JPH09265657A

JPH09265657A - 光記録媒体

Info

Publication number: JPH09265657A
Application number: JP8074626A
Authority: JP
Inventors: Takao Amioka; 孝夫網岡; Hitoshi Nobumasa; 均信正; Gentaro Obayashi; 元太郎大林
Original assignee: Toray Industries Inc
Current assignee: Toray Industries Inc
Priority date: 1996-03-28
Filing date: 1996-03-28
Publication date: 1997-10-07

Abstract

(57)【要約】【課題】ランド・グルーブの両トラックを用いた記録
方法においてクロストーク、クロスイレーズを低減さ
せ、ランドとグルーブの記録特性を合わせる。【解決手段】少なくとも記録層に窒素を含有させ、案
内溝を有しないミラー部の非晶状態の反射率が１０％以
下、結晶状態の反射率が１５％より大きく３５％以下と
なるように構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、光の照射により、
情報の記録、消去、再生が可能である光情報記録媒体に
関するものである。特に本発明は、ランド面およびグル
ーブ面の両方に記録情報の消去、書換機能を有し、情報
信号を高速かつ、高密度に記録可能な光ディスク、光カ
ード、光テープなどの書換可能相変化型光記録媒体に関
するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来の書換可能型相変化光記録媒体の技
術は、以下のごときものである。これらの光記録媒体
は、Ｔｅ、Ｇｅ、Ｓｂの合金などを主成分とする記録層
を有している。記録時は結晶状態の記録層に集束したレ
ーザ光パルスを短時間照射し、記録層を部分的に溶融す
る。溶融した部分は熱拡散により急冷され、固化し、非
晶状態の記録マークが形成される。この記録マークの光
線反射率は、結晶状態より低く、光学的に記録信号とし
て再生可能である。

【０００３】さらに消去時には、記録マーク部分にレー
ザ光を照射し、記録層の融点以下、結晶化温度以上の温
度に加熱することによって非晶状態の記録マークを結晶
化し、もとの未記録状態に戻す。

【０００４】これらＴｅ合金を記録層とした光記録媒体
では、結晶化速度が速く、照射パワーを記録マークを書
き込むいわゆる記録パワーと、記録マークを消去するい
わゆる消去パワーに変調するだけで、円形のビームによ
る高速のオーバーライトが可能である（T.Ohta et al,
Proc.Int.Symp.on Optical Memory 1989 p49-50 ）。こ
れらの、記録層を有した光記録媒体では、通常、記録層
の両面に耐熱性と透光性を有する誘電体層を設け、記録
時に記録層の変形開口が発生することを防いでいる。さ
らに、光ビームが入射する反対方向にＡｌなどの光反射
性を有する金属反射層を設け、光学的な干渉効果によ
り、再生時の信号コントラストを改善するとともに、記
録層を冷却する効果により非晶状態の記録マークの形成
を容易にし、かつ、消去特性、繰り返し特性を改善する
技術が知られている。

【０００５】特に、記録層および記録層と反射層の間の
誘電体層を各々２０ｎｍ程度に薄くした、いわゆる「急
冷構成」は、該誘電体層を２００ｎｍ程度に厚くした
「徐冷構成」に比べ、書換の繰り返しによる、記録特性
の劣化が少なく、また、消去パワーマージンが広い点で
優れている。

【０００６】これらの書換型相変化光記録媒体として、
光ディスクが例にあげられるが、光ディスクの基板上に
はあらかじめ溝が刻まれ、ランドとグルーブが形成され
ている。現在の一般的な光ディスクは、ランド内もしく
はグルーブ内のどちらかにのみレーザ光が集光され、信
号が記録、再生されている。

【０００７】このような光ディスクの記録容量を増加さ
せるために、従来はランドもしくはグルーブの幅を狭く
してトラックの間隔を詰めていた。ところが、トラック
間隔を詰めるとグルーブによる反射光の回折角が大きく
なるため、トラックに集光スポットを精度よく追従させ
るためのトラッキングエラー信号が低下するという問題
点がある。さらに、ランドやグルーブの幅を狭くする
と、記録ピット幅も狭くなるので、再生信号の振幅低下
という問題点が生じる。一方、記録容量を増加させるた
めにランドとグルーブの両トラックに信号を記録する技
術は知られている（特公昭６３−５７８５９号公報）し
かし、ランドとグルーブの両トラックに信号を記録する
と、(i) 隣接トラックからの信号漏れ（クロストーク）
が増大して再生信号の劣化を生じ、誤り率が増加する、
(ii)ランドとグルーブの再生信号振幅の差が大きくなり
データ検出が困難になる、(iii) 記録をする際に、すで
に記録してある隣接トラックの記録マークを消去してし
まう（クロスイレーズ）といった課題があった。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、前述
の従来の光記録媒体の課題を解決し、ランド、グルーブ
の両トラックを用いた記録方法において、従来よりもト
ラックピッチを広くすることなく、クロストーク量を低
減するための特殊な光学系や信号処理回路を設けること
なくクロストーク量の低減をはかれ、ランドとグルーブ
の再生信号振幅がほぼ同じにでき、さらにクロスイレー
ズを低減できる光記録媒体を提供することである。

【０００９】本発明の別の目的は、記録感度が高く、か
つキャリア対ノイズ比、消去率などの記録特性に優れた
光記録媒体を提供することである。

【００１０】本発明のさらに別の目的は、耐酸化性、耐
湿熱性に優れ、長期の保存においても欠陥の生じない長
期寿命の光記録媒体を提供することである。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明は、情報の記録お
よび消去が、非晶相と結晶相の間の相変化によって行わ
れ、ランドとグルーブの両方に記録を行う光記録媒体に
おいて、少なくとも記録層、誘電体層、反射層を有し、
かつ、少なくとも記録層が窒素を含有し、ミラー部の非
晶状態の反射率が１０％以下であることを特徴とする光
記録媒体に関するものである。

【００１２】また本発明は、情報の記録および消去が、
非晶相と結晶相の間の相変化によって行われ、ランドと
グルーブの両方に記録を行う光記録媒体において、少な
くとも記録層、誘電体層、反射層を有し、少なくとも記
録層が窒素を含有し、ミラー部の結晶状態の反射率が１
５％より大きく、３５％以下であることを特徴とする光
記録媒体に関するものである。

【００１３】

【発明の実施の形態】本発明の光記録媒体では記録感度
が高く、信号のコントラストが高く、かつクロストーク
を減少させることができる点から、ミラー部の非晶状態
の反射率は１０％以下であることが必要である。ミラー
部の非晶状態の反射率が１０％より大きい場合には、再
生時に隣接トラックの信号まで容易に読み出してしま
い、クロストークが増大して再生信号の劣化を生じ、結
果的に誤り率が増加する。また、ミラー部の非晶状態の
反射率が５％よりも大きいと、記録マークを形成したト
ラックのサーボが安定することから、５％より大きく、
１０％以下が特に好ましい。

【００１４】ここで、ミラー部とはグルーブ、プリピッ
トが形成されていない鏡面部分のことをいう。ミラー部
の反射率を測定することによって、光記録媒体上の反射
率をグルーブ、プリピットに影響されることなく正しく
測定することができる。

【００１５】また、ミラー部の結晶状態の反射率が１５
％より大きく、３５％以下であるように構成することが
必要である。ミラー部の結晶状態の反射率が３５％より
大きい場合には、記録感度が低くなり、記録、消去を行
う光の照射パワーが不足し、高速回転では記録がしにく
くなり、隣のトラックの記録部からのクロストークが増
大する。また、結晶部の反射率が１５％以下の場合に
は、記録マークの非晶部との反射率差が小さく、再生部
の信号コントラストが小さくなる。これらの点を鑑みる
と、結晶状態のミラー部での反射率は１５％より大き
く、３０% 以下であることがより好ましい。

【００１６】また、ランドとグルーブの再生信号振幅を
同じにし、クロストークを低減するためには、非晶状態
の反射光と結晶状態の反射光との位相差を２ｎπ−π／
３以上、２ｎπ＋π／３以下、もしくは、２ｎπ＋２π
／３以上、２ｎπ＋４π／３以下であるように構成する
ことが好ましい。前記範囲外の位相差であると、ランド
とグルーブとの振幅差が大きくなり、さらにクロストー
クも大きくなる。より好ましくは、位相差の絶対値が２
ｎπ−０．２π以上、２ｎπ＋０．２π以下、もしく
は、２ｎπ＋０．８π以上、２ｎπ＋１．２π以下であ
る。２ｎπ＋０．８π以上、２ｎπ＋１．２π以下であ
ると、再生信号の振幅が特に大きくなるので、さらに好
ましい。ここで、上記のｎは、整数を表す。

【００１７】また、ミラー部の結晶状態および非晶状態
の反射率をこの範囲に制御するために本発明では記録層
に窒素を含ませることが必要である。記録層に窒素を含
ませることで反射率を低下させることができる。そして
この時の窒素原子濃度で反射率を制御する。本発明では
記録層の窒素原子濃度は０．１原子％以上、１０原子％
以下であるように記録層を構成することが好ましい。ま
た、記録層にこの範囲の窒素原子を導入した場合、記録
層の熱伝導率が、窒素原子を導入しない場合に比べて低
下するため、記録層に投入された熱の外部へ逃げる量が
少なく、より低パワーで書き込むことができる。記録層
中の窒素原子濃度が１０％より大きい場合には、反射率
が低くなりすぎる難点があり、反射光量が不足するた
め、フォーカスをあわせるのが困難となるという難点を
生じる。また、記録層の窒素原子濃度が０．１％より小
さい場合には、記録層中へ窒素原子を導入したことによ
る感度向上の効果が期待できない。

【００１８】また、窒素原子濃度は３．５％以下がより
好ましい。窒素原子濃度が３．５％を越えるとノイズが
大きくなり、Ｃ／Ｎが低下するという難点が生じる。さ
らに好ましくは、窒素原子濃度は１％以上３．５％以下
がよい。窒素原子濃度が３．５％を越えるかまたは１％
未満の場合は湿熱保存後のＢＥＲが大きく増加するとい
う難点が生じる。

【００１９】また、本発明の光記録媒体では、クロスト
ークを減少させることができる点から、グルーブ深さを
再生光の波長の１／７以上、１／５以下の光路長とする
ことが好ましい。グルーブ深さが再生光の波長の１／７
未満もしくは１／５を越える光路長の場合は、クロスト
ークが大きくなり、正確な再生が困難になる。

【００２０】急冷構成にしやすく結果的に繰り返し耐久
性が向上するので、基板／第１誘電体層／記録層／第２
誘電体層／反射層の４層構成にすることが好ましい。

【００２１】本発明の記録層の材料は、結晶状態と非晶
状態の少なくとも２つの状態をとり得るＴｅを主成分と
するカルコゲン化合物である。本発明の記録層として、
特に限定するものではないが、Ｇｅ−Ｓｂ−Ｔｅ合金、
Ｐｄ−Ｇｅ−Ｓｂ−Ｔｅ合金、Ｎｂ−Ｇｅ−Ｓｂ−Ｔｅ
合金、Ｎｉ−Ｇｅ−Ｓｂ−Ｔｅ合金、Ｃｏ−Ｇｅ−Ｓｂ
−Ｔｅ合金、Ｐｄ−Ｎｂ−Ｇｅ−Ｓｂ−Ｔｅ合金、Ｉｎ
−Ｓｂ−Ｔｅ合金、Ａｇ−Ｉｎ−Ｓｂ−Ｔｅ合金、Ｉｎ
−Ｓｅ合金などがある。多数回の記録の書換が可能であ
ることから、Ｇｅ−Ｓｂ−Ｔｅ合金、Ｐｄ−Ｇｅ−Ｓｂ
−Ｔｅ合金、Ｎｂ−Ｇｅ−Ｓｂ−Ｔｅ合金、Ｎｉ−Ｇｅ
−Ｓｂ−Ｔｅ合金、Ｃｏ−Ｇｅ−Ｓｂ−Ｔｅ合金、Ｐｄ
−Ｎｂ−Ｇｅ−Ｓｂ−Ｔｅ合金が好ましい。特にＰｄ−
Ｇｅ−Ｓｂ−Ｔｅ合金、Ｐｄ−Ｎｂ−Ｇｅ−Ｓｂ−Ｔｅ
合金は、消去時間が短く、かつ多数回の記録、消去の繰
り返しが可能であり、Ｃ／Ｎ、消去率などの記録特性に
優れることから好ましく、とりわけ、Ｐｄ−Ｎｂ−Ｇｅ
−Ｓｂ−Ｔｅ合金が、前述の特性に優れることからより
好ましい。以下の式のように記録層を設定することによ
って、多数回の記録の書換えが可能になることから好ま
しい。

【００２２】式（４）Ｍ_α（Ｓｂ_xＴｅ_1-x）_1-y-α（Ｇｅ_0.5Ｔｅ_0.5）
_y ０．４≦ｘ≦０．６０．３≦ｙ≦０．５０≦α≦０．０５（ここで、ｘ、ｙ、αはモル比を表す。ＭはＰｄ、Ｎ
ｂ、Ｐｔ、Ａｕ、Ａｇ、Ｎｉの少なくとも１種を含
む。）さらに、ｙの値が０．３以上、０．４以下が書換時の繰
り返し耐久性が高く、非晶状態の熱安定性が高いことか
らより好ましい。αの値としては、０．００１以上０．
０１以下が、結晶化速度が速く、繰り返し耐久性が高
く、非晶状態の熱安定性が高いことからより好ましい。

【００２３】記録層の厚さとしては１０〜４０ｎｍであ
る。１０ｎｍ以下では、結晶状態と非晶状態の反射率の
コントラストが十分に取れない。また、記録層の厚さが
４０ｎｍ以上では、記録層の熱伝導率が大きくなるため
に、結果的にクロスイレーズが悪くなる。

【００２４】本発明の光記録媒体では、グルーブ溝の傾
斜部の幅が０．２μｍ以下であると、グルーブ溝が矩形
に近くなり、傾斜部分で記録した際の熱を遮断し、クロ
スイレーズ耐久性が向上するので好ましい。ただし、グ
ルーブ溝の傾斜部の幅が０．０５μｍ未満であると、基
板成形の際、スタンパーから基板を剥離し難くなる。本
発明の光記録媒体のトラックピッチはλ／ＮＡ（λは記
録再生光波長、ＮＡはレンズ開口数）未満にすると、ク
ロスイレーズを避けることができない。また、１．５・
λ／ＮＡを越えると、トラックピッチが広くなり、高密
度記録の意味をなさないので、トラックピッチは、この
間の範囲におさめることが好ましい。また、トラックピ
ッチに対するランドおよびグルーブの平坦部の割合は、
０．２以上０．６以下が好ましい。この範囲外の場合
は、ランドとグルーブの平坦部の幅が大きく異なり、結
果的にランドとグルーブとの再生信号の振幅が大きく異
なることになるか、もしくは、グルーブ溝の傾斜部の幅
が広く上記の効果を損なうこととなる。また、より好ま
しくは０．３以上、０．５以下である。

【００２５】記録マークの幅としては再生信号振幅を大
きくとる点から、ランド、グルーブ部の記録マークは、
それぞれ、ランド、グルーブ部の平坦部の１／２以上で
あることが好ましい。また、マークの幅が大きくなりク
ロスイレーズが発生することを防ぐ点から、ランド、グ
ルーブ部の記録マークは、それぞれ、ランド、グルーブ
部の平坦部の幅未満にすることが好ましい。

【００２６】本発明の基板の材料としては、一般的な透
明な各種の合成樹脂、透明ガラスなどが使用できる。ほ
こり、基板の傷などの影響をさけるために、透明基板を
用い、集束した光ビームで基板側から記録を行なうこと
が好ましく、この様な透明基板材料としては、ガラス、
ポリカーボネート、ポリメチル・メタクリレート、ポリ
オレフィン樹脂、エポキシ樹脂、ポリイミド樹脂などが
あげられる。特に、光学的複屈折が小さく、吸湿性が小
さく、成形が容易であることからポリカーボネート樹
脂、アモルファス・ポリオレフィン樹脂が好ましい。

【００２７】基板の厚さとしては、下記の式で表せられ
る範囲内にあることが好ましい。◎ 式（５）０．０１≦（ＮＡ）³・ｄ≦０．２ここで、ＮＡは対物レンズの開口数、ｄは基板厚み（ｍ
ｍ）である。

【００２８】コマ収差はＮＡの３乗と基板厚みｄの積に
比例するので、上記の式の値が０．２より大きいと、デ
ィスクのチルトの影響を受け易くなり、結果的に、記録
密度をあげることが困難になり、上記の式の値が、０．
０１未満では、基板側から集束した光ビームで記録する
場合でも、ごみや傷などの影響を受け易くなる。

【００２９】基板はフレキシブルなものであっても良い
し、リジットなものであってもよい。フレキシブルな基
板は、テープ状、シート状、カード状で使用する。リジ
ットな基板は、カード状、あるいはディスク状で使用す
る。また、これらの基板は、記録層などを形成した後、
２枚の基板を用いて、エアーサンドイッチ構造、エアー
インシデント構造、密着張合せ構造としてもよい。

【００３０】本発明において誘電体層は、記録時に基
板、記録層などが熱によって変形し記録特性が劣化する
ことを防止するなど、基板、記録層を熱から保護する効
果、光学的な干渉効果により、再生時の信号コントラス
トを改善する効果がある。この誘電体層としては、Ｚｎ
Ｓ、ＳｉＯ₂、窒化シリコン、酸化アルミニウムなどの
無機薄膜があげられる。特にＺｎＳの薄膜、Ｓｉ、Ｇ
ｅ、Ａｌ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｔａなどの金属の酸化物の薄
膜、Ｓｉ、Ａｌなどの窒化物の薄膜、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆ
などの炭化物の薄膜およびこれらの化合物の膜が、耐熱
性が高いことから好ましい。これら上記の薄膜の屈折率
は１．５以上２．４以下である。また、これらに炭素
や、ＭｇＦ₂などのフッ化物を混合したものも、膜の残
留応力が小さいことから好ましく使用される。特にＺｎ
ＳとＳｉＯ₂の混合膜あるいは、ＺｎＳとＳｉＯ₂と炭
素の混合膜は、記録、消去の繰り返しによっても、記録
感度、キャリア対ノイズ比（Ｃ／Ｎ）および消去率（記
録後と消去後の再生キャリア信号強度の差）などの劣化
が起きにくいことから好ましい。カルコゲン化合物と酸
化物と炭素の組成比は、特に限定されないが、誘電体層
の内部応力の低減効果の大きい点からは、ＳｉＯ₂１５
〜３５モル％、炭素１〜１５モル％であることが、さら
に好ましい。

【００３１】第１、第２誘電体層の屈折率の値として
は、光学的な干渉効果により、再生時の信号コントラス
トをとる点から１．５〜２．４が好ましい。屈折率の値
が１．５未満であると再生時の信号コントラストが十分
にとれず、また、屈折率の値が２．４より大きくなると
誘電体の膜厚に対する反射率の依存性が大きくなる。

【００３２】第１誘電体層の厚さとしては、通常、基板
や記録層から剥離し難く、クラックなどの欠陥が生じ難
いことから、およそ５０〜３００ｎｍである。また、例
えば、第１誘電体層の屈折率と厚さで制御することがで
きる。ポリカーボネートやガラスのような透明基板を用
いると、ミラー部における結晶部の反射率を１５％より
大きく、３５％以下、ミラー部における非晶部の反射率
を１０％以下とするには、第１誘電体層の光路長ｎ1 ・
ｄ1 を下記の式で表される範囲内とすることが好まし
い。

【００３３】式（６）（Ｎ／４−０．１）λ≦ｎ1 ・ｄ1 ≦（Ｎ／４＋０．
１）λ １．５≦ｎ1 ≦２．４（ここで、ｎ1 は第１誘電体層の屈折率、ｄ1 は第１誘
電体層の厚さ（ｎｍ）、λは光の波長（ｎｍ）を表す。
また、Ｎは１または３を表す。）

【００３４】第２誘電体層の厚さは、通常１〜２５０ｎ
ｍ程度がよく用いられている。およそ１〜５０ｎｍとす
ることが、良好な消去率の得られる消去パワーの範囲が
広いことから好ましい。第２誘電体層の厚さが５０ｎｍ
よりも厚いと急冷構成のメリットが得られない。また、
１ｎｍよりも薄いと繰り返し記録の際の記録特性の劣化
が著しい。さらに好ましくは第２誘電体層の光路長ｎ2
・ｄ2 が下記の式で表される範囲内であることが好まし
い。

【００３５】式（７） λ（１／５０）≦ｎ2 ・ｄ2 ≦λ（１／１０）１．５≦ｎ2 ≦２．４（ここで、ｎ2 は第２誘電体層の屈折率、ｄ2 は第２誘
電体層の厚さ（ｎｍ）、λは光の波長（ｎｍ）を表
す。）式（７）においてｎ2 ・ｄ2 がλ（１／５０）より小さ
い、あるいはλ（１／１０）より大きい範囲にある場
合、結晶部と非晶部のコントラストが非常に取りにくく
なる。さらに、λ（１／５０）より小さい場合において
は繰り返し耐久性の低下が起こるため、上記の式で表さ
れる範囲内が好ましい。

【００３６】反射層の材質としては、光反射性を有する
Ａｌ、Ａｕなどの金属、これらを主成分とし、Ｔｉ、Ｃ
ｒ、Ｈｆなどの添加元素を含む合金およびＡｌ、Ａｕな
どの金属にＡｌ、Ｓｉなどの金属窒化物、金属酸化物、
金属カルコゲン化物などの金属化合物を混合したものな
どがあげられる。Ａｌ、Ａｕなどの金属、およびこれら
を主成分とする合金は、光反射性が高く、かつ熱伝導率
を高くでき、記録時の熱を素早く拡散できるため、結果
的に、クロスイレーズを小さくできることから好まし
い。前述の合金の例としては、ＡｌにＳｉ、Ｍｇ、Ｃ
ｕ、Ｐｄ、Ｔｉ、Ｃｒ、Ｈｆ、Ｔａ、Ｎｂ、Ｍｎなどの
少なくとも１種の元素を合計で５原子％以下、１原子％
以上加えたもの、あるいは、ＡｕにＣｒ、Ａｇ、Ｃｕ、
Ｐｄ、Ｐｔ、Ｎｉなどの少なくとも１種の元素を合計で
１原子％以上２０原子％以下加えたものなどがあげられ
る。特に、材料の価格が安いことから、ＡｌもしくはＡ
ｌを主成分とする合金が好ましく、とりわけ、耐腐食性
が良好なことから、ＡｌにＴｉ、Ｃｒ、Ｔａ、Ｈｆ、Ｚ
ｒ、Ｍｎ、Ｐｄから選ばれる少なくとも１種以上の金属
を合計で０．５原子％以上５原子％以下添加した合金が
好ましい。さらに、耐腐食性が良好でかつヒロックなど
の発生が起こりにくいことから、添加元素を合計で０．
５原子％以上３原子％未満含む、Ａｌ−Ｈｆ−Ｐｄ合
金、Ａｌ−Ｈｆ合金、Ａｌ−Ｔｉ合金、Ａｌ−Ｔｉ−Ｈ
ｆ合金、Ａｌ−Ｃｒ合金、Ａｌ−Ｔａ合金、Ａｌ−Ｔｉ
−Ｃｒ合金、Ａｌ−Ｓｉ−Ｍｎ合金のいずれかのＡｌを
主成分とする合金で構成することが好ましい。これらＡ
ｌ合金のうちでも、次式で表される組成を有するＡｌ−
Ｈｆ−Ｐｄ合金は、特に優れた熱安定性を有するため、
多数回の記録、消去を繰り返しにおいて、記録特性の劣
化を少なくすることができる。

【００３７】Ｐｄ_jＨｆ_kＡｌ_1-j-k ０．００１＜ｊ＜０．０１０．００５＜ｋ＜０．１ここで、ｊ、ｋは各元素の原子の数（各元素のモル数）
を表す。

【００３８】上述した反射層の厚さとしては、いずれの
合金からなる場合にもおおむね１０ｎｍ以上、２００ｎ
ｍ以下であり、より好ましくは３０〜２００ｎｍであ
る。

【００３９】本発明の光記録媒体の記録に用いる光源と
しては、レーザー光、ストロボ光のごとき高強度の光源
があげられ、特に半導体レーザー光は、光源が小型化で
きること、消費電力が小さいこと、変調が容易であるこ
とから好ましい。

【００４０】記録は結晶状態の記録層にレーザー光パル
スなどを照射してアモルファスの記録マークを形成して
行う。あるいは、反対に非晶状態の記録層に結晶状態の
記録マークを形成してもよい。消去はレーザー光照射に
よって、アモルファスの記録マークを結晶化するか、も
しくは、結晶状態の記録マークをアモルファス化して行
うことができる。記録速度を高速化でき、かつ記録層の
変形が発生しにくいことから記録時はアモルファスの記
録マークを形成し、消去時は結晶化を行う方法が好まし
い。また、記録マーク形成時は光強度を高く、消去時は
やや弱くし、１回の光ビームの照射により書換を行う１
ビーム・オーバーライトは、書換の所用時間が短くなる
ことから好ましい。

【００４１】記録、再生を行うレーザー光波長は特に限
定しないが、記録密度はレーザースポット径（λ／Ｎ
Ａ）が小さいほど、大きくすることができることから、
レーザー光波長は８５０ｎｍ以下が好ましく、より好ま
しくは８００ｎｍ以下、さらに好ましくは７００ｎｍ以
下である。また、さらに低波長の緑色や青色のレーザー
を用いることも好ましい。

【００４２】次に、本発明の光記録媒体の製造方法につ
いて述べる。反射層、記録層を基板上に形成する方法と
しては、一般的な真空中での薄膜形成法、例えば真空蒸
着法、イオンプレーティング法、スパッタリング法など
があげられる。特に組成、膜厚のコントロールが容易で
あることから、スパッタリング法が好ましい。真空中の
薄膜形成法で記録層を形成する際に、例えば真空容器内
の雰囲気ガスの一部に窒素ガスを含有させたり、スパッ
タリングターゲットや蒸発源にあらかじめ窒素を含有さ
せることで、容易に記録層中へ窒素原子を導入すること
ができる。

【００４３】形成する記録層などの厚さの制御は、一般
的な技術である水晶振動子膜厚計などで、堆積状態をモ
ニタリングすることで、容易に行える。

【００４４】記録層などの形成は、基板を固定したまま
の状態、あるいは、移動、回転した状態のどちらで行っ
ても良い。膜厚の面内の均一性に優れることから、基板
を自転させることが好ましく、さらに公転を組合わせる
ことが、より好ましい。

【００４５】本発明の光記録媒体の好ましい層構成とし
て、透明基板／第１誘電体層／記録層／第２誘電体層／
反射層をこの順に積層するものがあげられる。ただし、
これに限定されるものではなく、本発明の効果を著しく
損なわない範囲において、反射層などを形成した後、
傷、変形の防止などのため、ＺｎＳ、ＳｉＯ₂などの誘
電体層あるいは紫外線硬化樹脂などの樹脂保護層などを
必要に応じて設けることができる。光は透明基板側から
入射するものとする。また、反射層などを形成した後、
あるいはさらに前述の樹脂保護層を形成した後、２枚の
基板を対向して、接着剤で張り合わせてもよい。

【００４６】記録層は、実際に記録を行う前に、予めレ
ーザー光、キセノンフラッシュランプなどの光を照射し
結晶化させておくことが好ましい。

【００４７】

【実施例】以下、本発明を実施例に基づいて説明する。

【００４８】（分析，測定方法）反射層、記録層の組成
は、ＩＣＰ発光分析（セイコー電子工業（株）製）によ
り確認した。またキャリア対ノイズ比および消去率（記
録後と消去後の再生キャリア信号強度の差）、クロスト
ーク、クロスイレーズは、記録に用いるドライブ装置、
もしくはこれと同等の光ヘッド（レーザ波長、対物レン
ズのＮＡ）を有するドライブを用い、スペクトラムアナ
ライザにより測定した。

【００４９】記録層中の窒素原子濃度はＮＲＡ法により
確認した。記録層、誘電体層、反射層の形成中の膜厚
は、水晶振動子膜厚計によりモニターした。また各層の
厚さは、走査型あるいは透過型電子顕微鏡で断面を観察
することにより測定した。

【００５０】また、ミラー部の反射率は、ディスク上の
ミラー部を分光光度計により測定することにより、また
は、記録に用いるドライブ装置、もしくはこれと同等の
光ヘッド（レーザ波長、対物レンズのＮＡ）を有するド
ライブを用い、プリピット中のミラー部の再生光の反射
レベルをオシロスコープで観察することにより測定し
た。

【００５１】（実施例１）直径１２０ｍｍ、厚さ０．６
ｍｍ、溝深さ７２ｎｍ、１．４μｍピッチ（ランド平坦
部０．５５μｍ、グルーブ平坦部０．５５μｍ、案内溝
斜面部０．１５μｍ）のスパイラルグルーブ付きポリカ
ーボネート製基板を毎分３０回転で回転させながら、ス
パッタ法により、記録層、誘電体層、反射層を形成し
た。

【００５２】まず、真空容器内を６×１０^-4Ｐａまで排
気した後、２×１０^-1ＰａのＡｒガス零囲気中でＳｉＯ
₂を２０ｍｏｌ％添加したＺｎＳを高周波スパッタし、
基板上に膜厚８５ｎｍの第１誘電体層を形成した。続い
て、Ｐｄ、Ｎｂ、Ｇｅ、Ｓｂ、Ｔｅからなる合金ターゲ
ットをＡｒガス９８％、Ｎ₂ガス２％の混合ガスで高周
波スパッタして、組成Ｎｂ_0.4Ｐｄ_0.1Ｇｅ_18.3Ｓｂ
_26.9Ｔｅ_54.3、膜厚２７．５ｎｍの記録層を形成した。
さらに前述の第１誘電体層と同様にして第２誘電体層を
１０ｎｍ形成し、この上に、Ａｌ_98.1Ｈｆ_1.7Ｐｄ_0.2
合金を２×１０^-1ＰａのＡｒガス雰囲気で高周波スパッ
タして膜厚１００ｎｍの反射層を形成した。

【００５３】このディスクを真空容器から取り出した
後、反射層上にアクリル系紫外線硬化樹脂をスピンコー
トし、紫外線を照射して硬化させ、厚さ１０μｍの樹脂
層を形成し本発明の光記録媒体を得た。さらに、同様に
作成したディスクとホットメルト接着剤で張り合わせ両
面ディスクを作成した。この光記録媒体の記録層の窒素
原子濃度は１．４％であった。

【００５４】この光記録媒体に波長８３０ｎｍの半導体
レーザのビームでディスク全面の記録層を結晶化し初期
化した。

【００５５】結晶部と非晶部の反射率をミラー部で測定
したところ、結晶部では、１８％、非晶部では６％の反
射率であった。また、各層の屈折率および膜厚から結晶
部と非晶部の再生光の反射光の位相差を計算したとこ
ろ、位相差は１．１π（（非晶部の反射光の位相）−
（結晶部の反射光の位相））であった。

【００５６】次に、ランドとグルーブのそれぞれに線速
度５．８ｍ／秒の条件で、対物レンズの開口数０．６、
半導体レーザの波長６８０ｎｍの光学ヘッドを使用し、
エッジ記録で、８／１６変調の３Ｔ相当（Ｔはウィンド
ウ幅）の記録マーク（再生時の周波数４．７ＭＨｚ）が
形成できるように、ピークパワー７〜１５ｍＷ、ボトム
パワー２〜６ｍＷの各条件に変調した半導体レーザを用
い、１００回オーバーライト記録した後、再生パワー
１．２ｍＷの半導体レーザを照射してバンド幅３０ｋＨ
ｚの条件でＣ／Ｎを測定した。

【００５７】さらにこの部分を１１Ｔ（１．３ＭＨｚ）
で、先と同様に変調した半導体レーザを照射し、ワンビ
ーム・オーバーライトし、この時の３Ｔの消去率を測定
した。

【００５８】測定の結果、ランド、グルーブともピーク
パワー９ｍＷ以上で実用上十分な５０ｄＢ以上のＣ／Ｎ
が得られ、各ピークパワーでのランドとグルーブのＣ／
Ｎの差は１ｄＢ未満でほとんど変わりがなかった。

【００５９】また、消去率に関しても、ランド、グルー
ブともボトムパワー３〜５ｍＷで実用上十分な２０ｄＢ
以上、最大３３ｄＢの消去率が得られた。

【００６０】次に、グルーブ（もしくはランド）に記録
した信号強度と、記録したトラックの隣の信号の書かれ
ていないランド（もしくはグルーブ）の再生信号の差を
クロストーク量と定義して測定した。

【００６１】ランドに周波数４．７ＭＨｚ、ボトムパワ
ー４．５ｍＷにしてピークパワー９〜１５ｍＷの各条件
に変調した半導体レーザで１００回オーバーライト記録
した後、隣接したグルーブに再生パワー１．２ｍＷの半
導体レーザを照射してバンド幅３０ｋＨｚの条件で測定
したところ、−３３〜−２８ｄＢの実用上十分なクロス
トークが得られた。また、グルーブに同様の条件で１０
０回オーバーライト記録した後、隣接したランドのクロ
ストークを測定したところ、グルーブと同様の特性が得
られた。

【００６２】また、グルーブ（もしくはランド）にピー
クパワー１０ｍＷ、ボトムパワーを４．５ｍＷの条件に
変調した半導体レーザーで、周波数４．２ＭＨｚの信号
を１００回オーバーライトしたときのＣ／Ｎと、隣接ト
ラックである両ランド（もしくはグルーブ）に、同様に
変調した半導体レーザーで周波数１．０ＭＨｚの信号を
１００００回オーバーライトした後、先に記録したグル
ーブ（もしくはランド）とのＣ／Ｎを比較し、この減少
量をクロスイレーズ量と定義し測定したところ、１ｄＢ
未満でほとんど変化がなかった。

【００６３】また、上記の構成と全く同じ光記録媒体を
作製し、ピークパワー１０ｍＷ、ボトムパワーを４．５
ｍＷの条件で１１Ｔ（１．３ＭＨｚ）相当の記録マーク
を記録し、透過型電子顕微鏡で観察したところ、ランド
・グルーブともマーク幅は０．５μｍであり、ランド・
グルーブ平坦部の９１％であった。

【００６４】さらに、この光記録媒体を８０℃、相対湿
度８０％の環境に１０００時間置いた後、記録部分を再
生したが、Ｃ／Ｎの変化率は２ｄＢ未満でほとんど変化
がなかった。

【００６５】（実施例２）第１、第２誘電体層に炭素を
８モル％加え、（（ＺｎＳ）₈₀（ＳｉＯ₂）₂₀）₉₂Ｃ₈
とした以外は、実施例１と同様の光記録媒体を作製し
た。

【００６６】結晶部と非晶部の反射率をミラー部で測定
したところ、結晶部では、１６％、非晶部では５％の反
射率であった。また、各層の屈折率および膜厚から結晶
部と非晶部の再生光の反射光の位相差を計算したとこ
ろ、位相差は１．１π（（非晶部の反射光の位相）−
（結晶部の反射光の位相））であった。

【００６７】実施例１と同様にＣ／Ｎ、消去率、クロス
イレーズ、クロストークを測定した。ランド、グルーブ
ともにピークパワー９ｍＷ以上で実用上十分な５０ｄＢ
以上のＣ／Ｎが得られ、各ピークパワーでランドとグル
ーブのＣ／Ｎの差は１ｄＢ未満でほとんど差がなかっ
た。また、消去率に関しても、ランド、グルーブともボ
トムパワー３〜５ｍＷで実用上十分な２０ｄＢ以上、最
大３３ｄＢの消去率が得られた。クロストークも−３３
ｄＢ〜−２８ｄＢの十分に小さいクロストークが得ら
れ、クロスイレーズも１ｄＢ未満の十分に小さいクロス
イレーズが得られた。

【００６８】

【発明の効果】本発明の光記録媒体によれば以下の効果
が得られた。 (1) ランド・グルーブ記録法におけるクロストーク量を
低減できる。 (2) ランド・グルーブ記録法において、ランドとグルー
ブの記録特性を合わせることができる。 (3) ランド・グルーブ記録法におけるクロスイレーズを
低減できる。 (4) スパッタ法により容易に作製できる。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】情報の記録および消去が、非晶相と結晶相
の間の相変化によって行われ、ランドとグルーブの両方
に記録を行う光記録媒体において、少なくとも記録層、
誘電体層、反射層を有し、かつ、少なくとも記録層が窒
素を含有し、ミラー部の非晶状態の反射率が１０％以下
であることを特徴とする光記録媒体。
【請求項２】情報の記録および消去が、非晶相と結晶相
の間の相変化によって行われ、ランドとグルーブの両方
に記録を行う光記録媒体において、少なくとも記録層、
誘電体層、反射層を有し、かつ、少なくとも記録層が窒
素を含有し、ミラー部の結晶状態の反射率が１５より大
きく、３５％以下であることを特徴とする光記録媒体。
【請求項３】情報の記録および消去が、非晶相と結晶相
の間の相変化によって行われ、ランドとグルーブの両方
に記録を行う光記録媒体において、少なくとも記録層、
誘電体層、反射層を有し、かつ、少なくとも記録層が窒
素を含有し、ミラー部の非晶状態の反射率が１０％以下
であり、かつ、ミラー部の結晶状態の反射率が１５より
大きく、３５％以下であることを特徴とする光記録媒
体。
【請求項４】非晶相の反射光と結晶相の反射光との位相
差が、２ｎπ−π／３以上、２ｎπ＋π／３以下である
ことを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれかに
記載の光記録媒体。ここで、ｎは整数である。
【請求項５】非晶相の反射光と結晶相の反射光との位相
差が、２ｎπ＋２π／３以上、２ｎπ＋４π／３以下で
あることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれ
かに記載の光記録媒体。ここで、ｎは整数である。
【請求項６】記録層における窒素原子濃度が０．１原子
％以上、１０原子％以下であることを特徴とする請求項
１ないし請求項３のいずれかに記載の光記録媒体。
【請求項７】記録層における窒素原子濃度が１原子％以
上、３．５原子％以下であることを特徴とする請求項１
ないし請求項３のいずれかに記載の光記録媒体。
【請求項８】ミラー部の結晶状態の反射率を記録層にお
ける窒素原子濃度で制御することを特徴とする請求項２
または請求項３記載の光記録媒体。
【請求項９】ミラー部の非晶状態の反射率を記録層にお
ける窒素原子濃度で制御することを特徴とする請求項１
または請求項３記載の光記録媒体。
【請求項１０】グルーブの溝深さが再生光の波長の１／
７以上、１／５以下の光路長をなすことを特徴とする請
求項１ないし請求項３のいずれかに記載の光記録媒体。
【請求項１１】記録層が少なくともＳｂまたはＴｅを含
むことを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか
に記載の光記録媒体。
【請求項１２】窒素を除いた記録層の組成がＧｅ、Ｓ
ｂ、Ｔｅの３元素合金もしくはＧｅ、Ｓｂ、Ｔｅの３元
素と、Ｐｄ、Ｎｂ、Ｐｔ、Ａｕ、Ａｇ、Ｎｉから選ばれ
た少なくとも１種の金属との合金であり、記録層の膜厚
が１０ｎｍ以上４０ｎｍ以下であることを特徴とする請
求項１ないし請求項３のいずれかに記載の光記録媒体。
【請求項１３】窒素を除いた記録層の組成が下記の式
（１）で表され、かつ反射層の組成がＡｌ合金からなる
ことを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれかに
記載の光記録媒体。式（１）Ｍ_α（Ｓｂ_xＴｅ_1-x）_1-y-α（Ｇｅ_0.5Ｔｅ_0.5）
_y ０．４≦ｘ≦０．６０．３≦ｙ≦０．５０≦α≦０．０５（ここで、ｘ、ｙ、αはモル比を表し、ＭはＰｄ、Ｎ
ｂ、Ｐｔから選ばれた少なくとも１種を表す。）
【請求項１４】トラックピッチ、グルーブ平坦部の幅、
および、ランド平坦部の幅が下記の式（２）で表される
ことを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれかに
記載の光記録媒体。式（２）Ｔｐ＝ａ・λ／ＮＡ１≦ａ≦１．５Ｔｇ＝Ｔｐ・ｂ０．２≦ｂ≦０．６Ｔｌ＝Ｔｐ・ｂ０．２≦ｂ≦０．６ここで、Ｔｐはトラックピッチ（μｍ）、ＮＡはレンズ
の開口数、λは再生波長（μｍ）、Ｔｇはグルーブ平坦
部の幅（μｍ）、Ｔｌはランド平坦部の幅（μｍ）を表
す。
【請求項１５】ランドおよびグルーブが実質的に平坦部
と傾斜部からなり、傾斜部の幅が０．０５μｍ以上０．
２μｍ以下であることを特徴とする請求項１ないし請求
項３のいずれかに記載の光記録媒体。
【請求項１６】基板の厚みが下記の式（３）で表せられ
ることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか
に記載の光記録媒体。式（３）０．０１≦（ＮＡ）³・ｄ≦０．２（ここで、ＮＡはレンズの開口数、ｄは基板厚み（ｍ
ｍ）を表す。）
【請求項１７】第１誘電体層および第２誘電体層がＺｎ
ＳとＳｉＯ₂と炭素を少なくとも含んでいることを特徴
とする請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の光記
録媒体。