JP3255051B2 - 光学的情報記録用媒体 - Google Patents

光学的情報記録用媒体

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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】書き換え可能な相変化媒体を
利用した、高密度記録可能な光ディスクに関する。詳し
くは、低反射率ながらＣＤフォーマットと互換性がとれ
るよう溝信号が限定され、かつ高コントラストで、多数
回のデータの書き換えに対し劣化の少ない相変化媒体に
関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、情報量の増大に伴い高密度でかつ
高速に大量のデータの記録・再生ができる記録媒体が求
められているが、光ディスクはまさにこうした用途に応
えるものとして期待されている。光ディスクには一度だ
け記録が可能な追記型と、記録・消去が何度でも可能な
書き換え型がある。
【０００３】書き換え型光ディスクとしては、光磁気効
果を利用した光磁気記録媒体や、可逆的な結晶状態の変
化に伴う反射率変化を利用した相変化媒体があげられ
る。相変化媒体は外部磁界を必要とせず、レーザー光の
パワーを変調するだけで記録・消去が可能であり、記録
・再生装置を小型化できるという利点を有する。さら
に、現在主流の８００ｎｍ程度の波長での記録消去可能
な媒体から、特に記録層等の材料を変更することなく短
波長光源による高密度化が可能であるといった利点を有
する。
【０００４】このような、相変化型の記録層材料として
は、カルコゲン系合金薄膜を用いることが多い。例え
ば、ＧｅＳｂＴｅ系、ＩｎＳｂＴｅ系、ＧｅＳｎＴｅ
系、ＡｇＩｎＳｂＴｅ系合金があげられる。現在、実用
化されている書換可能相変化型記録媒体では、未記録・
消去状態を結晶状態とし、非晶質のビットを形成する。
【０００５】非晶質ビットは記録層を融点より高い温度
まで加熱し、急冷することによって形成される。記録層
のこのような加熱処理による蒸発・変形を防ぐため、通
常は、記録層の上下を耐熱性でかつ化学的にも安定な誘
電体保護膜で挟みこむ。記録過程においては、この保護
層は記録層からの熱拡散を促し過冷却状態を実現して非
晶質ビットの形成にも寄与している。
【０００６】さらに、上記サンドイッチ構造の上部に金
属反射層を設けた４層構造とすることで、熱拡散をさら
に促し、非晶質ビットを安定に形成せしめるのが普通で
ある。消去（結晶化）は、記録層の結晶化温度よりは高
く、融点よりは低い温度まで記録層を加熱して行う。
【０００７】この場合、上記誘電体保護層は、記録層を
固相結晶化に十分な高温に保つ蓄熱層として働く。いわ
ゆる１ビームオーバーライト可能な相変化媒体において
は、上記、消去と再記録過程を１つの集束光ビームの強
度変調のみによって行うことが可能である（Ｊｐｎ．
Ｊ．Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．，２６（１９８７）， ｓｕ
ｐｐｌ．２６−４， ｐｐ．６１−６６）。
【０００８】１ビームオーバーライト可能な相変化媒体
では、記録媒体の層構成及びドライブの回路構成が簡単
になる。このため、安価で高密度な大容量記録システム
として注目されている。近年、書換可能なコンパクトデ
ィスク（ＣＤ−Ｅｒａｓａｂｌｅ、ＣＤ−Ｅ）が提唱さ
れている（「ＣＤ−ＲＯＭ ｐｒｏｆｅｓｓｉｏｎａ
ｌ」誌（米国）、１９９６年９月号、２９−４４ペー
ジ、あるいは、相変化光記録シンポジウム予稿集、１９
９５年、４１−４５ページ）。
【０００９】ＣＤ−Ｅでは、７０％以上という高反射率
まで含めたＣＤとの互換性は困難であるものの、１５〜
２５％の範囲内では、記録信号及び溝信号の点でＣＤと
の互換性が確保でき、少なくとも、反射率の低いことを
カバーするための増幅系を再生系に付加すれば、現行Ｃ
Ｄドライブ技術の範疇で互換性を確保できる。図１にそ
の模式図を示したが、ＣＤ−Ｅでは、基板１に溝２を設
け、溝内記録を行うが、この溝２にはアドレス情報を含
む蛇行を使用するものと考えられる（特開平５ー２１０
８４９号公報）。
【００１０】蛇行は搬送波周波数２２．０５ｋＨｚで周
波数（ＦＭ）変調されており、その振幅（Ｗｏｂｂｌｅ
Ａｍｐｌｉｔｕｄｅ）は溝ピッチ１．６μｍにくらべ
て非常に小さく３０ｎｍ程度である。この蛇行はウオブ
ル（Ｗｏｂｂｌｅ）といわれ、蛇行を周波数変調し、あ
るトラックの特定の位置のアドレス情報を組み込んだも
のをＡＴＩＰ信号（Ａｂｓｏｌｕｔｅ Ｔｉｍｅ Ｉｎ
Ｐｒｅ−ｇｒｏｏｖｅ）といい、記録可能なライトワ
ンスディスク（ＣＤ−Ｒｅｃｏｒｄａｂｌｅ、ＣＤ−
Ｒ）で既に利用されている（「ＣＤファミリー」、中島
平太郎・井橋孝夫・小川博司共著、オーム社（１９９
６）、第４章）。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】上記相変化媒体の記録
プロセスでは、記録層を溶融せしめるとともに、数十ナ
ノ秒以内に融点以下に急冷するという、過激な熱サイク
ルが生じる。いくら誘電体保護層で覆われているといっ
ても、数千−数万回の繰り返しオーバーライトで微小な
変形や、偏析が蓄積し、ついには、光学的に認識でき
る、ノイズの上昇や、ミクロンオーダーの局所欠陥の発
生につながる（Ｊ．Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．，７８（１９
９５），ｐｐ６９８０−６９８８）。
【００１２】記録層や保護層材料、あるいは層構成を工
夫する事で、大幅な改善はなされているものの、本質的
に書き換え可能回数に上限が有り、それは、通常の磁気
記録媒体や光磁気記録媒体にくらべて１桁以上少ない。
前述の低反射率ＣＤ−Ｅ媒体では、記録条件としてＣＤ
線速の高々６倍という低線速、かつマーク長変調記録を
行うため、繰り返しオーバーライト耐久性の観点からは
より厳しい方向である。
【００１３】加えて、本発明者らの検討によれば、ＣＤ
ドライブとの溝信号の互換性を確保するための溝形状
は、相変化媒体の繰り返しオーバーライト耐久性を低下
させる方向であることが明らかになった。すなわち、波
長７８０ｎｍの集束光でトラッキングサーボ（プッシュ
プル及び３ビーム法）に支障がない溝形状の範囲（深さ
２０〜１００ｎｍ、幅０．２〜０．８μｍ）では、溝内
記録をした場合に、ＣＤ−ＲＯＭと互換性を取るため
に、記録後のプッシュプル信号をＲＯＭ規格と同程度
（０．０４〜０．０９前後）にするためには、溝深さが
６０ｎｍ未満、幅が０．３〜０．６μｍの範囲に限られ
る（特開平８−２１２５５０号公報、ただし、この特許
では繰り返しオーバーライト耐久性に関してはいっさい
考慮されていない）。
【００１４】この関係は、相変化媒体の層構成にほとん
ど依存しない、実質的に溝形状のみによって決まるパラ
メータである。一方で、溝幅が狭く・深い方が繰り返し
オーバーライト耐久性にすぐれるという傾向がある。本
発明者等の検討によれば、繰り返しオーバーライト耐久
性は溝深さが５０ｎｍより浅くなると急激に劣化するこ
とがわかった。
【００１５】従って、従来型のＣＤと溝信号の互換性を
とろうとすると、オーバーライト耐久性をある程度犠牲
にしなければならなくなるが、その犠牲は最小限にとど
めたい。一方、上記溝信号からくる制限とともに、相変
化媒体を利用したＣＤ−Ｅ媒体では、繰り返しオーバー
ライトによりウオブル信号が記録信号に漏れこむという
新たな劣化現象が見出された。
【００１６】浅溝化によるオーバーライト耐久性を解消
するために、細溝化を指向すると、記録光ビーム端が溝
壁に熱ダメージを与えるために、ウオブル信号に由来す
る信号の劣化が促進されると考えられる。さらに、溝底
部も記録層の発熱により変形を生じる。下部保護層は、
熱絶縁効果により基板表面の温度上昇を抑制するととも
に、機械的に基板変形を押え込む機能があるので、その
熱伝導、機械物性からＺｎＳ：ＳｉＯ２混合膜等が広く
用いられる。
【００１７】本発明者らの検討によれば、ＣＤ規格との
互換性をとるための光学的要件から、下部保護層膜厚に
課される制限から、繰り返しオーバーライト耐久性と生
産性をともに満足することは極めて困難であることがわ
かった。上述のようなＣＤ規格との互換性確保のために
課される付加的条件により、繰り返し可能回数はさらに
１桁以上少なくなり、数千回程度となる。
【００１８】ウオブルは、書き換え可能なＣＤにおいて
も情報が記録されるべき未記録領域を検出する上で必須
のアドレス情報を付与するために必須の手法である。書
き換え可能ＣＤ媒体で、光磁気ディスクのようなセクタ
ー単位での記録書き換えを行うような使用方法は、まだ
確立されていないが、その場合には特定のセクターへの
書き換え回数が１０００回を越えることは十分考えら
れ、上記オーバーライトによる劣化の問題は一層深刻な
ものとなる。
【００１９】現行ＣＤドライブとできるだけ互換性を取
りつつ、繰り返しオーバーライト耐久性を改善すること
が信頼性の高いＣＤ−Ｅを実現するために、緊急の課題
であった。
【００２０】
【課題を解決するための手段】すなわち、本発明の要旨
は、トラックピッチが１．６±０．１μｍで、蛇行する
案内溝を設けた基板上に下部保護層、相変化型記録層、
上部保護層、反射層をこの順に設け、反射率が１５％以
上２５％以下の結晶状態を未記録状態とし、反射率１０
％未満の非晶質状態を記録状態として、案内溝内に基板
の記録層とは反対側の面より波長７８０±３０ｎｍの集
束光を用いて光強度の２値以上の変調により、非晶質マ
ークの記録・再生・消去を行う光学的情報記録用媒体に
おいて、記録層がＭw(ＳｂzＴｅ1-z)1-w(０≦ｗ＜０．
３、０．５＜ｚ＜０．９、ＭはＩｎ，Ｇａ，Ｚｎ，Ｇ
ｅ，Ｓｎ，Ｓｉ，Ｃｕ，Ａｕ，Ａｇ，Ｐｄ，Ｐｔ，Ｐ
ｂ，Ｃｒ，Ｃｏ，Ｏ，Ｓ，Ｓｅのうち少なくとも１種）
の合金薄膜であり、その膜厚が１５ｎｍ以上３０ｎｍ以
下であり、下部保護層の膜厚が７０ｎｍ以上１５０ｎｍ
未満であり、かつ、結晶状態の反射率が極小値となる膜
厚より０ｎｍを超えて３０ｎｍ以下厚く、さらに案内溝
の深さが２５ｎｍ以上４５ｎｍ以下、幅が０．４μｍ以
上０．６μｍ以下であることを特徴とする光学的情報記
録用媒体を提供することである。
【００２１】あるいは、トラックピッチが１．６±０．
１μｍで、蛇行する案内溝を設けた基板上に第一下部保
護層、第二下部保護層、相変化型記録層、上部保護層、
反射層をこの順に設け、反射率が１５％以上２５％以下
の結晶状態を未記録状態とし反射率１０％未満の非晶質
状態を記録状態として、案内溝内に基板の記録層とは反
対側の面より波長７８０±３０ｎｍの集束光を用いて光
強度の２値以上の変調により非晶質マークの記録・再生
・消去を行う光学的情報記録用媒体において、記録層が
Ｍw(ＳｂzＴｅ1-z)1-w(０≦ｗ＜０．３、０．５＜ｚ＜
０．９、ＭはＩｎ，Ｇａ，Ｚｎ，Ｇｅ，Ｓｎ，Ｓｉ，Ｃ
ｕ，Ａｕ，Ａｇ，Ｐｄ，Ｐｔ，Ｐｂ，Ｃｒ，Ｃｏ，Ｏ，
Ｓ，Ｓｅのうち少なくとも１種）の合金薄膜であり、そ
の膜厚が１５ｎｍ以上３０ｎｍ以下であり、第一下部保
護層の屈折率と基板の屈折率との差が０．０５未満であ
り、第二下部保護層の膜厚が結晶状態の反射率が極小値
となる最小膜厚より０ｎｍを超えて３０ｎｍ以下薄く、
かつ第一下部保護層と第二下部保護層の合計膜厚が７０
ｎｍ以上１５０ｎｍ未満であり、さらに案内溝の深さが
２５ｎｍ以上４５ｎｍ以下、幅が０．４μｍ以上０．６
μｍ以下であることを特徴とする光学的情報記録用媒体
を提供することである。
【００２２】本発明は相変化媒体を利用したＣＤ−Ｅ
（書換可能コンパクトディスク、ＣＤ−Ｅｒａｓａｂｌ
ｅ）の開発過程において、溝信号の互換性に留意し、Ａ
ＴＩＰ信号を記載するためのウオブルを形成することに
より、繰り返しオーバーライト時の劣化が促進されるこ
とを見出したことに起因する。詳細な評価結果の説明に
入る前に、本発明に用いられるような相変化媒体の構造
及び記録方法について説明しておく。
【００２３】本発明の光学的記録用媒体は、基板には、
ポリカーボネート、アクリル、ポリオレフィンなどの透
明樹脂、あるいはガラスを用いることができる。なかで
も、ポリカーボネート樹脂はＣＤにおいて最も広く用い
られている実績もあり、安価でもあるので最も好まし
い。相変化型記録層は、その上下を保護層で被覆されて
いることが望ましい。
【００２４】さらに望ましくは図２に示すように、基板
１／誘電体下部保護層３／記録層４／誘電体上部保護層
５／反射層６の構成を有し、その上を紫外線もしくは熱
硬化性の樹脂で被覆（保護コート層７）されていること
が望ましい。記録層４、保護層３，５、反射層６はスパ
ッタリング法などによって形成される。
【００２５】記録膜用ターゲット、保護膜用ターゲッ
ト、必要な場合には反射層材料用ターゲットを同一真空
チャンバー内に設置したインライン装置で膜形成を行う
ことが各層間の酸化や汚染を防ぐ点で望ましい。記録時
の高温による変形を防止するため、基板１表面には下部
保護層３が、記録層４上には上部保護層５が、通常は、
１０から５００ｎｍの厚さに設けられている。
【００２６】誘電体等からなる保護層の厚みが１０ｎｍ
未満であると、基板１や記録膜４の変形防止効果が不十
分であり、保護層としての役目をなさない傾向がある。
５００ｎｍを超えると誘電体自体の内部応力や基板１と
の弾性特性の差が顕著になって、クラックが発生しやす
くなる。より好適には保護層の厚みは１０ｎｍ以上、３
０ｎｍ以下である。
【００２７】上下の保護層の材料としては、屈折率、熱
伝導率、化学的安定性、機械的強度、密着性等に留意し
て決定される。一般的には透明性が高く高融点であるＭ
ｇ，Ｃａ，Ｓｒ，Ｙ，Ｌａ，Ｃｅ，Ｈｏ，Ｅｒ，Ｙｂ，
Ｔｉ，Ｚｒ，Ｈｆ，Ｖ，Ｎｂ，Ｔａ，Ｚｎ，Ａｌ，Ｓ
ｉ，Ｇｅ，Ｐｂ等の酸化物、硫化物、窒化物やＣａ，Ｍ
ｇ，Ｌｉ等のフッ化物を用いることができる。
【００２８】これらの酸化物、硫化物、窒化物、フッ化
物は必ずしも化学量論的組成をとる必要はなく、屈折率
等の制御のために組成を制御したり、混合して用いるこ
とも有効である。繰り返し記録特性を考慮すると誘電体
混合物がよい。より具体的にはＺｎＳや希土類硫化物と
酸化物、窒化物、炭化物等の耐熱化合物の混合物が挙げ
られる。
【００２９】これらの保護層の膜密度はバルク状態の８
０％以上であることが機械的強度の面から望ましい（Ｔ
ｈｉｎ Ｓｏｌｉｄ Ｆｉｌｍｓ， 第２７８巻（１９
９６年）、７４−８１ページ）。混合物誘電体薄膜を用
いる場合には、バルク密度として下式の理論密度を用い
る。 ρ（バルク密度）＝Σｍｉ(各成分ｉのモル濃度）ρｉ
(単独のバルク密度） 本発明においては、特に下部保護層に関しては、下部保
護層を単層で形成する場合にはその膜厚を７０ｎｍ以
上、１５０ｎｍ未満、好ましくは７０ｎｍ以上、９０ｎ
ｍ以下とする。好ましくい材質としては（ＺｎＳ）
1-X(ＳｉＯ2)X ０．１３≦Ｘ≦０．１７であり、一方
上部保護層の好ましい態様としては、厚さ２０ｎｍ以
上、３０ｎｍ以下の（ＺｎＳ）1-y（ＳｉＯ2)y、０．１
８≦ｙ≦０．２２である。
【００３０】また、下部保護層を２層構造にする場合に
は、基板側にある第一下部保護層の屈折率と基板の屈折
率の差が０．０５未満であり、かつ記録層側の第二下部
保護層の膜厚は、結晶状態の時の反射率が極小値になる
最小膜厚より０ｎｍを超えて３０ｎｍ以下薄く、かつ第
一下部保護層と第二下部保護層を合わせた膜厚を７０ｎ
ｍ以上、１５０ｎｍ未満、好ましくは７０ｎｍ以上、９
０ｎｍ以下とするのが良い。
【００３１】本発明の媒体の記録層は相変化型の記録層
であり、その厚みは１５ｎｍから３０ｎｍの範囲であ
る。ＣＤと互換性をとれるほどのコントラストを得るた
めにこの範囲が好適である。１５ｎｍ未満では反射率が
低くなりすぎ、３０ｎｍより厚いと熱容量が大きくなり
記録感度が悪くなる。
【００３２】記録層としては後述の光学特性の制限か
ら、Ｓｂ70Ｔｅ30共晶点近傍のＳｂＴｅ合金を主成分と
する、Ｍw(ＳｂzＴｅ1-z)1-w(０≦ｗ＜０．３、０．５
＜ｚ＜０．９、ＭはＩｎ，Ｇａ，Ｚｎ，Ｇｅ，Ｓｎ，Ｓ
ｉ，Ｃｕ，Ａｕ，Ａｇ，Ｐｄ，Ｐｔ，Ｐｂ，Ｃｒ，Ｃ
ｏ，Ｏ，Ｓ，Ｓｅのうち少なくとも１種）合金薄膜が用
いられる。
【００３３】この合金薄膜は結晶・非晶質いずれの状態
も安定でかつ、両状態間の高速の相転移が可能である。
さらに、繰り返しオーバーライトを行った時に偏析が生
じにくいといった利点があり、最も実用的な材料であ
る。より具体的で好ましい例として、ＡｇαIｎβＳｂ
γＴｅη、３＜α＜１０、３＜β＜８、５５＜γ＜６
５、２５＜η＜３５、６＜α＋β＜１３、α＋β＋γ＋
η＝１００なる組成を有する記録層があげられる。
【００３４】本発明者らの検討によれば、上記のように
組成を限定することにより、特にＣＤ−Ｅとして高々Ｃ
Ｄ線速の６倍速程度でオーバーライトする場合に、繰り
返しオーバーライト耐久性と経時安定性にすぐれた組成
として選択的に用いることができることがわかった。線
速依存性は主成分であるＳｂとＴｅによって決まり、Ｓ
ｂが６５ａｔ．％（原子％）を超えて含まれると低線速
での非晶質マーク形成が困難になり、５５ａｔ．％未満
では結晶化速度が遅すぎて十分消去できない。
【００３５】この範囲内でＳｂ/Ｔｅ比が大きいほど結
晶化速度が速くなるが、層構成によって決まる熱分布を
考慮して最適な組成が選ばれる。Ｉｎは結晶化温度を上
昇させて経時安定性を高める効果があり、室温での保存
安定性を確保するためには少なくとも３ａｔ．％以上は
必要である。８ａｔ．％を超えて含まれると相分離が生
じ易く、繰りしオーバーライトにより偏析が起きやすく
なるため好ましくない。
【００３６】Ａｇは成膜直後の非晶質膜の初期化を容易
にするために用いられる。初期化方法にもよるが１０ａ
ｔ．％以下の添加で十分であり、多すぎるとかえって経
時安定性を損ねるので好ましくない。また、ＡｇとＩｎ
をあわせて１３ａｔ．％を超えることは繰り返しオーバ
ーライト時に偏析を生じ易いので好ましくない。
【００３７】もう一種の好適な記録層の例としてＭzＧ
ｅy(ＳｂxＴｅ1-x)1-y-z(ただし、ＭはＡｇもしくはＺ
ｎの少なくとも１種であり、０．６０≦ｘ≦０．８５、
０．０１≦ｙ≦０．２０、０．０１≦ｚ≦０．１５、
０．０２≦ｙ＋ｚ＜０．３０である）なる組成を有する
合金があげられる。これは上記のＡｇＩｎＳｂＴｅ合金
における低融点金属ＩｎおよびＩｎ化合金の析出のしや
すさを改善することができる。
【００３８】反射層を設けるのは、光学的な干渉効果を
より積極的に利用して信号振幅を大きくするためと、放
熱層として機能することで非晶質マークの形成に必要な
過冷却状態が得られやすいようにするためである。この
ため、反射層としては、高反射率、高熱伝導率の金属が
望ましく、具体的にはＡｕ，Ａｇ，Ａｌ等があげられ
る。しかしながら、より光学的な設計の自由度を増すた
めに、Ｓｉ，Ｇｅ等の半導体を用いることもある。
【００３９】経済的、および耐蝕性の観点からはＡｌに
Ｔａ，Ｔｉ，Ｃｒ，Ｍｏ，Ｍｇ，Ｚｒ，Ｖ，Ｎｂ等を
０．５ａｔ．％以上、５ａｔ．％以下添加したＡｌ合金
が望ましい。特に好ましくはＴａとＴｉである。一般的
にＡｌに混合する不純物量が多いと熱伝導が低下する性
質を利用して熱伝導率を制御する。
【００４０】特に、Ｔａの添加は高耐蝕性材料が得られ
る（特開平１−１６９７５１号公報）。また、最大５ａ
ｔ．％までの低下により純Ａｌの１／３〜１／４まで熱
伝導率を広範に制御できるという利点もある。反射層の
組成及び膜厚は、非晶質形成のために上部保護層を介し
て冷却する冷却速度を制御する観点から最適化される。
【００４１】厚くしすぎると感度の低下を招くので２０
０ｎｍ以下が望ましい。５０ｎｍ未満では冷却効果が不
十分になりやすい。また、反射層の冷却効果を有効に利
用するためには、上部保護層膜厚は２０ｎｍ以上３０ｎ
ｍ以下が望ましい。より具体的に好ましい例として、記
録感度を低下させず、十分な冷却効果を得るための層構
成として、上部保護層膜厚は２５ｎｍ以上、３０ｎｍ以
下と厚めで、反射層に高熱伝導率のＡｌ1-vＴａv、０．
０１≦ｖ≦０．０２を５０ｎｍ以上、１５０ｎｍ以下設
けるとよい。
【００４２】記録層及び保護層の厚みについてより詳し
く説明する。機械的強度、信頼性の面からの制限の他
に、多層構成に伴う干渉効果も考慮して、レーザー光の
吸収効率が良く、記録信号の振幅、すなわち記録状態と
未記録状態のコントラストが大きくなるように選ばれ
る。ＣＤ−Ｅとして互換性を確保するためには、ＣＤ規
格で定められる変調度を高くとらねばならない。
【００４３】変調度は、図３に示されるようにＥＦＭ信
号を記録したときのＤＣ再生信号（直流成分を含む再生
信号）において、１１Ｔマークのトップの信号強度Ｉto
pと、信号振幅Ｉ11との比Ｉ11/Ｉtopとして定義され
る。Ｉtopは実際上、未記録部（結晶状態）の溝内での
反射率に相当する。Ｉ11は相変化媒体の結晶部分と非晶
質部分から反射光の強度差及び位相差が問題となる。
【００４４】反射光の強度差は基本的に結晶状態と非晶
質状態の反射率差で決まる。一方、幅１μｍ程度より狭
い溝内に記録した非晶質マークを、同程度の径の集束光
ビームで読み出した場合には平面波の干渉を考慮しなけ
ればならない。すなわち、非晶質マークと結晶状態の反
射光の間の位相差を考慮する必要がある。
【００４５】位相差δは前述の多層構成を有する記録媒
体を、基板裏面側から再生光ビームを入射して反射光を
読み取る場合の、次式 δ=(結晶領域を通過した反射波の位相)−(非晶質領域を
通過した反射波の位相) によって定義される（図４参照）。δが負の場合は非晶
質状態の位相が進み、δが正の場合は結晶状態の位相が
進んでいることを意味する。一方、グルーブ記録を行う
場合、下式で表される溝深さによる位相差が生じる。 Φ=(グルーブ部からの反射波の位相)−(ランド部からの
反射波の位相) 基板面入射光から見て、ランド部の方が遠くに有り位相
が進むからΦ＜０である。さきのδにΦが加わると、集
束光ビーム内で局所的な平面波の干渉が起こって、溝内
に記録された非晶質部の反射率が下がり、単なる結晶状
態と非晶質状態の反射率差以上にコントラストがとれる
場合がある。このための条件は −π＜δ＜０ である。
【００４６】ただし、位相は２πの周期で既約化でき
る。本発明における基板上に下部保護層、記録層、上部
保護層、反射層を設けた４層構成においては、下部保護
層膜厚依存性が最も顕著である。図５に典型的な４層構
成における反射率及び結晶と非晶質の位相差の計算例を
示した。
【００４７】図５（ａ）は本発明記録層材料の例として
Ａｇ5Iｎ6Ｓｂ60Ｔｅ29記録層の場合、図５（ｂ）は有
望な相変化媒体材料であるが本発明には適さないＧｅ22
Ｓｂ 25Ｔｅ43記録層の場合である。各層の屈折率は実測
値を用いている。また、記録層、上部保護層、反射層は
それぞれ、２０ｎｍ、２２．５ｎｍ、２００ｎｍとし
た。
【００４８】下部保護層依存性を見る限り、通常は振幅
の変化は小さく、分母であるＩtop、すなわち結晶状態の
反射率に強く依存する。したがって、結晶状態反射率は
可能な限り低いことが望ましい。図５の計算例ではｎ＝
２．１の（ＺｎＳ）80(ＳｉＯ2)20を想定したが、第１
の極小値ｄ1では６０ｎｍ以上、８０ｎｍ以下、第２の
極小値ｄ2では２５０ｎｍ以上、２７０ｎｍ以下にな
る。
【００４９】以後は周期的に変化する。結晶状態の反射
率が極小となる下部保護層膜厚は反射率が高い記録層で
あれば実質上、保護層の屈折率のみで決まる。この点は
図５（ａ），（ｂ）いずれにおいてもほぼ同じ極小点と
なることからわかる。
【００５０】ｄ1、ｄ2に２．１／ｎをかければ、ほぼ他
の屈折率ｎにおける極小点膜厚が得られるが、通常ｎ＝
１．８〜２．３であるから、ｄ1は高々８５ｎｍ程度で
ある。下部保護層屈折率が１．８よりも小さいと極小点
における反射率が増加して変調度が著しく低下し、０．
５未満となるので好ましくない。
【００５１】逆に、２．３以上とすると、極小点の反射
率が低くなりすぎ２０％を達成できず、フォーカスやト
ラッキングサーボが困難になるので好ましくない。さ
て、位相差は前述のように非晶質状態の位相差が進むこ
とが望ましいが、あまり影響が大きいと記録と同時に溝
形状が変化するのと同等の効果が生じるのでサーボが不
安定になり易い。
【００５２】特に、溝深さによる位相Φと結晶と非晶質
の位相差δの和がπとなる近傍では、プッシュプル信号
が得にくくなるので好ましくない。溝深さによる位相差
は本発明の場合、高々０．０８πである。位相差δは
０．５π未満であることが望ましい。記録層の膜厚２０
ｎｍ付近では図５（ｂ）では、結晶状態反射率の極小点
近傍で位相差δがπに近くなるので好ましくない。
【００５３】また、下部保護層膜厚の変化に対して、位
相差δが急激に変化することも好ましくない。Ｇｅ22Ｓ
ｂ25Ｔｅ43記録層は、相変化媒体として有望なＧｅ2Ｓ
ｂ2Ｔｅ5組成近傍でありながら、反射率極小点を利用す
る本発明記録媒体には適さないことがわかる。
【００５４】Ｓｂ70Ｔｅ30共晶点近傍組成に高々３０原
子％程度の添加元素を加えた本発明記録層では、図５
（ａ）とほぼ類似の光学特性が発揮される。これは、従
来ＧｅＴｅ−Ｓｂ2Ｔｅ3擬似２元合金で提唱された他の
発明と本発明との着眼点の大きな差である。一般に、誘
電体保護膜はＺｎＳ：ＳｉＯ2のような混合膜であろう
と、Ｔａ2Ｏ 5のような化合物であろうと、金属膜に比べ
でスパッタ法による成膜レートが極めて遅く、数分の１
以下である。
【００５５】このため図５における第２の極小値となる
膜厚は成膜時間がかかり好ましくない。生産性の観点か
らは下部保護層膜厚は１５０ｎｍ未満にとどめるのが望
ましい。なぜなら、現状では誘電体保護層のスパッタ法
による成膜速度は高々１５ｎｍ/秒であり、その成膜に
１０秒以上かけることはコストを上昇させるからであ
る。
【００５６】また、膜厚変動の許容値が厳しくなるので
生産上好ましくない。すなわち、図５からわかるよう
に、反射率は所望の膜厚ｄ0からΔｄずれると、第１の
極小値ｄ1近傍であろうが、第２の極小値ｄ2近傍であろ
うが同じだけ変動する。一方、製造上膜厚分布はｄ0に
対して何％かで決まり、通常はｄ0±２〜３％が均一性
の限度である。
【００５７】従って、ｄ0が薄いほど膜厚の変動幅Δｄ
は小さくなり、ディスク面内あるいはディスク間の反射
率変動を抑制できるので有利である。基板自公転機構を
有しない安価な静止対向タイプのスパッタ装置では、結
果として大量生産可能な第１の極小値ｄ1近傍の膜厚を
採用さざるを得ない。一方、基板変形を抑制するために
は、ある程度の下部保護層膜厚が必要である。
【００５８】図６に繰り返しオーバーライト耐久性の下
部保護層膜厚依存性を示した。溝幅は０．５５μｍでほ
ぼ一定である。下部保護層膜厚が７０ｎｍ未満になる
と、耐久性が急激に悪化する。特に、繰り返し回数が数
百回未満の初期に急激にジッタが増加する。繰り返し初
期のジッタの悪化は、下部保護層膜厚に著しく依存す
る。
【００５９】本発明者らの原子間力顕微鏡（ＡＦＭ）に
よる観察によれば、この初期劣化は基板表面が２〜３ｎ
ｍ程度へこむ変形によるものであることがわかった。基
板変形を抑制するためには、記録層の発熱を伝えないた
めに熱絶縁効果があり、かつ、機械的に変形を押え込む
ような保護層膜厚が必要であり、この種の媒体に必要と
される最低１０００回の耐久性を達成するためには、７
０ｎｍ以上好ましくは８０ｎｍ以上が必要であることが
わかる。
【００６０】従って、高変調度を維持しつつ、この種の
書き換え可能媒体に最低限必要とされる、１０００回の
オーバーライト耐久性が実現するためには、Ｉtopを極
小値近傍に保ちつつできるだけ厚い膜厚を狙う必要があ
る。この際、図５からわかるように位相差δは振幅が取
れない方向に動くが、たとえ結晶状態の位相が進むδ＞
０の状態になっても、|δ|＜０．５πであれば問題無
い。
【００６１】δ＞０．５πとなると位相差の悪影響を及
ぼし、反射率差から期待される振幅がとれない。このた
めの要件は第１の極小点ｄ1より０〜３０ｎｍ以内の膜
厚を採用することである。本発明のもう一つの形態とし
て、上記位相差を積極的に利用する方法がある。光学的
には同一反射率差に対して変調度が大きくとれ好ましい
方向である。
【００６２】このために反射率の極小点より０ｎｍを超
え３０ｎｍ以下薄い下部保護層を用いるのが好ましい。
しかし、図６から明らかに繰り返しオーバーライト耐久
性が不足している。これを解決するためには、図７に示
すように下部保護層３を第一下部保護層３’と第二下部
保護層３”の２層に分割するのが良い。
【００６３】第二下部保護層３”より上の層構成の設計
は光学的な特性を優先して設計し、第二下部保護層３”
の膜厚を反射率の極小点より０ｎｍを超え、３０ｎｍ以
下、好ましくは２〜３０ｎｍ薄くする。下部保護層３は
第一下部保護層３’と第二下部保護層３”の合計膜厚と
して７０ｎｍ以上として機械的強度を増し、繰り返しオ
ーバーライト耐久性を改善するために用いる。
【００６４】この際、第一下部保護層の屈折率ｎ1を基
板の屈折率ｎsubとほぼ等しくすることにより、光学的
設計とは切り離して自由に膜厚を設計できるようにす
る。すなわち、光学的要件と耐久性要件を実際上独立し
て最適化できる。ｎ1とｎsubは全く等しいのが理想であ
るが、その差が０．０５未満であれば実際上問題はな
い。
【００６５】代表的なポリカーボネート樹脂基板のｎsu
bは１．５５であるから、ｎ1として１．５から１．６の
誘電体を用いるのがよい。そのための材料としては具体
的にはＳｉＯ2やＺｎＳとＭｇＦ2もしくはＣａＦ 2との
混合物がある。ＳｉＯ2、ＳｉＣ、Ｙ2Ｏ3の混合物、Ｚｎ
Ｓ、ＳｉＯ2、ＭｇＦ2もしくはＣａＦ2の混合物がそれ自
身の耐久性に優れており、より好ましい。
【００６６】こうして高変調度と生産性及び繰り返しオ
ーバーライト耐久性のバランスに配慮した層構成を採用
することで記録信号品質は低反射率であることを除い
て、実質上ＣＤ互換性を維持できる。以下では、溝信号
の互換性を考慮した場合に、溝形状に由来する繰り返し
オーバーライトによる劣化現象が問題となることを実験
例によって示す。
【００６７】直径１２０ｍｍ、厚さ１．２ｍｍの射出成
形されたポリカーボネート基板上に、溝ピッチは１．６
μｍで、溝幅は約０．５μｍ、深さは約４０ｎｍの溝を
スパイラル上に設けた。溝には２２．０５ｋＨｚの信号
で、溝横断方向にウオブルを形成している。ウオブル振
幅は２７ｎｍ、２０ｎｍ、１３．５ｎｍ、０ｎｍ（ウオ
ブルなし）の４種類とした。
【００６８】ウオブル振幅はＣＤ−Ｒ規格で定められた
測定法によるが、絶対値そのものは参照値で、相対的な
大きさを管理できればよい。この基板上に、下部保護層
として（ＺｎＳ）80(ＳｉＯ2)20(ｍｏｌ％）を１００ｎ
ｍ、その上に記録層としてＡｇ5Iｎ6Ｓｂ61Ｔｅ28を２
０ｎｍ、上部保護層として（ＺｎＳ）80(ＳｉＯ2)20を
２０ｎｍ、反射層としてＡｌ97.5Ｔａ2.5を１００ｎｍ
順次積層し、この上に紫外線硬化樹脂（ＳＤ３１８、大
日本インキ製）を数μｍコートして相変化媒体を作成し
た。
【００６９】なお、記録は溝内に行い、結晶領域中に非
晶質マークを形成した。この媒体に対して、いわゆるＣ
Ｄの２倍速（２．８ｍ／ｓ）で図８（ａ）に示すような
基準クロック周期Ｔに対して３Ｔから１１Ｔの長さのマ
ーク長を記録するＥＦＭランダム信号を用い繰り返しオ
ーバーライトを行った。ＥＦＭ信号はＣＤ規格において
用いられる。
【００７０】記録は各長さの信号を図８（ｂ）に示すパ
ルスに分割する方法を用いており、記録パワーＰｗは１
１ｍＷ、消去パワーＰｅは６ｍＷ、バイアスパワーＰｂ
は０．８ｍＷである。信号品質はもっとも厳しい３Ｔジ
ッタで評価した。結果を図９に示す。
【００７１】ジッタは２倍速では１７．５ｎｓｅｃ程度
より小さいことがＣＤの規格上必要である。図９から明
らかなように、ウオブル振幅のない溝では１００００回
のオーバーライト後もほとんどジッタの劣化はないが、
ウオブル振幅の増大とともに、劣化が著しくなり、１０
００回程度で劣化が著しくなることがわかる。
【００７２】上記、ウオブルの存在による劣化促進のメ
カニズムは必ずしも明らかではないが、図１０に示すよ
うに、記録用光ビーム９の一部が溝の側壁１０に照射さ
れやすくなるためではないかと考えられる。すなわち、
トラッキングサーボがかかった集束光ビーム９はウオブ
ルの蛇行には追従せず、溝中心部を直進して行く。
【００７３】溝壁１０の蛇行があれば、図１０のように
光ビーム９が、わずかではあるが溝壁１０に照射されや
すくなる（図１０はウオブル振幅を誇張して描いてある
が、この傾向は正しいと考えられる）。溝壁１０は薄膜
の密着性が悪い溝壁部や溝角部で応力集中が起きやすい
等により繰り返しオーバーライト時の熱ダメージによる
劣化が起きやすいと考えられるので、ここに光ビームの
一部でも照射されれば、劣化は促進されると考えられ
る。図１１はウオブル振幅及び溝深さはそれぞれ２０ｎ
ｍ，３１ｎｍで一定とし、溝幅を変化させた場合の繰り
返しオーバーライト耐久性を示した。
【００７４】測定方法及び層構成は図９と同様に行っ
た。初期ジッタはいずれも１０ｎｓｅｃ程度である。相
変化媒体の溝記録では深溝、細溝であるほど耐久性が良
いという傾向があるが、ウオブルが存在する場合、溝幅
が狭すぎるとかえって上述の溝壁部の劣化現象が顕著に
なるため劣化が著しいことがわかる。
【００７５】すなわち、繰り返しオーバーライト耐久性
の面から溝幅に制限があり、０．４μｍ以上０．６μｍ
以下であることが望ましい。より好ましくは０．４５μ
ｍ以上、０．５５μｍ以下である。ＣＤの互換性の観点
からは、たとえば特開平８−２１２５５０号公報に開示
されたような溝信号に配慮する必要がある。
【００７６】この特許で好ましいとして具体的に開示さ
れている溝形状は、溝深さ５０〜６０ｎｍ、溝幅０．３
〜０．６μｍである。本発明者らの検討によれば、上記
変調度、生産性、繰り返しオーバーライト耐久性を考慮
した層構成においては、溝深さが４５ｎｍ未満でなけれ
ば、記録後のプッシュプル値が０．１より過剰に大きく
なりやすい、記録後のラジアルコントラスト値が０．６
以上と記録前の値０．１〜０．２に比べて過剰に大きく
なり、サーボの安定性に問題が生じることがわかった。
【００７７】ここでラジアル・コントラストＲＣは以下
のように定義される。 ＲＣ＝２（ＩL-ＩG)／（ＩL+ＩG) ここで、ＩL、ＩGはそれぞれランド部、グルーブ部にの
反射光強度である。反射光強度はトラック中心にたいし
て左右に配置された光検出器の和信号Ｉ1+Ｉ2である。
【００７８】実際はフォーカスサーボのみをかけて得ら
れるトラック横断信号の溝部とランド部強度を測定す
る。記録前後で定義されるが、記録後のラジアル・コン
トラストは記録による反射率低下部の信号強度を低域通
過フィルタによって平均化した強度を用いる。一方、記
録後のプッシュプル値ＰＰａは、やはり、差信号の平均
値を用いて、 ＰＰａ＝（Ｉ1-Ｉ2)/Ｉtop で定義される。
【００７９】いずれも一般的な定義（「コンパクトディ
スク読本」、中島平太郎、小川博司共著、オーム社、第
１版、第６章６節等に詳しい解説がある）であるが、よ
り詳しくは、ＣＤの規格書（レッドブック、オレンジブ
ック）に明記されている。同じＣＤ互換の書換媒体であ
りながら、前記特許ではドライブ設計に関わる溝信号等
を規定しているが、それ実施するためのディスクの具体
的構成については実施例における下部保護層膜厚がすべ
て２００ｎｍである。
【００８０】このため、具体的に例示されている溝深さ
の推奨値が５０〜６０ｎｍと深めになっている。前記公
開特許との差違が生じるのは下部保護層膜厚が本発明範
囲を超えて厚いことによると考えられる。すなわち、下
部保護層膜厚が厚いと、溝が埋められて記録層面で見た
溝形状が実質上浅くなるため、溝形状を深めに設定する
必要があったと考えられる。
【００８１】本発明は光学特性のみならず、信頼性・生
産性のバランスを考慮して記録媒体の層構成と溝形状を
セットで設計した点で、 上記公知文献とは全体的な設
計思想に大きな相違が存在し、結果として実施の態様に
差が生じたと言わざるをえない。一方、溝深さを浅くし
すぎるとスタンパ製造や基板の成形が困難になる、ある
いはラジアル・コントラストやプッシュプルの下限規格
を下回るため、２５ｎｍより浅くはできない。
【００８２】図６に示す繰り返しオーバーライト耐久性
の溝深さ依存性を考慮すれば３０〜４０ｎｍであること
が一層望ましい。溝幅は記録後のラジアル・コントラス
トの観点から０．４５μｍ以上、ウオブルと溝形状に関
したオーバーライト耐久性の観点から０．６μｍ以下で
あることが望ましい。
【００８３】０．６μｍより広いと相変化媒体一般の現
象として、また、０．４μｍより狭いとウオブルの存在
によるオーバーライト耐久性による劣化が著しくなるの
で好ましくない。より好ましくは０．４５μｍ以上０．
５５μｍ以下である。本発明は、低反射率ながらＣＤと
互換性のある書き換え可能媒体を意図したために生じる
種々の制約を克服し、単なる最適化の手順を超えてトレ
ードオフ要因間のバランスをとるための具体的方策を見
出したものである。個々の要素のみに注目すれば先行す
る相変化媒体技術を飛躍的に超えるものではないが、Ｃ
Ｄ互換書き換え可能媒体の産業上の利用価値は大きい。
【００８４】
【実施例】以下、ＣＤとの互換性を考慮しつつ高信頼
性、高生産性を達成したＣＤ−Ｅ媒体の具体例について
実施例を用いて説明するが、本発明は、その要旨を越え
ない限り以下の実施例に限定されるものではない。
【００８５】実施例１、比較例１ 表１、２には、ウオブル振幅は一定とし、溝幅及び溝深
さを変化させた場合の繰り返しオーバーライト耐久性、
光学特性、溝信号特性をまとめた。表１は本発明入範囲
の実施例、表２は範囲外の比較例である。実験に用いた
層構成は下部保護層(ＺｎＳ)80(ＳｉＯ2)20が８０ｎ
ｍ、Ａｇ5Iｎ5Ｓｂ60Ｔｅ30記録層２０ｎｍ、上部保護
層(ＺｎＳ)80(ＳｉＯ2)20が２３ｎｍ、反射層Ａｌ98Ｔ
ａ2が１００ｎｍである。
【００８６】（ＺｎＳ）80(ＳｉＯ2)20保護層の膜密度
は３．５ｇ／ｃｍ3で理論的バルク密度３．７２ｇ／ｃ
ｍ3の９４％であった。すべての薄膜はスパッタ法で真
空を解除せずに作成した。また、基板は射出成形で作成
した。各層組成は蛍光Ｘ線分析、原子吸光分析、Ｘ線励
起光電子分光法等を組み合わせて確認した。成膜直後の
記録層は非晶質であり、バルクイレーザー（日立コンピ
ュータ機器、ＰＯＰ１２０、商品名）により線速３ｍ／
ｓで初期化パワー５００ｍＷを照射して全面結晶化させ
初期（未記録）状態とした。
【００８７】このパワーでは記録層はいったん溶融して
再凝固する再に結晶化していると考えられる。下部保護
層膜厚は図５の反射率の極小点ｄ1=７５ｎｍより５ｎｍ
厚くしている。基板は厚さ１．２ｍｍのポリカーボネー
ト基板で、射出成形により１．６μｍピッチで振幅、周
期、変調信号等ＣＤ−Ｒ規格（オレンジブック、パート
２）に準じたウオブルが形成されている。
【００８８】記録には図８のパルスストラテジーを用い
た。記録パワーＰｗと消去パワーＰｅ、バイアスパワー
Ｐｂはそれぞれ１２ｍＷ、６ｍＷ、０．８ｍＷとした。
このパワー近傍において最も良好なジッタが得られた。
記録用光学ヘッドは波長７８０ｎｍ、ＮＡ＝０．５５で
あり、記録時の線速はいわゆるＣＤ線速の２倍速（２．
４ｍ/ｓ）である。
【００８９】オーバーライト耐久性の回数とは２倍速で
繰り返しオーバーライトしたときに３Ｔマークのジッタ
がＣＤ規格の上限値である１７．５ｎｓｃ以下に保たれ
る回数とした。また、同表には記録後のラジアルコント
ラスト値ＲＣｂ、ＲＣａも記入されているが、深溝化で
溝深さが４５ｎｍを超すとＲＣａが０．６を上回るよう
になり好ましくない。
【００９０】また５０ｎｍより深くなると記録後のプッ
シュプルＰＰａが０．１を上回るようになり好ましくな
い。また、溝内反射率が低下して、１５％ぎりぎりもし
くはそれ以下となり、トラッキングサーボが不安定にな
った。溝幅は０．４〜０．６μｍの範囲でないと繰り返
しオーバーライト回数１０００回が達成できない。溝深
さが２５ｎｍ未満であると記録前後のラジアルコントラ
スト比が０．３を大きく下回り、また繰り返しオーバー
ライト回数も５００−６００回未満となり好ましくな
い。
【００９１】実施例２、比較例２ 実施例２及び比較例２では、下部保護層を反射率の極小
近傍（７５ｎｍ、及び２５０ｎｍ）となる２つの膜厚８
０ｎｍ（実施例２）と、２６０ｎｍ（比較例２）でディ
スクを作成した。いずれも同一スパッタ装置内で作成し
た。保護層の膜密度はバルクの約９３％であった。
【００９２】記録層Ａｇ5Iｎ6Ｓｂ59Ｔｅ30の膜厚は２
０ｎｍ、上部保護層膜厚は２３ｎｍ、反射層は１００ｎ
ｍである。光学的には同等の特性が得られる。しかし、
反射率分布を測定した結果、図１２、図１３に示すよう
に、明らかに比較例２の２６０ｎｍの方がディスク面内
の反射率分布が大きいという結果が得られた。
【００９３】ここで図１２、図１３はそれぞれ実施例
２、比較例１のディスクの反射率の半径方向分布を示
す。図中、中央の折れ線は各半径における平均値、上下
の点折れ線は各半径における最大値と最小値を示す。変
動率がわかりやすいように全測定点の平均値を＜Ｒｔｏ
ｐ＞として、＜Ｒｔｏｐ>で規格化している。
【００９４】周方向分布も含めると比較例２では平均値
＋１１％、−７％の範囲になった。一方、実施例１では
平均値±６％に収まった。本実験ではスパッタ成膜装置
において平均値±約３％の膜厚分布を生じているので、
各々±約２．５ｎｍ、８ｎｍの分布を含んでいる。これ
は現状の静止対向型スパッタ装置では極めて良好な部類
の分布である。
【００９５】一方、いずれの膜厚でも同一の膜厚変化Δ
ｄに対して同じだけ反射率が変化するから、±約８ｎｍ
も分布がある比較例２の場合は反射率分布が大きくな
る。反射率分布は同一ディスク面内では±１０％に入る
のが光ディスクでは望ましい。この観点から、また、成
膜時間・材料コストも約１／３になることから、生産性
の観点からは明らかに最初の極小点近傍の下部保護層膜
厚を用いることが望ましいことが確認された。
【００９６】実施例３ Ａｇ5Iｎ5Ｓｂ59Ｔｅ31記録層を２０ｎｍ、（ＺｎＳ）
80(ＳｉＯ2)20上部保護層を２３ｎｍ、Ａｌ98Ｔａ2反射
層を１００ｎｍとし、下部保護層ＺｎＳ：ＳｉＯ2の組
成及び膜厚依存性を検討した。溝深さは３５ｎｍ、溝幅
は０．５３μmである。
【００９７】ＺｎＳ：ＳｉＯ2混合膜の屈折率ｎabは、
ＺｎＳ（屈折率ｎa＝２．３）、ＳｉＯ2(屈折率ｎb=
１．４５）のモル比に比例して決まる。すなわち、（Ｚ
ｎＳ）1- m(ＳｉＯ2)mなる組成に対して、 ｎab=ｎa(１−ｍ）＋ｎbｍ である。
【００９８】図１４にｍ＝０．１５、０．２０、０．２
５の場合の、第１の反射率極小点近傍での反射率及び変
調度の下部保護層膜厚依存性を示した。変調度について
は図中各点の近くに数値で示している。ＳｉＯ2のモル
比が大きくなり、屈折率が低下すると極小点における反
射率が増加する。
【００９９】この場合変調度を大きく低下させずに厚膜
化できる範囲が狭くなり、高々５ｎｍ程度である。一
方、ＳｉＯ2を減らしてｍ＝０．１５とし屈折率を大き
くすると、溝内反射率１５％を維持するためにはむしろ
極小点をはずす必要がある。１０〜２０ｎｍ厚膜化する
余地が生じ、同一の反射率・変調度を維持しつつ、オー
バーライト耐久性を向上できる。
【０１００】図６で示したようにこの膜厚領域では５ｎ
ｍでも厚膜化した方が耐久性に有利である。実際、図１
５に図１４中に１、２、３として示した下部保護層にお
ける繰り返しオーバーライト耐久性を図１１と同様に評
価した結果を示す。特に、図中３で示した下部保護層が
光学的特性、繰り返しオーバーライト耐久性のバランス
がとれ、本発明の好適な例であることがわかる。
【０１０１】ただし、保護層自身の耐久性はｍ＝０．２
０がベストであり、ｍとして０．１未満は好ましくな
い。また、ｍが０．３より大であると経時安定性に問題
があるのでやはり好ましくない。上下の保護層とも同一
組成を用いるか、下部保護層は０．１３≦ｍ≦０．１
７、上部保護層は０．１８≦ｍ≦０．２２として若干組
成差（屈折率差）をつけるかは、光学的要件の厳しさに
より適宜選択できる。
【０１０２】実施例４ 実施例１（ｂ）の基板及び層構成において、記録層のみ
をＺｎ3Ｇｅ8Ｓｂ61Ｔｅ28合金層に変更して同様にディ
スクを作成し、バルクイレーザーで初期化した後、図８
の記録パルスストラテジーを照射してＣＤの２倍速での
オーバーライトを行った。Ｐｗ＝１３ｍＷ，Ｐｅ＝６．
５ｍＷ、Ｐｂ＝０．８ｍＷの時、ジッタはクロック周期
Ｔ＝１１５ｎｓｅｃの１０％未満、変調度は０．７０、
反射率は１８．１％、ＰＰａ＝０．０７６、ＲＣｂ＝
０．１６、ＲＣａ＝０．５１（ＲＣｂ／ＲＣａ＝０．３
１）を得た。繰り返しオーバーライト耐久性は２０００
回以上であった。
【０１０３】
【表１】
【０１０４】
【表２】
【図面の簡単な説明】
【図１】 ウォブルの説明図である。
【図２】 本発明に関わる光学的記録用媒体の一例を示
す説明図である。
【図３】 変調度の説明のための図である。
【図４】 位相差δの説明図である。
【図５】 ４層構成における反射率と、結晶と非晶質の
位相差の説明図である。
【図６】 オーバーライト耐久性と、下部保護層膜厚の
関係を説明する図である。
【図７】 本発明に関わる光学的記録用媒体の一例を示
す説明図である。
【図８】 ＥＦＭランダム信号の一例を示す図である。
【図９】 ウォブル振幅によるオーバーライト特性の変
化を説明するための図である。
【図１０】 ウォブルと記録用光ビームの関係の説明図
である。
【図１１】 溝幅によるオーバーライト特性の変化を説
明するための図である。
【図１２】 本発明の実施例におけるディスクの反射率
の分布の説明図である。
【図１３】 本発明の比較例におけるディスクの反射率
の分布の説明図である。
【図１４】 反射率と変調度の下部保護層膜厚依存性を
説明する図である。
【図１５】 下部保護層膜厚に対するオーバーライト耐
久性を説明する図である。
【符号の説明】
１ 基板 ２ 溝 ３ 下部保護層 ４ 記録層 ５ 上部保護層 ６ 反射層 ７ 保護コート層
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ Ｇ１１Ｂ 7/24 ５６１ Ｇ１１Ｂ 7/24 ５６１Ｍ (72)発明者 坪谷 奏子 神奈川県横浜市青葉区鴨志田町1000番地 三菱化学株式会社横浜総合研究所内 (72)発明者 堀江 通和 神奈川県横浜市青葉区鴨志田町1000番地 三菱化学株式会社横浜総合研究所内 (56)参考文献 特開 平７−93804（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−315425（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−321077（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−89519（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−211249（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G11B 7/24

Claims (7)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】トラックピッチが１．６±０．１μｍで、
    蛇行する案内溝を設けた基板上に下部保護層、相変化型
    記録層、上部保護層、反射層をこの順に設け、反射率が
    １５％以上２５％以下の結晶状態を未記録状態とし反射
    率１０％未満の非晶質状態を記録状態として、案内溝内
    に基板の記録層とは反対側の面より波長７８０±３０ｎ
    ｍの集束光を用いて光強度の２値以上の変調により、非
    晶質マークの記録・再生・消去を行う光学的情報記録用
    媒体において、記録層がＭw(ＳｂzTｅ1-z)1-w(０≦ｗ＜
    ０．３、０．５＜ｚ＜０．９、ＭはＩｎ，Ｇａ，Ｚｎ，
    Ｇｅ，Ｓｎ，Ｓｉ，Ｃｕ，Ａｕ，Ａｇ，Ｐｄ，Ｐｔ，Ｐ
    ｂ，Ｃｒ，Ｃｏ，Ｏ，Ｓ，Ｓｅからなる群より選ばれる
    少なくとも１種）合金薄膜であり、その膜厚が１５ｎｍ
    以上３０ｎｍ以下であり、下部保護層の膜厚が７０ｎｍ
    以上１５０ｎｍ未満でありかつ結晶状態の反射率が極小
    値となる膜厚より０ｎｍを超えて３０ｎｍ以下厚く、さ
    らに案内溝の深さが２５ｎｍ以上４５ｎｍ以下、幅が
    ０．４μｍ以上０．６μｍ以下であることを特徴とする
    光学的情報記録用媒体。
  2. 【請求項２】下部保護層が厚さ７０ｎｍ以上、９０ｎｍ
    以下の（ＺｎＳ）1-x(ＳｉＯ2)X 0．１３≦Ｘ≦０．１
    ７であり、上部保護層が厚さ２０ｎｍ以上、３０ｎｍ以
    下の（ＺｎＳ）1-Y(ＳｉＯ2)Y、０．１８≦Ｙ≦０．２２
    である請求項１記載の光学的情報記録用媒体。
  3. 【請求項３】トラックピッチが１．６±０．１μｍで、
    蛇行する案内溝を設けた基板上に第一下部保護層、第二
    下部保護層、相変化型記録層、上部保護層、反射層をこ
    の順に設け、反射率が１５％以上２５％以下の結晶状態
    を未記録状態とし反射率１０％未満の非晶質状態を記録
    状態として、案内溝内に基板の記録層とは反対側の面よ
    り波長７８０±３０ｎｍの集束光を用いて光強度の２値
    以上の変調により、非晶質マークの記録・再生・消去を
    行う光学的情報記録用媒体において、記録層がＭw(Ｓｂ
    zTｅ1-z)1-w(０≦ｗ＜０．３、０．５＜ｚ＜０．９、Ｍ
    はＩｎ，Ｇａ，Ｚｎ，Ｇｅ，Ｓｎ，Ｓｉ，Ｃｕ，Ａｕ，
    Ａｇ，Ｐｄ，Ｐｔ，Ｐｂ，Ｃｒ，Ｃｏ，Ｏ，Ｓ，Ｓｅの
    うち少なくとも１種）合金薄膜であり、その膜厚が１５
    ｎｍ以上３０ｎｍ以下であり、第一下部保護層の屈折率
    と基板の屈折率との差が０．０５未満であり、第二下部
    保護層の膜厚が結晶状態の反射率が極小値となる最小膜
    厚より０ｎｍを超えて３０ｎｍ以下薄く、かつ第一下部
    保護層と第二下部保護層の合計膜厚が７０ｎｍ以上１５
    ０ｎｍ未満であり、さらに案内溝の深さが２５ｎｍ以上
    ４５ｎｍ以下、幅が０．４μｍ以上０．６μｍ以下であ
    ることを特徴とする光学的情報記録用媒体。
  4. 【請求項４】案内溝の深さが３０ｎｍ以上４０ｎｍ以
    下、幅が０．４５μｍ以上０．５５μｍ以下である請求
    項１乃至３のいずれかに記載の光学的情報記録用媒体。
  5. 【請求項５】下部保護層の膜厚又は第一下部保護層と第
    二下部保護層の合計の膜厚が７０ｎｍ以上９０ｎｍ以下
    であり、上部保護層の膜厚が１０ｎｍ以上３０ｎｍ以下
    であり、反射層が５０ｎｍ以上２００ｎｍ以下のＡｌ
    1-VＭV、０．００５≦Ｖ≦０．０５、ＭはＴａ又はＴｉ
    である請求項１乃至４のいずれかに記載の光学的情報記
    録用媒体。
  6. 【請求項６】相変化型記録層がＡｇαIｎβＳｂγＴｅ
    η、３＜α＜１０、３＜β＜８、５５＜γ＜６５、２５
    ＜η＜３５、６＜α＋β＜１３、α＋β＋γ＋η＝１０
    ０である請求項１乃至５のいずれかに記載の光学的情報
    記録用媒体。
  7. 【請求項７】相変化型記録層がＭzＧｅy(ＳｂxＴｅ1-x)
    1-y-z(ただし、ＭはＡｇもしくはＺｎの少なくとも１種
    であり、０．６０≦ｘ≦０．８５、０．０１≦ｙ≦０．
    ２０、０．０１≦ｚ≦０．１５、０．０２≦ｙ＋ｚ＜
    ０．３０である）なる組成を有する請求項１乃至５のい
    ずれかに記載の光学的情報記録用媒体。
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