JPH0896414A - Optical element, information recording medium, and information recording / reproducing apparatus - Google Patents
Optical element, information recording medium, and information recording / reproducing apparatusInfo
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- JPH0896414A JPH0896414A JP6254340A JP25434094A JPH0896414A JP H0896414 A JPH0896414 A JP H0896414A JP 6254340 A JP6254340 A JP 6254340A JP 25434094 A JP25434094 A JP 25434094A JP H0896414 A JPH0896414 A JP H0896414A
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Abstract
(57)【要約】
【構成】 コンパクトディスクやレーザディスク等の光
ディスク或いは光磁気記録媒体(MOディスク)、相変
化記録媒体、追記型合金記録媒体、追記型色素記録媒体
等の光反射層24を、組成又は組織を互いに異にする第一
の層(薄膜M1)と第二の層(薄膜M2)との複数層
(好ましくは両層の交互の積層の繰り返しが2回以上)
からなる積層構造とし、前記第一及び第二の層(薄膜M
1、M2)の厚さを、夫々略1原子の大きさの 0.2nm以
上、略結晶粒の大きさの20nm以下とする。
【効果】 第一の層と第二の層との境界面で結晶粒界が
不連続になる。従って、結晶粒界に沿う腐蝕の進行が抑
制され、その結果、光反射層の反射能が経時変化なく良
好に維持され、その結果、再生機能が高い信頼性を以て
保証される。
(57) [Summary] [Structure] An optical reflection layer 24 such as an optical disk such as a compact disk or a laser disk or a magneto-optical recording medium (MO disk), a phase change recording medium, a write-once alloy recording medium, a write-once dye recording medium, or the like is provided. , A plurality of layers of a first layer (thin film M1) and a second layer (thin film M2) having different compositions or textures (preferably two or more layers are alternately laminated alternately)
And the first and second layers (thin film M
The thicknesses of 1 and M2) are each 0.2 nm or more, which is approximately the size of one atom, and 20 nm or less, which is approximately the size of a crystal grain. [Effect] The grain boundary becomes discontinuous at the boundary surface between the first layer and the second layer. Therefore, the progress of corrosion along the grain boundaries is suppressed, and as a result, the reflectivity of the light-reflecting layer is maintained well without change over time, and as a result, the reproducing function is guaranteed with high reliability.
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、基体上に少なくとも光
反射層が形成されている光学素子、情報記録媒体及び情
報記録/再生装置に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an optical element having at least a light reflecting layer formed on a substrate, an information recording medium and an information recording / reproducing apparatus.
【0002】[0002]
【従来の技術】光反射膜を用いて情報を再生する光(又
は情報)記録媒体、例えば、CD(コンパクトディス
ク)、LD(レーザーディスク)などの光ディスクとし
ては、図16に示すものが知られている。2. Description of the Related Art As an optical (or information) recording medium for reproducing information using a light reflecting film, for example, an optical disc such as a CD (compact disc) or an LD (laser disc) is known as shown in FIG. ing.
【0003】この光ディスク1においては、PMMA
(ポリメチルメタクリレート)やPC(ポリカーボネー
ト)からなる透明基板2に、凹凸(信号に相当するピッ
ト)3が形成され、これらピットを含む表面には光を反
射する金属膜(通常、 0.1μm厚程度のAl膜)4が設
けられ、更に全面に保護膜5が信号ピット3や反射膜4
を保護するために設けられている。In this optical disc 1, PMMA
Irregularities (pits corresponding to signals) 3 are formed on a transparent substrate 2 made of (polymethylmethacrylate) or PC (polycarbonate), and a metal film that reflects light (usually about 0.1 μm thick) is formed on the surface including these pits. Al film) 4 is provided, and a protective film 5 is further provided on the entire surface with signal pits 3 and a reflective film 4.
It is provided to protect the.
【0004】こうした光ディスクを用いて記録情報を再
生するには、図17に示す記録/再生装置において、半導
体レーザ6からの半導体レーザ光7をコリメーターレン
ズ8でコリメートし、対物レンズ9で集光し、光ディス
ク1に透明基板2側から入射させ、透明基板2を透過さ
せて光反射膜4からの反射光により信号層のピット3の
凹凸情報を光の干渉を用いて光量変化に変える。そし
て、この反射光10をフォトダイオード11に送り、検出す
る方法をとっている。図17中、12は反射光10をレーザ光
(入射光)7から分離するためのビームスプリッタであ
る。To reproduce recorded information using such an optical disk, in the recording / reproducing apparatus shown in FIG. 17, the semiconductor laser light 7 from the semiconductor laser 6 is collimated by the collimator lens 8 and condensed by the objective lens 9. Then, the information is made incident on the optical disc 1 from the transparent substrate 2 side, transmitted through the transparent substrate 2 and reflected light from the light reflection film 4 changes the unevenness information of the pits 3 of the signal layer into a light amount change using light interference. Then, the reflected light 10 is sent to the photodiode 11 and detected. In FIG. 17, reference numeral 12 is a beam splitter for separating the reflected light 10 from the laser light (incident light) 7.
【0005】このように、ピットの反射情報を反射光に
より検出、再生しているため、その反射光の特性が重要
になるが、反射光の特性は、光反射膜(図16中の4)の
安定性(耐蝕性)に大きく左右される。As described above, since the reflection information of the pit is detected and reproduced by the reflected light, the characteristic of the reflected light is important. The characteristic of the reflected light is the light reflection film (4 in FIG. 16). Greatly depends on the stability of (corrosion resistance).
【0006】一般に、光反射膜は例えばアルミニウム又
はその合金からなり、真空蒸着法等で成膜されるが、そ
の膜質は図18のTEM(透過電子顕微鏡)写真に示すよ
うな多結晶膜となっている。この写真は、ポリメチルメ
タクリレート基板上のアルミニウム膜の保護膜と基板を
溶剤で溶解、除去した状態でのアルミニウム膜の透過電
子顕微鏡像を示すものである。Generally, the light reflecting film is made of, for example, aluminum or its alloy and is formed by a vacuum deposition method or the like. The film quality is a polycrystalline film as shown in the TEM (transmission electron microscope) photograph of FIG. ing. This photograph shows a transmission electron microscope image of an aluminum film on a polymethylmethacrylate substrate after the protective film of the aluminum film and the substrate were dissolved and removed with a solvent.
【0007】CD、LD等では、アルミニウム膜に不純
物添加を行ったり、アルミニウム膜の酸化(腐蝕)防止
用保護膜を形成することにより、信頼性を得ている。然
し、図18に示したような多結晶膜は、粒界(結晶粒と結
晶粒の境界)を含んでいることが問題となる。In CDs, LDs, etc., reliability is obtained by adding impurities to the aluminum film and forming a protective film for preventing oxidation (corrosion) of the aluminum film. However, it is a problem that the polycrystalline film as shown in FIG. 18 includes grain boundaries (boundaries between crystal grains).
【0008】即ち、R. A. Vandermeer and P. Gordon;
Edge-Nucleated, Growth Controlled Recrystallizatio
n in Aluminium, Trans. AIME. 215, Aug.(1959), p.57
7.に示されるように、加工度40%の高純度アルミニウム
の実験では、アルミニウムの再結晶粒は3つの結晶粒の
粒界(粒界三重点)上から発達することが認められてい
る。アルミニウムの再結晶はヒロック(hillock)を発生
させ、アルミニウム膜の平面性を大きく劣化させて信頼
性を悪くしてしまう(特開昭62−137743号参照)。ま
た、粒界の腐蝕(拡散)の進行は結晶粒内の進行に比べ
て非常に速く、アルミニウム膜の劣化(光反射率の変
化)を早めるなどの問題点を有している(アルミニウム
加工技術便覧、P102、 (2)粒界腐食 参照)。That is, RA Vandermeer and P. Gordon;
Edge-Nucleated, Growth Controlled Recrystallizatio
n in Aluminum, Trans.AIME. 215, Aug. (1959), p.57
As shown in 7., in the experiment of high-purity aluminum with a workability of 40%, it is recognized that the recrystallized grains of aluminum develop from the grain boundaries (grain boundary triple points) of three grains. Recrystallization of aluminum causes hillocks, which greatly deteriorates the flatness of the aluminum film and deteriorates reliability (see Japanese Patent Laid-Open No. 62-137743). In addition, the progress of corrosion (diffusion) at grain boundaries is much faster than the progress within crystal grains, and there are problems such as accelerated deterioration of the aluminum film (change in light reflectance) (aluminum processing technology). See Handbook, P102, (2) Intergranular corrosion).
【0009】このようなアルミニウム多結晶膜において
は、結晶粒界から酸化(腐蝕)が急速に進行するため、
耐蝕性等の特性が経時変化によって悪くなってしまう。
この経時変化により、図19に示すように、反射光10の状
態が変化し、再生信号特性が劣化する。これは特に、高
密度記録、短波長光での再生を行うときに顕著となる。In such an aluminum polycrystal film, oxidation (corrosion) progresses rapidly from the crystal grain boundaries.
Characteristics such as corrosion resistance deteriorate with time.
Due to this change over time, as shown in FIG. 19, the state of the reflected light 10 changes, and the reproduction signal characteristics deteriorate. This is particularly noticeable when high density recording and reproduction with short wavelength light are performed.
【0010】アルミニウム膜の信頼性を向上させる方法
として、特開昭62−137743号公報に示されているよう
に、アルミニウムにチタン等の合金元素を加えることに
より、アルミニウム合金膜の腐蝕やアルミニウム合金の
再結晶(従ってヒロック発生)を可成り抑制することが
できる。然し、このようなアルミニウム合金膜を光反射
膜とする光ディスクでも、結晶粒界から腐蝕が進行する
ため、高温高湿の条件下で行う加速劣化試験に供してみ
ると、光反射膜の安定性(経時変化特性)が徐々に悪く
なってしまう。As a method for improving the reliability of an aluminum film, as disclosed in JP-A-62-137743, by adding an alloying element such as titanium to aluminum, the corrosion of the aluminum alloy film and the aluminum alloy film are prevented. Recrystallization (hence hillock generation) can be considerably suppressed. However, even in an optical disc using such an aluminum alloy film as a light-reflecting film, corrosion progresses from the grain boundaries. Therefore, when subjected to an accelerated deterioration test performed under high temperature and high humidity conditions, the stability of the light-reflecting film is shown. (Characteristics over time) gradually deteriorate.
【0011】[0011]
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、耐ヒ
ロック性、耐蝕性等の経変特性が良好であり、信頼性を
大きく向上させ得る光ディスク等の光学素子又は情報記
録媒体、更にはこれを用いた情報記録/再生装置を提供
することにある。An object of the present invention is to provide an optical element such as an optical disc or an information recording medium which has good aging characteristics such as hillock resistance and corrosion resistance and can greatly improve reliability, and further, An object is to provide an information recording / reproducing apparatus using this.
【0012】[0012]
【課題を解決するための手段】即ち、本発明は、基体
(例えば後述の透明ガラス基板2)と、この基体上に設
けられた光反射層(例えば後述の光反射膜4又は24)と
を有する光学素子において、前記光反射層が、組成及び
/又は組織を異にする少なくとも2種類の層からなる積
層膜で構成されていて、前記の少なくとも2種類の層の
厚さが、夫々 0.2nm以上、20nm以下であることを特徴と
する光学素子。That is, according to the present invention, a base (for example, a transparent glass substrate 2 described later) and a light reflection layer (for example, a light reflection film 4 or 24 described later) provided on the base are provided. In the optical element, the light reflection layer is composed of a laminated film composed of at least two kinds of layers having different compositions and / or structures, and the thickness of each of the at least two kinds of layers is 0.2 nm. The optical element having a thickness of 20 nm or less.
【0013】本発明において、少なくとも第一の層と第
二の層との交互の積層を2回以上繰り返して光反射層を
構成することが望ましい。In the present invention, it is desirable that at least the first layer and the second layer are alternately laminated two or more times to form the light reflecting layer.
【0014】また、本発明において、少なくとも第一の
層及び第二の層を、夫々元素、合金又は化合物(酸化
物、窒化物、炭化物等)によって構成することができ
る。例えば、Au/Al、AgZn/CuZn、Al/
SiN、TiC/SiO、AlCu/NbB、Cu/M
gF、Au/SiN/AlN等で構成することができ
る。Further, in the present invention, at least the first layer and the second layer can be made of elements, alloys or compounds (oxides, nitrides, carbides, etc.). For example, Au / Al, AgZn / CuZn, Al /
SiN, TiC / SiO, AlCu / NbB, Cu / M
It can be composed of gF, Au / SiN / AlN, or the like.
【0015】また、本発明において、光の反射を良好に
するために、少なくとも第一の層及び第二の層の少なく
とも一方の層が、50原子%以上の金属を含有する(例え
ばTiN/Si3 N4 の積層)ことが望ましい。Further, in the present invention, in order to improve light reflection, at least one of the first layer and the second layer contains 50 atomic% or more of metal (for example, TiN / Si). 3 N 4 lamination) is desirable.
【0016】また、本発明において、少なくとも第一の
層及び第二の層が、エピタキシャル成長した構造、多結
晶構造、非晶質構造又はこれらの混合した構造によって
構成することができる。例えば、均一な組成のAu、A
l元素、AgZn合金等でも、AuSi、CuZr等の
非晶質物質でも、Ag40Fe60のように異なった面心立
方格子(FCC)のAgの多い組成と体心立方格子(B
CC)のFeの多い組成の2種類の混合物のように異な
った2種類以上の組成、及び結晶構造で構成されていて
も良い。Further, in the present invention, at least the first layer and the second layer can be constituted by an epitaxially grown structure, a polycrystalline structure, an amorphous structure or a mixed structure thereof. For example, Au, A of uniform composition
Whether it is an element 1, AgZn alloy, or an amorphous material such as AuSi or CuZr, different face-centered cubic (FCC) compositions such as Ag 40 Fe 60 having a high Ag content and a body-centered cubic lattice (B
It may be composed of two or more different compositions such as a mixture of two kinds of CC) having a large amount of Fe, and a crystal structure.
【0017】また、本発明においては、入射光、特に記
録再生光として波長 100nm以上の光を使用する。Further, in the present invention, incident light, particularly light having a wavelength of 100 nm or more is used as recording / reproducing light.
【0018】また、本発明において、少なくとも第一の
層と第二の層との界面にて、これらの層の組成が急激に
変化しているように光反射層を構成することができる。Further, in the present invention, the light reflecting layer can be constructed so that the composition of these layers is rapidly changed at least at the interface between the first layer and the second layer.
【0019】また、本発明において、少なくとも第一の
層及び第二の層の少なくとも一方が、第一の相(例えば
後述の母相M3)中に第二の相(例えば後述の分散相M
4)が分散した組織を有するように光反射層を構成する
ことができる。In the present invention, at least one of the first layer and the second layer has a second phase (for example, a dispersed phase M described later) in a first phase (for example, a mother phase M3 described later).
The light-reflecting layer can be configured to have a structure in which 4) is dispersed.
【0020】また、本発明において、少なくとも第一の
層及び第二の層の少なくとも一方が、面方向に間隙(例
えば後述の間隙D)を隔てて分断されており、この分断
領域で両面の層間が接続されているように光反射層を構
成することができる。Further, in the present invention, at least one of the first layer and the second layer is divided with a gap (for example, a gap D described later) in the surface direction, and the interlayers on both surfaces are separated in this division region. The light-reflecting layer can be configured to be connected.
【0021】また、本発明において、少なくとも第一の
層と第二の層との間に、前記第一の層の組成から前記第
二の層の組成へと組成が連続的に変化する中間層(例え
ば後述の組成勾配膜M5)が介在し、この中間層の介在
によって急激な組成変化が起こっていないように光反射
層を構成することができる。In the present invention, an intermediate layer in which the composition continuously changes from the composition of the first layer to the composition of the second layer between at least the first layer and the second layer. (For example, a composition gradient film M5 described later) is interposed, and the light reflection layer can be configured so that the intermediate layer does not cause a sudden change in composition.
【0022】また、本発明において、少なくとも第一の
層と第二の層とが、互いに異なる機能を有する(例え
ば、高反射率の層のほかに、耐蝕性、熱伝導性(銅の膜
が好適)の層や保護層)ように光反射層を構成すること
ができる。In the present invention, at least the first layer and the second layer have mutually different functions (for example, in addition to the high reflectance layer, corrosion resistance and thermal conductivity (copper film The light-reflecting layer can be configured as a (preferred) layer or a protective layer).
【0023】また、本発明において、少なくとも第一の
層及び第二の層は、スパッタ法、蒸着法(モレキュラビ
ームエピタキシ(MBE)を含む)、CVD法又はめっ
き法等で形成することができる。Further, in the present invention, at least the first layer and the second layer can be formed by a sputtering method, a vapor deposition method (including molecular beam epitaxy (MBE)), a CVD method or a plating method. .
【0024】また、本発明において、光反射層の基体と
は反対側の面が保護層(例えば後述の保護膜5)によっ
て被覆することができる。In the present invention, the surface of the light reflecting layer opposite to the substrate may be covered with a protective layer (for example, protective film 5 described later).
【0025】また、本発明は、光反射層の基体側の面及
びこの基体とは反射側の面のいずれか一方又は双方を、
誘電体層によって被覆することができる。Further, according to the present invention, one or both of the surface of the light-reflecting layer on the side of the substrate and the surface on the side of reflecting the substrate,
It can be covered by a dielectric layer.
【0026】更に、本発明において、所定の信号を記録
した若しくは記録可能な記録層(例えば後述の磁性層2
5、相変化層、追記型合金層、追記型色素層等)を形成
し、この記録層上に直接又は誘電体層を介して光反射層
を設けて光学素子を構成する(即ち、光磁気記録用光学
素子、相変化記録光学素子、追記型合金記録光学素子、
追記型色素光学素子等とする)ことができる。Further, in the present invention, a recording layer on which a predetermined signal is recorded or which can be recorded (for example, a magnetic layer 2 described later).
5, a phase change layer, a write-once type alloy layer, a write-once type dye layer, etc.) is formed, and a light reflection layer is provided directly on this recording layer or via a dielectric layer to form an optical element (that is, a magneto-optical element). Recording optical element, phase change recording optical element, write-once alloy recording optical element,
A write-once dye optical element or the like) can be used.
【0027】本発明はまた、基体上に少なくとも光反射
層が形成され、所定の情報が記録されるように構成され
た情報記録媒体において、前記光反射層が、上記したい
ずれかの光反射層からなっていることを特徴とする情報
記録媒体に係る。The present invention is also an information recording medium having at least a light-reflecting layer formed on a substrate so as to record predetermined information, wherein the light-reflecting layer is one of the above-mentioned light-reflecting layers. The present invention relates to an information recording medium characterized by comprising:
【0028】本発明はまた、上記したいずれかの光学素
子を光学系に配し、所定の情報を記録/再生するように
構成された情報記録/再生装置に係る。The present invention also relates to an information recording / reproducing apparatus configured to record / reproduce predetermined information by arranging any one of the above optical elements in an optical system.
【0029】積層構造の光学素子としては、波長30nm以
下の軟X線領域で、積層膜の積層周期と同じ波長の軟X
線を積層による干渉を利用して軟X線を強く反射する積
層膜として、重金属の膜と軽元素の膜との組み合わせで
作製されたSi/Mo、C/W、BN/Mo等の積層膜
が知られている。このような光学素子は、反射膜の積層
周期に依存したX線波長で使用され、X線の波長は30nm
以下の短いものである。As an optical element having a laminated structure, a soft X-ray having a wavelength equal to or shorter than 30 nm in the soft X-ray region and having the same wavelength as the lamination period of the laminated film is used.
A laminated film of Si / Mo, C / W, BN / Mo, etc. made of a combination of a heavy metal film and a light element film as a laminated film that strongly reflects soft X-rays by utilizing the interference caused by laminating rays. It has been known. Such an optical element is used at an X-ray wavelength depending on the lamination period of the reflection film, and the X-ray wavelength is 30 nm.
Below is a short one.
【0030】これに対し、本発明にあっては、光反射層
は、積層周期に依存した上記のX線反射膜とは異なり、
使用する光の波長は 100nm以上の紫外光から赤外光に至
る波長であり、入射光をその儘反射する純然たる光反射
層である。On the other hand, in the present invention, the light reflecting layer is different from the above X-ray reflecting film depending on the stacking period.
The wavelength of the light used is from ultraviolet light of 100 nm or more to infrared light, and it is a pure light reflection layer that reflects incident light.
【0031】[0031]
【作用】本発明にあっては、反射層を第一、第二の層か
らなる積層構造とし、これら各層の結晶粒の大きさを第
一、第二の層の厚さによって制限すると共に、第一、第
二の界面で結晶粒界を不連続にして深さ方向に長く連続
する結晶粒界を含み難くし、結晶粒界から進行する腐食
(酸化)を抑えるようにする。In the present invention, the reflecting layer has a laminated structure composed of the first and second layers, and the size of the crystal grains of each of these layers is limited by the thickness of the first and second layers. The crystal grain boundaries are made discontinuous at the first and second interfaces so that it is difficult to include crystal grain boundaries that are long and continuous in the depth direction, and corrosion (oxidation) that progresses from the crystal grain boundaries is suppressed.
【0032】第一、第二の層の各単一の層の厚さは、
0.2nm未満では1原子層の厚さ以下になり、単に拡散し
た状態と同様になって第一、第二の層の区別がつかなく
なる。また、これが20nmを越えて大きくなると、結晶粒
の大きさが、単一の層のみの成膜時の結晶粒の大きさと
略同じになり、結晶粒を第一、第二の層を積層すること
によって制限することができなくなる。The thickness of each single layer of the first and second layers is
If it is less than 0.2 nm, the thickness becomes one atomic layer or less, and it becomes impossible to distinguish between the first and second layers in the same manner as a diffused state. Also, when this exceeds 20 nm, the size of the crystal grains becomes almost the same as the size of the crystal grains when only a single layer is formed, and the crystal grains are laminated in the first and second layers. You can no longer be restricted.
【0033】[0033]
【実施例】以下、本発明の実施例を説明する。Embodiments of the present invention will be described below.
【0034】図2は、本発明に基づく光ディスクの一部
分の概略断面図である。光ディスク21は、PMMA(ポ
リメチルメタクリレート)やPC(ポリカーボネイト)
からなる透明な基板2上に微小な凹凸(信号に相当する
ピット)3が形成され、これらピット3を含む表面に、
光を反射する光反射層24が設けられてなっている。光反
射層24上には、これを保護するための保護層(仮想線で
示す)5を設けて良い。FIG. 2 is a schematic sectional view of a part of an optical disc according to the present invention. The optical disc 21 is PMMA (polymethylmethacrylate) or PC (polycarbonate).
Minute irregularities (pits corresponding to signals) 3 are formed on a transparent substrate 2 made of, and on the surface including these pits 3,
A light reflection layer 24 that reflects light is provided. On the light reflecting layer 24, a protective layer 5 (shown by a virtual line) for protecting it may be provided.
【0035】光反射層24は、図1に拡大部分断面図で示
すように、2種類の薄膜M1、M2が交互に積層した積
層構造としている。The light reflecting layer 24 has a laminated structure in which two kinds of thin films M1 and M2 are alternately laminated, as shown in an enlarged partial sectional view of FIG.
【0036】図1(a)に示す光反射層は、夫々単相又
は複数の相からなる組成及び/又は組織の異なる薄膜M
1、M2が交互に積層して光反射層24を構成している。The light-reflecting layer shown in FIG. 1A is a thin film M composed of a single phase or a plurality of phases and having different compositions and / or structures.
The light reflection layer 24 is formed by alternately laminating 1 and M2.
【0037】図1(b)に示す光反射層は、単相又は複
数の相からなる薄膜M2と、第一の相M3中に第二の相
M4が分散した組織を有する薄膜M1とが交互に積層し
て光反射層24を構成している。薄膜M1とM2とは組成
及び/又は組織が異なる。In the light reflection layer shown in FIG. 1B, a thin film M2 composed of a single phase or a plurality of phases and a thin film M1 having a structure in which a second phase M4 is dispersed in a first phase M3 are alternately arranged. To form a light reflection layer 24. The thin films M1 and M2 have different compositions and / or structures.
【0038】図1(c)に示す光反射層は、薄膜M2が
面方向に間隙Dを隔てて分断されていて、薄膜M2を挟
んで位置する薄膜M1は、間隙Dを埋めてこの箇所で繋
がった構造になっている。In the light reflection layer shown in FIG. 1C, the thin film M2 is divided in the plane direction with a gap D in between, and the thin film M1 located with the thin film M2 interposed therebetween fills the gap D and is located at this position. It has a connected structure.
【0039】図1(d)に示す光反射層は、薄膜M1と
薄膜M2との間に、薄膜M1の組成から薄膜M2の組成
へと組成が連続して変化する組成勾配膜M5を配した構
造としている。このような構造とすることにより、組成
の急激な変化をなくして各薄膜の密着性が良好になる。In the light reflecting layer shown in FIG. 1D, a composition gradient film M5 having a composition which continuously changes from that of the thin film M1 to that of the thin film M2 is arranged between the thin films M1 and M2. It has a structure. With such a structure, the adhesiveness of each thin film is improved without abrupt changes in composition.
【0040】なお、光反射層は、図1(a)〜(d)の
うちの(a)、(b)、(c)又は(b)、(c)、
(d)などいずれか2種又は3種を組み合わせた積層構
造とすることもできる。The light-reflecting layer is composed of (a), (b), (c) or (b), (c) in FIG. 1 (a)-(d).
It is also possible to have a laminated structure in which any two or three kinds such as (d) are combined.
【0041】各薄膜の成膜には、ターゲットを4個設け
たRF(ラジオ周波数)及びDC(直流)マグネトロン
スパッタリング装置を用いた。これらのターゲットに
は、そのうちの必要とする単体元素、合金又は化合物の
ターゲットに対し、独立に供給電力を調整できるように
してある。スパッタリングは、装置内を10-4Paの真空度
にした後、 0.4Paのアルゴンガス圧の状態で必要なター
ゲットを使用して行った。積層膜厚は、ターゲットの電
力、基板の回転数及びスパッタ時間を調整することによ
りコントロールした。An RF (radio frequency) and DC (direct current) magnetron sputtering apparatus provided with four targets was used for forming each thin film. For these targets, the supply power can be adjusted independently with respect to the necessary target element, alloy, or compound target. Sputtering was performed by using a necessary target under a condition of an argon gas pressure of 0.4 Pa after the inside of the apparatus was set to a vacuum degree of 10 −4 Pa. The laminated film thickness was controlled by adjusting the power of the target, the rotation speed of the substrate, and the sputtering time.
【0042】<実施例1>この例では、光反射層24を図
1(a)に示した構造とし、薄膜M1をアルミニウムの
膜とし、薄膜M2をチタンの膜としている。そして、1
層の薄膜M1の膜厚は0.75nm、薄膜M2の膜厚は 0.3nm
として 250回積層し、光反射層24の全体の厚さは 280nm
としてある。基板2に直接接触する薄膜はアルミニウ
ム、最上層の薄膜はチタンとしている。Example 1 In this example, the light reflection layer 24 has the structure shown in FIG. 1A, the thin film M1 is an aluminum film, and the thin film M2 is a titanium film. And 1
The thickness of the thin film M1 is 0.75 nm, and the thickness of the thin film M2 is 0.3 nm
As a result, the total thickness of the light reflection layer 24 is 280 nm.
There is. The thin film in direct contact with the substrate 2 is aluminum, and the uppermost thin film is titanium.
【0043】図2に示したように、光ディスク21の光反
射層24は保護層5で覆われていて良いが、この例にあっ
ては、光反射層の耐蝕性、ヒロック発生状況、結晶構造
及び積層周期を調べるため、保護層非着前に次のような
試験を行った。耐蝕性及びヒロック発生の試験は、温度
60℃、相対湿度85%の高温、高湿加速試験により行い、
結晶構造及び積層周期は、Cu−KαX線回折試験(波
長λ=0.1542nm)により面間隔から調べた。As shown in FIG. 2, the light reflection layer 24 of the optical disk 21 may be covered with the protective layer 5, but in this example, the light reflection layer has corrosion resistance, hillock generation state, and crystal structure. In order to examine the stacking period and the stacking period, the following test was performed before the protective layer was not attached. Corrosion resistance and hillock generation are tested at temperature
Performed by high temperature, high humidity acceleration test at 60 ℃, relative humidity 85%,
The crystal structure and the stacking period were examined from the plane spacing by a Cu-Kα X-ray diffraction test (wavelength λ = 0.1542 nm).
【0044】アルミニウムのターゲット及びチタンのタ
ーゲットを用い、電源電力及び基板回転数を調整してス
パッタリングで総厚 280nmの0.75nmAl/0.3nm Tiの
積層膜をガラス基板上に成膜した。A laminated film of 0.75 nm Al / 0.3 nm Ti having a total thickness of 280 nm was formed on a glass substrate by sputtering using an aluminum target and a titanium target and adjusting the power supply power and the substrate rotation speed.
【0045】比較のサンプルとして、膜厚 100nmのアル
ミニウム単層からなる光反射層(比較例1−1)、膜厚
690nmのニッケル単層からなる光反射層(比較例1−
2)、膜厚 240nmのチタン単層からなる光反射層(比較
例1−3)及び実施例1における基板回転数を120rpmに
してアルミニウム−チタン合金の単層からなる同じ組
成、同じ膜厚の光反射層(比較例1−4)を作製した。
比較例は、いずれも多結晶構造である。As a comparative sample, a light-reflecting layer (Comparative Example 1-1) consisting of an aluminum single layer having a film thickness of 100 nm, a film thickness
A light-reflecting layer consisting of a 690 nm nickel single layer (Comparative Example 1-
2), a light-reflecting layer made of a titanium single layer having a thickness of 240 nm (Comparative Example 1-3) and a single layer of aluminum-titanium alloy having the same composition and the same thickness when the substrate rotation speed in Example 1 was 120 rpm. A light reflecting layer (Comparative Example 1-4) was produced.
Each of the comparative examples has a polycrystalline structure.
【0046】実施例1の光反射層及び比較例1−4の光
反射層についてのX線回折試験の結果は、図3に示す通
りである。The results of the X-ray diffraction test for the light reflecting layer of Example 1 and the light reflecting layer of Comparative Examples 1-4 are as shown in FIG.
【0047】実施例1の積層光反射層は、2θ=7.9 度
に面間隔d=1.12nmの積層周期に対応する回折ピークが
検出され、層全体の結晶構造は面心立方格子(FCC)
で、格子定数は0.4025nmである。比較例1−4のアルミ
ニウム−チタン合金膜では、平衡状態ではアルミニウム
中とチタンは1%程度しか固溶しないので、本来はAl
(FCC、格子定数a=0.4049nm)、Ti(稠密六方格
子(HCP)、格子定数a=0.2950nm、c=0.4686nm)
によるピークが検出される筈であるが、アルミニウム、
チタンに対応するピークは検出されなかった。合金膜は
FCC構造の単相で、その格子定数は0.3966nmであり、
Al−Ti強制(過飽和)固溶体からなっていることが
判った。In the laminated light-reflecting layer of Example 1, a diffraction peak corresponding to a laminating period with a face spacing d = 1.12 nm was detected at 2θ = 7.9 degrees, and the crystal structure of the entire layer was a face-centered cubic lattice (FCC).
Then, the lattice constant is 0.4025 nm. In the aluminum-titanium alloy film of Comparative Example 1-4, in the equilibrium state, aluminum and titanium form a solid solution of only about 1%.
(FCC, lattice constant a = 0.4049 nm), Ti (dense hexagonal lattice (HCP), lattice constant a = 0.2950 nm, c = 0.4686 nm)
A peak due to
No peak corresponding to titanium was detected. The alloy film has a single phase of FCC structure and its lattice constant is 0.3966 nm.
It was found to consist of an Al-Ti forced (supersaturated) solid solution.
【0048】次に、各光反射層について加速劣化試験の
結果を図4〜図8に示す光学顕微鏡像(倍率 200倍)に
よって説明する。これらの図の(a)は、夫々試験開始
直前の組織を示し、いずれも金属光沢を呈した欠陥の無
い膜である。Next, the results of the accelerated deterioration test for each light reflecting layer will be described with reference to optical microscope images (magnification: 200 times) shown in FIGS. Each of (a) in these figures shows the structure immediately before the start of the test, and each is a film having a metallic luster and no defect.
【0049】実施例1の光反射層では、1ケ月の加速劣
化試験後、図4(b)に示すように、初期状態(同図
(a))に対して何の変化も認められない。In the light reflecting layer of Example 1, after the accelerated deterioration test for one month, as shown in FIG. 4 (b), no change was observed with respect to the initial state (FIG. 4 (a)).
【0050】比較例1−1のアルミニウム単層の光反射
層では、僅か1日の経過で、図5(b)に示すように、
結晶粒界から腐蝕が進行しているのが観察される。この
光反射層のアルミニウム多結晶膜は、大部分透明になっ
ているのが認められる。In the aluminum single-layer light-reflecting layer of Comparative Example 1-1, as shown in FIG.
It is observed that corrosion progresses from the grain boundaries. It can be seen that the aluminum polycrystal film of this light reflection layer is mostly transparent.
【0051】比較例1−2のニッケル単層の光反射層で
は、図6(b)に示すように、1ケ月経過にて初めて初
期状態(図6(a))との差異が認められ、比較的良好
な耐蝕性を示すことが判った。In the nickel single-layer light reflecting layer of Comparative Example 1-2, as shown in FIG. 6B, a difference from the initial state (FIG. 6A) was observed only after 1 month, It has been found to exhibit relatively good corrosion resistance.
【0052】比較例1−3のチタン単層の光反射層で
は、図7(b)に示すように、1ケ月経過にて初期状態
(図7(a))との差異が殆ど認められず、可成り高い
耐蝕性を示している。In the titanium single-layer light reflecting layer of Comparative Example 1-3, as shown in FIG. 7B, almost no difference from the initial state (FIG. 7A) was observed after one month. , Shows quite high corrosion resistance.
【0053】比較例1−4のアルミニウム−チタン合金
単層の光反射層では、図8(b)に示すように、1ケ月
経過後に小さな欠陥が成長しているのが観察される。然
し、2ケ月経過時点でも1ケ月経過時点での状態が概ね
維持されていて、耐蝕点の上で可成り高い信頼性が保証
されるものと考えられる。In the light-reflecting layer of the aluminum-titanium alloy single layer of Comparative Example 1-4, it is observed that small defects grow after one month as shown in FIG. 8 (b). However, even after the lapse of two months, the condition after the lapse of one month is generally maintained, and it is considered that a fairly high reliability is guaranteed in terms of corrosion resistance.
【0054】以上の試験結果から、耐蝕性の観点から最
も信頼性の高いのは実施例1の光反射層である。From the above test results, the light-reflective layer of Example 1 is the most reliable from the viewpoint of corrosion resistance.
【0055】<実施例2>この例では、光反射層24を図
1(a)に示した構造とし、薄膜M1をアルミニウムの
膜とし、薄膜M2をニッケルの膜としている。そして、
薄膜M1の膜厚は2.4nm、薄膜M2の膜厚は 0.6nmと
し、光反射層全体の厚さは 340nmとしている。成膜に
は、スパッタ装置を用い、10-4Paに真空引きした後、
0.4Paのアルゴンガス圧でアルミニウムとニッケルのタ
ーゲット電力を調整し、0.4nm/sec のスパッタレートで
アルミニウムを、0.1nm/sec のスパッタレートでニッケ
ルをスパッタし、基板の回転数を10rpm に調整して成膜
した。Example 2 In this example, the light reflection layer 24 has the structure shown in FIG. 1A, the thin film M1 is an aluminum film, and the thin film M2 is a nickel film. And
The thickness of the thin film M1 is 2.4 nm, the thickness of the thin film M2 is 0.6 nm, and the total thickness of the light reflection layer is 340 nm. For film formation, using a sputtering device, after evacuating to 10 -4 Pa,
The target power of aluminum and nickel was adjusted with an argon gas pressure of 0.4 Pa, aluminum was sputtered with a sputter rate of 0.4 nm / sec, nickel was sputtered with a sputter rate of 0.1 nm / sec, and the rotation speed of the substrate was adjusted to 10 rpm. Was deposited.
【0056】比較例として、全体の組成を実施例2にお
けると同じにして、アルミニウム−ニッケル合金単層の
光反射層(比較例2)をスパッタによって成膜した。成
膜条件は、基板の回転数を120rpmとし、他の条件は実施
例2と同様にして成膜した。As a comparative example, an aluminum-nickel alloy single layer light reflecting layer (Comparative Example 2) was formed by sputtering while making the entire composition the same as in Example 2. The film forming conditions were that the number of rotations of the substrate was 120 rpm, and other conditions were the same as in Example 2.
【0057】図9及び図10に示すX線回折試験の結果か
ら、実施例2の積層光反射層は、2θ=3.03度にd=2.
91nmの積層周期による回折ピークが検出され、光反射層
全体の構造は、非晶質アルミニウムの膜(M1)と微細
多結晶構造のニッケルの膜(M2)との積層構造をな
し、ニッケルは格子定数0.3528nmのFCC構造である。
図9において、2θ=24度付近のブロードなピークは、
基板のガラスによるもので、アルミニウム(111面)
〔2θ=38度付近〕の位置に明確なピークが認められ
ず、薄膜M1は非晶質のアルミニウムからなることを示
している。2θ=44度付近のピークは、ニッケル(11
1面)に対応している。なお、光反射層全体の膜厚は 3
40nmである。From the results of the X-ray diffraction test shown in FIGS. 9 and 10, the laminated light-reflecting layer of Example 2 had d = 2.
A diffraction peak due to a stacking period of 91 nm is detected, and the structure of the entire light reflection layer is a stack structure of an amorphous aluminum film (M1) and a fine polycrystalline nickel film (M2), and the nickel is a lattice. The FCC structure has a constant of 0.3528 nm.
In Figure 9, the broad peak around 2θ = 24 degrees is
Due to the glass of the substrate, aluminum (111 surface)
No clear peak was observed at the position of [2θ = about 38 °], indicating that the thin film M1 was made of amorphous aluminum. The peak near 2θ = 44 degrees is nickel (11
It corresponds to 1 side). The total thickness of the light reflection layer is 3
40 nm.
【0058】比較例2の光反射層は、非晶質アルミニウ
ムとFCC構造のニッケルの微結晶と思われる相との混
合構造で、X線回折から求めたニッケル相の格子定数は
0.3500nm(定数表のニッケル格子定数の値は0.3524nm)
で回折ピークの半値幅から求めた微結晶ニッケルの平均
結晶粒径は、 2.1nmである。光反射層の膜厚は、実施例
2におけると同様に 340nmである。格子定数が小さくな
っていることから、ニッケル微結晶粒に圧縮応力が加わ
っていることが推定される。The light-reflecting layer of Comparative Example 2 had a mixed structure of amorphous aluminum and a phase thought to be fine crystals of nickel having an FCC structure, and the lattice constant of the nickel phase determined by X-ray diffraction was
0.3500nm (The value of nickel lattice constant in the constant table is 0.3524nm)
The average crystal grain size of the microcrystalline nickel obtained from the half-width of the diffraction peak at 2.1 nm is 2.1 nm. The film thickness of the light reflection layer is 340 nm as in the second embodiment. Since the lattice constant is small, it is presumed that compressive stress is applied to the nickel fine crystal grains.
【0059】比較例2の光反射層は、非晶質アルミニウ
ム(僅かにニッケルを含んでいるかも知れない)と微結
晶ニッケル又は僅かにアルミニウムを固溶した微結晶ニ
ッケルとの混合した構造になっていることが判った。つ
まり、この合金の光反射層は、非晶質アルミニウム中の
所々にニッケル又はニッケル中に僅かアルミニウムが固
溶した微結晶が散在する構造になっている。The light-reflecting layer of Comparative Example 2 had a structure in which amorphous aluminum (which may contain a little nickel) and fine crystalline nickel or fine crystalline nickel containing a slight amount of aluminum as a solid solution were mixed. I found out that That is, the light-reflecting layer of this alloy has a structure in which nickel or fine crystals of a small amount of aluminum dissolved in nickel are scattered everywhere in the amorphous aluminum.
【0060】実施例2の光反射層は、加速劣化試験の結
果、図11(b)に示すように、1ケ月経過後に初期状態
(同図(a))との差異が認められず、極めて高い信頼
性を示すことが理解できる。これに対し、比較例2の光
反射層は、図12(a)に示す初期状態から1週間の経過
で同図(b)に示すように、著しい欠陥の成長が観察さ
れる。As a result of the accelerated deterioration test, the light reflecting layer of Example 2 showed no difference from the initial state (FIG. 11 (a)) after 1 month as shown in FIG. 11 (b). It can be understood that it shows high reliability. On the other hand, in the light-reflecting layer of Comparative Example 2, remarkable defect growth is observed as shown in FIG. 12B after one week from the initial state shown in FIG.
【0061】<実施例3>この例では、光反射層24を図
1(a)に示した構造とし、薄膜M1を珪素の薄膜と
し、薄膜M2をタングステンの薄膜としている。この積
層構造は、X線用ミラーに使用されている構造である。
そして、薄膜M1の膜厚は 2.1nm、薄膜M2の膜厚は
1.0nm、総膜厚は 600nmとしている。Example 3 In this example, the light reflection layer 24 has the structure shown in FIG. 1A, the thin film M1 is a silicon thin film, and the thin film M2 is a tungsten thin film. This laminated structure is a structure used for an X-ray mirror.
The thin film M1 has a thickness of 2.1 nm, and the thin film M2 has a thickness of
The thickness is 1.0 nm and the total film thickness is 600 nm.
【0062】この光反射層についてのX線回折試験の結
果は、図13に示す通りである。2θ=5.69度、8.49度、
11.3度、 14.12度、 16.89度、 19.77度にd=3.1nm の
積層周期による2次から7次迄の回折ピークが検出さ
れ、薄膜M1、薄膜M2共に非晶質構造である。The result of the X-ray diffraction test for this light reflecting layer is as shown in FIG. 2θ = 5.69 degrees, 8.49 degrees,
Diffraction peaks from the 2nd order to the 7th order due to the stacking period of d = 3.1 nm are detected at 11.3 degrees, 14.12 degrees, 16.89 degrees, and 19.77 degrees, and both the thin films M1 and M2 have an amorphous structure.
【0063】実施例3の光反射層は、加速劣化試験の結
果、図14(b)に示すように、2週間経過後に初めて初
期状態(同図(a))との差異が認められ、比較的高い
信頼性を示すことが理解できる。As a result of the accelerated deterioration test, the light reflecting layer of Example 3 showed a difference from the initial state (FIG. 14 (a)) only after two weeks, as shown in FIG. 14 (b). It can be understood that it shows extremely high reliability.
【0064】以上の各実施例及び各比較例についての加
速劣化試験の結果を経過時間と関連させ、纏めて下記表
に示す。表中、○印は成膜時と同じ状態を維持している
ことを、△印は所々僅か腐蝕している状態を、×印は可
成り広い領域で腐蝕が進行していることを示している。The results of the accelerated deterioration test for each of the above Examples and Comparative Examples are shown in the table below in association with the elapsed time. In the table, ○ indicates that the same state as during film formation is maintained, △ indicates slightly corroded spots, and × indicates that corrosion is progressing in a fairly wide area. There is.
【0065】 [0065]
【0066】実施例1、2の積層光反射層は、いずれも
2週間の高温高湿加速劣化試験後に初期状態との差異が
殆ど認められず、同じ組成の合金の単層からなる比較の
例(比較例1−4、2)に比べて非常に高い信頼性が得
られる。The laminated light-reflecting layers of Examples 1 and 2 showed almost no difference from the initial state after 2 weeks of high temperature and high humidity accelerated aging test, and a comparative example composed of a single layer of an alloy of the same composition. Very high reliability is obtained as compared with (Comparative Examples 1-4, 2).
【0067】なお、実施例3に対する比較例として、タ
ングステン単層についての高温高湿加速劣化試験は行っ
ていない。何故なら、金属タングステンは、湿った大気
中でも充分に酸化され易いことが知られているからであ
る。従って、実施例3の積層光反射層は、1週間の高温
高湿加速試験で僅か腐蝕されているだけであることか
ら、実施例1、2におけると同様に、タングステン膜や
タングステンー珪素合金の膜よりも高い信頼性を示すこ
とが理解できる。As a comparative example with respect to Example 3, a high temperature and high humidity accelerated deterioration test on a tungsten single layer was not conducted. This is because metallic tungsten is known to be easily oxidized even in a moist atmosphere. Therefore, since the laminated light-reflecting layer of Example 3 was only slightly corroded in the high-temperature high-humidity accelerated test for one week, as in Examples 1 and 2, the tungsten film and the tungsten-silicon alloy were not corroded. It can be seen that it shows higher reliability than the membrane.
【0068】以上の例は、いずれも成膜をスパッタリン
グによっているが、このほか、蒸着法、CVD法、めっ
き法によって成膜することができる。In all of the above examples, the film is formed by sputtering, but in addition to this, the film can be formed by vapor deposition, CVD or plating.
【0069】本発明に基づく光反射層は、本出願人が先
に提案した特願平5−298890号(光反射層の有効
面積の50%以上が粒界を有しない構造からなっている)
と同様に、信頼性が非常に高いことから、光ディスクの
信号再生においても充分な信頼性が期待できる。The light-reflecting layer based on the present invention is Japanese Patent Application No. 5-298890 previously proposed by the present applicant (a structure in which 50% or more of the effective area of the light-reflecting layer has no grain boundary).
Similarly, since the reliability is very high, sufficient reliability can be expected in the signal reproduction of the optical disc.
【0070】<実施例4>ニッケルとZr50N50化合物
とのターゲットを用い、アルゴンガス中でニッケルをD
Cマグネトロンスパッタ、Zr50N50をRFマグネトロ
ンスパッタし、夫々を15nmの厚さで交互に7回積層して
総厚 210nmの15nmNi/15nmZrN光反射層を得た。Z
rNは、bcc構造で格子定数が 0.458nmであった。Example 4 Using a target of nickel and a Zr 50 N 50 compound, nickel was added in an argon gas.
C magnetron sputter and Zr 50 N 50 were RF magnetron sputtered, and each was alternately laminated 7 times with a thickness of 15 nm to obtain a 15 nm Ni / 15 nm ZrN light reflection layer with a total thickness of 210 nm. Z
rN had a bcc structure and a lattice constant of 0.458 nm.
【0071】<実施例5>ニッケルターゲット上に二酸
化珪素(SiO2 )チップを面積比で10%載せたターゲ
ットと、Si3 N4 化合物ターゲットとをRFマグネト
ロンスパッタで交互に成膜して10回積層し、総厚 200nm
の15nmNi90(SiO2 )10/5nmSi3N4 光反射層
を得た。Example 5 A target in which a silicon dioxide (SiO 2 ) chip was mounted on a nickel target at an area ratio of 10% and a Si 3 N 4 compound target were alternately deposited by RF magnetron sputtering, and the deposition was repeated 10 times. Layered, total thickness 200nm
Of 15NmNi 90 was obtained (SiO 2) 10 / 5nmSi 3 N 4 the light reflecting layer.
【0072】<実施例6>前記実施例1と同様にして作
製された 0.3nmAl/0.6nm Tiの積層光反射層におい
ても、 0.9nmの積層周期が観測されている。このこと
は、光反射層がアルミニウム1原子の層とチタン2原子
の層との積層構造になっていることを示し、積層界面で
急激に組成が変化していることを示している。<Example 6> In the laminated light reflection layer of 0.3 nm Al / 0.6 nm Ti produced in the same manner as in Example 1, a lamination period of 0.9 nm is observed. This indicates that the light reflection layer has a laminated structure of a layer of 1 atom of aluminum and a layer of 2 atoms of titanium, and shows that the composition is rapidly changed at the lamination interface.
【0073】<実施例7>Al80Ni20合金ターゲット
とチタンターゲットとを用いて、交互に両ターゲットを
DCマグネトロンスパッタし、総厚 200nmの15nmAl80
Ni20/10nmTi光反射層を得た。Al80Ni20合金の
層では、前記比較例2のアルミニウム−ニッケル合金単
層におけると同様に、非晶質アルミニウムの相中にFC
C構造のニッケル微結晶が分散した組成が観察された。<Example 7> An Al 80 Ni 20 alloy target and a titanium target were used to perform DC magnetron sputtering of both targets alternately, and a total thickness of 200 nm was 15 nm Al 80.
To obtain a Ni 20 / 10nmTi light reflective layer. In the Al 80 Ni 20 alloy layer, as in the aluminum-nickel alloy single layer of Comparative Example 2 described above, FC was added in the amorphous aluminum phase.
A composition in which nickel crystallites having a C structure were dispersed was observed.
【0074】<実施例8>Fe80Ag20合金ターゲット
と銀ターゲットとを用い、総厚 210nmの1nmFe80Ag
20/20nmAg光反射層を得た。これに 400℃加熱の熱処
理を施すことにより、Fe−Ag合金の相がFe相とA
g相に分離し、このAg相を介して両側のAg層が接続
されるため、図1(c)のM2のように分断され、この
分断箇所でM1の2つの層(銀の層)が連続した組成と
なった。Example 8 Using a Fe 80 Ag 20 alloy target and a silver target, a total thickness of 210 nm was 1 nm Fe 80 Ag.
A 20/20 nm Ag light reflecting layer was obtained. By subjecting this to heat treatment at 400 ° C., the Fe-Ag alloy phase becomes Fe phase and A
Since it is separated into the g phase and the Ag layers on both sides are connected via this Ag phase, it is divided as shown by M2 in FIG. 1 (c), and two layers of M1 (silver layer) are separated at this dividing point. It became a continuous composition.
【0075】<実施例9>Ni70Zr30合金ターゲット
を用い、アルゴンガス圧を 0.4Paに一定して窒素ガス圧
力を0〜0.04Paの範囲で次のように緩り変えながらスパ
ッタした。先ず窒素ガス圧0で1分間スパッタし、次い
で30秒間かけて窒素ガス圧を0.04Pa迄上昇させ、この状
態を1分間保持し、更に30秒間かけて窒素ガス圧を0に
戻す。この操作を5回繰り返し、総厚 300nmの10nmNi
ZrNx/20nmNiZrN/10nmNiZrNx/20nmN
iZr光反射層を得た。Example 9 Using an Ni 70 Zr 30 alloy target, sputtering was performed while the argon gas pressure was kept constant at 0.4 Pa and the nitrogen gas pressure was changed in the range of 0 to 0.04 Pa as follows. First, sputtering is performed at a nitrogen gas pressure of 0 for 1 minute, then the nitrogen gas pressure is increased to 0.04 Pa over 30 seconds, this state is maintained for 1 minute, and the nitrogen gas pressure is returned to 0 over 30 seconds. This operation was repeated 5 times to obtain a total thickness of 300 nm for 10 nm Ni.
ZrNx / 20nm NiZrN / 10nm NiZrNx / 20nmN
An iZr light reflecting layer was obtained.
【0076】以上の実施例4〜9の光反射層は、いずれ
も、1週間の高温高湿加速劣化試験後に変化が認められ
ず、高い信頼性を示した。The light-reflecting layers of Examples 4 to 9 described above showed high reliability, with no change observed after 1 week of high temperature and high humidity accelerated deterioration test.
【0077】例えば前記実施例5による積層光反射層に
あって、Ni90(SiO2 )10の膜は光反射層として
の、Si3 N4 の膜は可視光を透過するが光反射膜(即
ち、Ni)の酸化防止等の保護膜としての機能を夫々有
している。For example, in the laminated light-reflecting layer according to Example 5, the Ni 90 (SiO 2 ) 10 film serves as a light-reflecting layer, and the Si 3 N 4 film transmits visible light, but the light-reflecting film ( That is, they each have a function as a protective film for preventing oxidation of Ni).
【0078】光反射層中の第一の層、第二の層を成膜す
るに当たり、シャッタで交互にコントロールしながら蒸
着して積層光反射層を得ることができる。CVD法にあ
っても、成膜ガスを交互に切り換えることによって積層
構造を得ることができる。同様に、めっき法でも、めっ
き浴を交互に換えることにより、積層が可能である。When forming the first layer and the second layer in the light reflection layer, the laminated light reflection layer can be obtained by vapor deposition while alternately controlling the shutter. Even in the CVD method, a laminated structure can be obtained by alternately switching the film forming gases. Similarly, in the plating method, it is possible to stack the layers by alternately changing the plating baths.
【0079】更に、光反射層の一方の表面及び他方の表
面のいずれか一方又は双方を、SiN、SiO2 、Zn
S−SiO2 等の誘電体の層で被覆しても良い。Further, one or both of the one surface and the other surface of the light reflecting layer is formed with SiN, SiO 2 , Zn.
It may be covered with a dielectric layer such as S-SiO 2 .
【0080】以上の例は、コンパクトディスクやレーザ
ディスクのような光ディスクについての例であるが、光
磁気記録媒体(MO)等にも本発明に基づく光反射層を
設けることができる。図15はこのように構成したMOデ
ィスク41の拡大部分断面図である。The above example is an example of an optical disc such as a compact disc or a laser disc, but a light reflecting layer according to the present invention can be provided on a magneto-optical recording medium (MO) or the like. FIG. 15 is an enlarged partial sectional view of the MO disk 41 having such a structure.
【0081】透明基板2に、光磁気記録層25、光反射層
24及び保護層5がこの順に被着している。光反射層24は
図1に示した積層構造としているが、この積層構造は図
15では図示省略してある。The transparent substrate 2 has a magneto-optical recording layer 25 and a light-reflecting layer.
24 and the protective layer 5 are applied in this order. The light reflection layer 24 has the laminated structure shown in FIG. 1, but this laminated structure is
It is omitted in FIG.
【0082】光磁気記録媒体(MO)の再生信号は、光
磁気記録層25からの反射だけでなく、光反射層24からの
反射により更に特性を良好にしているため、光反射層の
反射特性(例えば前述した信頼性等)が重要になる。Since the reproduction signal of the magneto-optical recording medium (MO) is not only reflected from the magneto-optical recording layer 25 but also reflected from the light-reflecting layer 24, the characteristics are further improved. (For example, the reliability described above) becomes important.
【0083】以上、本発明の実施例を説明したが、上述
した実施例は本発明の技術的思想に基いて様々に変形可
能である。Although the embodiments of the present invention have been described above, the above-mentioned embodiments can be variously modified based on the technical idea of the present invention.
【0084】例えば、上述の光ディスクにおいて、光反
射層の材質、構造又は組織をはじめ、透明基板や各ディ
スク構成層の材質等は種々に変化させてよい。光反射層
の形成又は成膜条件によって、その構造又は組織の状態
をコントロールすることができる。For example, in the above-mentioned optical disc, the material, structure, or texture of the light-reflecting layer, the material of the transparent substrate or each disc-constituting layer may be changed variously. The condition of the structure or texture can be controlled by the formation or film formation conditions of the light reflecting layer.
【0085】本発明は更に、例えば相変化媒体、追記型
合金媒体、追記型色素媒体等、光反射層によって信号特
性を良好にする他の媒体にも同様に適用可能である。Further, the present invention is similarly applicable to other media such as phase change media, write-once alloy media, write-once dye media and the like, in which the signal characteristics are improved by the light reflecting layer.
【0086】なお、本発明は、上述した光ディスク等に
限らず、他の光学素子、例えば光学系に配されるトラッ
キングミラーをはじめ各種のミラーにも適用することが
できる。また、信号再生システム又は装置のみならず、
信号記録システム又は装置、或いは両方の機能を有する
システム又は装置にも適用可能である。The present invention can be applied not only to the above-mentioned optical disk and the like, but also to other optical elements, for example, various mirrors including a tracking mirror arranged in an optical system. In addition to the signal reproduction system or device,
It is also applicable to a signal recording system or device, or a system or device having both functions.
【0087】[0087]
【発明の効果】本発明は、組成及び/又は組織を異にす
る少なくとも2種類の層からなる積層膜によって光反射
層を構成し、前記の少なくとも2種類の層の厚さを、夫
々略1原子の大きさである 0.2nm以上、略結晶粒の大き
さである20nm以下としているので、結晶粒界が両層の境
界面で不連続になる。従って、結晶粒界に沿う腐蝕の進
行が抑制され、その結果、光反射層の反射能が経時変化
なく良好に維持され、再生機能が高い信頼性を以て保証
される。According to the present invention, the light reflecting layer is constituted by a laminated film composed of at least two kinds of layers having different compositions and / or structures, and the thickness of the at least two kinds of layers is about 1 each. Since the atomic size is 0.2 nm or more and the crystal grain size is 20 nm or less, the crystal grain boundary becomes discontinuous at the boundary surface between both layers. Therefore, the progress of corrosion along the grain boundaries is suppressed, and as a result, the reflectivity of the light-reflecting layer is favorably maintained without change over time, and the reproducing function is guaranteed with high reliability.
【図1】実施例による光反射層を模式的に示す拡大部分
断面図で、同図(a)、(b)、(c)、(d)は積層
構造の4種類の態様を示す。FIG. 1 is an enlarged partial sectional view schematically showing a light reflecting layer according to an embodiment, and FIGS. 1 (a), (b), (c), and (d) show four types of laminated structures.
【図2】同光ディスクの拡大部分断面図である。FIG. 2 is an enlarged partial sectional view of the optical disc.
【図3】第一の実施例及びこれに対する第四の比較例に
よる光反射層のX線回折スペクトル図である。FIG. 3 is an X-ray diffraction spectrum diagram of a light reflecting layer according to a first example and a fourth comparative example to the first example.
【図4】第一の実施例に対する加速劣化試験前後の光反
射層の組織を示す図で、同図(a)は試験開始直前の反
射光学顕微鏡組織を、同図(b)は試験終了後の光学顕
微鏡組織を示す。FIG. 4 is a diagram showing a structure of a light reflecting layer before and after an accelerated deterioration test for the first embodiment, in which FIG. 4 (a) shows a reflection optical microscope structure immediately before the start of the test and FIG. 4 (b) shows the structure after the test. The optical microscope organization of is shown.
【図5】第一の実施例に対する第一の比較例による加速
劣化試験前後の光反射層の組織を示す図で、同図(a)
は試験開始直前の反射光学顕微鏡組織を、同図(b)は
試験終了後の光学顕微鏡組織を示す。FIG. 5 is a diagram showing a structure of a light reflecting layer before and after an accelerated deterioration test according to a first comparative example with respect to the first embodiment.
Shows the reflection optical microscope structure immediately before the start of the test, and FIG. 7B shows the optical microscope structure after the end of the test.
【図6】第一の実施例に対する第二の比較例による加速
劣化試験前後の光反射層の組織を示す図で、同図(a)
は試験開始直前の反射光学顕微鏡組織を、同図(b)は
試験終了後の光学顕微鏡組織を示す。FIG. 6 is a diagram showing a structure of a light reflecting layer before and after an accelerated deterioration test according to a second comparative example with respect to the first example, and FIG.
Shows the reflection optical microscope structure immediately before the start of the test, and FIG. 7B shows the optical microscope structure after the end of the test.
【図7】第一の実施例に対する第三の比較例による加速
劣化試験前後の光反射層の組織を示す図で、同図(a)
は試験開始直前の反射光学顕微鏡組織を、同図(b)は
試験終了後の光学顕微鏡組織を示す。FIG. 7 is a diagram showing a structure of a light reflecting layer before and after an accelerated deterioration test according to a third comparative example with respect to the first embodiment, and FIG.
Shows the reflection optical microscope structure immediately before the start of the test, and FIG. 7B shows the optical microscope structure after the end of the test.
【図8】第一の実施例に対する第四の比較例による加速
劣化試験前後の光反射層の組織を示す図で、同図(a)
は試験開始直前の反射光学顕微鏡組織を、同図(b)は
試験終了後の光学顕微鏡組織を示す。FIG. 8 is a diagram showing the structure of a light reflecting layer before and after an accelerated deterioration test according to a fourth comparative example with respect to the first embodiment.
Shows the reflection optical microscope structure immediately before the start of the test, and FIG. 7B shows the optical microscope structure after the end of the test.
【図9】第二の実施例及びこれに対する比較例による光
反射層のX線回折スペクトル図である。FIG. 9 is an X-ray diffraction spectrum diagram of a light reflecting layer according to a second example and a comparative example.
【図10】同図10の横軸の一部を拡大して示すX線回折ス
ペクトル図である。FIG. 10 is an X-ray diffraction spectrum diagram showing a part of the horizontal axis of FIG. 10 in an enlarged manner.
【図11】第二の実施例による加速劣化試験前後の光反射
層の組織を示す図で、同図(a)は試験開始直前の反射
光学顕微鏡組織を、同図(b)は試験終了後の光学顕微
鏡組織を示す。FIG. 11 is a diagram showing the structure of the light-reflecting layer before and after the accelerated deterioration test according to the second embodiment. FIG. 11 (a) shows the structure of a reflection optical microscope immediately before the start of the test, and FIG. The optical microscope organization of is shown.
【図12】第二の実施例に対する比較例による加速劣化試
験前後の光反射層の組織を示す図で、同図(a)は試験
開始直前の反射光学顕微鏡組織を、同図(b)は試験終
了後の光学顕微鏡組織を示す。FIG. 12 is a view showing a structure of a light reflecting layer before and after an accelerated deterioration test according to a comparative example with respect to the second example. FIG. 12 (a) shows a reflection optical microscope structure immediately before the start of the test, and FIG. The optical microscope structure after completion of the test is shown.
【図13】第三の実施例による光反射層のX線回折スペク
トル図である。FIG. 13 is an X-ray diffraction spectrum diagram of a light reflecting layer according to a third example.
【図14】同加速劣化試験前後の光反射層の組織を示す図
で、同図(a)は試験開始直前の反射光学顕微鏡組織
を、同図(b)は試験終了後の光学顕微鏡組織を示す。14A and 14B are diagrams showing a structure of a light reflecting layer before and after the accelerated deterioration test, in which FIG. 14A shows a reflection optical microscope structure immediately before the start of the test, and FIG. 14B shows an optical microscope structure after the test. Show.
【図15】同MOディスクの再生の機構を示す拡大部分断
面図である。FIG. 15 is an enlarged partial cross-sectional view showing a reproducing mechanism of the MO disc.
【図16】光ディスクの拡大部分断面斜視図である。FIG. 16 is an enlarged partial sectional perspective view of an optical disc.
【図17】光ディスクを配した信号再生システムの概略構
成図である。FIG. 17 is a schematic configuration diagram of a signal reproduction system in which an optical disc is arranged.
【図18】多結晶アルミニウムの透過電子顕微鏡像であ
る。FIG. 18 is a transmission electron microscope image of polycrystalline aluminum.
【図19】信号再生時の従来の光ディスクの拡大部分断面
図である。FIG. 19 is an enlarged partial cross-sectional view of a conventional optical disc during signal reproduction.
1、21・・・光ディスク 2・・・基板 3・・・ピット 4、24・・・光反射層 5・・・保護層 6・・・半導体レーザ 7、27・・・レーザ光 9・・・対物レンズ 10・・・反射光 11・・・フォトダイオード 12・・・ビームスプリッタ 25・・・光磁気記録層 41・・・MOディスク M1、M2・・・薄膜(第一、第二の層) M3・・・第一の相 M4・・・第二の相 M5・・・組成勾配膜 1, 21 ... Optical disc 2 ... Substrate 3 ... Pit 4, 24 ... Light reflection layer 5 ... Protective layer 6 ... Semiconductor laser 7, 27 ... Laser light 9 ... Objective lens 10 ... Reflected light 11 ... Photodiode 12 ... Beam splitter 25 ... Magneto-optical recording layer 41 ... MO disc M1, M2 ... Thin film (first and second layers) M3 ... first phase M4 ... second phase M5 ... composition gradient film
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 板橋 昌夫 東京都品川区北品川6丁目7番35号 ソニ ー株式会社内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Masao Itabashi 6-735 Kitashinagawa, Shinagawa-ku, Tokyo Sony Corporation
Claims (17)
層とを有する光学素子において、前記光反射層が、組成
及び/又は組織を異にする少なくとも2種類の層からな
る積層膜で構成されていて、前記の少なくとも2種類の
層の厚さが、夫々 0.2nm以上、20nm以下であることを特
徴とする光学素子。1. An optical element having a substrate and a light-reflecting layer provided on the substrate, wherein the light-reflecting layer is a laminated film composed of at least two types of layers having different compositions and / or structures. An optical element characterized in that the thickness of the at least two types of layers is 0.2 nm or more and 20 nm or less, respectively.
とからなり、これらの少なくとも第一の層と第二の層と
の交互の積層の繰り返しが2回以上である、請求項1に
記載された光学素子。2. The laminated film comprises at least a first layer and a second layer, and the alternating lamination of at least the first layer and the second layer is repeated twice or more. 1. The optical element described in 1.
々元素、合金又は化合物からなっている、請求項2に記
載された光学素子。3. The optical element according to claim 2, wherein at least the first layer and the second layer each comprise an element, an alloy or a compound.
くとも一方の層が、50原子%以上の金属を含有する層で
ある、請求項2又は3に記載された光学素子。4. The optical element according to claim 2, wherein at least one of the first layer and the second layer is a layer containing 50 atom% or more of a metal.
ピタキシャル成長した構造、多結晶構造、非晶質構造又
はこれらの混合した構造からなっている、請求項2、3
又は4に記載された光学素子。5. The method according to claim 2, wherein at least the first layer and the second layer have an epitaxially grown structure, a polycrystalline structure, an amorphous structure or a mixed structure thereof.
Or the optical element described in 4.
する、請求項1〜5のいずれか1項に記載された光学素
子。6. The optical element according to claim 1, wherein light having a wavelength of 100 nm or more is used as incident light.
にて、これらの層の組成が急激に変化している、請求項
2〜6のいずれか1項に記載された光学素子。7. The optical element according to claim 2, wherein the composition of these layers is drastically changed at least at the interface between the first layer and the second layer. .
くとも一方が、第一の相中に第二の相が分散した組織を
有する、請求項2〜7のいずれか1項に記載された光学
素子。8. The method according to claim 2, wherein at least one of the first layer and the second layer has a structure in which the second phase is dispersed in the first phase. Optical element.
くとも一方が、面方向に間隙を隔てて分断されており、
この分断領域で両面の層間が接続されている、請求項2
〜8のいずれか1項に記載された光学素子。9. At least one of at least a first layer and a second layer is divided with a gap in the plane direction,
3. The layers on both sides are connected in this divided area.
The optical element according to any one of to 8.
に、前記第一の層の組成から前記第二の層の組成へと組
成が連続的に変化する中間層が介在し、この中間層の介
在によって急激な組成変化が起こっていない、請求項2
〜6、8及び9のいずれか1項に記載された光学素子。10. An intermediate layer having a composition continuously changing from the composition of the first layer to the composition of the second layer is interposed between at least the first layer and the second layer, The abrupt composition change does not occur due to the interposition of the intermediate layer.
~ The optical element according to any one of 6, 8 and 9.
いに異なる機能を有する、請求項2〜10のいずれか1項
に記載された光学素子。11. The optical element according to claim 2, wherein at least the first layer and the second layer have mutually different functions.
ッタ法、蒸着法、CVD法又はめっき法で形成された層
である、請求項2〜11のいずれか1項に記載された光学
素子。12. The optical element according to claim 2, wherein at least the first layer and the second layer are layers formed by a sputtering method, a vapor deposition method, a CVD method or a plating method. element.
によって被覆されている、請求項1〜12のいずれか1項
に記載された光学素子。13. The optical element according to claim 1, wherein the surface of the light reflecting layer opposite to the substrate is covered with a protective layer.
反射側の面のいずれか一方又は双方が、誘電体層によっ
て被覆されている、請求項1〜13のいずれか1項に記載
された光学素子。14. The substrate according to claim 1, wherein one or both of a substrate-side surface of the light reflection layer and a substrate-side surface of the light reflection layer are covered with a dielectric layer. Described optical element.
な記録層を有し、この記録層上に直接又は誘電体層を介
して光反射層が設けられている、請求項1〜14のいずれ
か1項に記載された光学素子。15. The method according to claim 1, further comprising a recording layer on which a predetermined signal is recorded or recordable, and the light reflecting layer is provided on the recording layer directly or via a dielectric layer. The optical element according to item 1.
れ、所定の情報が記録されるように構成された情報記録
媒体において、前記光反射層が、請求項1〜15のいずれ
か1項に記載された光反射層からなっていることを特徴
とする情報記録媒体。16. An information recording medium, wherein at least a light-reflecting layer is formed on a substrate, and predetermined information is recorded in the information recording medium, wherein the light-reflecting layer is any one of claims 1 to 15. An information recording medium comprising the described light reflecting layer.
た光学素子を光学系に配し、所定の情報を記録/再生す
るように構成された情報記録/再生装置。17. An information recording / reproducing apparatus configured to arrange the optical element according to claim 1 in an optical system and record / reproduce predetermined information.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6254340A JPH0896414A (en) | 1994-09-22 | 1994-09-22 | Optical element, information recording medium, and information recording / reproducing apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6254340A JPH0896414A (en) | 1994-09-22 | 1994-09-22 | Optical element, information recording medium, and information recording / reproducing apparatus |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0896414A true JPH0896414A (en) | 1996-04-12 |
Family
ID=17263647
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6254340A Pending JPH0896414A (en) | 1994-09-22 | 1994-09-22 | Optical element, information recording medium, and information recording / reproducing apparatus |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0896414A (en) |
-
1994
- 1994-09-22 JP JP6254340A patent/JPH0896414A/en active Pending
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