情報記録媒体
【課題】２層の記録層を有し且つ記録・消去性能が良好な情報記録媒体、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。
【解決手段】第１の情報層１１と第２の情報層２０とを備え、第１の情報層１１が、レーザビームの照射または電気エネルギーの印加によって結晶相と非晶質相との間で可逆的な相変化を起こす第１の記録層４を含み、第２の情報層２０が、レーザビームの照射または電気エネルギーの印加によって結晶相と非晶質相との間で可逆的な相変化を起こす第２の記録層１４を含む。そして、第１の記録層４が第１の材料からなり、第２の記録層１４が第２の材料からなり、第１の材料と第２の材料とが異なる。
【解決手段】第１の情報層１１と第２の情報層２０とを備え、第１の情報層１１が、レーザビームの照射または電気エネルギーの印加によって結晶相と非晶質相との間で可逆的な相変化を起こす第１の記録層４を含み、第２の情報層２０が、レーザビームの照射または電気エネルギーの印加によって結晶相と非晶質相との間で可逆的な相変化を起こす第２の記録層１４を含む。そして、第１の記録層４が第１の材料からなり、第２の記録層１４が第２の材料からなり、第１の材料と第２の材料とが異なる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光学的または電気的に情報を記録、消去、書き換え、および再生する情報記録媒体、およびその製造方法、ならびにその記録再生方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
レーザビームを用いて情報を記録、消去、書き換え、および再生する情報記録媒体として相変化形情報記録媒体がある。相変化形情報記録媒体への情報の記録、消去、および書き換えには、その記録層が結晶相と非晶質相との間で可逆的に相変化を生じる現象を利用する。一般に、情報を記録する場合は、レーザビームを照射して記録層を溶融して急冷することによって、照射部を非晶質相にして情報を記録する。一方、情報を消去する場合は、記録時より低パワーのレーザビームを照射して記録層を昇温して徐冷することによって、照射部を結晶相にして前の情報を消去する。したがって、相変化形情報記録媒体では、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、記録されている情報を消去しながら新しい情報を記録または書き換えすることが可能である（たとえば、非特許文献１参照）。
【０００３】
近年、情報記録媒体を大容量化するための技術として、さまざまな技術が検討されている。たとえば、短波長の青紫色レーザを用いたり、レーザビームが入射する側の基板の厚さを薄くして開口数ＮＡが大きいレンズを使用したりすることによって、レーザビームのスポット径をより小さくして高密度の記録を行う技術が検討されている。また、２つの情報層を備える情報記録媒体を用いて、その片側から入射するレーザビームによって２つの情報層の記録再生を行う技術も検討されている（特許文献１参照）。この技術では、２つの情報層を用いることによって記録密度をほぼ２倍にすることができる。
【０００４】
片側から２つの情報層を記録再生する情報記録媒体（以下、２層情報記録媒体という場合がある）では、レーザビームの入射側の情報層（以下、第１の情報層という）を透過したレーザビームを用いて、レーザビームの入射側とは反対側の情報層（以下、第２の情報層という）の記録再生を行う。したがって、第１の情報層の透過率は４０％以上であることが好ましい。一方、第２の情報層は、記録特性に関しては高い記録感度（低パワーのレーザビームでも記録マークを形成できる）を有することが望まれ、再生特性に関しては高い反射率を有することが望まれる。
【０００５】
第１の情報層に対するレーザビームの透過率を４０％以上にするためには、第１の記録層の厚さを６ｎｍ程度と薄くする必要がある。しかし、記録層が薄くなると、記録層が結晶化する際に、形成される結晶核が減少し、また、原子の移動できる距離が短くなる。このため、同じ材料からなる記録層でも薄い記録層の方が結晶化速度が相対的に低下する傾向がある。したがって、記録層が薄いほど結晶相が形成されにくくなり、消去率が低下する。
【０００６】
従来から、記録層の材料（相変化材料）としては、結晶化速度が速く、繰り返し書き換え性能にも優れ、且つ信頼性も高いＧｅＳｂＴｅ系の材料が用いられてきた。この材料を用いて、コンピュータのデータ記録用の光ディスクや映像記録用の光ディスクが商品化されている。ＧｅＳｂＴｅ系材料の中でも、ＧｅＴｅ−Ｓｂ2Ｔｅ3ライン上の擬二元系組成は結晶化速度が最も速い。発明者らは、波長６６０ｎｍの赤色レーザを用いて記録再生実験を行った。その結果、９ｍ／ｓという高い線速度での記録において、ＧｅＴｅ−Ｓｂ2Ｔｅ3からなる記録層の厚さを６ｎｍと薄くしても、３０ｄＢという良好な消去率が得られた。この技術によって、赤色レーザを用いる２層情報記録媒体の実現可能性が見いだされた。
【０００７】
また、電流の印加によって、相変化材料からなる記録層を相変化させる情報記録媒体も従来から検討されている。この情報記録媒体では、記録層が２つの電極に挟まれている。この情報記録媒体では、非晶質相の状態である記録層に電流を徐々に流していくと、ある閾電流（ｔｈｒｅｓｈｏｌｄ ｃｕｒｒｅｎｔ）で記録層が結晶相に相変化し、電気抵抗が急激に低下する。また、結晶相の状態である記録層にパルス幅が短い大電流パルスを印加することによって、記録層を溶融・急冷して高抵抗の非晶質相に戻すこともできる。電気抵抗の違いは通常の電気的手段によって簡単に検出可能であるから、このような記録層を用いることによって書き換え可能な情報記録媒体が得られる。
【非特許文献１】角田 義人ら、「光ディスクストレージの基礎と応用」、電子情報通信学会編、１９９５年、第２章
【特許文献１】特開平１２−３６１３０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
情報記録媒体の大容量化のためには、短波長の青紫色レーザを使って記録再生を行う２層情報記録媒体の実用化が望まれる。短波長のレーザビームを用いたり、開口数が大きい対物レンズを用いることによって、レーザビームのスポット径を小さくでき、より高密度の記録が可能となる。短波長のレーザビームを用いて記録を行うためには、小さな記録マークでも良好な形状に形成できる情報記録媒体が必要である。青紫色レーザを使うと、記録層にレーザビームが照射される時間が相対的に短くなるため、小さな記録マークを形成するには、結晶化速度の速い材料で記録層を形成することが必要となる。また、小さな記録マークでも十分な信号振幅を得るためには、結晶相と非晶質相との間で光学的特性の変化が大きい材料を用いて記録層を形成することが望ましい。
【０００９】
発明者らの実験では、赤色レーザを用いる従来の２層情報記録媒体をそのまま青紫色レーザ用の情報記録媒体として適用すると、第１の情報層および第２の情報層において形成される記録マークが小さくなり、その結果、十分な信号振幅が得られなかった。また、第１の情報層に関して、十分な透過率を確保するために記録層の厚さを６ｎｍ程度にすると、消去率が１５ｄＢ未満という不十分な値となってしまった。大きな信号振幅を得るためには、ＧｅＴｅ−Ｓｂ2Ｔｅ3ライン上の擬二元系組成において、ＧｅＴｅの割合を大きくすればよいことが発明者らの実験でわかっている。しかしながら、ＧｅＴｅの割合が多くなるほど材料の融点が高くなる傾向があるため、ＧｅＴｅの割合が多くなるほど非晶質相を形成するためのレーザパワー（記録パワー）がより大きくなる。現在入手可能な青紫色レーザの出力は赤色レーザの出力よりも小さい。このため、第１の情報層を透過してきたレーザビームで記録再生を行う第２の情報層に、ＧｅＴｅが多い組成を適用した場合には、記録パワーが不足して飽和した信号振幅を得ることができなかった。
【００１０】
このように、青紫色レーザを使った２層情報記録媒体においては、第１の情報層の消去率の確保と、第２の情報層の高記録感度化が重要な課題であることがわかった。
【００１１】
青紫色レーザを用いる２層情報記録媒体の実用化には、透過率が高く良好な記録・消去性能を有する第１の情報層と、反射率および記録感度が高く良好な記録・消去性能を有する第２の情報層とが必要である。したがって、その実用化のためには、第１および第２の記録層の材料と、第１および第２の情報層の構成とを検討する必要がある。
【００１２】
また、電流の印加によって相変化を生じる記録層の材料としては、Ｔｅを主成分とする材料が実用化されている。しかし、従来の材料は、結晶化に要する時間がμｓオーダーと長かった。また、記録・消去性能が良好で且つ２層の記録層を備える電気的相変化形の情報記録媒体は、まだ実用化されていない。
【００１３】
本発明は、２層の記録層を有し且つ記録・消去性能が良好な情報記録媒体、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。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記目的を達成するために、本発明の情報記録媒体は、第１の情報層と第２の情報層とを備える情報記録媒体であって、前記第１の情報層が、レーザビームの照射によってまたは電流の印加により発生するジュール熱によって結晶相と非晶質相との間で可逆的な相変化を起こす第１の記録層を含み、前記第２の情報層が、前記レーザビームの照射によってまたは前記電流の印加により発生するジュール熱によって結晶相と非晶質相との間で可逆的な相変化を起こす第２の記録層を含み、前記第１の記録層が第１の材料からなり、前記第２の記録層が第２の材料からなり、前記第１の材料と前記第２の材料とが異なることを特徴とする。本発明の情報記録媒体によれば、それぞれの情報層で良好な記録再生特性が得られる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の情報記録媒体およびその製造方法によれば、２層の記録層を有し且つ記録・消去性能が良好な情報記録媒体が得られる。
【００１６】
また、本発明の記録再生方法によれば、高密度の記録が可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
本発明の情報記録媒体では、前記第１の材料がＧｅとＳｂとＴｅとを含み、前記第２の材料が、Ａｇ、Ｉｎ、Ｇｅ、Ｓｎ、Ｓｅ、Ｂｉ、ＡｕおよびＭｎから選ばれる少なくとも１つの元素Ｍ１とＳｂとＴｅとからなるものでもよい。この構成によれば、レーザビームを用いて情報を記録する記録媒体（以下、光学的情報記録媒体という場合がある）に関して、透過率および消去率が高い第１の情報層と、反射率および記録感度が高い第２の情報層とを備える情報記録媒体が得られる。特に、この光学的情報記録媒体は、青紫色レーザを用いた高密度記録に好適である。また、電流を用いて情報を記録する記録媒体（以下、電気的情報記録媒体という場合がある）に関して、第１の記録層、第２の記録層、またはその両方を、選択的に結晶相と非晶質相との間で容易に相変化させることができる。
【００１８】
本発明の情報記録媒体では、前記第１の材料が、組成式
ＧｅaＳｂbＴｅ3+a
（ただし、０＜ａ≦１０、１．５≦ｂ≦４）
で表されるものでもよい。この構成によれば、第１の記録層が極めて薄い場合でも良好な記録再生特性が得られる。
【００１９】
本発明の情報記録媒体では、前記第１の材料が、組成式
（Ｇｅ−Ｍ２）aＳｂbＴｅ3+a
（ただし、Ｍ２はＳｎおよびＰｂから選ばれる少なくとも１つの元素であり、０＜ａ≦１０、１．５≦ｂ≦４）
で表されるものでもよい。この構成によれば、Ｇｅ−Ｓｂ−Ｔｅ３元系組成のＧｅを置換したＳｎまたはＰｂが結晶化能を向上させ、第１の記録層が極めて薄い場合でも十分な消去率が得られる。
【００２０】
本発明の情報記録媒体では、前記第１の材料が、組成式
（ＧｅaＳｂbＴｅ3+a）100-cＭ３c
（ただし、Ｍ３はＳｉ、Ｔｉ、Ｖ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｓｅ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ａｇ、Ｉｎ、Ｓｎ、Ｔａ、Ｗ、Ｏｓ、Ｉｒ、Ｐｔ、ＡｕおよびＢｉから選ばれる少なくとも１つの元素であり、０＜ａ≦１０、１．５≦ｂ≦４、０＜ｃ≦２０）
で表されるものでもよい。この構成によれば、Ｇｅ−Ｓｂ−Ｔｅ３元系組成に添加した元素Ｍ３が記録層の融点および結晶化温度を上昇させ、記録層の熱的安定性が向上する。
【００２１】
本発明の情報記録媒体では、前記第２の材料が、組成式
（ＳｂxＴｅ100-x）100-yＭ１y
（ただし、５０≦ｘ≦９５、０＜ｙ≦２０）
で表されるものでもよい。この構成によれば、第２の記録層の融点が低く且つ結晶相と非晶質相との屈折率差が大きいため、記録感度が高く且つ結晶相と非晶質相との反射率差が大きい第２の情報層が得られる。
【００２２】
本発明の情報記録媒体では、前記第１および第２の記録層が、前記レーザビームの照射によって可逆的な相変化を起こす層であり、前記第１の情報層が、前記第２の情報層よりも前記レーザビームの入射側に配置されており、前記第２の材料の融点が、前記第１の材料の融点よりも低くてもよい。この構成によれば、記録感度が高い第２の情報層が得られる。
【００２３】
本発明の情報記録媒体では、前記第１および第２の記録層が、前記レーザビームの照射によって可逆的な相変化を起こす層であり、前記第１の情報層が、前記第２の情報層よりも前記レーザビームの入射側に配置されていてもよい。この構成によれば、光学的情報記録媒体が得られる。
【００２４】
上記光学的情報記録媒体では、前記第１の記録層の厚さが９ｎｍ以下であってもよい。この構成によれば、第１の情報層の透過率を高くして、第２の情報層の記録再生に必要なレーザ光量を第２の情報層に到達させることが容易になる。
【００２５】
上記光学的情報記録媒体では、前記第２の記録層の厚さが６ｎｍ〜１５ｎｍの範囲内であってもよい。この構成によれば、第２の記録層の記録感度を特に高くできる。厚さを６ｎｍ以上とすることによって、記録層での光吸収量を多くできる。厚さを１５ｎｍ以下とすることによって、記録マークを形成する際に溶融させる部分の体積を小さくできるため、記録感度の低下を防止できる。
【００２６】
上記光学的情報記録媒体では、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の記録層が非晶質相である場合の前記第１の情報層の透過率Ｔａ（％）とが、波長が３９０ｎｍ以上４３０ｎｍ以下の前記レーザビームに対して、
４０≦（Ｔｃ＋Ｔａ）／２
を満たしてもよい。この構成によれば、第２の情報層に関して特に良好な記録・消去特性が得られる。
【００２７】
上記光学的情報記録媒体では、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光学分離層をさらに備え、前記第１の情報層が、第１の基板と第１の下側保護層と第１の上側保護層と第１の反射層とをさらに含み、前記第２の情報層が、第２の下側保護層と第２の上側保護層と第２の反射層と第２の基板とをさらに含み、前記第１の基板、前記第１の下側保護層、前記第１の記録層、前記第１の上側保護層、前記第１の反射層、前記光学分離層、前記第２の下側保護層、前記第２の記録層、前記第２の上側保護層、前記第２の反射層、および前記第２の基板が、前記レーザビームの入射側からこの順序で配置されていてもよい。この構成によれば、第１および第２の情報層について、それぞれの反射率、記録感度、消去感度、および透過率（とくに第１の情報層）を、記録・消去・再生条件に合わせて最適化できる。また、光学分離層によって、第１の情報層と第２の情報層とを光学的に分離することができる。
【００２８】
上記光学的情報記録媒体では、前記第１の基板と前記第１の下側保護層との間に配置された透明層をさらに備えてもよい。
【００２９】
上記光学的情報記録媒体は、前記第１の下側保護層と前記第１の記録層との界面、および、前記第１の上側保護層と前記第１の記録層と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てもよい。また、上記光学的情報記録媒体は、前記第２の下側保護層と前記第２の記録層との界面、および、前記第２の上側保護層と前記第２の記録層と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てもよい。また、上記光学的情報記録媒体は、前記第１の上側保護層と前記第１の反射層との界面、および、前記第２の上側保護層と前記第２の反射層と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てもよい。界面層を備えるこれらの構成によれば、隣接する層間の原子拡散を防止でき、特性および信頼性が特に高い情報記録媒体が得られる。
【００３０】
上記光学的情報記録媒体は、前記第１の反射層と前記光学分離層との間に、前記第１の情報層の透過率を調整するための透過率調整層をさらに備えてもよい。この構成によれば、第１の情報層の透過率を特に高めることができる。
【００３１】
上記光学的情報記録媒体は、前記第１の反射層と前記透過率調整層との間に配置された界面層をさらに備えてもよい。この構成によれば、第１の反射層と透過率調整層との間の原子拡散を防止でき、信頼性が特に高い情報記録媒体が得られる。
【００３２】
上記光学的情報記録媒体では、前記第１の基板の厚さが、１０μｍ〜８００μｍの範囲内であってもよい。この構成によれば、対物レンズの開口数（ＮＡ）を変化させることによって、第１の基板の溝の形状や記録・消去・再生条件に合わせて、記録マークの長さと幅と間隔とを最適化できる。たとえば、第１の基板の厚さが１００μｍの場合、ＮＡ＝０．８５で良好な記録・消去性能が得られた。また、第１の基板の厚さが６００μｍの場合、ＮＡ＝０．６で良好な記録・消去性能が得られた。
【００３３】
上記光学的情報記録媒体では、前記第２の基板の厚さが、４００μｍ〜１３００μｍの範囲内であってもよい。この構成によれば、対物レンズのＮＡを変化させることによって、第２の基板の溝の形状や記録・消去・再生条件に合わせて、記録マークの長さと幅と間隔とを最適化できる。第１の基板の厚さが約１００μｍである場合は第２の基板の厚さは約１１００μｍ、第１の基板の厚さが約６００μｍである場合は第２の基板の厚さは約６００μｍというように、情報記録媒体の厚さが約１２００μｍとなるように第１および第２の基板の厚さを選択することが好ましい。
【００３４】
本発明の情報記録媒体では、第１および第２の電極とをさらに含み、前記第１および第２の記録層が、前記電流の印加によって可逆的な相変化を起こす層であり、前記第１の電極上に、前記第１の記録層、前記第２の記録層、および前記第２の電極がこの順序で積層されていてもよい。この構成によれば、電気的情報記録媒体が得られる。
【００３５】
上記電気的情報記録媒体では、前記第１の記録層と前記第２の記録層との間に配置された中間電極をさらに備えてもよい。この構成によれば、第１の記録層と第２の記録層との間の原子拡散を防止できるため、繰り返し特性および信頼性を高めることができる。また、この構成によれば、第１の記録層または第２の記録層のどちらか一方のみに電流を印加できる。
【００３６】
また、本発明の製造方法は、第１の情報層と第２の情報層とを備える情報記録媒体の製造方法であって、
（ａ）前記第１の情報層を形成する工程と、
（ｂ）前記第２の情報層を形成する工程とを含み、
前記第１の情報層が、レーザビームの照射によってまたは電流の印加により発生するジュール熱によって結晶相と非晶質相との間で可逆的な相変化を起こす第１の記録層を含み、
前記第２の情報層が、前記レーザビームの照射によってまたは前記電流の印加により発生するジュール熱によって結晶相と非晶質相との間で可逆的な相変化を起こす第２の記録層を含み、
前記（ａ）の工程が、ＧｅとＳｂとＴｅとを含む母材を用いて前記第１の記録層を形成する工程を含み、
前記（ｂ）の工程が、Ａｇ、Ｉｎ、Ｇｅ、Ｓｎ、Ｓｅ、Ｂｉ、ＡｕおよびＭｎから選ばれる少なくとも１つの元素Ｍ１とＳｂとＴｅとを含む母材を用いて前記第２の記録層を形成する工程を含むことを特徴とする。この製造方法によれば、本発明の情報記録媒体を容易に製造できる。
【００３７】
本発明の製造方法では、前記第１および第２の記録層が、アルゴンガスまたはクリプトンガスを含むスパッタリングガスを用いたスパッタリング法によって形成されてもよい。このスパッタリングガスは、窒素ガスおよび酸素ガスから選ばれる少なくとも１つのガスをさらに含んでもよい。この構成によれば、繰り返し記録性能に優れた情報層を製造できる。
【００３８】
本発明の製造方法では、前記第１の記録層の厚さが９ｎｍ以下であり、前記（ａ）の工程において、０．１ｎｍ／秒〜３ｎｍ／秒の範囲内の成膜レートで前記第１の記録層を形成してもよい。この構成によれば、厚さのばらつきが少ない第１の記録層を備える光学的情報記録媒体を生産性よく製造できる。
【００３９】
本発明の製造方法では、前記第２の記録層の厚さが６ｎｍ〜１５ｎｍの範囲内であり、前記（ｂ）の工程において、０．３ｎｍ／秒〜１０ｎｍ／秒の範囲内の成膜レートで前記第２の記録層を形成してもよい。この構成によれば、記録感度が高い第２の情報層を備える光学的情報記録媒体を生産性よく製造できる。
【００４０】
本発明の製造方法では、前記（ａ）の工程の前に前記（ｂ）の工程が行われ、前記（ｂ）の工程ののちであって前記（ａ）の工程の前に、
（ｃ）前記第２の情報層上に光学分離層を形成する工程をさらに含み、
前記（ａ）の工程において、前記光学分離層上に前記第１の情報層を形成してもよい。
【００４１】
また、情報記録媒体を記録再生するための本発明の第１の方法は、前記情報記録媒体が上記本発明の情報記録媒体であり、前記情報記録媒体の第１の情報層に対して、前記第１の情報層側から入射したレーザビームによって情報の記録再生を行い、前記情報記録媒体の第２の情報層に対して、前記第１の情報層を透過した前記レーザビームによって情報の記録再生を行い、前記レーザビームの波長が３９０ｎｍ以上４３０ｎｍ以下であることを特徴とする。この第１の記録再生方法によれば、光学的情報記録媒体の第１および第２の情報層に対して、高密度に信頼性よく記録再生を行うことができる。
【００４２】
本発明の第１の記録再生方法では、情報を記録再生する際の前記情報記録媒体の線速度が３ｍ／秒以上３０ｍ／秒以下であってもよい。
【００４３】
本発明の第１の記録再生方法では、前記レーザビームが対物レンズによって集光されたレーザビームであり、前記対物レンズの開口数ＮＡが０．５以上１．１以下であってもよい。この構成によれば、第１および第２の基板の厚さや溝の形状、ならびに記録・再生の条件に合わせて、記録マークの長さと幅と間隔とを最適化できる。
【００４４】
また、情報記録媒体を記録再生するための本発明の第２の方法は、前記情報記録媒体が上記本発明の情報記録媒体であり、前記情報記録媒体の前記第１および第２の記録層が電流の印加により発生するジュール熱によって結晶相と非晶質相との間で可逆的な相変化を起こす層であり、前記第１または第２の記録層を非晶質相から結晶相に変化させる際に前記第１または第２の記録層に印加する電流パルスの振幅Ｉｃおよびパルス幅ｔｃと、前記第１の記録層を結晶相から非晶質相に変化させる際に前記第１の記録層に印加する電流パルスの振幅Ｉａ１およびパルス幅ｔａ１と、前記第２の記録層を結晶相から非晶質相に変化させる際に前記第２の記録層に印加する電流パルスの振幅Ｉａ２およびパルス幅ｔａ２とが、Ｉｃ＜Ｉａ２＜Ｉａ１の関係、およびｔａ１≦ｔｃまたはｔａ２≦ｔｃの関係を満たすことを特徴とする。この第２の記録再生方法によれば、電気的情報記録媒体において、第１の記録層、第２の記録層、またはその両方を、選択的に結晶相または非晶質相に相変化させることができる。なお、本発明の電気的情報記録媒体は、相変化による電気抵抗の変化を生起するものであるため、変更可能なプログラマブル回路の構成素子として用いることもできる。
【００４５】
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。また、以下の実施形態では、同一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場合がある。
【００４６】
（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２２について一部断面図を図１に示す。情報記録媒体２２では、レーザビーム２３の照射によって記録再生が行われる。
【００４７】
図１を参照して、情報記録媒体２２は、光学分離層２１と、光学分離層２１を挟むように配置された第１の情報層１１および第２の情報層２０とを備える。第１の情報層１１は、第２の情報層２０よりもレーザビーム２３の入射側に配置されている。
【００４８】
第１の情報層１１は、レーザビーム２３の入射側から順に配置された第１の基板１、第１の下側保護層２、第１の下側界面層３、第１の記録層４、第１の上側界面層５、第１の上側保護層６、第１の界面層７、第１の反射層８、第１の最上界面層９、および透過率調整層１０を備える。
【００４９】
第２の情報層２０は、レーザビーム２３の入射側から順に配置された第２の下側保護層１２、第２の下側界面層１３、第２の記録層１４、第２の上側界面層１５、第２の上側保護層１６、第２の界面層１７、第２の反射層１８、および第２の基板１９を備える。なお、界面層および保護層の名称において、下側とは記録層よりもレーザビーム２３の入射側であることを意味し、上側とは記録層に対してレーザビーム２３の入射側とは反対側であることを意味する。
【００５０】
レーザビーム２３は、第１の基板１側から入射する。第２の情報層２０は、第１の情報層１１および光学分離層２１を透過したレーザビーム２３によって記録再生が行われる。
【００５１】
第１の基板１および第２の基板１９は、透明で円盤状の基板である。第１の基板１および第２の基板１９は、たとえば、ポリカーボネートやアモルファスポリオレフィンやＰＭＭＡといった樹脂、またはガラスを用いて形成できる。なお、第１の基板１は、第１の下側保護層２上に樹脂を塗布したのち、この樹脂を硬化させることによって形成してもよい。
【００５２】
第１の基板１および第２の基板１９の内側（光学分離層２１側）の表面には、必要に応じて、レーザビームを導くための案内溝が形成されていてもよい。これらの基板の外側の表面は、平滑であることが好ましい。これらの基板は、短波長域において光学的に複屈折が小さいことが好ましい。これらの基板の材料としては、転写性・量産性に優れ、低コストであることから、ポリカーボネートが特に有用である。第１の基板１の厚さは、たとえば１０μｍ〜８００μｍ（好ましくは、５０μｍ〜１５０μｍまたは５５０μｍ〜６５０μｍ）の範囲内である。第２の基板１９の厚さは、たとえば４００μｍ〜１３００μｍ（好ましくは、５５０μｍ〜６５０μｍまたは１０５０μｍ〜１１５０μｍ）の範囲内である。
【００５３】
第１の基板１および第２の基板１９の両方に、レーザビームを導くための溝が形成されている情報記録媒体について、一例を図２に示す。図２の情報記録媒体２２ａでは、第１の情報層１１ａが第１の基板１ａを含み、第２の情報層２０ａが第２の基板１９ａを含む。第１の基板１ａおよび第２の基板１９ａには、溝（グルーブ）１ｂが形成されている。情報記録媒体２２ａでは、情報は、レーザビーム２３の入射側の溝面である溝１ｂの部分に記録してもよいし、溝１ｂの間の部分（レーザビーム２３の入射側から遠い方の溝面である。以下ランド１ｃという場合がある）に記録してもよい。また、溝１ｂとランド１ｃの両方に情報を記録してもよい。
【００５４】
第１の下側保護層２、第１の上側保護層６、第２の下側保護層１２および第２の上側保護層１６は、いずれも誘電体からなる。これらの保護層は、光学距離を調整して記録層の光吸収効率を高める働きと、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働きとを有する。これらの保護層には、たとえばＳｉＯx（ｘは、０．５〜２．５），Ａｌ2Ｏ3，ＴｉＯ2，Ｔａ2Ｏ5，ＺｒＯ2，ＺｎＯ，またはＴｅ−Ｏなどの酸化物を用いることができる。また、Ｓｉ−Ｎ，Ａｌ−Ｎ，Ｔｉ−Ｎ，Ｔａ−Ｎ，Ｚｒ−Ｎ，またはＧｅ−Ｎなどの窒化物を用いることもできる。また、ＺｎＳなどの硫化物やＳｉＣなどの炭化物を用いることもできる。また、上記材料の混合物を用いることもできる。これらの中でも、ＺｎＳとＳｉＯ2との混合物であるＺｎＳ−ＳｉＯ2は、保護層の材料として特に優れている。ＺｎＳ−ＳｉＯ2は、非晶質材料で、屈折率が高く、成膜速度が速く、機械的特性および耐湿性が良好である。
【００５５】
第１の下側保護層２および第１の上側保護層６の厚さは、第１の記録層４が結晶相である場合とそれが非晶質相である場合とで反射光量の変化が大きく、且つ第１の情報層１１の透過率が大きく、且つ第１の記録層４の光吸収効率が大きくなるように厳密に決定することができる。具体的には、これらの厚さは、たとえばマトリクス法に基づく計算を用いて決定できる。
【００５６】
第２の下側保護層１２および第２の上側保護層１６の厚さも、同様に、第２の記録層１４が結晶相である場合とそれが非晶質相である場合とで反射光量の変化が大きく、且つ第２の記録層１４の光吸収効率が大きくなるように厳密に決定することができる。第１の下側保護層２、第１の上側保護層６、第２の下側保護層１２および第２の上側保護層１６は、それぞれ異なる材料・組成で形成してもよいし同一の材料・組成で形成してもよい。
【００５７】
透過率調整層１０は、第１の情報層１１の透過率を調整する機能を有する。透過率調整層１０によって、第１の記録層４が結晶相である場合の第１の情報層１１の透過率Ｔｃ（％）と、第１の記録層４が非晶質相である場合の第１の情報層１１の透過率Ｔａ（％）とを共に高くすることができる。具体的には、透過率調整層１０を備える情報記録媒体２２では、透過率調整層１０が無い場合に比べて、第１の情報層１１の透過率が２％〜６％程度上昇する。透過率調整層１０は、保護層について説明した材料で形成することができる。情報記録媒体２２では、４０≦（Ｔｃ＋Ｔａ）／２（より好ましくは、４５≦（Ｔｃ＋Ｔａ）／２）であることが好ましい（実施形態２の情報記録媒体２６においても同様である）。
【００５８】
第１の下側界面層３、第１の上側界面層５、第２の下側界面層１３および第２の上側界面層１５は、それぞれ、第１の下側保護層２と第１の記録層４との間、第１の上側保護層６と第１の記録層４との間、第２の下側保護層１２と第２の記録層１４との間、および第２の上側保護層１６と第２の記録層１４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、特に、繰り返し記録によって生じる物質移動を防止する。これらの界面層は、たとえばＳｉ−Ｎ，Ａｌ−Ｎ，Ｔｉ−Ｎ，Ｔａ−Ｎ，Ｚｒ−Ｎ，Ｇｅ−Ｎなどの窒化物、これらを含む窒化酸化物、またはＳｉＣなどの炭化物によって形成できる。これらの中でも、Ｇｅ−Ｎが特に好ましい。Ｇｅ−Ｎは、反応性スパッタリングで形成しやすく、機械的特性および耐湿性に優れる。界面層が厚いと、情報層の反射率や吸収率が大きく変化して記録・消去性能に影響を与える。したがって、界面層の厚さは、１ｎｍ〜１０ｎｍの範囲内であることが望ましく、２ｎｍ〜５ｎｍの範囲内であることがより好ましい。
【００５９】
第１の界面層７、第１の最上界面層９および第２の界面層１７は、それぞれ、第１の上側保護層６と第１の反射層８との間、透過率調整層１０と第１の反射層８との間、および第２の上側保護層１６と第２の反射層１８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、特に、高温高湿の環境における記録によって生じる物質移動を防止する。これらの界面層は、第１の下側界面層３、第１の上側界面層５、第２の下側界面層１３および第２の上側界面層１５について説明した材料で形成することができる。これらの界面層の厚さは、１ｎｍ〜１０ｎｍの範囲内であることが望ましく、２ｎｍ〜５ｎｍの範囲内であることがより好ましい。
【００６０】
第１の記録層４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な相変化を起こす材料からなる。第１の記録層４は、たとえばＧｅとＳｂとＴｅとを含む材料で形成できる。具体的には、第１の記録層４は、組成式ＧｅaＳｂbＴｅ3+aで表される材料で形成できる。この材料は、ａ＝０の場合には、結晶相が非常に安定であり非晶質相の安定性に欠ける。一方、１０＜ａの場合には、信号振幅は大きくなるが、融点が上がるとともに結晶化速度が低下する。そのため、ａは、０＜ａ≦１０の関係を満たすことが好ましく、１≦ａ≦９の関係を満たすことがより好ましい。また、この材料は、ｂ＜１．５の場合には、結晶相が非常に安定であり非晶質相の安定性に欠ける。一方、４＜ｂの場合には、信号振幅は大きくなるが、結晶化速度が低下する。そのため、ｂは、１．５≦ｂ≦４の関係を満たすことが好ましく、１．５≦ｂ≦３の関係を満たすことがより好ましい。
【００６１】
また、第１の記録層４は、組成式（Ｇｅ−Ｍ２）aＳｂbＴｅ3+a（ただし、Ｍ２は、ＳｎおよびＰｂから選ばれる少なくとも１つの元素）で表される材料で形成してもよい。この組成式は、Ｇｅと元素Ｍ２とが合計で１００・ａ／（３＋２ａ＋ｂ）原子％だけ含まれることを意味している。この材料の組成は、組成式ＧｅaＳｂbＴｅ3+aで表される材料のＧｅの一部を元素Ｍ２で置換した組成である。この材料を用いた場合、Ｇｅを置換した元素Ｍ２が結晶化能を向上させるため、第１の記録層４が極めて薄い場合でも十分な消去率が得られる。元素Ｍ２としては、毒性がない点でＳｎがより好ましい。この材料を用いる場合も、０＜ａ≦１０（より好ましくは、１≦ａ≦９）、且つ１．５≦ｂ≦４（より好ましくは、１．５≦ｂ≦３）であることが好ましい。
【００６２】
また、第１の記録層４は、組成式（ＧｅaＳｂbＴｅ3+a）100-cＭ３c（ただし、Ｍ３は、Ｓｉ、Ｔｉ、Ｖ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｓｅ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ａｇ、Ｉｎ、Ｓｎ、Ｔａ、Ｗ、Ｏｓ、Ｉｒ、Ｐｔ、Ａｕ、およびＢｉから選ばれる少なくとも１つの元素）で表される材料で形成してもよい。この材料の組成は、組成式ＧｅaＳｂbＴｅ3+aで表される材料に元素Ｍ３を添加した組成である。この場合、添加された元素Ｍ３が記録層の融点および結晶化温度を上昇させるため、記録層の熱的安定性を向上でき、その結果、第１の情報層１１の記録再生性能を向上できる。この材料は、２０＜ｃの場合には結晶化速度が不十分となるため、０＜ｃ≦２０であることが好ましく、２≦ｃ≦１０であることがより好ましい。また、０＜ａ≦１０（より好ましくは、１≦ａ≦９）、且つ１．５≦ｂ≦４（より好ましくは、１．５≦ｂ≦３）であることが好ましい。
【００６３】
第２の記録層１４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な相変化を起こす材料からなる。第２の記録層１４は、第１の記録層４の材料とは異なる材料で形成される。第２の記録層１４は、第１の記録層４の材料よりも融点が低い材料からなることが好ましい。
【００６４】
第２の記録層１４は、Ａｇ、Ｉｎ、Ｇｅ、Ｓｎ、Ｓｅ、Ｂｉ、ＡｕおよびＭｎから選ばれる少なくとも１つの元素Ｍ１とＳｂとＴｅとからなる材料で形成できる。具体的には、組成式（ＳｂxＴｅ100-x）100-yＭ１yで表される材料で形成できる。この材料は、Ｓｂ70Ｔｅ30共晶組成近傍のＳｂ−Ｔｅ合金に元素Ｍ１を加えることによって得られる。ｘおよびｙが、それぞれ、５０≦ｘ≦９５、および０＜ｙ≦２０を満たす場合には、この材料は、融点が低く且つ屈折率が高い。このため、この範囲の組成の材料を用いて第２の記録層１４を形成することによって、記録感度が高く且つ反射率も高い第２の情報層２０が得られる。
【００６５】
６５≦ｘの場合には、結晶化速度が特に速く、特に良好な消去率が得られる。また、ｘ≦８５の場合には、複数の相が現れることを抑制できるため、繰り返し記録による特性劣化を抑制できる。したがって、６５≦ｘ≦８５であることがより好ましい。また、良好な記録再生性能を得るためには結晶化速度を調整するための元素Ｍ１を添加することが好ましい。ｙは、１≦ｙ≦１０であることがより好ましい。ｙ≦１０の場合には、複数の相が現れることを抑制できるため、繰り返し記録による特性劣化を抑制できる。
【００６６】
ここで、（Ｇｅ0.74Ｓｎ0.26）8Ｓｂ2Ｔｅ11、および（Ｓｂ0.7Ｔｅ0.3）95Ｇｅ5、（Ｓｂ0.7Ｔｅ0.3）90Ａｇ5Ｉｎ5の屈折率、消衰係数、および融点を調べた結果を表１に示す。屈折率および消衰係数は、上記材料からなる厚さ１０ｎｍの層を石英基板上に形成したサンプルを分光器で測定することによって得た。また、融点は、示差走査熱量測定法（ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ ｓｃａｎｎｉｎｇ ｃａｌｏｒｉｍｅｔｅｒ：ＤＳＣ法）によって測定した。
【００６７】
【表１】
【００６８】
表１において、ｎcは、サンプルの層が結晶相である場合の屈折率を示す。ｎaは、サンプルの層が非晶質相である場合の屈折率を示す。Δｎは、Δｎ＝ｎc−ｎaで表され、層が結晶相である場合と層が非晶質相である場合との屈折率の変化を示す。ｋcは、サンプルの層が結晶相である場合の消衰係数を示す。ｋaは、サンプルの層が非晶質相である場合の消衰係数を示す。Δｋは、Δｋ＝ｋc−ｋaで表され、層が結晶相である場合と層が非晶質相である場合との消衰係数の変化を示す。
【００６９】
表１に示すように、サンプルの層が結晶相であっても非晶質相であっても、（Ｇｅ0.74Ｓｎ0.26）8Ｓｂ2Ｔｅ11の消衰係数は、（Ｓｂ0.7Ｔｅ0.3）95Ｇｅ5および（Ｓｂ0.7Ｔｅ0.3）90Ａｇ5Ｉｎ5の消衰係数よりも、約０．３小さかった。また、Ｓｂ70Ｔｅ30共晶組成近傍のＳｂ−Ｔｅ合金に元素Ｍ１を加えた組成である（Ｓｂ0.7Ｔｅ0.3）95Ｇｅ5、および（Ｓｂ0.7Ｔｅ0.3）90Ａｇ5Ｉｎ5は、Ｇｅ−Ｓｂ−Ｔｅ３元系組成のＧｅをＳｎで置換した（Ｇｅ0.74Ｓｎ0.26）8Ｓｂ2Ｔｅ11と比較して、融点が約５０℃低く、また、屈折率の変化Δｎの絶対値が大きかった。
【００７０】
以上の結果から、第１の記録層４の材料には、消衰係数が小さいために透過率を大きくできるＧｅ−Ｓｂ−Ｔｅ３元系組成またはそれをベースとする組成を用いることが好ましい。また、第２の記録層１４の材料には、融点が低いため記録感度を高くでき、且つ屈折率変化Δｎが大きいため反射率変化を大きくできる（Ｓｂ−Ｔｅ）−Ｍ１系組成を用いることが好ましい。第１の記録層４／第２の記録層１４の具体的な組み合わせとしては、たとえば、Ｇｅ6Ｓｂ2Ｔｅ9／（Ｓｂ0.7Ｔｅ0.3）95Ｇｅ5、Ｇｅ8Ｓｂ2Ｔｅ11／（Ｓｂ0.7Ｔｅ0.3）95Ｇｅ5、Ｇｅ8Ｓｂ2Ｔｅ11／（Ｓｂ0.7Ｔｅ0.3）90Ａｇ5Ｉｎ5などが挙げられる。
【００７１】
第１の記録層４の厚さは、第１の情報層１１の透過率を高くして、第２の情報層２０の記録再生の際に必要なレーザ光量を第２の情報層２０に到達させるため、９ｎｍ以下であることが好ましく、５ｎｍ〜７ｎｍの範囲内であることがより好ましい。
【００７２】
第２の記録層１４の厚さは、第２の情報層２０の記録感度を高くするため、６ｎｍ〜１５ｎｍの範囲内であることが好ましい。第２の記録層１４が厚い場合における熱の面内方向への拡散による隣接領域への熱的影響と、第２の記録層１４が薄い場合における第２の情報層２０の反射率の低下とを考慮すると、第２の記録層１４の厚さは、８ｎｍ〜１２ｎｍの範囲内であることがより好ましい。
【００７３】
第１の反射層８および第２の反射層１８は、第１の記録層４または第２の記録層１４に吸収される光量を増大させるという光学的な機能を有する。また、これらの反射層は、第１の記録層４または第２の記録層１４で生じた熱を速やかに拡散させ、記録層を非晶質化しやすくするという熱的な機能も有する。さらに、これらの反射層は、使用する環境から多層膜を保護するという機能も有する。
【００７４】
第１の反射層８および第２の反射層１８の材料には、たとえばＡｌ，Ａｕ，Ａｇ，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、これらの金属元素の１つまたは複数を主成分とし、耐湿性の向上または熱伝導率の調整等のために１つまたは複数の他の元素を添加した合金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，Ａｇ−Ｒｕ−Ａｕ，またはＣｕ−Ｓｉといった合金を用いることができる。これらの合金は、いずれも耐食性に優れ且つ急冷条件を満足する優れた材料である。特にＡｇ合金は、熱伝導率が大きく、光の透過率も高いため、第１の反射層８の材料として好ましい。
【００７５】
第１の情報層１１の透過率ＴｃおよびＴａをできるだけ高くするため、第１の反射層８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。第１の反射層８が５ｎｍより薄い場合には、その熱拡散機能が不十分となり、且つ第１の情報層１１の反射率が低下する。また、第１の反射層８が１５ｎｍより厚い場合には、第１の情報層１１の透過率が不十分となる。一方、第２の情報層２０は、高い透過率を必要としない。そのため、第２の反射層１８の厚さは、３０ｎｍ〜１５０ｎｍの範囲内であることが好ましく、７０ｎｍ〜９０ｎｍの範囲内であることがより好ましい。第２の反射層１８が３０ｎｍより薄い場合には、その熱拡散機能が不十分となり、第２の記録層１４が非晶質化しにくくなる。また、第２の反射層１８が１５０ｎｍより厚い場合には、その熱拡散機能が大きくなりすぎて第２の情報層２０の記録感度が低下する。
【００７６】
光学分離層２１は、第１の情報層１１のフォーカス位置と第２の情報層２０のフォーカス位置とを区別するために設けられる。光学分離層２１の材料としては、光硬化性樹脂または遅効性樹脂を用いることができる。光学分離層２１の材料は、記録再生に用いられるレーザビーム２３の波長における光吸収が小さいことが好ましい。光学分離層２１の厚さは、対物レンズの開口数ＮＡとレーザビーム２３の波長λによって決定される焦点深度ΔＺ以上であることが必要である。焦光点の強度の基準を無収差の場合の８０％と仮定した場合、ΔＺはΔＺ＝λ／｛２（ＮＡ）2｝で近似できる。λ＝４００ｎｍ、ＮＡ＝０．６のとき、ΔＺ＝０．５５６μｍとなり、±０．６μｍ以内は焦点深度内となる。そのため、この場合には、光学分離層２１の厚さは１．２μｍ以上であることが必要である。第１の情報層１１と第２の情報層２０との間の距離は、対物レンズを用いてレーザビーム２３を集光可能な範囲内にあることが必要である。したがって、光学分離層２１の厚さと第１の基板１の厚さとの合計は、対物レンズが許容できる基板厚さの公差内にすることが好ましい。このため、光学分離層２１の厚さは、１．２μｍ〜５０μｍの範囲内であることが好ましい。
【００７７】
実施形態１の情報記録媒体２２は、実施形態３で説明する方法によって製造できる。
【００７８】
（実施形態２）
実施形態２では、本発明の情報記録媒体について他の一例を説明する。実施形態２の情報記録媒体２６の一部断面図を図３に示す。情報記録媒体２６では、レーザビーム２３の照射によって記録再生が行われる。
【００７９】
図３を参照して、情報記録媒体２６は、光学分離層２１と、光学分離層２１を挟むように配置された第１の情報層２５および第２の情報層２０とを備える。
【００８０】
第１の情報層２５は、レーザビーム２３の入射側から順に配置された第１の基板１、透明層２４、第１の下側保護層２、第１の下側界面層３、第１の記録層４、第１の上側界面層５、第１の上側保護層６、第１の界面層７、第１の反射層８、第１の最上界面層９、および透過率調整層１０を備える。
【００８１】
第２の情報層２０は、レーザビーム２３の入射側から順に配置された第２の下側保護層１２、第２の下側界面層１３、第２の記録層１４、第２の上側界面層１５、第２の上側保護層１６、第２の界面層１７、第２の反射層１８、および第２の基板１９を備える。
【００８２】
以下の実施形態４で説明するように、情報記録媒体２６を製造する場合には、まず、第２の基板１９上に第２の反射層１８〜第２の下側保護層１２、光学分離層２１、透過率調整層１０〜第１の下側保護層２という順序で各層を積層する。そして、その後、透明層２４を用いて第１の下側保護層２と第１の基板１とを貼り合わせることによって情報記録媒体２６を形成できる。また、透明層２４を形成せずに、樹脂を塗布して硬化させることによって第１の基板１を形成してもよい。
【００８３】
光学分離層２１および透明層２４の材料としては、光硬化性樹脂または遅効性樹脂を用いて形成できる。この材料は、記録再生に用いるレーザビーム２３の波長における光吸収が小さいことが好ましい。光学分離層２１および透明層２４の厚さは、実施形態１で説明した理由により、それぞれ、１．２μｍ〜５０μｍの範囲内であることが好ましい。
【００８４】
光学分離層２１の表面のうち第１の情報層２５側の表面には、レーザビーム２３を導く案内溝が形成されていてもよい。実施形態１の情報記録媒体２２と同様に、レーザビーム２３は第１の基板１側から入射する。そして、第２の情報層２０においては、第１の情報層２５および光学分離層２１を透過したレーザビーム２３によって記録再生が行われる。
【００８５】
なお、第１の基板１、第１の下側保護層２、第１の下側界面層３、第１の記録層４、第１の上側界面層５、第１の上側保護層６、第１の界面層７、第１の反射層８、第１の最上界面層９、透過率調整層１０、第２の下側保護層１２、第２の下側界面層１３、第２の記録層１４、第２の上側界面層１５、第２の上側保護層１６、第２の界面層１７、第２の反射層１８、および第２の基板１９には、実施形態１で説明したものと同様のものを用いることができる。また、それらの形状および機能についても、実施形態１で説明した形状および機能と同様である。
【００８６】
（実施形態３）
実施形態３では、本発明の情報記録媒体２２の製造方法について説明する。
【００８７】
実施形態３の製造方法は、第１の情報層１１を形成する工程（工程（ａ））を含む。具体的には、まず、レーザビーム２３を導くための案内溝を形成した第１の基板１（厚さがたとえば０．１ｍｍ）を用意する。次に、第１の基板１を成膜装置内に配置し、第１の基板１上に第１の下側保護層２を成膜する。このとき、第１の基板１に案内溝が形成されている場合には、案内溝が形成されている側に第１の下側保護層２を成膜する。第１の下側保護層２は、Ａｒガスと反応ガスとの混合ガス雰囲気中で、第１の下側保護層２を構成する金属からなる母材を反応性スパッタリングすることによって形成できる。また、第１の下側保護層２は、Ａｒガス雰囲気中、またはＡｒガスと反応ガスとの混合ガス雰囲気中で化合物からなる母材をスパッタリングすることによっても形成できる。
【００８８】
続いて、第１の下側保護層２上に第１の下側界面層３を成膜する。第１の下側界面層３は、Ａｒガスと反応ガスとの混合ガス雰囲気中で、第１の下側界面層３を構成する金属からなる母材を反応性スパッタリングすることによって形成できる。また、第１の下側界面層３は、Ａｒガス雰囲気中、またはＡｒガスと反応ガスとの混合ガス雰囲気中で化合物からなる母材をスパッタリングすることによっても形成できる。
【００８９】
続いて、第１の下側界面層３上に第１の記録層４を成膜する。第１の記録層４は、その組成に応じて、Ｇｅ−Ｓｂ−Ｔｅ合金からなる母材、Ｇｅ−Ｓｂ−Ｔｅ−Ｍ２合金からなる母材、またはＧｅ−Ｓｂ−Ｔｅ−Ｍ３合金からなる母材を、一つの電源を用いて、スパッタリングすることによって形成できる。すなわち、第１の記録層４は、ＧｅとＳｂとＴｅとを含む母材を用いて形成できる。
【００９０】
スパッタリングの雰囲気ガス（スパッタリングガス）には、Ａｒガス、Ｋｒガス、Ａｒガスと反応ガス（酸素ガスおよび窒素ガスから選ばれる少なくとも１つのガス）との混合ガス、またはＫｒガスと反応ガスとの混合ガスを用いることができる。また、第１の記録層４は、Ｇｅ、Ｓｂ、Ｔｅ、Ｍ２、またはＭ３の各々の母材を複数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形成することもできる。また、第１の記録層４は、Ｇｅ、Ｓｂ、Ｔｅ、Ｍ２、またはＭ３のうちいずれかの元素を組み合わせた２元系母材や３元系母材などを、複数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形成することもできる。これらの場合でも、Ａｒガス雰囲気中、Ｋｒガス雰囲気中、Ａｒガスと反応ガスとの混合ガス雰囲気中、またはＫｒガスと反応ガスとの混合ガス雰囲気中でスパッタリングすることによって形成する。
【００９１】
第１の記録層４の成膜レートは、０．１ｎｍ／秒〜３ｎｍ／秒の範囲内であることが好ましい。実施形態１で説明したように、形成される第１の記録層４の厚さは、９ｎｍ以下（より好ましくは、７ｎｍ以下）であることが好ましい。成膜レートは電源の投入パワーで制御できる。成膜レートを下げすぎると、成膜時間が長くなり、また、雰囲気中のガスが必要以上に記録層中に混入してしまう。また、成膜レートを上げすぎると、成膜時間を短くできるが、記録層の厚さを正確に制御することが難しくなる。したがって、第１の記録層４の成膜レートは、０．１ｎｍ／秒〜３ｎｍ／秒の範囲内であることが好ましい。
【００９２】
続いて、第１の記録層４上に第１の上側界面層５を成膜する。第１の上側界面層５は、第１の下側界面層３と同様の方法で形成できる（以下の界面層についても同様である）。これらの界面層を形成する際に用いられる母材の組成は、界面層の組成およびスパッタリングガスに応じて選択される（他の層を形成する工程においても同様である）。すなわち、組成が同一の母材を用いてこれらの界面層を形成する場合もあるし、組成が異なる母材を用いてこれらの界面層を形成する場合もある（他の層を形成する工程においても同様である）。
【００９３】
続いて、第１の上側界面層５上に第１の上側保護層６を成膜する。第１の上側保護層６は、第１の下側保護層２と同様の方法で形成できる（以下の保護層についても同様である）。
【００９４】
続いて、第１の上側保護層６上に、第１の界面層７と第１の反射層８とを順に成膜する。第１の反射層８は、Ａｒガス雰囲気中で、第１の反射層８を構成する金属または合金からなる母材をスパッタリングすることによって形成できる。
【００９５】
続いて、第１の反射層８上に、第１の最上界面層９と透過率調整層１０とを順に成膜する。透過率調整層１０は、第１の下側保護層２と同様の方法で形成できる。
【００９６】
このようにして、第１の情報層１１を形成する。なお、必要に応じて、透過率調整層１０を成膜したのちに、第１の記録層４の全面を結晶化させる初期化工程を行ってもよい。第１の記録層４の結晶化はレーザビームを照射することによって行うことができる。
【００９７】
工程（ａ）の前後、または並行して、第２の情報層２０を形成する（工程（ｂ））。具体的には、まず、第２の基板１９（厚さがたとえば１．１ｍｍ）を用意する。そして、第２の基板１９を成膜装置内に配置し、第２の基板１９上に第２の反射層１８を成膜する。このとき、第２の基板１９に案内溝が形成されている場合には、案内溝が形成されている側に第２の反射層１８を成膜する。第２の反射層１８は、Ａｒガス雰囲気中で、第２の反射層１８を構成する金属または合金からなる母材を、スパッタリングすることによって形成できる。
【００９８】
続いて、第２の反射層１８上に、第２の界面層１７、第２の上側保護層１６、および第２の上側界面層１５を、この順序で成膜する。
【００９９】
続いて、第２の上側界面層１５上に第２の記録層１４を成膜する。第２の記録層１４は、Ｓｂ−Ｔｅ−Ｍ１合金からなる母材を、一つの電源を用いて、スパッタリングすることによって形成できる。すなわち、第２の記録層１４は、ＳｂとＴｅと元素Ｍ１とを含む母材を用いて形成できる。スパッタリングの雰囲気ガス（スパッタリングガス）には、Ａｒガス、Ｋｒガス、Ａｒガスと反応ガス（酸素ガスおよび窒素ガスから選ばれる少なくとも１つのガス）との混合ガス、またはＫｒガスと反応ガスとの混合ガスを用いることができる。また、第２の記録層１４は、Ｓｂ、ＴｅおよびＭ１の各々の母材を複数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形成することもできる。また、第２の記録層１４は、Ｓｂ、Ｔｅ、およびＭ１のうちいずれかの元素を組み合わせた２元系母材などを、複数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形成することもできる。これらの場合でも、Ａｒガス雰囲気中、Ｋｒガス雰囲気中、Ａｒガスと反応ガスとの混合ガス雰囲気中、またはＫｒガスと反応ガスとの混合ガス雰囲気中でスパッタリングを行う。
【０１００】
第２の記録層１４の成膜レートは、０．３ｎｍ／秒〜１０ｎｍ／秒の範囲内であることが好ましい。実施形態１で説明したように、第２の記録層１４の厚さは、６ｎｍ〜１５ｎｍの範囲内であることが好ましい。第２の記録層１４の成膜レートは、電源の投入パワーで制御できる。成膜レートを下げすぎた場合には、成膜時間が長くなることに加え、雰囲気中のガスが必要以上に記録層中に混入してしまう。また、成膜レートを上げすぎた場合には、成膜時間を短くできるが、層厚を正確に制御することが難しくなる。したがって、第２の記録層１４の成膜レートは、０．３ｎｍ／秒〜１０ｎｍ／秒の範囲内であることが好ましい。
【０１０１】
続いて、第２の記録層１４上に、第２の下側界面層１３および第２の下側保護層１２を、この順序で成膜する。
【０１０２】
このようにして第２の情報層２０を形成できる。なお、第２の下側保護層１２を形成したのちに、必要に応じて、第２の記録層１４の全面を結晶化させる初期化工程を行ってもよい。第２の記録層１４の結晶化はレーザビームを照射することによって行うことができる。
【０１０３】
最後に、第１の情報層１１と第２の情報層２０とを光学分離層２１を介して貼り合わせる。具体的には、まず、光学分離層２１の材料となる紫外線硬化性樹脂を透過率調整層１０上または第２の下側保護層１２上にスピンコートしたのち、第１の情報層１１と第２の情報層２０とを密着させる。その後、第１の情報層１１側から紫外線を照射して光学分離層２１を硬化させることによって、情報記録媒体２２が得られる。なお、光学分離層２１の材料として遅効性樹脂を用いる場合には、紫外線の照射は不要である。
【０１０４】
（実施形態４）
実施形態４では、情報記録媒体２６の製造方法について説明する。
【０１０５】
実施形態４の製造方法では、まず、第２の情報層２０を形成する（工程（ｂ））。具体的には、まず、第２の基板１９（厚さがたとえば１．１ｍｍ）を用意し、成膜装置内に配置する。
【０１０６】
続いて、第２の基板１９上に第２の反射層１８を成膜する。このとき、第２の基板１９に案内溝が形成されている場合には、案内溝が形成された側に第２の反射層１９を成膜する。そして、第２の反射層１８上に、第２の界面層１７、第２の上側保護層１６、第２の上側界面層１５、第２の記録層１４、第２の下側界面層１３、および第２の下側保護層１２を順に成膜する。これらの各層は、実施形態３で説明した方法で形成できる。
【０１０７】
このようにして第２の情報層２０を形成できる。なお、第２の下側保護層１２を成膜したのちに、必要に応じて、第２の記録層１４の全面を結晶化させる初期化工程を行ってもよい。
【０１０８】
続いて、第２の情報層２０の第２の下側保護層１２上に光学分離層２１を形成する（工程（ｃ））。光学分離層２１は、光硬化性樹脂または遅効性樹脂を第２の下側保護層１２上にスピンコートしたのち、樹脂を硬化させることによって形成できる。なお、光学分離層２１がレーザビームの入射側の表面に案内溝を備える場合には、溝が形成された基板（型）を硬化前の樹脂に密着させたのち、樹脂を硬化させ、その後、基板（型）をはがすことによって案内溝を形成できる。
【０１０９】
続いて、光学分離層２１上に第１の情報層２５を形成する（工程（ａ））。具体的には、まず、光学分離層２１上に、透過率調整層１０、第１の最上界面層９、第１の反射層８、第１の界面層７、第１の上側保護層６、第１の上側界面層５、第１の記録層４、第１の下側界面層３、および第１の下側保護層２をこの順序で成膜する。これらの各層は、実施形態３で説明した方法で形成できる。第１の下側保護層２を成膜したのちに、必要に応じて、第１の記録層４の全面を結晶化させる初期化工程を行ってもよい。
【０１１０】
最後に、透明層２４によって第１の下側保護層２と第１の基板１とを貼り合わせる。具体的には、まず、透明層２４の材料である紫外線硬化性樹脂を第１の基板１上または第１の下側保護層２上にスピンコートしたのち、第１の基板１と第１の下側保護層２とを密着させる。その後、第１の情報層２５側から紫外線を照射して樹脂を硬化させることによって、光学分離層２１上に配置された第１の情報層２５を形成できる。なお、透明層２４が遅効性樹脂からなる場合には、紫外線の照射は不要である。このようにして、情報記録媒体２６を製造できる。
【０１１１】
（実施形態５）
実施形態５では、実施形態１および２で説明した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。
【０１１２】
本発明の記録再生方法に用いられる記録再生装置５０の一部の構成を図４に模式的に示す。図４を参照して、記録再生装置５０は、情報記録媒体５１を回転させるためのスピンドルモータ２７と、半導体レーザ２９を備える光学ヘッド３０と、半導体レーザ２９から出射されるレーザビーム２３を集光する対物レンズ２８とを備える。情報記録媒体５１は、実施形態１または２で説明した情報記録媒体であり、第１の記録層４と第２の記録層１４とを備える。対物レンズ２８は、レーザビーム２３を、第１の記録層４または第２の記録層１４上に集光する。
【０１１３】
対物レンズ２８の開口数ＮＡは、０．５以上１．１以下（より好ましくは、０．６以上１．０以下）であることが好ましい。レーザビーム２３の波長は、３５０ｎｍ以上５００ｎｍ以下（より好ましくは、３９０ｎｍ以上４３０ｎｍ以下）であることが好ましい。情報を記録する際の情報記録媒体の線速度は、３ｍ／秒以上３０ｍ／秒以下（より好ましくは、４ｍ／秒以上１５ｍ／秒以下）であることが好ましい。
【０１１４】
情報の記録は、レーザビーム２３のパワーを、高パワーのピークパワー（Ｐｐ（ｍＷ））と低パワーのバイアスパワー（Ｐｂ（ｍＷ））とに変調させることによって行う。ピークパワーのレーザビーム２３を照射することによって非晶質相が形成され、その非晶質相が記録マークとなる。記録マーク間では、バイアスパワーのレーザビーム２３が照射され、結晶相が形成される。
【０１１５】
第１の情報層１１または２５に対して記録を行う際には、レーザビーム２３の焦点を第１の記録層４に合わせて第１の記録層４に情報を記録する。再生は、第１の記録層４から反射してきたレーザビーム２３を用いて行う。第２の情報層２０に対して記録を行う際には、レーザビーム２３の焦点を第２の記録層１４に合わせ、第１の情報層１１または２５と光学分離層２１とを透過したレーザビーム２３によって情報を記録する。再生は、第２の記録層１４によって反射され、光学分離層２１と第１の情報層１１または２５とを透過してきたレーザビーム２３を用いて行う。
【０１１６】
なお、記録再生の対象となる情報記録媒体の第１の基板１、光学分離層２１および第２の基板１９のいずれかが溝（グルーブ）１ｂを備える場合には、情報は、溝１ｂに記録しても、ランド１ｃに記録してもよい。また、溝１ｂおよびランド１ｃの両方に情報を記録してもよい。第１の情報層１１または２５と第２の情報層２０とは、ともに同一の部分（溝、ランド、または、溝およびランド）に情報を記録してもよいし、異なる部分に情報を記録してもよい。
【０１１７】
（実施形態６）
実施形態６では、本発明の情報記録媒体についてその他の一例を説明する。実施形態６の情報記録媒体４１の一部断面図を図５に示す。情報記録媒体４１では、電気エネルギーの印加、具体的には電流パルスの印加によって情報の記録が行われる。
【０１１８】
図５を参照して、情報記録媒体４１は、基板３１と、基板３１上に順に積層された第１の電極３２と、第１の記録層３３と、中間電極３４と、第２の記録層３５と、第２の電極３６とを備える。第１の記録層３３は、第１の情報層を構成する。第２の記録層３５は第２の情報層を構成する。
【０１１９】
基板３１としては、ポリカーボネート等からなる樹脂からなる樹脂基板、ガラス基板、Ａｌ2Ｏ3等からなるセラミックからなるセラミック基板、Ｓｉ基板、または、さまざまな金属（たとえば銅）からなる金属基板を用いることができる。なお、基板３１が導電性を有する場合には、基板３１を第１の電極３２として用いてもよい。以下では、基板３１として絶縁性の基板を用いた場合について説明する。
【０１２０】
情報記録媒体４１は、基板３１上に、第１の電極３２、第１の記録層３３、中間電極３４、第２の記録層３５、および第２の電極３６を順に積層することによって製造できる。第１の記録層３３の組成および形成方法は、実施形態１および３で説明した第１の記録層４の組成および形成方法と同様である。第２の記録層３５の組成および形成方法は、実施形態１および３で説明した第２の記録層１４の組成および形成方法と同様である。第１の記録層３３および第２の記録層３５は、電流の印加により発生するジュール熱によって、結晶相と非晶質相との間で可逆的な相変化を起こす。
【０１２１】
第１の電極３２、中間電極３４、および第２の電極３６の材料としては、Ａｌ、Ａｕ、Ａｇ、Ｃｕ、Ｐｔ、Ｔｉ、Ｗといった単体金属を用いることができる。または、これらの金属元素のうちの１つまたは複数を主成分とし、耐湿性の向上あるいは熱伝導率の調整等のために１つまたは複数の他の元素を添加した合金材料を用いることもできる。第１の電極３２、中間電極３４、および第２の電極３６は、Ａｒガス雰囲気中で、これらの電極を構成する金属または合金からなる母材をスパッタリングすることによって形成できる。
【０１２２】
以下に、情報記録媒体４１を用いた記録再生方法について説明する。第１の電極３２と第２の電極３６の間、および中間電極３４と第２の電極３６の間には、スイッチ３９を介してパルス電源３７が接続されている。第１の電極３２と第２の電極３６との間には、スイッチ４０を介して抵抗測定器３８が接続されている。
【０１２３】
情報記録媒体４１では、第１の記録層３３と第２の記録層３５とを、それぞれ非晶質相と結晶相との間で相変化させることによって情報が記録される。また、情報の再生は、結晶相にある記録層の抵抗にくらべて非晶質相にある記録層の抵抗が高いことを利用して行われる。具体的には、第１の記録層３３および第２の記録層３５の抵抗値を測定することによって情報を再生する。
【０１２４】
非晶質相（高抵抗状態）にある第１の記録層３３を結晶相（低抵抗状態）に変化させる場合には、スイッチ３９を端子３９ａ側に閉じ（スイッチ４０は開）、第１の電極３２と第２の電極３６との間に電流パルスを印加する。このとき、第１の記録層３３の材料は、第２の記録層３５の材料に比べて結晶化温度が低く結晶化時間が長いため、印加する電流パルスの振幅やパルス幅を調整することによって、第１の記録層３３のみを相変化させることができる。
【０１２５】
また、非晶質相にある第２の記録層３５を結晶相に変化させる場合には、スイッチ３９を端子３９ｂ側に閉じ（スイッチ４０は開）、中間電極３４と第２の電極３６との間に電流パルスを印加する。記録層を、結晶相から再度非晶質相に戻す場合には、結晶化時よりも相対的に高い振幅（電流値）の電流パルスをより短い時間で印加する。
【０１２６】
具体的には、第１の記録層３３（または第２の記録層３５）を非晶質相から結晶相に変化させる際には、振幅がＩｃでパルス幅がｔｃの電流パルスを第１の記録層３３（または第２の記録層３５）に印加する。また、第１の記録層３３を結晶相から非晶質相に変化させる際には、振幅がＩａ１でパルス幅がｔａ１の電流パルスを第１の記録層３３に印加する。また、第２の記録層３５を結晶相から非晶質相に変化させる際には、振幅がＩａ２でパルス幅がｔａ２の電流パルスを第２の記録層３５に印加する。ここで、これらの振幅とパルス幅とは、Ｉｃ＜Ｉａ２＜Ｉａ１の関係、およびｔａ１≦ｔｃまたはｔａ２≦ｔｃの関係を満たすことが好ましい。
【０１２７】
第１の記録層３３および第２の記録層３５の抵抗値は、スイッチ４０を閉じて（スイッチ３９は開）、抵抗測定器３８によって測定する。第１の記録層３３および第２の記録層３５の抵抗値を測定することによって、記録された情報を読み出すことができる。
【０１２８】
この情報記録媒体４１をマトリクス的に多数配置することによって、大容量の書換型メモリが得られる。そのような情報記録媒体について、一例の構成を図６に模式的に示す。
【０１２９】
図６を参照して、情報記録媒体４２は、ストライプ状に配置された複数のワード線（ｗｏｒｄ ｌｉｎｅ）４３と、ストライプ状に配置された複数のビット線（ｂｉｔ ｌｉｎｅ）４４と、複数のメモリセル４５とを備える。ワード線４３およびビット線４４は、電流パルスの印加および抵抗の測定のための電気配線である。ワード線４３とビット線４４とは、直交するように配置されている。メモリセル４５は、ワード線４３とビット線４４との交点（図６中のハッチングで示す）において、ワード線４３とビット線４４との間に挟まれるように配置されている。メモリセル４５には、中間電極３４を省略した情報記録媒体４１を用いることができる。
【０１３０】
情報記録媒体４２では、ワード線４３とビット線４４との間の電圧を変化させてメモリセルに電流パルスを印加することによって、情報を記録することができる。
【０１３１】
以下に、中間電極３４を省略した場合の記録再生方法について説明する。第１の記録層３３を結晶相に変化させる際に、振幅がＩｃ１でパルス幅がｔｃ１の電流パルスを印加する。第２の記録層３５を結晶相に変化させる際に、振幅がＩｃ２でパルス幅がｔｃ２の電流パルスを印加する。第１の記録層３３を非晶質相に変化させる際に、振幅がＩａ１でパルス幅がｔａ１の電流パルスを印加する。第２の記録層３５を非晶質相に変化させる際に振幅がＩａ２でパルス幅がｔａ２の電流パルスを印加する。
【０１３２】
第１の記録層３３の材料が非晶質相から結晶相に変化する温度Ｔｘ１は、第２の記録層３５の材料が非晶質相から結晶相に変化する温度Ｔｘ２よりも低い（Ｔｘ１＜Ｔｘ２）。また、第１の記録層３３の材料が非晶質相から結晶相に変化する際に要する時間ｔｘ１は、第２の記録層３５の記録材料が非晶質相から結晶相に変化する際に要する時間ｔｘ２よりも長い（ｔｘ２＜ｔｘ１）。したがって、振幅Ｉｃ１、パルス幅ｔｃ１、振幅Ｉｃ２およびパルス幅ｔｃ２が、Ｉｃ１＜Ｉｃ２且つｔｃ１＞ｔｃ２を満たすようにすることによって、各記録層を選択的に結晶化できる。また、振幅がＩｃ２でパルス幅がｔｃ１の電流パルスを第１の記録層３３および第２の記録層３５に印加することによって、両方の記録層を同時に結晶化できる。
【０１３３】
また、第１の記録層３３の材料の融点は、第２の記録層３５の材料の融点よりも高い。したがって、ｔａ２を短くし、Ｉａ１＞Ｉａ２とすることによって、第２の記録層３５のみを非晶質化することができる。一方、パルス幅ｔａ１が短い場合、振幅がＩａ１でパルス幅がｔａ１の電流パルスを印加すると、２つの記録層が共に非晶質相になる。この場合、第２の記録層３５のみを結晶化することによって、第１の記録層３３のみを非晶質相にできる。
【０１３４】
以下に、各記録層の状態の判別方法について説明する。第１の記録層３３が非晶質相である場合の抵抗値Ｒａ１、第１の記録層３３が結晶相である場合の抵抗値Ｒｃ１、第２の記録層３５が非晶質相である場合の抵抗値Ｒａ２、および、第２の記録層３５が結晶相である場合の抵抗値Ｒｃ２とする。２つの記録層の抵抗値の合計は、２つの記録層の状態に応じてＲａ１＋Ｒａ２、Ｒａ１＋Ｒｃ２、Ｒｃ１＋Ｒａ２、またはＲｃ１＋Ｒｃ２となる。ここで、Ｒａ１とＲａ２とを異なる値とし、Ｒｃ１およびＲｃ２をそれらの値よりもずっと小さい値とすることによって、抵抗値から各記録層の状態を容易に判別することができる。このように、記録層の４つの異なる状態、すなわち２値の情報を抵抗値の一度の測定で検出することができる。
【実施例】
【０１３５】
以下に、実施例を用いて本発明をさらに詳細に説明する。
【０１３６】
（実施例１）
実施例１では、図１の情報記録媒体２２の第１の情報層１１の透過率を測定し、透過率調整層１０の効果について調べた。
【０１３７】
まず、透過率測定用のサンプルを作製した。具体的には、第１の情報層１１を作製し、光学分離層２１を介して第１の情報層１１と第２の基板１９とを貼りあわせることによってサンプルを作製した。
【０１３８】
一方、比較例として、透過率調整層１０がない場合のサンプルも作製し、透過率を測定した。この比較例のサンプルは以下のようにして製造した。まず、第１の基板１として、ポリカーボネート基板（直径１２０ｍｍ、厚さ０．６ｍｍ）を用意した。そして、そのポリカーボネート基板上に、第１の下側保護層２としてＺｎＳ−ＳｉＯ2層（ＳｉＯ2：２０ｍｏｌ％）、第１の下側界面層３としてＧｅＮ層（厚さ：５ｎｍ）、第１の記録層４として（Ｇｅ0.74Ｓｎ0.26）8Ｓｂ2Ｔｅ11層（厚さ：６ｎｍ）、第１の上側界面層５としてＧｅＮ層（厚さ：５ｎｍ）、第１の上側保護層６としてＺｎＳ−ＳｉＯ2層（ＳｉＯ2：２０ｍｏｌ％）、第１の界面層７としてＧｅＮ層（厚さ：５ｎｍ）、および、第１の反射層８としてＡｇ合金層（厚さ：１０ｎｍ）を順次スパッタリング法によって積層した。このようにして比較例のサンプルを製造した。
【０１３９】
透過率調整層１０を備えるサンプルを形成する場合には、第１の反射層８上に、さらに第１の最上界面層９としてＧｅＮ層（厚さ：３ｎｍ）、および、透過率調整層１０としてＺｎＳ−ＳｉＯ2層（厚さ：約３０ｎｍ、ＳｉＯ2：２０ｍｏｌ％）を順次スパッタリング法により積層した。そして、第２の基板１９に、光学分離層２１の材料である紫外線硬化性樹脂をスピンコートした。そして、樹脂の上に第１の情報層１１を密着させ、紫外線を照射して樹脂を硬化させた。以上のようにして、透過率測定用サンプルを製造した。
【０１４０】
ここで、第１の下側保護層２および第１の上側保護層６の厚さは、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）に基づく計算により、厳密に決定された。具体的には、これらの厚さは、第１の記録層４が結晶相である場合と非晶質相である場合とで波長４０５ｎｍにおける反射光量の変化がより大きく、且つ第１の情報層１１の透過率がより大きく、且つ第１の記録層４の光吸収効率が大きくなるように決定された。また、透過率調整層１０の厚さは、第１の記録層４が結晶相である場合と非晶質相である場合との反射光量の差および第１の記録層４の光吸収効率を低下させることなく、第１の情報層１１の透過率がより大きくなるように厳密に決定された。
【０１４１】
このようにして得られたサンプルについて、最初に、第１の記録層４が非晶質相である場合の透過率Ｔａ（％）を測定した。その後、第１の記録層４を結晶化させる初期化工程を行い、第１の記録層４が結晶相である場合の透過率Ｔｃ（％）を測定した。測定には分光器を用い、波長４０５ｎｍにおける透過率の値を調べた。測定後、（Ｔｃ＋Ｔａ）／２の値を計算した。
【０１４２】
透過率の測定結果を表２に示す。ここで、表２中のサンプル２−１および２−３の第１の情報層１１は、記録層が結晶相である場合の反射率が、記録層が非晶質相である場合の反射率よりも高い。また、サンプル２−１および２−３は、記録層が結晶相である場合の反射率がほぼ同等である。サンプル２−２および２−４の第１の情報層１１は、記録層が非晶質相である場合の反射率が、記録層が結晶相である場合の反射率よりも高い。また、サンプル２−２と２−４とは、記録層が非晶質相である場合の反射率がほぼ同等である。
【０１４３】
【表２】
【０１４４】
表２に示すように、透過率調整層１０を設けたサンプル２−３および２−４の第１の情報層１１では、透過率調整層１０がないサンプル２−１および２−２の第１の情報層１１と比較して、反射率を下げることなく（Ｔｃ＋Ｔａ）／２の値が２％〜６％程度向上した。従って、第１の情報層１１は、透過率調整層１０を含むことが好ましい。
【０１４５】
なお、図２の情報記録媒体２６の第１の情報層２５についても同様の方法で透過率を測定した結果、透過率調整層１０が同様の効果を持つことが確認できた。
【０１４６】
（実施例２）
実施例２では、第１の情報層１１の特性と第１の記録層４の厚さとの関係を調べた。具体的には、第１の記録層４の厚さを変化させて第１の情報層１１を作製し、光学分離層２１を介して第１の情報層１１と第２の基板１９とを貼り合わせたサンプルを作製した。形成したサンプルについて、第１の情報層１１の消去率、振幅対雑音比（Ｃａｒｒｉｅｒ ｔｏ Ｎｏｉｓｅ Ｒａｔｉｏ：ＣＮＲ）、および透過率を測定した。
【０１４７】
以下にサンプルの製造方法を説明する。まず、第１の基板１としてポリカーボネート基板（直径１２０ｍｍ、厚さ０．６ｍｍ）を準備した。そして、そのポリカーボネート基板上に、第１の下側保護層２としてＺｎＳ−ＳｉＯ2層（厚さ：約４０ｎｍ、ＳｉＯ2：２０ｍｏｌ％）、第１の下側界面層３としてＧｅＮ層（厚さ：５ｎｍ）、第１の記録層４として（Ｇｅ0.74Ｓｎ0.26）8Ｓｂ2Ｔｅ11層（厚さ：４ｎｍ〜１０ｎｍ）、第１の上側界面層５としてＧｅＮ層（厚さ：５ｎｍ）、第１の上側保護層６としてＺｎＳ−ＳｉＯ2層（厚さ：約５ｎｍ、ＳｉＯ2：２０ｍｏｌ％）、第１の界面層７としてＧｅＮ層（厚さ：５ｎｍ）、第１の反射層８としてＡｇ合金層（厚さ：１０ｎｍ）、第１の最上界面層９としてＧｅＮ層（厚さ：５ｎｍ）、および、透過率調整層１０としてＺｎＳ−ＳｉＯ2層（厚さ：約３０ｎｍ、ＳｉＯ2：２０ｍｏｌ％）を、順次スパッタリング法によって積層した。その後、第１の記録層４の全面を結晶化させる初期化工程を行った。このようにして、第１の情報層１１を形成した。
【０１４８】
次に、光学分離層２１の材料である紫外線硬化性樹脂を第２の基板１９上にスピンコートした。そしてこの樹脂上に第１の情報層１１を密着させ、紫外線を照射することによって樹脂を硬化させた。以上のようにして、第１の記録層４の厚さが異なる複数のサンプルを作製した。
【０１４９】
作製したサンプルについて、実施例１と同様の方法によって、第１の情報層１１の透過率を測定した。また、作製したサンプルについて、図４に示した装置を用いて、第１の情報層１１の消去率およびＣＮＲを測定した。このとき、レーザビーム２３の波長は４０５ｎｍ、対物レンズ２８のＮＡは０．６５、測定時のサンプルの線速度は８．６ｍ／ｓ、最短マーク長は０．２９４μｍとした。また、情報はグルーブに記録した。
【０１５０】
ＣＮＲは、（８−１６）変調の３Ｔ信号を１０回記録したのち、スペクトラムアナライザーで測定した。消去性能は、３Ｔ信号を１０回記録して振幅を測定し、その上から１１Ｔ信号を１回重ね書きして再度３Ｔ信号の振幅を測定し、３Ｔ信号の減衰率を計算することによって評価した。以下、この３Ｔ信号の減衰率を消去率という。
【０１５１】
第１の情報層１１の消去率およびＣＮＲの測定結果、および（Ｔｃ＋Ｔａ）／２の計算結果を表３に示す。
【０１５２】
【表３】
【０１５３】
表３中、Ａ〜Ｄは、（Ｔｃ＋Ｔａ）／２の値、ＣＮＲおよび消去率の値を示す。具体的には、（Ｔｃ＋Ｔａ）／２の値について、Ｄ＜３０％、３０％≦Ｃ＜４０％、４０％≦Ｂ＜５０％、５０％≦Ａである。ＣＮＲについては、４０（ｄＢ）≦Ｃ＜５０（ｄＢ）、５０（ｄＢ）≦Ｂである。消去率については、２０（ｄＢ）≦Ｃ＜３０（ｄＢ）、３０（ｄＢ）≦Ｂである。第１の情報層１１は、（Ｔｃ＋Ｔａ）／２の値が３０％以上であることが好ましく、４０％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。また、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。
【０１５４】
表３に示すように、サンプル３−１（第１の記録層４の厚さ：４ｎｍ）では、透過率は十分であるがＣＮＲおよび消去率が不十分であった。サンプル３−４（第１の記録層４の厚さ：１０ｎｍ）では、ＣＮＲおよび消去率が高いが、透過率が３０％未満であった。サンプル３−２（第１の記録層４の厚さ：６ｎｍ）、およびサンプル３−３（第１の記録層４の厚さ：９ｎｍ）では、透過率が３５％〜４５％で、ＣＮＲが５０ｄＢ、消去率が３０ｄＢという良好な結果が得られた。以上の結果から、第１の記録層４の膜厚は、９ｎｍ以下であることが好ましい。
【０１５５】
なお、図２の情報記録媒体２６の第１の情報層２５についても同様の方法で消去率、ＣＮＲおよび透過率を測定した結果、同様の結果が得られた。
【０１５６】
（実施例３）
実施例３では、第１の情報層１１の特性と第１の記録層４の材料との関係を調べた。具体的には、第１の記録層４の組成を変化させて第１の情報層１１を作製し、光学分離層２１を介して第１の情報層１１と第２の基板１９とを貼り合わせたサンプルを作製した。形成したサンプルについて、第１の情報層１１のＣＮＲ、消去率および透過率を測定した。
【０１５７】
以下に、サンプルの製造方法について説明する。まず、第１の基板１としてポリカーボネート基板（直径：１２０ｍｍ、厚さ０．６ｍｍ）を準備した。そして、そのポリカーボネート基板上に、第１の下側保護層２としてＺｎＳ−ＳｉＯ2層（厚さ：約４０ｎｍ、ＳｉＯ2：２０ｍｏｌ％）、第１の下側界面層３としてＧｅＮ層（厚さ：５ｎｍ）、第１の記録層４（厚さ：６ｎｍ）、第１の上側界面層５としてＧｅＮ層（厚さ：５ｎｍ）、第１の上側保護層６としてＺｎＳ−ＳｉＯ2層（厚さ：約５ｎｍ、ＳｉＯ2：２０ｍｏｌ％）、第１の界面層７としてＧｅＮ層（厚さ：５ｎｍ）、第１の反射層８としてＡｇ合金層（厚さ：１０ｎｍ）、第１の最上界面層９としてＧｅＮ層（厚さ：５ｎｍ）、および、透過率調整層１０としてＺｎＳ−ＳｉＯ2層（厚さ：約３０ｎｍ、ＳｉＯ2：２０ｍｏｌ％）を、順次スパッタリング法により積層した。ここで、第１の記録層４の材料としては、（Ｇｅ0.74Ｓｎ0.26）8Ｓｂ2Ｔｅ11、（Ｓｂ0.7Ｔｅ0.3）95Ｇｅ5、または（Ｓｂ0.7Ｔｅ0.3）90Ａｇ5Ｉｎ5を用いた。透過率調整層１０を形成したのち、第１の記録層４の全面を結晶化させる初期化工程を行った。このようにして、第１の記録層４の組成が異なる３種類の第１の情報層１１を作製した。
【０１５８】
次に、光学分離層２１の材料である硬化前の紫外線硬化性樹脂を第２の基板１９上にスピンコートした。そしてこの樹脂上に第１の情報層１１を密着させ、紫外線を照射することによって樹脂を硬化させた。以上のようにして、第１の記録層４の組成が異なる複数のサンプルを作製した。
【０１５９】
作製したサンプルについて、実施例１と同様の方法で第１の情報層１１の透過率を測定した。また、これらのサンプルについて、実施例２と同様の方法で第１の情報層１１のＣＮＲおよび消去率を測定した。
【０１６０】
第１の情報層１１のＣＮＲおよび消去率、ならびに（Ｔｃ＋Ｔａ）／２の計算結果を表４に示す。
【０１６１】
【表４】
【０１６２】
表４中、Ｂ〜Ｄは、（Ｔｃ＋Ｔａ）／２の値、ＣＮＲおよび消去率の値を示す。具体的には、（Ｔｃ＋Ｔａ）／２の値について、３０％≦Ｃ＜４０％、４０％≦Ｂ＜５０％である。ＣＮＲについては、Ｄ＜４０（ｄＢ）、５０（ｄＢ）≦Ｂである。消去率については、２０（ｄＢ）≦Ｃ＜３０（ｄＢ）、３０（ｄＢ）≦Ｂである。
【０１６３】
表４に示すように、サンプル４−２および４−３は、透過率、ＣＮＲ、および消去率がともに不十分であった。一方、サンプル４−１では、透過率が４５％、ＣＮＲが５０ｄＢ、消去率が３０ｄＢという良好な結果が得られた。以上の結果から、上記サンプルの中では、組成式（Ｇｅ0.74Ｓｎ0.26）8Ｓｂ2Ｔｅ11で表される材料が、第１の記録層４の材料として好ましい。
【０１６４】
なお、図２の情報記録媒体２６の第１の情報層２５についても同様の方法で消去率、ＣＮＲおよび透過率を測定した結果、同様の結果が得られた。
【０１６５】
（実施例４）
実施例４では、第２の情報層２０の特性と第２の記録層１４の材料との関係を調べた。具体的には、第２の記録層１４の材料を変化させて第２の情報層２０を形成し、光学分離層２１を介して第１の基板１と第２の情報層２０とを貼りあわせたサンプルを作製した。形成したサンプルについて、第２の情報層２０の記録感度、ＣＮＲ、および反射率を測定した。
【０１６６】
以下に、サンプルの製造方法について説明する。まず、第２の基板１９としてポリカーボネート基板（直径１２０ｍｍ、厚さ０．６ｍｍ）を準備した。そして、そのポリカーボネート基板上に、第２の反射層１８としてＡｌ合金層（厚さ：８０ｎｍ）、第２の上側保護層１６としてＺｎＳ−ＳｉＯ2層（厚さ：約１０ｎｍ、ＳｉＯ2：２０ｍｏｌ％）、第２の上側界面層１５としてＧｅＮ層（厚さ：５ｎｍ）、第２の記録層１４（厚さ：１０ｎｍ）、第２の下側界面層１３としてＧｅＮ層（厚さ：５ｎｍ）、および、第２の下側保護層１２としてＺｎＳ−ＳｉＯ2層（厚さ：約６０ｎｍ）を、順次スパッタリング法によって積層した。ここで、第２の記録層１４としては、（Ｇｅ0.74Ｓｎ0.26）8Ｓｂ2Ｔｅ11、（Ｓｂ0.7Ｔｅ0.3）95Ｇｅ5、または（Ｓｂ0.7Ｔｅ0.3）90Ａｇ5Ｉｎ5を用いた。
【０１６７】
第２の下側保護層１２および第２の上側保護層１６の厚さは、マトリクス法に基づく計算により、波長４０５ｎｍにおいて、第２の記録層１４が結晶相のときの反射光量が第２の記録層１４が非晶質相のときの反射光量よりも大きく、且つ第２の記録層１４が結晶相のときと非晶質相のときとで反射光量の変化がより大きく、且つ第２の記録層１４の光吸収効率が大きくなるように厳密に決定した。
【０１６８】
次に、第２の記録層１４の全面を結晶化させる初期化工程を行った。次に、光学分離層２１の材料である紫外線硬化性樹脂を第１の基板１上にスピンコートした。そして、この樹脂上に第２の情報層２０を密着させ、紫外線を照射して樹脂を硬化させた。以上のようにして、第２の記録層１４の組成が異なる複数のサンプルを形成した。
【０１６９】
形成したサンプルについて、基板の鏡面部における反射率を測定した。また、これらのサンプルについて、図４の装置を用いて、第２の情報層２０の記録感度およびＣＮＲを測定した。このとき、レーザビーム２３の波長は４０５ｎｍ、対物レンズ２８のＮＡは０．６５、測定時のサンプルの線速度は８．６ｍ／ｓ、最短マーク長は０．２９４μｍとした。また、情報はグルーブに記録した。ここで、記録感度とは、振幅（ｄＢｍ）の飽和値から３ｄＢｍだけ低い振幅を与えるピークパワーＰｐ（ｍＷ）の１．３倍のピークパワーＰｐ（ｍＷ）で定義される値である（以下の実施例においても同様である）。記録感度の値が小さいほど、より低いレーザパワーで記録が可能であることを示す。なお、第１の情報層１１の透過率の平均値（Ｔｃ＋Ｔａ）／２が４０％程度であり、第１の基板１に入射する半導体レーザ２９の最大パワーは約１２ｍＷ程度であるので、第２の情報層２０に到達するレーザパワーは約５ｍＷである。このため、第２の情報層２０の記録感度は５ｍＷ以下であることが好ましい。
【０１７０】
第２の情報層２０の記録感度、ＣＮＲ、および第２の記録層１４が結晶相である場合の反射率の測定結果を表５に示す。
【０１７１】
【表５】
【０１７２】
表５中、Ｂ〜Ｄは、記録感度、ＣＮＲ、および反射率の値を示す。具体的には、記録感度について、５（ｍＷ）＜Ｄ、Ｂ≦５ｍＷである。ＣＮＲについては、５０（ｄＢ）≦Ｂである。反射率については、１０％≦Ｃ＜２０％、２０％≦Ｂ＜３０％である。第２の情報層２０では、ＣＮＲが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。また、反射率が１０％以上であることが好ましく、反射率が２０％以上であることがより好ましい。
【０１７３】
表５に示すように、サンプル５−１では、５ｍＷ以下の記録レーザパワーでＣＮＲが飽和せず記録感度が十分でないこと、および反射率が不十分であることがわかった。また、低融点材料である（Ｓｂ0.7Ｔｅ0.3）95Ｇｅ5または（Ｓｂ0.7Ｔｅ0.3）90Ａｇ5Ｉｎ5を用いたサンプル５−２および５−３では、５ｍＷ以下の記録感度と高いＣＮＲとを両立できることがわかった。
【０１７４】
なお、図３に示した情報記録媒体２６の第２の情報層２０についても同様の方法で記録感度を測定した結果、同様の結果が得られた。
【０１７５】
（実施例５）
実施例５では、実施例３および実施例４の結果に基づき、図１の情報記録媒体２２を製造した。そして、製造した情報記録媒体２２について、第１の情報層１１の透過率、ＣＮＲおよび消去率と、第２の情報層２０の記録感度、反射率およびＣＮＲとを測定した。
【０１７６】
実施例５では、第１の記録層４および第２の記録層１４の組成は、（Ｇｅ0.74Ｓｎ0.26）8Ｓｂ2Ｔｅ11または（Ｓｂ0.7Ｔｅ0.3）95Ｇｅ5とした。第１の記録層４の厚さは６ｎｍ、第２の記録層１４の厚さは１０ｎｍとした。
【０１７７】
第１の情報層１１は、各層を成膜した後に、初期化工程を行った。第１の情報層１１について、初期化工程の前後で透過率を測定した。第２の情報層２０も、成膜後に初期化工程を行った。その後、光学分離層２１の材料である硬化前の紫外線硬化性樹脂を第２の下側保護層１２の上にスピンコートし、第１の情報層１１と第２の情報層２０とを密着させた。そして、紫外線を照射して樹脂を硬化させた。このようにして第１の情報層１１と第２の情報層２０とを備えるサンプル（情報記録媒体２２）を製造した。なお、記録層および光学分離層以外の構成および製造条件は、実施例３および４と同様である。
【０１７８】
このようにして得られたサンプルについて、第１の情報層１１のＣＮＲおよび消去率を測定した。また、第２の情報層２０の記録感度、反射率およびＣＮＲを測定した。これらの測定は、上記実施例で説明した方法と同様の方法で行った。測定結果を表６に示す。
【０１７９】
【表６】
【０１８０】
表６中、Ｂ〜Ｄは、各測定の結果を示す。（Ｔｃ＋Ｔａ）／２の値については、３０％≦Ｃ＜４０％、４０％≦Ｂ＜５０％である。ＣＮＲについては、Ｄ＜４０（ｄＢ）、４０（ｄＢ）≦Ｃ＜５０（ｄＢ）、５０（ｄＢ）≦Ｂである。消去率については、２０（ｄＢ）≦Ｃ＜３０（ｄＢ）、３０（ｄＢ）≦Ｂである。記録感度については、１２（ｍＷ）＜Ｄ、Ｂ≦１２（ｍＷ）である。表６の反射率とは第２の記録層１４が結晶相である場合の第２の情報層２０の反射率であり、１０％≦Ｃ＜２０％、２０％≦Ｂ＜３０％である。
【０１８１】
サンプル６−１は、第１の記録層４および第２の記録層１４の組成が、ともに（Ｇｅ0.74Ｓｎ0.26）8Ｓｂ2Ｔｅ11である。サンプル６−２は、第１の記録層４の組成が（Ｇｅ0.74Ｓｎ0.26）8Ｓｂ2Ｔｅ11であり、第２の記録層１４の組成が（Ｓｂ0.7Ｔｅ0.3）95Ｇｅ5である。サンプル６−３は、第１の記録層４および第２の記録層１４の組成が、ともに（Ｓｂ0.7Ｔｅ0.3）95Ｇｅ5である。
【０１８２】
表６に示すように、サンプル６−１では、実施例４の結果と同様に、第２の情報層２０の記録感度および反射率が十分でなかった。また、サンプル６−３では、実施例３の結果と同様に、透過率、ＣＮＲおよび消去率が不十分であり、且つ第１の情報層１１の透過率が十分でないために第２の情報層２０の記録感度、反射率およびＣＮＲが低下した。これに対して、サンプル６−２では、第１の情報層１１および第２の情報層２０がともに、ＣＮＲが５０ｄＢ以上で、消去率が３０ｄＢ以上であるという良好な結果が得られた。
【０１８３】
以上、情報をグルーブに記録した場合について説明した。さらに、ランドに情報を記録した場合と、ランドとグルーブの両方に情報を記録した場合とについて同様の測定を行ったところ、同様の結果が得られた。
【０１８４】
（実施例６）
実施例６では、実施形態４の製造方法で図３の情報記録媒体２６を製造した。そして、製造した情報記録媒体２６について、第１の情報層２５のＣＮＲおよび消去率、ならびに第２の情報層２０の消去率およびＣＮＲを測定した。
【０１８５】
以下に、サンプルの製造方法について説明する。まず、第２の基板１９としてポリカーボネート基板（直径１２０ｍｍ、厚さ１．１ｍｍ）を準備した。そして、そのポリカーボネート基板上に、第２の反射層１８としてＡｌ合金層（厚さ：８０ｎｍ）、第２の上側保護層１６としてＺｎＳ−ＳｉＯ2層（厚さ：約１０ｎｍ、ＳｉＯ2：２０ｍｏｌ％）、第２の上側界面層１５としてＧｅＮ層（厚さ：５ｎｍ）、第２の記録層１４として（Ｓｂ0.7Ｔｅ0.3）95Ｇｅ5層（厚さ：１０ｎｍ）、第２の下側界面層１３としてＧｅＮ層（厚さ：５ｎｍ）、および、第２の下側保護層１２としてＺｎＳ−ＳｉＯ2層（厚さ：約６０ｎｍ、ＳｉＯ2：２０ｍｏｌ％）を、順次スパッタリング法によって積層した。その後、第２の記録層１４の全面を結晶化させる初期化工程を行った。
【０１８６】
続いて、第２の下側保護層１２上に紫外線硬化性樹脂をスピンコートし、その上に案内溝を形成した基板をかぶせ、樹脂を硬化させた後に基板をはがした。この工程によって、レーザビーム２３を導く案内溝が第１の情報層２５側に形成された光学分離層２１を形成した。
【０１８７】
その後、光学分離層２１の上に、透過率調整層１０としてＺｎＳ−ＳｉＯ2層（厚さ：約３０ｎｍ、ＳｉＯ2：２０ｍｏｌ％）、第１の最上界面層９としてＧｅＮ層（厚さ：３ｎｍ）、第１の反射層８としてＡｇ合金層（厚さ：１０ｎｍ）、第１の界面層７としてＧｅＮ層（厚さ：５ｎｍ）、第１の上側保護層６としてＺｎＳ−ＳｉＯ2層（厚さ：約５ｎｍ、ＳｉＯ2：２０ｍｏｌ％）、第１の上側界面層５としてＧｅＮ層（厚さ：５ｎｍ）、第１の記録層４として（Ｇｅ0.74Ｓｎ0.26）8Ｓｂ2Ｔｅ11層（厚さ：６ｎｍ）、第１の下側界面層３としてＧｅＮ層（厚さ：５ｎｍ）、および、第１の下側保護層２としてＺｎＳ−ＳｉＯ2層（厚さ：約４０ｎｍ、ＳｉＯ2：２０ｍｏｌ％）を、順次スパッタリング法により積層した。その後、第１の記録層４の全面を結晶化させる初期化工程を行った。
【０１８８】
次に、第１の基板１としてポリカーボネート基板（直径１２０ｍｍ、厚さ０．１ｍｍ）を準備した。そして、透明層２４の材料である紫外線硬化性樹脂を、第１の基板１上にスピンコートした。その後、その樹脂上に第１の下側保護層２を密着させ、紫外線を照射して樹脂を硬化させた。以上のようにして、サンプル（情報記録媒体２６）を製造した。
【０１８９】
製造したサンプルについて、図４の装置を用いて、第１の情報層２５および第２の情報層２０のＣＮＲおよび消去率を測定した。このとき、レーザビーム２３の波長は４０５ｎｍ、対物レンズ２８のＮＡは０．８５、測定時の情報記録媒体２６の線速度は５．０ｍ／ｓ、最短マーク長は０．２０６μｍとした。情報は、グルーブに記録した。その結果、第１の情報層２５および第２の情報層２０は共に、ＣＮＲが５０ｄＢ以上で消去率が３０ｄＢ以上という良好な結果が得られた。
【０１９０】
（実施例７）
第２の記録層１４の材料に、Ｍ１として、Ａｇ、ＩｎおよびＧｅの代わりにＳｎ、Ｓｅ、Ｂｉ、ＡｕまたはＭｎを添加した場合について、実施例４、５および６と同様の測定を行った。その結果、実施例４、５および６と同様の効果が得られた。
【０１９１】
（実施例８）
実施例８では、図５の情報記録媒体４１を製造し、電気エネルギー（電流パルス）の印加による記録層の相変化を確認した。
【０１９２】
まず、基板３１として、表面を窒化処理したＳｉ基板を用意した。そして、そのＳｉ基板上に、第１の電極３２としてＡｕ層（面積：１．０ｍｍ×１．０ｍｍ、厚さ：０．１μｍ）、第１の記録層３３として（Ｇｅ0.74Ｓｎ0.26）8Ｓｂ2Ｔｅ11層（面積：０．６ｍｍ×０．６ｍｍ、厚さ：０．５μｍ）、中間電極３４としてＡｕ層（面積：０．６ｍｍ×０．６ｍｍ、厚さ０．１μｍ）、第２の記録層３５として（Ｓｂ0.7Ｔｅ0.3）95Ｇｅ5層（面積：０．２ｍｍ×０．２ｍｍ、厚さ：０．５μｍ）、および、第２の電極３６としてＡｕ層（面積：０．２ｍｍ×０．２ｍｍ、厚さ：０．１μｍ）を、順次スパッタリング法により積層した。
【０１９３】
その後、第１の電極３２、中間電極３４、および第２の電極３６にＡｕからなるリード線をボンディングした。第１の電極３２と第２の電極３６との間、および中間電極３４と第２の電極３６との間には、パルス電源３７をスイッチ３９を介して接続した。第１の記録層３３および第２の記録層３５の相変化による抵抗値の変化は、第１の電極３２と第２の電極３６との間にスイッチ４０を介して接続した抵抗測定器３８によって検出した。
【０１９４】
第１の記録層３３および第２の記録層３５が共に高抵抗状態（非晶質相）のときに、第１の電極３２と第２の電極３６との間に振幅５０ｍＡ、パルス幅１００ｎｓの電流パルスを印加したところ、２つの記録層がともに、低抵抗状態（結晶相）に変化した。次に、第１の電極３２と第２の電極３６との間に、振幅１５０ｍＡ、パルス幅５０ｎｓの電流パルスを印加したところ、第２の記録層３５のみが低抵抗状態から高抵抗状態に変化した。また、第１の記録層３３および第２の記録層３５がともに低抵抗状態のときに、第１の電極３２と第２の電極３６との間に振幅２００ｍＡ、パルス幅５０ｎｓの電流パルスを印加したところ、２つの記録層が共に低抵抗状態から高抵抗状態に変化した。さらに、第１の記録層３３および第２の記録層３５がともに高抵抗状態のときに、中間電極３４と第２の電極３６の間に振幅５０ｍＡ、パルス幅１００ｎｓの電流パルスを印加したところ、第２の記録層３５のみが高抵抗状態から低抵抗状態に変化した。
【０１９５】
以上のように、図５の情報記録媒体４１では、第１の記録層３３および第２の記録層３５のそれぞれを、電気的に結晶相と非晶質相との間で可逆的に変化させることことができた。その結果、４つの状態、すなわち、第１の記録層３３と第２の記録層３５が共に高抵抗の状態、第１の記録層３３が低抵抗で第２の記録層３５が高抵抗の状態、第１の記録層３３が高抵抗で第２の記録層３５が低抵抗の状態、第１の記録層３３と第２の記録層３５が共に低抵抗の状態を実現できた。
【０１９６】
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。
【図面の簡単な説明】
【０１９７】
【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他の一例を示す一部断面図である。
【図３】本発明の情報記録媒体についてその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られる記録再生装置について構成の一部を模式的に示す図である。
【図５】本発明の情報記録媒体のその他の一例、およびその記録再生装置の一例について構成を模式的に示す図である。
【図６】本発明の情報記録媒体のその他の一例について構成の一部を模式的に示す図である。
【符号の説明】
【０１９８】
１，１ａ 第１の基板
１ｂ 溝（グルーブ）
１ｃ ランド
２ 第１の下側保護層
３ 第１の下側界面層
４，３３ 第１の記録層
５ 第１の上側界面層
６ 第１の上側保護層
７ 第１の界面層
８ 第１の反射層
９ 第１の最上界面層
１０ 透過率調整層
１１，１１ａ，２５ 第１の情報層
１２ 第２の下側保護層
１３ 第２の下側界面層
１４，３５ 第２の記録層
１５ 第２の上側界面層
１６ 第２の上側保護層
１７ 第２の界面層
１８ 第２の反射層
１９，１９ａ 第２の基板
２０，２０ａ 第２の情報層
２１ 光学分離層
２２，２２ａ，２６，４１，４２ 情報記録媒体
２３ レーザビーム
２４ 透明層
２７ スピンドルモータ
２８ 対物レンズ
２９ 半導体レーザ
３０ 光学ヘッド
３１ 基板
３２ 第１の電極
３４ 中間電極
３６ 第２の電極
３７ パルス電源
３８ 抵抗測定器
３９，４０ スイッチ
４３ ワード線
４４ ビット線
４５ メモリセル
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光学的または電気的に情報を記録、消去、書き換え、および再生する情報記録媒体、およびその製造方法、ならびにその記録再生方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
レーザビームを用いて情報を記録、消去、書き換え、および再生する情報記録媒体として相変化形情報記録媒体がある。相変化形情報記録媒体への情報の記録、消去、および書き換えには、その記録層が結晶相と非晶質相との間で可逆的に相変化を生じる現象を利用する。一般に、情報を記録する場合は、レーザビームを照射して記録層を溶融して急冷することによって、照射部を非晶質相にして情報を記録する。一方、情報を消去する場合は、記録時より低パワーのレーザビームを照射して記録層を昇温して徐冷することによって、照射部を結晶相にして前の情報を消去する。したがって、相変化形情報記録媒体では、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、記録されている情報を消去しながら新しい情報を記録または書き換えすることが可能である（たとえば、非特許文献１参照）。
【０００３】
近年、情報記録媒体を大容量化するための技術として、さまざまな技術が検討されている。たとえば、短波長の青紫色レーザを用いたり、レーザビームが入射する側の基板の厚さを薄くして開口数ＮＡが大きいレンズを使用したりすることによって、レーザビームのスポット径をより小さくして高密度の記録を行う技術が検討されている。また、２つの情報層を備える情報記録媒体を用いて、その片側から入射するレーザビームによって２つの情報層の記録再生を行う技術も検討されている（特許文献１参照）。この技術では、２つの情報層を用いることによって記録密度をほぼ２倍にすることができる。
【０００４】
片側から２つの情報層を記録再生する情報記録媒体（以下、２層情報記録媒体という場合がある）では、レーザビームの入射側の情報層（以下、第１の情報層という）を透過したレーザビームを用いて、レーザビームの入射側とは反対側の情報層（以下、第２の情報層という）の記録再生を行う。したがって、第１の情報層の透過率は４０％以上であることが好ましい。一方、第２の情報層は、記録特性に関しては高い記録感度（低パワーのレーザビームでも記録マークを形成できる）を有することが望まれ、再生特性に関しては高い反射率を有することが望まれる。
【０００５】
第１の情報層に対するレーザビームの透過率を４０％以上にするためには、第１の記録層の厚さを６ｎｍ程度と薄くする必要がある。しかし、記録層が薄くなると、記録層が結晶化する際に、形成される結晶核が減少し、また、原子の移動できる距離が短くなる。このため、同じ材料からなる記録層でも薄い記録層の方が結晶化速度が相対的に低下する傾向がある。したがって、記録層が薄いほど結晶相が形成されにくくなり、消去率が低下する。
【０００６】
従来から、記録層の材料（相変化材料）としては、結晶化速度が速く、繰り返し書き換え性能にも優れ、且つ信頼性も高いＧｅＳｂＴｅ系の材料が用いられてきた。この材料を用いて、コンピュータのデータ記録用の光ディスクや映像記録用の光ディスクが商品化されている。ＧｅＳｂＴｅ系材料の中でも、ＧｅＴｅ−Ｓｂ2Ｔｅ3ライン上の擬二元系組成は結晶化速度が最も速い。発明者らは、波長６６０ｎｍの赤色レーザを用いて記録再生実験を行った。その結果、９ｍ／ｓという高い線速度での記録において、ＧｅＴｅ−Ｓｂ2Ｔｅ3からなる記録層の厚さを６ｎｍと薄くしても、３０ｄＢという良好な消去率が得られた。この技術によって、赤色レーザを用いる２層情報記録媒体の実現可能性が見いだされた。
【０００７】
また、電流の印加によって、相変化材料からなる記録層を相変化させる情報記録媒体も従来から検討されている。この情報記録媒体では、記録層が２つの電極に挟まれている。この情報記録媒体では、非晶質相の状態である記録層に電流を徐々に流していくと、ある閾電流（ｔｈｒｅｓｈｏｌｄ ｃｕｒｒｅｎｔ）で記録層が結晶相に相変化し、電気抵抗が急激に低下する。また、結晶相の状態である記録層にパルス幅が短い大電流パルスを印加することによって、記録層を溶融・急冷して高抵抗の非晶質相に戻すこともできる。電気抵抗の違いは通常の電気的手段によって簡単に検出可能であるから、このような記録層を用いることによって書き換え可能な情報記録媒体が得られる。
【非特許文献１】角田 義人ら、「光ディスクストレージの基礎と応用」、電子情報通信学会編、１９９５年、第２章
【特許文献１】特開平１２−３６１３０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
情報記録媒体の大容量化のためには、短波長の青紫色レーザを使って記録再生を行う２層情報記録媒体の実用化が望まれる。短波長のレーザビームを用いたり、開口数が大きい対物レンズを用いることによって、レーザビームのスポット径を小さくでき、より高密度の記録が可能となる。短波長のレーザビームを用いて記録を行うためには、小さな記録マークでも良好な形状に形成できる情報記録媒体が必要である。青紫色レーザを使うと、記録層にレーザビームが照射される時間が相対的に短くなるため、小さな記録マークを形成するには、結晶化速度の速い材料で記録層を形成することが必要となる。また、小さな記録マークでも十分な信号振幅を得るためには、結晶相と非晶質相との間で光学的特性の変化が大きい材料を用いて記録層を形成することが望ましい。
【０００９】
発明者らの実験では、赤色レーザを用いる従来の２層情報記録媒体をそのまま青紫色レーザ用の情報記録媒体として適用すると、第１の情報層および第２の情報層において形成される記録マークが小さくなり、その結果、十分な信号振幅が得られなかった。また、第１の情報層に関して、十分な透過率を確保するために記録層の厚さを６ｎｍ程度にすると、消去率が１５ｄＢ未満という不十分な値となってしまった。大きな信号振幅を得るためには、ＧｅＴｅ−Ｓｂ2Ｔｅ3ライン上の擬二元系組成において、ＧｅＴｅの割合を大きくすればよいことが発明者らの実験でわかっている。しかしながら、ＧｅＴｅの割合が多くなるほど材料の融点が高くなる傾向があるため、ＧｅＴｅの割合が多くなるほど非晶質相を形成するためのレーザパワー（記録パワー）がより大きくなる。現在入手可能な青紫色レーザの出力は赤色レーザの出力よりも小さい。このため、第１の情報層を透過してきたレーザビームで記録再生を行う第２の情報層に、ＧｅＴｅが多い組成を適用した場合には、記録パワーが不足して飽和した信号振幅を得ることができなかった。
【００１０】
このように、青紫色レーザを使った２層情報記録媒体においては、第１の情報層の消去率の確保と、第２の情報層の高記録感度化が重要な課題であることがわかった。
【００１１】
青紫色レーザを用いる２層情報記録媒体の実用化には、透過率が高く良好な記録・消去性能を有する第１の情報層と、反射率および記録感度が高く良好な記録・消去性能を有する第２の情報層とが必要である。したがって、その実用化のためには、第１および第２の記録層の材料と、第１および第２の情報層の構成とを検討する必要がある。
【００１２】
また、電流の印加によって相変化を生じる記録層の材料としては、Ｔｅを主成分とする材料が実用化されている。しかし、従来の材料は、結晶化に要する時間がμｓオーダーと長かった。また、記録・消去性能が良好で且つ２層の記録層を備える電気的相変化形の情報記録媒体は、まだ実用化されていない。
【００１３】
本発明は、２層の記録層を有し且つ記録・消去性能が良好な情報記録媒体、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。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記目的を達成するために、本発明の情報記録媒体は、第１の情報層と第２の情報層とを備える情報記録媒体であって、前記第１の情報層が、レーザビームの照射によってまたは電流の印加により発生するジュール熱によって結晶相と非晶質相との間で可逆的な相変化を起こす第１の記録層を含み、前記第２の情報層が、前記レーザビームの照射によってまたは前記電流の印加により発生するジュール熱によって結晶相と非晶質相との間で可逆的な相変化を起こす第２の記録層を含み、前記第１の記録層が第１の材料からなり、前記第２の記録層が第２の材料からなり、前記第１の材料と前記第２の材料とが異なることを特徴とする。本発明の情報記録媒体によれば、それぞれの情報層で良好な記録再生特性が得られる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の情報記録媒体およびその製造方法によれば、２層の記録層を有し且つ記録・消去性能が良好な情報記録媒体が得られる。
【００１６】
また、本発明の記録再生方法によれば、高密度の記録が可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
本発明の情報記録媒体では、前記第１の材料がＧｅとＳｂとＴｅとを含み、前記第２の材料が、Ａｇ、Ｉｎ、Ｇｅ、Ｓｎ、Ｓｅ、Ｂｉ、ＡｕおよびＭｎから選ばれる少なくとも１つの元素Ｍ１とＳｂとＴｅとからなるものでもよい。この構成によれば、レーザビームを用いて情報を記録する記録媒体（以下、光学的情報記録媒体という場合がある）に関して、透過率および消去率が高い第１の情報層と、反射率および記録感度が高い第２の情報層とを備える情報記録媒体が得られる。特に、この光学的情報記録媒体は、青紫色レーザを用いた高密度記録に好適である。また、電流を用いて情報を記録する記録媒体（以下、電気的情報記録媒体という場合がある）に関して、第１の記録層、第２の記録層、またはその両方を、選択的に結晶相と非晶質相との間で容易に相変化させることができる。
【００１８】
本発明の情報記録媒体では、前記第１の材料が、組成式
ＧｅaＳｂbＴｅ3+a
（ただし、０＜ａ≦１０、１．５≦ｂ≦４）
で表されるものでもよい。この構成によれば、第１の記録層が極めて薄い場合でも良好な記録再生特性が得られる。
【００１９】
本発明の情報記録媒体では、前記第１の材料が、組成式
（Ｇｅ−Ｍ２）aＳｂbＴｅ3+a
（ただし、Ｍ２はＳｎおよびＰｂから選ばれる少なくとも１つの元素であり、０＜ａ≦１０、１．５≦ｂ≦４）
で表されるものでもよい。この構成によれば、Ｇｅ−Ｓｂ−Ｔｅ３元系組成のＧｅを置換したＳｎまたはＰｂが結晶化能を向上させ、第１の記録層が極めて薄い場合でも十分な消去率が得られる。
【００２０】
本発明の情報記録媒体では、前記第１の材料が、組成式
（ＧｅaＳｂbＴｅ3+a）100-cＭ３c
（ただし、Ｍ３はＳｉ、Ｔｉ、Ｖ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｓｅ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ａｇ、Ｉｎ、Ｓｎ、Ｔａ、Ｗ、Ｏｓ、Ｉｒ、Ｐｔ、ＡｕおよびＢｉから選ばれる少なくとも１つの元素であり、０＜ａ≦１０、１．５≦ｂ≦４、０＜ｃ≦２０）
で表されるものでもよい。この構成によれば、Ｇｅ−Ｓｂ−Ｔｅ３元系組成に添加した元素Ｍ３が記録層の融点および結晶化温度を上昇させ、記録層の熱的安定性が向上する。
【００２１】
本発明の情報記録媒体では、前記第２の材料が、組成式
（ＳｂxＴｅ100-x）100-yＭ１y
（ただし、５０≦ｘ≦９５、０＜ｙ≦２０）
で表されるものでもよい。この構成によれば、第２の記録層の融点が低く且つ結晶相と非晶質相との屈折率差が大きいため、記録感度が高く且つ結晶相と非晶質相との反射率差が大きい第２の情報層が得られる。
【００２２】
本発明の情報記録媒体では、前記第１および第２の記録層が、前記レーザビームの照射によって可逆的な相変化を起こす層であり、前記第１の情報層が、前記第２の情報層よりも前記レーザビームの入射側に配置されており、前記第２の材料の融点が、前記第１の材料の融点よりも低くてもよい。この構成によれば、記録感度が高い第２の情報層が得られる。
【００２３】
本発明の情報記録媒体では、前記第１および第２の記録層が、前記レーザビームの照射によって可逆的な相変化を起こす層であり、前記第１の情報層が、前記第２の情報層よりも前記レーザビームの入射側に配置されていてもよい。この構成によれば、光学的情報記録媒体が得られる。
【００２４】
上記光学的情報記録媒体では、前記第１の記録層の厚さが９ｎｍ以下であってもよい。この構成によれば、第１の情報層の透過率を高くして、第２の情報層の記録再生に必要なレーザ光量を第２の情報層に到達させることが容易になる。
【００２５】
上記光学的情報記録媒体では、前記第２の記録層の厚さが６ｎｍ〜１５ｎｍの範囲内であってもよい。この構成によれば、第２の記録層の記録感度を特に高くできる。厚さを６ｎｍ以上とすることによって、記録層での光吸収量を多くできる。厚さを１５ｎｍ以下とすることによって、記録マークを形成する際に溶融させる部分の体積を小さくできるため、記録感度の低下を防止できる。
【００２６】
上記光学的情報記録媒体では、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の記録層が非晶質相である場合の前記第１の情報層の透過率Ｔａ（％）とが、波長が３９０ｎｍ以上４３０ｎｍ以下の前記レーザビームに対して、
４０≦（Ｔｃ＋Ｔａ）／２
を満たしてもよい。この構成によれば、第２の情報層に関して特に良好な記録・消去特性が得られる。
【００２７】
上記光学的情報記録媒体では、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光学分離層をさらに備え、前記第１の情報層が、第１の基板と第１の下側保護層と第１の上側保護層と第１の反射層とをさらに含み、前記第２の情報層が、第２の下側保護層と第２の上側保護層と第２の反射層と第２の基板とをさらに含み、前記第１の基板、前記第１の下側保護層、前記第１の記録層、前記第１の上側保護層、前記第１の反射層、前記光学分離層、前記第２の下側保護層、前記第２の記録層、前記第２の上側保護層、前記第２の反射層、および前記第２の基板が、前記レーザビームの入射側からこの順序で配置されていてもよい。この構成によれば、第１および第２の情報層について、それぞれの反射率、記録感度、消去感度、および透過率（とくに第１の情報層）を、記録・消去・再生条件に合わせて最適化できる。また、光学分離層によって、第１の情報層と第２の情報層とを光学的に分離することができる。
【００２８】
上記光学的情報記録媒体では、前記第１の基板と前記第１の下側保護層との間に配置された透明層をさらに備えてもよい。
【００２９】
上記光学的情報記録媒体は、前記第１の下側保護層と前記第１の記録層との界面、および、前記第１の上側保護層と前記第１の記録層と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てもよい。また、上記光学的情報記録媒体は、前記第２の下側保護層と前記第２の記録層との界面、および、前記第２の上側保護層と前記第２の記録層と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てもよい。また、上記光学的情報記録媒体は、前記第１の上側保護層と前記第１の反射層との界面、および、前記第２の上側保護層と前記第２の反射層と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てもよい。界面層を備えるこれらの構成によれば、隣接する層間の原子拡散を防止でき、特性および信頼性が特に高い情報記録媒体が得られる。
【００３０】
上記光学的情報記録媒体は、前記第１の反射層と前記光学分離層との間に、前記第１の情報層の透過率を調整するための透過率調整層をさらに備えてもよい。この構成によれば、第１の情報層の透過率を特に高めることができる。
【００３１】
上記光学的情報記録媒体は、前記第１の反射層と前記透過率調整層との間に配置された界面層をさらに備えてもよい。この構成によれば、第１の反射層と透過率調整層との間の原子拡散を防止でき、信頼性が特に高い情報記録媒体が得られる。
【００３２】
上記光学的情報記録媒体では、前記第１の基板の厚さが、１０μｍ〜８００μｍの範囲内であってもよい。この構成によれば、対物レンズの開口数（ＮＡ）を変化させることによって、第１の基板の溝の形状や記録・消去・再生条件に合わせて、記録マークの長さと幅と間隔とを最適化できる。たとえば、第１の基板の厚さが１００μｍの場合、ＮＡ＝０．８５で良好な記録・消去性能が得られた。また、第１の基板の厚さが６００μｍの場合、ＮＡ＝０．６で良好な記録・消去性能が得られた。
【００３３】
上記光学的情報記録媒体では、前記第２の基板の厚さが、４００μｍ〜１３００μｍの範囲内であってもよい。この構成によれば、対物レンズのＮＡを変化させることによって、第２の基板の溝の形状や記録・消去・再生条件に合わせて、記録マークの長さと幅と間隔とを最適化できる。第１の基板の厚さが約１００μｍである場合は第２の基板の厚さは約１１００μｍ、第１の基板の厚さが約６００μｍである場合は第２の基板の厚さは約６００μｍというように、情報記録媒体の厚さが約１２００μｍとなるように第１および第２の基板の厚さを選択することが好ましい。
【００３４】
本発明の情報記録媒体では、第１および第２の電極とをさらに含み、前記第１および第２の記録層が、前記電流の印加によって可逆的な相変化を起こす層であり、前記第１の電極上に、前記第１の記録層、前記第２の記録層、および前記第２の電極がこの順序で積層されていてもよい。この構成によれば、電気的情報記録媒体が得られる。
【００３５】
上記電気的情報記録媒体では、前記第１の記録層と前記第２の記録層との間に配置された中間電極をさらに備えてもよい。この構成によれば、第１の記録層と第２の記録層との間の原子拡散を防止できるため、繰り返し特性および信頼性を高めることができる。また、この構成によれば、第１の記録層または第２の記録層のどちらか一方のみに電流を印加できる。
【００３６】
また、本発明の製造方法は、第１の情報層と第２の情報層とを備える情報記録媒体の製造方法であって、
（ａ）前記第１の情報層を形成する工程と、
（ｂ）前記第２の情報層を形成する工程とを含み、
前記第１の情報層が、レーザビームの照射によってまたは電流の印加により発生するジュール熱によって結晶相と非晶質相との間で可逆的な相変化を起こす第１の記録層を含み、
前記第２の情報層が、前記レーザビームの照射によってまたは前記電流の印加により発生するジュール熱によって結晶相と非晶質相との間で可逆的な相変化を起こす第２の記録層を含み、
前記（ａ）の工程が、ＧｅとＳｂとＴｅとを含む母材を用いて前記第１の記録層を形成する工程を含み、
前記（ｂ）の工程が、Ａｇ、Ｉｎ、Ｇｅ、Ｓｎ、Ｓｅ、Ｂｉ、ＡｕおよびＭｎから選ばれる少なくとも１つの元素Ｍ１とＳｂとＴｅとを含む母材を用いて前記第２の記録層を形成する工程を含むことを特徴とする。この製造方法によれば、本発明の情報記録媒体を容易に製造できる。
【００３７】
本発明の製造方法では、前記第１および第２の記録層が、アルゴンガスまたはクリプトンガスを含むスパッタリングガスを用いたスパッタリング法によって形成されてもよい。このスパッタリングガスは、窒素ガスおよび酸素ガスから選ばれる少なくとも１つのガスをさらに含んでもよい。この構成によれば、繰り返し記録性能に優れた情報層を製造できる。
【００３８】
本発明の製造方法では、前記第１の記録層の厚さが９ｎｍ以下であり、前記（ａ）の工程において、０．１ｎｍ／秒〜３ｎｍ／秒の範囲内の成膜レートで前記第１の記録層を形成してもよい。この構成によれば、厚さのばらつきが少ない第１の記録層を備える光学的情報記録媒体を生産性よく製造できる。
【００３９】
本発明の製造方法では、前記第２の記録層の厚さが６ｎｍ〜１５ｎｍの範囲内であり、前記（ｂ）の工程において、０．３ｎｍ／秒〜１０ｎｍ／秒の範囲内の成膜レートで前記第２の記録層を形成してもよい。この構成によれば、記録感度が高い第２の情報層を備える光学的情報記録媒体を生産性よく製造できる。
【００４０】
本発明の製造方法では、前記（ａ）の工程の前に前記（ｂ）の工程が行われ、前記（ｂ）の工程ののちであって前記（ａ）の工程の前に、
（ｃ）前記第２の情報層上に光学分離層を形成する工程をさらに含み、
前記（ａ）の工程において、前記光学分離層上に前記第１の情報層を形成してもよい。
【００４１】
また、情報記録媒体を記録再生するための本発明の第１の方法は、前記情報記録媒体が上記本発明の情報記録媒体であり、前記情報記録媒体の第１の情報層に対して、前記第１の情報層側から入射したレーザビームによって情報の記録再生を行い、前記情報記録媒体の第２の情報層に対して、前記第１の情報層を透過した前記レーザビームによって情報の記録再生を行い、前記レーザビームの波長が３９０ｎｍ以上４３０ｎｍ以下であることを特徴とする。この第１の記録再生方法によれば、光学的情報記録媒体の第１および第２の情報層に対して、高密度に信頼性よく記録再生を行うことができる。
【００４２】
本発明の第１の記録再生方法では、情報を記録再生する際の前記情報記録媒体の線速度が３ｍ／秒以上３０ｍ／秒以下であってもよい。
【００４３】
本発明の第１の記録再生方法では、前記レーザビームが対物レンズによって集光されたレーザビームであり、前記対物レンズの開口数ＮＡが０．５以上１．１以下であってもよい。この構成によれば、第１および第２の基板の厚さや溝の形状、ならびに記録・再生の条件に合わせて、記録マークの長さと幅と間隔とを最適化できる。
【００４４】
また、情報記録媒体を記録再生するための本発明の第２の方法は、前記情報記録媒体が上記本発明の情報記録媒体であり、前記情報記録媒体の前記第１および第２の記録層が電流の印加により発生するジュール熱によって結晶相と非晶質相との間で可逆的な相変化を起こす層であり、前記第１または第２の記録層を非晶質相から結晶相に変化させる際に前記第１または第２の記録層に印加する電流パルスの振幅Ｉｃおよびパルス幅ｔｃと、前記第１の記録層を結晶相から非晶質相に変化させる際に前記第１の記録層に印加する電流パルスの振幅Ｉａ１およびパルス幅ｔａ１と、前記第２の記録層を結晶相から非晶質相に変化させる際に前記第２の記録層に印加する電流パルスの振幅Ｉａ２およびパルス幅ｔａ２とが、Ｉｃ＜Ｉａ２＜Ｉａ１の関係、およびｔａ１≦ｔｃまたはｔａ２≦ｔｃの関係を満たすことを特徴とする。この第２の記録再生方法によれば、電気的情報記録媒体において、第１の記録層、第２の記録層、またはその両方を、選択的に結晶相または非晶質相に相変化させることができる。なお、本発明の電気的情報記録媒体は、相変化による電気抵抗の変化を生起するものであるため、変更可能なプログラマブル回路の構成素子として用いることもできる。
【００４５】
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。また、以下の実施形態では、同一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場合がある。
【００４６】
（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２２について一部断面図を図１に示す。情報記録媒体２２では、レーザビーム２３の照射によって記録再生が行われる。
【００４７】
図１を参照して、情報記録媒体２２は、光学分離層２１と、光学分離層２１を挟むように配置された第１の情報層１１および第２の情報層２０とを備える。第１の情報層１１は、第２の情報層２０よりもレーザビーム２３の入射側に配置されている。
【００４８】
第１の情報層１１は、レーザビーム２３の入射側から順に配置された第１の基板１、第１の下側保護層２、第１の下側界面層３、第１の記録層４、第１の上側界面層５、第１の上側保護層６、第１の界面層７、第１の反射層８、第１の最上界面層９、および透過率調整層１０を備える。
【００４９】
第２の情報層２０は、レーザビーム２３の入射側から順に配置された第２の下側保護層１２、第２の下側界面層１３、第２の記録層１４、第２の上側界面層１５、第２の上側保護層１６、第２の界面層１７、第２の反射層１８、および第２の基板１９を備える。なお、界面層および保護層の名称において、下側とは記録層よりもレーザビーム２３の入射側であることを意味し、上側とは記録層に対してレーザビーム２３の入射側とは反対側であることを意味する。
【００５０】
レーザビーム２３は、第１の基板１側から入射する。第２の情報層２０は、第１の情報層１１および光学分離層２１を透過したレーザビーム２３によって記録再生が行われる。
【００５１】
第１の基板１および第２の基板１９は、透明で円盤状の基板である。第１の基板１および第２の基板１９は、たとえば、ポリカーボネートやアモルファスポリオレフィンやＰＭＭＡといった樹脂、またはガラスを用いて形成できる。なお、第１の基板１は、第１の下側保護層２上に樹脂を塗布したのち、この樹脂を硬化させることによって形成してもよい。
【００５２】
第１の基板１および第２の基板１９の内側（光学分離層２１側）の表面には、必要に応じて、レーザビームを導くための案内溝が形成されていてもよい。これらの基板の外側の表面は、平滑であることが好ましい。これらの基板は、短波長域において光学的に複屈折が小さいことが好ましい。これらの基板の材料としては、転写性・量産性に優れ、低コストであることから、ポリカーボネートが特に有用である。第１の基板１の厚さは、たとえば１０μｍ〜８００μｍ（好ましくは、５０μｍ〜１５０μｍまたは５５０μｍ〜６５０μｍ）の範囲内である。第２の基板１９の厚さは、たとえば４００μｍ〜１３００μｍ（好ましくは、５５０μｍ〜６５０μｍまたは１０５０μｍ〜１１５０μｍ）の範囲内である。
【００５３】
第１の基板１および第２の基板１９の両方に、レーザビームを導くための溝が形成されている情報記録媒体について、一例を図２に示す。図２の情報記録媒体２２ａでは、第１の情報層１１ａが第１の基板１ａを含み、第２の情報層２０ａが第２の基板１９ａを含む。第１の基板１ａおよび第２の基板１９ａには、溝（グルーブ）１ｂが形成されている。情報記録媒体２２ａでは、情報は、レーザビーム２３の入射側の溝面である溝１ｂの部分に記録してもよいし、溝１ｂの間の部分（レーザビーム２３の入射側から遠い方の溝面である。以下ランド１ｃという場合がある）に記録してもよい。また、溝１ｂとランド１ｃの両方に情報を記録してもよい。
【００５４】
第１の下側保護層２、第１の上側保護層６、第２の下側保護層１２および第２の上側保護層１６は、いずれも誘電体からなる。これらの保護層は、光学距離を調整して記録層の光吸収効率を高める働きと、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働きとを有する。これらの保護層には、たとえばＳｉＯx（ｘは、０．５〜２．５），Ａｌ2Ｏ3，ＴｉＯ2，Ｔａ2Ｏ5，ＺｒＯ2，ＺｎＯ，またはＴｅ−Ｏなどの酸化物を用いることができる。また、Ｓｉ−Ｎ，Ａｌ−Ｎ，Ｔｉ−Ｎ，Ｔａ−Ｎ，Ｚｒ−Ｎ，またはＧｅ−Ｎなどの窒化物を用いることもできる。また、ＺｎＳなどの硫化物やＳｉＣなどの炭化物を用いることもできる。また、上記材料の混合物を用いることもできる。これらの中でも、ＺｎＳとＳｉＯ2との混合物であるＺｎＳ−ＳｉＯ2は、保護層の材料として特に優れている。ＺｎＳ−ＳｉＯ2は、非晶質材料で、屈折率が高く、成膜速度が速く、機械的特性および耐湿性が良好である。
【００５５】
第１の下側保護層２および第１の上側保護層６の厚さは、第１の記録層４が結晶相である場合とそれが非晶質相である場合とで反射光量の変化が大きく、且つ第１の情報層１１の透過率が大きく、且つ第１の記録層４の光吸収効率が大きくなるように厳密に決定することができる。具体的には、これらの厚さは、たとえばマトリクス法に基づく計算を用いて決定できる。
【００５６】
第２の下側保護層１２および第２の上側保護層１６の厚さも、同様に、第２の記録層１４が結晶相である場合とそれが非晶質相である場合とで反射光量の変化が大きく、且つ第２の記録層１４の光吸収効率が大きくなるように厳密に決定することができる。第１の下側保護層２、第１の上側保護層６、第２の下側保護層１２および第２の上側保護層１６は、それぞれ異なる材料・組成で形成してもよいし同一の材料・組成で形成してもよい。
【００５７】
透過率調整層１０は、第１の情報層１１の透過率を調整する機能を有する。透過率調整層１０によって、第１の記録層４が結晶相である場合の第１の情報層１１の透過率Ｔｃ（％）と、第１の記録層４が非晶質相である場合の第１の情報層１１の透過率Ｔａ（％）とを共に高くすることができる。具体的には、透過率調整層１０を備える情報記録媒体２２では、透過率調整層１０が無い場合に比べて、第１の情報層１１の透過率が２％〜６％程度上昇する。透過率調整層１０は、保護層について説明した材料で形成することができる。情報記録媒体２２では、４０≦（Ｔｃ＋Ｔａ）／２（より好ましくは、４５≦（Ｔｃ＋Ｔａ）／２）であることが好ましい（実施形態２の情報記録媒体２６においても同様である）。
【００５８】
第１の下側界面層３、第１の上側界面層５、第２の下側界面層１３および第２の上側界面層１５は、それぞれ、第１の下側保護層２と第１の記録層４との間、第１の上側保護層６と第１の記録層４との間、第２の下側保護層１２と第２の記録層１４との間、および第２の上側保護層１６と第２の記録層１４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、特に、繰り返し記録によって生じる物質移動を防止する。これらの界面層は、たとえばＳｉ−Ｎ，Ａｌ−Ｎ，Ｔｉ−Ｎ，Ｔａ−Ｎ，Ｚｒ−Ｎ，Ｇｅ−Ｎなどの窒化物、これらを含む窒化酸化物、またはＳｉＣなどの炭化物によって形成できる。これらの中でも、Ｇｅ−Ｎが特に好ましい。Ｇｅ−Ｎは、反応性スパッタリングで形成しやすく、機械的特性および耐湿性に優れる。界面層が厚いと、情報層の反射率や吸収率が大きく変化して記録・消去性能に影響を与える。したがって、界面層の厚さは、１ｎｍ〜１０ｎｍの範囲内であることが望ましく、２ｎｍ〜５ｎｍの範囲内であることがより好ましい。
【００５９】
第１の界面層７、第１の最上界面層９および第２の界面層１７は、それぞれ、第１の上側保護層６と第１の反射層８との間、透過率調整層１０と第１の反射層８との間、および第２の上側保護層１６と第２の反射層１８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、特に、高温高湿の環境における記録によって生じる物質移動を防止する。これらの界面層は、第１の下側界面層３、第１の上側界面層５、第２の下側界面層１３および第２の上側界面層１５について説明した材料で形成することができる。これらの界面層の厚さは、１ｎｍ〜１０ｎｍの範囲内であることが望ましく、２ｎｍ〜５ｎｍの範囲内であることがより好ましい。
【００６０】
第１の記録層４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な相変化を起こす材料からなる。第１の記録層４は、たとえばＧｅとＳｂとＴｅとを含む材料で形成できる。具体的には、第１の記録層４は、組成式ＧｅaＳｂbＴｅ3+aで表される材料で形成できる。この材料は、ａ＝０の場合には、結晶相が非常に安定であり非晶質相の安定性に欠ける。一方、１０＜ａの場合には、信号振幅は大きくなるが、融点が上がるとともに結晶化速度が低下する。そのため、ａは、０＜ａ≦１０の関係を満たすことが好ましく、１≦ａ≦９の関係を満たすことがより好ましい。また、この材料は、ｂ＜１．５の場合には、結晶相が非常に安定であり非晶質相の安定性に欠ける。一方、４＜ｂの場合には、信号振幅は大きくなるが、結晶化速度が低下する。そのため、ｂは、１．５≦ｂ≦４の関係を満たすことが好ましく、１．５≦ｂ≦３の関係を満たすことがより好ましい。
【００６１】
また、第１の記録層４は、組成式（Ｇｅ−Ｍ２）aＳｂbＴｅ3+a（ただし、Ｍ２は、ＳｎおよびＰｂから選ばれる少なくとも１つの元素）で表される材料で形成してもよい。この組成式は、Ｇｅと元素Ｍ２とが合計で１００・ａ／（３＋２ａ＋ｂ）原子％だけ含まれることを意味している。この材料の組成は、組成式ＧｅaＳｂbＴｅ3+aで表される材料のＧｅの一部を元素Ｍ２で置換した組成である。この材料を用いた場合、Ｇｅを置換した元素Ｍ２が結晶化能を向上させるため、第１の記録層４が極めて薄い場合でも十分な消去率が得られる。元素Ｍ２としては、毒性がない点でＳｎがより好ましい。この材料を用いる場合も、０＜ａ≦１０（より好ましくは、１≦ａ≦９）、且つ１．５≦ｂ≦４（より好ましくは、１．５≦ｂ≦３）であることが好ましい。
【００６２】
また、第１の記録層４は、組成式（ＧｅaＳｂbＴｅ3+a）100-cＭ３c（ただし、Ｍ３は、Ｓｉ、Ｔｉ、Ｖ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｓｅ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ａｇ、Ｉｎ、Ｓｎ、Ｔａ、Ｗ、Ｏｓ、Ｉｒ、Ｐｔ、Ａｕ、およびＢｉから選ばれる少なくとも１つの元素）で表される材料で形成してもよい。この材料の組成は、組成式ＧｅaＳｂbＴｅ3+aで表される材料に元素Ｍ３を添加した組成である。この場合、添加された元素Ｍ３が記録層の融点および結晶化温度を上昇させるため、記録層の熱的安定性を向上でき、その結果、第１の情報層１１の記録再生性能を向上できる。この材料は、２０＜ｃの場合には結晶化速度が不十分となるため、０＜ｃ≦２０であることが好ましく、２≦ｃ≦１０であることがより好ましい。また、０＜ａ≦１０（より好ましくは、１≦ａ≦９）、且つ１．５≦ｂ≦４（より好ましくは、１．５≦ｂ≦３）であることが好ましい。
【００６３】
第２の記録層１４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な相変化を起こす材料からなる。第２の記録層１４は、第１の記録層４の材料とは異なる材料で形成される。第２の記録層１４は、第１の記録層４の材料よりも融点が低い材料からなることが好ましい。
【００６４】
第２の記録層１４は、Ａｇ、Ｉｎ、Ｇｅ、Ｓｎ、Ｓｅ、Ｂｉ、ＡｕおよびＭｎから選ばれる少なくとも１つの元素Ｍ１とＳｂとＴｅとからなる材料で形成できる。具体的には、組成式（ＳｂxＴｅ100-x）100-yＭ１yで表される材料で形成できる。この材料は、Ｓｂ70Ｔｅ30共晶組成近傍のＳｂ−Ｔｅ合金に元素Ｍ１を加えることによって得られる。ｘおよびｙが、それぞれ、５０≦ｘ≦９５、および０＜ｙ≦２０を満たす場合には、この材料は、融点が低く且つ屈折率が高い。このため、この範囲の組成の材料を用いて第２の記録層１４を形成することによって、記録感度が高く且つ反射率も高い第２の情報層２０が得られる。
【００６５】
６５≦ｘの場合には、結晶化速度が特に速く、特に良好な消去率が得られる。また、ｘ≦８５の場合には、複数の相が現れることを抑制できるため、繰り返し記録による特性劣化を抑制できる。したがって、６５≦ｘ≦８５であることがより好ましい。また、良好な記録再生性能を得るためには結晶化速度を調整するための元素Ｍ１を添加することが好ましい。ｙは、１≦ｙ≦１０であることがより好ましい。ｙ≦１０の場合には、複数の相が現れることを抑制できるため、繰り返し記録による特性劣化を抑制できる。
【００６６】
ここで、（Ｇｅ0.74Ｓｎ0.26）8Ｓｂ2Ｔｅ11、および（Ｓｂ0.7Ｔｅ0.3）95Ｇｅ5、（Ｓｂ0.7Ｔｅ0.3）90Ａｇ5Ｉｎ5の屈折率、消衰係数、および融点を調べた結果を表１に示す。屈折率および消衰係数は、上記材料からなる厚さ１０ｎｍの層を石英基板上に形成したサンプルを分光器で測定することによって得た。また、融点は、示差走査熱量測定法（ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ ｓｃａｎｎｉｎｇ ｃａｌｏｒｉｍｅｔｅｒ：ＤＳＣ法）によって測定した。
【００６７】
【表１】
【００６８】
表１において、ｎcは、サンプルの層が結晶相である場合の屈折率を示す。ｎaは、サンプルの層が非晶質相である場合の屈折率を示す。Δｎは、Δｎ＝ｎc−ｎaで表され、層が結晶相である場合と層が非晶質相である場合との屈折率の変化を示す。ｋcは、サンプルの層が結晶相である場合の消衰係数を示す。ｋaは、サンプルの層が非晶質相である場合の消衰係数を示す。Δｋは、Δｋ＝ｋc−ｋaで表され、層が結晶相である場合と層が非晶質相である場合との消衰係数の変化を示す。
【００６９】
表１に示すように、サンプルの層が結晶相であっても非晶質相であっても、（Ｇｅ0.74Ｓｎ0.26）8Ｓｂ2Ｔｅ11の消衰係数は、（Ｓｂ0.7Ｔｅ0.3）95Ｇｅ5および（Ｓｂ0.7Ｔｅ0.3）90Ａｇ5Ｉｎ5の消衰係数よりも、約０．３小さかった。また、Ｓｂ70Ｔｅ30共晶組成近傍のＳｂ−Ｔｅ合金に元素Ｍ１を加えた組成である（Ｓｂ0.7Ｔｅ0.3）95Ｇｅ5、および（Ｓｂ0.7Ｔｅ0.3）90Ａｇ5Ｉｎ5は、Ｇｅ−Ｓｂ−Ｔｅ３元系組成のＧｅをＳｎで置換した（Ｇｅ0.74Ｓｎ0.26）8Ｓｂ2Ｔｅ11と比較して、融点が約５０℃低く、また、屈折率の変化Δｎの絶対値が大きかった。
【００７０】
以上の結果から、第１の記録層４の材料には、消衰係数が小さいために透過率を大きくできるＧｅ−Ｓｂ−Ｔｅ３元系組成またはそれをベースとする組成を用いることが好ましい。また、第２の記録層１４の材料には、融点が低いため記録感度を高くでき、且つ屈折率変化Δｎが大きいため反射率変化を大きくできる（Ｓｂ−Ｔｅ）−Ｍ１系組成を用いることが好ましい。第１の記録層４／第２の記録層１４の具体的な組み合わせとしては、たとえば、Ｇｅ6Ｓｂ2Ｔｅ9／（Ｓｂ0.7Ｔｅ0.3）95Ｇｅ5、Ｇｅ8Ｓｂ2Ｔｅ11／（Ｓｂ0.7Ｔｅ0.3）95Ｇｅ5、Ｇｅ8Ｓｂ2Ｔｅ11／（Ｓｂ0.7Ｔｅ0.3）90Ａｇ5Ｉｎ5などが挙げられる。
【００７１】
第１の記録層４の厚さは、第１の情報層１１の透過率を高くして、第２の情報層２０の記録再生の際に必要なレーザ光量を第２の情報層２０に到達させるため、９ｎｍ以下であることが好ましく、５ｎｍ〜７ｎｍの範囲内であることがより好ましい。
【００７２】
第２の記録層１４の厚さは、第２の情報層２０の記録感度を高くするため、６ｎｍ〜１５ｎｍの範囲内であることが好ましい。第２の記録層１４が厚い場合における熱の面内方向への拡散による隣接領域への熱的影響と、第２の記録層１４が薄い場合における第２の情報層２０の反射率の低下とを考慮すると、第２の記録層１４の厚さは、８ｎｍ〜１２ｎｍの範囲内であることがより好ましい。
【００７３】
第１の反射層８および第２の反射層１８は、第１の記録層４または第２の記録層１４に吸収される光量を増大させるという光学的な機能を有する。また、これらの反射層は、第１の記録層４または第２の記録層１４で生じた熱を速やかに拡散させ、記録層を非晶質化しやすくするという熱的な機能も有する。さらに、これらの反射層は、使用する環境から多層膜を保護するという機能も有する。
【００７４】
第１の反射層８および第２の反射層１８の材料には、たとえばＡｌ，Ａｕ，Ａｇ，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、これらの金属元素の１つまたは複数を主成分とし、耐湿性の向上または熱伝導率の調整等のために１つまたは複数の他の元素を添加した合金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，Ａｇ−Ｒｕ−Ａｕ，またはＣｕ−Ｓｉといった合金を用いることができる。これらの合金は、いずれも耐食性に優れ且つ急冷条件を満足する優れた材料である。特にＡｇ合金は、熱伝導率が大きく、光の透過率も高いため、第１の反射層８の材料として好ましい。
【００７５】
第１の情報層１１の透過率ＴｃおよびＴａをできるだけ高くするため、第１の反射層８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。第１の反射層８が５ｎｍより薄い場合には、その熱拡散機能が不十分となり、且つ第１の情報層１１の反射率が低下する。また、第１の反射層８が１５ｎｍより厚い場合には、第１の情報層１１の透過率が不十分となる。一方、第２の情報層２０は、高い透過率を必要としない。そのため、第２の反射層１８の厚さは、３０ｎｍ〜１５０ｎｍの範囲内であることが好ましく、７０ｎｍ〜９０ｎｍの範囲内であることがより好ましい。第２の反射層１８が３０ｎｍより薄い場合には、その熱拡散機能が不十分となり、第２の記録層１４が非晶質化しにくくなる。また、第２の反射層１８が１５０ｎｍより厚い場合には、その熱拡散機能が大きくなりすぎて第２の情報層２０の記録感度が低下する。
【００７６】
光学分離層２１は、第１の情報層１１のフォーカス位置と第２の情報層２０のフォーカス位置とを区別するために設けられる。光学分離層２１の材料としては、光硬化性樹脂または遅効性樹脂を用いることができる。光学分離層２１の材料は、記録再生に用いられるレーザビーム２３の波長における光吸収が小さいことが好ましい。光学分離層２１の厚さは、対物レンズの開口数ＮＡとレーザビーム２３の波長λによって決定される焦点深度ΔＺ以上であることが必要である。焦光点の強度の基準を無収差の場合の８０％と仮定した場合、ΔＺはΔＺ＝λ／｛２（ＮＡ）2｝で近似できる。λ＝４００ｎｍ、ＮＡ＝０．６のとき、ΔＺ＝０．５５６μｍとなり、±０．６μｍ以内は焦点深度内となる。そのため、この場合には、光学分離層２１の厚さは１．２μｍ以上であることが必要である。第１の情報層１１と第２の情報層２０との間の距離は、対物レンズを用いてレーザビーム２３を集光可能な範囲内にあることが必要である。したがって、光学分離層２１の厚さと第１の基板１の厚さとの合計は、対物レンズが許容できる基板厚さの公差内にすることが好ましい。このため、光学分離層２１の厚さは、１．２μｍ〜５０μｍの範囲内であることが好ましい。
【００７７】
実施形態１の情報記録媒体２２は、実施形態３で説明する方法によって製造できる。
【００７８】
（実施形態２）
実施形態２では、本発明の情報記録媒体について他の一例を説明する。実施形態２の情報記録媒体２６の一部断面図を図３に示す。情報記録媒体２６では、レーザビーム２３の照射によって記録再生が行われる。
【００７９】
図３を参照して、情報記録媒体２６は、光学分離層２１と、光学分離層２１を挟むように配置された第１の情報層２５および第２の情報層２０とを備える。
【００８０】
第１の情報層２５は、レーザビーム２３の入射側から順に配置された第１の基板１、透明層２４、第１の下側保護層２、第１の下側界面層３、第１の記録層４、第１の上側界面層５、第１の上側保護層６、第１の界面層７、第１の反射層８、第１の最上界面層９、および透過率調整層１０を備える。
【００８１】
第２の情報層２０は、レーザビーム２３の入射側から順に配置された第２の下側保護層１２、第２の下側界面層１３、第２の記録層１４、第２の上側界面層１５、第２の上側保護層１６、第２の界面層１７、第２の反射層１８、および第２の基板１９を備える。
【００８２】
以下の実施形態４で説明するように、情報記録媒体２６を製造する場合には、まず、第２の基板１９上に第２の反射層１８〜第２の下側保護層１２、光学分離層２１、透過率調整層１０〜第１の下側保護層２という順序で各層を積層する。そして、その後、透明層２４を用いて第１の下側保護層２と第１の基板１とを貼り合わせることによって情報記録媒体２６を形成できる。また、透明層２４を形成せずに、樹脂を塗布して硬化させることによって第１の基板１を形成してもよい。
【００８３】
光学分離層２１および透明層２４の材料としては、光硬化性樹脂または遅効性樹脂を用いて形成できる。この材料は、記録再生に用いるレーザビーム２３の波長における光吸収が小さいことが好ましい。光学分離層２１および透明層２４の厚さは、実施形態１で説明した理由により、それぞれ、１．２μｍ〜５０μｍの範囲内であることが好ましい。
【００８４】
光学分離層２１の表面のうち第１の情報層２５側の表面には、レーザビーム２３を導く案内溝が形成されていてもよい。実施形態１の情報記録媒体２２と同様に、レーザビーム２３は第１の基板１側から入射する。そして、第２の情報層２０においては、第１の情報層２５および光学分離層２１を透過したレーザビーム２３によって記録再生が行われる。
【００８５】
なお、第１の基板１、第１の下側保護層２、第１の下側界面層３、第１の記録層４、第１の上側界面層５、第１の上側保護層６、第１の界面層７、第１の反射層８、第１の最上界面層９、透過率調整層１０、第２の下側保護層１２、第２の下側界面層１３、第２の記録層１４、第２の上側界面層１５、第２の上側保護層１６、第２の界面層１７、第２の反射層１８、および第２の基板１９には、実施形態１で説明したものと同様のものを用いることができる。また、それらの形状および機能についても、実施形態１で説明した形状および機能と同様である。
【００８６】
（実施形態３）
実施形態３では、本発明の情報記録媒体２２の製造方法について説明する。
【００８７】
実施形態３の製造方法は、第１の情報層１１を形成する工程（工程（ａ））を含む。具体的には、まず、レーザビーム２３を導くための案内溝を形成した第１の基板１（厚さがたとえば０．１ｍｍ）を用意する。次に、第１の基板１を成膜装置内に配置し、第１の基板１上に第１の下側保護層２を成膜する。このとき、第１の基板１に案内溝が形成されている場合には、案内溝が形成されている側に第１の下側保護層２を成膜する。第１の下側保護層２は、Ａｒガスと反応ガスとの混合ガス雰囲気中で、第１の下側保護層２を構成する金属からなる母材を反応性スパッタリングすることによって形成できる。また、第１の下側保護層２は、Ａｒガス雰囲気中、またはＡｒガスと反応ガスとの混合ガス雰囲気中で化合物からなる母材をスパッタリングすることによっても形成できる。
【００８８】
続いて、第１の下側保護層２上に第１の下側界面層３を成膜する。第１の下側界面層３は、Ａｒガスと反応ガスとの混合ガス雰囲気中で、第１の下側界面層３を構成する金属からなる母材を反応性スパッタリングすることによって形成できる。また、第１の下側界面層３は、Ａｒガス雰囲気中、またはＡｒガスと反応ガスとの混合ガス雰囲気中で化合物からなる母材をスパッタリングすることによっても形成できる。
【００８９】
続いて、第１の下側界面層３上に第１の記録層４を成膜する。第１の記録層４は、その組成に応じて、Ｇｅ−Ｓｂ−Ｔｅ合金からなる母材、Ｇｅ−Ｓｂ−Ｔｅ−Ｍ２合金からなる母材、またはＧｅ−Ｓｂ−Ｔｅ−Ｍ３合金からなる母材を、一つの電源を用いて、スパッタリングすることによって形成できる。すなわち、第１の記録層４は、ＧｅとＳｂとＴｅとを含む母材を用いて形成できる。
【００９０】
スパッタリングの雰囲気ガス（スパッタリングガス）には、Ａｒガス、Ｋｒガス、Ａｒガスと反応ガス（酸素ガスおよび窒素ガスから選ばれる少なくとも１つのガス）との混合ガス、またはＫｒガスと反応ガスとの混合ガスを用いることができる。また、第１の記録層４は、Ｇｅ、Ｓｂ、Ｔｅ、Ｍ２、またはＭ３の各々の母材を複数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形成することもできる。また、第１の記録層４は、Ｇｅ、Ｓｂ、Ｔｅ、Ｍ２、またはＭ３のうちいずれかの元素を組み合わせた２元系母材や３元系母材などを、複数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形成することもできる。これらの場合でも、Ａｒガス雰囲気中、Ｋｒガス雰囲気中、Ａｒガスと反応ガスとの混合ガス雰囲気中、またはＫｒガスと反応ガスとの混合ガス雰囲気中でスパッタリングすることによって形成する。
【００９１】
第１の記録層４の成膜レートは、０．１ｎｍ／秒〜３ｎｍ／秒の範囲内であることが好ましい。実施形態１で説明したように、形成される第１の記録層４の厚さは、９ｎｍ以下（より好ましくは、７ｎｍ以下）であることが好ましい。成膜レートは電源の投入パワーで制御できる。成膜レートを下げすぎると、成膜時間が長くなり、また、雰囲気中のガスが必要以上に記録層中に混入してしまう。また、成膜レートを上げすぎると、成膜時間を短くできるが、記録層の厚さを正確に制御することが難しくなる。したがって、第１の記録層４の成膜レートは、０．１ｎｍ／秒〜３ｎｍ／秒の範囲内であることが好ましい。
【００９２】
続いて、第１の記録層４上に第１の上側界面層５を成膜する。第１の上側界面層５は、第１の下側界面層３と同様の方法で形成できる（以下の界面層についても同様である）。これらの界面層を形成する際に用いられる母材の組成は、界面層の組成およびスパッタリングガスに応じて選択される（他の層を形成する工程においても同様である）。すなわち、組成が同一の母材を用いてこれらの界面層を形成する場合もあるし、組成が異なる母材を用いてこれらの界面層を形成する場合もある（他の層を形成する工程においても同様である）。
【００９３】
続いて、第１の上側界面層５上に第１の上側保護層６を成膜する。第１の上側保護層６は、第１の下側保護層２と同様の方法で形成できる（以下の保護層についても同様である）。
【００９４】
続いて、第１の上側保護層６上に、第１の界面層７と第１の反射層８とを順に成膜する。第１の反射層８は、Ａｒガス雰囲気中で、第１の反射層８を構成する金属または合金からなる母材をスパッタリングすることによって形成できる。
【００９５】
続いて、第１の反射層８上に、第１の最上界面層９と透過率調整層１０とを順に成膜する。透過率調整層１０は、第１の下側保護層２と同様の方法で形成できる。
【００９６】
このようにして、第１の情報層１１を形成する。なお、必要に応じて、透過率調整層１０を成膜したのちに、第１の記録層４の全面を結晶化させる初期化工程を行ってもよい。第１の記録層４の結晶化はレーザビームを照射することによって行うことができる。
【００９７】
工程（ａ）の前後、または並行して、第２の情報層２０を形成する（工程（ｂ））。具体的には、まず、第２の基板１９（厚さがたとえば１．１ｍｍ）を用意する。そして、第２の基板１９を成膜装置内に配置し、第２の基板１９上に第２の反射層１８を成膜する。このとき、第２の基板１９に案内溝が形成されている場合には、案内溝が形成されている側に第２の反射層１８を成膜する。第２の反射層１８は、Ａｒガス雰囲気中で、第２の反射層１８を構成する金属または合金からなる母材を、スパッタリングすることによって形成できる。
【００９８】
続いて、第２の反射層１８上に、第２の界面層１７、第２の上側保護層１６、および第２の上側界面層１５を、この順序で成膜する。
【００９９】
続いて、第２の上側界面層１５上に第２の記録層１４を成膜する。第２の記録層１４は、Ｓｂ−Ｔｅ−Ｍ１合金からなる母材を、一つの電源を用いて、スパッタリングすることによって形成できる。すなわち、第２の記録層１４は、ＳｂとＴｅと元素Ｍ１とを含む母材を用いて形成できる。スパッタリングの雰囲気ガス（スパッタリングガス）には、Ａｒガス、Ｋｒガス、Ａｒガスと反応ガス（酸素ガスおよび窒素ガスから選ばれる少なくとも１つのガス）との混合ガス、またはＫｒガスと反応ガスとの混合ガスを用いることができる。また、第２の記録層１４は、Ｓｂ、ＴｅおよびＭ１の各々の母材を複数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形成することもできる。また、第２の記録層１４は、Ｓｂ、Ｔｅ、およびＭ１のうちいずれかの元素を組み合わせた２元系母材などを、複数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形成することもできる。これらの場合でも、Ａｒガス雰囲気中、Ｋｒガス雰囲気中、Ａｒガスと反応ガスとの混合ガス雰囲気中、またはＫｒガスと反応ガスとの混合ガス雰囲気中でスパッタリングを行う。
【０１００】
第２の記録層１４の成膜レートは、０．３ｎｍ／秒〜１０ｎｍ／秒の範囲内であることが好ましい。実施形態１で説明したように、第２の記録層１４の厚さは、６ｎｍ〜１５ｎｍの範囲内であることが好ましい。第２の記録層１４の成膜レートは、電源の投入パワーで制御できる。成膜レートを下げすぎた場合には、成膜時間が長くなることに加え、雰囲気中のガスが必要以上に記録層中に混入してしまう。また、成膜レートを上げすぎた場合には、成膜時間を短くできるが、層厚を正確に制御することが難しくなる。したがって、第２の記録層１４の成膜レートは、０．３ｎｍ／秒〜１０ｎｍ／秒の範囲内であることが好ましい。
【０１０１】
続いて、第２の記録層１４上に、第２の下側界面層１３および第２の下側保護層１２を、この順序で成膜する。
【０１０２】
このようにして第２の情報層２０を形成できる。なお、第２の下側保護層１２を形成したのちに、必要に応じて、第２の記録層１４の全面を結晶化させる初期化工程を行ってもよい。第２の記録層１４の結晶化はレーザビームを照射することによって行うことができる。
【０１０３】
最後に、第１の情報層１１と第２の情報層２０とを光学分離層２１を介して貼り合わせる。具体的には、まず、光学分離層２１の材料となる紫外線硬化性樹脂を透過率調整層１０上または第２の下側保護層１２上にスピンコートしたのち、第１の情報層１１と第２の情報層２０とを密着させる。その後、第１の情報層１１側から紫外線を照射して光学分離層２１を硬化させることによって、情報記録媒体２２が得られる。なお、光学分離層２１の材料として遅効性樹脂を用いる場合には、紫外線の照射は不要である。
【０１０４】
（実施形態４）
実施形態４では、情報記録媒体２６の製造方法について説明する。
【０１０５】
実施形態４の製造方法では、まず、第２の情報層２０を形成する（工程（ｂ））。具体的には、まず、第２の基板１９（厚さがたとえば１．１ｍｍ）を用意し、成膜装置内に配置する。
【０１０６】
続いて、第２の基板１９上に第２の反射層１８を成膜する。このとき、第２の基板１９に案内溝が形成されている場合には、案内溝が形成された側に第２の反射層１９を成膜する。そして、第２の反射層１８上に、第２の界面層１７、第２の上側保護層１６、第２の上側界面層１５、第２の記録層１４、第２の下側界面層１３、および第２の下側保護層１２を順に成膜する。これらの各層は、実施形態３で説明した方法で形成できる。
【０１０７】
このようにして第２の情報層２０を形成できる。なお、第２の下側保護層１２を成膜したのちに、必要に応じて、第２の記録層１４の全面を結晶化させる初期化工程を行ってもよい。
【０１０８】
続いて、第２の情報層２０の第２の下側保護層１２上に光学分離層２１を形成する（工程（ｃ））。光学分離層２１は、光硬化性樹脂または遅効性樹脂を第２の下側保護層１２上にスピンコートしたのち、樹脂を硬化させることによって形成できる。なお、光学分離層２１がレーザビームの入射側の表面に案内溝を備える場合には、溝が形成された基板（型）を硬化前の樹脂に密着させたのち、樹脂を硬化させ、その後、基板（型）をはがすことによって案内溝を形成できる。
【０１０９】
続いて、光学分離層２１上に第１の情報層２５を形成する（工程（ａ））。具体的には、まず、光学分離層２１上に、透過率調整層１０、第１の最上界面層９、第１の反射層８、第１の界面層７、第１の上側保護層６、第１の上側界面層５、第１の記録層４、第１の下側界面層３、および第１の下側保護層２をこの順序で成膜する。これらの各層は、実施形態３で説明した方法で形成できる。第１の下側保護層２を成膜したのちに、必要に応じて、第１の記録層４の全面を結晶化させる初期化工程を行ってもよい。
【０１１０】
最後に、透明層２４によって第１の下側保護層２と第１の基板１とを貼り合わせる。具体的には、まず、透明層２４の材料である紫外線硬化性樹脂を第１の基板１上または第１の下側保護層２上にスピンコートしたのち、第１の基板１と第１の下側保護層２とを密着させる。その後、第１の情報層２５側から紫外線を照射して樹脂を硬化させることによって、光学分離層２１上に配置された第１の情報層２５を形成できる。なお、透明層２４が遅効性樹脂からなる場合には、紫外線の照射は不要である。このようにして、情報記録媒体２６を製造できる。
【０１１１】
（実施形態５）
実施形態５では、実施形態１および２で説明した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。
【０１１２】
本発明の記録再生方法に用いられる記録再生装置５０の一部の構成を図４に模式的に示す。図４を参照して、記録再生装置５０は、情報記録媒体５１を回転させるためのスピンドルモータ２７と、半導体レーザ２９を備える光学ヘッド３０と、半導体レーザ２９から出射されるレーザビーム２３を集光する対物レンズ２８とを備える。情報記録媒体５１は、実施形態１または２で説明した情報記録媒体であり、第１の記録層４と第２の記録層１４とを備える。対物レンズ２８は、レーザビーム２３を、第１の記録層４または第２の記録層１４上に集光する。
【０１１３】
対物レンズ２８の開口数ＮＡは、０．５以上１．１以下（より好ましくは、０．６以上１．０以下）であることが好ましい。レーザビーム２３の波長は、３５０ｎｍ以上５００ｎｍ以下（より好ましくは、３９０ｎｍ以上４３０ｎｍ以下）であることが好ましい。情報を記録する際の情報記録媒体の線速度は、３ｍ／秒以上３０ｍ／秒以下（より好ましくは、４ｍ／秒以上１５ｍ／秒以下）であることが好ましい。
【０１１４】
情報の記録は、レーザビーム２３のパワーを、高パワーのピークパワー（Ｐｐ（ｍＷ））と低パワーのバイアスパワー（Ｐｂ（ｍＷ））とに変調させることによって行う。ピークパワーのレーザビーム２３を照射することによって非晶質相が形成され、その非晶質相が記録マークとなる。記録マーク間では、バイアスパワーのレーザビーム２３が照射され、結晶相が形成される。
【０１１５】
第１の情報層１１または２５に対して記録を行う際には、レーザビーム２３の焦点を第１の記録層４に合わせて第１の記録層４に情報を記録する。再生は、第１の記録層４から反射してきたレーザビーム２３を用いて行う。第２の情報層２０に対して記録を行う際には、レーザビーム２３の焦点を第２の記録層１４に合わせ、第１の情報層１１または２５と光学分離層２１とを透過したレーザビーム２３によって情報を記録する。再生は、第２の記録層１４によって反射され、光学分離層２１と第１の情報層１１または２５とを透過してきたレーザビーム２３を用いて行う。
【０１１６】
なお、記録再生の対象となる情報記録媒体の第１の基板１、光学分離層２１および第２の基板１９のいずれかが溝（グルーブ）１ｂを備える場合には、情報は、溝１ｂに記録しても、ランド１ｃに記録してもよい。また、溝１ｂおよびランド１ｃの両方に情報を記録してもよい。第１の情報層１１または２５と第２の情報層２０とは、ともに同一の部分（溝、ランド、または、溝およびランド）に情報を記録してもよいし、異なる部分に情報を記録してもよい。
【０１１７】
（実施形態６）
実施形態６では、本発明の情報記録媒体についてその他の一例を説明する。実施形態６の情報記録媒体４１の一部断面図を図５に示す。情報記録媒体４１では、電気エネルギーの印加、具体的には電流パルスの印加によって情報の記録が行われる。
【０１１８】
図５を参照して、情報記録媒体４１は、基板３１と、基板３１上に順に積層された第１の電極３２と、第１の記録層３３と、中間電極３４と、第２の記録層３５と、第２の電極３６とを備える。第１の記録層３３は、第１の情報層を構成する。第２の記録層３５は第２の情報層を構成する。
【０１１９】
基板３１としては、ポリカーボネート等からなる樹脂からなる樹脂基板、ガラス基板、Ａｌ2Ｏ3等からなるセラミックからなるセラミック基板、Ｓｉ基板、または、さまざまな金属（たとえば銅）からなる金属基板を用いることができる。なお、基板３１が導電性を有する場合には、基板３１を第１の電極３２として用いてもよい。以下では、基板３１として絶縁性の基板を用いた場合について説明する。
【０１２０】
情報記録媒体４１は、基板３１上に、第１の電極３２、第１の記録層３３、中間電極３４、第２の記録層３５、および第２の電極３６を順に積層することによって製造できる。第１の記録層３３の組成および形成方法は、実施形態１および３で説明した第１の記録層４の組成および形成方法と同様である。第２の記録層３５の組成および形成方法は、実施形態１および３で説明した第２の記録層１４の組成および形成方法と同様である。第１の記録層３３および第２の記録層３５は、電流の印加により発生するジュール熱によって、結晶相と非晶質相との間で可逆的な相変化を起こす。
【０１２１】
第１の電極３２、中間電極３４、および第２の電極３６の材料としては、Ａｌ、Ａｕ、Ａｇ、Ｃｕ、Ｐｔ、Ｔｉ、Ｗといった単体金属を用いることができる。または、これらの金属元素のうちの１つまたは複数を主成分とし、耐湿性の向上あるいは熱伝導率の調整等のために１つまたは複数の他の元素を添加した合金材料を用いることもできる。第１の電極３２、中間電極３４、および第２の電極３６は、Ａｒガス雰囲気中で、これらの電極を構成する金属または合金からなる母材をスパッタリングすることによって形成できる。
【０１２２】
以下に、情報記録媒体４１を用いた記録再生方法について説明する。第１の電極３２と第２の電極３６の間、および中間電極３４と第２の電極３６の間には、スイッチ３９を介してパルス電源３７が接続されている。第１の電極３２と第２の電極３６との間には、スイッチ４０を介して抵抗測定器３８が接続されている。
【０１２３】
情報記録媒体４１では、第１の記録層３３と第２の記録層３５とを、それぞれ非晶質相と結晶相との間で相変化させることによって情報が記録される。また、情報の再生は、結晶相にある記録層の抵抗にくらべて非晶質相にある記録層の抵抗が高いことを利用して行われる。具体的には、第１の記録層３３および第２の記録層３５の抵抗値を測定することによって情報を再生する。
【０１２４】
非晶質相（高抵抗状態）にある第１の記録層３３を結晶相（低抵抗状態）に変化させる場合には、スイッチ３９を端子３９ａ側に閉じ（スイッチ４０は開）、第１の電極３２と第２の電極３６との間に電流パルスを印加する。このとき、第１の記録層３３の材料は、第２の記録層３５の材料に比べて結晶化温度が低く結晶化時間が長いため、印加する電流パルスの振幅やパルス幅を調整することによって、第１の記録層３３のみを相変化させることができる。
【０１２５】
また、非晶質相にある第２の記録層３５を結晶相に変化させる場合には、スイッチ３９を端子３９ｂ側に閉じ（スイッチ４０は開）、中間電極３４と第２の電極３６との間に電流パルスを印加する。記録層を、結晶相から再度非晶質相に戻す場合には、結晶化時よりも相対的に高い振幅（電流値）の電流パルスをより短い時間で印加する。
【０１２６】
具体的には、第１の記録層３３（または第２の記録層３５）を非晶質相から結晶相に変化させる際には、振幅がＩｃでパルス幅がｔｃの電流パルスを第１の記録層３３（または第２の記録層３５）に印加する。また、第１の記録層３３を結晶相から非晶質相に変化させる際には、振幅がＩａ１でパルス幅がｔａ１の電流パルスを第１の記録層３３に印加する。また、第２の記録層３５を結晶相から非晶質相に変化させる際には、振幅がＩａ２でパルス幅がｔａ２の電流パルスを第２の記録層３５に印加する。ここで、これらの振幅とパルス幅とは、Ｉｃ＜Ｉａ２＜Ｉａ１の関係、およびｔａ１≦ｔｃまたはｔａ２≦ｔｃの関係を満たすことが好ましい。
【０１２７】
第１の記録層３３および第２の記録層３５の抵抗値は、スイッチ４０を閉じて（スイッチ３９は開）、抵抗測定器３８によって測定する。第１の記録層３３および第２の記録層３５の抵抗値を測定することによって、記録された情報を読み出すことができる。
【０１２８】
この情報記録媒体４１をマトリクス的に多数配置することによって、大容量の書換型メモリが得られる。そのような情報記録媒体について、一例の構成を図６に模式的に示す。
【０１２９】
図６を参照して、情報記録媒体４２は、ストライプ状に配置された複数のワード線（ｗｏｒｄ ｌｉｎｅ）４３と、ストライプ状に配置された複数のビット線（ｂｉｔ ｌｉｎｅ）４４と、複数のメモリセル４５とを備える。ワード線４３およびビット線４４は、電流パルスの印加および抵抗の測定のための電気配線である。ワード線４３とビット線４４とは、直交するように配置されている。メモリセル４５は、ワード線４３とビット線４４との交点（図６中のハッチングで示す）において、ワード線４３とビット線４４との間に挟まれるように配置されている。メモリセル４５には、中間電極３４を省略した情報記録媒体４１を用いることができる。
【０１３０】
情報記録媒体４２では、ワード線４３とビット線４４との間の電圧を変化させてメモリセルに電流パルスを印加することによって、情報を記録することができる。
【０１３１】
以下に、中間電極３４を省略した場合の記録再生方法について説明する。第１の記録層３３を結晶相に変化させる際に、振幅がＩｃ１でパルス幅がｔｃ１の電流パルスを印加する。第２の記録層３５を結晶相に変化させる際に、振幅がＩｃ２でパルス幅がｔｃ２の電流パルスを印加する。第１の記録層３３を非晶質相に変化させる際に、振幅がＩａ１でパルス幅がｔａ１の電流パルスを印加する。第２の記録層３５を非晶質相に変化させる際に振幅がＩａ２でパルス幅がｔａ２の電流パルスを印加する。
【０１３２】
第１の記録層３３の材料が非晶質相から結晶相に変化する温度Ｔｘ１は、第２の記録層３５の材料が非晶質相から結晶相に変化する温度Ｔｘ２よりも低い（Ｔｘ１＜Ｔｘ２）。また、第１の記録層３３の材料が非晶質相から結晶相に変化する際に要する時間ｔｘ１は、第２の記録層３５の記録材料が非晶質相から結晶相に変化する際に要する時間ｔｘ２よりも長い（ｔｘ２＜ｔｘ１）。したがって、振幅Ｉｃ１、パルス幅ｔｃ１、振幅Ｉｃ２およびパルス幅ｔｃ２が、Ｉｃ１＜Ｉｃ２且つｔｃ１＞ｔｃ２を満たすようにすることによって、各記録層を選択的に結晶化できる。また、振幅がＩｃ２でパルス幅がｔｃ１の電流パルスを第１の記録層３３および第２の記録層３５に印加することによって、両方の記録層を同時に結晶化できる。
【０１３３】
また、第１の記録層３３の材料の融点は、第２の記録層３５の材料の融点よりも高い。したがって、ｔａ２を短くし、Ｉａ１＞Ｉａ２とすることによって、第２の記録層３５のみを非晶質化することができる。一方、パルス幅ｔａ１が短い場合、振幅がＩａ１でパルス幅がｔａ１の電流パルスを印加すると、２つの記録層が共に非晶質相になる。この場合、第２の記録層３５のみを結晶化することによって、第１の記録層３３のみを非晶質相にできる。
【０１３４】
以下に、各記録層の状態の判別方法について説明する。第１の記録層３３が非晶質相である場合の抵抗値Ｒａ１、第１の記録層３３が結晶相である場合の抵抗値Ｒｃ１、第２の記録層３５が非晶質相である場合の抵抗値Ｒａ２、および、第２の記録層３５が結晶相である場合の抵抗値Ｒｃ２とする。２つの記録層の抵抗値の合計は、２つの記録層の状態に応じてＲａ１＋Ｒａ２、Ｒａ１＋Ｒｃ２、Ｒｃ１＋Ｒａ２、またはＲｃ１＋Ｒｃ２となる。ここで、Ｒａ１とＲａ２とを異なる値とし、Ｒｃ１およびＲｃ２をそれらの値よりもずっと小さい値とすることによって、抵抗値から各記録層の状態を容易に判別することができる。このように、記録層の４つの異なる状態、すなわち２値の情報を抵抗値の一度の測定で検出することができる。
【実施例】
【０１３５】
以下に、実施例を用いて本発明をさらに詳細に説明する。
【０１３６】
（実施例１）
実施例１では、図１の情報記録媒体２２の第１の情報層１１の透過率を測定し、透過率調整層１０の効果について調べた。
【０１３７】
まず、透過率測定用のサンプルを作製した。具体的には、第１の情報層１１を作製し、光学分離層２１を介して第１の情報層１１と第２の基板１９とを貼りあわせることによってサンプルを作製した。
【０１３８】
一方、比較例として、透過率調整層１０がない場合のサンプルも作製し、透過率を測定した。この比較例のサンプルは以下のようにして製造した。まず、第１の基板１として、ポリカーボネート基板（直径１２０ｍｍ、厚さ０．６ｍｍ）を用意した。そして、そのポリカーボネート基板上に、第１の下側保護層２としてＺｎＳ−ＳｉＯ2層（ＳｉＯ2：２０ｍｏｌ％）、第１の下側界面層３としてＧｅＮ層（厚さ：５ｎｍ）、第１の記録層４として（Ｇｅ0.74Ｓｎ0.26）8Ｓｂ2Ｔｅ11層（厚さ：６ｎｍ）、第１の上側界面層５としてＧｅＮ層（厚さ：５ｎｍ）、第１の上側保護層６としてＺｎＳ−ＳｉＯ2層（ＳｉＯ2：２０ｍｏｌ％）、第１の界面層７としてＧｅＮ層（厚さ：５ｎｍ）、および、第１の反射層８としてＡｇ合金層（厚さ：１０ｎｍ）を順次スパッタリング法によって積層した。このようにして比較例のサンプルを製造した。
【０１３９】
透過率調整層１０を備えるサンプルを形成する場合には、第１の反射層８上に、さらに第１の最上界面層９としてＧｅＮ層（厚さ：３ｎｍ）、および、透過率調整層１０としてＺｎＳ−ＳｉＯ2層（厚さ：約３０ｎｍ、ＳｉＯ2：２０ｍｏｌ％）を順次スパッタリング法により積層した。そして、第２の基板１９に、光学分離層２１の材料である紫外線硬化性樹脂をスピンコートした。そして、樹脂の上に第１の情報層１１を密着させ、紫外線を照射して樹脂を硬化させた。以上のようにして、透過率測定用サンプルを製造した。
【０１４０】
ここで、第１の下側保護層２および第１の上側保護層６の厚さは、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）に基づく計算により、厳密に決定された。具体的には、これらの厚さは、第１の記録層４が結晶相である場合と非晶質相である場合とで波長４０５ｎｍにおける反射光量の変化がより大きく、且つ第１の情報層１１の透過率がより大きく、且つ第１の記録層４の光吸収効率が大きくなるように決定された。また、透過率調整層１０の厚さは、第１の記録層４が結晶相である場合と非晶質相である場合との反射光量の差および第１の記録層４の光吸収効率を低下させることなく、第１の情報層１１の透過率がより大きくなるように厳密に決定された。
【０１４１】
このようにして得られたサンプルについて、最初に、第１の記録層４が非晶質相である場合の透過率Ｔａ（％）を測定した。その後、第１の記録層４を結晶化させる初期化工程を行い、第１の記録層４が結晶相である場合の透過率Ｔｃ（％）を測定した。測定には分光器を用い、波長４０５ｎｍにおける透過率の値を調べた。測定後、（Ｔｃ＋Ｔａ）／２の値を計算した。
【０１４２】
透過率の測定結果を表２に示す。ここで、表２中のサンプル２−１および２−３の第１の情報層１１は、記録層が結晶相である場合の反射率が、記録層が非晶質相である場合の反射率よりも高い。また、サンプル２−１および２−３は、記録層が結晶相である場合の反射率がほぼ同等である。サンプル２−２および２−４の第１の情報層１１は、記録層が非晶質相である場合の反射率が、記録層が結晶相である場合の反射率よりも高い。また、サンプル２−２と２−４とは、記録層が非晶質相である場合の反射率がほぼ同等である。
【０１４３】
【表２】
【０１４４】
表２に示すように、透過率調整層１０を設けたサンプル２−３および２−４の第１の情報層１１では、透過率調整層１０がないサンプル２−１および２−２の第１の情報層１１と比較して、反射率を下げることなく（Ｔｃ＋Ｔａ）／２の値が２％〜６％程度向上した。従って、第１の情報層１１は、透過率調整層１０を含むことが好ましい。
【０１４５】
なお、図２の情報記録媒体２６の第１の情報層２５についても同様の方法で透過率を測定した結果、透過率調整層１０が同様の効果を持つことが確認できた。
【０１４６】
（実施例２）
実施例２では、第１の情報層１１の特性と第１の記録層４の厚さとの関係を調べた。具体的には、第１の記録層４の厚さを変化させて第１の情報層１１を作製し、光学分離層２１を介して第１の情報層１１と第２の基板１９とを貼り合わせたサンプルを作製した。形成したサンプルについて、第１の情報層１１の消去率、振幅対雑音比（Ｃａｒｒｉｅｒ ｔｏ Ｎｏｉｓｅ Ｒａｔｉｏ：ＣＮＲ）、および透過率を測定した。
【０１４７】
以下にサンプルの製造方法を説明する。まず、第１の基板１としてポリカーボネート基板（直径１２０ｍｍ、厚さ０．６ｍｍ）を準備した。そして、そのポリカーボネート基板上に、第１の下側保護層２としてＺｎＳ−ＳｉＯ2層（厚さ：約４０ｎｍ、ＳｉＯ2：２０ｍｏｌ％）、第１の下側界面層３としてＧｅＮ層（厚さ：５ｎｍ）、第１の記録層４として（Ｇｅ0.74Ｓｎ0.26）8Ｓｂ2Ｔｅ11層（厚さ：４ｎｍ〜１０ｎｍ）、第１の上側界面層５としてＧｅＮ層（厚さ：５ｎｍ）、第１の上側保護層６としてＺｎＳ−ＳｉＯ2層（厚さ：約５ｎｍ、ＳｉＯ2：２０ｍｏｌ％）、第１の界面層７としてＧｅＮ層（厚さ：５ｎｍ）、第１の反射層８としてＡｇ合金層（厚さ：１０ｎｍ）、第１の最上界面層９としてＧｅＮ層（厚さ：５ｎｍ）、および、透過率調整層１０としてＺｎＳ−ＳｉＯ2層（厚さ：約３０ｎｍ、ＳｉＯ2：２０ｍｏｌ％）を、順次スパッタリング法によって積層した。その後、第１の記録層４の全面を結晶化させる初期化工程を行った。このようにして、第１の情報層１１を形成した。
【０１４８】
次に、光学分離層２１の材料である紫外線硬化性樹脂を第２の基板１９上にスピンコートした。そしてこの樹脂上に第１の情報層１１を密着させ、紫外線を照射することによって樹脂を硬化させた。以上のようにして、第１の記録層４の厚さが異なる複数のサンプルを作製した。
【０１４９】
作製したサンプルについて、実施例１と同様の方法によって、第１の情報層１１の透過率を測定した。また、作製したサンプルについて、図４に示した装置を用いて、第１の情報層１１の消去率およびＣＮＲを測定した。このとき、レーザビーム２３の波長は４０５ｎｍ、対物レンズ２８のＮＡは０．６５、測定時のサンプルの線速度は８．６ｍ／ｓ、最短マーク長は０．２９４μｍとした。また、情報はグルーブに記録した。
【０１５０】
ＣＮＲは、（８−１６）変調の３Ｔ信号を１０回記録したのち、スペクトラムアナライザーで測定した。消去性能は、３Ｔ信号を１０回記録して振幅を測定し、その上から１１Ｔ信号を１回重ね書きして再度３Ｔ信号の振幅を測定し、３Ｔ信号の減衰率を計算することによって評価した。以下、この３Ｔ信号の減衰率を消去率という。
【０１５１】
第１の情報層１１の消去率およびＣＮＲの測定結果、および（Ｔｃ＋Ｔａ）／２の計算結果を表３に示す。
【０１５２】
【表３】
【０１５３】
表３中、Ａ〜Ｄは、（Ｔｃ＋Ｔａ）／２の値、ＣＮＲおよび消去率の値を示す。具体的には、（Ｔｃ＋Ｔａ）／２の値について、Ｄ＜３０％、３０％≦Ｃ＜４０％、４０％≦Ｂ＜５０％、５０％≦Ａである。ＣＮＲについては、４０（ｄＢ）≦Ｃ＜５０（ｄＢ）、５０（ｄＢ）≦Ｂである。消去率については、２０（ｄＢ）≦Ｃ＜３０（ｄＢ）、３０（ｄＢ）≦Ｂである。第１の情報層１１は、（Ｔｃ＋Ｔａ）／２の値が３０％以上であることが好ましく、４０％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。また、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。
【０１５４】
表３に示すように、サンプル３−１（第１の記録層４の厚さ：４ｎｍ）では、透過率は十分であるがＣＮＲおよび消去率が不十分であった。サンプル３−４（第１の記録層４の厚さ：１０ｎｍ）では、ＣＮＲおよび消去率が高いが、透過率が３０％未満であった。サンプル３−２（第１の記録層４の厚さ：６ｎｍ）、およびサンプル３−３（第１の記録層４の厚さ：９ｎｍ）では、透過率が３５％〜４５％で、ＣＮＲが５０ｄＢ、消去率が３０ｄＢという良好な結果が得られた。以上の結果から、第１の記録層４の膜厚は、９ｎｍ以下であることが好ましい。
【０１５５】
なお、図２の情報記録媒体２６の第１の情報層２５についても同様の方法で消去率、ＣＮＲおよび透過率を測定した結果、同様の結果が得られた。
【０１５６】
（実施例３）
実施例３では、第１の情報層１１の特性と第１の記録層４の材料との関係を調べた。具体的には、第１の記録層４の組成を変化させて第１の情報層１１を作製し、光学分離層２１を介して第１の情報層１１と第２の基板１９とを貼り合わせたサンプルを作製した。形成したサンプルについて、第１の情報層１１のＣＮＲ、消去率および透過率を測定した。
【０１５７】
以下に、サンプルの製造方法について説明する。まず、第１の基板１としてポリカーボネート基板（直径：１２０ｍｍ、厚さ０．６ｍｍ）を準備した。そして、そのポリカーボネート基板上に、第１の下側保護層２としてＺｎＳ−ＳｉＯ2層（厚さ：約４０ｎｍ、ＳｉＯ2：２０ｍｏｌ％）、第１の下側界面層３としてＧｅＮ層（厚さ：５ｎｍ）、第１の記録層４（厚さ：６ｎｍ）、第１の上側界面層５としてＧｅＮ層（厚さ：５ｎｍ）、第１の上側保護層６としてＺｎＳ−ＳｉＯ2層（厚さ：約５ｎｍ、ＳｉＯ2：２０ｍｏｌ％）、第１の界面層７としてＧｅＮ層（厚さ：５ｎｍ）、第１の反射層８としてＡｇ合金層（厚さ：１０ｎｍ）、第１の最上界面層９としてＧｅＮ層（厚さ：５ｎｍ）、および、透過率調整層１０としてＺｎＳ−ＳｉＯ2層（厚さ：約３０ｎｍ、ＳｉＯ2：２０ｍｏｌ％）を、順次スパッタリング法により積層した。ここで、第１の記録層４の材料としては、（Ｇｅ0.74Ｓｎ0.26）8Ｓｂ2Ｔｅ11、（Ｓｂ0.7Ｔｅ0.3）95Ｇｅ5、または（Ｓｂ0.7Ｔｅ0.3）90Ａｇ5Ｉｎ5を用いた。透過率調整層１０を形成したのち、第１の記録層４の全面を結晶化させる初期化工程を行った。このようにして、第１の記録層４の組成が異なる３種類の第１の情報層１１を作製した。
【０１５８】
次に、光学分離層２１の材料である硬化前の紫外線硬化性樹脂を第２の基板１９上にスピンコートした。そしてこの樹脂上に第１の情報層１１を密着させ、紫外線を照射することによって樹脂を硬化させた。以上のようにして、第１の記録層４の組成が異なる複数のサンプルを作製した。
【０１５９】
作製したサンプルについて、実施例１と同様の方法で第１の情報層１１の透過率を測定した。また、これらのサンプルについて、実施例２と同様の方法で第１の情報層１１のＣＮＲおよび消去率を測定した。
【０１６０】
第１の情報層１１のＣＮＲおよび消去率、ならびに（Ｔｃ＋Ｔａ）／２の計算結果を表４に示す。
【０１６１】
【表４】
【０１６２】
表４中、Ｂ〜Ｄは、（Ｔｃ＋Ｔａ）／２の値、ＣＮＲおよび消去率の値を示す。具体的には、（Ｔｃ＋Ｔａ）／２の値について、３０％≦Ｃ＜４０％、４０％≦Ｂ＜５０％である。ＣＮＲについては、Ｄ＜４０（ｄＢ）、５０（ｄＢ）≦Ｂである。消去率については、２０（ｄＢ）≦Ｃ＜３０（ｄＢ）、３０（ｄＢ）≦Ｂである。
【０１６３】
表４に示すように、サンプル４−２および４−３は、透過率、ＣＮＲ、および消去率がともに不十分であった。一方、サンプル４−１では、透過率が４５％、ＣＮＲが５０ｄＢ、消去率が３０ｄＢという良好な結果が得られた。以上の結果から、上記サンプルの中では、組成式（Ｇｅ0.74Ｓｎ0.26）8Ｓｂ2Ｔｅ11で表される材料が、第１の記録層４の材料として好ましい。
【０１６４】
なお、図２の情報記録媒体２６の第１の情報層２５についても同様の方法で消去率、ＣＮＲおよび透過率を測定した結果、同様の結果が得られた。
【０１６５】
（実施例４）
実施例４では、第２の情報層２０の特性と第２の記録層１４の材料との関係を調べた。具体的には、第２の記録層１４の材料を変化させて第２の情報層２０を形成し、光学分離層２１を介して第１の基板１と第２の情報層２０とを貼りあわせたサンプルを作製した。形成したサンプルについて、第２の情報層２０の記録感度、ＣＮＲ、および反射率を測定した。
【０１６６】
以下に、サンプルの製造方法について説明する。まず、第２の基板１９としてポリカーボネート基板（直径１２０ｍｍ、厚さ０．６ｍｍ）を準備した。そして、そのポリカーボネート基板上に、第２の反射層１８としてＡｌ合金層（厚さ：８０ｎｍ）、第２の上側保護層１６としてＺｎＳ−ＳｉＯ2層（厚さ：約１０ｎｍ、ＳｉＯ2：２０ｍｏｌ％）、第２の上側界面層１５としてＧｅＮ層（厚さ：５ｎｍ）、第２の記録層１４（厚さ：１０ｎｍ）、第２の下側界面層１３としてＧｅＮ層（厚さ：５ｎｍ）、および、第２の下側保護層１２としてＺｎＳ−ＳｉＯ2層（厚さ：約６０ｎｍ）を、順次スパッタリング法によって積層した。ここで、第２の記録層１４としては、（Ｇｅ0.74Ｓｎ0.26）8Ｓｂ2Ｔｅ11、（Ｓｂ0.7Ｔｅ0.3）95Ｇｅ5、または（Ｓｂ0.7Ｔｅ0.3）90Ａｇ5Ｉｎ5を用いた。
【０１６７】
第２の下側保護層１２および第２の上側保護層１６の厚さは、マトリクス法に基づく計算により、波長４０５ｎｍにおいて、第２の記録層１４が結晶相のときの反射光量が第２の記録層１４が非晶質相のときの反射光量よりも大きく、且つ第２の記録層１４が結晶相のときと非晶質相のときとで反射光量の変化がより大きく、且つ第２の記録層１４の光吸収効率が大きくなるように厳密に決定した。
【０１６８】
次に、第２の記録層１４の全面を結晶化させる初期化工程を行った。次に、光学分離層２１の材料である紫外線硬化性樹脂を第１の基板１上にスピンコートした。そして、この樹脂上に第２の情報層２０を密着させ、紫外線を照射して樹脂を硬化させた。以上のようにして、第２の記録層１４の組成が異なる複数のサンプルを形成した。
【０１６９】
形成したサンプルについて、基板の鏡面部における反射率を測定した。また、これらのサンプルについて、図４の装置を用いて、第２の情報層２０の記録感度およびＣＮＲを測定した。このとき、レーザビーム２３の波長は４０５ｎｍ、対物レンズ２８のＮＡは０．６５、測定時のサンプルの線速度は８．６ｍ／ｓ、最短マーク長は０．２９４μｍとした。また、情報はグルーブに記録した。ここで、記録感度とは、振幅（ｄＢｍ）の飽和値から３ｄＢｍだけ低い振幅を与えるピークパワーＰｐ（ｍＷ）の１．３倍のピークパワーＰｐ（ｍＷ）で定義される値である（以下の実施例においても同様である）。記録感度の値が小さいほど、より低いレーザパワーで記録が可能であることを示す。なお、第１の情報層１１の透過率の平均値（Ｔｃ＋Ｔａ）／２が４０％程度であり、第１の基板１に入射する半導体レーザ２９の最大パワーは約１２ｍＷ程度であるので、第２の情報層２０に到達するレーザパワーは約５ｍＷである。このため、第２の情報層２０の記録感度は５ｍＷ以下であることが好ましい。
【０１７０】
第２の情報層２０の記録感度、ＣＮＲ、および第２の記録層１４が結晶相である場合の反射率の測定結果を表５に示す。
【０１７１】
【表５】
【０１７２】
表５中、Ｂ〜Ｄは、記録感度、ＣＮＲ、および反射率の値を示す。具体的には、記録感度について、５（ｍＷ）＜Ｄ、Ｂ≦５ｍＷである。ＣＮＲについては、５０（ｄＢ）≦Ｂである。反射率については、１０％≦Ｃ＜２０％、２０％≦Ｂ＜３０％である。第２の情報層２０では、ＣＮＲが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。また、反射率が１０％以上であることが好ましく、反射率が２０％以上であることがより好ましい。
【０１７３】
表５に示すように、サンプル５−１では、５ｍＷ以下の記録レーザパワーでＣＮＲが飽和せず記録感度が十分でないこと、および反射率が不十分であることがわかった。また、低融点材料である（Ｓｂ0.7Ｔｅ0.3）95Ｇｅ5または（Ｓｂ0.7Ｔｅ0.3）90Ａｇ5Ｉｎ5を用いたサンプル５−２および５−３では、５ｍＷ以下の記録感度と高いＣＮＲとを両立できることがわかった。
【０１７４】
なお、図３に示した情報記録媒体２６の第２の情報層２０についても同様の方法で記録感度を測定した結果、同様の結果が得られた。
【０１７５】
（実施例５）
実施例５では、実施例３および実施例４の結果に基づき、図１の情報記録媒体２２を製造した。そして、製造した情報記録媒体２２について、第１の情報層１１の透過率、ＣＮＲおよび消去率と、第２の情報層２０の記録感度、反射率およびＣＮＲとを測定した。
【０１７６】
実施例５では、第１の記録層４および第２の記録層１４の組成は、（Ｇｅ0.74Ｓｎ0.26）8Ｓｂ2Ｔｅ11または（Ｓｂ0.7Ｔｅ0.3）95Ｇｅ5とした。第１の記録層４の厚さは６ｎｍ、第２の記録層１４の厚さは１０ｎｍとした。
【０１７７】
第１の情報層１１は、各層を成膜した後に、初期化工程を行った。第１の情報層１１について、初期化工程の前後で透過率を測定した。第２の情報層２０も、成膜後に初期化工程を行った。その後、光学分離層２１の材料である硬化前の紫外線硬化性樹脂を第２の下側保護層１２の上にスピンコートし、第１の情報層１１と第２の情報層２０とを密着させた。そして、紫外線を照射して樹脂を硬化させた。このようにして第１の情報層１１と第２の情報層２０とを備えるサンプル（情報記録媒体２２）を製造した。なお、記録層および光学分離層以外の構成および製造条件は、実施例３および４と同様である。
【０１７８】
このようにして得られたサンプルについて、第１の情報層１１のＣＮＲおよび消去率を測定した。また、第２の情報層２０の記録感度、反射率およびＣＮＲを測定した。これらの測定は、上記実施例で説明した方法と同様の方法で行った。測定結果を表６に示す。
【０１７９】
【表６】
【０１８０】
表６中、Ｂ〜Ｄは、各測定の結果を示す。（Ｔｃ＋Ｔａ）／２の値については、３０％≦Ｃ＜４０％、４０％≦Ｂ＜５０％である。ＣＮＲについては、Ｄ＜４０（ｄＢ）、４０（ｄＢ）≦Ｃ＜５０（ｄＢ）、５０（ｄＢ）≦Ｂである。消去率については、２０（ｄＢ）≦Ｃ＜３０（ｄＢ）、３０（ｄＢ）≦Ｂである。記録感度については、１２（ｍＷ）＜Ｄ、Ｂ≦１２（ｍＷ）である。表６の反射率とは第２の記録層１４が結晶相である場合の第２の情報層２０の反射率であり、１０％≦Ｃ＜２０％、２０％≦Ｂ＜３０％である。
【０１８１】
サンプル６−１は、第１の記録層４および第２の記録層１４の組成が、ともに（Ｇｅ0.74Ｓｎ0.26）8Ｓｂ2Ｔｅ11である。サンプル６−２は、第１の記録層４の組成が（Ｇｅ0.74Ｓｎ0.26）8Ｓｂ2Ｔｅ11であり、第２の記録層１４の組成が（Ｓｂ0.7Ｔｅ0.3）95Ｇｅ5である。サンプル６−３は、第１の記録層４および第２の記録層１４の組成が、ともに（Ｓｂ0.7Ｔｅ0.3）95Ｇｅ5である。
【０１８２】
表６に示すように、サンプル６−１では、実施例４の結果と同様に、第２の情報層２０の記録感度および反射率が十分でなかった。また、サンプル６−３では、実施例３の結果と同様に、透過率、ＣＮＲおよび消去率が不十分であり、且つ第１の情報層１１の透過率が十分でないために第２の情報層２０の記録感度、反射率およびＣＮＲが低下した。これに対して、サンプル６−２では、第１の情報層１１および第２の情報層２０がともに、ＣＮＲが５０ｄＢ以上で、消去率が３０ｄＢ以上であるという良好な結果が得られた。
【０１８３】
以上、情報をグルーブに記録した場合について説明した。さらに、ランドに情報を記録した場合と、ランドとグルーブの両方に情報を記録した場合とについて同様の測定を行ったところ、同様の結果が得られた。
【０１８４】
（実施例６）
実施例６では、実施形態４の製造方法で図３の情報記録媒体２６を製造した。そして、製造した情報記録媒体２６について、第１の情報層２５のＣＮＲおよび消去率、ならびに第２の情報層２０の消去率およびＣＮＲを測定した。
【０１８５】
以下に、サンプルの製造方法について説明する。まず、第２の基板１９としてポリカーボネート基板（直径１２０ｍｍ、厚さ１．１ｍｍ）を準備した。そして、そのポリカーボネート基板上に、第２の反射層１８としてＡｌ合金層（厚さ：８０ｎｍ）、第２の上側保護層１６としてＺｎＳ−ＳｉＯ2層（厚さ：約１０ｎｍ、ＳｉＯ2：２０ｍｏｌ％）、第２の上側界面層１５としてＧｅＮ層（厚さ：５ｎｍ）、第２の記録層１４として（Ｓｂ0.7Ｔｅ0.3）95Ｇｅ5層（厚さ：１０ｎｍ）、第２の下側界面層１３としてＧｅＮ層（厚さ：５ｎｍ）、および、第２の下側保護層１２としてＺｎＳ−ＳｉＯ2層（厚さ：約６０ｎｍ、ＳｉＯ2：２０ｍｏｌ％）を、順次スパッタリング法によって積層した。その後、第２の記録層１４の全面を結晶化させる初期化工程を行った。
【０１８６】
続いて、第２の下側保護層１２上に紫外線硬化性樹脂をスピンコートし、その上に案内溝を形成した基板をかぶせ、樹脂を硬化させた後に基板をはがした。この工程によって、レーザビーム２３を導く案内溝が第１の情報層２５側に形成された光学分離層２１を形成した。
【０１８７】
その後、光学分離層２１の上に、透過率調整層１０としてＺｎＳ−ＳｉＯ2層（厚さ：約３０ｎｍ、ＳｉＯ2：２０ｍｏｌ％）、第１の最上界面層９としてＧｅＮ層（厚さ：３ｎｍ）、第１の反射層８としてＡｇ合金層（厚さ：１０ｎｍ）、第１の界面層７としてＧｅＮ層（厚さ：５ｎｍ）、第１の上側保護層６としてＺｎＳ−ＳｉＯ2層（厚さ：約５ｎｍ、ＳｉＯ2：２０ｍｏｌ％）、第１の上側界面層５としてＧｅＮ層（厚さ：５ｎｍ）、第１の記録層４として（Ｇｅ0.74Ｓｎ0.26）8Ｓｂ2Ｔｅ11層（厚さ：６ｎｍ）、第１の下側界面層３としてＧｅＮ層（厚さ：５ｎｍ）、および、第１の下側保護層２としてＺｎＳ−ＳｉＯ2層（厚さ：約４０ｎｍ、ＳｉＯ2：２０ｍｏｌ％）を、順次スパッタリング法により積層した。その後、第１の記録層４の全面を結晶化させる初期化工程を行った。
【０１８８】
次に、第１の基板１としてポリカーボネート基板（直径１２０ｍｍ、厚さ０．１ｍｍ）を準備した。そして、透明層２４の材料である紫外線硬化性樹脂を、第１の基板１上にスピンコートした。その後、その樹脂上に第１の下側保護層２を密着させ、紫外線を照射して樹脂を硬化させた。以上のようにして、サンプル（情報記録媒体２６）を製造した。
【０１８９】
製造したサンプルについて、図４の装置を用いて、第１の情報層２５および第２の情報層２０のＣＮＲおよび消去率を測定した。このとき、レーザビーム２３の波長は４０５ｎｍ、対物レンズ２８のＮＡは０．８５、測定時の情報記録媒体２６の線速度は５．０ｍ／ｓ、最短マーク長は０．２０６μｍとした。情報は、グルーブに記録した。その結果、第１の情報層２５および第２の情報層２０は共に、ＣＮＲが５０ｄＢ以上で消去率が３０ｄＢ以上という良好な結果が得られた。
【０１９０】
（実施例７）
第２の記録層１４の材料に、Ｍ１として、Ａｇ、ＩｎおよびＧｅの代わりにＳｎ、Ｓｅ、Ｂｉ、ＡｕまたはＭｎを添加した場合について、実施例４、５および６と同様の測定を行った。その結果、実施例４、５および６と同様の効果が得られた。
【０１９１】
（実施例８）
実施例８では、図５の情報記録媒体４１を製造し、電気エネルギー（電流パルス）の印加による記録層の相変化を確認した。
【０１９２】
まず、基板３１として、表面を窒化処理したＳｉ基板を用意した。そして、そのＳｉ基板上に、第１の電極３２としてＡｕ層（面積：１．０ｍｍ×１．０ｍｍ、厚さ：０．１μｍ）、第１の記録層３３として（Ｇｅ0.74Ｓｎ0.26）8Ｓｂ2Ｔｅ11層（面積：０．６ｍｍ×０．６ｍｍ、厚さ：０．５μｍ）、中間電極３４としてＡｕ層（面積：０．６ｍｍ×０．６ｍｍ、厚さ０．１μｍ）、第２の記録層３５として（Ｓｂ0.7Ｔｅ0.3）95Ｇｅ5層（面積：０．２ｍｍ×０．２ｍｍ、厚さ：０．５μｍ）、および、第２の電極３６としてＡｕ層（面積：０．２ｍｍ×０．２ｍｍ、厚さ：０．１μｍ）を、順次スパッタリング法により積層した。
【０１９３】
その後、第１の電極３２、中間電極３４、および第２の電極３６にＡｕからなるリード線をボンディングした。第１の電極３２と第２の電極３６との間、および中間電極３４と第２の電極３６との間には、パルス電源３７をスイッチ３９を介して接続した。第１の記録層３３および第２の記録層３５の相変化による抵抗値の変化は、第１の電極３２と第２の電極３６との間にスイッチ４０を介して接続した抵抗測定器３８によって検出した。
【０１９４】
第１の記録層３３および第２の記録層３５が共に高抵抗状態（非晶質相）のときに、第１の電極３２と第２の電極３６との間に振幅５０ｍＡ、パルス幅１００ｎｓの電流パルスを印加したところ、２つの記録層がともに、低抵抗状態（結晶相）に変化した。次に、第１の電極３２と第２の電極３６との間に、振幅１５０ｍＡ、パルス幅５０ｎｓの電流パルスを印加したところ、第２の記録層３５のみが低抵抗状態から高抵抗状態に変化した。また、第１の記録層３３および第２の記録層３５がともに低抵抗状態のときに、第１の電極３２と第２の電極３６との間に振幅２００ｍＡ、パルス幅５０ｎｓの電流パルスを印加したところ、２つの記録層が共に低抵抗状態から高抵抗状態に変化した。さらに、第１の記録層３３および第２の記録層３５がともに高抵抗状態のときに、中間電極３４と第２の電極３６の間に振幅５０ｍＡ、パルス幅１００ｎｓの電流パルスを印加したところ、第２の記録層３５のみが高抵抗状態から低抵抗状態に変化した。
【０１９５】
以上のように、図５の情報記録媒体４１では、第１の記録層３３および第２の記録層３５のそれぞれを、電気的に結晶相と非晶質相との間で可逆的に変化させることことができた。その結果、４つの状態、すなわち、第１の記録層３３と第２の記録層３５が共に高抵抗の状態、第１の記録層３３が低抵抗で第２の記録層３５が高抵抗の状態、第１の記録層３３が高抵抗で第２の記録層３５が低抵抗の状態、第１の記録層３３と第２の記録層３５が共に低抵抗の状態を実現できた。
【０１９６】
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。
【図面の簡単な説明】
【０１９７】
【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他の一例を示す一部断面図である。
【図３】本発明の情報記録媒体についてその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られる記録再生装置について構成の一部を模式的に示す図である。
【図５】本発明の情報記録媒体のその他の一例、およびその記録再生装置の一例について構成を模式的に示す図である。
【図６】本発明の情報記録媒体のその他の一例について構成の一部を模式的に示す図である。
【符号の説明】
【０１９８】
１，１ａ 第１の基板
１ｂ 溝（グルーブ）
１ｃ ランド
２ 第１の下側保護層
３ 第１の下側界面層
４，３３ 第１の記録層
５ 第１の上側界面層
６ 第１の上側保護層
７ 第１の界面層
８ 第１の反射層
９ 第１の最上界面層
１０ 透過率調整層
１１，１１ａ，２５ 第１の情報層
１２ 第２の下側保護層
１３ 第２の下側界面層
１４，３５ 第２の記録層
１５ 第２の上側界面層
１６ 第２の上側保護層
１７ 第２の界面層
１８ 第２の反射層
１９，１９ａ 第２の基板
２０，２０ａ 第２の情報層
２１ 光学分離層
２２，２２ａ，２６，４１，４２ 情報記録媒体
２３ レーザビーム
２４ 透明層
２７ スピンドルモータ
２８ 対物レンズ
２９ 半導体レーザ
３０ 光学ヘッド
３１ 基板
３２ 第１の電極
３４ 中間電極
３６ 第２の電極
３７ パルス電源
３８ 抵抗測定器
３９，４０ スイッチ
４３ ワード線
４４ ビット線
４５ メモリセル
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の情報層と第２の情報層とを備える情報記録媒体であって、
前記第１の情報層が、レーザビームの照射によってまたは電流の印加により発生するジュール熱によって結晶相と非晶質相との間で可逆的な相変化を起こす第１の記録層を含み、
前記第２の情報層が、前記レーザビームの照射によってまたは前記電流の印加により発生するジュール熱によって結晶相と非晶質相との間で可逆的な相変化を起こす第２の記録層を含み、
前記第１の記録層が第１の材料からなり、
前記第２の記録層が第２の材料からなり、
前記第１の記録層が結晶相であるときの前記第１の情報層における透過率がＴｃ（％）であり、
前記第１の記録層が非晶質相であるときの前記第１の情報層における透過率がＴａ（％）である場合に、
４０≦（Ｔｃ＋Ｔａ）／２
を満たし、
前記第２の材料が、組成式
（ＳｂxＴｅ100-x）100-yＭ１y
（ただし、５０≦ｘ≦９５、０＜ｙ≦２０、Ｍ１はＡｇ、Ｉｎ、Ｇｅ、Ｓｎ、Ｓｅ、Ｂｉ、ＡｕおよびＭｎから選ばれる少なくとも１つの元素）
で表される、情報記録媒体。
【請求項２】
前記第１の材料がＧｅとＳｂとＴｅとを含む、請求項１に記載の情報記録媒体。
【請求項３】
前記第１の材料が、組成式
ＧｅaＳｂbＴｅ3+a
（ただし、０＜ａ≦１０、１．５≦ｂ≦４）
で表される、請求項２に記載の情報記録媒体。
【請求項４】
前記第１の材料が、組成式
（Ｇｅ−Ｍ２）aＳｂbＴｅ3+a
（ただし、Ｍ２はＳｎおよびＰｂから選ばれる少なくとも１つの元素であり、０＜ａ≦１０、１．５≦ｂ≦４）
で表される、請求項２に記載の情報記録媒体。
【請求項５】
前記第１の材料が、組成式
（ＧｅaＳｂbＴｅ3+a）100-cＭ３c
（ただし、Ｍ３はＳｉ、Ｔｉ、Ｖ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｓｅ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ａｇ、Ｉｎ、Ｓｎ、Ｔａ、Ｗ、Ｏｓ、Ｉｒ、Ｐｔ、ＡｕおよびＢｉから選ばれる少なくとも１つの元素であり、０＜ａ≦１０、１．５≦ｂ≦４、０＜ｃ≦２０）
で表される、請求項２に記載の情報記録媒体。
【請求項６】
前記第１および第２の記録層が、前記レーザビームの照射によって可逆的な相変化を起こす層であり、
前記第１の情報層が、前記第２の情報層よりも前記レーザビームの入射側に配置されている、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。
【請求項７】
前記第１の記録層の厚さが９ｎｍ以下である、請求項６に記載の情報記録媒体。
【請求項８】
前記第２の記録層の厚さが６ｎｍ〜１５ｎｍの範囲内である、請求項６または７に記載の情報記録媒体。
【請求項９】
前記レーザビームの波長が３９０ｎｍ以上４３０ｎｍ以下である、請求項１に記載の情報記録媒体。
【請求項１０】
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光学分離層をさらに備え、
前記第１の情報層が、第１の基板と第１の下側保護層と第１の上側保護層と第１の反射層とをさらに含み、
前記第２の情報層が、第２の下側保護層と第２の上側保護層と第２の反射層と第２の基板とをさらに含み、
前記第１の基板、前記第１の下側保護層、前記第１の記録層、前記第１の上側保護層、前記第１の反射層、前記光学分離層、前記第２の下側保護層、前記第２の記録層、前記第２の上側保護層、前記第２の反射層、および前記第２の基板が、前記レーザビームの入射側からこの順序で配置されている、請求項６ないし９のいずれか１項に記載の情報記録媒体。
【請求項１１】
前記第１の基板と前記第１の下側保護層との間に配置された透明層をさらに備える、請求項１０に記載の情報記録媒体。
【請求項１２】
前記第１の下側保護層と前記第１の記録層との界面、および、前記第１の上側保護層と前記第１の記録層と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１０に記載の情報記録媒体。
【請求項１３】
前記第２の下側保護層と前記第２の記録層との界面、および、前記第２の上側保護層と前記第２の記録層と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１０に記載の情報記録媒体。
【請求項１４】
前記第１の上側保護層と前記第１の反射層との界面、および、前記第２の上側保護層と前記第２の反射層と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１０に記載の情報記録媒体。
【請求項１５】
前記第１の反射層と前記光学分離層との間に、前記第１の情報層の透過率を調整するための透過率調整層をさらに備える、請求項１０に記載の情報記録媒体。
【請求項１６】
前記第１の反射層と前記透過率調整層との間に配置された界面層をさらに備える、請求項１５に記載の情報記録媒体。
【請求項１７】
前記第１の基板の厚さが、１０μｍ〜８００μｍの範囲内である、請求項１０に記載の情報記録媒体。
【請求項１８】
前記第２の基板の厚さが、４００μｍ〜１３００μｍの範囲内である、請求項１０に記載の情報記録媒体。
【請求項１９】
第１および第２の電極とをさらに含み、
前記第１および第２の記録層が、前記電流の印加によって可逆的な相変化を起こす層であり、
前記第１の電極上に、前記第１の記録層、前記第２の記録層、および前記第２の電極がこの順序で積層されている、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。
【請求項２０】
前記第１の記録層と前記第２の記録層との間に配置された中間電極をさらに備える、請求項１９に記載の情報記録媒体。
【請求項１】
第１の情報層と第２の情報層とを備える情報記録媒体であって、
前記第１の情報層が、レーザビームの照射によってまたは電流の印加により発生するジュール熱によって結晶相と非晶質相との間で可逆的な相変化を起こす第１の記録層を含み、
前記第２の情報層が、前記レーザビームの照射によってまたは前記電流の印加により発生するジュール熱によって結晶相と非晶質相との間で可逆的な相変化を起こす第２の記録層を含み、
前記第１の記録層が第１の材料からなり、
前記第２の記録層が第２の材料からなり、
前記第１の記録層が結晶相であるときの前記第１の情報層における透過率がＴｃ（％）であり、
前記第１の記録層が非晶質相であるときの前記第１の情報層における透過率がＴａ（％）である場合に、
４０≦（Ｔｃ＋Ｔａ）／２
を満たし、
前記第２の材料が、組成式
（ＳｂxＴｅ100-x）100-yＭ１y
（ただし、５０≦ｘ≦９５、０＜ｙ≦２０、Ｍ１はＡｇ、Ｉｎ、Ｇｅ、Ｓｎ、Ｓｅ、Ｂｉ、ＡｕおよびＭｎから選ばれる少なくとも１つの元素）
で表される、情報記録媒体。
【請求項２】
前記第１の材料がＧｅとＳｂとＴｅとを含む、請求項１に記載の情報記録媒体。
【請求項３】
前記第１の材料が、組成式
ＧｅaＳｂbＴｅ3+a
（ただし、０＜ａ≦１０、１．５≦ｂ≦４）
で表される、請求項２に記載の情報記録媒体。
【請求項４】
前記第１の材料が、組成式
（Ｇｅ−Ｍ２）aＳｂbＴｅ3+a
（ただし、Ｍ２はＳｎおよびＰｂから選ばれる少なくとも１つの元素であり、０＜ａ≦１０、１．５≦ｂ≦４）
で表される、請求項２に記載の情報記録媒体。
【請求項５】
前記第１の材料が、組成式
（ＧｅaＳｂbＴｅ3+a）100-cＭ３c
（ただし、Ｍ３はＳｉ、Ｔｉ、Ｖ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｓｅ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ａｇ、Ｉｎ、Ｓｎ、Ｔａ、Ｗ、Ｏｓ、Ｉｒ、Ｐｔ、ＡｕおよびＢｉから選ばれる少なくとも１つの元素であり、０＜ａ≦１０、１．５≦ｂ≦４、０＜ｃ≦２０）
で表される、請求項２に記載の情報記録媒体。
【請求項６】
前記第１および第２の記録層が、前記レーザビームの照射によって可逆的な相変化を起こす層であり、
前記第１の情報層が、前記第２の情報層よりも前記レーザビームの入射側に配置されている、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。
【請求項７】
前記第１の記録層の厚さが９ｎｍ以下である、請求項６に記載の情報記録媒体。
【請求項８】
前記第２の記録層の厚さが６ｎｍ〜１５ｎｍの範囲内である、請求項６または７に記載の情報記録媒体。
【請求項９】
前記レーザビームの波長が３９０ｎｍ以上４３０ｎｍ以下である、請求項１に記載の情報記録媒体。
【請求項１０】
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光学分離層をさらに備え、
前記第１の情報層が、第１の基板と第１の下側保護層と第１の上側保護層と第１の反射層とをさらに含み、
前記第２の情報層が、第２の下側保護層と第２の上側保護層と第２の反射層と第２の基板とをさらに含み、
前記第１の基板、前記第１の下側保護層、前記第１の記録層、前記第１の上側保護層、前記第１の反射層、前記光学分離層、前記第２の下側保護層、前記第２の記録層、前記第２の上側保護層、前記第２の反射層、および前記第２の基板が、前記レーザビームの入射側からこの順序で配置されている、請求項６ないし９のいずれか１項に記載の情報記録媒体。
【請求項１１】
前記第１の基板と前記第１の下側保護層との間に配置された透明層をさらに備える、請求項１０に記載の情報記録媒体。
【請求項１２】
前記第１の下側保護層と前記第１の記録層との界面、および、前記第１の上側保護層と前記第１の記録層と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１０に記載の情報記録媒体。
【請求項１３】
前記第２の下側保護層と前記第２の記録層との界面、および、前記第２の上側保護層と前記第２の記録層と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１０に記載の情報記録媒体。
【請求項１４】
前記第１の上側保護層と前記第１の反射層との界面、および、前記第２の上側保護層と前記第２の反射層と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１０に記載の情報記録媒体。
【請求項１５】
前記第１の反射層と前記光学分離層との間に、前記第１の情報層の透過率を調整するための透過率調整層をさらに備える、請求項１０に記載の情報記録媒体。
【請求項１６】
前記第１の反射層と前記透過率調整層との間に配置された界面層をさらに備える、請求項１５に記載の情報記録媒体。
【請求項１７】
前記第１の基板の厚さが、１０μｍ〜８００μｍの範囲内である、請求項１０に記載の情報記録媒体。
【請求項１８】
前記第２の基板の厚さが、４００μｍ〜１３００μｍの範囲内である、請求項１０に記載の情報記録媒体。
【請求項１９】
第１および第２の電極とをさらに含み、
前記第１および第２の記録層が、前記電流の印加によって可逆的な相変化を起こす層であり、
前記第１の電極上に、前記第１の記録層、前記第２の記録層、および前記第２の電極がこの順序で積層されている、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。
【請求項２０】
前記第１の記録層と前記第２の記録層との間に配置された中間電極をさらに備える、請求項１９に記載の情報記録媒体。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２００６−２６９０７４（Ｐ２００６−２６９０７４Ａ）
【公開日】平成１８年１０月５日（２００６．１０．５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−１５４８９６（Ｐ２００６−１５４８９６）
【出願日】平成１８年６月２日（２００６．６．２）
【分割の表示】特願２００１−２５３４０１（Ｐ２００１−２５３４０１）の分割
【原出願日】平成１３年８月２３日（２００１．８．２３）
【出願人】（０００００５８２１）松下電器産業株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年１０月５日（２００６．１０．５）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年６月２日（２００６．６．２）
【分割の表示】特願２００１−２５３４０１（Ｐ２００１−２５３４０１）の分割
【原出願日】平成１３年８月２３日（２００１．８．２３）
【出願人】（０００００５８２１）松下電器産業株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
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