JPH11345438A - 光記録媒体及びその製造方法 - Google Patents

光記録媒体及びその製造方法

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JPH11345438A
JPH11345438A JP11029105A JP2910599A JPH11345438A JP H11345438 A JPH11345438 A JP H11345438A JP 11029105 A JP11029105 A JP 11029105A JP 2910599 A JP2910599 A JP 2910599A JP H11345438 A JPH11345438 A JP H11345438A
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JP
Japan
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film
gas
recording
recording medium
optical recording
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Withdrawn
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JP11029105A
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English (en)
Inventor
Minoru Kikuchi
稔 菊地
Yoshihiro Akimoto
義浩 秋元
Fuminori Takase
史則 高瀬
Yoshihiro Saito
善浩 斎藤
Noriko Kikuchi
紀子 菊地
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Sony Corp
Original Assignee
Sony Corp
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  • Thermal Transfer Or Thermal Recording In General (AREA)
  • Physical Vapour Deposition (AREA)
  • Optical Record Carriers And Manufacture Thereof (AREA)
  • Manufacturing Optical Record Carriers (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 更なる繰り返し記録耐久性の向上が図られ
て、繰り返し記録を行っても常に安定且つ良好な記録再
生特性が得られる。 【解決手段】 結晶状態と非結晶状態との間の相変化が
生じる相変化材料からなる記録膜を備え、光線を照射し
て上記記録膜に相変化を生じさせることにより情報信号
が記録される光記録媒体であって、上記相変化材料は、
GeSbTe合金を含有し、上記記録膜は、N2ガスと
O2ガスの少なくとも一方を含有するArガス雰囲気下
にてスパッタリングにより成膜されてなる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、結晶状態と非結晶
状態との間の相変化が生じる相変化材料からなる記録膜
を備え、光線を照射して上記記録膜に相変化を生じさせ
ることにより情報信号が記録される光記録媒体及びその
製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】レーザ光等の光線の照射により各種情報
信号の記録及び/又は再生を行う光記録媒体としては、
例えば、エンボスピットによって情報信号が予め書き込
まれる光ディスクや、記録層の結晶状態と非結晶状態と
の相互間の相変化を利用して情報信号が書き込まれる相
変化光ディスクや、記録層の磁気光学効果を利用して情
報信号が書き込まれる光磁気ディスク等が挙げられる。
これらの光ディスクは、いずれもポリカーボネート等の
プラスチックあるいはガラス製の透明基板上に、記録層
や光反射膜等の機能膜を備えた構成となっている。
【0003】上述したような光記録媒体の中でも、書き
換え可能なものとしては、光磁気ディスクや相変化光デ
ィスクが挙げられる。特に、相変化光ディスクは、書き
換えが容易であり、しかも外部磁場を発生する手段を用
いなくても記録再生が可能なため記録再生装置を小型化
することが可能であるという点から注目を集めている。
【0004】このような相変化光ディスクにおいて情報
信号を記録する際には、記録層に対して高いレベルのパ
ワー(以下、記録パワーと称する。)のレーザ光が照射
されて記録層が融点以上に昇温される。その後、急冷さ
れることにより、記録層のレーザ光が照射された部分が
非結晶状態であるアモルファス状態の記録マークとな
る。
【0005】また、この相変化光ディスクにおいて記録
層に記録された情報信号を消去する際には、記録時に照
射したレーザ光よりも弱いパワーのレーザ光が少なくと
も記録マーク上に照射されてレーザ光の照射部分が結晶
化温度以上、融点温度以下に昇温される、その後、冷却
されることにより、既に記録されたアモルファス状態の
記録マーク部分が結晶状態となり消去される。
【0006】さらに、この相変化光ディスクにおいて
は、照射された部分の記録層を構成する材料が結晶状態
か非結晶状態かによって反射率が異なることから、最も
弱いレーザ光を記録層に照射することによって、これら
各状態における反射率変化を検出することで情報信号の
再生が行われる。
【0007】このような相変化光ディスクは、記録層の
構成材料として、例えば、Ge−Sb−Te系等のGe
を含有するカルコゲン化合物(以下、Ge系カルコゲン
化合物と称する。)やAg−In−Sb−Te系等のA
gを含有するカルコゲン化合物(以下、Ag系カルコゲ
ン化合物と称する。)等の相変化材料が挙げられる。中
でも、記録層の構成材料としてGe系カルコゲン化合物
を用いた相変化光ディスクは、記録層の構成材料として
Ag系カルコゲン化合物を用いた相変化光ディスクより
も繰り返し記録耐久性に優れていることが知られてい
る。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、記録層
の構成材料としてGe系カルコゲン化合物を用いた相変
化光ディスクは、記録層の構成材料としてAg系カルコ
ゲン化合物を用いた相変化光ディスクよりも繰り返し記
録耐久性に優れているが、繰り返し記録を数回から数十
回行った際に再生信号の信号特性が局所的に悪化してし
まったり、繰り返し記録を数万回以上行うと再生信号の
信号特性が急激に悪化してしまうという問題がある。
【0009】そのため、この相変化光ディスクでは、繰
り返し記録回数が数回から数十回のような少数回である
際に安定した再生信号を得ることができない。また、こ
の相変化光ディスクでは、繰り返し記録回数が数万回以
上の多数回である際に良好な再生信号を得ることができ
ず、結果的に信号特性に信頼性を欠いたものとなってし
まう。
【0010】そこで、本発明は、上述したような従来の
実情に鑑みて提案されたものであり、更なる繰り返し記
録耐久性の向上が図られて、繰り返し記録を行っても常
に安定且つ良好な記録再生特性が得られる光記録媒体及
びその製造方法を提供することを目的とする。
【0011】
【課題を解決するための手段】本発明の光記録媒体は、
結晶状態と非結晶状態との間の相変化が生じる相変化材
料からなる記録膜を備え、光線を照射して上記記録膜に
相変化を生じさせることにより情報信号が記録される光
記録媒体であって、上記相変化材料は、GeSbTe合
金を含有し、上記記録膜は、N2ガスとO2ガスの少なく
とも一方を含有するArガス雰囲気下にてスパッタリン
グにより成膜されてなることを特徴とする。
【0012】上述したような本発明に係る光記録媒体で
は、記録膜の成膜条件が規定されるため、記録膜を構成
するGeSbTe合金が好適に窒化及び酸化されて、記
録膜の物性が記録再生特性に関して最適化され、更なる
繰り返し記録耐久性の向上が図られる。これにより、本
発明に係る光記録媒体は、繰り返し記録を数回から数十
回行った後にみられる再生信号の局所的劣化現象が極力
抑えられ、且つ数万回以上繰り返し記録を行っても良好
な再生信号が得られて、結果的に、繰り返し記録後も常
に安定且つ良好な記録再生特性が得られる。
【0013】具体的には、本発明の光記録媒体では、上
記記録膜が、N2ガス及びO2ガスを含有するArガス雰
囲気下にて成膜されてなる場合、Arガスに対するN2
ガス及びO2ガスの混合比(N2+O2)/ArをY
[%]とし、上記N2ガス及びO2ガスに占めるO2ガス
の割合O2/(N2+O2)をZ[%]とし、成膜速度を
X[nm/s]としたとき、X,Y及びZは、下記式
(15)、式(16)及び式(17)を満たすことが好
ましい。
【0014】 Y≧2.3X+1.0 ・・・(15) Y≦12.8X+16.7 ・・・(16) 10≦Z≦60 ・・・(17) また、本発明の光記録媒体では、上記記録膜が、O2ガ
スを含有するArガス雰囲気下にて成膜されてなる場
合、上記O2ガスと上記Arガスとの混合比O2/Arを
Y[%]とし、成膜速度をX[nm/s]としたとき、
X及びYは、下記式(18)及び式(19)を満たすこ
とが好ましい。
【0015】 Y≧2.3X+1.0 ・・・(18) Y≦5.5X+2.7 ・・・(19) また、本発明の光記録媒体では、上記記録膜が、N2ガ
スを含有するArガス雰囲気下にて成膜されてなる場
合、N2ガスとArガスとの混合比N2/ArをY[%]
とし、成膜速度をX[nm/s]としたとき、X及びY
は、下記式(20)及び式(21)を満たすことが好ま
しい。
【0016】 Y≧1.8X+5.0 ・・・(20) Y≦12.8X+16.7 ・・・(21) また、本発明の光記録媒体の製造方法は、結晶状態と非
結晶状態との間の相変化が生じる相変化材料からなる記
録膜を備え、光線を照射して上記記録膜に相変化を生じ
させることにより情報信号が記録される光記録媒体の製
造方法であって、上記相変化材料としてGeSbTe合
金を用いて、上記記録膜を成膜する際に、N2ガス又は
O2ガスの少なくとも一方を含有するArガス雰囲気下
にて、スパッタリングによって成膜することを特徴とす
る。
【0017】上述したような本発明に係る光記録媒体の
製造方法では、記録膜の成膜条件が規定されるため、記
録膜を構成するGeSbTe合金が好適に窒化及び酸化
されて、記録膜の物性が記録再生特性に関して最適化さ
れ、更なる繰り返し記録耐久性の向上が図られる。これ
により、本発明に係る光記録媒体の製造方法によれば、
繰り返し記録を数回から数十回行った後にみられる再生
信号の局所的劣化現象が極力抑えられ、且つ数万回以上
繰り返し記録を行っても良好な再生信号が得られて、結
果的に、繰り返し記録後も常に安定且つ良好な記録再生
特性を有する光記録媒体が得られる。
【0018】具体的には、本発明の光記録媒体の製造方
法では、上記記録膜を成膜する際に、N2ガス及びO2ガ
スを含有するArガス雰囲気下にて、Arガスに対する
N2ガス及びO2ガスの混合比(N2+O2)/ArをY
[%]とし、上記N2ガス及びO2ガスに占めるO2ガス
の割合O2/(N2+O2)をZ[%]とし、成膜速度を
X[nm/s]としたとき、下記式(22)、式(2
3)及び式(24)を満たす条件にて成膜することが好
ましい。
【0019】 Y≧2.3X+1.0 ・・・(22) Y≦12.8X+16.7 ・・・(23) 10≦Z≦60 ・・・(24) また、本発明の光記録媒体の製造方法では、上記記録膜
を成膜する際に、O2ガスを含有するArガス雰囲気下
にて、O2ガスとArガスとの混合比O2/ArをY
[%]とし、成膜速度をX[nm/s]とするとき、下
記式(25)及び式(26)を満たす条件にて成膜する
ことが好ましい。
【0020】 Y≧2.3X+1.0 ・・・(25) Y≦5.5X+2.7 ・・・(26) また、本発明の光記録媒体の製造方法では、上記記録膜
を成膜する際に、N2ガスを含有するArガス雰囲気下
にて、N2ガスとArガスとの混合比N2/ArをY
[%]とし、成膜速度をX[nm/s]とするとき、下
記式(27)及び式(28)を満たす条件にて成膜する
ことが好ましい。
【0021】 Y≧1.8X+5.0 ・・・(27) Y≦12.8X+16.7 ・・・(28)
【0022】
【発明の実施の形態】〈第1の実施の形態〉以下、本発
明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説
明する。図1は、本発明を適用した相変化光ディスク1
の要部を拡大して示す断面図である。
【0023】本発明を適用した相変化光ディスク1は、
図1に示すように、基板2上に、第1の誘電体膜3、記
録膜4、第2の誘電体膜5、光反射膜6、保護膜7がこ
の順に積層形成されてなる。
【0024】基板2は、一主面2a上に記録トラックに
沿ったグルーブ2bが形成されている。この基板2の厚
みは、例えば、0.6mmである。また、基板2として
は、例えば、ポリカーボネート(PC)やポリメチルメ
タクリレート(PMMA)等のアクリル系樹脂よりなる
プラスチック基板や、ガラス基板等が挙げられる。この
基板2は、例えば、射出成形法やフォトポリマー法(2
P法)等によって成形される。なお、情報信号の記録再
生が行われる際には、この基板2側からレーザ光等の光
線が入射される。
【0025】記録膜4は、第1の誘電体膜3上に形成さ
れる。この記録膜4は、レーザ光等の光線の照射によっ
て結晶状態と非結晶状態との間で可逆的に相変化する相
変化材料からなり、この相変化材料を光線照射によって
相変化させることにより情報信号の書き込みや消去や再
生が可能となる光記録層である。
【0026】詳しくは、この記録膜4を構成する相変化
材料は、融点以上の温度に昇温された後に急冷されるこ
とによりアモルファス状態となる。これに対して、この
相変化材料は、融点以下且つ結晶化温度以上に昇温され
た後に冷却されることにより結晶状態となる。そのた
め、情報信号が記録される際には、記録膜4が相変化材
料の融点以上の温度に昇温された後に急冷されることに
より、アモルファス状態の記録マークが形成される。
【0027】また、この記録膜4は、結晶状態かアモル
ファス状態かによって異なった反射率を示す。そのた
め、レーザ光を記録膜4に照射した後に、このレーザ光
の戻り光の反射率変化を検出することによって、情報信
号が再生される。
【0028】特に、本発明における記録膜4の相変化材
料は、Ge−Sb−Te合金からなるカルコゲン化合物
である。そして、この記録膜4は、膜厚が18nm〜3
0nmとされていることが好ましい。
【0029】ここで、この記録膜4は、N2ガス及びO2
ガスを含有するArガス雰囲気下にて、Arガスに対す
るN2ガス及びO2ガスの混合比(N2+O2)/ArをY
[%]とし、このN2ガス及びO2ガスに占めるO2ガス
の割合O2/(N2+O2)をZ[%]とし、成膜速度を
X[nm/s]としたとき、下記式(29)、式(3
0)及び式(31)を満たす条件にてスパッタリングに
よって成膜されてなることが好ましい。
【0030】 Y≧2.3X+1.0 ・・・(29) Y≦12.8X+16.7 ・・・(30) 10≦Z≦60 ・・・(31) なお、上記混合比(N2+O2)/Arは、(N2+O2)
とArの流量比、言い換えれば、雰囲気中における(N
2+O2)とArとの体積比を示している。また、上記割
合O2/(N2+O2)は、O2と(N2+O2)との流量
比、言い換えれば、雰囲気中に占めるO2と(N2+
O2)との体積比を示すものである。
【0031】さらに、この成膜速度Xが0.1nm/s
以上、5.0nm/s以下であることが好ましい。つま
り、Xが下記式(32)を満足することが好ましい。
【0032】 0.1≦X≦5 ・・・(32)1.記録膜成膜時における雰囲気条件と成膜速度Xの検
討 以上述べたように、本発明を適用した光記録媒体及びそ
の製造方法において、記録膜4を成膜する際に、Arガ
スに対するN2ガス及びO2ガスの混合比Y[%]及び成
膜速度X[nm/s]を、上記の式(29)、(30)
及び(31)のように規定した理由は、次に示すような
実験結果に基づくものである。以下、この実験について
詳細を説明する。
【0033】1−1 記録膜成膜時における雰囲気条件
と再生信号の信号特性との関係 先ず、次のように相変化光ディスクを作製した。
【0034】始めに、直径が120mm、厚さ0.6m
mの基板2を用意した。そして、この基板2上に膜厚1
20nmのZnS−SiO2からなる第1の誘電体膜3
をスパッタリングにより形成した。
【0035】次に、この第1の誘電体膜3上に、Ge2
Sb2Te5からなるターゲットを用いて、成膜速度を
0.42nm/sとし、N2ガス及びO2ガスを混合した
Arガス雰囲気下でスパッタリングによって、膜厚25
nmのGe−Sb−Teからなる記録膜4をスパッタリ
ングにより形成した。
【0036】このとき、N2ガス及びO2ガスを混合した
Arガス雰囲気として、N2ガス及びO2ガスに占めるO
2ガスの割合O2/(N2+O2)を20%に固定するとと
もに、Arガスに対するN2ガス及びO2ガスのの混合比
(N2+O2)/Arを0%〜20%の範囲で変化させ、
各条件下で記録膜を成膜したものを複数作製した。
【0037】但し、上記混合比(N2+O2)/Arを0
%とする条件は、N2ガス及びO2ガスを含有しないAr
ガス雰囲気を示すものであり、本発明を適用した製造方
法における記録膜成膜条件ではない。
【0038】次に、各条件下で成膜された記録膜4上
に、膜厚15nmのZnS−SiO2からなる第2の誘
電体膜5、膜厚150nmのAl合金からなる光反射膜
6を順次スパッタリングにより形成し、更に、この光反
射膜6上に紫外線硬化樹脂を塗布して保護膜7を形成す
ることによって、相変化光ディスク1を作製した。
【0039】そして、このようにして作製した相変化光
ディスク1をそれぞれ2枚づつ作製し、光反射膜6が互
いに内側に向かい合うように、2枚の相変化光ディスク
を接着剤9によって接着し、最終的に、図2に示すよう
な両面から記録再生可能な直径1.2mm、厚さ1.2
mmの両面型相変化光ディスク10を作製した。なお、
この相変化光ディスク10は、トラックピッチが約0.
8μmであり、片面当たり約3.0GBの記録容量を有
する。
【0040】以上のように成膜条件を変化させて作製さ
れた複数の相変化光ディスクについて、それぞれ強力な
レーザ光を照射させて記録膜4を結晶化させる初期化処
理を施した。
【0041】そして、初期化後のこれら相変化光ディス
クに対して、図3に示すような発光パターンを用いてラ
ンダムEFM信号をChannel Clockを27.7MHzと
して記録した。ここで、図3では、記録パワーをPhと
示し、消去パワーをPlと示し、冷却パワーをPcと示
した。また、図3中の発光パターンは、1クロックを1
Tと示し、1発光パルスのパルス長を13nsとした。
【0042】このとき、線速度は4.8m/sであり、
記録パワーPhは14.5mWであり、消去パワーPl
は5.8mWであり、冷却パワーPcは1.5mWであ
るような記録再生装置を用いた。なお、この記録再生装
置には、波長が650nmのレーザ光を発生する光源が
搭載されている。
【0043】このような条件で、各相変化光ディスクに
対して、記録を2回繰り返し行った。
【0044】そして、記録膜成膜時におけるN2ガス及
びO2ガスの混合ガスの条件と、再生信号の信号特性と
の関係を評価すべく、これら2回繰り返し記録後の各相
変化光ディスクについて、繰り返し記録後の再生信号の
ジッター値を測定した。
【0045】その結果を図4に示す。図4は、横軸にA
rガスに対するN2ガス及びO2ガスの混合比(N2+
O2)/Arをとり、縦軸に同じトラックに2回繰り返
して記録したときの再生信号のジッター値をとった。
【0046】ここで、2回のような少数回の繰り返し記
録後に良好な再生信号が得られるジッター値として、1
0%をメディア評価基準値とする。
【0047】なお、上記実験では、2回繰り返し記録し
た後のジッター値を測定しているが、これは、次に示す
理由によるものである。つまり、通常、繰り返し記録後
のジッター値は、2回記録後が最も高く、10000回
の繰り返し記録に至るまで次第に減少する傾向にある。
そのため、ここでは、2回繰り返し記録した後の再生信
号のジッター値を測定した。
【0048】図4の結果から明らかなように、ジッター
値は、混合比(N2+O2)/Arが0%である場合、つ
まりN2ガス及びO2ガスがArガス中に混入されていな
い場合に12.7%と最も高く、N2ガス及びO2ガスの
割合が増えるにつれて減少しており、混合比(N2+
O2)/Arが6%〜10%のときに最小となる。そし
て、更に混合比(N2+O2)/Arが増えると、ジッタ
ー値も徐々に増加する。
【0049】したがって、図4に示すように、繰り返し
記録後の再生信号のジッター値を良好な再生信号が得ら
れるレベルである10%以下とするには、混合比(N2
+O2)/Arが6%以上とされたArガス雰囲気下で
記録膜を成膜することが望ましいと判明した。
【0050】1−2 記録膜成膜時の雰囲気条件と各デ
ィスクのグルーブ反射率との関係 つぎに、記録膜成膜時における雰囲気条件と、各ディス
クのグルーブにおける反射率との関係を評価すべく、上
述した図4の実験と同様に記録膜成膜時の雰囲気条件を
変えて作製し初期化を施した後の各相変化光ディスクに
ついて、グルーブにおける反射率を測定した。
【0051】その結果を図5に示す。図5では、横軸に
Arガスに対するN2ガス及びO2ガスの混合比(N2+
O2)/Arをとり、縦軸にグルーブにおける反射率を
とった。
【0052】図5の結果から明らかなように、グルーブ
における反射率は、混合比(N2+O2)/Arが増える
につれて単調に減少する。そして、この混合比(N2+
O2)/Arが21.0%以上になると、グルーブにお
ける反射率が11%以下となってしまい、十分な変調度
が得られないという問題が生じる。
【0053】したがって、十分な変調度を確保するため
には、記録膜成膜時の雰囲気における混合比(N2+
O2)/Arが21.0%以下であることが必要と判明
した。
【0054】1−3 信号特性及びグルーブ反射率の両
方の条件を満足する雰囲気条件 以上述べたように、図4及び図5の結果から、本発明を
適用した光記録媒体及びその製造方法において、記録膜
の成膜速度を0.42nm/sとし、N2ガス及びO2ガ
スに占めるO2ガスの割合O2/(N2+O2)を20%と
した際に、再生信号のジッター値とグルーブでの反射率
の両条件を満足するには、混合比(N2+O2)/Arが
6%〜21.0%とされたArガス雰囲気下で記録膜を
成膜することが必要であると判明した。
【0055】なお、以上の図4及び図5の結果は、成膜
速度を0.42nm/sとして記録膜を成膜した光ディ
スクを対象としている。そのため、成膜速度を変化させ
た際に図4及び図5の光ディスクと同様な特性を得るに
は、Arガスに対するN2ガス及びO2ガスの混合比(N
2+O2)/Arをも変化させる必要がある。
【0056】1−4 成膜速度を変えた場合における雰
囲気条件と、信号特性及びグルーブ反射率との関係 そこで、つぎに、記録膜の成膜速度を変化させた場合
に、再生信号のジッター値とグルーブ反射率の両条件を
満足させる混合比(N2+O2)/Arを検討した。
【0057】先ず、Ge2Sb2Te5からなるターゲッ
トの印加電圧を変化させ、記録膜の成膜速度を0.1n
m/sとし、記録膜成膜時の雰囲気として、このArガ
スに対するN2ガス及びO2ガスの混合比(N2+O2)/
Arを0%〜20%まで変化させた条件下で記録膜を成
膜したこと以外は、上述した図4の実験と同様にして、
光ディスクを作製した。そして、この光ディスクに対し
て、図4の実験と同様に、2回繰り返し記録した後の再
生信号のジッター値を測定した。その結果を図6に示
す。なお、このとき、N2ガス及びO2ガスに占めるO2
ガスの割合O2/(N2+O2)は、20%に固定するも
のとする。
【0058】また、記録膜の成膜速度を0.1nm/s
として、記録膜成膜時の雰囲気条件を上述のように変え
て作製した光ディスクの初期化後におけるグルーブの反
射率を図5の実験と同様に測定した。その結果を図7に
示す。
【0059】同様にして、記録膜の成膜速度を1.6n
m/sとし、記録膜成膜時の雰囲気として、Arガスに
対するN2ガス及びO2ガスの混合比(N2+O2)/Ar
を0%〜45%まで変化させた条件下で記録膜を成膜し
たこと以外は、上述したように光ディスクを作製して、
この光ディスクに対して、図4及び図5の実験と同様
に、2回繰り返し記録した後の再生信号のジッター値及
び初期化後のグルーブの反射率をそれぞれ測定した。そ
れらの結果をそれぞれ図8及び図9に示す。
【0060】また、同様にして、記録膜の成膜速度を
5.0nm/sとし、記録膜成膜時の雰囲気として、A
rガスに対するN2ガス及びO2ガスの混合比(N2+
O2)/Arを0%〜90%まで変化させた条件下で記
録膜を成膜したこと以外は、上述したように光ディスク
を作製して、この光ディスクに対して、図4及び図5の
実験と同様に、2回繰り返して記録した後の再生信号の
ジッター値及び初期化後のグルーブの反射率をそれぞれ
測定した。それらの結果をそれぞれ図10及び図11に
示す。
【0061】図6,図8及び図10の結果から、成膜速
度をそれぞれ0.1nm/s,1.6nm/s,5.0
nm/sとして記録膜を成膜した光ディスクでは、再生
信号のジッター値が10%以下となる混合比(N2+
O2)/Arが、それぞれ5%,8%,14%以上であ
ることがわかった。
【0062】図7,図9及び図11の結果から、成膜速
度をそれぞれ0.1nm/s,1.6nm/s,5.0
nm/sとして記録膜を成膜した光ディスクでは、グル
ーブ反射率が11%以上となる混合比(N2+O2)/A
rが、それぞれ17%,40%,80%以下であること
がわかった。
【0063】1−5 信号特性及びグルーブ反射率の両
方の条件を満足する記録膜成膜条件 上述したように、図4,図6,図8及び図10の結果か
ら、成膜速度を0.42nm/s,0.1nm/s,
1.6nm/s,5.0nm/sとして記録膜を成膜し
た光ディスクにおいては、再生信号のジッター値が10
%以下となる混合比(N2+O2)/Arがそれぞれ6
%,5%,8%,14%であった。そして、この結果
を、横軸に成膜速度をとり、縦軸に混合比(N2+O2)
/Arをとって図12中に示したところ、直線αとなっ
た。
【0064】図12では、横軸の成膜速度をX[nm/
s]とし、縦軸の混合比(N2+O2)/ArをY[%]
とする。すると、直線αは、Y=2.3X+1.0で表
される。ここで、この直線αよりも下側の領域は、再生
信号のジッター値が10%以上となり、良好な再生信号
が得られない領域である。
【0065】一方、上述したように、図5,図7,図9
及び図11の結果から、成膜速度を0.42nm/s,
0.1nm/s,1.6nm/s,5.0nm/sとし
て記録膜を成膜した光ディスクにおいては、グルーブに
おける反射率が11%以上となる混合比(N2+O2)/
Arがそれぞれ21%,17%,40%,80%であっ
た。この結果を、横軸に成膜速度をとり、縦軸に混合比
(N2+O2)/Arをとって図12中に示したところ、
直線βとなった。
【0066】すると、直線βは、Y=12.8X+1
6.7で表される。ここで、この直線βよりも上側の領
域は、グルーブ反射率が11%以下となり、十分な信号
変調度が得られない領域である。
【0067】また、成膜速度Xは、5.0nm/sより
大きいと、成膜速度が速すぎて成膜時間が短くなりすぎ
るため膜厚調整が困難であり、0.1nm/sより小さ
いと、成膜時間がかかり過ぎるため製造上不適当であ
る。よって、成膜速度Xは、0.1≦X≦5.0である
ことが好ましい。
【0068】以上の結果からわかるように、本発明を適
用した相変化光ディスク1は、GeSbTe合金からな
る記録膜を成膜する際に、N2ガス及びO2ガスを含有す
るArガス雰囲気下にて、Arガスに対するN2ガス及
びO2ガスの混合比(N2+O2)/ArをY[%]と
し、N2ガス及びO2ガスに占めるO2ガスの割合O2/
(N2+O2)をZ[%]とし、成膜速度をX[nm/
s]としたとき、下記式(33)及び式(34)を満た
す条件にてスパッタリングによって成膜されてなること
が好ましい。
【0069】 Y≧2.3X+1.0 ・・・(33) Y≦12.8X+16.7 ・・・(34) このとき、本発明を適用した相変化光ディスク1におい
ては、上述したように、記録膜4の成膜速度Xが0.1
≦X≦5.0であることが好ましい。
【0070】2.記録膜成膜時におけるO2/(N2+O
2)の適正値 つぎに、N2ガス及びO2ガスに占めるO2ガスの割合O2
/(N2+O2)について最適値を検討する。
【0071】記録膜成膜時における雰囲気条件として、
N2ガス及びO2ガスに占めるO2ガスの割合O2/(N2
+O2)の適正値について、再生信号の信号特性及び記
録時に照射するレーザ光のパワー(以下、記録パワーと
称する。)のマージンの観点から次のように検討した。
すなわち、本発明において、O2ガスの適正な割合が上
述の式(31)となる理由は、以下に示す実験結果に基
づくものである。
【0072】2−1 再生信号の信号特性とO2/(N2
+O2)との関係 先ず、記録膜の成膜時に、Ge2Sb2Te5からなる材
料を用いて、Arガスに対するN2ガス及びO2ガスの混
合比(N2+O2)/Arを10%とし、成膜速度を0.
42nm/sとし、N2ガス及びO2ガスに占めるO2ガ
スの割合O2/(N2+O2)を0%〜100%まで変化
させて、記録膜をスパッタリングにより成膜したこと以
外は、図4の実験と同様にして両面型の光ディスクを作
製した。
【0073】そして、この光ディスクに対して、初期化
処理を施した後に、図3と同様な発光パルスを用いて、
20000回の繰り返し記録を行い、再生信号のジッタ
ー値を測定した。その結果を図13に示す。図13で
は、横軸にN2ガス及びO2ガスからなる混合ガスに占め
るO2ガスの割合O2/(N2+O2)をとり、縦軸に20
000回記録後の再生信号のジッター値をとった。な
お、図13中の横軸の0%は、記録膜成膜時の雰囲気が
O2ガスを含んでいない状態であることを示すものであ
る。
【0074】ここで、20000回のような多数回の繰
り返し記録後に良好な再生信号が得られるジッター値と
しては、12.5%をメディア基準値とする。
【0075】図13の結果から明らかなように、O2ガ
スの割合が増加するに伴って、再生信号のジッター値が
次第に減少する傾向にあり、O2ガスの割合が10%以
上であると、再生信号のジッター値が12.5%以下と
なり、多数回の繰り返し記録後においても良好な再生信
号を十分得られることがわかった。
【0076】2−2 記録パワーマージンとO2/(N2
+O2)との関係 先ず、図13の実験と同様にして光ディスクを作製した
後、この光ディスクを温度90℃の恒温槽内に100時
間放置して加速試験を行った。
【0077】その後、この光ディスクの同じトラックに
2回繰り返し記録を行い、そのときの記録パワーマージ
ンを求めた。その結果を図14に示す。なお、ここで
は、2回のような少数回の繰り返し記録後に良好な再生
信号が得られるジッター値として、10%をメディア基
準値とする。
【0078】また、上記記録パワーマージンPwは、再
生信号のジッター値10%をスレッシュホールドレベル
とし、以下のように定義する。すなわち、記録パワーマ
ージンPwは、2回繰り返し記録した後の再生信号のジ
ッター値が10%となるように記録することができる記
録パワーの最小値及び最大値をそれぞれPmin及びPm ax
としたとき、記録パワーの最大値と最小値との差である
(Pmax−Pmin)を、記録パワーの最大値と最小値の平
均である(Pmax+Pmin)/2で割った値、すなわち下
記式(35)で示す値とする。
【0079】 Pw=(Pmax−Pmin)/{(Pmax+Pmin)/2} ・・・(35) 図14の結果から明らかなように、O2ガスの割合が増
加するに伴って、記録パワーマージンが低減し、N2ガ
ス及びO2ガスに占めるO2ガスの割合O2/(N2+
O2)が60%より大きいと記録パワーマージンが10
%以下となり、記録レーザのパワー変動や環境変化が生
じた場合等に十分な記録が行えない光ディスクとなって
しまうと考えられる。
【0080】2−3 再生信号の信号特性及び記録パワ
ーマージンの観点からみたO2/(N2+O2)の適正値 上述の図13及び図14の結果から、20000回繰り
返し記録した後の再生信号のジッター値を良好な信号検
出レベルとし、且つ記録レーザのパワー変動等が生じた
場合にも十分な記録が行える必要最低限の記録パワーマ
ージンを確保するためには、記録膜成膜時において、N
2ガス及びO2ガスに占めるO2ガスの割合O2/(N2+
O2)が、10%以上、60%以下であることが好まし
いと判明した。
【0081】以上示したように、本発明を適用した光記
録媒体は、相変化材料がGeSbTe合金を含有するも
のであり、この相変化材料からなる記録膜4がN2ガス
及びO2ガスを含有するArガス雰囲気下にて、スパッ
タリングによって成膜されてなるものである。
【0082】更に、上述の図4〜図14に示した結果か
ら明らかなように、本発明を適用した光記録媒体では、
記録膜4が、N2ガス及びO2ガスを含有するArガス雰
囲気下にて、Arガスに対するN2ガス及びO2ガスの混
合比(N2+O2)/ArをY[%]とし、上記N2ガス
及びO2ガスに占めるO2ガスの割合O2/(N2+O2)
をZ[%]とし、成膜速度をX[nm/s]としたと
き、下記式(36)、式(37)及び式(38)を満た
す条件にてスパッタリングによって成膜されてなること
が好ましいと判明した。
【0083】 Y≧2.3X+1.0 ・・・(36) Y≦12.8X+16.7 ・・・(37) 10≦Z≦60 ・・・(38) このように、本発明を適用した光記録媒体は、記録膜4
の成膜条件が規定されるため、記録膜4を構成するGe
SbTe合金が好適に窒化及び酸化されて、記録膜4の
物性が、記録再生特性に関して最適化されるとともに更
なる繰り返し記録耐久性の向上が図られる。これによ
り、本発明を適用した光記録媒体は、繰り返し記録を数
回から数十回行った後にみられる局所的な再生信号のジ
ッター値上昇といった再生信号の局所的劣化現象が極力
抑えられ、且つ数万回以上繰り返し記録を行っても良好
な再生信号が得られる。その結果、本発明を適用した光
記録媒体は、繰り返し記録後も常に安定且つ良好な記録
再生特性が得られる。
【0084】3.記録膜を構成する相変化材料の組成 ところで、また、本発明に用いられる記録膜4は、この
記録膜4を構成するGe−Sb−Teの組成率が、図1
5に示す(Ge,Sb,Te)の三元状態図において、
点J(26.0,19.2,54.8)、点K(21.
0,21.0,58.0)、点L(14.3,28.
6,57.1)、点M(21.6,24.4,54.
0)で囲まれる領域内の値となされている。
【0085】以上述べたように、記録膜4を構成するG
e−Sb−Teの組成率を規定した理由は、次に示すよ
うな実験結果に基づくものである。以下、この実験につ
いて詳細を説明する。
【0086】3−1 (Ge,Sb,Te)の三元状態
図においてGe50Te50とSb40Te60とを結ぶ直線上
の組成の検討 先ず、基板2上に膜厚120nmのZnS−SiO2か
らなる第1の誘電体膜3をスパッタリングにより成膜し
た。
【0087】次に、この第1の誘電体膜3上に、Arガ
スに対するN2ガス及びO2ガスの混合比(N2+O2)/
Arを10%とし、O2ガスの占める割合O2/(N2+
O2)を20%とした雰囲気下で、成膜速度を0.42
nm/sとして、膜厚が25nmのGeSbTeからな
る記録膜4をスパッタリングにより成膜した。
【0088】このとき、この記録膜4を成膜する際に、
Ge2Sb2Te5からなるターゲットと、Geからなる
ターゲットと、Sbからなるターゲットと、Teからな
るターゲットとを用いてスパッタリングにより形成す
る。
【0089】ここで、先ず、(Ge,Sb,Te)の三
元状態図において、図16に示すように、点C(2,
2,5)を中心として、Ge50Te50とSb40Te60と
を結ぶ直線11上の組成からなる記録膜を有する相変化
光ディスクを検討した。具体的には、Geターゲットと
Teターゲットの成膜速度比を1に保ちながらGe2S
b2Te5ターゲットをコスパッタリングすることによっ
て、図16におけるGe50Te50とGe2Sb2Te5と
の間の組成からなる記録膜4を形成した。
【0090】そして、この記録膜4上に、膜厚15nm
のZnS−SiO2からなる第2の誘電体膜5、膜厚1
50nmのAl合金からなる光反射膜6を順次スパッタ
リングにより成膜し、その後、光反射膜6上に紫外線硬
化樹脂等を塗布して保護膜7を形成し、相変化光ディス
ク1を得た。
【0091】最終的に、この相変化光ディスクを2枚作
製し、それぞれの光反射膜が内側に向かい合うように、
これら相変化光ディスクを接着剤を介して互いに接着さ
せ、直径120mm且つ厚さ1.2mmの両面型の相変
化光ディスクを得た。
【0092】同様にして、記録膜4の組成のみを変えた
相変化光ディスクを作製した。具体的には、Sbターゲ
ットとTeターゲットの成膜速度比を0.67に保ちな
がらGe2Sb2Te5ターゲットをコスパッタリングす
ることによって、図16におけるSb40Te60とGe2
Sb2Te5との間の組成からなる記録膜4を形成した。
【0093】このようにして作製した直線11上の点で
表される組成の記録膜4を有する相変化光ディスクに関
して、図3に示す発光パターンを用いて、上述の図4と
同様な条件で1回記録を行い、再生信号のジッター値を
測定した。
【0094】その結果を図17に示す。図17では、横
軸にGe50Te50とSb40Te60を結ぶ直線11上の組
成におけるGeの割合をとり、縦軸に1回記録後の再生
信号のジッター値をとった。なお、図17中の点J,点
L,点Cは、図15中の点J(26.0,19.2,5
4.8),点L(14.3,28.6,57.1),点
C(2,2,5)にそれぞれ対応するものである。
【0095】図17の結果から、(Ge,Sb,Te)
の三元状態図における点J(26.0,19.2,5
4.8)よりもGeの含有量が多い組成では、ジッター
値が10%以上となり、点L(14.3,28.6,5
7.1)よりもGeの含有量が少ない組成においても、
ジッター値が10%以上となることがわかった。したが
って、Ge50Te50とSb40Te60とを結ぶ直線11上
の組成では、図15に示すように、点Jと点Lとを結ぶ
範囲の組成が好ましいことが判明した。
【0096】3−2 (Ge,Sb,Te)の三元状態
図において点C(2,2,5)よりもTeをより多く含
有する組成の検討 つぎに、点C(2,2,5)よりもTeをより多く含有
する組成とした記録膜を有する相変化光ディスクを検討
した。具体的には、Ge2Sb2Te5ターゲットとTe
ターゲットとをコスパッタンリングすることにより、点
Cから直線12上の組成の記録膜4を有する相変化光デ
ィスクを作製した。
【0097】このようにして作製した直線12上の点で
表される組成の記録膜4を有する相変化光ディスクに関
して、上記の図17と同様にして、1回記録後の再生信
号のジッター値を測定した。
【0098】その結果を図18に示す。図18では、横
軸にGe2Sb2Te5とTeを結ぶ直線12上の組成に
おけるTeの割合をとり、縦軸に1回記録後の再生信号
のジッター値をとった。なお、図18中の点C,点K
は、図15中の点C(2,2,5),点K(21.0,
21.0,58.0)にそれぞれ対応するものである。
【0099】図18の結果から、図15に示すように、
ジッター値が10%以下となるには、点C(2,2,
5)と点K(21.0,21.0,58.0)とを結ぶ
範囲の組成が好ましいことが判明した。
【0100】3−3 (Ge,Sb,Te)の三元状態
図において点C(2,2,5)よりもSbをより多く含
有する組成の検討 つぎに、点C(2,2,5)よりもSbをより多く含有
する組成とした記録膜を有する相変化光ディスクを検討
した。具体的には、Ge2Sb2Te5ターゲットとSb
ターゲットとをコスパッタリングすることにより、点C
から直線13上の組成の記録膜4を有する相変化光ディ
スクを作製した。
【0101】このようにして作製した直線13上の点で
表される組成の記録膜4を有する相変化光ディスクに関
して、上記の図17と同様に、1回記録後の再生信号の
ジッター値を測定した。
【0102】その結果を図19に示す。図19では、横
軸にGe2Sb2Te5とSbを結ぶ直線13上の組成に
おけるSbの割合をとり、縦軸に1回記録後の再生信号
のジッター値をとった。なお、図19中の点M,点C
は、図15中の点M(21.6,24.4,54.
0),点C(2,2,5)にそれぞれ対応するものであ
る。
【0103】図19の結果から、図15に示すように、
ジッター値が10%以下となるには、点M(21.6,
24.4,54.0)と点Cとを結ぶ範囲の組成が好ま
しいことが判明した。
【0104】3−4 本発明における記録膜の好適な組
成の検討結果 以上の結果から、本発明を適用した相変化光ディスク1
においては、図15に示すように、GeSbTeからな
る記録膜のGeSbTe組成率が、点J(26.0,1
9.2,54.8)、点K(21.0,24.4,5
8.0)、点L(14.3,28.6,57.1)、点
M(21.6,21.6,54.0)で囲まれる領域内
の組成であることが好ましいと判明した。
【0105】このように、本発明を適用した相変化光デ
ィスク1は、記録膜4を構成する相変化材料の組成が規
定されることによって、記録膜4の繰り返し記録耐久性
及び記録再生特性がより最適化されて、繰り返し記録後
もより安定且つ良好な再生信号が効果的に得られる。
【0106】4.記録膜の好適な膜厚検討 ところで、本発明における記録膜4の膜厚は、18nm
〜30nmであることが好ましい。これは、以下に示す
実験結果に基づくものである。
【0107】4−1 本発明における記録膜の好適な膜
厚検討結果 先ず、基板2上に膜厚120nmのZnS−SiO2か
らなる第1の誘電体膜3をスパッタリングにより形成し
た。
【0108】そして、この第1の誘電体膜3上に、Ge
2Sb2Te5からなる記録膜4を、Arガスに対するN2
ガス及びO2ガスの混合比(N2+O2)/Arを10%
とし、N2ガス及びO2ガスに占めるO2ガスの割合O2/
(N2+O2)を20%とした雰囲気下で、成膜速度を
0.42nm/sとして、スパッタリングにより形成し
た。このとき、記録膜4の膜厚を15nm〜40nmに
変化させて形成し、記録膜4の膜厚が異なる複数の基板
2を得た。
【0109】次に、膜厚の異なる記録膜4上に、それぞ
れ膜厚が15nmのZnS−SiO2からなる第2の誘
電体膜5、膜厚が150nmのAl合金からなる光反射
膜6を順次スパッタリングにより形成し、その後、この
光反射膜上に紫外線硬化樹脂を塗布形成して保護膜7を
形成し、相変化光ディスク1を得た。
【0110】このようにして得られた記録膜4の膜厚が
異なる複数の相変化光ディスクをそれぞれ初期化した後
に、図3に示すような発光パターンを用いて、ランダム
EFM信号を繰り返し記録し、再生信号のジッター値を
測定した。このとき、線速度を4.8m/sとし、記録
パワーPh、消去パワーPl及び冷却パワーPcを、1
回記録したときの再生信号のジッターが最小となるよう
なパワーに設定した。
【0111】このような実験を行ったところ、記録膜4
の膜厚が18nmより小さい相変化光ディスクでは、記
録膜4の膜質が弱くなってしまうため、記録パワーPh
が15mWといった高パワーのレーザ光を用いた場合繰
り返し記録することができないといった欠点があった。
また、記録膜4の膜厚が30nmより大きい相変化光デ
ィスク1では、10000回記録後の再生信号のジッタ
ー値が12.5%以上となり、繰り返し記録耐久性が不
十分であった。したがって、記録膜4の膜厚は、18n
m〜30nmであることが好ましいといえる。
【0112】本発明における第1の誘電体膜3は、基板
2上に形成される。この第1の誘電体膜3は、記録膜4
の酸化防止効果及びレーザ光の多重干渉による増幅効果
を発揮させるために形成されるものである。
【0113】この第1の誘電体膜3の材料としては、例
えば、ZnS,SiOX,Al2O3,ZrO3,Ta
2O5,Si3N4,SiNX,AlNX,MoO3,WO3,
ZrO2,BN,TiN,ZrN,PbF2,MgF2等
が挙げられ、これらの材料を単独で用いても、或いは混
合物として用いても良い。中でも、好ましい材料は、少
なくともZnSを含む材料であり、より好ましくは、Z
nS−SiO2である。
【0114】また、第1の誘電体膜3の膜厚は、80n
m〜140nmであることが好ましい。これは、以下に
示す実験結果による。
【0115】先ず、基板2上にZnS−SiO2からな
る第1の誘電体膜3をスパッタリングにより形成した。
このとき、第1の誘電体膜3の膜厚を70nm〜150
nmに変化させて、膜厚の異なる第1の誘電体膜3が形
成された複数の基板2を得た。
【0116】次に、膜厚が異なって形成される各第1の
誘電体膜3上に、Arガスに対するN2ガス及びO2ガス
の混合比(N2+O2)/Arを10%とし、N2ガス及
びO2ガスに占めるO2ガスの割合O2/(N2+O2)を
20%とした雰囲気下で、成膜速度を0.42nm/s
として、Ge2Sb2Te5からなる記録膜4を膜厚25
nmとなるようにスパッタリングにより形成した。
【0117】そして、これら各記録膜上に膜厚15nm
のZnS−SiO2からなる第2の誘電体膜5、膜厚1
50nmのAl合金からなる光反射膜6を順次スパッタ
リングにより形成し、その後、この光反射膜6上に紫外
線硬化樹脂を塗布形成して保護膜7を形成し、相変化光
ディスク1を得た。
【0118】このようにして得られた相変化光ディスク
に対して初期化を行った後に、グルーブ反射率を測定し
た。さらに、図3に示すような発光パターンを用いて、
ランダムEFM信号を繰り返し記録し、再生信号のジッ
ター値を測定した。このとき、線速度を4.8m/sと
し、記録パワーPh、消去パワーPl及び冷却パワーP
cを、1回記録したときの再生信号のジッターが最小と
なるようなパワーに設定した。
【0119】このような実験を行ったところ、第1の誘
電体膜3の膜厚が80nmよりも小さい相変化光ディス
ク1では、グルーブ反射率が低くなり、十分な再生信号
が得られなかった。また、第1の誘電体膜3の膜厚が1
40nmよりも大きい相変化光ディスク1では、100
00回繰り返し記録後の再生信号のジッター値が12.
5%以上となり、繰り返し記録耐久性が不十分であっ
た。したがって、本発明を適用した相変化光ディスク1
では、第1の誘電体膜3の膜厚が80nm〜140nm
であることが好ましいと判明した。
【0120】なお、この第1の誘電体膜3は、例えば、
蒸着法や、イオンビームスパッタ、DCスパッタ、RF
スパッタ等のスパッタリング法といった従来公知の手法
を用いて形成することが可能である。
【0121】第2の誘電体膜5は、第1の誘電体膜3と
同様な材料を用いて、第1の誘電体膜3と同様な方法で
記録膜4上に形成される。第2の誘電体膜5は、第1の
誘電体膜3と同様に、記録膜4の酸化防止効果及びレー
ザ光の多重干渉による増幅効果のために形成されるもの
である。
【0122】この第2の誘電体膜5の膜厚としては、1
0nm〜30nmが好ましい。これは、第2の誘電体膜
の膜厚が10nmより小さいと、レーザ光による熱が光
反射膜6に伝導しやすくなるとともに、外部からの水の
侵入を防止するといった機能が低下することになるから
である。また、第2の誘電体膜5の膜厚が30nmより
大きいと、レーザ光により昇温された記録膜4の熱が光
反射膜6に伝導しにくくなってしまい、繰り返し記録再
生を行った際に記録膜4の劣化が著しく大きくなるから
である。
【0123】そして、この第2の誘電体膜5上に光反射
膜6が形成される。この光反射膜6は、基板2から入射
された光を反射する反射層として機能するとともに、記
録膜4に過度に熱が籠もるのを防止するヒートシンク層
としても作用する。
【0124】この光反射膜6の材料としては、金属元
素、半金属元素、半導体元素及びそれらの化合物を単独
あるいは複合させて用いるのが望ましく、例えば、A
l,Au,Ni,Fe,Cr等の金属元素、或いはこれ
らの合金が挙げられる。
【0125】光反射膜6の膜厚としては、50nm〜3
00nmであることが好ましい。光反射膜6の膜厚が5
0nmより小さいと、光反射膜6が熱を逃しにくい構造
となり繰り返し記録再生を行った際に記録膜4の劣化が
早く進行してしまう。また、光反射膜6の膜厚が300
nmより大きいと、製造時間が長くなるため生産性が好
ましくないといった欠点がある。また、この光反射膜6
の形成方法としては、例えば、蒸着法や、イオンビーム
スパッタ、DCスパッタ、RFスパッタ等のスパッタリ
ング法といった従来公知の手法を用いることができる。
【0126】保護膜7は、この光反射膜6上に形成され
る。この保護膜7は、例えば、紫外線硬化樹脂等の樹脂
をスピンコート法により塗布形成したり、樹脂板やガラ
ス板や金属板等を接着剤を介して光反射膜6上に接着し
てなる。
【0127】なお、相変化光ディスクとしては、直径1
20±0.3mm、厚さ0.6±0.03mmの基板を
2枚貼り合わせて、両面に記録膜等の機能膜が成膜さ
れ、トラックピッチが0.8±0.01μmとされた構
成であり、しかも開口数NAと光源の波長λとの比λ/
NAが(1.083−0.086)μm〜(1.083
+0.167)μmである光学系によりグルーブ記録さ
れて記録容量が3.0GB/sideとなされた両面型
相変化光ディスクが提案されている。本発明は、このよ
うな相変化光ディスクに好適に適用することができる。
【0128】以上のように構成された相変化光ディスク
1は、例えば、次のようにして作製される。
【0129】先ず、射出成形により所定のグルーブが形
成されたポリカーボネートからなる基板2を作製する。
そして、この基板2上にZnS−SiO2からなる第1
の誘電体膜3をRFスパッタ法にて形成する。
【0130】次に、第1の誘電体膜3上にGeSbTe
合金からなる記録膜4をDCスパッタ法にて形成する。
このとき、特に、本発明を適用した光記録媒体の製造方
法においては、記録膜4を成膜する際に、相変化材料と
してGeSbTe合金を用いて、N2ガス及びO2ガスを
含有するArガス雰囲気下にて、スパッタリングによっ
て成膜する。
【0131】ここで、記録膜4を成膜する際に、N2ガ
ス及びO2ガスを含有するArガス雰囲気下にて、Ar
ガスに対するN2ガス及びO2ガスの混合比(N2+O2)
/ArをY[%]とし、N2ガス及びO2ガスに占めるO
2ガスの割合O2/(N2+O2)をZ[%]とし、成膜速
度をX[nm/s]としたとき、下記式(39)、式
(40)及び式(41)を満たす条件にて、スパッタリ
ングにより成膜することが好ましい。
【0132】 Y≧2.3X+1.0 ・・・(39) Y≦12.8X+16.7 ・・・(40) 10≦Z≦60 ・・・(41) このように、本発明を適用した光記録媒体の製造方法に
よれば、記録膜4の成膜条件が規定されるので、記録膜
4を構成するGeSbTe合金が好適に窒化及び酸化さ
れる。これにより、記録膜4の物性が、記録再生特性に
関して最適化されるとともに更なる繰り返し記録耐久性
の向上が図られる。そのため、本発明を適用した光記録
媒体の製造方法によれば、繰り返し記録を数回から数十
回行った後にみられる局所的な再生信号の劣化現象が極
力抑えられるとともに、数万回以上繰り返し記録を行っ
ても良好な再生信号が得られて、結果的に、繰り返し記
録後も常に安定且つ良好な記録再生特性が得られた光記
録媒体を提供することができる。
【0133】なお、ここで、成膜速度Xは、0.1nm
/s以上、5.0nm/s以下であることが好ましい。
このように、本発明に係る光記録媒体の製造方法によれ
ば、成膜速度が上記の範囲となされることにより、記録
膜4の記録再生特性がより最適化されて、繰り返し記録
後も良質な記録再生特性が得られる光記録媒体をより効
果的に提供することができる。
【0134】また、このように成膜される記録膜4の組
成は、(Ge,Sb,Te)の三元状態図において、点
J(26.0,19.2,54.8)と、点K(21.
0,21.0,58.0)と、点L(14.3,28.
6,57.1)と、点M(21.6,24.4,54.
0)とにより囲まれる領域内の組成からなるGeSbT
e合金である。
【0135】このような組成からなる記録膜4が形成さ
れることによって、記録膜4の記録再生特性が最適化さ
れて繰り返し記録後も再生信号の劣化が極力抑えられた
光記録媒体となる。
【0136】次に、この記録膜4上に、ZnS−SiO
2からなる第2の誘電体膜5をRFスパッタ法にて形成
する。そして、この第2の誘電体膜5上に、Alターゲ
ットを用いて光反射膜6を形成する。
【0137】次に、この光反射膜6上にスピンコート法
により紫外線硬化樹脂を塗布形成して、最終的に、本発
明を適用した相変化光ディスク1を作製する。なお、図
2に示すような両面型の相変化光ディスク10を作製す
るには、例えば、上記の相変化光ディスク1を2枚作製
し、これら2枚の相変化光ディスクをそれぞれの光反射
膜6が互いに内側に向かい合うように接着剤を介して貼
り合わせることにより作製することができる。
【0138】また、以上のように構成された相変化光デ
ィスク1は、以下に示すような初期化工程を経て、次に
示すように、情報信号の記録、消去及び再生が行われ
る。
【0139】先ず、相変化光ディスク1は、上述したよ
うに、基板2上に第1の誘電体膜3、記録膜4、第2の
誘電体膜5、光反射膜6、保護膜7が順次形成された後
に、この記録膜4を初期化するための初期化処理が施さ
れる。
【0140】この初期化処理は、記録膜4に情報信号が
記録される前の状態において、記録膜4を均一な結晶状
態とするものである。具体的には、相変化光ディスク1
の全体に対して、所定のレーザ光を均一に照射する。こ
のとき、記録膜4は、構成する相変化材料の融点以下且
つ結晶化温度以上に昇温される。そして、その後、この
相変化光ディスク1の記録膜4は、冷却されることによ
って、均一な結晶状態となされて、初期化される。
【0141】次に、このように初期化された相変化光デ
ィスク1は、記録再生装置に装着されて所定の線速度で
回転された状態で、記録、消去及び再生が行われる。
【0142】先ず、相変化光ディスク1に対して情報信
号を記録する際には、基板2側から記録膜4に対して強
いパワーを有するレーザ光が入射される。これによっ
て、このレーザ光が照射された記録膜4の部分は、融点
以上に急速に昇温され、その後、急冷されることによっ
て非結晶状態であるアモルファス状態となる。このよう
に、相変化光ディスク1では、結晶状態とされる記録膜
4上に、情報信号がアモルファス状態の相変化材料から
なる記録マークとして記録される。
【0143】また、相変化光ディスク1に記録された情
報信号を消去する際には、記録時に照射したレーザ光よ
りも弱いレーザ光が基板2側から少なくとも記録マーク
上に照射される。これによって、このレーザ光が照射さ
れた記録膜4の部分は、結晶化温度以上、融点以下に昇
温され、その後、徐冷されることによって前の状態にか
かわらず結晶状態となる。このように、この記録膜4で
は、情報信号としてのアモルファス状態の記録マークを
結晶状態に変換することによって、情報信号が消去され
る。
【0144】また、このように情報信号が記録及び/又
は消去された相変化光ディスク1から書き込まれた情報
信号を再生する際には、記録膜4に対して、この記録膜
4の相変化が起きない程度の小さいパワーの光ビームを
基板2側から入射させ、この光ビームの戻り光を受光す
る。
【0145】相変化光ディスク1では、記録膜4が結晶
状態のときの反射率の方が、相変化記録膜4がアモルフ
ァス状態のときの反射率よりも大きくなる。よって、記
録再生装置は、記録膜4からの戻り光を受光して、記録
膜4の結晶状態及びアモルファス状態の反射率の違いを
検出することにより、情報信号を再生する。
【0146】〈第2の実施の形態〉本実施の形態に係る
相変化光ディスクは、図1に示した相変化光ディスク1
と同様に、基板2上に、第1の誘電体膜3、記録膜4、
第2の誘電体膜5、光反射膜6、保護膜7がこの順で積
層形成されてなる。
【0147】ここで、本実施の形態に係る相変化光ディ
スクは、記録膜4の構成が異なるのみで、記録膜4以外
の各構成膜は、それぞれ上述した相変化光ディスク1の
基板2、第1の誘電体膜3、第2の誘電体膜5、光反射
膜6、保護膜7とほぼ同様の構成とされている。そのた
め、以下の説明では、上記の各構成膜についての説明は
省略し、記録膜4についてのみ説明する。
【0148】記録膜4は、レーザ光等の光線の照射によ
って結晶状態と非結晶状態との間で可逆的に相変化する
相変化材料からなり、この相変化材料を光線照射によっ
て相変化させることにより情報信号の書き込みや消去や
再生が可能となる光記録層である。
【0149】特に、本発明における記録膜4の相変化材
料は、Ge−Sb−Te合金からなるカルコゲン化合物
である。そして、この記録膜4は、膜厚が18nm〜3
0nmとされていることが好ましい。
【0150】また、本発明における記録膜4は、O2ガ
スを含有するArガス雰囲気下にて、O2ガスとArガ
スとの混合比O2/ArをY[%]とし、成膜速度をX
[nm/s]とするとき、以下に示す式(42)及び式
(43)を満足する条件にて、スパッタリングにより成
膜されるものである。
【0151】 Y≧2.3X+1.0 ・・・(42) Y≦5.5X+2.7 ・・・(43) さらに、この成膜速度Xが0.1nm/s以上、5.0
nm/s以下であることが好ましい。つまり、Xが下記
式(44)を満足することが好ましい。
【0152】 0.1≦X≦5 ・・・(44) なお、上記混合比O2/Arは、O2とArの流量比、言
い換えれば、雰囲気中におけるO2とArとの体積比を
示している。
【0153】1.記録膜成膜時における成膜速度Xと雰
囲気条件の検討 以上述べたように、本発明を適用した光記録媒体及びそ
の製造方法において、記録膜4を成膜する際に、O2ガ
スとArガスとの混合比Y[%]及び成膜速度X[nm
/s]を上記の式(42)、(43)及び(44)のよ
うに規定した理由は、次に示すような実験結果に基づく
ものである。以下、この実験について詳細を説明する。
【0154】1−1 記録膜成膜時における雰囲気条件
と再生信号の信号特性との関係 先ず、次のように相変化光ディスクを作製した。
【0155】始めに、直径が120mm、厚さ0.6m
mの基板2を用意した。そして、この基板2上に膜厚9
0nmのZnS−SiO2からなる第1の誘電体膜3を
スパッタリングにより形成した。
【0156】次に、この第1の誘電体膜3上に、Ge2
Sb2Te5からなるターゲットを用いて、成膜速度を
0.42nm/sとし、O2ガスを混合したArガス雰
囲気下でスパッタリングによって、膜厚25nmのGe
−Sb−Teからなる記録膜4をスパッタリングにより
形成した。
【0157】このとき、O2ガスを混合したArガス雰
囲気として、O2ガスとArガスの混合比O2/Arを0
%〜10%の範囲で変化させ、各条件下で記録膜を成膜
したものを複数作製した。但し、上記混合比O2/Ar
を0%とする条件は、O2ガスを含有しないArガス雰
囲気を示すものであり、本発明を適用した製造方法にお
ける記録膜成膜条件ではない。
【0158】次に、各条件下で成膜された記録膜4上
に、膜厚15nmのZnS−SiO2からなる第2の誘
電体膜5、膜厚150nmのAl合金からなる光反射膜
6を順次スパッタリングにより形成し、更に、この光反
射膜6上に紫外線硬化樹脂を塗布して保護膜7を形成す
ることによって、相変化光ディスク1を作製した。
【0159】そして、このようにして作製した相変化光
ディスク1をそれぞれ2枚づつ作製し、光反射膜6が互
いに内側に向かい合うように、2枚の相変化光ディスク
を接着剤9によって接着し、最終的に、図2に示したよ
うな両面から記録再生可能な直径1.2mm、厚さ1.
2mmの両面型相変化光ディスク10を作製した。な
お、この相変化光ディスク1,10は、トラックピッチ
が約0.8μmである。
【0160】以上のように成膜条件を変化させて作製さ
れた複数の相変化光ディスクについて、それぞれ強力な
レーザ光を照射させて記録膜4を結晶化させる初期化処
理を施した。
【0161】そして、初期化後のこれら相変化光ディス
クに対して、図3に示したような発光パターンを用いて
ランダムEFM信号をChannel Clockを27.7Mhz
として記録した。ここで、図3では、記録パワーをPh
と示し、消去パワーをPlと示し、冷却パワーをPcと
示した。また、図3中の発光パターンは、1クロックを
1Tと示し、1発光パルスのパルス長を13nsとし
た。
【0162】また、このとき、線速度は4.8m/sで
あり、記録パワーPhは140mWであり、消去パワー
Plは5.6mWであり、冷却パワーPcは1.5mW
であるような記録再生装置を用いた。なお、この記録再
生装置には、波長が650nmのレーザ光を発生する光
源が搭載されている。
【0163】このような条件で、各相変化光ディスクに
対して、記録を20000回繰り返し行った。
【0164】そこで、記録膜成膜時におけるO2ガス及
びArガスの混合ガスの条件と、再生信号の信号特性と
の関係を評価すべく、これら20000回繰り返し記録
後の各相変化光ディスクについて、繰り返し記録後の再
生信号のジッター値を測定した。
【0165】その結果を図20に示す。図20は、横軸
にO2ガスとArガスの混合比O2/Arをとり、縦軸に
同じトラックに20000回繰り返して記録したときの
再生信号のジッター値をとった。ここで、エラー訂正が
可能なジッター値として12.5%をメディア評価基準
値とする。
【0166】図20の結果から明らかなように、ジッタ
ー値は、混合比O2/Arが0%である場合、つまりO2
ガスがArガス中に混入されていない場合に15.8%
と最も高く、O2ガスの割合が増えるにつれて減少して
おり、混合比O2/Arが1.5%〜4%のときに最小
となる。そして、更に混合比O2/Arが増えると、ジ
ッター値も徐々に増加する。
【0167】したがって、図20に示すように、繰り返
し記録後の再生信号のジッター値を、エラー訂正可能な
12.5%以下とするには、混合比O2/Arが1.5
%以上とされたArガス雰囲気下で記録膜を成膜するこ
とが望ましいと判明した。
【0168】1−2 記録膜成膜時の雰囲気条件と各デ
ィスクのグルーブ反射率との関係 つぎに、記録膜成膜時におけるO2ガス及びArガスの
混合ガスの雰囲気条件と、各ディスクのグルーブにおけ
る反射率との関係を評価すべく、上述したように記録膜
成膜時の雰囲気条件を変えて作製し初期化を施した後の
各相変化光ディスクについて、グルーブでの反射率を測
定した。
【0169】その結果を図21に示す。図21では、横
軸にO2ガス及びArガスの混合比O2/Arをとり、縦
軸にグルーブにおける反射率をとった。
【0170】図21の結果から明らかなように、グルー
ブにおける反射率は、混合比O2/Arが増えるにつれ
て単調に減少する。そして、この混合比O2/Arが
5.0%以上になると、グルーブにおける反射率が11
%以下となってしまい、十分な再生出力、言い換えれば
十分な変調度が得られないという問題が生じる。
【0171】したがって、図21に示すように、十分な
再生出力を確保するためには、記録膜成膜時の雰囲気に
おける混合比O2/Arが5.0%以下であることが必
要と判明した。
【0172】1−3 信号特性及びグルーブ反射率の両
方の条件を満足する雰囲気条件 以上述べたように、図20及び図21の結果から、本発
明を適用した光記録媒体及びその製造方法において、記
録膜の成膜速度が0.42nm/sの際に再生信号のジ
ッター値とグルーブでの反射率の両条件を満足するに
は、混合比O2/Arが1.5%〜5.0%とされたA
rガス雰囲気下で記録膜を成膜することが必要であると
判明した。
【0173】なお、以上の図20及び図21の結果は、
成膜速度を0.42nm/sとして記録膜を成膜した光
ディスクを対象としている。そのため、成膜速度を変化
させた際に図20及び図21の光ディスクと同様な特性
を得るには、O2ガスとArガスとの混合比O2/Arを
も変化させる必要がある。
【0174】1−4 成膜速度を変えた場合における雰
囲気条件と信号特性及びグルーブ反射率との関係 そこで、つぎに、記録膜の成膜速度を変化させた際にお
いて、再生信号のジッター値とグルーブでの反射率の両
条件を満足させる混合比O2/Arを検討した。
【0175】ここで、Ge2Sb2Te5からなるターゲ
ットの印加電圧を変化させ、記録膜の成膜速度を0.1
nm/sとし、O2ガスとArガスの混合比O2/Arを
0%〜5%まで変化させた条件下で記録膜を成膜したこ
と以外は、上述したように、両面型の光ディスクを作製
して、図20の実験と同様に、20000回繰り返し記
録後のジッター値を測定した。その結果を図22に示
す。また、記録膜の成膜速度を0.1nm/sとして、
記録膜成膜時の雰囲気条件を上述のように変えて作製し
た光ディスクの初期化後におけるグルーブの反射率を図
21の実験と同様に測定した。その結果を図23に示
す。
【0176】同様にして、記録膜の成膜速度を1.6n
m/sとし、記録膜成膜時の雰囲気としてO2ガスとA
rガスの混合比O2/Arを0%〜20%まで変化させ
た条件下で相変化光ディスクを作製し、20000回繰
り返し記録後の再生信号のジッター値及び初期化後のグ
ルーブの反射率を測定した。それらの結果をそれぞれ図
24及び図25に示す。
【0177】また、同様にして、記録膜の成膜速度を
5.0nm/sとし、記録膜成膜時の雰囲気としてO2
ガスとArガスの混合比O2/Arを0%〜40%まで
変化させた条件下で相変化光ディスクを作製し、200
00回繰り返し記録後の再生信号のジッター値及び初期
化後のグルーブの反射率を測定した。それらの結果をそ
れぞれ図26及び図27に示す。
【0178】図22,図24及び図26の結果から、成
膜速度をそれぞれ0.1nm/s,1.6nm/s,
5.0nm/sとして記録膜を成膜した光ディスクで
は、再生信号のジッター値が12.5%以下となる混合
比O2/Arが、それぞれ1%,4%,12%以上であ
ることがわかった。
【0179】図23,図25及び図27の結果から、成
膜速度をそれぞれ0.1nm/s,1.6nm/s,
5.0nm/sとして記録膜を成膜した光ディスクで
は、グルーブ反射率が11%以上となる混合比O2/A
rが、それぞれ3%,12%,30%以下であることが
わかった。
【0180】1−5 信号特性及びグルーブ反射率の両
方の条件を満足する記録膜成膜条件 上述したように、図20,図22,図24及び図26の
結果から、成膜速度を0.42nm/s,0.1nm/
s,1.6nm/s,5.0nm/sとして記録膜を成
膜した光ディスクにおいては、再生信号のジッター値が
10%以下となる混合比O2/Arがそれぞれ1.5
%,1%,4%,12%であった。そして、この結果
を、横軸に成膜速度をとり、縦軸に混合比O2/Arを
とって図28中に示した所、直線αとなった。
【0181】図28では、横軸の成膜速度をX[nm/
s]とし、縦軸の混合比O2/ArをY[%]とする。
すると、直線αは、Y=2.3X+1.0で表される。
ここで、この直線αよりも下側の領域は、再生信号のジ
ッター値が12.5%以上となり、良好な再生信号が得
られない領域である。
【0182】一方、上述したように、図21,図23,
図25及び図27の結果から、成膜速度を0.42nm
/s,0.1nm/s,1.6nm/s,5.0nm/
sとして記録膜を成膜した光ディスクにおいては、グル
ーブにおける反射率が11%以上となる混合比N2/A
rがそれぞれ5%,3%,12%,30%であった。こ
の結果を、横軸に成膜速度をとり、縦軸に混合比O2/
Arをとって図28中に示した所、直線βとなった。
【0183】すると、直線βは、Y=5.5X+2.7
で表される。ここで、この直線βよりも上側の領域は、
グルーブ反射率が11%以下となり、十分な信号変調度
が得られない領域である。
【0184】また、成膜速度Xは、5.0nm/sより
大きいと、成膜時間が時間が速すぎるため膜厚調整が困
難であり、0.1nm/sより小さいと、成膜時間がか
かり過ぎるため製造上不適当である。よって、成膜速度
Xは、0.1≦X≦5.0であることが好ましい。
【0185】以上の結果からわかるように、本発明を適
用した相変化光ディスク1は、GeSbTe合金からな
る記録膜を成膜する際に、O2ガスを含有するArガス
雰囲気下にて、O2ガスとArガスの混合比をY[%]
とし、記録膜の成膜速度をX[nm/s]としたとき、
以下に示す式(45)、(46)を満足する条件にてス
パッタリングにより成膜することにより、記録膜4を構
成するGeSbTe合金が好適に酸化されることにな
り、記録膜4の記録再生特性が最適化される。その結
果、本発明を適用した相変化光ディスク1は、再生信号
のジッター値及びグルーブ反射率の条件を満足すること
ができて、繰り返し記録後も再生信号の劣化が極力抑え
られて、繰り返し記録耐久性が向上されるとともに、繰
り返し記録後も良好な記録再生特性が得られることが判
明した。
【0186】 Y≧2.3X+1.0 ・・・(45) Y≦5.5X+2.7 ・・・(46) このとき、本発明を適用した相変化光ディスク1におい
ては、上述したように、記録膜4の成膜速度Xが0.1
≦X≦5.0であることが好ましい。
【0187】ところで、また、本発明に用いられる記録
膜4は、この記録膜4を構成するGe−Sb−Teの組
成率が、図15に示した(Ge,Sb,Te)の三元状
態図において、点J(26.0,19.2,54.
8)、点K(21.0,21.0,58.0)、点L
(14.3,28.6,57.1)、点M(21.6,
24.4,54.0)で囲まれる領域内の値となされて
いる。
【0188】2.記録膜を構成する相変化材料の組成 以上述べたように、記録膜4を構成するGe−Sb−T
eの組成率を規定した理由は、次に示すような実験結果
に基づくものである。以下、この実験について詳細を説
明する。
【0189】2−1 (Ge,Sb,Te)の三元状態
図においてGe50Te50とSb40Te60とを結ぶ直線上
の組成の検討 先ず、基板2上に膜厚90nmのZnS−SiO2から
なる第1の誘電体膜3をスパッタリングにより成膜し
た。
【0190】次に、この第1の誘電体膜3上に、O2ガ
スとArガスとの混合比O2/Arを2.5%とした雰
囲気下で、成膜速度を0.42nm/sとして、膜厚が
25nmのGeSbTeからなる記録膜4をスパッタリ
ングにより成膜した。
【0191】このとき、この記録膜4を成膜する際に、
Ge2Sb2Te5からなるターゲットと、Geからなる
ターゲットと、Sbからなるターゲットと、Teからな
るターゲットとを用いてスパッタリングにより形成す
る。
【0192】ここで、先ず、(Ge,Sb,Te)の三
元状態図において、図16に示したように、点C(2,
2,5)を中心として、Ge50Te50とSb40Te60と
を結ぶ直線11上の組成からなる記録膜を有する相変化
光ディスクを検討した。具体的には、Geターゲットと
Teターゲットの成膜速度比を1に保ちながらGe2S
b2Te5ターゲットをコスパッタリングすることによっ
て、図16におけるGe50Te50とGe2Sb2Te5と
の間の組成からなる記録膜4を形成した。
【0193】そして、この記録膜4上に、膜厚15nm
のZnS−SiO2からなる第2の誘電体膜5、膜厚1
50nmのAl合金からなる光反射膜6を順次スパッタ
リングにより成膜し、その後、光反射膜6上に紫外線硬
化樹脂等を塗布して保護膜7を形成し、相変化光ディス
ク1を得た。
【0194】最終的に、この相変化光ディスクを2枚作
製し、それぞれの光反射膜が内側に向かい合うように、
これら相変化光ディスクを接着剤を介して互いに接着さ
せ、直径120mm且つ厚さ1.2mmの両面型の相変
化光ディスクを得た。
【0195】同様にして、記録膜4の組成のみを変えた
相変化光ディスクを作製した。具体的には、Geターゲ
ットとTeターゲットの成膜速度比を0.67に保ちな
がらGe2Sb2Te5ターゲットをコスパッタリングす
ることによって、図16におけるSb40Te60とGe2
Sb2Te5との間の組成からなる記録膜4を形成した。
【0196】このようにして作製した直線11上の点で
表される組成の記録膜4を有する相変化光ディスクに関
して、20000回繰り返し記録後の再生信号のジッタ
ー値を測定した。このときの記録条件は、上述の図20
と同様な条件として、図3に示した発光パターンを用い
て、ランダムEFM信号をChannel Clockを27.7M
hzとして記録した。
【0197】その結果を図29に示す。図29では、横
軸にGe50Te50とSb40Te60を結ぶ直線11上の組
成におけるGeの割合をとり、縦軸に再生信号のジッタ
ー値をとった。なお、図29中の点J,点L,点Cは、
図15中の点J(26.0,19.2,54.8),点
L(14.3,28.6,57.1),点C(2,2,
5)にそれぞれ対応するものである。
【0198】図29の結果から、(Ge,Sb,Te)
の三元状態図における点J(26.0,19.2,5
4.8)よりもGeの含有量が多い組成では、ジッター
値が12.5%以上となり、点L(14.3,28.
6,57.1)よりもGeの含有量が少ない組成におい
ても、ジッター値が12.5%以上となることがわかっ
た。したがって、Ge50Te50とSb40Te60とを結ぶ
直線11上の組成では、図15に示したように、点Jと
点Lとを結ぶ範囲の組成が好ましいことが判明した。
【0199】2−2 (Ge,Sb,Te)の三元状態
図において点C(2,2,5)よりもTeをより多く含
有する組成の検討 つぎに、点C(2,2,5)よりもTeをより多く含有
する組成とした記録膜を有する相変化光ディスクを検討
した。具体的には、Ge2Sb2Te5ターゲットとTe
ターゲットとをコスパッタンリングすることにより、点
Cから直線12上の組成の記録膜4を有する相変化光デ
ィスクを作製した。
【0200】このようにして作製した直線12上の点で
表される組成の記録膜4を有する相変化光ディスクに関
して、上記の図29と同様にして、20000回記録後
の再生信号のジッター値を測定した。
【0201】その結果を図30に示す。図30では、横
軸にGe2Sb2Te5とTeを結ぶ直線12上の組成に
おけるTeの割合をとり、縦軸に20000回記録後の
再生信号のジッター値をとった。なお、図30中の点
C,点Kは、図15中の点C(2,2,5),点K(2
1.0,21.0,58.0)にそれぞれ対応するもの
である。
【0202】図30の結果から、図15に示したよう
に、ジッター値が12.5%以下となるには、点C
(2,2,5)と点K(21.0,21.0,58.
0)とを結ぶ範囲の組成が好ましいことが判明した。
【0203】2−3 (Ge,Sb,Te)の三元状態
図において点C(2,2,5)よりもSbをより多く含
有する組成の検討 つぎに、点C(2,2,5)よりもSbをより多く含有
する組成とした記録膜を有する相変化光ディスクを検討
した。具体的には、Ge2Sb2Te5ターゲットとSb
ターゲットとをコスパッタリングすることにより、点C
から直線13上の組成の記録膜4を有する相変化光ディ
スクを作製した。
【0204】このようにして作製した直線13上の点で
表される組成の記録膜4を有する相変化光ディスクに関
して、上記の図29と同様に、20000回記録後の再
生信号のジッター値を測定した。
【0205】その結果を図31に示す。図31では、横
軸にGe2Sb2Te5とSbを結ぶ直線13上の組成に
おけるSbの割合をとり、縦軸に20000回記録後の
再生信号のジッター値をとった。なお、図31中の点
M,点Cは、図15中の点M(21.6,24.4,5
4.0),点C(2,2,5)にそれぞれ対応するもの
である。
【0206】図31の結果から、図15に示したよう
に、ジッター値が12.5%以下となるには、点M(2
1.6,24.4,54.0)と点Cとを結ぶ範囲の組
成が好ましいことが判明した。
【0207】2−4 本発明における記録膜の好適な組
成の検討結果 以上の結果から、本発明を適用した相変化光ディスク1
においては、GeSbTeからなる記録膜のGeSbT
e組成率が、点J(26.0,19.2,54.8)、
点K(21.0,24.4,58.0)、点L(14.
3,28.6,57.1)、点M(21.6,21.
6,54.0)で囲まれる領域内の組成であることが好
ましいと判明した。
【0208】このように、本発明を適用した相変化光デ
ィスク1は、記録膜4を構成する相変化材料の組成が規
定されることによって、記録膜4の記録再生特性がより
最適化されて、繰り返し耐久性が向上するとともに、多
数回の繰り返し記録後も再生信号の劣化が極力抑えられ
て良好な記録再生特性が得られる。
【0209】ところで、本発明における記録膜4の膜厚
は、18nm〜30nmであることが好ましい。これ
は、以下に示す実験結果に基づくものである。
【0210】先ず、基板2上に膜厚90nmのZnS−
SiO2からなる第1の誘電体膜3を形成した。
【0211】そして、この第1の誘電体膜3上に、Ge
2Sb2Te5からなる記録膜を、O2ガスとArガスとの
混合比O2/Arを2.5%とした雰囲気下で成膜速度
を0.42nm/sとして、スパッタリングにより形成
した。このとき、記録膜の膜厚を15nm〜40nmに
変化させて形成し、記録膜の膜厚が異なる複数の基板2
を得た。
【0212】次に、膜厚の異なる記録膜4上に、それぞ
れ膜厚が15nmのZnS−SiO2からなる第2の誘
電体膜、膜厚が150nmのAl合金からなる光反射膜
を順次スパッタリングにより形成して、相変化光ディス
クを得た。
【0213】このようにして得られた記録膜の膜厚が異
なる複数の相変化光ディスクをそれぞれ初期化した後
に、図3に示したような発光パターンを用いて、ランダ
ムEFM信号を繰り返し記録し、再生信号のジッター値
を測定した。このとき、線速度を4.8m/sとし、記
録パワーPh、消去パワーPl及び冷却パワーPcを、
1回記録したときの再生信号のジッターが最小となるよ
うなパワーに設定した。
【0214】このような実験を行ったところ、記録膜の
膜厚が18nmより小さい相変化光ディスクでは、記録
膜の膜質が弱くなってしまうため、記録パワーPhが1
5mWといった高パワーのレーザ光を用いた場合繰り返
し記録することができないといった欠点があった。ま
た、記録膜の膜厚が30nmより大きい相変化光ディス
クでは、20000回記録後の再生信号のジッター値が
12.5%以上となり、繰り返し耐久性に問題が生じ
た。したがって、記録膜4の膜厚は、18nm〜30n
mであることが好ましいといえる。
【0215】以上のように構成された相変化光ディスク
1は、例えば、次のようにして作製される。
【0216】先ず、射出成形により所定のプリグルーブ
が形成された基板2を作製する。そして、この基板2上
に第1の誘電体膜3をRFスパッタ法にて形成する。
【0217】ここで、本実施の形態に係る相変化光ディ
スク1では、第1の誘電体膜3の膜厚が、70nm〜1
30nmであることが好ましい。第1の誘電体膜の膜厚
が70nmよりも小さいと、グルーブ反射率が低くな
り、十分な再生信号が得られない。また、第1の誘電体
膜の膜厚が130nmよりも大きい相変化光ディスクで
は、20000回繰り返し記録後の再生信号のジッター
値が12.5%以上となり、繰り返し耐久性が不十分で
ある。したがって、第1の誘電体膜3の膜厚を70nm
〜130nmとすることで、再生信号を十分に得ること
ができ、さらに、十分な繰り返し耐久性を付与すること
ができる。
【0218】次に、第1の誘電体膜3上に記録膜4をD
Cスパッタ法にて形成する。このとき、特に、本発明を
適用した光記録媒体の製造方法においては、相変化材料
としてGeSbTe合金を用いて、O2ガスを含有する
Arガス雰囲気下で行うものとし、このO2ガスとAr
ガスとの混合比O2/ArをY[%]とし、成膜速度を
X[nm/s]とすると、下記式(47)及び式(4
8)を満たすようにする。
【0219】 Y≧2.3X+1.0 ・・・(47) Y≦5.5X+2.7 ・・・(48) このように、本発明を適用した光記録媒体の製造方法に
よれば、記録膜4の成膜条件が規定されることによっ
て、記録膜4を構成するGeSbTe合金が好適に酸化
されて記録膜4の物性が繰り返し記録に対して最適化さ
れることになり、更なる繰り返し耐久性の向上が図られ
て、繰り返し記録を多数回行っても再生信号の劣化が極
力抑えられ良好な記録再生特性の得られる光記録媒体を
提供することができる。
【0220】なお、ここで、成膜速度Xは、0.1nm
/s以上、5.0nm/s以下であることが好ましい。
このように、本発明に係る光記録媒体の製造方法によれ
ば、成膜速度が上記の範囲となされることにより、記録
膜4の記録再生特性がより最適化されて、繰り返し記録
後も良質な記録再生特性が得られる光記録媒体をより効
果的に提供することができる。
【0221】また、このように成膜される記録膜4の組
成は、(Ge,Sb,Te)の三元状態図において、点
J(26.0,19.2,54.8)と、点K(21.
0,21.0,58.0)と、点L(14.3,28.
6,57.1)と、点M(21.6,24.4,54.
0)とにより囲まれる領域内の組成からなるGeSbT
e合金である。
【0222】このような組成からなる記録膜4が形成さ
れることによって、記録膜4の記録再生特性が最適化さ
れて繰り返し記録後も再生信号の劣化が極力抑えられた
光記録媒体となる。
【0223】次に、この記録膜4上に第2の誘電体膜5
をRFスパッタ法にて形成する。そして、この第2の誘
電体膜5上に、Alターゲットを用いて光反射膜6を形
成する。
【0224】次に、この光反射膜6上にスピンコート法
により紫外線硬化樹脂を塗布形成して、最終的に、本発
明を適用した相変化光ディスク1を作製する。なお、図
2に示したような両面型の相変化光ディスク10を作製
するには、例えば、上記の相変化光ディスク1を2枚作
製し、これら2枚の相変化光ディスクをそれぞれの光反
射膜6が互いに内側に向かい合うように接着剤を介して
貼り合わせることにより作製することができる。
【0225】〈第3の実施の形態〉本実施の形態に係る
相変化光ディスクは、図1に示した相変化光ディスク1
と同様に、基板2上に、第1の誘電体膜3、記録膜4、
第2の誘電体膜5、光反射膜6、保護膜7がこの順で積
層形成されてなる。
【0226】ここで、本実施の形態に係る相変化光ディ
スクは、記録膜4の構成が異なるのみで、記録膜4以外
の各構成膜は、それぞれ上述した相変化光ディスク1の
基板2、第1の誘電体膜3、第2の誘電体膜5、光反射
膜6、保護膜7とほぼ同様の構成とされている。そのた
め、以下の説明では、上記の各構成膜についての説明は
省略し、記録膜4についてのみ説明する。
【0227】記録膜4は、レーザ光等の光線の照射によ
って結晶状態と非結晶状態との間で可逆的に相変化する
相変化材料からなり、この相変化材料を光線照射によっ
て相変化させることにより情報信号の書き込みや消去や
再生が可能となる光記録層である。
【0228】特に、本発明における記録膜4の相変化材
料は、Ge−Sb−Te合金からなるカルコゲン化合物
である。そして、この記録膜4は、膜厚が18nm〜3
0nmとされていることが好ましい。
【0229】また、本発明における記録膜4は、N2ガ
スを含有するArガス雰囲気下にて、N2ガスとArガ
スとの混合比N2/ArをY[%]とし、成膜速度をX
[nm/s]とするとき、以下に示す式(49)及び式
(50)を満足する条件にて、スパッタリングにより成
膜されるものである。
【0230】 Y≧1.8X+5.0 ・・・(49) Y≦12.8X+16.7 ・・・(50) さらに、この成膜速度Xが0.1nm/s以上、5.0
nm/s以下であることが好ましい。つまり、Xが下記
式(51)を満足することが好ましい。
【0231】 0.1≦X≦5 ・・・(51) なお、上記混合比N2/Arは、N2とArの流量比、言
い換えれば、雰囲気中におけるN2とArとの体積比を
示している。
【0232】1.記録膜成膜時における成膜速度Xと雰
囲気条件の検討 以上述べたように、本発明を適用した光記録媒体及びそ
の製造方法において、記録膜4を成膜する際に、N2ガ
スとArガスとの混合比Y[%]及び成膜速度X[nm
/s]を上記の式(49)、(50)及び(51)のよ
うに規定した理由は、次に示すような実験結果に基づく
ものである。以下、この実験について詳細を説明する。
【0233】1−1 記録膜成膜時における雰囲気条件
と再生信号の信号特性との関係 先ず、次のように相変化光ディスクを作製した。
【0234】始めに、直径が120mm、厚さ0.6m
mの基板2を用意した。そして、この基板2上に膜厚1
20nmのZnS−SiO2からなる第1の誘電体膜3
をスパッタリングにより形成した。
【0235】次に、この第1の誘電体膜3上に、Ge2
Sb2Te5からなるターゲットを用いて、成膜速度を
0.42nm/sとし、N2ガスを混合したArガス雰
囲気下でスパッタリングによって、膜厚25nmのGe
−Sb−Teからなる記録膜4をスパッタリングにより
形成した。
【0236】このとき、N2ガスを混合したArガス雰
囲気として、N2ガスとArガスの混合比N2/Arを0
%〜20%の範囲で変化させ、各条件下で記録膜を成膜
したものを複数作製した。但し、上記混合比N2/Ar
を0%とする条件は、N2ガスを含有しないArガス雰
囲気を示すものであり、本発明を適用した製造方法にお
ける記録膜成膜条件ではない。
【0237】次に、各条件下で成膜された記録膜4上
に、膜厚15nmのZnS−SiO2からなる第2の誘
電体膜5、膜厚150nmのAl合金からなる光反射膜
6を順次スパッタリングにより形成し、更に、この光反
射膜6上に紫外線硬化樹脂を塗布して保護膜7を形成す
ることによって、相変化光ディスク1を作製した。
【0238】そして、このようにして作製した相変化光
ディスク1をそれぞれ2枚づつ作製し、光反射膜6が互
いに内側に向かい合うように、2枚の相変化光ディスク
を接着剤9によって接着し、最終的に、図2に示すよう
な両面から記録再生可能な両面型相変化光ディスク10
を作製した。なお、この両面型相変化光ディスク10
は、片面当たり3.0GBの記録容量を有する。そし
て、この相変化光ディスク1,10は、トラックピッチ
が約0.8μmである。
【0239】以上のように成膜条件を変化させて作製さ
れた複数の相変化光ディスクについて、それぞれ強力な
レーザ光を照射させて記録膜4を結晶化させる初期化処
理を施した。
【0240】そして、初期化後のこれら相変化光ディス
クに対して、図3に示したような発光パターンを用いて
ランダムEFM信号をChannel Clockを27.7MHz
として記録した。ここで、図3では、記録パワーをPh
と示し、消去パワーをPlと示し、冷却パワーをPcと
示した。また、図3中の発光パターンは、1クロックを
1Tと示し、1発光パルスのパルス長を13nsとし
た。
【0241】また、このとき、線速度は4.8m/sで
あり、記録パワーPhは14.5mWであり、消去パワ
ーPlは5.8mWであり、冷却パワーPcは1.5m
Wであるような記録再生装置を用いた。なお、この記録
再生装置には、波長が650nmのレーザ光を発生する
光源が搭載されている。
【0242】このような条件で、各相変化光ディスクに
対して、記録を2回繰り返した。
【0243】そこで、記録膜成膜時におけるN2ガス及
びArガスの混合ガスの条件と、再生信号の信号特性と
の関係を評価すべく、これら2回繰り返し記録後の各相
変化光ディスクについて、繰り返し記録後の再生信号の
ジッター値を測定した。
【0244】その結果を図32に示す。図32は、横軸
にN2ガスとArガスの混合比N2/Arをとり、縦軸に
同じトラックに2回繰り返して記録したときの再生信号
のジッター値をとった。ここで、良好な再生信号が得ら
れるジッター値として10%をメディア評価基準値とす
る。
【0245】なお、上記実験では、2回繰り返し記録し
た後のジッター値を測定しているが、これは、次に示す
理由によるものである。つまり、通常、繰り返し記録後
のジッター値は、2回記録後が最も高く、1万回の繰り
返し記録に至るまで次第に減少する傾向にある。そのた
め、ここでは、2回繰り返し記録した後の再生信号のジ
ッター値を測定した。
【0246】図32の結果から明らかなように、ジッタ
ー値は、混合比N2/Arが0%である場合、つまりN2
ガスがArガス中に混入されていない場合に12.7%
と最も高く、N2ガスの割合が増えるにつれて減少して
おり、混合比N2/Arが6%〜10%のときに最小と
なる。そして、更に混合比N2/Arが増えると、ジッ
ター値も徐々に増加する。
【0247】したがって、図32に示すように、繰り返
し記録後の再生信号のジッター値を、通常良好な再生信
号が得られる値である10%以下とするには、混合比N
2/Arが6%以上とされたArガス雰囲気下で記録膜
を成膜することが望ましいと判明した。
【0248】1−2 記録膜成膜時の雰囲気条件と各デ
ィスクのグルーブ反射率との関係 つぎに、記録膜成膜時におけるN2ガス及びArガスの
混合ガス雰囲気の条件と、各ディスクのグルーブにおけ
る反射率との関係を評価すべく、上述したように記録膜
成膜時の雰囲気条件を変えて作製し初期化を施した後の
各相変化光ディスクについて、グルーブでの反射率を測
定した。
【0249】その結果を図33に示す。図33では、横
軸にN2ガス及びArガスの混合比N2/Arをとり、縦
軸にグルーブにおける反射率をとった。
【0250】図33の結果から明らかなように、グルー
ブにおける反射率は、混合比N2/Arが増えるにつれ
て単調に減少する。そして、この混合比N2/Arが2
1%以上になると、グルーブにおける反射率が11%以
下となってしまい、十分な変調度が得られないという問
題が生じる。
【0251】したがって、図33に示すように、十分な
再生出力を確保するためには、記録膜成膜時の雰囲気に
おける混合比N2/Arが21%以下であることが必要
と判明した。
【0252】1−3 信号特性及びグルーブ反射率の両
方の条件を満足する雰囲気条件 以上述べたように、図32及び図33の結果から、本発
明を適用した光記録媒体及びその製造方法において、記
録膜の成膜速度が0.42nm/sの際に再生信号のジ
ッター値とグルーブでの反射率の両条件を満足するに
は、混合比N2/Arが6%〜21%とされたArガス
雰囲気下で記録膜を成膜することが必要であると判明し
た。
【0253】なお、以上の図32及び図33の結果は、
成膜速度を0.42nm/sとして記録膜を成膜した光
ディスクを対象としている。そのため、成膜速度を変化
させた際に図32及び図33の光ディスクと同様な特性
を得るには、N2ガスとArガスとの混合比N2/Arを
も変化させる必要がある。
【0254】1−4 成膜速度を変えた場合における雰
囲気条件と信号特性及びグルーブ反射率との関係 そこで、つぎに、記録膜の成膜速度を変化させた際にお
いて、再生信号のジッター値とグルーブでの反射率の両
条件を満足させる混合比N2/Arを検討した。
【0255】ここで、Ge2Sb2Te5からなるターゲ
ットの印加電圧を変化させ、記録膜の成膜速度を0.1
nm/sとし、N2ガスとArガスの混合比N2/Arを
0%〜20%まで変化させた条件下で記録膜を成膜した
こと以外は、上述したように、両面型の光ディスクを作
製して、図32の実験と同様に、2回繰り返して記録し
た後のジッター値を測定した。その結果を図34に示
す。また、記録膜の成膜速度を0.1nm/sとして、
記録膜成膜時の雰囲気条件を上述のように変えて作製し
た光ディスクの初期化後におけるグルーブの反射率を図
33の実験と同様に測定した。その結果を図35に示
す。
【0256】同様にして、記録膜の成膜速度を1.6n
m/sとして、記録膜成膜時の雰囲気条件を上述したよ
うに変えて相変化光ディスクを作製し、2回繰り返して
記録した後の再生信号のジッター値及び初期化後のグル
ーブの反射率を測定した。それらの結果をそれぞれ図3
6及び図37に示す。
【0257】また、同様にして、記録膜の成膜速度を
5.0nm/sとして相変化光ディスクを作製し、2回
繰り返して記録した後の再生信号のジッター値及び初期
化後のグルーブの反射率を測定した。それらの結果をそ
れぞれ図38及び図39に示す。
【0258】図34,図36及び図38の結果から、成
膜速度をそれぞれ0.1nm/s,1.6nm/s,
5.0nm/sとして記録膜を成膜した光ディスクで
は、再生信号のジッター値が良好な再生信号が得られる
10%以下となる混合比N2/Arが、それぞれ5%,
8%,14%であることがわかった。
【0259】図35,図37及び図39の結果から、成
膜速度をそれぞれ0.1nm/s,1.6nm/s,
5.0nm/sとして記録膜を成膜した光ディスクで
は、グルーブ反射率が11%以上となる混合比N2/A
rが、それぞれ17%,40%,80%であることがわ
かった。
【0260】1−5 信号特性及びグルーブ反射率の両
方の条件を満足する記録膜成膜条件 上述したように、図32,図34,図36及び図38の
結果から、成膜速度を0.42nm/s,0.1nm/
s,1.6nm/s,5.0nm/sとして記録膜を成
膜した光ディスクにおいては、再生信号のジッター値が
10%以下となる混合比N2/Arがそれぞれ6%,5
%,8%,14%であった。そして、この結果を、横軸
に成膜速度をとり、縦軸に混合比N2/Arをとって図
40中に示したところ、直線αとなった。
【0261】図40では、横軸の成膜速度をX[nm/
s]とし、縦軸の混合比N2/ArをY[%]とする。
すると、直線αは、Y=1.8X+5.0で表される。
ここで、この直線αよりも下側の領域は、再生信号のジ
ッター値が10%以上となり、良好な再生信号が得られ
ない領域である。
【0262】一方、上述したように、図33,図35,
図37及び図39の結果から、成膜速度を0.42nm
/s,0.1nm/s,1.6nm/s,5.0nm/
sとして記録膜を成膜した光ディスクにおいては、グル
ーブにおける反射率が11%以上となる混合比N2/A
rがそれぞれ21%,17%,40%,80%であっ
た。この結果を、横軸に成膜速度をとり、縦軸に混合比
N2/Arをとって図40中に示したところ、直線βと
なった。
【0263】すると、直線βは、Y=12.8X+1
6.7で表される。ここで、この直線βよりも上側の領
域は、グルーブ反射率が11%以下となり、十分な信号
変調度が得られない領域である。
【0264】また、成膜速度Xは、5.0nm/sより
大きいと、成膜時間が時間が速すぎるため膜厚調整が困
難であり、0.1nm/sより小さいと、成膜時間がか
かり過ぎるため製造上不適当である。よって、成膜速度
Xは、0.1≦X≦5.0であることが好ましい。
【0265】以上の結果からわかるように、本発明を適
用した相変化光ディスク1は、GeSbTe合金からな
る記録膜を成膜する際に、N2ガスを含有するArガス
雰囲気下にて、N2ガスとArガスの混合比をY[%]
とし、記録膜の成膜速度をX[nm/s]としたとき、
以下に示す式(52)、(53)を満足する条件にてス
パッタリングにより成膜することにより、記録膜4を構
成するGeSbTe合金が好適に窒化されることにな
り、記録膜4の記録再生特性が最適化される。その結
果、本発明を適用した相変化光ディスク1は、再生信号
のジッター値及びグルーブ反射率の条件を満足すること
ができて、繰り返し記録後も再生信号の劣化が極力抑え
られて、常に安定した記録再生特性が得られることが判
明した。
【0266】 Y≧1.8X+5.0 ・・・(52) Y≦12.8X+16.7 ・・・(53) このとき、本発明を適用した相変化光ディスク1におい
ては、上述したように、記録膜4の成膜速度Xが0.1
≦X≦5.0であることが好ましい。
【0267】ところで、また、本発明に用いられる記録
膜4は、この記録膜4を構成するGe−Sb−Teの組
成率が、図15に示した(Ge,Sb,Te)の三元状
態図において、点J(26.0,19.2,54.
8)、点K(21.0,21.0,58.0)、点L
(14.3,28.6,57.1)、点M(21.6,
24.4,54.0)で囲まれる領域内の値となされて
いる。
【0268】2.記録膜を構成する相変化材料の組成 以上述べたように、記録膜4を構成するGe−Sb−T
eの組成率を規定した理由は、次に示すような実験結果
に基づくものである。以下、この実験について詳細を説
明する。
【0269】2−1 (Ge,Sb,Te)の三元状態
図においてGe50Te50とSb40Te60とを結ぶ直線上
の組成の検討 先ず、基板2上に膜厚120nmのZnS−SiO2か
らなる第1の誘電体膜3をスパッタリングにより成膜し
た。
【0270】次に、この第1の誘電体膜3上に、N2ガ
スとArガスとの混合比N2/Arを10%とした雰囲
気下で、成膜速度を0.42nm/sとして、膜厚が2
5nmのGeSbTeからなる記録膜4をスパッタリン
グにより成膜した。
【0271】このとき、この記録膜4を成膜する際に、
Ge2Sb2Te5からなるターゲットと、Geからなる
ターゲットと、Sbからなるターゲットと、Teからな
るターゲットとを用いてスパッタリングにより形成す
る。
【0272】ここで、先ず、(Ge,Sb,Te)の三
元状態図において、図16に示したように、点C(2,
2,5)を中心として、Ge50Te50とSb40Te60と
を結ぶ直線11上の組成からなる記録膜を有する相変化
光ディスクを検討した。具体的には、Geターゲットと
Teターゲットの成膜速度比を1に保ちながらGe2S
b2Te5ターゲットをコスパッタリングすることによっ
て、図16におけるGe50Te50とGe2Sb2Te5と
の間の組成からなる記録膜4を形成した。
【0273】そして、この記録膜4上に、膜厚15nm
のZnS−SiO2からなる第2の誘電体膜5、膜厚1
50nmのAl合金からなる光反射膜6を順次スパッタ
リングにより成膜し、その後、光反射膜6上に紫外線硬
化樹脂等を塗布して保護膜7を形成し、相変化光ディス
ク1を得た。
【0274】最終的に、この相変化光ディスクを2枚作
製し、それぞれの光反射膜が内側に向かい合うように、
これら相変化光ディスクを接着剤を介して互いに接着さ
せ、直径120mm且つ厚さ1.2mmの両面型の相変
化光ディスクを得た。
【0275】同様にして、記録膜4の組成のみを変えた
相変化光ディスクを作製した。具体的には、Geターゲ
ットとTeターゲットの成膜速度比を0.67に保ちな
がらGe2Sb2Te5ターゲットをコスパッタリングす
ることによって、図16におけるSb40Te60とGe2
Sb2Te5との間の組成からなる記録膜4を形成した。
【0276】このようにして作製した直線11上の点で
表される組成の記録膜4を有する相変化光ディスクに関
して、1回記録後の再生信号のジッター値を測定した。
このときの記録条件は、上述の図32と同様な条件とし
て、図3に示した発光パターンを用いて、ランダムEF
M信号を記録した。
【0277】その結果を図41に示す。図41では、横
軸にGe50Te50とSb40Te60を結ぶ直線11上の組
成におけるGeの割合をとり、縦軸に再生信号のジッタ
ー値をとった。なお、図41中の点J,点L,点Cは、
図15中の点J(26.0,19.2,54.8),点
L(14.3,28.6,57.1),点C(2,2,
5)にそれぞれ対応するものである。
【0278】図41の結果から、(Ge,Sb,Te)
の三元状態図における点J(26.0,19.2,5
4.8)よりもGeの含有量が多い組成では、ジッター
値が10%以上となり、点L(14.3,28.6,5
7.1)よりもGeの含有量が少ない組成においても、
ジッター値が10%以上となることがわかった。したが
って、Ge50Te50とSb40Te60とを結ぶ直線11上
の組成では、図15に示したように、点Jと点Lとを結
ぶ範囲の組成が好ましいことが判明した。
【0279】2−2 (Ge,Sb,Te)の三元状態
図において点C(2,2,5)よりもTeをより多く含
有する組成の検討 つぎに、点C(2,2,5)よりもTeをより多く含有
する組成とした記録膜を有する相変化光ディスクを検討
した。具体的には、Ge2Sb2Te5ターゲットとTe
ターゲットとをコスパッタンリングすることにより、点
Cから直線12上の組成の記録膜4を有する相変化光デ
ィスクを作製した。
【0280】このようにして作製した直線12上の点で
表される組成の記録膜4を有する相変化光ディスクに関
して、上記の図41と同様にして、1回記録後の再生信
号のジッター値を測定した。
【0281】その結果を図42に示す。図42では、横
軸にGe2Sb2Te5とTeを結ぶ直線12上の組成に
おけるTeの割合をとり、縦軸に再生信号のジッター値
をとった。なお、図42中の点C,点Kは、図15中の
点C(2,2,5),点K(21.0,21.0,5
8.0)にそれぞれ対応するものである。
【0282】図42の結果から、図15に示したよう
に、点C(2,2,5)と点K(21.0,21.0,
58.0)とを結ぶ範囲の組成が好ましいことが判明し
た。
【0283】2−3 (Ge,Sb,Te)の三元状態
図において点C(2,2,5)よりもSbをより多く含
有する組成の検討 つぎに、点C(2,2,5)よりもSbをより多く含有
する組成とした記録膜を有する相変化光ディスクを検討
した。具体的には、Ge2Sb2Te5ターゲットとSb
ターゲットとをコスパッタリングすることにより、点C
から直線13上の組成の記録膜4を有する相変化光ディ
スクを作製した。
【0284】このようにして作製した直線13上の点で
表される組成の記録膜4を有する相変化光ディスクに関
して、上記の図41と同様に、1回記録後の再生信号の
ジッター値を測定した。その結果を図43に示す。図4
3では、横軸にGe2Sb2Te5とSbを結ぶ直線13
上の組成におけるSbの割合をとり、縦軸に再生信号の
ジッター値をとった。なお、図43中の点M,点Cは、
図15中の点M(21.6,24.4,54.0),点
C(2,2,5)にそれぞれ対応するものである。
【0285】図43の結果から、図15に示したよう
に、点M(21.6,24.4,54.0)と点C
(2,2,5)とを結ぶ範囲の組成が好ましいことが判
明した。
【0286】2−4 本発明における記録膜の好適な組
成の検討結果 以上の結果から、本発明を適用した相変化光ディスク1
においては、図15に示したように、GeSbTeから
なる記録膜のGeSbTe組成率が、点J(26.0,
19.2,54.8)、点K(21.0,21.0,5
8.0)、点L(14.3,28.6,57.1)、点
M(21.6,24.4,54.0)で囲まれる領域内
の組成であることが好ましいと判明した。
【0287】このように、本発明を適用した相変化光デ
ィスク1では、記録膜4の組成が上記のように規定され
ていることにより、記録膜4の記録再生特性が最適化さ
れて繰り返し記録後においても再生信号のジッター値が
極力抑えられて、再生信号の劣化が抑えれられる。その
結果、本発明を適用した相変化光ディスク1は、繰り返
し記録後も常に安定した記録再生特性を得ることができ
る。
【0288】ところで、本発明における記録膜4の膜厚
は、18nm〜30nmであることが好ましい。これ
は、以下に示す実験結果に基づくものである。
【0289】先ず、基板2上に膜厚120nmのZnS
−SiO2からなる第1の誘電体膜3を形成した。
【0290】そして、この第1の誘電体膜3上に、Ge
2Sb2Te5からなる記録膜を、N2ガスとArガスとの
混合比N2/Arを10%とした雰囲気下で成膜速度を
0.42nm/sとして、スパッタリングにより形成し
た。このとき、記録膜の膜厚を15nm〜40nmに変
化させて形成し、記録膜の膜厚が異なる複数の基板2を
得た。
【0291】次に、膜厚の異なる記録膜4上に、それぞ
れ膜厚が15nmのZnS−SiO2からなる第2の誘
電体膜、膜厚が150nmのAl合金からなる光反射膜
を順次スパッタリングにより形成し、その後、この光反
射膜上に紫外線硬化樹脂からなる保護膜を形成して、相
変化光ディスクを得た。
【0292】このようにして得られた記録膜の膜厚が異
なる複数の相変化光ディスクをそれぞれ初期化した後
に、図3に示したような発光パターンを用いて、ランダ
ムEFM信号を記録し、再生信号のジッター値を測定し
た。このとき、線速度を4.8m/sとし、記録パワー
Ph、消去パワーPl及び冷却パワーPcを、1回記録
したときの再生信号のジッターが最小となるようなパワ
ーに設定した。
【0293】この結果から、記録膜の膜厚が18nmよ
り小さい相変化光ディスクでは、膜質が弱くなってしま
うため、記録パワーPhが15mWといった高パワーの
レーザ光を用いた場合繰り返し記録することができない
ということがわかった。また、記録膜の膜厚が30nm
より大きい相変化光ディスクでは、10000回記録後
の再生信号のジッター値が12.5%以上となり、繰り
返し耐久性に問題が生じた。したがって、記録膜4の膜
厚は、18nm〜30nmであることが好ましいといえ
る。
【0294】以上のように構成された相変化光ディスク
1は、例えば、次のようにして作製される。
【0295】先ず、射出成形により所定のプリグルーブ
が形成されたポリカーボネートからなる基板2を作製す
る。そして、この基板2上に、ZnS−SiO2からな
る第1の誘電体膜3をRFスパッタ法にて形成する。
【0296】次に、第1の誘電体膜3上に、記録膜4を
DCスパッタ法にて形成する。このとき、特に、本発明
を適用した光記録媒体の製造方法においては、相変化材
料としてGeSbTe合金を用いて、N2ガスを含有す
るArガス雰囲気下で行うものとし、このN2ガスとA
rガスとの混合比N2/ArをY[%]とし、成膜速度
をX[nm/s]とすると、下記式(54)及び式(5
5)を満たすようにする。
【0297】 Y≧1.8X+5.0 ・・・(54) Y≦12.8X+16.7 ・・・(55) このように、本発明を適用した光記録媒体の製造方法に
よれば、記録膜4の成膜条件が制御されることによっ
て、記録膜4を構成するGeSbTe合金が好適に窒化
されることになり、記録膜4の記録再生特性が最適化さ
れる。その結果、本発明を適用した光記録媒体の製造方
法によれば、繰り返し記録後も再生信号の劣化が極力抑
えられて、常に安定した記録再生特性が得られ高信頼性
が得られた光記録媒体を提供することができる。
【0298】なお、ここで、成膜速度Xは、0.1nm
/s以上、5.0nm/s以下であることが好ましい。
このように、本発明に係る光記録媒体の製造方法によれ
ば、成膜速度が上記の範囲となされることにより、記録
膜4の記録再生特性がより最適化されて、繰り返し記録
後も常に安定した記録再生特性が得られる光記録媒体を
提供することができる。
【0299】また、このように成膜される記録膜4の組
成は、(Ge,Sb,Te)の三元状態図において、点
J(26.0,19.2,54.8)と、点K(21.
0,21.0,58.0)と、点L(14.3,28.
6,57.1)と、点M(21.6,24.4,54.
0)とにより囲まれる領域内の組成からなるGeSbT
e合金である。
【0300】このような組成からなる記録膜4が形成さ
れることによって、記録膜4の記録再生特性が最適化さ
れて繰り返し記録後も常に再生信号の劣化が極力抑えら
れた光記録媒体となる。
【0301】次に、この記録膜4上に、ZnS−SiO
2からなる第2の誘電体膜5をRFスパッタ法にて形成
する。そして、この第2の誘電体膜5上に、Alターゲ
ットを用いて光反射膜6を形成する。
【0302】次に、この光反射膜6上に、スピンコート
法により紫外線硬化樹脂を塗布形成して、最終的に、本
発明を適用した相変化光ディスク1を作製する。なお、
図2に示したような両面型の相変化光ディスク10を作
製するには、例えば、上記の相変化光ディスク1を2枚
作製し、これら2枚の相変化光ディスクをそれぞれの光
反射膜6が互いに内側に向かい合うように接着剤を介し
て貼り合わせることにより作製する。
【0303】
【実施例】つぎに、本発明を適用した光記録媒体の製造
方法による効果を評価するために、以下に示す実験を行
った。
【0304】第1の実験例 本実験例では、記録膜を成膜する際に、N2ガス及びO2
ガスを含有するArガスをスパッタガスとして用いた場
合の効果について調べた。
【0305】〈実施例〉先ず、記録トラックに沿ったグ
ルーブが形成されたポリカーボネート製の基板を用意
し、この基板上に膜厚120nmのZnS−SiO2か
らなる第1の誘電体膜を成膜した。
【0306】次に、この第1の誘電体膜上に、Arガス
に対するN2ガス及びO2ガスの混合比(N2+O2)/A
rを10%とし、N2ガス及びO2ガスに占めるO2ガス
の割合O2/(N2+O2)を20%とした雰囲気下で、
成膜速度を0.42nm/sとして、膜厚25nmのG
e2Sb2Te5からなる記録膜を成膜した。
【0307】その後、この記録膜上に膜厚15nmのZ
nS−SiO2からなる第2の誘電体膜、膜厚150n
mのAl合金からなる光反射膜を順次スパッタリングに
より形成した。そして、この光反射膜上に紫外線硬化樹
脂をスピンコート法により塗布形成して膜厚10μmの
保護膜を形成し、相変化光ディスクを得た。
【0308】〈比較例〉一方、記録膜を成膜する際にN
2ガス及びO2ガスを導入せずArガスのみからなるAr
雰囲気下にて記録膜を成膜したこと以外は、上記の実施
例と同様にして相変化光ディスクを得た。
【0309】以上の実施例及び比較例にて得られた相変
化光ディスクをそれぞれ初期化し、その後、これらの相
変化光ディスクに図3の発光パターンを用いてランダム
EFM信号を繰り返し記録し、再生信号のジッター値を
測定した。
【0310】実施例の結果を図44に示し、比較例の結
果を図45に示す。
【0311】図44の結果から明らかなように、N2ガ
ス及びO2ガスを所定の割合含有させたAr雰囲気下に
て記録膜を成膜した本発明を適用した実施例は、2回目
の記録以降のジッター値の増加が見られず、しかも、1
0万回までジッター値が12.5%以下で安定してい
る。
【0312】一方、図45の結果から明らかなように、
N2ガス及びO2ガスを含有しないAr雰囲気下にて記録
膜を成膜した比較例は、2回目〜10回目の記録後にお
いて局所的にジッター値が増加しているとともに、繰り
返し記録回数が1万回以上となるとジッター値が急激に
増加してしまう。
【0313】以上の結果から、N2ガス及びO2ガスを所
定量含有させたAr雰囲気下にて所定の成膜速度にて記
録膜を成膜することにより、数回のような少数回の繰り
返し記録後にみられた局所的な再生信号のジッター増加
が極力抑えられるとともに、数万回等の多数回の繰り返
し記録後にみられた急激な再生信号のジッター増加が極
力抑えられると判明した。
【0314】第2の実験例 本実験例では、記録膜を成膜する際に、O2ガスを含有
するArガスをスパッタガスとして用いた場合の効果に
ついて調べた。
【0315】〈実施例〉基板上に膜厚90nmのZnS
−SiO2からなる第1の誘電体膜を成膜した後、この
第1の誘電体膜上に、混合比O2/Arを10%として
雰囲気下で成膜速度を0.42nm/sとして膜圧25
nmのGe2Sb2Te5からなる記録膜を成膜した。そ
しえ、この記録膜上に膜厚15nmのZnS−SiO2
からなる第2の誘電体膜、膜厚150nmのAl合金か
らなる光反射膜を順次スパッタリングにより形成した。
その後、この光反射膜上に紫外線硬化樹脂を塗布して膜
厚10nmの保護膜を形成し、相変化光ディスクを得
た。
【0316】〈比較例〉一方、記録膜を成膜する際にO
2を導入せずArガスのみからなるAr雰囲気下にて記
録膜を成膜したこと以外は、上記の実施例と同様にして
相変化光ディスクを得た。
【0317】以上の実施例及び比較例にて得られた相変
化光ディスクをそれぞれ初期化し、その後、これらの相
変化光ディスクに図3の発光パターンを用いてランダム
EFM信号を繰り返し記録し、適宜再生してその再生信
号のジッター値を測定した。この結果を図46及び図4
7にそれぞれ示す。
【0318】図46の結果から明らかなように、O2ガ
スを所定の割合含有させたAr雰囲気下にて記録膜を成
膜した本発明を適用した実施例は、繰り返し記録を行っ
た際の再生信号のジッター値の増加が小さく、繰り返し
記録回数が10万回まで再生信号のジッター値が10%
以下であり安定した記録再生特性が得られている。
【0319】一方、図47の結果から明らかなように、
O2ガスを含有しないAr雰囲気下にて記録膜を成膜し
た比較例は、繰り返し記録回数が2万回でのジッター値
が急激に増加してしまう。
【0320】以上の結果から、O2ガスを所定範囲量含
有させたAr雰囲気下にて所定の成膜速度にて記録膜を
成膜することにより、多数回繰り返し記録しても良好な
再生信号が得られる光記録媒体を提供することができる
と判明した。
【0321】第3の実験例 本実験例では、記録膜を成膜する際に、N2ガスを含有
するArガスをスパッタガスとして用いた場合の効果に
ついて調べた。
【0322】〈実施例〉基板上に膜厚120nmのZn
S−SiO2からなる第1の誘電体膜を成膜した後、こ
の第1の誘電体膜上に、混合比N2/Arを10%とし
て雰囲気下で成膜速度を0.42nm/sとして膜厚2
5nmのGe2Sb2Te5からなる記録膜を成膜した。
そして、この記録膜上に膜厚15nmのZnS−SiO
2からなる第2の誘電体膜、膜厚150nmのAl合金
からなる光反射膜を順次スパッタリングにより形成し
た。その後、この光反射膜上に紫外線硬化樹脂を塗布し
て膜厚10nmの保護膜を形成し、相変化光ディスクを
得た。
【0323】〈比較例〉一方、比較例として、記録膜を
成膜する際にN2を導入せずArガスのみからなるAr
雰囲気下にて記録膜を成膜したこと以外は、上記の実施
例と同様にして相変化光ディスクを得た。
【0324】以上の実施例及び比較例にて得られた相変
化光ディスクをそれぞれ初期化し、その後、これらの相
変化光ディスクに図3の発光パターンを用いてランダム
EFM信号を繰り返し記録再生し、再生信号のジッター
値を測定した。この結果を図48及び図49にそれぞれ
示す。
【0325】図48の結果から明らかなように、N2ガ
スを所定の割合含有させたAr雰囲気下にて記録膜を成
膜した本発明を適用した相変化光ディスクは、繰り返し
記録回数が2回目以降においてジッター値の増加が見ら
れず、繰り返し記録回数が10000回まで再生信号の
ジッター値が8%以下で安定している。
【0326】一方、図49の結果から明らかなように、
N2ガスを含有しないAr雰囲気下にて記録膜を成膜し
た比較例の相変化光ディスクは、繰り返し記録回数が2
回目以降のジッター値が急激に増加しており、再生信号
のジッター値が10%以下に安定するまで100回程度
繰り返し記録を行わなければならない。
【0327】以上の結果から、N2ガスを所定範囲量含
有させたAr雰囲気下にて記録膜を成膜することによ
り、多数回繰り返し記録しても良好な再生信号が得られ
る光記録媒体を提供することができると判明した。
【0328】
【発明の効果】以上述べたように、本発明に係る光記録
媒体は、記録膜の成膜条件が規定されるため、記録膜を
構成するGeSbTe合金が好適に窒化及び酸化され
て、記録膜の物性が記録再生特性に関して最適化され
て、更なる繰り返し記録耐久性の向上が図られる。その
ため、本発明に係る光記録媒体は、繰り返し記録を数回
から数十回行った後にみられる再生信号の局所的な劣化
現象が極力抑えられ、しかも数万回以上繰り返し記録を
行っても良好な再生信号が得られて、結果的に、繰り返
し記録後も常に安定且つ良好な記録再生特性を得ること
ができ高信頼性を得ることができる。
【0329】また、本発明に係る光記録媒体の製造方法
は、記録膜の成膜条件が規定されるので、記録膜を構成
するGeSbTe合金が好適に窒化及び酸化されて、記
録膜の物性が記録再生特性に関して最適化されて、更な
る繰り返し記録耐久性の向上が図られる。これにより、
本発明に係る光記録媒体の製造方法によれば、繰り返し
記録を数回から数十回行った後にみられる再生信号の局
所的な劣化現象が極力抑えられ、且つ数万回以上繰り返
し記録を行っても良好な再生信号が得られて、結果的
に、繰り返し記録後も常に安定且つ良好な記録再生特性
を有する高信頼性の得られた光記録媒体を提供すること
ができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明を適用した相変化光ディスクの一例の要
部を拡大して示す断面図である。
【図2】本発明を適用した相変化光ディスクの他の例の
要部を拡大して示す断面図である。
【図3】実験にて情報信号を記録する際に用いた発光パ
ターンを示す図である。
【図4】記録膜の成膜速度を0.42nm/sとした場
合において、成膜雰囲気における混合比(N2+O2)/
Arと再生信号のジッター値との関係を示す図である。
【図5】記録膜の成膜速度を0.42nm/sとした場
合において、成膜雰囲気における混合比(N2+O2)/
Arとグルーブにおける反射率との関係を示す図であ
る。
【図6】記録膜の成膜速度を0.1nm/sとした場合
において、成膜雰囲気における混合比(N2+O2)/A
rと再生信号のジッター値との関係を示す図である。
【図7】記録膜の成膜速度を0.1nm/sとした場合
において、成膜雰囲気における混合比(N2+O2)/A
rとグルーブにおける反射率との関係を示す図である。
【図8】記録膜の成膜速度を1.6nm/sとした場合
において、成膜雰囲気における混合比(N2+O2)/A
rと再生信号のジッター値との関係を示す図である。
【図9】記録膜の成膜速度を1.6nm/sとした場合
において、成膜雰囲気における混合比(N2+O2)/A
rとグルーブにおける反射率との関係を示す図である。
【図10】記録膜の成膜速度を5.0nm/sとした場
合において、成膜雰囲気における混合比(N2+O2)/
Arと再生信号のジッター値との関係を示す図である。
【図11】記録膜の成膜速度を5.0nm/sとした場
合において、成膜雰囲気における混合比(N2+O2)/
Arとグルーブにおける反射率との関係を示す図であ
る。
【図12】記録膜の成膜速度と成膜雰囲気における混合
比(N2+O2)/Arとの関係を示す図である。
【図13】成膜雰囲気における混合比O2/(N2+
O2)と再生信号のジッター値との関係を示す図であ
る。
【図14】成膜雰囲気における混合比O2/(N2+
O2)と記録パワーマージンとの関係を示す図である。
【図15】本発明における記録膜の構成材料の組成を示
す図である。
【図16】本発明における記録膜の構成材料であるGe
SbTeの三元状態図である。
【図17】記録膜の構成材料GeSbTe中におけるG
e含有率と再生信号のジッター値との関係を示す図であ
る。
【図18】記録膜の構成材料GeSbTe中におけるT
e含有率と再生信号のジッター値との関係を示す図であ
る。
【図19】記録膜の構成材料GeSbTe中におけるS
b含有率と再生信号のジッター値との関係を示す図であ
る。
【図20】記録膜の成膜速度を0.42nm/sとした
場合において、成膜雰囲気における混合比O2/Arと
ジッター値との関係を示す図である。
【図21】記録膜の成膜速度を0.42nm/sとした
場合において、成膜雰囲気における混合比O2/Arと
グルーブにおける反射率との関係を示す図である。
【図22】記録膜の成膜速度を0.1nm/sとした場
合において、成膜雰囲気における混合比O2/Arとジ
ッター値との関係を示す図である。
【図23】記録膜の成膜速度を0.1nm/sとした場
合において、成膜雰囲気における混合比O2/Arとグ
ルーブにおける反射率との関係を示す図である。
【図24】記録膜の成膜速度を1.6nm/sとした場
合において、成膜雰囲気における混合比O2/Arとジ
ッター値との関係を示す図である。
【図25】記録膜の成膜速度を1.6nm/sとした場
合において、成膜雰囲気における混合比O2/Arとグ
ルーブにおける反射率との関係を示す図である。
【図26】記録膜の成膜速度を5.0nm/sとした場
合において、成膜雰囲気における混合比O2/Arとジ
ッター値との関係を示す図である。
【図27】記録膜の成膜速度を5.0nm/sとした場
合において、成膜雰囲気における混合比O2/Arとグ
ルーブにおける反射率との関係を示す図である。
【図28】記録膜の成膜速度と成膜雰囲気における混合
比O2/Arとの関係を示す図である。
【図29】記録膜の構成材料GeSbTe中におけるG
e含有率と再生信号のジッター値との関係を示す図であ
る。
【図30】記録膜の構成材料GeSbTe中におけるT
e含有率と再生信号のジッター値との関係を示す図であ
る。
【図31】記録膜の構成材料GeSbTe中におけるS
b含有率と再生信号のジッター値との関係を示す図であ
る。
【図32】記録膜の成膜速度を0.42nm/sとした
場合において、成膜雰囲気における混合比N2/Arと
ジッター値との関係を示す図である。
【図33】記録膜の成膜速度を0.42nm/sとした
場合において、成膜雰囲気における混合比N2/Arと
グルーブにおける反射率との関係を示す図である。
【図34】記録膜の成膜速度を0.1nm/sとした場
合において、成膜雰囲気における混合比N2/Arとジ
ッター値との関係を示す図である。
【図35】記録膜の成膜速度を0.1nm/sとした場
合において、成膜雰囲気における混合比N2/Arとグ
ルーブにおける反射率との関係を示す図である。
【図36】記録膜の成膜速度を1.6nm/sとした場
合において、成膜雰囲気における混合比N2/Arとジ
ッター値との関係を示す図である。
【図37】記録膜の成膜速度を1.6nm/sとした場
合において、成膜雰囲気における混合比N2/Arとグ
ルーブにおける反射率との関係を示す図である。
【図38】記録膜の成膜速度を5.0nm/sとした場
合において、成膜雰囲気における混合比N2/Arとジ
ッター値との関係を示す図である。
【図39】記録膜の成膜速度を5.0nm/sとした場
合において、成膜雰囲気における混合比N2/Arとグ
ルーブにおける反射率との関係を示す図である。
【図40】記録膜の成膜速度と成膜雰囲気における混合
比N2/Arとの関係を示す図である。
【図41】記録膜の構成材料GeSbTe中におけるG
e含有率と再生信号のジッター値との関係を示す図であ
る。
【図42】記録膜の構成材料GeSbTe中におけるT
e含有率と再生信号のジッター値との関係を示す図であ
る。
【図43】記録膜の構成材料GeSbTe中におけるS
b含有率と再生信号のジッター値との関係を示す図であ
る。
【図44】第1の実験例において、実施例の相変化光デ
ィスクにおける繰り返し記録回数と再生信号のジッター
値との関係を示す図である。
【図45】第1の実験例において、比較例の相変化光デ
ィスクにおける繰り返し記録回数と再生信号のジッター
値との関係を示す図である。
【図46】第2の実験例において、 実施例の相変化光
ディスクにおける繰り返し記録回数と再生信号のジッタ
ー値との関係を示す図である。
【図47】第2の実験例において、 比較例の相変化光
ディスクにおける繰り返し記録回数と再生信号のジッタ
ー値との関係を示す図である。
【図48】第3の実験例において、 実施例の相変化光
ディスクにおける繰り返し記録回数と再生信号のジッタ
ー値との関係を示す図である。
【図49】第3の実験例において、 比較例の相変化光
ディスクにおける繰り返し記録回数と再生信号のジッタ
ー値との関係を示す図である。
【符号の説明】
1 相変化光ディスク、 2 基板、 3 第1の誘電
体膜、 4 記録膜、5 第2の誘電体膜、 6 光反
射膜、 7 保護膜
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 斎藤 善浩 東京都品川区北品川6丁目7番35号 ソニ ー株式会社内 (72)発明者 菊地 紀子 東京都品川区北品川6丁目7番35号 ソニ ー株式会社内

Claims (29)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 結晶状態と非結晶状態との間の相変化が
    生じる相変化材料からなる記録膜を備え、光線を照射し
    て上記記録膜に相変化を生じさせることにより情報信号
    が記録される光記録媒体において、 上記相変化材料は、GeSbTe合金を含有し、 上記記録膜は、N2ガスとO2ガスの少なくとも一方を含
    有するArガス雰囲気下にてスパッタリングにより成膜
    されてなることを特徴とする光記録媒体。
  2. 【請求項2】 上記記録膜は、N2ガス及びO2ガスを含
    有するArガス雰囲気下にて成膜されてなり、Arガス
    に対するN2ガス及びO2ガスの混合比(N2+O2)/A
    rをY[%]とし、上記N2ガス及びO2ガスに占めるO
    2ガスの割合O2/(N2+O2)をZ[%]とし、成膜速
    度をX[nm/s]とするとき、X,Y及びZは、下記
    式(1)、式(2)及び式(3)を満たすことを特徴と
    する請求項1記載の光記録媒体。 Y≧2.3X+1.0 ・・・(1) Y≦12.8X+16.7 ・・・(2) 10≦Z≦60 ・・・(3)
  3. 【請求項3】 上記成膜速度Xは、0.1[nm/s]
    以上、5.0[nm/s]以下であることを特徴とする
    請求項2記載の光記録媒体。
  4. 【請求項4】 上記相変化材料に含有されるGeSbT
    e合金は、(Ge,Sb,Te)の三元状態図におい
    て、点(26.0,19.2,54.8)と、点(2
    1.0,21.0,58.0)と、点(14.3,2
    8.6,57.1)と、点(21.6,24.4,5
    4.0)とにより囲まれる領域内の組成であることを特
    徴とする請求項2記載の光記録媒体。
  5. 【請求項5】 上記記録膜の膜厚が18nm〜30nm
    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】 上記記録膜は、基板上に形成されてお
    り、 上記基板は、直径が120±0.3mmであり、厚みが
    0.60±0.03mmであり、 トラックピッチが0.8±0.01μmであることを特
    徴とする請求項2記載の光記録媒体。
  7. 【請求項7】 上記記録膜は、O2ガスを含有するAr
    ガス雰囲気下にて成膜されてなり、上記O2ガスと上記
    Arガスとの混合比O2/ArをY[%]とし、成膜速
    度をX[nm/s]とするとき、X及びYは、下記式
    (4)及び式(5)を満たすことを特徴とする請求項1
    記載の光記録媒体。 Y≧2.3X+1.0 ・・・(4) Y≦5.5X+2.7 ・・・(5)
  8. 【請求項8】 上記成膜速度Xは、0.1[nm/s]
    以上、5.0[nm/s]以下であることを特徴とする
    請求項7記載の光記録媒体。
  9. 【請求項9】 上記GeSbTe合金からなる相変化材
    料は、(Ge,Sb,Te)の三元状態図において、点
    (26.0,19.2,54.8)と、点(21.0,
    21.0,58.0)と、点(14.3,28.6,5
    7.1)と、点(21.6,24.4,54.0)とに
    より囲まれる領域内の組成であることを特徴とする請求
    項7記載の光記録媒体。
  10. 【請求項10】 上記記録膜の膜厚が18nm〜30n
    mであることを特徴とする請求項7記載の光記録媒体。
  11. 【請求項11】 上記記録膜は、基板上に形成されてお
    り、 上記基板は、直径が120±0.3mmであり、厚みが
    0.60±0.03mmであり、 トラックピッチが0.8±0.01μmであることを特
    徴とする請求項7記載の光記録媒体。
  12. 【請求項12】 上記記録膜は、N2ガスを含有するA
    rガス雰囲気下にて成膜されてなり、N2ガスとArガ
    スとの混合比N2/ArをY[%]とし、成膜速度をX
    [nm/s]とするとき、X及びYは、下記式(6)及
    び式(7)を満たすことを特徴とする請求項1記載の光
    記録媒体。 Y≧1.8X+5.0 ・・・(6) Y≦12.8X+16.7 ・・・(7)
  13. 【請求項13】 上記成膜速度Xは、0.1[nm/
    s]以上、5.0[nm/s]以下であることを特徴と
    する請求項12記載の光記録媒体。
  14. 【請求項14】 上記GeSbTe合金からなる相変化
    材料は、(Ge,Sb,Te)の三元状態図において、
    点(26.0,19.2,54.8)と、点(21.
    0,21.0,58.0)と、点(14.3,28.
    6,57.1)と、点(21.6,24.4,54.
    0)とにより囲まれる領域内の組成であることを特徴と
    する請求項12記載の光記録媒体。
  15. 【請求項15】 上記記録膜の膜厚が18nm〜30n
    mであることを特徴とする請求項12記載の光記録媒
    体。
  16. 【請求項16】 上記記録膜は、基板上に形成されてお
    り、 上記基板は、直径が120±0.3mmであり、厚みが
    0.60±0.03mmであり、 トラックピッチが0.8±0.01μmであることを特
    徴とする請求項12記載の光記録媒体。
  17. 【請求項17】 結晶状態と非結晶状態との間の相変化
    が生じる相変化材料からなる記録膜を備え、光線を照射
    して上記記録膜に相変化を生じさせることにより情報信
    号が記録される光記録媒体の製造方法において、 上記相変化材料としてGeSbTe合金を用いて、 上記記録膜を成膜する際に、N2ガスとO2ガスの少なく
    とも一方を含有するArガス雰囲気下にて、スパッタリ
    ングによって成膜することを特徴とする光記録媒体の製
    造方法。
  18. 【請求項18】 上記記録膜を成膜する際に、N2ガス
    及びO2ガスを含有するArガス雰囲気下にて、Arガ
    スに対するN2ガス及びO2ガスの混合比(N2+O2)/
    ArをY[%]とし、上記N2ガス及びO2ガスに占める
    O2ガスの割合O2/(N2+O2)をZ[%]とし、成膜
    速度をX[nm/s]とするとき、X,Y及びZが、下
    記式(8)、式(9)及び式(10)を満たす条件にて
    成膜することを特徴とする請求項17記載の光記録媒体
    の製造方法。 Y≧2.3X+1.0 ・・・(8) Y≦12.8X+16.7 ・・・(9) 10≦Z≦60 ・・・(10)
  19. 【請求項19】上記成膜速度Xを0.1[nm/s]以
    上、5.0[nm/s]以下とすることを特徴とする請
    求項18記載の光記録媒体の製造方法。
  20. 【請求項20】 上記相変化材料として、(Ge,S
    b,Te)の三元状態図において、点(26.0,1
    9.2,54.8)と、点(21.0,21.0,5
    8.0)と、点(14.3,28.6,57.1)と、
    点(21.6,24.4,54.0)とにより囲まれる
    領域内の組成のGeSbTe合金を用いることを特徴と
    する請求項18記載の光記録媒体の製造方法。
  21. 【請求項21】 上記記録膜の膜厚を18nm〜30n
    mとすることを特徴とする請求項18記載の光記録媒体
    の製造方法。
  22. 【請求項22】 上記記録膜を成膜する際に、O2ガス
    を含有するArガス雰囲気下にて、O2ガスとArガス
    との混合比O2/ArをY[%]とし、成膜速度をX
    [nm/s]とするとき、X及びYが下記式(11)及
    び式(12)を満たす条件にて成膜することを特徴とす
    る請求項17記載の光記録媒体の製造方法。 Y≧2.3X+1.0 ・・・(11) Y≦5.5X+2.7 ・・・(12)
  23. 【請求項23】上記成膜速度Xを0.1[nm/s]以
    上、5.0[nm/s]以下とすることを特徴とする請
    求項22記載の光記録媒体の製造方法。
  24. 【請求項24】 上記相変化材料として、(Ge,S
    b,Te)の三元状態図において、点(26.0,1
    9.2,54.8)と、点(21.0,21.0,5
    8.0)と、点(14.3,28.6,57.1)と、
    点(21.6,24.4,54.0)とにより囲まれる
    領域内の組成のGeSbTe合金を用いることを特徴と
    する請求項22記載の光記録媒体の製造方法。
  25. 【請求項25】 上記記録膜の膜厚を18nm〜30n
    mとすることを特徴とする請求項22記載の光記録媒体
    の製造方法。
  26. 【請求項26】 上記記録膜を成膜する際に、N2ガス
    を含有するArガス雰囲気下にて、N2ガスとArガス
    との混合比N2/ArをY[%]とし、成膜速度をX
    [nm/s]とするとき、X及びYが下記式(13)及
    び式(14)を満たす条件にて成膜することを特徴とす
    る請求項17記載の光記録媒体の製造方法。 Y≧1.8X+5.0 ・・・(13) Y≦12.8X+16.7 ・・・(14)
  27. 【請求項27】上記成膜速度Xを0.1[nm/s]以
    上、5.0[nm/s]以下とすることを特徴とする請
    求項26記載の光記録媒体の製造方法。
  28. 【請求項28】 上記相変化材料として、(Ge,S
    b,Te)の三元状態図において、点(26.0,1
    9.2,54.8)と、点(21.0,21.0,5
    8.0)と、点(14.3,28.6,57.1)と、
    点(21.6,24.4,54.0)とにより囲まれる
    領域内の組成のGeSbTe合金を用いることを特徴と
    する請求項26記載の光記録媒体の製造方法。
  29. 【請求項29】 上記記録膜の膜厚を18nm〜30n
    mとすることを特徴とする請求項26記載の光記録媒体
    の製造方法。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR100652378B1 (ko) 2004-09-08 2006-12-01 삼성전자주식회사 안티몬 프리커서 및 이를 이용한 상변화 메모리 소자의 제조방법

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