JP2007196683A - 光情報記録媒体用記録層および光情報記録媒体、並びにスパッタリング・ターゲット - Google Patents

Abstract

【課題】書込み・読み取り特性、Ｃ／Ｎ特性、ジッター特性、記録感度特性、反射率特性、耐環境特性に優れており、次世代型の光ディスクに適用可能な光情報記録媒体用光記録層と光情報記録媒体、並びに該記録層の形成に有用なスパッタリング・ターゲットを提供する。
【解決手段】レーザ光の照射によって記録マークが形成される光情報記録媒体用の光記録層であって、該記録層の第１の態様は、Ｎｉおよび／またはＣｏを１〜５０原子％含むＳｎ基合金からなり、第２の態様は、上記元素に加えてＩｎ，Ｂｉ，Ｚｎから選ばれる１種以上の元素を３０原子％以下の範囲で含むＳｎ基合金からなり、第３の態様では、更に他の元素として１０原子％以下の希土類元素を含むＳｎ基合金からなることを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、光情報記録媒体用の記録層（光記録層）と光情報記録媒体、並びに光記録層形成用のスパッタリング・ターゲットに関するものである。本発明の光情報記録媒体用記録層は、現行のＣＤ（Compact Disc）やＤＶＤ（Digital Versatile Disc）、次世代型の光情報記録媒体（ＨＤ ＤＶＤやBlu-ray Disc）に用いられ、特に、青紫色のレーザを用いる追記型の光情報高密度記録媒体として好適に用いられる。

光情報記録媒体（光ディスク）は、記録再生方式により、再生専用型、書換え型および追記型の３種類に大別される。

このうち追記型の光ディスクでは、主に、レーザ光が照射された記録層材料の物性の変化を利用してデータを記録する。追記型の光ディスクは、情報の記録はできるが消去や書換えを行なうことはできない。この様な特性を利用し、追記型の光ディスクは、例えば、文書ファイルや画像ファイルなど、データの改ざん防止が求められるＣＤ−Ｒ、ＤＶＤ−Ｒ、ＤＶＤ＋Ｒ等に用いられている。

追記型の光ディスクに用いられる記録層材料としては、例えば、シアニン系色素、フタロシアニン系色素、アゾ系色素などの有機色素材料が知られている。この有機色素材料にレーザ光を照射すると、色素の熱吸収によって色素や基板が分解、溶融、蒸発されるなどして記録マークが形成される。ところが有機色素材料を用いる場合、色素を有機溶媒に溶解してから基板上に塗布しなければならず、生産性が低いという問題がある。また、記録信号の長期安定保存性などの点でも問題がある。

こうした有機色素材料の弱点を改善するため、光記録層として無機材料薄膜を使用し、この薄膜にレーザ光を照射して、局所的に記録マーク（穴、ピットなど）を形成することにより記録を行なう方法が提案されている（非特許文献１、特許文献１〜７など）。

非特許文献１には、融点および熱伝導率の低いＴｅ薄膜を使用し、低いレーザ・パワーで穴をあける技術が開示されている。

特許文献１，２には、基板上にＡｌを含むＣｕ基合金からなる反応層と、Ｓｉなどを含む反応層とが積層された光記録層が開示されている。これらの文献に示された光記録層では、レーザ光の照射によって、基板上に、各反応層に含まれる元素が混合された領域が部分的に形成され、それにより反射率が大きく変化することから、青色レーザなどの短波長レーザを用いて高感度で記録できると記載されている。

特許文献３，４および７は、記録マークによるＣ／Ｎ（carrier-to-noise ratio：キャリアとノイズの出力レベルの比）の低下を防止し、高いＣ／Ｎと反射率とを備えた光記録媒体を開示するもので、光記録層としてＩｎを含むＣｕ基合金（特許文献３）、Ｂｉなどを含むＡｇ基合金（特許文献４）、Ｂｉなどを含むＳｎ基合金（特許文献７）が記載されている。

特許文献５，６はＳｎ基合金を用いた光記録層に関するもので、特許文献５には、合金層中に、熱処理時に少なくとも一部が凝集し得る元素を２種以上含有させた光情報記録媒体が開示されている。具体的には、ＢｉやＩｎを含む厚さ１〜８ｎｍ程度のＳｎ−Ｃｕ基合金層からなり、高融点で熱伝導率の高い光情報記録媒体である。

特許文献６には、記録特性に優れたＳｎ−Ｂｉ合金に、ＳｎやＢｉよりも酸化され易い被酸化性物質を添加した光情報記録層が開示されており、高温多湿環境下においても優れた耐久性を示すことが強調されている。
特開２００４−５９２２号公報 特開２００４−２３４７１７号公報 特開２００２−１７２８６１号公報 特開２００２−１４４７３０号公報 特開平２−１１７８８７号公報 特開２００１−１８０１１４号公報 特開２００２−２２５４３３号公報 Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．，Ｖｏｌ．３４（１９７９年）ｐ．８３５

近年、記録情報の高密度化に対応するため、青紫色レーザなどの短波長レーザを用いた光情報の記録と再生技術が開発されている。これに適合する記録層の特性として、（１）高Ｃ／Ｎ（読み取り時の信号が強くバックグラウンドのノイズが小さい）、低ジッター（再生信号の時間軸上のゆらぎが少ない）など高品質の信号書込み・読み取り特性、（２）高記録感度（低パワーのレーザ光で書込みができる）、（３）安定したトラッキングを得るために必要となる記録層からの高反射率、（４）高耐久性、などが要求されている。

しかし、本発明者らの調査によると、従来の金属系記録層では、上記要求特性の全てを十分に満たすことができず、実用化には難がある。しかし、金属系光記録層は有機系記録層に較べて材料が格段に安定であるという特長があり、金属系材料で上記の要求特性を満足する実用的な光記録層を開発することは、信頼性の高いＢＤ（Blu-ray Disc）−ＲやＨＤ ＤＶＤ−Ｒをユーザに提供する上で極めて重要となる。

また光記録層の成膜には、生産効率の高いスパッタリング法を採用することが望ましく、高品質な光記録層を形成するためのスパッタリング・ターゲット、並びに当該記録層を備えた光情報記録媒体の提供が望まれる。

本発明はこの様な事情に着目してなされたものであって、その目的は、上記（１）〜（４）として示した様な要求特性を満たすばかりか、記録感度の信頼性が高く、コスト的にも廉価な金属系材料からなる光情報記録用の記録層を提供すると共に、該記録層を備えた光情報記録媒体を提供し、更には、こうした光情報記録層の形成に有用なスパッタリング・ターゲットを提供することにある。

上記課題を解決することのできた本発明に係る光情報記録用記録層とは、レーザ光の照射によって記録マークが形成される記録層であって、該記録層は、Ｎｉおよび／またはＣｏを１〜５０％（原子％の意味、以下同じ）の範囲で含有するＳｎ基合金からなるところに特徴を有している。

本発明に係る上記記録層には、更に他の元素として、Ｉｎ，Ｂｉ，Ｚｎよりなる群から選択される少なくとも１種を３０％以下（０％を含まない）の範囲で含有させると、記録層の酸化による特性劣化を抑えることができ、或いは、更に他の元素として１０％以下（０％を含まない）の範囲で希土類元素を含有させれば、記録層の表面平滑性を高めると共に記録マークの形状特性を高めることができ、それらは本発明のより好ましい実施態様である。

本発明の上記記録層は、特に波長が３５０〜７００ｎｍの範囲のレーザ光に対して高い記録感度を示し、優れた光情報の書き込み及び読み取り精度を発揮する。

また本発明の光情報記録媒体は、上記構成の光記録層を備えたところに特徴を有しており、前記記録層の上部および／または下部に、光学調整層および／または誘電体層を設けた構成とすることも好ましい実施形態である。該光情報記録媒体における光記録層の好ましい厚さは、光記録層の上部および／または下部に光学記録層や誘電体層を設ける場合は１〜５０ｎｍの範囲、光学記録層や誘電体層を設けない場合は８〜５０ｎｍの範囲である。

更に本発明のスパッタリング・ターゲットは、上記光記録層をスパッタリング法によって形成する際に用いるターゲットであって、第１のターゲットは、Ｎｉおよび／またはＣｏを含むＳｎ基合金からなり、第２のターゲットは、更にＩｎ，Ｂｉ，Zｎから選ばれる少なくとも１種を３０％以下で含むＳｎ基合金からなり、第３のターゲットは、更に他の元素として１０％以下の希土類元素を含むＳｎ基合金からなるところに特徴を有している。

本発明で用いる第１のＳｎ基合金においては、基本的にＳｎがその主な特性を担っており、該Ｓｎ基合金中に占めるＳｎの含有量は４０％以上であることが望ましく、より好ましいＳｎ含量は５０％以上、更に好ましくは６０％以上である。またＮｉおよび／またはＣｏの含有量は１〜５０％であるが、より好ましくは５％以上、３５％以下、更に好ましくは１５％以上、２５％以下である。

また第２のＳｎ基合金では、他の元素としてＩｎ，Ｂｉ，Ｚｎの１種以上が３０％以下の範囲で含まれているが、これらの元素の他に、Ｓｎよりも酸化され易い金属元素が含まれていても構わない。

前記第３のＳｎ基合金では、更に他の元素として１０％以下の希土類元素が含まれているが、希土類元素としては、例えばＹ，Ｎｄ，Ｌａなどが挙げられ、これらは単独で含まれていてもよく、或いは２種以上が含まれていてもよい。

本発明に係る上記第１のＳｎ基合金において、母材となるＳｎは低融点であり、低いレーザ・パワーで記録マークの形成を可能とし、また、適量のＮｉおよび／またはＣｏを含有することで、Ｃ／Ｎ値、反射率および耐久性の向上、更にはジッターの低減が可能となる。しかもＮｉおよび／またはＣｏは、更に光記録層の表面粗さを低減すると共に、記録マークの形状を最適化し、ジッターの低減にも有効に作用する。

また上記第２のＳｎ基合金で規定されるＩｎ，Ｂｉ，Ｚｎは、Ｓｎよりも酸化され易い元素であることから、Ｓｎの酸化による光記録層の特性劣化防止に有効となる。

更に上記第３のＳｎ基合金に含まれる希土類元素は、光記録膜の耐久性向上に寄与すると共に、記録膜の表面平滑性向上や記録マークの形状最適化に有効に作用し、その結果として、ジッターの低減などに優れた効果を発揮する。

本発明において、まず基金属としてＳｎを選択した理由は次の通りである。光記録層の反射率の観点からすると、ＳｎよりもＡｌ，Ａｇ，Ｃｕなどの方が優れているが、レーザ光照射による記録マークの形成性はＳｎの方が格段に優れている。これは、Ｓｎの融点が約２３２℃であり、Ａｌ（融点は約６６０℃）、Ａｇ（融点は約９６２℃）、Ｃｕ（融点は約１０８５℃）に比べて格段に低いため、Ｓｎ基合金の薄膜はレーザ光の照射により低温でも容易に溶融もしくは変形し、低いレーザ・パワーでも優れた記録特性を発揮するためと考えられる。特に本発明では、青紫色レーザを用いる次世代型光ディスクに適用することを１つの目的として掲げており、この場合、Ａｌ基合金などでは記録マークの形成が困難になる恐れがあることから、Ｓｎ基合金を採用することとした。

次に、上記第１のＳｎ基合金において、ＮｉとＣｏは、Ｃ／Ｎ値、反射率および耐久性を高めると共にジッターを低減する作用があり、更には、光記録層の表面粗さを低減し、記録マークの形状を最適化する作用を有する点で同効元素であり、それらの効果を有効に発揮させるには、（Ｎｉ＋Ｃｏ）として１％以上含有させねばならない。しかし、Ｎｉ，Ｃｏ含量の総和が５０％を超えると、Ｓｎの量が相対的に不足気味となってＳｎに求められる本来の特性が有効に発揮されなくなる。こうした利害得失を考慮すると、（Ｎｉ＋Ｃｏ）としてのより好ましい含有量は、５％以上、３５％以下、更に好ましくは１５％以上、２５％以下である。Ｎｉ、Ｃｏは、単独で添加しても良いし、併用しても良い。

また第２のＳｎ基合金において付加的に含有させるＩｎ，Ｂｉ，Ｚｎは、何れもＳｎよりも被酸化性の高い元素であり、それらが犠牲となってＳｎの酸化劣化を防止する作用が発揮されるため、高Ｃ／Ｎ特性、高反射率を大きく劣化させない範囲で耐久性が更に向上する。上記元素の添加効果は極少量でも発揮されるが、その効果が実用面で明確に現れてくるのは、総和で３％以上、より確実には５％以上添加したときである。しかしその添加量が多過ぎると、Ｓｎ含量が相対的に少なくなってＳｎ本来の特性が損なわれるので、多くともトータルで３０％、好ましくは２５％以下に抑えるのがよい。Ｉｎ，Ｂｉ，Ｚｎは、単独で添加しても良いし、２種以上を併用しても良い。

第３のＳｎ基合金において更に付加的に含有される希土類元素は、記録層の耐久性や記録膜の表面平滑性向上に寄与する他、ジッターを低減する効果を有しており、これらの効果を有効に発揮させる上で好ましい添加量は０．５％以上、より好ましくは１．０％以上である。但し、その添加量が多過ぎると光記録膜の融点が上昇し、レーザ光による記録マークの形成が困難になるので、多くとも１０％、好ましくは８％以下に抑えるのがよい。

本発明に用いられる希土類元素としては、ランタノイド元素（周期表において、原子番号５７のＬａから原子番号７１のＬｕまでの合計１５元素）に、Ｓｃ（スカンジウム）とＹ（イットリウム）とを加えた元素群を意味する。これらの中でも特に好ましいのはＹである。これらは単独で使用し得るほか、２種以上を任意の組合せで併用しても勿論かまわない。

上記Ｓｎ基合金によって形成される光記録層は、安定した精度で確実な記録層を形成する上で、光情報記録媒体の構造にもよるが、厚さを１〜５０ｎｍの範囲にするのがよい。１ｎｍ未満では光記録層が薄過ぎるため、仮に光記録層の上部や下部に光学調整層や誘電体層を設けたとしても、光記録膜の膜面にポアなどの欠陥が生じ易くなって、満足のいく記録感度が得られ難くなる。逆に５０ｎｍを超えて厚くなり過ぎると、レーザ光照射によって与えられる熱が記録層内で急速に拡散し易くなり、記録マークの形成が困難になる。ディスクとしての反射率の観点からすると、記録層のより好ましい厚さは、誘電体層や光学調整層を設けない場合、８ｎｍ以上、３０ｎｍ以下、更に好ましくは１２ｎｍ以上、２０ｎｍ以下であり、誘電体層や光学調整層を設ける場合は、３ｎｍ以上、３０ｎｍ以下、更に好ましくは５ｎｍ以上、２０ｎｍ以下である。

記録のために照射するレーザ光の好ましい波長は３５０〜７００ｎｍの範囲であり、３５０ｎｍ未満では、カバー層（光透過層）などによる光吸収が顕著となり、光記録層への書込み・読み出しが困難になる。逆に波長が７００ｎｍを超えて過大になると、レーザ光のエネルギーが低下するため、光記録層への記録マークの形成が困難になる。こうした観点から、情報の記録に用いるレーザ光線のより好ましい波長は３５０ｎｍ以上、６６０ｎｍ以下、更に好ましくは３８０ｎｍ以上、６５０ｎｍ以下である。

本発明に係る上記光記録層を形成するために用いるスパッタリング・ターゲットの組成は、上述した光記録層の合金組成と基本的に同一であり、上記第１〜第３のＳｎ基合金として記載した合金組成に調整することで、スパッタリングによって成膜される光記録層についても、同様の成分組成を容易に実現できる。

以下、本発明で特徴付けられるＳｎ基合金の特性を、先に挙げた特許文献１〜７および非特許文献１に開示の従来技術と対比しつつ説明する。

光記録層の反射率の点では、既に述べた様に、本発明で用いる上記Ｓｎ基合金よりも、特許文献１〜４に開示されたＡｌ，Ａｇ，Ｃｕの方がやや優れている。しかし、レーザ光照射による記録マークの形成性は、Ｓｎ基合金の方が格段に優れている。これは、前述した様にＳｎの融点がＡｌ，Ａｇ，Ｃｕに比べて格段に低く、Ｓｎ基合金の薄膜はレーザ光の照射によって容易に溶融もしくは変形し、優れた記録特性を発揮するためと思われる。

特に、本発明の如く照射光として青紫色レーザを用いる次世代型の光ディスクへ適用する場合、Ａｌ薄膜などを記録層として用いた場合は、低レーザ・パワーでは記録マークを形成できない可能性があるが、本発明ではこうした懸念も払拭できる。

他方、本発明者らの研究によると、特許文献５〜７に記載の合金には、次に示す様な問題を有することが判明した。

まず特許文献５には、４０質量％Ｓｎ−５５質量％Ｉｎ−５質量％Ｃｕ合金（原子％に換算すると、３７．７原子％Ｓｎ−５３．５原子％Ｉｎ−８．８原子％Ｃｕ合金）からなる膜厚２〜４ｎｍの光記録層が開示されているが、実用可能なレベルのＣ／Ｎ値は得られ難い。また、この特許文献に開示されている合金層の厚さは２〜４ｎｍであるが、上記合金組成にとっては膜厚が薄過ぎるため、実用化できるレベルの反射率は得られなかった。

また特許文献６には、Ｓｎ−Ｂｉ合金に、ＳｎやＢｉよりも酸化され易い被酸化性物質を加えた光記録層が開示されている。ところが、これらの合金では、本発明のＳｎ基合金を超えるレベルのＣ／Ｎ値や記録感度は得られなかった。

更に特許文献７には、合金組成が８４原子％Ｓｎ−１０原子％Ｚｎ−６原子％ＳｂであるＳｎ基合金製の光記録層が開示されている。しかしこのＳｎ基合金でも、本発明のＳｎ基合金を超えるレベルのＣ／Ｎ値や記録感度、反射率は得られなかった。

これらのことからも、本発明の光記録層が従来技術に較べて有益な技術であることは明白である。

図１〜４は、本発明に係る光情報記録媒体（光ディスク）の実施形態を例示する断面模式図であり、波長が約３５０〜７００ｎｍのレーザ光を記録層に照射し、データの記録と再生を行うことのできる追記型の光ディスク示している。尚、各図の（Ａ）［および（Ｃ）］は記録場所が凸状に形成されたもの、（Ｂ）［および（Ｄ）］は記録場所が凹状に形成されたものを例示している。

図１の光ディスク１０は、支持基板１と、光学調整層２と、誘電体層３，５と、該誘電体層３と５の間に挟まれた記録層４と、光透過層６とを備えている。誘電体層３，５は、記録層４を保護するために設けられたもので、これにより記録情報を長時間保存することができる。

図２の光ディスク１０は、支持基板１と、第０記録層群（光学調整層、誘電体層、記録層を備えた一群の層）７Ａと、中間層８と、第１記録層群（光学調整層、誘電体層、記録層を備えた一群の層）７Ｂと、光透過層６とを備えている。図３は、１層ＤＶＤ−Ｒ、１層ＤＶＤ＋Ｒ、１層ＨＤ ＤＶＤ−Ｒタイプの光ディスクを例示し、図４は、２層ＤＶＤ−Ｒ、２層ＤＶＤ＋Ｒ、２層ＨＤ ＤＶＤ−Ｒタイプの光ディスクを例示するもので、符号８は中間層、符号９は接着剤層を示している。

上記図２，４における第０および第１の記録層群７Ａ，７Ｂを構成する一群の層は、３層構造（図の上側から、誘電体層／記録層／誘電体層、誘電体層／記録層／光学調整層、記録層／誘電体層／光学調整層など）や２層構造（図の上側から、記録層／誘電体層、誘電体層／記録層、記録層／光学調整層、光学調整層／記録層など）の他、記録層１層のみからなるものであっても構わない。

なお本発明では、耐久性の評価基準を、「支持基板１に記録層４のみが形成されたサンプルを、温度８０℃×相対湿度８５％の環境下で９６時間保持した前・後に、波長４０５ｎｍの青色レーザ光を用いて測定した反射率の変化率が１５％未満（好ましくは１０％未満）を満足すること」としている。ちなみに、一般に青色レーザは波長が短く、膜劣化に対する反射率の変化が顕著であるため、青色レーザを用いて情報の記録や再生を行った光ディスクの耐久性は、赤色レーザを使用した場合よりも劣ることが予想される。そのため青色レーザ用の光記録層には、従来よりも高レベルの耐久性が求められるからである。

こうした観点からすると、前掲の特許文献１，６でも光ディスクの耐久性を調べているが、その条件は、本発明よりも緩やかな環境条件である。ちなみに特許文献６では、本発明よりも耐久性試験温度が低く（温度６０℃×相対湿度９０％で１２０時間保持）、また特許文献１では、本発明よりも耐久性試験時間が短い（温度８０℃×相対湿度８５％で５０時間保持）。即ちいずれの場合も、本発明の如く高温・高湿で長時間の耐久性試験は行っていない。

本発明の代表的な実施形態となる光ディスクは、例えば前記図１〜４に示した様な記録層４の素材として前掲の規定要件を満たすＳｎ基合金を使用する点に特徴があり、記録層４以外の支持基板１や光学調整層２、誘電体層３，５などの素材は特に限定されず、通常使用されているものを適宜選択して使用できる。

具体的には、支持基板の素材としては、ポリカーボネート樹脂、ノルボルネン系樹脂、環状オレフィン系共重合体、非晶質ポリオレフィンなど；光学調整層の素材としては、Ａｇ，Ａｕ，Ｃｕ，Ａｌ，Ｎｉ，Ｃｒ，Ｔｉ等やそれらの合金など；誘電体層の素材としては、ＺｎＳ−ＳｉＯ_２，Ｓｉ，Ａｌ，Ｔｉ，Ｔａ，Ｚｒ，Ｃｒなどの酸化物、Ｇｅ，Ｃｒ，Ｓｉ，Ａｌ，Ｎｂ，Ｍｏ，Ｔｉ，Ｚｎなどの窒化物、Ｇｅ，Ｃｒ，Ｓｉ，Ａｌ，Ｔｉ，Ｚｒ，Ｔａなどの炭化物、Ｓｉ，Ａｌ，Ｍｇ，Ｃａ，Ｌａなどのフッ化物、或いはそれらの混合物などが例示される。

なお、先にも述べた様に、光学調整層や誘電体層を形成すればディスクとしての反射率を高めることができるため、記録層の膜厚は１〜５０ｎｍ、より好ましくは３〜３０ｎｍ、更に好ましくは５〜２０ｎｍとするのがよい。

また、本発明で規定する前記構成の光記録層を使用すれば、光学調整層２や誘電体層３，５の一部もしくは全部を省略することも可能である。光記録層単層の場合の好ましい膜厚は８〜５０ｎｍ、より好ましくは１０〜３０ｎｍである。

上記Ｓｎ基合金からなる光記録層は、スパッタリング法によって形成することが望ましい。即ち本発明で用いるＳｎ以外の合金元素（Ｎｉ，Ｃｏ，Ｉｎ，Ｂｉ，Ｚｎ，希土類元素）は、熱平衡状態ではＳｎに対し固有の固溶限を有しているが、スパッタリング法によって薄膜を形成すると、上記合金元素がＳｎマトリックス中に均一に分散するので、膜質が均質化し、安定した光学特性や耐環境性などが得られ易いからである。

尚スパッタリングを行う際には、スパッタリング・ターゲット材として、溶解・鋳造法によって作製したＳｎ基合金（以下、「溶製Ｓｎ基合金ターゲット材」という）を用いることが望ましい。溶製Ｓｎ基合金ターゲット材の組織は均一であり、スパッタ率が安定しているばかりでなく、ターゲットからの原子の出射角度も均一であるため、成分組成の均一な光記録層が得られ易く、均質で高性能の光ディスクを製造できるからである。

なお、ターゲット材の製造に当っては、雰囲気中のガス成分（窒素、酸素など）や溶解炉成分が微量ながら不純物としてターゲット材に混入することがあるが、本発明の光記録層やターゲット材の成分組成は、それら不可避的に混入してくる微量成分までも規定するものではなく、本発明の上記特性が阻害されない限り、それら不可避不純物の微量の混入は許容される。

以下、実施例を挙げて本発明をより具体的に説明するが、下記実施例はもとより本発明を制限する性質のものではなく、前・後記の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更を加えて実施することも可能であり、それらは本発明の技術的範囲に包含される。

実施例１
本例は、Ｓｎ−Ｎｉ系合金（Ｓｎ−Ｎｉ合金、Ｓｎ−Ｎｉ−Ｉｎ合金、Ｓｎ−Ｎｉ−希土類元素合金、Ｓｎ−Ｎｉ−Ｉｎ−Ｙ合金）およびＳｎ−Ｃｏ系合金（Ｓｎ−Ｃｏ合金、Ｓｎ−Ｃｏ−Ｂｉ合金）からなる光記録膜についての実施例である。なお、Ｓｎ−Ｎｉ−Ｃｏ合金やＳｎ−Ｎｉ−｛Ｂｉ、Ｚｎ｝合金からなる光記録膜についても同様の実験を行ったが、得られた結果に実質的な違いは認められなかった。

１）ディスクの作製法
ディスク基板として、ポリカーボネート基板（厚さ：１．１ｍｍ、トラックピッチ：０．３２μｍ、溝幅：０．１４〜０．１６μｍ、溝深さ：２５ｎｍ）を用い、ＤＣスパッタリング法によって光記録膜を成膜した。スパッタリング・ターゲットとしては、直径６インチのＳｎターゲット上に添加元素のチップを置いた複合ターゲットを用いた。

光記録膜形成のためのスパッタリング条件は、到達真空度：１０^−５Ｔｏｒｒ以下（１Ｔｏｒｒ＝１３３．３Ｐａ）、Ａｒガス圧：４ｍＴｏｒｒ、ＤＣスパッタパワー：１００Ｗとした。なお記録膜の厚さは、スパッタリング時間を５〜１２０秒の間で変えることによって制御した。

次いで、紫外線硬化型樹脂（日本化薬社製の商品名「ＢＲＤ−１３０」）をスピンコートした後、紫外線硬化によって膜厚１００±１５μｍの光透過層を形成した。

２）光ディスクの評価法
光ディスク評価装置（パルステック社製の商品名「ＯＤＵ−１０００」、記録レーザ波長：４０５ｎｍ、ＮＡ（開口数）：０．８５）とスペクトラムアナライザー（アドバンテスト社製の商品名「Ｒ３１３１Ｒ」）を使用し、線速度５．２８ｍ／ｓにおいて、（１）未記録状態の周波数１６．５ＭＨｚにおけるノイズレベル、（２）２Ｔ矩形波を各ディスクに記録したときの周波数１６．５ＭＨｚにおけるＣ／Ｎ、（３）記録感度（Ｃ／Ｎが最大となる記録レーザ・パワー）、（４）ディスク状態での反射率（市販のＢＤ−ＲＥディスクのＳＵＭ２レベル測定結果に基づき、ＳＵＭ２レベル３２０ｍＶを反射率１６％と仮定して算出）を評価した。

結果を表１に纏めて示す。但し、表中の記号の意味は下記の通りである。
（１）未記録状態のノイズレベル
●：−７５ｄＢ未満
◎：−７５ｄＢ以上、−７０ｄＢ未満
○：−７０ｄＢ以上、−６５ｄＢ未満
×：−６５ｄＢ以上
（２）Ｃ／Ｎ
●：４５ｄＢ超
◎：４０ｄＢ以上、４５ｄＢ未満
○：３５ｄＢ以上、４０ｄＢ未満
×：３５ｄＢ未満
（３）記録感度
●：１０ｍＷ未満
◎：１０ｍＷ以上、１５ｍＷ未満
○：１５ｍＷ以上、２０ｍＷ未満
×：２０ｍＷ以上
（４）反射率
◎：１５％以上、２２％以下
○：１０％以上、１５％未満、または２２％超、３０％未満
×：１０％未満または３０％以上

成膜した光記録膜の組成は、ＩＣＰ発光分光法および質量分析法によって求めた。

まず、Ｓｎ−Ｎｉ系合金（表１の試料Ｎｏ．１〜２２、２４〜２８）について考察する。

表１からも明らかな様に、Ｓｎ−Ｎｉ系合金中のＮｉ含量が多くなるとノイズが低下し、Ｃ／Ｎが向上する。これは、Ｎｉの増量によって光記録膜の表面平滑性が向上することによるもので、Ｎｉ含量が１５〜２５原子％の範囲であるとき、全項目で優れた特性が得られている。

また、Ｓｎ−Ｎｉ系合金にＩｎを添加すると、耐久性が更に向上し、記録特性（Ｃ／Ｎ、記録感度）とのバランス調整が可能である。なお、表１には、Ｉｎを含有する例しか示していないが、Ｉｎに替えてＢｉやＺｎを添加しても、Ｉｎ添加例とほぼ同様の傾向が見られることを実験により確認している。

また、Ｓｎ−Ｎｉ系合金に希土類元素を添加すると、表面平滑性や耐久性は更に向上する。殊に読み取り波形については、Ｓｎ−５原子％Ｎｉ―５原子％Ｎｄ合金膜よりも、Ｓｎ−５原子％Ｎｉ―５原子％Ｙ合金膜の方がノイズ成分は少なかった。

総合的な評価として、本発明の規定要件を満たす光記録膜（試料Ｎｏ．１〜２２）は、Ｓｎのみからなる光記録膜（試料Ｎｏ．２３）やＮｉなどの含有量が本発明の規定要件を外れる光記録膜（試料Ｎｏ．２４〜２８）よりも優れた特性を有していることが分かる。

上述したＳｎ−Ｎｉ系合金と同様の傾向は、Ｓｎ−Ｃｏ系合金からなる試料Ｎｏ．２９〜３１についても見られた。なお、表１には、Ｓｎ−Ｃｏ系合金におけるＣｏ含量を変えた例や希土類元素を更に添加した例などは示していないが、本発明で規定するＣｏ含量を含むものや希土類元素を更に含むものは、全項目で優れた特性が得られることを実験によって確認している。また、Ｂｉの代わりにＩｎやＺｎを用いても、上記と同様の効果が得られることを実験によって確認している。

実施例２
上記実施例１で作製したＳｎ−１５原子％Ｎｉ−３原子％Ｙ合金よりなる光記録膜の上部（記録膜に引き続いて成膜；カバー層と記録層の間）や下部（基板上に成膜し、引き続き記録膜を成膜；基板と記録層の間）に直径４インチのＺｎＳ−ＳｉＯ_２ターゲットを用いて高周波スパッタリング法で誘電体膜を挿入したディスクを作製し、実施例１と同様にしてディスク評価を行った。スパッタリング条件は、到達真空度：１０^−５Ｔｏｒｒ以下、Ａｒガス圧：２ｍＴｏｒｒ 、高周波スパッタパワー：２００Ｗとした。なお膜厚は、スパッタリング時間を５〜１２０秒の間で変えることによって制御した。

結果を表２に纏めて示す。なお、表２における記号の意味は表１と同じである。

表２からも明らかな様に、誘電体層を設けるとディスクでの反射率が増加することから、相対的に記録層の膜厚を薄くすることが可能となり、「ノイズ」、「Ｃ／Ｎ値」、「記録感度」のバランスが向上している。

実施例３
上記実施例１，２に示した試料について、光透過層のない光記録膜が露出した状態で、「温度８０℃×相対湿度８５％の環境下で９６時間保持した前後に、波長４０５ｎｍの青色レーザ光を用いて測定した反射率の変化率が１５％未満（好ましくは１０％未満）を満足する」という耐環境条件について試験を行なった。尚この試験では、日本分光社製の可視・紫外分光光度計「Ｖ−５７０」を用いて、分光絶対反射率を測定した。その結果、本発明の規定要件を満たす光記録膜は、全てこの耐環境条件を満たすことが確認された。

本発明に係る光情報記録媒体の一実施態様を示す断面模式図である。 本発明に係る他の光情報記録媒体を例示する断面模式図である。 本発明に係る更に他の光情報記録媒体を例示する断面模式図である。 本発明に係る更に他の光情報記録媒体を例示する断面模式図である。

符号の説明

１ 支持基板
２ 光学調整層
３，５ 誘電体層
４ 記録層
６ 光透過層
７Ａ，７Ｂ 記録層群
８ 中間層
９ 接着剤層
１０ 光ディスク

Claims (10)

1. レーザ光の照射によって記録マークが形成される記録層であって、該記録層は、Ｎｉおよび／またはＣｏを１〜５０％（原子％の意味、以下同じ）の範囲で含有するＳｎ基合金からなることを特徴とする光情報記録媒体用記録層。
2. 前記記録層は、更に、Ｉｎ，Ｂｉ，Ｚｎよりなる群から選択される少なくとも１種を３０％以下（０％を含まない）の範囲で含むＳｎ基合金である請求項１に記載の記録層。
3. 前記記録層は、更に他の元素として、１０％以下（０％を含まない）の希土類元素を含むＳｎ基合金である請求項１または２に記載の記録層。
4. 波長が３５０〜７００ｎｍのいずれかのレーザ光の照射によって記録マークが形成されるものである請求項１〜３のいずれかに記載の記録層。
5. 前記請求項１〜４のいずれかに記載の記録層を備えてなる光情報記録媒体。
6. 前記記録層の上部および／または下部に、光学調整層および／または誘電体層が設けられている請求項５に記載の光情報記録媒体。
7. 前記記録層は、厚さが１〜５０ｎｍである請求項５または６に記載の光情報記録媒体。
8. Ｎｉおよび／またはＣｏを１〜５０％含有するＳｎ基合金からなることを特徴とする光情報記録媒体の記録層形成用スパッタリング・ターゲット。
9. 前記Ｓｎ基合金が、更に他の元素として、Ｉｎ，Ｂｉ，Ｚｎよりなる群から選択される少なくとも１種を３０％以下（０％を含まない）の範囲で含むものである請求項８に記載のスパッタリング・ターゲット。
10. 前記Ｓｎ基合金が、更に他の元素として、１０％以下（０％を含まない）の希土類元素を含むものである請求項８または９に記載のスパッタリング・ターゲット。

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