(57)【要約】【課題】高密度での記録・消去が可能な情報記録媒体とその製造方法を提供する。【解決手段】情報記録媒体は、基板と、基板上に孤立して配置され、結晶相と非結晶相との間で相変化を起こす記録材料からなる複数のナノ微粒子と、を備え、記録材料は、ＳｂとＳｎ−Ｔｅからなる群から選ばれる少なくとも一つの第１元素Ｍ１と、Ｓｉ、Ｗ、Ｔａ、Ｍｏ、Ｂ、Ｒｕ、Ｎｂ、Ｔｉ、Ｖ、Ｎｉ、Ａｌ、Ｆｅ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｒｅ、Ｏｓ、Ｉｒ、Ｙ、ＰｔおよびＡｕからなる群から選ばれる少なくとも一つの第２元素Ｍ２と、を含む合金からなる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、
前記基板上に孤立して配置され、結晶相と非結晶相との間で相変化を起こす記録材料からなる複数のナノ微粒子と、
を備え、
前記記録材料は、ＳｂとＳｎ−Ｔｅからなる群から選ばれる少なくとも一つの第１元素Ｍ１と、Ｓｉ、Ｗ、Ｔａ、Ｍｏ、Ｂ、Ｒｕ、Ｎｂ、Ｔｉ、Ｖ、Ｎｉ、Ａｌ、Ｆｅ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｒｅ、Ｏｓ、Ｉｒ、Ｙ、ＰｔおよびＡｕからなる群から選ばれる少なくとも一つの第２元素Ｍ２と、を含む合金からなる、情報記録媒体。
【請求項２】
前記記録材料は、第２元素Ｍ２が１５原子％より少ないことを特徴とする請求項１に記載の情報記録媒体。
【請求項３】
前記記録材料は、第１元素Ｍ１がＳｎ−Ｔｅであり、Ｓｎが４７原子％以上、５３％原子％以下である、請求項１に記載の情報記録媒体。
【請求項４】
前記記録材料は、第２元素Ｍ２がＳｉ、Ｗ、Ｔａ、Ｍｏ、Ｂ、Ｒｕ、Ｎｂ、Ｔｉ、Ｖ、Ｎｉ、Ａｌ、Ｆｅ、Ｙ、ＰｔおよびＡｕより選ばれる一つの元素である請求項１に記載の情報記録媒体。
【請求項５】
前記ナノ微粒子は、その周囲が誘電体膜で覆われた、請求項１に記載の情報記録媒体。
【請求項６】
前記ナノ微粒子は、配列面に水平に切断したときに最大となる直径が３ｎｍ以上、１５０ｎｍ以下である、請求項１に記載の情報記録媒体。
【請求項７】
前記ナノ微粒子は、配列面に垂直に切断したときに最大となる高さが５ｎｍ以上、１５０ｎｍ以下である、請求項１に記載の情報記録媒体。
【請求項８】
前記ナノ微粒子は、近接場光を用いて情報を記録可能であることを特徴とする請求項１に記載の情報記録媒体。
【請求項９】
基板を用意する工程と、
前記基板上に、複数のピラーを孤立して配置する工程と、
前記ピラーの上に、ＳｂとＳｎ−Ｔｅからなる群から選ばれる少なくとも一つの第１元素Ｍ１と、Ｓｉ、Ｗ、Ｔａ、Ｍｏ、Ｂ、Ｒｕ、Ｎｂ、Ｔｉ、Ｖ、Ｎｉ、Ａｌ、Ｆｅ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｒｅ、Ｏｓ、Ｉｒ、Ｙ、ＰｔおよびＡｕからなる群から選ばれる少なくとも一つの第２元素Ｍ２と、を含む合金を含む記録材料を設ける工程と、
を含む、情報記録媒体の製造方法。
【請求項１０】
前記ピラーは、直径が３ｎｍ以上であって、１００ｎｍ以下である、請求項９に記載の情報記録媒体の製造方法。
【請求項１１】
前記ピラーの上に記録材料を設ける工程では、前記記録材料を含むターゲットを用いて、スパッタリング法によって前記ピラーの上に記録材料を設ける、請求項９に記載の情報記録媒体の製造方法。
【請求項１２】
基板を用意する工程と、
前記基板上に、ＳｂとＳｎ−Ｔｅからなる群から選ばれる少なくとも一つの第１元素Ｍ１と、Ｓｉ、Ｗ、Ｔａ、Ｍｏ、Ｂ、Ｒｕ、Ｎｂ、Ｔｉ、Ｖ、Ｎｉ、Ａｌ、Ｆｅ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｒｅ、Ｏｓ、Ｉｒ、Ｙ、ＰｔおよびＡｕからなる群から選ばれる少なくとも一つの第２元素Ｍ２と、を含む記録材料からなる膜を形成する工程と、
前記記録材料からなる膜上に配列面に水平に切断したときに最大となる直径が３ｎｍ以上、１００ｎｍ以下のパターンを有するマスクを形成する工程と、
前記パターンが形成された以外の領域の前記記録材料からなる膜をエッチングによって除去して、前記基板上に孤立して配置された、前記記録材料からなる複数のナノ微粒子を形成する工程と、
を含む情報記録媒体の製造方法。
【請求項１３】
前記記録材料からなる膜を形成する工程では、前記記録材料を含むターゲットを用いて、スパッタリング法によって前記記録材料からなる膜を形成する、請求項１２に記載の情報記録媒体の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光学的手段、特に近接場光によって情報を記録または再生する高密度な情報記録媒体とその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
これまで商品化されてきた光学的情報記録媒体として、ＣＤ（Ｃｏｍｐａｃｔ  Ｄｉｓｋ）やＤＶＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ  Ｄｉｓｋ）やブルーレイ・ディスク（Ｂｌｕ−ｒａｙ  Ｄｉｓｃ）がある。これらの媒体においては、記録再生用のレーザ光の波長を短くしたり、レンズの開口数ＮＡ（Ｎｕｍｅｒｉｃａｌ  Ａｐｅｒｔｕｒｅ）を高くしたり、トラックピッチをつめることにより高密度化（大容量化）を実現してきた。
【０００３】
これより更なる高密度化には、現行の光記録方式では、光の回折限界から最短マーク長を短くすることは困難であり、新たな技術が必要となる。近年、この光の回折限界を超える超解像技術として、近接場光を用いた記録方式が注目されている。光の波長より小さな物体には、光電場により原子の電気双極子が誘起されるが、この電気双極子が作る振動電界のうち、この小物体の直径程度のごく近くにある電磁界は、周囲へはほとんど伝播せず減衰する。この発生した電磁界が近接場であり、さらにこの近接場の中に微小な物体を散乱体として置くと、ふたたび伝播光となるのでこの微小な散乱体を観測することが可能になる。この新たな光が近接場光（エバネッセント光）である。この近接場光で形成されるスポットサイズは、照射される光の波長によらず、開口や微粒子サイズで決まる。
【０００４】
また、近接場光を発生させる技術として、金属の表面プラズモン共鳴を利用した近接場光発生素子が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。この技術では、微小な金属膜に適当な波長の光を照射して表面プラズモン共鳴を誘起し、金属膜近傍に近接場光を発生させて記録を行う。また、記録密度を向上させるため、予め基板にパターンを形成しておくことにより、安定した記録再生を行う技術も提案されている（例えば、特許文献２参照。）。これらの技術を利用して微小な記録マークを形成することで、光学的情報記録媒体のさらなる高密度化、大容量化が実現できると考えられる。
【０００５】
書換形の光学的情報記録媒体（例えば、ＤＶＤ−ＲＡＭやＢＤ−ＲＥなど）に用いられる記録膜としては、結晶とアモルファス（非結晶）との光学変化を利用した相変化材料が広く用いられてきた（例えば、特許文献３参照。）。このような材料は、記録膜へのレーザ照射により、記録膜を融点以上に温度を上昇させ溶融し、急冷することでアモルファスのマークを形成し記録する。また、結晶化温度以上に昇温し、徐冷することで結晶化することによってマークの消去を行う。このマークの記録・消去を繰り返し行っても、良好な信号品質を得ることができる。
【０００６】
このような相変化材料は、光の回折限界を超えた超解像技術を用いた高密度記録においても、高速で結晶核生成・成長ができ、有望な材料であると考えられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特許第４０３２６８９号公報
【特許文献２】特許第２５８４１２２号公報
【特許文献３】特許第２５７４３２５号公報
【非特許文献】
【０００８】
【非特許文献１】J. Phys. D: Appl. Phys., 33 (2000) 2653-2656.
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
相変化材料である記録材料をナノ微粒子化した場合に融点の低下がおこる可能性がある（例えば、非特許文献１参照。）。したがって、相変化材料の物性変化までを想定した光メモリの開発が重要である。
【００１０】
本発明の目的は、高密度での記録・消去が可能な情報記録媒体とその製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的を達成するために、本発明に係る情報記録媒体は、
基板と、
前記基板上に孤立して配置され、結晶相と非結晶相との間で相変化を起こす記録材料からなる複数のナノ微粒子と、
を備え、
前記記録材料は、ＳｂとＳｎ−Ｔｅからなる群から選ばれる少なくとも一つの第１元素Ｍ１と、Ｓｉ、Ｗ、Ｔａ、Ｍｏ、Ｂ、Ｒｕ、Ｎｂ、Ｔｉ、Ｖ、Ｎｉ、Ａｌ、Ｆｅ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｒｅ、Ｏｓ、Ｉｒ、Ｙ、ＰｔおよびＡｕからなる群から選ばれる少なくとも一つの第２元素Ｍ２と、を含む合金からなる。
【００１２】
これらの概括的かつ特定の態様は、システム、方法、製造方法並びにシステム、方法、製造方法の任意の組み合わせにより実現してもよい。
【発明の効果】
【００１３】
本発明に係る情報記録媒体によれば、基板上に孤立して配置され、結晶相と非結晶相との間で相変化を起こす記録材料からなる複数のナノ微粒子を備える。また、ナノ微粒子を構成する記録材料は、母体となる第１元素Ｍ１と、添加元素である第２元素Ｍ２とを含む合金からなる。第１元素Ｍ１は、ＳｂとＳｎ−Ｔｅからなる群から選ばれ、母体となる高結晶化能を有する。第２元素Ｍ２は、Ｓｉ、Ｗ、Ｔａ、Ｍｏ、Ｂ、Ｒｕ、Ｎｂ、Ｔｉ、Ｖ、Ｎｉ、Ａｌ、Ｆｅ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｒｅ、Ｏｓ、Ｉｒ、Ｙ、ＰｔおよびＡｕからなる群から選ばれ、母体となる第１元素Ｍ１について、融点を高くする効果を奏する。これによって記録材料として、融点と結晶化温度との差を大きくすることができる。この記録材料を用いることで、記録・消去動作において、広いパワーマージンを確保した高密度情報記録媒体を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の実施の形態１に係る情報記録媒体の構成を示す概略斜視図である。
【図２】図１の情報記録媒体の断面構造を示す一部断面図である。
【図３】（Ａ）〜（Ｄ）は、それぞれ実施の形態１に係る情報記録媒体の別の構成の断面構造を示す一部断面図である。
【図４】（Ａ）〜（Ｄ）は、それぞれ実施の形態１に係る情報記録媒体の別の構成の断面構造を示す一部断面図である。
【図５】本発明の実施の形態１に係る情報記録媒体への記録再生の方法の一例を示す概略斜視図である。
【図６】参考例の情報記録媒体への記録再生の方法の一例を示す概略斜視図である。
【図７】本発明の実施の形態２に係る情報記録媒体の構成を示す概略斜視図である。
【図８】（Ａ）〜（Ｃ）は、それぞれ実施の形態２に係る情報記録媒体の断面構造を示す一部断面図である。
【図９】（Ａ）〜（Ｄ）は、それぞれ実施の形態３に係る情報記録媒体の製造方法の各工程を示す一部断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
本発明の第１態様に係る情報記録媒体は、
基板と、
前記基板上に孤立して配置され、結晶相と非結晶相との間で相変化を起こす記録材料からなる複数のナノ微粒子と、
を備え、
前記記録材料は、ＳｂとＳｎ−Ｔｅからなる群から選ばれる少なくとも一つの第１元素Ｍ１と、Ｓｉ、Ｗ、Ｔａ、Ｍｏ、Ｂ、Ｒｕ、Ｎｂ、Ｔｉ、Ｖ、Ｎｉ、Ａｌ、Ｆｅ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｒｅ、Ｏｓ、Ｉｒ、Ｙ、ＰｔおよびＡｕからなる群から選ばれる少なくとも一つの第２元素Ｍ２と、を含む合金からなる。
【００１６】
第２態様に係る情報記録媒体は、上記第１態様の情報記録媒体において、前記記録材料は、第２元素Ｍ２が１５原子％より少ない。第２元素Ｍ２を１５原子％より少なくすることで結晶化温度の上昇を抑え、高い結晶化能を維持できる。
【００１７】
第３態様に係る情報記録媒体は、上記第１態様の情報記録媒体において、前記記録材料は、第１元素Ｍ１がＳｎ−Ｔｅであって、Ｓｎが４７原子％以上、５３％原子％以下である。第１元素Ｍ１が上記範囲にあるので、高い結晶化能を得ることができる。
【００１８】
第４態様に係る情報記録媒体は、上記第１態様の情報記録媒体において、第２元素Ｍ２がＳｉ、Ｗ、Ｔａ、Ｍｏ、Ｂ、Ｒｕ、Ｎｂ、Ｔｉ、Ｖ、Ｎｉ、Ａｌ、Ｆｅ、Ｙ、ＰｔおよびＡｕより選ばれる一つの元素である。第２元素として、上記範囲の元素を用いることで、融点を高くする効果が大きくなる。
【００１９】
第５態様に係る情報記録媒体は、上記第１態様の情報記録媒体において、前記ナノ微粒子は、その周囲が誘電体膜で覆われていてもよい。ナノ微粒子の周囲を誘電体膜で覆うことにより、ナノ微粒子を構成する記録材料を水分等から保護でき、情報記録媒体の信頼性を向上できる。
【００２０】
第６態様に係る情報記録媒体は、上記第１態様の情報記録媒体において、前記ナノ微粒子は、配列面に水平に切断したときに最大となる直径が３ｎｍ以上、１５０ｎｍ以下であってもよい。ナノ微粒子の直径を上記範囲内とすることによって、テラバイト級の高密度記録を実現することができる。
【００２１】
第７態様に係る情報記録媒体は、上記第１態様の情報記録媒体において、前記ナノ微粒子は、配列面に垂直に切断したときに最大となる高さが５ｎｍ以上、１５０ｎｍ以下であってもよい。ナノ微粒子の高さを上記範囲とすることによって、結晶化能の低下を抑制することなく、記録時に前記記録材料に蓄えられる熱を速やかに放熱することができる。
【００２２】
第８態様に係る情報記録媒体は、上記第１態様の情報記録媒体において、前記ナノ微粒子は、近接場光を用いて情報を記録可能である。近接場光を用いて記録することによって、テラバイト級の高密度記録を実現することができる。
【００２３】
本発明の第９態様に係る情報記録媒体の製造方法は、
基板を用意する工程と、
前記基板上に、複数のピラーを孤立して配置する工程と、
前記ピラーの上に、複数のピラーを孤立して配置する工程と、
前記ピラーの上に、ＳｂとＳｎ−Ｔｅからなる群から選ばれる少なくとも一つの第１元素Ｍ１と、Ｓｉ、Ｗ、Ｔａ、Ｍｏ、Ｂ、Ｒｕ、Ｎｂ、Ｔｉ、Ｖ、Ｎｉ、Ａｌ、Ｆｅ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｒｅ、Ｏｓ、Ｉｒ、Ｙ、ＰｔおよびＡｕからなる群から選ばれる少なくとも一つの第２元素Ｍ２と、を含む合金を含む記録材料を設ける工程と、
を含む。
【００２４】
第１０態様に係る情報記録媒体の製造方法は、上記第９態様の情報記録媒体の製造方法において、前記ピラーは、直径が３ｎｍ以上であって、１００ｎｍ以下であってもよい。
【００２５】
第１１態様に係る情報記録媒体の製造方法は、上記第９態様の情報記録媒体の製造方法において、前記ピラーの上に記録材料を設ける工程では、前記記録材料を含むターゲットを用いて、スパッタリング法によって前記ピラーの上に記録材料を設けてもよい。
【００２６】
本発明の第１２態様に係る情報記録媒体の製造方法は、
基板を用意する工程と、
前記基板上に、ＳｂとＳｎ−Ｔｅからなる群から選ばれる少なくとも一つの第１元素Ｍ１と、Ｓｉ、Ｗ、Ｔａ、Ｍｏ、Ｂ、Ｒｕ、Ｎｂ、Ｔｉ、Ｖ、Ｎｉ、Ａｌ、Ｆｅ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｒｅ、Ｏｓ、Ｉｒ、Ｙ、ＰｔおよびＡｕからなる群から選ばれる少なくとも一つの第２元素Ｍ２と、を含む記録材料からなる膜を形成する工程と、
前記記録材料からなる膜上に配列面に水平に切断したときに最大となる直径が３ｎｍ以上、１００ｎｍ以下のパターンを有するマスクを形成する工程と、
前記パターンが形成された以外の領域の前記記録材料からなる膜をエッチングによって除去する工程と、
を含む。
【００２７】
第１３態様に係る情報記録媒体の製造方法は、上記第１２態様の情報記録媒体の製造方法において、前記記録材料からなる膜を形成する工程では、前記記録材料を含むターゲットを用いて、スパッタリング法によって前記記録材料からなる膜を形成してもよい。
【００２８】
＜ナノ微粒子形状の記録材料における課題＞
本発明者らは、ナノ微粒子形状の記録材料における物性変化に着目し、それにより生じる高密度情報記録媒体の課題を見出した。
【００２９】
本発明におけるナノ微粒子形状とは、体積的に１×１０−９ｍ３より小さいサイズの粒子形状のものを示す。その形状は、球、楕円球、円柱、円錐、Ｘ（ただしＸは３以上の整数）角柱、Ｘ（ただしＸは３以上の整数）角錐台、略円柱、略円錐、略Ｘ（ただしＸは３以上の整数角）柱、略Ｘ（ただしＸは３以上の整数）角錐など様々である。そこで、粒子の大きさとして直接に測定された体積が、幾何学公式を用いて規則的な形状（例えば、球や立方体）の粒子に換算した体積が上記の１×１０−９ｍ３相当であればナノ微粒子と称する。
【００３０】
本発明では、記録材料をナノ微粒子化したときの融点および結晶化温度に注目した。
まず、融点に関しては、記録材料をナノ微粒子化したときには、その記録材料のバルク状態での融点より低くなることが知られている。この融点降下は、ナノ微粒子の粒径ｒが小さいほど顕著であり、ほぼ１／ｒに比例する。ここでの粒径とは有効粒径を示す。記録材料が金属物質であれば、おおよそ粒径５０ｎｍで数度程度、粒径５ｎｍで数十度程度、融点が低くなる。融点降下の現象が起こる原因は、融点における熱平衡状態での全自由エネルギーの変化量の中で、表面エネルギーの寄与が粒径の減少とともに増すことにある。つまり、記録材料のナノ微粒子化で表面積比が増えることで、表面活性の影響が大きくなり、その結果、少ないエネルギーで溶融しうるため、融点が降下する。
【００３１】
次に、記録材料のナノ微粒子化による結晶化温度への影響に関しては、上述の融点のように表面エネルギーの寄与による降下もあるが、それ以上に体積減少による結晶核生成確率の低下による結晶化温度上昇が大きく影響する。つまり、ナノ微粒子化によって体積が減少することでナノ微粒子中における結晶核が生成されにくくなり、それによって結晶成長が抑制され、結晶化温度が上昇する。前述の通り表面エネルギーの寄与による結晶化温度の降下は表面積比に依存するのに対し、結晶核生成の抑制は体積比に依存することから、ナノ微粒子化したときの結晶化温度は、結晶核生成の抑制による影響のほうが大きく、その結果、結晶化温度は上昇すると考えられる。
【００３２】
このように記録材料をナノ微粒子化したときには、（１）融点の降下、（２）結晶化温度の上昇との２つの効果が生じる。その結果、ナノ微粒子形状の情報記録媒体においては薄膜状の情報記録媒体に対し、（１）融点の降下によって、アモルファス形成（＝記録）時の記録パワーが低下し、（２）結晶化温度の上昇によって、結晶化（＝消去）時のパワーが上昇する。つまり、情報記録媒体としての記録・消去のパワーマージンの低下を意味する。
【００３３】
そこで本発明者らは、高融点であり、ナノ微粒子化に伴う結晶化温度の上昇が少ない記録材料を開発することを解決すべき課題として認識したものである。具体的には、ナノ微粒子形状においても融点と結晶化温度の差が大きい相変化材料を提供することを目的とし、本発明に至ったものである。
【００３４】
本発明の一態様によれば、記録材料の母体である第１元素Ｍ１として、結晶化能が高い、つまり結晶核ができやすい材料に対し、高融点化できる第２元素Ｍ２を添加することにより融点を上昇させることで、ナノ微粒子化形状での融点−結晶化温度差を広げることができる。なお、添加することによって高融点化させる第２元素Ｍ２には、多量に添加することで結晶化能の低下を引き起こすものもあるため、第２元素Ｍ２は、１５原子％より少ないことが好ましい。これによって、記録・消去動作において、広いパワーマージンを確保した情報記録媒体が得られる。
【００３５】
以下、本発明における実施の形態に係る情報記録媒体及びその製造方法について、添付図面を参照しながら説明する。図面において実質的に同一の部材には同一の符号を付している。なお、以下の実施の形態は例示的なものであり、本発明は、以下の実施の形態に限定されない。
【００３６】
（実施の形態１）
本発明の実施の形態１に係る高密度情報記録媒体の一例を説明する。図１は、実施の形態１に係る情報記録媒体１００の構成を示す概略斜視図である。図１に示す情報記録媒体１００は、基板１０１上に、孤立して配置され、結晶相と非結晶相との間で相変化を起こす記録材料１０３を有する複数のナノ微粒子１０２を備えている。記録材料１０３は、ＳｂとＳｎ−Ｔｅからなる群から選ばれる少なくとも一つの第１元素Ｍ１と、Ｓｉ、Ｗ、Ｔａ、Ｍｏ、Ｂ、Ｒｕ、Ｎｂ、Ｔｉ、Ｖ、Ｎｉ、Ａｌ、Ｆｅ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｒｅ、Ｏｓ、Ｉｒ、Ｙ、ＰｔおよびＡｕからなる群から選ばれる少なくとも一つの第２元素Ｍ２と、を含む合金からなる。
【００３７】
以下に、この情報記録媒体１００を構成する各構成部材について説明する。
【００３８】
＜基板＞
基板１０１は、円盤状の基板である。なお、基板１０１は、円盤形状に限られるものではなく、他の形状であってもよい。基板１０１の材料としては、平坦性が高く、記録・再生のために情報記録媒体１００を回転させたときの安定性が高いものが好ましく、ガラス、またはシリコンやアルミなどの金属、またはポリカーボネートなどのプラスチック材料を用いることができる。
【００３９】
＜ナノ微粒子＞
図２は、図１の情報記録媒体１００の断面構造を示す一部断面図である。この情報記録媒体１００は、基板１０１上に孤立して配置された記録材料１０３からなる複数のナノ微粒子１０２を備える。このナノ微粒子１０２は、上述のように、体積的に１×１０−９ｍ３より小さいサイズの粒子形状のものをいう。その形状は、球、楕円球、円柱、円錐、Ｘ（ただしＸは３以上の整数）角柱（例えば、三角柱、四角柱等）、Ｘ（ただしＸは３以上の整数）角錐台（例えば、三角錐台、四角錘台等）、略円柱、略円錐、略Ｘ（ただしＸは３以上の整数角）柱（例えば、略三角柱、略四角柱等）、略Ｘ（ただしＸは３以上の整数）角錐（例えば、略三角錐、略四角錐等）などである。
【００４０】
＜記録材料＞
ナノ微粒子１０２を構成する記録材料１０３には、結晶相と非結晶相との間で相変化を起こす記録材料を用いることができる。この記録材料としては、ＳｂとＳｎ−Ｔｅとからなる群から選ばれる少なくとも一つの第１元素Ｍ１と、Ｓｉ、Ｗ、Ｔａ、Ｍｏ、Ｂ、Ｒｕ、Ｎｂ、Ｔｉ、Ｖ、Ｎｉ、Ａｌ、Ｆｅ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｒｅ、Ｏｓ、Ｉｒ、Ｙ、ＰｔおよびＡｕからなる群から選ばれる少なくとも一つの第２元素Ｍ２と、からなる合金を含む。上記第１元素Ｍ１は、記録材料１０３の母体となるものであって、従来の記録材料に比べて結晶化速度が速い、すなわち結晶化能が高い記録材料である。なお、第１元素Ｍ１として、Ｓｎ−Ｔｅの場合、Ｓｎが４７原子％以上、５３％原子％以下であることが好ましい。Ｓｎ−Ｔｅ系合金では、ちょうどモル比１：１においてＳｎＴｅの化合物を形成する。このＳｎＴｅは、結晶化速度が速い、すなわち結晶化能が高い。また、上記第２元素Ｍ２は、記録材料１０３の母体である第１元素Ｍ１についてその融点を上げる効果がある。そこで、第２元素Ｍ２は、１原子％以上であることが好ましく、２原子％以上であることがより好ましい。一方、第２元素Ｍ２は、結晶化温度を上げる効果を有するので、１５原子％未満であることが好ましく、１０原子％以下であることがより好ましい。
【００４１】
記録材料１０３の具体的な構成としては、第１元素Ｍ１及び第２元素Ｍ２を適宜選択することによって決定される。記録材料１０３の一例としては、第１元素Ｍ１としてＳｂを選択した場合には、例えば、Ｓｂ−Ｓｉ、Ｓｂ−Ｗ、Ｓｂ−Ｔａ、Ｓｂ−Ｍｏ、Ｓｂ−Ｂ、Ｓｂ−Ｒｕ、Ｓｂ−Ｎｂ、Ｓｂ−Ｔｉ、Ｓｂ−Ｎｉ、Ｓｂ−Ａｌ、Ｓｂ−Ｚｒ、Ｓｂ−Ｙ、Ｓｂ−Ｓｉ−Ｗ、Ｓｂ−Ｓｉ−Ｔａ、Ｓｂ−Ｓｉ−Ｍｏ、Ｓｂ−Ｗ−Ｔａ、Ｓｂ−Ｗ−Ｍｏ、Ｓｂ−Ｔａ−Ｍｏなどが挙げられる。一方、記録材料１０３は、第１元素Ｍ１としてＳｎ−Ｔｅを選択した場合には、例えば、Ｓｎ−Ｔｅ−Ｓｉ、Ｓｎ−Ｔｅ−Ｗ、Ｓｎ−Ｔｅ−Ｔａ、Ｓｎ−Ｔｅ−Ｂ、Ｓｎ−Ｔｅ−Ｓｉ−Ｗ、Ｓｎ−Ｔｅ−Ｓｉ−Ｔａなどが挙げられる。
【００４２】
＜第１誘電体膜及び第２誘電体膜＞
図３（Ａ）〜（Ｄ）は、それぞれ実施の形態１の情報記録媒体１００の別の構成の断面構造の詳細を示す一部断面図である。図３（Ａ）〜（Ｄ）は、それぞれ上記記録材料１０３の界面に第１誘電体膜１０４および第２誘電体膜１０５が設けられた断面構造を示している。具体的には、図３（Ａ）は、基板１０１と記録材料１０３との間に下部保護膜１０４を設けている構成例の断面図である。図３（Ｂ）は、記録材料１０３の形状に沿って上部保護膜１０５を設けている構成例の断面図である。図３（Ｃ）は、基板１０１と記録材料１０３との間に下部保護膜１０４を設けると共に、記録材料１０３の形状に沿って上部保護膜１０５を設けている構成例の断面図である。図３（Ｄ）は、基板１０１と記録材料１０３との間に下部保護膜１０４を設けると共に、記録材料１０３を覆って面一となるように上部保護膜１０５を設けている構成例の断面図である。
【００４３】
第１誘電体膜１０４および第２誘電体膜１０５は、記録材料１０３を水分等から保護する働きと、光学的距離を調節してナノ微粒子１０２の光吸収率や結晶−アモルファスの反射率比を高める働きと、記録材料１０３の結晶化を促進するなどの働きを有する。第１誘電体膜１０４および第２誘電体１０５の材料としては、例えば、ＺｒＯ２、ＨｆＯ２、ＳｉＯ２、Ｎｂ２Ｏ５、Ｃｒ２Ｏ３、Ａｌ２Ｏ３、ＴｉＯ２、Ｉｎ２Ｏ３、ＭｇＯ、ＺｎＯ、Ｎｂ２Ｏ５、Ｔａ２Ｏ５およびＡｌ２Ｏ３等といった酸化物やＬａＦ３、ＣｅＦ３、ＹＦ３といったフッ化物、Ｃ−Ｎ、Ｔｉ−Ｎ、Ｚｒ−Ｎ、Ｎｂ−Ｎ、Ｔａ−Ｎ、Ｓｉ−Ｎ、Ｇｅ−Ｎ、Ｃｒ−Ｎ、Ａｌ−Ｎ、Ｇｅ−Ｓｉ−ＮおよびＧｅ−Ｃｒ−Ｎ等の窒化物を用いることができる。また、ＺｎＳ、ＺｎＳとＳｉＯ２の混合物等の硫化物やＳｉＣ等の炭化物も用いることができる。また、上記材料の混合物も用いることができる。
【００４４】
これら第１誘電体膜１０４および第２誘電体膜１０５は、周期的な微粒子構造を仮定し、ＲＣＷＡ法（Ｒｉｇｏｒｏｕｓ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｗａｖｅ Ａｎａｌｙｓｉｓ）により、最適な反射率比が計算できる。具体的な膜厚としては、５ｎｍ〜１２０ｎｍの範囲内にあることが好ましい。
【００４５】
＜第１反射膜及び第２反射膜＞
図４（Ａ）〜（Ｄ）は、本発明の情報記録媒体１００の別の構成の断面構造の詳細を示す部分断面図である。図４（Ａ）〜（Ｄ）は基板上および光照射側に第１反射膜１０６および第２反射膜１０７が設けられた構造である。具体的には、図４（Ａ）は、基板１０１と記録材料１０３との間に下部反射膜１０６及び下部保護膜１０４を設けている構成例の断面図である。図４（Ｂ）は、基板１０１と記録材料１０３との間に下部反射膜１０６及び下部保護膜１０４を設けると共に、記録材料１０３の形状に沿って上部保護膜１０５を設けている構成例の断面図である。図４（Ｃ）は、基板１０１と記録材料１０３との間に下部反射膜１０６及び下部保護膜１０４を設けると共に、記録材料１０３の形状に沿って上部保護膜１０５及び上部反射膜１０７を設けている構成例の断面図である。図４（Ｄ）は、基板１０１と相変化ナノ粒子１０１との間に下部反射膜１０６及び下部保護膜１０４を設けると共に、記録材料１０３を覆って面一となるように上部保護膜１０５を設け、さらにその上に上部反射膜１０７を設けている構成例の断面図である。
【００４６】
第１反射膜１０６および第２反射膜１０７は、光を効率的に吸収させ、近接場光がナノ微粒子１０２に集光しやすくなり、高感度の記録を行うことが可能となる。第１反射膜１０６および第２反射膜１０７の材料としては、金属材料を用いることが好ましく、例えばＡｇ、Ａｕ、Ｃｕ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ａｌ、Ｃｒ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｔａ、Ｗ、Ｒｅ、Ｏｓ及びＩｒ等から選ばれる１種または複数種の金属を用いることができる。具体的には、例えば、Ａｇ−Ｃｕ、Ａｇ−Ｐｄ、Ａｇ−Ｐｄ−Ｃｕ、Ａｇ−Ｐｄ−Ｔｉ、Ａｇ−Ｒｕ−Ａｕ、Ａｇ−Ｃｕ−Ｎｉ、Ａｇ−Ｚｎ−Ａｌ、Ａｇ−Ｎｄ−Ａｕ、Ａｇ−Ｎｄ−Ｃｕ、Ａｇ−Ｂｉ、Ａｇ−Ｇａ、Ａｇ−Ｇａ−Ｉｎ、Ａｇ−Ｇａ−Ｃｕ、Ａｇ−Ｉｎ、Ａｇ−Ｉｎ−Ｓｎ、Ａｌ−Ｃｒ、Ａｌ−Ｔｉ、Ａｌ−Ｎｉ、Ａｌ−Ｃｕ、Ａｕ−Ｐｄ、Ａｕ−ＣｒまたはＣｕ−Ｓｉといった合金を用いることができる。特に、Ａｇを５０原子％以上含むＡｇ合金は近接場光をナノ微粒子１０２に集中させやすく、第１反射膜１０６および第２反射膜１０７として好ましい。
【００４７】
第１反射膜１０５の厚みは、１０ｎｍ以上であることが好ましく、２０ｎｍ以上であることがより好ましい。第１反射膜１０５の厚みを２０ｎｍ以上とすることで、記録材料１０３を透過した近接場光を反射して再び記録材料１０３に戻すことにより、近接場光を効率的に記録材料１０３に吸収させることが可能となる。また、第２反射膜１０７の厚みは、１０ｎｍ以下であることが好ましく、５ｎｍ以下であることがより好ましい。第２反射膜１０７の厚みを５ｎｍ以下とすることで、十分な強度の近接場光を記録材料１０３まで到達させるとともに、近接場光を効率的に記録材料１０３に集光させ、安定した記録を行うことが可能となる。
【００４８】
また、必要に応じ記録材料１０３に接して、結晶核生成を促進する膜を設けてもよい（図示せず）。
【００４９】
＜情報記録媒体への記録方法＞
図５は、本実施の形態に係る情報記録媒体１００に情報を記録する方法の一例を示している。図５に示すように、Ａｕからなるアンテナ２０１に、偏光方向２０４を持つ光２０２を照射する。これにより、プラズモン増強によって偏光方向にあるアンテナ２０１の頂点２０３に強い近接場光が発生する。そして、この増強した近接場光によって記録材料１０３が昇温され、記録材料１０３に情報が記録される。具体的には、記録材料１０３を、融点以上に加熱した後に急冷することで記録材料１０３をアモルファス化することでマークを形成して、情報を記録する。一方、結晶化温度または融点以上に加熱した後に徐冷することにより記録材料１０３を結晶化し、情報の消去を行う。このように、記録材料１０３がアモルファス状態のときと結晶状態のときで異なる物性を有することを利用して、情報を記録・消去することができる。
なお、本実施の形態では、アンテナ２０１の材料としてＡｕを用いたがこれに限定されず、使用するレーザの波長に合わせてそれとプラズモン共鳴するような材料を選ぶことが好ましい。
【００５０】
また、上記の例では、情報記録媒体への情報の記録方法として、近接場光による記録方法を説明したが、記録方法はこれに限られない。例えば、電気的にスポット加熱を行って、情報を記録・消去してもよい。これによって、この情報記録媒体を、例えば、電気的情報記録媒体として使用することができる。
【００５１】
＜ナノ微粒子の大きさについて＞
ここで、本実施の形態の図５に示すように、孤立して配置されたナノ微粒子１０２へ情報を記録した場合と、図６の参考例のように、孤立していない連続的な相変化薄膜２０５へ情報を記録した場合とを比較する。図５に示すように、基板１０１上にそれぞれ孤立して配列されたナノ微粒子１０２に情報を記録した場合、その大きさを最小単位とした良好な記録を行うことができた。一方、図５のような連続的な相変化薄膜２０５に情報を記録した場合、相変化薄膜２０５を結晶化する際に、近接場光により相変化薄膜２０５が加熱されると、相変化薄膜２０５中に熱が拡散する。このため、近接場光のスポットが１５０ｎｍ以下であっても、１５０ｎｍ以上の大きな記録マークしか記録できなかった。
【００５２】
ここで、熱拡散に起因して、連続的な相変化薄膜２０５（図６）と孤立して配置された複数のナノ微粒子１０２（図５）とで、記録マークの大きさに差が出始めるのは、記録マークが３０ｎｍ以下となる場合である。従って、情報を１５０ｎｍ以下の微小領域に記録する場合には、それぞれが孤立した１５０ｎｍ以下のナノ微粒子１０２を用いることが好ましい。
【００５３】
さらに、ナノ微粒子１０２が３ｎｍ程度まで小さくなると、熱的な揺らぎによって、記録材料１０３に記録された情報を安定的に保持することが困難になる。さらに、ナノ微粒子１０２の体積が小さくなると、記録材料１０３を取り囲む周辺材料との界面を形成する領域の割合が増大し、薄膜の場合に比べ界面からの放熱量が多くなる。したがって、ナノ微粒子１０２が近接場光により昇温された後、急激に冷却されることになり、記録材料１０３を結晶化に必要な時間だけ結晶化温度以上で保持することが困難になり、記録材料１０３の結晶化が困難となってしまう。従って、ナノ微粒子１０２の長径は３ｎｍ以上であることが好ましい。
【００５４】
なお、記録材料１０３の厚みは、ナノ微粒子１０２の配列方向の長径の１／２以上、２倍以下であることが好ましい。記録材料１０３の厚みがこの範囲にあることにより、近接場光を効率的にナノ微粒子１０２に集中させ、安定した記録を行うことが可能となる。
【００５５】
＜情報記録媒体の製造方法＞
本実施の形態１の情報記録媒体１００の製造方法に関して説明する。
（１）まず、基板１０１（例えば、厚み０．６ｍｍ、直径（Φ）２．５インチ）を準備して、成膜装置内に配置する。
（２）その後、必要に応じて基板１０１上に第１反射膜１０６を成膜する。第１反射膜１０６は、第１反射膜１０６を構成する金属または合金からなるターゲットを、希ガス（例えば、Ａｒガス）雰囲気中、または希ガスと反応ガス（例えば、Ｏ2ガス及びＮ2ガスから選ばれる少なくとも一つのガス）との混合ガス雰囲気中で直流（ＤＣ）電源、パルスＤＣ電源、または高周波（ＲＦ）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。第１反射膜１０６は金属または合金であるため、成膜速度を高められるＤＣ電源、またはパルスＤＣ電源を用いてスパッタリングすることが好ましい。
【００５６】
（３）続いて、基板１０１上、あるいは第１反射膜１０６に、必要に応じて第１誘電体膜１０４を成膜する。第１誘電体膜１０４は、第１誘電体膜１０４を構成する誘電体からなるターゲットを、希ガス雰囲気中、または希ガスと反応ガス（例えば、Ｏ2ガス及びＮ2ガスから選ばれる少なくとも一つのガス）との混合ガス雰囲気中でＲＦ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。なお、成膜速度を高めるため、第１誘電体膜１０３を構成する材料に導電性の材料を微量添加してターゲットに導電性を付加し、ＤＣ電源、またはパルスＤＣ電源を用いてスパッタリングすることもできる。また、第１誘電体膜１０４は、第１誘電体膜１０４を構成する金属からなるターゲットを、希ガスと反応ガスとの混合ガス雰囲気中でＤＣ電源、パルスＤＣ電源、またはＲＦ電源を用いて反応性スパッタリングすることによっても形成できる。
【００５７】
あるいは、第１誘電体膜１０４は、単独の誘電体の各々のターゲット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誘電体膜１０４は、２種以上の誘電体を組み合わせた２元系ターゲットや３元系ターゲットなどを、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。これらのターゲットを使用する場合でも、スパッタリングは、希ガス雰囲気中、または希ガスと反応ガス（例えば、Ｏ2ガス及びＮ2ガスから選ばれる少なくとも一つのガス）との混合ガス雰囲気中で実施することができる。
【００５８】
（４）続いて、基板１０１上、第１反射膜１０６上、あるいは第１誘電体膜１０４上に、記録材料１０３を成膜する。記録材料１０３は、記録材料１０３を構成するＭ１−Ｍ２合金（Ｍ１（ただし、Ｍ１はＳｂまたはＳｎ−Ｔｅ）とＭ２（ただし、Ｍ２はＳｉ、Ｗ、Ｔａ、Ｍｏ、Ｂ、Ｒｕ、Ｎｂ、Ｔｉ、Ｖ、Ｎｉ、Ａｌ、Ｆｅ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｒｅ、Ｏｓ、Ｉｒ、Ｙ、ＰｔおよびＡｕより選ばれる少なくとも一つの元素））からなるターゲットを、希ガス（例えば、Ａｒガス）雰囲気中、または希ガスと反応ガス（例えば、Ｏ2ガス及びＮ2ガスから選ばれる少なくとも一つのガス）との混合ガス雰囲気中で直流（ＤＣ）電源、パルスＤＣ電源、または高周波（ＲＦ）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。記録材料１０３は合金であるため、成膜速度を高められるＤＣ電源、またはパルスＤＣ電源を用いてスパッタリングすることが好ましい。また、記録材料１０３は、２種以上の金属または合金ターゲット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、具体的には複数ターゲットの組み合わせとして、ＳｂターゲットとＳｉターゲット、ＳｂターゲットとＴａターゲット、ＳｂターゲットとＷターゲット、Ｓｎ−ＴｅターゲットとＳｉターゲット、Ｓｎ−ＴｅターゲットとＴａターゲット、ＳｎターゲットとＴｅターゲットとＳｉターゲットなどが挙げられる。
【００５９】
（５）続いて、記録材料１０３上に、必要に応じて第２誘電体膜１０５を成膜する。第２誘電体膜１０５は、第１誘電体膜１０４と同様の方法で成膜できる。
（６）続いて、記録材料１０３あるいは第２誘電体膜１０５上に、必要に応じて第２反射膜１０７を成膜する。第２反射膜１０７は、第１反射膜１０６と同様の方法で成膜できる。
【００６０】
なお、第１反射膜１０５と第１誘電体膜１０４の間、第１誘電体膜１０４と記録材料１０３の間、記録材料１０３と第２誘電体膜１０５の間、第２誘電体膜１０５と第２反射膜１０７の間に、必要に応じて界面膜（図示せず）を成膜してもよい。なお、界面膜は、第１誘電体膜１０４および第２誘電体膜１０５と同様、酸化物、窒化物、炭化物、硫化物、及び弗化物より選ばれる少なくとも一つを含む材料を用いて形成することができる。
【００６１】
ここで、記録材料１０３を成膜した後、あるいは第２誘電体膜１０５を成膜した後に、記録材料１０３を孤立して配置させるため、レジストを記録材料１０３上、あるいは第２誘電体膜１０５上に例えばスピンコート法を用いて塗布し、電子線描画装置で電子線をレジストに照射後、レジストを現像して電子線を照射した部分を除去（ポジ型）、あるいは照射していない部分を除去（ネガ型）することにより、レジストに所望のパターンを形成する。なお、レジストとなる材料としては、例えば、Ｔｅの酸化物やＺｎＳ、遷移金属の酸化物などの無機物や、一般的な電子線用の有機材料からなるレジスト（例えば、日本ゼオン社製の商品名ＺＥＰ５２０、トクヤマ社製の商品名ＴＥＢＮ−１）を用いることができる。なお、レジストの材料は、記録材料１０３や第２誘電体膜１０５等とのエッチングレート比を考慮して選択することが好ましい。その後、記録材料１０３、第２誘電体膜１０５をドライエッチングすることにより、所望のパターンで記録材料１０３を孤立させる（ナノ微粒子１０２を形成する）ことができる。なお、ドライエッチングには、フッ素系ガス（ＣＦ４、ＳＦ６、ＣＨＦ３など）やＡｒガス、及びＯ２ガスなどを用いることができる。
【００６２】
また、記録材料１０３を覆って第２誘電体膜１０５を形成したのち、表面の凹凸を無くして平坦化してもよい。平坦化には、化学機械研磨（Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  Ｐｏｌｉｓｈｉｎｇ、ＣＭＰ）やイオンミリングなどの方法を用いることができる。
【００６３】
なお、記録材料１０３上、第２誘電体膜１０５上、あるいは第２反射膜１０７上に、必要に応じて保護膜（図示せず）を形成してもよい。保護膜には、例えばＤＬＣ（Ｄｉａｍｏｎｄ−Ｌｉｋｅ  Ｃａｒｂｏｎ）膜を用いることができる。
【００６４】
また、記録材料１０３）上、第２誘電体膜１０５、第２反射膜１０７上、あるいは保護膜上に、必要に応じて潤滑膜（図示せず）を形成してもよい。潤滑膜には、例えばフッ素系溶剤の単分子膜を用いることができる。
【００６５】
（７）最後に、記録材料１０３を成膜した後、第２誘電体膜１０５を成膜した後、第２反射膜１０７を成膜した後、保護膜を形成した後、あるいは潤滑膜を形成した後、必要に応じて、記録材料１０３を結晶化させる初期化工程を行ってもよい。記録材料１０３の結晶化は、レーザビームを照射や電気炉等でのアニールすることによって行うことができる。
以上のようにして、情報記録媒体１００を製造できる。
【００６６】
なお、本実施の形態１においては、各層の成膜方法としてスパッタリング法を用いたが、これに限定されず真空蒸着法、イオンプレーティング法、ＣＶＤ法、またはＭＢＥ法等を用いることも可能である。
【００６７】
以上、本発明の実施の形態１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の形態に適用することができる。
【００６８】
（実施の形態２）
本発明の実施の形態２に係る高密度情報記録媒体３００の一例を説明する。図７は、実施の形態２に係る情報記録媒体３００の構成を示す概略斜視図である。図７に示す情報記録媒体３００は、基板１０１上に、孤立して配置された記録材料からなる複数のナノ微粒子３０２を備えている。
【００６９】
本実施の形態２では、実施の形態１と同様に、基板１０１上にナノ微粒子３０２をそれぞれ孤立した状態で配列させている。本実施の形態でのナノ微粒子３０２は、図７に示すように、基板１０１上に予め複数のピラー３０１からなるパターンを形成し、ピラー３０１上に記録材料等を形成することで、それぞれ孤立して配置された状態の複数のナノ微粒子３０２を形成している。
【００７０】
まず、図７に示すように、基板１０１上に円筒形のピラー３０１を複数形成した。ここで、各ピラー３０１は、幅：略３〜１５０ｎｍ、高さ：略３〜１５０ｎｍである。このとき、ピラー３０１同士が接しないように各ピラー３０１を孤立した状態で形成した。このように、基板１０１上に複数のピラー３０１からなるパターンを形成した後、記録材料等を必要に応じて成膜した。
【００７１】
図８（Ａ）〜（Ｃ）は、本実施の形態２における情報記録媒体３００の一部断面の詳細を示す。
図８（Ａ）は、ピラー３０１上に記録材料３０３を成膜した構成例の断面図である。記録材料３０３は、前述した実施の形態１の記録材料１０３と同様の機能を有し、同様の材料を用いることができる。図８（Ｂ）は、ピラー３０１上に第１誘電体膜３０４、記録材料３０３および第２誘電体膜３０５をこの順に成膜した構成例の断面図である。第１誘電体膜３０４は、前述した実施の形態１の第１誘電体膜１０４と同様の機能を有し、同様の材料を用いることができる。また、第２誘電体膜３０５は、前述した実施の形態１の第２誘電体膜１０５と同様の機能を有し、同様の材料を用いることができる。図８（Ｃ）は、ピラー３０１上に第１反射膜３０６、第１誘電体膜３０４、記録材料３０３、第２誘電体膜３０５、第２反射膜３０７をこの順に成膜した構成例の断面図である。第１反射膜３０６は、前述した実施の形態１の第１反射膜１０６と同様の機能を有し、同様の材料を用いることができる。また、第２反射膜３０７は、前述した実施の形態１の第２反射膜１０７と同様の機能を有し、同様の材料を用いることができる。
【００７２】
本実施の形態２では、ピラー３０１は、ナノ・インプリント技術を用いて形成することができる。ナノ・インプリント技術では、例えば、基板に設ける所望のパターンとは逆のパターン（凹形状）を電子線描画によって設けた原盤（モールド）をあらかじめ準備し、このモールドを熱硬化性樹脂にガラス転移温度以上でプレスし、モールドの微細構造を樹脂に転写することによってピラー３０１を形成する。但し、ピラー３０１の形成方法はこれに限定されるものではなく、他の方法でピラー３０１を形成しても構わない。例えば、電子線描画によって作成したパターンに基づき、基板１０１をエッチングすることで形成することもできる。
【００７３】
また、基板１０１上に形成するピラー３０１の形状についても、図７に示すような円筒形に限定されず、球、楕円球、円錐、Ｘ（ただしＸは３以上の整数）角柱、Ｘ（ただしＸは３以上の整数）角錐台、略円柱、略円錐、略Ｘ（ただしＸは３以上の整数角）柱、略Ｘ（ただしＸは３以上の整数）角錐、ほぼ逆三角錐等であっても構わない。
【００７４】
上述したように、ナノ微粒子３０２は、孤立した状態になることが好ましい。また、ピラー３０１上に成膜されるナノ微粒子３０２はできるだけ微小化して、かつ孤立した状態の相変化ナノ微粒子３０２同士をできるだけ近接して設けることが、記録の高密度化の面でより好ましい。
【００７５】
また、記録材料３０３を成膜するに際し、ピラー３０１の側面には記録材料３０３が形成されないようにすることが好ましい。そのためスパッタ成膜において、ピラー３０１に対し、垂直性高く成膜することが好ましい。スパッタ粒子の基板に対する垂直性（指向性）を高くするには、例えば、基板とターゲットの間の距離が長くしたロングスロースパッタ装置や、基板とターゲットの間にマスクを用いた成膜方法を適用することが好ましい。また、平均自由工程を長くするため低圧や低パワーで成膜することが好ましい。これにより、ナノ微粒子３０２同士を容易に孤立させることができる。
【００７６】
上述のように、記録密度を高めるためには、孤立した状態のナノ微粒子３０２同士をできるだけ近接して設けることが望ましい。よって、記録密度を高めるためには、ピラー３０１同士の間隔が狭い方が好ましい。ただし、ピラー３０１同士の間隔が狭すぎると、各ピラー３０１の上面に形成されたナノ微粒子３０２同士が接触し、孤立状態が担保できなくなる可能性がある。よって、これらの点を考慮して、ピラー３０１同士の間隔を設計することが望ましい。
【００７７】
例えば、スパッタリングによって、基板１０１に形成されたピラー３０１の上面に記録材料３０３等を成膜する場合、スパッタ粒子としての直線性及びピラー３０１上に形成する相変化微粒子１０１の厚みに応じて、ピラー３０１同士の間隔を適切に設計することが望ましい。具体的には、ピラー３０１同士の間隔は、スパッタ厚みの約３０％よりも大きくすることが好ましい。
【００７８】
なお、ナノ微粒子３０２を成膜する方法としては上記のスパッタリングに限定されるものではなく、例えば蒸着を用いることも可能である。
【００７９】
以上、本発明の実施の形態２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２に限定されず、本発明の技術的思想に基づき他の実施の形態に適用することができる。
【００８０】
（実施の形態３）
本発明の実施の形態３に係る高密度情報記録媒体の製造方法の一例を説明する。図９（Ａ）〜（Ｄ）は、それぞれ実施の形態３に係る情報記録媒体の製造方法の各工程を示す一部断面図である。
本実施の形態３では、前述の実施の形態１と同様に、基板１０１上に記録材料を有するナノ微粒子４０１をそれぞれ孤立した状態で配列させている。
【００８１】
本実施の形態の情報記録媒体４００の製造方法は、以下の各工程を含む。
（１）図９（Ａ）に示すように、まず、平坦な基板１０１上に、エッチングし易い材料（例えば、アクリル樹脂など）からなる下地層４０２を一様に成膜する。そして、下地層４０２の上に、所望のパターン４０３（マスク）を形成する。具体的には、パターン４０３（マスク）の材料を下地層４０２上に一様に形成し、そこに電子線でパターン描画して現像する。
（２）その後、図９（Ｂ）に示すように、パターン４０３をマスクとして下地層４０２を酸素等でエッチングし、その後にマスクを除去することによって、所望のパターンを持った下地層４０２を形成する。マスクとなる材料としては、例えば、Ｔｅの酸化物やＺｎＳ、遷移金属の酸化物などの無機物や、一般的な電子ビーム用の有機材料からなるレジストを用いることができる。下地層４０２としては、マスクのパターン４０３とのエッチングレート差が大きなエッチングし易い任意の材料を選択することができ、このエッチング処理は容易に行える。
【００８２】
（３）その後、図９（Ｃ）に示すように、下地層４０２のパターンが形成された基板１０１上に、記録材料４０４をスパッタリングや蒸着等により成膜する。
（４）その後、図９（Ｄ）に示すように、下地層４０２を下地層４０２の上部に形成された記録材料４０４ごと除去することによって、所望のパターンを持った、孤立した記録材料４０４（ナノ微粒子４０１）が配列された情報記録媒体を作製する。このようにして形成されたそれぞれ孤立した状態の記録材料４０４が、情報を記録するナノ微粒子４０１となる。具体的には、図９（Ｃ）の状態の基板１０１を、下地層４０２のみ選択的に溶解する溶剤（有機溶剤等）に浸潤すればよい。例えば、下地層４０２としてアクリル樹脂を用いた場合、アクリル樹脂は有機溶剤に容易に溶解し、下地層４０２を基板１０１から除去することができる。
【００８３】
なお、図９（Ｃ）の状態において、下地層４０２の膜厚（高さ）が記録材料４０４の膜厚よりも大きくなるようにすることが望ましい。こうすることにより、下地層４０２が記録膜４０４で覆いつくされることがないので、基板１０１を溶剤に浸漬したときに当該溶剤が下地層４０２に接触して難なく下地層４０２を除去できるからである。
上記の情報記録媒体４００の製造方法により、基板１０１上に、ナノ微粒子４０１を孤立させた状態で形成することができる。
また、必要に応じて本発明の実施の形態においても、前述の実施の形態１や２のように、誘電体膜や反射膜等を設けることができる。
【００８４】
以上、本発明の実施の形態３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３に限定されず、本発明の技術的思想に基づき他の実施の形態に適用することができる。
【００８５】
なお、発明を実施するための形態の項においてなされた具体的な実施の形態または実施例は、あくまでも本発明の技術内容を明らかにするものであって、そのような具体例にのみ限定して狭義に解釈されるべきものではなく、本発明の精神と特許請求の範囲に記載した事項から均等である本発明の技術的範囲内で、種々変更して実施することができるものである。
【実施例】
【００８６】
本発明のより具体的な実施の形態について、実施例を用いてさらに詳細に説明する。
（実施例１）
本実施例では、情報記録媒体１００の一例である図４（Ｂ）に記載した構成に関して説明する。以下、実施例１の情報記録媒体の製造方法について説明する。
（１）まず、基板１０１として、フッ化水素酸（ＨＦ）処理および熱処理したＳｉ基板を用意した。
（２）そのＳｉ基板１０１上に、第１反射膜１０６としてＡｇ−Ｐｄ−Ｃｕ膜を厚さ４０ｎｍ、第１誘電体膜１０４として（ＺｒＯ２）２５（ＳｉＯ２）２５（Ｃｒ２Ｏ３）５０  （ｍｏｌ％）を厚さ２０ｎｍ、記録材料１０３、第２誘電体層１０５としてＳｉ−Ｎを厚さ１５ｎｍを、順次スパッタリング法により成膜した。記録材料１０３の材料組成および膜厚に関しては後述する。また、第１誘電体膜および第２誘電体膜をＲＣＷＡ法により、いずれの記録材料、記録材料膜厚においても、波長６３３ｎｍにおける記録材料１０３が結晶時の反射率Ｒｃと、記録材料１０３がアモルファス時の反射率Ｒａの比（＝Ｒｃ／Ｒａ）が１．２以上または０．９以下になるように設計している。これにより、後述する結晶とアモルファスの状態を確認することが可能となる。
【００８７】
第１反射膜１０６の成膜は、Ａｒガス雰囲気で、圧力を０．２Ｐａとして、直流（ＤＣ）電源を用いて、投入パワー２００Ｗで行った。第１誘電体膜１０４の成膜は、Ａｒガス雰囲気で、圧力を０．１３Ｐａとして、高周波（ＲＦ）電源を用いて、投入パワー２００Ｗで行った。記録材料１０３の成膜は、Ａｒガス雰囲気で、圧力を０．１３Ｐａとして、ＤＣ電源を用いて、投入パワー１００Ｗで行った。第２誘電体膜１０５の成膜は、Ａｒ＋Ｎ２ガス雰囲気で、圧力を０．４Ｐａとして、ＲＦ電源を用いて、投入パワー２００Ｗで行った。
【００８８】
（３）次に、第２誘電体膜１０５上に電子線描画用のレジスト（トクヤマ社製ネガ型レジスト：ＴＥＢＮ−１）を塗布し、電子線描画装置で電子線をレジストに照射後、レジストを現像して電子線を照射していない部分を除去することにより、レジストにΦ５０ｎｍ、ピッチ１００ｎｍのパターンを形成した。その後、ＣＦ4ガスを用いてドライエッチングを行い、第２誘電体膜１０５、記録材料１０３の孤立化を行った。
（４）次に、孤立化後、記録材料１０３を保護する目的で、第２誘電体膜（Ｓｉ−Ｎ）を再度スパッタリングにより厚さ５ｎｍ成膜した。
（５）最後に、記録材料１０３を波長８１０ｎｍのレーザビームを照射して結晶化させる初期化工程を行った。以上のようにして、相変化する記録材料１０３がナノ微粒子形状を有するサンプルを試作した。
以上のようにして得られたサンプルについて、融点と結晶化温度の差について評価を行った。評価は、以下の通りに行った。
【００８９】
サンプルを可動式のＸＹＺステージに乗せ、対物レンズ（ＮＡ＝０．７）を通してサンプルにレーザを照射する。レーザの波長は、５３２ｎｍであり、パルス幅は、５０ｐｓのガウシアンビームである。レーザのスポット径は、約φ１μｍであり、ジャストフォーカスにあるようステージ高さを調整した。また、参照光として白色ＬＥＤを、波長６３３ｎｍを透過するフィルタを介してサンプルに照射し、サンプルからの反射光をＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｄｅｖｉｃｅ）に取り込むことで、サンプルからの反射光量変化をモニタした。
【００９０】
前述のように、相変化材料において融点以上に昇温し急冷することで結晶をアモルファス化することができる。そこで初期化したサンプル（＝結晶部）に５０ｐｓレーザ（波長５３２ｎｍ）のレーザパワーを変えて照射し、反射光量に変化が生じたパワー（Ｐａとする）を記録材料１０３の溶融開始点をし、融点と相関づけた。また、同様に前述したように、相変化材料において結晶化温度以上に昇温し徐冷することで、アモルファスを結晶化することができる。そこで１ｍｓレーザ（波長８１０ｎｍ）のレーザパワーを変えて照射し、反射光量に変化が生じたパワー（Ｐｃとする）を記録材料１０３の結晶化開始点をし、結晶化温度と相関づけた。従来サンプル（＝基準サンプル）のＰａ、ＰｃをそれぞれＰａ０、Ｐｃ０とし、作製したサンプルの（Ｐａ−Ｐａ０）／Ｐａ０が０より大きく、かつ｛（Ｐａ−Ｐａ０）／Ｐａ０｝−｛（Ｐｃ−Ｐｃ０）／Ｐｃ０｝が０以上であれば、融点が上昇し、かつ融点と結晶化温度の差が大きくなっていることを示すため、情報記録媒体における記録・消去のパワーマージンが広がったことを意味する。
【００９１】
また、結晶化能の評価は、５０ｐｓレーザ（波長５３２ｎｍ）を用いてアモルファス化した領域に繰り返し照射数を変えて照射し、反射光量に変化が生じた照射数（Ｎｃとする）により行った。つまり、照射数Ｎｃが少ないほど結晶化能が高いことを意味する。また、このとき用いたレーザパワーは各サンプルにおいて、アモルファス化開始パワー（Ｐｗ）の０．７倍のパワーとした。つまり従来サンプル（＝基準サンプル）のＮｃをＮｃ０とし、Ｎｃ／Ｎｃ０＜１なら従来サンプルより結晶化能が高く、Ｎｃ／Ｎｃ０＞１なら従来サンプルより結晶化能が低くなっていることを示す。
【００９２】
融点上昇の評価について、（Ｐａ−Ｐａ０）／Ｐａ０が０．１以上を＋＋、０より大きく０．１より小さいものを＋、０以下のものを−とした。また、記録・消去のパワーマージンの評価において、｛（Ｐａ−Ｐａ０）／Ｐａ０｝−｛（Ｐｃ−Ｐｃ０）／Ｐｃ０｝が０以上のものを＋、０より小さいものを−とした。
【００９３】
また、結晶化能の評価において、Ｎｃ／Ｎｃ０＜１であるものを＋、Ｎｃ／Ｎｃ０＝１であるものを０、１＜Ｎｃ／Ｎｃ０≦１０であるものを−、１０＜Ｎｃ／Ｎｃ０≦１００であるものを−−、Ｎｃ／Ｎｃ０＞１００であるものを−−−とした。ただし、−−以上のレベルであれば実用性レベルは満足している。
【００９４】
さらに、反射光量の変化に関して、例えばＲｃ＞Ｒａであるとき、モニタされる像の様子は、結晶をアモルファス化（記録）するときは、光量変化は明から暗となり、アモルファスを結晶化（消去）するときは、光量変化は暗から明となる。
【００９５】
本実施例の情報記録媒体１００の一例として、記録材料１０３に第１元素Ｍ１としてＳｂを選択し、第２元素Ｍ２としてＳｉ、Ｔａ、Ｗ、Ｍｏ、Ｂ、Ｒｕ、Ｈｆ、Ｉｒ、Ｔａ及びＷから選択した、Ｓｂ９８Ｓｉ２、Ｓｂ９８Ｔａ２、Ｓｂ９８Ｗ２、Ｓｂ９８Ｍｏ２、Ｓｂ９８Ｂ２、Ｓｂ９８Ｒｕ２、Ｓｂ９８Ｈｆ２、Ｓｂ９８Ｉｒ２およびＳｂ９８Ｔａ１Ｗ１（いずれも原子％）を作製した。記録材料１０３の膜厚は、いずれも５０ｎｍである。各サンプルのサンプルナンバーを順に１−１０１〜１−１０９とした。これらのサンプルの基準（従来）サンプルとして、記録材料１０３にＳｂを厚さ５０ｎｍ適用したサンプルを作製した。評価結果を表１に示す。なお、表１には、各サンプルＮｏ．、記録材料の組成、融点上昇評価（（Ｐａ−Ｐａ０）／Ｐａ０）、パワーマージン評価（｛（Ｐａ−Ｐａ０）／Ｐａ０｝−｛（Ｐｃ−Ｐｃ０）／Ｐｃ０｝）、結晶化能評価（Ｎｃ／Ｎｃ０）をそれぞれ示した。
【００９６】
【表１】
2013242946.tif 000003
【００９７】
表１に示すように、いずれのサンプルにおいても、｛（Ｐａ−Ｐａ０）／Ｐａ０｝−｛（Ｐｃ−Ｐｃ０）／Ｐｃ０｝が＋であり記録・消去のパワーマージンが広がっていることが示された。また、サンプル番号１−１０１〜１−１０６および１−１０９においては、（Ｐａ−Ｐａ０）／Ｐａ０が＋＋であり、特に融点の上昇が大きいことが示された。サンプル番号１−１０４〜１−１０８において結晶化能が−であるが、前述の通り実用上問題なく、いずれのサンプルにおいても、記録・消去のパワーマージンが広く良好な特性が得られた。
【００９８】
本実施例の情報記録媒体１００の別の一例として、記録材料１０３に第１元素Ｍ１としてＳｂを選択し、第２元素Ｍ２としてＴａまたはＷを選択し、その組成比を変化させたサンプルを作製した。具体的な組成比として、Ｓｂ９５Ｔａ５、Ｓｂ９０Ｔａ１０、Ｓｂ８７Ｔａ１３、Ｓｂ８５Ｔａ１５、Ｓｂ８２Ｔａ１８、Ｓｂ９５Ｗ５、Ｓｂ９０Ｗ１０、Ｓｂ８７Ｗ１３、Ｓｂ８５Ｗ１５およびＳｂ８２Ｗ１８（いずれも原子％）を作製した。記録材料１０３の膜厚はいずれも５０ｎｍである。各サンプルのサンプルナンバーを順に１−２０１〜１−２１０とした。これらのサンプルの基準（従来）サンプルとして、記録材料１０３にＳｂを５０ｎｍ適用したサンプルを作製した。評価結果を表２に示す。
【００９９】
【表２】
2013242946.tif 000004
【０１００】
表２に示すように、いずれのサンプルにおいても、｛（Ｐａ−Ｐａ０）／Ｐａ０｝−｛（Ｐｃ−Ｐｃ０）／Ｐｃ０｝が＋であり記録・消去のパワーマージンが広がっていることが示された。サンプル番号１−２０４、１−２０５、１−２０９および１−２１０のサンプルにおいて、結晶化能が−−であり、やや結晶化能の低下が大きいため、第２元素Ｍ２の添加量は１５原子％より少ないことが好ましいことが示された。
【０１０１】
本実施例の情報記録媒体１００の別の一例として、記録材料１０３に第１元素Ｍ１としてＳｎ５０Ｔｅ５０（原子％）を選択し、第２元素Ｍ２として、Ｓｉ、Ｔａ、Ｗ、Ｍｏ、Ｂ、Ｒｕ、Ｈｆ、Ｉｒ、Ｔａ及びＷを選択した、（Ｓｎ５０Ｔｅ５０）９８Ｓｉ２、（Ｓｎ５０Ｔｅ５０）９８Ｔａ２、（Ｓｎ５０Ｔｅ５０）９８Ｗ２、（Ｓｎ５０Ｔｅ５０）９８Ｍｏ２、（Ｓｎ５０Ｔｅ５０）９８Ｂ２、（Ｓｎ５０Ｔｅ５０）９８Ｒｕ２、（Ｓｎ５０Ｔｅ５０）９８Ｈｆ２、（Ｓｎ５０Ｔｅ５０）９８Ｉｒ２および（Ｓｎ５０Ｔｅ５０）９８Ｔａ１Ｗ１（いずれも原子％）を作製した。記録材料１０３の膜厚は、いずれも５０ｎｍである。各サンプルのサンプルナンバーを順に１−３０１〜３−１０９とした。これらのサンプルの基準（従来）サンプルとして、記録材料１０３にＳｎ５０Ｔｅ５０を５０ｎｍ適用したサンプルを作製した。評価結果を表３に示す。
【０１０２】
【表３】
2013242946.tif 000005
【０１０３】
表３に示すように、いずれのサンプルにおいても、｛（Ｐａ−Ｐａ０）／Ｐａ０｝−｛（Ｐｃ−Ｐｃ０）／Ｐｃ０｝が＋であり記録・消去のパワーマージンが広がっていることが示された。また、サンプル番号１−３０１〜１−３０６および１−３０９においては、（Ｐａ−Ｐａ０）／Ｐａ０が＋＋であり、特に融点の上昇が大きいことが示された。１−３０４〜１−３０８において結晶化能が−であるが、前述の通り実用上問題なく、いずれのサンプルにおいても、パワーマージンが広く良好な特性が得られた。
【０１０４】
本実施例の情報記録媒体１００の別の一例として、記録材料１０３に第１元素Ｍ１としてＳｎ−Ｔｅを選択し、第２元素Ｍ２としてＳｉを選択し、第１元素Ｍ１におけるＳｎとＴｅの組成比を変化させたサンプルを作製した。具体的な組成比として、（Ｓｎ４４Ｔｅ５６）９８Ｓｉ２、（Ｓｎ４６Ｔｅ５４）９８Ｓｉ２、（Ｓｎ４７Ｔｅ５３）９８Ｓｉ２、（Ｓｎ４９Ｔｅ５１）９８Ｓｉ２、（Ｓｎ５１Ｔｅ４９）９８Ｓｉ２、（Ｓｎ５３Ｔｅ４７）９８Ｓｉ２、（Ｓｎ５４Ｔｅ４６）９８Ｓｉ２および（Ｓｎ５６Ｔｅ４４）９８Ｓｉ２（いずれも原子％）を作製した。記録材料１０３の膜厚はいずれも５０ｎｍである。各サンプルのサンプルナンバーを順に１−４０１〜１−４０８とした。これらのサンプルの基準サンプルとして、記録材料１０３に（Ｓｎ５０Ｔｅ５０）９８Ｓｉ２を５０ｎｍ適用したサンプル（＝１−３０１）を作製した。評価結果を表４に示す。
【０１０５】
【表４】
2013242946.tif 000006
【０１０６】
表４に示すように、いずれのサンプルにおいても、｛（Ｐａ−Ｐａ０）／Ｐａ０｝−｛（Ｐｃ−Ｐｃ０）／Ｐｃ０｝が＋であり記録・消去のパワーマージンが広がっていることが示された。サンプル番号１−４０１、１−４０２、１−４０７および１−４０の８サンプルにおいて、結晶化能が−−であり、やや結晶化能の低下が大きいため、Ｓｎ量は４７原子％以上５３原子％以下が好ましいことが示された。
【０１０７】
本実施例の情報記録媒体１００の別の一例として、記録材料１０３に第１元素Ｍ１としてＳｂを選択し、第２元素Ｍ２としてＴａを選択し、その膜厚を変化させたサンプルを作製した。具体的な組成比として、Ｓｂ９８Ｔａ２（原子％）であり、その膜厚を３ｎｍ、４ｎｍ、５ｎｍ、７ｎｍ、１０ｎｍ、２０ｎｍ、３０ｎｍ、１００ｎｍ、１２０ｎｍおよび１５０ｎｍとした作製した。各サンプルのサンプルナンバーを順に１−５０１〜１−５１０とした。これらのサンプルの基準サンプルとして、記録材料１０３にＳｂ９８Ｔａ２（原子％）を膜厚５０ｎｍ適用したサンプル（＝１−１０２）を作製した。評価結果を表５に示す。
【０１０８】
【表５】
2013242946.tif 000007
【０１０９】
表５に示すように、いずれのサンプルにおいても、｛（Ｐａ−Ｐａ０）／Ｐａ０｝−｛（Ｐｃ−Ｐｃ０）／Ｐｃ０｝が＋であり記録・消去のパワーマージンが広がっていることが示された。サンプル番号１−５０１、１−５０２のサンプルにおいて、結晶化能が−−であり、やや結晶化能の低下が大きいため、記録材料膜厚（高さ）は５ｎｍ以上であることが好ましいことが示された。また、高さ１５０ｎｍより高いものに関しては、孤立化時のエッチングプロセスにおいて、記録材料もエッチングされてしまうことから作製が困難であり、プロセス面から記録材料膜厚は１５０ｎｍ以下であることが好ましい。
【０１１０】
本実施例の情報記録媒体１００の別の一例として、記録材料１０３に第１元素Ｍ１としてＳｂを選択し、第２元素Ｍ２としてＴａを選択し、前述の実施例まではΦ５０ｎｍ、ピッチ１００ｎｍとしていた孤立化した記録材料１０３の直径を変化させたサンプルを作製した。具体的な組成比として、Ｓｂ９８Ｔａ２（原子％）であり、記録材料からなるナノ微粒子の直径を２ｎｍ、３ｎｍ、５ｎｍ、７ｎｍ、１０ｎｍ、２０ｎｍ、３０ｎｍ、１００ｎｍ、１２０ｎｍおよび１５０ｎｍとした作製した。ピッチはそれぞれ４ｎｍ、６ｎｍ、１０ｎｍ、１４ｎｍ、２０ｎｍ、６０ｎｍ、２００ｎｍ、２４０ｎｍおよび３００ｎｍである。記録材料１０３の膜厚はいずれも５０ｎｍである。各サンプルのサンプルナンバーを順に１−６０１〜１−６１０とした。これらのサンプルの基準サンプルとして、記録材料１０３にＳｂ９８Ｔａ２（原子％）を５０ｎｍで、Φ５０ｎｍ、ピッチ１００ｎｍにナノ微粒子加工した適用したサンプル（＝１−１０２）を作製した。評価結果を表６に示す。
【０１１１】
【表６】
2013242946.tif 000008
【０１１２】
表６に示すように、いずれのサンプルにおいても、｛（Ｐａ−Ｐａ０）／Ｐａ０｝−｛（Ｐｃ−Ｐｃ０）／Ｐｃ０｝が＋であり記録・消去のパワーマージンが広がっていることが示された。サンプル番号１−６０１のサンプルにおいて、結晶化能が−−であり、やや結晶化能の低下が大きいため、記録材料の直径は３ｎｍ以上であることが好ましいことが示された。
【０１１３】
上記と同様に第１元素Ｍ１および第２元素Ｍ２におけるすべての元素・材料で検証を行ったところ、上記と同様の結果が得られた。
以上のように、実施例１において、従来を上回る特性を有する情報記録媒体が得られた。
【０１１４】
（実施例２）
本実施例２では、情報記録媒体１００の一例である図４（Ｃ）に記載した構成に関して説明する。以下、実施例２の情報記録媒体の製造方法について説明する。
なお、基板１０１、第１反射膜１０６、第１誘電体膜１０４、第２誘電体膜１０５に関しては実施例１と同様の材料、同様の膜厚、同様の作製方法、また同様の孤立化プロセスを用いた。本実施例２の情報記録媒体１００において、第２誘電体膜１０５上に第２反射膜を形成した。第２反射膜１０７の材料にはＡｇ−Ｐｄ−Ｃｕを用い、その膜厚は４ｎｍとした。第２反射膜１０７の膜厚は、ＦＤＴＤ法（Ｆｉｎｉｔｅ−Ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅ Ｔｉｍｅ−Ｄｏｍａｉｎ Ｍｅｔｈｏｄ）による電磁場解析より、プラズモン共鳴に最適な膜厚として決定した。第２反射膜１０７の成膜は、Ａｒガス雰囲気で、圧力を０．２Ｐａとして、直流（ＤＣ）電源を用いて、投入パワー２００Ｗで行った。
以上のように作製された情報記録媒体１００について、実施例１と同様の方法で、記録・消去のパワーマージおよび結晶化能を評価した。
【０１１５】
本実施例２の情報記録媒体１００の一例として、記録材料１０３に第１元素Ｍ１としてＳｂを選択し、第２元素Ｍ２としてＳｉ、Ｔａ、Ｗ、Ｂ、Ｒｕ、Ｈｆ、Ｉｒ、Ｔａ及びＷを選択した、Ｓｂ９８Ｓｉ２、Ｓｂ９８Ｔａ２、Ｓｂ９８Ｗ２、Ｓｂ９８Ｍｏ２、Ｓｂ９８Ｂ２、Ｓｂ９８Ｒｕ２、Ｓｂ９８Ｈｆ２、Ｓｂ９８Ｉｒ２およびＳｂ９８Ｔａ１Ｗ１（いずれも原子％）を作製した。記録材料１０３の膜厚はいずれも５０ｎｍである。各サンプルのサンプルナンバーを順に２−１０１〜２−１０９とした。これらのサンプルの基準（従来）サンプルとして、記録材料１０３にＳｂを５０ｎｍ適用したサンプルを作製した。評価結果を表７に示す。
【０１１６】
【表７】
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【０１１７】
表７に示すように、いずれのサンプルにおいても、｛（Ｐａ−Ｐａ０）／Ｐａ０｝−｛（Ｐｃ−Ｐｃ０）／Ｐｃ０｝が＋であり記録・消去のパワーマージンが広がっていることが示された。また、２−１０１〜２−１０６および２−１０９においては、（Ｐａ−Ｐａ０）／Ｐａ０が＋＋であり、特に融点の上昇が大きいことが示された。２−１０４〜２−１０８において結晶化能が−であるが、前述の通り実用上問題なく、いずれのサンプルにおいても、パワーマージンが広く良好な特性が得られた。
【０１１８】
上記と同様に、第１元素Ｍ１および第２元素Ｍ２におけるすべての元素・材料で検証を行ったところ、上記と同様の結果が得られた。
以上のように、実施例２において、従来を上回る特性を有する情報記録媒体が得られた。
【０１１９】
（実施例３）
本実施例３では、情報記録媒体３００の一例である図８（Ｂ）に記載した構成に関して説明する。以下、実施例３の情報記録媒体の製造方法について説明する。
（１）まず、基板１０１として厚み０．６ｍｍ、Φ２．５インチのガラス基板を準備し、そのガラス基板上に実施の形態２で説明したナノ・インプリントにより、熱硬化性樹脂にドットパターンを転写してΦ５０ｎｍ、ピッチ１００ｎｍ、高さ５０ｎｍのピラー３０１を形成した。
【０１２０】
（２）そのピラー３０１上に、第１反射膜３０６としてＡｇ−Ｐｄ−Ｃｕ膜を１０ｎｍ、第１誘電体膜３０４として（ＺｒＯ２）２５（ＳｉＯ２）２５（Ｃｒ２Ｏ３）５０  （ｍｏｌ％）を２０ｎｍ、記録材料３０３、第２誘電体層３０５して、（ＺｒＯ２）２５（ＳｉＯ２）２５（Ｃｒ２Ｏ３）５０を１５ｎｍ順次スパッタリング法により成膜した。記録材料３０３の材料組成および膜厚に関しては後述する。また、第１誘電体膜および第２誘電体膜をＲＣＷＡ法により、いずれの記録材料、記録材料膜厚においても、波長６３３ｎｍにおける記録材料３０３が結晶時の反射率Ｒｃと、記録材料３０３がアモルファス時の反射率Ｒａの比（＝Ｒｃ／Ｒａ）が１．２以上または０．９以下になるように設計している。これにより、後述する結晶とアモルファスの状態を確認することが可能となる。
【０１２１】
本実施例３では、基板−ターゲット間の距離が約３０ｃｍのロングスロースパッタ装置を用いて成膜を行った。前述の通りロングスロースパッタ装置を用いることで、スパッタ粒子を直進性高くピラー３０１上に付着させることができ、ピラー３０１の側壁部への膜付着を抑制することができる。第１反射膜３０６の成膜は、Ａｒガス雰囲気で、圧力を０．２Ｐａとして、直流（ＤＣ）電源を用いて、投入パワー２００Ｗで行った。第１誘電体膜３０４の成膜は、Ａｒガス雰囲気で、圧力を０．１３Ｐａとして、高周波（ＲＦ）電源を用いて、投入パワー２００Ｗで行った。記録材料１０３の成膜は、Ａｒガス雰囲気で、圧力を０．１３Ｐａとして、ＤＣ電源を用いて、投入パワー１００Ｗで行った。第２誘電体膜３０５の成膜は、Ａｒガス雰囲気で、圧力を０．１３Ｐａとして、ＲＦ電源を用いて、投入パワー２００Ｗで行った。
【０１２２】
最後に、記録材料３０３を波長８１０ｎｍのレーザビームで結晶化させる初期化工程を行った。以上のようにして、相変化する記録材料３０３がナノ微粒子形状を有するサンプルを試作した。
以上のように作製された情報記録媒体３００について、実施例１と同様の方法で、記録・消去のパワーマージおよび結晶化能を評価した。
【０１２３】
本実施例の情報記録媒体３００の一例として、記録材料３０３に第１元素Ｍ１としてＳｂを選択し、第２元素Ｍ２として、Ｓｉ、Ｔａ、Ｗ、Ｍｏ、Ｂ、Ｒｕ、Ｈｆ、Ｉｒ、Ｔａ及びＷを選択した、Ｓｂ９８Ｓｉ２、Ｓｂ９８Ｔａ２、Ｓｂ９８Ｗ２、Ｓｂ９８Ｍｏ２、Ｓｂ９８Ｂ２、Ｓｂ９８Ｒｕ２、Ｓｂ９８Ｈｆ２、Ｓｂ９８Ｉｒ２、Ｓｂ９８Ｔａ１Ｗ１、Ｓｂ９５Ｔａ５、Ｓｂ９５Ｗ５およびＳｂ９５Ｔａ３Ｗ２（いずれも原子％）を作製した。記録材料３０３の膜厚はいずれも５０ｎｍである。各サンプルのサンプルナンバーを順に３−１０１〜３−１１２とした。これらのサンプルの基準（従来）サンプルとして、記録材料３０３にＳｂを５０ｎｍ適用したサンプルを作製した。評価結果を表８に示す。
【０１２４】
【表８】
2013242946.tif 000010
【０１２５】
表８に示すように、いずれのサンプルにおいても、｛（Ｐａ−Ｐａ０）／Ｐａ０｝−｛（Ｐｃ−Ｐｃ０）／Ｐｃ０｝が＋であり記録・消去のパワーマージンが広がっていることが示された。また、３−１０１〜３−１０６および３−１０９〜３−１１２においては、（Ｐａ−Ｐａ０）／Ｐａ０が＋＋であり、特に融点の上昇が大きいことが示された。サンプル番号３−１０４〜３−１０８および３−１０９〜３−１１２において結晶化能が−であるが、前述の通り実用上問題なく、いずれのサンプルにおいても、記録・消去のパワーマージンが広く良好な特性が得られた。
【０１２６】
本実施例の情報記録媒体３００の別の一例として、記録材料３０３に第１元素Ｍ１としてＳｎ５０Ｔｅ５０（原子％）を選択し、第２元素として、Ｓｉ、Ｔａ、Ｗ、Ｍｏ、Ｂ、Ｒｕ、Ｈｆ、Ｉｒ、Ｔａ及びＷを選択した、（Ｓｎ５０Ｔｅ５０）９８Ｓｉ２、（Ｓｎ５０Ｔｅ５０）９８Ｔａ２、（Ｓｎ５０Ｔｅ５０）９８Ｗ２、（Ｓｎ５０Ｔｅ５０）９８Ｍｏ２、（Ｓｎ５０Ｔｅ５０）９８Ｂ２、（Ｓｎ５０Ｔｅ５０）９８Ｒｕ２、（Ｓｎ５０Ｔｅ５０）９８Ｈｆ２、（Ｓｎ５０Ｔｅ５０）９８Ｉｒ２、（Ｓｎ５０Ｔｅ５０）９８Ｔａ１Ｗ１、（Ｓｎ５０Ｔｅ５０）９５Ｔａ５、（Ｓｎ５０Ｔｅ５０）９５Ｗ５および（Ｓｎ５０Ｔｅ５０）９５Ｔａ３Ｗ２（いずれも原子％）を作製した。記録材料３０３の膜厚はいずれも５０ｎｍである。各サンプルのサンプルナンバーを順に３−２０１〜３−２１２とした。これらのサンプルの基準（従来）サンプルとして、記録材料３０３にＳｎ５０Ｔｅ５０を５０ｎｍ適用したサンプルを作製した。評価結果を表９に示す。
【０１２７】
【表９】
2013242946.tif 000011
【０１２８】
表９に示すように、いずれのサンプルにおいても、｛（Ｐａ−Ｐａ０）／Ｐａ０｝−｛（Ｐｃ−Ｐｃ０）／Ｐｃ０｝が＋であり記録・消去のパワーマージンが広がっていることが示された。また、サンプル番号３−２０１〜３−２０６および３−２０９〜３−２１２においては、（Ｐａ−Ｐａ０）／Ｐａ０が＋＋であり、特に融点の上昇が大きいことが示された。３−２０４〜３−２０８および３−２０９〜３−２１２において結晶化能が−であるが、前述の通り実用上問題なく、いずれのサンプルにおいても、記録・消去のパワーマージンが広く良好な特性が得られた。
【０１２９】
上記と同様にＭ１およびＭ２におけるすべての元素・材料で検証を行ったところ、上記と同様の結果が得られた。
以上のように、実施例３において、従来を上回る特性を有する情報記録媒体が得られた。
【０１３０】
（実施例４）
本実施例４では、情報記録媒体４００の一例に関して説明する。以下、実施例４の情報記録媒体の製造方法について説明する。
（１）まず、基板１０１として厚み０．６ｍｍ、Φ２．５インチのガラス基板を準備し、そのガラス基板上に下地層４０２として厚み５００ｎｍのアクリル樹脂を塗布した。次に、実施の形態３で説明した方法により、下地層４０２に所望のパターン４０３を転写した下地層４０２を形成した。
（２）その後、下地層４０２上に記録材料４０４をスパッタリング法により５０ｎｍ成膜した。装置は基板とスパッタリングターゲットの距離は３０ｃｍとしたロングスロースパッタ装置を用い、できる限り下地層４０２の側壁部に膜が付着しないような条件とした。記録材料４０４の材料組成に関しては後述する。スパッタ条件に関しては実施例３と同様である。
【０１３１】
（３）その後、サンプルを有機溶媒に浸漬することによって、下地層４０２のアクリル樹脂が溶解し、下地層４０２の上部に形成された薄膜ごと除去して、所望のパターン（Φ５０ｎｍ、ピッチ１００ｎｍ）で孤立したナノ微粒子４０１が配列したサンプルを作製した。
（４）最後に、記録材料４０４を波長８１０ｎｍのレーザビームで結晶化させる初期化工程を行った。以上のようにして、相変化する記録材料３０３がナノ微粒子形状を有するサンプルを試作した。
【０１３２】
本実施例の情報記録媒体４００の一例として、記録材料４０４に第１元素Ｍ１としてＳｂを選択し、第２元素Ｍ２として、Ｓｉ、Ｔａ、Ｗ、Ｍｏ、Ｂ、Ｒｕ、Ｈｆ、Ｉｒ、Ｔａ及びＷを選択した、Ｓｂ９８Ｓｉ２、Ｓｂ９８Ｔａ２、Ｓｂ９８Ｗ２、Ｓｂ９８Ｍｏ２、Ｓｂ９８Ｂ２、Ｓｂ９８Ｒｕ２、Ｓｂ９８Ｈｆ２、Ｓｂ９８Ｉｒ２、Ｓｂ９８Ｔａ１Ｗ１、Ｓｂ９５Ｔａ５、Ｓｂ９５Ｗ５およびＳｂ９５Ｔａ３Ｗ２（いずれも原子％）を作製した。記録材料４０４の膜厚はいずれも５０ｎｍである。各サンプルのサンプルナンバーを順に４−１０１〜４−１１２とした。これらのサンプルの基準（従来）サンプルとして、記録材料４０４にＳｂを５０ｎｍ適用したサンプルを作製した。評価結果を表１０に示す。
【０１３３】
【表１０】
2013242946.tif 000012
【０１３４】
結果、いずれのサンプルにおいても、｛（Ｐａ−Ｐａ０）／Ｐａ０｝−｛（Ｐｃ−Ｐｃ０）／Ｐｃ０｝が＋であり記録・消去のパワーマージンが広がっていることが示された。また、４−１０１〜４−１０６および４−１０９〜４−１１２においては、（Ｐａ−Ｐａ０）／Ｐａ０が＋＋であり、特に融点の上昇が大きいことが示された。サンプル番号４−１０４〜４−１０８および４−１０９〜４−１１２において結晶化能が−であるが、前述の通り実用上問題なく、いずれのサンプルにおいても、記録・消去のパワーマージンが広く良好な特性が得られた。
【０１３５】
本実施例４の情報記録媒体４００の別の一例として、記録材料４０４に第１元素Ｍ１としてＳｎ５０Ｔｅ５０（原子％）を選択し、第２元素Ｍ２として、Ｓｉ、Ｔａ、Ｗ、Ｍｏ、Ｂ、Ｒｕ、Ｈｆ、Ｉｒ、Ｔａ及びＷを選択した、（Ｓｎ５０Ｔｅ５０）９８Ｓｉ２、（Ｓｎ５０Ｔｅ５０）９８Ｔａ２、（Ｓｎ５０Ｔｅ５０）９８Ｗ２、（Ｓｎ５０Ｔｅ５０）９８Ｍｏ２、（Ｓｎ５０Ｔｅ５０）９８Ｂ２、（Ｓｎ５０Ｔｅ５０）９８Ｒｕ２、（Ｓｎ５０Ｔｅ５０）９８Ｈｆ２、（Ｓｎ５０Ｔｅ５０）９８Ｉｒ２、（Ｓｎ５０Ｔｅ５０）９８Ｔａ１Ｗ１、（Ｓｎ５０Ｔｅ５０）９５Ｔａ５、（Ｓｎ５０Ｔｅ５０）９５Ｗ５および（Ｓｎ５０Ｔｅ５０）９５Ｔａ３Ｗ２（いずれも原子％）を作製した。記録材料３０３の膜厚は、いずれも５０ｎｍである。各サンプルのサンプルナンバーを順に４−２０１〜４−２１２とした。これらのサンプルの基準（従来）サンプルとして、記録材料４０４にＳｎ５０Ｔｅ５０を５０ｎｍ適用したサンプルを作製した。評価結果を表１１に示す。
【０１３６】
【表１１】
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【０１３７】
表１１に示すように、いずれのサンプルにおいても、｛（Ｐａ−Ｐａ０）／Ｐａ０｝−｛（Ｐｃ−Ｐｃ０）／Ｐｃ０｝が＋であり記録・消去のパワーマージンが広がっていることが示された。また、４−２０１〜４−２０６および４−２０９〜４−２１２においては、（Ｐａ−Ｐａ０）／Ｐａ０が＋＋であり、特に融点の上昇が大きいことが示された。４−２０４〜４−２０８および４−２０９〜４−２１２において結晶化能が−であるが、前述の通り実用上問題なく、いずれのサンプルにおいても、記録・消去のパワーマージンが広く良好な特性が得られた。
【０１３８】
上記と同様にＭ１およびＭ２におけるすべての元素・材料で検証を行ったところ、上記と同様の結果が得られた。
以上のように、実施例４において、従来を上回る特性を有する情報記録媒体が得られた。
【産業上の利用可能性】
【０１３９】
本発明に係る情報記録媒体は、微細加工しナノ微粒子形状の記録材料を有する大容量な書換え型光学的情報記録媒体とし利用できる。その記録容量は、例えばＤＶＤやＢｌｕ−ｒａｙ  Ｄｉｓｃといった今日の情報記録媒体を大幅に上回るものである。さらに、電気的情報記録媒体として、不揮発性半導体メモリ（Ｐｈａｓｅ  ｃｈａｎｇｅ  Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ、ＰＲＡＭ）等の用途にも応用することが可能である。
【符号の説明】
【０１４０】
１００、３００、４００  情報記録媒体
１０２、３０２、４０１  記録材料からなるナノ微粒子
１０３、３０３、４０４  記録材料
１０４、３０４  第１誘電体膜
１０５、３０５  第２誘電体膜
１０６、３０６  第１反射膜
１０７、３０７  第２反射膜
２０１  アンテナ
２０２  光
２０３  アンテナの頂点
２０４  偏光方向
２０５  相変化薄膜
４０２  下地層
４０３  パターン
【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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