(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
非晶質−結晶相の可逆的相変化により記録消去を行う光記録媒体の記録層が、Ａｇ、Ｉｎ、Ｔｅ、Ｓｂ及びＰｂを構成元素とし、しかも各構成元素のＡｇαＩｎβＴｅγＳｂδＰｂεにおいて、その組成比が原子％で
３＜α≦４
１２≦β≦１３
２３≦γ≦２５
５７≦δ≦５８
１≦ε≦２
であり、且つα＋β＋γ＋δ＋ε＝１００である記録材料からなることを特徴とする光記録媒体。
【請求項２】
基板上に第１の誘電体層、記録層、第２の誘電体層、金属又は合金層をその順に積層してなる光記録媒体において、記録層が請求項１記載の記録材料からなり、かつ第２の誘電体層が、ＳｉＣとＡｌＮの混合物からなることを特徴とする光記録媒体。
【請求項３】
請求項２記載のＡｌＮとＳｉＣの混合物が、（ＡｌＮ）ｘ（ＳｉＣ）ｙにおいて、ｘ：ｙ＝８０〜９９：１〜２０であることを特徴とする光記録媒体。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は光記録媒体、特に光ビームを照射することにより記録層材料に相変化を生じさせ、情報の記録・再生を行い、且つ、書き換えが可能である相変化型情報記録媒体に関し、光メモリー関連機器、特に書き換え可能なコンパクトディスク（ＣＤ）に応用されるものである。
【０００２】
【従来の技術】
半導体レーザビーム照射により情報の記録・再生及び消去が可能な光記録媒体には、熱を利用して磁化の反転を行ない記録消去する光磁気記録方式と、結晶と非晶質の可逆的相変化を利用し記録消去する相変化光記録方式がある。後者は単一ビームによるオーバーライトが前者に比べてしやすく、しかもＣＤ−ＲＯＭ、ＣＤ−Ｒとの互換性の点で有利である。このような背景により相変化光記録媒体も今や実用化されており、なおも大容量化に向けて研究開発が進んでいる。
【０００３】
相変化記録媒体の記録層に用いられる材料には、カルコゲン系のＧｅ−Ｓｂ−Ｔｅ、Ｉｎ−Ｓｂ−Ｔｅ、Ｇｅ−Ｓｅ−Ｔｅ、Ｇｅ−Ｔｅ−Ｂｉ、Ｓｂ−Ｓｅ−Ｔｅ、Ｉｎ−Ｔｅ−Ａｕがこれまでに調べられているが、Ｇｅ−Ｓｂ−Ｔｅが実用レベルに達している。しかし、この材料にしても、記録感度、消去感度の向上とオーバライト時の消し残りによる消去比の低下等、特性の向上は望まれる。そこで、オーバライト時の消去比を一段と向上させることができた材料として、Ａｇ−Ｉｎ−Ｓｂ−Ｔｅ系がある（特開平４−７８０３１号公報、特願平８−１０３８３２号）。この系において消去比が向上したのは、消去時に微結晶ＡｇＳｂＴｅ２とアモルファスＩｎ−Ｓｂの２相状態になっていることによる。
【０００４】
なお、特公平８−２７９７３号公報にはＰｂを添加した例が記載されている。これは、Ｔｅ−Ｓｅ−ＮにＰｂを添加した場合であるが、光記録媒体でもピット（穴）形成によるｗｒｉｔｅ  ｏｎｃｅタイプの記録方式であり、媒体の種類が異なる。また、この例ではＰｂの量を膜厚方向に対して表面側（界面）を多く、中央部分を少なくすることで耐候性を向上させている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
相変化型光記録媒体は、実用レベルに達しており、今後ＣＤ−ＲＯＭ、ＣＤ−Ｒとの互換性はもちろんのこと、画像データ用記録媒体への用途として大容量化が期待される。高密度化、高速化に対応するために、更に記録層材料の高記録消去感度化による融点及び結晶化温度降下、結晶相転移の高速化等が要求される。これらは、記録材料の特性が支配的であるため、更にこれらの特性を満足する材料、組成を考える必要がある。更にこの記録材料に最適な、記録層の上下に設ける誘電体保護層材料も考える必要がある。
【０００６】
従って、本発明の目的は、今後の高線速、大容量化に十分対応できる記録媒体を提供することにあり、中でも記録層材料は消去特性の優れた４元系のＡｇ−Ｉｎ−Ｓｂ−Ｔｅ系を基にした材料と、またこの記録層に最適な、記録層上に積む第２の誘電体層（保護層）材料を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば、第一に、非晶質−結晶相の可逆的相変化により記録消去を行う光記録媒体の記録層が、Ａｇ、Ｉｎ、Ｔｅ、Ｓｂ及びＰｂを構成元素とし、しかも各構成元素のＡｇαＩｎβＴｅγＳｂδＰｂεにおいて、その組成比が原子％で
３＜α≦４
１２≦β≦１３
２３≦γ≦２５
５７≦δ≦５８
１≦ε≦２
であり、且つα＋β＋γ＋δ＋ε＝１００である記録材料からなることを特徴とする光記録媒体が提供される。第二に、基板上に第１の誘電体層、記録層、第２の誘電体層、金属又は合金層をその順に積層してなる光記録媒体において、記録層が上記第一に記載した記録材料からなり、かつ第２の誘電体層が、ＳｉＣとＡｌＮの混合物からなることを特徴とする光記録媒体が提供される。第三に、上記第二に記載したＡｌＮとＳｉＣの混合物が、（ＡｌＮ）x（ＳｉＣ）yにおいて、ｘ：ｙ＝８０〜９９：１〜２０であることを特徴とする光記録媒体が提供される。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を更に詳細に説明する。
本発明の光記録媒体は、非晶質−結晶相の可逆的相変化により記録消去を行う光記録媒体の記録層に用いる材料は、Ａｇ−Ｉｎ−Ｔｅ−Ｓｂ系にＰｂを添加した５元系材料である。その望ましい組成は原子％で
３＜α≦４
１２≦β≦１３
２３≦γ≦２５
５７≦δ≦５８
１≦ε≦２
である。
【０００９】
即ち、本発明の記録層に用いる材料は、Ａｇ−Ｉｎ−Ｔｅ−Ｓｂ系にＰｂを添加した５元系材料である。その望ましい組成は原子％で３＜α≦４、１２≦β≦１３、２３≦γ≦２５、５７≦δ≦５８および１≦ε≦２である。この組成の材料を用いることにより、今後期待される大容量相変化記録媒体において高線速化、高密度化により、現状の記録・消去パワーで（望ましくは更に低いパワーで）記録・消去することが可能になる。そのために非晶質と結晶相の転移温度を低くし、更に結晶化速度が速くなることが要求されるが、Ｐｂの添加によりそれが達成できる。Ｐｂの添加は、特に融点と結晶化温度の降下に効果的である。
【００１０】
高密度記録の場合、記録マークの熱分布による拡がりを避けて尚且つ高いパワーで瞬時に高温にし、急冷する必要がある。高線速化の場合には、記録時に急冷はしやすいがその分瞬時に高温にする必要があるが記録はしやすい。しかし消去時は徐冷させにくいため消去パワーを高くする必要がある。しかも、結晶化速度はより速くなければならない。また、これにより感度が悪くなる。従って、少なくとも低融点、低結晶化温度、高速結晶化が要求される。Ｐｂの添加において、結晶化速度が速くなる理由に原子半径との関係がある。Ｐｂの原子半径は０．１７６ｎｍであるが、ＳｅＧｅ系材料においてＢｉ、Ｔｌ等の原子半径が大きい（＞０．１６ｎｍ）材料を添加するほど、結晶化速度が速くなることがわかっている［Ｍ．Ａ．ＭＯＵＳＡ，Ｍ．Ａ．ＡＨＭＥＤ，Ｊ．Ｃｒｙｓ．ｇｒｏｗｔｈ，８８（１９８８）］。
【００１１】
一方、上記要求は記録層だけでは達成し得ない。特に記録層上に設けられた第２の誘電体層（保護層）とその上の金属又は合金層（反射・放熱層）により制御できる。保護層においては、急冷、徐冷により熱衝撃、熱膨張の繰り返しによる応力誘起で劣化してしまい、保護層の役割を果たさなくなる。従って、短時間の急激な温度変化に耐え得る保護膜を選ぶことが必要である。その保護膜材料として、ＡｌＮにＳｉＣを混ぜた混合物を用いることが好ましい。ＡｌＮは熱伝導率が比較的高く、一方ＳｉＣは熱衝撃に強い。この２つの混合相をＡｌＮ：ＳｉＣ＝（８０〜９９）：（１〜２０）の比にする。これにより、ＳｉＣが熱衝撃、熱応力を緩和、吸収し保護層の役割を果たす。望ましくは、ＳｉＣが微粒子の状態で存在することで更なる効果を示す。従って、ＳｉＣの役割は２０ｍｏｌ％以下が良い。
【００１２】
【実施例】
以下、実施例により本発明を更に詳細に説明する。
基板上に、スパッタリングにより記録層を製膜する場合、ターゲットとしてＰｂＳｂ合金とカルコパイライト構造及び／又は閃亜鉛鉱型構造を有する化学量論組成又はそれに近い組成のＡｇＩｎＴｅ２とを存在させたものを使用する。スパッタリングにより製膜する場合は、アルゴンガスを使用し、その圧力が１×１０−３ｔｏｒｒ〜５×１０−３ｔｏｒｒ、ＲＦ−ｐｏｗｅｒが０．１から０．５ＫＷで行う。第２の誘電体層の場合は、所定の割合で混合したＡｌＮとＳｉＣの焼結体ターゲットを用いて、アルゴンガス圧１×１０−３ｔｏｒｒ〜５×１０−３ｔｏｒｒ、ＲＦ−ｐｏｗｅｒが約０．１から１ＫＷで製膜する。
【００１３】
ポリカーボネートで厚さ０．６ｍｍ、トラックピッチ０．７４μｍの基板を使用する。まず、この基板上にＺｎＳ・ＳｉＯ２の第１誘電体層をスパッタリングにより作製する。次に、Ｐｂ−Ａｇ−Ｉｎ−Ｔｅ−Ｓｂ記録層、ＡｌＮ・ＳｉＣ第２の誘電体層、Ａｌ−Ｔｉ合金層（反射・放熱層）の順に製膜していく。最後に、その上に紫外線硬化樹脂をつけ膜を保護する。ここで第１の誘電体層をＡｌＮ・ＳｉＣにしても良いが、ＡｌＮとＳｉＣの割り合いが第２の誘電体層と同じであるとは限らない。適切なｐｏｗｅｒ、回転数で初期化した後、記録層は微結晶サイズが約５０ｎｍ以下のＡｇＳｂＴｅ２とＩｎ−Ｓｂ非晶質相に分離した構造になっている。この時、Ｐｂが結晶相と非晶質相にともに存在している。従って、消去性の優れた性質がそのまま維持されることになる。
【００１４】
実施例１〜４及び比較例
図１に示されるように、ポリカーボネート基板上に第１の誘電体層、記録層、第２の誘電体層、合金層の順に以下の膜厚で積層して媒体を作製した。
合金層        Ａｌ−Ｔｉ                                ：１００ｎｍ
第２の誘電体層  ＳｉＯ２・ＺｎＳ／ＡｌＮ・ＳｉＣ          ：  ２０ｎｍ
記録層        Ａｇ−Ｉｎ−Ｔｅ−Ｓｂ−Ｐｂ              ：  １８ｎｍ
第１の誘電体層  ＳｉＯ２・ＺｎＳ                          ：１７５ｎｍ
記録層組成及び第２誘電体層の組成については、表１に示した通りである。更にこの上に、有機保護層（ＵＶ硬化樹脂を）を５μｍつけた。
【００１５】
ディスクのトラックピッチは、０．７４μｍ、線速４〜７ｍ／ｓｃｃ、信号変号調方式はＥＦＭ変調方式で行い、レーザで記録する際にマルチパルス方式で行った。レーザ波長は波長６３５ｎｍ、対物レンズのＮ．Ａは０．６である。初期化を施した後、単一ビームのオーバーライトにより、測定した結果からＣ／Ｎ値が約５０ｄＢから５５ｄＢの範囲で最も良い値になる記録と消去パワー（Ｐｗ＆Ｐｅ）を表１に示す。記録膜の組成、第２の誘電体層の材料組成については、表１に示してある。比較例として、従来のＡｇ−Ｉｎ−Ｓｂ−Ｔｅの最適な組成を示した。比較例の記録、消去パワーは実際の最適値を、実施例についてはそれに対する比で表２に示した。また、オーバライト繰返し回数を表２に併せ示す。
【００１６】
【表１】
0003619979.tif 000002
【００１７】
【表２】
0003619979.tif 000003
【００１８】
以上から、Ａｇ−Ｉｎ−Ｓｂ−Ｔｅ系にＰｂを添加することで、従来の消去特性の優れた特徴を維持したまま、オーバライトにおける記録パワー、消去パワーを低下でき、しかもより高線速側で消去パワーが低くできるため結晶化速度も速くできることから、高速、大容量化に適した記録層材料になる。また、第２の誘電体層を従来のＺｎＳ・ＳｉＯ２混合物から、ＡｌＮ・ＳｉＣ混合物に換えることで、オーバーライト繰り返し回数を増加することができた。従って、相変化記録媒体の高速、大容量化に対し、本発明によりこれから期待されているＤＶＤ−ＲＡＭに十分対応できる記録媒体が提供できることがわかった。
【００１９】
【発明の効果】
請求項１の光記録媒体は、記録層がＡｇ−Ｉｎ−Ｔｅ−Ｓｂ系にＰｂを添加した５元系金属材料からなり、しかも各構成元素のＡｇαＩｎβＴｅγＳｂδＰｂεにおいて、その組成比が原子％で
３＜α≦４
１２≦β≦１３
２３≦γ≦２５
５７≦δ≦５８
１≦ε≦２
であり、且つα＋β＋γ＋δ＋ε＝１００としたことから、従来の消去特性の優れた特徴を維持したまま、オーバーライトにおける記録パワー、消去パワーを低下でき、しかもより高線速側で消去パワーが低くできるため結晶化速度も速くできるので、高速、大容量化に適用できるものとなる。
【００２０】
請求項２の光記録媒体は、基板上に第１の誘電体層、請求項１記載の記録材料からなる記録層、第２の誘電体層、金属又は合金層をその順に積層し、かつ第２の誘電体層が、ＳｉＣとＡｌＮの混合物からなるものとしたことから、反射率や記録・消去特性の最適化が図れる。
【００２１】
請求項３の光記録媒体は、第２の誘電体層がＳｉＣとＡｌＮの特定混合比の混合物からなるものとしたことから、オーバーライト繰返し回数が増加するという効果が加わる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の光記録媒体の一例を示す模式断面図である。
【符号の説明】
１  基板
２  第１の誘電体層（第１の保護層）
３  記録層
４  第２の誘電体層（第２の保護層）
５  金属又は合金層（反射・放熱層）
６  ＵＶ硬化樹脂
【図１】
0003619979.tif 000004