(57)【要約】【課題】記録再生信号特性を犠牲にすることなく、経時変化による欠陥増殖を抑えることが可能な金属層光情報記録媒体を提供する。【解決手段】支持基板１１と、記録再生レーザ光の入射側の層となる光透過保護層１３と、支持基板１１と光透過保護層１３との間に介在する複数の情報記録層１４，１６，１８とを有する。そして、レーザ光入射側の前記情報記録層１６，１８が、レーザ光の入射側から順に、相変化材料層２２と、誘電体層と、金属層２４とを備える。誘電体層は、（Ｉｎ２Ｏ３）ｘ（ＳｎＯ２）１−ｘ、（但し、０．４＜ｘ≦０．７）、又は、（Ｉｎ２Ｏ３）ｘ（ＺｒＯ２）１−ｘ、（但し、０．１＜ｘ≦０．５）を主成分として構成されている。【選択図】図２
2010192025.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
支持基板と、
記録再生レーザ光の入射側の層となる光透過保護層と、
前記支持基板と、前記光透過保護層との間に介在する情報記録層とを有し、
前記情報記録層が、レーザ光の入射側から順に、相変化材料層と、誘電体層と、金属層とを備え、
前記誘電体層が、（Ｉｎ２Ｏ３）ｘ（ＳｎＯ２）１−ｘ、（但し、０．４＜ｘ≦０．７）を主成分として構成されている
光情報記録媒体。
【請求項２】
支持基板と、
記録再生レーザ光の入射側の層となる光透過保護層と、
前記支持基板と、前記光透過保護層との間に介在する情報記録層とを有し、
前記情報記録層が、レーザ光の入射側から順に、相変化材料層と、誘電体層と、金属層とを備え、
前記誘電体層が、（Ｉｎ２Ｏ３）ｘ（ＺｒＯ２）１−ｘ、（但し、０．１＜ｘ≦０．５）を主成分として構成されている
光情報記録媒体。
【請求項３】
支持基板と、
記録再生レーザ光の入射側の層となる光透過保護層と、
前記支持基板と、前記光透過保護層との間に介在する複数の情報記録層とを有し、
前記情報記録層において、レーザ光入射側の前記情報記録層が、レーザ光の入射側から順に、相変化材料層と、誘電体層と、金属層とを備え、
前記誘電体層が、（Ｉｎ２Ｏ３）ｘ（ＳｎＯ２）１−ｘ、（但し、０．４＜ｘ≦０．７）を主成分として構成されている
光情報記録媒体。
【請求項４】
支持基板と、
記録再生レーザ光の入射側の層となる光透過保護層と、
前記支持基板と、前記光透過保護層との間に介在する複数の情報記録層とを有し、
前記情報記録層において、レーザ光入射側の前記情報記録層が、レーザ光の入射側から順に、相変化材料層と、誘電体層と、金属層とを備え、
前記誘電体層が、（Ｉｎ２Ｏ３）ｘ（ＺｒＯ２）１−ｘ、（但し、０．１＜ｘ≦０．５）を主成分として構成されている
光情報記録媒体。
【請求項５】
前記相変化材料層がＧｅＳｂＴｅ、又は、ＧｅＢｉＴｅを主成分とする請求項１に記載の光情報記録媒体。
【請求項６】
前記相変化材料層がＧｅＳｂＴｅ、又は、ＧｅＢｉＴｅを主成分とする請求項２に記載の光情報記録媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光の照射により記録層の状態を変化させ、その変化を光学的な応答の変化として読み取ることで情報の記録、消去及び読み取りが行われる光情報記録媒体に係わる。
【背景技術】
【０００２】
レーザ光の照射による情報の記録、再生及び消去可能なメモリー媒体の一つとして、結晶−非晶質、又は、結晶１−結晶２の２つの結晶相間の転移を利用する、いわゆる相変化型の光情報記録媒体が知られている。この光情報記録媒体としては、例えば、ＣＤ−ＲＷ（Compact Disc-Rewritable）、ＤＶＤ−ＲＷ（Digital Versatile Disk-Rewritable）、ＤＶＤ−ＲＡＭ（Digital Versatile Disk-Random Access Memory）等が商品化されている。
【０００３】
相変化記録方式に用いられる記録層材料としては、ＧｅＳｂＴｅ、ＡｇＩｎＳｂＴｅ等を主成分とする記録材料が広く知られており、書き換え可能な光情報記録媒体として実用化されている。
【０００４】
また、近年では、ブルーレイディスク（Blu-ray disc：登録商標）に代表される青色レーザ波長に対応した高密度光情報記録媒体や、それに対応するディスクドライブ装置が製品化されている。ブルーレイディスクなどの高密度光情報記録媒体では、書き換え型（相変化型）光情報記録媒体において、二層ディスクが実用化されている。
【０００５】
二層ディスクは、ポリカーボネート等のプラスチックからなる支持基板上に第一情報記録層が形成されている。そして、第一情報記録層上に、記録再生レーザ光の波長に対して透明な中間層を介して第二情報記録層が形成され、第二情報記録層上に、記録再生波長に対して透明な光透過保護層が形成された形態を有する。
記録再生に用いるレーザ光は光透過保護層側から対物レンズを通して入射される。対物レンズを通過したレーザ光は情報記録層に集光され、情報の記録再生が行われる。
情報記録層の基本的な構成の一例としては、支持基板側から金属層、透明誘電体層、相変化材料層、透明誘電体層、及び、光透過保護層となる。
【０００６】
情報の書き換えのためには、記録材料の結晶化速度を高める必要がある。結晶化速度を高める方法としては、例えば、相変化材料と密着性が悪い材料を、相変化材料層に接触させ、結晶化促進効果を得ている（例えば、特許文献１、特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平１１−２１３４４６号公報
【特許文献２】特開２００１−３４４８１７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、相変化型の光情報記録媒体は、相変化材料層と、相変化材料層に接する誘電体層との密着力の低さ等の材料物性を利用して情報の書き換えを行っている。このため、記録材料と接する材料の界面は剥離が起りやすい。
また、記録時に相変化材料層で発生する熱を拡散させるため、Ａｇ合金等による金属層が形成されている。相変化記録層で用いられるＧｅや、熱を拡散させる目的で用いているＡｇはそれぞれ凝集を起こしやすい材料である。
凝集が起こると、例えばＡｇの局所的な体積変化が発生し、記録層内に応力が溜まり、相変化材料層の界面の密着の悪い部分において剥離が発生する。光情報記録媒体の経時変化により、この相変化材料層の界面の剥離による欠陥が増殖するという問題が発生する。
【０００９】
上述した問題の解決のため、本発明においては、記録再生信号特性を犠牲にすることなく、経時変化による欠陥増殖を抑えることが可能な光情報記録媒体を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の光情報記録媒体は、支持基板と、記録再生レーザ光の入射側の層となる光透過保護層と、支持基板と光透過保護層との間に介在する情報記録層とを有する。そして、情報記録層が、レーザ光の入射側から順に、相変化材料層と、誘電体層と、金属層とを備える。
誘電体層は、（Ｉｎ２Ｏ３）ｘ（ＳｎＯ２）１−ｘ、（但し、０．４＜ｘ≦０．７）、又は、（Ｉｎ２Ｏ３）ｘ（ＺｒＯ２）１−ｘ、（但し、０．１＜ｘ≦０．５）を主成分として構成されている。
【００１１】
本発明の光情報記録媒体によれば、相変化材料層と金属層との間に設けられる誘電体層を上述の組成とすることにより、相変化材料層と誘電体層との剥離による欠陥を抑制することができる。さらに、相変化材料層の結晶化速度を高めることができる。このため、信頼性と信号特性の双方の特性に優れた光情報記録媒体を提供することができる。
【００１２】
また、本発明の光情報記録媒体は、支持基板と、記録再生レーザ光の入射側の層となる光透過保護層と、支持基板と光透過保護層との間に介在する複数の情報記録層とを有する。そして、情報記録層において、レーザ光入射側の前記情報記録層が、レーザ光の入射側から順に、相変化材料層と、誘電体層と、金属層とを備える。
誘電体層は、（Ｉｎ２Ｏ３）ｘ（ＳｎＯ２）１−ｘ、（但し、０．４＜ｘ≦０．７）、又は、（Ｉｎ２Ｏ３）ｘ（ＺｒＯ２）１−ｘ、（但し、０．１＜ｘ≦０．５）を主成分として構成されている。
【００１３】
本発明の光情報記録媒体によれば、誘電体層を上述の組成とすることにより、特に欠陥抑制が難しいレーザ光入射側の情報記録層において、相変化材料層と誘電体層との剥離による欠陥を抑制することができる。さらに、相変化材料層の結晶化速度を高めることができる。このため、信頼性と信号特性の双方の特性に優れた光情報記録媒体を提供することができる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、信号品質を下げることなく経時変化による欠陥増殖を抑制した光情報記録媒体を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の実施の形態の光情報記録媒体の概略構成を示す図である。
【図２】本発明の実施の形態の光情報記録媒体の概略構成を示す図である。
【図３】本発明の実施例において作製した光情報記録媒体の概略構成を示す図である。
【図４】実施例で使用したディスク評価装置の概略構成を示す図である。
【図５】実施例において作製した光情報記録媒体のＲＦ信号消去特性の比較結果を示す図である。
【図６】実施例において作製した光情報記録媒体の信頼性試験の結果を示す図である。
【図７】実施例において作製した光情報記録媒体の信頼性試験の結果を示す図である。
【図８】実施例において作製した光情報記録媒体のＲＦ信号書き換え特性を示すである。
【図９】Ａ〜Ｃは、実施例において作製した光情報記録媒体のＲＦ信号ジッター値の比較結果を示す図である。
【図１０】Ａ〜Ｃは、実施例において作製した光情報記録媒体のＲＦ書き換え回数の比較結果を示す図である。
【図１１】Ａ〜Ｃは、実施例において作製した光情報記録媒体の信頼性試験の比較結果を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明を実施するための最良の形態の例を説明するが、本発明は以下の例に限定されるものではない。
なお、説明は以下の順序で行う。
１．光情報記録媒体の構造
２．光情報記録媒体の実施例
【００１７】
〈１．光情報記録媒体の構造〉
［光情報記録媒体の全体構成例］
図１に、本実施の形態の相変化型の光情報記録媒体の一例として、記録層が一層のみの光情報記録媒体の概略構成図を示す。
図１に示すように、光情報記録媒体１０は、支持基板１１、情報記録層１２、及び、光透過保護層１３から構成されている。
【００１８】
支持基板１１は、ポリカーボネート等のプラスチック材料、又は、ガラス等により構成される。そして、支持基板１１上に、情報記録層１２が形成されている。また、情報記録層１２上には、記録再生レーザ光の波長に対して透明な光透過保護層（カバー層）１３が設けられている。光透過保護層１３は、例えば、紫外線硬化樹脂等により構成される。
【００１９】
図１に示す光情報記録媒体１０において、記録再生に用いられるレーザ光は光透過保護層１３側から入射される。
また、記録再生に用いられるレーザ光は、ディスク記録再生装置から出射される。そして、光透過保護層１３側から入射されたレーザ光は、ディスク記録再生装置のフォーカス制御に応じて、情報記録層１２に集光され、情報の記録再生が行われる。
【００２０】
情報記録層１２は、その層中に記録再生に用いられるレーザ光の入射側から、第一誘電体層２１、相変化材料層２２、第二誘電体層２３、及び、金属層２４を備える。
【００２１】
［情報記録層を複数備える光情報記録媒体の全体構成例］
次に、図２に、本実施の形態の相変化型の光情報記録媒体の一例として、情報記録層を３層備える光情報記録媒体の概略構成図を示す。なお、図１に示す光情報記録媒体１０と同様の構成には、同じ符号を付して詳細な説明は省略する。
【００２２】
図２に示すように、光情報記録媒体２０は、支持基板１１、第一中間層１５、第二中間層１７、光透過保護層１３、及び、複数の第一〜第三情報記録層１４，１６，１８から構成されている。
【００２３】
支持基板１１は、ポリカーボネート等のプラスチック材料、又は、ガラス等により構成される。そして、支持基板１１上に、第一情報記録層１４が形成されている。また、第一情報記録層１４上には、記録再生レーザ光の波長に対して透明な第一中間層１５を介して、第二情報記録層１６が設けられている。第二情報記録層１６は、第一情報記録層１４よりも光情報記録媒体２０のレーザ光入射側に形成されている半透過性記録層である。さらに、第二情報記録層１６上には、記録再生レーザ光の波長に対して透明な第二中間層１７を介して、第三情報記録層１８が設けられている。第三情報記録層１８は、第二情報記録層１６と同様に、第一情報記録層１４よりも光情報記録媒体２０のレーザ光入射側に形成されている半透過性記録層である。そして、第三情報記録層１８上に記録再生レーザ光の波長に対して透明な光透過保護層（カバー層）１３が設けられている。第一中間層１５、第二情報記録層１７及び光透過保護層１３は、例えば、紫外線硬化樹脂等により構成される。
【００２４】
記録再生に用いられるレーザ光は、ディスク記録再生装置から出射される。また、記録再生に用いられるレーザ光は光透過保護層１３側から入射される。そして、光透過保護層１３側から入射されたレーザ光は、ディスク記録再生装置のフォーカス制御に応じて、第一情報記録層１４、第二情報記録層１６、又は、第三情報記録層１８に集光され、情報の記録再生が行われる。
【００２５】
第一情報記録層１４、第二情報記録層１６及び第三情報記録層１８は、その層中に記録再生に用いられるレーザ光の入射側から、第一誘電体層２１、相変化材料層２２、第二誘電体層２３、金属層２４、及び、第三誘電体層２５を備える。
【００２６】
［光情報記録媒体の記録層の構成例］
次に、図１に示す光情報記録媒体１０の情報記録層１２、及び、図２に示す光情報記録媒体２０の第一〜第三情報記録層１４，１６，１８の構成について説明する。
上述のように、情報記録層１２は、レーザ光の入射側から、第一誘電体層２１、相変化材料層２２、第二誘電体層２３、及び、金属層２４の順で形成されている。また、情報記録層１４，１６，１８は、レーザ光の入射側から、第一誘電体層２１、相変化材料層２２、第二誘電体層２３、金属層２４、及び、第三誘電体層２５の順で形成されている。
なお、情報記録層１８は、情報記録層１２と同様に、レーザ光の入射側から、第一誘電体層２１、相変化材料層２２、第二誘電体層２３、及び、金属層２４の順で形成し、第三誘電体層２５を設けない構成とすることも可能である。
【００２７】
第一誘電体層２１及び第三誘電体層２５は、例えばＳｉＮ、ＺｎＳ、ＳｉＯ2、ＴｉＯ２Ｎｂ２Ｏ５等により形成される。
相変化材料層２２は、例えば、ＧｅＳｂＴｅ、ＡｇＩｎＳｂＴｅ等を主成分とする相変化記録材料により形成される。また、相変化記録材料としては、例えば、Ｇｅ−Ｓｂ−Ｔｅ、Ｔｅ−Ｓｎ−Ｇｅ、Ｔｅ−Ｓｂ−Ｇｅ−Ｓｅ、Ｔｅ−Ｓｎ−Ｇｅ−Ａｕ、Ａｇ−Ｉｎ−Ｓｂ−Ｔｅ、Ｉｎ−Ｓｂ−Ｓｅ、Ｉｎ−Ｔｅ−Ｓｅ等の各種材料を適用することができる。
金属層２４は、例えばＡｇ合金等により形成される。
【００２８】
［記録層中の第二誘電体層の構成例］
次に、記録層において、相変化材料層２２と金属層２４との間に介在する、第二誘電体層２３の構成について説明する。
特に、図２に示す光情報記録媒体２０のように、多層構造の光情報記録媒体では、第二情報記録層１６又は第三情報記録層１８のようなレーザ光入射側の半透過性記録層において特に欠陥抑制が難しい。このため、二層以上の記録材料層を備える多層光情報記録媒体において、レーザ光入射側の半透過性記録層の第二誘電体層２３に着目し、第二誘電体層２３を例にとって、第二誘電体層の材料組成と光情報記録媒体の特性との関係について説明する。
【００２９】
光情報記録媒体１０，２０への情報記録は、相変化材料層２２を構成する相変化記録材料に対して行われる。
光情報記録媒体１０，２０の未記録の領域では、初期化と呼ばれるプロセスにより相変化記録材料を結晶状態にする。そして、光情報記録媒体１０，２０に記録を行うときは、レーザ光を各情報記録層１２，１４，１６，１８に集光し相変化記録材料を加熱溶融し、さらに溶融した相変化記録材料を急冷することでアモルファス領域を形成する。このように、相変化記録材料をアモルファス化させたアモルファスマークの長さを制御することで、光情報記録媒体に情報を記録している。
【００３０】
また、既に情報が記録されている領域に新たに情報を上書きする場合には、新たなアモルファスマークが形成される直前に、上書きする際に発生する熱で相変化記録材料を溶融又は結晶化して既存のアモルファスマークを消去する。そして、このとき溶融した部分を急冷することで新たなアモルファスマークを形成する。
【００３１】
ここで、相変化材料層２２に接触する第二誘電体層２３は、上書きを行う際の既存マークの結晶化に関与する。
第二誘電体層２３に、相変化記録材料との密着力が弱い材料を配置することで、記録材料に結晶核をより多く持たせることができる。このため、相変化記録材料を結晶化させる早さ、いわゆる結晶化速度を高めることができる。しかしながら、第二誘電体層２３と相変化記録材料との密着力の悪さから、環境試験で剥離を起こす界面になり、光情報記録媒体の信頼性を低下させている。従って、光情報記録媒体の信頼性と信号特性双方を満たす材料を、第二誘電体層２３に配置することが必要となる。
【００３２】
また、相変化記録材料にアモルファスマークを形成する際は、溶融した相変化記録材料が急冷される必要がある。このため、金属層２４を構成するＡｇ合金等の高熱伝導率特性を利用し、相変化記録材料で発生した熱を急速に拡散させて急冷させている。このとき、相変化材料層２２と金属層２４との間に存在する第二誘電体層２３が、この熱伝達を制御する役割を持つ。
【００３３】
また、相変化材料層２２に用いられるＧｅＳｂＴｅやＧｅＢｉＴｅの相変化記録材料中のＧｅや、金属層を構成するＡｇ合金は凝集を起こしやすい。特に、金属層を構成するＡｇは、凝集しやすく且つ基板中の水分と反応して酸化し体積変化を引き起こしやすい。このため、第二誘電体層２３は、記録時の情報書き換え性能と、Ａｇの凝集や腐食を抑制する効果を必要とする。
このように第二誘電体層２３は、情報記録層中で重要な働きを担っている。
【００３４】
上述のように、相変化材料層２２と金属層２４との間に設けられる第二誘電体層２３には、光情報記録媒体の信頼性と信号特性双方を満たす材料を適用する必要がある。この観点から、第二誘電体層２３に適用する材料は、（Ｉｎ２Ｏ３）ｘ（ＳｎＯ２）１−ｘ（但し、０．４＜ｘ≦０．７）を主成分とすることが好ましい。また、（Ｉｎ２Ｏ３）ｘ（ＺｒＯ２）１−ｘ（但し、０．１＜ｘ≦０．５）を主成分とすることが好ましい。なお、各組成はモル比（ｍｏｌ％）で表している。
【００３５】
相変化材料層２２と金属層２４との間に設けられる第二誘電体層２３が、Ｉｎ２Ｏ３を含むことにより、経時変化による欠陥増加率が低く、信頼性の高い記録層を形成することができる。しかし、Ｉｎ２Ｏ３のみを主成分として第二誘電体層２３を形成した場合には、ＲＦ（Radio Frequency）信号特性が低い。また、ＲＦ信号書き換え性能、いわゆるＤＯＷ（Direct Over Write）特性の点で、書き換え回数（ＤＯＷ回数）が少ない段階でＤＯＷジッターが増加傾向を示す。従って、第二誘電体層２３をＩｎ２Ｏ３のみを主成分として形成した場合には、ＲＦ信号書き換え性能が不充分となる。
このため、Ｉｎ２Ｏ３に対して一定量のＳｎＯ２又はＺｒＯ２を混合することにより、Ｉｎ２Ｏ３の有する高い信頼性を維持しつつ、ＳｎＯ２又はＺｒＯ２の特性より、書き換え特性、ＤＯＷ回数等のＲＦ信号特性を向上させることができる。このため、第二誘電体層２３は、（Ｉｎ２Ｏ３）ｘ（ＳｎＯ２）１−ｘ、（但し、０．４＜ｘ≦０．７）を主成分とする材料を適用することが好ましい。また、（Ｉｎ２Ｏ３）ｘ（ＺｒＯ２）１−ｘ、（但し、０．１＜ｘ≦０．５）を主成分とする材料を適用することが好ましい。
このように、相変化材料層と金属層との間に設けられる誘電体層を、上記組成を主成分とする材料で構成することにより、記録再生信号特性を犠牲にすることなく、経時変化による欠陥増殖を抑えることが可能な情報記録媒体を提供することができる。
【実施例】
【００３６】
〈２．光情報記録媒体の実施例〉
実際に光情報記録媒体を作製し、相変化材料層と金属層との間に設けられる誘電体層の材料と、光情報記録媒体の信頼性及び信号特性との関係を調べた。
本実験において、実際に作製した光情報記録媒体の構造を図３に示す。
図３に示すように、光情報記録媒体３０は、支持基板３１上に、中間層３２を介して情報記録層３３が形成され、さらに、情報記録層３３上に光透過保護層３４が形成された積層構造を有する。
また、情報記録層３３は、記録再生に用いられるレーザ光側から、第一誘電体層３５、相変化材料層３６、第二誘電体層３７、金属層３８、及び、第三誘電体層３９が積層された構成である。
【００３７】
第一誘電体層３５には、ＳｉＮ層を１０ｎｍ形成した上にＮｂ２Ｏ５層を２４ｎｍ積層して形成した。また、相変化材料層３６には、ＧｅＢｉＴｅ（ＧｅＴｅ−Ｂｉ２Ｔｅ３）系統の擬似二元系材料を６ｎｍ形成した。金属層３８には、Ａｇ合金を８ｎｍ形成した。第三誘電体層３９には、ＴｉＯ２を２１ｎｍ形成した。支持基板３１は、１．１ｔ厚のポリカーボネートにより形成した。
【００３８】
また、光情報記録媒体３０の評価には、図４に示すディスク評価装置を用いて信号記録再生を行い、信号品質の評価や欠陥の検出を行った。このディスク評価装置は、ブルーレイディスク（Blu-ray disc：登録商標）ドライブと同様の仕様を有する。
【００３９】
図４に示すディスク評価装置は、光情報記録媒体３０に対する記録再生を行う記録再生装置であり、記録媒体配置部、移動光学系を有する。
記録媒体配置部には、光情報記録媒体３０が配置され、光情報記録媒体３０を回転駆動するスピンドルモータ４０を有する。
移動光学系は、例えば半導体レーザ等からなる光源部４１、コリメータレンズ４２、ビームスプリッタ４３、ミラー４４、対物レンズ４５、集光レンズ４６、及び、フォトディテクタ４７を有する。
【００４０】
ディスク評価装置では、光情報記録媒体３０をスピンドルモータ４０によって回転させ、移動光学系を光情報記録媒体３０のラジアル方向に移動させることによって、光源部４１からのレーザ光を光情報記録媒体３０上に走査させる。また、光透過保護層側を上面にして光情報記録媒体３０が配置され、光透過保護層側からレーザ光が照射される。
また、光情報記録媒体３０からの戻り光は、ビームスプリッタ４３によって分岐されてフォトディテクタ４７に導入される。そして、戻り光をフォトディテクタ４７により検出する。さらに、フォトディテクタ４７に接続された信号解析装置４８によって信号品質の評価や欠陥の検出を行う。
【００４１】
光情報記録媒体３０の信号品質の評価には、上述のディスク評価装置を用いて、記録した信号の品質を示すジッター値、及び、情報書き換え性能を示す消去比を指標とした。
欠陥検出は、光情報記録媒体３０の未記録部トラックを、ドライブでトラッキングサーボをかけながら全面スキャンしてレーザ戻り光量を観察し、戻り光量が変化した時にその変化を欠陥として検出した。
【００４２】
［ＲＦ信号消去特性］
情報記録層３３の層構成の中で第二誘電体層３７の材料が信号品質及び欠陥増加率の双方に強く影響を与るため、以下の実験では第二誘電体層３７の材料を種々変更して光情報記録媒体３０の性能比較を行った。
光情報記録媒体３０の第二誘電体層３７に、Ａｌ２Ｏ３、Ｃｒ２Ｏ３、Ｇａ２Ｏ３、Ｉｎ２Ｏ３、Ｎｂ２Ｏ５、ＳｉＮ、ＳｉＯ２、Ｔａ２Ｏ５、ＺｎＯ、ＺｎＳ−、ＺｒＯ２、ＺｎＳ、ＣｅＯ２、又は、ＳｎＯ２を配置し、ＲＦ信号消去特性を測定した。
各光情報記録媒体３０のＲＦ信号消去特性の測定結果を図５に示す。
ＲＦ信号消去特性は、記録層に８Ｔの長さの信号を記録し、８Ｔの信号の上から３Ｔの長さの信号で書き換えた。そして、３Ｔの信号で書き換える前後で、８Ｔの信号の信号量の変化を測定した。
【００４３】
図５に示すように、第二誘電体層３７にＺｎＯ、ＺｎＳ−以外の各材料を適用した光情報記録媒体３０が、ＲＦ信号消去特性においてよい結果を示した。ＺｎＯ、ＺｎＳ−を第二誘電体層３７に適用した光情報記録媒体３０は、消去比が極端に小さく、良い結果が得られなかった。
【００４４】
［信頼性試験による欠陥増加率１］
次に、上述のＲＦ信号消去特性と同様に、第二誘電体層３７に、Ａｌ２Ｏ３、Ｃｒ２Ｏ３、Ｇａ２Ｏ３、Ｉｎ２Ｏ３、Ｎｂ２Ｏ５、ＳｉＮ、ＳｉＯ２、Ｔａ２Ｏ５、ＺｎＯ、ＺｎＳ、ＺｒＯ２、ＺｎＳ−、ＣｅＯ２、又は、ＳｎＯ２を適用した光情報記録媒体３０の信頼性試験を行った。
信頼性試験は、作製した各光情報記録媒体３０を９０℃の窒素雰囲気中に２４時間保持した後、上述のディスク評価装置により欠陥の検出をすることにより、欠陥の増加率を測定した。欠陥増加率は、光情報記録媒体３０において、信頼性試験前後での１ｍｍ２当たりの欠陥箇所の増加数を、信頼性試験の時間（ｄａｙ）で除した数値で表す。
各光情報記録媒体３０の信頼性試験の欠陥増加率の比較結果を図６に示す。
【００４５】
図６に示すように、第二誘電体層３７にＧａ２Ｏ３、Ｉｎ２Ｏ３、Ｎｂ２Ｏ５、ＺｎＯ、ＺｒＯ２、ＳｎＯ２を適用した光情報記録媒体３０が、欠陥増加率の点でよい結果を示した。このうち、ＺｎＯは、図５に示すＲＦ信号消去特性の結果において、消去比が極端に小さいため、光情報記録媒体の誘電体層に適用するのは好ましくない。
【００４６】
［信頼性試験による欠陥増加率２］
次に、図６に示す信頼性試験の結果が好ましく、図５に示すＲＦ信号消去特性の結果も比較的良好な、Ｇａ２Ｏ３、Ｉｎ２Ｏ３、Ｎｂ２Ｏ５、ＺｒＯ２、又は、ＳｎＯ２を第二誘電体層３７に適用して光情報記録媒体３０を作製した。作製した各光情報記録媒体３０の信頼性試験を行った。
信頼性試験は、恒温恒湿度槽を用いて槽内温度８０℃、湿度８５％の環境下に光情報記録媒体３０を１００時間保持した後、上述のディスク評価装置により欠陥の検出をすることにより、欠陥の増加率を計測した。
欠陥増加率は、光情報記録媒体３０において、１ｍｍ２当たりの欠陥箇所の個数を、信頼性試験の時間（ｄａｙ）で除した数値で表す。
各光情報記録媒体３０の信頼性試験の欠陥増加率の比較結果を図７に示す。
【００４７】
図７に示すように、Ｉｎ２Ｏ３を第二誘電体層３７に適用した光情報記録媒体３０が、他の材料を第二誘電体層３７に適用した光情報記録媒体３０に比べ、格段に欠陥増加率が低い結果が得られた。また、Ｎｂ２Ｏ５を第二誘電体層３７に適用した光情報記録媒体３０では、Ｇａ２Ｏ３、Ｉｎ２Ｏ３、ＺｒＯ２、ＳｎＯ２を第二誘電体層３７に適用した光情報記録媒体３０に比べて、欠陥増加率が格段に悪化することがわかった。
【００４８】
次に、第二誘電体層３７に、信頼性試験の結果が良好なＩｎ２Ｏ３を適用した光情報記録媒体３０について、ＲＦ信号書き換え特性の試験を行った。この試験の結果を図８に示す。
図８に示すように、光情報記録媒体３０の第二誘電体層３７にＩｎ２Ｏ３を適用した場合は、書き換え回数が１００付近においてＤＯＷジッターが増加した。この結果、第二誘電体層３７にＩｎ２Ｏ３を適用した場合は、ＲＦ信号書き換え性能、いわゆるＤＯＷ特性において、書き換え回数が少ないうちからＤＯＷジッターが増加する傾向を示した。
【００４９】
以上の結果から、信頼性試験における欠陥増加率の点では、第二誘電体層３７を構成する材料として、Ｉｎ２Ｏ３を用いるのが好ましいことがわかる。しかし、Ｉｎ２Ｏ３を第二誘電体層３７に適用した場合には、図５に示すように消去比が２２ｄＢであり、光情報記録媒体のＲＦ信号書き換え性能としては不十分な結果であった。一般に、光情報記録媒体の消去比は、２６ｄＢ以上必要とされている。また、ＤＯＷ特性において、書き換え回数が少ないうちからＤＯＷジッターが増加する傾向を示した。
従って、第二誘電体層を、Ｉｎ２Ｏ３単体で構成した場合には、光情報記録媒体の性能としては不十分である。
【００５０】
［Ｉｎ２Ｏ３と他の材料との複合酸化物を適用した場合の各種試験］
次に、図６に示した信頼性試験の結果においてＩｎ２Ｏ３に次いで良好な結果を示した、Ｇａ２Ｏ３、ＺｒＯ２、及び、ＳｎＯ２を、Ｉｎ２Ｏ３と組み合わせて複合酸化物とし、この複合酸化物を第二誘電体層３７に適用して光情報記録媒体３０を評価した。
【００５１】
第二誘電体層３７に、Ｇａ２Ｏ３、ＺｒＯ２、又は、ＳｎＯ２をＩｎ２Ｏ３と組み合わせた複合酸化物を適用した光情報記録媒体３０のＤＯＷ１０回時（ＤＯＷ１０）のＲＦ信号ジッター値を測定した。
各光情報記録媒体３０のＲＦ信号ジッター値の測定結果を図９Ａ〜Ｃに示す。なお、図９Ａには、第二誘電体層３７にＩｎ２Ｏ３とＧａ２Ｏ３との複合酸化物を適用した場合の結果を示す。また、図９Ｂには、第二誘電体層３７にＩｎ２Ｏ３とＳｎＯ２との複合酸化物を適用した場合の結果を示す。図９Ｃには、第二誘電体層３７にＩｎ２Ｏ３とＺｒＯ２との複合酸化物を適用した場合の結果を示す。
【００５２】
また、第二誘電体層３７に、Ｇａ２Ｏ３、ＺｒＯ２、又は、ＳｎＯ２をＩｎ２Ｏ３と組み合わせた複合酸化物を適用した光情報記録媒体３０のＤＯＷ回数を測定した。
各光情報記録媒体３０のＤＯＷ回数の測定結果を図１０Ａ〜Ｃに示す。なお、図１０Ａには、第二誘電体層３７にＩｎ２Ｏ３とＧａ２Ｏ３との複合酸化物を適用した場合の結果を示す。また、図１０Ｂには、第二誘電体層３７にＩｎ２Ｏ３とＳｎＯ２との複合酸化物を適用した場合の結果を示す。図１０Ｃには、第二誘電体層３７にＩｎ２Ｏ３とＺｒＯ２との複合酸化物を適用した場合の結果を示す。
なお、ＤＯＷ回数は、オーバーライトを進めたときにジッター値が急激に悪化する点を測定し、急激な悪化の開始点の書き換え回数と定義する。例えば、図８に示す第二誘電体層３７にＩｎ２Ｏ３を単体で適用した光情報記録媒体３０の場合には、ＤＯＷ回数は１００である。
【００５３】
また、第二誘電体層３７に、Ｇａ２Ｏ３、ＺｒＯ２、又は、ＳｎＯ２をＩｎ２Ｏ３と組み合わせた複合酸化物を適用した光情報記録媒体３０の信頼性試験を行った。
信頼性試験は、恒温恒湿度槽を用いて槽内温度８０℃、湿度８５％の環境下に光情報記録媒体３０を１００時間保持した後、上述のディスク評価装置を用いて欠陥検出を行い、欠陥増加率を計測した。欠陥増加率は、光情報記録媒体３０において、１ｍｍ２当たりの欠陥箇所の個数を、信頼性試験の時間（ｄａｙ）で除した数値で表す。
各光情報記録媒体３０の信頼性試験の欠陥増加率の結果を図１１Ａ〜Ｃに示す。なお、図１１Ａには、第二誘電体層３７にＩｎ２Ｏ３とＧａ２Ｏ３との複合酸化物を適用した場合の結果を示す。また、図１１Ｂには、第二誘電体層３７にＩｎ２Ｏ３とＳｎＯ２との複合酸化物を適用した場合の結果を示す。図１１Ｃには、第二誘電体層３７にＩｎ２Ｏ３とＺｒＯ２との複合酸化物を適用した場合の結果を示す。
【００５４】
なお、図９〜１１において、横軸は、各複合酸化物におけるＧａ２Ｏ３、ＺｒＯ２、又は、ＳｎＯ２の組成比をモル比（ｍｏｌ％）で表している。また、図１１Ａ〜Ｃにおいて、グラフ中の破線は、第二誘電体層３７にＩｎ２Ｏ３を単体で使用した場合の欠陥増加率を示している。
【００５５】
図１０Ａ〜Ｃに示すＤＯＷ回数の測定結果から、第二誘電体層３７に、Ｇａ２Ｏ３、ＺｒＯ２、又は、ＳｎＯ２とＩｎ２Ｏ３との複合酸化物を適用することで、光情報記録媒体３０のＤＯＷ回数の増加が見込めることがわかる。
第二誘電体層３７にＩｎ２Ｏ３を単体で適用した光情報記録媒体３０の場合には、ＤＯＷ回数が１００であった。これに対し、第二誘電体層３７にＧａ２Ｏ３、ＺｒＯ２、又は、ＳｎＯ２とＩｎ２Ｏ３との複合酸化物を適用した光情報記録媒体３０では、Ｇａ２Ｏ３、ＺｒＯ２、又は、ＳｎＯ２の組成比に応じて、ＤＯＷ回数がＩｎ２Ｏ３を単体よりも優れるという結果が得られた。
【００５６】
また、Ｉｎ２Ｏ３とＧａ２Ｏ３との複合酸化物を第二誘電体層３７に適用した光情報記録媒体３０では、図１０Ａに示すように、Ｇａ２Ｏ３の組成比が５０ｍｏｌ％以上７０ｍｏｌ％以下の領域でＤＯＷ回数が伸びた。また、図９Ａに示すように、ＤＯＷ１０のジッター値が、組成比が５０ｍｏｌ％以上７０ｍｏｌ％以下の領域で低減することが分かった。しかし、図１１Ａに示すように、組成比が４０ｍｏｌ％以上の領域において、欠陥増加率が悪化することがわかる。
この結果から、Ｉｎ２Ｏ３とＧａ２Ｏ３との複合酸化物を第二誘電体層３７に適用した場合には、Ｉｎ２Ｏ３を単体で使用した場合よりもＤＯＷ回数及びＤＯＷ１０のジッター値の効果が優れる組成比領域において、信頼性試験の欠陥増加率が増加する。このため、第二誘電体層３７へのＩｎ２Ｏ３とＧａ２Ｏ３との複合酸化物の適用は、好ましくないこととわかる。
【００５７】
また、Ｉｎ２Ｏ３とＺｒＯ２との複合酸化物を第二誘電体層３７に適用した光情報記録媒体３０では、ＺｒＯ２の組成比が６０ｍｏｌ％以上では初期化工程において記録材料の結晶化を進められなかった。
しかし、図１０Ｂに示すように、ＺｒＯ２の組成比が６０ｍｏｌ％より低い領域において、１０ｍｏｌ％を超える領域、特に２０ｍｏｌ％以上５０ｍｏｌ％以下の領域で、ＤＯＷ回数の増加が確認できた。また、ＺｒＯ２の組成比が２０ｍｏｌ％以上５０ｍｏｌ％以下の領域では、ＤＯＷ１０のジッター値の悪化が見られなかった。
さらに、ＺｒＯ２の組成比が１０ｍｏｌ％を超え、５０ｍｏｌ％以下の領域では、欠陥増加率がＩｎ２Ｏ３を単体で使用した場合よりも若干悪化するものの、顕著には悪化していない。特に、ＺｒＯ２の組成比が２０ｍｏｌ％では、欠陥増加率が悪化せず、且つ、ＤＯＷ回数の増加が見られた。
【００５８】
また、Ｉｎ２Ｏ３とＳｎＯ２との複合酸化物を第二誘電体層３７に適用した光情報記録媒体３０では、図１０Ｂに示すように、ＳｎＯ２の組成比が４０ｍｏｌ％を超えた領域、特に５０ｍｏｌ％以上７０ｍｏｌ％以下の領域で、ＤＯＷ回数の増加が確認できた。
また、図１１Ｂに示すように、ＳｎＯ２の組成比が５０ｍｏｌ％以上７０ｍｏｌ％以下の領域の領域では、Ｉｎ２Ｏ３を単体で使用した場合に対する欠陥増加率の悪化は見られなかった。
さらに、図９Ｂに示すように、ＳｎＯ２の組成比が５０ｍｏｌ％以上６０ｍｏｌ％以下の領域では、ＤＯＷ１０ジッター値に関して特に良好な結果が得られた。
【００５９】
上述のように、欠陥増加率、ＤＯＷ１０ジッター値、及び、ＤＯＷ回数の三点において、Ｉｎ２Ｏ３とＳｎＯ２との複合酸化物を第二誘電体層３７に適用した光情報記録媒体３０の特性が優れている。特に、ＳｎＯ２の組成比が４０ｍｏｌ％を超え、７０ｍｏｌ％以下の領域において、優れた効果が得られた。
【００６０】
また、Ｉｎ２Ｏ３とＺｒＯ２との複合酸化物を第二誘電体層３７に適用した光情報記録媒体３０では、ＺｒＯ２の組成比が６０ｍｏｌ％以上では初期化工程において記録材料の結晶化ができなかった。また、Ｉｎ２Ｏ３とＳｎＯ２との複合酸化物を第二誘電体層３７に適用した光情報記録媒体３０には、やや特性面で劣っている。しかし、Ｉｎ２Ｏ３とＳｎＯ２以外の材料との複合酸化物を第二誘電体層３７に適用した光情報記録媒体３０対しては、格段に優れる結果が得られた。特に、ＺｒＯ２の組成比が１０ｍｏｌ％を超え、５０ｍｏｌ％以下の領域において、優れた効果が得られた。なかでも、ＺｒＯ２の組成比が２０ｍｏｌ％の点では、欠陥増加率が悪化せず、且つ、ＤＯＷ回数が増加した。
【００６１】
上述のように、材料の相変化を記録再生原理に用いた書き換え型光情報記録媒体において、相変化材料層に接触し、相変化材料層と金属層との間に介在する誘電体層に、Ｉｎ２Ｏ３とＳｎＯ２との複合酸化物、又は、Ｉｎ２Ｏ３とＺｒＯ２との複合酸化物を適用する。これにより、記録再生信号特性を犠牲にすることなく、経時変化による欠陥増殖を抑えることが可能な情報記録媒体を作製することができる。
【００６２】
なお、上述の実施例では、第二誘電体層以外の各層、相変化材料層や金属層等の材料を一種類の材料で固定して実験を行っているが、第二誘電体層以外の各層の組成は上述の材料以外でも、実施例と同様の効果を得ることができる。また、実施例では、情報記録層を１層のみ形成した光情報記録媒体を用いたが、情報記録層を中間層上に形成することにより、情報記録層を複数備える光情報記録媒体と同様の結果を得ることができる。
【００６３】
なお、上述の実施の形態では記録層を一層又は三層備える光情報記録媒体を例示して説明しているが、光情報記録媒体の構成はこれに限られず、例えば記録層を二層又は四層以上備える光情報記録媒体に適用することができる。特に、記録層を二層以上備え、半透過性記録層を備える光情報記録媒体に効果的に適用することができる。
【００６４】
なお、本発明は上述の実施形態例において説明した構成に限定されるものではなく、その他本発明構成を逸脱しない範囲において種々の変形、変更が可能である。
【符号の説明】
【００６５】
１０，２０，３０  光情報記録媒体、１１，３１  支持基板、１２，３３  情報記録層、１３，３４  光透過保護層、１４  第一情報記録層、１５  第一中間層、１６  第二情報記録層、１７  第二中間層、１８  第三情報記録層、２１，３５  第一誘電体層、２２，３６  相変化材料層、２３，３７  第二誘電体層、２４，３８  金属層、２５，３９  第三誘電体層、３２  中間層、４０  スピンドルモータ、４１  光源部、４２  コリメートレンズ、４３  ビームスプリッタ、４４  ミラー、４５  対物レンズ、４６  集光レンズ、４７  フォトディテクタ、４８  信号解析装置
【図１】
2010192025.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2010192025.tif 000009
【図８】
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【図９】
2010192025.tif 000011
【図１０】
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【図１１】
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