JPH10329426A - 光記録媒体およびその製造方法 - Google Patents

光記録媒体およびその製造方法

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 相変化型光記録媒体のオーバーライト回数を
増大させる。さらに、記録層の初期化処理が製造の際の
律速段階であった相変化型光記録媒体において、製造時
間を短縮し、かつ、初回のオーバーライトから安定した
記録再生特性を実現する。 【解決手段】 透明基体上に、少なくとも１層のＳｂ系
薄膜と少なくとも１層の反応薄膜とからなる記録層を有
し、Ｓｂ系薄膜と反応薄膜とが接しており、Ｓｂ系薄膜
が、Ｓｂを９５原子％以上含有するＳｂ系材料を成膜し
たものであり、反応薄膜が、Ｉｎ、ＡｇおよびＴｅを主
成分とするか、Ｉｎ、Ａｇ、ＴｅおよびＳｂを主成分と
するＩｎ−Ａｇ−Ｔｅ系材料を成膜したものであり、反
応薄膜中に酸素を０．５〜１０原子％含有する光記録媒
体。反応薄膜形成の際に、スパッタ室内に不活性ガスと
酸素ガスとを導入しながらスパッタを行う。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、相変化型の光記録
媒体と、その製造方法とに関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、高密度記録が可能で、しかも記録
情報を消去して書き換えることが可能な光記録媒体が注
目されている。書き換え可能型の光記録媒体のうち相変
化型のものは、レーザー光を照射することにより記録層
の結晶状態を変化させて記録を行い、このような状態変
化に伴なう記録層の反射率変化を検出することにより再
生を行うものである。相変化型の光記録媒体は単一の光
ビームの強度を変調することによりダイレクト・オーバ
ーライトが可能であり、また、駆動装置の光学系が光磁
気記録媒体のそれに比べて単純であるため、注目されて
いる。
【０００３】相変化型の光記録媒体には、結晶質状態と
非晶質状態とで反射率の差が大きいこと、非晶質状態の
安定度が比較的高いことなどから、Ｇｅ−Ｔｅ系材料が
用いられることが多いが、最近、カルコパイライトと呼
ばれる化合物を応用することが提案されている。
【０００４】カルコパイライト型化合物は化合物半導体
材料として広く研究され、太陽電池などにも応用されて
いる。カルコパイライト型化合物は、化学周期律表を用
いるとIb-IIIb-VIb2やIIb-IVb-Vb2で表わされる組成で
あり、ダイヤモンド構造を２つ積み重ねた構造を有す
る。カルコパイライト型化合物はＸ線構造解析によって
容易に構造を決定することができ、その基礎的な特性
は、例えば月刊フィジクスvol.8,No.8,1987,pp-441や、
電気化学vol.56,No.4,1988,pp-228などに記載されてい
る。
【０００５】これらのカルコパイライト型化合物の中で
特にＡｇＩｎＴｅ2は、ＳｂやＢｉを用いて希釈するこ
とにより、線速度７m/s前後の光記録媒体の記録層材料
として使用できることが知られている（特開平３−２４
０５９０号公報、同３−９９８８４号公報、同３−８２
５９３号公報、同３−７３３８４号公報、同４−１５１
２８６号公報等）。
【０００６】このようなカルコパイライト型化合物を用
いた相変化型光記録媒体の他、特開平４−２６７１９２
号公報や特開平４−２３２７７９号公報、特開平６−１
６６２６８号公報には、記録層が結晶化する際にＡｇＳ
ｂＴｅ2相が生成する相変化型光記録媒体が開示されて
いる。
【０００７】従来の相変化型光記録媒体では、真空成膜
装置などを用いて記録層を形成しているため、形成直後
の記録層は非晶質状である。これを書き換え型の媒体と
して利用する場合には、一般に初期化と呼ばれる操作に
より、記録層を結晶化する必要がある。
【０００８】初期化の方法としては、成膜後に記録層の
結晶化温度まで基板を加熱して結晶化させる方法（特開
平２−３１３１号公報）、成膜後にレーザービームを照
射して結晶化させる固相初期化と呼ばれる方法（特開平
４−３６６４２４号公報、同２−２０１７３４号公報、
同３−７６０２７号公報）、カルコゲン化合物の光特性
を利用してフラッシュ光を成膜後の基板に照射し、いわ
ゆる光黒化によって擬似的に結晶化させる方法（特開平
４−２８１２１９号公報）、高周波を用いて誘導加熱に
よって結晶化させる方法、成膜中に基板を加熱して結晶
化させる方法（特開平２−９８８４７号公報）、第１層
目の誘電体を形成し、次いで記録層を形成した後、これ
を加熱して結晶化し、さらに誘電体を形成する方法（特
開平２−５２４６号公報）などが提案されている。
【０００９】しかし、レーザービーム照射による初期化
は長時間を要し、生産性に問題がある。また、媒体全体
を加熱する方法では、安価な樹脂基板を使いにくいとい
う問題がある。すなわち、初期化処理の際の加熱によっ
て樹脂基板が歪み、トラッキングなどに支障をきたすよ
うになってしまう。また、フラッシュ光を用いる方法で
は、完全に結晶化するためには複数回の照射が必要であ
り、生産性に問題がある。
【００１０】このため、現在、工業的に適当な方法とし
て利用されているのは、バルクイレーザーと呼ばれる装
置を用いる方法である。バルクイレーザーは、出力の高
いガスレーザーや半導体レーザーのビームをあまり絞ら
ずに照射して、多数のトラックを一挙に結晶化させる装
置である。バルクイレーザーでは、記録層を限定的に加
熱できるため基板の温度上昇が小さくなるので、耐熱性
の低い樹脂基板の利用が可能である。
【００１１】しかし、バルクイレーザーでは、１２cm径
の光記録ディスクを初期化するときでさえ数分間程度の
時間が必要であるため、光記録ディスク生産工程におけ
る律速段階となっている。
【００１２】しかも、従来の相変化型記録媒体では、初
期化後、安定した消去率を得るまでには書き換えを何回
か繰り返す必要があった。このため、一般に、１０回程
度書き換えを繰り返してから特性評価を行っていた。こ
のように消去率が不安定となるのは、初期化処理直後の
書き換え時には、ＡｇＳｂＴｅ2結晶相やＩｎ−Ｔｅ結
晶相の生成が完全ではないからと考えられる。
【００１３】従来の相変化型記録媒体で必要とされた初
期化処理を不要とするために、本出願人は特願平７−４
７８２２号において、Ｉｎ−Ａｇ−Ｔｅ−Ｓｂ系の記録
層を形成するに際し、Ｓｂ＋Ｉｎをスパッタする工程と
Ａｇ＋Ｔｅをスパッタする工程とを分離して設けるか、
Ｓｂをスパッタする工程とＩｎをスパッタする工程とＡ
ｇ＋Ｔｅをスパッタする工程とを分離して設けることを
提案している。このような工程により形成された記録層
は、少なくとも一部が結晶化している。この方法により
形成された記録層は、繰り返し記録を行って層中の元素
を十分に拡散および混合した後では、上記したバルクイ
レーザーにより初期化した場合と同様な反射率変化が得
られる。しかし、記録層形成直後から数回目までの書き
換えに際しては、従来の相変化型記録媒体と同様に消去
率が安定しない。具体的には、形成時に結晶化した領域
と書き換え時に結晶化した領域とでは反射率が異なるた
め、書き換え領域が記録層全面に及ぶまでは反射率が安
定しないのである。書き換え型のデジタルビデオディス
ク（ＤＶＤ−ＲＡＭ）などで利用されるマークエッジ記
録の場合には、このような反射率のばらつきが生じる
と、マークエッジと誤認されるという問題が生じ得る。
【００１４】特開平８−１０６６４７号公報には、Ａｇ
ＳｂＴｅ2膜とＩｎ−Ｓｂ膜とが交互に積層されるか、
ＡｇＳｂＴｅ2膜とＩｎ膜とＳｂ膜とが交互に積層され
たＡｇＩｎＳｂＴｅ系人工格子膜よりなる記録層を設け
た相変化型記録媒体が記載されている。同公報では、結
晶化しているＡｇＳｂＴｅ2膜を用いるために記録層全
体の初期化エネルギーがわずかで済むことを、効果のひ
とつにしている。
【００１５】しかし、本発明者らの研究によれば、Ａｇ
ＳｂＴｅ2膜とＩｎ−Ｓｂ膜とを積層した場合、上記し
た特願平７−４７８２２号記載の発明と同様に、記録層
形成直後から数回目までの書き換えの際に反射率が安定
しない。また、ＡｇＳｂＴｅ2膜とＳｂ膜とＩｎ膜とを
積層した場合も、数回目までの書き換えの際に反射率が
安定しない。書き換えの際に結晶質部で安定した反射率
を得るためには、結晶質部にＩｎ−Ｔｅ結晶相が存在し
ている必要がある。しかし、同公報のようにＩｎがＡｇ
ＳｂＴｅ2膜中に存在せず、Ｉｎ−Ｓｂ膜やＩｎ膜とし
て存在していると、ＩｎがＴｅと結合してＩｎ−Ｔｅ結
晶相を形成することが困難となる。そして、同公報のよ
うに初期化を低エネルギーで行う場合、初期化時にＩｎ
−Ｔｅ結晶相を十分に形成することはできないため、さ
らに書き換えを数回繰り返してＩｎ−Ｔｅ結晶相を十分
に形成できるまでは、反射率が安定しないのである。な
お、同公報には、初期化の具体的条件（線速度、レーザ
ーパワー等）は記載されていない。
【００１６】しかも、同公報にはＳｂ膜やＩｎ−Ｓｂ膜
を５nm以下の厚さとした例しか記載されていない。これ
らの膜は、５nm以下の厚さでは結晶質膜とはならない。
このため、記録層形成直後の反射率が著しく低くなって
しまう。反射率が低いとレーザー光のフォーカシングが
困難となって均一な加熱が行えなくなるため、初期化を
均一に行うことができなくなる。
【００１７】なお、同公報には、Ｉｎ−Ｓｂ膜中のＩｎ
含有率についての記載はない。ただし、同公報の実施例
では、ＩｎとＳｂとをＩｎ膜とＳｂ膜とに分離する積層
構成と、両元素を分離せずにＩｎ−Ｓｂ膜とする単層構
成とを単純に比較しているので、Ｉｎ−Ｓｂ膜の組成は
Ｉｎ膜とＳｂ膜とを合わせたときの組成と同じと考えら
れる。そして、Ｉｎ膜とＳｂ膜とは厚さが同じになって
いることから、Ｉｎ−Ｓｂ膜のＩｎ含有率は１０〜１５
原子％程度であると考えられる。Ｉｎ含有率がこのよう
に高いと、例え膜を厚くしても結晶質膜として形成する
ことが困難となるため、やはり初期化の際に上記した問
題が生じる。
【００１８】このような事情から、本出願人は特願平８
−３５２２９８号において、Ｓｂ系材料を成膜したＳｂ
系薄膜と、Ｉｎ−Ａｇ−Ｔｅ系材料を成膜した反応薄膜
とから記録層を構成することを提案した。このようにＳ
ｂを独立して薄膜化すると、結晶化速度の速いＳｂは膜
を形成した段階でほぼ結晶化する。一般に光記録媒体で
は、形成直後（初期化前）の反射率をＲ0とし、繰り返
し記録後の記録層の結晶質部（消去部）における反射率
をＲCとし、繰り返し記録後の記録層の非晶質部（記録
マーク）における最低反射率をＲAとすると、 ＲA＜Ｒ0＜ＲC となる。すなわち、記録層形成直後の反射率Ｒ0は、通
常、ＲCより低くなる。しかし、上記特願平８−３５２
２９８号では、形成直後から結晶化しているＳｂ薄膜の
ためにＲ0が比較的高くなり、例えばＲCの６０％程度以
上、場合によってはＲ0＝ＲCとすることもできる。した
がって、初期化が容易になるか、あるいは不要になる。
【００１９】ところで、通常の方法で形成したＩｎ−Ａ
ｇ−Ｔｅ−Ｓｂ系記録層では、１０００回程度オーバー
ライトを繰り返すと、消去率の低下により実質的に書き
換え（繰り返しオーバーライト）が不可能となってしま
う。上記特願平８−３５２２９８号に記載された光記録
媒体についても、オーバーライト可能回数の増大が望ま
れる。
【００２０】
【発明が解決しようとする課題】本発明の第１の目的
は、相変化型光記録媒体のオーバーライト回数を増大さ
せることであり、また、第２の目的は、第１の目的を達
成した上で、記録層の初期化処理が製造の際の律速段階
であった相変化型光記録媒体において、製造時間を短縮
し、かつ、初回のオーバーライトから安定した記録再生
特性を実現することである。
【００２１】
【課題を解決するための手段】このような目的は、下記
（１）〜（１８）のいずれかの構成により達成される。 （１） 透明基体上に、少なくとも１層のＳｂ系薄膜と
少なくとも１層の反応薄膜とからなる記録層を有し、Ｓ
ｂ系薄膜と反応薄膜とが接しており、Ｓｂ系薄膜が、Ｓ
ｂを９５原子％以上含有するＳｂ系材料を成膜したもの
であり、反応薄膜が、Ｉｎ、ＡｇおよびＴｅを主成分と
するか、Ｉｎ、Ａｇ、ＴｅおよびＳｂを主成分とするＩ
ｎ−Ａｇ−Ｔｅ系材料を成膜したものであり、反応薄膜
中に酸素を０．５〜１０原子％含有する光記録媒体。 （２） Ｓｂ系薄膜の厚さが７nm以上である上記（１）
の光記録媒体。 （３） Ｓｂ系薄膜の厚さの合計が記録層の厚さの３０
〜７０％を占める上記（１）または（２）の光記録媒
体。 （４） Ｓｂ系薄膜が結晶化している上記（１）〜
（３）のいずれかの光記録媒体。 （５） Ｉｎ−Ａｇ−Ｔｅ系材料中のＩｎ、Ａｇ、Ｔｅ
およびＳｂの原子比を 式Ｉ−１ （ＩｎxＡｇyＴｅ1-x-y）1-zＳｂz で表わしたとき、 ｘ＝０．１〜０．３、 ｙ＝０．１〜０．３５、 ｚ＝０〜０．５ である上記（１）〜（４）のいずれかの光記録媒体。 （６） Ｓｂ系材料およびＩｎ−Ａｇ−Ｔｅ系材料の少
なくとも一方が元素Ｍ（Ｍは、Ｈ、Ｓｉ、Ｃ、Ｖ、Ｗ、
Ｔａ、Ｚｎ、Ｔｉ、Ｃｅ、ＴｂおよびＹの少なくとも１
種）を含有し、記録層中の元素Ｍ含有率が５原子％以下
であり、かつＳｂ系材料の元素Ｍ含有率が５原子％以下
である上記（１）〜（５）のいずれかの光記録媒体。 （７） 記録層中において、Ａｇの一部のＡｕによる置
換、Ｓｂの一部のＢｉによる置換、Ｔｅの一部のＳｅに
よる置換ならびにＩｎの一部のＡｌおよび／またはＰに
よる置換の４種の置換のうち、少なくとも１種の置換が
なされている上記（１）〜（６）のいずれかの光記録媒
体。 （８） 記録層中におけるＳｂ系薄膜と反応薄膜との間
の界面の数が１０以下である上記（１）〜（７）のいず
れかの光記録媒体。 （９） 透明基体側から反射率を測定したとき、製造直
後の反射率Ｒ0と、繰り返し記録後の記録層の結晶質部
における反射率ＲCと、繰り返し記録後の記録層の非晶
質部における最低反射率ＲAとの関係が ＲA＜Ｒ0≦ＲC である上記（１）〜（８）のいずれかの光記録媒体。 （１０） 透明基体上に、少なくとも１層のＳｂ系薄膜
と少なくとも１層の反応薄膜とからなる記録層を有し、
Ｓｂ系薄膜と反応薄膜とが接しており、Ｓｂ系薄膜が、
Ｓｂを９５原子％以上含有するＳｂ系材料を成膜したも
のであり、反応薄膜が、Ｉｎ、ＡｇおよびＴｅを主成分
とするか、Ｉｎ、Ａｇ、ＴｅおよびＳｂを主成分とする
Ｉｎ−Ａｇ−Ｔｅ系材料を成膜したものである光記録媒
体を製造する方法であり、Ｓｂ系薄膜をスパッタ法によ
り形成するに際し、スパッタ室内に不活性ガスを導入し
ながらスパッタを行い、反応薄膜をスパッタ法により形
成するに際し、スパッタ室内に不活性ガスと酸素ガスと
を導入しながらスパッタを行う光記録媒体の製造方法。 （１１） 反応薄膜を形成するに際し、酸素ガスの流量
を不活性ガスの流量に対し２〜３０％とする上記（１
０）の光記録媒体の製造方法。 （１２）Ｓｂ系薄膜の厚さが７nm以上である上記（１
０）または（１１）の光記録媒体の製造方法。 （１３） 記録層形成後に、記録層を連続したレーザー
光で照射することにより、Ｓｂ系薄膜構成材料と反応薄
膜構成材料との混合を行う混合処理工程を有する上記
（１０）〜（１２）のいずれかの光記録媒体の製造方
法。 （１４） 混合処理工程において、レーザー光に対する
記録層の線速度ＶMを、書き換えを行うときのレーザー
光に対する記録層の線速度ＶWに対し ０．２ＶW≦ＶM となるように制御する上記（１３）の光記録媒体の製造
方法。 （１５）ＶW≦ＶM となるように制御する上記（１４）の光記録媒体の製造
方法。 （１６） 記録層形成直後に、６０〜１２０℃で熱処理
する工程を有する上記（１０）〜（１５）のいずれかの
光記録媒体の製造方法。 （１７） ０．５×１０-2Pa以下まで減圧した後に不活
性ガスを導入したスパッタ室内において、Ｓｂ系薄膜の
スパッタを行う上記（１０）〜（１６）のいずれかの光
記録媒体の製造方法。 （１８） 上記（１）〜（９）のいずれかの光記録媒体
を製造する上記（１０）〜（１７）のいずれかの光記録
媒体の製造方法。
【００２２】
【作用および効果】従来の相変化型記録媒体では、スパ
ッタ法により形成された単層の非晶質記録層を加熱・徐
冷することにより、初期化（結晶化）する。初期化後、
書き換え（オーバーライト）用レーザー光を照射する
と、記録パワーを加えた領域では記録層が溶融し、続く
急冷により非晶質ないし微結晶となって反射率が低下
し、記録マークとなる。一方、消去パワーを加えた領域
では変化は生じず、初期化後の反射率が維持される。こ
れ以降の書き換えの際にも、新たに記録マークとする部
位で記録パワーを加え、その他の部位では消去パワーを
加える。照射前の状態が結晶質であっても非晶質ないし
微結晶であっても、記録パワーを加えた部位は全て非晶
質ないし微結晶の記録マークとなり、また、消去パワー
を加えた部位は全て結晶質となり、オーバーライト記録
が可能となる。
【００２３】一方、本発明の光記録媒体では、Ｓｂ系薄
膜と反応薄膜とを積層した後、通常、混合処理を施す。
この混合処理とは、Ｓｂ系薄膜構成元素と反応薄膜構成
元素とを混合するために、記録層をレーザー光で照射し
て加熱する処理のことである。混合処理により、記録層
は、Ｓｂ結晶相中にＡｇ−Ｓｂ−Ｔｅ等の非晶質相が分
散した状態となる。記録層の反射率は、混合処理前は結
晶化しているＳｂ系薄膜のために比較的高いが、混合処
理により低下する。ただし、混合処理後の反射率は、非
晶質部（記録マーク）における反射率よりは高くなる。
【００２４】混合処理は、形成直後の記録層を記録可能
な状態に変化させるという意味において、従来の相変化
型記録媒体における初期化処理と同様である。しかし、
従来の初期化処理では、記録層は結晶化して反射率が上
がるが、混合処理では、記録層はＳｂ結晶相中に非晶質
が分散された状態となり、反射率は低下する。
【００２５】混合処理後、上記した従来の相変化型記録
媒体と同様な記録および書き換え（オーバーライト）を
行うことになる。記録パワーを加えた領域では記録層が
溶融し、続く急冷により非晶質ないし微結晶となって記
録マークとなる。一方、消去パワーを加えた領域では、
ＡｇＳｂＴｅ2等の結晶化が生じて反射率が上昇する。
これ以降の書き換えについては、上記した従来の相変化
型記録媒体と同様にして行われる。
【００２６】本発明では、混合処理後、最初に書き換え
用レーザー光を照射した後の記録マークおよび結晶質部
の各反射率は、２回目以降の照射後におけるそれぞれの
反射率と同等となる。すなわち、単層の非晶質記録層を
初期化した従来の相変化型記録媒体や、上記特願平７−
４７８２２号記載の光記録媒体、上記特開平８−１０６
６４７号公報記載の光記録媒体と異なり、初回の記録お
よび初回の書き換えのときから反射率の安定性が高い。
【００２７】ここで、本発明の光記録媒体において、製
造直後（混合処理前）の反射率をＲ0とし、繰り返し記
録後の記録層の結晶質部における反射率をＲCとし、繰
り返し記録後の記録層の非晶質部（記録マーク）におけ
る最低反射率をＲAとすると、 ＲA＜Ｒ0≦ＲC となる。なお、これらの反射率は、基体側から測定した
値である。また、非晶質部における最低反射率とは、非
晶質化が最も進んで最も反射率が低くなったときの値で
ある。記録層形成直後の反射率Ｒ0は、通常、ＲCより低
くなるが、上記したように結晶化しているＳｂ薄膜のた
めに比較的高くなり、例えばＲCの６０％程度以上とす
ることができる。このため、混合処理の際にレーザー光
のフォーカシングを精度よく制御でき、均一な混合処理
が可能となる。また、反応薄膜も結晶化している場合に
は、両薄膜の組成や厚さ等を最適なものとし、かつ、記
録層と共に媒体表面に設けられる誘電体層や反射層の材
質、厚さ等を最適なものとすることにより、Ｒ0をＲCと
同等にできる。このような場合には、混合処理を省略す
ることもできる。
【００２８】以下に説明するように、本発明では、混合
処理の際の媒体の線速度を、従来の初期化処理の際に要
求される媒体の線速度よりも著しく速くできるため、生
産性が向上する。
【００２９】従来の初期化処理では、スパッタ法により
形成された単層の非晶質記録層を加熱・徐冷して結晶化
する。一方、相変化型記録媒体においてオーバーライト
により非晶質の記録マークを消去する（結晶化する）際
にも、記録マークを加熱・徐冷する。形成直後の記録層
と記録マークとは非晶質という点では同じであるが両者
はエネルギー状態が異なるため、初期化の際にはより高
いエネルギーが必要となり、かつ、冷却速度を遅くする
ためにより遅い線速度が必要となる。ここで、オーバー
ライトの際に消去率が−２５dB以下となる線速度を書き
換え可能な線速度とし、消去率が最も良好となる線速度
を書き換え可能な最適線速度と定義すると、初期化に必
要な線速度は、書き換え可能な最適線速度の１／３〜１
／２程度となる。このため、レーザー光の照射により初
期化を行う場合には長時間を要するのである。
【００３０】これに対し本発明では、混合処理の際のレ
ーザー光に対する記録層の線速度をＶMとし、混合処理
後の書き換え可能な最適線速度をＶWとすると、 ＶW≦ＶM とできる。このため、混合処理に要する時間は、従来の
初期化に要する時間よりも著しく短くなる。なお、線速
度ＶMを速くするためには混合処理の際にレーザー光の
パワーを上げればよい。ＶMの上限は特にないが、一般
のバルクイレーザーや記録装置を用いる場合には、通
常、 ＶM≦５ＶW となる。
【００３１】また、混合処理の際に線速度ＶMを遅くす
れば、低パワーのレーザー光で混合処理が可能となる。
このため、従来の初期化と同等の線速度で混合処理を行
う場合には、必要なレーザーパワーが極めて小さくて済
む。ただし、実用的な速度で混合処理を行うためには、
通常、 ０．２ＶW≦ＶM とすることが好ましい。
【００３２】本発明では、記録層をスパッタ法により形
成する。この際、Ｓｂ系薄膜形成時にはスパッタ室にＡ
ｒ等の不活性ガスだけを導入し、反応薄膜形成時にはス
パッタ室に不活性ガスに加えて酸素ガスを導入する。こ
れにより記録層に酸素を含有させ、繰り返しオーバーラ
イトが可能な回数を増大させる。
【００３３】成膜雰囲気中への酸素ガスの導入がオーバ
ーライト可能回数を著しく増大させる理由は明らかでは
ないが、繰り返しオーバーライトによる記録層の偏析
や、誘電体層から記録層への元素拡散などが抑制される
ためと考えられる。
【００３４】Ｓｂ系薄膜に酸素を導入せず、反応薄膜だ
けに酸素を導入する主な理由は、Ｓｂ系薄膜の結晶化を
妨げないためである。Ｓｂは結晶化が高速である反面、
不純物によって結晶化が妨害されやすく、Ｓｂ系薄膜形
成時に酸素ガスを導入すると、結晶化が円滑に進まず非
晶質膜となってしまう。Ｓｂ系薄膜が非晶質膜となる
と、上述した初期化が容易あるいは不要となる効果が実
現しない。このような知見に基づいて、本発明では、反
応薄膜形成時にだけスパッタ室内に酸素ガスを導入する
ことにより、初期化処理に伴う生産性低下を改善する効
果と、繰り返しオーバーライト回数を増大させる効果と
を共に実現することを可能とした。
【００３５】また、オーバーライト可能回数の増大に
は、以下に説明する作用も関係すると考えられる。Ｉｎ
−Ａｇ−Ｔｅ−Ｓｂ系記録層に消去パワーを加えて結晶
化させたとき、ＡｇＳｂＴｅ2結晶相の他にＳｂの微細
結晶相が存在することが反射率を高くし、消去率を高く
するために必要である。しかし、単相の非晶質記録層を
初期化する従来の方法では、初期化時に初めてＳｂ微細
結晶が形成されるため、Ｓｂ微細結晶中にＡｇが拡散し
やすく、書き換えの繰り返しによってＡｇの拡散がさら
に進み、Ｓｂ微細結晶のはたらきが阻害される。このた
め、書き換えの繰り返しに伴なって消去率が低下してし
まう。これに対し本発明では、反応薄膜と結晶化したＳ
ｂ系薄膜とが混合される際に、ＡｇがＡｇ−ＴｅやＡｇ
ＳｂＴｅ2といった安定な化合物を形成した後、Ｓｂ相
と混合される。このため、Ｓｂ微細結晶中にＡｇが拡散
しにくく、繰り返し書き換えを行っても消去率の低下が
小さいと考えられる。そして、反応薄膜中へ導入された
酸素は、Ｓｂ微細結晶中へのＡｇの拡散を抑えると考え
られる。
【００３６】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て詳細に説明する。
【００３７】本発明の光記録媒体は、透明基体上に、少
なくとも１層のＳｂ系薄膜と少なくとも１層の反応薄膜
とからなる記録層を有する。記録層中において、Ｓｂ系
薄膜と反応薄膜とは接している。
【００３８】記録層 Ｓｂ系薄膜は、Ｓｂ含有率が９５原子％以上、好ましく
は９７原子％以上であるＳｂ系材料をスパッタ法などに
より成膜したものである。Ｓｂ系薄膜中のＳｂ含有率が
低すぎてもＳｂ系薄膜が薄すぎても、Ｓｂ系薄膜の結晶
化が困難となり、初期化を容易にする効果が実現しなく
なる。
【００３９】反応薄膜は、Ｉｎ−Ａｇ−Ｔｅ系材料をス
パッタ法などにより成膜したものである。Ｉｎ−Ａｇ−
Ｔｅ系材料は、Ｉｎ、ＡｇおよびＴｅを主成分とする
か、Ｉｎ、Ａｇ、ＴｅおよびＳｂを主成分とし、Ｓｂと
の混合により相変化材料が生成される材料である。
【００４０】Ｉｎ−Ａｇ−Ｔｅ系材料中のＩｎ、Ａｇ、
ＴｅおよびＳｂの原子比を 式Ｉ−１ （ＩｎxＡｇyＴｅ1-x-y）1-zＳｂz で表わしたとき、好ましくは ｘ＝０．１〜０．３、 ｙ＝０．１〜０．３５、 ｚ＝０〜０．５ であり、より好ましくは ｘ＝０．１〜０．２８、 ｙ＝０．１５〜０．３５、 ｚ＝０．１〜０．５ であり、さらに好ましくは ｚ＝０．２〜０．４ である。
【００４１】ｘが小さすぎると、記録層中のＩｎ含有率
が相対的に低くなりすぎる。このため、記録マークの非
晶質化が不十分となって変調度が低下し、また、信頼性
も低くなってしまう。一方、ｘが大きすぎると、記録層
中のＩｎ含有率が相対的に高くなりすぎる。このため、
記録マーク以外の反射率が低くなって変調度が低下して
しまう。
【００４２】ｙが小さすぎると、記録層中のＡｇ含有率
が相対的に低くなりすぎる。このため、記録マークの再
結晶化が困難となって、繰り返しオーバーライトが困難
となる。一方、ｙが大きすぎると、記録層中のＡｇ含有
率が相対的に高くなり、過剰なＡｇが混合処理時に単独
でＳｂ相中に拡散することになる。このため、書き換え
耐久性が低下すると共に、記録マークの安定性および結
晶質部の安定性がいずれも低くなってしまい、信頼性が
低下する。すなわち、高温で保存したときに記録マーク
の結晶化が進んで、Ｃ／Ｎや変調度が劣化しやすくな
る。また、繰り返して記録を行なったときのＣ／Ｎおよ
び変調度の劣化も進みやすくなる。
【００４３】また、ｘ＋ｙが小さすぎるとＴｅが過剰と
なってＴｅ相が形成される。Ｔｅ相は結晶転移速度を低
下させるため、消去が困難となる。一方、ｘ＋ｙが大き
すぎると、記録層の非晶質化が困難となり、信号が記録
できなくなる可能性が生じる。
【００４４】ｚが大きすぎるても記録層の非晶質化が困
難となり、信号が記録できなくなる可能性が生じる。ｚ
は０であってもよいが、反応薄膜にＳｂを含有させるこ
とにより書き換え耐久性が向上するため、好ましくはｚ
が上記範囲となるようにＳｂを含有させる。ｚが最適範
囲内の値であるとき、記録層の結晶化温度は最も低くな
るため、記録層形成時に結晶化が進み、混合処理に要す
るエネルギーが著しく小さくなるか、混合処理を施さな
くても十分に安定な書き換えが可能となる。なお、記録
層形成時に結晶化が進んでも、両薄膜が混合することは
ない。すなわち、両薄膜は独立した結晶化膜として存在
する。
【００４５】反応薄膜は、酸素を０．５〜１０原子％、
好ましくは２〜６原子％含有する。酸素含有量が少なす
ぎると、オーバーライト可能回数を十分に多くすること
ができなくなる。一方、酸素含有量が多すぎると、消去
率が低下してしまう。
【００４６】Ｓｂ系薄膜および／または反応薄膜は、元
素Ｍを含むことが好ましい。Ｍは、Ｈ、Ｓｉ、Ｃ、Ｖ、
Ｗ、Ｔａ、Ｚｎ、Ｔｉ、Ｃｅ、ＴｂおよびＹから選択さ
れる少なくとも１種の元素である。元素Ｍは、書き換え
耐久性を向上させる効果、具体的には、書き換えの繰り
返しによる消去率の低下を抑える効果を示す。また、高
温・高湿などの悪条件下での信頼性を向上させる。この
ような効果が強力であることから、元素ＭのうちＶ、Ｔ
ａ、ＣｅおよびＹの少なくとも１種が好ましく、Ｖおよ
びＴａの少なくとも１種がより好ましく、Ｖが特に好ま
しい。
【００４７】元素Ｍの含有率は、記録層全体で好ましく
は５原子％以下、より好ましくは３原子％以下である。
記録層中でのＭ含有率が高すぎると、相変化に伴なう反
射率変化が小さくなって十分な変調度が得られなくな
る。上記のような効果を十分に発揮させるためには、記
録層中のＭ含有率を０．５原子％以上とすることが好ま
しい。
【００４８】なお、元素ＭをＳｂ系材料に含有させる場
合、Ｓｂ系材料中のＭ含有率は５原子％以下、好ましく
は３原子％以下とする。Ｓｂ系材料中のＭ含有率が高す
ぎると、Ｓｂ系薄膜が結晶質膜とならず、本発明の効果
が実現しない。Ｓｂ系薄膜は、実質的にＳｂだけ、また
はＳｂと元素Ｍとだけからなることが好ましい。
【００４９】Ｓｂ系薄膜の厚さおよび反応薄膜の厚さ
は、目的とする記録層組成（両薄膜混合後の組成）が得
られるように、両薄膜の組成に応じて適宜決定すればよ
い。
【００５０】ただし、Ｓｂ系薄膜の厚さは、好ましくは
７nm以上、より好ましくは８nm以上である。Ｓｂ系薄膜
が薄すぎると、Ｓｂ系薄膜が均質な結晶質膜とならずに
非晶質状態となるため、初期化を容易にする効果が実現
しない。
【００５１】一方、Ｓｂ系薄膜が厚すぎると、それに伴
なって反応薄膜も厚くする必要が生じるので、記録層全
体が厚くなって光吸収が増大する。このため、高反射率
が得られず、変調度も低くなってしまう。Ｓｂ系薄膜の
厚さは、好ましくは１５nm以下、より好ましくは１１nm
以下である。
【００５２】また、このようなＳｂ系薄膜の厚さに対応
する反応薄膜の厚さは、好ましくは２．５〜１０nm、よ
り好ましくは３〜９nmである。反応薄膜が薄いと連続膜
とならずに島状となることがあるが、反応薄膜は連続膜
である必要はない。
【００５３】なお、本明細書では、各薄膜の厚さを、成
膜レート×成膜時間で算出される計算値で表わす。
【００５４】記録層は、１層のＳｂ系薄膜と１層の反応
薄膜とからだけ構成されていてもよいが、記録層を３層
以上の構成とすることにより、書き換え耐久性が著しく
向上し、また、混合に必要なエネルギーを小さくするこ
とができる。記録層中に両薄膜が合計で３層以上存在す
る場合、記録層は、Ｓｂ系薄膜と反応薄膜とが交互に同
数積層された偶数層構成であってもよく、両端が同種の
薄膜となる奇数層構成であってもよいが、奇数層構成で
あって記録層両端が反応薄膜であるものが最も好まし
い。記録層両端が反応薄膜である構成、すなわち、すべ
てのＳｂ系薄膜の両側に反応薄膜が存在する構成とする
ことにより、両薄膜構成材料の混合が迅速かつ均一に行
われるので、混合に必要なエネルギーをより小さくする
ことができる。
【００５５】なお、両薄膜の積層数が多すぎると記録層
が厚くなりすぎるので、記録層中に存在するＳｂ系薄膜
と反応薄膜との間の界面の数は、好ましくは１０以下と
する。
【００５６】Ｓｂ系薄膜と反応薄膜とを合わせた記録層
全体の構成元素（ただし、酸素を除く）の原子比を 式Ｉ−２ ［（ＩｎaＡｇbＴｅ1-a-b）1-cＳｂc］1-dＭ
d で表わしたとき、好ましくは ａ＝０．１〜０．３、 ｂ＝０．１〜０．３５、 ｃ＝０．４５〜０．８、 ｄ＝０〜０．０５ であり、より好ましくは ａ＝０．１〜０．２８、 ｂ＝０．１５〜０．３５、 ｃ＝０．５３〜０．７５、 ｄ＝０．００５〜０．０５ である。
【００５７】ａ、ｂを上記範囲に限定する理由は、前記
式Ｉ−１におけるｘ、ｙの限定理由と同様である。ま
た、ｄの限定理由、すなわちＭ含有率の限定理由は、上
述したとおりである。
【００５８】上記式Ｉ−２においてｃが小さすぎると、
相変化に伴なう反射率差は大きくなるが結晶転移速度が
急激に遅くなって消去が困難となる。一方、ｃが大きす
ぎると、結晶化しやすくなるため非晶質の記録マークが
形成されにくくなり、変調度が小さくなりやすい。
【００５９】記録層にはＡｇ、Ｓｂ、ＴｅおよびＩｎだ
けを用いることが好ましいが、Ａｇの一部をＡｕで置換
してもよく、Ｓｂの一部をＢｉで置換してもよく、Ｔｅ
の一部をＳｅで置換してもよく、Ｉｎの一部をＡｌおよ
び／またはＰで置換してもよい。
【００６０】ＡｕによるＡｇの置換率は、好ましくは５
０原子％以下、より好ましくは２０原子％以下である。
置換率が高すぎると、記録マークが結晶化しやすくなっ
て高温下での信頼性が悪化する。
【００６１】ＢｉによるＳｂの置換率は、好ましくは５
０原子％以下、より好ましくは２０原子％以下である。
置換率が高すぎると記録層の吸収係数が増加して光の干
渉効果が減少し、このため結晶−非晶質間の反射率差が
小さくなって変調度が低下し、高Ｃ／Ｎが得られなくな
る。
【００６２】ＳｅによるＴｅの置換率は、好ましくは５
０原子％以下、より好ましくは２０原子％以下である。
置換率が高すぎると結晶転移速度が遅くなりすぎ、十分
な消去率が得られなくなる。
【００６３】Ａｌおよび／またはＰによるＩｎの置換率
は、好ましくは４０原子％以下、より好ましくは２０原
子％以下である。置換率が高すぎると、記録マークの安
定性が低くなって信頼性が低くなる。なお、ＡｌとＰと
の比率は任意である。
【００６４】記録層中には、微量不純物としてＣｕ、Ｎ
ｉ、Ｚｎ、Ｆｅ、Ｎ、Ｃ等の他の元素が含まれていても
よいが、これらの元素の含有率の合計は、０．０５原子
％以下であることが好ましい。
【００６５】記録層の組成は、電子線プローブマイクロ
アナリシス（ＥＰＭＡ）やＸ線マイクロアナリシスなど
により測定することができる。
【００６６】記録層の厚さは、好ましくは９．５〜５０
nm、より好ましくは１１〜３０nmとする。記録層が薄す
ぎると結晶相の成長が困難となり、相変化に伴なう反射
率変化が不十分となる。一方、記録層が厚すぎると、記
録マーク形成時に記録層の厚さ方向へＡｇが多量に拡散
し、記録層面内方向へ拡散するＡｇの比率が小さくなっ
てしまうため、記録層の信頼性が低くなってしまう。ま
た、記録層が厚すぎると、前述したように記録層の光吸
収率が高くなってしまう。
【００６７】記録層全体の厚さに占めるＳｂ系薄膜の厚
さ（Ｓｂ系薄膜を複数設ける場合は、すべてのＳｂ系薄
膜の合計厚さ）は、好ましくは３０〜７０％、より好ま
しくは４０〜６０％である。Ｓｂ系薄膜の厚さの割合が
高すぎると、すなわち、記録層中のＳｂの比率が高すぎ
ると、記録層の結晶化速度が速くなり、非晶質であるべ
き領域が結晶化してしまうことがある。これは、本来記
録マークが形成されるべき領域に記録マークが形成され
ず、読み出し時にブランクと見なされることを意味す
る。また、Ｓｂの比率が高すぎると、信頼性が低くなり
やすい。一方、Ｓｂ系薄膜の厚さの割合が低すぎると、
記録層が結晶化しにくくなって記録マークの消去が不十
分となりやすい。すなわち、消去率が低くなりやすい。
【００６８】記録層の形成方法 上記各態様において、Ｓｂ系薄膜および反応薄膜の形成
は、いずれもスパッタ法により行う。スパッタ条件は特
に限定されず、例えば、複数の元素を含む材料をスパッ
タする際には、合金ターゲットを用いてもよく、ターゲ
ットを複数個用いる多元スパッタ法を用いてもよい。な
お、Ｓｂ系薄膜と反応薄膜とは、どちらを先に形成して
もよい。
【００６９】スパッタ法では、スパッタ室（真空槽）内
を減圧した後、スパッタ雰囲気ガスを導入し、スパッタ
を行う。
【００７０】Ｓｂ系薄膜形成の際には、スパッタ雰囲気
ガスとしてＡｒ、Ｋｒ、Ｘｅ等の不活性ガス、好ましく
はＡｒガスを用いる。一方、反応薄膜形成の際には、前
記不活性ガスに加え、酸素ガスを用いる。このとき、酸
素ガス流量／不活性ガス流量は、好ましくは２〜３０
％、より好ましくは８〜２０％である。酸素ガス流量が
相対的に少なすぎるとオーバーライト可能回数が十分に
多くならず、酸素ガス流量が相対的に多すぎると、消去
率が低下してしまう。
【００７１】なお、スパッタ時の圧力は、通常、０．１
〜１．０Pa、好ましくは０．１〜０．５Paである。
【００７２】本発明では、Ｓｂ系薄膜の形成に使用する
スパッタ室について、スパッタ雰囲気ガスを導入する前
の圧力（以下、到達ガス圧という）を、好ましくは０．
５×１０-2Pa以下、より好ましくは０．２×１０-2Pa以
下、さらに好ましくは５×１０-4Pa以下とする。そし
て、このように減圧したスパッタ室内にＡｒ等のスパッ
タ雰囲気ガスを導入し、スパッタを行う。このような条
件でＳｂ系薄膜を形成することにより、Ｓｂ微細結晶の
生成が促進される。そして、Ｓｂ系薄膜と反応薄膜との
形成が終了した段階で、Ｓｂ系薄膜に必要とされる結晶
化が実質的に完了している。したがって、Ｓｂ系薄膜形
成の際の到達ガス圧を上記範囲とすることは、前述した
混合処理に要する時間の短縮に有効である。
【００７３】Ｓｂ薄膜と反応薄膜とを同一のスパッタ室
内で形成する場合、到達ガス圧を上記範囲とした後、両
薄膜を続けて形成すればよい。すなわち、反応薄膜の後
にＳｂ系薄膜を形成する場合でも、反応薄膜形成後に再
び上記範囲まで減圧する必要はない。
【００７４】記録層形成後、記録層を熱処理すればＳｂ
系薄膜の結晶化を進めることができるので、必要に応じ
結晶化促進のための熱処理を施してもよい。このときの
熱処理温度は６０〜１２０℃とすることが好ましい。熱
処理温度が低すぎると、結晶化に要する時間が長くなり
すぎる。一方、熱処理温度が高すぎると、ポリカーボネ
ート等の樹脂基板を用いた場合に基板にダメージを与え
てしまう。熱処理は反射率の向上が飽和するまで行えば
よいので、熱処理時間は特に限定されないが、生産効率
の点では、通常、１時間以下であることが好ましい。な
お、この熱処理は、記録層形成直後、すなわち、混合処
理を行う場合には混合処理の前に行う。
【００７５】混合処理および書き換え 本発明の光記録媒体に対する混合処理および書き換え
は、前述したように行われる。記録パワーは、パルス状
に加えてもよい。一つの信号を少なくとも２回の照射で
記録することにより記録マークでの蓄熱が抑制され、記
録マーク後端部の膨れ（ティアドロップ現象）を抑える
ことができるので、Ｃ／Ｎが向上する。また、パルス状
照射により消去率も向上する。記録パワーおよび消去パ
ワーの具体的値は、実験的に決定することができる。な
お、再生用レーザー光には、記録層の結晶状態に影響を
与えない低パワーのものを用いる。
【００７６】本発明の光記録媒体への記録に際し、レー
ザー光に対する記録層の線速度は、通常、０．８〜２０
m/s程度、好ましくは１．２〜１６m/sである。記録層の
Ｓｂ含有率を変更することにより、書き換え可能な最適
線速度を制御することができる。具体的には、Ｓｂ含有
率を高くすることにより、書き換え可能な最適線速度を
速くすることができる。
【００７７】本発明の光記録媒体は、混合処理、書き換
えおよび再生に用いる光を、広い波長域、例えば１００
〜５０００nmの範囲から自在に選択できる。
【００７８】図１の光記録媒体 本発明が適用される光記録媒体の構成例を、図１に示
す。この光記録媒体は、基体２上に第１誘電体層３１、
記録層４、第２誘電体層３２、反射層５および保護層６
をこの順に設けた片面記録型（単板型）媒体である。な
お、この片面記録型媒体を２枚用い、保護層６が内側に
なるように接着層により接着した両面記録型の媒体に
も、本発明は適用できる。また、上記片面記録型媒体と
保護基体とを接着層により接着した媒体にも、本発明は
適用できる。
【００７９】第１誘電体層３１、第２誘電体層３２ 第１誘電体層３１は、記録層の酸化を防ぎ、また、記録
時に記録層から基体に伝わる熱を遮断して基体を保護す
る。第２誘電体層３２は、記録層を保護すると共に、記
録後、記録層に残った熱の放出を調整するために設けら
れる。また、両誘電体層を設けることにより、変調度を
向上させることができる。
【００８０】第１誘電体層および第２誘電体層に用いる
誘電体材料は特に限定されず、各種誘電体やそれらの混
合物、例えば、酸化ケイ素、窒化ケイ素、ＺｎＳ−Ｓｉ
Ｏ2など、透明な各種セラミックスを用いればよく、ま
た、各種ガラスなどを用いてもよい。また、例えば、Ｌ
ａ、Ｓｉ、ＯおよびＮを含有する所謂LaSiONや、Ｓｉ、
Ａｌ、ＯおよびＮを含有する所謂SiAlON、あるいはＹを
含有するSiAlON等も好ましく用いることができる。
【００８１】ただし、第１誘電体層および第２誘電体層
の少なくとも一方には、屈折率等の特性の最適化のため
に硫化亜鉛を含有させることが好ましい。以下、硫化亜
鉛を含有する誘電体層をＺｎＳ含有誘電体層という。Ｚ
ｎＳ含有誘電体層には、０〜１０００℃においてその硫
化物生成標準自由エネルギーがＺｎＳ生成標準自由エネ
ルギーより低い元素（以下、金属元素Ａという）を含有
させることが好ましい。ＺｎＳ含有誘電体層中に金属元
素Ａを含有させることにより、繰り返しオーバーライト
の際のＳ遊離を抑制することができ、これによりジッタ
ー増大を防ぐことができ、繰り返しオーバーライト可能
な回数を増やすことができる。
【００８２】金属元素Ａとしては、Ｃｅ、Ｃａ、Ｍｇ、
Ｓｒ、ＢａおよびＮａの少なくとも１種を用いることが
好ましく、硫化物生成標準自由エネルギーが小さいこと
から、Ｃｅを用いることが特に好ましい。例えば３００
Ｋでは、ＺｎＳ生成標準自由エネルギーは約−２３０kJ
/mol、ＣｅＳ生成標準自由エネルギーは約−５４０kJ/m
ol、ＣａＳ生成標準自由エネルギーは約−５１０kJ/mo
l、ＭｇＳ生成標準自由エネルギーは約−３９０kJ/mo
l、ＳｒＳ生成標準自由エネルギーは約−５００kJ/mo
l、ＢａＳ生成標準自由エネルギーは約−４６０kJ/mo
l、Ｎａ2Ｓ生成標準自由エネルギーは約−４００kJ/mol
である。
【００８３】ＺｎＳ含有誘電体層中において、全金属元
素に対する金属元素Ａの比率は、２原子％未満、好まし
くは１．５原子％以下、より好ましくは１．３原子％以
下である。金属元素Ａの比率が高すぎると、繰り返しオ
ーバーライト時のジッター増大抑制効果が実現しない。
なお、金属元素Ａの添加による効果を十分に実現するた
めには、金属元素Ａの比率を好ましくは０．０１原子％
以上、より好ましくは０．０３原子％以上とする。全金
属元素中の金属元素Ａの比率は、蛍光Ｘ線分析やＥＰＭ
Ａ（電子線プローブＸ線マイクロアナリシス）などによ
り測定することができる。なお、誘電体層中における全
金属には、Ｓｉ等の半金属も含まれるものとする。
【００８４】誘電体層中において、金属元素Ａは、単
体、硫化物、酸化物、フッ化物等のいずれの形態で存在
していてもよい。
【００８５】ＺｎＳ含有誘電体層には、硫化亜鉛以外の
化合物、例えば、各種酸化物、窒化物、フッ化物等が含
有されていることが好ましい。このような化合物として
は、例えば、酸化ケイ素（ＳｉＯ2、ＳｉＯ）、酸化タ
ンタル（Ｔａ2Ｏ5）、酸化チタン（ＴｉＯ2）、酸化ラ
ンタン（Ｌａ2Ｏ3）、窒化ケイ素（Ｓｉ3Ｎ4）、窒化ア
ルミニウム（ＡｌＮ）、フッ化マグネシウム（Ｍｇ
Ｆ2）、フッ化ナトリウム（ＮａＦ）およびフッ化トリ
ウム（ＴｈＦ4）の少なくとも１種が好ましい。誘電体
層を実質的に硫化亜鉛だけから構成した場合には誘電体
層が硬くなりすぎ、繰り返しオーバーライトを行ったと
きの熱衝撃により剥離が生じるなど、耐久性が低くなっ
てしまうが、酸化ケイ素や窒化ケイ素などを含有させる
ことにより、オーバーライト耐久性が向上する。
【００８６】ＺｎＳ含有誘電体層中における硫化亜鉛の
含有量は、好ましくは５０〜９５モル％、より好ましく
は７０〜９０モル％である。ＺｎＳが少なすぎると、熱
伝導率が高くなりすぎると共に屈折率が小さくなりす
ぎ、高Ｃ／Ｎが得られにくくなる。一方、ＺｎＳが多す
ぎると、オーバーライト耐久性が低くなってしまう。誘
電体層中のＺｎＳ含有量は、蛍光Ｘ線分析などにより求
めたＳ量とＺｎ量とに基づいて決定し、例えばＳに対し
Ｚｎが過剰であった場合には、過剰なＺｎは他の化合
物、例えばＺｎＯとして含有されているものとする。
【００８７】なお、以上ではＺｎＳ含有誘電体層中に金
属元素Ａを含有させる構成について説明したが、ＺｎＳ
含有誘電体層と記録層との間に金属元素Ａを含有する中
間層を設ける構成としてもよい。このような中間層とし
ては、例えば、酸化セリウム（ＣｅＯ2）単体からなる
もの、あるいはＺｎＳ−ＣｅＯ2混合物からなるものな
どが挙げられる。
【００８８】第１誘電体層および第２誘電体層の一方だ
けをＺｎＳ含有誘電体層とする場合、他方の誘電体層、
すなわち硫化亜鉛を含有しない誘電体層に用いる誘電体
材料は特に限定されず、ＺｎＳ以外の上記各種誘電体を
用いればよい。
【００８９】第１誘電体層および第２誘電体層の屈折率
は、波長４００〜８５０nmの範囲で１．４以上、特に
１．８以上であることが好ましい。上記波長範囲は、現
在のＣＤプレーヤの使用波長である７８０nmや、次世代
の記録波長として実用化が進められている６３０〜６８
０nmを含むものであり、本発明の光記録媒体に対し好ま
しく使用される波長範囲である。
【００９０】第１誘電体層３１の厚さは、好ましくは３
０〜３００nm、より好ましくは５０〜２５０nmである。
第１誘電体層をこのような厚さとすることにより、記録
に際しての基体損傷を効果的に防ぐことができ、しかも
変調度も高くなる。第２誘電体層３２の厚さは、好まし
くは１０〜３０nm、より好ましくは１３〜２０nmであ
る。第２誘電体層をこのような厚さとすることにより冷
却速度が速くなるので、記録マークのエッジが明瞭とな
ってジッターが少なくなる。また、このような厚さとす
ることにより、変調度を高くすることができる。
【００９１】各誘電体層は、スパッタ法や蒸着法等の気
相成長法により形成することが好ましい。誘電体層中に
金属元素Ａを含有させるためには、様々な方法を利用す
ることができる。例えば、金属元素ＡがＣｅである場合
には、Ｃｅ単体やＣｅＯ2からなるチップを、誘電体層
の主成分となる主ターゲット上に載せたものをターゲッ
トとして用いてもよく、主ターゲット中にＣｅＯ2やそ
の他のＣｅ化合物として含有させてもよい。また、金属
元素ＡとしてＣａやＭｇを用いる場合、上記主ターゲッ
ト上にＣａＯやＭｇＯからなるチップを載せてターゲッ
トとしてもよいが、これらには潮解性があるので、好ま
しくない。したがって、この場合には、ＣａＦ2やＭｇ
Ｆ2からなるチップを主ターゲット上に載せてターゲッ
トとすることが好ましい。金属元素ＡとしてＳｒ、Ｂ
ａ、Ｎａなどを用いる場合も、潮解性の点で、酸化物チ
ップよりもフッ化物チップを用いるほうが好ましい。ま
た、Ｃａ、Ｍｇ、Ｓｒ、Ｂａ、Ｎａは、酸化物やこれ以
外の化合物として主ターゲット中に含有させて用いても
よい。なお、主ターゲットには、ＺｎＳ−ＳｉＯ2など
のような複合ターゲットを用いてもよく、主ターゲット
としてＺｎＳとＳｉＯ2とをそれぞれ単独で用いるよう
な多元スパッタ法を利用してもよい。
【００９２】ＺｎＳ含有誘電体層は、Ａｒ中で通常のス
パッタ法により形成してもよいが、上記金属元素Ａを含
有させる場合には、好ましくはＡｒとＯ2との混合雰囲
気中でスパッタを行う。このような混合雰囲気中でスパ
ッタを行うことにより、繰り返しオーバーライト時のジ
ッター増大を抑える効果が、より高くなる。スパッタ時
のＯ2導入は、金属元素Ａ単体からなるチップを上記主
ターゲット上に載せてスパッタを行う場合に特に有効で
あるが、金属元素Ａの化合物からなるチップを主ターゲ
ットに載せたり、主ターゲットに金属元素Ａの化合物を
含有させたりする場合にも有効である。スパッタ雰囲気
中へのＯ2導入量を流量比Ｏ2／（Ａｒ＋Ｏ2）で表した
とき、この流量比は好ましくは３０％以下、より好まし
くは２５％以下である。Ｏ2導入量が多すぎると、記録
パワーは低下するが消去パワーは変化しないため、消去
パワーマージンが極度に狭くなってしまい、好ましくな
い。なお、Ｏ2導入による効果を十分に発揮させるため
には、上記流量比を好ましくは５％以上、より好ましく
は１０％以上とする。
【００９３】反射層５ 反射層の材質は特に限定されないが、通常、Ａｌ、Ａ
ｕ、Ａｇ、Ｐｔ、Ｃｕ等の単体あるいはこれらの１種以
上を含む合金などの高反射率金属から構成すればよい。
反射層の厚さは、３０〜２００nmとすることが好まし
い。厚さが前記範囲未満であると十分な反射率が得にく
くなる。また、前記範囲を超えても反射率の向上は小さ
く、コスト的に不利になる。反射層は、スパッタ法や蒸
着法等の気相成長法により形成することが好ましい。
【００９４】保護層６ 保護層は、耐擦傷性や耐食性の向上のために設けられ
る。この保護層は種々の有機系の物質から構成されるこ
とが好ましいが、特に、放射線硬化型化合物やその組成
物を、電子線、紫外線等の放射線により硬化させた物質
から構成されることが好ましい。保護層の厚さは、通
常、０．１〜１００μm程度であり、スピンコート、グ
ラビア塗布、スプレーコート、ディッピング等、通常の
方法により形成すればよい。
【００９５】接着層 接着層を構成する接着剤は特に限定されず、例えば、ホ
ットメルト型接着剤、紫外線硬化型接着剤、常温硬化型
接着剤等のいずれであってもよく、粘着剤であってもよ
い。
【００９６】図２の光記録媒体 図２に、本発明が適用される光記録媒体の他の構成例を
示す。この構成の光記録媒体では、オーバーライトによ
るジッター増大をさらに抑制することが可能である。
【００９７】相変化型光記録媒体では、結晶−非結晶間
の反射率を利用するため、記録マーク以外の領域（結晶
状態）における記録層の吸収率（Ａｃ）と記録マーク
（非結晶状態）における記録層の吸収率（Ａａ）とが異
なることが多く、一般にＡｃ＜Ａａとなっている。この
ため、オーバーライト領域が結晶であったか非結晶であ
ったかによって記録感度および消去率が異なることにな
る。この結果、オーバーライトによって形成される記録
マークに長さおよび幅のばらつきが生じて、ジッターが
大きくなり、エラーとなることもある。高密度化のため
に記録マークの両端に情報を担持させるマークエッジ記
録を行っている場合には、記録マークの長さの変動の影
響を受けやすいため、エラーがさらに多くなってしま
う。この問題を解決するためには、Ａｃ＝Ａａとする
か、潜熱の影響を考慮してＡｃ＞Ａａとする必要があ
る。このためには、記録層やそれを挟んで設けられる誘
電体層の厚さを制御すればよいが、通常の構造の媒体で
は、Ａｃ≧Ａａとすると、記録マーク以外の領域におけ
る媒体からの反射率（Ｒｃ）と記録マークにおける媒体
からの反射率（Ｒａ）との差が小さくなって、Ｃ／Ｎが
低くなるという問題が生じてしまう。
【００９８】このような事情から、例えば特開平８−１
２４２１８号公報では、基体上に第１誘電体層、記録
層、第２誘電体層、反射層、第３誘電体層、紫外線硬化
樹脂層を順に積層した構成の光学情報記録媒体におい
て、Ａｃ＞Ａａとし、反射層として透過性の極薄金属
膜、ＳｉまたはＧｅを用い、第３誘電体層として屈折率
が１．５より大きな誘電体を用いる旨の提案がなされて
いる。光透過性の反射層と高屈折率の第３誘電体層とを
設けることにより、Ｒｃ−Ｒａを大きく保ったままＡｃ
／Ａａを大きくすることが可能となる。
【００９９】図２の光記録媒体は、反射層５を上記特開
平８−１２４２１８号公報に記載された反射層と同様な
構成とし、反射層５と保護層６との間に第３誘電体層３
３を設けた片面記録型媒体である。なお、基体２、第１
誘電体層３１、記録層４、第２誘電体層３２および保護
層６は、図１に示す光記録媒体と同様な構成である。こ
の構成においても、図１に示す片面記録型媒体と同様
に、２枚を接着して両面記録型媒体としたり、保護基体
を接着したりしてもよい。
【０１００】図２において反射層５は、光透過率が高い
極薄の金属層から構成されるか、記録・再生波長が含ま
れる近赤外から赤外域にかけての透過性が高いＳｉやＧ
ｅ等から構成されることが好ましい。反射層の厚さは、
記録層の記録マーク以外の領域と記録マークとの間での
吸収率差を補正できるように適宜決定すればよい。反射
層の好ましい厚さ範囲は構成材料によって大きく異なる
ので、構成材料に応じて厚さを適宜決定すればよい。例
えばＡｕ等の金属を用いる場合には、反射層の厚さを好
ましくは４０nm以下、より好ましくは１０〜３０nmと
し、ＳｉまたはＧｅを用いる場合には、反射層の厚さを
好ましくは８０nm以下、より好ましくは４０〜７０nmと
する。反射層が薄すぎるとＣ／Ｎの低下を招き、反射層
が厚すぎると前述した吸収率補正効果が不十分となる。
【０１０１】反射層を金属から構成する場合、Ａｕまた
はＡｕ合金が好ましい。Ａｕ合金としては、Ａｕを主成
分とし、Ａｌ、Ｃｒ、Ｃｕ、Ｇｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｍｏ、
Ａｇ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｔａ、Ｔｉ、ＢｉおよびＳｂの少な
くとも１種を含むものが好ましい。
【０１０２】この反射層も、スパッタ法や蒸着法等の気
相成長法により形成することが好ましい。
【０１０３】反射層５上に必要に応じて設けられる第３
誘電体層３３は、好ましくは保護層６よりも屈折率の高
い材料から構成する。このような第３誘電体層を設ける
ことにより、前記特開平８−１２４２１８号公報記載の
発明と同様に、記録マークとそれ以外の領域との間の反
射率差を大きく保ったまま、前記Ａｃ／Ａａを大きくす
ることができる。
【０１０４】第３誘電体層の構成材料は、第１誘電体層
および第２誘電体層の説明において挙げた各種誘電体か
ら選択すればよい。ただし、第３誘電体層は記録層に接
していないため、上記金属元素Ａを含有させる必要はな
い。
【０１０５】第３誘電体層の厚さは、好ましくは３０〜
１２０nm、より好ましくは４０〜９０nmである。第３誘
電体層が薄すぎると信号出力が低くなってしまい、厚す
ぎると、隣接トラックの信号が消去される現象（クロス
イレーズ）が生じてしまう。
【０１０６】
【実施例】以下、本発明の具体的実施例を示し、本発明
をさらに詳細に説明する。
【０１０７】実施例１ 表１に示す光記録ディスクサンプルを、以下に示す手順
で作製した。
【０１０８】射出成形によりグルーブを同時形成した直
径１２０mm、厚さ０．６mmのディスク状ポリカーボネー
ト基体２の表面に、第１誘電体層３１、記録層４、第２
誘電体層３２、反射層５および保護層６を形成し、図１
の構成を有する光記録ディスクサンプルとした。グルー
ブは、幅０．７４μm、深さ６５nm、ピッチ１．４８μm
とした。
【０１０９】第１誘電体層は、ＺｎＳおよびＳｉＯ2を
ターゲットとしてスパッタ法により形成した。ＳｉＯ2
／（ＺｎＳ＋ＳｉＯ2）は１５モル％とした。第１誘電
体層の厚さは２２０nmとした。
【０１１０】次に、スパッタ装置の真空槽内を０．０４
×１０-2Paまで減圧した後、Ａｒガスを導入して圧力を
５×１０-1Paとし、スパッタ法によりＳｂ系薄膜（Ｓｂ
１００％）を形成した。続いて、真空槽内にＡｒガスと
Ｏ2ガスとを導入してスパッタ法により反応薄膜を形成
し、記録層とした。反応薄膜形成時のガス流量比（Ｏ2
／Ａｒ）を、表１に示す。なお、反応薄膜の組成（酸素
を除く）は、原子比で（Ａｇ0.31Ｉｎ0.12Ｔｅ0.57）
0.78Ｓｂ0.22であった。この組成はＩＣＰにより測定し
た。また、反応薄膜中の酸素含有量を、オージェ電子分
光法により測定した。結果を表１に示す。また、記録層
全厚に対するＳｂ系薄膜の厚さの割合を、表１に示す。
なお、記録層の全厚は１７nmとした。
【０１１１】記録層の結晶状態を電子線回折により調べ
たところ、Ｓｂ系薄膜が結晶化していることが確認され
た。一方、反応薄膜は非晶質であった。
【０１１２】第２誘電体層は、第１誘電体層と同様にし
て形成した。第２誘電体層の厚さは１５nmとした。
【０１１３】反射層はＡｌ合金をターゲットに用いてス
パッタ法により形成し、厚さは１００nmとした。保護層
は、紫外線硬化型樹脂をスピンコート法により塗布後、
紫外線照射により硬化して形成した。硬化後の保護層厚
さは５μmであった。
【０１１４】このようにして作製した各サンプルについ
て、光記録媒体評価装置（パルステック社製ＤＤＵ１０
００：レーザー波長６３８nm、開口数０．６）により初
期化処理を施した。初期化処理は、サンプルの線速度を
２m/sとし、レーザー出力を８mWとして行った。
【０１１５】次いで、上記光記録媒体評価装置を用い
て、Ｃ／Ｎ、消去率およびジッターを評価した。Ｃ／Ｎ
および消去率の評価の際の入力信号には、３Ｔ（１０
２．８ns）のマーク・ブランクだけを繰り返す単一信号
と、１４Ｔ（４７９．８ns）単一信号とを用いた。ま
た、ジッターの評価の際には、３Ｔ〜１４Ｔ混合信号を
用いた。サンプルの線速度は６m/s、記録時および消去
時のレーザー出力は表１に示すものとし、読み出し時の
レーザー出力は１mWとした。各サンプルのＣ／Ｎ、消去
率およびジッター（最大値）を、それぞれオーバーライ
ト１０回後に測定した。この結果を、「初期」の値とし
て表１に示す。また、続いてオーバーライトを繰り返し
行い、１０００回後、２０００回後、５０００回後、１
万回後、以降は１万回おきに同様な測定を行った。表１
に、各サンプルのオーバーライト可能回数を示す。この
場合のオーバーライト可能回数とは、上記した繰り返し
オーバーライト後の測定においてジッターの最大値が７
ns以下に収まるオーバーライト回数の最大値を意味す
る。また、表１には、オーバーライト可能回数として示
した回数のオーバーライトを行った後のＣ／Ｎ、消去率
およびジッターを、「ＯＷ後」の値として示す。
【０１１６】
【表１】
【０１１７】表１から、反応薄膜形成時に酸素ガスを導
入して膜中の酸素量を所定範囲に制御した場合には、初
期特性が良好で、しかも、１０万回オーバーライト後で
も十分なＣ／Ｎおよび消去率が得られることがわかる。
また、この方法により作製されたサンプルでは、１０万
回のオーバーライト後、ジッター値にほとんど変化はみ
られず、出力（結晶質部の反射レベル）には全く変化が
認められなかった。これに対し、例えば、反応薄膜形成
時に酸素ガスを導入しなかった比較サンプルNo.１０１
では、オーバーライトにより特に１４Ｔ信号のＣ／Ｎが
著しく劣化することがわかる。なお、この比較サンプル
No.１０１では、５千回のオーバーライトにより結晶質
部の反射レベルが初期の８０％程度まで低下し、また、
５千回オーバーライト後のジッター最大値は１５．７ns
であった。
【０１１８】実施例２ 表２に示す光記録ディスクサンプルNo.２０１および２
０２を作製した。なお、表２に示す他のサンプルは、実
施例１において作製したものである。
【０１１９】これらのサンプルに対しては実施例１にお
ける初期化処理を施さず、実施例１と同条件で１０回の
オーバーライトだけを行った。この１０回のオーバーラ
イトは、前述した混合処理に相当するものである。１０
回のオーバーライト後、実施例１と同様にして、Ｃ／
Ｎ、消去率およびジッターの測定を行った。結果を表２
に示す。
【０１２０】
【表２】
【０１２１】表２から、Ｓｂ系薄膜と反応薄膜とを積層
する本発明の構成においてＳｂ系薄膜の厚さを７nm以上
とすれば、初期化処理を施さずに１０回のオーバーライ
トを行っただけで良好な特性が得られることがわかる。
すなわち、この場合には、低線速度の初期化処理を施す
必要がなくなる。また、表２から、記録層全厚に対する
Ｓｂ系薄膜の厚さの比率は、７０％以下であることが好
ましいことがわかる。
【０１２２】以上の各実施例の結果から、本発明の効果
が明らかである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の光記録媒体の構成例を示す部分断面図
である。
【図２】本発明の光記録媒体の構成例を示す部分断面図
である。
【符号の説明】
２ 基体 ３１ 第１誘電体層 ３２ 第２誘電体層 ３３ 第３誘電体層 ４ 記録層 ５ 反射層 ６ 保護層

Claims (18)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 透明基体上に、少なくとも１層のＳｂ系
    薄膜と少なくとも１層の反応薄膜とからなる記録層を有
    し、Ｓｂ系薄膜と反応薄膜とが接しており、Ｓｂ系薄膜
    が、Ｓｂを９５原子％以上含有するＳｂ系材料を成膜し
    たものであり、反応薄膜が、Ｉｎ、ＡｇおよびＴｅを主
    成分とするか、Ｉｎ、Ａｇ、ＴｅおよびＳｂを主成分と
    するＩｎ−Ａｇ−Ｔｅ系材料を成膜したものであり、反
    応薄膜中に酸素を０．５〜１０原子％含有する光記録媒
    体。
  2. 【請求項２】 Ｓｂ系薄膜の厚さが７nm以上である請求
    項１の光記録媒体。
  3. 【請求項３】 Ｓｂ系薄膜の厚さの合計が記録層の厚さ
    の３０〜７０％を占める請求項１または２の光記録媒
    体。
  4. 【請求項４】 Ｓｂ系薄膜が結晶化している請求項１〜
    ３のいずれかの光記録媒体。
  5. 【請求項５】 Ｉｎ−Ａｇ−Ｔｅ系材料中のＩｎ、Ａ
    ｇ、ＴｅおよびＳｂの原子比を 式Ｉ−１ （ＩｎxＡｇyＴｅ1-x-y）1-zＳｂz で表わしたとき、 ｘ＝０．１〜０．３、 ｙ＝０．１〜０．３５、 ｚ＝０〜０．５ である請求項１〜４のいずれかの光記録媒体。
  6. 【請求項６】 Ｓｂ系材料およびＩｎ−Ａｇ−Ｔｅ系材
    料の少なくとも一方が元素Ｍ（Ｍは、Ｈ、Ｓｉ、Ｃ、
    Ｖ、Ｗ、Ｔａ、Ｚｎ、Ｔｉ、Ｃｅ、ＴｂおよびＹの少な
    くとも１種）を含有し、記録層中の元素Ｍ含有率が５原
    子％以下であり、かつＳｂ系材料の元素Ｍ含有率が５原
    子％以下である請求項１〜５のいずれかの光記録媒体。
  7. 【請求項７】 記録層中において、Ａｇの一部のＡｕに
    よる置換、Ｓｂの一部のＢｉによる置換、Ｔｅの一部の
    Ｓｅによる置換ならびにＩｎの一部のＡｌおよび／また
    はＰによる置換の４種の置換のうち、少なくとも１種の
    置換がなされている請求項１〜６のいずれかの光記録媒
    体。
  8. 【請求項８】 記録層中におけるＳｂ系薄膜と反応薄膜
    との間の界面の数が１０以下である請求項１〜７のいず
    れかの光記録媒体。
  9. 【請求項９】 透明基体側から反射率を測定したとき、
    製造直後の反射率Ｒ0と、繰り返し記録後の記録層の結
    晶質部における反射率ＲCと、繰り返し記録後の記録層
    の非晶質部における最低反射率ＲAとの関係が ＲA＜Ｒ0≦ＲC である請求項１〜８のいずれかの光記録媒体。
  10. 【請求項１０】 透明基体上に、少なくとも１層のＳｂ
    系薄膜と少なくとも１層の反応薄膜とからなる記録層を
    有し、Ｓｂ系薄膜と反応薄膜とが接しており、Ｓｂ系薄
    膜が、Ｓｂを９５原子％以上含有するＳｂ系材料を成膜
    したものであり、反応薄膜が、Ｉｎ、ＡｇおよびＴｅを
    主成分とするか、Ｉｎ、Ａｇ、ＴｅおよびＳｂを主成分
    とするＩｎ−Ａｇ−Ｔｅ系材料を成膜したものである光
    記録媒体を製造する方法であり、 Ｓｂ系薄膜をスパッタ法により形成するに際し、スパッ
    タ室内に不活性ガスを導入しながらスパッタを行い、反
    応薄膜をスパッタ法により形成するに際し、スパッタ室
    内に不活性ガスと酸素ガスとを導入しながらスパッタを
    行う光記録媒体の製造方法。
  11. 【請求項１１】 反応薄膜を形成するに際し、酸素ガス
    の流量を不活性ガスの流量に対し２〜３０％とする請求
    項１０の光記録媒体の製造方法。
  12. 【請求項１２】Ｓｂ系薄膜の厚さが７nm以上である請求
    項１０または１１の光記録媒体の製造方法。
  13. 【請求項１３】 記録層形成後に、記録層を連続したレ
    ーザー光で照射することにより、Ｓｂ系薄膜構成材料と
    反応薄膜構成材料との混合を行う混合処理工程を有する
    請求項１０〜１２のいずれかの光記録媒体の製造方法。
  14. 【請求項１４】 混合処理工程において、レーザー光に
    対する記録層の線速度ＶMを、書き換えを行うときのレ
    ーザー光に対する記録層の線速度ＶWに対し ０．２ＶW≦ＶM となるように制御する請求項１３の光記録媒体の製造方
    法。
  15. 【請求項１５】ＶW≦ＶM となるように制御する請求項１４の光記録媒体の製造方
    法。
  16. 【請求項１６】 記録層形成直後に、６０〜１２０℃で
    熱処理する工程を有する請求項１０〜１５のいずれかの
    光記録媒体の製造方法。
  17. 【請求項１７】 ０．５×１０-2Pa以下まで減圧した後
    に不活性ガスを導入したスパッタ室内において、Ｓｂ系
    薄膜のスパッタを行う請求項１０〜１６のいずれかの光
    記録媒体の製造方法。
  18. 【請求項１８】 請求項１〜９のいずれかの光記録媒体
    を製造する請求項１０〜１７のいずれかの光記録媒体の
    製造方法。
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