JP2000298874A

JP2000298874A - 相変化型光ディスク及びその製造方法

Info

Publication number: JP2000298874A
Application number: JP11105964A
Authority: JP
Inventors: Minoru Kikuchi; 稔菊地; Yoshihiro Akimoto; 義浩秋元; Fuminori Takase; 史則高瀬; Yoshihiro Saitou; 喜浩斎藤
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1999-04-13
Filing date: 1999-04-13
Publication date: 2000-10-24

Abstract

(57)【要約】【課題】繰り返し記録を数回から数十回行った際のジ
ッターの急激な増加を抑制する。【解決手段】基板２上に、第１の誘電体層３と、信号
記録層４と、第２の誘電体層５と、光反射層６と、保護
膜層７とを順次積層して形成する。信号記録層４をＧｅ
ＳｂＴｅ系材料によって形成するとともに、この信号記
録層に対して記録信号に応じて形成される記録マークの
後端部に発生する結晶粒径を５０ｎｍ以下とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、相変化記録方式に
よって記録信号の記録及び／又は再生が行われる相変化
型光ディスク及びその製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】相変化型光ディスクは、信号記録層に対
してレーザ光を照射されることによって、信号の記録及
び／又は再生（以下、記録再生という。）が行われる光
記録媒体の一種であり、信号記録層が相変化材料によっ
て構成されてなる。

【０００３】相変化型光ディスクでは、記録再生装置に
よりレーザ光が照射されることによって、信号記録層を
構成する相変化材料が、レーザ光の照射位置で結晶状態
とアモルファス状態とに可逆的に変化する。記録再生装
置は、これら両状態における光学定数の違いに起因する
信号記録層の反射率の変化を検出することによって、相
変化型光ディスクに対して記録再生を行う。

【０００４】相変化型光ディスクは、一般に、信号記録
層の初期状態を結晶状態とされている。相変化型光ディ
スクは、記録信号を記録される際に、記録再生装置によ
って所定の出力のレーザ光が信号記録層に対して照射さ
れる。これにより、信号記録層は、レーザ光の照射位置
で融点温度以上に昇温される。その後、信号記録層は冷
却されて、この位置でアモルファス状態となる。相変化
型光ディスクでは、記録信号に応じて、アモルファス状
態とされた部位（以下、記録マークと称する。）を信号
記録層に形成されることによって、記録信号を記録す
る。

【０００５】相変化型光ディスクは、信号記録層に記録
された記録信号を消去される際に、記録時よりも弱い出
力のレーザ光を照射され、この照射位置で信号記録層が
結晶化温度以上且つ融点温度以下に昇温される。これに
より、信号記録層は、レーザ光の照射位置で、照射前の
状態に依らずに結晶状態となる。

【０００６】相変化型光ディスクは、信号記録層に記録
された記録信号を再生する際に、記録信号の消去時より
もさらに弱い出力のレーザ光を照射される。このとき、
記録再生装置は、このレーザ光が信号記録層に反射して
戻ってきた戻り光を検出し、レーザ光の照射位置で信号
記録層が結晶状態であるかアモルファス状態であるかに
より反射率が異なることを利用して記録信号を再生す
る。

【０００７】相変化型光ディスクは、上述したように、
記録信号の書き換えが可能である。また、例えば光磁気
ディスクの場合等と異なり、記録再生のために外部磁場
を発生する手段を必要としない。そのため、相変化型光
ディスクは、記録再生装置の小型化に貢献することがで
きるとともに、オーバーライトを容易に行うことができ
る。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】ところで、相変化型光
ディスクの信号記録層を構成する相変化材料としては、
主に、ＧｅＳｂＴｅ系材料とＡｇＩｎＳｂＴｅ系材料と
が用いられている。このうち、ＧｅＳｂＴｅ系材料は、
繰り返し耐久性が優れていること知られている。しかし
ながら、相変化型光ディスクは、ＧｅＳｂＴｅ系材料に
よって信号記録層を形成した場合に、繰り返し記録を数
回から数十回行ったときの信号特性が悪化してしまうと
いった問題があった。

【０００９】具体的には、ＧｅＳｂＴｅ系材料によって
信号記録層を形成した相変化型光ディスクでは、繰り返
し記録を行った場合に、２回目以降に記録したときの再
生信号のジッターが急激に増加してしまう。そして、ジ
ッターが１０％以下に安定するまでには、１００回程度
の繰り返し記録が必要であった。このように、従来の相
変化型光ディスクでは、繰り返し記録を数回から数十回
行ったとき（以下、初期記録段階という。）にジッター
の急激な増加がみられる。

【００１０】したがって、従来の相変化型光ディスク
は、安定した記録再生特性を確保するために、その製造
後に繰り返し記録を１００回程度行う工程が必要とな
り、生産効率を向上させることが困難であった。

【００１１】そこで、本発明は、初期記録段階でのジッ
ターの増加が抑制され、安定した記録再生特性を備える
相変化型光ディスク及びその製造方法を提供することを
目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明者は、上述した目
的を達成するために検討を進めた結果、記録マークを透
過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）で観察することにより、以下
の事実を見出した。すなわち、記録マーク上、又は一度
記録マークが形成された後の結晶上に、新しい記録マー
クを形成した場合には、この記録マークの後端部に結晶
が侵入し、マーク形状が歪んでしまう。初期記録段階で
のジッターの増加は、このマーク形状の歪みによって起
因していると考えられる。そして、従来の相変化型光デ
ィスクでは、記録マークの後端部に侵入した結晶の平均
粒径は、約８０ｎｍであった。

【００１３】以上のような知見に基づく本発明に係る相
変化型光ディスクは、基板上に少なくとも信号記録層が
形成されてなり、この信号記録層に対して相変化記録方
式によって記録信号の記録及び／又は再生が行われる記
録媒体である。上記信号記録層は、ＧｅＳｂＴｅ系材料
によって構成され、レーザ光を照射されることによって
照射位置で結晶状態とアモルファス状態とに可逆的に変
化するとともに、その初期状態を結晶状態とされてな
る。また、上記信号記録層が結晶状態からアモルファス
状態に変化して形成される記録マークのレーザ光の移動
方向に対する後端部に発生する結晶粒の平均粒径が、５
０ｎｍ以下とされてなる。

【００１４】以上のように構成された相変化型光ディス
クは、記録マーク上、又は一度記録マークが形成された
後の結晶上に、新しい記録マークを形成した場合であっ
ても、この記録マークのマーク形状の歪みが低減され
る。

【００１５】また、本発明に係る相変化型光ディスクの
製造方法は、基板上に少なくとも信号記録層を形成して
なり、この信号記録層に対して相変化記録方式によって
記録信号の記録及び／又は再生が行われる相変化型光デ
ィスクの製造方法である。そして、上記信号記録層を形
成する際に、炭化水素ガス，窒素ガス，酸素ガス，及び
二酸化炭素ガスから選ばれる少なくとも１種を含む添加
ガスと、希ガスとの混合雰囲気中でターゲット材をスパ
ッタ成膜することによって、この信号記録層が結晶状態
からアモルファス状態に変化して形成される記録マーク
のレーザ光の移動方向に対する後端部に発生する結晶粒
の平均粒径が、５０ｎｍ以下となるようにする。

【００１６】これにより、記録マーク上、又は一度記録
マークが形成された後の結晶上に新しい記録マークを形
成した場合であっても、この記録マークのマーク形状の
歪みが低減された相変化型光ディスクを製造することが
でき、相変化型光ディスクの製造工程を簡略化すること
ができる。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、以下の
説明では、本発明に係る相変化型光ディスクとして、信
号記録層が形成された２枚の基板が保護膜層側で貼り合
わされ、２つの信号記録層を有する、いわゆる両面記録
再生式の相変化型光ディスクを例に挙げる。ただし、本
発明は、この例に限定されるものではなく、例えば、２
枚の基板が基板側で貼り合わされてなる相変化型光ディ
スクであってもよいし、信号記録層を１つだけ有する片
面記録再生式の相変化型光ディスクであってもよい。

【００１８】以下の説明においては、図１に示すような
相変化型光ディスク１について説明することとする。相
変化型光ディスク１は、基板２上に、第１の誘電体層３
と、信号記録層４と、第２の誘電体層５と、光反射層６
と、保護膜層７とが順次積層されてなり、これら各層が
形成された２枚の基板２がそれぞれ保護膜層７同士を接
着剤８によって貼り合わされた構造とされている。すな
わち、相変化型光ディスク１は、２枚の基板２上にそれ
ぞれ形成された２つの信号記録層４を有する。なお、図
１は、相変化型光ディスク１の断面図であり、貼り合わ
された２枚の基板２のうちの一方の基板上に形成された
各層だけを図示し、他方の基板上に形成された各層の図
示を省略する。

【００１９】相変化型光ディスク１は、全体略円板形状
を呈しており、例えば、その直径が１２０ｍｍ、厚みが
１．２ｍｍとされる。また、相変化型光ディスク１は、
例えばディスクカートリッジ（図示せず。）に収納され
て、記録再生装置（図示せず。）に対して着脱自在に用
いられる。なお、相変化型光ディスク１は、ディスクカ
ートリッジに収納されずに用いられてもよいし、記録再
生装置と一体に構成されていてもよい。

【００２０】基板２は、記録再生装置によって照射され
るレーザ光に対して透光性を有する硬質材料によって、
全体略円板形状に形成されている。基板２を形成する材
料としては、例えば、ポリカーボネート樹脂、アクリル
樹脂、ポリオレフィン樹脂、エポキシ樹脂等の各種樹脂
材料や、石英ガラス等のガラス材料等が用いられる。ま
た、基板２には、所定の凹凸パターンで溝状のグルーブ
が形成されており、このグルーブに沿って記録トラック
が形成されている。

【００２１】第１の誘電体層３は、例えば、Ｓｉ₃Ｎ₄，
ＳｉＮ，ＡｌＮ，Ａｌ₂Ｏ₃，ＡｌＳｉＮＯ，ＨｆＯ₂，
ＺｎＳ，ＺｒＯ₂，Ｙ₂Ｏ₃，ＭｇＯ，ＳｉＯ₂，Ｍｇ
Ｆ₂，ＬｉＦ等の材料を用いて、各種スパッタリング法
等の薄膜形成技術により、基板２上に薄膜状に形成され
てなる。なお、本実施の形態においては、ＺｎＳ−Ｓｉ
Ｏ₂によって形成されるとした。また、第１の誘電体層
３の厚みは、例えば、８０ｎｍ〜１４０ｎｍとされる。

【００２２】信号記録層４は、相変化材料であるＧｅＳ
ｂＴｅ系材料によって第１の誘電体層３上に薄膜状に形
成されている。信号記録層４は、基板２の外方に臨む主
面２ａ側から記録再生装置によりレーザ光を照射される
ことによって、このレーザ光の照射位置で、結晶状態と
アモルファス状態とに可逆的に変化する構成とされてい
る。また、信号記録層４は、結晶状態である部分とアモ
ルファス状態である部分とで異なる反射率を示す。

【００２３】第２の誘電体層５は、第１の誘電体層３と
同様にして、信号記録層４上に薄膜状に形成されてい
る。この第２の誘電体層５は、例えばＺｎＳ−ＳｉＯ₂
によって１０ｎｍ〜３０ｎｍの厚みで形成されている。

【００２４】相変化型光ディスク１は、信号記録層４が
第１の誘電体層３及び第２の誘電体層５によって挟み込
まれた構造とされている。これにより、信号記録層４
は、大気中に含まれる水分や酸素及び二酸化炭素等によ
って劣化してしまうことを防止されている。また、第１
の誘電体層３及び第２の誘電体層５は、記録再生を行う
際に照射されるレーザ光に多重干渉を生じさせ、このレ
ーザ光を増幅する機能を有している。

【００２５】光反射層６は、第２の誘電体層５上に薄膜
状に形成されている。光反射層６は、信号記録層４及び
第２の誘電体層５を透過したレーザ光を反射する反射層
としての機能を有している。これにより、相変化型光デ
ィスク１は、光反射層６が反射層としての機能を有して
いることから、記録再生時におけるレーザ光の利用効率
を向上することができる。

【００２６】また、光反射層６は、信号記録層４に向け
て照射されたレーザ光によって、この信号記録層４に熱
が蓄熱されることを防止するヒートシンクとしての機能
を有している。これにより、相変化型光ディスク１で
は、信号記録層４の冷却速度が速くなってレーザ光によ
るアモルファス化が促進され、記録特性を向上すること
ができる。また、これにより、相変化型光ディスク１で
は、レーザ光が照射されたときの信号記録層４の温度分
布がなだらかとなり、記録時及び信号消去時のパワーマ
ージンを広くすることができる。

【００２７】光反射層６を形成する材料としては、熱的
に良導体である非鉄金属元素またその化合物を単独で、
あるいは複合させて用いることが望ましく、例えば、Ａ
ｕ，Ａｌ等によって５０ｎｍ〜３００ｎｍの膜厚で形成
されている。

【００２８】保護膜層７は、例えば、スピンコーター等
により塗布した紫外線硬化樹脂を硬化させること等によ
って、光反射層６上に薄膜状に形成されている。相変化
型光ディスク１は、保護膜層７を備えることによって、
信号記録層４及び光反射層６が酸化等によって劣化して
しまうことを防止されている。また、基板２上に形成さ
れた各層に傷が生じることを防止することができる。

【００２９】以上のように構成された相変化型光ディス
ク１は、信号記録層４の初期状態を結晶状態とされてい
る。そして、相変化型光ディスク１は、記録再生装置に
装着され、所定の線速度又は所定の回転数となるように
回転制御された状態で、信号記録層４に対して記録信号
の記録、消去、或いは再生が行われる。

【００３０】具体的には、例えば、線速度が４．８ｍ／
ｓとなるように回転制御されるとともに、記録再生に用
いるレーザ光の波長λとレンズ開口数ＮＡとの関係が以
下の式１を満足するような光学系を用いられる。

【００３１】

【数１】

【００３２】相変化型光ディスク１は、記録信号を記録
される際に、記録再生装置によって所定の出力のレーザ
光が基板２の外方に臨む主面２ａから入射され、信号記
録層４に対して照射される。これにより、信号記録層４
は、レーザ光の照射位置で融点温度以上に昇温される。
その後、信号記録層４は冷却されて、この位置でアモル
ファス状態となる。相変化型光ディスクでは、記録信号
に応じて、アモルファス状態とされた部位、すなわち、
記録マークを信号記録層４に形成されることによって、
記録信号を記録する。

【００３３】また、相変化型光ディスク１は、上述と同
様の出力でレーザ光を照射されることによって、照射位
置が結晶状態であるかアモルファス状態であるかに依ら
ずに、信号記録層４に記録された記録信号の書き換え、
いわゆるオーバーライトを行うことができる。

【００３４】相変化型光ディスク１は、信号記録層４に
記録された記録信号を消去される際に、記録時よりも弱
い出力のレーザ光を照射され、この照射位置で信号記録
層４が結晶化温度以上且つ融点温度以下に昇温される。
これにより、信号記録層４は、この照射位置で、照射前
の状態に依らずに結晶状態となる。なお、相変化型光デ
ィスク１は、このような記録信号の消去を信号記録層４
の全面にわたって行われることで、信号記録層４の全面
が結晶状態に初期化される。

【００３５】相変化型光ディスク１は、信号記録層４に
記録された記録信号を再生される際に、記録信号の消去
時よりもさらに弱い出力のレーザ光を照射される。この
とき、記録再生装置は、このレーザ光が信号記録層４に
反射して戻ってきた戻り光を検出し、レーザ光の照射位
置で信号記録層４が結晶状態であるかアモルファス状態
であるかにより反射率が異なることを利用して記録信号
を再生する。

【００３６】ところで、相変化型光ディスク１は、上述
したように信号記録層４がＧｅＳｂＴｅ系材料によって
形成されている。ＧｅＳｂＴｅ系材料は、一般に、相変
化型光ディスクの信号記録層に用いた場合に、繰り返し
耐久性が優れていることが知られている。しかしなが
ら、従来の相変化型光ディスクは、ＧｅＳｂＴｅ系材料
によって信号記録層を形成した場合に、繰り返し記録を
数回から数十回行ったとき、すなわち初期記録段階での
ジッターが急激に増加してしまうという問題があった。

【００３７】本発明者は、この問題の解決を図るため
に、信号記録層４に形成された記録マークを透過型電子
顕微鏡（ＴＥＭ）で観察することにより、以下で説明す
る事実を見出した。以下では、図２を参照しながら説明
することとする。なお、図２は、記録マーク上、又は一
度記録マークが形成された後の結晶上に形成された新し
い記録マーク１０を示す模式図である。図２中矢印Ａ
は、レーザ光のスポットの移動方向を示す。また、以下
の説明においては、便宜上、記録マーク１０がレーザ光
によって最初にアモルファス化される端部を先端部１０
ａと称し、これと反対側の端部を後端部１０ｂと称す
る。

【００３８】記録マーク１０は、信号記録層４がアモル
ファス化されることによって形成されているが、本発明
者らの観察によって、その後端部１０ｂに侵入するよう
に結晶粒１１が形成されていることが確認された。これ
により、記録マーク１０は、後端部１０ｂでのマーク形
状が歪んで形成されている。上述したようなジッターの
急激な増加は、繰り返し記録を行ったときに、このマー
ク形状の歪みがなかなか平均化されないことに起因して
いると考えられる。なお、従来の相変化型光ディスクに
おける結晶粒１１の平均粒径は、約８０ｎｍであった。

【００３９】そこで、本発明者らは、結晶粒１１の平均
粒径を小さくすることによって、記録マーク１０の後端
部１０ｂでの歪みを減少させ、ジッターの増加を抑制す
ることができるという知見を得た。粒径の小さい結晶相
を得るためには、結晶核を増やすことが有効である。信
号記録層４中に結晶核を増やすためには、この信号記録
層４に不純物を混入させる方法、信号記録層４と誘電体
層との界面に核を発生させる層を形成する方法等が挙げ
られる。

【００４０】本発明に係る相変化型光ディスク１は、信
号記録層４が後述する方法によって形成されたことによ
り、この信号記録層４に不純物が混入されて形成されて
いる。これにより、相変化型光ディスク１では、信号記
録層４に混入された不純物が結晶核として働き、記録マ
ーク１０の後端部１０ｂに侵入する結晶粒１１の平均粒
径が５０ｎｍ以下とされている。

【００４１】したがって、相変化型光ディスク１は、記
録マーク１０のマーク形状に生じる歪みが低減されてお
り、初期記録段階でのジッターの急激な増加が抑制され
ている。これにより、相変化型光ディスク１は、信号記
録層４がＧｅＳｂＴｅ系材料により形成されたことによ
って優れた繰り返し耐久性を備えるとともに、ジッター
の急激な増加を抑制されたことにより安定した記録再生
特性を備える光記録媒体として用いることができる。具
体的には、相変化型光ディスク１は、記録再生を数万回
以上繰り返して行った場合であっても、良好な再生信号
が得られるものとなる。

【００４２】以下では、本発明に係る相変化型光ディス
クについて、実験例に基づいて説明する。以下では、ま
ず、上述した相変化型光ディスク１と同様にして、複数
の相変化型光ディスクを作製した。

【００４３】実験例１実験例１では、直径が１２０ｍｍ、厚みが０．６ｍｍ、
トラックピッチが約０．８μｍである基板上に各層を形
成し、接着剤を介して保護膜層側同士で２枚の基板を貼
り合わせることによって、従来と同様な相変化型光ディ
スクを作製した。基板上に各層を形成するにあたり、用
いた材料と膜厚とを以下に示す。

【００４４】実験例１の相変化型光ディスクの層構成第１の誘電体層：ＺｎＳ−ＳｉＯ₂（膜厚１２０ｎｍ）信号記録層：ＧｅＳｂＴｅ系材料（膜厚２５ｎｍ）第２の誘電体層：ＺｎＳ−ＳｉＯ₂（膜厚１５ｎｍ）光反射層：Ａｌ合金（膜厚１５０ｎｍ）保護膜層：紫外線硬化樹脂（膜厚１０μｍ）なお、この相変化型光ディスクは、各信号記録層毎に約
３．０ＧＢの記録容量を有している。また、この相変化
型光ディスクを作製するにあたり、信号記録層は、ター
ゲット材としてＧｅ₂Ｓｂ₂Ｔｅ₅を用い、従来と同様に
Ａｒガス雰囲気中でスパッタリング法によって形成し
た。

【００４５】実験例２〜実験例６実験例２〜実験例６では、信号記録層を形成する際に、
ＣＨ₄ガスを混合したＡｒガス雰囲気中でスパッタ成膜
した他は、上述した実験例１と同様にして相変化型光デ
ィスクを作製した。

【００４６】各実験例の相変化型光ディスクを作製する
に際して、信号記録層を形成する際に用いたスパッタガ
スのうち、Ａｒガスに対してＣＨ₄ガスの占める割合を
表１に示す。

【００４７】

【表１】

【００４８】つぎに、実験例１〜実験例５の相変化型光
ディスクに対して、上述したように、信号記録層の全面
に初期化処理を施した後、記録再生装置によって、図３
に示すような発光パターンで波長６５０ｎｍであるレー
ザ光を照射し、ＥＦＭランダムパターンを記録した。な
お、図３（ａ）は、単位長さの１１倍の長さを有する記
録マーク（１１Ｔ信号）を形成するときのレーザ光の発
光パターンを示し、図３（ｂ）は、単位長さの３倍の長
さを有する記録マーク（３Ｔ信号）を形成するときのレ
ーザ光の発光パターンを示す。このとき、ディスクの線
速度は４．８ｍ／ｓであり、チャンネルクロックは２
７．７ＭＨｚであるとした。また、記録再生装置として
は、記録パワーＰｈが１４．５ｍＷであり、消去パワー
Ｐｌが５．８ｍＷであり、冷却パワーＰｃが１．５ｍＷ
である装置を用いた。

【００４９】実験例１の相変化型光ディスクに対して、
上述したような発光パターンで１００００回まで繰り返
し記録を行ったときの、再生信号のジッターを測定した
結果を図４に示す。なお、図４では、図２で示したよう
な記録マークの先端部でのジッター、後端部でのジッタ
ー、及びこれら先端部と後端部でのジッターを平均した
ジッターを示す。図４から明らかであるように、再生信
号のジッターは、記録動作を最初に数回繰り返したと
き、すなわち初期記録段階で最も高く、記録回数を増や
すにつれて減少してゆくことが分かる。また、記録マー
クの先端部でのジッターと比較して、後端部でのジッタ
ーが高いことがわかる。

【００５０】また、実験例１〜実験例５の相変化型光デ
ィスクに対して、上述したような発光パターンで１００
００回まで繰り返し記録を行ったときの、再生信号の平
均ジッターを測定した結果を図５に示す。さらに、この
とき、これら相変化型光ディスクの信号記録層を透過型
電子顕微鏡（ＴＥＭ）によって観察し、図２に示したよ
うに、記録マークの後端部に侵入して形成されていた結
晶粒の平均粒径を測定した結果を図６に示す。なお、平
均粒径を求める際には、ＴＥＭによって得られた記録マ
ーク近傍の写真を、スキャナーを用いてコンピュータに
画像データとして取り込んだ。そして、コンピュータに
よって個々の結晶粒の面積を算出した後、結晶形状を円
と仮定して直径を求め、これを結晶粒の平均粒径とし
た。

【００５１】図５に示す結果から、相変化型光ディスク
では、信号記録層を形成する際のスパッタガスにＣＨ₄
を混合する割合を増加するにつれて、初期記録段階での
急激なジッターの発生が抑制され、記録回数が少ない段
階から安定した記録再生が可能であることがわかる。具
体的には、スパッタガスにＣＨ₄を混合せずに信号記録
層を形成した実験例１の場合に、ジッターは最高で１
２．５％と高い値となり、ＣＨ₄を５％以上混合したス
パッタガスを用いて信号記録層を形成した実験例３〜実
験例５の場合に、ジッターは９％を下回った値となっ
た。

【００５２】したがって、本発明に係る相変化型光ディ
スクの製造方法では、安定した記録再生特性を確保する
ためにディスクの製造後に繰り返し記録を１００回程度
行う工程が不要となり、相変化型光ディスクの生産効率
を向上させることができる。また、図５に示す結果から
明らかであるように、本発明に係る相変化型光ディスク
の製造方法によれば、従来の製造方法によって作製した
相変化型光ディスクよりもジッターが低減された相変化
型光ディスクを製造することができる。

【００５３】相変化型光ディスクでは、一般にジッター
が９％以下である場合に、良好な記録再生を行うことが
できる。したがって、実験例３〜実験例５の場合のよう
に、スパッタガスにＣＨ₄を混合する割合を５％以上と
することが望ましい。

【００５４】また、図６に示す結果から、信号記録層を
形成する際のスパッタガスにＣＨ₄を混合する割合を増
加するにつれて、記録マークの後端部に侵入して形成さ
れる結晶粒の平均粒径が小さくなることがわかる。この
結晶粒の平均粒径は、繰り返し記録を１００００回まで
行った後も、ほぼ変化がみられない。また、図５に示し
た結果を考慮すると、実験例３〜実験例５の場合、すな
わち、記録マークの後端部に侵入して形成される結晶粒
の平均粒径が５０ｎｍ以下である場合に、相変化型光デ
ィスクは、良好な記録再生を行うことができる。

【００５５】つぎに、実験例１〜実験例６の相変化型光
ディスクについて、グルーブが形成された位置でのレー
ザ光に対する反射率を測定した結果を図７に示す。この
結果から、スパッタガスにＣＨ₄を混合する割合を増や
すに従って、反射率は単調に低下してゆくことがわか
る。相変化型光ディスクでは、一般に、レーザ光に対す
る反射率が１１％以下である場合に、良好な記録再生を
行うのに十分な信号変調度を確保することができない。
したがって、図７に示す結果から、スパッタガスにＣＨ
₄を混合する割合を１０％以下であることが望ましい。

【００５６】以上の結果から、相変化型光ディスクを作
製するにあたり、信号記録層をスパッタ成膜する際に
は、Ａｒガスに対するＣＨ₄の割合を５％以上、１０％
以下とすることが望ましいといえる。

【００５７】なお、本実験例においては、信号記録層を
形成する際のスパッタガスとして、Ａｒガスに添加ガス
としてＣＨ₄ガスを混合するとしたが、本発明は、この
例に限定されるものではない。本発明で用いるスパッタ
ガスとしては、信号記録層に不純物を混入させて結晶核
の数を増やす作用があるガスを添加ガスとして希ガスに
混合すればよい。添加ガスとしては、例えば、ＣＨ₄と
同様なパラフィン系炭化水素であるエタン（Ｃ₂Ｈ₆）や
プロパン（Ｃ₃Ｈ₈）であってもよい。また、酸素、窒
素、二酸化炭素等のガスを添加ガスとして信号記録層を
スパッタ成膜しても、上述と同様の効果が得られる。ま
た、これらのガスを複数用いて希ガスに混合するとして
もよい。

【００５８】

【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る相変
化型光ディスクは、記録マーク上、又は一度記録マーク
が形成された後の結晶上に、新しい記録マークを形成し
た場合に、この記録マークのマーク形状の歪みが低減さ
れる。これにより、初期記録段階でのジッターの急激な
増加を抑制することができる。したがって、本発明に係
る相変化型光ディスクは、信号記録層がＧｅＳｂＴｅ系
材料により形成されて優れた繰り返し耐久性を備えると
ともに、ジッターの急激な増加を抑制されて安定した記
録再生特性を備える光記録媒体として用いることができ
る。

【００５９】また、本発明に係る相変化型光ディスクの
製造方法は、記録マーク上、又は一度記録マークが形成
された後の結晶上に新しい記録マークを形成した場合で
あっても、この記録マークの後端部への結晶の侵入が抑
制された相変化型光ディスクを製造することができる。
したがって、ジッターの発生を安定させるために、繰り
返し記録を１００回程度行う工程が不要となり、相変化
型光ディスクの生産効率を向上することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る相変化型光ディスクを示す要部拡
大断面図である。

【図２】同相変化型光ディスクの信号記録層に形成され
る記録マークを説明するための図である。

【図３】同相変化型光ディスクに対して照射するレーザ
光のパターンを示す図であり、（ａ）は１１Ｔ信号を示
し、（ｂ）は３Ｔ信号を示す図である。

【図４】従来の相変化型光ディスクと同様に作製した実
験例１の相変化型光ディスクにおける、繰り返し記録回
数とジッターとの関係を示す図である。

【図５】実験例１〜実験例５の相変化型光ディスクにお
ける、繰り返し記録回数とジッターとの関係を示す図で
ある。

【図６】実験例１〜実験例５の相変化型光ディスクにお
ける、繰り返し記録回数と、記録マーク後端部に形成さ
れる結晶粒の平均粒径との関係を示す図である。

【図７】実験例１〜実験例６の相変化型光ディスクにお
ける、ＣＨ₄の混合割合と、レーザ光に対する反射率と
の関係を示す図である。

【符号の説明】

１相変化型光ディスク、２基板、３第１の誘電体
層、４信号記録層、５第２の誘電体層、６光反射
層、７保護膜層、８接着剤

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者高瀬史則東京都品川区北品川６丁目７番35号ソニー株式会社内 (72)発明者斎藤喜浩東京都品川区北品川６丁目７番35号ソニー株式会社内Ｆターム(参考） 5D029 JA01 JC09 JC18 5D121 AA01 EE03 EE14 EE17

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】基板上に少なくとも信号記録層が形成さ
れてなり、この信号記録層に対して相変化記録方式によ
って記録信号の記録及び／又は再生が行われる相変化型
光ディスクであって、上記信号記録層は、ＧｅＳｂＴｅ系材料によって構成さ
れ、レーザ光を照射されることによって照射位置で結晶
状態とアモルファス状態とに可逆的に変化するととも
に、その初期状態を結晶状態とされ、上記信号記録層が結晶状態からアモルファス状態に変化
して形成される記録マークのレーザ光の移動方向に対す
る後端部に発生する結晶粒の平均粒径が、５０ｎｍ以下
であることを特徴とする相変化型光ディスク。
【請求項２】基板上に少なくとも信号記録層を形成し
てなり、この信号記録層に対して相変化記録方式によっ
て記録信号の記録及び／又は再生が行われる相変化型光
ディスクの製造方法であって、上記信号記録層を形成する際に、炭化水素ガス，窒素ガ
ス，酸素ガス，及び二酸化炭素ガスから選ばれる少なく
とも１種を含む添加ガスと、希ガスとの混合雰囲気中で
ターゲット材をスパッタ成膜することにより、上記信号
記録層に対してレーザ光が照射されることによって、こ
の信号記録層が結晶状態からアモルファス状態に変化し
て形成される記録マークのレーザ光の移動方向に対する
後端部に発生する結晶粒の平均粒径が、５０ｎｍ以下と
なるようにすることを特徴とする相変化型光ディスクの
製造方法。
【請求項３】上記信号記録層を形成する際には、上記
添加ガスの割合を５％以上，且つ１０％以下とすること
を特徴とする請求項２記載の相変化型光ディスクの製造
方法。