(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
円盤状の基板と、前記基板上に形成された少なくとも１層以上の金属反射膜層から成る反射膜層と、前記反射膜層の上に形成された少なくとも１層以上の誘電体層からなる第１の誘電体層と、前記第１の誘電体層の上に形成された相変化記録層と、前記相変化記録層の上に形成された少なくとも１層以上の誘電体層からなる第２の誘電体層と、前記第２の誘電体層の上に形成された光透過層とを備えた相変化型光デイスク媒体であって、
前記基板の上に１層以上の誘電体層から成る第３の誘電体層を形成し、
その後、前記第３の誘電体層の表面に対してイオンエッチングを行い、
つづいて、前記第３の誘電体層の上に前記反射膜層を形成し、
更に、前記相変化記録層の表面に対してイオンエッチングがされていないことを特徴とする相変化型光デイスク媒体。
【請求項２】
前記イオンエッチングを行う際のエッチング量は１ｎｍ以上であることを特徴とする請求項１記載の相変化型光デイスク媒体。
【請求項３】
前記イオンエッチング後の前記第３の誘電体層の厚さは３０ｎｍ以上であることを特徴とする請求項１記載の相変化型光デイスク媒体。
【請求項４】
前記イオンエッチングを行う際に、Ａｒガス、Ｋｒガス、ならびにＸｅガスのいずれか１つまたは複数を含むガスを導入ガスとして用いることを特徴とする請求項１記載の相変化型光デイスク媒体。
【請求項５】
円盤状の基板と、前記基板上に形成された少なくとも１層以上の金属反射膜層から成る反射膜層と、前記反射膜層の上に形成された少なくとも１層以上の誘電体層からなる第１の誘電体層と、前記第１の誘電体層の上に形成された相変化記録層と、前記相変化記録層の上に形成された少なくとも１層以上の誘電体層からなる第２の誘電体層と、前記第２の誘電体層の上に形成された光透過層とを備えた相変化型光デイスク媒体であって、
前記基板と反射層との間に、１層以上の誘電体層から成る第３の誘電体層を備え、
前記第３の誘電体層の表面が、平滑度を向上させるためにイオンエッチングされ、
更に、前記相変化記録層の表面に対してイオンエッチングがされていないことを特徴とする相変化型光デイスク媒体。
【請求項６】
円盤状の基板と、前記基板上に形成された少なくとも１層以上の金属反射膜層から成る反射膜層と、前記反射膜層の上に形成された少なくとも１層以上の誘電体層からなる第１の誘電体層と、前記第１の誘電体層の上に形成された相変化記録層と、前記相変化記録層の上に形成された少なくとも１層以上の誘電体層からなる第２の誘電体層と、前記第２の誘電体層の上に形成された光透過層とを備えた相変化型光デイスク媒体を製造する方法であって、
前記基板の上に１層以上の誘電体層から成る第３の誘電体層を形成し、
その後、前記第３の誘電体層の表面に対してイオンエッチングを行い、
つづいて、前記第３の誘電体層の上に前記反射膜層を形成し、
更に、前記相変化記録層を形成した後に、当該相変化記録層の表面に対してイオンエッチングを行わないことを特徴とする相変化型光デイスク媒体の製造方法。
【請求項７】
前記イオンエッチングを行う際のエッチング量は１ｎｍ以上であることを特徴とする請求項６記載の相変化型光デイスク媒体の製造方法。
【請求項８】
イオンエッチング後の前記第３の誘電体層の厚さは３０ｎｍ以上であることを特徴とする請求項６記載の相変化型光デイスク媒体の製造方法。
【請求項９】
前記イオンエッチングを行う際に、Ａｒガス、Ｋｒガス、ならびにＸｅガスのいずれか１つまたは複数を含むガスを導入ガスとして用いることを特徴とする請求項６記載の相変化型光デイスク媒体の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、相変化型光デイスク媒体および相変化型光デイスク媒体の製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
レーザ光を用いた光情報記録再生方式は、大容量の情報を非接触かつ高速にアクセスできることから、各所で実用化がなされている。光情報記録再生方式を用いた光学式情報記録再生媒体は、コンパクトデイスクやレーザデイスクとして知られている再生専用型、ユーザ自身が記録を行える追記型、およびユーザにより繰返し記録再生が可能な書換型に分類される。
【０００３】
追記型および書換型の光学式情報記録再生媒体はコンピユータの外部メモリや文書、画像フアイルとして使用されつつある。書換型の光学式情報記録再生媒体には、記録膜の相変化を利用した相変化型光デイスクと垂直磁化膜の磁化方向の変化を利用した光磁気デイスクがある。このうち、相変化型光デイスクは、情報を記録する際に光磁気デイスクのように外部磁界を必要とせず、さらに記録情報の重ね書き、すなわちオーバライトが容易に行えることから、今後、書換型の光学式情報記録再生媒体の主流になるものと期待されている。
【０００４】
従来より、レーザ光の照射による記録膜の結晶−非晶質間の相変化を利用した書換可能な相変化型光デイスクが知られている。相変化型光デイスクでは、記録膜に高パワーのレーザ光を照射し、記録膜温度を局所的に上昇させることにより、記録膜の結晶−非晶質間の相変化を起こさせて記録を行う。記録した情報の再生は、記録時に比べて比較的低パワーのレーザ光を照射し、前記情報記録部の光学定数の変化を反射光強度差として検出することにより行われている。
【０００５】
相変化型光デイスクの記録膜の材料としては、カルコゲナイド系材料であるＧｅＳｂＴｅ系、ＩｎＳｂＴｅ系およびＡｇＩｎＳｂＴｅ系などが用いられている。これらの記録膜はいずれも抵抗加熱真空蒸着法、電子ビーム真空蒸着法、スパッタリング法などの成膜方法で形成される。成膜直後の記録膜の状態は一種の非晶質状態にあり、この記録膜に記録を行って、非晶質の記録部を形成するため、記録膜全体を結晶質にする初期化処理が行われる。記録はこの結晶化された状態の記録膜中に非晶質部分を形成することにより達成される。
【０００６】
一般的な相変化型光デイスクの記録再生方法では、レーザ光のパワーを２つのレベル間で変化させることにより、記録膜の結晶化あるいは非晶質化が行われる。すなわち、記録時には記録膜の温度を融点以上に上昇させることが可能なパワーのレーザ光を記録膜に照射し、その照射部分が冷却時に非晶質状態となる。また、情報を消去する場合には、記録膜の温度が結晶化温度以上、融点以下の温度に達するようなパワーのレーザ光を照射する。再生時には、低パワーのレーザ光を照射し、記録情報を反射光の強度差として読取る。
【０００７】
上述した相変化型光デイスクを構成する記録膜は、ディスクの中心を中心とする螺旋状もしくは同心円状の案内溝、すなわち記録トラック（ランド部：凹部およびグルーブ部：凸部）が予め配設された透明デイスク基板上に形成される。この記録トラックによって、情報記録再生装置の光ヘッドから出射されるレーザ光が情報列に沿ってガイドされる。
記録トラックの形状は、ディスクの半径方向において凹形と凸形が交互に配置されたものとなっている。光ヘッドからみて凹形、つまり遠い側をランド部と称し、逆に凸形、つまり近い側をグルーブ部と称す。またランド部もしくはグルーブ部の中心から隣のランド部もしくはグルーブ部の中心までの距離をトラックピッチと称している。
【０００８】
このような記録膜および基板によって相変化型光デイスク媒体を形成するには、透明デイスク基板上に第１の誘電体層、記録膜、第２の誘電体層を形成したり、透明デイスク基板上に第１の誘電体層、記録膜、第２の誘電体層、反射膜などを順次形成したり、あるいは透明デイスク基板上に第１の誘電体層、第２の誘電体層、記録膜、第３の誘電体層、反射膜などを順次形成するのが一般的である。
【０００９】
上述した相変化型光デイスク媒体は、通常、透明デイスク基板側からレーザ光が入射されて、上記記録膜に対して情報の記録および再生が行われている。
近年、記録密度の高密度化の要求に伴い、記録トラックのトラックピッチが縮小され、また、狭トラック化および案内溝の凹部（ランド部）とこのランド部の間にある凸部（グルーブ部）の両方に情報を記録するランド／グルーブ記録が一般的である。同時に、記録密度の向上のために、レーザ光のスポット径の微小化が進められている。
レーザ光のスポット径は、記録再生系のλ／ＮＡ（λ：レーザ光の波長、ＮＡ：対物レンズの開口数）に依存するため、レーザ光の波長をより短いものとし、対物レンズの開口数を増加させることで、レーザ光のスポット径が微小化され、記録密度の高密度化が可能となる。
【００１０】
しかしながら、対物レンズの開口数を増加させると、コマ収差が大きくなり、信号品質の劣化が懸念される。コマ収差はスキュー角（デイスクの光軸に対する傾斜角）とレーザ光が通過する透明基板の厚みと対物レンズの開口数の３乗の積に比例する量である。したがって、コマ収差を抑制するための一手段として、レーザ光が通過する箇所の厚みを薄くする方法が提案されている。
【００１１】
レーザ光が通過する箇所の厚みを薄くする方法としては、透明基板上に光反射層、記録層、薄い光透過層を順次形成し、前記薄い光透過層側からレーザ光を入射させて記録層に対して信号の記録および再生を行うものが提案されている。この方法は、上述した従来から広く用いられているような、透明基板側からレーザ光を入射させて信号の記録、再生を行う方法とはレーザ光の入射方向の点で異なっている。
上述した光透過層を形成する方法としては、透明基板上に、光反射層、記録層を順次積層した後、厚さ１００μｍ程度の樹脂シートを厚さ数μｍの接着剤層を介して貼りつける方法や、記録層上に紫外線硬化樹脂を滴下、展開後、紫外線を照射して硬化させ、薄い光透過層を形成する方法などが知られている。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような透明基板上に光反射層、記録層（誘電体層および相変化記録層を含む）を順次形成した後、前述した薄い光透過層を形成した相変化記録媒体においては、信号を記録し再生した際の再生信号に、かなり大きなノイズ成分が含まれるという問題点が生じることが判明した。ノイズ成分が大きいと、再生信号が劣化し、記録した信号を安定して再生することができないため、記録密度の向上に支障をきたす結果となる。
【００１３】
このようなノイズ増大の原因は、基板表面のミクロな荒れが光反射層に転写され、そのため光反射層の表面が荒れて、反射光の強度が変動することにある。
また、従来から提案されている透明樹脂基板上に直接、光反射層を形成した媒体では、透明樹脂基板側から、大気中の水分や酸素などが進入し、光反射層が劣化してしまうという問題がある。
本発明はこのような問題を解決するためになされたもので、その目的は、薄い光透過層を介して信号の記録再生を行っても、記録信号を安定して再生することができ、しかも、光反射層の劣化を回避できる信頼性の高い相変化型光デイスク媒体およびその製造方法を提供することにある。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記目的を達成するため、円盤状の基板と、前記基板上に形成された少なくとも１層以上の金属反射膜層から成る反射膜層と、前記反射膜層の上に形成された少なくとも１層以上の誘電体層からなる第１の誘電体層と、前記第１の誘電体層の上に形成された相変化記録層と、前記相変化記録層の上に形成された少なくとも１層以上の誘電体層からなる第２の誘電体層と、前記第２の誘電体層の上に形成された光透過層とを備えた相変化型光デイスク媒体であって、前記基板の上に１層以上の誘電体層から成る第３の誘電体層を形成し、その後、前記第３の誘電体層の表面に対してイオンエッチングを行い、つづいて、前記第３の誘電体層の上に前記反射膜層を形成したことを特徴とする。また、本発明は、円盤状の基板と、前記基板上に形成された少なくとも１層以上の金属反射膜層から成る反射膜層と、前記反射膜層の上に形成された少なくとも１層以上の誘電体層からなる第１の誘電体層と、前記第１の誘電体層の上に形成された相変化記録層と、前記相変化記録層の上に形成された少なくとも１層以上の誘電体層からなる第２の誘電体層と、前記第２の誘電体層の上に形成された光透過層とを備えた相変化型光デイスク媒体であって、前記基板と反射層との間に、１層以上の誘電体層から成る第３の誘電体層を備え、前記第３の誘電体層の表面が、平滑度を向上させるためにイオンエッチングされていることを特徴とする。
【００１５】
このように本発明の相変化型光デイスク媒体では、基板と反射膜層との間に第３の誘電体層が形成されているので、その表面の平滑度を高めることで第３の誘電体層の上に形成された反射膜層の平滑度を高めることができ、反射膜層による反射光強度の変動が少なくなって、再生信号に含まれるノイズ成分を低減させることが可能となる。
また、第３の誘電体層によって、基板を通じて侵入した大気中の水分や酸素が阻止されるため、反射膜層の劣化を防止することができる。
【００１６】
また、本発明は、円盤状の基板と、前記基板上に形成された少なくとも１層以上の金属反射膜層から成る反射膜層と、前記反射膜層の上に形成された少なくとも１層以上の誘電体層からなる第１の誘電体層と、前記第１の誘電体層の上に形成された相変化記録層と、前記相変化記録層の上に形成された少なくとも１層以上の誘電体層からなる第２の誘電体層と、前記第２の誘電体層の上に形成された光透過層とを備えた相変化型光デイスク媒体を製造する方法であって、前記基板の上に１層以上の誘電体層から成る第３の誘電体層を形成し、その後、前記第３の誘電体層の表面に対してイオンエッチングを行い、つづいて、前記第３の誘電体層の上に前記反射膜層を形成することを特徴とする。
【００１７】
本発明の相変化型光デイスク媒体の製造方法では、基板の上に第３の誘電体層を形成し、その表面をエッチングするので、第３の誘電体層の表面の平滑度が向上する。したがって、その後、第３の誘電体層の上に形成する反射膜層の平滑度を高めることができ、反射膜層による反射光強度の変動が少なくなって、再生信号に含まれるノイズ成分を低減させることが可能となる。
また、第３の誘電体層によって、基板を通じて侵入した大気中の水分や酸素が阻止されるため、反射膜層の劣化を防止することができる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
次に本発明の実施の形態例について図面を参照して説明する。
図１は本発明による相変化型光デイスク媒体の一例を示す断面側面図、図２は図１の相変化型光デイスク媒体をエッチング部分も含めて示した断面側面図、図３はエッチング量とノイズとの関係を示すグラフである。以下では、これらの図面を参照して本発明に相変化型光デイスク媒体の一例について説明し、同時に本発明の相変化型光デイスク媒体の製造方法の実施の形態例について説明する。
【００１９】
図１に示したように、本実施の形態例の相変化型光デイスク媒体１０は、円盤状の基板１と、基板１上に形成された反射膜層３と、反射膜層３の上に形成された第１の誘電体層４と、第１の誘電体層４の上に形成された相変化記録層５と、相変化記録層５の上に形成された第２の誘電体層６と、第２の誘電体層６の上に形成された光透過層７とを備え、そして、基板１と反射膜層３との間に、第３の誘電体層２を備えている。
【００２０】
基板１は、本実施の形態例では一例として透明樹脂により形成され、厚さは０．６ｍｍ、直径は１２０ｍｍである。また、基板表面にはレーザ光をガイドする不図示の案内溝が形成されている。
基板１上に形成する各層の厚さは、第１の誘電体層４が２５ｎｍ、層変化記録層が１５ｎｍ、第２の誘電体層６が１３０ｎｍ、光透過層７が１００μｍである。第３の誘電体層２の厚さはたとえば４０ｎｍである。
そして、第３の誘電体層２はＳｉＮ膜から成り、第１および第２の誘電体層４、６はＺｎＳ・ＳｉＯ２膜、相変化記録層５はＧｅ２Ｓｂ２Ｔｅ５膜、反射膜層３はＡｌＴｉ合金膜、光透過層７は紫外線硬化樹脂から成る。
【００２１】
このような相変化型光デイスク媒体１０は以下のようにして形成することができる。
レーザ光をガイドする案内溝があらかじめ形成された透明樹脂基板１上に、上述した各層を順次、インライン型のスパッタ装置を用いて、下記手順により形成する。
まず、ＳｉＮからなる厚さ５０ｎｍの第３の誘電体層２はＳｉターゲットを用い、アルゴンガスと窒素ガスの混合ガス雰囲気中で、ターゲットと基板間距離が１５ｃｍ、パワー密度が３．２（Ｗ／ｃｍ２）、ガス圧が０．１（Ｐａ）の条件で成膜する。
【００２２】
ＡｌＴｉ合金膜からなる厚さ１００ｎｍの反射膜層３は、Ｔｉを２ｗｔ％含有するＡｌＴｉ合金ターゲットを用い、アルゴンガス雰囲気中でターゲットと基板間距離１５ｃｍ、パワー密度１．６（Ｗ／ｃｍ２）、ガス圧０．０８（Ｐａ）の条件下で成膜する。
ＺｎＳ−ＳｉＯ２膜からなる厚さ２５ｎｍの第１の誘電体層４は、ＺｎＳ・ＳｉＯ２ターゲットを用い、アルゴンガス雰囲気中でターゲットと基板間距離１５ｃｍ、パワー密度２．２（Ｗ／ｃｍ２）、ガス圧０．１（Ｐａ）の条件下で成膜する。
【００２３】
Ｇｅ２Ｓｂ２Ｔｅ５膜からなる厚さ１５ｎｍの記録層５は、Ｇｅ２Ｓｂ２Ｔｅ５ターゲットを用い、アルゴンガス雰囲気中でターゲットと基板間距離１５ｃｍ、パワー密度０．２７（Ｗ／ｃｍ２）、ガス圧１．０（Ｐａ）の条件下で成膜する。
ＺｎＳ・ＳｉＯ２膜からなる厚さ１３０ｎｍの第２の誘電体層６は、ＺｎＳ・ＳｉＯ２ターゲットを用い、アルゴンガス雰囲気中でターゲットと基板間距離１５ｃｍ、パワー密度２．２（Ｗ／ｃｍ２）、ガス圧０．１（Ｐａ）の条件で成膜する。
なお、各層の成膜時間は所望の膜厚になるように適宜、調整する。
【００２４】
成膜終了後、紫外線硬化樹脂を第２の誘電体層６上に塗布および展開し、紫外線を照射し硬化させて、厚さ１００μｍの光透過層７を形成する。ここで、紫外線硬化樹脂の塗布量および展開時間は所望の膜厚になるように適宜、調整する。そして、第３の誘電体層２の形成工程においては、ＳｉＮからなる厚さ５０ｎｍの第３の誘電体層２を形成した後、その表面をアルゴンガス雰囲気中で、パワー密度０．１３（Ｗ／ｃｍ２）、ガス圧０．１（Ｐａ）の条件でイオンエッチングを行う。反射膜層３〜光透過層７の各層はこのようなイオンエッチングの後、第３の誘電体層２上に順次形成する。
【００２５】
本発明の発明者は、このような相変化型光デイスク媒体１０を実際に作製し、その際、上記イオンエッチング時間を適宜変化させて、第３の誘電体層２表層のイオンエッチング量が０ｎｍ〜２５ｎｍの範囲で種々に異なる相変化型光デイスク媒体１０を作製した。
図２に、一例として、第３の誘電体層２表層のイオンエッチング量を１０ｎｍとした場合の相変化型光デイスク媒体１０を示す。図２では、判り易くするため、イオンエッチング層８を図示している。ただし、このイオンエッチング層８はエッチングにより除去されるため、実際の相変化型光デイスク媒体１０にはこのような層は含まれず、したがって図１には示されていない。
【００２６】
上述したイオンエッチング量が種々に異なる相変化型光デイスク媒体１０を用いて、信号を記録するために一般的に行われている初期化を実施し、相変化記録層５を一様に結晶状態にした。その後、Ｒ／Ｗ（書き込み／読み出し）評価機を用いて、光透過層７を介しレーザ光を入射させて、戻り光のノイズ測定を実施した。なお、ノイズの測定周波数は１．８ＭＨｚとした。
図３のグラフはこの測定結果を示しており、縦軸はノイズの大きさを、横軸はエッチング量をそれぞれ表している。図３から分かるように、第３の誘電体層２表層のイオンエッチング量が０．９ｎｍ以下の範囲では、エッチング量の減少に伴い、ノイズが急激に増加している。一方、イオンエッチング量が１ｎｍ以上の範囲ではエッチング量に依らず、ノイズが下がりきり、ほぼ飽和した状態となっている。
【００２７】
以上のことから、第３の誘電体層２表層のイオンエッチング量は、１ｎｍ以上にすることが望ましいと言える。
また、エッチング量が２０ｎｍを超えてもノイズは低い値を示しているが、イオンエッチング前に積層した第３の誘電体層２の膜厚が５０ｎｍであることから、エッチング量が２０ｎｍを超えると、残り膜厚は３０ｎｍ以下となる。このように、透明樹脂基板１と反射膜層３との間の第３の誘電体層２の膜厚が３０ｎｍ以下となった場合には、透明樹脂基板側から大気中の水分や酸素などが進入することにより、反射膜層３が劣化する恐れが高まる。
したがって、第３の誘電体層２表層のイオンエッチング量は、１ｎｍ以上、かつ、前記第３の誘電体層２のイオンエッチング後の残膜厚が３０ｎｍ以上の範囲内とすることが望ましい。
【００２８】
なお、上記実施の形態例では、第３の誘電体層２表層のイオンエッチングを行う際には、アルゴンガスを用いるとしたが、成膜タクト、第３の誘電体層２の材質および第３の誘電体層２表層のイオンエッチング量の兼合いによっては、クリプトンガスやキセノンガスおよびこれらの混合ガスを用い、エッチングレートをあげて、生産性向上を図っても同様の効果が得られることはいうまでもない。
【００２９】
また、上記実施の形態例では、第１ないし第３の誘電体層４、６、２および反射膜層３はそれぞれ単一の層から成るとしたが、各層を２層以上の層により構成することも無論可能である。
そして、記録膜の組成、Ａｌ合金反射膜の組成、第１〜第３の誘電体層４、６、２の材料や層数および各々の膜の成膜方法などは、上述のものに限定されるものではなく、所望の記録再生特性および用途に応じて適宜選択することができ、その場合にも同様の効果を得ることができる。
また、基板１の材料および寸法は、上述した樹脂材料や寸法に限定されるものではなく、必要に応じて適宜選択することができ、その場合にも同様の効果を得ることができる。
【００３０】
【発明の効果】
以上説明したように本発明の相変化型光デイスク媒体では、基板と反射膜層との間に第３の誘電体層が形成されているので、その表面の平滑度を高めることで第３の誘電体層の上に形成された反射膜層の平滑度を高めることができ、反射膜層による反射光強度の変動が少なくなって、再生信号に含まれるノイズ成分を低減させることが可能となる。
また、第３の誘電体層によって、基板を通じて侵入した大気中の水分や酸素が阻止されるため、反射膜層の劣化を防止することができる。
【００３１】
また、本発明の相変化型光デイスク媒体の製造方法では、基板の上に第３の誘電体層を形成し、その表面をエッチングするので、第３の誘電体層の表面の平滑度が向上する。したがって、その後、第３の誘電体層の上に形成する反射膜層の平滑度を高めることができ、反射膜層による反射光強度の変動が少なくなって、再生信号に含まれるノイズ成分を低減させることが可能となる。
また、第３の誘電体層によって、基板を通じて侵入した大気中の水分や酸素が阻止されるため、反射膜層の劣化を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による相変化型光デイスク媒体の一例を示す断面側面図である。
【図２】図１の相変化型光デイスク媒体におけるエッチング部分をも示した断面側面図である。
【図３】エッチング量とノイズとの関係を示すグラフである。
【符号の説明】
１……基板、２……第３の誘電体層、３……反射膜層、４……第１の誘電体層、５……相変化記録層、６……第２の誘電体層、７……光透過層、８……イオンエッチング層、１０……相変化型光デイスク媒体。
【図１】
0003582452.tif 000002
【図２】
0003582452.tif 000003
【図３】
0003582452.tif 000004