(57)【要約】【課題】解像限界より小さい記録マーク、または、解像限界以上ではあるが解像限界に近い寸法をもつ記録マークを含む記録マーク列を記録／再生する際に、含まれる全ての記録マークにおいて高い再生出力が得られ、かつ、高い再生耐久性を実現する。【解決手段】貴金属酸化物層を有する光記録媒体に対し、貴金属酸化物の分解によって貴金属酸化物層を変形させることにより記録マーク列を形成する。記録マーク列が形成されている貴金属酸化物層において貴金属粒子を不可逆的に析出させ、析出した貴金属粒子に再生レーザービームを照射することにより記録マーク列を読み出す。再生レーザービームの波長をλ、レーザービーム照射光学系の開口数をＮＡとしたとき、記録マーク列は、マーク長が０．３７λ／ＮＡ未満である記録マークを少なくとも含む。【選択図】　　　　　なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
光記録媒体に対し、記録レーザービームを照射して記録マーク列を形成することにより記録を行い、開口数ＮＡの光学系を用いて波長λの再生レーザービームを照射して記録マーク列を読み出すことにより再生を行う方法であって、
光記録媒体は、貴金属酸化物を含有する貴金属酸化物層を有し、
記録マーク列は、貴金属酸化物の分解によって貴金属酸化物層が変形することにより形成されたものであり、マーク長が０．３７λ／ＮＡ未満である記録マークを少なくとも含み、
記録マーク列が形成されている貴金属酸化物層において貴金属粒子を不可逆的に析出させ、析出した貴金属粒子に再生レーザービームを照射することにより記録マーク列を読み出す光記録／再生方法。
【請求項２】
貴金属酸化物層に銀酸化物、白金酸化物およびパラジウム酸化物の少なくとも１種が含有される請求項１の光記録／再生方法。
【請求項３】
光記録媒体が、貴金属酸化物層を挟むように第１誘電体層および第２誘電体層を有する請求項１または２の光記録／再生方法。
【請求項４】
光記録媒体が金属および／または半金属を主成分とする光吸収層を有し、光吸収層と貴金属酸化物層とが第２誘電体層を挟むように存在する請求項３の光記録／再生方法。
【請求項５】
光吸収層が少なくともＳｂおよび／またはＴｅを含有する請求項４の光記録／再生方法。
【請求項６】
光記録媒体が第３誘電体層を有し、第３誘電体層と第２誘電体層とが光吸収層を挟むように存在する請求項４または５の光記録／再生方法。
【請求項７】
光記録媒体が金属および／または半金属を主成分とする反射層を有し、反射層と光吸収層とが第３誘電体層を挟むように存在する請求項６の光記録／再生方法。
【請求項８】
貴金属酸化物を含有する貴金属酸化物層を有し、前記貴金属酸化物が白金酸化物および／またはパラジウム酸化物である光記録媒体。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光の回折によって決定される解像限界近傍およびこの解像限界よりも小さい寸法をもつ記録マークの記録および再生が可能な光記録／再生方法と、光記録媒体とに関する。
【０００２】
【従来の技術】
通常、レーザービームを用いた再生方法では、光の回折によって決定される解像限界が存在する。この解像限界は、レーザービームの波長λとレンズの開口数ＮＡとによって決定される。カットオフ空間周波数は２ＮＡ／λなので、記録マークの長さと、隣接する２つの記録マーク間にあるスペースの長さとが同じである記録マーク列は、その空間周波数が２ＮＡ／λ（ラインペア／ｎｍ）以下であれば読み取り可能である。この場合、読み取り可能な空間周波数に対応するマーク長（＝スペース長）は、
λ／４ＮＡ＝０．２５λ／ＮＡ
となる。すなわち、配列ピッチ０．５λ／ＮＡ未満、マーク長０．２５λ／ＮＡ未満の記録マーク列を読み出して再生信号を得ることはできない。したがって、高密度に記録された信号を読み出すためには、λを小さくする、および／または、ＮＡを大きくすることが有効であり、これらに関して多くの技術的検討が行われている。
【０００３】
一方、解像限界をより小さくしようとする検討とは別に、解像限界より小さい記録マークを読み出すための技術として、様々な超解像再生技術が提案されている。超解像再生技術としては、たとえば、レーザー照射によって開口等を生じる機能を有する層を媒体内に設けることによって、媒体内で実質的にＮＡを高める技術が提案されている。
【０００４】
また、たとえば非特許文献１（Ｊｐｎ．Ｊ．Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｖｏｌ．３９（２０００）ｐｐ．９８０−９８１）には、近接場光を利用した超解像技術が記載されている。この文献に記載されている光ディスクは、近接場光を用いて記録および再生が行われる。この光ディスクは、記録／再生光入射側から、ポリカーボネート基板、厚さ１７０ｎｍのＺｎＳ−ＳｉＯ２層、厚さ１５ｎｍのＡｇＯｘ層（読み出し層）、厚さ４０ｎｍのＺｎＳ−ＳｉＯ２層、厚さ１５ｎｍのＧｅ２Ｓｂ２Ｔｅ５層（記録層）および厚さ２０ｎｍのＺｎＳ−ＳｉＯ２層をこの順で積層した構造をもつ。この光ディスクにおける記録層は、相変化材料であるＧｅ２Ｓｂ２Ｔｅ５からなる。そのためこの光ディスクでは、非晶質の記録層に結晶質記録マークを形成することになる。
【０００５】
上記文献では、解像限界より小さい記録マークを記録し、記録後にＡｇＯｘ層にレーザービームを照射することによって、ＡｇＯｘをＡｇとＯ２とに分解してＡｇプローブを生成し、このＡｇプローブの周囲に近接場光を発生させることにより、記録マークを読み出している。再生後にレーザービームが移動すると、ＡｇおよびＯ２は再びＡｇＯｘに戻る。すなわち、Ａｇプローブの生成は可逆的である。実際にこの技術を用いることにより、レーザー波長λ＝６３５ｎｍ、開口数ＮＡ＝０．６０の光学系（解像限界ピッチ５３０ｎｍ、解像限界マーク長２６５ｎｍ）を用い、マーク長２００ｎｍのマーク列の読み出しに成功している。このときの読み出しパワーは２．５ｍＷであり、線速度は６．０ｍ／ｓである。しかし、この超解像再生技術では、信号強度の尺度の一つであるｃａｒｒｉｅｒ　ｔｏ　ｎｏｉｓｅ　ｒａｔｉｏ（ＣＮＲ）が小さく実用レベルではない。また、読み出し層にプローブを生成するための読み出しパワーが比較的大きいため、読み出し用のレーザービームの照射によって記録層の非マーク部のアモルファス相が結晶化しやすい。そのため、繰り返し読み出しにより記録マークが劣化する、すなわち再生耐久性が十分ではない、という問題を抱えている。
【０００６】
【非特許文献１】
Ｊｐｎ．Ｊ．Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｖｏｌ．３９（２０００）ｐｐ．９８０−９８１
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、光の回折によって決定される解像限界より小さい記録マーク、または、解像限界以上ではあるが解像限界に近い寸法をもつ記録マークを含む記録マーク列を記録／再生する際に、含まれる全ての記録マークにおいて高い再生出力が得られ、かつ、高い再生耐久性を実現することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的は下記（１）〜（８）の本発明によって達成される。
（１）　光記録媒体に対し、記録レーザービームを照射して記録マーク列を形成することにより記録を行い、開口数ＮＡの光学系を用いて波長λの再生レーザービームを照射して記録マーク列を読み出すことにより再生を行う方法であって、
光記録媒体は、貴金属酸化物を含有する貴金属酸化物層を有し、
記録マーク列は、貴金属酸化物の分解によって貴金属酸化物層が変形することにより形成されたものであり、マーク長が０．３７λ／ＮＡ未満である記録マークを少なくとも含み、
記録マーク列が形成されている貴金属酸化物層において貴金属粒子を不可逆的に析出させ、析出した貴金属粒子に再生レーザービームを照射することにより記録マーク列を読み出す光記録／再生方法。
（２）　貴金属酸化物層に銀酸化物、白金酸化物およびパラジウム酸化物の少なくとも１種が含有される上記（１）の光記録／再生方法。
（３）　光記録媒体が、貴金属酸化物層を挟むように第１誘電体層および第２誘電体層を有する上記（１）または（２）の光記録／再生方法。
（４）　光記録媒体が金属および／または半金属を主成分とする光吸収層を有し、光吸収層と貴金属酸化物層とが第２誘電体層を挟むように存在する上記（３）の光記録／再生方法。
（５）　光吸収層が少なくともＳｂおよび／またはＴｅを含有する上記（４）の光記録／再生方法。
（６）　光記録媒体が第３誘電体層を有し、第３誘電体層と第２誘電体層とが光吸収層を挟むように存在する上記（４）または（５）の光記録／再生方法。
（７）　光記録媒体が金属および／または半金属を主成分とする反射層を有し、反射層と光吸収層とが第３誘電体層を挟むように存在する上記（６）の光記録／再生方法。
（８）　貴金属酸化物を含有する貴金属酸化物層を有し、前記貴金属酸化物が白金酸化物および／またはパラジウム酸化物である光記録媒体。
【０００９】
【発明の実施の形態】
本発明の発明者らは、貴金属酸化物層を有する媒体において、貴金属酸化物層を記録層として用い、この層に解像限界より小さい微小な記録マークまたは解像限界より大きいが解像限界に近い微小な記録マークを記録し、閾値以上の再生パワーで再生を行うことによって、超解像再生において高いＣＮＲが得られ、かつ、高い再生耐久性が得られることを見いだした。
【００１０】
図１（Ａ）に、本発明の記録／再生方法が適用される光記録媒体の好ましい構成例を示す。この光記録媒体は、基板（図示せず）上に、第１誘電体層３１、貴金属酸化物層４、第２誘電体層３２、光吸収層５および第３誘電体層３３をこの順で設けたものである。貴金属酸化物層４はＡｇＯｘ（ｘ＝１）から構成し、光吸収層５はＡｇ−Ｉｎ−Ｓｂ−Ｔｅ合金から構成し、誘電体層３１、３２、３３はＺｎＳ−ＳｉＯ２から構成してある。記録／再生のためのレーザービームは、基板を通して貴金属酸化物層４および光吸収層５に照射される。
【００１１】
この媒体の特定の記録トラックに対し、開口数ＮＡ＝０．６０の光学系を用いて波長λ＝６３５ｎｍの記録レーザービームを照射することにより、配列ピッチ４００ｎｍ（マーク長２００ｎｍ）の記録マーク列を記録した。記録レーザービームは、記録パワーレベル（１０ｍＷ）およびバイアスパワーレベル（１ｍＷ）の２種のパワーレベルをもつように強度変調したものである。すなわち、記録パワーは１０ｍＷとした。次いで、再生パワーＰｒを１ｍＷまたは４ｍＷとして再生を行い、ＣＮＲを測定した。その結果、再生パワー１ｍＷではＣＮＲが得られなかったが、再生パワー４ｍＷで４１ｄＢという高いＣＮＲが得られた。この場合、解像限界ピッチが５３０ｎｍ、解像限界マーク長が２６５ｎｍなので、本発明により、超解像再生において従来にない高ＣＮＲが得られたことがわかる。
【００１２】
図１４（Ａ）に示す媒体は、貴金属酸化物層４をＰｔＯｙ（ｙ＝２）から構成したほかは図１（Ａ）に示す媒体と同じ構成である。この媒体に対し、記録パワーレベルを１０．５ｍＷに変更したほかは図１（Ａ）に示す媒体と同条件で記録を行い、ＣＮＲを測定した。その結果、再生パワー１ｍＷではＣＮＲが得られなかったが、再生パワー４ｍＷで４０ｄＢ以上のＣＮＲが得られた。
【００１３】
再生パワー１ｍＷで再生した後の図１（Ａ）に示す媒体について、断面の透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）写真を図１（Ｂ）に示す。また、再生パワー４ｍＷで再生し、次いで、再生パワーを１ｍＷとして再び再生した後のこの媒体について、断面のＴＥＭ写真を図１（Ｃ）に示す。また、再生パワー１ｍＷで再生した後の図１４（Ａ）に示す媒体について、断面の透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）写真を図１４（Ｂ）に示す。また、再生パワー４ｍＷで再生し、次いで、再生パワーを１ｍＷとして再び再生した後のこの媒体について、断面のＴＥＭ写真を図１４（Ｃ）に示す。これら各図に示す断面は、記録トラックとほぼ平行、すなわち記録マーク列とほぼ平行である。
【００１４】
図１（Ｂ）から、記録前にＡｇＯｘ層が存在していた領域に、記録ビーム照射により空洞が形成されたこと、この空洞の断面形状が周期的に変動しており、その変動周期が記録マークの配列ピッチの４００ｎｍに対応していること、が明瞭に見て取れる。したがって、図１（Ｂ）の空洞断面において、凸部（空洞の高さが相対的に大きい領域）が記録パワーレベルのレーザービームを照射した領域（記録マーク）に対応し、凹部（空洞の高さが相対的に小さい領域）がバイアスパワーレベルのレーザービームを照射した領域（スペース）に対応すると考えられる。また、空洞内には、Ａｇ粒子４０がわずかに析出している。また、光吸収層５は、記録前は非晶質であったが、記録後は、記録したトラックの全域で結晶化していた。
【００１５】
図１（Ｃ）から、４ｍＷのパワーで再生した後には、記録時に形成された空洞の輪郭に変化は認められないが、空洞中のＡｇ粒子４０が顕著に増えていることがわかる。すなわち、再生レーザービーム照射により、Ａｇ粒子の析出が生じたことがわかる。なお、空洞中においてＡｇ粒子４０は均一に分布しているわけではないが、分布の不均一さによる再生信号の欠落は認められなかった。
【００１６】
一方、図１４（Ｂ）および図１４（Ｃ）から、貴金属酸化物層４をＰｔＯｙから構成した場合にも、貴金属酸化物層４内に記録マークに対応する空洞が形成されることがわかる。また、この場合、スペースに相当する領域には実質的に空洞が形成されず、図１（Ｂ）のＡｇＯｘ層に比べ、記録マークに相当する空洞の外形がより明瞭となっていることがわかる。さらに、図１４（Ｂ）および図１４（Ｃ）から、ＰｔＯｙ層では、記録時に空洞内に析出したＰｔ粒子４１は、４ｍＷの高パワーで再生しても、形態、粒径、析出密度がほとんど変化しないことがわかる。
【００１７】
以上の結果から、まず記録メカニズムの考察を行う。ＡｇＯｘからなる貴金属酸化物層４では、記録時（記録パワーレベルのレーザービームを照射時）にＡｇＯｘ→Ａｇ＋ｘ／２Ｏ２の分解と光吸収層５の結晶化とが起こる。記録時に発生した酸素ガス（Ｏ２）は、貴金属酸化物層４内で体積膨張を起こして貴金属酸化物層４を変形させるとともに第２誘電体層３２と光吸収層５とを押し上げる。また、ＰｔＯｙからなる貴金属酸化物層４においても、同様な分解が生じる。その結果、記録パワーレベルのレーザービームを照射した部位では、第２誘電体層３２が図中の上方に突き出すように湾曲すると共に、その周囲に比べ光吸収層５の厚さが薄くなり、これによりこの部位は記録マークとして機能することになる。形成された空洞内にはＯ２が封入されていると考えられる。このメカニズムが働くためには、貴金属酸化物が貴金属とＯ２とに分解すること、分解によって発生したＯ２が貴金属属酸化物層４を変形させること、すなわち第２誘電体層３２と光吸収層５も変形させること、の２つのプロセスが必要となる。記録の際に、典型的な相変化記録材料からなる光吸収層５が全面的に結晶化を起こしていることから、この記録メカニズムは、結晶質と非晶質との反射率の違いに基づいて記録マークを検出する相変化型記録媒体における記録メカニズムとは異なる。
【００１８】
次に、再生メカニズムの考察を行う。図１（Ｃ）から、超解像再生によりＡｇ粒子４０が多量に析出することが明らかとなった。記録時にＡｇＯｘからＡｇ＋ｘ／２Ｏ２への分解によって生成したＡｇは、図１（Ｂ）に示されるように、一部が凝集してＡｇ粒子４０となる。図１（Ｂ）からは確認できないが、凝集しなかったＡｇは、超微粒子の形で空洞の壁面に付着していると考えられる。この状態において、ある程度以上のパワーをもつ再生レーザービームを照射すると、Ａｇの超微粒子が凝集し、ＴＥＭによって観察可能な程度の大きさのＡｇ粒子が析出する。そして、このＡｇ粒子が、近接場光を散乱するプローブとなり、前記Ｊｐｎ．Ｊ．Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｖｏｌ．３９（２０００）ｐｐ．９８０−９８１に記載されたＡｇプローブと同様に機能して近接場光を伝搬光に変換し、超解像再生を可能にするものと考えられる。
【００１９】
図１（Ｂ）および図１（Ｃ）では、マーク長およびスペース長がともに２００ｎｍと短いため、マークでのＯ２発生による貴金属酸化物４の変形がスペースにも影響を及ぼした結果、スペースに相当する領域も空洞となっている。しかし、より長いマーク長およびより長いスペース長をもつ記録マーク列を記録したところ、スペースにおいて貴金属酸化物４内に空洞は形成されず、また、マークにおいて空洞の高さは一定であった。
【００２０】
本発明では、再生時のレーザービーム照射によって貴金属酸化物層４の空洞内にいったん析出した貴金属粒子は、再生後においても消失することはない。したがって、２回目以降の再生に際してさらに貴金属粒子を析出させる必要はない。ただし、４ｍＷのパワーで再生して図１（Ｃ）に示される状態となった後、再生パワーを１ｍＷまで低下させたところ、ＣＮＲが得られなくなったので、２回目以降の再生に際しても、超解像再生が可能となる強度のレーザービームを照射する必要がある。
【００２１】
なお、貴金属粒子の析出は、再生レーザービームの照射によって行う必要はなく、再生前に、貴金属粒子析出のためにレーザービームを照射しておいてもよい。
【００２２】
また、図１（Ｂ）および図１（Ｃ）に示す例では、記録時に貴金属粒子がわずかに析出しているが、記録時における貴金属粒子の析出量はさらに多くてもよい。たとえば、図１４（Ｂ）および図１４（Ｃ）に示されるように、記録時に貴金属粒子が多量に析出して、再生時など、その後のレーザービーム照射時には貴金属粒子の析出密度がほとんど変化しなくてもよい。また、記録時に析出した貴金属粒子の結晶構造や粒径が、再生時など、その後のレーザービーム照射時に変化してもよい。
【００２３】
記録時および超解像再生時には、貴金属酸化物層４を透過したレーザービームが光吸収層５に照射されるように、レーザービーム入射方向を設定することが好ましい。金属および／または半金属からなる光吸収層５を通してレーザービームを貴金属酸化物層４に照射する場合、光吸収層５による反射および吸収を考慮して、レーザービームのパワーを高くする必要があり、光吸収層５が破損するおそれがある。また、光吸収層５が相変化材料から形成される場合、貴金属酸化物層４を透過させずに光吸収層５に直接レーザービームを照射すると、貴金属酸化物層４に記録マークが形成されずに光吸収層５に非晶質または結晶質からなる記録マークが形成されることがある。その場合、本発明が特徴とする記録／再生メカニズムが実現しなくなる。
【００２４】
なお、本発明は、媒体が光吸収層５を有しない場合も包含する。その場合、記録時および再生時のいずれにおいても、レーザービームは媒体のどちらの面から入射させてもよい。
【００２５】
ところで、特許第３１５７０１９号公報および特許第３０７１２４３号公報には、酸化銀からなる記録層を有し、記録ビーム照射により酸化銀がＡｇとＯ２とに分解されて記録層中に空隙が形成される光記録媒体が記載されている。これらの光記録媒体は、記録時に酸化銀層中に空隙が形成される点で本発明が適用される媒体と類似する。しかし、これらの公報では、解像限界付近の寸法をもつ微小な記録マークの再生について全く着目しておらず、また、これらの公報の実施例では、再生レーザービームとして波長７８０ｎｍ、パワー０．５ｍＷのものを用いているが、この程度の再生パワーではＡｇ粒子を析出させることはできないため、超解像再生は不可能である。
【００２６】
光記録媒体に情報を記録する際には、ＥＦＭ等のデータ変調方式によって変調された信号に基づいてレーザービーム強度を変調して媒体に照射し、様々な長さの記録マークを含む記録マーク列を記録トラックに形成する。本発明は、解像限界である０．２５λ／ＮＡより小さい記録マークを再生する際に高ＣＮＲが得られるという優れた効果を示す。また、解像限界より大きいが解像限界に近い微小な記録マークを再生する際にも、ＣＮＲ向上効果が実現する。ＣＮＲ向上効果が大きいのは、マーク長が０．３７λ／ＮＡ未満、特に０．２８λ／ＮＡ以下である記録マークを再生するときである。したがって本発明は、このような寸法の記録マークを含む記録マーク列を形成する場合に有効である。
【００２７】
なお、マーク長が著しく短いと、本発明によっても高ＣＮＲを得ることが困難となるため、本発明は、マーク長が０．０５λ／ＮＡ以上、特に０．０９λ／ＮＡ以上の記録マークを含む記録マーク列の再生に適用することが好ましい。
【００２８】
本発明では、記録時に、貴金属酸化物を分解して貴金属酸化物層中に空洞を形成し、再生前または少なくとも初回の再生時に、貴金属粒子を不可逆的に析出させる必要がある。記録パワーおよび／または再生パワーが低すぎると、このような記録／再生メカニズムが十分に働かなくなり、高ＣＮＲが得られない。一方、記録パワーおよび／または再生パワーが高すぎると、媒体の耐久性に影響を与え、媒体が損傷することがある。したがって、記録パワーおよび再生パワーには、最適値が存在する。
【００２９】
ただし、短波長のレーザービームを開口数の大きい光学系で照射すると、ビームスポット内のエネルギー密度が高くなるので、波長および開口数が異なる条件では、レーザービームのパワーが同じであってもそれが記録時および再生時に貴金属酸化物層に与える影響は異なる。また、貴金属酸化物層や光吸収層など、媒体を構成する各層の構成材料や厚さが異なる場合、レーザービームのパワーが同じであってもそれが記録時および再生時に貴金属酸化物層に与える影響は異なる。
【００３０】
したがって、本発明において記録パワーおよび再生パワーは、高ＣＮＲが得られるように実験的に決定すればよい。なお、本発明では、好ましくは２５ｄＢ以上、より好ましくは４０ｄＢ以上のＣＮＲが得られることが望ましい。
【００３１】
以下、本発明の記録／再生方法が適用される媒体について、詳細に説明する。
【００３２】
図２に示す媒体構造
本発明の光記録媒体の構成例を図２に示す。この媒体は、基板２上に、第１誘電体層３１、貴金属酸化物層４、第２誘電体層３２、光吸収層５および第３誘電体層３３をこの順で有する。
【００３３】
貴金属酸化物層４
記録前の媒体において、貴金属酸化物層４は貴金属酸化物を含有し、好ましくは、実質的に貴金属酸化物だけから構成される。
【００３４】
貴金属酸化物層には、２種以上の貴金属酸化物が含有されていてもよい。その場合、貴金属酸化物層は単層構造であってもよく、それぞれ少なくとも１種の貴金属酸化物を含有する層を複数積層した積層構造であってもよい。ただし、貴金属酸化物層に２種以上の貴金属酸化物が含有される場合、記録時に２種以上の貴金属酸化物のすべてが同時には分解しないことがあり、また、再生時に２種以上の貴金属のすべてが同時には凝集しないことがあり、これらにより記録／再生特性が悪影響をうけることがある。したがって、貴金属酸化物層には貴金属酸化物が１種だけ含有されることが好ましい。
【００３５】
本発明で用いる貴金属の種類は特に限定されず、前述した記録／再生メカニズムは、どの貴金属を用いた場合でも機能するが、酸化物の形成のしやすさ、酸化物の安定性、可視光による近接場光の発生効率の観点から、白金、銀およびパラジウムの少なくとも１種が好ましく、銀および／または白金がより好ましく、より高いＣＮＲが得られ、かつ再生耐久性が高くなることから、特に白金が好ましい。
【００３６】
白金酸化物を用いる場合、これをＰｔＯｙで表したとき、微小な記録マークを再生する際に高いＣＮＲを得るためには、好ましくは
０．５≦ｙ、より好ましくは
１≦ｙ
とする。ただし、ｙが大きいと、解像限界よりマーク長が大きい記録マークを再生する際のＣＮＲが低くなってしまうため、様々な長さの記録マークを含む記録マーク列を再生する際に高い出力を得るためには、好ましくは
ｙ≦４、より好ましくは
ｙ＜３
である。また、ＰｔＯｙの組成は、再生耐久性にも関わる。解像限界より小さい記録マークの再生耐久性を十分なものとするためには、すなわち繰り返し再生によるＣＮＲ低下を抑えるためには、好ましくは
１≦ｙ
とし、解像限界よりマーク長が大きい記録マークの再生耐久性を十分なものとするためには、好ましくは
２＜ｙ
とする。
【００３７】
銀酸化物を用いる場合、これをＡｇＯｘで表したとき、微小な記録マークを再生する際に高いＣＮＲを得るためには、好ましくは
０．５≦ｘ≦１．５、より好ましくは
０．５≦ｘ≦１
である。ｘが小さすぎると高ＣＮＲが得られにくく、ｘが大きすぎるとＡｇＯｘが不安定となるため、保存耐久性および再生耐久性が低くなりやすい。
【００３８】
パラジウム酸化物を用いる場合、これをＰｄＯｚで表したとき、微小な記録マークを再生する際に高いＣＮＲを得るためには、好ましくは
１．０≦ｚ≦１．５
である。ｚが小さすぎると高ＣＮＲが得られにくい。一方、成膜プロセスの都合上、ｚが１．５を超えるパラジウム酸化物膜を形成することは困難である。
【００３９】
なお、貴金属酸化物層４の組成は、たとえば蛍光Ｘ線分析により測定することができる。
【００４０】
貴金属酸化物層４の厚さは、好ましくは１〜３０ｎｍ、より好ましくは２〜２０ｎｍである。貴金属酸化物層４が薄すぎると、連続膜とすることが困難となり、安定した記録／再生特性が得られにくい。一方、貴金属酸化物層４が厚すぎると、高いＣＮＲが得られなくなる。
【００４１】
なお、図２から光吸収層５を取り去った構造（図５に示す構造）も、本発明に包含される。この構造の媒体では、レーザービーム照射の際に貴金属酸化物層４が十分には昇温しにくく、その結果、十分に高いＣＮＲが得られにくい。そのため、光吸収層５を設けない構造においては、貴金属酸化物層４を厚くして光吸収率を高めることが好ましい。この構造における貴金属酸化物層４の好ましい厚さは、２０〜１００ｎｍである。この場合に貴金属酸化物層４が厚すぎると、貴金属酸化物層４が不安定となって再生耐久性が低くなりやすい。
【００４２】
貴金属酸化物層４の形成方法は特に限定されず、スパッタリング、蒸着などの物理的気相堆積法（ＰＶＤ）や、化学的気相堆積法（ＣＶＤ）を用いることができる。これらのうちでは、貴金属ターゲットを用い、酸素を反応ガスとして用いる反応性スパッタリング法が好ましい。
【００４３】
光吸収層５
光吸収層５は、再生時にレーザービームを吸収して昇温することにより、隣り合う貴金属酸化物層４を昇温して貴金属析出を促進する。貴金属酸化物層４は、記録／再生用のレーザービームに対する透明性が高いため加熱されにくいので、光吸収層を設けないと十分に高いＣＮＲを得ることが困難となる。
【００４４】
光吸収層５は、レーザービーム照射により十分に昇温するように構成する。そのためには、光吸収層５を、吸収係数の高いものとしたり、熱伝導率の低いものとしたりすればよい。また、本発明では前述したメカニズムで空洞形成により記録マークを形成する必要があるため、空洞形成を妨げないように、光吸収層５を変形しやすいものとすることが好ましい。
【００４５】
光吸収層５の構成材料としては、金属および半金属から選択された１種または２種以上の元素を含む金属または合金（金属間化合物が包含される）を主成分とするものが好ましく、光吸収層５に要求される上記特性を実現しやすいことから、少なくともＳｂおよび／またはＴｅを含有する合金が好ましい。
【００４６】
Ｓｂおよび／またはＴｅを含有する合金の組成としては、
式Ｉ　（ＳｂａＴｅ１−ａ）１−ｂＭｂ
で表されるものが好ましい。上記式Ｉにおいて、元素ＭはＳｂおよびＴｅをそれぞれ除く元素を表し、ａおよびｂは原子比を表し、好ましくは
０≦ａ≦１、
０≦ｂ≦０．２５
である。元素Ｍの含有量を表すｂが大きすぎると、光吸収層に要求される前記特性が不十分となりやすい。元素Ｍは特に限定されないが、たとえばＩｎ、Ａｇ、Ａｕ、Ｂｉ、Ｓｅ、Ａｌ、Ｐ、Ｇｅ、Ｈ、Ｓｉ、Ｃ、Ｖ、Ｗ、Ｔａ、Ｚｎ、Ｔｉ、Ｓｎ、Ｐｂ、Ｐｄおよび希土類元素（Ｓｃ、Ｙおよびランタノイド）から選択される少なくとも１種が好ましい。
【００４７】
なお、上記式Ｉで表される組成をもつ合金には、相変化記録材料として知られている合金が含まれる。相変化記録材料は、結晶質時の反射率と非晶質時の反射率との相違を利用して、非晶質または結晶質からなる記録マークを読み出す媒体の記録材料として使われる合金である。ただし、本発明における光吸収層５は、結晶質時の反射率と非晶質時の反射率との相違を利用する相変化型記録層としては使用されない。
【００４８】
光吸収層５が相変化記録材料からなり、かつ、非晶質である場合において、貴金属酸化物層４に短い記録マークだけを記録する際には、記録時に光吸収層５面内への熱拡散により、光吸収層５は記録トラック方向に連続的に結晶化される、すなわちマーク間（スペース）においても光吸収層５は結晶化されるため、再生時に問題は生じない。しかし、貴金属酸化物層４に長いスペースを形成する際には、スペース中央付近において光吸収層５が非晶質のまま残ることがある。非晶質のまま残った領域は、再生時に結晶化することがあり、この結晶化により再生信号に乱れが生じることがある。
【００４９】
光吸収層５が非晶質である場合に生じるこのような再生信号の乱れを防ぐためには、貴金属酸化物層４に記録する前に、光吸収層５の全域を結晶化しておくことが好ましい。この結晶化は、相変化型媒体における記録層の全面結晶化（初期化）と同様に、レーザービーム照射によって行うことができる。ただし、光吸収層５の結晶化処理に際しては、貴金属酸化物層４において貴金属酸化物の分解が生じないように処理条件を設定する必要がある。
【００５０】
光吸収層５の厚さは、薄すぎると十分な光吸収率を確保することが困難となり、厚すぎると記録時に変型しにくくなるため、好ましくは２〜２００ｎｍ、より好ましくは１０〜１００ｎｍとする。
【００５１】
光吸収層５の形成方法は特に限定されず、前記したＰＶＤ法やＣＶＤ法を用いることができる。
【００５２】
誘電体層３１、３２、３３
第１誘電体層３１は、記録／再生時に貴金属酸化物層４から伝わる熱を面内方向に逃がすことにより基板２を保護するために、また、媒体の反射率を制御するために設けられる。第２誘電体層３２は、ＣＮＲ向上および貴金属酸化物層４の保護のために設けられる。第３誘電体層３３は、光吸収層５を保護するために設けられる。第２誘電体層３２は、記録時に貴金属酸化物層４での空洞形成に伴って変形する必要があるため、変形しやすい構成とすることが好ましい。
【００５３】
各誘電体層の厚さは、その機能が十分に発揮されるように適宜決定すればよいが、通常、第１誘電体層３１は１０〜３００ｎｍ、第２誘電体層３２は５ｎｍ以上１００ｎｍ未満、好ましくは１０〜６０ｎｍ、第３誘電体層３３は１０〜２００ｎｍであることが好ましい。第２誘電体層３２が厚すぎても薄すぎても、超解像再生時のＣＮＲが低くなってしまう。
【００５４】
各誘電体層に用いる誘電体としては、例えば、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｚｎ、Ａｌ、希土類元素などから選択される少なくとも１種の金属成分または半金属成分を含む各種化合物が好ましい。化合物としては、酸化物、窒化物または硫化物が好ましく、これらの化合物の２種以上を含有する混合物を用いることもできる。ただし、第２誘電体層３２を変形しやすくするためには、窒化ケイ素をはじめとする窒化物は好ましくない。
【００５５】
なお、第３誘電体層３３上に、媒体の保護を目的として樹脂製の保護層を設けてもよい。また、光吸収層５が相変化材料から構成される場合には第３誘電体層３３を設けることが好ましいが、第３誘電体層３３を設けることは必須ではなく、光吸収層５に接して樹脂保護層を形成してもよい。
【００５６】
これらの誘電体層の形成方法は特に限定されず、前記したＰＶＤ法やＣＶＤ法を用いることができる。
【００５７】
基板２
基板２は、媒体の剛性を維持するために設けられる。基板２の厚さは、通常、０．２〜１．２ｍｍ、好ましくは０．４〜１．２ｍｍとすればよい。基板２には、通常、トラッキングのためのグルーブ（案内溝）を設ける。
【００５８】
なお、本発明では、第１誘電体層３１から第３誘電体層３３までの各層を、図２に示す積層順とは逆に基板上に積層してもよい。
【００５９】
基板２側からレーザービームを媒体に入射させる場合には、透光性材料から基板２を構成する。基板２の構成材料は、必要とされる剛性や透明性などに応じ、樹脂、ガラス、金属、セラミック等の各種材料から選択すればよい。
【００６０】
図３に示す媒体構造
図３に示す媒体は、図２に示す媒体の第３誘電体層３３上に、反射層６を設けた構造である。反射層６を設ける場合、記録／再生用のレーザービームは、図中の下側から媒体に入射させる。
【００６１】
反射層６を設けることにより、解像限界より大きなマーク長をもつ記録マークの再生出力を向上させることができる。反射層６を設けない構造では、光吸収層５と第３誘電体層３３との界面を通過した光はすべて媒体の外側へ透過する。そのため、近接場光を使わずに伝搬光の反射を検出することにより読み出される記録マーク、すなわち、超解像再生ではなく通常再生が可能な寸法の記録マークでは、ＣＮＲが大きくならない。これに対し、反射層６を設ければ、第３誘電体層３３と反射層６との界面で反射した光とその他の界面で反射した光との干渉効果が利用できるようになるので、伝搬光だけで再生することのできる大きさの記録マークのＣＮＲが増大するものと考えられる。
【００６２】
ただし、反射層６を厚くすると、反射層６で反射して光ピックアップに戻る伝搬光の強度が高くなる結果、貴金属酸化物層４において近接場光から変換されて光ピックアップに戻る伝搬光の強度が相対的に低くなるため、超解像再生の対象となる微小な記録マークのＣＮＲが低くなってしまう。したがって、反射層６の厚さは、大きな記録マークおよび微小な記録マークの双方において十分なＣＮＲが得られるように設定することが好ましい。具体的には、反射層６構成材料に応じて実験的に決定すればよいが、通常、１〜１００ｎｍ、特に２〜１５ｎｍとすることが好ましい。
【００６３】
反射層６は、Ａｌ、Ａｕ、Ａｇ、Ｐｔ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｃｒ、Ｔｉ、Ｓｉ等の金属または半金属の単体や、金属または半金属を２種以上含有する合金から構成すればよい。
【００６４】
反射層６の形成方法は特に限定されず、前記したＰＶＤ法やＣＶＤ法を用いることができる。
【００６５】
図４に示す媒体構造
図４に示す媒体は、図２に示す媒体の第１誘電体層３１と貴金属酸化物層４との間に、析出促進層７を設けた構造である。
【００６６】
貴金属酸化物層４に接触する層の材料に依存して、再生時の貴金属粒子の析出温度が変化する。一方、再生耐久性の観点からは、超解像再生のための再生パワーは低いほど好ましい。そのため、貴金属酸化物層４に接して、貴金属粒子の析出温度を低下させる機能をもつ層を設けることが好ましい。この層は、媒体のトータルな光学的設計や熱的バランスを損なわない程度の厚さとすることが好ましい。析出促進層７は、このように再生感度を向上させる機能をもつ層であり、これを設けることにより、設けない場合に比べてより低い再生パワーで同等のＣＮＲが得られるようになる。
【００６７】
析出促進層７は、たとえば窒化ケイ素から構成し、厚さは２〜２０ｎｍとすることが好ましい。
【００６８】
析出促進層７の形成方法は特に限定されず、前記したＰＶＤ法やＣＶＤ法を用いることができる。
【００６９】
なお、図３に示す反射層６と図４に示す析出促進層７とを、ともに設けてもよい。
【００７０】
図５に示す媒体構造
図５に示す媒体は、図２に示す媒体から光吸収層５および第３誘電体層３３を取り去った構造である。
【００７１】
この構造の媒体でも、超解像再生は可能であり、また、再生耐久性は良好である。ただし、高いＣＮＲを得ることは困難である。
【００７２】
【実施例】
以下の実施例において、光ディスクサンプルの評価には、開口数ＮＡ＝０．６０の光学系から波長λ＝６３５ｎｍのレーザービームを射出する低分解能ピックアップ（解像限界ピッチ５３０ｎｍ、解像限界マーク長２６５ｎｍ）と、開口数ＮＡ＝０．６５の光学系から波長λ＝４０５ｎｍのレーザービームを射出する高分解能ピックアップ（解像限界ピッチ３１２ｎｍ、解像限界マーク長１５６ｎｍ）とが対向して搭載してある光ディスク評価装置（パルステック社製ＤＤＵ１０００）を用いた。記録および再生の際の線速度は６ｍ／ｓとした。
【００７３】
この評価装置では、低分解能ピックアップから出射されたレーザービームは、基板側から貴金属酸化物層４に入射し、高分解能ピックアップから出射されたレーザービームは、基板とは反対側から貴金属酸化物層４に入射する。そのため、この評価装置では、貴金属酸化物層４に記録された記録マーク列を、分解能の異なる２つのピックアップでそれぞれ再生することが可能である。たとえば、配列ピッチ４００ｎｍ（マーク長２００ｎｍ）の記録マーク列の再生は、λ＝６３５ｎｍ、ＮＡ＝０．６０の低分解能ピックアップでは超解像再生に相当し、λ＝４０５ｎｍ、ＮＡ＝０．６５の高分解能ピックアップでは通常再生に相当する。
【００７４】
したがって、両方のピックアップにおいてＣＮＲが得られないことは、読み取り可能な記録マークが形成されなかったことを意味する。また、繰り返し再生に伴ってＣＮＲが低下することは、繰り返し再生に伴って記録マークが消滅したことを意味する。また、高分解能ピックアップでは通常再生が可能で、低分解能ピックアップでは超解像再生が必要な寸法の記録マークを再生する際に、低分解能ピックアップを用いた超解像条件でのみＣＮＲが得られないことは、記録マークは存在しているが超解像再生メカニズムが働いていないことを意味する。
【００７５】
なお、以下の実施例では、特に断りのない限り、記録は低分解能ピックアップにより行った。
【００７６】
実施例１−１（図２の構造：貴金属酸化物ＡｇＯｘ）
図２に示すように、基板２／第１誘電体層３１／貴金属酸化物層４／第２誘電体層３２／光吸収層５／第３誘電体層３３からなる積層構造を有する光ディスクサンプルを形成した。各層の組成および厚さは、ポリカーボネート基板（０．６ｍｍ）／ＺｎＳ−ＳｉＯ２（１３０ｎｍ）／ＡｇＯｘ（１８ｎｍ）／ＺｎＳ−ＳｉＯ２（４０ｎｍ）／Ａｇ−Ｉｎ−Ｓｂ−Ｔｅ（６０ｎｍ）／ＺｎＳ−ＳｉＯ２（１００ｎｍ）とした。かっこ内は厚さである。ＺｎＳ−ＳｉＯ２層は、モル比で表した組成が（ＺｎＳ）８５（ＳｉＯ２）１５であるターゲットをＡｒ雰囲気中でスパッタリングすることにより形成した。ＡｇＯｘ層は、Ａｒ／Ｏ２＝１０ｓｃｃｍ／１０ｓｃｃｍの流量比の混合ガス雰囲気中でＡｇターゲットをスパッタリングすることにより形成した。形成されたＡｇＯｘにおけるｘは１であった。Ａｇ−Ｉｎ−Ｓｂ−Ｔｅ層は、Ａｇ６．０Ｉｎ４．５Ｓｂ６０．８Ｔｅ２８．７（モル％）ターゲットをＡｒ雰囲気中でスパッタリングすることにより形成した。
【００７７】
サンプル形成後、サンプルを線速度６ｍ／ｓで回転させながら、記録対象トラックに対し、低分解能ピックアップにより１．２ｍＷのパワーのレーザービームを３秒間連続照射することにより、光吸収層５を結晶化させた。なお、特に断りのない限り、以下の実施例においてもこの実施例と同様にして、記録／再生特性を評価する前に光吸収層５を結晶化させた。
【００７８】
このサンプルに、記録パワー１０ｍＷで、配列ピッチ２００ｎｍ〜１．６μｍ（マーク長１００〜８００ｎｍ）の記録マーク列をそれぞれ記録した後、低分解能ピックアップを用いて再生パワーＰｒ＝１ｍＷまたは４ｍＷで再生し、ＣＮＲを測定した。結果を図６に示す。
【００７９】
図６から、マーク長４００ｎｍ未満（０．３７λ／ＮＡ未満）の記録マークからなる記録マーク列を再生する際に、再生パワーを４ｍＷとすることにより特異的にＣＮＲが増大していることがわかる。特に、マーク長２００ｎｍの記録マークからなるマーク列では、４１ｄＢという高いＣＮＲが得られている。
【００８０】
なお、光吸収層５の組成（モル比）をＧｅ２Ｓｂ２Ｔｅ５または（Ｓｂ０．７Ｔｅ０．３）０．９５Ｇｅ０．０５とした場合でも、ほぼ同様な結果が得られた。
【００８１】
前記した図１（Ｂ）および図１（Ｃ）にそれぞれ示すＴＥＭ写真は、この実施例と同条件で記録／再生を行った実験におけるサンプル断面写真である。ただし、その実験に際しては、記録前に光吸収層５は結晶化させなかった。
【００８２】
比較例１（図２の構造：光吸収層５への相変化型記録）
実施例１−１と同様にしてサンプルを作製した。ただし、光吸収層５は結晶化させなかった。
【００８３】
このサンプルに対し、高分解能ピックアップを用いて第３誘電体層３３側からレーザービームを入射させて、配列ピッチ４００ｎｍ（マーク長２００ｎｍ）の記録マーク列を記録パワー６ｍＷで記録し、高分解能ピックアップを用いて０．７ｍＷのパワーで再生したところ、４４ｄＢのＣＮＲが得られた。
【００８４】
次に、低分解能ピックアップを用いて４ｍＷのパワーで連続的に再生したところ、初期には２２ｄＢのＣＮＲが得られたが、数秒以内に信号が完全に消滅した。その後、高分解能ピックアップを用いて０．７ｍＷのパワーで再生したところ、ＣＮＲは得られなかった。
【００８５】
４ｍＷのパワーのレーザービームを連続的に照射したときに記録マーク列が消滅したことから、この比較例では、非晶質の光吸収層５に結晶質記録マークが形成される相変化型記録がなされていると考えられ、この記録マーク列に対し、低分解能ピックアップで貴金属酸化物層４にＡｇ粒子を析出させながら超解像再生を行ったものと考えられる。すなわち、この比較例における記録／再生方法は、相変化型記録を行っている点で、前記Ｊｐｎ．Ｊ．Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｖｏｌ．３９（２０００）ｐｐ．９８０−９８１に記載されている方法に近い。この比較例１と上記実施例１−１との比較から明らかなように、相変化型記録を行った場合には、得られるＣＮＲが低くかつ再生耐久性も劣る。
【００８６】
実施例１−２（図２の構造：貴金属酸化物ＰｔＯｙ）
実施例１−１における貴金属酸化物層４をＰｔＯｙ（４ｎｍ）に替えたサンプルを作製した。ＰｔＯｙ層は、ＰｔターゲットをＡｒ／Ｏ２＝５ｓｃｃｍ／５ｓｃｃｍの流量比の混合ガス雰囲気中でスパッタリングすることにより形成した。ＰｔＯｙにおけるｙは２であった。
【００８７】
このサンプルについて、記録パワー１４ｍＷで、配列ピッチ１６０ｎｍ〜１．６μｍ（マーク長８０〜８００ｎｍ）のマーク列をそれぞれ記録し、低分解能ピックアップを用いて再生パワーＰｒ＝１ｍＷまたは４ｍＷで再生した。結果を図７に示す。
【００８８】
図７において、再生パワーＰｒ＝１ｍＷのとき、マーク長が４００ｎｍ（０．３７λ／ＮＡ）より小さくなるとＣＮＲが急激に減少し、解像限界より小さい２００ｎｍのマークではＣＮＲが得られていない。これに対し、再生パワーＰｒ＝４ｍＷでは、超解像再生が必要な微小な記録マークであっても、十分に高いＣＮＲが得られている。具体的には、マーク長１５０ｎｍ以上の全ての記録マークで、４０ｄＢ以上のＣＮＲが得られている。
【００８９】
ＡｇＯｘを用いた図６とＰｔＯｙを用いた図７とを比較すると、超解像再生が可能な再生パワーＰｒ＝４ｍＷのとき、全てのマーク長において図７のほうがＣＮＲが高いことがわかる。したがって、貴金属酸化物層４を構成する貴金属酸化物としては白金酸化物が望ましい。
【００９０】
前記した図１４（Ａ）、図１４（Ｂ）および図１４（Ｃ）にそれぞれ示すＴＥＭ写真は、この実施例と同条件で記録／再生を行った実験におけるサンプル断面写真である。ただし、その実験に際しては、記録前に光吸収層５は結晶化させなかった。
【００９１】
実施例１−３（図２の構造：貴金属酸化物ＰｄＯｚ）
実施例１−１における貴金属酸化物層４をＰｄＯｚ（４ｎｍ）に替えたサンプルを作製した。ＰｄＯｚ層は、ＰｄターゲットをＡｒ／Ｏ２＝５ｓｃｃｍ／５ｓｃｃｍの流量比の混合ガス雰囲気中でスパッタリングすることにより形成した。ＰｄＯｚにおけるｚは１．１０であった。
【００９２】
このサンプルについて、高分解能ピックアップと同一の光学系を用いて、基板側から記録パワー１１ｍＷで、配列ピッチ１００〜８００ｎｍ（マーク長５０〜４００ｎｍ）のマーク列をそれぞれ記録し、高分解能ピックアップを用いて、基板側から再生パワーＰｒ＝１ｍＷまたは４ｍＷで再生した。結果を図１５に示す。
【００９３】
図１５において、再生パワーＰｒ＝１ｍＷのとき、マーク長が２００ｎｍより小さくなるとＣＮＲが急激に減少し、解像限界より小さい１５０ｎｍのマークではＣＮＲがほとんど得られていない。これに対し、再生パワーＰｒ＝４ｍＷでは、超解像再生が必要な微小な記録マークであっても、十分に高いＣＮＲが得られている。具体的には、マーク長１００ｎｍ以上の全ての記録マークで、３５ｄＢ以上のＣＮＲが得られている。
【００９４】
なお、同一のサンプルについて低分解能ピックアップを用いて記録再生を行ったところ、記録パワー１２ｍＷ、再生パワーＰｒ＝４ｍＷの条件で、解像限界よりも小さい２００ｎｍのマークで４２ｄＢのＣＮＲが得られた。
【００９５】
実施例１−４（図２の構造：ＰｔＯｙ層の酸素含有量による比較）
実施例１−２の構造において、ＰｔＯｙ層形成に際し流量比Ａｒ／Ｏ２を制御して、ｙの相異なるＰｔＯｙ層を有する複数のサンプルを作製した。各サンプルにおけるｙの値と流量（単位：ｓｃｃｍ）の比とは、
ｙ＝０　　　：Ａｒ／Ｏ２＝１０／０、
ｙ＝０．７５：Ａｒ／Ｏ２＝７．５／２．５、
ｙ＝２　　　：Ａｒ／Ｏ２＝５．０／５．０、
ｙ＝３　　　：Ａｒ／Ｏ２＝２．５／７．５
である。これらのサンプルに対し、各々の最適記録パワーで、配列ピッチ１６０ｎｍ〜１．６μｍ（マーク長８０〜８００ｎｍ）の記録マーク列をそれぞれ記録し、低分解能ピックアップを用いて４ｍＷの再生パワーで再生した。結果を図８に示す。
【００９６】
また、図９および図１０に、配列ピッチ４００ｎｍ（マーク長２００ｎｍ）の記録マーク列および配列ピッチ１．６μｍ（マーク長８００ｎｍ）の記録マーク列を繰り返し再生したときのＣＮＲの変化をそれぞれ示す。図９および図１０から、様々な長さの記録マークにおいて良好な再生耐久性を得るためには、ｙを大きくしたほうがよいことがわかる。
【００９７】
実施例１−５（図２の構造：ＰｄＯｚ層の酸素含有量による比較）
実施例１−３の構造において、ＰｄＯｚ層形成に際し流量比Ａｒ／Ｏ２を制御して、ｚの相異なるＰｄＯｚ層を有する複数のサンプルを作製した。各サンプルにおけるｚの値と流量（単位：ｓｃｃｍ）の比とは、
ｙ＝０．８２：Ａｒ／Ｏ２＝８．５／１．５、
ｙ＝１．１０：Ａｒ／Ｏ２＝５．０／５．０、
ｙ＝１．１２：Ａｒ／Ｏ２＝１．０／９．０
である。これらのサンプルに対し、高分解能ピックアップを用いて、各々の最適記録パワーで、配列ピッチ２００〜６００ｎｍ（マーク長１００〜３００ｎｍ）の記録マーク列をそれぞれ記録し、高分解能ピックアップを用いて４ｍＷの再生パワーで再生した。結果を図１６に示す。
【００９８】
図１６から、解像限界よりも小さいマークで高いＣＮＲを得るためには、１．０≦ｚとすることが好ましいことがわかる。また、この結果からは、ｚの上限は特に限定されないが、成膜時に雰囲気ガス中における酸素の比率を著しく高くしても、１．５＜ｚとなるようなパラジウム酸化物層を得ることは困難であることがわかった。
【００９９】
実施例１−６（図２の構造：ＰｔＯｙ層とＡｇＯｘ層との比較）
実施例１−１で作製したＡｇＯｘ層（ｘ＝１）を有するサンプルと、ＰｔＯｙ層（ｙ＝３）の厚さを８ｎｍとしたほかは実施例１−４と同様にして作製したサンプルとについて、配列ピッチ４００ｎｍ（マーク長２００ｎｍ）の記録マーク列および配列ピッチ１．６μｍ（マーク長８００ｎｍ）の記録マーク列を、低分解能ピックアップを用いて４ｍＷの再生出力で繰り返し再生したときのＣＮＲの変化を調べた。結果を図１１に示す。
【０１００】
図１１から、貴金属酸化物層４としてＰｔＯｙ層を用いたサンプルにおいて、再生耐久性が大幅に向上することがわかる。ＰｔＯｙ層では、再生時に析出した貴金属粒子の形状および大きさが、高パワーで繰り返し再生を行っても変動しにくく安定であると考えられる。
【０１０１】
実施例１−７（図２の構造：ＰｔＯｙ層の膜厚による比較）
ＰｔＯｙからなる貴金属酸化物層４をｙ＝３となる条件で形成し、その膜厚を４〜３０ｎｍの範囲内で変更したほかは実施例１−４と同様にしてサンプルを作製した。これらのサンプルに、それぞれの最適条件で配列ピッチ４００ｎｍ（マーク長２００ｎｍ）の記録マーク列を記録し、低分解能ピックアップを用いて４ｍＷの再生パワーで再生し、ＣＮＲを測定した。各サンプルのＰｔＯｙ層の厚さとＣＮＲとの関係は、「厚さ：ＣＮＲ」の形で表して、
４ｎｍ：４４ｄＢ、
８ｎｍ：４１ｄＢ、
１２ｎｍ：３０ｄＢ、
１６ｎｍ：２９ｄＢ、
１８ｎｍ：２８ｄＢ、
３０ｎｍ：２７ｄＢ
であった。
【０１０２】
実施例１−８（図２の構造：ＰｄＯｚ層の膜厚による比較）
ＰｄＯｚからなる貴金属酸化物層４をｚ＝１．１０となる条件で形成し、その膜厚を２〜１５ｎｍの範囲内で変更したほかは実施例１−５と同様にしてサンプルを作製した。これらのサンプルに、高分解能ピックアップを用いて、それぞれの最適条件で配列ピッチ３００ｎｍ（マーク長１５０ｎｍ）の記録マーク列を記録し、高分解能ピックアップを用いて４ｍＷの再生パワーで再生し、ＣＮＲを測定した。各サンプルのＰｄＯｚ層の厚さとＣＮＲとの関係は、「厚さ：ＣＮＲ」の形で表して、
２ｎｍ：２６ｄＢ、
４ｎｍ：３５ｄＢ、
１０ｎｍ：３２ｄＢ、
１５ｎｍ：２６ｄＢ
であった。
【０１０３】
実施例１−９（図２の構造：光吸収層５の構成材料による比較）
光吸収層５をＳｉ、ＡｕまたはＷで構成したほかは実施例１−１と同様にして作製したサンプルに、記録パワー９ｍＷで配列ピッチ４００ｎｍ（マーク長２００ｎｍ）の記録マーク列を記録し、低分解能ピックアップを用いて４ｍＷの再生パワーで再生したところ、光吸収層５構成材料とＣＮＲとの関係は、
Ｓｉ：１９ｄＢ、
Ａｕ：２０ｄＢ、
Ｗ　：２４ｄＢ
であった。
【０１０４】
この結果は、光吸収層５構成材料としてＡｕ、ＳｉまたはＷを用いると、相変化材料を用いる場合に比べ超解像記録特性が悪くなることを示している。貴金属酸化物層４を構成するＡｇＯｘそれ自体は吸収係数が小さいため、この実施例における条件では昇温が不十分となり、記録時に分解しない。したがって、適切な光吸収層の存在が必要となる。光吸収層５をＡｕまたはＳｉで構成した場合に十分な特性が得られなかったのは、Ａｕの場合は熱伝導率が高いのでＡｇＯｘ層に熱が伝わりにくかったためであると考えられ、Ｓｉの場合はＳｉの吸収係数が小さいため光吸収層として十分に機能しなかったためであると考えられる。Ｗを用いた場合は、光を吸収して昇温する層としては機能するが、Ｗは硬い材料であるため、記録時の貴金属酸化物層４における空洞形成を阻害したものと考えられる。
【０１０５】
実施例１−１０（図２の構造：第２誘電体層３２の構成材料による比較）
第２誘電体層３２を窒化ケイ素から構成したほかは実施例１−１と同様にして作製したサンプルについて、記録パワー１４ｍＷで、配列ピッチ４００ｎｍ（マーク長２００ｎｍ）の記録マーク列を記録し、低分解能ピックアップを用いて４ｍＷの再生パワーで再生したところ、ＣＮＲは得られなかった。
【０１０６】
また、上記記録マーク列を高分解能ピックアップを用いて０．７ｍＷの再生パワーを再生したところ、ＣＮＲは得られなかった。すなわち、通常再生も不可能であった。
【０１０７】
このように通常再生も不可能であることから、第２誘電体層３２を窒化ケイ素から構成すると、読み取り可能な記録マークを形成できないことがわかる。窒化ケイ素は、実施例１−１で用いたＺｎＳ−ＳｉＯ２に比べてはるかに硬い材料であるため、ＡｇＯｘの分解により生成したＯ２が、記録マークとして機能する空洞を貴金属酸化物層４中に形成できなかったためと考えられる。
【０１０８】
実施例１−１１（図２の構造：第２誘電体層３２の膜厚による比較）
第２誘電体層３２の膜厚を１００ｎｍとしたほかは実施例１−１と同様にしてサンプルを作製した。このサンプルに記録パワー１１ｍＷで、配列ピッチ４００ｎｍ（マーク長２００ｎｍ）の記録マーク列を記録し、低分解能ピックアップを用いて４ｍＷの再生パワーで再生したところ、ＣＮＲは得られなかった。
【０１０９】
また、上記記録マーク列を記録した直後および低分解能ピックアップにより４ｍＷで再生した後のそれぞれにおいて、高分解能ピックアップを用いて０．７ｍＷの再生パワーで再生したところ、いずれの場合も４０ｄＢ以上のＣＮＲが得られた。
【０１１０】
実施例２−１（図３の構造：反射層６の効果）
実施例１−１で作製したサンプルの第３誘電体層３３の上に、反射層６として厚さ１０ｎｍのＡｇ層またはＡｌ層を形成することにより、図３に示す構造のサンプルを得た。Ａｇ層およびＡｌ層は、それぞれＡｇターゲットおよびＡｌターゲットをＡｒ雰囲気中でスパッタリングすることにより形成した。
【０１１１】
これらのサンプルについて、記録パワー１０ｍＷで、配列ピッチ４００ｎｍ〜１．６μｍ（マーク長２００〜８００ｎｍ）の記録マーク列をそれぞれ形成し、低分解能ピックアップを用いて４ｍＷの再生パワーで再生した結果を、図１２に示す。なお、図１２には、反射層６を設けないサンプルの結果も示してある。
【０１１２】
図１２から、反射層６を設けることにより、解像限界よりも大きな記録マークのＣＮＲが増大することがわかる。
【０１１３】
実施例２−２（図３の構造：反射層６の膜厚による比較）
反射層６を図１３に示す厚さとしたほかは実施例２−１と同様にしてサンプルを作製した。これらのサンプルについて、それぞれの最適記録パワーで配列ピッチ４００ｎｍ（マーク長２００ｎｍ）の記録マーク列を記録し、低分解能ピックアップを用いて４ｍＷの再生パワーで再生した結果を、図１３に示す。
【０１１４】
図１３から、反射層６の膜厚が厚くなるほど、超解像再生におけるＣＮＲが低くなることがわかる。
【０１１５】
実施例３（図４の構造：析出促進層７の効果）
実施例１−１で作製したサンプルの第１誘電体層３１と貴金属酸化物層４との間に、析出促進層７として厚さ５ｎｍの窒化ケイ素層を形成することにより、図４に示す構造のサンプルを得た。窒化ケイ素層は、ＳｉターゲットをＡｒ／Ｎ２＝８／２の流量比の混合ガス雰囲気中でスパッタリングすることにより形成した。窒化ケイ素層の組成はＳｉ３Ｎ４であった。
【０１１６】
このサンプルに記録パワー１０ｍＷで、配列ピッチ４００ｎｍ（マーク長２００ｎｍ）の記録マーク列を記録し、低分解能ピックアップを用いて再生したところ、再生パワーが３ｍＷのときに最大のＣＮＲ３５ｄＢが得られた。一方、実施例１−１で作製したサンプルでは、ＣＮＲが最大となる再生パワーは４ｍＷだったので、析出促進層７を設けることにより、再生感度が向上したことがわかる。
【０１１７】
実施例４（図５の構造：光吸収層５を設けない構造）
図５に示すように、基板２／第１誘電体層３１／貴金属酸化物層４／第２誘電体層３２からなる積層構造を有する光ディスクサンプルを形成した。このサンプルは、実施例１−１のサンプルから、光吸収層５および第３誘電体層３３を取り去った構造である。ただし、貴金属酸化物層４の厚さは、１８ｎｍまたは６０ｎｍとした。
【０１１８】
貴金属酸化物層４の厚さが１８ｎｍであるサンプルに、５〜１４ｍＷの記録パワーで、配列ピッチ４００ｎｍ（マーク長２００ｎｍ）の記録マーク列を記録し、低分解能ピックアップを用いて４ｍＷの再生パワーで再生したところ、ＣＮＲは得られなかった。一方、このサンプルに、１４ｍＷの記録パワーで、配列ピッチ１．６μｍ（マーク長８００ｎｍ）の記録マーク列を記録し、４ｍＷの再生パワーで再生したところ、３４ｄＢのＣＮＲが得られた。
【０１１９】
また、貴金属酸化物層４の厚さが６０ｎｍであるサンプルに対し、７ｍＷの記録パワーで、配列ピッチ４００ｎｍ（マーク長２００ｎｍ）の記録マーク列を記録し、低分解能ピックアップを用いて４ｍＷの再生パワーで再生したところ、１２ｄＢのＣＮＲが得られた。一方、このサンプルに、７ｍＷの記録パワーで、配列ピッチ１．６μｍ（マーク長８００ｎｍ）の記録マーク列を記録し、低分解能ピックアップを用いて４ｍＷの再生パワーで再生したところ、３３ｄＢのＣＮＲが得られた。
【０１２０】
この結果は、光吸収層５を設けなくても記録が可能であり、かつ通常再生が可能であることを示している。したがって、貴金属酸化物４自体が記録層として機能することがわかる。
【０１２１】
しかし、貴金属酸化物層４の厚さが１８ｎｍであるサンプルでは、４００ｎｍのピッチ（記録マーク長２００ｎｍ）のマークの超解像再生が不可能であり、前記した再生メカニズムが働かなかったと考えられる。一方、貴金属酸化物層４の厚さが６０ｎｍのサンプルでは、ＣＮＲは低いが超解像再生が可能である。
【０１２２】
超解像再生においてＣＮＲが得られない、あるいは低くなったのは、以下の理由によると考えられる。まず、通常再生が可能であることから、記録時には貴金属層４がレーザービームを吸収して昇温し、ＡｇＯｘがＡｇとＯ２とに分解して記録マークが形成されたと考えられる。しかし、記録後には貴金属酸化物層４中にＡｇＯｘがほとんど存在せず、媒体中にレーザービームの吸収を担う層がなくなってしまったため、再生用のレーザービームを照射しても貴金属酸化物層４の昇温が不十分となり、Ａｇ粒子がほとんど析出しないか、十分には析出しなかったと考えられる。貴金属酸化物層４を厚くした場合に超解像再生が可能となったのは、貴金属酸化物層４の光吸収量が多くなったためと考えられる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（Ａ）は、本発明の光記録媒体の構造を示す断面図である。（Ｂ）および（Ｃ）はそれぞれ薄膜構造を示す図面代用写真であって、（Ａ）に示す媒体の断面の透過型電子顕微鏡写真であり、（Ｂ）は、記録後に１ｍＷのパワーで再生した後の写真、（Ｃ）は、記録後に４ｍＷのパワーで再生し、次いで１ｍＷのパワーで再生した後の写真である。
【図２】本発明の光記録媒体の構成例を示す断面図である。
【図３】本発明の光記録媒体の他の構成例を示す断面図である。
【図４】本発明の光記録媒体の他の構成例を示す断面図である。
【図５】本発明の光記録媒体の他の構成例を示す断面図である。
【図６】マーク長とＣＮＲとの関係を示すグラフである。
【図７】マーク長とＣＮＲとの関係を示すグラフである。
【図８】マーク長とＣＮＲとの関係を示すグラフである。
【図９】再生回数とＣＮＲとの関係を示すグラフである。
【図１０】再生回数とＣＮＲとの関係を示すグラフである。
【図１１】再生回数とＣＮＲとの関係を示すグラフである。
【図１２】マーク長とＣＮＲとの関係を示すグラフである。
【図１３】反射層の厚さとＣＮＲとの関係を示すグラフである。
【図１４】（Ａ）は、本発明の光記録媒体の構造を示す断面図である。（Ｂ）および（Ｃ）はそれぞれ薄膜構造を示す図面代用写真であって、（Ａ）に示す媒体の断面の透過型電子顕微鏡写真であり、（Ｂ）は、記録後に１ｍＷのパワーで再生した後の写真、（Ｃ）は、記録後に４ｍＷのパワーで再生し、次いで１ｍＷのパワーで再生した後の写真である。
【図１５】マーク長とＣＮＲとの関係を示すグラフである。
【図１６】マーク長とＣＮＲとの関係を示すグラフである。
【符号の説明】
２　基板
３１　第１誘電体層
３２　第２誘電体層
３３　第３誘電体層
４　貴金属酸化物層
４０　析出した貴金属粒子（Ａｇ粒子）
４１　析出した貴金属粒子（Ｐｔ粒子）
５　光吸収層
６　反射層
７　析出促進層
【図１】
2004087073.tif 000002
【図２】
2004087073.tif 000003
【図３】
2004087073.tif 000004
【図４】
2004087073.tif 000005
【図５】
2004087073.tif 000006
【図６】
2004087073.tif 000007
【図７】
2004087073.tif 000008
【図８】
2004087073.tif 000009
【図９】
2004087073.tif 000010
【図１０】
2004087073.tif 000011
【図１１】
2004087073.tif 000012
【図１２】
2004087073.tif 000013
【図１３】
2004087073.tif 000014
【図１４】
2004087073.tif 000015
【図１５】
2004087073.tif 000016
【図１６】
2004087073.tif 000017