(57)【要約】【課題】相変化材料の形態が「薄膜」から「ナノ粒子」に変わると、非常に冷めやすくなり、相変化材料が結晶化温度以上に保たれる時間が短くなるので、相変化材料が結晶化しにくくなる。そこで、相変化材料がナノ粒子形状になっても相変化材料が結晶相になりやすい構成をもつ情報記録媒体を提供する。【解決手段】本発明の情報記録媒体は、基板と、前記基板上に積層された複数の材料と、を含む。前記複数の材料は、一定の間隔をもって並んだ、ナノ粒子の形状を有する相変化材料と、前記相変化材料の少なくとも一部に接して、または、他の材料を介して設けられて、前記相変化材料の相変化を促進する蓄熱材料と、を含む。前記ナノ粒子の情報記録方向に沿った長さは、１００ｎｍ以下である。【選択図】図１
2013143170.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、
前記基板上に積層された複数の材料と、
を含み、
前記複数の材料は、
一定の間隔をもって並んだ、ナノ粒子の形状を有する相変化材料と、
前記相変化材料の少なくとも一部に接して、または、他の材料を介して設けられて、前記相変化材料の相変化を促進する蓄熱材料と、
を含み、
前記ナノ粒子の情報記録方向に沿った長さが１００ｎｍ以下である、
情報記録媒体。
【請求項２】
一定の間隔をもって並んだ凸形状を有する基板と、
前記基板上に積層された複数の材料と、
を含み、
前記複数の材料は、
少なくとも前記凸形状の凸面上に設けられた相変化材料と、
前記相変化材料の少なくとも一部に接して、または、他の材料を介して設けられて、前記相変化材料の相変化を促進する蓄熱材料と、
を含み、
前記凸形状の情報記録方向に沿った長さが１００ｎｍ以下である、
情報記録媒体。
【請求項３】
前記蓄熱材料は、半透明な材料、金属、合金、半金属および半導体より選ばれる少なくとも１つよりなり、且つ２０℃における熱伝導率が公称値で５０Ｗ・ｍ-1・Ｋ-1以下である、
請求項１または２に記載の情報記録媒体。
【請求項４】
前記蓄熱材料は、２０℃における熱伝導率が公称値で２０Ｗ・ｍ-1・Ｋ-1以下である、
請求項３に記載の情報記録媒体。
【請求項５】
前記蓄熱材料は、Ｎｉ合金、Ｆｅ合金、Ｃｕ合金、Ｃｒ合金、Ｔｉ合金、Ｆｅ−Ｎｉ、Ｆｅ−Ｃｒ−Ｎｉ、Ｎｉ−Ｃｒ、Ｆｅ−Ｓｉ、Ｆｅ−Ｃｒ、Ｆｅ−Ｃｒ−Ｍｎ、Ｃｕ−Ｎｉ、Ｐｔ−Ｉｒ、Ｆｅ−Ｃ、Ｆｅ−Ｍｎ、Ｃｕ−Ｓｎ、Ｃｕ−Ｓｎ−Ｚｎ、Ｔｉ−Ａｌ−Ｖ、Ｔｉ−Ｖ、Ｔｉ−Ａｌ、Ａｕ−Ｃｒ、Ｂ、Ｃ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｔｉ、Ｖおよび希土類金属より選ばれる少なくとも１つを含む、
請求項１または２に記載の情報記録媒体。
【請求項６】
前記蓄熱材料は、ＳｉＣ、ＺｒＣ、Ｗ2Ｃ、ＷＣ、ＴａＣ、ＴｉＣ、ＨｆＣ、Ｂ4Ｃ、Ｍｎ3Ｃ、ＣｒＮ、ＴｉＮ、Ｗ2Ｎ、Ｃｒ2Ｏ3、Ｃｕ2Ｏ、ＭｎＯ、Ａｌ4Ｃ3、ＣａＣ2、Ｃｒ3Ｃ2、ＨｆＣ、Ｍｏ2ＣおよびＮｂＣより選ばれる少なくとも１つを含む、
請求項１または２に記載の情報記録媒体。
【請求項７】
前記基板と、前記蓄熱材料と、前記相変化材料とをこの順に含む、
請求項１または２に記載の情報記録媒体。
【請求項８】
前記基板と、前記相変化材料と、前記蓄熱材料とをこの順に含む、
請求項１または２に記載の情報記録媒体。
【請求項９】
前記基板と、前記蓄熱材料と、前記相変化材料と、前記蓄熱材料とをこの順に含む、
請求項１または２に記載の情報記録媒体。
【請求項１０】
前記相変化材料は、Ｓｂ、Ｇｅ−Ｓｂ、Ｓｂ−Ｔｅ、Ｂｉ、Ｂｉ−Ｔｅ、Ｇｅ−Ｂｉ−Ｔｅ、ＳｎＴｅおよびＧｅ−Ｓｎ−Ｔｅより選ばれる少なくとも１つを含む、
請求項１または２に記載の情報記録媒体。
【請求項１１】
隣接する前記相変化材料が、不連続になっている、
請求項１または２に記載の情報記録媒体。
【請求項１２】
隣接する前記蓄熱材料が、不連続になっている、
請求項１または２に記載の情報記録媒体。
【請求項１３】
前記相変化材料の高さが、２ｎｍ以上１００ｎｍ以下である、
請求項１または２に記載の情報記録媒体。
【請求項１４】
前記相変化材料の高さが、２ｎｍ以上５０ｎｍ以下である、
請求項１３に記載の情報記録媒体。
【請求項１５】
前記蓄熱材料の厚さもしくは高さが、１ｎｍ以上５０ｎｍ以下である、
請求項１または２に記載の情報記録媒体。
【請求項１６】
前記蓄熱材料の厚さもしくは高さが、１ｎｍ以上３０ｎｍ以下である、
請求項１５に記載の情報記録媒体。
【請求項１７】
前記ナノ粒子の情報記録方向に沿った長さをｄ、前記ナノ粒子の高さをｈと表したとき、０＜ｈ≦５ｄの関係が満たされる、
請求項１に記載の情報記録媒体。
【請求項１８】
前記ナノ粒子は、直径が１００ｎｍ以下である略円柱もしくは略球、または、一辺が１００ｎｍ以下の略多角柱の形状を有する、
請求項１に記載の情報記録媒体。
【請求項１９】
相変化材料を成膜する工程と、
成膜された前記相変化材料を、情報記録方向に沿った長さが１００ｎｍ以下の形態に成形して、一定の間隔をもって並んだナノ粒子の形状を有する相変化材料を形成する工程と、
蓄熱材料を成膜する工程と、を含み、
前記蓄熱材料を成膜する工程が、Ｎｉ合金、Ｆｅ合金、Ｃｕ合金、Ｃｒ合金、Ｔｉ合金、Ｆｅ−Ｎｉ、Ｆｅ−Ｃｒ−Ｎｉ、Ｎｉ−Ｃｒ、Ｆｅ−Ｓｉ、Ｆｅ−Ｃｒ、Ｆｅ−Ｃｒ−Ｍｎ、Ｃｕ−Ｎｉ、Ｐｔ−Ｉｒ、Ｆｅ−Ｃ、Ｆｅ−Ｍｎ、Ｃｕ−Ｓｎ、Ｃｕ−Ｓｎ−Ｚｎ、Ｔｉ−Ａｌ−Ｖ、Ｔｉ−Ｖ、Ｔｉ−Ａｌ、Ａｕ−Ｃｒ、Ｂ、Ｃ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｔｉ、Ｖおよび希土類金属より選ばれる少なくとも１つを含むターゲットを用いて実施される、
情報記録媒体の製造方法。
【請求項２０】
相変化材料を成膜する工程と、
成膜された前記相変化材料を、情報記録方向に沿った長さが１００ｎｍ以下の形態に成形して、一定の間隔をもって並んだナノ粒子の形状を有する相変化材料を形成する工程と、
蓄熱材料を成膜する工程と、を含み、
前記蓄熱材料を成膜する工程が、ＳｉＣ、ＺｒＣ、Ｗ2Ｃ、ＷＣ、ＴａＣ、ＴｉＣ、ＨｆＣ、Ｂ4Ｃ、Ｍｎ3Ｃ、ＣｒＮ、ＴｉＮ、Ｗ2Ｎ、Ｃｒ2Ｏ3、Ｃｕ2Ｏ、ＭｎＯ、Ａｌ4Ｃ3、ＣａＣ2、Ｃｒ3Ｃ2、ＨｆＣ、Ｍｏ2ＣおよびＮｂＣより選ばれる少なくとも１つを含むターゲットを用いて実施される、
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、光学的に情報を記録し、消去し、書き換えおよび再生することが可能な情報記録媒体に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
発明者はハイビジョン画像の録画媒体として使える、Ｂｌｕ−ｒａｙ  Ｄｉｓｃ（ＢＤ）用の多層書き換え形情報記録媒体（以下、多層ＢＤ−ＲＥディスク）を開発した。多層ＢＤ−ＲＥディスクは片面３層で１００ギガバイト（ＧＢ）の大容量な情報記録媒体であり、１層あたり３３．４ＧＢの容量を持つ（例えば、非特許文献１参照）。
【０００３】
さらに容量を増やす場合、より小さな記録マークを書いて、記録密度を高くする必要がある。たとえば、ＳＩＬ（ソリッド・イマージョン・レンズ）を使って、近接場光を利用して、レーザのビームスポット径を小さくして、片面１８０ＧＢの容量の可能性を示した報告もある（例えば、非特許文献２参照）。しかしながら、小さいマークを詰めて記録すると、記録の際に隣り合う記録マークとの熱干渉が発生するため、高密度化は高々２倍程度である。それは、従来のＢＤ−ＲＥディスクのような連続した薄膜を堆積した構成では、面内に熱が拡散してしまうからである。
【０００４】
熱拡散の課題を解決する方法として、相変化材料を直径３０ｎｍ以下の孤立したナノ粒子にする方法が開示されている（例えば、特許文献１参照）。この構成によれば、記録の際の記録マーク間の熱干渉が発生しないので、ナノ粒子の大きさを小さくすれば、さらに高密度化して大容量化することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】ＷＯ２０１０／１１６７０７
【非特許文献】
【０００６】
【非特許文献１】Ｊａｐａｎｅｓｅ  Ｊｏｕｒｎａｌ  ｏｆ  Ａｐｐｌｉｅｄ  Ｐｈｙｓｉｃｓ  ５０巻６号（２０１１年６月）０６２５０３
【非特許文献２】ＩＳＯＭ／ＯＤＳ”０８  ＴＤ０５−１５２
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、相変化材料の形態が「薄膜」から「ナノ粒子」に変わると、非常に冷めやすくなることが発明者らの解析により明らかになった。具体的には、記録のためにレーザ光を所定の時間、相変化材料に照射した後、レーザ光の照射を止めると、ナノ粒子の方が薄膜よりも速く冷える。冷えやすいと、相変化材料が結晶化温度以上に保たれる時間が短くなるので、相変化材料は結晶化しにくくなる。それを解決するために、結晶化時間の短い相変化材料を用いると、アモルファス相の安定性が低下する。
【０００８】
本発明は、前記従来の課題を解決するもので、相変化材料を膜からナノ粒子形状として熱干渉を抑制できる情報記録媒体を提供する。また、ナノ粒子形状になっても相変化材料が結晶相になりやすい構成をもつ情報記録媒体を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の情報記録媒体の第１の態様は、
基板と、
前記基板上に積層された複数の材料と、
を含み、
前記複数の材料は、
一定の間隔をもって並んだ、ナノ粒子の形状を有する相変化材料と、
前記相変化材料の少なくとも一部に接して、または、他の材料を介して設けられて、前記相変化材料の相変化を促進する蓄熱材料と、
を含み、
前記ナノ粒子の情報記録方向に沿った長さが１００ｎｍ以下である。
【００１０】
本発明の情報記録媒体の第２の態様は、
一定の間隔をもって並んだ凸形状を有する基板と、
前記基板上に積層された複数の材料と、
を含み、
前記複数の材料は、
少なくとも前記凸形状の凸面上に設けられた相変化材料と、
前記相変化材料の少なくとも一部に接して、または、他の材料を介して設けられて、前記相変化材料の相変化を促進する蓄熱材料と、
を含み、
前記凸形状の情報記録方向に沿った長さが１００ｎｍ以下である。
【００１１】
本発明の情報記録媒体の製造方法の第１の態様は、
相変化材料を成膜する工程と、
成膜された前記相変化材料を、情報記録方向に沿った長さが１００ｎｍ以下の形態に成形して、一定の間隔をもって並んだナノ粒子の形状を有する相変化材料を形成する工程と、
蓄熱材料を成膜する工程と、を含み、
前記蓄熱材料を成膜する工程が、Ｎｉ合金、Ｆｅ合金、Ｃｕ合金、Ｃｒ合金、Ｔｉ合金、Ｆｅ−Ｎｉ、Ｆｅ−Ｃｒ−Ｎｉ、Ｎｉ−Ｃｒ、Ｆｅ−Ｓｉ、Ｆｅ−Ｃｒ、Ｆｅ−Ｃｒ−Ｍｎ、Ｃｕ−Ｎｉ、Ｐｔ−Ｉｒ、Ｆｅ−Ｃ、Ｆｅ−Ｍｎ、Ｃｕ−Ｓｎ、Ｃｕ−Ｓｎ−Ｚｎ、Ｔｉ−Ａｌ−Ｖ、Ｔｉ−Ｖ、Ｔｉ−Ａｌ、Ａｕ−Ｃｒ、Ｂ、Ｃ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｔｉ、Ｖおよび希土類金属より選ばれる少なくとも１つを含むターゲットを用いて実施される。
【００１２】
本発明の情報記録媒体の製造方法の第２の態様は、
相変化材料を成膜する工程と、
成膜された前記相変化材料を、情報記録方向に沿った長さが１００ｎｍ以下の形態に成形して、一定の間隔をもって並んだナノ粒子の形状を有する相変化材料を形成する工程と、
蓄熱材料を成膜する工程と、を含み、
前記蓄熱材料を成膜する工程が、ＳｉＣ、ＺｒＣ、Ｗ2Ｃ、ＷＣ、ＴａＣ、ＴｉＣ、ＨｆＣ、Ｂ4Ｃ、Ｍｎ3Ｃ、ＣｒＮ、ＴｉＮ、Ｗ2Ｎ、Ｃｒ2Ｏ3、Ｃｕ2Ｏ、ＭｎＯ、Ａｌ4Ｃ3、ＣａＣ2、Ｃｒ3Ｃ2、ＨｆＣ、Ｍｏ2ＣおよびＮｂＣより選ばれる少なくとも１つを含むターゲットを用いて実施される。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、１００ｎｍ以下の一つ一つの記録ナノ粒子（ナノ粒子の形状を有する相変化材料）であっても、相変化材料が結晶相になりやすい情報記録媒体を実現できる。したがって、一つ一つの記録ナノ粒子の、アモルファス相と結晶相の間の可逆的相変化を、例えばピコ秒（１０-12秒）オーダのレーザ照射時間で生じさせることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の情報記録媒体の一例を示す部分立体図
【図２】本発明の情報記録媒体の一例を示す部分立体図
【図３】本発明の情報記録媒体の一例を示す部分断面図
【図４】本発明の情報記録媒体の一例を示す部分断面図
【図５】本発明の情報記録媒体の一例を示す部分断面図
【図６】本発明の情報記録媒体の一例を示す部分断面図
【図７】本発明の情報記録媒体の一例を示す部分断面図
【図８】本発明の情報記録媒体の一例を示す部分断面図
【図９】本発明の情報記録媒体の一例を示す部分断面図
【図１０】本発明の情報記録媒体の一例を示す部分断面図
【図１１】本発明の情報記録媒体の一例を示す部分断面図
【図１２】本発明の情報記録媒体の一例を示す部分断面図
【図１３】本発明の情報記録媒体の一例を示す部分断面図
【図１４】本発明の情報記録媒体の一例を示す部分断面図
【図１５】本発明の情報記録媒体の一例を示す部分断面図
【図１６】本発明の情報記録媒体の一例を示す部分断面図
【図１７】本発明の情報記録媒体の一例を示す部分断面図
【図１８Ａ】本発明の実施の形態３における情報記録媒体の製造工程を示す断面図
【図１８Ｂ】本発明の実施の形態３における情報記録媒体の製造工程を示す断面図
【図１８Ｃ】本発明の実施の形態３における情報記録媒体の製造工程を示す断面図
【図１８Ｄ】本発明の実施の形態３における情報記録媒体の製造工程を示す断面図
【図１８Ｅ】本発明の実施の形態１１における情報記録媒体の製造工程を示す断面図
【図１８Ｆ】本発明の実施の形態１１における情報記録媒体の製造工程を示す断面図
【図１８Ｇ】本発明の実施の形態１１における情報記録媒体の製造工程を示す断面図
【図１８Ｈ】本発明の実施の形態１１における情報記録媒体の製造工程を示す断面図
【図１８Ｉ】本発明の実施の形態１２における情報記録媒体の製造工程を示す断面図
【図１８Ｊ】本発明の実施の形態１７における情報記録媒体の製造工程を示す断面図
【図１８Ｋ】本発明の実施の形態１７における情報記録媒体の製造工程を示す断面図
【図１８Ｌ】本発明の実施の形態１７における情報記録媒体の製造工程を示す断面図
【図１８Ｍ】本発明の実施の形態１９における情報記録媒体の製造工程を示す断面図
【図１８Ｎ】本発明の実施の形態１９における情報記録媒体の製造工程を示す断面図
【図１８Ｏ】本発明の実施の形態１９における情報記録媒体の製造工程を示す断面図
【図１８Ｐ】本発明の実施の形態１９における情報記録媒体の製造工程を示す断面図
【図１９】比較例の情報記録媒体の一例を示す部分断面図
【図２０】従来の情報記録媒体の一例を示す部分断面図
【図２１】本発明の情報記録媒体の一例を示す部分断面図
【図２２】電磁解析に用いたモデルと境界領域を示す立体図
【図２３】本発明の情報記録媒体の冷却過程の計算に用いた解析モデルを示す図
【図２４】電磁および熱伝導解析により得られた実施例、比較例、従来構成の相変化材料の温度変化の時間依存性を示す図
【図２５】記録ナノ粒子の情報記録方向に沿った長さｄと、その面内垂直方向に沿った長さｙとを示す模式図
【図２６】記録ナノ粒子の情報記録方向に沿った長さｄと、その高さｈとを示す模式図
【図２７】記録ナノ粒子が裾に向かってなだらかに広がる形状を有する場合について、当該記録ナノ粒子の情報記録方向に沿った長さｄを示す模式図
【発明を実施するための形態】
【００１５】
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。
【００１６】
（実施の形態１）
本発明の実施の形態１として、情報記録媒体の一例を説明する。図１に、その情報記録媒体１０１の一部立体図を示す。情報記録媒体１０１は、四角形の基板部１上に凸形状の記録部２が予め定めた一定の間隔をもって縦横に配置されている。基板部１には、基板と、基板上に積層された複数の薄膜が含まれる。記録部２には、記録ナノ粒子（ナノ粒子の形状を有する相変化材料）が含まれる。基板部１および記録部２の詳細については実施の形態３で説明する。
【００１７】
情報記録媒体１０１の記録消去方法の一例について説明する。記録消去は近接場光発生素子３を用いて行う。近接場光発生素子３の先端部と記録部２の表面との距離（ワーキングディスタンス、ＷＤ）は、数ｎｍから１００ｎｍ程度に近接して配置されている。共鳴しやすく、近接場光４が記録部２に含まれる記録ナノ粒子に到達しやすいように、この距離は記録部２の直径または一辺などの長さによって調節してよい。例えば、記録部２が略円柱で直径が１００ｎｍの場合、ＷＤはおおよそ１００ｎｍが好ましく、直径１０ｎｍの場合、ＷＤはおおよそ１０ｎｍが好ましい。
【００１８】
この近接場光発生素子３に光源（図示せず）からレーザの入射光５を照射し、近接場光発生素子３において表面プラズモン共鳴を誘起させて、入射光５よりも電界強度が大きく増大した近接場光４を近接場光発生素子３の先端部に発生させる。ここで先端部は三角形の頂点近傍を指す。近接場光４の少なくとも一部が１つの記録部２に照射され、記録部２に含まれる記録ナノ粒子を融点以上に昇温して、溶かして急冷することにより、アモルファス相が形成され記録が実施される。また、記録ナノ粒子を結晶化温度以上に昇温して徐冷することにより結晶相が形成され消去が実施される。１つ１つの記録部２を情報の最小単位として、アモルファス相または結晶相を形成することにより、情報を記録、消去または書き換えることができる。
【００１９】
次に情報記録媒体１０１の再生方法の一例について説明する。記録後に記録部２から戻ってくる反射光は非常に小さく、それを検出して情報を再生することは困難であるため、近接場光発生素子３から戻ってくる反射光を検出して再生する。近接場光発生素子３に再生用の入射光５を照射すると、記録部２がアモルファス相か結晶相かで表面プラズモン共鳴の増強度が変化して、近接場光発生素子３から戻ってくる反射光の大きさが変化する。１つ１つの記録部２を情報の最小単位として、近接場光発生素子３の反射光の変化を検出することにより、情報を再生することができる。
【００２０】
入射光５は１つの光源から出射されて、記録消去用と再生用が同じ波長であってもよいし、複数の光源から出射される異なる波長であってもよい。また、複数の光源から同じ波長を出射してもよいし、１つの光源から複数の波長を出射してもよい。波長は青紫色、可視光または赤外線を使ってよい。
【００２１】
近接場光発生素子３の材料は、Ａｇ、Ａｇ合金、Ａｕ、Ａｕ合金、Ａｌ、Ａｌ合金、Ｃｕ、Ｃｕ合金を含む材料を用いてよい。具体的にはＡｇ、Ａｇ−Ｐｄ、Ａｇ−Ｃｕ、Ａｇ−Ｐｄ−Ｃｕ、Ａｇ−Ｂｉ、Ａｇ−Ｇａ、Ａｇ−Ｇａ−Ｃｕ、Ａｇ−Ｉｎ、Ａｇ−Ｉｎ−Ｓｎ、Ａｇに希土類金属を添加した材料、Ａｕ、Ａｕ−Ｃｒ、Ａｌ、Ａｌ−Ｃｒ、Ａｌ−Ｔｉ、Ａｌ−Ｎｉ、Ｃｕ、Ｃｕ−Ｓｉ、Ｃｕ−Ｓｎ、Ｃｕ−Ｓｎ−Ｚｎ、Ｃｕ−Ｚｎ、Ｃｕ−Ａｌ等を用いてよい。
【００２２】
近接場光発生素子３がこれらの材料から形成されていてもよいし、スパッタや蒸着などで表面に膜として形成されていてもよい。記録部２に近接させることにより、使用する入射光５の波長により表面プラズモン共鳴が生じる材料が好ましい。可視光から赤外線の波長域で共鳴による近接場光発生素子３の温度上昇を抑制するためには、Ａｇを含む材料を用いることが好ましい。青色から青紫色の波長域で共鳴による近接場光発生素子３の温度上昇を抑制するためには、Ａｌを含む材料を用いることが好ましい。
【００２３】
近接場光発生素子３の形状は、表面プラズモン共鳴が起こりやすいように先端が尖った形状が好ましい。たとえば、略三角柱、略三角錐、略四角錐、略多角錐などを用いてよく、先端部は尖っていてもよいし丸みを帯びていてもよい。先端部の尖り方や丸みを調整することにより、共鳴の増強度や温度上昇を変化させることができる。また、近接場光発生素子３の形状は、入射光５が入射する面は平坦で滑らかであることが好ましい。
【００２４】
近接場光発生素子３は、入射光５が入射する面が、記録部２の上面（近接場光発生素子３側）に対して図１のように垂直（９０°）になるように配置されていてもよいし平行（０°）になるように配置されていてもよい。あるいは９０°から０°の間の傾きをもって配置されていてもよい。
【００２５】
なお、他の図面では近接場光発生素子３、近接場光４および入射光５は必要に応じて図示する。
【００２６】
記録部２を、情報記録方向に沿った長さが例えば１００ｎｍ以下の凸形状にして配列させることにより、高密度化に伴う記録マーク間の熱干渉を抑制できる。記録部２は、縦横に配列してもよいし、六方最密構造に配列してもよい。あるいはいずれかの点を中心にスパイラル状や同心円状に配列してもよい。ここで、情報記録方向とは、情報記録媒体１０１に情報を記録するためのトラッキング方向である。
【００２７】
記録部２の形状は、略円柱、または、略多角柱（略三角柱、略四角柱もしくは五角以上の多角柱）であってよい。略円柱には、略楕円柱、略円錐台、略楕円錐台、略円錐、略半球型および略釣り鐘型が含まれてよい。また略三角柱には、略三角錐台および略三角錐が含まれてよい。また略四角柱には、略四角錐台および略四角錐が含まれてよい。また五角以上の多角柱には、多角錐台および多角錐が含まれてよい。
【００２８】
記録部２では、情報記録方向に沿った長さが１００ｎｍ以下であることが好ましく、５０ｎｍ以下であることがより好ましい。３ｎｍ以上３０ｎｍ以下であることがさらに好ましく、テラバイト（ＴＢ＝１０3ＧＢ）級の情報記録媒体を実現できる。
【００２９】
記録部２の構成の詳細は後述するが、上述のとおり、記録部２には記録ナノ粒子が含まれる。図２５に示すように、記録ナノ粒子４１の情報記録方向に沿った長さをｄ、その面内垂直方向に沿った長さをｙと表したとき、記録ナノ粒子４１は、０．１ｄ≦ｙ≦１０ｄの関係を満たすように設けられることが好ましい。したがって、記録部２は、記録ナノ粒子４１がこのような寸法を満足できるような形状に、設計されていることが好ましい。記録ナノ粒子４１がこのような形状を有することにより、記録ナノ粒子４１をより容易に且つ正確に製造することができるので、その結果、記録部２の設計もより容易且つ正確に行うことができる。
【００３０】
図２６に示すように、記録ナノ粒子４１の情報記録方向に沿った長さをｄ、その高さをｈと表したとき、記録ナノ粒子４１は、０＜ｈ≦５ｄの関係を満たすように設けられることが好ましく、０．０１ｄ≦ｈ≦５ｄの関係を満たすように設けられることがより好ましい。したがって、記録部２は、記録ナノ粒子４１がこのような寸法を満足できるような形状に、設計されていることが好ましい。記録ナノ粒子４１がこのような形状を有することにより、記録ナノ粒子４１をより容易に且つ正確に製造することができるので、その結果、記録部２の設計もより容易且つ正確に行うことができる。
【００３１】
なお、記録ナノ粒子４１の情報記録方向に沿った長さｄとは、記録ナノ粒子４１の情報記録方向に沿った最大長さを意味する。例えば、記録ナノ粒子４１が、裾に向かってなだらかに広がる形状を有する場合は、図２７に示すように、記録ナノ粒子４１の裾（下縁）における情報記録方向に沿った長さがｄとなる。
【００３２】
同一の基板部１上に形成された複数の記録部２は略同じ形状であることが好ましい。錐の場合は面積の大きい方の面が基板部１側にあることが好ましい。
【００３３】
記録部２の高さ（基板部１の記録部２が設けられている面に対する、記録部２の高さ）は、直径や一辺の長さに対して最適化してよい。高さが直径や一辺と同等であってもよいし、高さが直径や一辺よりも長くても短くてもよい。共鳴条件や製造工程によって選んでよい。例えば、直径１００ｎｍの略円柱の場合、高さは２００ｎｍ程度であってよいし、８０ｎｍ程度であってよい。例えば一辺３０ｎｍの略四角柱の場合、高さは３０ｎｍ程度であってよい。
【００３４】
図１に図示したａ−ｂの破線は、図３から図１７、および図１９から図２１の断面図の切り出し位置の一例を示す。
【００３５】
（実施の形態２）
本発明の実施の形態２として、情報記録媒体の一例を説明する。図２に、その情報記録媒体１０２の一部立体図を示す。情報記録媒体１０２は、略円形の基板部１上に凸形状の記録部２が予め定めた一定の間隔をもって、同心円状もしくはスパイラル状に配置されている。あるいは、縦横、六方最密構造に配列してよい。このような形態においても実施の形態１と同様に、記録部２において近接場光４を用いて１つ１つの記録部２に記録、消去および再生を行うことができる。あるいは、情報記録媒体１０２を基板部１の中心を軸として回転させながら記録と再生を実施してよい。
【００３６】
（実施の形態３）
本発明の実施の形態３として、実施の形態１で説明した情報記録媒体１０１の一構成例を説明する。図３に、本実施の形態の情報記録媒体１０３の一部断面図を示す。この断面は、図１に図示したａ−ｂの破線部の断面に相当する。以降の図面も同様である。
【００３７】
情報記録媒体１０３は、基板部１上に記録部２を配置している。基板部１と記録部２との境界は、蓄熱膜５２と記録ナノ粒子４１との界面とする。図４以降も同様に基板部１および記録部２を図示して示す。
【００３８】
基板部１は、基板７１の一方の表面に形成された反射膜６１、誘電体膜２２、蓄熱膜５２がこの順に配置されてなり、記録部２は、記録ナノ粒子４１、誘電体ナノ粒子２３、誘電体膜２１、保護膜８１、潤滑剤９１がこの順に配置されてなる。記録部２と記録ナノ粒子４１の形や大きさは、記録ナノ粒子４１上に積層する誘電体膜２１などの付着状態によって変わるが、ほぼ同等とみなしてよい。
【００３９】
以下、基板７１から順に機能、材料および厚みについて説明する。
【００４０】
基板７１は主に支持体としての機能を有し、角形または円盤状で、表面の平滑なものを使用する。大きさに特に限定はなく、たとえば直径２．５インチ、直径３．５インチ、直径１２０ｍｍなど、一般的な大きさのものを使用できる。材料としては、ガラス、Ｓｉ、熱酸化Ｓｉ、アルミニウム合金、ＮｉＰメッキされたアルミニウム合金、ポリカーボネート、アモルファスポリオレフィンもしくはポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）など、光記録ディスク、光磁気記録ディスクや磁気記録ディスクで用いられている基板材料を挙げることができる。基板７１上にナノ粒子を形成するため、平滑性が重視される。
【００４１】
反射膜６１は、近接場光発生素子３との相互作用によって、表面プラズモン共鳴をより増強させる作用をもつ。この際、反射膜６１の複素誘電率の実部が負であることが好ましい。複素誘電率εrをεr＝ε1＋ｉε2、ε1は実部、ε2は虚部、複素屈折率をｎ＋ｉｋ、ｎは屈折率、ｋは消衰係数とすると、ε1＝ｎ2−ｋ2、ε2＝２ｎｋの関係がある。例えば、波長７８０ｎｍにおけるＡｇのｎ＝０．２６、ｋ＝４．７７であり、ε1は−２３であり、負を満たす。複素屈折率は、例えばエリプソメトリを使って決定することができる。
【００４２】
また、反射膜６１と近接場光発生素子３は入射光に対して共鳴しやすい材料を組み合わせると、電界強度がより増大された近接場光４を発生させやすい。例えば、実施の形態１で述べたように、近接場光発生素子３にＡｇを含む材料を用いる場合、反射膜６１もＡｇを含む材料を用いてよい。あるいは近接場光発生素子３にＡｕを含む材料を用いて、反射膜６１をＡｇを含む材料を用いてよい。反射膜６１の材料は近接場光発生素子３と同様に、共鳴しやすい材料として、Ａｇ、Ａｇ合金、Ａｕ、Ａｕ合金、Ａｌ、Ａｌ合金、Ｃｕ、Ｃｕ合金を含む材料を用いてよく、具体的にはＡｇ、Ａｇ−Ｐｄ、Ａｇ−Ｃｕ、Ａｇ−Ｐｄ−Ｃｕ、Ａｇ−Ｂｉ、Ａｇ−Ｇａ、Ａｇ−Ｇａ−Ｃｕ、Ａｇ−Ｉｎ、Ａｇ−Ｉｎ−Ｓｎ、Ａｇに希土類金属を添加した材料、Ａｕ、Ａｕ−Ｃｒ、Ａｌ、Ａｌ−Ｃｒ、Ａｌ−Ｔｉ、Ａｌ−Ｎｉ、Ｃｕ、Ｃｕ−Ｓｉ、Ｃｕ−Ｓｎ、Ｃｕ−Ｓｎ−Ｚｎ、Ｃｕ−Ｚｎ、Ｃｕ−Ａｌ等を含む材料を用いることが好ましい。表面が平滑であればさらに好ましい。
【００４３】
反射膜６１は、熱的には記録ナノ粒子４１で生じた熱を速やかに拡散させて記録ナノ粒子４１を急冷し、アモルファス化し易くする機能を有する。さらに、反射膜６１は誘電体膜２１から誘電体膜２２までを含む多層膜を使用環境から保護する機能をも有する。
【００４４】
反射膜６１の膜厚は１００ｎｍ以下が好ましく、より好ましくは０．４ｎｍ以上５０ｎｍ以下である。０．４ｎｍよりも薄いと記録時に表面プラズモン共鳴の増強作用が弱まる。また保護機能も低下する。スパッタリング後、極薄い場合には反射膜６１が島状に形成されていてもよい。１００ｎｍより厚いと再生時の表面プラズモン共鳴の増強度の変化が小さくなる。さらには、記録ナノ粒子４１の熱が急激に拡散して、記録ナノ粒子４１を結晶化させることが困難になる。
【００４５】
誘電体膜２１および誘電体膜２２は、反射膜６１と近接場光発生素子３との距離を調節する働きをもつ。反射膜６１と近接場光発生素子３は相互作用をするように離れすぎないことが好ましい。あるいは、近接場光発生素子３の先端部と記録ナノ粒子４１までの距離が離れると近接場光４が、効率よく記録ナノ粒子４１に照射されないため、誘電体膜２１の膜厚はできるだけ薄い膜厚が好ましい。誘電体膜２１の膜厚は３０ｎｍ以下が好ましく、１ｎｍ以上１５ｎｍ以下がより好ましい。
【００４６】
誘電体膜２２は、記録ナノ粒子４１で生じた熱を反射膜６１の方へ拡散させる機能も有する。誘電体膜２２がないと、その熱は熱伝導率が大きい反射膜６１にそって急激に面内方向に拡散する場合がある。そうすると、例えば記録状態（アモルファス相）の記録ナノ粒子４１を消去状態（結晶相）にする場合、結晶化温度以上に十分な時間維持できず、アモルファス相から結晶相への結晶化が困難になる場合がある。逆に誘電体膜２２の膜厚が厚いと、記録ナノ粒子４１の熱が拡散せず、記録や書換えの際、記録ナノ粒子４１を記録状態（アモルファス相）にする場合、冷却速度が不足してアモルファス相の形成が困難になる場合がある。よって、上述の反射膜６１と近接場光発生素子３の相互作用も考慮して、誘電体膜２２の膜厚は３０ｎｍ以下が好ましく、２０ｎｍ以下がより好ましい。
【００４７】
さらに、誘電体膜２１および誘電体膜２２は、記録ナノ粒子４１を水分、酸化等から保護する機能を兼ね備える。記録の際、記録ナノ粒子４１は融点以上に加熱されるため、誘電体膜２１および誘電体膜２２は耐湿性に加えて耐熱性にも優れていることが好ましい。また、誘電体膜２１は図３に示す近接場光発生素子３への入射光５の波長に対して透明性が高いことが好ましい。
【００４８】
誘電体膜２１の材料としては、酸化物、窒化物、弗化物、炭化物および硫化物などより選ばれる少なくとも１つを含む材料を用いることができる。
【００４９】
酸化物としては、Ｇｄ2Ｏ3、Ｈｏ2Ｏ3、Ｌａ2Ｏ3、Ｎｄ2Ｏ3、Ｓｂ2Ｏ3、Ｓｃ2Ｏ3、Ｓｍ2Ｏ3、ＴｅＯ2、Ｙｂ2Ｏ3、Ａｌ2Ｏ3、Ｂｉ2Ｏ3、ＣａＯ、ＣｅＯ2、Ｃｒ2Ｏ3、Ｄｙ2Ｏ3、Ｇａ2Ｏ3、ＧｅＯ2、ＨｆＯ2、Ｉｎ2Ｏ3、ＭｇＯ、Ｎｂ2Ｏ5、ＳｉＯ2、ＳｎＯ2、Ｔａ2Ｏ5、ＴｉＯ2、ＷＯ3、Ｙ2Ｏ3、ＺｎＯおよびＺｒＯ2より選ばれる少なくとも１つを含む材料を用いることができる。複合酸化物としては、Ａｌ2ＴｉＯ5、Ａｌ6Ｓｉ2Ｏ13、Ｂｉ2Ｔｉ2Ｏ7、ＭｇＳｉＯ3、ＺｒＳｉＯ4を用いてよい。混合物としては、例えばＢｉ2Ｏ3−ＴｉＯ2、ＺｒＯ2−ＳｉＯ2、ＺｒＯ2−Ｃｒ2Ｏ3、ＺｒＯ2−ＳｉＯ2−Ｃｒ2Ｏ3、ＺｒＯ2−Ｇａ2Ｏ3、ＺｒＯ2−ＳｉＯ2−Ｇａ2Ｏ3、ＺｒＯ2−Ｉｎ2Ｏ3、ＺｒＯ2−ＳｉＯ2−Ｉｎ2Ｏ3等を用いてもよい。ＺｒＯ2を含む材料には、ＺｒＯ2の代わりにＣａＯ、ＭｇＯ、Ｙ2Ｏ3のいずれかをＺｒＯ2に添加した部分安定化ジルコニアまたは安定化ジルコニアを用いてもよい。また、ＺｒＯ2と化学的性質が似ているＨｆＯ2をＺｒＯ2の代わりに用いてもよいし、ＺｒＯ2の一部をＨｆＯ2で置換して用いてもよい。
【００５０】
窒化物としては、ＡｌＮ、ＢＮ、Ｇｅ−Ｎ、Ｇｅ−Ｃｒ−Ｎ、Ｍｇ3Ｎ2、Ｓｉ3Ｎ4、ＴｉＮ、Ｔｉ2Ｎ、ＺｒＮ、ＨｆＮ、ＶＮ、ＮｂＮ、ＴａＮ、ＣｒＮ、Ｍｎ6Ｎ4、Ｍｎ4Ｎ、Ｆｅ4Ｎ、Ｃｏ4Ｎ、Ｎｉ4Ｎ、Ｖ3Ｎ、Ｆｅ3Ｎ、Ｃｏ3Ｎ、Ｎｉ3Ｎ、Ｃｕ3Ｎ、Ｃｒ2Ｎ、Ｍｎ2Ｎ、Ｆｅ2Ｎ、Ｃｏ2ＮおよびＷＮ2より選ばれる少なくとも１つを含む材料を用いることができる。
【００５１】
弗化物としては、ＣｅＦ3、ＤｙＦ3、ＥｒＦ3、ＧｄＦ3、ＨｏＦ3、ＮｄＦ3、ＹＦ3、ＹｂＦ3、ＺｎＦ2、ＡｌＦ3、ＣａＦ2、ＣｕＦ2、ＭｇＦ2、ＭｎＦ2およびＬａＦ3より選ばれる少なくとも１つを含む材料を用いることができる。
【００５２】
炭化物としては、ＳｉＣ、Ｃを含む材料を用いることができる。
【００５３】
硫化物としては、ＺｎＳ、ＳｉＳ2およびＧｅＳ2より選ばれる少なくとも１つを含む材料を用いることができる。混合物としてはＺｎＳ−ＳｉＯ2が好ましく用いられる。
【００５４】
その他の材料として屈折率の大きなＧａＰを用いてもよい。
【００５５】
誘電体膜２１を上記酸化物、窒化物、弗化物、硫化物、複合酸化物および混合物を積層して２以上の膜で形成してもよい。
【００５６】
誘電体膜２２の材料としては、誘電体膜２１と同様の材料を用いることができる。反射膜６１にＡｇまたはＡｇ合金を用いる場合、硫化しやすいので、誘電体膜２２は硫化物を含まないことが好ましい。あるいは誘電体膜２２と反射膜６１の間に元素の拡散防止のための界面膜３４を設けてもよい（図６に図示）。
【００５７】
誘電体膜２１および誘電体膜２２の厚さは、光学的解析により決定してもよい。本発明のような凸形状を一定間隔で有する構造、いわゆる周期構造の場合、例えばＲＣＷＡ（Rigorous Coupled Wave Analysis）法を用いて計算することができる。これは、電場と磁場がベクトル場であることを考慮した電磁界解析の内の微分法の一種である。ＲＣＷＡ法による計算で、記録部２のＲｃ、Ｒａ、ΔＲ（ΔＲ＝Ｒｃ−Ｒａ）と、誘電体膜２１および誘電体膜２２の厚さの関係を調べることができる。ここでＲｃは記録ナノ粒子４１が結晶相であるときの記録部２表面の反射率、Ｒａは記録ナノ粒子４１がアモルファス相であるときの記録部２表面の反射率である。
【００５８】
なお、記録ナノ粒子４１の形状や大きさ、共鳴条件によっては、誘電体膜２１および２２は必要に応じて設ければよい。
【００５９】
本実施の形態の蓄熱膜５２は、蓄熱材料で形成されており、記録ナノ粒子４１の冷却速度を遅くする働きを有する。図２０に従来の情報記録媒体１２０を示すが、記録膜４２は膜であった。「膜」というのは、本明細書中では、スパッタリング法などで形成されたそのままの状態と定義する。スパッタリング法などで形成された膜に、エッチング法などでナノサイズのパターンを形成した場合、その形態を「ナノ粒子」と定義する。ここで、ナノ粒子について説明する。一般に、一辺や直径などの寸法が１ｎｍから１００ｎｍ程度の粒子は、ナノ粒子と呼ばれるため、本明細書中でも記録ナノ粒子、蓄熱ナノ粒子、誘電体ナノ粒子のように表現する。
【００６０】
発明者らは熱解析によって、従来の記録膜と比較して、孤立した記録ナノ粒子は、所定温度まで加熱してレーザ光の照射が完了した後の冷却速度が速い、すなわち冷めやすいことを見出した。
【００６１】
実施の形態１で述べたように、記録した情報を消去する場合、近接場光４によって記録ナノ粒子４１を結晶化温度以上に昇温して徐冷することにより結晶相を形成する。結晶化は、結晶化温度以上に昇温して、結晶化温度以上に保持される時間が長い方が、結晶核生成、結晶成長が生じて進みやすい。記録ナノ粒子４１の冷却速度が速くなると、結晶化が困難になる。「膜」では容易に結晶化していた相変化材料でも、「ナノ粒子」になると結晶化しにくくなるということである。より高速に結晶化する相変化材料を適用すると、逆に記録ナノ粒子４１のアモルファス相の安定性が損なわれる可能性が生じてくる。
【００６２】
発明者らは、ナノ粒子形状においても、結晶化しやすさとアモルファス相の安定性とを両立できるように、蓄熱膜５２を設けて、記録ナノ粒子４１の冷却速度を膜の冷却速度に近づける構成を見出した。これにより、ナノ粒子形状になっても相変化材料が結晶相になりやすい構成を有し、さらに、局在型プラズモンを用いることにより、数ｎｍの一つ一つの記録ナノ粒子４１を１ビットとするデータを記録再生して、１層あたり数百ＧＢから数十ＴＢ級の大容量を実現できる情報記録媒体の提供が可能となった。なお、本実施の形態では蓄熱材料を蓄熱膜５２として設けたが、蓄熱材料が、記録ナノ粒子４１の少なくとも一部に接して、または、他の材料を介して設けられていれば、蓄熱材料が他の形態で設けられている場合であっても（例えば、後出の実施の形態４〜１９参照）、同様の効果が得られる。
【００６３】
本実施の形態の蓄熱膜５２は、記録ナノ粒子４１に接して配置されるか、または、近傍に配置されて、光を吸収して、蓄熱膜５２自体の温度が上がることにより、記録ナノ粒子４１の冷却速度を低下させる。本構成では、記録ナノ粒子４１の底面（基板部１側）から蓄熱膜５２の効果が得られる。
【００６４】
また、記録ナノ粒子４１からの放熱を制御するために、蓄熱膜５２には、熱伝導率が小さい材料を適用することが好ましい。２０℃におけるバルクの熱伝導率が公称値で５０Ｗ・ｍ-1・Ｋ-1以下であることが好ましく、２０Ｗ・ｍ-1・Ｋ-1以下であることがより好ましい。
【００６５】
また、蓄熱膜５２自体は温度が上がってからすぐに冷めてはいけないため、相対的に比熱は大きい方が好ましい。
【００６６】
また、記録の際、すなわち記録ナノ粒子４１を融点以上に加熱して溶かし、急冷してアモルファス相を形成する際、蓄熱膜５２は溶けてはいけないため、融点は記録ナノ粒子４１の融点よりも高いことが望ましい。一般に可逆的相変化材料の融点は５５０℃〜７００℃位であるので、蓄熱膜５２の融点は公称値で１０００℃以上であることが好ましい。
【００６７】
蓄熱膜５２の材料としては、光を吸収する半透明な材料を用いることが好ましく、Ｂ、Ｃ、ＳｉＣ、ＺｒＣ、Ｗ2Ｃ、ＷＣ、ＴａＣ、ＴｉＣ、ＨｆＣ、Ｂ4Ｃ、Ｍｎ3Ｃ、ＣｒＮ、ＴｉＮ、Ｗ2Ｎ、Ｃｒ2Ｏ3、Ｃｕ2Ｏ、ＭｎＯ、Ａｌ4Ｃ3、ＣａＣ2、Ｃｒ3Ｃ2、ＨｆＣ、Ｍｏ2ＣおよびＮｂＣより選ばれる少なくとも１つを含んでよい。
【００６８】
また、蓄熱膜５２は、金属、合金、半金属または半導体を用いてもよく、Ｎｉ合金、Ｆｅ合金、Ｃｕ合金、Ｃｒ合金、Ｔｉ合金が好ましい。例えば以下の材料が使える。ここで「鋼」と付く合金では、いずれも２質量％以下のＣ、Ｓｉ、Ｍｎを含んでよい。また、他の材料も含めて、Ｃ、Ｈ、Ｎ、Ｏ、ＯＨ、Ｆｅ、Ｐ、Ｓなど、不可避に混入する材料は不純物として含んでよい。
【００６９】
ニッケル鋼（Ｆｅ−Ｎｉ）を用いてよく、Ｆｅ含有量５０質量％以上９５質量％以下が好ましく、５０質量％以上８０質量％以下がより好ましい。
【００７０】
クロムニッケル鋼（Ｆｅ−Ｃｒ−Ｎｉ）を用いてよく、Ｆｅ含有量５４質量％以上７５質量％以下且つＣｒ含有量１７質量％以上２６質量％以下且つＮｉ含有量７質量％以上２１質量％以下がより好ましい。
【００７１】
Ｆｅ−Ｃｒ−Ｎｉを用いてよく、Ｆｅ含有量４質量％以上４６質量％以下且つＣｒ含有量３９質量％以上８１質量％以下且つＮｉ含有量１０質量％以上２０質量％以下がより好ましい。
【００７２】
クロム鋼（Ｆｅ−Ｃｒ）を用いてよく、Ｆｅ含有量７６質量％以上９６質量％以下が好ましい。
【００７３】
炭素鋼（Ｆｅ−Ｃ）を用いてよく、Ｆｅ含有量９８質量％以上１００質量％未満が好ましい。
【００７４】
ケイ素鋼（Ｆｅ−Ｓｉ）を用いてよく、Ｆｅ含有量９０質量％以上１００質量％未満が好ましく、９０質量％以上９５質量％以下がより好ましくい。
【００７５】
マンガン鋼（Ｆｅ−Ｍｎ）を用いてよく、Ｆｅ含有量８０質量％以上９９質量％未満が好ましく、８０質量％以上９０質量％以下がより好ましい。
【００７６】
ＦｅにＣｒまたは、ＮｉとＣｒを添加した、以下のステンレス鋼を用いてよい。
【００７７】
ステンレス鋼のＳＵＳ２０１、２０２を用いてよく、Ｃｒ含有量１６質量％以上１９質量％以下且つＮｉ含有量３．５質量％以上６．０質量％以下且つＭｎ含有量５．５質量％以上１０質量％以下がより好ましい。
【００７８】
ステンレス鋼のＳＵＳ３０１〜３０５、３０９を用いてよく、Ｃｒ含有量１６質量％以上２４質量％以下且つＮｉ含有量６質量％以上１５質量％以下且つＭｎ含有量２質量％以下がより好ましい。
【００７９】
ステンレス鋼のＳＵＳ３１０、３１６、３１７を用いてよく、Ｃｒ含有量１６質量％以上２６質量％以下且つＮｉ含有量１０質量％以上２２質量％以下且つＭｎ含有量２質量％以下がより好ましい。
【００８０】
ステンレス鋼のＳＵＳ４０３、４０５、４１０、４３０、４３４を用いてよく、Ｃｒ含有量１１．５質量％以上１８質量％以下且つＮｉ含有量０．６質量％以下且つＭｎ含有量１質量％以下が好ましい。
【００８１】
Ｃｕ−Ｓｎ−Ｚｎを用いてよく、Ｃｕ含有量８０質量％以上且つＳｎ含有量２０質量％未満が好ましい。
【００８２】
Ｃｕ−Ｍｎ−Ｎｉを用いてよく、Ｃｕ含有量８０質量％以上且つＭｎ含有量２０質量％未満が好ましく、Ｃｕ含有量８３質量％以上且つＭｎ含有量１３質量％未満がより好ましい。Ｃｕ−Ｍｎ−Ｎｉは微量のＦｅ、Ｓｉを含んでもよい。
【００８３】
Ｃｕ−Ｎｉ−Ｚｎを用いてよく、Ｃｕ含有量が４５質量％以上６５質量％以下且つＮｉ含有量が６質量％以上３５質量％以下且つＺｎ含有量１５質量％以上３５質量％以下が好ましい。
【００８４】
Ｃｕ−Ｎｉを用いてよく、Ｃｕ含有量６０質量％以下が好ましく、５５質量％以下がより好ましい。
【００８５】
Ｃｕ−ＮｉにＦｅ、Ｍｎ、Ｓｉ、Ｃ、Ａｌ、Ｓのうち少なくとも１つを添加した合金を用いてよく、Ｎｉ含有量６０質量％以上７０質量％以下が好ましい。
【００８６】
Ｃｕ−Ｓｉを用いてよく、Ｓｉ濃度２質量％以上６質量％以下が好ましい。
【００８７】
Ｐｄ−Ｃｕを用いてよく、Ｃｕ濃度２０質量％以上５０質量％以下が好ましい。
【００８８】
Ｐｄ−Ａｕを用いてよく、Ａｕ濃度３０質量％以上４０質量％以下が好ましい。
【００８９】
Ｐｄ−Ａｇを用いてよく、Ａｇ濃度１０質量％以上５０質量％以下が好ましい。
【００９０】
鋳鉄（Ｆｅ−Ｃ−Ｓｉ−Ｍｎ）を用いてよく、Ｆｅ含有量９０質量％以上且つＣ含有量２質量％以上且つＳｉ含有量１質量％以上が好ましい。
【００９１】
Ｐｔ−Ｉｒを用いてよく、Ｐｔ含有量９０質量％以上が好ましい。
【００９２】
Ｐｔ−Ｒｈを用いてよく、Ｒｈ約１０質量％が好ましい。
【００９３】
Ｎｉ−Ｃｒを用いてよく、Ｎｉ含有量５０質量％以上がより好ましい。Ｆｅ、Ｍｎを含んでよい。
【００９４】
Ｎｉ−Ｃｏ（Ｃｏ４０質量％以下）、Ｎｉ−Ｍｎ（Ｍｎ１０質量％から５０質量％）、Ｎｉ−Ａｌ（Ａｌ２質量％から１０質量％）、Ｎｉ−Ｍｏ（Ｍｏ１０質量％から２０質量％）を用いてもよい。
【００９５】
アルメル（Ｎｉ95Ａｌ2Ｍｇ2Ｓｉ1）も好ましく用いられる。
【００９６】
Ａｕ−Ｃｒを用いてよく、Ａｕ含有量８０質量％以上がより好ましい。
【００９７】
Ａｕ−Ｐｔも用いてよく、Ａｕ含有量５０質量％以上８４質量％以下が好ましい。
【００９８】
インコネル（Ｎｉ−Ｃｒ−Ｆｅ）を用いてよく、Ｎｉ76Ｃｒ16Ｆｅ8（質量％）を中心に、±５質量％の範囲がより好ましい。
【００９９】
ハステロイＢ（Ｎｉ−Ｍｏ）を用いてよく、Ｎｉ含有量６５質量％以上６９質量％以下且つＭｏ含有量２８質量％以上２８．５質量％以下がより好ましい。残りの成分は、Ｃｏ、Ｃｒ、Ｗ、Ｆｅ、Ｓｉ、Ｍｎ、Ｃを含んでよい。
【０１００】
ハステロイＣ（Ｎｉ−Ｃｒ−Ｍｏ）を用いてよく、Ｎｉ含有量５６質量％以上６５質量％以下且つＣｒ含有量１６質量％以上２３質量％以下且つＭｏ含有量１３質量％以上１６質量％以下がより好ましい。残りの成分は、Ｃｏ、Ｗ、Ｆｅ、Ｓｉ、Ｍｎ、Ｃを含んでよい。
【０１０１】
ハステロイＧ（Ｎｉ−Ｃｒ−Ｍｏ−Ｆｅ）を用いてよく、例えばＮｉ43Ｃｒ30Ｍｏ5.5Ｆｅ15（質量％）、をより好ましく用いることができる。残りの成分は、Ｃｏ、Ｗ、Ｓｉ、Ｍｎ、Ｃ、Ｎｂ、Ｃｕを含んでよい。
【０１０２】
ハステロイＮ（Ｎｉ−Ｃｒ−Ｍｏ−Ｆｅ）を用いてよく、例えばＮｉ71Ｃｒ7Ｍｏ16Ｆｅ5（質量％）、をより好ましく用いることができる。残りの成分は、Ｃｏ、Ｗ、Ｓｉ、Ｍｎ、Ｃ、Ａｌ、Ｔｉ、Ｃｕを含んでよい。
【０１０３】
ハステロイＷ（Ｎｉ−Ｃｒ−Ｍｏ−Ｆｅ）を用いてよく、例えばＮｉ63Ｃｒ5Ｍｏ24Ｆｅ6（質量％）、をより好ましく用いることができる。残りの成分は、Ｃｏ、Ｓｉ、Ｍｎ、Ｃ、Ｖを含んでよい。
【０１０４】
ハステロイＸ（Ｎｉ−Ｃｒ−Ｍｏ−Ｆｅ）を用いてよく、例えばＮｉ47Ｃｒ22Ｍｏ9Ｆｅ18（質量％）、をより好ましく用いることができる。残りの成分は、Ｃｏ、Ｗ、Ｓｉ、Ｍｎ、Ｃ、Ｂを含んでよい。
【０１０５】
Ｔｉは単体でもより好ましく用いられる。また、Ｔｉ合金を用いてもよく、Ｔｉ−Ａｌ、Ｔｉ−Ｃｒ、Ｔｉ−Ｆｅ、Ｔｉ−Ｍｎ、Ｔｉ−Ｖを含む材料が好ましく用いられる。また、これらの合金にＶ、Ｃｒ、Ｆｅ、Ｍｏ、Ｓｎ、Ｍｎ、Ｏ、ＣおよびＡｌより選ばれる少なくとも１つの元素を添加してよい。あるいは、Ｔｉ−Ａｌ−Ｖ、Ｔｉ−Ａｌ−Ｖ−Ｆｅ−Ｍｏ、Ｔｉ−Ｖ−Ｃｒ−Ｓｎ−Ａｌ、Ｔｉ−Ｖ−Ａｌ−Ｓｎ、Ｔｉ−Ｖ−Ｓｎ−Ａｌ−Ｎｂを用いてよく、例えば、Ｔｉ90Ａｌ6Ｖ4（質量％）、Ｔｉ88.5Ａｌ4.5Ｖ3Ｍｏ2Ｆｅ2（質量％）、Ｔｉ76Ａｌ3Ｖ15Ｓｎ3Ｃｒ3（質量％）、Ｔｉ75Ａｌ4Ｖ20Ｓｎ1（質量％）、Ｔｉ74Ａｌ4Ｖ22（質量％）、Ｔｉ74Ａｌ3Ｖ16Ｎｂ3Ｓｎ4（質量％）がより好ましい組成である。不純物としてＦｅ、Ｏ、Ｈ、Ｃ、Ｎを含んでよい。
【０１０６】
Ｃｕ−Ａｌ、Ｃｕ−Ｓｎ、Ｃｕ−Ａｕ、Ｃｏ−Ｃｒ、Ｎｂ−Ｍｏ、Ｎｂ−Ｔａ、Ｎｂ−Ｔｉ−Ｚｒ、Ｎｂ−Ｗ、Ｔａ−Ｗ、Ｚｒ−Ｓｎ、Ｚｒ−Ｈｆ、Ｚｒ−Ｔａ、Ｆｅ−Ａｌ、Ｆｅ−ＣｕおよびＦｅ−Ｍｏより選ばれる少なくとも１つを含む材料を用いてよい。
【０１０７】
熱電材料として用いられるＣｏ−Ｓｂ系の材料として、ＣｏＳｂ3、ＬａＦｅ3ＣｏＳｂ12、ＣｅＦｅ3ＣｏＳｂ12、あるいはＳｉ-Ｇｅを用いることもできる。あるいは、Ｓｉ−Ｗ、Ｇｅ−Ｃｒ、Ｓｉ−Ｃｒなどの遷移金属と半導体元素の合金や混合物を用いてもよい。
【０１０８】
Ｃｅ、Ｄｙ、Ｅｒ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｈｆ、Ｈｏ、Ｌａ、Ｎｄ、Ｐｒ、Ｓｃ、Ｓｍ、Ｔｂ、Ｔｉ、Ｖ、Ｙ、ＹｂおよびＺｒは熱伝導率が５０Ｗ・ｍ-1・Ｋ-1以下での材料であり、各々単体としても使用できるし、これらより選ばれる少なくとも１つを含む合金、混合物を用いることもできる。
【０１０９】
蓄熱膜５２として種々の材料を用いることができるが、２０℃におけるバルクの熱伝導率が公称値で５０Ｗ・ｍ-1・Ｋ-1以下である材料が好ましく、２０Ｗ・ｍ-1・Ｋ-1以下である材料がより好ましい。
【０１１０】
光学的解析によれば、たとえば赤色波長域における蓄熱膜５２の消衰係数ｋが、２以上あるとΔＲが大きくなり、より好ましい。
【０１１１】
蓄熱膜５２の厚みは１ｎｍから５０ｎｍ以下が好ましく、１ｎｍから３０ｎｍがより好ましい。１ｎｍより薄いと、記録ナノ粒子４１を徐冷にするという蓄熱膜としての機能が不十分となり、５０ｎｍを超えると蓄熱膜５２が近接場光４を過剰に吸収して、記録ナノ粒子４１の温度が上がりにくくなる。また、記録ナノ粒子４１が急冷になってしまう。１ｎｍから３０ｎｍにおいては、記録ナノ粒子４１が適度に近接場光４を吸収して、且つ蓄熱膜５２による徐冷効果も得られる。
【０１１２】
記録ナノ粒子４１は、光を吸収して、アモルファス相と結晶相との間の相変化を生じることを利用して、情報を記録したり消去したり読み出したりする働きを持つ。
【０１１３】
情報を記録または消去する場合、記録用の入射光５を近接場光発生素子３に照射すると、近接場光発生素子３において表面プラズモン共鳴が誘起される。それにより、入射光５よりも電界強度が大きく増大した近接場光４が近接場光発生素子３の先端部に発生する。ここで先端部は三角形の頂点近傍を指す。近接場光４の少なくとも一部が１つの記録部２に照射され、記録ナノ粒子４１がそれを吸収して昇温される。記録の場合は、記録ナノ粒子４１を融点以上に加熱し、溶かして高速に冷やすことでアモルファス相を形成させ、消去の場合は、結晶化温度以上に加熱し、ゆっくり冷やすことで結晶相を形成させる。
【０１１４】
記録と消去において考慮すべき記録ナノ粒子４１の物性は、融点と結晶化温度である。
相変化材料は、従来の膜（図２０、記録膜４２）と較べて、不連続なナノ粒子や周期的凹凸をもつ形態になると、融点が下がり、結晶化温度が上がる傾向があるという報告がある。融点と結晶化温度が近づくと、記録に必要なレーザのエネルギーと消去に必要なレーザのエネルギーの許容幅が小さくなる。結晶化温度の上昇は、アモルファス相が安定するという良い特性につながるが、ナノ粒子の形態でも融点と結晶化温度との差は、目安として２００℃以上あることが好ましい。たとえば、結晶化温度が４００℃で融点が６００℃であってよい。相変化材料の中でも融点がより高い材料を用いることが好ましい。
【０１１５】
情報を再生する場合、記録後に記録部２から戻ってくる反射光は非常に小さく、それを検出して情報を再生することは困難であるため、近接場光発生素子３から戻ってくる反射光を検出して再生してよい。近接場光発生素子３に再生用の入射光５を照射すると、記録ナノ粒子４１がアモルファス相か結晶相かで表面プラズモン共鳴による電界強度が変化して、近接場光発生素子３から戻ってくる反射光の大きさが変化する。この電界強度の差が大きいほど、アモルファス相と結晶相の間の変調度が大きくなり再生信号品質が良好になる。反射光の代わりに、再生信号を透過光で検出してもよい。
【０１１６】
記録ナノ粒子４１と近接場光発生素子３の相互作用により、共鳴による電界強度の大きさに差を生じさせるためには、記録ナノ粒子４１の複素誘電率の実部の値に、アモルファス相と結晶相の間で差があることが必要である。先にも述べたように、複素誘電率εrをεr＝ε1＋ｉε2、ε1は実部、ε2は虚部、複素屈折率をｎ＋ｉｋ、ｎは屈折率、ｋは消衰係数とすると、ε1＝ｎ2−ｋ2、ε2＝２ｎｋの関係がある。ε1の符号がアモルファス相と結晶相の間で異なる場合、良好な再生信号品質が得られ、一方がε1＜−５、他方がε1＞０、であればより好ましい。ε1＜−５のとき、表面プラズモン共鳴による増強度が大きくなるためである。
【０１１７】
次に、記録ナノ粒子４１を構成する相変化材料について説明する。従来の記録膜４２（図２０）から記録ナノ粒子４１に形態が変わることにより、結晶化に携わる原子の数が減少する、隣接膜と接する表面積が増えて界面からの束縛が増す、昇温後の熱の逃げが速い、など結晶化がより難しくなる要因が増える。従って、記録ナノ粒子４１には、より結晶化しやすい材料、すなわち高速に結晶化する材料が必要になる。
【０１１８】
相変化材料は大きく分けて、化合物系と共晶系の２つがある。化合物系はＴｅを５０原子％以上含み、共晶系はＳｂを５０原子％以上含む。
【０１１９】
化合物系の材料として、ＧｅＴｅとＳｂ2Ｔｅ3の化合物である、Ｇｅ−Ｓｂ−Ｔｅが挙げられる。記録ナノ粒子４１には高速に結晶化する材料が必要であるので、ＧｅＴｅとＳｂ2Ｔｅ3を２：１の割合で含むＧｅ2Ｓｂ2Ｔｅ5組成、１：１で含むＧｅ1Ｓｂ2Ｔｅ4組成が好ましい。ＧｅＴｅとＢｉ2Ｔｅ3の化合物である、Ｇｅ−Ｂｉ−Ｔｅも用いることができる。記録ナノ粒子４１には高速に結晶化する材料が必要であるので、ＧｅＴｅとＢｉ2Ｔｅ3を２：１の割合で含むＧｅ2Ｂｉ2Ｔｅ5組成、１：１で含むＧｅ1Ｂｉ2Ｔｅ4組成が好ましい。
【０１２０】
共晶系の材料として、結晶化速度の速いＧｅ−Ｓｂ系が挙げられる。Ｓｂを９０原子％以上含む組成が高速に結晶化するので、より好ましい。
【０１２１】
上記、化合物系と共晶系の材料について、各々アモルファス相と結晶相の複素誘電率の実部ε1＝ｎ2−ｋ2を、青紫色波長（４０５ｎｍ）、赤色波長（６６０ｎｍ）、赤外波長（７８０ｎｍ）において調べた。ここで、ε1cは結晶相の複素誘電率の実部、ｎcは結晶相の屈折率、ｋcは結晶相の消衰係数、ε1aはアモルファス相の複素誘電率の実部、ｎaはアモルファス相の屈折率、ｋaはアモルファス相の消衰係数とする。
【０１２２】
Ｇｅ2Ｓｂ2Ｔｅ5の波長４０５ｎｍにおけるε1cは−８．３、ε1aは１．７（ｎcは１．８、ｋcは３．４、ｎaは２．９、ｋaは２．６）、波長６６０ｎｍにおけるε1cは２．６、ε1aは１５．８（ｎcは４．４、ｋcは４．１、ｎaは４．４、ｋaは１．９）、波長７８０ｎｍにおけるε1cは１３．７、ε1aは１８．９（ｎcは５．３、ｋcは３．８、ｎaは４．６、ｋaは１．５）、であった。
【０１２３】
Ｇｅ2Ｂｉ2Ｔｅ5の波長４０５ｎｍにおけるε1cは−７．３、ε1aは２．１（ｎcは１．９、ｋcは３．３、ｎaは２．８、ｋaは２．４）、波長６６０ｎｍにおけるε1cは０．８１、ε1aは１１．６（ｎcは４．１、ｋcは４．０、ｎaは３．９、ｋaは１．９）、波長７８０ｎｍにおけるε1cは１０．６、ε1aは１４．８（ｎcは５．０、ｋcは３．８、ｎaは４．２、ｋaは１．７）、であった。
【０１２４】
Ｇｅ10Ｓｂ90（原子％）の波長４０５ｎｍにおけるε1cは−１０．６、ε1aは−４．６（ｎcは１．３、ｋcは３．５、ｎaは２．５、ｋaは３．３）、波長６６０ｎｍにおけるε1cは−１２．３、ε1aは１１．３（ｎcは３．７、ｋcは５．１、ｎaは４．５、ｋaは３．０）、波長７８０ｎｍにおけるε1cは−６、ε1aは１８．２（ｎcは４．７、ｋcは５．３、ｎaは５．０、ｋaは２．６）、であった。
【０１２５】
この結果から、化合物系のＧｅ2Ｓｂ2Ｔｅ5とＧｅ2Ｂｉ2Ｔｅ5は、青紫色波長域で、ε1c＜−５、ε1a＞０、を満たすことがわかった。よって、化合物系は青紫色から青色波長で再生すると、良好な再生信号が得られると考えられる。化合物系として、ＧｅＴｅ、ＳｎＴｅ、ＢｉＴｅ、Ｓｂ2Ｔｅ3、Ｂｉ2Ｔｅ3、Ｇｅ−Ｔｅ、Ｓｎ−Ｔｅ、Ｂｉ−Ｔｅ、Ｓｂ−Ｔｅ、Ｇｅ−Ｓｂ−Ｔｅ、Ｇｅ−Ｓｎ−Ｔｅ、Ｇｅ−Ｂｉ−Ｔｅ、Ｓｎ−Ｂｉ−Ｔｅ、Ｓｎ−Ｓｂ−Ｔｅ、Ｂｉ−Ｓｂ−Ｔｅ、Ｇｅ−Ｓｎ−Ｂｉ−Ｔｅ、Ｇｅ−Ｓｎ−Ｓｂ−Ｔｅ、Ｇｅ−Ｂｉ−Ｓｂ−Ｔｅ、Ｓｎ−Ｂｉ−Ｓｂ−Ｔｅ、Ｇｅ−Ｓｎ−Ｂｉ−Ｓｂ−Ｔｅ、Ｉｎ−Ｔｅ、ＧｅＴｅ−ＳｎＴｅ、ＧｅＴｅ−ＢｉＴｅ、ＳｎＴｅ−ＢｉＴｅ、ＳｎＴｅ−Ｂｉ2Ｔｅ3、ＳｎＴｅ−Ｓｂ2Ｔｅ3、ＢｉＴｅ−Ｓｂ2Ｔｅ3、ＢｉＴｅ−Ｂｉ2Ｔｅ3、Ｂｉ2Ｔｅ3−Ｓｂ2Ｔｅ3、ＧｅＴｅ−Ｓｂ2Ｔｅ3、ＧｅＴｅ−Ｂｉ2Ｔｅ3、ＧｅＴｅ−ＳｎＴｅ−ＢｉＴｅ、ＧｅＴｅ−ＳｎＴｅ−Ｂｉ2Ｔｅ3、ＧｅＴｅ−ＳｎＴｅ−Ｓｂ2Ｔｅ3、ＧｅＴｅ−ＢｉＴｅ−Ｂｉ2Ｔｅ3、ＧｅＴｅ−ＢｉＴｅ−Ｓｂ2Ｔｅ3、ＧｅＴｅ−Ｂｉ2Ｔｅ3−Ｓｂ2Ｔｅ3、ＳｎＴｅ−ＢｉＴｅ−Ｂｉ2Ｔｅ3、ＳｎＴｅ−ＢｉＴｅ−Ｓｂ2Ｔｅ3、ＳｎＴｅ−Ｂｉ2Ｔｅ3−Ｓｂ2Ｔｅ3、ＢｉＴｅ−Ｂｉ2Ｔｅ3−Ｓｂ2Ｔｅ3、ＧｅＴｅ−ＳｎＴｅ−ＢｉＴｅ−Ｂｉ2Ｔｅ3、ＧｅＴｅ−ＳｎＴｅ−ＢｉＴｅ−Ｓｂ2Ｔｅ3、ＧｅＴｅ−ＳｎＴｅ−Ｂｉ2Ｔｅ3−Ｓｂ2Ｔｅ3、ＧｅＴｅ−ＢｉＴｅ−Ｂｉ2Ｔｅ3−Ｓｂ2Ｔｅ3、ＳｎＴｅ−ＢｉＴｅ−Ｂｉ2Ｔｅ3−Ｓｂ2Ｔｅ3、ＧｅＴｅ−ＳｎＴｅ−ＢｉＴｅ−Ｓｂ2Ｔｅ3−Ｂｉ2Ｔｅ3、を用いてもよい。
【０１２６】
さらにこれらに、ＳｂＴｅ、ＩｎＴｅ、Ｉｎ2Ｔｅ3、Ｍｇ、希土類元素、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｗ、Ｍｎ、Ｒｅ、Ｆｅ、Ｒｕ、Ｏｓ、Ｃｏ、Ｒｈ、Ｉｒ、Ｎｉ、Ｐｄ、Ｐｔ、Ｃｕ、Ａｇ、Ａｕ、Ｂ、Ａｌ、Ｇａ、Ｉｎ、Ｃ、Ｓｉ、Ｎおよび希土類元素のＴｅ化物より選ばれる少なくとも１つを添加してよい。
【０１２７】
共晶系については、Ｇｅ10Ｓｂ90は赤色から赤外波長域で、ε1c＜−５、ε1a＞０、を満たすことがわかった。よって、共晶系は赤色から赤外波長で再生すると、良好な再生信号が得られると考えられる。共晶系として、Ｓｂ、Ｓｂ−Ｔｅ、Ｓｂ−Ｇｅ、Ｓｂ−Ｇａ、Ｓｂ−Ｉｎ、Ｓｂ−Ｔｅ−Ｇａ、Ｓｂ−Ｔｅ−Ｇｅ、Ｓｂ−Ｔｅ−Ｉｎ、Ｓｂ−Ｔｅ−Ａｇ、Ｓｂ−Ｔｅ−Ａｇ−Ｉｎ、Ｓｂ−Ｓｉ、Ｓｂ−Ｃ、Ｓｂ−Ｓｎ、Ｓｂ−Ｓ、その他のＳｂを５０原子％以上含む相変化材料、を用いてもよい。
【０１２８】
例えばＳｎＴｅは結晶化温度が室温以下で、融点が約８００℃と、結晶化温度と融点の差が大きい材料である。記録ナノ粒子４１の結晶化温度と融点の差を２００℃以上にするために、必要に応じてＳｎＴｅを添加してよい。あるいは、他の高融点の材料を必要に応じて添加してよい。
【０１２９】
記録ナノ粒子４１の結晶化温度や融点は、個々の記録部２に対して測定することは記録ナノ粒子４１の体積が小さく困難なため、複数の記録ナノ粒子４１をヒータやレーザなどで同時に加熱して、反射率や透過率などの光学的変化や吸熱や発熱などの熱的変化が観測できれば測定できる。
【０１３０】
記録ナノ粒子４１の形状は、記録部２の形状同様、略円柱、または、略多角柱（略三角柱、略四角柱もしくは五角以上の多角柱）であってよい。略円柱には、略楕円柱、略円錐台、略楕円錐台、略円錐、略半球型および略釣り鐘型が含まれてよい。また略三角柱には、略三角錐台および略三角錐が含まれてよい。また略四角柱には、略四角錐台および略四角錐が含まれてよい。また五角以上の多角柱には、多角錐台および多角錐が含まれてよい。球や、基板部１側の面積が小さい錐体、円錐台、角錐台でもよい。これらの形状の底面部の一辺や直径などいずれかの寸法が１００ｎｍ以下であることが好ましく、５０ｎｍ以下であることがより好ましい。さらに、２ｎｍ以上１０ｎｍ以下であればＴＢ級の容量が実現できる。長さが２ｎｍより小さくなると一方向の結晶格子数が数個になり、ナノ粒子を覆う界面の束縛も大きくなることから、アモルファス相と結晶相間の可逆的な相変化が困難になると考えられる。
【０１３１】
記録ナノ粒子４１の厚み（高さ）は、記録部２の形状や大きさ、エッチング条件に合わせて最適化することが好ましく、２ｎｍ以上１００ｎｍ以下が好ましく、２ｎｍ以上３０ｎｍ以下がより好ましい。
【０１３２】
各々の記録ナノ粒子４１が形成される間隔、すなわち隣接する記録ナノ粒子４１の底面の略中心間の距離Ｄは、記録ナノ粒子４１の底面の直径または長径または一辺の長さをｄとしたとき、ｄ＜Ｄ≦３ｄであることが好ましい。記録ナノ粒子４１が接触しないこととＴＢ級の記録密度を確保するためである。
【０１３３】
その他、可逆的相変化を生じる酸化物、例えばＢｉ−Ｏ、Ｔｉ−Ｏ等を用いてよい。この場合も、ε1＝ｎ2−ｋ2を調べて、共鳴しやすい再生波長を選べば、記録状態と消去状態の変調度を大きくすることができる。
【０１３４】
なお、記録ナノ粒子４１に追記形の非可逆的材料を用いてもよく、ε1＝ｎ2−ｋ2を調べて、共鳴しやすい再生波長を選べば、記録状態と未記録状態の変調度を大きくすることができる。追記形の材料としては、Ｔｅ−Ｏ、Ｓｂ−Ｏ、Ｇｅ−Ｏ、Ｓｎ−Ｏ、Ｉｎ−Ｏ、Ｚｎ−Ｏ、Ｂｉ−Ｏ、Ｍｏ−ＯおよびＷ−Ｏ等のうち少なくとも一つを含む酸化物、２以上の材料を堆積して記録時に合金化もしくは反応させる材料、もしくは有機色素系記録材料などを用いてよい。
【０１３５】
ここで、個々の記録ナノ粒子４１が結晶相であるかアモルファス相であるかは目視で判断することはほぼ不可能であるため、試料の断面を切り出して電子線回折を使って検証することができる。透過型電子顕微鏡像に結晶粒が観察できれば結晶である。併せて、記録部２の形状や寸法も確認できる。電子線マイクロアナライザ（ＥＰＭＡ）を組み合わせて元素や組成比も検出することができる。
【０１３６】
なお、蓄熱膜５２と記録ナノ粒子４１の間に結晶核を生成するような材料をごく薄く設けてもよい。たとえば、記録ナノ粒子４１と結晶構造が同じか、格子定数が近いか、室温で結晶相であるか、いずれかを満たす元素または合金または化合物が好ましく用いられる。蓄熱膜５２と結晶核を生成する材料を島状に散らして配置してもよい。そうすることによりさらに結晶化が促進される。Ｓｂ、Ｂｉ、ＳｎＴｅの少なくともいずれかひとつを含む材料が好ましく用いられる。
【０１３７】
誘電体ナノ粒子２３は、記録ナノ粒子４１をエッチングする前に、水分や酸化などから保護する機能を有し、フォトレジストを記録ナノ粒子４１に直に塗らないようにするため、また、エッチングで記録ナノ粒子４１を削りすぎないようにするため、に設けられる。
【０１３８】
誘電体ナノ粒子２３は、誘電体膜２１と同様の材料を用いることができる。誘電体ナノ粒子２３は、エッチングレートが速い材料が好ましいので、エッチングガス種との組み合わせを考慮して選択することが好ましい。例えば、ＡｒによるエッチングにＳｉ3Ｎ4が好ましく用いられる。
【０１３９】
誘電体ナノ粒子２３の厚みは、２０ｎｍ以下が好ましく、１０ｎｍ以下がより好ましい。誘電体ナノ粒子２３のエッチングレートや記録ナノ粒子４１のエッチングレートにより調整される。ここでの厚みはエッチング後に記録ナノ粒子４１上に残る厚みを指す。２０ｎｍを超えると、ワーキングディスタンスＷＤが大きくなり、近接場光４が記録ナノ粒子４１に到達し難くなり、良好な記録が実施できなくなるためである。
【０１４０】
保護膜８１は、反射膜６１から誘電体膜２１までの積層体を酸化や腐食などの劣化から保護するために設けられる。材料としてはカーボン、ＤＬＣ（ダイヤモンドライクカーボン）、水素を添加したＤＬＣなどを用いることができる。膜厚は２ｎｍ以上５ｎｍ以下が好ましい。２ｎｍより薄いと保護機能が低下し、５ｎｍより厚くなると近接場光発生素子３とのＷＤに影響する。保護膜８１は必要に応じて設けてよい。
【０１４１】
潤滑剤９１は、近接場光発生素子３と保護膜８１を含む積層体が接触しても、積層体が壊れないように、また積層体に空気中に存在する塵埃、イオン、有機コンタミネーションなどの不純物が付着しにくいように設けられる。材料としては潤滑特性、化学的安定性、不揮発性等の特徴から、パーフルオロポリエーテル系の油状材料が選ばれる。また、保護膜との結合力を向上させるために、分子鎖の末端を水酸基などの構造に変性したタイプも使われる。膜厚は１ｎｍ以上３ｎｍ以下が好ましく、高分子数層分ほどの高さで形成される。潤滑剤９１は必要に応じて設けてよい。
【０１４２】
続いて、本実施の形態の情報記録媒体１０３を製造する方法を説明する。
【０１４３】
情報記録媒体１０３は、成膜工程１、露光〜現像工程、エッチング工程、成膜工程２、成膜工程３、塗布工程を順に経て製造される。各工程を、図１８Ａ〜図１８Ｄを参照しながら順に説明する。
【０１４４】
成膜工程１においては、基板７１をスパッタリング装置に配置し、支持体となる基板７１の表面に、反射膜６１、誘電体膜２２、蓄熱膜５２、記録膜４１０、誘電体膜２３０を順に成膜する（図１８Ａ）。基板７１をスパッタリング装置から取り出す。
【０１４５】
成膜工程１の時点では、記録ナノ粒子４１は記録膜４１０、および誘電体ナノ粒子２３は誘電体膜２３０である（以降の実施の形態においても、「〜ナノ粒子＊＊」は、エッチング前は「〜膜＊＊０」と符号を付す。たとえば、記録ナノ粒子４１は、エッチング前は記録膜４１０である。）。
【０１４６】
ここで、各膜の成膜方法について述べる。本実施形態では、一例としてスパッタリング法を用いた。
【０１４７】
反射膜６１は、反射膜６１を構成する金属または合金を含むターゲットをスパッタリングすることにより成膜される。スパッタリングは、直流電源または高周波電源を用いて、希ガス雰囲気中、または酸素ガスおよび／または窒素ガスと希ガスとの混合ガス雰囲気中で実施してよい。希ガスは、Ａｒガス、Ｋｒガス、Ｘｅガスのいずれでもよい。
【０１４８】
誘電体膜２１、２２および２３０は、誘電体膜を構成する元素、混合物または化合物を含むターゲットをスパッタリングすることにより成膜される。スパッタリングは、高周波電源を用いて、希ガス雰囲気中、または酸素ガスおよび／または窒素ガスと希ガスとの混合ガス雰囲気中で実施してよい。可能であれば直流電源やパルス発生式直流電源を用いてもよい。希ガスは、Ａｒガス、Ｋｒガス、Ｘｅガスのいずれでもよい。酸化物を含む誘電体膜を形成する際には、スパッタリング中に酸素が欠損する場合があるので、酸素欠損を抑えたターゲットを用いてよい。
【０１４９】
本実施の形態の蓄熱膜５２は、蓄熱膜を構成する元素、混合物、化合物、金属または合金を含むターゲットをスパッタリングすることにより成膜される。スパッタリングは、直流電源または高周波電源を用いて、希ガス雰囲気中、または、酸素ガスおよび／または窒素ガスと希ガスとの混合ガス雰囲気中で実施してよい。希ガスは、Ａｒガス、Ｋｒガス、Ｘｅガスのいずれでもよい。
【０１５０】
スパッタリング装置によってはターゲットの組成と形成される蓄熱膜の組成が一致しない場合もあるので、その場合はターゲットの組成を調整して、目標の組成の蓄熱膜を得ることができる。あるいは、複数のターゲットを備えて同時スパッタリングする場合には、個々の電源の出力を調整して組成を制御することにより、目標組成の蓄熱膜を得ることができる。あるいは、反応性スパッタリングの場合には、ターゲットの組成調整もしくは電源の出力調整に加えて、酸素ガスや窒素ガスの流量や圧力、希ガスとの流量比や圧力比を調整することにより、目標の組成の蓄熱膜を得ることができる。
【０１５１】
記録膜４１０は、記録膜を構成する材料を含むターゲットをスパッタリングすることにより成膜される。スパッタリングは、直流電源、高周波電源やパルス発生式直流電源を用いて、希ガス雰囲気中、または酸素ガスおよび／または窒素ガスと希ガスとの混合ガス雰囲気中で実施してよい。希ガスは、Ａｒガス、Ｋｒガス、Ｘｅガスのいずれでもよい。
【０１５２】
スパッタリング装置によってはターゲットの組成と形成される記録膜の組成が一致しない場合もあるので、その場合はターゲットの組成を調整して、目標の組成の記録膜を得ることができる。あるいは、複数のターゲットを備えて同時スパッタリングする場合には、個々の電源の出力を調整して組成を制御することにより、目標組成の記録膜を得ることができる。あるいは、反応性スパッタリングの場合には、ターゲットの組成調整もしくは電源の出力調整に加えて、酸素ガスや窒素ガスの流量や圧力、希ガスとの流量比や圧力比を調整することにより、目標の組成の記録膜を得ることができる。
【０１５３】
なお、成膜工程１においては、各膜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、化学的気相成長（ＣＶＤ）法、または分子線エピタキシ（ＭＢＥ）法等を用いることも可能である。
【０１５４】
露光〜現像工程においては、スパッタリング装置から取り出した基板７１をスピンコータに配置し、誘電体膜２３０の表面に、レジスト７をスピンコート法により塗布する。次に、レジスト７を塗布した基板７１を電子ビーム露光装置に配置して、電子ビームをレジスト７に照射し、形成すべきパターンを描画する（露光工程、図１８Ｂ）。記録ナノ粒子４１の形状や寸法はこのパターンが基本となる。露光した基板７１を現像液に浸し、レジスト７を除去する（現像工程、図１８Ｃ）。この過程で基本となるパターンが基板７１上に現れる。
【０１５５】
レジストは、Ｔｅの酸化物やＺｎＳ、遷移金属の酸化物のような無機レジストや、一般的な電子ビーム用の有機材料からなる有機レジストを用いてよい。また、現像液は有機溶剤、ＴＭＡＨ（水素化テトラメチルアンモニウム）などの有機アルカリ水溶液、ＫＯＨなどの無機アルカリ水溶液、塩酸、硝酸などの酸性水溶液、中性水溶液を用いてよい。
【０１５６】
エッチング工程においては、現像した基板７１をエッチング装置に配置し、Ａｒガス、酸素ガスまたは塩化フッ素系のガスなどを使ってレジスト７を除去し、記録膜４１０および誘電体膜２３０をパターンの通りに孤立させる。こうして記録ナノ粒子４１および誘電体ナノ粒子２３が形成される（図１８Ｄ）。
【０１５７】
成膜工程２においては、パターンが形成された基板７１をスパッタリング装置に取り付けて、蓄熱膜５２の一部と誘電体ナノ粒子２３が露出した表面に、誘電体膜２１を成膜する。成膜方法は上記誘電体膜２２と同様である。成膜後、基板７１をスパッタリング装置から取り出す。
【０１５８】
成膜工程３においては、誘電体膜２１の表面に保護膜８１を成膜する。たとえばＤＬＣの場合、プラズマＣＶＤ（化学蒸着法）を使って、炭化水素系のガスを原料として真空チャンバー内でガスを分解させて保護膜８１を形成する。この方法では、保護膜８１が水素を含有する。その他に、固体カーボンを原料として炭素を蒸発させて形成するＰＶＤ（物理蒸着法）も使える。ＰＶＤにはＵＢＭＳ（アンバランスド・マグネトロン・スパッタリング）法、ＡＩＰ（アーク・イオン・プレーティング）法やＦＣＡ（フィルタード・カソディック・アーク）法などがある。いずれも、超薄膜でも緻密で硬いＤＬＣ膜が形成できる方法である。
【０１５９】
塗布工程においては、潤滑剤９１をスピンコートなどの方法で塗布する。必要に応じてアニールしてよい。
【０１６０】
潤滑剤９１の形成が終了した後は、必要に応じて、記録ナノ粒子４１の初期化を実施する。初期化は、アモルファス相である記録ナノ粒子４１を、例えば半導体レーザを照射して、結晶化温度以上に昇温して結晶化させる工程である。半導体レーザのパワー、半導体レーザの所定方向への送り速度およびレーザの焦点位置などを最適化することにより、良好な初期化を実施できる。初期化は潤滑剤９１形成後に実施してもよいし、保護膜８１形成後に実施してもよい。あるいは、誘電体膜２１形成後に実施してもよいし、成膜工程１完了後に実施してもよい。耐熱性の高い基板７１を用いた場合は、電気炉などで結晶化温度以上に加熱して結晶化させてもよい。この場合は潤滑剤９１の塗布前に加熱することが好ましい。本発明の効果は、初期化の方法や、どの時点で実施するかによらず、得られる。
【０１６１】
このようにして、実施の形態３の情報記録媒体１０３を製造することができる。
【０１６２】
（実施の形態４）
本発明の実施の形態４として、情報記録媒体の一例を説明する。図４に、その情報記録媒体１０４の一部断面図を示す。近接場光４、入射光５、保護膜８１、潤滑剤９１については図示を省略する。図５以降の図面も同様である。また、実施の形態３などと重複する内容については省略する。実施の形態５以降も同様である。
【０１６３】
情報記録媒体１０４は、蓄熱膜５２がなく、記録ナノ粒子４１の近接場光発生素子３側に蓄熱膜５１が形成されている。本構成では、記録ナノ粒子４１の側面（基板１面に略垂直）と上面（近接場光発生素子３側）から蓄熱膜５１の効果が得られる。
【０１６４】
基板部１は、基板７１の一方の表面に形成された反射膜６１、誘電体膜２２がこの順に配置されてなり、記録部２は、記録ナノ粒子４１、誘電体ナノ粒子２３、蓄熱膜５１、誘電体膜２１がこの順に配置されてなる。
【０１６５】
本実施の形態の蓄熱膜５１は、実施の形態３の蓄熱膜５２と同様の機能を持ち、好ましい材料も同様である。蓄熱膜５１の厚みは、１ｎｍ以上４０ｎｍ以下が好ましく、３ｎｍ以上３０ｎｍ以下がより好ましい。１ｎｍより薄いと、記録ナノ粒子４１を徐冷にするという蓄熱膜としての機能が不十分となり、４０ｎｍを超えると近接場光４（図示せず）が記録ナノ粒子４１に到達しがたくなる。また、蓄熱膜５１が近接場光４を吸収して、記録ナノ粒子４１の温度が上がりにくくなる。３ｎｍから３０ｎｍにおいては、記録ナノ粒子４１が適度に近接場光４を吸収して、且つ蓄熱膜５１による徐冷効果も得られる。
【０１６６】
本実施の形態の情報記録媒体１０４を製造する方法を説明する。
【０１６７】
成膜工程１においては、支持体となる基板７１の表面に、反射膜６１、誘電体膜２２、記録膜４１０、誘電体膜２３０を順に成膜する。基板７１をスパッタリング装置から取り出す。
【０１６８】
次に、露光〜現像工程、エッチング工程を経て、記録膜４１０および誘電体膜２３０を、実施の形態３と同様に、パターンの通りに孤立させ、記録ナノ粒子４１および誘電体ナノ粒子２３を形成する。
【０１６９】
成膜工程２においては、パターンが形成された基板７１をスパッタリング装置に取り付けて、誘電体膜２２の一部と誘電体ナノ粒子２３が露出した表面に、蓄熱膜５１と誘電体膜２１を順に成膜する。成膜後、基板７１をスパッタリング装置から取り出す。
【０１７０】
成膜工程３、塗布工程、初期化工程は必要に応じて設けてよい。
【０１７１】
このようにして、実施の形態４の情報記録媒体１０４を製造することができる。
【０１７２】
（実施の形態５）
本発明の実施の形態５として、情報記録媒体の一例を説明する。図５に、その情報記録媒体１０５の一部断面図を示す。
【０１７３】
情報記録媒体１０５は、蓄熱膜５１および蓄熱膜５２が形成されている。本構成では、記録ナノ粒子４１の底面、側面と上面から蓄熱膜５１および蓄熱膜５２の効果が得られる。本発明の蓄熱膜５１は実施の形態４と同様、蓄熱膜５２は実施の形態３と同様である。蓄熱膜５１と蓄熱膜５２は同じ材料でもよいし、異なる材料でもよい。
【０１７４】
基板部１は、基板７１の一方の表面に形成された反射膜６１、誘電体膜２２、蓄熱膜５２がこの順に配置されてなり、記録部２は、記録ナノ粒子４１、誘電体ナノ粒子２３、蓄熱膜５１、誘電体膜２１がこの順に配置されてなる。
【０１７５】
本実施の形態の情報記録媒体１０５を製造する方法は、成膜工程１、露光〜現像工程、エッチング工程は実施の形態３と同様、成膜工程２は実施の形態４と同様である。
【０１７６】
成膜工程３、塗布工程、初期化工程は必要に応じて設けてよい。
【０１７７】
このようにして、実施の形態５の情報記録媒体１０５を製造することができる。
【０１７８】
（実施の形態６）
本発明の実施の形態６として、情報記録媒体の一例を説明する。図６に、その情報記録媒体１０６の一部断面図を示す。
【０１７９】
基板部１は、基板７１の一方の表面に形成された界面膜３５、反射膜６１、界面膜３４、誘電体膜２２、界面膜３３、蓄熱膜５２、界面膜３２がこの順に配置されてなり、記録部２は、記録ナノ粒子４１、誘電体ナノ粒子２３、界面膜３１、誘電体膜２１がこの順に配置されてなる。
【０１８０】
情報記録媒体１０６は、蓄熱膜５２が形成されている。本構成では、記録ナノ粒子４１の底面から蓄熱膜５２の効果が得られる。また、情報記録媒体１０６は、界面膜３１、３２、３３、３４および界面膜３５が設けられた構成である。
【０１８１】
界面膜３１〜３５は、各膜の間の元素の相互拡散を防いだり、各膜の間の化学反応を防いだり、各膜の間の密着性を向上させたり、各膜を水分混入や酸化から保護したりする機能を持つ。たとえば、基板７１が樹脂で反射膜６１がＡｇの場合、界面膜３５は反射膜６１に水分を混入させないように設けられる。たとえば、反射膜６１がＡｇで誘電体膜２２が硫化物を含む場合、界面膜３４はＡｇとＳが反応して硫化銀が生成しないように設けられる。あるいは、誘電体膜２２から蓄熱膜５２にＳが拡散しないように界面膜３３を設けてもよい。たとえば、蓄熱膜５２と記録ナノ粒子４１の密着性が不十分な場合、界面膜３２を設けて接着させることができる。たとえば、誘電体膜２１と記録ナノ粒子４１が相互拡散しやすい場合、界面膜３１を設けて拡散を抑制することができる。
【０１８２】
界面膜３１〜３５は、記録や再生に影響しないよう極薄い膜厚でその機能を果たすことが好ましい。膜厚としては１ｎｍ以上１０ｎｍ以下が好ましく、１ｎｍ以上５ｎｍ以下がより好ましい。連続な膜として界面膜の機能を果たすためには１ｎｍ以上あることが好ましい。
【０１８３】
界面膜３１および３２は、（１）融点や分解温度が高く、記録の際に溶融および拡散しないこと、（２）カルコゲナイド材料である記録ナノ粒子４１との密着性が良好であること、が少なくとも要求される。また、界面膜３３〜３５は高い耐熱性は要求されないが、耐湿性に優れ、接する隣接膜との密着性が高く、元素が拡散しにくい材料が求められる。
【０１８４】
界面膜３１〜３５の材料は、誘電体膜２１と同様の材料を用いることができる。酸化物、窒化物、弗化物、および炭化物などより選ばれる少なくとも１つを含む材料を用いることが好ましい。酸化物を含む混合物として、さらにＡｌ2Ｏ3−Ｃｒ2Ｏ3、Ａｌ2Ｏ3−ＳｉＯ2−Ｃｒ2Ｏ3、Ａｌ2Ｏ3−Ｇａ2Ｏ3、Ａｌ2Ｏ3−ＳｉＯ2−Ｇａ2Ｏ3、Ａｌ2Ｏ3−Ｉｎ2Ｏ3、Ａｌ2Ｏ3−ＳｉＯ2−Ｉｎ2Ｏ3、ＨｆＯ2−Ｃｒ2Ｏ3、ＨｆＯ2−ＳｉＯ2−Ｃｒ2Ｏ3、ＨｆＯ2−Ｇａ2Ｏ3、ＨｆＯ2−ＳｉＯ2−Ｇａ2Ｏ3、ＨｆＯ2−Ｉｎ2Ｏ3、ＨｆＯ2−ＳｉＯ2−Ｉｎ2Ｏ3等を用いることができる。
【０１８５】
界面膜３１および３２にはこれらの中でも、公称１０００℃以上の融点を有する、耐熱性の高い材料を用いることが好ましい。
【０１８６】
なお、界面膜３１〜３５は、相互拡散や密着性などに対し、必要に応じて設けてよい。また、情報記録媒体１０６の形態に限らず、他の形態の構成においても界面膜３１〜３５の位置に限らず、必要に応じて界面膜３１〜３５で用いられる材料で別の界面膜を形成してよい。
【０１８７】
本実施の形態の情報記録媒体１０６を製造する方法を説明する。
【０１８８】
成膜工程１においては、基板７１をスパッタリング装置に配置し、支持体となる基板７１の表面に、界面膜３５、反射膜６１、界面膜３４、誘電体膜２２、界面膜３３、蓄熱膜５２、界面膜３２、記録膜４１０、誘電体膜２３０を順に成膜する。基板７１をスパッタリング装置から取り出す。成膜工程１の時点では、記録ナノ粒子４１は記録膜４１０、および誘電体ナノ粒子２３は誘電体膜２３０である。
【０１８９】
次に、露光〜現像工程、エッチング工程を経て、記録膜４１０および誘電体膜２３０を、実施の形態３と同様に、パターンの通りに孤立させ、記録ナノ粒子４１および誘電体ナノ粒子２３を形成する。
【０１９０】
成膜工程２においては、パターンが形成された基板７１をスパッタリング装置に取り付けて、界面膜３２の一部と誘電体ナノ粒子２３が露出した表面に、界面膜３１、誘電体膜２１を順に成膜する。成膜後、基板７１をスパッタリング装置から取り出す。
【０１９１】
成膜工程３、塗布工程、初期化工程は必要に応じて設けてよい。
【０１９２】
このようにして、実施の形態６の情報記録媒体１０６を製造することができる。
【０１９３】
（実施の形態７）
本発明の実施の形態７として、情報記録媒体の一例を説明する。図７に、その情報記録媒体１０７の一部断面図を示す。
【０１９４】
基板部１は、基板７１の一方の表面に形成された反射膜６１、誘電体膜２２がこの順に配置されてなり、記録部２は、蓄熱ナノ粒子５４、記録ナノ粒子４１、誘電体ナノ粒子２３、誘電体膜２１がこの順に配置されてなる。
【０１９５】
情報記録媒体１０７は、蓄熱ナノ粒子５４が形成されている。本構成では、記録ナノ粒子４１の底面から蓄熱ナノ粒子５４の効果が得られる。本構成では蓄熱膜ではなく蓄熱ナノ粒子とすることにより、隣接する記録ナノ粒子への熱拡散を抑えることができ、近接場光発生素子３と記録ナノ粒子４１との距離を短くすることができる。記録ナノ粒子間の距離が短くなるとより有用になる構成である。
【０１９６】
本実施の形態の情報記録媒体１０７を製造する方法を説明する。
【０１９７】
成膜工程１においては、基板７１をスパッタリング装置に配置し、支持体となる基板７１の表面に、反射膜６１、誘電体膜２２、蓄熱膜５４０、記録膜４１０、誘電体膜２３０を順に成膜する。基板７１をスパッタリング装置から取り出す。
【０１９８】
露光〜現像工程においては、スパッタリング装置から取り出した基板７１をスピンコータに配置し、誘電体膜２３０の表面に、レジスト７（図１８Ｂおよび図１８Ｃ、以下同様）をスピンコート法により塗布する。露光・現像は実施の形態３と同様である。
【０１９９】
エッチング工程においては、現像した基板７１をエッチング装置に配置し、Ａｒガス、酸素ガスまたは塩化フッ素系のガスなどを使ってレジスト７を除去し、蓄熱膜５４０、記録膜４１０および誘電体膜２３０をパターンの通りに孤立させる。こうして蓄熱ナノ粒子５４、記録ナノ粒子４１、誘電体ナノ粒子２３が形成される。
【０２００】
成膜工程２においては、パターンが形成された基板７１をスパッタリング装置に取り付けて、誘電体膜２２の一部と誘電体ナノ粒子２３が露出した表面に、誘電体膜２１を成膜する。成膜後、基板７１をスパッタリング装置から取り出す。
【０２０１】
成膜工程３、塗布工程、初期化工程は必要に応じて設けてよい。
【０２０２】
このようにして、実施の形態７の情報記録媒体１０７を製造することができる。
【０２０３】
（実施の形態８）
本発明の実施の形態８として、情報記録媒体の一例を説明する。図８に、その情報記録媒体１０８の一部断面図を示す。
【０２０４】
基板部１は、基板７１の一方の表面に形成された反射膜６１、誘電体膜２２がこの順に配置されてなり、記録部２は、記録ナノ粒子４１、蓄熱ナノ粒子５３、誘電体膜２１がこの順に配置されてなる。
【０２０５】
情報記録媒体１０８には、蓄熱ナノ粒子５３が形成されている。本構成では、記録ナノ粒子４１の上面から蓄熱ナノ粒子５３の効果が得られる。本構成では蓄熱膜ではなく蓄熱ナノ粒子とすることにより、隣接する記録ナノ粒子への熱拡散を抑えることができ、記録ナノ粒子間の距離が短くなるとより有用になる構成である。
【０２０６】
本実施の形態の情報記録媒体１０８を製造する方法を説明する。
【０２０７】
成膜工程１においては、基板７１をスパッタリング装置に配置し、支持体となる基板７１の表面に、反射膜６１、誘電体膜２２、記録膜４１０、蓄熱膜５３０を順に成膜する。基板７１をスパッタリング装置から取り出す。なお、必要に応じて、蓄熱膜５３０の表面に誘電体膜２３０を形成してもよい。
【０２０８】
露光〜現像工程においては、スパッタリング装置から取り出した基板７１をスピンコータに配置し、蓄熱膜５３０の表面に、レジスト７をスピンコート法により塗布する。露光・現像は実施の形態３と同様である。
【０２０９】
エッチング工程においては、現像した基板７１をエッチング装置に配置し、Ａｒガス、酸素ガスまたは塩化フッ素系のガスなどを使ってレジスト７を除去し、記録膜４１０および蓄熱膜５３０をパターンの通りに孤立させる。こうして記録ナノ粒子４１、蓄熱ナノ粒子５３が形成される。
【０２１０】
成膜工程２においては、パターンが形成された基板７１をスパッタリング装置に取り付けて、誘電体膜２２の一部と蓄熱ナノ粒子５３が露出した表面に、誘電体膜２１を成膜する。成膜後、基板７１をスパッタリング装置から取り出す。
【０２１１】
成膜工程３、塗布工程、初期化工程は必要に応じて設けてよい。
【０２１２】
このようにして、実施の形態８の情報記録媒体１０８を製造することができる。
【０２１３】
（実施の形態９）
本発明の実施の形態９として、情報記録媒体の一例を説明する。図９に、その情報記録媒体１０９の一部断面図を示す。
【０２１４】
基板部１は、基板７１の一方の表面に形成された反射膜６１、誘電体膜２２、蓄熱膜５２がこの順に配置されてなり、記録部２は、記録ナノ粒子４１、蓄熱ナノ粒子５３、誘電体膜２１がこの順に配置されてなる。
【０２１５】
情報記録媒体１０９は、蓄熱膜５２と蓄熱ナノ粒子５３が形成されている。本構成では、記録ナノ粒子４１の底面と上面から蓄熱膜５２および蓄熱ナノ粒子５３の効果が得られる。
【０２１６】
厚みが大きい記録ナノ粒子４１に有用な構成である。蓄熱膜５２と蓄熱ナノ粒子５３は同じ材料でもよいし、異なる材料でもよい。
【０２１７】
本実施の形態の情報記録媒体１０９を製造する方法を説明する。
【０２１８】
成膜工程１においては、基板７１をスパッタリング装置に配置し、支持体となる基板７１の表面に、反射膜６１、誘電体膜２２、蓄熱膜５２、記録膜４１０、蓄熱膜５３０を順に成膜する。基板７１をスパッタリング装置から取り出す。なお、必要に応じて、蓄熱膜５３０の表面に誘電体膜２３０を形成してもよい。
【０２１９】
露光〜現像工程、エッチング工程、成膜工程２は実施の形態８と同様である。
【０２２０】
成膜工程３、塗布工程、初期化工程は必要に応じて設けてよい。
【０２２１】
このようにして、実施の形態９の情報記録媒体１０９を製造することができる。
【０２２２】
（実施の形態１０）
【０２２３】
本発明の実施の形態１０として、情報記録媒体の一例を説明する。図１０に、その情報記録媒体１１０の一部断面図を示す。
【０２２４】
基板部１は、基板７１の一方の表面に形成された反射膜６１、誘電体膜２２がこの順に配置されてなり、記録部２は、蓄熱ナノ粒子５４、記録ナノ粒子４１、蓄熱ナノ粒子５３、誘電体膜２１がこの順に配置されてなる。
【０２２５】
情報記録媒体１１０は、蓄熱ナノ粒子５３と蓄熱ナノ粒子５４が形成されている。本構成では、記録ナノ粒子４１の上面と底面から蓄熱ナノ粒子５３および５４の効果が得られる。蓄熱ナノ粒子５３と蓄熱ナノ粒子５４は同じ材料でもよいし、異なる材料でもよい。
本構成では蓄熱膜ではなく蓄熱ナノ粒子とすることにより、隣接する記録ナノ粒子への熱拡散を抑えることができる。記録ナノ粒子の厚みが大きく、記録ナノ粒子間の距離が短い場合、より有用になる構成である。
【０２２６】
本実施の形態の情報記録媒体１１０を製造する方法を説明する。
【０２２７】
成膜工程１においては、基板７１をスパッタリング装置に配置し、支持体となる基板７１の表面に、反射膜６１、誘電体膜２２、蓄熱膜５４０、記録膜４１０、蓄熱膜５３０を順に成膜する。基板７１をスパッタリング装置から取り出す。なお、必要に応じて、蓄熱膜５３０の表面に誘電体膜２３０を形成してもよい。
【０２２８】
露光〜現像工程においては、スパッタリング装置から取り出した基板７１をスピンコータに配置し、蓄熱膜５３０の表面に、レジスト７をスピンコート法により塗布する。露光・現像は実施の形態３と同様である。
【０２２９】
エッチング工程においては、現像した基板７１をエッチング装置に配置し、Ａｒガス、酸素ガスまたは塩化フッ素系のガスなどを使ってレジスト７を除去し、蓄熱膜５４０、記録膜４１０および蓄熱膜５３０をパターンの通りに孤立させる。蓄熱膜５３０、５４０を良好にエッチングできるよう、レジスト７の厚みやエッチングのガス種などを最適化することが必要である。こうして蓄熱ナノ粒子５４、記録ナノ粒子４１および蓄熱ナノ粒子５３が形成される。
【０２３０】
成膜工程２においては、パターンが形成された基板７１をスパッタリング装置に取り付けて、誘電体膜２２の一部と蓄熱ナノ粒子５３が露出した表面に、誘電体膜２１を成膜する。成膜後、基板７１をスパッタリング装置から取り出す。
【０２３１】
成膜工程３、塗布工程、初期化工程は必要に応じて設けてよい。
【０２３２】
このようにして、実施の形態１０の情報記録媒体１１０を製造することができる。
【０２３３】
（実施の形態１１）
本発明の実施の形態１１として、情報記録媒体の一例を説明する。図１１に、その情報記録媒体１１１の一部断面図を示す。
【０２３４】
基板部１は、基板７１の一方の表面に形成された反射膜６１、誘電体膜２２がこの順に配置されてなり、記録部２は、記録ナノ粒子４１、誘電体ナノ粒子２３、蓄熱ナノ粒子５３、誘電体膜２１がこの順に配置されてなる。
【０２３５】
情報記録媒体１１１は、蓄熱ナノ粒子５３が形成されている。本構成では、記録ナノ粒子４１の上面と側面から蓄熱ナノ粒子５３の効果が得られ、隣接する記録ナノ粒子への熱拡散を抑えることができる。記録ナノ粒子間の距離が短くなるとより有用になる構成である。
【０２３６】
本実施の形態の情報記録媒体１１１を製造する方法を説明する。
【０２３７】
成膜工程１においては、基板７１をスパッタリング装置に配置し、支持体となる基板７１の表面に、反射膜６１、誘電体膜２２、記録膜４１０、誘電体膜２３０を順に成膜する。基板７１をスパッタリング装置から取り出す。
【０２３８】
露光〜現像工程、エッチング工程を経て、記録ナノ粒子４１および誘電体ナノ粒子２３を形成する。ここからの工程は、図１８Ｅ〜図１８Ｈを参照しながら順に説明する。
【０２３９】
次に、パターンが形成された基板７１を再びスパッタリング装置に配置し、誘電体膜２２の一部と誘電体ナノ粒子２３が露出した表面に、蓄熱膜５３０を成膜する（図１８Ｅ）。必要に応じて、蓄熱膜５３０の表面に誘電体膜を成膜してよい。次に、蓄熱膜５３０の表面に、無機レジストをスパッタリング法などにより形成する。凸部に形成された無機レジストを７ｔ、凹部に形成された無機レジストを７ｂとする（図１８Ｆ）。無機レジストはＴｅ、Ｍｏ、Ｓｂ、Ｗなどの酸化物を用いてよい。この際、蓄熱膜５３０の凸部の側面への付着をできるだけ少なくするよう、直進性のよいスパッタリングを行うことが好ましい。成膜後、基板７１をスパッタリング装置から取り出す。
【０２４０】
次に、再び露光〜現像工程においては、電子ビームを無機レジストに照射してパターンを描画し、例えばアルカリ現像液により現像を行う。そうして、無機レジスト７ｂを除去する（図１８Ｇ）。
【０２４１】
それからエッチング工程にて、無機レジスト７ｔを除去して蓄熱膜５３０を孤立させ、蓄熱ナノ粒子５３を形成する（図１８Ｈ）。エッチングのガス種は、Ａｒガス、酸素ガスまたは塩化フッ素系のガスなどを用いることができる。
【０２４２】
成膜工程２においては、無機レジスト７ｔを除去した基板７１をスパッタリング装置に取り付けて、誘電体膜２２の一部と蓄熱ナノ粒子５３が露出した表面に、誘電体膜２１を成膜する。成膜後、基板７１をスパッタリング装置から取り出す。
【０２４３】
あるいは別の方法として、無機レジストの７ｔを厚く成膜し、７ｂを薄く成膜するようなスパッタリングを行う。例えば、直進性の悪い、多方向からスパッタ粒子が飛んでくる様なスパッタリング方法を用いる。そのあと、露光・現像不要で、エッチング工程にて７ｔを除去しながら蓄熱膜５３０を孤立させることもできる。
【０２４４】
成膜工程３、塗布工程、初期化工程は必要に応じて設けてよい。
【０２４５】
このようにして、実施の形態１１の情報記録媒体１１１を製造することができる。
【０２４６】
（実施の形態１２）
本発明の実施の形態１２として、情報記録媒体の一例を説明する。図１２に、その情報記録媒体１１２の一部断面図を示す。
【０２４７】
情報記録媒体１１２の基板部１は、基板７１の一方の表面に形成された反射膜６１、誘電体膜２２がこの順に配置されてなり、記録部２は、記録ナノ粒子４１、誘電体ナノ粒子２３、蓄熱ナノ粒子５３、誘電体膜２１がこの順に配置されてなる。
【０２４８】
情報記録媒体１１２は、蓄熱ナノ粒子５３が形成されている。本構成では、記録ナノ粒子４１の側面から蓄熱ナノ粒子５３の効果が得られる。隣接する記録ナノ粒子への熱拡散を抑えることができる構成である。記録ナノ粒子間の距離が短くなるとより有用になる構成である。
【０２４９】
本実施の形態の情報記録媒体１１２を製造する方法を説明する。
【０２５０】
成膜工程１においては、基板７１をスパッタリング装置に配置し、支持体となる基板７１の表面に、反射膜６１、誘電体膜２２、記録膜４１０、誘電体膜２３０を順に成膜する。基板７１をスパッタリング装置から取り出す。
【０２５１】
露光〜現像工程、エッチング工程を経て、記録ナノ粒子４１および誘電体ナノ粒子２３を形成する。
【０２５２】
次に、パターンが形成された基板７１をスパッタリング装置に配置し、誘電体膜２２の一部と誘電体ナノ粒子２３が露出した表面に、蓄熱膜５３０を成膜する（図１８Ｅ）。必要に応じて、蓄熱膜５３０の表面に誘電体膜を成膜してよい。
【０２５３】
次に、エッチング工程にて、蓄熱膜５３０を孤立させ、蓄熱ナノ粒子５３を形成する（図１８Ｉ）。エッチングのガス種は、Ａｒガス、酸素ガスまたは塩化フッ素系のガスなどを用いることができる。例えば、エッチング過程で、誘電体ナノ粒子２３にさしかかったときにエッチングレートが遅くなるようにガス種を選べば、蓄熱膜５３０の上面のエッチングが完了したという時宜を得ることができる。
【０２５４】
成膜工程２においては、蓄熱ナノ粒子５３を形成した基板７１をスパッタリング装置に取り付けて、誘電体膜２２の一部と蓄熱ナノ粒子５３と誘電体ナノ粒子２３が露出した表面に、誘電体膜２１を成膜する。成膜後、基板７１をスパッタリング装置から取り出す。
【０２５５】
成膜工程３、塗布工程、初期化工程は必要に応じて設けてよい。
【０２５６】
このようにして、実施の形態１２の情報記録媒体１１２を製造することができる。
【０２５７】
なお、成膜工程１において、反射膜６１、誘電体膜２２、蓄熱膜５４０、記録膜４１０、誘電体膜２３０を成膜して、情報記録媒体１１２の形態に蓄熱ナノ粒子５４を設けた構成も用いてよい。
【０２５８】
（実施の形態１３）
本発明の実施の形態１３として、情報記録媒体の一例を説明する。図１３に、その情報記録媒体１１３の一部断面図を示す。
【０２５９】
基板部１は、基板７１の一方の表面に形成された反射膜６１、誘電体膜２２がこの順に配置されてなり、記録部２は、蓄熱ナノ粒子５４、記録ナノ粒子４１、誘電体ナノ粒子２３、蓄熱ナノ粒子５３、誘電体膜２１がこの順に配置されてなる。
【０２６０】
情報記録媒体１１３は、蓄熱ナノ粒子５３および蓄熱ナノ粒子５４が形成されている。本構成では、記録ナノ粒子４１の上面と側面と底面から蓄熱ナノ粒子５３および５４の効果が得られ、隣接する記録ナノ粒子への熱拡散を抑えることができる。記録ナノ粒子間の距離が短くなるとより有用になる構成である。
【０２６１】
本実施の形態の情報記録媒体１１３を製造する方法を説明する。
【０２６２】
成膜工程１においては、基板７１をスパッタリング装置に配置し、支持体となる基板７１の表面に、反射膜６１、誘電体膜２２、蓄熱膜５４０、記録膜４１０、誘電体膜２３０を順に成膜する。基板７１をスパッタリング装置から取り出す。
【０２６３】
露光〜現像工程、エッチング工程を経て、蓄熱ナノ粒子５４、記録ナノ粒子４１および誘電体ナノ粒子２３を形成する。ここからの工程は、実施の形態１１と同様である。
【０２６４】
成膜工程３、塗布工程、初期化工程は必要に応じて設けてよい。
【０２６５】
このようにして、実施の形態１３の情報記録媒体１１３を製造することができる。
【０２６６】
（実施の形態１４）
本発明の実施の形態１４として、情報記録媒体の一例を説明する。図１４に、その情報記録媒体１１４の一部断面図を示す。
【０２６７】
基板部１は、基板７１の一方の表面に形成された反射膜６１、誘電体膜２２がこの順に配置されてなり、記録部２は、蓄熱ナノ粒子５４、記録ナノ粒子４１、誘電体ナノ粒子２３、蓄熱膜５１、誘電体膜２１がこの順に配置されてなる。
【０２６８】
情報記録媒体１１４は、蓄熱膜５１および蓄熱ナノ粒子５４が形成されている。本構成では、記録ナノ粒子４１の上面と側面と底面から蓄熱膜５１および蓄熱ナノ粒子５４の効果が得られる。
【０２６９】
本実施の形態の情報記録媒体１１４を製造する方法を説明する。
【０２７０】
成膜工程１においては、基板７１をスパッタリング装置に配置し、支持体となる基板７１の表面に、反射膜６１、誘電体膜２２、蓄熱膜５４０、記録膜４１０、誘電体膜２３０を順に成膜する。基板７１をスパッタリング装置から取り出す。
【０２７１】
露光〜現像工程、エッチング工程を経て、蓄熱ナノ粒子５４、記録ナノ粒子４１および誘電体ナノ粒子２３を形成する。
【０２７２】
成膜工程２においては、パターンが形成された基板７１をスパッタリング装置に取り付けて、誘電体膜２２の一部と誘電体ナノ粒子２３が露出した表面に、蓄熱膜５１と誘電体膜２１を順に成膜する。成膜後、基板７１をスパッタリング装置から取り出す。
【０２７３】
成膜工程３、塗布工程、初期化工程は必要に応じて設けてよい。
【０２７４】
このようにして、実施の形態１４の情報記録媒体１１４を製造することができる。
【０２７５】
（実施の形態１５）
本発明の実施の形態１５として、情報記録媒体の一例を説明する。図１５に、その情報記録媒体１１５の一部断面図を示す。
【０２７６】
情報記録媒体１１５は、予め凸形状のピラー６が形成されている基板７２を用いる。本構成では、露光〜現像、エッチング工程が不要である。基板部１は、基板７２よりなり、記録部２は、反射膜６１、誘電体膜２２、蓄熱膜５２、記録膜４２および誘電体膜２１がこの順に配置されてなる。
【０２７７】
情報記録媒体１１５は、蓄熱膜５２が形成されている。本構成では、記録膜４２の底面から蓄熱膜５２の効果が得られる。
【０２７８】
なお、蓄熱膜は上記実施の形態のように、近接場光発生素子３側に設けてもよいし、ピラー６側と近接場光発生素子３側との両方に設けてもよい。
【０２７９】
ピラー６が形成された基板７２を用いた場合でも、界面膜は相互拡散や密着性などに対し、必要に応じて設けてよい。材料は上記実施の形態で図示した、界面膜３１〜３５で用いられる材料を使用してよい。
【０２８０】
保護膜、潤滑剤は必要に応じて設けてよい。
【０２８１】
以下、基板７２から順に機能、材料および厚みについて説明する。
【０２８２】
基板７２は、記録部２を形成する側の表面に、予め凸形状のピラー６が形成されていてもよい。ピラー６の形状は、略円柱、または、略多角柱（略三角柱、略四角柱もしくは五角以上の多角柱）であってよい。略円柱には、略楕円柱、略円錐台、略楕円錐台、略円錐、略半球型および略釣り鐘型が含まれてよい。また略三角柱には、略三角錐台および略三角錐が含まれてよい。また略四角柱には、略四角錐台および略四角錐が含まれてよい。また五角以上の多角柱には、多角錐台および多角錐が含まれてよい。ピラー６上に記録部２を形成することにより、ナノ粒子の形状を有する相変化材料が形成できる。
【０２８３】
これらの形状の一辺や直径などいずれかの寸法が１００ｎｍ以下であることが好ましく、５０ｎｍ以下であることがより好ましい。２ｎｍ以上３０ｎｍ以下であることがさらに好ましく、ＴＢ級の情報記録媒体を実現できる。
【０２８４】
同一の基板７２上に形成されたピラー６は略同じ形状であることが好ましい。錐の場合は面積の小さい方の面が記録部２側にあることが好ましい。
【０２８５】
ピラー６の高さの平均値はおおよそ１００ｎｍ以下が好ましい。例えば直径１００ｎｍの略円柱の場合、高さは１００ｎｍ程度であってよい。例えば一辺３０ｎｍの略四角柱の場合、高さは３０ｎｍ程度であってよい。
【０２８６】
各々のピラー６は規則正しく配列していることが好ましく、ピラー６が形成される間隔、すなわち隣接するピラー６の底面の略中心間の距離Ｄは、ピラー６の底面の直径または長径または一辺の長さをｄとしたとき、ｄ＜Ｄ≦３ｄであることが好ましい。ピラー６が接触しないこととＴＢ級の記録密度を確保するためである。
【０２８７】
また基板７２は、支持体としての機能を有し、角形または円盤状で、予め表面の滑らかなものを使用する。大きさに特に限定はなく、たとえば直径２．５インチ、直径３．５インチ、直径１２０ｍｍなど、一般的な大きさのものが使用できる。材料としては、転写性のよい、ポリカーボネート、アモルファスポリオレフィンもしくはポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）などの樹脂が好ましく用いられる。あるいは、ピラー６が形成された樹脂を、ガラス、Ｓｉ、熱酸化Ｓｉ、アルミニウム合金、ＮｉＰメッキされたアルミニウム合金などの剛性基板に固定して使用してもよい。
【０２８８】
記録膜４２は記録ナノ粒子４１と同様の材料を用いることができる。
【０２８９】
本実施の形態の情報記録媒体１１５を製造する方法を説明する。情報記録媒体１１５は、成膜工程１、成膜工程３、塗布工程を順に経て製造される。
【０２９０】
成膜工程１においては、基板７２をスパッタリング装置に配置し、支持体となる基板７２の表面に、反射膜６1、誘電体膜２２、蓄熱膜５２、記録膜４２、誘電体膜２１を順に成膜する。この際、各膜のピラー６の側面への付着をできるだけ少なくするよう、直進性のよいスパッタリングを行うことが好ましい。成膜後、基板７２をスパッタリング装置から取り出す。
【０２９１】
成膜工程３、塗布工程、初期化工程は必要に応じて設けてよい。
【０２９２】
このようにして、実施の形態１５の情報記録媒体１１５を製造することができる。
【０２９３】
（実施の形態１６）
本発明の実施の形態１６として、情報記録媒体の一例を説明する。図１６に、その情報記録媒体１１６の一部断面図を示す。情報記録媒体１１６は、蓄熱膜５２が形成されている。本構成では、記録膜４２の底面から蓄熱膜５２の効果が得られる。実施の形態１５との違いは成膜工程１において、さらに直進性のよいスパッタリング法を用いて成膜し、各膜がピラー６の側面にほとんど付着しないことである。その他については実施の形態１５と同様である。
【０２９４】
（実施の形態１７）
本発明の実施の形態１７として、情報記録媒体の一例を説明する。図１７に、その情報記録媒体１１７の一部断面図を示す。
【０２９５】
基板部１は、基板７２よりなり、記録部２は、反射ナノ粒子６２、誘電体ナノ粒子２４、蓄熱ナノ粒子５４、記録ナノ粒子４１および誘電体ナノ粒子２３がこの順に配置されてなる。
【０２９６】
情報記録媒体１１７は、蓄熱ナノ粒子５４が形成されている。本構成では、記録ナノ粒子４１の底面から蓄熱ナノ粒子５４の効果が得られる。
【０２９７】
本実施の形態の情報記録媒体１１７を製造する方法を説明する。
【０２９８】
成膜工程１においては、基板７２をスパッタリング装置に配置し、支持体となる基板７２の表面に、反射膜６２０、誘電体膜２４０、蓄熱膜５４０、記録膜４１０、誘電体膜２３０を順に成膜する。基板７２をスパッタリング装置から取り出す。
【０２９９】
ここからの工程は、図１８Ｊ〜図１８Ｌを参照しながら順に説明する。誘電体膜２３０の表面に、無機レジストをスパッタリング法などにより形成する（図１８Ｊ）。無機レジストはＴｅ、Ｍｏ、Ｓｂ、Ｗなどの酸化物を用いてよい。この際、誘電体膜２３０の凸部の側面への付着をできるだけ少なくするよう、直進性のよいスパッタリングを行うことが好ましい。成膜後、基板７２をスパッタリング装置から取り出す。
【０３００】
次に、露光〜現像工程においては、電子ビームを無機レジストに照射してパターンを描画し、例えばアルカリ現像液により現像を行う。そうして、無機レジスト７ｂを除去する（図１８Ｋ）。
【０３０１】
それからエッチング工程にて、無機レジスト７ｔとピラー６間の反射膜６２０から誘電体膜２３０を除去する（図１８Ｌ）。こうして、ピラー６上に孤立した、反射ナノ粒子６２、誘電体ナノ粒子２４、蓄熱ナノ粒子５４、記録ナノ粒子４１および誘電体ナノ粒子２３が形成された。エッチングのガス種は、Ａｒガス、酸素ガスまたは塩化フッ素系のガスなどを用いることができる。
【０３０２】
あるいは別の方法として、無機レジストの７ｔを厚く成膜し、７ｂを薄く成膜するようなスパッタリングを行う。例えば、直進性の悪い、多方向からスパッタ粒子が飛んでくる様なスパッタリング方法を用いる。そのあと、露光・現像不要で、エッチング工程にて７ｔを除去しながらピラー６間の反射膜６２０から誘電体膜２３０を孤立させることもできる。
【０３０３】
成膜工程３、塗布工程、初期化工程は必要に応じて設けてよい。
【０３０４】
このようにして、実施の形態１７の情報記録媒体１１７を製造することができる。
【０３０５】
（実施の形態１８）
本発明の実施の形態１８として、情報記録媒体の他の例を説明する。
【０３０６】
図２１に、その情報記録媒体１２１の一部断面図を示す。基板部１は、基板７１、反射膜６１、誘電体膜２２、蓄熱膜５２がこの順に配置されてなり、記録部２は、記録ナノ粒子４１、誘電体ナノ粒子２３、誘電体膜２１、保護膜８１、潤滑剤９１がこの順に配置されてなる。本構成は、誘電体膜２１、保護膜８１、潤滑剤９１を平坦な形態とした。たとえば記録ナノ粒子４１の直径ｄが１０ｎｍより小さくなり、記録ナノ粒子４１間の距離Ｄも１０ｎｍより短くなった場合には、記録ナノ粒子４１間の隙間を同一の材料で埋め込んでもよい。
【０３０７】
情報記録媒体１２１は、成膜工程２において、誘電体膜２１を記録ナノ粒子４１および誘電体ナノ粒子２３を合わせた高さよりも厚く成膜して、記録ナノ粒子４１間の隙間を誘電体膜２１で埋め込む。埋め込んだ際、誘電体ナノ粒子２３の上に堆積した誘電体膜２１は凸になっているため、凸の部分を平坦になるまで研磨する。研磨後、保護膜８１と潤滑剤９１を形成してよい。あるいは、実施の形態３と同様に成膜工程２を実施し、保護膜８１で記録ナノ粒子４１間の隙間を埋め込んで、保護膜８１の凸部を研磨して平らにしてもよい。
【０３０８】
近接場光発生素子３と記録ナノ粒子４１の間で表面プラズモン共鳴が発生し、十分な電界強度を持つ近接場光が発生すれば、情報記録媒体１２１の形態でも記録再生を実施できる。
【０３０９】
また、情報記録媒体１２１においては、蓄熱膜５２が光を吸収して、蓄熱膜５２自体の温度が上がることにより、記録ナノ粒子４１の冷却速度を低下させるという、蓄熱膜５２の効果は変わらない。記録ナノ粒子４１の直径ｄがたとえば２ｎｍから１０ｎｍの場合、蓄熱膜５２は１ｎｍ以上であってよく、島状に形成されていてもよい。また、蓄熱膜の位置、数、蓄熱ナノ粒子の位置、数によらず、効果が得られる。
【０３１０】
（実施の形態１９）
本発明の実施の形態１９として、情報記録媒体１０３の他の製造方法を説明する。この方法は記録ナノ粒子４１をエッチングしないで形成する方法である。
【０３１１】
情報記録媒体１０３は、成膜工程１ａ、下地層形成工程、露光〜現像工程、エッチング工程、成膜工程１ｂ、下地層８除去工程、成膜工程２、成膜工程３、塗布工程を順に経て製造される。各工程を図１８Ｍ〜図１８Ｐを参照しながら順に説明する。
【０３１２】
成膜工程１においては、基板７１の表面に、反射膜６１、誘電体膜２２、蓄熱膜５２を順に成膜する。
【０３１３】
次に、下地層８を蓄熱膜５２の表面に形成し、下地層８の上にレジスト７を塗布する。そうして電子ビームでパターンを描画し、現像した。その結果、下地層８の上にパターンが形成される（図１８Ｍ）。下地層８は、エッチングしやすい材料が好ましく、例えばアクリル樹脂などが用いられる。
【０３１４】
それからエッチング工程において、レジスト７のパターンをＡｒガスなどでエッチングし、レジスト７を除去することにより、所望のパターンが蓄熱膜５２の表面に形成される（図１８Ｎ）。
【０３１５】
次に、成膜工程１ｂにおいて、パターンが形成された蓄熱膜５２の表面に記録膜４１０、誘電体膜２３０をスパッタリングにより形成する（図１８Ｏ）。
【０３１６】
下地層８除去工程にて、下地層８を記録膜４１０と誘電体膜２３０ごと除去することによって、記録膜４１０と誘電体膜２３０をエッチングすることなく、孤立させることができ、記録ナノ粒子４１と誘電体ナノ粒子２３を形成することができる（図１８Ｐ）。下地層８の除去方法は、下地層８のみ選択的に溶解する溶剤に浸潤すればよい。例えばアクリル樹脂は有機溶剤に容易に溶解するので、下地層８を蓄熱膜５２から除去することができる。
【０３１７】
以降の工程は、実施の形態３の成膜工程２以降と同様であるので省略する。
【０３１８】
なお、以上の種々の形態の情報記録媒体について、蓄熱膜は２以上の膜が積層されていてもよく、それらは異なる材料からなってもよいし、構成元素が同じで各濃度が異なる材料からなってもよい。また、同じ材料でも、異なる材料でも蓄熱膜と蓄熱ナノ粒子が積層されていてもよい。
【０３１９】
ここで、上記誘電体膜、誘電体ナノ粒子、記録膜、記録ナノ粒子、蓄熱膜、蓄熱ナノ粒子、界面膜、界面ナノ粒子、反射膜、反射ナノ粒子、保護膜の組成は、例えば、Ｘ線マイクロアナライザー（ＸＭＡ）、電子線マイクロアナライザー（ＥＰＭＡ）、ラザフォード後方散乱分析法（ＲＢＳ）、高周波誘導結合プラズマ（ＩＣＰ）発光分光分析、二次イオン質量分析法（ＳＩＭＳ）、オージェ電子分光法（ＡＥＳ）で分析することができる。
【０３２０】
また、スパッタリングで形成された、上記誘電体膜、誘電体ナノ粒子、記録膜、記録ナノ粒子、蓄熱膜、蓄熱ナノ粒子、界面膜、界面ナノ粒子、反射膜、反射ナノ粒子、保護膜には、スパッタ雰囲気中に存在する希ガス（Ａｒ、Ｋｒ、Ｘｅ）、水分（Ｏ−Ｈ）、有機物（Ｃ）、空気（Ｎ、Ｏ）、スパッタ室に配置された冶具の成分（金属）およびターゲットに含まれる不純物（金属、半金属、半導体、誘電体）などが不可避に含まれ、これらの分析方法で検出されることがある。これら不可避の成分は各膜、各ナノ粒子の１０原子％または１０質量％を上限として含まれていてもよく、不可避に含まれる成分を除いて好ましい組成比を満足していればよい。
【実施例】
【０３２１】
次に、実施例を用いて本発明を詳細に説明する。
【０３２２】
（実施例１）
はじめに、蓄熱膜の効果を電磁および熱伝導解析により検証する。その計算について説明する。図２２は、この電磁および熱伝導解析に関する計算を行う際のモデルを示す。熱伝導解析に関する計算は、図２２のモデルを使用して、３次元ＦＤＴＤ法（Ｆｉｎｉｔｅ  Ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅ  Ｔｉｍｅ  Ｄｏｍａｉｎ  Ｍｅｔｈｏｄ、有限差分時間領域法）を用いて誘電損失を解析し、それを熱源とした場合の熱伝導解析を行うことで計算した。
【０３２３】
ＦＤＴＤ法は、時空間における電磁界の振る舞いを記述するＭａｘｗｅｌｌ方程式（微分方程式）を数値的に解く手法である。連続的に変化する時間と空間を離散化して差分方程式に近似して解くことにより、三次元空間の電磁界分布を得る。空間の離散化は、微小な立方体（セル）に区切ることにより行うため、複雑な構造体に対する電磁界解析に有効な手段である。
【０３２４】
照射するレーザ光１２の波長は、８００ｎｍとし、光強度分布は、対物レンズで光を絞り込む場合を想定し、次式のガウス分布とした。
【数１】
2013143170.tif 000003
【０３２５】
ここで、Ｉは光強度、ε0は真空の誘電率、ｗx、ｗyはそれぞれ各座標方向のガウス分布幅（光スポットの強度が１／ｅ2となる直径）であり、本実施例では、ｗx＝ｗy＝１．５μｍとした。また、Ｅ0はレーザ光１２中心の電界振幅（Ｖ／ｍ）である。
【０３２６】
また、情報記録媒体１２２は、実施の形態６の情報記録媒体１０６を原形としている。符号は情報記録媒体１０６に準ずる。基板７１としてＳｉ、反射膜６１としてＡｇ（４０ｎｍ）、界面膜３４としてＳｉ3Ｎ4（５ｎｍ）、誘電体膜２２としてＺｎＳ−ＳｉＯ2（３５ｎｍ）、界面膜３３としてＳｉ3Ｎ4（５ｎｍ）、蓄熱膜５２としてＮｉ80Ｃｒ20（２０ｎｍ）、界面膜３２としてＳｉ3Ｎ4（５ｎｍ）、記録ナノ粒子４１としてＧｅ10Ｓｂ90（高さ５０ｎｍ）、誘電体ナノ粒子２３としてＳｉ3Ｎ4（高さ１０ｎｍ）、誘電体膜２１としてＳｉ3Ｎ4（１０ｎｍ）の順に配置した。
【０３２７】
これらの材料の光学定数（屈折率ｎ、消衰係数ｋ）は、Ｓｉ3Ｎ4をｎ＝１．８５、ｋ＝０．０１９５、ＺｎＳ−ＳｉＯ2をｎ＝２．００、ｋ＝０．０１３６、Ｇｅ10Ｓｂ90（アモルファス相）をｎ＝５．０４、ｋ＝２．５８、Ｎｉ80Ｃｒ20をｎ＝２．９９、ｋ＝５．０２、Ａｇをｎ＝０．１６６、ｋ＝４．９０、Ｓｉをｎ＝３．７０、ｋ＝０．００７のように設定した。尚、Ａｇの光学定数は波長分散を持ち、ドルーデ（Ｄｒｕｄｅ）則に従うものとした。解析領域１１境界において吸収境界条件を採用することにより、境界からの反射波の影響は無視した。
【０３２８】
情報記録媒体１２２の熱伝導解析は、次式に示す熱伝導計算式より求めた。
【数２】
2013143170.tif 000004
【０３２９】
ここで、Ｔは温度（初期値２０℃）、ρは密度、ｃは比熱、κは熱伝導率、σは電気伝導度、|Ｅ|2は電界強度である。ここで、右辺第二項の（１／２）×（σ｜Ｅ｜2）は誘電損失を示す。κは等方的であると仮定した。境界条件は、解析領域１１境界面が熱伝導率ｋ＝０．０２５９（Ｗ／ｍ／Ｋ）、温度２０℃の一定温度の媒質に接しているとして計算した。また、熱伝導解析も電磁解析と同一のモデル、情報記録媒体１２２を用いた。
【０３３０】
記録ナノ粒子４１の冷却過程に関する計算について説明する。短パルスのレーザ光１２を情報記録媒体１２２に照射し、記録ナノ粒子４１を加熱した。その後、レーザ光１２の照射を止め、それ以降の記録ナノ粒子４１の温度変化の計算は次のように行った。図２３に示すように、レーザ光１２の照射を始める時間を基準時間（０．０ｎｓ）とし、レーザ光１２の照射を止める時間ｔｓの間に記録ナノ粒子４１に一定量の熱量を与えた。すなわち熱伝導計算式において電磁解析により得られた誘電損失項（１／２）×（σ｜Ｅ｜2）を与え、ｔｓ以降、熱伝導計算式の誘電損失項をゼロとすることにより冷却過程を擬似的に計算した。尚、電磁および熱伝導解析時において、情報記録媒体１２２に含まれる反射膜６１、界面膜３４、３３、３２、誘電体膜２１、２２、蓄熱膜５２、記録ナノ粒子４１、誘電体ナノ粒子２３の光学定数および熱物性値は温度依存性がないと仮定した。
【０３３１】
計算は、３種類の情報記録媒体に対して実施した。実施例１として記録ナノ粒子４１が直径１００ｎｍで高さ５０ｎｍの略円柱形状で、蓄熱膜５２がある場合を計算した。構成は、上記の情報記録媒体１２２である。
【０３３２】
比較例１として、記録ナノ粒子４１が直径１００ｎｍで高さ５０ｎｍの略円柱形状で、蓄熱膜５２がない場合を計算した。構成は図１９の情報記録媒体１１９に準じ、基板７１としてＳｉ、反射膜６１としてＡｇ（４０ｎｍ）、界面膜３４（図示せず）としてＳｉ3Ｎ4（５ｎｍ）、誘電体膜２２としてＺｎＳ−ＳｉＯ2（３５ｎｍ）、界面膜３３（図示せず）としてＳｉ3Ｎ4（５ｎｍ）、記録ナノ粒子４１としてＧｅ10Ｓｂ90（高さ５０ｎｍ）、誘電体ナノ粒子２３としてＳｉ3Ｎ4（高さ１０ｎｍ）、誘電体膜２１としてＳｉ3Ｎ4（１０ｎｍ）の順に配置した。
【０３３３】
従来構成として、記録膜４２が膜厚５０ｎｍで、蓄熱膜５２がない場合を計算した。構成は図２０の情報記録媒体１２０に準じ、基板７１としてＳｉ、反射膜６１としてＡｇ（４０ｎｍ）、界面膜３４（図示せず）としてＳｉ3Ｎ4（５ｎｍ）、誘電体膜２２としてＺｎＳ−ＳｉＯ2（３５ｎｍ）、界面膜３３（図示せず）としてＳｉ3Ｎ4（５ｎｍ）、記録膜４２としてＧｅ10Ｓｂ90（５０ｎｍ）、誘電体膜２１としてＳｉ3Ｎ4（１０ｎｍ）の順に配置した。
【０３３４】
実施例１、比較例１、従来構成は、同じ符号の膜またはナノ粒子は同じ材料であり、同じ物性値を用いた。記録ナノ粒子４１と記録膜４２は同じ材料で、同じ物性値を用いた。比較例１と従来構成の結果を比較することにより、ナノ粒子と膜との冷却過程の違いがわかり、実施例１と比較例１の結果を比較することにより、蓄熱膜の効果がわかる。
【０３３５】
図２４に計算結果を示す。横軸が時間（ナノ秒）で、縦軸が温度（℃）である。５００℃まで記録ナノ粒子４１（または記録膜４２）を加熱した後、レーザ光１２の照射を止め、それ以降の記録ナノ粒子４１（または記録膜４２）の冷却過程をプロットした。実施例１は▲、比較例１は○、従来例は□である。
【０３３６】
比較例１と従来構成の結果を比べると、同じ５０ｎｍの厚みでも、孤立した記録ナノ粒子４１の方が記録膜４２よりも冷却速度が速い、すなわち冷めやすいことがわかる。例えば、５ナノ秒後には記録ナノ粒子４１は９８℃まで冷えているが、記録膜４２は２７７℃までしか下がっていない。
【０３３７】
また、実施例１と比較例１の結果を比べると、同じ孤立した記録ナノ粒子４１の形態でも、蓄熱膜５２がある実施例１の方が、冷却速度が遅くなっていることがわかる。例えば、５ナノ秒後には比較例１は９８℃まで冷えているが、実施例１は２０１℃までしか下がっていない。
【０３３８】
このように、蓄熱膜５２を設けることにより、孤立した記録ナノ粒子４１の冷却速度が遅くなることを、電磁および熱伝導解析により確かめた。
【０３３９】
（実施例２）
本実施例では、実施例１と同様の計算を蓄熱膜５２の材料を変えて行った。５００℃まで記録ナノ粒子４１を加熱した後、レーザ光１２の照射を止め、それから５ナノ秒後の記録ナノ粒子４１の温度を計算した。計算に用いた構成は実施例１の情報記録媒体１２２と同様で、蓄熱膜５２の膜厚は同様に２０ｎｍである。蓄熱膜５２の材料には熱伝導率の異なる、半透明な材料、金属、合金などを選んだ。その結果を（表１）に示す。
【０３４０】
【表１】
2013143170.tif 000005
【０３４１】
表１には実施例１、２−１〜２−２３および比較例１、２−Ａ〜Ｃの、蓄熱膜５２の材料、その熱伝導率と融点の公称値、および解析結果を示す。
【０３４２】
解析結果の判定について説明する。比較例１は蓄熱膜５２を設けていない場合であって、５ナノ秒後の記録ナノ粒子４１の温度ｔ0が９８℃であった。実施例の蓄熱膜５２を設けた場合の５ナノ秒後の記録ナノ粒子４１の温度をｔ1とした場合、（ｔ0＋１００）＜ｔ1であれば、その結果は優れた蓄熱効果を示したと判断して判定はＡ、（ｔ0＋５０）＜ｔ1≦（ｔ0＋１００）であれば、その結果は十分な蓄熱効果を示したと判断して判定はＢ、ｔ0＜ｔ1≦（ｔ0＋５０）であれば、その結果は蓄熱効果を示したと判断して判定はＣ、ｔ1≦ｔ0であれば、その結果は蓄熱効果を示していないと判断して判定はＤ、とした。
【０３４３】
実施例１の解析結果で示したように、「記録ナノ粒子４１」は「記録膜４２」よりも冷めやすい。蓄熱膜５２は記録ナノ粒子４１の冷めやすさを緩和するために設けられる。したがって、蓄熱効果の優劣は、蓄熱膜５２を設けない場合と比べて、どれだけ所定の時間後に高い温度を維持しているかで判断される。よって、本実施例のように２０ｎｍで使用した場合、上記のＡ判定の材料がより好ましく、Ｂ判定の材料が好ましく、Ｃ判定の材料は使用できると判断される。Ｄ判定の材料は蓄熱効果が得られなかったため、蓄熱膜５２の材料としては好ましくない。
【０３４４】
この結果から判断して、公称熱伝導率が５０Ｗ・ｍ-1・Ｋ-1以下の材料において記録ナノ粒子４１の冷却速度を緩和させる徐冷効果が得られると言える。さらには、熱伝導率がより小さい材料がＡ判定となり、より好ましい。
【０３４５】
比較例２−Ａ、２−Ｂはいずれも公称熱伝導率が５０Ｗ・ｍ-1・Ｋ-1より大きく、５ナノ秒後の記録ナノ粒子４１の温度は蓄熱膜５２がない場合よりも下がり、冷却速度が大きくなる結果となった。これは、蓄熱膜５２が光を吸収して温度が上がり、記録ナノ粒子４１を温めて冷却速度を抑える効果よりも、蓄熱膜５２の熱伝導率が大きいために、記録ナノ粒子４１から蓄熱膜５２に熱が拡散する方が速くなったためと考えられる。
【０３４６】
比較例２−Ｃは熱伝導率の大きな誘電体材料ＡｌＮであるが、透明性が高く、蓄熱膜５２自体が吸収する光が少なく、温度が上がらないため、記録ナノ粒子４１は５０℃まで冷めた。透明性の高い誘電体材料では熱伝導率が小さくても、記録ナノ粒子４１を冷めにくくするという、蓄熱膜５２としての効果は得られなかった。
【０３４７】
本実施例の電磁および熱伝導解析により、蓄熱膜５２として好ましい材料は、熱伝導率が５０Ｗ・ｍ-1・Ｋ-1以下の材料で、光を吸収する透明性が低い材料（金属、合金、半金属、半導体、または半透明な誘電体材料）であることがわかった。
【０３４８】
（実施例３）
本実施例では、実施例２の結果から、記録ナノ粒子４１の温度の蓄熱膜５２の膜厚依存性を解析した。蓄熱膜５２として熱伝導率の大きい計算番号２−１５の青銅と熱伝導率の小さい計算番号２−２０のチタン合金について、実施例１と同様の計算を行った。その結果を（表２）に示す。
【０３４９】
【表２】
2013143170.tif 000006
【０３５０】
熱伝導率の大きな青銅については、膜厚を１０ｎｍに薄くすると、レーザ光１２を切ってから５ナノ秒後の記録ナノ粒子４１の温度が１５０℃となり、膜厚２０ｎｍの場合よりも徐冷効果が高まった。これは、膜厚を薄くすることで、熱の拡散を抑えて蓄熱膜５２が昇温する効果が高まったためと考えられる。また、３ｎｍまで薄くすると、２０ｎｍと同じ１０５℃となった。３ｎｍは１０ｎｍよりも昇温効果が小さくなると考えられる。
【０３５１】
熱伝導率の小さいチタン合金については、膜厚を３０ｎｍに厚くすると、レーザ光１２を切ってから５ナノ秒後の記録ナノ粒子４１の温度が２７０℃となり、膜厚２０ｎｍの場合よりも徐冷効果が高まった。また、１０ｎｍに薄くしても２２０℃で、十分な徐冷効果が得られる。
【０３５２】
このように、蓄熱膜５２の熱伝導率の大きさに対して膜厚を調整することにより、徐冷効果を大きくすることができる。膜厚としては、３ｎｍ以上３０ｎｍ以下が好ましい。
【０３５３】
（実施例４）
次に、実施例１および２で計算した構成を実際に試作して、蓄熱膜５２の材料と記録ナノ粒子４１の結晶化しやすさの関係を調べる実験を実施した。蓄熱膜５２に、Ｎｉ80Ｃｒ20（質量％）、Ｆｅ82.5Ｃｒ17Ｍｎ0.5（質量％）、Ｆｅ99Ｃ1（質量％）を用いた情報記録媒体を各々作製した。
【０３５４】
以下に実施内容を具体的に説明する。
【０３５５】
はじめに、情報記録媒体１０６の製造方法について説明する。情報記録媒体１０６は、成膜工程１、露光〜現像工程、エッチング工程、成膜工程２を順に経て製造された。
【０３５６】
成膜工程１において、各膜はスパッタリング法により形成した。基板７１としてφ６０ｍｍで厚さ１ｍｍのＳｉ基板を準備し、スパッタリング装置内に取り付けた。基板７１の表面に、反射膜６１としてＡｇを４０ｎｍ、界面膜３４としてＳｉ3Ｎ4を５ｎｍ、誘電体膜２２として（ＺｎＳ）80（ＳｉＯ2）20（モル％）を３５ｎｍ、界面膜３３としてＳｉ3Ｎ4を５ｎｍ、蓄熱膜５２としてＮｉ80Ｃｒ20（質量％）を２０ｎｍ、界面膜３２としてＳｉ3Ｎ4を５ｎｍ、記録膜４１０としてＧｅ10Ｓｂ90（原子％）を５０ｎｍ、誘電体膜２３０としてＳｉ3Ｎ4を１０ｎｍ、順に積層した。
【０３５７】
本情報記録媒体のスパッタリング条件を説明する。用いたスパッタリングターゲットの形状はすべて、丸形で直径１００ｍｍで厚さ６ｍｍである。
【０３５８】
反射膜６１は、Ａｇターゲットを、圧力０．１３ＰａのＡｒガス雰囲気中で、直流電源を用いて２００Ｗの出力でスパッタリングして形成した。
【０３５９】
界面膜３２〜３４は、Ｓｉ3Ｎ4ターゲットを圧力０．４ＰａのＡｒガスとＮ2ガスの混合ガス雰囲気中で、高周波電源を用いて３００Ｗの出力でスパッタリングして形成した。ＡｒガスとＮ2ガスの混合比は、分圧比でＡｒ：Ｎ2＝９３：７である。
【０３６０】
誘電体膜２２は、（ＺｎＳ）80（ＳｉＯ2）20ターゲットを圧力０．１３ＰａのＡｒガスとＯ2ガスの混合ガス雰囲気中で、高周波電源を用いて３００Ｗの出力でスパッタリングして形成した。ＡｒガスとＯ2ガスの混合比は、分圧比でＡｒ：Ｏ2＝９７：３である。
【０３６１】
蓄熱膜５２は、Ｎｉ80Ｃｒ20ターゲットを、圧力０．１３ＰａのＡｒガス雰囲気中で、直流電源を用いて３００Ｗの出力でスパッタリングして形成した。
【０３６２】
記録膜４１０は、Ｇｅ−Ｓｂ合金ターゲットを、圧力０．１３ＰａのＡｒガス雰囲気中で、直流電源を用いて１００Ｗの出力でスパッタリングして形成した。
【０３６３】
誘電体膜２３０は、Ｓｉ3Ｎ4ターゲットを圧力０．４ＰａのＡｒガスとＮ2ガスの混合ガス雰囲気中で、高周波電源を用いて３００Ｗの出力でスパッタリングして形成した。ＡｒガスとＮ2ガスの混合比は、分圧比でＡｒ：Ｎ2＝９３：７である。
【０３６４】
次に、露光・現像工程を説明する。誘電体膜２３０まで成膜した基板７１をスパッタリング装置から取り出し、スピンコータに配置した（図１８Ａ）。誘電体膜２３０の表面に、レジスト７としてトクヤマ社製ネガ型レジストＴＥＢＮ−１をスピンコート法により塗布した（図１８Ｂ）。レジスト７を塗布した基板７１を電子ビーム露光装置に配置して、電子ビームをレジスト７に照射し、形成すべきパターンを描画した。露光した基板７１をイソプロピルアルコールの現像液に浸し、電子ビームを照射していない部分のレジスト７を除去した。この工程において、直径ｄ＝φ１００ｎｍでピッチＤ＝２００ｎｍの略円柱状のパターンが基板７１上に現れた（図１８Ｃ）。
【０３６５】
次に、エッチング工程について説明する。現像した基板７１をエッチング装置に配置し、ＣＦ4ガスを使ってレジスト７を除去し、記録膜４１０および誘電体膜２３０をパターンの通りに孤立させた。こうして記録ナノ粒子４１および誘電体ナノ粒子２３が形成された（図１８Ｄ）。
【０３６６】
続いて成膜工程２について説明する。パターンが形成された基板７１をスパッタリング装置に取り付けて、蓄熱膜５２の一部と誘電体ナノ粒子２３が露出した表面に、誘電体膜２１としてＳｉ3Ｎ4を１０ｎｍ成膜した。スパッタリング条件は上記界面膜３２〜３４と同様である。成膜後、基板７１をスパッタリング装置から取り出した。
【０３６７】
なお、本実施例では成膜工程３と塗布工程は省略した。
【０３６８】
最後に初期化工程について説明する。成膜後アモルファス状態である記録ナノ粒子４１に赤外レーザを連続照射して、結晶化させた。
【０３６９】
このようにして情報記録媒体１０６を製造した。蓄熱膜５２にＮｉ80Ｃｒ20を用いた本媒体の番号を４−１−１とする。
【０３７０】
同様の工程において、ｄ＝φ５０ｎｍでＤ＝１００ｎｍ、ｄ＝φ２０ｎｍでＤ＝４０ｎｍの媒体も作製し、各々の番号を４−１−２、４−１−３とした。
【０３７１】
蓄熱膜５２にＦｅ82.5Ｃｒ17Ｍｎ0.5を用いた情報記録媒体は同様に、４−２−１、４−２−２、４−２−３とした。Ｆｅ99Ｃ1を用いた情報記録媒体は、４−３−１、４−３−２、４−３−３とした。Ｆｅ82.5Ｃｒ17Ｍｎ0.5は、直径１００ｍｍで厚さ３ｍｍのＦｅ82.5Ｃｒ17Ｍｎ0.5ターゲットを、圧力０．１３ＰａのＡｒガス雰囲気中で、直流電源を用いて３００Ｗの出力でスパッタリングして形成した。Ｆｅ99Ｃ1は、直径１００ｍｍで厚さ３ｍｍのＦｅ99Ｃ1ターゲットを、圧力０．１３ＰａのＡｒガス雰囲気中で、直流電源を用いて３００Ｗの出力でスパッタリングして形成した。
【０３７２】
以上のようにして、蓄熱膜５２の材料と記録ナノ粒子４１大きさが異なる、情報記録媒体１０６を製造した。
【０３７３】
比較例４−１−Ａ〜Ｃとして、蓄熱膜５２にコバルトＣｏを用い、ｄ＝φ１００ｎｍでＤ＝２００ｎｍ、ｄ＝φ５０ｎｍでＤ＝１００ｎｍ、ｄ＝φ２０ｎｍでＤ＝４０ｎｍを作製した。Ｃｏは、直径１００ｍｍで厚さ３ｍｍのＣｏターゲットを、圧力０．１３ＰａのＡｒガス雰囲気中で、直流電源を用いて３００Ｗの出力でスパッタリングして形成した。その他の膜の材料や膜厚は実施例４−１−１などと同じである。また比較例４−２−Ａ〜Ｃとして、蓄熱膜５２がなく、ｄ＝φ１００ｎｍでＤ＝２００ｎｍ、ｄ＝φ５０ｎｍでＤ＝１００ｎｍ、ｄ＝φ２０ｎｍでＤ＝４０ｎｍを作製した。その他の膜の材料や膜厚は実施例４−１−１などと同じである。
【０３７４】
このようにして得られた情報記録媒体１０６の評価方法について説明する。評価系として、図１および図２に示すような、記録部２の一つ一つに近接場光４を照射する環境が十分に整っていない。そのため、本実施例では図２２に示すように、レーザ光１２を複数の記録部２に照射する実験を実施した。光学系には、波長λ５３２ｎｍのレーザ光１２と開口数ＮＡ０．７０の対物レンズを用いて、スポット径１μｍでパルス幅５０ピコ秒（ｐｓ）のパルスレーザ光１２を記録部２、すなわち記録ナノ粒子４１に照射することにより、記録・消去実験を行った。
【０３７５】
まず、１５ピコジュール（ｐＪ）のエネルギーでパルスレーザ光１２を１回照射することにより記録ナノ粒子４１をアモルファス相にする。この状態が記録状態である。その後、５ｐＪのエネルギーでパルスレーザ光１２をアモルファス相に複数回照射して、記録ナノ粒子４１を結晶相にする。この状態が消去状態である。複数回というのは、アモルファス相が結晶相になるのに必要な回数と定義する。ピコ秒（１０-12秒）という非常に短い時間のパルスであるので、複数回照射することが好ましい。照射回数が少ないほど記録ナノ粒子４１は結晶化しやすいと判断できる。アモルファス相と結晶相の可逆的な相変化は、本光学系に設置した光学顕微鏡を使って目視観察して確かめた。
【０３７６】
各情報記録媒体について、蓄熱膜５２の材料と記録ナノ粒子４１の大きさと、結晶相にするために必要なピコ秒パルスレーザ光１２の照射回数を調べた。その結果を（表３）に示す。
【０３７７】
【表３】
2013143170.tif 000007
【０３７８】
表３に示すように、蓄熱膜５２を設けた実施例４−１〜３−１〜３では、ピコ秒パルスレーザ光１２の照射回数が、蓄熱膜５２無しの比較例４よりも総じて少ない。すなわち、蓄熱膜５２を設けたことにより、記録ナノ粒子４１が結晶化しやすくなっていることが確かめられた。これは、蓄熱膜５２がレーザ光１２を吸収して温まり、記録ナノ粒子４１が冷えるのを抑制している効果と考えられる。
【０３７９】
蓄熱膜５２の材料依存性としては、熱伝導率が小さい材料の方が結晶化促進効果が大きい。これは、蓄熱膜５２が光を吸収して温まる効果に加えて、熱伝導率が小さい材料ほど、記録ナノ粒子４１の放熱を抑える効果が大きいためと考えられる。
【０３８０】
記録ナノ粒子４１の直径ｄに対しては、ｄが小さいほどピコ秒パルスレーザ光１２の照射回数は多くなる。すなわち、直径ｄが小さくなるほど結晶化はしにくくなる。その場合でも、蓄熱膜５２を設けることにより、結晶化を促進できることが確かめられた。
【０３８１】
比較例４−１−Ａ〜Ｃについては、熱伝導率が公称値で７０Ｗ・ｍ-1・Ｋ-1のＣｏを用いたが、記録ナノ粒子４１を結晶化させるために必要なピコ秒パルスレーザ光１２の照射回数は、蓄熱膜５２がない場合よりも多くなった。これは、蓄熱膜５２の熱伝導率が大きいために、記録ナノ粒子４１から蓄熱膜５２に放熱しやすくなり、逆に記録ナノ粒子４１が冷めやすくなり、結晶化しにくくなり照射回数が増えたと考えられる。この結果から、蓄熱膜５２として適用する材料は、公称値で５０Ｗ・ｍ-1・Ｋ-1以下の熱伝導率を有することが好ましい。
【０３８２】
効果の判定について説明する。効果は蓄熱膜５２がない場合との相対比較となる。比較例４−２−Ａ〜Ｃは蓄熱膜５２を設けていない場合であって、記録ナノ粒子４１の直径ｄが１００ｎｍでは照射回数ｎ0が２００回、ｄ＝５０ｎｍではｎ0＝４００回、ｄ＝２０ｎｍではｎ0＝１０００回であった。実施例の蓄熱膜５２を設けた場合の照射回数をｎ1とした場合、１≦ｎ1≦（ｎ0／１０）であれば、その結果は優れた蓄熱効果を示したと判断して判定はＡ、（ｎ0／１０）＜ｎ1≦（ｎ0／２）であれば、その結果は十分な蓄熱効果を示したと判断して判定はＢ、（ｎ0／２）＜ｎ1＜ｎ0であれば、その結果は蓄熱効果を示したと判断して判定はＣ、ｎ0≦ｎ1であれば、その結果は蓄熱効果を示していないと判断して判定はＤ、とした。ｎ0とｎ1は同じ直径ｄで比較した。Ａ判定の材料がより好ましく、Ｂ判定の材料が好ましく、Ｃ判定の材料は使用できると判断される。Ｄ判定の材料は蓄熱効果が得られなかったため、蓄熱膜５２の材料としては好ましくない。
【０３８３】
ここで、蓄熱膜５２を設けないで、記録ナノ粒子４１に非常に結晶化しやすい相変化材料を適用するという手段も考えられる。しかしながら、そのような材料ではアモルファス相の安定性が不十分になり、記録状態を形成してもすぐに室温で結晶相に相変化して、消去してしまうという現象が生じる。先にも述べたように、「記録膜」が「記録ナノ粒子」の形態になると、より冷めやすくなる。そのような急冷な状態では、膜に適用する材料よりももっと結晶化しやすい材料をナノ粒子に適用する必要があり、その反面アモルファス相の安定性が損なわれることになる。こうした理由から、ナノ粒子の形態で、アモルファス相の安定性と結晶化しやすさを両立させるために、蓄熱膜５２を設けて結晶化を促進させた。
【０３８４】
（実施例５）
本実施例では、情報記録媒体１１０を製造して蓄熱ナノ粒子の効果を検証した。
【０３８５】
情報記録媒体１１０の製造方法について説明する。情報記録媒体１１０は、基板７１としてφ６０ｍｍで厚さの１ｍｍのＳｉ基板を準備し、基板７１の表面に、反射膜６１としてＡｇを４０ｎｍ、界面膜３４としてＳｉ3Ｎ4を５ｎｍ（図示せず）、誘電体膜２２として（ＺｎＳ）80（ＳｉＯ2）20（モル％）を３５ｎｍ、界面膜３３としてＳｉ3Ｎ4を５ｎｍ（図示せず）、蓄熱膜５４０としてＮｉ80Ｃｒ20を１０ｎｍ、記録膜４１０としてＧｅ10Ｓｂ90（原子％）を２０ｎｍ、蓄熱膜５３０としてＡｕ98Ｃｒ2を３ｎｍ、順に積層した。Ａｕ98Ｃｒ2は、直径１００ｍｍで厚さ３ｍｍのＡｕ98Ｃｒ2ターゲットを、圧力０．１３ＰａのＡｒガス雰囲気中で、直流電源を用いて３００Ｗの出力でスパッタリングして形成した。
【０３８６】
露光〜現像工程は、実施例４と同様に実施した。
【０３８７】
エッチング工程は、現像した基板７１をエッチング装置に配置し、ＣＦ4ガスを使ってレジスト７を除去し、Ａｒガスを使って蓄熱膜５４０、記録膜４１０および蓄熱膜５３０をパターンの通りに孤立させた。こうして、直径ｄ＝φ２０ｎｍでＤ＝４０ｎｍの蓄熱ナノ粒子５４、記録ナノ粒子４１および蓄熱ナノ粒子５３が形成された。
【０３８８】
その後再び基板７１をスパッタリング装置に取り付けて、界面膜３３の一部と蓄熱ナノ粒子５３が露出した表面に、誘電体膜２１としてＳｉ3Ｎ4を１０ｎｍ成膜した。
【０３８９】
最後に、成膜後アモルファス状態である記録ナノ粒子４１に赤外レーザを連続照射して、結晶化させ、初期化工程を実施した。このようにして情報記録媒体１１０を製造し、媒体番号５−１とした。
【０３９０】
このようにして得られた情報記録媒体１１０を、実施例４と同様の光学系を用いて評価した。記録ナノ粒子５３がパルスレーザ光１２入射側にあるので、実施例４よりも高いエネルギーのパルスレーザ光１２を照射した。まず、１８ピコジュール（ｐＪ）のエネルギーでパルスレーザ光１２を１回照射することにより記録ナノ粒子４１をアモルファス相にした（記録状態）。その後、６ｐＪのエネルギーでパルスレーザ光１２を、形成したアモルファス相に複数回照射して、記録ナノ粒子４１を結晶相にした（消去状態）。実施例４と同様に、光学顕微鏡を使って目視観察して、アモルファス相と結晶相の状態を確かめ、結晶相にするためのパルスレーザ光１２の照射回数を調べた。その結果を（表４）に示す。
【０３９１】
【表４】
2013143170.tif 000008
【０３９２】
表４に示すように、照射回数７０回という結果が得られ、Ａ判定であった。このように、情報記録媒体１１０の形態、すなわち、蓄熱ナノ粒子の形態でも、結晶化を促進する蓄熱効果が得られた。
【０３９３】
以上、種々の実施例を通じて本発明の情報記録媒体について説明してきたように、本発明の蓄熱材料（蓄熱膜もしくは蓄熱ナノ粒子）を配置することにより、記録ナノ粒子の結晶化が促進された。それによって、直径約２０ｎｍの複数の記録ナノ粒子の可逆的相変化が検証できた。この結果は、今後近接場光を使って、直径１０ｎｍ以下の個々の記録ナノ粒子にアモルファス相と結晶相の可逆的相変化を生じさせる技術に展開できる。それによって、数百ＧＢから数十ＴＢの大容量な情報記録媒体を提供することができる。
【産業上の利用可能性】
【０３９４】
本発明の情報記録媒体は、数百ＧＢから数十ＴＢの大容量を有し、次世代の光学的情報記録媒体として有用である。
【符号の説明】
【０３９５】
１  基板部
２  記録部
３  近接場光発生素子
４  近接場光
５  入射光
６  ピラー
７、７ｂ、７ｔ  レジスト
８  下地層
１１  解析領域
１２  レーザ光
１０１、１０２、１０３、１０４、１０５、１０６、１０７、１０８、１０９、１１０、１１１、１１２、１１３、１１４、１１５、１１６、１１７、１１９、１２０、１２１、１２２  情報記録媒体
２１、２２、２３０  誘電体膜
２３  誘電体ナノ粒子
３１、３２、３３、３４、３５  界面膜
４１  記録ナノ粒子
４２、４１０  記録膜
５１、５２、５３０、５４０  蓄熱膜
５３、５４  蓄熱ナノ粒子
６１、６２０  反射膜
６２  反射ナノ粒子
７１、７２  基板
８１  保護膜
９１  潤滑剤
【図１】
2013143170.tif 000009
【図２】
2013143170.tif 000010
【図３】
2013143170.tif 000011
【図４】
2013143170.tif 000012
【図５】
2013143170.tif 000013
【図６】
2013143170.tif 000014
【図７】
2013143170.tif 000015
【図８】
2013143170.tif 000016
【図９】
2013143170.tif 000017
【図１０】
2013143170.tif 000018
【図１１】
2013143170.tif 000019
【図１２】
2013143170.tif 000020
【図１３】
2013143170.tif 000021
【図１４】
2013143170.tif 000022
【図１５】
2013143170.tif 000023
【図１６】
2013143170.tif 000024
【図１７】
2013143170.tif 000025
【図１８Ａ】
2013143170.tif 000026
【図１８Ｂ】
2013143170.tif 000027
【図１８Ｃ】
2013143170.tif 000028
【図１８Ｄ】
2013143170.tif 000029
【図１８Ｅ】
2013143170.tif 000030
【図１８Ｆ】
2013143170.tif 000031
【図１８Ｇ】
2013143170.tif 000032
【図１８Ｈ】
2013143170.tif 000033
【図１８Ｉ】
2013143170.tif 000034
【図１８Ｊ】
2013143170.tif 000035
【図１８Ｋ】
2013143170.tif 000036
【図１８Ｌ】
2013143170.tif 000037
【図１８Ｍ】
2013143170.tif 000038
【図１８Ｎ】
2013143170.tif 000039
【図１８Ｏ】
2013143170.tif 000040
【図１８Ｐ】
2013143170.tif 000041
【図１９】
2013143170.tif 000042
【図２０】
2013143170.tif 000043
【図２１】
2013143170.tif 000044
【図２２】
2013143170.tif 000045
【図２３】
2013143170.tif 000046
【図２４】
2013143170.tif 000047
【図２５】
2013143170.tif 000048
【図２６】
2013143170.tif 000049
【図２７】
2013143170.tif 000050