(57)【要約】【課題】基板と、レーザービームの照射による、相変化反応により情報の記録が行われ、複数回書換え可能な記録層と、上記記録層のレーザービーム入射側とは反対側に、少なくとも、保護層、吸収率制御層、および熱拡散層とを備える情報記録媒体であって、コストメリットが大きく、且つ、長期保存された場合に問題となる積層膜の亀裂を防止する構造の情報記録媒体を提供することを目的とする。【解決手段】コストメリットの大きな第６属元素を含有する吸収率制御層を備え、上記吸収率制御層に隣接して、少なくとも第６属元素の窒化物を含有する一層以上の第一亀裂防止層を備えることことで、長期保存された場合に問題となる積層膜の亀裂を防止する手段を提供する。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、レーザービームの照射による、相変化反応により情報の記録が行われ、複数回書換え可能な記録層と、上記記録層のレーザービーム入射側とは反対側に、少なくとも、保護層、第６属元素を含有する吸収率制御層、および熱拡散層とを備える情報記録媒体であって、上記吸収率制御層に隣接して、少なくとも第６属元素の窒化物を含有する一層以上の第一亀裂防止層を備えることを特徴とした情報記録媒体。
【請求項２】
請求項１に記載の情報記録媒体であって、上記第一亀裂防止層に上記吸収率制御層を構成する第６属元素と同じ元素が含有されていることを特徴とする情報記録媒体。
【請求項３】
請求項１に記載の情報記録媒体であって、上記吸収率制御層と上記第一亀裂防止層の両方にＣｒが含有されていることを特徴とした情報記録媒体。
【請求項４】
請求項１に記載の情報記録媒体であって、上記第一亀裂防止層の酸素含有量と窒素含有量の和が、吸収率制御層の酸素含有量と窒素含有量の和よりも多いことを特徴とする情報記録媒体。
【請求項５】
請求項１に記載の情報記録媒体であって、上記吸収率制御層のレーザービーム入射側とは反対側に、第一亀裂防止層を備え、さらに、上記第一亀裂防止層のレーザービーム側とは反対側に第一亀裂層と比較して窒素含有量が少ない第二亀裂防止層を備えることを特徴とした情報記録媒体。
【請求項６】
請求項５に記載の情報記録媒体であって、上記第二亀裂防止層の酸素含有量と窒素含有量の和が上記第一亀裂防止層の酸素含有量と窒素含有量の和よりも少ないことを特徴とする情報記録媒体。
【請求項７】
請求項１に記載の情報記録媒体であって、上記熱拡散層がＡｌ合金であることを特徴とする情報記録媒体。
【請求項８】
基板と、レーザービームの照射による、相変化反応により情報の記録が行われ、複数回書換え可能な記録層と、上記記録層のレーザービーム入射側とは反対側に、保護層、第６属元素を含有する吸収率制御層と熱拡散層とを備え、上記吸収率制御層に隣接した少なくとも一層以上の第一亀裂防止層を備える情報記録媒体の製造方法であって、上記吸収率制御層と第一亀裂防止層がスパッタプロセスにより成膜され、かつ、上記吸収率制御層と第一亀裂防止層を同一のスパッタターゲットをスパッタすることにより成膜することを特徴とした情報記録媒体の製造方法。
【請求項９】
請求項８に記載の情報記録媒体の製造方法であって、上記吸収率制御層成膜のためのスパッタガス中の窒素濃度と比較して、第一亀裂防止層成膜のためのスパッタガス中の窒素濃度が高いことを特徴とする情報記録媒体の製造方法。
【請求項１０】
請求項８に記載の情報記録媒体の製造方法であって、上記吸収率制御層および上記第一亀裂防止層成膜用のスパッタターゲット成膜中にスパッタガス中の窒素量を増加、あるいは減少させることにより、連続的に上記吸収率制御層と上記第一亀裂防止層を成膜することを特徴とする情報記録媒体の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、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係り、特に、ＤＶＤ−ＲＡＭ、ＤＶＤ−ＲＷ、ＤＶＤ＋ＲＷ等の赤色レーザー対応の光ディスク、Ｂｌｕ−ｒａｙ等の青色レーザー対応の相変化光ディスクに関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、ＤＶＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−Ｖｉｄｅｏ等の再生専用型光ディスク市場が拡大している。また、ＤＶＤ−ＲＡＭやＤＶＤ−ＲＷ、ＤＶＤ＋ＲＷといった書き換え可能なＤＶＤが市場投入され、コンピュータ用バックアップ媒体、ＶＴＲに代わる映像記録媒体として、市場が急拡大しつつある。さらに、ここ数年、記録型ＤＶＤに対する転送レート、アクセススピード向上に対する市場の要求が増大してきている。
【０００３】
記録型ＤＶＤが転送レート向上に対する要求にこたえるためには、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。この際、問題となるのは媒体に情報をオーバーライトする際の記録消去特性である。
【０００４】
この問題を解決するための方法として、上部保護層と熱拡散層の間に吸収率制御層を設ける方法が知られている（例えば、国際公開番号ＷＯ００−２１０８１）。この方法により、アモルファスと結晶とのコントラストが大きく取ることができ、オーバーライト特性が向上する。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上記吸収率制御層の材料としては、Ｃｒ系、特にＧｅＣｒやＣｒ−Ｃｒ２Ｏ３系材料、Ｍｏ−ＳｉＯ２系材料、Ｗ−Ｏ系材料等の第６属元素の化合物が知られている。ＧｅＣｒはＧｅが希少元素で高価であること、熱拡散層として知られている安価なＡｌ合金と接するとＡｌとＧｅの相互拡散が起きる問題が発生すること等の問題を引き起こす。この為、Ａｌ合金と同等以上の熱伝導率を持つ材料として高価なＡｇ合金を熱拡散層として使用しなければならない。一方、Ｃｒ−Ｃｒ２Ｏ３、Ｍｏ−ＳｉＯ２、Ｗ−Ｏ等の第６属元素の化合物は比較的安価であり、上記Ａｌ合金の拡散も生じないという特長を有している。しかしながら、光学的に最適な屈折率を得るための第６属元素含有量が７０％程度以上と大きくならざるを得ないため、問題が発生する。すなわち、１０年程度の長期保存により、積層膜に亀裂が生じ、この結果、エラーレートが増大するのである。これは、これらの元素特有の膜応力に起因している。たとえば、Ｃｒ含有量が多くなると、結晶構造が稠密六方晶となり、それぞれの結晶が柱状に発達するため、結晶粒界に応力がかかる。さらに１０年程度の長期保存中に応力緩和に伴う亀裂が発生するのである。この亀裂防止策として、特開２００１−３４４８１８のように応力調整層を設ける方法や、吸収率制御層の膜厚を薄くする方法などが知られている。応力調整層を設けるという方法はきわめて優れた方法であるが、応力調整層を成膜するためのスパッタチャンバーを新たに用意しなければならないという問題があった。また、吸収率制御層の薄膜化する方法は吸収率を制御するという光学的な要請から、吸収率制御層を亀裂防止に有効な膜厚まで薄くすることができないという問題があった。
【０００６】
したがって、本発明の目的は、コストメリットの大きな第６属元素からなる吸収率制御層を備えた相変化記録媒体が、長期保存された場合に問題となる積層膜の亀裂を防止することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するためには以下に示した情報記録媒体および情報記録媒体の製造方法を用いればよい。
（１）基板と、レーザービームの照射による、相変化反応により情報の記録が行われ、複数回書換え可能な記録層と、上記記録層のレーザービーム入射側とは反対側に、少なくとも、保護層、第６属元素を含有する吸収率制御層、および熱拡散層とを備える情報記録媒体であって、上記吸収率制御層に隣接して、少なくとも第６属元素の窒化物を含有する一層以上の第一亀裂防止層を備えることを特徴とした情報記録媒体。
【０００８】
ここで、代表的な第６属元素を含有する吸収率制御層とはＣｒ−Ｏ系材料、Ｍ−Ｏ系材料、Ｗ−Ｏ系材料、あるいはＣｒ、Ｍｏ、Ｗの窒化物、Ｃｒ、Ｍｏ、ＷとＳｉＯ２、Ｃｒ２Ｏ３、Ａｌ２Ｏ３等の誘電体材料の混合物、あるいは、Ｃｒ，Ｍｏ，ＷとＳｉ，Ｇｅ、Ｓｂ等の半導体の混合物を指す。これらの材料はＣｒ、Ｍｏ、Ｗの含有量が７０％以上と多い場合、薄膜の応力が増大する。また、先に述べたように、これらの吸収率制御層は、長期保存に伴う応力緩和により亀裂が発生しやすい。発明者らは上記吸収率制御層の亀裂を防止するためには、第６属元素の異なった結晶構造を有する化合物を上記吸収率制御層と接して設けることが有効であることを明らかにした。一般的にＣｒ２Ｏ３、ＭｏＯ２，ＷＯ２等の第６属元素の酸化物は正方晶系結晶、斜方晶系結晶となる。一方、ＣｒＮ，Ｍｏ２Ｎ，Ｗ２Ｎ，ＷＮ等の第６属元素の窒化物は立方晶系結晶となりやすい。このような材料を吸収率制御層として使用した場合、成膜中に結晶構造が柱状となるため、亀裂を生じやすくなるが、他の結晶構造を有する第６属元素の化合物を亀裂防止層に含有させることにより、上記柱状構造を遮断すると同時に、吸収率制御層と亀裂防止層の間の密着力を保つことができる。この結果、長期保存に伴う亀裂を防止することが可能となるのである。
【０００９】
（２）（１）に記載の情報記録媒体であって、上記第一亀裂防止層に上記吸収率制御層を構成する第６属元素と同じ元素が含有されていることを特徴とする情報記録媒体。
【００１０】
さらに、吸収率制御層と亀裂防止層に同じ第６属元素を含有させることにより、さらに長期保存が可能となる。これは、吸収率制御層と亀裂防止層の密着性がさらに向上するためと考えられる。
【００１１】
（３）（１）に記載の情報記録媒体であって、上記吸収率制御層と上記第一亀裂防止層の両方にＣｒが含有されていることを特徴とした情報記録媒体。
【００１２】
また、第６属元素のうち、酸化物、窒化物の化学的、熱的安定性を考慮するとＣｒが最も優れている。
【００１３】
（４）（１）に記載の情報記録媒体であって、上記第一亀裂防止層の酸素含有量と窒素含有量の和が、吸収率制御層の酸素含有量と窒素含有量の和よりも多いことを特徴とする情報記録媒体。
【００１４】
さらに、上記吸収率制御層と上記第一亀裂防止層中の酸素含有量と窒素含有量の和は第一亀裂防止層の方が多いことが重要である。吸収率制御層中の酸素含有量、窒素含有量を多くしすぎると、本来の目的である吸収率制御という光学的な役割が失われてしまう。これに対して、第一亀裂防止層は吸収率制御層のレーザービーム入射側とは反対側に配置されるため、吸収率制御層と比較して、要求される光学的な要請が少ない。また、第一亀裂防止層中の酸素量、窒素量を、吸収率制御層よりも大きくすることにより、亀裂防止効果が大きくなるからである。
【００１５】
（５）（１）に記載の情報記録媒体であって、上記吸収率制御層のレーザービーム入射側とは反対側に、第一亀裂防止層を備え、さらに、上記第一亀裂防止層のレーザービーム側とは反対側に第一亀裂層と比較して窒素含有量が少ない第二亀裂防止層を備えることを特徴とした情報記録媒体。
【００１６】
（６）（５）に記載の情報記録媒体であって、上記第二亀裂防止層の酸素含有量と窒素含有量の和が上記第一亀裂防止層の酸素含有量と窒素含有量の和よりも少ないことを特徴とする情報記録媒体。
【００１７】
また、たとえ、吸収率制御層に隣接して第一亀裂層を設けたとしても、光学的、あるいは熱的要請から第一亀裂防止層の膜厚を熱くしなければならない場合がある。このような場合、上記のように、第一亀裂防止層のレーザービーム入射側とは反対側に、第二亀裂防止層を設けるのが良い。この場合、例えば、窒素含有量を吸収率制御層と第二亀裂防止層では少なくし、第一亀裂防止層では多くするようにすることにより、亀裂防止効果が極めて大きくなる。
【００１８】
（７）（１）に記載の情報記録媒体であって、上記熱拡散層がＡｌ合金であることを特徴とする情報記録媒体。
【００１９】
また、本発明により熱拡散層として、Ａｌ合金を使用した場合においても長期保存が可能となることから、低価格な情報記録媒体が実現する。
【００２０】
また、本発明の情報記録媒体を作成するための方法について説明する。
【００２１】
（８）基板と、レーザービームの照射による、相変化反応により情報の記録が行われ、複数回書換え可能な記録層と、上記記録層のレーザービーム入射側とは反対側に、保護層、第６属元素を含有する吸収率制御層と熱拡散層とを備え、上記吸収率制御層に隣接した少なくとも一層以上の第一亀裂防止層を備える情報記録媒体の製造方法であって、上記吸収率制御層と第一亀裂防止層がスパッタプロセスにより成膜され、かつ、上記吸収率制御層と第一亀裂防止層を同一のスパッタターゲットをスパッタすることにより成膜することを特徴とした情報記録媒体の製造方法。
【００２２】
（９）（８）に記載の情報記録媒体の製造方法であって、上記吸収率制御層成膜のためのスパッタガス中の窒素濃度と比較して、第一亀裂防止層成膜のためのスパッタガス中の窒素濃度が高いことを特徴とする情報記録媒体の製造方法。
【００２３】
（１０）（８）に記載の情報記録媒体の製造方法であって、上記吸収率制御層および上記第一亀裂防止層成膜用のスパッタターゲット成膜中にスパッタガス中の窒素量を増加、あるいは減少させることにより、連続的に上記吸収率制御層と上記第一亀裂防止層を成膜することを特徴とする情報記録媒体の製造方法。
【００２４】
以上に示した製造方法を使用することにより、亀裂防止層のために、新たにスパッタターゲット、あるいはスパッタチャンバーを用意する必要がないため、設備投資、あるいは材料費を低減することができる。
【００２５】
また、本発明では、上記反射率制御層、第一亀裂防止層、第二亀裂防止層など、層として表しているが、層の境界ではなく濃度勾配による境界として考えても良い。
【００２６】
また、亀裂防止層の数は多ければ多いほど、その効果が高いことは言うまでもないが、あまりにも多すぎる場合には、プロセスコントロールが煩雑になる等のデメリットがある。
【００２７】
また、本発明では相変化記録膜材料としてＳｎ−Ｇｅ−Ｓｂ−Ｔｅ等の一般的な材料を使用しているが、本発明の効果はあらゆる相変化記録膜に対しても発現することは言うまでもない。特にＧｅが３５％以上となるようなＧｅ−Ｓｂ−Ｔｅ系相変化材料、あるいはＢｉ−Ｇｅ−Ｔｅ系相変化材料の結晶化温度は高いため、一般的に、イニシャライズプロセスにおいて、きわめて大きなレーザーパワーを情報記録媒体に出力する必要がある。上記亀裂防止層を備えていない情報記録媒体の記録膜として、例えば上記Ｂｉ−Ｇｅ−Ｔｅ系材料を使用した場合、高パワーで初期化することによる吸収率制御層のダメージが大きいため、亀裂が発生しやすくなるが、本発明を用いることにより、１０年程度の長期保存に相当する加速試験にも耐えうることができ、亀裂が発生しない。
【００２８】
【発明の実施の形態】
以下に図１、２を用いて本発明の実施例を示す。
＜媒体構成＞
図１は本発明の情報記録媒体の基本構成である。すなわち、基板上に第１保護層、第１界面層、記録層、第２界面層、第２保護層、吸収率制御層、上記吸収率制御層の間に結晶成長遮断層、熱拡散層、紫外線硬化性保護層が順次積層された構造である。ここで、基板にはポリカーボネート製の厚さ０．６ｍｍの基板を使用しており、基板にはあらかじめ４．７ＧＢＤＶＤ−ＲＡＭと同じフォーマットの溝形状、および、プリピット形状が形成されている。
【００２９】
スパッタリングプロセスにより、上記基板上に、第１保護層として（ＺｎＳ）８０（ＳｉＯ２）２０を１３５ｎｍ、第１界面層としてＣｒ−Ｏを２ｎｍ、記録層としてＳｎＧｅＳｂＴｅを１０ｎｍ、第２界面層としてＣｒ−Ｏを２ｎｍ、第２保護層として（ＺｎＳ）８０（ＳｉＯ２）２０を３４ｎｍ、吸収率制御層としてＣｒ９０（Ｃｒ２Ｏ３）１０を１７．５ｎｍ、第一亀裂防止層としてＣｒ８３（ＣｒＮ）７（Ｃｒ２Ｏ３）１０、第二亀裂防止層としてＣｒ９０（Ｃｒ２Ｏ３）１０を１７．５ｎｍ、熱拡散層としてＡｌ９９Ｔｉ１を１００ｎｍ製膜した。さらに、ＵＶ樹脂をこの上に塗布し、ＵＶ照射しながら、厚さ０．６ｍｍの透明基板を張り合わせることにより、以下の実施例に使用した情報記録媒体を得た。全ての層のスパッタリングはアルゴンガス雰囲気中で行われており、第一亀裂防止層のスパッタリング中には更に窒素を流している。
【００３０】
＜亀裂防止層の製膜方法＞
亀裂防止層の窒素濃度を、本実施例では吸収率制御層、第一亀裂防止層、第二亀裂防止層の順で積層し、第一、第二亀裂防止層とも吸収率制御層とも、組成比がＣｒ９０（Ｃｒ２Ｏ３）１０のスパッタターゲットを使用し、第一亀裂防止層におけるスパッタ中での窒素流量ならびにスパッタ時間の調整を行うことで所望の亀裂防止層を得た。
【００３１】
＜亀裂防止層の評価基準＞
作製されたディスクを９０℃８０％ＲＨの恒温槽に１６時間放置し、乾燥を行った後、光学顕微鏡にて観察し亀裂の有無について測定を行った。図２，３において本実施例の評価結果を◎、○、×で表記するが、判定基準は以下のとおりである。
◎：亀裂なし、○：５０μｍより小さい亀裂あり。問題なし、×：５０μｍ以上の大きな亀裂あり。問題あり。
【００３２】
＜亀裂防止層の評価結果＞
亀裂防止層の膜厚依存性
第一亀裂防止層のスパッタ中のアルゴンに対する窒素量を３０％とし、第一亀裂防止層の膜厚を振ったディスクを作成し評価を行った。以下に第一亀裂層の膜厚を記す。
Ａ：Ｃｒ８３（ＣｒＮ）７（Ｃｒ２Ｏ３）１０  ０ｎｍ
Ｂ：Ｃｒ８３（ＣｒＮ）７（Ｃｒ２Ｏ３）１０  ０．５ｎｍ
Ｃ：Ｃｒ８３（ＣｒＮ）７（Ｃｒ２Ｏ３）１０  １ｎｍ
Ｄ：Ｃｒ８３（ＣｒＮ）７（Ｃｒ２Ｏ３）１０  ２ｎｍ
Ｅ：Ｃｒ８３（ＣｒＮ）７（Ｃｒ２Ｏ３）１０  ５ｎｍ
Ｆ：Ｃｒ８３（ＣｒＮ）７（Ｃｒ２Ｏ３）１０  １０ｎｍ
Ｇ：Ｃｒ８３（ＣｒＮ）７（Ｃｒ２Ｏ３）１０  ２０ｎｍ
Ｈ：Ｃｒ８３（ＣｒＮ）７（Ｃｒ２Ｏ３）１０  ３０ｎｍ
Ｉ：Ｃｒ８３（ＣｒＮ）７（Ｃｒ２Ｏ３）１０  ５０ｎｍ
Ｊ：Ｃｒ８３（ＣｒＮ）７（Ｃｒ２Ｏ３）１０  ７０ｎｍ
【００３３】
以下に各膜厚の評価結果を、図２を用いて説明する。
Ａ：５０μｍ以上の亀裂あり、評価は×であった。
Ｂ：５０μｍより小さい亀裂あり、評価は○であった。
Ｃ：亀裂がなく、評価は◎であった。
Ｄ：亀裂がなく、評価は◎であった。
Ｅ：亀裂がなく、評価は◎であった。
Ｆ：亀裂がなく、評価は◎であった。
Ｇ：亀裂がなく、評価は◎であった。
Ｈ：亀裂がなく、評価は◎であった。
Ｉ：亀裂がなく、評価は◎であった。
Ｊ：５０μｍより小さい亀裂あり、評価は○であった。
【００３４】
以上のように、第一亀裂防止層の厚さが０．５ｎｍ以上５０ｎｍ以下で特性は満足しており、特に、１ｎｍ以上３０ｎｍ以下の場合は良好な性能を示すことがわかった。わずかな亀裂防止層膜厚を吸収率制御層に隣接させることで良好な性能を示すことを示しており、窒化物のスパッタリングレートの遅さを考慮に入れても、わずかな膜厚の亀裂防止層を吸収率制御層に隣接させることで性能を上げることを示している。
【００３５】
【発明の効果】
本発明の情報記録媒体により、高密度、大容量ディスクにおける長期保存に優れた相変化光ディスクを得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の情報記録媒体の構造を説明するための図である。
【図２】本発明の実施例を示す図である。
【符号の説明】
１  ポリカーボネート基板
２、２´  （ＺｎＳ）８０（ＳｉＯ２）２０
３、３´  Ｃｒ−Ｏ
４  Ｓｎ−Ｇｅ−Ｓｂ−Ｔｅ
５、５´  Ｃｒ９０（Ｃｒ−Ｏ）１０
６  亀裂防止層
７  Ａｌ９９Ｔｉ１
８  ＵＶ樹脂
【図１】
2004362705.tif 000003
【図２】
2004362705.tif 000004