205一旦熔融后迅速冷卻的過程是必需的。通過在相變化部205的周圍設置隔熱部206，可用更小的電流使相變化部205的溫度升高至熔點以上。
隔熱部206的材料(ZrO2)56(Cr2O3)30(SiO2)14具有高熔點，很難發(fā)生因熱引起的原子擴散，所以該材料適用于象信息記錄介質207這樣的電學存儲器。另外，當隔熱部206存在于相變化部205的周圍時，隔熱部206就成為屏障，使相變化部在記錄部203面內基本上在電學和熱學上隔離。因此，通過在信息記錄介質207中設置多個靠隔熱部206相互隔離的相變化部205，即使信息記錄介質207的存儲器容量增加，又可使存取和/或轉換功能提高。另外，信息記錄介質207本身也可多個相連。
以上通過各個實施例說明了本發(fā)明的信息記錄介質。以光學手段記錄的信息記錄介質和以電學手段記錄的信息記錄介質的任一種均可用Zr-Cr-O基材料層和/或Zr-Cr-Zn-O基材料層。本發(fā)明的信息記錄介質獲得了比以往的信息記錄介質更優(yōu)異的效果。
權利要求
1.一種信息記錄介質，它含有基板和記錄層，通過光照射或施加電能，所述記錄層中產生晶相和非晶相之間的相轉變，該介質還包括含Zr，Cr和O的Zr-Cr-O基材料層，在該Zr-Cr-O基材料層中，Zr的含量在30％(原子)以下，Cr的含量為7-37％(原子)。
2.根據(jù)權利要求1所述的信息記錄介質，其中所述Zr-Cr-O基材料層基本上由式(1)表示的材料組成ZrQCrRO100-Q-R(原子％)……(1)式中，Q和R分別在0＜Q≤30，7≤R≤37的范圍內，且20≤Q+R≤60。
3.根據(jù)權利要求1所述的信息記錄介質，其中所述Zr-Cr-O基材料層還包含Si，基本上由式(2)表示的材料組成ZrUCrVSiTO100-U-V-T(原子％)……(2)式中，U、V和T分別在0＜U≤30，7≤V≤37以及0＜T≤14的范圍內，且20≤U+V+T≤60。
4.根據(jù)權利要求1所述的信息記錄介質，其中Zr-Cr-O基材料層基本上由式(11)表示的材料組成(ZrO2)M(Cr2O3)100-M(摩爾％)……(11)式中，M在20≤M≤80的范圍內。
5.根據(jù)權利要求3所述的信息記錄介質，上述含Si的Zr-Cr-O基材料層基本上由式(21)表示的材料組成(ZrO2)X(Cr2O3)Y(SiO2)100-X-Y(摩爾％)……(21)式中，X和Y分別在20≤X≤70和20≤Y≤60的范圍內，且60≤X+Y≤90。
6.根據(jù)權利要求5所述的信息記錄介質，其中式(21)表示的材料含有大致相等比例的ZrO2和SiO2，且用式(22)表示(ZrSiO4)Z(Cr2O3)100-Z(摩爾％)……(22)式中，Z在25≤Z≤67的范圍內。
7.一種信息記錄介質，它含有基板和記錄層，通過光照射或施加電能，所述記錄層中產生晶相和非晶相之間的相轉變，該介質還包括基本上由式(3)表示的Zr-Cr-Zn-O基材料層組成的層(ZrO2)C(Cr2O3)E(D)F(SiO2)100-C-E-F(摩爾％)……(3)式中，D是ZnS、ZnSe或ZnO，C、E、F分別在20≤C≤60、20≤E≤60和10≤F≤40的范圍內，且60≤C+E+F≤90。
8.根據(jù)權利要求7所述的信息記錄介質，其中式(3)表示的材料含有大致相等比例的ZrO2和SiO2，且用式(31)表示(ZrSiO4)A(Cr2O3)B(D)100-A-B(摩爾％)……(31)式中，D是ZnS、ZnSe或ZnO，A和B分別在25≤A≤54和25≤B≤63的范圍內，且50≤A+B≤88。
9.根據(jù)權利要求1所述的信息記錄介質，其中可逆地產生相轉變。
10.根據(jù)權利要求7所述的信息記錄介質，其中可逆地產生相轉變。
11.根據(jù)權利要求9所述的信息記錄介質，其中記錄層含有選自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和Sb-Te中的任一種材料。
12.根據(jù)權利要求10所述的信息記錄介質，其中記錄層含有選自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和Sb-Te中的任一種材料。
13.根據(jù)權利要求1所述的信息記錄介質，其中記錄層的膜厚度在15nm以下。
14.根據(jù)權利要求7所述的信息記錄介質，其中記錄層的膜厚度在15nm以下。
15.根據(jù)權利要求1所述的信息記錄介質，其中該介質具有兩個以上的記錄層。
16.根據(jù)權利要求7所述的信息記錄介質，其中該介質具有兩個以上的記錄層。
17.根據(jù)權利要求1所述的信息記錄介質，其中在基板一側表面依次形成第一介電體層、記錄層、第二介電體層和反射層，所述第一介電體層和第二介電體層中的至少一個介電體層是與所述記錄層接觸的所述Zr-Cr-O基材料層。
18.根據(jù)權利要求7所述的信息記錄介質，其中在基板一側表面依次形成第一介電體層、記錄層、第二介電體層和反射層，所述第一介電體層和第二介電體層中的至少一個介電體層是與所述記錄層接觸的基本上由所述式(3)表示的Zr-Cr-Zn-O基材料組成的層。
19.根據(jù)權利要求1所述的信息記錄介質，其中在基板一側表面依次形成反射層、第二介電體層、記錄層和第一介電體層，所述第一介電體層和第二介電體層中的至少一個介電體層是與所述記錄層接觸的所述Zr-Cr-O基材料層。
20.根據(jù)權利要求7所述的信息記錄介質，其中在基板一側表面依次形成反射層、第二介電體層、記錄層和第一介電體層，所述第一介電體層和第二介電體層中的至少一個介電體層是與所述記錄層接觸的基本上由所述式(3)表示的Zr-Cr-Zn-O基材料組成的層。
21.一種制造信息記錄介質的方法，該介質含有基板和記錄層，并且還包括含Zr，Cr和O的、Zr含量在30％(原子)以下，Cr含量為7-37％(原子)的Zr-Cr-O基材料層，該方法包括用濺射法形成所述Zr-Cr-O基材料層的步驟。
22.根據(jù)權利要求21所述的信息記錄介質的制造方法，其中在用濺射法形成所述Zr-Cr-O基材料層的步驟中，使用基本上由式(10)表示的材料組成的濺射靶ZrJCrKO100-J-K(原子％)……(10)式中，J和K各自在3≤J≤24和11≤K≤36的范圍內，且34≤J+K≤40。
23.根據(jù)權利要求21所述的信息記錄介質的制造方法，其中在用濺射法形成所述Zr-Cr-O基材料層的步驟中，使用基本上由式(20)表示的材料組成的濺射靶ZrGCrHSiLO100-G-H-L(原子％)……(20)式中G、H和L分別在4≤G≤21、11≤H≤30、2≤L≤12的范圍內，且34≤G+H+L≤40。
24.根據(jù)權利要求21所述的信息記錄介質的制造方法，其中在用濺射法形成所述Zr-Cr-O基材料層的步驟中，使用基本上由式(110)表示的材料組成的濺射靶(ZrO2)m(Cr2O3)100-m(摩爾％)……(110)式中m在20≤m≤80的范圍內。
25.根據(jù)權利要求21所述的信息記錄介質的制造方法，其中在用濺射法形成所述Zr-Cr-O基材料層的步驟中，使用基本上由式(210)表示的材料所組成的濺射靶(ZrO2)x(Cr2O3)y(SiO2)100-x-y(摩爾％)……(210)式中x和y分別在20≤x≤70和20≤y≤60的范圍內，且60≤x+y≤90，形成含Si的Zr-Cr-O基材料層。
26.根據(jù)權利要求25所述的信息記錄介質的制造方法，所述式(210)表示的材料是含有比例大致相等的ZrO2和SiO2的用式(220)表示的材料(ZrSiO4)z(Cr2O3)100-z(摩爾％)……(220)式中，z在25≤z≤67的范圍內。
27.一種制造信息記錄介質的方法，該介質含有基板和記錄層，并且還含有基本上由Zr-Cr-Zn-O基材料組成的層，所述方法包括用濺射法形成所述基本上由Zr-Cr-Zn-O基材料組成的層的步驟，在該步驟中，使用基本上由式(30)表示的材料組成的濺射靶(ZrO2)c(Cr2O3)e(D)f(SiO2)100-c-e-f(摩爾％)……(30)式中，D是ZnS、ZnSe或ZnO，c、e和f分別在20≤c≤60、20≤e≤60、10≤f≤40的范圍內，且60≤c+e+f≤90。
28.根據(jù)權利要求27所述的信息記錄介質的制造方法，所述式(30)表示的材料是含有比例大致相等的ZrO2和SiO2的由式(310)表示的材料(ZrSiO4)a(Cr2O3)b(D)100-a-b(摩爾％)……(310)式中，D是ZnS、ZnSe或ZnO，a和b各自在25≤a≤54和25≤b≤63的范圍內，且50≤a+b≤88。
全文摘要
本發(fā)明提供了記錄層和介電體層之間即使不設界面層也能確保高可靠性、良好的反復改寫性能的信息記錄介質。在基板1的表面上形成記錄層4和介電體層2和6，記錄層4通過光照射或施加電能在晶相和非晶相之間產生相轉變，介電體層2和6是例如用式(ZrO
文檔編號G11B7/253GK1428775SQ02157408
公開日2003年7月9日 申請日期2002年12月18日 優(yōu)先權日2001年12月18日
發(fā)明者兒島理惠, 西原孝史, 土生田晴比古, 山田昇 申請人:松下電器產業(yè)株式會社