JP2000339760A

JP2000339760A - 光学情報記録媒体およびその製造方法

Info

Publication number: JP2000339760A
Application number: JP11151079A
Authority: JP
Inventors: Hideo Kusada; 英夫草田; Eiji Ono; 鋭二大野
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1999-05-31
Filing date: 1999-05-31
Publication date: 2000-12-08

Abstract

(57)【要約】【課題】光吸収層と反射層とを備えた相変化型の光学
情報記録媒体において、クロストークを抑制する等して
特性を改善するために、記録層の相変化に伴う反射率変
化（結晶状態における反射率Ｒｃとアモルファス状態に
おける反射率Ｒａとの差；Ｒｃ−Ｒａ）を容易に大きく
できる構成を提供する。【解決手段】基板１上に、第１の誘電体層２、相変化
記録膜３、第２の誘電体層６、光吸収層７、反射層８を
この順に成膜する。第１の誘電体層の屈折率を第２の誘
電体層の屈折率よりも大きくして、例えばＲｃを１５％
以上、Ｒａを２％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、光学情報記録媒
体、特に、情報の記録再生および書き換えが可能な相変
化型の光学情報記録媒体に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来の光学情報記録媒体の代表的な層構
成を図４に示す。基板１０１には例えばポリカーボネー
ト、ポリメチルメタクリレート（以下ＰＭＭＡ）等の樹
脂またはガラス等が用いられ、レーザー光線を導くため
の案内溝が施されている。記録層１０４は光学特性の異
なる状態を有し、この状態間を可逆的に変化し得る物質
からなる。書き換え型の相変化記録材料の場合、記録層
１０４の材料としてＴｅまたはＳｅを含むいわゆるカル
コゲナイド系材料、またはＳｂを含む材料、例えばＴｅ
−Ｓｂ−Ｇｅ、Ｔｅ−Ｓｎ−Ｇｅ、Ｔｅ−Ｓｂ−Ｇｅ−
Ｓｅ、Ｔｅ−Ｓｎ−Ｇｅ−Ａｕ、Ａｇ−Ｉｎ−Ｓｂ−Ｔ
ｅ、Ｉｎ−Ｓｂ−Ｓｅ、Ｉｎ−Ｔｅ−Ｓｅ等を含む材料
が一般に用いられている。

【０００３】誘電体層１０９、１１０は記録層４の材料
の酸化、蒸発、変形を防止するといった記録層１０４の
保護機能を担う。また、誘電体層１０９、１１０の膜厚
を調節することにより、光学情報記録媒体の吸収率や、
記録部と消去部の間の反射率差を調節できるため、媒体
の光学特性の調節機能も担っている。誘電体層１０９、
１１０を構成する材料の条件としては、上記目的を満た
すことばかりでなく、記録材料や基板１との接着性が良
いこと、誘電体層１０９、１１０自身がクラックを生じ
ない耐候性の良い膜であることが求められる。また、こ
れらの誘電体層９、１０が記録層に接して用いられる場
合は、記録材料の光学的変化を損なわない材料でなけれ
ばならない。誘電体層１０９、１１０の材料としては、
ＺｎＳ等の硫化物、ＳｉＯ₂、Ｔａ₂Ｏ₅、Ａｌ₂Ｏ₃等の
酸化物、ＧｅＮ、Ｓｉ₃Ｎ₄、ＡｌＮ等の窒化物、ＧｅＯ
Ｎ、ＳｉＯＮ、ＡｌＯＮ等の窒酸化物、その他炭化物、
フッ化物等の誘電体、或いはこれら適当な組み合わせが
提案されている。一般的にはＺｎＳ−ＳｉＯ₂がよく用
いられている。また、通常、誘電体層１０９，１１０
は、ともに材料、作製方法、膜質等同じものが用いられ
ている。

【０００４】反射層８は、一般にＡｕ、Ａｇ、Ａｌ、Ｃ
ｒ等の金属、またはこれら金属の合金よりなり、放熱効
果や記録薄膜の効果的な光吸収を目的として設けられて
いるが、必須の層ではなく、形成されない場合もある。

【０００５】光吸収層１０７は、記録再生特性を向上さ
せる目的で設けられる層である。例えば、特開平５−１
５９３６０号公報には、光吸収層を設けることで記録膜
の結晶質と非晶質での光吸収率の差を抑制してオーバー
ライト消去率を改善する提案がなされている。例えば、
特開平５−３２５２６１号公報では、この層を熱膨張緩
和層と称して多数回の記録消去の繰り返しに伴う記録層
の膜厚変動を低減する提案がなされている。例えば、特
開平８−１１５５３６号公報、特開平８−１９０７３３
号公報、特開平８−１９０７３４号公報には、光吸収層
を設けることでオーバーライト特性を改善しつつ、かつ
光吸収層と記録膜との間に設けられた誘電体層の厚みを
１ｎｍ以上５０ｎｍ以下として記録膜を急冷構成とする
ことで、ジッター特性を改善する提案がなされている。

【０００６】また、図中では省略したが、光学情報記録
媒体の酸化、腐食やほこり等の付着の防止を目的とし
て、反射層１０８の上にオーバーコート層を用いた構
成、或いは紫外線効果樹脂を接着剤として用い、ダミー
基板を張り合わせた構成が一般的に知られている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】相変化型記録媒体で
は、記録再生特性を向上させるために記録膜結晶部分か
らの反射率（以後「Ｒｃ」と略すこともある）と非晶質
部からの反射率（以後「Ｒａ」と略すこともある）との
差を大きくすることが望まれている。一般的な相変化型
記録媒体では、Ｒｃを高くして、Ｒａを低くする構成を
とっており、例えばＲｃは１５％程度以上が望まれてい
る。また、記録再生特性を向上させるためにＲｃとＲａ
との差は設計上可能な限り大きい方がよく、ランドグル
ーブ記録方式を採用している相変化型記録媒体では、あ
るトラックで信号を読み出すときに、隣接トラックから
の信号を読み出してしまう、いわゆるクロストークを抑
制するため、Ｒａは設計上可能な限り低いほうが良いと
されており、具体的には２％程度以下が望まれている。

【０００８】しかしながら、記録層と反射層との間に光
吸収層を有する相変化型記録媒体では、誘電体層の膜厚
を調整することでＲｃを１５％以上かつＲａを２％以下
とするには、誘電体の膜厚マージンが極めて狭くなり、
大量生産時に安定して上記反射率を確保することが困難
であるという問題があった。

【０００９】本発明は、かかる問題を解決するものであ
り、反射層と光吸収層とを有する構成を有しながら、安
定してＲｃが大きくＲａが小さな特性を実現できる光学
情報記録媒体とその製造方法を提供することを目的とす
る。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の光学情報記録媒体は、基板と、前記基板上
に形成された多層膜とを含み、前記多層膜が、前記基板
に近い側から順に、第１の誘電体層と、レーザー光の照
射によってアモルファス相と結晶相との間で可逆的な状
態変化が可能な記録層と、第２の誘電体層と、光吸収層
と、反射層とを含み、前記第１の誘電体層の屈折率ｎ₁
と前記第２の誘電体層の屈折率ｎ₂とがｎ ₁＞ｎ₂の関係
を満たすことを特徴とする。

【００１１】本発明の光学情報記録媒体によれば、Ｒｃ
が大きくＲａが小さな特性を安定して実現できる

【００１２】本発明の光学情報記録媒体では、屈折率ｎ
₁は２．１以上が好ましく、２．３以上がさらに好まし
い。また、屈折率ｎ₂は２．２以下が好ましく、１．８
以下がさらに好ましい。

【００１３】また、第１の誘電体層の膜厚は、レーザー
光の波長をλとして、１５・λ／（６４・ｎ₁）以上４
０・λ／（６４・ｎ₁）以下であることが好ましく、第
２の誘電体層の膜厚は、１０ｎｍ以上７０ｎｍ以下であ
ることが好ましい。

【００１４】また、第１の誘電体層は、下記、およ
びのいずれかからなることが好ましい。亜鉛含有化合物、 Al,Ga,In,Tl,Si,Ti,Zr,HfおよびCuから選ばれる少
なくとも一つを含む酸化物、窒化物、フッ化物、炭化
物、硫化物もしくはこれらの混合物、ととの混合物。一方、第２の誘電体層は、下記
、およびのいずれかからなることが好ましい。亜鉛含有化合物、 Si,Ge,Sn,Be,Mg,CaおよびBaから選ばれる少なくと
も一つを含む酸化物、窒化物、フッ化物、炭化物、硫化
物もしくはこれらの混合物、ととの混合物。

【００１５】また、本発明の光学情報記録媒体では、ｎ
₁＞ｎ₂の関係を満たすために、第１の誘電体層と第２の
誘電体層とが、同一種類の元素から構成され、かつ前記
元素の構成比（含有比率）が異なることが好ましい。ま
た、第１の誘電体層と第２の誘電体層とが、同一種類の
誘電体の混合物であり、かつ前記誘電体の混合比が異な
ることが好ましい。さらに、第１の誘電体層と第２の誘
電体層とにおいて、酸素濃度、窒素濃度およびフッ素濃
度から選ばれる少なくとも一つが異なることが好まし
い。これらの好ましい例によれば、全く異なる材料を準
備することなく、ｎ₁＞ｎ₂の関係を実現できる。

【００１６】本発明の光学情報記録媒体によれば、２．
０％以下のＲａを容易に実現できる。また、Ｒａを２．
０％以下としながら、Ｒｃを１５．０％以上とすること
もできる。さらに、Ｒｃ［％］が、Ｒａ［％］よりも、
％表示において、１４ポイント以上大きくすることも容
易である。

【００１７】また、本発明の光学情報記録媒体は、記録
層に接するように形成された拡散防止層をさらに含むこ
とが好ましい。拡散防止層は、記録層の両側に配置され
ていることが好ましい。

【００１８】また、本発明の光学情報記録媒体の第１の
製造方法は、基板と、前記基板上に形成された多層膜と
を含み、前記多層膜が、基板に近い側から順に、第１の
誘電体層と、レーザー光の照射によってアモルファス相
と結晶相との間で可逆的な状態変化が可能な記録層と、
第２の誘電体層と、光吸収層と、反射層とを含む光学情
報記録媒体の製造方法であって、前記第１の誘電体層と
前記第２の誘電体層とを、共に、互いに屈折率が異なる
材料からなる複数のターゲットを用いた共スパッタリン
グにより成膜し、かつ、前記共スパッタリングにおける
前記第１の誘電体層と前記第２の誘電体層との成膜の際
に、前記レーザー光の波長において前記第１の誘電体層
の屈折率ｎ₁と前記第２の誘電体層の屈折率ｎ₂とがｎ₁
＞ｎ₂を満たすように、前記複数のターゲットへの投入
パワーの比率を変化させることを特徴とする。

【００１９】また、本発明の光学情報記録媒体の第２の
製造方法は、基板と、前記基板上に形成された多層膜と
を含み、前記多層膜が、基板に近い側から順に、第１の
誘電体層と、レーザー光の照射によってアモルファス相
と結晶相との間で可逆的な状態変化が可能な記録層と、
第２の誘電体層と、光吸収層と、反射層とを含む光学情
報記録媒体の製造方法であって、前記第１の誘電体層と
前記第２の誘電体層とを、反応性ガスが含まれるガス雰
囲気において成膜し、かつ、前記レーザー光の波長にお
いて前記第１の誘電体層の屈折率ｎ₁と前記第２の誘電
体層の屈折率ｎ₂とがｎ₁＞ｎ₂を満たすように、前記第
１の誘電体層を成膜するときの反応性ガスの濃度を、前
記第２の誘電体層を成膜するときの反応性ガスの濃度以
下とすることを特徴とする。

【００２０】本発明の製造方法によれば、安定してＲｃ
が大きくＲａが小さな特性を実現する光学情報記録媒体
を、従来の工程や装置を複雑化することなく製造するこ
とができる。

【００２１】

【発明の実施の形態】以下、本発明の好ましい実施の形
態を図面を参照しながら説明する。図１に示す光学情報
記録媒体の一形態は、基板１上に、第１の誘電体層２、
記録層４、第２の誘電体層６、光吸収層７、反射層８が
この順に積層された構成を有する。また、図２に示す光
学情報記録媒体の別の一形態は、基板１上に、第１の誘
電体層２、第１の拡散防止層３、記録層４、第２の拡散
防止層５、第２の誘電体層６、光吸収層７、反射層８が
この順に積層された構成を有する。

【００２２】但し、本発明は上記構成に限定されるもの
ではなく、基板１と記録層４との間、および記録層４と
光吸収層７との間に、それぞれ２層以上の誘電体層が形
成された構成としてもよい。誘電体層を多層構成とする
場合には、誘電体層の屈折率は、多層構成とされた誘電
体層を１層とみなした場合における屈折率をいう。

【００２３】基板１の材料としては、ポリカーボネー
ド、PMMA等の樹脂、ガラス等が用いられ、レーザー光線
を導くための案内溝が施されていることが好ましい。

【００２４】第１の誘電体層２の材料としては、例え
ば、ZnS,ZnSe,ZnTe,ZnPo,ZnC,ZnSi,ZnGe,ZnSn,ZnP,ZnA
s,ZnSb,ZnBi等の亜鉛含有化合物が挙げられる。好まし
い亜鉛含有化合物は、ZnSもしくはZnSeである。また、A
l,Ga,In,Tl,Si,Ti,Zr,HfおよびCuから選ばれる少なくと
も一つの酸化物、窒化物、フッ化物、炭化物、硫化物も
しくはこれらの混合物が挙げられる。これら酸化物等と
して用いる金属のうち、好ましい金属は、Siである。第
１の誘電体層２は、読み出し光レーザーの波長における
屈折率が大きく、熱的に安定な材料から構成されている
ことが好ましい。

【００２５】第１の誘電体層２の膜厚は、読み出し光レ
ーザーの波長λ、第１の誘電体層の屈折率ｎ₁に対して
１５・λ／（６４・ｎ₁）以上（４０・λ）／（６４・
ｎ₁）以下が好ましい。Ｒｃを高くしながらＲａを低く
することが容易になるからである。

【００２６】第２の誘電体層６の材料としては、例え
ば、ZnS,ZnSe,ZnTe,ZnPo,ZnC,ZnSi,ZnGe,ZnSn,ZnP,ZnA
s,ZnSb,ZnBi等の亜鉛含有化合物が挙げられる。好まし
い亜鉛含有化合物は、ZnSもしくはZnSeである。また、S
i,Ge,Sn,Be,Mg,Ca,Ba等の酸化物、窒化物、フッ化物、
炭化物、硫化物もしくはこれらの混合物が挙げられる。
これら酸化物等として用いる金属のうち、好ましい金属
は、Siである。第２の誘電体層６は、読み出し光レーザ
ーの波長における屈折率が小さく、熱的に安定な材料か
ら構成されていることが好ましい。

【００２７】第２の誘電体層６の膜厚は１０ｎｍ以上７
０ｎｍ以下が好ましく、２０ｎｍ以上５０ｎｍ以下がさ
らに好ましい。第２の誘電体層の膜厚を１０ｎｍ未満と
すると、記録膜が光吸収層に近づき過ぎて、記録するト
ラックに光レーザーを照射したときに、光吸収層の発熱
により隣接トラックの信号が乱されてしまう、いわゆる
クロスイレースが顕著となるおそれがある。一方、第２
の誘電体層の膜厚を７０ｎｍ超とすると、記録膜が徐冷
化して記録マーク周辺に粗大結晶が形成されやすくなる
ため、ジッターが劣化するおそれがある。

【００２８】第１の誘電体層２と第２の誘電体層６と
は、同一種類の金属元素から構成されていることが好ま
しい。この場合は、屈折率の大小関係（ｎ₁＞ｎ₂）が満
たすために、金属元素の構成比を調整する。また、同一
種類の誘電体を比率が異なるように混合して両誘電体層
２，６を構成し、ｎ₁＞ｎ₂としてもよい。

【００２９】このように同一種類の金属元素または同一
種類の誘電体からなる誘電体層２，６を構成すると、こ
れらの層を同じ材料源（例えばスパッタリングターゲッ
ト）から形成することが可能となる。

【００３０】例えば誘電体層２，６は、屈折率が異なる
材料からなる２以上のターゲットを用い、これら２以上
のターゲットへの投入パワーの比率を変化させた共スパ
ッタリングにより成膜することができる。具体的には、
一方に低屈折率材料からなるターゲット、他方に高屈折
率材料からなるターゲットを準備し、これら２つのター
ゲットへの投入パワーの制御により、誘電体層２，６の
屈折率を所定の値となるようにコントロールする。

【００３１】もっとも、上記のように元素の構成比が調
整された２つの誘電体層は、共スパッタリングによるの
ではなく、単一のターゲットを用いたスパッタリングに
よっても成膜することができる。この場合は、屈折率が
異なる２つのターゲットが準備される。屈折率が異なる
ターゲットは、高屈折率材料と低屈折率材料との混合比
を変えて調製すればよい。

【００３２】また、誘電体層２，６は、成膜する際の雰
囲気を調整すれば、単一のターゲットからであっても、
屈折率の大小関係（ｎ₁＞ｎ₂）を満たすように成膜でき
る。具体的には、不活性ガス（希ガス）中に反応性ガス
を添加することにより、屈折率を調整できる。一般に
は、反応性ガスを添加すると層の屈折率は小さくなる。
従って、同一のターゲットを用いて誘電体層２，６を成
膜する場合には、第１の誘電体層２を形成するときの反
応性ガス濃度を第２の誘電体層６を形成するときの反応
性ガス濃度以下とすることが好ましい。反応性ガスとし
ては、窒素、酸素、フッ素を挙げることができる。反応
性ガスは、特に窒素および酸素から選ばれる少なくとも
一方が好ましい。

【００３３】反応性ガスの濃度を変化させる方法は、上
記で説明した、２つのターゲットへの投入パワーの制御
を伴う共スパッタリングとともに用いてもよい。

【００３４】拡散防止層３，５は、記録層４の酸化、腐
食、変形等の防止といった記録層保護の役割を担うとと
もに、記録層４と誘電体層２との間の原子拡散または原
子移動（以下単に「原子拡散」と称する）を防止すると
いう役割を担う。拡散防止層３，５は、誘電体層中に硫
黄または硫化物が含まれる場合には形成することが好ま
しい。拡散防止層は、記録層４のいずれか一方にのみ接
して形成しても、原子拡散を防止するためには有効であ
るが、より効果的に防止するためには記録層４の両側に
接して形成することが好ましい。拡散防止層３，５の材
料は、上記原子拡散が抑制される限り特に制限はない
が、例えば、GeN、GeCrN、CrN、SiN等の窒化物、GeON、
GeCrON、CrON、SiON等の窒酸化物、炭化物、フッ化物、
これらの混合物を用いることができる。

【００３５】拡散防止層３，５の膜厚は、特に制限され
ないが１ｎｍ以上１５ｎｍ以下が好ましい。

【００３６】記録層４には、光学特性が可逆的に変化す
る材料が用いられる。相変化型記録媒体の場合、Sb系ま
たはTe、Seを含むカルコゲナイド系材料を用いることが
好ましい。このような材料としては、例えば、Te-Se-G
e、Te-Sn-Ge、Te-Sb-Ge-Se、Te-Sn-Ge-Au、Ag-In-Sb-T
e、In-Sb-Se、In-Te-Seが挙げられる。なお、記録層４
中には、Ar、Kr等のスパッタリングガス成分や、H、C、
H₂O等の不純物、種々の目的のために添加される他の材
料等を微量（例えば約10原子％以下）に含んでいても構
わない。

【００３７】記録層４の膜厚は３ｎｍ以上２５ｎｍ以下
が好ましい。膜厚が３ｎｍ未満では記録材料が層状にな
りにくいからであり、２５ｎｍを超えると記録層面内で
の熱拡散が大きくなって、高密度で記録を行った際に隣
接消去が生じやすくなるからである。

【００３８】光吸収層７は、Si、Ge、Sn、Pb等の金属、
或いは適宜選択された金属の合金により形成する。光吸
収層７の膜厚は、特に制限されないが１０ｎｍ以上８０
ｎｍ以下が好ましい。また、反射層８はAu、Ag、Cu、A
l、Cr、Ni等の金属、或いは適宜選択された金属の合金
により形成する。反射層８の膜厚は、特に制限されない
が４０ｎｍ以上３００ｎｍ以下が好ましい。

【００３９】以下、本発明の光学情報記録媒体を用いた
信号の記録および消去について簡単に説明する。回転制
御装置により回転している記録媒体に、光学系により微
小スポットに絞り込まれたレーザー光が照射される。レ
ーザー光の照射により記録層の局所的な一部分が結晶状
態からアモルファス状態へと可逆的に変化しうるアモル
ファス状態生成パワーレベルをＰ₁、同じくレーザー光
の照射によりアモルファス状態から結晶状態へと可逆的
に変化しうる結晶状態生成パワーレベルをＰ₂として、
レーザーパワーをＰ₁とＰ₂との間で変調させることによ
り、記録マークを生成または消去し、情報の記録、消去
または上書き記録が行われる。なお、特に制限されない
が、少なくともパワーレベルＰ₁のレーザー光を照射す
る場合は、パルス列で構成された、いわゆるマルチパル
スとすることが好ましい。

【００４０】また、Ｐ₁，Ｐ₂のいずれのパワーレベルよ
りも低く、そのパワーレベルでのレーザー光の照射によ
り記録マークの光学的な状態が影響を受けず、かつ記録
媒体から記録マークの再生のため十分な反射率が得られ
るパワーレベル（再生パワーレベルＰ₃）のレーザー光
を照射することにより得られる記録媒体からの信号を検
出器で読みとり、情報信号の再生が行われる。

【００４１】各種条件は例えば以下のとおりである。レ
ーザー光の波長は６５０ｎｍ、用いる対物レンズの開口
数は０．６０、信号方式はＥＦＭ変調方式とし、最短ビ
ット長は０．２８μｍ、レーザー光のトラック方向の走
査速度は８ｍ/ｓである。グルーブとランド（グルーブ
とグルーブとの間）と称されるトラックが交互に形成さ
れた基板を用い、グルーブとランドの双方に信号を記録
する。トラックピッチは０．６０μｍである。勿論、グ
ルーブとランドとの幅の比が異なった基板を用いてもよ
い。

【００４２】次に、光学情報記録媒体の製造装置につい
て説明する。上記光学情報記録媒体を構成する多層膜を
作製する方法としては、スパッタリング法に限らず、真
空蒸着法、ＣＶＤ法等の気相成長法が適用可能である
が、ここでは、スパッタリング法を用いた成膜装置の一
例を図３に示す。

【００４３】真空容器１１には排気口１２を通して真空
ポンプ（図示省略）が接続され、真空容器内を高真空に
保つことができるようになっている。真空ポンプにはク
ライオポンプ、メカニカルブースタ−ポンプ、ロータリ
ーポンプが備えてあり、適宜使用できるようになってい
る。ガス供給口１３からは、一定流量の不活性ガス、窒
素、酸素等の反応性ガス、またはこれらの混合ガスを供
給することができるようになっている。図中１４は基板
であり、基板の自公転を行うための駆動装置１５に取り
付けられている。図中１７はスパッタリングターゲット
であり、陰極１８に接続されている。陰極１８は、図中
では省略したが、スイッチを通してＤＣ電源またはＲＦ
電源に接続されている。また、ターゲット上方にはシャ
ッター１９が設置されており、ターゲット上の汚染を防
止している。なお、真空容器１１ならびにシャッター１
９は、アースと接続されている。

【００４４】以下、図２の構成を有する光学情報記録媒
体を図４に示す装置を用いて作製した例について説明す
る。ここで、基板１としては、厚さ０．６ｍｍ、直径１
２０ｍｍのディスク状ポリカーボネート樹脂を用いた。

【００４５】第１の誘電体層２は、ＺｎＳｅを材料とし
たターゲットとＳｉＯ₂を材料としたターゲットとを用
いた共スパッタリングにより成膜した。第１の誘電体層
２は、Ａｒガス雰囲気中で、ＺｎＳｅターゲットにＲＦ
５．１０Ｗ／ｃｍ²のパワーを投入し、ＳｉＯ₂ターゲッ
トにはＲＦ０〜１．８０Ｗ／ｃｍ²のパワーを投入し
て、ＺｎＳｅとＳｉＯ₂との混合比率を調整しながら薄
膜を形成した。

【００４６】また、第２の誘電体層６は、ＺｎＳを材料
としたターゲットとＳｉＯ₂を材料としたターゲットと
を用いた共スパッタリングにより成膜した。第２の誘電
体層６は、Ａｒガス雰囲気中に、酸素および／または窒
素を適宜混合しながら、ＺｎＳターゲットにＲＦ５．１
０Ｗ／ｃｍ²のパワーを投入し、ＳｉＯ₂ターゲットには
ＲＦ１．０〜１０．２Ｗ／ｃｍ²のパワーを投入し、
Ｏ，Ｎが適宜混合されたＺｎＳとＳｉＯ₂との混合薄膜
として形成した。

【００４７】なお、誘電体層２，６の膜厚は、記録媒体
からの反射率が最適となるように（Ｒｃが大きくＲａが
小さくなるように）調整した。

【００４８】拡散防止層３，５を成膜する際のターゲッ
ト材料はＧｅとした。スパッタリングガスは、アルゴン
と窒素との混合ガス、スパッタリングガス圧は１０ｍＴ
ｏｒｒ、スパッタリングガス中の窒素分圧は４０体積
％、スパッタパワー密度は６．４Ｗ／ｃｍ²、膜厚は５
ｎｍですべて共通とした。

【００４９】記録層４を成膜する際は、Arに窒素を３％
混合したガスを、全圧が１ｍTorrとなるように一定の流
量で供給し、陰極にそれぞれＤＣ１．２７Ｗ／ｃｍ²、
ＲＦ５．１０Ｗ／ｃｍ²のパワーを投入して行ない、膜
厚を１２ｎｍとした。

【００５０】光吸収層７はＳｉとＷの混合ターゲットを
用い、Ａｒガスを全圧２．０ｍTorrとなるように供給
し、ＤＣ４．４５Ｗ／ｃｍ²のパワーを投入して行な
い、膜厚を５０ｎｍとした。

【００５１】反射層８はＡｕとし、Ａｒガスを全圧２．
０ｍTorrとなるように供給し、ＤＣ４．４５Ｗ／ｃｍ²
のパワーを投入して行ない、膜厚を２００ｎｍとした。

【００５２】なお、スパッタリングガス中の不活性ガス
としては、Ａｒ以外にもＫｒ等スパッタリング可能なガ
スを用いてもよい。

【００５３】上記成膜条件により、第１の誘電体層２と
第２の誘電体層６の屈折率を種々調整しながら、種々の
記録媒体を作製した。

【００５４】作製した誘電体層２，６の屈折率は、同一
条件で石英基板上に成膜した単層膜により光分光計を用
いて測定した。この屈折率は、詳しくはレーザー光の読
み出し波長（６５０ｎｍ）における屈折率である。

【００５５】上記により作製したサンプルについて、以
下のように特性の評価を行った。なお、記録の信号方式
はＥＦＭ変調方式とし、用いたレーザーの波長は６５０
ｎｍ、対物レンズの開口数は０．６０とした。最短マー
ク長は０．４２μｍ、ディスク回転速度は線速８．２ｍ
／ｓとした。溝ピッチは１．２０μｍ、即ち０．６０μ
ｍごとにグルーブ部とランド部とが交互に形成された基
板を用いた。

【００５６】特性の評価のために、記録層がアモルファ
ス状態である部分からの反射率と、初期化を施して結晶
状態とした部分からの反射率を計測した。また、３Ｔか
ら１１Ｔまで１Ｔ刻みでのランダムな信号をグルーブと
ランドとの各トラックで記録したときのジッター値Ｊ₁
と、連続した５つのトラック（ａ，ｂ，ｃ，ｄ，ｅ）に
順次ａ，ｅ，ｂ，ｄ，ｃの順で３Ｔから１１Ｔまで１Ｔ
刻みでのランダムな信号を記録した後、トラックｃのジ
ッター値Ｊ₂を評価し、Ｊ₁とＪ₂との差をクロストーク
として評価した。また、３Ｔの長さのマークをランドと
グルーブのそれぞれのトラックに記録し、その再生信号
とノイズ信号との比をＣ／Ｎ比（dB）として測定した。

【００５７】表１に、各サンプルについて、誘電体層
２，６の屈折率および膜厚を示す。また、表２に、各サ
ンプルのＲｃおよびＲａ、ランドとグルーブとのクロス
トーク、ならびにＣ／Ｎ比の平均値を示す。表中、クロ
ストークがジッタ値で１．０％未満であったものを○、
１．０％以上２．０％未満であったものを△、２．０％
以上であったものを×とした。また、Ｃ／Ｎ比が５１ｄ
Ｂ未満であったものを×、５１ｄＢ以上５３ｄＢ未満で
あったものを△、５３ｄＢ以上のものを○とした。

【００５８】（表１） ―――――――――――――――――――――――――――――― サンプル第１の保護層第２の保護層屈折率膜厚(nm) 屈折率膜厚(nm) ―――――――――――――――――――――――――――――― 比較例１２．４１１０２．４３５比較例２２．１１２８２．１４０比較例３１．８１５０１．８４５比較例４１．８１６０２．１４０比較例５２．１１２０２．３３５ ―――――――――――――――――――――――――――――― 実施例１２．１１２８１．９４５実施例２２．２１２０２．０４５実施例３２．２１２８１．９４５実施例４２．３１１５１．９４５実施例５２．３１３０１．８４８実施例６２．３１２５１．７５０実施例７２．４１１０２．２３８実施例８２．４１２０２．０４５実施例９２．４１３０１．８４８実施例10 ２．４１３０１．６５０実施例11 ２．５１１５２．２３８実施例12 ２．５１２５２．０４５実施例13 ２．５１２５１．８４８実施例14 ２．５１３０１．６５０実施例15 ２．５１３０１．５５５ ――――――――――――――――――――――――――――――

【００５９】（表２） ―――――――――――――――――――――――――――――――――― サンプルＲｃＲａ Rc-Ra クロストーク C/N比 ―――――――――――――――――――――――――――――――――― 比較例１１８．４２．６１５．８ × △ 比較例２１７．７２．１１５．６ × △ 比較例３１４．２２．３１１．９ × × 比較例４１３．９２．１１１．８ × × 比較例５１５．３２．４１２．９ × × ―――――――――――――――――――――――――――――――――― 実施例１１６．８１．９１４．９ △ △ 実施例２１６．４１．８１４．６ △ △ 実施例３１７．２１．３１５．９ △ △ 実施例４１７．６１．７１５．９ △ △ 実施例５１７．２１．０１６．２ ○ ○ 実施例６１７．３１．０１６．３ ○ ○ 実施例７１７．４１．９１５．５ △ ○ 実施例８１６．００．９１５．１ ○ △ 実施例９１７．５１．０１６．５ ○ ○ 実施例10 １７．３０．７１６．６ ○ ○ 実施例11 １７．１１．６１５．５ △ △ 実施例12 １６．５１．２１５．３ △ △ 実施例13 １７．７０．９１６．８ ○ ○ 実施例14 １６．９０．７１６．２ ○ ○ 実施例15 １６．６０．６１６．０ ○ ○ ――――――――――――――――――――――――――――――――――

【００６０】比較較１と２に示すように、第１の誘電体
層２と第２の誘電体層６の屈折率がともに２．１以上で
等しいときには、Ｒｃは大きくなるがＲａを小さくする
ことができず、クロストークはいずれのサンプルにおい
ても２％以上と大きかった。また、比較例３に示すよう
に誘電体層２と誘電体層６の屈折率が１．８で等しいと
きには、Ｒｃを大きくすることもＲａを小さくすること
もできず、クロストークおよびＣ／Ｎ比はいずれも良く
ない結果となった。比較例４と５に示すように、誘電体
層２の屈折率が誘電体層６の屈折率以下であるときに
も、クロストークおよびＣ／Ｎ比はいずれも良くない結
果となった。

【００６１】実施例１〜１５に示したように、誘電体層
２の屈折率を誘電体層６の屈折率以上としたサンプルに
ついては、良好な特性が得られた。なお、実施例に示し
たサンプルの第１の誘電体層２の膜厚は、読み出し光レ
ーザーの波長λ、第１の誘電体層の屈折率ｎ₁に対して
１５・λ／（６４・ｎ₁）以上（４０・λ）／（６４・
ｎ₁）以下の範囲である。上記の例では、第１の誘電体
層２および第２の誘電体層６とも、膜厚を厳しく制御す
ることなく、クロストークとＣ／Ｎ比とを改善すること
ができた。

【００６２】また、特に、第１の誘電体層２の屈折率が
２．３以上であり、かつ誘電体層６の屈折率が１．８以
下であるサンプルについては、Ｒａを１％以下、Ｒｃと
Ｒａとの差を％表示において１６ポイント以上とするこ
とができ、クロストークとＣ／Ｎ比の双方において大幅
な改善が認められた。このように、Ｒｃを大きくし、か
つＲａを小さくして、ＲｃとＲａとの差を拡大すること
は、クロストークを抑え、Ｃ／Ｎ比を向上させる有効な
手段であることがわかる。

【００６３】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
光吸収層と反射層を含む少なくとも５層以上からなる相
変化型記録媒体において、基板と記録層との間の誘電体
層の屈折率ｎ₁を、記録層と光吸収層との間の誘電体層
の屈折率ｎ₂よりも大きくすることにより、記録層にお
ける記録部分と消去部分との反射率差を拡大し、記録再
生特性を改善することができる。本発明の光学情報記録
媒体は、高密度での記録再生特性に優れ、ランドグルー
ブ記録方式に適している。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の光学情報記録媒体の一形態の断面図
である。

【図２】本発明の光学情報記録媒体の別の一形態の断
面図である。

【図３】本発明の光学情報記録媒体の製造装置の一例
を示す図である。

【図４】従来の光学情報記録媒体の断面図である。

【符号の説明】

１基板２第１の誘電体層３第１の拡散防止層４記録層５第２の拡散防止層６第２の誘電体層７光吸収層８反射層１１真空容器１２排気口１３ガス供給口１４基板１５駆動装置１６基板ホルダー１７スパッタリングターゲット１８陰極１９シャッター

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続きＦターム(参考） 2H111 EA03 EA04 EA23 EA37 EA43 FA01 FA11 FA12 FA21 FA23 FA25 FA26 FA27 FA28 GA01 GA03 5D029 JC02 LA14 LA15 LA16 LA17 LB07 LC06 5D121 AA03 EE03 EE09 EE17

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】基板と、前記基板上に形成された多層膜
とを含み、前記多層膜が、前記基板に近い側から順に、
第１の誘電体層と、レーザー光の照射によってアモルフ
ァス相と結晶相との間で可逆的な状態変化が可能な記録
層と、第２の誘電体層と、光吸収層と、反射層とを含
み、前記第１の誘電体層の屈折率ｎ₁と前記第２の誘電
体層の屈折率ｎ₂とがｎ₁＞ｎ₂の関係を満たすことを特
徴とする光学情報記録媒体。
【請求項２】屈折率ｎ₁が２．１以上である請求項１
に記載の光学情報記録媒体。
【請求項３】屈折率ｎ₂が２．２以下である請求項１
または２に記載の光学情報記録媒体。
【請求項４】第１の誘電体層の膜厚が、レーザー光の
波長をλとして、１５・λ／（６４・ｎ₁）以上４０・
λ／（６４・ｎ₁）以下である請求項１〜３のいずれか
に記載の光学情報記録媒体。
【請求項５】第２の誘電体層の膜厚が、１０ｎｍ以上
７０ｎｍ以下である請求項１〜４のいずれかに記載の光
学的情報記録媒体。
【請求項６】第１の誘電体層が、下記、および
のいずれかからなる請求項１〜５のいずれかに記載の光
学情報記録媒体。亜鉛含有化合物、 Al,Ga,In,Tl,Si,Ti,Zr,HfおよびCuから選ばれる少な
くとも一つを含む酸化物、窒化物、フッ化物、炭化物、
硫化物もしくはこれらの混合物、ととの混合物。
【請求項７】第２の誘電体層が、下記、および
のいずれかからなる請求項１〜６のいずれかに記載の光
学情報記録媒体。亜鉛含有化合物、 Si,Ge,Sn,Be,Mg,CaおよびBaから選ばれる少なくとも
一つを含む酸化物、窒化物、フッ化物、炭化物、硫化物
もしくはこれらの混合物、ととの混合物。
【請求項８】第１の誘電体層と第２の誘電体層とが、
同一種類の元素から構成され、かつ前記元素の構成比が
異なる請求項１〜７のいずれかに記載の光学情報記録媒
体。
【請求項９】第１の誘電体層と第２の誘電体層とが、
同一種類の誘電体の混合物であり、かつ前記誘電体の混
合比が異なる請求項１〜８のいずれかに記載の光学情報
記録媒体。
【請求項１０】第１の誘電体層と第２の誘電体層とに
おいて、酸素濃度、窒素濃度およびフッ素濃度から選ば
れる少なくとも一つが異なる請求項１〜９のいずれかに
記載の光学情報記録媒体。
【請求項１１】記録層がアモルファス相であるときの
レーザー光の反射率Ｒａが２．０％以下である請求項１
〜１０のいずれかに記載の光学情報記録媒体。
【請求項１２】記録層が結晶相であるときのレーザー
光の反射率Ｒｃが１５．０％以上である請求項１１に記
載の光学情報記録媒体。
【請求項１３】記録層が結晶相であるときのレーザー
光の反射率Ｒｃ［％］が、記録層がアモルファス相であ
るときのレーザー光の反射率Ｒａ［％］よりも、１４ポ
イント以上大きい請求項１１または１２に記載の光学情
報記録媒体。
【請求項１４】記録層に接するように形成された拡散
防止層をさらに含む請求項１〜１３のいずれかに記載の
光学情報記録媒体。
【請求項１５】基板と、前記基板上に形成された多層
膜とを含み、前記多層膜が、前記基板に近い側から順
に、第１の誘電体層と、レーザー光の照射によってアモ
ルファス相と結晶相との間で可逆的な状態変化が可能な
記録層と、第２の誘電体層と、光吸収層と、反射層とを
含む光学情報記録媒体の製造方法であって、前記第１の誘電体層と前記第２の誘電体層とを、共に、
互いに屈折率が異なる材料からなる複数のターゲットを
用いた共スパッタリングにより成膜し、かつ、前記共スパッタリングにおける前記第１の誘電体層と前
記第２の誘電体層との成膜の際に、前記第１の誘電体層
の屈折率ｎ₁と前記第２の誘電体層の屈折率ｎ₂とがｎ₁
＞ｎ₂を満たすように、前記複数のターゲットへの投入
パワーの比率を変化させることを特徴とする光学情報記
録媒体の製造方法。
【請求項１６】基板と、前記基板上に形成された多層
膜とを含み、前記多層膜が、前記基板に近い側から順
に、第１の誘電体層と、レーザー光の照射によってアモ
ルファス相と結晶相との間で可逆的な状態変化が可能な
記録層と、第２の誘電体層と、光吸収層と、反射層とを
含む光学情報記録媒体の製造方法であって、前記第１の誘電体層と前記第２の誘電体層とを、共に、
反応性ガスが含まれるガス雰囲気において成膜し、か
つ、前記レーザー光の波長において前記第１の誘電体層の屈
折率ｎ₁と前記第２の誘電体層の屈折率ｎ₂とがｎ₁＞ｎ₂
を満たすように、前記第１の誘電体層を成膜するときの
反応性ガスの濃度を、前記第２の誘電体層を成膜すると
きの反応性ガスの濃度以下とすることを特徴とする光学
情報記録媒体の製造方法。