JPH09263055A - スパッタリング用ターゲット、その製造方法、そのターゲットを用いた光記録媒体、その光記録媒体の製造方法、及び光記録方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 従来に比べＣ／Ｎ、消去比、感度、記録・消
去繰り返し特性の飛躍的向上を達成できる光記録媒体を
提供する。 【解決手段】 記録を担う物質の相変化により記録消去
を行う光記録媒体の記録層の構成元素が主にＡｇ、Ｉ
ｎ、Ｔｅ、Ｓｂであり、それぞれの組成比α、β、γ、
δ（原子％）が １≦α＜６ ７≦β≦２０ ２０≦γ≦３５ ３５≦δ≦７０ α＋β＋γ＋δ＝１００ であることを特徴とする光記録媒体。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は光記録媒体、特に光
ビームを照射することにより記録層材料に相変化を生じ
させ、情報の記録・再生を行い、かつ、書き換えが可能
である相変化型情報記録媒体に関し、光メモリー関連機
器、特に書き換え可能なコンパクトディスク（ＣＤ）に
応用されるものである。さらに、本発明は相変化型光記
録媒体用のスパッタリングターゲット及びその製法に関
し、光ビームを照射することにより記録層材料に相変化
を生じさせ、情報の記録、再生を行い、かつ書換が可能
である光記録媒体の製造に応用されるものである。

【０００２】

【従来の技術】電磁波、特にレーザービームの照射によ
る情報の記録、再生および消去可能な光メモリー媒体の
一つとして、結晶−非結晶相間あるいは結晶−結晶相間
の転移を利用する、いわゆる相変化型記録媒体がよく知
られている。特に光磁気メモリーでは困難な単一ビーム
によるオーバーライトが可能であり、ドライブ側の光学
系もより単純であることなどから、最近その研究開発が
活発になっている。その代表的な例として、ＵＳＰ３５
３０４４１に開示されているように、Ｇｅ−Ｔｅ、Ｇｅ
−Ｔｅ−Ｓｎ、Ｇｅ−Ｔｅ−Ｓ、Ｇｅ−Ｓｅ−Ｓ、Ｇｅ
−Ｓｅ−Ｓｂ、Ｇｅ−Ａｓ−Ｓｅ、Ｉｎ−Ｔｅ、Ｓｅ−
Ｔｅ、Ｓｅ−Ａｓなどのいわゆるカルコゲン系合金材料
があげられる。また安定性、高速結晶化などの向上を目
的に、Ｇｅ−Ｔｅ系にＡｕ（特開昭６１−２１９６９２
号）、ＳｎおよびＡｕ（特開昭６１−２７０１９０
号）、Ｐｄ（特開昭６２−１９４９０号）などを添加し
た材料の提案や、記録／消去の繰り返し性能向上を目的
にＧｅ−Ｔｅ−Ｓｅ−Ｓｂ、Ｇｅ−Ｔｅ−Ｓｂの組成比
を特定した材料（特開昭６２−７３４３８号、特開昭６
３−２２８４３３号）の提案などもなされている。しか
しながら、そのいずれもが相変化型書換可能な光メモリ
ー媒体として要求される諸特性のすべてを満足しうるも
のとはいえない。特に記録感度、消去感度の向上、オー
バーライト時の消し残りによる消去比低下の防止、なら
びに記録部、未記録部の長寿命化が解決すべき最重要課
題となっている。

【０００３】特開昭６３−２５１２９０号では結晶状態
が実質的に三元以上の多元化合物単層からなる記録層を
具備した記録媒体が提案されている。ここで実質的に三
元以上の多元化合物単層とは三元以上の化学量論組成を
持った化合物（たとえばＩｎ₃ＳｂＴｅ₂）を記録層中に
９０原子％以上含むものとされている。このような記録
層を用いることにより記録、消去特性の向上が図れると
している。しかしながら消去比が低い、記録消去に要す
るレーザーパワーが未だ十分に低減されてはいないなど
の欠点を有している。

【０００４】更に、特開平１−２７７３３８号には（Ｓ
ｂ_aＴｅ_1-a）_1-YＭ_Y（ここで０．４≦ａ＜０．７、Ｙ≦
０．２であり、ＭはＡｇ、Ａｌ、Ａｓ、Ａｕ、Ｂｉ、Ｃ
ｕ、Ｇａ、Ｇｅ、Ｉｎ、Ｐｂ、Ｐｔ、Ｓｅ、Ｓｉ、Ｓｎ
及びＺｎからなる群より選ばれる少なくとも１種であ
る。）で表される組成の合金からなる記録層を有する光
記録媒体が提案されている。この系の基本はＳｂ₂Ｔｅ₃
であり、Ｓｂ過剰にすることにより、高速消去、繰返し
特性を向上させ、Ｍの添加により高速消去を促進させて
いる。加えて、ＤＣ光による消去率も大きいとしてい
る。しかし、この文献にはオーバーライト時の消去率は
示されておらず（本発明者らの検討結果では消し残りが
認められた）、記録感度も不十分である。

【０００５】同様に、特開昭６０−１７７４４６号では
記録層に（Ｉｎ_1-XＳｂ_X）_1-YＭ_Y（０．５５≦Ｘ≦０．
８０、０≦Ｙ≦０．２０であり、ＭはＡｕ、Ａｇ、Ｃ
ｕ、Ｐｄ、Ｐｔ、Ａｌ、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｇａ、Ｓｎ、Ｔ
ｅ、Ｓｅ、Ｂｉである。）なる合金を用い、また、特開
昭６３−２２８４３３号では記録層にＧｅＴｅ−Ｓｂ₂
Ｔｅ₃−Ｓｂ（過剰）なる合金を用いているが、いずれ
も感度、消去比等の特性を満足するものではない．

【０００６】加えて、特開平４−１６３８３９号には記
録薄膜をＴｅ−Ｇｅ−Ｓｂ合金にＮを含有させることに
よって形成し、特開平４−５２１８８号には記録薄膜を
Ｔｅ−Ｇｅ−Ｓｅ合金にこれら成分のうちの少なくとも
１つが窒化物となっているものを含有させて形成し、特
開平４−５２１８９号には記録薄膜がＴｅ−Ｇｅ−Ｓｅ
合金にＮを吸着させることによって形成し、これら記録
薄膜をそれぞれ設けた光記録媒体が記載されている。し
かし、これらの光記録媒体でも十分な特性を有するもの
を得ることはできない。

【０００７】これまでみてきたように、光記録媒体にお
いては、特に記録感度、消去感度の向上、オーバーライ
ト時の消し残りによる消去比低下の防止、並びに記録
部、未記録部の長寿命化が解決すべき最重要課題となっ
ている。

【０００８】一方、近年ＣＤ（コンパクトディスク）の
急速な普及にともない、一回だけの書き込みが可能な追
記型コンパクトディスク（ＣＤ−Ｒ）が開発され、市場
に普及され始めた。しかし、ＣＤ−Ｒでは書き込み時に
一度でも失敗すると修正不可能なためそのディスクは使
用不能となってしまい廃棄せざるを得ない。したがっ
て、その欠点を補いえる書き換え可能なコンパクトディ
スクの実用化が待望されていた。研究開発された一つの
例として、光磁気ディスクを利用した書き換え可能なコ
ンパクトディスクがあるが、オーバーライトの困難さ
や、ＣＤ−ＲＯＭ、ＣＤ−Ｒとの互換がとりにくい等と
いった欠点を有するため、原理的に互換性確保に有利な
相変化型光ディスクの実用化開発が活発化してきた。

【０００９】相変化型光ディスクを用いた書き換え可能
なコンパクトディスクの研究発表例としては、古谷
（他）：第４回相変化記録研究会シンポジウム講演予稿
集、７０（１９９２）、神野（他）：第４回相変化記録
研究会シンポジウム講演予稿集、７６（１９９２）、川
西（他）：第４回相変化記録研究会シンポジウム講演予
稿集、８２（１９９２）、Ｔ．Ｈａｎｄａ（ｅｔ ａ
ｌ）：Ｊｐｎ．Ｊ．Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．３２（１９９
３）５２２６、米田（他）：第５回相変化記録研究会シ
ンボジウム講演予稿集、９（１９９３）、富永（他）：
第５回相変化記録研究会シンポジウム講演予稿集、５
（１９９３）のようなものがあるが、いずれも、ＣＤ−
Ｒとの互換性確保、記録消去性能、記録感度、書き換え
の繰り返し可能回数、再生回数、保存安定性等、総合性
能を充分満足させるものではなかった。それらの欠点
は、主に記録材料の組成、構造に起因する消去比の低さ
に因るところが大きかった。

【００１０】これらの事情から消去比が高く、高感度の
記録、消去に適する相変化型記録材料の開発、さらには
高性能で書き換え可能な相変化型コンパクトディスクが
望まれていた。本発明者等は、それらの欠点を解決する
新材料として、ＡｇＩｎＳｂＴｅ系記録材料を見いだし
提案してきた。その代表例としては、特開平４−７８０
３１号、特開平４−１２３５５１号、Ｈ．Ｉｗａｓａｋ
ｉ（ｅｔ ａｌ）：Ｊｐｎ．Ｊ．Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．
３１（１９９２）４６１、井手（他）：第３回相変化記
録研究会シンポジウム講演予稿集、ｌ０２（１９９
１）、Ｈ．Ｉｗａｓａｋｉ（ｅｔ ａｌ）：ｐｎ．Ｊ．
Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．３２（１９９３）５２４１等があ
げられる。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】これらの開示技術によ
り、極めて優れた性能を有する相変化型光ディスクを獲
得できることは、既に明らかであったが、ＣＤ−Ｒとの
互換性確保等、上記総合性能を完壁に満足し、新たな市
場を形成しえるに足る相変化型光ディスクの作製技術を
完成させるためには尚一層の努力が望まれていた。

【００１２】従って、本発明の第１の目的は、上記従来
技術における間題をすべて解消し、従来に比べ、Ｃ／
Ｎ、消去比、記録感度、繰り返し特性の飛躍的向上を達
成する光記録媒体を提供することにある。本発明の第２
の目的は、ディスクの回転線速度が１．２ｍ／ｓから
５．６ｍ／ｓの領域で記録・消去を行う光記録方法にお
いて、最適な光記録媒体を提供することにある。本発明
の第３の目的は、書き換え可能なコンパクトディスクに
最適な相変化型光記録媒体とそれへの記録方法を提供す
ることにある。本発明の第４の目的は、前記第１、第２
及び第３の目的を実現するスパッタリング用ターゲット
及びその製法、製膜方法を提供することにある。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本発明者らは光記録媒体
の改善に鋭意研究を重ねた結果、前記目的に合致する光
記録媒体、その光記録媒体への記録方法、その光記録媒
体の製造方法、その光記録媒体の製造に有用なスパッタ
リング用ターゲット及びその製法、製膜方法を見いだし
た。すなわち、本発明によれば（１）記録を担う物質の
相変化により記録消去を行う光記録媒体の記録層の構成
元素が主にＡｇ、Ｉｎ、Ｔｅ、Ｓｂであり、それぞれの
組成比α、β、γ、δ（原子％）が １≦α＜６ ７≦β≦２０ ２０≦γ≦３５ ３５≦δ≦７０ α＋β＋γ＋δ＝１００ であることを特徴とする光記録媒体、（２）基板上に第
１の誘電体層、記録層、第２の誘電体層、金属または合
金層の順に積層してなる光記録媒体において、記録層が
前記（１）の相変化記録材料からなることを特徴とする
光記録媒体、（３）前記（２）の光記録媒体において、
基板に形成された案内溝の幅が０．２５〜０．６５μ
ｍ、その案内溝の深さが２５０〜６５０Åであることを
特徴とする光記録媒体、（４）前記（２）の光記録媒体
において、記録層が前記（１）の組成範囲を持つ相変化
記録材料であり、かつ未記録および消去時にＡｇＳｂＴ
ｅ₂微結晶相が存在することを特徴とする光記録媒体、
（５）円盤状の基板上に第１の誘電体層、記録層、第２
の誘電体層、金属または合金層の順に積層してなる光記
録媒体において、第１の誘電体層の膜厚が５００〜２５
００Å、記録層の膜厚が１００〜１０００Å、第２の誘
電体層の膜厚が１００〜１５００Å、金属または合金層
の膜厚が３００〜２０００Åであることを特徴とする前
記（２）記載の光記録媒体、が提供される。

【００１４】また、本発明によれば、（６）前記（５）
の光記録媒体を回転線速度１．２ｍ／ｓ〜５．６ｍ／ｓ
の範囲で回転させ、情報記録時に使用する照射光源が半
導体レーザーであることを特徴とする光記録方法、
（７）前記（６）の光記録方法において、記録方式がＰ
ＷＭ（Ｐｕｌｓｅ Ｗｉｄｔｈ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏ
ｎ）方式であることを特徴とする光記録方法、（８）前
記（７）の光記録方法において、情報記録時の信号変調
方式がＥＦＭ（Ｅｉｇｈｔ ｔｏ Ｆｏｕｒｔｅｅｎ
Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）あるいはその改良変調方式を用
い、レーザー記録時の信号がマルチパルス化されている
ことを特徴とする光記録方法、が提供される。

【００１５】また、本発明にょれば、（９）前記（１）
の光記録媒体を作製する際に用いられ、構成元素が主に
Ａｇ、Ｉｎ、Ｔｅ、Ｓｂであり、それぞれの組成比α、
β、γ、δ（原子％）が ０．５≦α＜８ ５≦β≦２３ １７≦γ≦３８ ３２≦δ≦７３ α＋β＋γ＋δ＝１００、但しα≦β であることを特徴とするスパッタリング用ターゲット、
（１０）前記（９）においてターゲット中に主にＳｂ
と、カルコパイライト構造及び／又は閃亜鉛鉱型構造を
有する化学量論組成及び／又はそれに近い組成のＡｇＩ
ｎＴｅ₂とが存在することを特徴とするスパッタリング
用ターゲット、（１１）前記（１０）において、カルコ
パイライト構造及び／又は閃亜鉛鉱型構造を有する化学
量論組成及び／又はそれに近い組成のＡｇＩｎＴｅ₂の
形成する結晶子の粒径ｄが ｄ≦４５０Å であることを特徴とするスパッタリング用ターゲット、
が提供される。

【００１６】また、本発明によれば、（１２）ターゲッ
ト原材料として、Ａｇ、Ｉｎ及びＴｅの単体を混合し、
５５０℃以上８５０℃以下の温度で溶融した後急冷させ
粉砕し、これとＳｂとを混合して焼結することを特徴と
する前記（９）のスパッタリング用ターゲットの製造方
法、（１３）ターゲット原材料として、Ａｇ、Ｉｎ、Ｔ
ｅ及びＳｂの単体を混合し、５５０℃以上８５０℃以下
の温度で溶融した後急冷させ粉砕し、これを焼結するこ
とを特徴とする前記（９）のスパッタリング用ターゲッ
トの製造方法、（１４）前記（１２）又は（１３）にお
いてターゲット焼結以前の工程として、融点温度以下に
おける熱処理工程を含むことを特徴とするスパッタリン
グ用ターゲットの製造方法、が提供される。

【００１７】また、本発明によれば、（１５）前記
（９）、（１０）又は（１１）のスパッタリング用ター
ゲットのスパッタリング時に、アルゴンガスに窒素ガス
を０ｍｏｌ％以上１０ｍｏｌ％以下混合したガスを用い
て成膜することを特徴とする光記録媒体の成膜方法、
（１６）前記（９）、（８）又は（１１）のスパッタリ
ング用ターゲットを用いスパッタリングする際の背圧ｐ
を ３×１０^-7≦ｐ≦５×ｌ０^-6Ｔｏｒｒ に設定することを特徴とする前記（１５）の光記録媒体
の成膜方法、（１７）スパッタリング後に、スパッタリ
ング時よりも高濃度の窒素を含むガスをスパッタチャン
バー内に流入させることを特徴とする前記（１５）の光
記録媒体の成膜方法、が提供される。

【００１８】更に本発明によれば、（１８）前記（１）
において、記録層の主な構成元素Ａｇ、Ｉｎ、Ｔｅ、Ｓ
ｂのうち、少なくとも１つの元素の窒化物および／又は
酸化物を含むことを特徴とす光記録媒体、（１９）前記
（１８）において、記録層中の窒素の結合状態の少なく
とも１つがＴｅ−Ｎであることを特徴とする光記録媒
体、が提供される。

【００１９】

【発明の実施の形態】以下、本発明をさらに詳細に説明
する。Ａｇ、Ｉｎ、Ｔｅ、Ｓｂを含む４元系の相変化型
記録材料を主成分として含有する材料は、記録（アモル
ファス化）感度・速度、消去（結晶化）感度・速度、及
び消去比が極めて良好なため、記録層の材料として適し
ている。良好なディスク特性が得られる記録層組成は前
記（１）のとおりであるが、最も良好な記録消去特性を
得るには、さらに前記（４）に示した要件を満足してい
る方が良い。

【００２０】本発明においては、記録層の組成は記録膜
を発光分析法により測定して得られる値を用いたが、そ
の他にもＸ線マイクロアナリシス、ラザフォード後方散
乱、オージェ電子分光、蛍光Ｘ線等の分析法が考えられ
る。その場合は、発光分析法で得られる値との比較検討
をする必要がある。また一般に発光分析法の場合、測定
値のおよそ±５％は分析誤差と考えられる。記録層中に
含まれる物質の観測はＸ線回折または電子線回折等が適
している。すなわち結晶状態の判定として、電子線回折
像でスポット状及至デバイリング状のパターンが観測さ
れる場合には結晶状態、リング状のパターン及至ハロー
パターンが観測される場合には非結晶（アモルファス）
状態とする。結晶子径はＸ線回折ピークの半値幅からシ
ェラーの式を用いて求めることができる。

【００２１】さらに、記録層中の化学結合状態、たとえ
ば酸化物、窒化物等の分析には、ＦＴ−ＩＲ、ＸＰＳ等
の分析手法が有効である。本発明の製法により作製され
たスパッタリングターゲット、及び製膜方法により製膜
された記録層の膜厚としては１００〜１０００Å、好適
には１５０〜７００Åとするのがよい。１００Åより薄
いと光吸収能が著しく低下し、記録層としての役割を果
さなくなる。また１０００Åより厚いと高速で均一な相
変化がおこりにくくなる。

【００２２】ターゲット中に、主にＳｂとカルコパイラ
イト構造及び／又は閃亜鉛鉱型構造を有する化学量論組
成及び／又はそれに近い組成のＡｇＩｎＴｅ₂とを存在
させることにより、薄膜記録層を設置した後、適切な処
理（初期化）を行い、例えば１９９１年秋季第３回相変
化記録研究会シンポジウム講演予稿集ｐ．１０２やＪａ
ｐａｎｅｓｅ Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ａｐｐｌｉｅｄ
Ｐｈｙｓｉｃｓ Ｖｏｌ．３２（１９９３）ｐｐ．５
２４１−５２４７に記載されているような、微結晶相Ａ
ｇＳｂＴｅ₂とアモルファス相Ｉｎ−Ｓｂとの混相状態
を得ることができる。この混相状態を記録層の未記録状
態として設けることによりにより、消去比が高く低パワ
ーで記録−消去の繰り返しが可能な光記録媒体を得るこ
とが可能となる。

【００２３】カルコパイライト構造及び／又は閃亜鉛鉱
型構造を有する化学量論組成及び／又はそれに近い組成
のＡｇＩｎＴｅ₂の結晶子の粒径は、例えばターゲット
を粉砕しＸ線回折で得られるメインピーク（Ｘ線源Ｃ
ｕ、λ≒１．５４Åの場合、約２４．１°）の線幅より
計算することができる。計算に際しては充分に結晶子の
粒径の大きな基準サンプルで線幅の構成を行う必要があ
る。ＡｇＩｎＴｅ₂の結晶子の粒径（ｄ）が４５０Å以
上の場合には、薄膜記録層を設置した後、適切な処理を
施しても安定な記録消去を行うことのできる混相状態を
得ることが困難となる。

【００２４】本発明のスパッタリング用ターゲットを用
いて記録層を製膜する場合には、スパッタリング前の背
圧ｐは３×１０^-7≦ｐ≦５×１０^-6Ｔｏｒｒであること
が望ましい。この範囲内で膜中に適当な不連続相（バリ
ア）ができ、成膜後適切な処理を施すことにより、Ａｇ
ＩｎＴｅ₂とＳｂとのアモルファス相から微結晶ＡｇＳ
ｂＴｅ₂とアモルファスＩｎ−Ｓｂとの混相状態を得や
すくなる。また、スパッタリング時のガスにアルゴンガ
スに窒素ガスを０ｍｏｌ％以上１０ｍｏｌ％以下混合し
たガスを用いることで窒素量に応じて、ディスク回転の
線速、層構成等、ディスクの使用条件に最も適した記録
層を得ることができる。また、窒素ガスとアルゴンガス
との混合ガスを用いることにより繰り返し記録消去の耐
久性も向上する。混合ガスは所望のモル比であらかじめ
混合したガスを用いても、チャンバー導入時に所望のモ
ル比になるよう流量をそれぞれ調整してもよい。

【００２５】膜中の窒素含有量は５％以下のとき特に、
良好な特性が得られる。Ｏ／Ｗ回数の向上以外の具体的
な効果としては、変調度の向上、記録マーク（アモルフ
ァスマーク）の保存寿命の向上等があげられる。それら
のメカニズムの詳細は必ずしも明確ではないが、膜中へ
の適量の窒素混入により、膜の密度の減少、微小欠陥増
加等により、構造的には粗の方向に変化する。その結
果、窒素無添加の状態に比べ、膜の秩序性が緩和され、
アモルファスから結晶への転移は抑制される方向にな
る。したがって、アモルファスマークの安定性が増し、
保存寿命が向上する。更に窒素添加効果の一つとして、
転移線速度の制御法としても有効である。具体的には、
窒素の添加により、転移線速度すなわち最適な記録線速
度を低線速度側に変化させることができる。これは、同
一のターゲットを使っても、記録膜作製時のＮ₂／Ａｒ
ガス混合比の制御のみで、相変化光ディスクの最適記録
線速度を調整することができる。

【００２６】膜中の窒素の化学結合状態としては、Ａ
ｇ、Ｉｎ、Ｔｅ、Ｓｂの中のいずれか一種以上と結合し
ていることが望ましいが、特にＴｅ結合した状態、具体
的にはＴｅ−Ｎ、Ｓｂ−Ｔｅ−Ｎといった化学結合が存
在した時に、Ｏ／Ｗの繰り返し回数の向上により効果が
大きい。そのような化学結合状態の分析手段としては、
ＦＴ−ＩＲや、ＸＰＳ等の電子分光分析法が有効であ
る。たとえば、ＦＴ−ＩＲでは、Ｔｅ−Ｎによる吸収帯
は５００〜６００ｃｍ^-1付近にそのピークをもち、Ｓｂ
−Ｔｅ−Ｎは６００〜６５０ｃｍ^-1付近にその吸収ピー
クが出現する。

【００２７】更に、本発明の記録層材料にはさらなる性
能向上、信頼性向上等を目的に他の元素や不純物を添加
することができる。一例としては、特願平４−１４８８
号に記載されている元素（Ｂ、Ｎ、Ｃ、Ｐ、Ｓｉ）や
Ｏ、Ｓ、Ｓｅ、Ａｌ、Ｔｉ、Ｖ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎ
ｉ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｇａ、Ｓｎ、Ｐｄ、Ｐｔ、Ａｕ等が好
ましい例としてあげられる。

【００２８】次に本発明を添付図面に基づき説明する。
図１は本発明の構成例を示すものである。基板１上に第
１の誘電体層（耐熱性保護層）２、記録層３、第２の誘
電体層（耐熱性保護層）４、反射放熱層５が設けられて
いる。耐熱性保護層２、４はかならずしも記録層３の両
側共に設ける必要はないが、基板１がポリカーボネート
樹脂のように耐熱性が低い材料の場合には耐熱性保護層
２を設けることが望ましい。

【００２９】基板１の材料は通常ガラス、セラミック
ス、あるいは樹脂であり、樹脂基板が成形性、コストの
点で好適である。樹脂の代表例としてはポリカーボネー
ト樹脂、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、ポリスチレン樹
脂、アクリロニトリル−スチレン共重合体樹脂、ポリエ
チレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、シリコーン系樹脂、
フッ素系樹脂、ＡＢＳ樹脂、ウレタン樹脂などがあげら
れるが、加工性、光学特性などの点でポリカーボネート
樹脂、アクリル系樹脂が好ましい。また基板１の形状と
してはディスク状、カード状あるいはシート状であって
もよい。

【００３０】但し、本発明の光記録媒体を書き換え可能
なコンパクトディスク（ＣＤ−Ｅｒａｓａｂｌｅ）に応
用する場合には、以下のような特定の条件が付与される
ことが望ましい。その条件は、使用する基板に形成され
る案内溝（グルーブ）の幅（いわゆる半値幅）が０．２
５〜０．６５ミクロン（μｍ）好適には０．３０〜０．
５５μｍ、その案内溝の深さが２５０〜６５０オングス
トローム（Å）好適には３００〜５５０Åとなっている
ことである。この基板条件と前述した記録材料とディス
ク層構成とを組み合わせることにより、互換性に優れた
書換可能なコンパクトディスクの提供が可能となる。具
体的には、コンパクトディスクでは、重要な溝信号特性
として記録後のプッシュプル信号（ＰＰｍ；Ｐｕｓｈ
Ｐｕｌｌ ｍａｇｎｉｔｕｄｅ ａｆｔｅｒｒｅｃｏｒ
ｄｉｎｇ）が規定されている（ＣＤ規格参照）。そし
て、その範囲は、ＰＰｍが０．０４〜０．１５、好適に
は０．０４〜０．１２、最適には０．０４〜０．０９と
なることが要求される。相変化を利用した書換可能なコ
ンパクトディスクにおいて、主要な記録再生特性をすべ
て満足し、なおかつこの溝信号特性の規格を満足するこ
とは極めて困難なことであったが、本発明により初めて
総合実用性能を満足する書換可能なコンパクトディスク
を提供できるようになった。

【００３１】耐熱性保護層の材料としては、ＳｉＯ、Ｓ
ｉＯ₂、ＺｎＯ、ＳｎＯ₂、Ａｌ₂Ｏ₃、ＴｉＯ₂、Ｉｎ₂Ｏ
₃、ＭｇＯ、ＺｒＯ₂などの金属酸化物；Ｓｉ₃Ｎ₄、Ａｌ
Ｎ、ＴｉＮ、ＢＮ、ＺｒＮなどの窒化物；ＺｎＳ、Ｉｎ
₂Ｓ₃、ＴａＳ₄などの硫化物；ＳｉＣ、ＴａＣ、Ｂ₄Ｃ、
ＷＣ、ＴｉＣ、ＺｒＣなどの炭化物やダイヤモンド状カ
ーボンあるいはそれらの混合物が挙げられる。これらの
材料は単体で保護層とすることもできるが、互いの混合
物としてもよい。また、必要に応じて不純物を含んでい
てもよい。但し、耐熱性保護層２、４の融点は記録層３
の融点よりも高いことが必要である。このような耐熱性
保護層２、４は各種気相成長法、たとえば真空蒸着法、
スパッタリング法、プラズマＣＶＤ法、光ＣＶＤ法、イ
オンプレーティング法、電子ビーム蒸着法などによって
形成できる。

【００３２】第１の誘電体層（耐熱性保護層）２の膜厚
としては５００〜２５００Å、好適には１２００〜２３
００Åとするのがよい。５００Åよりも薄くなると耐熱
性保護層としての機能をはたさなくなり、逆に２５００
Åよりも厚くなると感度の低下をきたしたり、界面剥離
を生じやすくなる。また必要に応じて保護層を多層化す
ることもできる。第２の誘電体層（耐熱性保護層）４の
膜厚としては１００〜１５００Å、好適には１５０〜１
０００Åとするのがよい。ｌ００Åよりも薄くなると耐
熱性保護層としての機能をはたさなくなり、逆に１５０
０Åよりも厚くなると１．２〜５．６ｍ／ｓの範囲の所
謂低線速領域で使用した場合、界面剥離を生じやすくな
り、繰り返し記緑性能も低下する。また必要に応じて保
護層を多層化することもできる。

【００３３】反射放熱層５としては、Ａｌ、Ａｕ、Ａ
ｇ、Ｃｕなどの金属材料、またはそれらの合金などを用
いることができる。反射放熱層５を形成することは必ず
しも必要ではないが、過剰な熱を放出しディスクへの熱
負担を軽減するために設けるほうが望ましい。このよう
な反射放熱層５は各種気相成長法、たとえば真空蒸着
法、スパッタリング法、プラズマＣＶＤ法、光ＣＶＤ
法、イオンプレーティング法、電子ビーム蒸着法などに
よって形成できる。反射放熱層５の膜厚としては、３０
０〜２０００Å、好適には５００〜１５００Åとするの
がよい。

【００３４】本発明のスパッタリングターダット及びそ
の製法、製膜方法により成膜された記録層の処理（初期
化）、記録、再生および消去に用いる電磁波としてはレ
ーザー光、電子線、Ｘ線、紫外線、可視光線、赤外線、
マイクロ波など種々のものが採用可能である。特に記
録、再生および消去に用いる電磁波としては、ドライブ
に取付ける際小型でコンパクトな半導体レーザーが最適
である。

【００３５】

【実施例】以下、実施例によって本発明を具体的に説明
する。但しこれらの実施例は本発明をなんら制限するも
のではない。

【００３６】実施例１〜８、比較例１〜１０ 表１にカルコパイライト構造及び／又は閃亜鉛鉱型構造
を有する化学量論組成及び／又はそれに近い組成のＡｇ
ＩｎＴｅ₂が存在するスパッタリングターゲットの組
成、及びそれらを用いた場合のディスク特性、オーバー
ライト繰り返し可能回数（Ｏ／Ｗ回数）を示す。幅０．
５μｍ、深さ６００Åでトラックピッチ１．６μｍのグ
ルーブが形成されているポリカーボネートディスク基板
（厚さ１．２ｍｍ）にＺｎＯ・ＳｉＯ₂からなる第１の
誘電体層（厚さ２０００Å）、記録層（厚さ２５０
Å）、ＺｎＳ・ＳｉＯ₂からなる第２の誘電体層（厚さ
３００Å）、アルミニウム基合金（Ａｌ−Ｓｉ（Ｓｉ
１．０重量％を含む））からなる反射放熱層（厚さ１０
００Å）、ＵＶ樹脂コート層（環境保護層、厚さ１０μ
ｍ）を設けてディスクを作成した。なお、記録層のスパ
ッタリング方法は背圧を９×１０^-7ｔｏｒｒで、アルゴ
ンガスを入れ、４×１０^-3ｔｏｒｒにしてＲＦｐｏｗｅ
ｒ４０ワットで行なった。

【００３７】ディスクの回転線速度は１．２〜５．６ｍ
／ｓの範囲内で各々のディスクに最適な線速で測定（記
録再生）し、信号変調方式はＥＦＭ変調方式を用い、レ
ーザー記録時には照射するレーザーパルスをマルチパル
ス化して記録した。半導体レーザーの波長は７８０ｎ
ｍ、対物レンズのＮＡは０．５である。ディスク特性の
欄の評価値は、レベル３が最も良好な特性（Ｃ／Ｎ≧５
５ｄＢ、消去比（Ｅｒｓ）≦−３５ｄＢ）を示すターゲ
ット組成とそれを用いて作製した記録層組成であること
を表し、レベル２は良好な特性（５５＞Ｃ／Ｎ≧４５ｄ
Ｂ、−３５＜消去比（Ｅｒｓ）≦−２５ｄＢ）を示すタ
ーゲットとそれを用いて作製した記録層組成であること
を表し、レベル１は良好な特性を有するディスクが得ら
れなかった（上記以外のもの）ターゲットとそれを用い
て作製した記録層組成であることを示す。

【００３８】その結果、Ａｇ、Ｉｎ、Ｔｅ、Ｓｂそれぞ
れの組成比α、β、γ、δ（原子％）がスパッタリング
ターダットでは、０．５≦α＜８、５≦β≦２３、１７
≦γ≦３８、３２≦δ≦７３であるとき、そして記録層
組成としては１≦α＜６、７≦β≦２０、２０≦γ≦３
５、３５≦δ≦７０であるとき、良好なディスク性が得
られていることがわかる。なお、実施例１〜８で用いた
ターゲットは原材料を溶融急冷し、粉砕した後、ターゲ
ット焼結前に熱処理工程を経て作製したものである。図
２は実施例５で得られたディスクの線速５ｍ／ｓ時のオ
ーバーライト特性を表わす。

【００３９】

【表１−（１）】

【００４０】

【表１−（２）】

【００４１】比較例１１ 実施例５のターゲットと同一組成で、ターゲット焼結前
の熱処理工程のないものを作製した以外は実施例５同様
のディスクを作製した。このディスクの線速５ｍ／ｓ時
のオーバーライト特性を図３に示す。比較例１１ではデ
ィスク特性、感度とも劣っている。

【００４２】実施例９ 表２に実施例３のターゲットを窒素ガス０、３、６、１
０、１５ｍｏｌ％混合したアルゴンガスを用いてスパッ
タリングを行なった際の記録膜の組成とオーバーライト
級り返し回数を示す。窒素量が適量の場合はＯ／Ｗ繰り
返し回数の向上が認められ、ｌ０ｍｏｌ％を越すと繰り
返し回数が急激に悪化する。また、窒素を混合したサン
プルでは膜中にＩｎ酸化物、Ｉｎ窒化物やＴｅ窒化物等
の存在が認められた。中でも、Ｔｅ−ＮやＳｂ−Ｔｅ−
Ｎの結合が記録膜中に存在する場合、Ｏ／Ｗの繰り返し
回数の向上により効果の大きいことが確認された。但
し、窒化物は特に限定されるものではない。図５は（Ｎ
₂／Ａｒ＋Ｎ₂）が３ｍｏｌ％の記録層を、Ｓｉウェハー
基板上に１０００Å厚に製膜したサンプルをＦＴ−ＩＲ
透過法にて分析し、０ｍｏｌ％のサンプルに対する同様
のデータとの差スペクトルである。

【００４３】測定方法及び測定条件の詳細は以下の通り
である。 （測定方法） 装置：ＩＦＳ−１１３Ｖ（Ｂｒｕｋｅｒ製ＦＴ−ＩＲ） 光 源：ＳｉＣ 検知器：ＭＣＴ（ＨｇＣｄＴｅ） ビームスプリッター：Ｇｅ／ＫＢｒ （4000〜600cm^-1) ３．５μｍマイラーフィルム（ 700〜100cm^-1) １２ μｍマイラーフィルム（ 250〜 60cm^-1) （測定条件） 分解能＝４cm^-1 積算回数＝２０４８回（4000〜600cm^-1) ５１２回（ 700〜 60cm^-1) アポダイゼーション＝ボックスカー ゼロフィリング＝２倍（4000〜600cm^-1) ４倍（ 700〜 60cm^-1) 参照試料＝Ｓｉ 測定方法＝透過法 位相補正＝Ｍｅｒｔｓ法

【００４４】

【表２】 ＊１）ジャッター値が最小となる記録パワー、１５ｍＷ以下が望ましい（以下 同じ）。 ＊２）ジャッター値が急増する点、１０００回以上が望ましい（以下同じ）。

【００４５】比較例１２ 実施例１〜８のターゲットに含まれるＡｇＩｎＴｅ₂の
結晶子の粒径は４５０Å以下である。実施例２と同一組
成ターゲットで結晶子の粒径５００Åのものを作製し、
実施例２同様のディスクを作製した。この比較例１８の
ディスクの線速２ｍ／ｓ時のオーバーライト特性を図４
に示す。比較例１２では実施例２に比べてＣ／Ｎ、消去
比が劣った。

【００４６】比較例１３、１４ 実施例１〜８のターゲットでは、原材料であるＡｇ、Ｉ
ｎ、Ｔｅ、Ｓｂのターゲット作製時の材料混合溶融温度
は５５０℃以上８５０℃以下である。実施例２と同一組
成で原材料溶融温度が５００℃のもの（比較例１３）と
９００℃のもの（比較例１４）を作製し、実施例２同様
のディスクを作製した。比較例１３のディスクでは良好
な記録消去がほとんど行えなかった。また、比較例１４
は実施例２に比べ特性がやや劣っていた。

【００４７】実施例１０ 案内溝（グルーブ）の幅と深さを変化させた以外は、実
施例２とまったく同様の構成のディスクを同様の方法に
より作製し、その溝信号特性を評価した。その結果を図
６に示す。図６より、基板に形成される案内溝の幅が
０．２５〜０．６５μｍで案内溝の深さが２５０〜６５
０Åの時、良好な溝信号特性を示すことがわかる。

【００４８】実施例１１ 各層の膜厚を変化させた以外は、実施例２とまったく同
様の構成のディスクを同様の方法により作製し、その記
録感度とオーバーライト繰り返し回数を評価した。その
結果を表３に示す。表３より、第１の誘電体層の膜厚が
５００〜２５００Å、記録層の膜厚が１００〜１０００
Å、第２の誘電体層の膜厚が１００〜１５００Å、合金
層の膜厚が３００〜２０００Åである時、高記録感度で
かつ優れた書き換え回数を有することがわかる。

【００４９】

【表３】 （注）実施例１１の１〜６は第１誘電体層の膜厚効果、
実施例１１の７〜１３は記録層の膜厚効果、実施例１１
の１４〜２１は第２誘電体層の膜厚効果、実施例１１の
２２〜２７は反射放熱層の膜厚効果を表わす。 （注）判定で○は良好、×は不良を表わす。

【００５０】

【発明の効果】本発明によりＣ／Ｎ、消去比、感度、換
り返し特性の飛躍・向上を達成できた。以下に、請求項
ごとの効果を示す。頭の番号は、各請求項に対応する。 １）記録層の組成を特定化することで、低線速領域
（１．２〜５．６ｍ／Ｓ）での総合性能に優れた相変化
型光ディスク用の記録層を獲得できる。 ２）請求項１の記録層を請求項２に示す層構成に適用す
ることで、総合性能に優れた相変化型光ディスクを獲得
できる。 ３）透明基板の案内溝の形状（深さと幅）を特定化する
ことにより、ＣＤ−ＲＯＭ、ＣＤ−Ｒとの互換性確保を
容易にできる。 ４）記録層に含まれる化学構造を特定化することで、さ
らに消去性能に優れた相変化型光ディスクを獲得でき
る。 ５）各層の膜厚を特定化することで、低線速領域（１．
２〜５．６ｍ／Ｓ）での総合性能に優れた相変化型光デ
ィスクを獲得できる。 ６）上記光ディスクを適用する最適な記録方法を提供で
きる。 ７）上記光ディスクを適用する最適な記録方法、特に
は、大容量化に適した方法を提供できる。 ８）上記光ディスクを適用する最適な記録方法、特に
は、コンパクトディスクの書換型あるいはその変形方式
に適した記録方法と条件を提供できる。 ９）上記記録媒体の記録層を作製する際の出発材料とな
るスパッタリング用ターゲットの基本組成を特定するこ
とにより、優れた相変化型光ディスクを提供できる。 １０）上記記録媒体の記録層を作製する際の出発材料と
なるスパッタリング用ターゲットの基本組成と化学構造
を特定することにより、優れた相変化型光ディスクを提
供できる。 １１）上記記録媒体の記録層を作製する際の出発材料と
なるスパッタリング用ターゲットの基本組成と化学構
造、さらに結晶粒子の大きさを特定することにより、優
れた相変化型光ディスクを提供できる。 １２）上記ターゲットの基本的製造方法の一つを提供す
る。 １３）上記ターゲットの基本的製造方法の他の一つを提
供する。 １４）上記ターゲットの基本的製造方法の改良法であ
り、安定した相変化記録媒体を獲得する条件を提供す
る。 １５）請求項９、１０、ｌ１のいずれかに記職のターゲ
ットを用い、請求項１、２、４記載の記録層を作製する
方法を提供する。 １６）請求項１５記載の製造方法の改良であり、さらに
高性能で安定した相変化記録媒体を獲得する作製条件を
提供する。 １７）請求項１５記載の製造方法の改良であり、さらに
高性能で安定した相変化記録媒体を獲得する作製条件を
提供する。 １８）請求項１５、１６、１７いずれかの方法で作製し
た時に得られる記録層の状態を示しており、さらに優れ
た性能（特には書き換え回数、信頼性等）を有する相変
化型光記録媒体を提供する。 １９）請求項１８の記録層の状態を更に特定化すること
のいより、Ｏ／Ｗ回数をより向上させるとともに、所望
の最適線速度の制御を容易にできる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明光記録媒体の一例の構成図。

【図２】ターゲット材料を製造する際、焼結前に熱処理
を行なったターゲットを用いてつくった光記録媒体の性
能を表わした図。

【図３】ターゲット材料を製造する際、熱処理を行なわ
なかったターゲットを用いて光記録媒体の性能を表わし
た図。

【図４】同一組成のターゲットで結晶孔径を５００Åと
して光記録媒体をつくり、その性能を表わした図。

【図５】Ａｇ−Ｉｎ−Ｓｂ−Ｔｅ−Ｎ膜のＦＴ−ＩＲス
ペクトルを表わした図。

【図６】グルーブの幅、深さとプッシュプル信号との関
係を表わした図。

【符号の説明】

１ 基板 ４ 第２の誘電体層 ２ 第１の誘電体層 ５ 金属又は合金層 ３ 記録層

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 金子 裕治郎 東京都大田区中馬込１丁目３番６号 株式 会社リコー内 (72)発明者 山田 勝幸 東京都大田区中馬込１丁目３番６号 株式 会社リコー内 (72)発明者 篠塚 道明 東京都大田区中馬込１丁目３番６号 株式 会社リコー内 (72)発明者 針谷 眞人 東京都大田区中馬込１丁目３番６号 株式 会社リコー内 (72)発明者 出口 浩司 東京都大田区中馬込１丁目３番６号 株式 会社リコー内

Claims (19)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 記録を担う物質の相変化により記録消去
   を行う光記録媒体の記録層の構成元素が主にＡｇ、Ｉ
   ｎ、Ｔｅ、Ｓｂであり、それぞれの組成比α、β、γ、
   δ（原子％）が １≦α＜６ ７≦β≦２０ ２０≦γ≦３５ ３５≦δ≦７０ α＋β＋γ＋δ＝１００ であることを特徴とする光記録媒体。
2. 【請求項２】 基板上に第１の誘電体層、記録層、第２
   の誘電体層、金属または合金層の順に積層してなる光記
   録媒体において、記録層が請求項１記載の組成範囲をも
   つ相変化型記録材料からなることを特徴とする光記録媒
   体。
3. 【請求項３】 請求項２の光記録媒体において、基板に
   形成された案内溝の幅が０．２５〜０．６５μｍ、その
   案内溝の深さが２５０〜６５０Åであることを特徴とす
   る光記録媒体。
4. 【請求項４】 請求項２の光記録媒体において、記録層
   が請求項１記載の組成範囲を持つ相変化型記録材料であ
   り、かつ未記録時および消去時にＡｇＳｂＴｅ₂微結晶
   相が存在することを特徴とする光記録媒体。
5. 【請求項５】 円盤状の基板上に第１の誘電体層、記録
   層、第２の誘電体層、金属または合金層の順に積層して
   なる光記録媒体において、第１の誘電体層の膜厚が５０
   ０〜２５００Å、記録層の膜厚が１００〜１０００Å、
   第２の誘電体層の膜厚が１００〜１５００Å、金属また
   は合金層の膜厚が３００〜２０００Åであることを特徴
   とする請求項２記載の光記録媒体。
6. 【請求項６】 請求項５の光記録媒体を回転線速度１．
   ２ｍ／ｓ〜５．６ｍ／ｓの範囲で回転させ、情報記録時
   に使用する照射光源が半導体レーザーであることを特徴
   とする光記録方法。
7. 【請求項７】 請求項６の光記録方法において、記録方
   式がＰＷＭ（Ｐｕｌｓｅ Ｗｉｄｔｈ Ｍｏｄｕｌａｔ
   ｉｏｎ）方式であることを特徴とする光記録方法。
8. 【請求項８】 請求項７の光記録方法において、情報記
   録時の信号変調方式がＥＦＭ（Ｅｉｇｈｔ ｔｏ Ｆｏ
   ｕｒｔｅｅｎ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）方式あるいはそ
   の改良変調方式を用い、レーザー記録時の信号がマルチ
   パルス化されていることを特徴とする光記録方法。
9. 【請求項９】 請求項１の光記録媒体を作製する際に用
   いられ、構成元素が主にＡｇ、Ｉｎ、Ｔｅ、Ｓｂであ
   り、それぞれの組成比α、β、γ、δ（原子％）が ０．５≦α＜８ ５≦β≦２３ １７≦γ≦３８ ３２≦δ≦７３ α＋β＋γ＋δ＝１００、但しα≦β であることを特徴とするスパッタリング用ターゲット。
10. 【請求項１０】 ターゲット中に主にＳｂと、カルコパ
    イライト構造及び／又は閃亜鉛鉱型構造を有する化学量
    論組成及び／又はそれに近い組成のＡｇＩｎＴｅ₂とが
    存在することを特徴とする請求項９記載のスパッタリン
    グ用ターゲット。
11. 【請求項１１】 カルコパイライト構造及び／又は閃亜
    鉛鉱型構造を有する化学量論組成及び／又はそれに近い
    組成のＡｇＩｎＴｅ₂の形成する結晶子の粒径ｄが ｄ≦４５０Å であることを特徴とする請求項１０記載のスパッタリン
    グ用ターゲット。
12. 【請求項１２】 ターゲット原材料として、Ａｇ、Ｉｎ
    及びＴｅの単体を混合し、５５０℃以上８５０℃以下の
    温度で溶融した後急冷させ粉砕し、これとＳｂとを混合
    して焼結することを特徴とする請求項９記載のスパッタ
    リング用ターゲットの製造方法。
13. 【請求項１３】 ターゲット原材料として、Ａｇ、Ｉ
    ｎ、Ｔｅ及びＳｂの単体を混合し、５５０℃以上８５０
    ℃以下の温度で溶融した後急冷させ粉砕し、これを焼結
    することを特徴とする請求項９記載のスパッタリング用
    ターゲットの製造方法。
14. 【請求項１４】 ターゲット焼結以前の工程として、融
    点温度以下における熱処理工程を含むことを特徴とする
    請求項１２又は１３記載のスパッタリング用ターゲット
    の製法方法。
15. 【請求項１５】 請求項９、１０又は１１に記載のスパ
    ッタリング用ターゲットをスパッタリングして成膜する
    際に、アルゴンガスに窒素ガスを０ｍｏｌ％以上１０ｍ
    ｏｌ％以下混合したガスを用いて成膜することを特徴と
    する光記録媒体の成膜方法。
16. 【請求項１６】 請求項９、１０又は１１に記載のスパ
    ッタリング用ターゲットを用いスパッタリングする際に
    背圧ｐを ３×１０^-7≦ｐ≦５×ｌ０^-6Ｔｏｒｒ に設定することを特徴とする請求項１５記載の光記録媒
    体の成膜方法。
17. 【請求項１７】 スパッタリング後に、スパッタリング
    時よりも高濃度の窒素ガスを含むアルゴンガスをスパッ
    タチャンバー内に流入させることを特徴とする請求項１
    ５記載の光記録媒体の成膜方法。
18. 【請求項１８】 請求項１において、記録層の主な構成
    元素Ａｇ、Ｉｎ、Ｔｅ、Ｓｂのうち、少なくとも１つの
    元素の窒化物および／又は酸化物を含むことを特徴とす
    る光記録媒体。
19. 【請求項１９】 請求項１８において、記録層中の窒素
    の結合状態の少なくとも１つがＴｅ−Ｎであることを特
    徴とする光記録媒体。