(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
光を用いて可逆的に記録又は消去が可能な相変化記録媒体であって、
基板と、
原子配列を可逆的に変化させることができる記録膜と、
該記録膜に接する界面層と、
前記記録膜を保護する保護膜と、
前記光を反射させる反射膜とから構成され、
前記記録膜を構成する元素が、前記記録膜の厚さ方向、もしくは前記記録膜の面内方向に偏析、または濃度分布を有し、かつ
前記記録膜の価電子帯の状態密度のトップからエネルギー準位の低い側に０．５ｅＶのエネルギー準位における結晶状態の状態密度とアモルファス状態の状態密度の比が１．０以上、２．５以下であることを特徴とする相変化記録媒体。
【請求項２】
光を用いて可逆的に記録又は消去が可能な相変化記録媒体であって、
基板と、
原子配列を可逆的に変化させることができる記録膜と、
該記録膜に接する界面層と、
前記記録膜を保護する保護膜と、
前記光を反射させる反射膜とから構成され、
前記記録膜と前記界面層との間に該記録膜の構成元素から構成される元素の１ｎｍ以下の極薄酸化膜を有し、かつ
前記記録膜の価電子帯の状態密度のトップからエネルギー準位の低い側に０．５ｅＶのエネルギー準位における結晶状態の状態密度とアモルファス状態の状態密度の比が１．０以上、２．５以下であることを特徴とする相変化記録媒体。
【請求項３】
光を用いて可逆的に記録又は消去が可能な相変化記録媒体であって、
基板と、
原子配列を可逆的に変化させることができる記録膜と、
該記録膜に接する界面層と、
前記記録膜を保護する保護膜と、
前記光を反射させる反射膜と、
光学的エンハンス、および／または熱拡散に寄与する誘電体膜とから構成され、
前記記録膜を構成する元素が、前記記録膜の厚さ方向、または前記記録膜の面内方向に偏析、または濃度分布を有し、かつ
前記記録膜の価電子帯の状態密度のトップからエネルギー準位の低い側に０．５ｅＶのエネルギー準位における結晶状態の状態密度とアモルファス状態の状態密度の比が１．０以上、２．５以下であることを特徴とする相変化記録媒体。
【請求項４】
光を用いて可逆的に記録又は消去が可能な相変化記録媒体であって、
基板と、
原子配列を可逆的に変化させることができる記録膜と、
該記録膜に接する界面層と、
前記記録膜を保護する保護膜と、
前記光を反射させる反射膜と、
光学的エンハンス、および／または熱拡散に寄与する誘電体膜とから構成され、
前記記録膜と前記界面層との間に前記記録膜の構成元素から構成される元素の１ｎｍ以下の極薄酸化膜を有し、かつ
前記記録膜の価電子帯の状態密度のトップからエネルギー準位の低い側に０．５ｅＶのエネルギー準位における結晶状態の状態密度とアモルファス状態の状態密度の比が１．０以上、２．５以下であることを特徴とする相変化記録媒体。
【請求項５】
前記記録膜の膜厚方向で結晶化速度が異なるように配置したことを特徴とする請求項１または２に記載の相変化記録媒体。
【請求項６】
前記記録膜の膜厚方向で結晶化速度が異なるように配置したことを特徴とする請求項３または４に記載の相変化記録媒体。
【請求項７】
前記記録膜に接して前記界面層が、窒化ゲルマニウム、窒化ゲルマ
ニウム−クロム、酸化ジルコニウム、安定化ジルコニウム、安定化ジルコニウム＋酸化ク
ロム、定化ジルコニウム＋酸化ケイ素＋酸化クロム、ジルコン＋酸化クロム、酸化ハフニ
ウム、Ｈｆ（ハフニウム）、Ｏ（酸素）およびＮ（窒素）を含有する化合物、ジルコニウムＺｒ、酸素Ｏ、窒素Ｎ、およびイットリアＹ、もしくはニオブＮｂ、またはイットリアＹおよびニオブＮｂから構成される膜、酸化クロム、酸化亜鉛、酸化亜鉛＋酸化タンタル、酸化亜鉛＋酸化タンタル＋酸化インジウム、酸化錫、酸化錫＋酸化アンチモン、酸化錫＋酸化タンタル、酸化錫＋酸化ニオブの中から選択されることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか一項に記載の相変化記録媒体。
【請求項８】
前記記録膜に接して前記界面層の一方が、窒化ゲルマニウム、窒化
ゲルマニウム−クロム、酸化ジルコニウム、安定化ジルコニウム、安定化ジルコニウム＋
酸化クロム、定化ジルコニウム＋酸化ケイ素＋酸化クロム、ジルコン＋酸化クロム、ジル
コニウムＺｒ、酸素Ｏ、窒素Ｎ、およびイットリアＹ、もしくはニオブＮｂ、またはイットリアＹおよびニオブＮｂから構成される膜、酸化ハフニウム、Ｈｆ（ハフニウム）、Ｏ（酸素）およびＮ（窒素）を含有する化合物のから選択され、もう一方が酸化クロム、酸化亜鉛、酸化亜鉛＋酸化タンタル、酸化亜鉛＋酸化タンタル＋酸化インジウム、酸化錫、酸化錫＋酸化アンチモン、酸化錫＋酸化タンタル、酸化錫＋酸化ニオブ中から選択されることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の相変化記録媒体。
【請求項９】
前記記録膜がゲルマニウムＧｅとアンチモンＳｂとテルルＴｅを含有し、その組成をＧｅｘＳｂｙＴｅｚかつｘ＋ｙ＋ｚ＝１００で表したときに、
前記記録膜が、ＧｅＳｂＴｅ三元相図上で、ｘ＝５５・ｚ＝４５と、ｘ＝４５・ｚ＝５５と、ｘ＝１０・ｙ＝２８・ｚ＝４２と、ｘ＝１０・ｙ＝３６・ｚ＝５４とで規定されるエリア内またはそのエリア上の組成を持つように構成された請求項１乃至８のいずれか１項に記載の相変化記録媒体。
【請求項１０】
前記記録膜の組成の一部をビスマスＢｉおよび／またはインジウムＩｎおよび／またはスズＳｎで置換し、置換後の組成を（Ｇｅ（１−ｗ）Ｓｎｗ）ｘ（Ｓｂｖ（Ｂｉ（１−ｕ）Ｉｎｕ）（１−ｖ））ｙＴｅｚかつｘ＋ｙ＋ｚ＝１００で表したときに、この組成におけるｗ、ｖおよびｕが、０≦ｗ＜０．５かつ０≦ｖ＜０．７かつ０≦ｕ≦１となるように構成された請求項１乃至８のいずれか１項に記載の相変化記録媒体。
【請求項１１】
前記記録膜が少なくともゲルマニウムＧｅとビスマスＢｉとテルルＴｅを含有し、その組成をＧｅｘＢｉｙＴｅｚ  かつｘ＋ｙ＋ｚ＝１００で表したときに、
前記記録膜が、ＧｅＢｉＴｅ三元相図上で、ｘ＝５５・ｚ＝４５と、ｘ＝４５・ｚ＝５５と、ｘ＝１０・ｙ＝２８・ｚ＝４２と、ｘ＝１０・ｙ＝３６・ｚ＝５４とで規定されるエリア内またはそのエリア上の組成を持つように構成された請求項１乃至８のいずれか１項に記載の相変化記録媒体。
【請求項１２】
前記記録膜が少なくともゲルマニウムＧｅとアンチモンＳｂとテルルＴｅと窒素Ｎを含有し、そのうちＧｅ、Ｓｂ、Ｔｅの間の組成をＧｅｘＳｂｙＴｅｚ  かつｘ＋ｙ＋ｚ＝１００で表したときに、
前記記録膜が、ＧｅＳｂＴｅ三元相図上で、ｘ＝５５・ｚ＝４５と、ｘ＝４５・ｚ＝５５と、ｘ＝１０・ｙ＝２８・ｚ＝４２と、ｘ＝１０・ｙ＝３６・ｚ＝５４とで規定されるエリア内またはそのエリア上の組成を持つように構成され、
前記組成を持つＧｅＳｂＴｅ系化合物に窒素Ｎが１ないし５ａｔ．％添加された請求項１乃至８のいずれか１項に記載の相変化記録媒体。
【請求項１３】
前記記録膜の組成の一部をビスマスＢｉおよび／またはインジウムＩｎおよび／またはスズＳｎで置換し、置換後の組成を（Ｇｅ（１−ｗ）Ｓｎｗ）ｘ（Ｓｂｖ（Ｂｉ（１−ｕ）Ｉｎｕ）（１−ｖ））ｙＴｅｚ  かつｘ＋ｙ＋ｚ＝１００で表したときに、この組成におけるｗ、ｖおよびｕが、０≦ｗ＜０．５かつ０≦ｖ＜０．７かつ０≦ｕ≦１．０となるように構成され、
前記組成を持つＧｅＳｎＳｂＴｅ、ＧｅＳｎＳｂＴｅＩｎ、ＧｅＳｂＴｅＩｎ、ＧｅＳｂＴｅＢｉＩｎ、ＧｅＳｂＳｎＴｅＢｉＩｎ、ＧｅＳｂＴｅＢｉ、ＧｅＳｎＳｂＴｅＢｉ、ＧｅＳｎＳｂＴｅＢｉＩｎ系化合物に窒素Ｎが１ないし５ａｔ．％添加された請求項１乃至８のいずれか１項に記載の相変化記録媒体。
【請求項１４】
前記記録膜は少なくともゲルマニウムＧｅとビスマスＢｉとテルルＴｅと窒素Ｎを含有し、そのうちＧｅ、Ｂｉ、Ｔｅの間の組成をＧｅｘＢｉｙＴｅｚかつｘ＋ｙ＋ｚ＝１００で表したときに、
前記記録膜が、ＧｅＢｉＴｅ三元相図上で、ｘ＝５５・ｚ＝４５と、ｘ＝４５・ｚ＝５５と、ｘ＝１０・ｙ＝２８・ｚ＝４２と、ｘ＝１０・ｙ＝３６・ｚ＝５４とで規定されるエリア内またはそのエリア上の組成を持つように構成され、
前記組成を持つＧｅＢｉＴｅ系化合物に窒素Ｎが１ないし５ａｔ．％添加された請求項１乃至８のいずれか１項に記載の相変化記録媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、光ビームを照射することで状態を可逆的に変化させ、情報を記録する光記録媒体、特に状態変化が、記録を保持する薄膜の原子配列が非晶質と結晶質の間を遷移する相変化記録媒体に関する。
【背景技術】
【０００２】
（相変化光記録原理）
相変化光記録膜は、一般に融点以上に加熱された部分が溶融し、急激に冷却される際に非晶質（アモルファス）の原子配列をとる。近年の研究では完全なアモルファス状態ではなく、ショート・レンジ以上の規則性がある可能が示唆されている。しかしながら、XRD（Ｘ線回折）の測定によると結晶が存在すれば観測されるピークは確認できていない。そのため、ロング・レンジの規則性は無い、もしくはあっても非常に弱いと考えられる。そのため、本文では、従来と同様にアモルファス状態と以下でも呼ぶ。また、融点以下、結晶化温度の温度領域に一定時間以上保持された場合は、初期状態が結晶の場合は結晶のままであるが、初期状態が非晶質の場合は結晶化する（固相消去モード）。記録膜の材料によっては記録膜の非結晶部近傍を融点以上に加熱、溶融し、徐冷することにより、結晶化される方法も取られる（溶融消去モード）。
【０００３】
非晶質である部位からの反射光強度と、結晶である部位からの反射光強度が異なることから、反射光の強弱を電気信号の強弱に変換し、さらにA/D変換を行って情報を読み出すのが相変化記録媒体の原理である。結晶−非晶質間の相変化のほか、マルテンサイト相のような準安定結晶相と安定結晶相、あるいは複数の準安定結晶相間の遷移を利用して記録・読み出しをおこなう方法も可能である。
【０００４】
（高密度化の手法）
ここで、一枚の記録媒体に記録できる情報の量、すなわち記録容量を増すためには、以下の二通りの方法がある。一つは、トラック方向の記録マークのピッチを微細化する方法であるが、微細化の程度が進むと再生する光ビームの大きさよりも小さい領域に至り、再生ビームスポット内に二つの記録マークが一時的に含まれる場合が生じる。記録マークが互いに十分離れている場合は再生信号が大きく変調され、振幅の大きい信号が得られるが、互いに近接している場合は、振幅の小さい信号となり、デジタルデータへの変換の際にエラーを生じやすい。
【０００５】
もう一つの記録密度向上の方法は、トラックピッチを狭小化することである。この方法は、前記のマークピッチ微細化による信号強度低減の影響を大きく受けることなく、記録密度を上げることができる。しかしながら、この方法の問題点は、トラックピッチが光ビームの大きさに比べて同程度か小さい領域においては、あるトラックの情報が、隣接したトラックに書き込みないし消去動作を行っている際に劣化してしまう、いわゆるクロスイレースが発生することである。
【０００６】
クロスイレースの原因は、隣接するトラック上のレーザービームの外縁部によってマークが直接照射を受けてしまうことと、記録時の熱流が隣接トラックに流れ込み、隣接トラック上のマーク温度が上昇して形状が劣化することにあるが、これらを解決することが相変化記録媒体の高密度化に必要である。また、より微小になったマークを正確に、かつ読み出しエラーの確率を低く抑えるためには、形成される記録マークの外縁部も滑らかな形状にし、ノイズ成分を極力抑えることが望まれる。
【０００７】
（多層媒体による大容量化）
もうひとつの大容量化の手法は、情報を担う層を複数設け、それらを重ね合わせる方法である。この方法は、特開２０００−３２２７７０号公報（特許文献１）に開示されている。二つの層を重ね合わせ、片面から読み書きできるように設計された媒体を片面二層媒体、または単に二層媒体と呼ぶ。片面二層媒体において、光入射側に近い方に設ける情報層（以後、L0と称する）は、遠い方に設ける情報層（以後、L1と称する）にアクセスする際に、L0で必要以上に光を減衰させないため、おおよそ50[％]以上の透過率を確保する必要がある。このためには、L0では記録膜の厚さを10[nm]以下と極めて薄くする必要がある。膜を薄くしたために、結晶化に必要な保持時間が長くなり、通常の記録速度では消え残りが発生する。そのための対策には、GeSbTe記録膜の一部をSnで置換する方法が有効であることが、第１２回相変化記録研究会シンポジウム予稿集（Proceedings of PCOS2000）pp.36-41（非特許文献１）に開示されている。また同様に、Bi、In、Sn、Pbで置換することが有効であることが、特開２００１−２３２９４１号公報（特許文献２）に開示されている。しかし、前記の消去率を確保するためには、記録膜材料を工夫しただけでは不十分で、記録膜との界面に結晶化促進効果のある膜を配置する必要がある。前記相変化光記録研究会シンポジウム予稿集によると、窒化ゲルマニウム（GeN）が有効であるが、発明者らの検討の結果、前記記録膜材料の10[nm]以下の極薄膜とGeNなどの従来の界面膜材料の組み合わせにおいては、クロスイレースが発生し、トラックピッチを十分つめることができないことが判明した。また、他に結晶化促進機能が報告されている炭化珪素（SiC）では、次世代の高密度光ディスクで使用されるレーザー光の波長、４０５[nm]においては、光の減衰係数が大きく、非常に大きな光学的損失があった。加えて、窒化ゲルマニウム（GeN）や窒化珪素（SiN）においても光学的な損失があることが分かった。一方界面膜を配置しない媒体では溶融部再結晶化は抑制できクロスイレースが低く抑えられるが、消去率は全く不十分なことが判明した。
【０００８】
（高速記録の手法）
高速記録は相変化光記録に対するもうひとつの要求である。例えば、映像を録画する場合、実際の視聴時間よりも短時間で記録ができるようになれば、配布媒体のダビング時や、放送録画中に時間を戻って前の映像を視聴するいわゆるタイムシフト機能の実現が容易となる。ここで相変化記録において高速記録を妨げる一つの要因は、オーバーライト時に比較的低い消去レベルのレーザーによって結晶化を行う際、情報が消え残ってしまう問題、すなわち消去率不足の問題である。これは、記録マークがレーザースポット内を高速に通過するため、結晶化可能な温度領域に十分に長い時間保たれず、情報が消え残ってしまうためである。
【０００９】
GeNをはじめとする材料を記録膜との界面に設け、結晶化を促進して消去速度を高める工夫が特開平１１−２１３４４６号公報（特許文献３）に開示されている。しかし発明者らは、記録膜の状態、または界面状態を制御せずに同公報に開示された材料を界面膜として実験した結果、記録時に溶融した部分の一部が再結晶化すること、すなわち必要な大きさの記録マークを作るにはそれ以上の範囲を溶融しなければならないことが判明した。このような界面膜の使用は、必要以上の領域を溶融させることから、前節にのべたクロスイレースを助長する結果となり、高密度記録の観点から逆効果である。言い換えれば、クロスイレース上許容できる範囲のレーザーパワーで記録すると、形成される記録マークの幅が細くなり、得られる信号対ノイズ比（CNR）が低下する問題がある。
【００１０】
一方、界面膜を配置しない媒体においては、溶融部再結晶化は抑制できクロスイレースが低く抑えられるが、消去率は全く不十分なことが判明した。したがって、消去時の結晶化速度は早めつつ、記録時の溶融部再結晶化は抑制できる新しい界面膜材料が望まれていた。
【００１１】
（相変化記録媒体の膜設計）
相変化記録媒体は、相変化光記録原理のところで説明したようにレーザーのパルスの照射により記録膜の所望の部分にアモルファスのマークの形成、すなわちデータを書き込み、または逆にアモルファスのマーク上に低パワーのレーザーを照射し、結晶化させてデータを消去する。前者ではレーザーが照射された部分を急冷することによりアモルファスのマークが形成され、後者は逆に徐冷することによりアモルファスの部分を結晶化させる。また、レーザーの記録膜部での吸収率が大きければ、小さなレーザーパワーで記録・消去などの動作が行え、逆に吸収率が小さければ、記録・消去に大きなレーザーパワーを必要とすることになる。この記録膜での吸収率は、多層膜から形成される媒体の各膜材料の光学的特性と熱特性から決まる。例えば、吸収率が同等でも膜材料の選択により構成を変えることが出来、急冷構造と徐冷構造、または膜の面内方向と断面方向で熱物性の異方性を作り出すことなどができる。
【００１２】
すなわち、相変化記録媒体の膜設計は、光学設計と熱設計からなる。光学設計のためには、各薄膜の光学特性が、熱設計を行うためには各薄膜の融点、溶融潜熱、結晶化温度等も含めた熱物性が必要となる。薄膜の光学定数については、エリプソ・メーターなどの装置を用いて測定することができる。
【００１３】
ところが、ナノ・メートル・オーダーの薄膜の熱物性は、バルクと異なると言う事がいくつかの研究によって暗示されていたが、他の要因の効果を除去しつつ、それらを系統的に測定することができていなかった。そのため、これらを補正するための経験的なパラメーターが必要な状況であった。特にナノ・メートル・オーダーの薄膜間の界面熱抵抗を測定する方法は、ほとんど無かった。
【００１４】
本発明者らは、これらの問題についても鋭意検討し、熱設計により精度の高い方法にて測定された薄膜の熱物性値と薄膜間の界面熱抵抗を考慮すると言う熱設計手法を確立し、それらの結果本発明を完成するに至った。
【００１５】
（界面層材料）
GeNの他の結晶化促進機能を有する界面層材料になり得る公知技術として、硫黄（S）フリーの保護膜用材料を目指した、Ta2O5などのいくつかの酸化物に炭化物、もしくは窒化物を混合する技術が特開２００３−００６７９４号公報（特許文献４）に開示されている。
【００１６】
本発明は、主に現行のLDの波長λ=650[nm]を用いたＤＶＤを改良することを目的に検討されたため、本材料は次世代の青色LD、λ=405[nm]では不透明となり、光学的ロスが大きくなる。そのため、次世代の高密度媒体では問題点がある。また、前述のようにこの点では最初に技術開示されたGeNも同様に透明ではなく、光学的ロスが大きい。また、ZrO2が含まれる界面層材料の公知技術としては、特開２００３−３２３７４３号公報（特許文献５）に(ZrO2)M(Cr2O3)100-M、すなわち、Zr-Cr-O系に関する技術が開示されている。この材料系には、Cr2O3が混合されているが、この材料は可視光の波長領域においては非常に大きな減衰係数を有することが知られている材料である。そのため、例え少量であっても、膜中に含まれる混合材料の場合には比較的大きな減衰係数を有する薄膜となってしまう。
【００１７】
（記録膜の材料系）
また、共晶系の記録膜は前述のように消去過程に溶融消去のモードが用いられるためキャップ層に結晶化促進機能などは求められない。そのため、膜材料や組織と言った詳細については検討されていなかった。加えて共晶系は、前述のように溶融消去モードを用いるためランド(L)とグルーブ(G)の両方に情報を記録、再生する、いわゆるランド・グルーブ記録を行うことが非常に困難である。そのため、記録密度の高密度化には非常に不利である。
【００１８】
これらに対してGe2Sb2Te5などのいわゆる擬二元系の記録膜用材料は、溶融消去モードを取らずとも、固相の状態で高速にアモルファスから結晶状態への相転移をすることができるパフォーマンスを有する（固相消去モード）。ただし、記録膜が薄い場合には結晶化に必要な時間が相対的に長くなるため、記録膜の状態をコントロールして、結晶化速度を高めるか、結晶化促進機能を有する界面層材料を用いることが必須となり、これによりランド・グルーブ記録も実現することができる。
【００１９】
このように相変化方式を用いる記録膜および界面層材料に関する現象論的、結晶学的、またはバルクの熱物性、化学的な知見は、非常に多く蓄積され、媒体の研究開発、および設計に応用されている。
【００２０】
ところが、ミクロな視点、または材料の電子状態等に関して研究された例は、ほとんど無いのが現状である。相変化記録膜材料として、現在では種々問題点があり、用いることはほとんど無いと考えられるGeTeに関しては、S.K.Bahlらによるに電子状態を検討しようと試みた例がある(J.Appl.Phys.,Vol.(1970)p.2196（非特許文献２）。S.K.Bahlらの研究は電気抵抗率の温度依存性などの電子輸送現象からシンプル・バンド・モデルに立脚し、結晶状態とアモルファス状態のバンド構造の大まかな変化を推定しようとした。
【００２１】
しかしながら、シンプル・バンド・モデルに立脚したこと、実験データが電子輸送現象のみであることなどから、極簡単なバンド・モデルの提案に止まっている。もちろん、相変化記録媒体への応用などには全く寄与してない。
【００２２】
また、相変化記録媒体に用いることができる材料の一つとしてGe2Sb2Te5に関する電子状態を小川らが計算により推定しようとした例がある（第９回相変化記録研究会シンポジウム予稿集（Proceedings of PCOS1997）pp.50-53）（非特許文献３)。こちらも電気抵抗率の温度依存性等をヒントに結晶構造からバンド構造を試算しようと試みたものの実験事実と比較することができず、相変化記録媒体への応用には至らなかった。
【特許文献１】特開２０００−３２２７７０号公報
【特許文献２】特開２００１−２３２９４１号公報
【特許文献３】特開平１１−２１３４４６号公報
【特許文献４】特開２００３−００６７９４号公報
【特許文献５】特開２００３−３２３７４３号公報
【非特許文献１】第１２回相変化記録研究会シンポジウム予稿集（Proceedings of PCOS2000）pp.36-41
【非特許文献２】J.Appl.Phys.,Vol.(1970)p.2196
【非特許文献３】第９回相変化記録研究会シンポジウム予稿集（Proceedings of PCOS1997）pp.50-53
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２３】
本発明は、前記した問題点に鑑みてなされたものである。すなわち、高速かつ高密度記録が可能な記録媒体において記録時の溶融領域の再結晶化が殆どなく、そのためランド・グルーブ記録を行う上で障害となり易い、クロスイレースが低く、かつコントラストが高くCNRが十分確保でき、高線速における消去率が十分に高く、更にオーバーライト(OW)サイクル特性及び耐環境性に優れ、高密度・大容量・高速オーバーライト可能な相変化記録媒体、さらにそれらの利点を備えた相変化記録媒体を実現することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００２４】
上記した課題を解決するために、この発明は、光を用いて可逆的に記録又は消去が可能な相変化記録媒体であって、基板と、原子配列を可逆的に変化させることができる記録膜と、該記録膜に接する界面層と、保護膜と、前記光を反射させる反射膜とから構成され、前記記録膜を構成する元素が前記記録膜と接する部位から前記記録膜の厚さ方向、もしくは前記記録膜の面内方向に偏析、または濃度分布を有し、かつ前記記録膜の価電子帯の状態密度のトップからエネルギー準位の低い側に０．５ｅＶのエネルギー準位における結晶状態の状態密度とアモルファス状態の状態密度の比が１．０以上、２．５以下であることを特徴とする。
なお、本発明においては界面層は結晶化促進機能を有する膜として作用し得る。
【００２５】
またこの発明は、光を用いて可逆的に記録又は消去が可能な相変化記録媒体であって、基板と、原子配列を可逆的に変化させることができる記録膜と、該記録膜に接する界面層と、保護膜と、前記光を反射させる反射膜とから構成され、前記記録膜と接する部位に該記録膜の構成元素から構成される元素の１ｎｍ以下の極薄酸化膜を有し、かつ
前記記録膜の価電子帯の状態密度のトップからエネルギー準位の低い側に０．５ｅＶのエネルギー準位における結晶状態の状態密度とアモルファス状態の状態密度の比が１．０以上、２．５以下であることを特徴とする。
【００２６】
またこの発明は、光を用いて可逆的に記録又は消去が可能な相変化記録媒体であって、基板と、原子配列を可逆的に変化させることができる記録膜と、該記録膜に接する界面層と、保護膜と、前記光を反射させる反射膜と、光学的エンハンス、および/または熱拡散に寄与する誘電体膜とから構成され、前記記録膜を構成する元素が前記記録膜と接する部位から前記記録膜の厚さ方向、または前記記録膜の面内方向に偏析、または濃度分布を有し、かつ
前記記録膜の価電子帯の状態密度のトップからエネルギー準位の低い側に０．５ｅＶのエネルギー準位における結晶状態の状態密度とアモルファス状態の状態密度の比が１．０以上、２．５以下であることを特徴とする。
【００２７】
またこの発明は、光を用いて可逆的に記録又は消去が可能な相変化記録媒体であって、基板と、原子配列を可逆的に変化させることができる記録膜と、該記録膜に接する界面層と、保護膜と、前記光を反射させる反射膜と、光学的エンハンス、および/または熱拡散に寄与する誘電体膜とから構成され、前記記録膜と接する部位に前記記録膜の構成元素から構成される元素の１ｎｍ以下の極薄酸化膜を有し、かつ
前記記録膜の価電子帯の状態密度のトップからエネルギー準位の低い側に０．５ｅＶのエネルギー準位における結晶状態の状態密度とアモルファス状態の状態密度の比が１．０以上、２．５以下であることを特徴とする。
【００３０】
またこの発明は、光を用いて可逆的に記録又は消去が可能な相変化記録媒体であって、基板と、原子配列を可逆的に変化させることができる記録膜、該記録膜に接する結晶化促進機能を有する膜、保護膜、および反射膜とから構成され、前記記録膜の上下で結晶化速度が異なるように配置されることを特徴とする。
【００３１】
またこの発明は、光を用いて可逆的に記録又は消去が可能な相変化記録媒体であって、基板と、原子配列を可逆的に変化させることができる記録膜、該記録膜に接する結晶化促進機能を有する膜、保護膜、および反射膜と、光学的エンハンス、および/または熱拡散に寄与する誘電体膜から構成され、記録膜の上下で結晶化速度が異なるように配置されることを特徴とする。
【００３２】
またこの発明は、前記記録膜に接して結晶化促進機能を有する前記膜が、窒化ゲルマニウム、窒化ゲルマニウム-クロム、酸化ジルコニウム、安定化ジルコニウム、安定化ジルコニウム＋酸化クロム、定化ジルコニウム＋酸化ケイ素＋酸化クロム、ジルコン＋酸化クロム、酸化ハフニューム、Hf（ハフニウム）、O（酸素）およびN（窒素）を含有する化合物、ジルコニュームZr、酸素O、窒素N、およびイットリアY、もしくはニオブNb、またはイットリアYおよびニオブNbから構成される膜、酸化クロム、酸化亜鉛、酸化亜鉛＋酸化タンタル、酸化亜鉛＋酸化タンタル＋酸化インジウム、酸化錫、酸化錫＋酸化アンチモン、酸化錫＋酸化タンタル、酸化錫＋酸化ニオブの中から選択されることを特徴とする。
【００３３】
またこの発明は、前記記録膜に接して結晶化促進機能を有する前記膜の一方が、窒化ゲルマニウム、窒化ゲルマニウム-クロム、酸化ジルコニウム、安定化ジルコニウム、安定化ジルコニウム＋酸化クロム、定化ジルコニウム＋酸化ケイ素＋酸化クロム、ジルコン＋酸化クロム、ジルコニュームZr、酸素O、窒素N、およびイットリアY、もしくはニオブNb、またはイットリアYおよびニオブNbから構成される膜、酸化ハフニューム、Hf（ハフニウム）、O（酸素）およびN（窒素）を含有する化合物のから選択され、もう一方が酸化クロム、酸化亜鉛、酸化亜鉛＋酸化タンタル、酸化亜鉛＋酸化タンタル＋酸化インジウム、酸化錫、酸化錫＋酸化アンチモン、酸化錫＋酸化タンタル、酸化錫＋酸化ニオブ中から選択されることを特徴とする。
【００３４】
またこの発明は、記録膜が、少なくともGeと、Sbと、Teとを含有し、その組成GexSbyTez  かつx+y+z=100とするとき、GeSbTe三元相図上で、x=55・z=45と、x=45・z=55と、x=10・y=28・z=42と、x=10・y=36・z=54とで囲まれた組成であることを特徴とする。  この記録膜は、前期記載の組成のスパッタリング・ターゲットを用いて、該スパッタリング・ターゲットをAr等の不活性ガスを用いてスパッタすることにより得られる。なお、記録膜中のGeは、比較的酸化し易い。出発原料のスパッタリング・ターゲット、およびスパッタに用いるAr等の不活性ガス中に微量ながら酸素が含まれる。そのため、該記録膜には微量の酸素の混入は避けられない。また、該記録膜と接する層に酸化物薄膜を用いる場合、酸素は微量に記録膜中に拡散するため更に酸素量は増えることになる。ただし、意図しない場合には記録膜と接する面に0.1nm以下の極薄酸化膜が局在することなく、形成させることはできず、本発明のような効果は得られない。したがって、記録膜中に酸素が検出され、その酸素量が多いからと言って本発明の効果は得られない。これは記録膜と接する層に酸化膜を用いた場合も同様である。以下に示す他の記録膜系でも同様であるが、一例としてGeに関して記述した。また、上記の例ではGeに関してのみ記したが、例えば上記の構成元素の場合にはGeが最も酸化され易い元素であった。SbはTeより酸化され易いため、Teの酸化物よりSbの酸化物の方が多く検出される。他の記録膜系の場合にも構成される元素によって酸化され易さが異なるため、構成元素により形成される酸化物および量は異なる。
【００３５】
このように記録膜にGe、Sb、およびTe以外に酸素(O)などが検出されても本発明の趣旨を逸脱するものではない。記録膜についても同様にスパッタリング・ターゲットの組成と種々の条件で形成された薄膜の組成との間には若干の組成ずれがあることは良く知られている。一般的には±1[at.%]程度の差は、特別な場合を除いては同じ組成と認識されていると言える。
【００３６】
またこの発明は、記録膜が、少なくともGeと、Sbと、Teとを含有し、上記に示した範囲内の組成を元にして、その一部をBiおよび／またはインジウムInおよび／またはスズSnで置換し、置換後の組成を（Ge（1-w）  Snw）x  （Sbv  (Bi（1-u）  In u)（1-v））y  Tez  かつx+y+z=100で表したときに、この組成におけるｗ、ｖおよびuが、0≦w＜0.5かつ0≦v＜0.7かつ0≦u≦1.0を満たすことを特徴とする。
【００３７】
この記録膜は、前期記載の組成のスパッタリング・ターゲットを用いて、該スパッタリング・ターゲットをAr等の不活性ガスを用いてスパッタすることにより得られる。なお、記録膜中のGeは、比較的酸化し易い。記録膜は、前期記載の組成のスパッタリング・ターゲットを用いて、該スパッタリング・ターゲットをAr等の不活性ガスを用いてスパッタすることにより得られる。なお、同様に記録膜中のGeは、比較的酸化し易い。出発原料のスパッタリング・ターゲット、およびスパッタに用いるAr等の不活性ガス中に微量ながら酸素が含まれる。そのため、該記録膜には微量の酸素の混入は避けられない。
【００３８】
また、該記録膜と接する層に酸化物薄膜を用いる場合、酸素は微量に記録膜中に拡散するため更に酸素量は増えることになる。このように記録膜にGe、Sb、Te、およびSn/Bi/In以外に酸素(O)などが検出されても本発明の趣旨を逸脱するものではない。
【００３９】
またこの発明は、記録膜が、少なくともGeと、Biと、Teとを含有し、その組成GexBiyTez  かつx+y+z=100とするとき、GeBiTe三元相図上で、x=55・z=45と、x=45・z=55と、x=10・y=28・z=42と、x=10・y=36・z=54とで囲まれた組成であることを特徴とする。こちらも同様に、記録膜中のGeは、比較的酸化し易い。
【００４０】
この記録膜は、前期記載の組成のスパッタリング・ターゲットを用いて、該スパッタリング・ターゲットをAr等の不活性ガスを用いてスパッタすることにより得られる。なお、記録膜中のGeは、比較的酸化し易い。出発原料のスパッタリング・ターゲット、およびスパッタに用いるAr等の不活性ガス中に微量ながら酸素が含まれる。そのため、該記録膜には微量の酸素の混入は避けられない。
【００４１】
また、該記録膜と接する層に酸化物薄膜を用いる場合、酸素は微量に記録膜中に拡散するため更に酸素量は増えることになる。このように記録膜にGe、Bi、およびTe以外に酸素(O)などが検出されても本発明の趣旨を逸脱するものではない。
【００４２】
またこの発明は、記録膜が、少なくともGeと、Sbと、Te、とN(窒素)を含有し、うちGe、Sb、Teの間の組成をGexSbyTez  かつx+y+z=100であらわすとき、GeSbTe三元相図上で、x=55・z=45と、x=45・z=55と、x=10・y=28・z=42と、x=10・y=36・z=54とで囲まれた組成領域のGeSbTe系化合物にN(窒素)を1〜5at.%添加することを特徴とする。なお、添加された窒素は膜中で常に均一に分布するとは限らず、成膜条件条件によっては分布が生じることがある。その場合には、添加しようとした膜中の中の総量で添加量を分析、評価する必要がある。
【００４３】
また、本発明例のように記録膜と接する層に窒素が含まれる場合には、この記録膜と接する層から窒素が拡散することがある。一方、こちらも同様になお、記録膜中のGeは、比較的酸化し易い。記録膜は、前期記載の組成のスパッタリング・ターゲットを用いて、該スパッタリング・ターゲットをAr等の不活性ガスを用いてスパッタすることにより得られる。なお、記録膜中のGeは、比較的酸化し易い。出発原料のスパッタリング・ターゲット、およびスパッタに用いるAr等の不活性ガス中に微量ながら酸素が含まれる。加えて、スパッタガスに窒素(N2)を含むガスを用いる場合には、スパッタガス中に微量の酸素(O)がやはり含まれる。そのため、該記録膜には微量の酸素の混入は避けられない。
【００４４】
また、該記録膜と接する層に酸化物薄膜を用いる場合、酸素は微量に記録膜中に拡散するため更に酸素量は増えることになる。このように記録膜にGe、Sb、およびTe以外に酸素(O)などが検出されても本発明の趣旨を逸脱するものではない。
【００４５】
またこの発明は、記録膜が、少なくともGeと、Sbと、Teと、N(窒素)を含有し、うちGe、Sb、Teの間の組成をGexSbyTez  かつx+y+z=100であらわすとき、GeSbTe三元相図上で、x=55・z=45と、x=45・z=55と、x=10・y=28・z=42と、x=10・y=36・z=54とで囲まれた範囲内の組成を元にして、その一部をBiおよび／またはインジウムInおよび／またはスズSnで置換し、置換後の組成を、
（Ge（1-w）  Snw）x  （Sbv  (Bi（1-u）  In u)（1-v））y  Tez  かつx+y+z=100で表したときに、この組成におけるw、vおよびuが、0≦w＜0.5かつ0≦v＜0.7かつ0≦u≦1.0を満たし、該組成領域のGeSnSbTe、GeSnSbTeIn、GeSbTeIn、GeSbTeBiIn、GeSbSnTeBiIn、GeSbTeBi、GeSnSbTeBi、GeSnSbTeBiIn系化合物にN(窒素)を1〜5at.%添加することを特徴とする。なお、添加された窒素は膜中で常に均一に分布するとは限らず、成膜条件条件によっては分布が生じることがある。その場合には、添加しようとした膜中の中の総量で添加量を分析、評価する必要がある。
【００４６】
また、本発明例のように記録膜と接する層に窒素が含まれる場合には、この記録膜と接する層から窒素が拡散することがある。こちらも同様に、記録膜中のGeは、比較的酸化し易い。記録膜は、前期記載の組成のスパッタリング・ターゲットを用いて、該スパッタリング・ターゲットをAr等の不活性ガスを用いてスパッタすることにより得られる。なお、記録膜中のGeは、比較的酸化し易い。出発原料のスパッタリング・ターゲット、およびスパッタに用いるAr等の不活性ガス中に微量ながら酸素が含まれる。加えて、スパッタガスに窒素(N2)を含むガスを用いる場合には、スパッタガス中に微量の酸素(O)が含まれる。そのため、該記録膜には微量の酸素の混入は避けられない。
【００４７】
また、該記録膜と接する層に酸化物薄膜を用いる場合、酸素は微量に記録膜中に拡散するため更に酸素量は増えることになる。このように記録膜にGe、Sb、Te、Sn/Bi/In以外に酸素(O)などが検出されても本発明の趣旨を逸脱するものではない。
【００４８】
またこの発明は、記録膜が、少なくともGeと、Biと、Teと、N(窒素)を含有し、うちGe、Bi、Teの間の組成をGexBiyTezかつx+y+z=100であらわすとき、GeBiTe三元相図上で、x=55・z=45と、x =45・z=55と、x=10・y=28・z=42と、x=10・y=36・z=54とで囲まれた組成領域のGeBiTe系化合物にN(窒素)を1〜5at.%添加することを特徴とする。なお、添加された窒素は膜中で常に均一に分布するとは限らず、成膜条件条件によっては分布が生じることがある。その場合には、添加しようとした膜中の中の総量で添加量を分析、評価する必要がある。
【００４９】
また、本発明例のように記録膜と接する層に窒素が含まれる場合には、この記録膜と接する層から窒素が拡散することがある。こちらも同様になお、記録膜中のGeは、比較的酸化し易い。記録膜は、前期記載の組成のスパッタリング・ターゲットを用いて、該スパッタリング・ターゲットをAr等の不活性ガスを用いてスパッタすることにより得られる。なお、記録膜中のGeは、比較的酸化し易い。出発原料のスパッタリング・ターゲット、およびスパッタに用いるAr等の不活性ガス中に微量ながら酸素が含まれる。加えて、スパッタガスに窒素(N2)を含むガスを用いる場合には、スパッタガス中に微量の酸素(O)が含まれる。そのため、該記録膜には微量の酸素の混入は避けられない。
【００５０】
また、該記録膜と接する層に酸化物薄膜を用いる場合、酸素は微量に記録膜中に拡散するため更に酸素量は増えることになる。このように記録膜にGe、Bi、およびTe以外に酸素(O)などが検出されても本発明の趣旨を逸脱するものではない。
【００５１】
これらの記録膜の材料系および組成は、必要とされる結晶化速度や媒体の感度、それから媒体の反射率、コントラスト、透過率と言った光学特性などにより選択されるが、上記の範囲が好適であった。
【発明の効果】
【００５２】
この発明によれば、前記で説明したように、原子配列を可逆的に変化する記録膜を用いて記録を行う相変化型光記録媒体において、基板と、原子配列を可逆的に変化させることができる記録膜、該記録膜に接する結晶化促進機能を有する膜、保護膜、または誘電体膜、および反射膜とから構成され、該記録膜を構成する元素が該記録膜と接する部位から該記録膜の厚さ方向、もしくは該記録膜の面内方向に偏析、または濃度分布を有することなどによって、高密度かつ高速記録媒体において記録時に再結晶化することなく、所望のマーク幅が得られるので高いCNR、低いビット・エラー・レートが確保でき、すぐれた消去比が得られる上、優れたクロスイレース特性を得ることができ、その結果として従来よりも高速かつ、高密度に記録・書き換えができる相変化記録媒体を実現できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００５３】
以下、この発明の実施例について、図面を参照しながら詳細に説明する。
【００５４】
本発明に関する相変化記録媒体の層構成の一例を図１に示す。
【００５５】
図１に示すように、光入射側から、Ｌ０情報層１９は透明基板１上に、第１干渉膜１１（保護膜、もしくは誘電体膜とも呼ぶ、以下同様に）、下部界面膜１２、（記録膜を構成する元素の）極薄酸化膜層２１、記録膜１３、極薄酸化膜層２１、上部界面膜１４、第２干渉膜１５、反射膜１６、第３干渉膜１７を順次積層し、Ｌ１情報層２０は逆に透明基板１上に、反射膜１６、第２干渉膜１５、上部界面膜１４、（記録膜を構成する元素の）極薄酸化膜層２１、記録膜１３、極薄酸化膜層２１、下部界面膜１２、第１干渉膜１１を順次積層し、接着剤層である層間分離層１８を用いて貼り合わせた構造を有する。
【００５６】
なお、本発明の実施形態に係る相変化記録媒体の構成は図１に示したものに限定されるものではない。例えば、第２干渉膜１５と反射膜１６の間に他の誘電体膜を設けてもよい。干渉膜を全て界面膜の材料で置き換えて干渉膜を省略してもよい。反射膜を省略してもよい。反射膜を複数の金属膜で構成してもよい。反射膜の上にさらに誘電体膜を設けてもよい。
【００５７】
また、２層媒体の場合には、上記のような構成を有する光入射面に近い第１情報層（Ｌ０）と光入射面から遠い第２情報層（Ｌ１）とを作製し、これらを２つの情報層を接着剤層によって接着して層間分離する。３層以上の多層媒体の場合も同様である。
【００５８】
さらに、基板上に各種の膜を成膜し、その上に０．１ｍｍ程度の薄い透明シートを接着し、その透明シートを介して光を入射する形式の媒体（このような媒体は０．８５程度の高ＮＡの対物レンズを用いることを想定している）であってもよい。これは、光入射側に０．１ｍｍ程度の薄い透明カバー層を用いる場合でも、本発明にて主に用いた０．６ｍｍの透明基板を用いる場合でも、用いられる記録膜、界面層材料、保護膜材料および反射膜材料に要求される特性としては大きな違いは無いからである。
【００５９】
次に、本発明の相変化記録媒体の特徴について説明する。この説明の後に、Fermiエネルギーの説明（基準）、その基準に基づいて記録膜の結晶状態の状態密度／アモルファス状態の状態密度が１．０以上、２．５以下である媒体が好適である根拠の説明、および記録膜に接する結晶化促進機能を有する膜（界面膜）について順に説明する。
【００６０】
まず本発明は、光を用いて可逆的に記録又は消去が可能な相変化記録媒体であって、基板と、原子配列を可逆的に変化させることができる記録膜と、該記録膜に接する結晶化促進機能を有する膜と、保護膜または誘電体膜と、前記光を反射させる反射膜とから構成され、前記記録膜を構成する元素が前記記録膜と接する部位から前記記録膜の厚さ方向、もしくは前記記録膜の面内方向に偏析、または濃度分布を有することを特徴とする相変化記録媒体が好適である。
【００６１】
また本発明は、光を用いて可逆的に記録又は消去が可能な相変化記録媒体であって、基板と、原子配列を可逆的に変化させることができる記録膜と、該記録膜に接する結晶化促進機能を有する膜と、保護膜または誘電体膜と、前記光を反射させる反射膜とから構成され、前記記録膜と接する部位に該記録膜の構成元素から構成される元素の１ｎｍ以下の極薄酸化膜を有することを特徴とする相変化記録媒体が好適である。
【００６２】
また本発明は、光を用いて可逆的に記録又は消去が可能な相変化記録媒体であって、基板と、原子配列を可逆的に変化させることができる記録膜と、該記録膜に接する結晶化促進機能を有する膜と、保護膜または誘電体膜と、前記光を反射させる反射膜と、光学的エンハンス、および/または熱拡散に寄与する誘電体膜とから構成され、前記記録膜を構成する元素が前記記録膜と接する部位から前記記録膜の厚さ方向、または前記記録膜の面内方向に偏析、または濃度分布を有することを特徴とする相変化記録媒体が好適である。
【００６３】
また本発明は、光を用いて可逆的に記録又は消去が可能な相変化記録媒体であって、基板と、原子配列を可逆的に変化させることができる記録膜と、該記録膜に接する結晶化促進機能を有する膜と、保護膜または誘電体膜と、前記光を反射させる反射膜と、光学的エンハンス、および/または熱拡散に寄与する誘電体膜とから構成され、前記記録膜と接する部位に前記記録膜の構成元素から構成される元素の１ｎｍ以下の極薄酸化膜を有することを特徴とする相変化記録媒体が好適である。
【００６４】
また本発明は、光を用いて可逆的に記録又は消去が可能な相変化記録媒体であって、基板と、原子配列を可逆的に変化させることができる記録膜と、該記録膜に接する結晶化促進機能を有する膜と、保護膜と、前記光を反射させる反射膜とから構成され、前記記録膜の価電子帯の状態密度のトップからエネルギー準位の低い側に０．５ｅＶのエネルギー準位における結晶状態の状態密度とアモルファス状態の状態密度の比が１．０以上、２．５以下であることを特徴とする相変化記録媒体が好適である。
【００６５】
また本発明は、光を用いて可逆的に記録又は消去が可能な相変化記録媒体であって、基板と、原子配列を可逆的に変化させることができる記録膜と、該記録膜に接する結晶化促進機能を有する膜と、保護膜と、前記光を反射させる反射膜と、光学的エンハンス、および/または熱拡散に寄与する誘電体膜とから構成され、前記記録膜の価電子帯の状態密度のトップからエネルギー準位の低い側に０．５ｅＶのエネルギー準位における結晶状態の状態密度とアモルファス状態の状態密度の比が１．０以上、２．５以下であることを特徴とする相変化記録媒体が好適である。
【００６６】
以下の説明では、便宜的に価電子帯の状態密度のトップのエネルギーをFermiエネルギー(Fermi準位)として説明する。室温におけるFermiエネルギーは、約２５[meV]程度の揺らぎがある。なお、本発明者らは基準として価電子帯の状態密度のトップからエネルギー準位の低い側に０．５[eV]のエネルギー準位としたが同様な傾向は、価電子帯の状態密度のトップのエネルギー準位からエネルギー準位の低い側に１．０[eV]のエネルギー準位程度まである。本発明者らはＳＮ比の高い条件を探求し、上記のような基準を定めた。
【００６７】
この基準に基づくと、記録膜の結晶状態の状態密度／アモルファス状態の状態密度が１．０以上、２．５以下である記録媒体が好適であることがわかる。すなわち、上述した記録膜の価電子帯の状態密度のトップからエネルギー準位の低い側に０．５[eV]のエネルギー準位における結晶状態の状態密度とアモルファス状態の状態密度の比（結晶状態の状態密度/アモルファス状態の状態密度）が２．５以下になると、結晶状態とアモルファス状態が電子状態的には近い状態であることを示唆し、アモルファス状態としてもショート・レンジの規則性は高まる。そのため、結晶状態とアモルファス状態との間の相転移が容易になり、高速に結晶とアモルファスの間の相転移することが可能になる。
【００６８】
記録膜の価電子帯の状態密度のトップからエネルギー準位の低い側に０．５[eV]のエネルギー準位における結晶状態の状態密度とアモルファス状態の状態密度の比(結晶状態の状態密度/アモルファス状態の状態密度)が１．０の場合は、結晶状態とアモルファス状態が電子態的には完全に同じとなり、アモルファス状態のショート・レンジの規則性は更に高まる。そのため、更に高速結晶でアモルファスの間の相転移することが可能になる。
【００６９】
一方、記録膜の価電子帯の状態密度のトップからエネルギー準位の低い側に０．５[eV]のエネルギー準位における結晶状態の状態密度とアモルファス状態の状態密度の比（結晶状態の状態密度/アモルファス状態の状態密度）が２．５以上の場合には、結晶状態とアモルファス状態が結晶状態的にも電子状態的にも大きく異なることを示し、アモルファス状態のショート・レンジの規則性は大幅に下がる。アモルファス状態ではロング・レンジの規則性はほとんど無いので、結晶状態とアモルファス状態との間の相転移を行うためには大きなエネルギーが必要になり、高速で相転移することができない。そのため、記録膜の価電子帯の状態密度のトップからエネルギー準位の低い側に０．５[eV]のエネルギー準位における結晶状態の状態密度とアモルファス状態の状態密度の比(結晶状態の状態密度/アモルファス状態の状態密度)が１．０以上、２．５以下である光記録媒体が好適である。
【００７０】
次に、記録膜に接する結晶化促進機能を有する膜（界面膜）は、窒化ゲルマニウム、窒化ゲルマニウム-クロム、酸化ジルコニウム、安定化ジルコニウム、安定化ジルコニウム＋酸化クロム、定化ジルコニウム＋酸化ケイ素＋酸化クロム、ジルコン＋酸化クロム、酸化ハフニューム、Hf（ハフニウム）、O（酸素）およびN（窒素）を含有する化合物、ジルコニュームZr、酸素O、窒素N、およびイットリアY、もしくはニオブNb、またはイットリアYおよびニオブNbから構成される膜、酸化クロム、酸化亜鉛、酸化亜鉛＋酸化タンタル、酸化亜鉛＋酸化タンタル＋酸化インジウム、酸化錫、酸化錫＋酸化アンチモン、酸化錫＋酸化タンタル、酸化錫＋酸化ニオブの中から選択される場合に本発明の特徴が更に顕著である。なお、Zrを精製する過程において、同属のHfやTiなどは、また同様にHfを精製する過程において、同属のZrやTiなどは、相互に分離が難しく不可避な元素の一つとしては知られている。このような不可避な元素が微量混入していても本発明の効果を著しく損なうものでない。
【００７１】
(記録膜の組成)
記録膜をGeSbTeとし、（GeTe）-（Sb2Te3）と表記できる、いわゆる擬二元系線上組成とその近傍とした場合に、本発明の界面膜の効果が顕著であり、さらに好ましくは、前記（GeTe）-（Sb2Te3）組成とその近傍の合金記録膜材料であって、Geの組成比が30at.％以上の組成に対して、特に本発明の効果が顕著である。従来の考えでは、記録膜の組成のみが重要であると考えられてきたが、前述のように本発明ではその電子状態がどのようなものであるのかも組成と同様に重要であることが分かった。以下では組成に関する記述をする。
【００７２】
さらに、前記したGeSbTeの組成を元にして、Geの一部をSnで置換した組成、ないしSbの一部をBi、および/またはInで置換した組成とし、前記の界面膜を使用するとさらに顕著である。その場合、GeとSnの置換の割合は、Sn/Ge<０．５が好ましく、SnとBiの置換の割合は、Bi/（Bi+Sb）<０．７が好ましい。Inの割合は、Sb、またはBiの量に対して０．５以下、より好ましくは０．２５以下が好適である。これら置換元素の量は、結晶化促進機能と共に結晶化温度、融点となどとも密接に関連がある。そのため媒体の設計により最適な条件は異なるが、上記の範囲から選択すること好適であった。
【００７３】
また記録膜をGeBiTeとし、（GeTe）-（Bi2Te3）と表記できる、いわゆる擬二元系線上組成とその近傍とした場合に、本発明の界面膜の効果が顕著であり、さらに好ましくは、前記（GeTe）-（Bi2Te3）組成とその近傍の合金記録膜材料であって、Geの組成比が30at.％以上の組成に対して本発明の界面膜を用いると、特にその効果が顕著である。
【００７４】
(各記録膜の窒化)
記録膜に窒素(N)が含まれる場合としは、（GeTe）-（Sb2Te3）- N 、すなわち（GeTe）-（Sb2Te3）に窒素(N)を添加した構成と表記できる。すなわち、（GeTe）-（Sb2Te3）の擬二元系に窒素(N)を添加した構成である。より簡単には、GeSbTe-Nと表記できる。本記録膜を用いた場合、発明の界面膜の効果が顕著であり、さらに好ましくは、前記（GeTe）-（Sb2Te3）組成とその近傍の合金記録膜材料であって、Geの組成比が30at.％以上の組成に対して本発明の界面膜を用いると、特にその効果が顕著である。
【００７５】
さらに、前記したGeSbTe-Nの組成を元にして、Geの一部をSnで置換した組成、ないしSbの一部をBiで置換した組成とし、前記の界面膜を使用するとさらに顕著である。その場合、GeとSnの置換の割合は、Sn/Ge<０．５が好ましく、SnとBiの置換の割合は、Bi/（Bi+Sb）<０．７が好ましい。Inの割合は、Biの量に対して０．５以下、より好ましくは０．２５以下が好適である。これら置換元素、窒素の量は、結晶化促進機能と共に結晶化温度、融点となどとも密接に関連がある。そのため媒体の設計により最適な条件は異なるが、上記の範囲から選択すること好適であった。
【００７６】
また記録膜を（GeTe）-（Bi2Te3）に窒素(N)を添加した構成、（GeTe）-（Bi2Te3）-Nと表記される、いわゆる擬二元系線上組成とその近傍とした場合(より簡単に表記するとGeBiTe-N)に、本発明の界面膜の効果が顕著であり、さらに好ましくは、前記（GeTe）-（Bi2Te3）組成とその近傍の合金記録膜材料であって、Geの組成比が30at.％以上の組成に対して本発明の界面膜を用いると、特にその効果が顕著である。
【００７７】
さらに、記録膜の膜厚によらず本発明の効果は現れるが、２０[nm]以下、さらには１０[nm]以下の膜厚にした場合により効果が顕著である。
【００７８】
また、片面から光を入射し、異なる二層の情報層にアクセスできるタイプの記録媒体において、光入射側に近い層の記録膜として用いると、本発明の効果が顕著である。その場合の特徴は、記録膜の膜厚が１０[nm]以下となるところにある。本発明の界面層を用いることにより、より透過率の高く、かつコントラストが高くすることができると言う特徴が顕著となる。
【００７９】
発明者らは、記録膜の結晶化促進に効果がある界面膜材料としてすでに知られている窒化ゲルマニウム（以下GeN）、炭化珪素（以下Si-C）、窒化珪素（以下Si-N）、Ta2O5+SiCなどの材料を使用し、実験をおこなった結果、記録膜の状態をコントロールせずに結晶化促進効果が高い材料を使うとＣＮＲが低下し、ＣＮＲが高いものは結晶化促進効果が乏しいというトレードオフがあることを見出した。また、これらの材料はSi-Nを除いて次世代ＤＶＤで使用される青紫ＬＤ、すなわち波長λ＝４０５[nm]においては、吸収が比較的大きい、光学的減衰係数が大きく、光学的ロスとなる。この光学的ロスは照射するレーザーのパワーを大きくしなければならないことになり、またＬ０の透過率を上げることを妨げ、かつＬ１の感度、コントラストを共に落とす結果となり、二層媒体にとって数々の問題点を発生される。
【００８０】
しかし、従来の均一な記録膜層とGeN等の結晶化促進機能を有する界面層材料を用いた場合には、特に低線速において、再結晶化が激しく、良好なアモルファスマークを形成できないことが判明した。また、そのため、ビットピッチを詰めることができず、高密度化への障害となっていた。
【００８１】
以下に説明する実施例では、片面二層媒体での実施例を示した。また、試作した光ディスクの測定データは、各実験のＬ０、Ｌ１の各ランド（Ｌ）とグルーブ（Ｇ）の中で一番低い値を代表値として示した。試作した光記録媒体の透過率、反射率等は、分光光度計を用いて測定されたものである。また、薄膜中の各元素の濃度は、ICP(Induced Coupled Plasma)、RBS（ラザフォード後方散乱）、SIMS（Secondary Ion Mass Spectroscopy）、TOF-SIMS、XPS(Ｘ線光電子分光分析)等の分析手法を用いた。膜中の各元素間の結合形態は、XPS、IR(赤外分光法)測定等により明らかとした。薄膜の熱伝導率、熱拡散率、および積層薄膜間の界面熱抵抗は、サーモリフレクタンス法により評価した。記録膜の価電子帯の状態密度は、XPS 、UPS、HX-PES(Hard X-ray PhotoElectron Spectroscopy)法を用いて測定することができる。また、電子比熱などの測定でも状態密度に関する情報が得られる。
【００８２】
本発明では、記録膜の価電子帯の状態密度は、HX-PES法を用いて実施した。HX-PES法を用いた記録膜の価電子帯の状態密度の測定は、基板上に原子配列を可逆的に変化させることができる記録膜、該記録膜に接する結晶化促進機能を有する膜、保護膜、および反射膜とから構成された図２に示す試料を用いる。図２に示す試料は、光入射側に近い方からZnS：SiO2、界面層、記録膜層、界面層、ZnS：SiO2、Ag合金、基板（Si、ガラス基板又はポリカーボネイトなど）である。
【００８３】
記録膜は、as depo.の状態でアモルファスである。ＰＣ基板を用いた場合には、初期化装置を用いて結晶化（レーザーアニール）されるが、Si、またはガラス基板を用いた場合には、電気炉等により所定の時間、結晶化温度以上に加熱、結晶化されることができる。
【００８４】
前述のように価電子帯の状態密度のトップのエネルギーは、電気伝導体においては、Fermiエネルギーに相当する。半導体の場合には、Fermiエネルギーは価電子帯と伝導帯の間に存在するバンド・ギャップのほぼ中央に位置する。半導体の場合には、ドナーとなる不純物がドープされるのか、アクセプターとなる不純物がドープされるのかにより、局在準位を形成することがあり、Fermi準位が若干上下する。
【００８５】
結晶状態とアモルファス状態にある記録膜の価電子帯の状態密度のトップからエネルギー準位の低い側のエネルギー準位における結晶状態の状態密度とアモルファス状態の状態密度の比（結晶状態の状態密度／アモルファス状態の状態密度）をコントロールする方法は、記録膜の厚さ方向の組成を僅かに変える（微量偏析）、上下に配置する界面層材料を適切に選択し、微量ドープされる元素を変える（微量反応）、記録膜と接する部位に記録膜を構成する元素の１ｎｍ以下の極薄の酸化膜を配置することなどにより可能であることが分かった。
【００８６】
また、記録膜の厚さ方向の組成を僅かに変える、上下に配置する界面層材料を適切に選択し、微量ドープされる元素を変えることなどにより記録膜の上下で結晶化速度を可変させることも可能であることが分かった。記録膜の厚さ方向の組成を僅かに変える方法は、いくつかあるが、スパッタ初期から終了のでの間に放電ガスの量、放電電力の強さを可変させる、ことなどによって達成できる。
【００８７】
放電ガスの量を可変させる場合には、放電中に別なガスを混合するなどの方法も可能である。記録膜と接する部位に記録膜を構成する元素の１ｎｍ以下の極薄の酸化膜を配置する方法としては、酸化力の強い材料を界面層材料として用いたり、記録膜表面を僅かに酸化されるなどの方法が用いることができる。
【００８８】
例えば、微量偏析モデルではGeSbTe系においては膜中の元素のGeに偏析がある場合、Geが多い部分と少ない部分、またはその他の元素、SbやTeの少ない部分と多い部分が結晶化のための核となり、偏析の無い記録膜と比較して核が多く、高速結晶化に寄与すると推定される。ただし、偏析の度合いが相分離に近いくらい大きな場合には効果が無く、精密な分析にてようやく見つかる程度の微量なものでなければならない。いずれの元素に微量な偏析があるかは用いる記録膜、界面層およびそれらのプロセスにも依存するので、これらを適切に選択することによりコントロールが可能である。
【００８９】
一方、微量反応モデル、または微量ドープモデルの場合は、例えば、GeBiTe系においてはTeがGeやBiと比較して酸化され難い。すなわち、GeやBiがTeと比較して酸化、または反応し易い。例えば、GeやBiが微量酸化される場合には酸化されていないTeが結晶化のための核となり、もしくは微量酸化されたGeOxやBiOxが核となり、やはり従来の記録膜と比較して核が多く、高速結晶化に寄与すると推定される。いずれの元素が微量反応、またはいずれの元素にドープさせられるかは用いる記録膜、界面層およびそれらのプロセスにも依存するので、これらを適切に選択することによりコントロールが可能である。このことにより一見、制御が難しいと考えられる記録膜の上下で結晶化速度を変えることも可能になっていると推定している。
【００９０】
これまで述べてきたような従来は考えられなかった複雑、かつミクロな視点からの反応モデルは、各種分析方法を組み合わせ、メカニズムの検討を積み上げてようやく推定するに至った。
【００９１】
（第１の実施形態）
試作した相変化記録媒体の実施例を示すのに先立ち、以下の実施例に用いた構造の試料において、記録膜が結晶状態、およびアモルファス状態の両者の試料を作成し、記録膜の価電子帯の状態密度をHX-PES法を用いてそれぞれ測定した。記録膜および界面層は、以下の系に関して実験を行った。
【００９２】
実験した記録膜系:
GeSbTe、GeSnSbTe、GeSnSbTeIn、GeSbTeIn、GeSbTeBiIn、GeSbSnTeBiIn、GeSbTeBi、GeSnSbTeBi、GeSnSbTeBiIn、GeBiTe、GeSbTe- N、GeSbTeBi- N、GeBiTe- N、GeSbInTe- N、GeSbTeBiIn- N、GeBiInTe- N
実験した界面層系:
窒化ゲルマニウム、窒化ゲルマニウム-クロム、酸化ジルコニウム、安定化ジルコニウム安定化ジルコニウム＋酸化クロム、定化ジルコニウム＋酸化ケイ素＋酸化クロム、ジルコン+酸化クロム、酸化ハフニューム、Hf（ハフニウム）、O（酸素）およびN（窒素）を含有する化合物(HfO2-xNx (0.1≦x≦0.2))、ジルコニュームZr、酸素O、窒素N、およびイットリアY、もしくはニオブNb、またはイットリアYおよびニオブNbから構成される膜((ZrO2-xNx)1-y((Y2O3)1-z(Nb2O5)z)y : 0<x≦0.2、0<y≦0.1、0≦z≦1)、酸化クロム、酸化亜鉛、酸化亜鉛＋酸化タンタル、酸化亜鉛＋酸化タンタル＋酸化インジウム、酸化錫、酸化錫＋酸化アンチモン、酸化錫＋酸化タンタル、酸化錫＋酸化ニオブ
図６、７に実験を行った界面層材料を、図８に記録膜材料を示す。図６は記録膜の価電子帯の状態密度のトップからエネルギー準位の低い側に０．５[eV]のエネルギー準位における結晶状態の状態密度とアモルファス状態の状態密度の比（結晶状態の状態密度／アモルファス状態の状態密度）を測定した実施例を示す。ここで示した界面層材料のいずれかを光入射側に配置し、反射膜側にこれ以外の界面層材料を選択、配置した。なお、GeNやGeCrNなどの組成を変えられる化合物においては、その組成が異なる組み合わせに関しても好適である。図７のGeN組成の表には組成を変えた場合の例を示してある。比較例としては、図９に示す界面層材料について実験を行った。それぞれの表に記録膜の価電子帯の状態密度のトップからエネルギー準位の低い側に０．５[eV]のエネルギー準位における結晶状態の状態密度とアモルファス状態の状態密度の比(結晶状態の状態密度/アモルファス状態の状態密度)を測定した結果を図１０、１１に示した。
【００９３】
このように実施例の組み合わせでは、記録膜の価電子帯の状態密度のトップからエネルギー準位の低い側に０．５[eV]のエネルギー準位における結晶状態の状態密度とアモルファス状態の状態密度の比（結晶状態の状態密度／アモルファス状態の状態密度）が１．０以上、２．５以下であった。一方、比較例ではいずれもこの比が４以上であった。
【００９４】
（第２の実施形態）
図１は、既に説明したように片面２層媒体である。以下、詳細を説明する。
【００９５】
基板１には、射出成形で形成された厚さ０．５９[ｍｍ]のポリカーボネート（ＰＣ）基板を使用した。グルーブピッチ０．６８[μm]でグルーブを形成したものを用いたので、ランド（Ｌ）とグルーブ（Ｇ）の両方に記録する場合は、トラックピッチ０．３４[μm]に相当する。本ＰＣ基板のグルーブが形成された面に、スパッタリング装置を用いて光入射側に近い方に設けた情報層Ｌ０は、ZnS：SiO2、下部界面層、記録膜層、上部界面層、ZnS：SiO2、Ag合金、ZnS：SiO2を順次成膜し、一方光入射側に遠い方に設けた情報層Ｌ１は、ＰＣ基板上から順にAg合金、ZnS：SiO2、上部界面層１４、記録膜層１３、下部界面層１２、ZnS：SiO2を順次成膜した。用いたスパッタリング装置は、各層をそれぞれ異なる成膜室でスパッタ成膜する、いわゆる枚葉式スパッタ成膜装置である。枚葉式スパッタ成膜装置では、基板を装着するロードロック室、搬送室、そして各膜を成膜するプロセス・チャンバーからなる。
【００９６】
図３に、スパッタリング装置（ディスク製造装置）を示す。
【００９７】
真空容器１００Ａ内の図の上部近傍には、PC基板支持用の円盤状回転基台１０２Ａが、回転面が図中で水平（紙面に垂直）になるように配設されている。回転基台１０２Ａの下面にPC基板が支持され、モータ１１０Ａにより回転されるようになっている（回転させない実施形態もあり得る）。
【００９８】
真空容器１００Ａ内の図の下部近傍には、上方の回転基台１０２Ａと対向するように、スパッタリング源（ターゲット材）が配置されたアノード板１０４Ａが配設される。アノード板１０４Ａの下部には回転可能に構成されたマグネット１１１Ａが配設されている。回転基台（カソード板）１０２Ａは接地される。アノード板１０４Ａには、ＲＦスパッタの場合、高周波電源装置１１２Ａが接続される。（ＤＣスパッタの場合なら直流電源装置１１２Ａが接続される。）スパッタリングが行われる際は、電源装置１１２Ａの出力電圧が、接地されたカソード板１０２Ａとアノード板１０４Ａとの間に印加される。
【００９９】
真空容器１００Ａは、ガス排気ポート１１３Ａを介して排気装置１１４Ａに接続される。排気装置１１４Ａにより十分に排気された真空容器１００Ａへは、スパッタリング実行時に、ガス導入ポート１１５Ａおよび制御バルブ１１８Ａを介して、ガスボンベ１１６から、スパッタリングガス（アルゴン等の不活性ガスその他）が微量注入される。スパッタリングガスの注入量は、真空容器１００Ａに取り付けられた内圧センサ（真空計）１０８Ａによりチェックされる。基板回転モータ１１０Ａ、マグネット１１１Ａ、スパッタリング用電源装置１１２Ａ、排気装置１１４Ａおよび制御バルブ１１８Ａは、スパッタリング制御装置１２０Ａにより、コンピュータコントロールされる。
【０１００】
アノード板１０４Ａに配置されたスパッタリング源の上方には、膜厚計測機能を持つモニタ装置１０６Ａが設けられている。制御装置１２０ＡのＣＰＵは、モニタ装置１０６Ａによって、スパッタリング源から基板へのスパッタ量をモニタする。すなわち、制御装置１２０ＡのＣＰＵは、基板にスパッタされた薄膜をモニタしながら、薄膜層が所定の組成となるように（あるいは所定の膜厚になるように）、電源装置１１２Ａからアノード板１０４Ａへの高周波電力を調節するようにプログラムされる。
【０１０１】
なお、図３の真空容器１００Ａは、図示しないがロード・ロック室とプロセス・チャンバーを装備しており、スパッタリング中はそれぞれ別に機能するようになっている。
【０１０２】
図４は、ディスク製造工程を説明するフローチャートである。まず、基板１ａ／１ｂを（人手またはロボットアームにより）スパッタリング装置の所定部分に装着し（ステップＳＴ１００）、真空容器１００Ａ内のロード・ロック室を真空引きする（ステップＳＴ１０２）。内圧センサ１０８Ａによりロード・ロック室内の真空度が例えば１×１０−３（Pa）以下になったら（ステップＳＴ１０４イエス）、基板を真空容器１００Ａ内のプロセス・チャンバーに移動させる（ステップＳＴ１０６）。基板が所定のターゲット材と対向する位置に移動したら、カソード板１０２Ａ側の基板を回転させるとともに、アノード板１０４Ａ側のマグネット１１１Ａを回転させる（ステップＳＴ１０８）。
【０１０３】
その後、ガスボンベ１１６Ａからプロセス・チャンバー内にスパッタリングガスを導入し（ステップＳＴ１１０）、電源装置１１２Ａを起動してプラズマ着火を開始する（ステップＳＴ１１２）。これにより、基板上に均一にターゲット材の組成に対応した薄膜が形成される（ステップＳＴ１１４）。膜厚計１０６Ａのモニタにより所望厚の薄膜が形成されたことが分かったら、プロセス・チャンバーへのガス導入を停止し（ステップＳＴ１１６）、１つの薄膜の形成が終了する。
【０１０４】
同基板上にさらに薄膜を形成するときは（ステップＳＴ１１８イエス）、ステップＳＴ１０６〜ＳＴ１１６の処理が再度実行される。その際、成膜する薄膜の組成が変わるときは該当するターゲット材に変更するとともに、必要に応じてチャンバー内に導入するガスの成分も変更する。例えば、成膜の種類によって、ガスをアルゴンのみとしたり、アルゴンと窒素の混合ガスにしたりすることができる。記録膜組成を微量に偏析、または濃度分布を持たせるなど、意図的にコントロールする場合には、スパッタガスの流量、成分および投入電力などをスパッタ前後、またはスパッタ中に適宜可変させる。同様に記録膜と接す面に0.1nm以下等の極薄酸化膜を形成する場合にも同種の方法を用いることができる。この場合には、記録膜のスパッタ前後にて酸素、または酸素を含むスパッタガスを用いることも好適である。もちろん、所望の成分のターゲットをスパッタして形成することも可能である。
【０１０５】
同基板上に全ての成膜が済んだら（ステップＳＴ１１８ノー）、カソード板１０２Ａ側の基板回転と、アノード板１０４Ａ側のマグネット回転を停止する（ステップＳＴ１２０）。その後成膜が完了した基板をロード・ロック室へ搬送し（ステップＳＴ１２２）、ロード・ロック室に窒素、またはアルゴンガス等の不活性ガス、もしくは外気をリークして真空状態を解除し、成膜完了後の基板１ａ／１ｂを（人手またはロボットアームにより）取り出す（ステップＳＴ１２４）。その後、成膜終了後の基板１ａと１ｂを図１や図２に例示されるように貼り合わせて、片面多層の光ディスク（高密度記録用DVD-RW/RAM等）が完成する。
【０１０６】
記録膜層は、Ge、Sb、Teからなり、その組成をGexSbyTez  と表すときx+y+z=100で、GeSbTe三元相図上で、x=55・z=45と、x=45・z=55と、x=10・y=28・z=42と、x=10・y=36・z=54とで囲まれた組成から選択されたものと、Ge、Sb、TeおよびBiまたはSnからなり、前記GeSbTeの組成の一部をBiおよび/またはSnで置換した組成、これを（（Ge（1-w）  Snw）x  （Sbv  (Bi（1-u）  In u)（1-v））y  Tezと表すとき、x+y+z=100で、w、vおよびuが、0≦w＜0.5かつ0≦v＜0.7かつ0≦u≦1.0を満たすGeSnSbTe、GeSnSbTeIn、GeSbTeIn、GeSbTeBiIn、GeSbSnTeBiIn、GeSbTeBi、GeSnSbTeBi、GeSnSbTeBiIn、更には記録膜層が、Ge、Bi、Teからなり、その組成をGexBiyTez  と表すときx+y+z=100で、GeBiTe三元相図上で、x=55・z=45と、x=45・z=55と、x=10・y=28・z=42と、x=10・y=36・z=54とで囲まれた組成から選択されたものを用いた。多くの組成について検討したが、その一例を図９に示した。本実施例ではGeSbTeBi系記録膜を用いた場合を示す。なお、記録膜の膜厚は、10[nm]以下とした。
【０１０７】
界面層には、光入射側にZrO2、反射膜側にCr2O3を用いた。ZnS：SiO2膜はZnSにSiO2を混合したターゲットを用いて成膜した。用いたスパッタ装置は、各層をそれぞれ異なる成膜室でスパッタ成膜する、いわゆる枚葉式スパッタ成膜装置である。各媒体の作成後、分光光度計により反射率、透過率が測定される。
【０１０８】
初期化装置で各層の媒体全面の記録膜を結晶化した。初期化後、成膜した面を内側にしてUV樹脂によって接着し、層間分離層を形成した。層間分離層の厚さは、20[μm]である。評価には、Ｐ社製のディスク評価装置ODU−1000を用いた。同装置には、波長405nmの青紫色半導体レーザーと、NA＝0.65の対物レンズを備えてある。ランド・グルーブ記録の形式によって記録実験をおこなった。標準として実施した条件を図１２に示す。
【０１０９】
ディスクの特性を評価する実験は、大きく分けて以下の３通り行った。
【０１１０】
（１） ビット・エラー・レート（SbER：Simulated bit Error Rate）の測定
一つはデータの誤り率を測定するビット・エラー・レート（SbER : Simulated bit Error Rate）の測定である。もう一つは、読み出し信号品質を判断するためのアナログ測定である。SbER測定は、まず２Ｔから１３Ｔまでのパターンがランダムに含まれたマーク列を１０回オーバーライトした。次に、前記トラックの両側の隣接トラックに同様にランダムパターンを１０回オーバーライトした。その後、真中のトラックに戻り、SbERを測定した。
【０１１１】
（２）アナログ測定
アナログ測定は、次のように行った。やはりまず２Ｔから１３Ｔまでのパターンがランダムに含まれたマーク列を１０回オーバーライトした。次に、そのマーク列に９Ｔのシングルパターンを１回オーバーライトし、９Ｔマークの信号周波数の信号対ノイズ比（以下、CNR）をスペクトラムアナライザーによって測定した。次に、消去パワーレベルのレーザービームをディスク１回転分照射し、記録マークを消去した。その際の、９Ｔマークの信号強度の減少分を測定し、これを消去率(ER)と定義する。次に、十分離れたトラックにヘッドを移動し、クロスイレース(E-X)の測定を行った。
【０１１２】
（３）オーバーライト（OW）試験
また、３つ目の測定としてオーバーライト（OW）特性の実験を行った。本実験では同一トラックにランダム信号をオーバーライト（OW）しつつ、CNRを測定した。CNRが、初期の値より２[dB]以上減少してしまう回数が２０００回以上あるかどうかで判定した。OW回数が何処まで可能かどうかと言う視点で実験を行っていない。映像記録用途であれば、１０００回程度、ＰＣのデータ用途を目指すなら１００００回以上可能であることが求められる。ただし、マーケットとしては、圧倒的に映像記録用途が大きいので、映像記録用途を重視した評価を行うこととした。
【０１１３】
なお、これら図１２の測定に加えて、線速を落とし(v=4.4[m/sec]、１割以上更に容量が高まる)、ビットピッチを更に詰め、更に高密度化した条件においても評価を行い、更に高密度化が可能であることも示す実験も加えており、この実験においては更に従来より格段に特性が上がっていることが分かる。これらの結果も合わせて示した。また、環境試験も実施しているがいずれも問題が発生しなかった。
【０１１４】
なお、前記のSbERの測定の最適パワーを媒体の感度とした。ここで、Ｌ１の感度とＬ０の透過率を測定するために、本実施例の構成のＬ０と何も成膜していないブランク・ディスクとを貼り合わせた物、Ｌ１と何も成膜していないブランク・ディスクとを貼り合わせた物もそれぞれ別途用意した。各評価は、特に意明記しない場合には等速、すなわち線速5.4[m/sec]にて評価した。
【０１１５】
以下の実施形態の例も全て、上記の条件を共通に用いた。
【０１１６】
図１３にOW回数の結果以外の評価結果を示す。SbERはランド・グルーブともに1.8×10−6以下であり、OW回数も2000回以上と実用的な特性が得られた。また、本実施例のみ参考までにOW特性の評価を10000回以上実施すると10000回程度のOWは可能であることも確認できた。次に、アナログ特性の比較を行った。本媒体においては、CNRがランド・グルーブともに52.9dB以上、消去率が-33.8dB以下、クロスイレースも-0.1dB以下と優れた結果となった。
【０１１７】
本実施例の膜構成を射出成形で形成された厚さ1.1[ｍｍ]のポリカーボネート(PC)基板上にＬ１層を形成し、層間分離層20[μm]形成後、Ｌ０層を形成、75[μm]の透明カバー層を設けたディスクを作成、波長405nmの青紫色半導体レーザーと、NA＝0.85の対物レンズを備えた評価装置にて媒体の記録消去特性を評価した。基板のグルーブピッチは0.32[μm]で、グルーブ記録で評価した。CNRは、52dB以上、消去率が-30dB以下、OW特性も2000回以上と非常に良好な結果を得た。従って、本発明例の界面層材料は、基板の厚さや、光入射側のカバー層の厚さに影響されること無く、良好であると考えられる。
【０１１８】
なお、実施形態２〜９に関しては、線速を可変させて消去率の測定も実施した。図１４に結果を示した。いずれも良好な消去特性を示している。
【０１１９】
上記の評価媒体と同様に作製したものを分析した結果、記録膜は、図５に例示するような偏析、または濃度分布があることが分かった。すなわち、Ge、Sb、Biが界面近傍においてリッチで、逆にTeがプアー。ただし、図5では分かり易くするためにGeとTeのみの元素を表示した。
【０１２０】
（第３の実施形態）
第２の実施形態の構成と同様な構成で界面層には、光入射側にGeCrN、反射膜側にCr2O3を用いてディスクを作成した。やはり第２の実施形態と同様な実験をした。これらの結果をやはり図１３に示すようにいずれのサンプルについてもSbERはランド・グルーブともに10−6台であり、良好なエラーレートが得られた。アナログ特性に関しても、いずれもCNRがランド・グルーブともに52dB以上と優れた結果となった。OW回数も同様にいずれの媒体も2000回以上と実用的な特性が得られた。
【０１２１】
上記の評価媒体と同様に作製したものを分析した結果、記録膜の界面近傍においてにGe、Sb、Biがリッチで、逆にTeがプアーであった。
【０１２２】
（第４の実施形態）
第２の実施形態の構成と同様な構成で界面層には、光入射側にZrO2+Y2O3+Cr2O3、反射膜側にSnO2+Sb2O3を用いてディスクを作成した。やはり第２の実施形態と同様な実験をした。これらの結果をやはり図１３に示すようにいずれのサンプルについてもSbERはランド・グルーブともに10−6台であり、良好なエラーレートが得られた。アナログ特性に関しても、いずれもCNRがランド・グルーブともに52dB以上と優れた結果となった。OW回数も同様にいずれの媒体も2000回以上と実用的な特性が得られた。
【０１２３】
上記の評価媒体と同様に作製したものを分析した結果、記録膜の界面近傍においてにGe、Sb、Biがリッチで、逆にTeがプアーであった。
【０１２４】
（第５の実施形態）
第２の実施形態の構成と同様な構成で界面層には、光入射側にZrSiO4+Cr2O3、反射膜側にCr2O3を用いてディスクを作成した。やはり第２の実施形態と同様な実験をした。これらの結果をやはり図１３に示すようにいずれのサンプルについてもSbERはランド・グルーブともに10−6台であり、良好なエラーレートが得られた。アナログ特性に関しても、いずれもCNRがランド・グルーブともに53dB以上と優れた結果となった。OW回数も同様にいずれの媒体も2000回以上と実用的な特性が得られた。
【０１２５】
上記の評価媒体と同様に作製したものを分析した結果、記録膜の界面近傍においてにGe、Sb、Biがリッチで、逆にTeがプアーであった。
【０１２６】
（第６の実施形態）
第２の実施形態の構成と同様な構成で界面層には、光入射側にZrO2+Y2O3+SiO2+Cr2O3、反射膜側にZnO+Ta2O3+In2O3を用いてディスクを作成した。やはり第２の実施形態と同様な実験をした。これらの結果をやはり図１３に示すようにいずれのサンプルについてもSbERはランド・グルーブともに10−6台であり、良好なエラーレートが得られた。アナログ特性に関しても、いずれもCNRがランド・グルーブともに53dB以上と優れた結果となった。OW回数も同様にいずれの媒体も2000回以上と実用的な特性が得られた。
【０１２７】
上記の評価媒体と同様に作製したものを分析した結果、記録膜の界面近傍においてにGe、Sb、Biがリッチで、逆にTeがプアーであった。
【０１２８】
（第７の実施形態）
第２の実施形態の構成と同様な構成で界面層には、光入射側に(ZrO2-xNx)1-y((Y2O3)1-z(Nb2O5)z)y ((x、y、z)=(0.05、0.05、0)) 、反射膜側にSnO2+Nb2O5を用いてディスクを作成した。やはり第２の実施形態と同様な実験をした。これらの結果をやはり図１３に示すようにいずれのサンプルについてもSbERはランド・グルーブともに10−6台であり、良好なエラーレートが得られた。アナログ特性に関しても、いずれもCNRがランド・グルーブともに53dB以上と優れた結果となった。OW回数も同様にいずれの媒体も2000回以上と実用的な特性が得られた。
【０１２９】
上記の評価媒体と同様に作製したものを分析した結果、記録膜の界面近傍においてにGe、Sb、Biがリッチで、逆にTeがプアーであった。
【０１３０】
（第８の実施形態）
第２の実施形態の構成と同様な構成で界面層には、光入射側にHfO2-xNx (x=0.1)、反射膜側にGeNを用いてディスクを作成した。やはり第２の実施形態と同様な実験をした。これらの結果をやはり図１３に示すようにいずれのサンプルについてもSbERはランド・グルーブともに10−6台であり、良好なエラーレートが得られた。アナログ特性に関しても、いずれもCNRがランド・グルーブともに52dB以上と優れた結果となった。OW回数も同様にいずれの媒体も2000回以上と実用的な特性が得られた。
【０１３１】
上記の評価媒体と同様に作製したものを分析した結果、記録膜の界面近傍においてにGe、Sb、Biがリッチで、逆にTeがプアーであった。
【０１３２】
（第９の実施形態）
第２の実施形態の構成と同様な構成で界面層には、光入射側にGeN、反射膜側にCr2O3を用いてディスクを作成した。やはり第２の実施形態と同様な実験をした。これらの結果をやはり図１３に示すようにいずれのサンプルについてもSbERはランド・グルーブともに10−6台であり、良好なエラーレートが得られた。アナログ特性に関しても、いずれもCNRがランド・グルーブともに53dB以上と優れた結果となった。OW回数も同様にいずれの媒体も2000回以上と実用的な特性が得られた。
【０１３３】
上記の評価媒体と同様に作製したものを分析した結果、記録膜の界面近傍においてにGe、Sb、Biがリッチで、逆にTeがプアーであった。
【０１３４】
（第１０の実施形態）
第２の実施形態の構成と同様な構成で界面層には、光入射側にHfO2-xNx (x=)、反射膜側にZrSiO4+Cr2O3を用いてディスクを作成した。やはり第２の実施形態と同様な実験をした。これらの結果をやはり図１３に示すようにいずれのサンプルについてもSbERはランド・グルーブともに10−6台であり、良好なエラーレートが得られた。アナログ特性に関しても、いずれもCNRがランド・グルーブともに53dB以上と優れた結果となった。OW回数も同様にいずれの媒体も2000回以上と実用的な特性が得られた。
【０１３５】
上記の評価媒体と同様に作製したものを分析した結果、記録膜の界面近傍においてにGe、Sb、Biがリッチで、逆にTeがプアーであった。
【０１３６】
（第１１の実施形態）
第２の実施形態の構成と同様な構成で界面層には、光入射側にCr2O3、反射膜側にZnO+Ta2O5を用いてディスクを作成した。やはり第２の実施形態と同様な実験をした。これらの結果をやはり図１３に示すようにいずれのサンプルについてもSbERはランド・グルーブともに10−6台であり、良好なエラーレートが得られた。アナログ特性に関しても、いずれもCNRがランド・グルーブともに51dB以上と良好な結果となった。OW回数も同様にいずれの媒体も2000回以上と実用的な特性が得られた。
【０１３７】
上記の評価媒体と同様に作製したものを分析した結果、記録膜の界面近傍においてにGe、Sb、Biがリッチで、逆にTeがプアーであった。
【０１３８】
（第１２の実施形態）
第２の実施形態の構成と同様な構成で界面層には、光入射側にGeN、反射膜側にSnO2+Ta2O5を用いてディスクを作成した。やはり第２の実施形態と同様な実験をした。これらの結果をやはり図１３に示すようにいずれのサンプルについてもSbERはランド・グルーブともに10−6台であり、良好なエラーレートが得られた。アナログ特性に関しても、いずれもCNRがランド・グルーブともに53dB以上と優れた結果となった。OW回数も同様にいずれの媒体も2000回以上と実用的な特性が得られた。
【０１３９】
上記の評価媒体と同様に作製したものを分析した結果、記録膜の界面近傍においてにGe、Sb、Biがリッチで、逆にTeがプアーであった。
【０１４０】
（第１３の実施形態）
第２の実施形態の構成と同様な構成で界面層には、光入射側にZrO2+Y2O3+Cr2O3、反射膜側にZnO+Ta2O3+In2O3を用いてディスクを作成した。やはり第２の実施形態と同様な実験をした。これらの結果をやはり図１３に示すようにいずれのサンプルについてもSbERはランド・グルーブともに10−6台であり、良好なエラーレートが得られた。アナログ特性に関しても、いずれもCNRがランド・グルーブともに53dB以上と優れた結果となった。OW回数も同様にいずれの媒体も2000回以上と実用的な特性が得られた。
【０１４１】
上記の評価媒体と同様に作製したものを分析した結果、記録膜の界面近傍においてにGe、Sb、Biがリッチで、逆にTeがプアーであった。
【０１４２】
（第１４の実施形態）
基板には、射出成形で形成された厚さ0.6[ｍｍ]のポリカーボネート(PC)基板を使用した。グルーブピッチ0.68[μm]でグルーブを形成したものを用いたので、ランド(L)とグルーブ(G)の両方に記録する場合は、トラックピッチ0.34[μm]に相当する。本PC基板のグルーブが形成された面に、スパッタリング装置を用いて、光入射側からZnS：SiO2、SiO2、ZnS：SiO2、下部界面層、記録膜層、上部界面層、ZnS：SiO2、Ag合金を順次成膜し、UV硬化樹脂を用いて、成膜を行っていない、いわゆるブランク・ディスクを貼り合わせた(単層媒体、または単層ディスク)。第２の実施形態と同様に用いたスパッタ装置は、各層をそれぞれ異なる成膜室でスパッタ成膜する、いわゆる枚葉式スパッタ成膜装置である。枚葉式スパッタ成膜装置では、基板を装着するロードロック室、搬送室、そして各膜を成膜するプロセス・チャンバーからなる。プロセス・チャンバーには、該チャンバーを排気する装置、真空計、圧力センサー、膜厚計、成膜する材料であるスパッタリング・ターゲット、装着した基板などから構成される。スパッタガスには、主にAr等の希ガスが用いられ、必要に応じて酸素や窒素ガスなども用いられる。スパッタ時の放電の形式は、成膜する材料や求める膜質などに応じてRF電源、DC電源などが用いられる。
【０１４３】
記録膜層は、Ge、Sb、Teからなり、その組成をGexSbyTez  と表すときx+y+z=100で、GeSbTe三元相図上で、x=55・z=45と、x=45・z=55と、x=10・y=28・z=42と、x=10・y=36・z=54とで囲まれた組成から選択されたものと、Ge、Sb、TeおよびBiまたはSnからなり、前記GeSbTeの組成の一部をBiおよび/またはSnで置換した組成、これを（（Ge（1-w）  Snw）x  （Sbv  (Bi（1-u）  In u)（1-v））y  Tezと表すとき、x+y+z=100で、w、vおよびuが、0≦w＜0.5かつ0≦v＜0.7かつ0≦u≦1.0を満たすGeSnSbTe、GeSnSbTeIn、GeSbTeIn、GeSbTeBiIn、GeSbSnTeBiIn、GeSbTeBi、GeSnSbTeBi、GeSnSbTeBiIn、更には記録膜層が、Ge、Bi、Teからなり、その組成をGexBiyTez  と表すときx+y+z=100で、GeBiTe三元相図上で、x=55・z=45と、x=45・z=55と、x=10・y=28・z=42と、x=10・y=36・z=54とで囲まれた組成から選択されたものを用いた。多くの組成について検討したが、その一例を図９に示した。本実施例ではGeSbTeBi系記録膜を用いた場合を示す。なお、記録膜の膜厚は、10[nm]以下とした。
【０１４４】
界面層には、光入射側にGeN、反射膜側にCr2O3を用いた。ZnS：SiO2膜はZnSにSiO2を混合したターゲットを用いて成膜した。用いたスパッタ装置は、各層をそれぞれ異なる成膜室でスパッタ成膜する、いわゆる枚葉式スパッタ成膜装置である。各媒体の作成後、分光光度計により反射率、透過率が測定される。
【０１４５】
初期化装置で媒体全面の記録膜を結晶化した。初期化後、成膜した面を内側にしてUV樹脂によって接着した。接着剤層の厚さは、20[μm]である。評価には、Ｐ社製のディスク評価装置ODU−1000を用いた。同装置には、波長405nmの青紫色半導体レーザーと、NA＝0.65の対物レンズを備えてある。ランド・グルーブ記録の形式によって記録実験を行った。やはり第２の実施形態と同様な実験をした。これらの結果をやはり図１３に示すようにいずれのサンプルについてもSbERはランド・グルーブともに10−6台であり、良好なエラーレートが得られた。アナログ特性に関しても、いずれもCNRがランド・グルーブともに53dB以上と優れた結果となった。OW回数も同様にいずれの媒体も2000回以上と実用的な特性が得られた。
【０１４６】
上記の評価媒体と同様に作製したものを分析した結果、記録膜の界面近傍においてにGe、Sb、Biがリッチで、逆にTeがプアーであった。また、記録膜と接する層の界面に0.6nmから0.1nmの極薄のゲルマニューム酸化物、アンチモン酸化物が存在することが確認された。
【０１４７】
（第１５の実施形態）
基板には、射出成形で形成された厚さ0.6[ｍｍ]のポリカーボネート(PC)基板を使用した。グルーブピッチ0.68[μm]でグルーブを形成したものを用いたので、ランド(L)とグルーブ(G)の両方に記録する場合は、トラックピッチ0.34[μm]に相当する。本PC基板のグルーブが形成された面に、スパッタリング装置を用いて、光入射側からZnS：SiO2、SiOC、ZnS：SiO2、下部界面層、記録膜層、上部界面層、ZnS：SiO2、Ag合金を順次成膜しUV硬化樹脂を用いて、成膜を行っていない、いわゆるブランク・ディスクを貼り合わせた(単層媒体、または単層ディスク)。SiOC膜は、SiC系ターゲットをAr/O2の混合ガスを用いて反応性スパッタリング法により得られる膜で、SiO2とほぼ同様な低屈折率を示す。やはり第２の実施形態などと同様な実験をした。これらの結果をやはり図１３に示すようにいずれのサンプルについてもSbERはランド・グルーブともに10−6台であり、良好なエラーレートが得られた。アナログ特性に関しても、いずれもCNRがランド・グルーブともに51dB以上と良好な結果となった。OW回数も同様にいずれの媒体も2000回以上と実用的な特性が得られた。
【０１４８】
上記の評価媒体と同様に作製したものを分析した結果、記録膜の界面近傍においてにGe、Sb、Biがリッチで、逆にTeがプアーであった。
【０１４９】
（第１６の実施形態）(記録膜の組成の最も良い範囲の選択)
第２の実施形態の構成と同様な構成で界面層には、光入射側にGeN、反射膜側にCr2O3を用いてディスクを作成した。記録膜層は、Ge、Sb、Teからなり、その組成をGexSbyTez  と表すときx+y+z=100で、GeSbTe三元相図上で、x=55・z=45と、x=45・z=55と、x=10・y=28・z=42と、x=10・y=36・z=54とで囲まれた組成から選択されたものと、Ge、Sb、TeおよびBiまたはSnからなり、前記GeSbTeの組成の一部をBiおよび/またはSnで置換した組成、これを（Ge（1-w）  Snw）x（Sbv  Bi（1-v））yTezと表すとき、x+y+z=100で、0≦w<0.5かつ0≦v<0.7を満たすGeSbTeBi、GeSbTeSn、GeSbTeBiSn、更には記録膜層が、Ge、Bi、Teからなり、その組成をGexBiyTez  と表すときx+y+z=100で、GeBiTe三元相図上で、x=55・z=45と、x=45・z=55と、x=10・y=28・z=42と、x=10・y=36・z=54とで囲まれた組成の条件を満たすものを用いた。多くの組成について検討したが、本実施例では図８に示すものを代表例としたGeSbTe系、GeSbTeSn系、およびGeBiTe系の記録膜層を用いたディスクの例を示した。やはりそれぞれ第２の実施形態と同様な実験をした。
【０１５０】
これらの結果を図１５に示す。この表に示すようにCNR、各SbERとも良好な特性を示した。OW回数も2000回以上と実用的な特性が得られた。
【０１５１】
上記の評価媒体と同様に作製したものを分析した結果、記録膜の界面近傍においてにGe、Sb、Biがリッチで、逆にTeがプアーであった。また、記録膜と接する層の界面に0.4nmから0.1nmの極薄のゲルマニューム酸化物、アンチモン酸化物、ビスマス酸化物が存在することが確認された。
【０１５２】
（第１７の実施形態）(記録膜の組成の最も良い範囲の選択)N2添加
第２の実施形態の構成と同様な構成で界面層には、光入射側にGeCrN、反射膜側にCr2O3を用いてディスクを作成した。記録膜層は、Ge、Sb、Te、およびN(窒素)からなり、Ge、Sb、Teからなる化合物のの組成をGexSbyTez  と表すときx+y+z=100で、GeSbTe三元相図上で、x=55・z=45と、x=45・z=55と、x=10・y=28・z=42と、x=10・y=36・z=54とで囲まれた組成領域のGeSbTe系化合物にN(窒素)を1〜5at.%添加したものから選択されたものと、Ge、Sb、Te、BiまたはSn、およびN(窒素)からなり、前記GeSbTeの組成の一部をBiおよび/またはSnで置換した組成、これを（Ge（1-w）  Snw）x（Sbv  Bi（1-v））yTezと表すとき、x+y+z=100で、0≦w<0.5かつ0≦v<0.7を満たすGeSbTeBi、GeSbTeSn、GeSbTeBiSnにN(窒素)を0.1〜10at.%添加したもの、更には記録膜層が、Ge、Bi、Teからなり、その組成をGexBiyTez  と表すときx+y+z=100で、GeBiTe三元相図上で、x=55・z=45と、x=45・z=55と、x=10・y=28・z=42と、x=10・y=36・z=54とで囲まれたGe、Sb、Te、およびN(窒素)からなり、Ge、Sb、Teからなる化合物のの組成をGexSbyTez  と表すときx+y+z=100で、GeSbTe三元相図上で、x=55・z=45と、x=45・z=55と、x=10・y=28・z=42と、x=10・y=36・z=54とで囲まれた組成領域のGeSbTe系化合物にN(窒素)を0.1〜10at.%添加したものの中から選択したものを用いた。
【０１５３】
多くの組成について検討したが、本実施例では図９に示すものを代表例としてそれぞれにN(窒素)を1〜5at.%添加したものとした。本実施例ではGeSbTe系、GeSbTeSn系、およびGeBiTe系のそれぞれにN(窒素)を添加した記録膜膜を用いたディスクの例を示した。また、評価については、それぞれ第２の実施形態と同様な実験を２倍速の線速、すなわち線速10.8[m/sec]にて評価した。これらの結果を図１６に示す。この表に示すようにCNR、各SbERとも良好な特性を示した。OW回数も2000回以上と実用的な特性が得られ、かつ環境試験後に膜中に剥離は認められなかった。N(窒素)は、1〜5at.%が好適であるが、この中で3at.%近傍がより好適であった。
【０１５４】
上記の評価媒体と同様に作製したものを分析した結果、記録膜と接する層の界面に0.9nmから0.1nmの極薄のゲルマニューム酸化物、ビスマス酸化物が存在することが確認された。
【０１５５】
（比較例１−３）
次に比較例を示す。やはり第２の実施形態の構成と同様な構成で界面層にSiO2、Y2O3、を用いたディスク、および界面層を用いなかったディスクを作成した。図１７、１８に整理した。やはりそれぞれ第２の実施形態と同様な実験をした。これらの結果を図１７、１３に示す。この表に示すようにCNR、SbER、消去率のいずれかが十分な特性が得られなかった。そのため、OW特性の評価は未実施である。
【０１５６】
本発明の必須構成要件は、原子配列を可逆的に変化する記録膜を用いて記録を行う相変化型光記録媒体において、
基板と、原子配列を可逆的に変化させることができる記録膜と、該記録膜に接する結晶化促進機能を有する膜と、前記記録膜を保護する保護膜または誘電体膜と、前記光を反射させる反射膜とから構成され、
もしくは基板と、原子配列を可逆的に変化させることができる記録膜と、該記録膜に接する結晶化促進機能を有する膜と、前記記録膜を保護する保護膜または誘電体膜と、前記光を反射させる反射膜と、光学的エンハンス、および/または熱拡散に寄与する誘電体膜とから構成され、
前記記録膜を構成する元素が前記記録膜と接する部位から前記記録膜の厚さ方向、もしくは前記記録膜の面内方向に偏析、または濃度分布を有すること、
前記記録膜と接する部位に該記録膜の構成元素から構成される元素の１ｎｍ以下の極薄酸化膜を有すること、
記録膜の価電子帯の状態密度のトップからエネルギー準位の低い側に0.5[eV]のエネルギー準位における結晶状態の状態密度とアモルファス状態の状態密度の比(結晶状態の状態密度/アモルファス状態の状態密度)が1.0以上、2.5以下であることを具備することなどにあって、その他の膜等が、前記実施例に説明した材料に限定されるものでないことは言うまでもない。また、記録膜材料も、本発明の効果を損なわない範囲でGeSbTeに例えば、Co、V、Agなどを微量添加しても、またはGeBiTeに例えば、Co、V、Agなどを微量添加しても、本発明の構成要件を逸脱するものではない。また、本実施例は何ら基板の厚さや成膜の順番に制限をもたらすものではなく、成膜する基板を介して光を入射する形式の媒体にも、成膜した基板に別な透明シートを接着し、そのシートを介して光を入射する形式の媒体にも同様に適用できる。例えば、0.85程度の高NAの対物レンズを用い、光入射側の透明シート厚を0.1[mm]程度に薄く設計したタイプの記録媒体に関しても、本発明の効果が有効であることは以上の説明から明らかである。また、使用するレーザーの波長も405[nm]近傍に限定されるものではなく、界面層材料の光学特性からは、更に短波長の350[nm]、250[nm]近傍まで実質的に透明であり、本発明の効果が有効であると言える。
【０１５７】
なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、実施段階では、その要旨を逸脱しない範囲で種々に変形することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【０１５８】
【図１】本発明の実施形態の相変化記録媒体の断面図を示す図。
【図２】本発明の実施形態の結晶状態とアモルファス状態にある記録膜の価電子帯の状態密度を測定する試料の断面図を説明する図。
【図３】スパッタリング装置の構成図。
【図４】成膜時のプロセス・フローチャート。
【図５】本発明の実施形態の相変化記録媒体の記録膜の組成分布例。
【図６】記録膜の価電子帯の状態密度のトップからエネルギー準位の低い側に0.5[eV]のエネルギー準位における結晶状態の状態密度とアモルファス状態の状態密度の比（結晶状態の状態密度/アモルファス状態の状態密度）の測定結果
【図７】GeNの組成比図。
【図８】記録膜の組成図。
【図９】界面層の比較例。
【図１０】価電子帯の状態密度測定結果を示す図。
【図１１】界面層の比較例（価電子帯の状態密度測定結果）を示す図。
【図１２】標準評価条件を示す図。
【図１３】各実施形態におけるディスク特性測定結果を示す図。
【図１４】各実施形態の高速記録消去特性を示す図。
【図１５】各実施例に用いた記録膜組成と評価結果を示す図。
【図１６】各実施例に用いた窒素添加記録膜組成と評価結果を示す図。
【図１７】界面層の比較例の評価結果（ディスク特性）を示す図。
【図１８】界面層の比較例のサンプルの高速記録消去特性を評価した結果を示す図。
【符号の説明】
【０１５９】
１・・・ＰＣ基板、１１・・・第１干渉膜、１２・・・下部界面膜、１３・・・相変化光記録膜、１４・・・上部界面膜、１５・・・第２干渉膜、１６・・・反射膜、１７・・・第3干渉膜、１８・・・接着剤層である層間分離層、１９・・・Ｌ０情報層、２０・・・Ｌ１情報層、２１・・・記録膜を構成する元素の極薄酸化膜層
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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