(57)【要約】【課題】  Ｂｉ−Ｇｅ−Ｔｅ系相変化材料を記録層として用いた情報記録媒体において、記録データの信頼性が高く、且つデータの繰返し記録に対する耐久性に優れた情報記録媒体を提供する。【解決手段】  レーザービームの波長をλ（ｎｍ）、該レーザービームを集光するための対物レンズの開口数をＮＡ及び記録線速をＶ（ｍ／ｓｅｃ）としたときに、７６．０ｎｓｅｃ≦（λ／ＮＡ）／Ｖ≦１１５．０ｎｓｅｃ（但し、λ＝３９０ｎｍ〜４２０ｎｍ）の条件で上記レーザービームを照射して情報を複数回書換え可能な情報記録媒体であって、上記記録層中のＢｉ、Ｇｅ及びＴｅの組成が、Ｂｉ、Ｇｅ及びＴｅの三角組成図上の組成点Ｂ４、Ｂ２、Ｃ３、Ｄ５、Ｄ２及びＣ４に囲まれた組成範囲にあることを特徴とする情報記録媒体を提供する。【選択図】  図８
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
レーザービームの波長をλ［ｎｍ］、該レーザービームを集光するための対物レンズの開口数をＮＡ及び記録線速をＶ［ｍ／ｓｅｃ］としたときに、７６．０［ｎｓｅｃ］≦（λ／ＮＡ）／Ｖ≦１１５．０［ｎｓｅｃ］であり且つλ＝３９０〜４２０［ｎｍ］の条件で上記レーザービームを照射して情報を複数回書換え可能な情報記録媒体であって、
基板と、
上記基板上に設けられ、Ｂｉ、Ｇｅ及びＴｅを含む相変化材料で形成された記録層とを備え、
上記記録層中のＢｉ、Ｇｅ及びＴｅの組成が、Ｂｉ、Ｇｅ及びＴｅの三角組成図上の以下の各点に囲まれた組成範囲にあることを特徴とする情報記録媒体。
Ｂ４（Ｂｉ２．５，Ｇｅ４７．０，Ｔｅ５０．５）
Ｂ２（Ｂｉ１．５，Ｇｅ４８．０，Ｔｅ５０．５）
Ｃ３（Ｂｉ３．５，Ｇｅ４８．０，Ｔｅ４８．５）
Ｄ５（Ｂｉ６．０，Ｇｅ４９．０，Ｔｅ４５．０）
Ｄ２（Ｂｉ６．０，Ｇｅ４５．５，Ｔｅ４８．５）
Ｃ４（Ｂｉ４．０，Ｇｅ４７．０，Ｔｅ４９．０）
【請求項２】
さらに、上記記録層の上記レーザービームの入射側とは反対側に、熱拡散層を備える請求項１に記載の情報記録媒体。
【請求項３】
上記熱拡散層の熱伝導率が１００［Ｗ／ｍ・Ｋ］以上であることを特徴とする請求項２に記載の情報記録媒体。
【請求項４】
さらに、上記記録層と上記熱拡散層との間に保護層を備え、該保護層の波長３９０〜４２０［ｎｍ］の範囲における複素光学定数のうち屈折率をｎ、消衰係数をｋとし、上記保護層の膜厚をｄ［ｎｍ］としたときに、ｋ≦０．１且つ１３≦ｎ×ｄ≦３５の関係が成立することを特徴とする請求項２または３に記載の情報記録媒体。
【請求項５】
上記記録層の膜厚が、５〜１２［ｎｍ］であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の情報記録媒体。
【請求項６】
さらに、上記記録層の少なくとも一方の表面に接して設けられた界面層を備える請求項１〜５のいずれか一項に記載の情報記録媒体。
【請求項７】
上記情報記録媒体が円板状の形状を有し、上記基板には、同心円状またはスパイラル状の溝が形成されており、該溝及び溝間の両方を記録トラックとして用いることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載の情報記録媒体。
【請求項８】
上記記録トラックのトラックピッチＴＰが、０．５×（λ／ＮＡ）〜０．６×（λ／ＮＡ）の範囲であることを特徴とする請求項７に記載の情報記録媒体。
【請求項９】
上記レーザービームの波長λがλ＝４００〜４１０［ｎｍ］であり、上記対物レンズの開口数ＮＡがＮＡ＝０．６〜０．６５であり、且つ、上記トラックピッチＴＰが０．３４［μｍ］以下であることを特徴とする請求項８に記載の情報記録媒体。
【請求項１０】
上記情報記録媒体が円板状の形状を有し、上記基板には、同心円状またはスパイラル状の溝が形成されており、該溝及び溝間の少なくとも一方が記録トラックとして用いられ、該溝及び溝間の少なくとも一方が蛇行していることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載の情報記録媒体。
【請求項１１】
上記記録トラックのトラックピッチＴＰが、０．３×（λ／ＮＡ）〜０．４×（λ／ＮＡ）の範囲であることを特徴とする請求項１０に記載の情報記録媒体。
【請求項１２】
上記レーザービームの波長λがλ＝４００〜４１０［ｎｍ］であり、上記対物レンズの開口数ＮＡがＮＡ＝０．６〜０．６５であり、且つ、上記トラックピッチＴＰが０．４［μｍ］以下であることを特徴とする請求項１１に記載の情報記録媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エネルギービームの照射により情報の記録が行われる情報記録媒体に関し、特に、ＨＤ  ＤＶＤ等の青色レーザー対応の相変化型光ディスクに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ＤＶＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−Ｖｉｄｅｏ等の再生専用型光ディスクの市場が拡大している。それに続き、ＤＶＤ−ＲＡＭ、ＤＶＤ−ＲＷ、ＤＶＤ＋ＲＷ等の書換え可能なＤＶＤの市場がコンピュータ用バックアップ媒体及びＶＴＲに代わる映像記録媒体として急速に拡大しつつある。この市場の拡大に伴い、ここ数年、記録型ＤＶＤに対する転送レート及びアクセススピードの向上並びに大容量化への要望が増大している。
【０００３】
ＤＶＤ−ＲＡＭ、ＤＶＤ−ＲＷ等の記録消去可能な記録型ＤＶＤでは、情報が記録される記録層に相変化材料を用いる相変化記録方式が採用されている。相変化記録方式では、基本的に「０」及び「１」の情報をそれぞれ相変化材料の結晶状態及びアモルファス状態に対応させて記録している。また、相変化材料の結晶状態とアモルファス状態の屈折率が異なるため、結晶に変化させた部分とアモルファスに変化させた部分の反射率の差が最大になるように、記録型ＤＶＤを構成する各層の屈折率、膜厚等を設計している。この結晶化した部分とアモルファス化した部分にレーザー光を照射し、光ディスクの各部分からの反射光量の違いを検出して記録層内に記録された情報「０」及び「１」を検出する。
【０００４】
また、所定の位置をアモルファスにする（通常、この動作を「記録」と呼ぶ）ためには、比較的高パワーのレーザー光を照射して、記録層の温度が記録層材料の融点以上になるように加熱する。一方、所定の位置を結晶にする（通常、この動作を「消去」と呼ぶ）ためには、比較的低パワーのレーザー光を照射して、記録層の温度が記録層材料の融点以下の結晶化温度付近になるように加熱する。このように、記録層の所定部分に照射するレーザー光のパワーを調整することにより、所定部分の状態をアモルファス状態と結晶状態との間で可逆的に変化させることができる。
【０００５】
上述のような記録型ＤＶＤで転送レート向上させるための方法として、媒体の回転数を上げ、短時間で記録消去を行う方法が一般的である。しかしながら、この際、媒体に情報をオーバーライトする際の記録消去特性が問題となる。この問題を以下に詳細に説明する。
【０００６】
媒体の所定の位置をアモルファスから結晶に変化させる場合を考える。媒体の回転数を上げると、レーザービームが媒体の所定の位置を通過する時間が短くなり、同時に、所定の位置が結晶化温度に保持される時間も短くなる。結晶化温度に保持される時間が短すぎると、十分に結晶成長することができないため、アモルファスが残ってしまう。この残存したアモルファスが、再生信号に反映され、再生信号品質が劣化する。
【０００７】
上記問題を解決するための方法として、従来、記録型ＤＶＤの記録層に一般的に使用されているＧｅ−Ｓｂ−Ｔｅ系相変化記録材料にＳｎを添加する方法が知られている。それ以外としては、例えば、特開２００１−３２２３５７号公報では、記録層材料としてＧｅ−Ｓｎ−Ｓｂ−Ｔｅ系材料に、Ａｇ、Ａｌ、Ｃｒ、Ｍｎ等の金属を添加した材料を使用することにより、高密度記録が可能で、繰り返し書換え性能に優れ、結晶化感度の経時劣化が少ない情報記録媒体が得られることが開示されている。特開平２−１４２８９号公報にも、Ｇｅ-Ｓｂ-Ｓｎ-Ｔｅ系の記録層材料が開示されている。
【０００８】
また、従来、Ｂｉ−Ｇｅ−Ｔｅ系相変化材料を記録層材料に用い、その実用的な組成範囲も提案されている（例えば、特許文献１を参照）。さらに、ＤＶＤ−ＲＡＭで２倍速及び５倍速に対応できるＢｉ−Ｇｅ−Ｔｅ系相変化材料の実用的な組成範囲も従来提案されている（例えば、特許文献２を参照）。
【０００９】
また、特開昭６２−７３４３９号公報及び特開平１−２２０２３６号公報にはＢｉ−Ｇｅ−Ｓｅ−Ｔｅ系相変化記録材料が開示されており、さらに、特開平１−２８７８３６号公報にはＢｉ−Ｇｅ−Ｓｂ−Ｔｅ系相変化記録材料の実用的な範囲が規定されている。
【００１０】
さらに、ＰＣＯＳ２００１ではＤＶＤ−ＲＡＭの２倍速から４倍速に対応できる記録材料としてＧｅ−Ｓｎ−Ｓｂ−Ｔｅ系材料が報告されている。ＩＳＯＭ／ＯＤＳ２００２ではＤＶＤ−ＲＡＭの２倍速及び５倍速に対応できる情報記録媒体が報告されており、この５倍速媒体は、新たに核生成層を付加して８層構造にすることによって５倍速への対応を可能にしている。
【００１１】
また、記録型ＤＶＤを大容量化する技術としては、レーザー光の波長を４０５ｎｍと短波長化し且つ対物レンズＮＡを０．８５と大きくすることにより、レーザースポット径を小さくし、より高密度の情報を記録する方法が良く知られている（Ｊｐｎ．Ｊ．Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｖｏｌ．３９（２０００）ｐｐ．７５６−７６１、Ｐａｒｔ１，Ｎｏ．２Ｂ，Ｆｅｂ．２０００）。この方法は、通称Ｂｌｕ−ｒａｙ  Ｄｉｓｃの主要技術として利用されており、従来のＤＶＤより薄い０．１ｍｍ厚の基板を採用することによって、ディスクのチルトに対する影響を小さくしている。また、この０．１ｍｍ厚の基板は記録層の機械的保護、電気化学的保護（腐食防止）等の重要な役割を果たす。
【００１２】
従来のＤＶＤ−ＲＡＭ、ＤＶＤ−ＲＷ等の書換え型の光ディスクの基本構造は、０．６ｍｍ厚のポリカーボネート（ＰＣ）製基板上に第１誘電体層、相変化記録層、第２誘電体層及び反射層を順次積層した４層構造であり、さらに反射層側から０．６ｍｍ厚の基板を貼り合せることによって作製される。しかしながら、上述のＢｌｕ−ｒａｙ  Ｄｉｓｃでは、従来の光ディスクと同様の積層構造で作製すると、基板の厚さが０．１ｍｍと薄いため、基板の剛性を保つことが難しくなる。それゆえ、Ｂｌｕ−ｒａｙ  Ｄｉｓｃでは、厚い基板、例えば１．１ｍｍ厚のＰＣ基板上に反射層、第２誘電体層、相変化記録層及び第１誘電体層を順次積層し（従来の書換え型光ディスクと逆の順序に積層）、最後に第１誘電体層側から０．１ｍｍ厚の基板をカバー層（保護層）として形成し作製される。Ｂｌｕ−ｒａｙ  Ｄｉｓｃのカバー層の形成方法としては、第１誘電体層上に０．１ｍｍ厚のシートを紫外線硬化樹脂接着剤で貼り付ける方法と、第１誘電体層上に紫外線硬化樹脂をスピンコート法により均一に塗布し、紫外線照射により紫外線硬化樹脂を硬化させてカバー層を形成する方法とが提案されている。
【００１３】
Ｂｌｕ−ｒａｙ  Ｄｉｓｃの記録材料としては、例えば特許２９４１８４８号に開示されているＡｇ−Ｉｎ−Ｓｂ−Ｔｅ系記録材料を用いることができる。また、この特許にはＡｇ−Ｉｎ−Ｓｂ−Ｔｅ系記録材料に第５元素及び第６元素を添加した記録材料の組成についても詳細に開示されている。
【００１４】
また、記録型ＤＶＤを大容量化する別の方法として、０．６ｍｍ厚の基板上に従来と同様の順序で各層を積層した光ディスクを作製し、レーザー光の波長４０５ｎｍ、対物レンズＮＡを０．６５として情報を記録する方法も提案されている。この方法は、上述のＢｌｕ−ｒａｙ  Ｄｉｓｃのような０．１ｍｍ厚のカバー層を用いる方法と比べて、対物レンズＮＡが小さいためにレーザースポット径が大きく、記録密度は低くなる。しかしながら、基板の剛性を保つことが容易であり、記録層の多層化が容易になるという利点がある。また、媒体上の埃や傷の影響を小さくすることができるという利点もある。
【００１５】
なお、上述のＤＶＤ−ＲＡＭ、ＤＶＤ−ＲＷ、ＤＶＤ＋ＲＷ、Ｂｌｕ−ｒａｙ  Ｄｉｓｃ等の技術では、記録トラックを蛇行させるいわゆるウォブルトラックが採用されている。このウォブルにはアドレス情報、同期信号等が記録されており、記録信号は和信号で再生し、ウォブル信号は差信号で再生することによってフォーマットの高効率化を図っている。また、ウォブル信号からも同期信号を取ることができるためアドレス情報や記録情報の信頼性向上等に極めて有効な手段であることが知られている。
【００１６】
【特許文献１】特開昭６２−２０９７４１号公報
【特許文献２】特開２００４−１５５１７７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１７】
上述のように、情報記録媒体の大容量化を図るために青色レーザー（波長３９０〜４２０ｎｍ）を用いることは必須であり、様々な記録層材料が提案されている。本発明の目的は、Ｂｉ−Ｇｅ−Ｔｅ系相変化材料を記録層として用いた青色レーザー対応の情報記録媒体において、記録データの信頼性が高く、且つデータの繰返し記録に対する耐久性に優れた情報記録媒体を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
本発明の態様に従えば、レーザービームの波長をλ［ｎｍ］、該レーザービームを集光するための対物レンズの開口数をＮＡ及び記録線速をＶ［ｍ／ｓｅｃ］としたときに、７６．０［ｎｓｅｃ］≦（λ／ＮＡ）／Ｖ≦１１５．０［ｎｓｅｃ］であり且つλ＝３９０〜４２０［ｎｍ］の条件で上記レーザービームを照射して情報を複数回書換え可能な情報記録媒体であって、基板と、上記基板上に設けられ、Ｂｉ、Ｇｅ及びＴｅを含む相変化材料で形成された記録層とを備え、上記記録層中のＢｉ、Ｇｅ及びＴｅの組成が、Ｂｉ、Ｇｅ及びＴｅの三角組成図上の以下の各点に囲まれた組成範囲にあることを特徴とする情報記録媒体が提供される。
Ｂ４（Ｂｉ２．５，Ｇｅ４７．０，Ｔｅ５０．５）
Ｂ２（Ｂｉ１．５，Ｇｅ４８．０，Ｔｅ５０．５）
Ｃ３（Ｂｉ３．５，Ｇｅ４８．０，Ｔｅ４８．５）
Ｄ５（Ｂｉ６．０，Ｇｅ４９．０，Ｔｅ４５．０）
Ｄ２（Ｂｉ６．０，Ｇｅ４５．５，Ｔｅ４８．５）
Ｃ４（Ｂｉ４．０，Ｇｅ４７．０，Ｔｅ４９．０）
【００１９】
本発明者らは、上記特許文献２において、２倍速及び５倍速に対応できるＢｉ−Ｇｅ−Ｔｅ系相変化材料の実用的な組成範囲を提案した。その後、本発明者らが鋭意研究を進めたところ、特許文献２で規定されている組成範囲のＢｉ−Ｇｅ−Ｔｅ系相変化材料で形成された記録層を有するＨＤ  ＤＶＤを作製し、ＨＤ  ＤＶＤの標準速（１倍速）条件（レ-ザー波長４０５ｎｍ、対物レンズ開口数ＮＡ０．６５、記録線速５．６ｍ／ｓｅｃ）で記録再生を行うと以下の問題が生じることが分かった。
【００２０】
（課題１）
記録された情報の再生信号品質が大幅に劣化する。特に再生信号振幅が大幅に減少する。この原因は、本発明者らの実験データの解析によると、記録マークの再結晶化によるものと推定される。再結晶化とはレーザービームを記録層の所定位置に照射して記録層材料を融点以上に加熱した（アモルファス化する）直後の冷却過程で、溶融領域外縁から結晶化が起こり、記録マークのサイズを小さくしてしまう現象（シュリンク）である。記録マークのシュリンクが起こると、記録マークのサイズが小さくなるので再生信号振幅が低下する。また、記録マークのシュリンクが起こると、再結晶化した部分の結晶サイズは正常に結晶化された部分と結晶粒径が異なるので、これに起因する反射率分散が生じ、ノイズを発生させる。それゆえ、再結晶化による記録マークのシュリンクが大きすぎる場合には、上述のような原因により再生信号劣化が発生する。記録マークのシュリンクは、記録層材料の結晶化速度を低下させることにより解決することができる。
【００２１】
（課題２）
再結晶化の大きい記録層に対して、幅広の記録マークを記録して再生信号振幅を大きくするために、より高いパワーのレーザービームを照射すると、隣接トラックに記録されていた記録マークが消去され（クロスイレーズ）、隣接トラックの信号品質が大幅に劣化する。
【００２２】
（課題３）
幅広の記録マークを記録して再生信号振幅を大きくするために、より高いパワーのレーザービームを照射すると、多数回書換えによる記録層へのダメージが大きくなり、書換回数が減少する。
【００２３】
上述の課題１（記録マークのシュリンク）及び課題２（クロスイレーズ）が生じると高密度化のためにトラックピッチを狭くすることができなくなるので、青色レーザーによってビーム径を小さくした効果を十分に活かすことができなくなってしまう。
【００２４】
本発明は上記課題を解決するためになされたものであり、本発明の情報記録媒体では、ＨＤ  ＤＶＤの標準速（１倍速）条件で記録再生を行った場合でも、上記課題１〜３をすべて解決することが可能になる情報記録媒体を提供することを目的とする。
【００２５】
記録層としてＢｉ−Ｇｅ−Ｔｅ系相変化材料を用いた情報記録媒体において、本発明者らは、検証実験により、記録層中のＢｉ、Ｇｅ及びＴｅの組成を、Ｂｉ、Ｇｅ及びＴｅの三角組成図上の以下の各組成点に囲まれた組成範囲にすることにより、例えば、ＨＤ  ＤＶＤの標準速（１倍速）条件で記録再生を行った場合でも、上記課題１〜３をすべて解決することができることを見出した。
Ｂ４（Ｂｉ２．５，Ｇｅ４７．０，Ｔｅ５０．５）
Ｂ２（Ｂｉ１．５，Ｇｅ４８．０，Ｔｅ５０．５）
Ｃ３（Ｂｉ３．５，Ｇｅ４８．０，Ｔｅ４８．５）
Ｄ５（Ｂｉ６．０，Ｇｅ４９．０，Ｔｅ４５．０）
Ｄ２（Ｂｉ６．０，Ｇｅ４５．５，Ｔｅ４８．５）
Ｃ４（Ｂｉ４．０，Ｇｅ４７．０，Ｔｅ４９．０）
【００２６】
より詳細には、レーザービームの波長をλ（ｎｍ）、該レーザービームを集光するための対物レンズの開口数をＮＡ及び記録線速をＶ（ｍ／ｓｅｃ）としたときに、情報記録媒体上のある地点をレーザービームのスポットが通過する時間を表わすパラメータ（λ／ＮＡ）／Ｖが７６．０〜１１５．０ｎｓｅｃ（但し、λ＝３９０〜４２０ｎｍ）の範囲となるような記録再生条件において、記録層中のＢｉ、Ｇｅ及びＴｅの組成を上記の各組成点に囲まれた組成範囲にすることにより、上記課題１〜３をすべて解決することができ、記録データの信頼性が高く且つデータの繰返し記録に対する耐久性に優れた情報記録媒体を提供することができることを本発明者らは検証実験により見出した。
【００２７】
再結晶化抑制の原理としては、以下のような仮説が上記特許文献２で述べられている。本発明の情報記録媒体においても同様の原理で再結晶化が抑制されているものと考えられる。Ｂｉ−Ｇｅ−Ｔｅ系相変化材料には、現在までに明らかになっている範囲では、ＧｅＴｅ、Ｂｉ２Ｔｅ３、Ｂｉ２Ｇｅ３Ｔｅ６、Ｂｉ２ＧｅＴｅ４及びＢｉ４ＧｅＴｅ７の化合物が存在する。記録層の所定部分に情報を記録する（アモルファス化する）ためにレーザービームを照射して溶融した直後に、溶融領域の一部が再結晶化が起こるような場合、記録層の組成によって異なるが、以上に挙げた化合物、Ｂｉ、Ｇｅ及びＴｅのうち融点が高い物質から順に溶融領域外縁部から再結晶化するものと考えられる。これらの物質を融点が高い順に並べると以下のようになる。
Ｇｅ：約９３７℃
ＧｅＴｅ：約７２５℃
Ｂｉ２Ｇｅ３Ｔｅ６：約６５０℃
Ｂｉ２Ｔｅ３：約５９０℃
Ｂｉ２ＧｅＴｅ４：約５８４℃
Ｂｉ４ＧｅＴｅ７：約５６４℃
Ｔｅ：約４５０℃
Ｂｉ：約２７１℃
【００２８】
上述のようにＧｅの融点が最も高いため、Ｂｉ、Ｇｅ及びＴｅを頂点とする三角組成図上のＧｅＴｅとＢｉ２Ｔｅ３を結ぶ線上の組成材料より、Ｇｅを過剰に添加した相変化材料を記録層として用いた情報記録媒体では、溶融領域の外縁部にＧｅが偏析し易くなるものと考えられる。溶融領域の外縁部にＧｅが過剰に存在すると、溶融領域の外縁部の結晶化速度が遅くなり外縁部からの再結晶化を抑制できる。それゆえ、多数回書換えにより生じる再結晶化の「帯」の発生を抑制することができる。
【００２９】
上述のように溶融領域の外縁部からの再結晶化を抑制できれば、再生信号振幅を向上させるためにレーザーパワーを高めて、幅広い領域を溶融させる必要がなくなり、隣接トラックに記録されていた記録マークを消去してしまう問題（課題２：クロスイレーズ）も解消できる。
【００３０】
さらに、上述のように溶融領域の外縁部からの再結晶化を抑制できれば、記録１回当たりに照射する記録パワーを低くすることができるので、多数回書換えによる記録層へのダメージ（課題３）を抑制することができる。すなわち、書換え耐久性を向上させることができる。こうして、本発明の情報記録媒体では、上記課題１〜３を全て解決することができる。
【００３１】
本発明の情報記録媒体では、さらに、上記記録層の上記レーザービームの入射側とは反対側に、熱拡散層を備えることが好ましい。また、上記熱拡散層の熱伝導率が１００［Ｗ／ｍ・Ｋ］以上であることが好ましい。本発明の情報記録媒体では、記録層のレーザービームの入射側とは反対側に熱拡散層を設けることにより、多数回書換えに対する信頼性が向上する。特に、熱伝導率が１００Ｗ／ｍ・Ｋ以上の熱拡散層を設けることにより、多数回書換えに対する信頼性が飛躍的に向上する。
【００３２】
本発明の情報記録媒体では、さらに、上記記録層と上記熱拡散層との間に保護層を備え、該保護層の波長３９０ｎｍ〜４２０ｎｍの範囲における複素光学定数のうち屈折率ｎ及び消衰係数ｋと、上記保護層の膜厚をｄ（ｎｍ）との間に、ｋ≦０．１且つ１３≦ｎ×ｄ≦３５の関係が成立することが好ましい。本発明者らは、検証実験により、上述のような複素光学定数を有する保護層を記録層と熱拡散層との間に設けることにより、クロスイレーズを低減することができ、且つコントラスト（結晶部とアモルファス部との反射率差）を大きくすることができることを見出した。その詳細を以下に説明する。
【００３３】
レーザービームの入射側から保護層、相変化記録層、中間層及び熱拡散層を少なくとも設けた情報記録媒体では、溝（グルーブ）の段差によってランド部の記録層の隣にグルーブ部の熱拡散層が存在するような構成になる場合がある。このような情報記録媒体にランド・グルーブ記録を採用した場合、ランドの記録層に与えられた熱が隣接するグルーブの熱拡散層に向かって拡がり易くなり、ランドからグルーブに漏れ込む熱が大きくなる。その結果、グルーブのクロスイレーズが大きくなるおそれがある。その改善対策として、中間層を厚くしてランド部の記録層の隣にグルーブ部の熱拡散層が存在しない構成にすることが必要である。しかしながら、中間層を厚くすれば、記録層と熱拡散層との距離が長くなり、記録時に記録層に与えられた熱を速やかに逃がすことができなくなり、記録層の熱によるダメージが大きくなる。すなわち、多数回書換した場合の信頼性が低下する。
【００３４】
上記課題を解決するために、本発明者らが鋭意研究を進めたところ、熱拡散層の熱伝導率を１００Ｗ／ｍ・Ｋ以上とするとともに、保護層の波長３９０ｎｍ〜４２０ｎｍの範囲における複素光学定数のうち、屈折率をｎ、消衰係数をｋ、膜厚をｄ（ｎｍ）としたとき、ｋ≦０．１かつ１３≦ｎ×ｄ≦３６である条件にすれば、溝の段差によってランド部の記録層の隣にグルーブ部の熱拡散層が存在するような構成であっても、ランド部で発生した熱を速やかに膜厚方向に逃がし、隣接グルーブ部に広がるのを抑えられることを見出した。
【００３５】
本発明の情報記録媒体では、上記記録層の膜厚が、５〜１２［ｎｍ］であることが好ましい。本発明者らは、検証実験により、記録層の膜厚を１２ｎｍ以下とすることにより、情報記録媒体の多数回書換えに対する信頼性が向上することを見出した。これは、記録層の膜厚を薄くすることにより、多数回書換え時に起こる記録層材料の流動、組成変動、偏析等の現象を抑制することができたためであると考えられる。
【００３６】
本発明の情報記録媒体では、さらに、上記記録層の少なくとも一方の表面に接して設けられた界面層を備えることが好ましい。本発明者らは、記録層の少なくとも一方の表面に界面層を接して設けても多数回書換えに対する信頼性を向上させることができることを見出した。
【００３７】
本発明の情報記録媒体では、上記情報記録媒体が円板状の形状を有し、上記基板には、同心円状またはスパイラル状の溝が形成されており、該溝及び溝間の両方を記録トラックとして用いることが好ましい。また、この場合、上記記録トラックのトラックピッチＴＰが、０．５×（λ／ＮＡ）〜０．６×（λ／ＮＡ）の範囲であることが好ましく、特に、上記レーザービームの波長λがλ＝４００〜４１０［ｎｍ］であり、上記対物レンズの開口数ＮＡがＮＡ＝０．６〜０．６５であり、且つ、上記トラックピッチＴＰが０．３４［μｍ］以下であることが好ましい。
【００３８】
本発明者の検証実験によると、このような構造においても良好な記録再生特性が得られることが分かった。具体的には、本発明者らは、検証実験により、記録トラックのトラックピッチＴＰが、０．５×（λ／ＮＡ）〜０．６×（λ／ＮＡ）の範囲の本発明の情報記録媒体に対して、良好な記録再生特性が得られることを見出した。特に、レーザービームの波長λがλ＝４００ｎｍ〜４１０ｎｍであり、対物レンズの開口数ＮＡがＮＡ＝０．６〜０．６５であり、且つ、トラックピッチＴＰが０．３４μｍ以下となる条件下では、一層良好な記録再生特性が得られることを見出した。
【００３９】
本発明の情報記録媒体では、上記情報記録媒体が円板状の形状を有し、上記基板には、同心円状またはスパイラル状の溝が形成されており、該溝及び溝間の少なくとも一方が記録トラックとして用いられ、該溝及び溝間の少なくとも一方が蛇行していることが好ましい。また、この場合、上記記録トラックのトラックピッチＴＰが、０．３×（λ／ＮＡ）〜０．４×（λ／ＮＡ）の範囲であることが好ましく、特に、上記レーザービームの波長λがλ＝４００〜４１０［ｎｍ］であり、上記対物レンズの開口数ＮＡがＮＡ＝０．６〜０．６５であり、且つ、上記トラックピッチＴＰが０．４［μｍ］以下であることが好ましい。本発明者の検証実験によると、このような構造においても良好な記録再生特性が得られることが分かった。
【００４０】
また、本発明の情報記録媒体のようにＢｉ−Ｇｅ−Ｔｅ系相変化材料の組成を、Ｂｉ、Ｇｅ及びＴｅの三角組成図上の上記範囲内（Ｂ４，Ｂ２，Ｃ３，Ｄ５，Ｄ２，Ｃ４）の組成とすることにより、従来のＧｅ−Ｓｂ−Ｓｎ−Ｔｅ系、Ｇｅ−Ｓｂ−Ｔｅ系、Ａｇ−Ｉｎ−Ｓｂ−Ｔｅ系相変化記録材料に比べて、波長４０５ｎｍの青色領域における結晶部とアモルファス部の光学定数の差（Δｎ、Δｋ）が大きくなるので、記録部と未記録部の反射率差（コントラスト）を大きくすることができ、再生信号振幅を大きくすることが可能となる。
【００４１】
また、本発明の情報記録媒体で使用されるＢｉ−Ｇｅ−Ｔｅ系相変化材料では、Ｇｅの代わりに同族元素であるＳｉ、Ｓｎ、Ｐｂ等を使用しても良く、また、適当な量のＳｉ、Ｓｎ、Ｐｂ等を添加しても良い。適当な量のＳｉ、Ｓｎ、Ｐｂ等を添加することにより、容易に、対応可能な線速度範囲を調整することができる。すなわち、記録層材料の組成が、Ｂｉ、Ｇｅ及びＴｅを頂点とする三角組成図上の上記各点（Ｂ４，Ｂ２，Ｃ３，Ｄ５，Ｄ２，Ｃ４）により囲まれた範囲のＢｉ−Ｇｅ−Ｔｅ系相変化材料を母材とし、Ｇｅの一部がＳｉ、Ｓｎ及びＰｂのうち、少なくとも一つの元素により置換された組成である材料を記録層として用いてもよい。
【００４２】
また、本発明の情報記録媒体に使用されるＢｉ−Ｇｅ−Ｔｅ系記録層材料では、Ｂｉの代わりに同族元素であるＳｂを使用しても良く、また、適当な量のＳｂを添加しても良い。適当な量のＳｂを添加することにより、容易に、対応可能な線速度範囲を調整することができる。すなわち、Ｂｉ−Ｇｅ−Ｔｅ系記録層材料の組成が、Ｂｉ、Ｇｅ及びＴｅを頂点とする三角組成図上の上記各点（Ｂ４，Ｂ２，Ｃ３，Ｄ５，Ｄ２，Ｃ４）により囲まれた範囲のＢｉ−Ｇｅ−Ｔｅ系相変化材料を母材とし、Ｂｉの一部がＳｂにより置換された組成である記録層材料を用いても良い。
【００４３】
また、本発明の情報記録媒体に使用されるＢｉ−Ｇｅ−Ｔｅ系記録層材料では、Ｂｉ、Ｇｅ及びＴｅを頂点とする三角組成図上の上記各点（Ｂ４，Ｂ２，Ｃ３，Ｄ５，Ｄ２，Ｃ４）により囲まれた範囲のＢｉ−Ｇｅ−Ｔｅ系相変化材料を母材とし、Ｇｅの一部がＳｉ、Ｓｎ及びＰｂのうち、少なくとも一つの元素により置換され、かつＢｉの一部がＳｂにより置換された組成である記録層材料を用いても良い。
【００４４】
さらに、本発明の情報記録媒体に使用されるＢｉ−Ｇｅ−Ｔｅ系記録層材料にＢを添加しても良い。Ｂを添加するとすると、再結晶化がより一層抑制され優れた性能を示す情報記録媒体が得られる。
【００４５】
本発明の情報記録媒体では、記録層に隣接してＢｉ２Ｔｅ３、ＳｎＴｅ、ＰｂＴｅ等を含有した核生成層を設けても良い。この場合には、再結晶化を抑制する効果がさらに向上する。
【００４６】
なお、本発明の情報記録媒体では、記録層の組成が上述の組成範囲（Ｂ４，Ｂ２，Ｃ３，Ｄ５，Ｄ２，Ｃ４で囲まれた範囲）の関係を維持していれば、たとえ、不純物が混入していたとしても、不純物の原子％が１％以内であれば、本発明の効果は失われない。
【００４７】
また、本明細書では、本発明の情報記録媒体を相変化光ディスク、あるいは単に光ディスクと表現することがあるが、本発明の情報記録媒体としては、エネルギービームの照射により熱が発生し、この熱により原子配列の変化が起こり、これにより情報の記録が行われるような情報記録媒体であれば適用可能である。それゆえ、本発明の情報記録媒体は、特にその形状によらず、例えば、光カード等の情報記録媒体にも適用できる。
【００４８】
また、本明細書中では上記したエネルギービームをレーザービーム、または単にレーザー光あるいは光と表現することがあるが、上述したように本発明の情報記録媒体上に熱を発生させることが可能なエネルギービームであれば効果が得られるので、電子ビーム等のエネルギービームを使用してもよい。
【００４９】
また、本発明の情報記録媒体では、記録層の光入射側に基板が配置されるような構成を前提としているが、記録層の光入射側とは反対側に基板を配置し、光入射側には、基板よりも薄い保護シート等の保護材を配置しても良い。
【発明の効果】
【００５０】
本発明の情報記録媒体によれば、記録層としてＢｉ−Ｇｅ−Ｔｅ系相変化材料を用い、記録層中のＢｉ、Ｇｅ及びＴｅの組成が、Ｂｉ、Ｇｅ及びＴｅの三角組成図上の以下の各点に囲まれた組成範囲になるように設定されているので、レーザービームの波長をλ（ｎｍ）、該レーザービームを集光するための対物レンズの開口数をＮＡ及び記録線速をＶ（ｍ／ｓｅｃ）としたときに、７６．０ｎｓｅｃ≦（λ／ＮＡ）／Ｖ≦１１５．０ｎｓｅｃ（但し、λ＝３９０ｎｍ〜４２０ｎｍ）の条件で情報が記録再生されるような場合（例えば、ＨＤ  ＤＶＤに標準速（１倍速）で記録再生するような場合）でも、上述した課題１〜３（記録マークのシュリンク、クロスイレーズ及び熱によるダメージの問題）をすべて解決することができ、記録データの信頼性が高く、且つデータの繰返し記録に対する耐久性に優れた情報記録媒体を提供することができる。
Ｂ４（Ｂｉ２．５，Ｇｅ４７．０，Ｔｅ５０．５）
Ｂ２（Ｂｉ１．５，Ｇｅ４８．０，Ｔｅ５０．５）
Ｃ３（Ｂｉ３．５，Ｇｅ４８．０，Ｔｅ４８．５）
Ｄ５（Ｂｉ６．０，Ｇｅ４９．０，Ｔｅ４５．０）
Ｄ２（Ｂｉ６．０，Ｇｅ４５．５，Ｔｅ４８．５）
Ｃ４（Ｂｉ４．０，Ｇｅ４７．０，Ｔｅ４９．０）
【発明を実施するための最良の形態】
【００５１】
以下、本発明の情報記録媒体の実施例を説明するが、本発明はこれに限定されない。
【実施例１】
【００５２】
［情報記録媒体及びその製造方法］
実施例１で作製した情報記録媒体は相変化型の光ディスクであり、その概略断面図を図１に示した。この例で作製した光ディスク１０は、図１に示すように、基板１上に第１保護層２、第１界面層３、記録層４、第２界面層５、第２保護層６、熱拡散層７、紫外線硬化樹脂層８が順次積層された構造を有する。次に、この例の光ディスク１０の作製方法を説明する。なお、この例で作製した光ディスク１０では、グルーブとランドの両方に情報を記録する、いわゆる、ランド・グルーブ記録方式を採用した。
【００５３】
まず、基板１には、直径１２０ｍｍ、厚さ０．６ｍｍのポリカーボネート製基板を用いた。基板１は射出成形により作製し、基板１の半径２３.８ｍｍから５８.６ｍｍの情報の記録領域には、トラックピッチが０.３４μｍとなるような溝を形成した。なお、この例では、ランド・グルーブ記録方式を採用しているので、この例でいうトラックピッチとは、所定のランドトラックの中央からそのランドトラックに隣接するグルーブトラックの中央までの距離とする。また、この例では、トラックに９３チャネルビットの周期でウォブルを施した。
【００５４】
次に、基板１上に、第１保護層２として（ＺｎＳ）８０（ＳｉＯ２）２０をスパッタリングにより６０ｎｍの膜厚で形成した。次いで、第１保護層２上に、第１界面層３としてＧｅ８０Ｃｒ２０−Ｎをスパッタリングにより７ｎｍの膜厚で形成した。
【００５５】
次に、第１界面層３上に、記録層４としてスパッタリングにより膜厚１２ｎｍのＢｉ−Ｇｅ−Ｔｅ相変化膜を形成した。この例では、Ｂｉ、Ｇｅ及びＴｅを頂点とする三角組成図上のＧｅ５０Ｔｅ５０とＢｉ２Ｔｅ３を結ぶ線上の種々の組成を有する記録層４を形成した（Ｂ系列の光ディスク）。この際、スパッタターゲットにはＧｅ５０Ｔｅ５０とＢｉ６Ｇｅ４３．５Ｔｅ５０．５のターゲットを用い、同時スパッタリングで形成した。また、記録層４の組成が、所望の組成となるように、各々のターゲットに印加するスパッタリングパワーを調整した。
【００５６】
具体的には、記録層４の組成が、Ｂｉ１．５Ｇｅ４８．０Ｔｅ５０．５（サンプル番号Ｂ２）、Ｂｉ２．０Ｇｅ４７．５Ｔｅ５０．５（サンプル番号Ｂ３）、及びＢｉ２．５Ｇｅ４７．０Ｔｅ５０．５（サンプル番号Ｂ４）となる光ディクク１０を作製した。なお、この例では、比較のため、記録層４の組成が、Ｂｉ１．０Ｇｅ４９．０Ｔｅ５０．０（サンプル番号Ｂ１）、Ｂｉ３．０Ｇｅ４６．０Ｔｅ５１．０（サンプル番号Ｂ５）及びＢｉ４．０Ｇｅ４５．０Ｔｅ５１．０（サンプル番号Ｂ６）となる光ディスク１０も作製した。
【００５７】
上記方法で形成された記録層４上に、第２界面層５としてＧｅ８０Ｃｒ２０−Ｎをスパッタリングにより２ｎｍの膜厚で形成した。次いで、第２界面層５上に、第２保護層６（中間層ともいう）として（ＺｎＳ）８０（ＳｉＯ２）２０をスパッタリングにより１０ｎｍの膜厚で形成した。さらに、第２保護層６上に、熱拡散層７としてＡｇ−Ｃａ−Ｃｕをスパッタリングにより１５０ｎｍの膜厚で形成した。
【００５８】
次に、熱拡散層７上に、紫外線硬化樹脂層８としてＵＶ樹脂をこの上に塗布し、その上に、さらに厚さ０．６ｍｍのポリカーボネート製の透明基板（不図示）を載置して、透明基板越しにＵＶ照射を行い、ＵＶ樹脂を硬化させることにより透明基板を紫外線硬化樹脂層８上に張り合わせた。以上の製造方法により、図１に示した光ディスク１０を得た。
【００５９】
上記の作製方法で得られた種々の光ディスク１０に対して、初期化装置（不図示）を用いて、波長８１０ｎｍ、ビームスポットの長径が９６μｍ、短径が１μｍである楕円ビームのレーザー光を照射して初期化を行った。
【００６０】
なお、この例では、図１に示すように、従来のＤＶＤ−ＲＡＭ等の製品と同様の膜構成で光ディスクを作製したが、図１とは逆の順序で基板１上に各層を積層した構造の光ディスクであっても本発明と同様の効果が得られる。
【００６１】
［情報記録再生装置］
この例で作製した種々の光ディスクに対して情報の記録及び再生を行うための情報記録再生装置の概略構成図を図２に示した。この例で用いた情報記録再生装置２０は、図２に示すように、主に、この例で作製した光ディスク１０を回転させるためのモーター２１と、光ディスク１０にレーザー光を照射する光ヘッド２２と、トラッキング制御のためのＬ／Ｇサーボ回路２３と、再生信号処理系２４と、記録信号処理系２７とから構成される。再生信号処理系２４は、図２に示すように、再生信号のゲインを調整するプリアンプ回路２５と、再生信号に基づいて情報再生を行う２−１０復調器２６とから構成される。記録信号処理系２７は、図２に示すように、入力信号を所定の変調方式で変調する２−１０変調器３０と、記録信号波形を生成する記録波形発生回路２９と、レーザー光の発光を制御するレーザー駆動回路２８とから構成される。
【００６２】
この例で用いた光ヘッド２２は、波長４０５ｎｍの半導体レーザーと、開口数ＮＡが０.６５の対物レンズを備えている（不図示）。一般的に、波長λのレーザー光を開口数ＮＡの対物レンズにより集光した場合、レーザー光のスポット径はおよそ０．９×λ／ＮＡとなるので、この例の場合、レーザー光のスポット径は約０．６μｍとなる。ただし、この例では、レーザー光の偏光を円偏光とした。また、この例では、トラックピッチＴＰを０.３４μｍとしたので、トラックピッチＴＰと、波長λと、開口数ＮＡとの間には、
ＴＰ＝０．５５×（λ／ＮＡ）
の関係が成立する。
【００６３】
また、この例で作製した光ディスクはランド・グルーブ記録方式の光ディスクであるので、図２に示した情報記録再生装置２０もランド・グルーブ記録方式に対応している。この例の情報記録再生装置２０では、図２中のＬ／Ｇサーボ回路２３により、ランドとグルーブに対するトラッキングを任意に選択することができる。
【００６４】
以下に、情報記録再生装置２０の動作を図２を用いて説明する。なお、記録再生を行う際のモーター制御方法としては、記録再生を行うゾーン毎にディスクの回転数を変化させるＺＣＬＶ方式を採用した。また、この例では、情報記録の際に、マークエッジ方式を用い、ＥＴＭ，ＲＬＬ（１、１０）変調方式で光ディスク１０上に情報を記録した。この変調方式では、情報は２Ｔ〜１１Ｔのマーク長で記録される。ここで、Ｔとは情報記録時のクロックの周期を表しており、この例ではＴ＝１５．４ｎｓとした。すなわち、この例では、最短２Ｔのマーク長はおよそ０.１７μｍ、最長１１Ｔのマーク長は約０．９３５μｍとなる。また、この例では、記録線速５．６４ｍ／ｓｅｃを１倍速とした。
【００６５】
まず、情報記録に必要な信号が記録装置外部から２−１０変調器３０に入力される。次いで、２−１０変調器３０に入力された信号は上述の変調方式で変調され、２Ｔ〜１１Ｔのデジタル信号が出力される。次いで、２−１０変調器３０から出力された２Ｔ〜１１Ｔのデジタル信号は記録波形発生回路２９に入力される。
【００６６】
記録波形発生回路２９では、入力された２Ｔ〜１１Ｔのデジタル信号に基づいて、情報記録時のレーザー光照射に必要なマルチパルス記録波形が生成される。この例では、マルチパルス記録波形の高パワーレベル領域を、幅を約Ｔ／２の高パワーパルスと、高パワーパルス間に形成された幅が約Ｔ／２の低パワーパルスとで構成された一連のパルス列で形成した。また、マルチパルス記録波形の上記一連のパルス列の間の領域は中間パワーレベルのパルスで構成した。この際、記録層に記録マークを形成（アモルファス化）するための高パワーレベルのパルス強度と、記録マークを結晶化させるための中間パワーレベルのパルス強度を、記録再生を行う光ディスク毎に最適な値に調整した。
【００６７】
また、記録波形発生回路２９内では、２Ｔ〜１１Ｔのデジタル信号波形を時系列的に交互に「０」と「１」に対応させ、「０」の場合には、中間パワーレベルのレーザーパルスを照射し、「１」の場合には、上述の高パワーパルスと低パワーパルスで構成された一連のパルス列を照射するようにした。この際、中間パワーレベルのレーザーパルスが照射された光ディスク１０上の部分は結晶となり、上述の高パワーパルスと低パワーパルスで構成された一連のパルス列が照射された部分はアモルファス（マーク部）に変化する。さらに、記録波形発生回路２９は、上述の高パワーパルスと低パワーパルスで構成された一連のパルス列を形成する際に、マーク部の前後のスペース長に応じてマルチパルス波形の先頭パルス幅と最後尾のパルス幅を変化させる方式（適応型記録波形制御）に対応したマルチパルス波形テーブルを有しており、これによりマーク間に発生するマーク間熱干渉の影響を極力排除できるマルチパルス記録波形を発生している。
【００６８】
次に、上述の記録波形発生回路２９で生成されたマルチパルス記録波形は、レーザー駆動回路２８に転送され、レーザー駆動回路２８は、入力されたマルチパルス記録波形に基づいて、光ヘッド２２内の半導体レーザーの発光を制御する。そして、半導体レーザーから出射されたレーザー光を光ヘッド２２内の対物レンズにより光ディスク１０の記録層上に絞り込み、マルチパルス記録波形に対応したタイミングでレーザー光を照射することにより、情報の記録を行った。
【００６９】
上述のように記録された情報の再生動作を次に説明する。まず、光ヘッド２２からレーザー光を光ディスク１０の記録マーク上に照射し、記録マークと記録マーク以外の部分（未記録部分）からの反射光を光ヘッド２２で検出して再生信号を得る。この再生信号の振幅をプリアンプ回路２５により所定のゲインで増幅し、２−１０復調器２６に転送する。２−１０復調器２６では、入力された再生信号に基づいて情報を復調し再生データを出力する。以上の動作により、記録されたマークの再生が完了する。
【００７０】
なお、後述するエラーレート測定の際には上記２Ｔ〜１１Ｔを含むランダムパターンの信号の記録再生を行った。
【００７１】
［記録層材料の評価］
この例で作製した組成の異なる種々の光ディスクの記録消去性能、信号品質、クロスイレーズの影響を評価するために、光ディスクを上述の情報記録再生装置に装着して、ＨＤ  ＤＶＤの１倍速記録におけるエラーレート（ランダムパターンを１０回書換えた後のエラーレート）を測定した。
【００７２】
具体的には、（１）１トラックにランダムパターンを１０回書き換えた後のエラーレート（ここではエラーレート１とする）、（２）連続する５トラックの内周から外周方向に順番にランダムパターンを記録した後に、５トラックの中心トラックで測定したエラーレート（ここではエラーレート２とする）、そして（３）（２）の状態から中心トラックの両隣接トラックに記録された信号を連続光照射して消去（結晶化）した後、中心トラックで測定したエラーレート（ここではエラーレート３とする）の３種類のエラーレートを測定した。上記エラーレート１とエラーレート３の比を見れば、クロスイレーズによる記録再生特性の劣化分を評価することができる。
【００７３】
また、この例では、書換寿命の試験を行うため、１倍速記録における１０００回書換え後のエラーレートを測定した。さらに、この例では、記録マーク内の再結晶化の影響を評価するため、ＨＤ  ＤＶＤの１倍速相当の記録線速度と、ＨＤ  ＤＶＤの２倍速相当の記録線速度（１１．２８ｍ／ｓｅｃ）において８Ｔの単一周波数信号を記録し、各記録線速度で記録された情報の再生信号の振幅比（１倍速記録時の振幅／２倍速記録時の振幅）を測定した。この際、レーザーパワー設定の誤差による影響を排除するため、最適パワーを記録開始パワーの１．７倍として記録を行った。
【００７４】
上記測定の結果を図３に示した。なお、この例では、ランド・グルーブ記録方式を採用しているので、ここでは、ランドにおける評価結果とグルーブにおける評価結果の平均値を示した。図３中の１倍速記録エラーレートは、上述した３種類のエラーレートのうちエラーレート２のことであり、１倍速記録エラーレート比（クロスイレーズ性能）は、上述した３種類のエラーレートのうちエラーレート１とエラーレート３の比（エラーレート３／エラーレート１）のことである。
【００７５】
図３中の各評価項目の目標値は以下の通りとした。
（１）１倍速記録ビットエラーレート：５×１０−５以下
（２）１倍速記録ビットエラーレート比：５以下
（３）１０００回書換後のビットエラーレート：１×１０−４以下
（４）振幅比：０．８５以上
【００７６】
また、図３では評価結果を◎、○及び×で表わしたが、これらの評価基準は以下の通りとした。
（１）１倍速記録ビットエラーレート
◎：１．０×１０−５以下、○：５．０×１０−５以下、×：５．０×１０−５より大きい
（２）１倍速記録ビットエラーレート比
◎：３以下、○：５以下、×：５より大きい
（３）１倍速記録１０００回書換後ビットエラーレート
◎：１．０×１０−５以下、○：５．０×１０−５以下、×：５．０×１０−５より大きい
（４）振幅比
◎：０．９以上、○：０．８５以上、×：０．８５より小さい
（５）総合評価
◎：上記評価項目すべてが◎の場合
○：上記評価項目中に×がなく、一つでも○がある場合
×：上記評価項目中に一つでも×の項目がある場合
【００７７】
図３から明らかなように、サンプルＢ１（Ｂｉ１．０Ｇｅ４９．０Ｔｅ５０．０）では、１倍速記録１０００回書換後ビットエラーレート及び振幅比の項目が目標未達であった。このため、総合評価は×であった。
【００７８】
サンプルＢ２（Ｂｉ１．５Ｇｅ４８．０Ｔｅ５０．５）では、図３に示すように、すべての項目で目標値が達成され、１倍速記録エラーレート比の項目が◎評価であり、それ以外の項目は○評価であった。それゆえ、サンプルＢ２では総合評価は○であった。
【００７９】
サンプルＢ３（Ｂｉ２．０Ｇｅ４７．５Ｔｅ５０．５）では、図３に示すように、すべての項目で目標値が達成され、１倍速記録ビットエラーレート及び１倍速記録エラーレート比の項目が◎評価となり、それ以外の項目は○評価であった。それゆえ、サンプルＢ３では総合評価は○であった。
【００８０】
サンプルＢ４（Ｂｉ２．５Ｇｅ４７．０Ｔｅ５０．５）では、図３に示すように、すべての項目が○評価であり、総合評価は○であった。
【００８１】
サンプルＢ５（Ｂｉ３．０Ｇｅ４６．０Ｔｅ５１．０）では、図３に示すように、振幅比の項目が目標未達であり、総合評価は×であった。また、サンプルＢ６（Ｂｉ４．０Ｇｅ４５．０Ｔｅ５１．０）では、１倍速記録ビットエラーレート比及び振幅比の項目が目標未達であり、総合評価は×であった。
【００８２】
以上の測定結果から、Ｂ系列の光ディスク（Ｂｉ、Ｇｅ及びＴｅを頂点とする三角組成図上のＧｅ５０Ｔｅ５０とＢｉ２Ｔｅ３とを結ぶ線上の組成を有する記録層を備えた光ディスク）では、Ｇｅ量が４７〜４８ａｔ％（サンプルＢ２〜Ｂ４の組成）となるＢｉ−Ｇｅ−Ｔｅ系相変化材料を用いた場合に、上記評価項目のすべてで目標値が達成されることが分かった。
【実施例２】
【００８３】
実施例２では、記録層の組成がＢｉ，Ｇｅ及びＴｅを頂点とする三角組成図上のＧｅ５０Ｔｅ５０とＢｉ２Ｔｅ３を結ぶ線上の組成より過剰にＧｅが添加された組成となるように記録層を形成した。実施例２では、記録層の組成を変えたこと以外は、実施例１と同様にして、光ディスクを作製した。また、この例においても、組成の異なる種々の記録層を有する光ディスク（Ｃ系列の光ディスク）を作製した。
【００８４】
この例では、スパッタターゲットにはＧｅ５６Ｔｅ４４とＢｉ６Ｇｅ４３．５Ｔｅ５０．５のターゲットを用い、同時スパッタリングで記録層を形成した。この際、記録層の組成が、所望の組成となるように、各々のターゲットに印加するスパッタリングパワーを調整した。具体的には、記録層の組成が、Ｂｉ３．５Ｇｅ４８．０Ｔｅ４８．５（サンプル番号Ｃ３）及びＢｉ４．０Ｇｅ４７．０Ｔｅ４９．０（サンプル番号Ｃ４）となる光ディククを作製した。なお、この例では、比較のため、記録層の組成が、Ｂｉ２．０Ｇｅ５１．５Ｔｅ４６．５（サンプル番号Ｃ１）、Ｂｉ３．０Ｇｅ４９．０Ｔｅ４８．０（サンプル番号Ｃ２）、Ｂｉ４．５Ｇｅ４６．０Ｔｅ４９．５（サンプル番号Ｃ５）及びＢｉ５．０Ｇｅ４５．０Ｔｅ５０．０（サンプル番号Ｃ６）となる光ディスクも作製した。
【００８５】
この例で作製したＣ系列の光ディスクに対しても、実施例１と同様の評価を行った。その結果を図４に示した。なお、各評価項目の目標値及び図４中の◎、○及び×の評価基準は実施例１と同様である。
【００８６】
図４から明らかなように、サンプルＣ１（Ｂｉ２．０Ｇｅ５１．５Ｔｅ４６．５）では、１倍速記録エラーレート及び１０００回書換後ビットエラーレートの項目が目標未達となり、総合評価は×であった。また、サンプルＣ２（Ｂｉ３．０Ｇｅ４９．０Ｔｅ４８．０）では、１０００回書換後ビットエラーレートの項目が目標未達となり、総合評価は×であった。
【００８７】
サンプルＣ３（Ｂｉ３．５Ｇｅ４８．０Ｔｅ４８．５）では、図４に示すように、すべての評価項目で目標値が達成され、１０００回書換後ビットエラーレートの項目が○評価であり、それ以外の項目は◎評価であった。それゆえ、サンプルＣ３では総合評価は○であった。
【００８８】
サンプルＣ４（Ｂｉ４．０Ｇｅ４７．０Ｔｅ４９．０）では、図４に示すように、すべての評価項目で目標値が達成され、振幅比の項目が○評価であり、それ以外の項目は◎評価であった。それゆえ、サンプルＣ４では総合評価は○であった。
【００８９】
サンプルＣ５（Ｂｉ４．５Ｇｅ４６．０Ｔｅ４９．５）及びサンプルＣ６（Ｂｉ５．０Ｇｅ４５．０Ｔｅ５０．０）では、図４から明らかなように、ともに振幅比の項目が目標未達であり、総合評価は×であった。
【００９０】
以上の測定結果から、Ｃ系列の光ディスクでは、Ｇｅ量が４７〜４８ａｔ％（サンプルＣ３及びＣ４の組成）となるＢｉ−Ｇｅ−Ｔｅ系相変化材料を記録層として用いた場合に、上記評価項目のすべてで目標値が達成されることが分かった。
【実施例３】
【００９１】
実施例３では、記録層の組成が、Ｂｉ、Ｇｅ及びＴｅを頂点とする三角組成図上でＣ系列光ディスクの記録層の組成線上よりさらに過剰にＧｅが添加された組成となるように記録層を形成した。実施例３では、記録層の組成を変えたこと以外は、実施例１と同様にして、光ディスクを作製した。また、この例においても、組成の異なる種々の記録層を有する光ディスク（Ｄ系列の光ディスク）を作製した。
【００９２】
この例では、スパッタターゲットにはＢｉ６．０Ｇｅ５４．０Ｔｅ４０．０とＢｉ６．０Ｇｅ４３．５Ｔｅ５０．５のターゲットを用い、同時スパッタリングで記録層を形成した。この際、記録層の組成が、所望の組成となるように、各々のターゲットに印加するスパッタリングパワーを調整した。具体的には、記録層の組成が、Ｂｉ６．０Ｇｅ４５．５Ｔｅ４８．５（サンプル番号Ｄ２）、Ｂｉ６．０Ｇｅ４６．５Ｔｅ４７．５（サンプル番号Ｄ３）、Ｂｉ６．０Ｇｅ４８．０Ｔｅ４６．０（サンプル番号Ｄ４）及びＢｉ６．０Ｇｅ４９．０Ｔｅ４５．０（サンプル番号Ｄ５）となる光ディククを作製した。なお、この例では、比較のため、記録層の組成が、Ｂｉ６．０Ｇｅ４４．０Ｔｅ５０．０（サンプル番号Ｄ１）及びＢｉ６．０Ｇｅ５０．０Ｔｅ４４．０（サンプル番号Ｄ６）となる光ディスクも作製した。
【００９３】
この例で作製したＤ系列の光ディスクに対しても、実施例１と同様の評価を行った。その結果を図５に示した。なお、各評価項目の目標値及び図５中の◎、○及び×の評価基準は実施例１と同様である。
【００９４】
図５から明らかなように、サンプルＤ１（Ｂｉ６．０Ｇｅ４４．０Ｔｅ５０．０）では、１倍速記録エラーレート及び１０００回書換後ビットエラーレートの項目が目標未達となり、総合評価は×であった。
【００９５】
サンプルＤ２（Ｂｉ６．０Ｇｅ４５．５Ｔｅ４８．５）では、図５に示すように、すべての項目で目標値が達成された。１倍速記録エラーレート比及び振幅比の項目が◎評価であり、１倍速記録エラーレート及び１０００回書換後ビットエラーレートの項目が○評価であった。それゆえ、サンプルＤ２では総合評価は○であった。
【００９６】
サンプルＤ３（Ｂｉ６．０Ｇｅ４６．５Ｔｅ４７．５）では、図５に示すように、すべての項目で目標値が達成され、１倍速記録エラーレートの項目が○評価であり、それ以外の項目は◎評価であった。それゆえ、サンプルＤ３では総合評価は○であった。
【００９７】
サンプルＤ４（Ｂｉ６．０Ｇｅ４８．０Ｔｅ４６．０）では、図５に示すように、すべての項目で目標値が達成された。１倍速記録エラーレート比及び振幅比の項目が◎評価であり、１倍速記録エラーレート及び１０００回書換後ビットエラーレートの項目が○評価であった。それゆえ、サンプルＤ４では総合評価は○であった。
【００９８】
サンプルＤ５（Ｂｉ６．０Ｇｅ４９．０Ｔｅ４５．０）では、図５に示すように、すべての項目で目標値が達成され、すべての項目が○評価であり、総合評価も○であった。
【００９９】
サンプルＤ６（Ｂｉ６．０Ｇｅ５０．０Ｔｅ４４．０）では、図５から明らかなように、１倍速記録エラーレート及び１０００回書換後ビットエラーレートの項目が目標未達であり、総合評価は×であった。
【０１００】
以上の測定結果から、Ｄ系列の光ディスクでは、Ｇｅ量が４５．５〜４８ａｔ％（サンプルＤ２〜Ｄ５の組成）となるＢｉ−Ｇｅ−Ｔｅ系相変化材料を記録層として用いた場合に、上記評価項目のすべてで目標値が達成されることが分かった。
【０１０１】
［比較例１］
比較例１では、記録層の組成がＢｉ、Ｇｅ及びＴｅを頂点とする三角組成図上のＧｅ５０Ｔｅ５０とＢｉ２Ｔｅ３を結ぶ線上の組成より過剰にＴｅが添加された組成となるように記録層を形成した。比較例１では、記録層の組成を変えたこと以外は、実施例１と同様にして、光ディスクを作製した。また、この例においても、組成の異なる種々の記録層を有する光ディスク（Ａ系列の光ディスク）を作製した。
【０１０２】
この例では、スパッタターゲットにはＧｅ４９Ｔｅ５１とＢｉ６．０Ｇｅ４３．５Ｔｅ５０．５のターゲットを用い、同時スパッタリングで記録層を形成した。この際、記録層の組成が、所望の組成となるように、各々のターゲットに印加するスパッタリングパワーを調整した。具体的には、記録層の組成が、Ｂｉ１．０Ｇｅ４８．０Ｔｅ５１．０（サンプル番号Ａ１）、Ｂｉ２．０Ｇｅ４７．０Ｔｅ５１．０（サンプル番号Ａ２）、Ｂｉ３．０Ｇｅ４６．０Ｔｅ５１．０（サンプル番号Ａ３）、Ｂｉ４．０Ｇｅ４４．５Ｔｅ５１．５（サンプル番号Ａ４）及びＢｉ５．０Ｇｅ４３．５Ｔｅ５１．５（サンプル番号Ａ５）となる光ディククを作製した。
【０１０３】
この例で作製したＡ系列の光ディスクに対しても、実施例１と同様の評価を行った。その結果を図６に示した。なお、各評価項目の目標値及び図６中の◎、○及び×の評価基準は実施例１と同様である。
【０１０４】
図６から明らかなように、サンプルＡ１〜Ａ５のすべてにおいて、１０００回書換後ビットエラーレート及び振幅比の項目が目標未達となり、総合評価は×であった。すなわち、Ａ系列の光ディスクはＨＤ  ＤＶＤ１倍速用の情報記録媒体として実用的でないことが分かった。
【０１０５】
［比較例２］
比較例２では、記録層の組成が、Ｂｉ、Ｇｅ及びＴｅを頂点とする三角組成図上でＤ系列の光ディスクの記録層の組成線上よりさらに過剰にＧｅが添加された組成となるように記録層を形成した。比較例２では、記録層の組成を変えたこと以外は、実施例１と同様にして、光ディスクを作製した。また、この例においても、組成の異なる種々の記録層を有する光ディスク（Ｅ系列の光ディスク）を作製した。
【０１０６】
この例では、スパッタターゲットにはＢｉ７．０Ｇｅ５３．０Ｔｅ４０．０とＢｉ６．０Ｇｅ４３．５Ｔｅ５０．５のターゲットを用い、同時スパッタリングで記録層を形成した。この際、記録層の組成が、所望の組成となるように、各々のターゲットに印加するスパッタリングパワーを調整した。具体的には、記録層の組成が、Ｂｉ６．５Ｇｅ４５．０Ｔｅ４８．５（サンプル番号Ｅ１）、Ｂｉ７．０Ｇｅ４７．０Ｔｅ４６．０（サンプル番号Ｅ２）及びＢｉ７．５Ｇｅ４９．５Ｔｅ４３．０（サンプル番号Ｅ３）となる光ディククを作製した。
【０１０７】
この例で作製したＥ系列の光ディスクに対しても、実施例１と同様の評価を行った。その結果を図７に示した。なお、各評価項目の目標値及び図７中の◎、○及び×の評価基準は実施例１と同様である。
【０１０８】
図７から明らかなように、サンプルＥ１では、１倍速記録エラーレート比の項目が目標未達となり、総合評価は×であった。また、サンプルＥ２及びＥ３では、ともに１倍速記録エラーレート及び１倍速記録エラーレート比の項目が目標未達となり、総合評価は×であった。すなわち、Ｅ系列の光ディスクはＨＤ  ＤＶＤ１倍速用の情報記録媒体として実用的でないことが分かった。
【０１０９】
［最適な記録層の組成範囲］
上述した実施例１〜３、比較例１及び比較例２の評価結果から、ＨＤ  ＤＶＤ１倍速用の情報記録媒体として実用的な記録層の組成範囲は、以下の組成点に囲まれた組成範囲となることが分かった。その組成範囲をより具体的に表わしたのが、図８である。図８中の太線で囲まれた範囲（線上を含む）が最適な組成範囲である。
Ｂ４（Ｂｉ２．５，Ｇｅ４７．０，Ｔｅ５０．５）
Ｂ２（Ｂｉ１．５，Ｇｅ４８．０，Ｔｅ５０．５）
Ｃ３（Ｂｉ３．５，Ｇｅ４８．０，Ｔｅ４８．５）
Ｄ５（Ｂｉ６．０，Ｇｅ４９．０，Ｔｅ４５．０）
Ｄ２（Ｂｉ６．０，Ｇｅ４５．５，Ｔｅ４８．５）
Ｃ４（Ｂｉ４．０，Ｇｅ４７．０，Ｔｅ４９．０）
【０１１０】
また、図８の三角組成図上に表された組成点Ｂ４、Ｂ２、Ｃ２、Ｄ５、Ｄ２及びＣ４の記録層を有する光ディスクをそれぞれ１００枚作製し、各組成の光ディスクに対して総合評価が○となる光ディスクが何枚存在するか（合格率）を調べた。その結果、組成点Ｂ４、Ｂ２、Ｃ２、Ｄ５、Ｄ２及びＣ４のすべての光ディスクにおいて、１００枚中９０枚以上の光ディスクで総合評価が○となり、生産性においても優れていることが分かった。
【実施例４】
【０１１１】
実施例４では、上記組成範囲の記録層を有する光ディスクに対して記録線速を変化させてビットエラーレートを測定し、本発明の光ディスクにおける最適な記録線速の範囲を調べた。この例では、記録線速を４．０ｍ／ｓｅｃ〜８．４ｍ／ｓｅｃの範囲で変化させた。なお、レーザー光の波長λは４０５ｎｍであり、対物レンズの開口数ＮＡは０．６５であるので、光ディスク上のある地点をレーザー光のスポットが通過する時間を表わすパラメータ（λ／ＮＡ）／Ｖは、７４．２≦（λ／ＮＡ）／Ｖ≦１５５．８の範囲で変化させたことになる。
【０１１２】
この例では、記録層の組成がＢｉ３．５Ｇｅ４８．０Ｔｅ４８．５（図８に示すＣ４の組成）である光ディスクに対して、上記測定を行った。その結果を図９に示した。図９では、横軸にパラメータ（λ／ＮＡ）／Ｖを取り、縦軸にビットエラーレートを取った。なお、ここでは、ビットエラーレートの目標レベルは５．０×１０−５とした。
【０１１３】
図９から明らかなように、パラメータ（λ／ＮＡ）／Ｖが７６．０〜１２４．６の範囲、すなわち記録線速が５．０ｍ／ｓｅｃ〜８．２ｍ／ｓｅｃの範囲でビットエラーレートが５．０×１０−５以下となり、目標レベルにあった。しかしながら、記録線速８．４ｍ／ｓｅｃ（（λ／ＮＡ）／Ｖ＝７４．２）の場合はビットエラーレートが５．３×１０−５となり、目標未達となった。また、記録線速４（（λ／ＮＡ）／Ｖ＝１５５．８）及び４．４ｍ／ｓｅｃ（（λ／ＮＡ）／Ｖ＝１４１．６）の場合には、それぞれビットエラーレートが８．０×１０−５及び５．２×１０−５となり、目標未達となった。
【０１１４】
図８中の組成点Ｂ４、Ｂ２、Ｃ２、Ｄ５及びＤ２の組成の記録層を有する光ディスクに対しても、同様に上記測定を行った。その結果、すべての光ディスクにおいて、記録線速５．０ｍ／ｓｅｃ〜８．２ｍ／ｓｅｃの範囲（７６．０≦（λ／ＮＡ）／Ｖ≦１２４．６）でビットエラーレートが５．０×１０−５以下となり、それ以外の線速範囲では目標未達となった。
【実施例５】
【０１１５】
実施例５では、記録層と熱拡散層の間に設けられた第２保護層の材料（屈折率）及び膜厚の異なる種々の光ディスクをそれぞれ１００枚ずつ作製し、１倍速記録ビットエラーレート（エラーレート２）、１倍速記録ビットエラーレート比（エラーレート３／エラーレート１）及び１０００回書換後のビットエラーレートの評価項目における合格率（○評価となる光ディスクが１００枚中何枚存在するか）を測定した。
【０１１６】
具体的には、第２保護層の形成材料を（ＺｎＳ）８０（ＳｉＯ２）２０（屈折率ｎ＝２．３）またはＳｉＯ２（屈折率ｎ＝１．５）で形成し、（ＺｎＳ）８０（ＳｉＯ２）２０では膜厚を５〜１６ｎｍの範囲で変化させ、ＳｉＯ２では膜厚を８〜２５ｎｍの範囲で変化させた種々の光ディスクをそれぞれ１００枚ずつ作製した。なお、第２保護層の材料（屈折率）及び膜厚を変化させたこと以外は、実施例１と同様にして光ディスクを作製した。なお、第２保護層の材料としては上記材料に限定されず、消衰係数ｋ≦０．１である透明膜であれば任意の材料を用い得る。
【０１１７】
また、この例では、記録層の組成がＢｉ３．５Ｇｅ４８．０Ｔｅ４８．５（図８に示すＣ４の組成）である光ディスクに対して、上記測定を行った。その結果を図１０に示した。なお、図１０には、各評価項目の合格率だけでなく、波長４０５ｎｍにおける複素光学定数（屈折率ｎと消衰係数ｋ）と光路長ｎ×ｄ（ｄ：膜厚）も記載した。
【０１１８】
まず、第２保護層の材料に（ＺｎＳ）８０（ＳｉＯ２）２０（屈折率ｎ＝２．３）を用いた場合の評価結果について説明する。なお、図１０中の合格率の表記では、例えば、１００枚中９０枚の光ディスクで評価が○であった場合には、合格率９０／１００として表示した。
【０１１９】
膜厚ｄ＝５ｎｍ（光路長ｎ×ｄ＝１１．５ｎｍ）の場合には、図１０に示すように、１倍速記録ビットエラーレートの合格率が７５／１００となり、１倍速記録ビットエラーレート比の合格率が５０／１００となり、クロスイレーズの大きい光ディスクが多数確認された。
【０１２０】
膜厚ｄ＝６ｎｍ〜１６ｎｍ（光路長ｎ×ｄ＝１３．８〜３４．５ｎｍ）の場合に、図１０に示すように、すべての評価項目の合格率が９０／１００以上であり、ＨＤ  ＤＶＤ１倍速用情報記録媒体としては実用的であることが確認できた。
【０１２１】
膜厚ｄ＝１６ｎｍ（光路長ｎ×ｄ＝３６．８ｎｍ）の場合には、図１０に示すように、１倍速記録ビットエラーレートの合格率が７５／１００、１０００回書換後ビットエラーレートの合格率が５０／１００となり、１０００回書換後に信号品質が劣化する光ディスクが多数確認された。
【０１２２】
次に、第２保護層の材料にＳｉＯ２（屈折率ｎ＝１．５）を用いた場合の評価結果について説明する。
【０１２３】
膜厚ｄ＝８ｎｍ（光路長ｎ×ｄ＝１２．０ｎｍ）の場合には、図１０に示すように、１倍速記録ビットエラーレートの合格率が７５／１００となり、１倍速記録ビットエラーレート比の合格率が４５／１００となり、クロスイレーズの大きい光ディスクが多数確認された。
【０１２４】
膜厚ｄ＝９ｎｍ〜２４ｎｍ（光路長ｎ×ｄ＝１３．５〜３６．０ｎｍ）の場合には、図１０に示すように、すべての評価項目で合格率が９０／１００以上となり、ＨＤ  ＤＶＤ１倍速用情報記録媒体としては実用的であることが確認できた。
【０１２５】
膜厚ｄ＝２５ｎｍ（光路長ｎ×ｄ＝３７．５ｎｍ）の場合には、図１０に示すように、１倍速記録ビットエラーレートの合格率が７５／１００となり、１０００回書換後ビットエラーレートの合格率が４０／１００となり、１０００回書換後に信号品質が劣化する光ディスクが多数確認された。
【０１２６】
図１０の結果から、消衰係数ｋがｋ≦０．１であり、光路長ｎ×ｄが約１３〜３５となるように第２保護層の形成材料及び膜厚を適宜選択することにより、この例で評価した項目すべてで合格率９０／１００以上が得られ、ＨＤ  ＤＶＤ１倍速用情報記録媒体としては実用的であることが確認できた。
【０１２７】
［最適構成］
以下に、本発明の情報記録媒体を構成する各層の最適組成及び最適膜厚について説明する。
【０１２８】
（第１保護層）
第１保護層の光入射側に存在する物質はポリカーボネート等のプラスチック基板、あるいは、紫外線硬化樹脂等の有機物である。また、これらの屈折率は１．４〜１．６程度である。上記有機物と第１保護層の間で反射を効果的に起こすためには、第１保護層の屈折率は２．０以上であることが望ましい。第１保護層の屈折率は光学的には光入射側に存在する物質（本実施例では基板に相当する）の屈折率以上の値であり、光の吸収が発生しない範囲で第１保護層の屈折率が大きいほうが良い。具体的には、第１保護層は、屈折率ｎが２．０〜３．０の間であり、光を吸収しない材料で形成され、特に金属の酸化物、炭化物、窒化物、硫化物、セレン化物等を含有することが望ましい。
【０１２９】
また、第１保護層の熱伝導率は少なくとも２Ｗ／ｍ・Ｋ以下であることが望ましい。特に、ＺｎＳ−ＳｉＯ２系の化合物は熱伝導率が低いので、第１保護層として最適である。さらに、ＳｎＯ２、あるいはＳｎＯ２にＺｎＳ、ＣｄＳ、ＳｎＳ、ＧｅＳ、ＰｂＳ等の硫化物を添加した材料、あるいはＳｎＯ２にＣｒ２Ｏ３、Ｍｏ３Ｏ４等の遷移金属酸化物を添加した材料は、熱伝導率が低いだけでなく、ＺｎＳ−ＳｉＯ２系材料よりも熱的に安定であるので、第１保護層と記録層との間に設けられる第１界面層の膜厚が２ｎｍ以下となった場合にも、記録層への溶け込みが発生しないため、特に第１保護層として優れた特性を示す。
【０１３０】
また、レーザー光の波長が４０５ｎｍ程度の場合、基板と記録層との間の光学干渉を有効に利用するために、第１保護層の最適膜厚は５０ｎｍ〜９０ｎｍである。
【０１３１】
（第１界面層）
本発明の情報記録媒体の記録層に用いる相変化材料の融点は６５０℃以上と高温であるため、第１保護層と記録層の間に熱的に極めて安定な第１界面層を設けることが望ましい。具体的には、第１界面層の形成材料としては、Ｃｒ２Ｏ３、Ｇｅ３Ｎ４、ＳｉＣ等の高融点酸化物、高融点窒化物、高融点炭化物が望ましく、これらの材料は熱的に安定であり、長期保存後も膜はがれによる劣化が発生しない。
【０１３２】
また、第１界面層にはＢｉ、Ｓｎ、Ｐｂ等の記録層の結晶化を促進する材料が含有されていると、記録層の再結晶化を抑制する効果が得られるのでさらに望ましい。特に、Ｂｉ、Ｓｎ、ＰｂのＴｅ化物、酸化物、あるいはＢｉ、Ｓｎ、ＰｂのＴｅ化物、酸化物と窒化ゲルマニウムとの混合物、あるいはＢｉ、Ｓｎ、ＰｂのＴｅ化物、酸化物と遷移金属酸化物、遷移金属窒化物との混合物が望ましい。遷移金属は価数を容易に変化させるため、たとえＢｉ、Ｓｎ、Ｐｂ、Ｔｅ等の元素が遊離しても、上記遷移金属が価数を変え、遷移金属とＢｉ、Ｓｎ、Ｐｂ、Ｔｅ等との間で結合が起こり、熱的に安定な化合物を生成するからである。特に、Ｃｒ、Ｍｏ及びＷは、融点が高く且つ容易に価数を変えやすいので、上記金属との間で熱的に安定な化合物を生成しやすいため優れた材料である。
【０１３３】
第１界面層中の上記Ｂｉ、Ｓｎ、ＰｂのＴｅ化物、酸化物の含有量は、記録層の結晶化を促進するためには可能な限り多いほうが望ましい。しかしながら、第１界面層は第２界面層と比較して、レーザービーム照射により、高温になりやすく記録膜に界面層材料が溶け込む等の問題が発生するため、少なくともＢｉ、Ｓｎ、ＰｂのＴｅ化物、酸化物の含有量を７０％以下に抑える必要がある。
【０１３４】
第１界面層の膜厚は０．５ｎｍ以上であればその効果を発揮する。しかしながら、第１界面層の膜厚が２ｎｍより薄い場合、第１保護層の形成材料が第１界面層通過して記録層に溶け込み、多数回書換え後の再生信号品質を劣化させる場合がある。それゆえ、第１界面層の膜厚は２ｎｍ以上であることが望ましい。また、第１界面層の膜厚が１０ｎｍより厚くなると、光学的に悪影響を与え、反射率低下、信号振幅低下等の弊害がある。したがって、第１界面層の膜厚は２ｎｍ〜１０ｎｍが望ましい。
【０１３５】
（記録層）
上述したように、Ｂｉ−Ｇｅ−Ｔｅ系相変化記録層材料の組成が以下の組成点Ｂ４、Ｂ２、Ｃ３、Ｄ４、Ｄ２及びＣ４で囲まれている範囲内の組成であれば、例えば、ＨＤ  ＤＶＤに標準速（１倍速）で情報を記録再生するような場合でも、上述した課題１〜３（記録マークのシュリンク、クロスイレーズ及び熱によるダメージの問題）をすべて解決することができ、記録データの信頼性が高く、且つデータの繰返し記録に対する耐久性に優れた情報記録媒体を提供することができる。
Ｂ４（Ｂｉ２．５，Ｇｅ４７．０，Ｔｅ５０．５）
Ｂ２（Ｂｉ１．５，Ｇｅ４８．０，Ｔｅ５０．５）
Ｃ３（Ｂｉ３．５，Ｇｅ４８．０，Ｔｅ４８．５）
Ｄ５（Ｂｉ６．０，Ｇｅ４９．０，Ｔｅ４５．０）
Ｄ２（Ｂｉ６．０，Ｇｅ４５．５，Ｔｅ４８．５）
Ｃ４（Ｂｉ４．０，Ｇｅ４７．０，Ｔｅ４９．０）
【０１３６】
また、上記記録層の組成範囲内で、Ｇｅの代わりに同族元素であるＳｉ、Ｓｎ、Ｐｂ等を使用しても良い。また、適当な量のＳｉ、Ｓｎ、Ｐｂ等を添加することにより、容易に、対応可能な線速度範囲を調整することができる。例えば、Ｓｉを添加してＧｅの一部をＳｉで置換した場合、ＧｅやＧｅＴｅよりも融点が高く結晶化速度が小さいＳｉＴｅが生成されるので、溶融部外縁部にＳｉＴｅが偏析し、再結晶化が抑制される。また、ＳｎＴｅやＰｂＴｅによりＧｅＴｅを置換した場合には、核生成速度が向上するため、高速記録時の消去不足を補うことができる。
【０１３７】
さらに、本発明の情報記録媒体の記録層に用いられるＢｉ−Ｇｅ−Ｔｅ系相変化材料にＢを添加すると、再結晶化がより一層抑制されるので、より優れた性能を示す情報記録媒体が得られる。これは、ＢがＧｅと同様に再結晶化を抑制する効果があるだけでなく、Ｂ原子は非常に小さいため、速やかに偏析することが可能であるためであると考えられる。
【０１３８】
なお、本発明の情報記録媒体に使用される記録層材料が上記組成範囲の関係を維持していれば、たとえ、不純物が混入していたとしても、不純物の原子％が１％以内であれば、本発明の効果は失われない。
【０１３９】
また、本発明の情報記録媒体の構造では記録層の膜厚は、５ｎｍ〜１２ｎｍであることが好ましい。特に８ｎｍ〜１２ｎｍの膜厚で記録層を形成した場合、多数回書換え時の記録膜流動による再生信号劣化を抑制し、さらに光学的に変調度を最適化することができる。
【０１４０】
（第２界面層）
本発明の情報記録媒体の記録層に用いられる相変化材料の融点は６５０℃以上と高温であるため、第２保護層と記録層との間に熱的に極めて安定な第２界面層を設けることが望ましい。具体的には、第２界面層としては、Ｃｒ２Ｏ３、Ｇｅ３Ｎ４、ＳｉＣ等の高融点酸化物、高融点窒化物、高融点炭化物が望ましい。これらの材料は熱的に安定であり、長期保存後も膜はがれによる劣化が発生しない。
【０１４１】
また、第２界面層にＢｉ、Ｓｎ、Ｐｂ等の記録層の結晶化を促進する材料が含有されていると、記録層の再結晶化を抑制する効果が得られるのでさらに望ましい。特に、Ｂｉ、Ｓｎ、ＰｂのＴｅ化物、酸化物、あるいはＢｉ、Ｓｎ、ＰｂのＴｅ化物、酸化物と窒化ゲルマニウムとの混合物、あるいはＢｉ、Ｓｎ、ＰｂのＴｅ化物、酸化物と遷移金属酸化物、遷移金属窒化物との混合物が望ましい。遷移金属は価数を容易に変化させるため、たとえＢｉ、Ｓｎ、Ｐｂ、Ｔｅ等の元素が遊離しても、上記遷移金属が価数を変え、遷移金属とＢｉ、Ｓｎ、Ｐｂ、Ｔｅ等との間で結合が起こり、熱的に安定な化合物を生成するからである。特に、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｗは融点が高く且つ容易に価数を変えやすいので、上記金属との間で、熱的に安定な化合物を生成しやすいため優れた材料である。
【０１４２】
第２界面層中の上記Ｂｉ、Ｓｎ、ＰｂのＴｅ化物、酸化物の含有量は、記録層の結晶化を促進するためには可能な限り多いほうが望ましい。しかしながら、第２界面層はレーザービーム照射により高温になりやすく、記録層に第２界面層材料が溶け込む等の問題が発生するため、少なくともＢｉ、Ｓｎ、ＰｂのＴｅ化物、酸化物の含有量を７０％以下に抑える必要がある。
【０１４３】
第２界面層の膜厚は０．５ｎｍ以上であれば上記効果を発揮する。しかしながら、その膜厚が１ｎｍより薄くなると、第２保護層の形成材料が第２界面層を通過して記録層に溶け込み、多数回書換え後の再生信号品質を劣化させる場合がある。それゆえ、第２界面層の膜厚は１ｎｍ以上であることが望ましい。また、第２界面層の膜厚が５ｎｍより厚くなると、光学的に悪影響を与え、反射率低下、信号振幅低下等の弊害がある。したがって、第２界面層の膜厚は１ｎｍ〜５ｎｍが望ましい。
【０１４４】
（第２保護層）
第２保護層は光を吸収しない材料であり、特に金属の酸化物、炭化物、窒化物、硫化物、セレン化物を含有することが望ましい。また、第２保護層の熱伝導率は少なくとも２Ｗ／ｍ・Ｋ以下であることが望ましい。特に、ＺｎＳ−ＳｉＯ２系の化合物は熱伝導率が低いので第２保護層として最適である。さらに、ＳｎＯ２、あるいはＳｎＯ２にＺｎＳ、ＣｄＳ、ＳｎＳ、ＧｅＳ、ＰｂＳ等の硫化物を添加した材料、またはＳｎＯ２にＣｒ２Ｏ３、Ｍｏ３Ｏ４等の遷移金属酸化物を添加した材料は、熱伝導率が低いだけでなく、ＺｎＳ−ＳｉＯ２系材料よりも熱的に安定であるため、第２界面層の膜厚が１ｎｍ以下となった場合においても、記録層への第２界面層の形成材料の溶け込みが発生しないため、特に、第２保護層として優れた特性を示す。
【０１４５】
（熱拡散層）
熱拡散層の形成材料としては、高反射率、高熱伝導率の金属あるいは合金が望ましく、Ａｌ、Ｃｕ、Ａｇ、Ａｕ、Ｐｔ、Ｐｄの総含有量が９０原子％以上である材料が望ましい。また、熱拡散層の形成材料としては、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｗ等の高融点で硬度が大きい材料、および、これらの材料の合金もまた望ましく、これらの材料を用いると、多数回書換え時の記録層材料の流動による劣化を防止することができる。
【０１４６】
具体的には、特に、Ａｌを９５原子％以上含有する材料で熱拡散層を形成した場合、廉価であり、高ＣＮＲ、高記録感度及び多数回書換え耐性が優れるといった効果だけでなく、クロスイレーズ低減効果が極めて大きくなるという効果が得られる。特に、上記熱拡散層がＡｌを９５原子％以上含有する材料で形成されている場合、廉価でしかも耐食性に優れた情報記録媒体を実現することができる。Ａｌに対する添加元素としてはＣｏ、Ｔｉ、Ｃｒ、Ｎｉ、Ｍｇ、Ｓｉ、Ｖ、Ｃａ、Ｆｅ、Ｚｎ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｒｈ、Ｓｎ、Ｓｂ、Ｔｅ、Ｔａ、Ｗ、Ｉｒ、Ｐｂ、Ｂ及びＣが耐食性の点で優れているが、添加元素としてＣｏ、Ｃｒ、Ｔｉ、Ｎｉ、Ｆｅを用いた場合には、特に耐食性向上に大きな効果がある。
【０１４７】
熱拡散層の膜厚は、４０ｎｍ〜２００ｎｍであることが望ましい。熱拡散層の膜厚が４０ｎｍより薄い場合、記録層において発生した熱が拡散しにくくなるため、特に１０万回程度書換えた際に、記録層が劣化しやすくなり、また、クロスイレーズが発生しやすくなる場合がある。また、熱拡散層の膜厚が４０ｎｍより薄い場合には、光を透過してしまうため熱拡散層として使用することが困難になり再生信号振幅が低下する場合がある。一方、熱拡散層の膜厚が２００ｎｍより厚くなると、生産性が悪くなり、また、熱拡散層の内部応力により、基板のそり等が発生し、情報の記録再生を正確に行うことができなくなる場合がある。また、熱拡散層の膜厚が４０ｎｍ〜９０ｎｍであれば、耐食性、生産性の点で優れており、さらに望ましい。
【０１４８】
本発明の情報記録媒体に使用される熱拡散層の熱伝導率は１００Ｗ／ｍ・Ｋ以上であることが好ましい。熱伝導率をこのような値にすることにより、クロスイレーズ低減効果を発現させることができる。
【産業上の利用可能性】
【０１４９】
上述のように、本発明の情報記録媒体は、レーザービームの波長をλ（ｎｍ）、該レーザービームを集光するための対物レンズの開口数をＮＡ及び記録線速をＶ（ｍ／ｓｅｃ）としたときに、７６．０ｎｓｅｃ≦（λ／ＮＡ）／Ｖ≦１１５．０ｎｓｅｃ（但し、λ＝３９０ｎｍ〜４２０ｎｍ）の条件で情報が記録再生されても、記録マークのシュリンク、クロスイレーズ及び熱によるダメージの問題をすべて解決することができ、記録データの信頼性が高く、且つデータの繰返し記録に対する耐久性に優れた情報記録媒体である。それゆえ、本発明の情報記録媒体は、例えば、ＨＤ  ＤＶＤ１倍速用情報記録媒体として好適である。
【図面の簡単な説明】
【０１５０】
【図１】図１は、実施例１で作製した相変化記録方式の光ディスクの概略断面図である。
【図２】図２は、実施例１で作製した光ディスクの評価に用いた記録再生装置の概略光製図である。
【図３】図３は、実施例１で作製した光ディスクの評価結果である。
【図４】図４は、実施例２で作製した光ディスクの評価結果である。
【図５】図５は、実施例３で作製した光ディスクの評価結果である。
【図６】図６は、比較例１で作製した光ディスクの評価結果である。
【図７】図７は、比較例２で作製した光ディスクの評価結果である。
【図８】図８は、Ｂｉ−Ｇｅ−Ｔｅ系相変化材料の三角組成図であり、本発明の記録層に用いるＢｉ−Ｇｅ−Ｔｅ系相変化材料の最適な組成範囲を示した図である。
【図９】図９は、本発明の情報記録媒体における記録線速とビットエラーレートとの関係を示した図である。
【図１０】図１０は、本発明の情報記録媒体における第２保護層膜の構成とビットエラーレートとの関係を示した図である。
【符号の説明】
【０１５１】
１  基板
２  第１保護層
３  第１界面層
４  記録層
５  第２界面層
６  第２保護層
７  熱拡散層
８  紫外線硬化樹脂層
【図１】
2006260699.tif 000003
【図２】
2006260699.tif 000004
【図３】
2006260699.tif 000005
【図４】
2006260699.tif 000006
【図５】
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【図６】
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【図７】
2006260699.tif 000009
【図８】
2006260699.tif 000010
【図９】
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【図１０】
2006260699.tif 000012