JPH10162433A

JPH10162433A - 光学的情報記録用媒体

Info

Publication number: JPH10162433A
Application number: JP8324022A
Authority: JP
Inventors: Natsuko Nobukuni; 奈津子信國; Haruo Kunitomo; 晴男国友; Michikazu Horie; 通和堀江
Original assignee: Mitsubishi Chemical Corp
Current assignee: Mitsubishi Chemical Corp
Priority date: 1996-12-04
Filing date: 1996-12-04
Publication date: 1998-06-19

Abstract

(57)【要約】【課題】干渉効果と記録層保護効果に優れた誘電体層
を有する光学的情報記録用媒体を提供する。【解決手段】基板上に下誘電体層１、下誘電体層２、
相変化記録層、上誘電体層および反射層を順次有する光
学的情報記録媒体であって、下誘電体層１の屈折率をｎ
₁、基板の屈折率をｎ_subとするとき、ｎ_sub−０.３≦ｎ
₁≦ｎ_sub＋０.３である光学的情報記録用媒体。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はレーザー光などの照
射により、高速かつ高密度に情報を記録、消去、再生可
能な光学的情報記録用媒体に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、情報量の拡大、記録・再生の高密
度・高速化の要求に応える記録媒体として、レーザー光
線を利用した光ディスクが開発されている。光ディスク
には、一度だけ記録が可能な追記型と、記録・消去が何
度でも可能な書き換え型がある。書き換え型光ディスク
としては、光磁気効果を利用した光磁気記録媒体や、可
逆的な結晶状態の変化を利用した相変化媒体があげられ
る。

【０００３】相変化媒体は、外部磁界を必要とせず、レ
ーザー光のパワーを変化させるだけで、記録・消去が可
能である。さらに、消去と再記録を単一ビームで同時に
行う１ビームオーバーライトが可能であるという利点を
有する。１ビームオーバーライト可能な相変化記録方式
では、記録膜を非晶質化させることによって記録ビット
を形成し、結晶化させることによって消去を行う場合が
一般的である。このような相変化記録方式に用いられる
記録層材料としてはカルコゲン系合金薄膜を用いること
が多い。例えば、Ｇｅ−Ｔｅ系、Ｇｅ−Ｔｅ−Ｓｂ系、
Ｉｎ−Ｓｂ−Ｔｅ系、Ｇｅ−Ｓｎ−Ｔｅ系合金薄膜等が
あげられる。

【０００４】なお、書き換え型とほとんど同じ材料・層
構成により、追記型の相変化媒体も実現できる。この場
合、可逆性が無いという点でより長期にわたって情報を
記録・保存でき、原理的にはほぼ半永久的な保存が可能
である。追記型として相変化媒体を用いた場合、孔あけ
型と異なりビット周辺にリムと呼ばれる盛り上がりが生
じないため信号品質に優れ、また、記録層上部に空隙が
不要なためエアーサンドイッチ構造にする必要がないと
いう利点がある。

【０００５】一般に、書き換え型の相変化記録媒体で
は、相異なる結晶状態を実現するために、２つの異なる
レーザー光パワーを用いる。この方式を、非晶質ビット
と結晶化された消去・初期状態で記録・消去を行う場合
を例にとって説明する。結晶化は、記録層の結晶化温度
より十分高く、融点よりは低い温度まで記録層を加熱す
ることによってなされる。この場合、冷却速度は結晶化
が十分なされる程度に遅くなるよう、記録層を誘電体層
ではさんだり、ビームの移動方向に長い楕円形ビームを
用いたりする。

【０００６】一方、非晶質化は記録層を融点より高い温
度まで加熱し、急冷することによって行う。この場合、
上記誘電体層は十分な冷却速度（過冷却速度）を得るた
めの放熱層としての機能も有する。さらに、上述のよう
な、加熱・冷却過程における記録層の溶融・体積変化に
伴う変形や、基板、特にプラスチック基板への熱的ダメ
ージを防いだり、湿気による記録層の劣化を防止するた
めにも、上記誘電体層からなる保護層は重要である。

【０００７】保護層材料は、レーザー光に対して光学的
に透明であること、融点・軟化点・分解温度が高いこ
と、形成が容易であること、適度な熱伝導性を有するこ
となどの観点から選定される。十分な耐熱性及び機械的
強度を有する保護層としては、まず、金属の酸化物や窒
化物等の誘電体薄膜があげられる。誘電体保護層として
は、ＺｎＳを主成分とし、ＳｉＯ₂やＹ₂Ｏ₃等を混入さ
せたものが提案されている。これらの複合化合物保護膜
は純粋な酸化物あるいは窒化物誘電体膜に比べ、記録層
としてよく使われるＧｅＴｅＳｂ、ＩｎＳｂＴｅ等のカ
ルコゲナイド系合金薄膜に対する密着性に優れている。
このため繰り返しオーバーライトに対する耐久性に加
え、加速試験における膜剥離が少なく相変化媒体の信頼
性をいっそう向上させている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】以上述べたように、誘
電体層は記録時に記録層のアモルファス化のための溶融
による流出や昇華を防いだり、記録（アモルファス化）
・消去（結晶化）に伴う体積変化に追従し力を逃がすこ
と、記録層にたまった熱を逃がすこと、等重要な働きが
ある。

【０００９】特に基板と記録層の間に存在する下誘電体
層は、記録層のアモルファス化の際、記録層を溶融する
まで加熱した熱が、直接基板に伝わって基板自体が溶
融、変形することのないよう平面方向に放熱する重要な
役割がある。その効果を十分に発揮するためには、ある
程度の膜厚が必要となる。本発明者らが、保護層として
代表的な（ＺｎＳ）₈₀（ＳｉＯ₂）₂₀複合誘電体膜を用
いて検討した結果によれば、約７０ｎｍ以上の膜厚が必
要であった。

【００１０】膜厚が不十分であると繰り返しオーバーラ
イトした時に、基板変形が蓄積され、再生信号のノイズ
の上昇につながり好ましくない。一方、厚くなりすぎる
と熱膨張によるクラックがおこりやすくなるという欠点
がある。更に製造過程において成膜時間が長くかかると
いう問題もおこる。

【００１１】次に光学的な面から波長の膜厚への制約に
ついて述べる。例えば、波長７８０ｎｍで使用する媒体
として、基板上に下誘電体層、ＡｇＩｎＳｂＴｅ系相変
化記録層、上誘電体層および反射層を順次有する４層構
成の光ディスクを作製する場合、記録状態と消去状態の
反射率差が大きく光学特性のよい層構成にするためには
下誘電体層の膜厚を８０ｎｍ以下あるいは２００ｎｍ以
上にしなくてはならないという制約が生じる。

【００１２】光学的に重要なパラメータには反射率と結
晶と非晶質の間の位相差がある。ここで結晶と非晶質の
間の位相差δ＝（結晶領域を通過した波の位相）−（非
晶質領域を通過した波の位相）で定義される。具体的に
は、上記媒体の誘電体層として（ＺｎＳ）₈₀（Ｓｉ
Ｏ₂）₂₀（屈折率ｎ＝２.１）を使用した場合には、有効
フレネル係数を用いた多層膜の光学計算および基板溝形
状を考慮した光学シミュレーション（例えば、長田、
他：第４回相変化記録研究会シンポジウム予稿集(1992)
p105）により、下誘電体層膜厚と反射率、結晶と非晶
質の位相との関係を求めた。

【００１３】ここで、溝深さによる位相差φ＝（グルー
ブでの位相）−（ランドでの位相）と定義する。グルー
ブ記録を行う場合、基板面から入射した光に対してはグ
ルーブ部よりランド部が遠くにあるため、ランド部の反
射光はｎ_sub×ｄ（ｎ_sub：基板屈折率、ｄ：溝深さ）だ
け位相が遅れることになる（φ＞０）。先の結晶と非晶
質の間の位相差δと溝深さによる位相差φとを適切に条
件を選んで組み合わせると、見かけ上、非晶質の反射率
が下がり、信号振幅が大きくとれるようになる場合があ
る。この場合コントラストが大きく取れて望ましい。

【００１４】この条件を満たす為には、非晶質の位相が
進む条件、つまりδ＝（グルーブでの結晶状態の位相）
−（グルーブでの非晶質状態の位相）＜０であることが
望ましい。一方、製造時の安定性を考慮すると、反射率
の膜厚依存性が小さいことが望ましい。すなわち、反射
率が極小となる付近の膜厚である。

【００１５】このような条件を考慮して下誘電体層の膜
厚を選ぶと、５０〜７０ｎｍ付近、あるいは２２０〜２
６０ｎｍ付近であった。これは前述の繰り返しオーバー
ライト耐久性や経時安定性の面から望ましい下誘電体層
膜厚の範囲から外れてしまう。本発明はこのような課題
を解決するためになされたものである。

【００１６】

【課題を解決するための手段】本発明の要旨は、基板上
に下誘電体層１、下誘電体層２、相変化記録層、上誘電
体層および反射層を順次有する光学的情報記録媒体であ
って、下誘電体層１の屈折率をｎ₁、基板の屈折率をｎ
_subとするとき、ｎ_sub−０.３≦ｎ₁≦ｎ_sub＋０.３であ
ることを特徴とする光学的情報記録用媒体に存する。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、本発明について詳細に説明
する。下誘電体層１の屈折率ｎ₁が基板の屈折率ｎ_subと
等しいならば、下誘電体層１は光学的に基板と同じもの
とみなされるため干渉や位相差に影響しない。つまり、
下誘電体層１の膜厚を任意に設定することが可能となり
記録層と基板との間の誘電体層の膜厚（下誘電体層１＋
下誘電体層２）を繰り返しオーバーライトに対する耐久
性の観点から、最適値へ導くことが可能となる。

【００１８】ただし、誘電体層の屈折率を基板の屈折率
と全く等しくすることは困難であるので、ｎ_sub−０.３
≦ｎ₁≦ｎ_sub＋０.３が許容範囲である。より好ましく
はｎ_s _ub−０.２≦ｎ₁≦ｎ_sub＋０.２の範囲である。

【００１９】本発明の媒体においては、基板と下誘電体
層２の屈折率ｎ₂にある程度の差を持たせることにより
適切な干渉効果および位相差を得ることができるため、
好ましくはｎ₂−ｎ_sub≧０.２である。より好ましくは
ｎ₂−ｎ_sub≧０.３である。ただし、逆に大きすぎると
膜厚のブレによる反射率等の変動が大きくなるため、製
造上の安定性の面からｎ₂−ｎ_sub≦０.８であるのが好
ましい。

【００２０】また、下誘電体層１は干渉効果に関与せず
主として下誘電体層２に干渉効果を担わせるとの本発明
主旨から、下誘電体層１および２の屈折率にはある程度
の差を持たせるのが好ましく、ｎ₂−ｎ₁≧０.１の範囲
であるのが好ましい。より好ましくはｎ₂−ｎ₁≧０.２
である。ただし、上記と同様に差が大きすぎると膜厚の
ブレによる反射率等の変動が大きくなるため、ｎ₂−ｎ₁
≦０．７であるのが好ましい。

【００２１】相変化媒体の基板としては一般にポリカー
ボネイト（ｎ＝１.５６）、ポリメタクリル酸メチル
（ｎ＝１．５）、アモルファスポリオレフィン（例え
ば、日本ゼオン社製Ｚｅｏｎｅｘ：ｎ＝１．５３、日本
合成ゴム社製Ａａｔｏｎ：ｎ＝１．５１、三井石油化学
社製Ａｐｅｌ：ｎ＝１．５４）等の樹脂やガラス（ｎ＝
１.５４、但し添加物により微妙に屈折率は変わる）と
いった、屈折率が１.５〜１.６のものが用いられること
が多いため、ｎ₁はこれらの屈折率により近い１.５以上
１.６以下の範囲であるのが好ましい。

【００２２】下誘電体層２の屈折率ｎ₂は、小さすぎる
と適切な干渉効果を得られにくいため、１.７以上であ
るのが好ましい。また、逆に大きすぎると膜厚のブレに
よる反射率等の変動が大きくなるため、製造上の安定性
の面からｎ₂は２.３以下であるのが好ましい。下誘電体
層１と下誘電体層２を合わせた膜厚は繰り返し記録特性
に大きな影響を与える。

【００２３】記録層が相変化を起こす時の熱（１０００
℃以上）はほとんど反射層に逃げるが、基板側にも下誘
電体層１、２を通して熱が伝わり、記録層と基板との距
離が短いと基板への熱の影響は大きくなる。即ち、膜厚
が小さすぎると熱絶縁効果が不十分で基板表面温度が上
昇しやすくなると共に、基板の熱変形を抑える効果が低
下してしまう。

【００２４】更に、記録層の体積膨張に伴う変形を誘電
体層が受けとめる形となるため、下誘電体層１と下誘電
体層２を合わせた膜厚はある程度厚い方がよい。好まし
くは７０ｎｍ以上、さらに好ましくは８０ｎｍ以上であ
る。しかし、厚すぎる場合には誘電体膜自身のクラック
（割れ）が起こり易くなったり、応力の影響が強くなり
剥離が起こりやすくなったりといった問題もおこりやす
くなるため、膜厚は好ましくは２００ｎｍ以下、さらに
好ましくは１６０ｎｍ以下である。

【００２５】下誘電体層２の膜厚は、基板上に下誘電体
層２、相変化記録層、上誘電体層および反射層を順次有
する光学的情報記録媒体においてレーザー光の反射率が
極小となる最も薄い膜厚±３０ｎｍの範囲内であるのが
好ましい。下誘電体層２の膜厚が変動すると前述のよう
に反射率が変化する。製造時の安定性を考慮すると、反
射率の膜厚依存性が小さいことが望ましい。すなわち、
下誘電体層２の膜厚は、媒体の反射率が極小となる膜厚
±３０ｎｍ程度の範囲内であるのが好ましい。なお、下
誘電体層１の膜厚は反射率には実質的に影響しないため
考慮しなくてよい。

【００２６】本発明によれば、このような保護膜として
の最適膜厚と干渉膜としての最適膜厚とを同時に満たす
ことができるのである。次に、本発明による光学的記録
用媒体の構成について述べる。

【００２７】本発明の光学的記録用媒体は、基板には、
ポリカーボネイト、アクリル、ポリオレフィンなどの透
明樹脂、あるいはガラスを用いることができる。中でも
ポリカーボネイト樹脂は誘電体層との接着性がよく、光
学的特性や成形性にも優れているため好ましく使用され
る。また、これら基板材料は、複屈折、融点、耐熱性、
流動性、光学特性などを改善するための添加物を含んで
いてもよい。基板／下誘電体層１／下誘電体層２／記録
層／上誘電体層／反射層の積層構造を有し、その上を紫
外線もしくは熱硬化性の樹脂で被覆されていることが望
ましい。

【００２８】反射層を設けるのは、光学的な干渉効果を
より積極的に利用して信号振幅を大きくするためと、放
熱層として機能することで非晶質マークの形成に必要な
過冷却状態が得られやすいようにするためである。この
ため、反射層としては、高反射率、高熱伝導率の金属が
望ましく、具体的にはＡｕ、Ａｇ、Ａｌ等があげられ
る。しかしながら、より光学的な設計の自由度を増すた
めに、Ｓｉ、Ｇｅ等の半導体を用いることもある。経済
的、および耐蝕性の観点からはＡｌにＴａ、Ｔｉ、Ｃ
ｒ、Ｍｏ、Ｍｇ、Ｚｒ、Ｖ、Ｎｂ等を０．５〜５ａｔ．
％添加したＡｌ合金が望ましい。特に、Ｔａの添加は高
耐蝕性材料が得られる（特開平１−１６９７５１）。

【００２９】本発明によれば、下誘電体層を２層に分け
るため、下誘電体層に要求される光学干渉膜としての機
能と機械的・熱的な保護膜としての機能を分離できるた
め、両条件を同時に満たす膜が作製しやすいというメリ
ットがある。基板表面には上記条件を満たす下誘電体層
１が設けられる。誘電体層は一般に高周波放電スパッタ
で製造されるため、成膜速度が遅い傾向が有り、生産性
の面からも下誘電体層１、２の合計が２００ｎｍをこえ
る厚膜を設けることは好ましくはない。

【００３０】下誘電体層１の上に下誘電体層２を設ける
場合には、両者の密着性が良くなければ剥離を生じ易い
ので、両者の組み合わせには注意を要する。下誘電体層
１の材料としては、基板との密着性が良く、しかも前述
のような光学特性を持つものを用いることができ、例え
ば、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｙ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、
Ｐｍ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔ
ｍ、Ｙｂ、Ｌａ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｙ、Ｎｂ、Ｔａ、
Ｚｎ、Ａｌ、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｓｎ、Ｐｂ等の酸化物、窒化
物、硫化物、Ｌｉ、Ｎａ、Ｍｇ、Ｃａ等のフッ化物、あ
るいはこれらの混合物が用いられる。より具体的な、好
適材料としては、ＭｇＦ₂、ＣａＦ₂、ＬｉＦ等や希土類
金属のフッ化物およびそれらを含む複合膜、ＳｉＣ−Ｓ
ｉＯ₂、ＳｉＣ−ＳｉＯ₂−Ｙ₂Ｏ₃等のＳｉＯ₂を含む複
合膜等が挙げられる。なお、複合膜の複合比率は、本発
明の範囲内で任意に設定できる。

【００３１】記録層と誘電体層の界面においては密着性
が重要であり、そのためには誘電体層にカルコゲナイド
系元素であるＳもしくはＳｅが含まれることが望まし
い。更に、記録層の記録（溶融、非晶質化）消去（結晶
化）過程における熱および体積変化のショックを吸収す
るために記録層に接する誘電体層は耐熱性が高く、かつ
柔らかく柔軟なものがよい。すなわち記録層に接する誘
電体層には１０００℃以上の融点を有し、室温のヌープ
硬度で５００以下のものが好ましい。ただし、柔らかす
ぎて変形し、光学特性が変化してしまうのを防ぐために
は、室温のヌープ硬度で２００以上であるのが好まし
い。また、使用波長で光学的に透明である（ｋ＜０.
１）である条件を満たす物が好ましい。

【００３２】従って、記録層に接する誘電体層の材料と
してはＺｎＳ、ＺｎＯ、ＺｎＳｅ、Ｃｅ₂Ｓ₃、Ｌａ₂Ｓ₃
等、ランタノイドの硫化物等、の単体や、ＺｎＳ、Ｚｎ
Ｏ、ＺｎＳｅ、Ｃｅ₂Ｓ₃、Ｌａ₂Ｓ₃等、ランタノイドの
硫化物に、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｙ、Ｃｅ、Ｔｉ、Ｚｒ、
Ｖ、Ｎｂ、Ｔｂ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｗ、Ａｌ、Ｉｎ、Ｓｉ、
Ｇｅ、Ｓｎ、Ｐｂ、Ｓｂ等の酸化物、窒化物、Ｌｉ、Ｎ
ｂ、Ｍｇ、Ｃｄ等のフッ化物を１０〜６０ｍｏｌ％混合
させたもの等が挙げられる。より具体的な材料は、下誘
電体層の材料との密着性を考慮した上で選定されるが、
最も好ましいのはＺｎＳ−ＳｉＯ₂、ＺｎＳ−Ｙ₂Ｏ₃、
ＴａＳ₂−Ｔａ₂Ｏ₅、Ｃｅ₂Ｓ₃−ＺｎＯ、Ｃｅ₂Ｓ₃−Ｓ
ｉＯ₂、Ｃｅ₂Ｓ₃−ＣｅＯ₂のいずれかからなる複合誘電
体層である。

【００３３】これら上下誘電体層を形成するにあたって
はスパッタ法が広く用いられているが、複合物ターゲッ
トを用いたスパッタリング法が好ましい。上記誘電体層
の膜密度は理論密度の７０％以上であることが好まし
い。ここで膜の理論密度は下記式で示され、各構成化合
物のバルク状態での密度にその構成化合物のモル含有率
を乗じたものの積算値である。

【００３４】理論密度＝Σ｛（構成化合物バルク状態の
密度）×（構成化合物モル含有率）｝誘電体層の密度をこのようにすることで、繰り返し記録
及び経時変化に対する耐久性を著しく向上させることが
できる。膜密度のコントロールはスパッタリング時の真
空度を調節することにより行いうる。膜密度を高くする
には真空度を低く（アルゴンガス圧を低く）するのが良
く、通常は真空度を１Ｐａ以下、好ましくは０.１〜０.
８Ｐａとするのが良い。

【００３５】本発明の媒体の記録層は相変化型の記録層
であり、その厚みは１０ｎｍから１００ｎｍの範囲が好
ましい。記録層の厚みが１０ｎｍより薄いと十分なコン
トラストが得られ難く、また結晶化速度が遅くなる傾向
があり、短時間での記録消去が困難となりやすい。一方
１００ｎｍを越すとやはり光学的なコントラストが得に
くくなり、また、クラックが生じやすくなるので好まし
くない。

【００３６】記録層としては公知の相変化型光記録層が
使用でき、例えばＧｅＳｂＴｅやＩｎＳｂＴｅ、ＡｇＳ
ｂＴｅ、ＡｇＩｎＳｂＴｅといった化合物がオーバーラ
イト可能な材料として選ばれる。なかでも、｛（Ｓｂ₂
Ｔｅ₃）_1-x（ＧｅＴｅ）_x｝_1- _yＳｂ_y（０．２＜ｘ＜
０．９、０≦ｙ＜０．１）合金またはＭ_w（Ｓｂ_zＴｅ
_1-z）_1-w（０≦ｗ＜０．３、０．５＜ｚ＜０．９、Ｍ＝
Ｉｎ、Ｇａ、Ｚｎ、Ｇｅ、Ｓｎ、Ｓｉ、Ｃｕ、Ａｕ、Ａ
ｇ、Ｐｄ、Ｐｔ、Ｐｂ、Ｃｒ、Ｃｏ、Ｏ、Ｓ、Ｓｅのう
ち少なくとも１種）合金を主成分とする薄膜は、結晶・
非晶質いずれの状態も安定でかつ、両状態間の高速の相
転移が可能である。さらに、繰り返しオーバーライトを
行った時に偏析が生じにくいといった利点があり、最も
実用的な材料である。

【００３７】上記記録層は合金ターゲットを不活性ガ
ス、特にＡｒガス中でスパッタして得られることが多
い。スパッタ膜中には一般に、スパッタに用いたＡｒガ
スが膜中に取り込まれるが、これが繰り返しオーバーラ
イト時に析出し、０．１ｍｍオーダーのボイド（空隙）
を形成することがある（J.Appl.Phys. 第７８巻(1995)
pp6980-6988）。これを抑制するために該記録層膜中の
Ａｒ含有量は１.５ａｔ．％未満であることが望まし
い。

【００３８】一般に、膜中にＡｒが取り込まれるのは、
スパッタのためにターゲットに高速度で入射するＡｒの
一部がターゲット表面で跳ね返され、膜中に侵入するた
めと考えられている。記録層スパッタ時のＡｒガス圧を
高めにすることで、上記反跳Ａｒ量を少なくできること
は公知であり、膜中のＡｒ量を減らせる。しかし、この
ように高Ａｒガス圧とすると逆に膜にたたきつけられる
Ａｒ及びターゲットからの飛来原子のエネルギーが低下
するために、緻密な膜が形成されにくいというトレード
オフの問題が生じる。

【００３９】低密度の記録層膜は、繰り返しオーバーラ
イトにより、１ｍｍオーダーの空隙を生じる（前記の文
献）。これを防ぐには、記録層密度がバルクの理論密度
の８６％以上であることが望ましい。バルク理論密度
は、保護層と同様に構成元素の原子量と原子数比から求
められる。結局、Ａｒ含有量が０．１ａｔ％以上１．５
ａｔ．％未満もしくは膜密度が理論密度の８６％以上で
あることが望ましい。

【００４０】なお、一般的なＡｒ量の制御、繰り返しオ
ーバーライトに対する影響、膜中Ａｒ量の定量化につい
ては、本発明者らによる特開平６−２６２８５５に開示
されている。なお、記録層及び保護層の厚みは、上記機
械的強度、信頼性の面からの制限の他に、多層構成に伴
う干渉効果も考慮して、レーザー光の吸収効率が良く、
記録信号の振幅すなわち記録状態と未記録状態のコント
ラストが大きくなるように選ばれる。

【００４１】前述のように記録層、保護層層、反射層は
スパッタリング法などによって形成される。記録膜用タ
ーゲット、保護膜用ターゲット、必要な場合には反射層
材料用ターゲットを同一真空チャンバー内に設置したイ
ンライン装置で膜形成を行うことが各層間の酸化や汚染
を防ぐ点で望ましい。また、生産性の面からもすぐれて
いる。

【００４２】なお、このディスクには必要に応じオーバ
ーコート層、ハードコート層を有してもよい。本発明の
媒体の記録再生に用いるレーザ光の波長は特に限定され
ないが、例えば８１０ｎｍ、７８０ｎｍのほか、高密度
記録を実現するために７００ｎｍ以下であってもよい。
ただし、ディスク基板の紫外吸収を考慮すると３００ｎ
ｍ以上が好ましい。

【００４３】波長７００ｎｍ以下のレーザ光としては、
例えばＡｌＧａＡｓ、ＡｌＧａＡｓＰ、ＡｌＧａＩｎ
Ｐ、ＧａＮなどのIII−Ｖ族半導体レーザの出力する５
００〜７００ｎｍのレーザ光、Ａｒ、Ｋｒ、Ｈｅ−Ｃ
ｄ、Ｈｅ−Ｎｅなどのガスレーザが出力する４００〜６
５０ｎｍのレーザ光、ＺｎＣｄＳｅ、ＺｎＳｅ、ＺｎＣ
ｄＳ、ＺｎＳｅＳなどのII−VI族半導体レーザの出力す
る４００〜５００ｎｍのレーザ光、III −Ｖ族半導体レ
ーザ出力光をＳＨＧ（第二次高調波発生）素子を通して
得られる３４０〜３９０ｎｍのレーザ光、半導体レーザ
励起によるＹＡＧレーザ出力光をＴＨＧ（第三次高調波
発生）素子を通して得られる３５０ｎｍのレーザ光が挙
げられる。光ディスクシステムの小型化を考慮すれば、
半導体レーザのレーザ光が好ましい。

【００４４】

【実施例】以下に実施例をもって本発明を詳細に説明す
るが、本発明はその要旨を越えない限り以下の実施例に
限定されるものではない。実施例１下誘電体層１材料として粉体でＳｉＣ：ＳｉＯ₂：Ｙ₂Ｏ
₃＝３８：５７：５のmol％になるよう調整混合し、ホッ
トプレス法にて複合焼結体ターゲットを得た。また、下
誘電体層２および上誘電体層材料とし粉体でＺｎＳ：Ｓ
ｉＯ₂＝８０：２０のmol％になるよう調整混合し、ホッ
トプレス法にて複合焼結体ターゲットを得た。

【００４５】ポリカーボネイト基板（ｎ＝１.５５６）
基板上に下誘電体層１／下誘電体層２／記録層／上誘電
体層／反射層を設け、５層構造の記録媒体を作成した。
各層の厚みは、下誘電体層１が１００ｎｍ、下誘電体層
２が６０ｎｍ、記録層が３０ｎｍ、上誘電体層が２０ｎ
ｍ、反射層が１００ｎｍとした。記録層の組成はＧｅ
（22.2）Ｓｂ（22.2）Ｔｅ（55.6）であり、反射層はＴ
ａを２.５ａｔ.％含有するＡｌ合金を用いた。

【００４６】下誘電体層１はＡｒガス及び酸素ガスをそ
れぞれ５０sccmおよび１.０sccmで流し、圧力０.７Ｐａ
のもと、高周波（１３.５６MHz）スパッタリングにより
成膜した。膜密度は２.２g/cm³であり、理論密度の７５
％であった。ＪＩＳヌープ硬度は４４４であり、膜応力
は引っ張りで１.１E+９dyn/cm²であった。この膜の屈折
率ｎは１.５７であった。

【００４７】下誘電体層２および上誘電体層はＡｒガス
５０sccmで流し、圧力０.７Ｐａのもと、高周波（１３.
５６MHz）スパッタリングにより成膜した。膜密度は３.
５g/cm³であり、理論密度の９４％であった。ＪＩＳヌ
ープ硬度は３６０であり、８００℃でのビッカース硬度
は３６０であった。膜応力は引っ張りで１.１E+９dyn/c
m²であった。この膜の屈折率ｎは２.０７であった。

【００４８】記録層および反射層はＡｒガス圧力０.７
Ｐａで直流スパッタリングにより成膜した。さらに厚み
約５μｍの紫外線硬化樹脂を設けた。このディスクをさ
らに波長８１０ｎｍＬＤバルクイレーザを用いて初期化
すなわち記録層の結晶化処理を行った後、以下の条件で
ディスクの動特性を評価した。

【００４９】１０ｍ／ｓの線速度で回転させながら波長
７８０ｎｍ、４ＭＨｚ、デューティ５０％のパルス光を
用い、記録パワー１１.５ｍＷ、ベースパワー７.０ｍ
Ｗ、再生パワー０.８ｍＷで繰り返しオーバーライトを
行い、所定回数に達する度にＣ／Ｎ及び消去比の測定を
行った。結果を図１に示す。繰返し回数２００００回ま
で、Ｃ／Ｎは５１〜５３ｄＢ、消去比は３０ｄＢ前後が
得られた。

【００５０】比較例１下誘電体層および上誘電体層材料とし粉体でてＺｎＳ：
ＳｉＯ₂＝８０：２０のmol％になるよう調整混合し、ホ
ットプレス法にて複合焼結体ターゲットを得た。ポリカ
ーボネイト基板（ｎ＝１.５５６）基板上に下誘電体層
／記録層／上誘電体層／反射層を設け、４層構造の記録
媒体を作成した。各層の厚みは、下誘電体層が６０ｎ
ｍ、記録層が３０ｎｍ、上誘電体層が２０ｎｍ、反射層
が１００ｎｍとした。記録層の組成はＧｅ（22.2）Ｓｂ
（22.2）Ｔｅ（55.6）であり、反射層はＴａを２.５ａ
ｔ.％含有するＡｌ合金を用いた。

【００５１】下誘電体層および上誘電体層はＡｒガス５
０sccmで流し、圧力０.７Ｐａのもと、高周波（１３.５
６MHz）スパッタリングにより成膜した。膜密度は３.５
g/cm³であり、理論密度の９４％であった。ＪＩＳヌー
プ硬度は３６０であり、８００℃でのビッカース硬度は
３６０であった。膜応力は引っ張りで１.１E+９dyn/cm²
であった。この膜の屈折率ｎは２.０７であった。

【００５２】記録層および反射層はＡｒガス圧力０.７
Ｐａで直流スパッタリングにより成膜した。さらに厚み
約５μｍの紫外線硬化樹脂を設けた。このディスクをさ
らに波長８３０ｎｍＬＤバルクイレーザを用いて初期化
すなわち記録層の結晶化処理を行った後、以下の条件で
ディスクの動特性を評価した。

【００５３】１０ｍ／ｓの線速度で回転させながら波長
７８０ｎｍ、４ＭＨｚ、デューティ５０％のパルス光を
用い、記録パワー１１.５ｍＷ、ベースパワー７.０ｍ
Ｗ、再生パワー０.８ｍＷで繰り返しオーバーライトを
行い、所定回数に達する度にＣ/Ｎ及び消去比の測定を
行った。結果を図１に示す。初期にはＣ／Ｎは５４ｄＢ
程度、消去比は３０ｄＢ前後得られた。しかし、繰返し
回数５０００回以降消去比が急激に悪化し、繰返し回数
２００００回では３ｄＢとなった。また、Ｃ／Ｎも５０
ｄＢを切った。

【００５４】実施例２下誘電体層１材料として粉体でＳｉＣ：ＳｉＯ₂：Ｍｇ
Ｆ₂＝１９：５：７６のmol％になるよう調整混合し、ホ
ットプレス法にて複合焼結体ターゲットを得た。また、
下誘電体層２および上誘電体層材料とし粉体でＺｎＳ：
ＳｉＯ₂＝８０：２０のmol％になるよう調整混合し、ホ
ットプレス法にて複合焼結体ターゲットを得た。

【００５５】ポリカーボネイト基板（ｎ＝１.５５６）
基板上に下誘電体層１／下誘電体層２／記録層／上誘電
体層／反射層を設け、５層構造の記録媒体を作成した。
各層の厚みは、下誘電体層１が２５ｎｍ、下誘電体層２
が７５ｎｍ、記録層が２０ｎｍ、上誘電体層が２２．５
ｎｍ、反射層が２００ｎｍとした。記録層の組成はＡｇ
₅Ｉｎ₆Ｓｂ₅₉Ｔｅ₃₀であり、反射層はＴａを２.５ａｔ.
％含有するＡｌ合金を用いた。

【００５６】下誘電体層１はＡｒガスを５０sccmで流
し、圧力０.７Ｐａのもと、高周波（１３.５６MHz）ス
パッタリングにより成膜した。膜密度は３．４g/cm³で
あり、理論密度の１００％であった。ＪＩＳヌープ硬度
は４５０であり、膜応力は引っ張りで5.03E+９dyn/cm²
であった。この膜の屈折率ｎは１.４９であった。下誘
電体層２および上誘電体層はＡｒガス５０sccmで流し、
圧力０.７Ｐａのもと、高周波（１３.５６MHz）スパッ
タリングにより成膜した。膜密度は３.５g/cm³であり、
理論密度の９４％であった。ＪＩＳヌープ硬度は３６０
であり、８００℃でのビッカース硬度は３６０であっ
た。膜応力は引っ張りで１.１E+９dyn/cm²であった。こ
の膜の屈折率ｎは２.０７であった。

【００５７】記録層および反射層はＡｒガス圧力０.７
Ｐａで直流スパッタリングにより成膜した。さらに厚み
約５μｍの紫外線硬化樹脂を設けた。このディスクをさ
らに波長８１０ｎｍＬＤバルクイレーザを用いて初期化
すなわち記録層の結晶化処理を行った後、以下の条件で
ディスクの動特性を評価した。

【００５８】波長７８０ｎｍの光源を用い、２．４ｍ／
ｓの線速度で回転させながらＥＦＭランダムパターン
（マルチパルス使用）で、記録パワー１４ｍＷ、ベース
パワー７ｍＷ、再生パワー０.８ｍＷで繰り返しオーバ
ーライトを行い、所定回数に達する度にピットジッター
及びランドジッターの測定を行った。結果を図２に示
す。ピットジッターとランドジッター（ピット間ジッタ
ー）の初期値はそれぞれ１０．２ｎｓ、１０．９ｎｓ程
度であり、繰返し回数４００回で１２．４ｎｓ、１５．
８ｎｓであった。

【００５９】比較例２下誘電体層および上誘電体層材料とし粉体でてＺｎＳ：
ＳｉＯ₂＝８０：２０のmol％になるよう調整混合し、ホ
ットプレス法にて複合焼結体ターゲットを得た。ポリカ
ーボネイト基板（ｎ＝１.５５６）基板上に下誘電体層
／記録層／上誘電体層／反射層を設け、４層構造の記録
媒体を作成した。各層の厚みは、下誘電体層が７５ｎ
ｍ、記録層が２０ｎｍ、上誘電体層が２２．５ｎｍ、反
射層が２００ｎｍとした。記録層の組成はＡｇ₅Ｉｎ₆Ｓ
ｂ₅₉Ｔｅ₃₀であり、反射層はＴａを２.５ａｔ.％含有す
るＡｌ合金を用いた。

【００６０】下誘電体層および上誘電体層はＡｒガス５
０sccmで流し、圧力０.７Ｐａのもと、高周波（１３.５
６MHz）スパッタリングにより成膜した。膜密度は３.５
g/cm³であり、理論密度の９４％であった。ＪＩＳヌー
プ硬度は３６０であり、８００℃でのビッカース硬度は
３６０であった。膜応力は引っ張りで１.１E+９dyn/cm²
であった。この膜の屈折率ｎは２.０７であった。

【００６１】記録層および反射層はＡｒガス圧力０.７
Ｐａで直流スパッタリングにより成膜した。さらに厚み
約５μｍの紫外線硬化樹脂を設けた。このディスクをさ
らに波長８３０ｎｍＬＤバルクイレーザを用いて初期化
すなわち記録層の結晶化処理を行った後、以下の条件で
ディスクの動特性を評価した。

【００６２】波長７８０ｎｍの光源を用い、２．４ｍ／
ｓの線速度で回転させながらＥＦＭランダムパターン
（マルチパルス使用）で、記録パワー１４ｍＷ、ベース
パワー７ｍＷ、再生パワー０.８ｍＷで繰り返しオーバ
ーライトを行い、所定回数に達する度にジッターの測定
を行った。結果を図２に示す。ピットジッターとランド
ジッター（ピット間ジッター）の初期値はそれぞれ１
０．９ｎｓ、１１．３ｎｓ程度であり、実施例１と比較
して０．５前後悪かった。これは下誘電体膜厚が十分で
ないため、記録時の熱が基板にまで伝わり、基板を変形
させるためと考えられる。また、繰返し回数４００回で
１３．１ｎｓ、１６．２ｎｓであり、やはり実施例１と
比較して０．５前後悪かった。

【００６３】

【発明の効果】本発明によれば、干渉効果と記録層保
護効果に優れた誘電体層を有する光学的情報記録用媒体
を提供することができ、データ保存安定性に優れた、多
数繰り返し記録・消去が行える書換型媒体の実用化に大
いに有効である。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例１および比較例１の媒体の消去比および
Ｃ／Ｎの繰返し特性を示すグラフ

【図２】実施例２および比較例２の媒体のピットジッタ
ーとランドジッターの繰返し特性を示すグラフ

【符号の説明】

１実施例１の媒体のＣ／Ｎ２実施例１の媒体の消去比３比較例１の媒体のＣ／Ｎ４比較例１の媒体の消去比５実施例２の媒体のピットジッター６実施例２の媒体のランドジッター７比較例２の媒体のピットジッター８比較例２の媒体のランドジッター

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】基板上に下誘電体層１、下誘電体層２、
相変化記録層、上誘電体層および反射層を順次有する光
学的情報記録媒体であって、下誘電体層１の屈折率をｎ
₁、基板の屈折率をｎ_subとするとき、ｎ_sub−０.３≦ｎ
₁≦ｎ_sub＋０.３であることを特徴とする光学的情報記
録用媒体。
【請求項２】下誘電体層１の屈折率ｎ₁がｎ_sub−０.２
≦ｎ₁≦ｎ_sub＋０.２であることを特徴とする請求項１
記載の光学的情報記録用媒体。
【請求項３】下誘電体層２の屈折率をｎ₂とするとき、
ｎ₂−ｎ_sub≧０.２であることを特徴とする請求項１ま
たは２に記載の光学的情報記録用媒体。
【請求項４】下誘電体層２の屈折率をｎ₂とするとき、
ｎ₂−ｎ₁≧０.１であることを特徴とする請求項１ない
し３のいずれかに記載の光学的情報記録用媒体。
【請求項５】下誘電体層１の屈折率ｎ₁が１.５≦ｎ₁≦
１.６であることを特徴とする請求項１ないし４のいず
れかに記載の光学的情報記録用媒体。
【請求項６】基板がポリカーボネイト樹脂からなること
を特徴とする請求項５記載の光学的情報記録用媒体。
【請求項７】下誘電体層２の屈折率をｎ₂とするとき、
１.７≦ｎ₂≦２.３であることを特徴とする請求項１な
いし６のいずれかに記載の光学的情報記録用媒体。
【請求項８】下誘電体層１の膜厚と下誘電体層２の膜厚
の合計が７０ｎｍ以上２００ｎｍ以下であることを特徴
とする請求項１ないし７のいずれかに記載の光学的情報
記録用媒体。
【請求項９】下誘電体層１の膜厚と下誘電体層２の膜厚
の合計が８０ｎｍ以上１６０ｎｍ以下であることを特徴
とする請求項８記載の光学的情報記録用媒体。
【請求項１０】下誘電体層２の膜厚は、基板上に下誘電
体層２、相変化記録層、上誘電体層および反射層を順次
有する光学的情報記録媒体においてレーザー光の反射率
が極小となる最も薄い膜厚±３０ｎｍの範囲内であるこ
とを特徴とする請求項１ないし９のいずれかに記載の光
学的情報記録用媒体。
【請求項１１】下誘電体層１が少なくともＳｉＯ₂、ま
たはＭｇ、Ｃａ、Ｌｉもしくは希土類金属のフッ化物を
含むことを特徴とする請求項１ないし１０のいずれかに
記載の光学的情報記録用媒体。
【請求項１２】記録層に接する誘電体層がＳまたはＳｅ
を含むことを特徴とする請求項１ないし１１のいずれか
に記載の光学的情報記録用媒体。
【請求項１３】記録層に接する誘電体層がＺｎＳ−Ｓｉ
Ｏ₂、ＺｎＳ−Ｙ₂Ｏ ₃、ＴａＳ₂−Ｔａ₂Ｏ₅、Ｃｅ₂Ｓ₃−
ＺｎＯ、Ｃｅ₂Ｓ₃−ＳｉＯ₂、Ｃｅ₂Ｓ₃−ＣｅＯ₂のいず
れかからなることを特徴とする請求項１ないし１２のい
ずれかに記載の光学的情報記録用媒体。
【請求項１４】下誘電体層１、２および上誘電体層の膜
密度が理論密度の７０％以上であることを特徴とする請
求項１ないし１３のいずれかに記載の光学的情報記録用
媒体。
【請求項１５】下誘電体層１、２および上誘電体層が、
該誘電体を構成する複数の化合物で構成された複合スパ
ッタリングターゲットを用いてスパッタ成膜されてなる
ことを特徴とする請求項１ないし１４のいずれかに記載
の光学的情報記録用媒体。