(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に、レーザー光の照射により光学的に異なる２つの状態間を変化しうる材料を主成分とする記録層を含む情報層が少なくとも１層形成され、前記記録層の少なくとも１層において、前記材料における前記２つの状態の一方がアモルファス状態であり、前記材料のエネルギーギャップが前記アモルファス状態において０．９ｅＶ以上２．０ｅＶ以下であり、３００ｎｍ以上４５０ｎｍ以下の範囲の波長を有するレーザー光を照射したときに、前記材料を主成分とする記録層を含む前記情報層の光透過率が３０％以上であることを特徴とする光学情報記録媒体。
【請求項２】
前記記録層の少なくとも１層において、前記材料における前記２つの状態の一方がアモルファス状態であり、周期律表における第５周期以降の元素の含有率が８５原子％より多く、かつ第３周期の元素を５原子％以上含む請求項１記載の光学情報記録媒体。
【請求項３】
同一方向から入射するレーザー光により光学的に異なる２つの状態間を変化しうる記録層を含む情報層が、少なくとも２層形成されている請求項１または２に記載の光学情報記録媒体。
【請求項４】
情報層が２層以上形成され、少なくともレーザー光の入射側に最も近い情報層において、この情報層における記録層の主成分である材料のエネルギーギャップが、アモルファス状態において０．９ｅＶ以上２．０ｅＶ以下であり、波長３００ｎｍ以上４５０ｎｍ以下のレーザー光を照射したときの前記情報層における光透過率が３０％以上である請求項３に記載の光学情報記録媒体。
【請求項５】
情報層が２層以上形成され、少なくともレーザー光の入射側に最も近い情報層の記録層において、周期律表における第５周期以降の元素の含有率が８５原子％より多く、かつ第３周期の元素を５原子％以上含む請求項４記載の光学情報記録媒体。
【請求項６】
記録層の厚さが１ｎｍ以上２５ｎｍ以下である請求項１に記載の光学情報記録媒体。
【請求項７】
記録層の少なくとも１層が、結晶状態とアモルファス状態とを可逆的に変化しうる材料を主成分とする請求項１に記載の光学情報記録媒体。
【請求項８】
結晶状態とアモルファス状態とを可逆的に変化しうる材料を主成分とする記録層の厚さが１ｎｍ以上１５ｎｍ以下である請求項７に記載の光学情報記録媒体。
【請求項９】
結晶状態とアモルファス状態とを可逆的に変化しうる材料を主成分とする記録層において、前記記録層が結晶状態であるときのレーザー光の反射率Ｒｃが、前記記録層がアモルファス状態であるときのレーザー光の反射率Ｒａよりも大きい請求項７に記載の光学情報記録媒体。
【請求項１０】
結晶状態とアモルファス状態とを可逆的に変化しうる材料を主成分とする記録層において、前記記録層が結晶状態であるときのレーザー光の前記記録層における光吸収率Ａｃが、前記記録層がアモルファス状態であるときの前記記録層における光吸収率Ａａの８０％よりも大きい請求項７に記載の光学情報記録媒体。
【請求項１１】
結晶状態とアモルファス状態とを可逆的に変化しうる材料を主成分とする記録層において、前記材料の結晶状態の屈折率をｎｃ、アモルファス状態の屈折率をｎａ、アモルファス状態の消衰係数をｋａとすると、ｎａ＞２．５、ｎｃ＞２．５、ｋａ＜２．０の関係が成立する請求項７に記載の光学情報記録媒体。
【請求項１２】
結晶状態とアモルファス状態とを可逆的に変化しうる材料を主成分とする記録層において、前記材料の結晶状態の消衰係数をｋｃとすると、｜ｋｃ−ｋａ｜≧０．５の関係が成立する請求項１１に記載の光学情報記録媒体。
【請求項１３】
ｎａ−ｎｃ≦１．０の関係が成立する請求項１１に記載の光学情報記録媒体。
【請求項１４】
結晶状態とアモルファス状態とを可逆的に変化しうる材料を主成分とする記録層において、前記材料の結晶状態のエネルギーギャップをＥ0（c）、アモルファス状態のエネルギーギャップをＥ0（a）とすると、Ｅ0（c）≦Ｅ0（a）−０．１５の関係が成立する請求項７に記載の光学情報記録媒体。
【請求項１５】
記録層がＳｅを含み、前記記録層におけるＳｅ含有量が２０原子％以上６０原子％以下である請求項１に記載の光学情報記録媒体。
【請求項１６】
記録層がＴｅとＸ（ＸはＩｎ、Ａｌ、Ｇａ、ＺｎおよびＭｎから選ばれる少なくとも１つの元素）とを含み、前記記録層におけるＴｅ含有量が２０原子％以上６０原子％以下であり、前記Ｘの含有量が２０原子％以上５０原子％以下である請求項１に記載の光学情報記録媒体。
【請求項１７】
記録層が、Ａｌ、Ｇａ、Ｉｎ、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｓｎ、Ｓｂ、Ｂｉ、Ｓｃ、Ｔｉ、Ｎｂ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｃｏ、Ｃｕ、Ａｇ、Ａｕ、Ｐｄ、ＮおよびＯから選ばれる少なくとも１つの元素をさらに含む請求項１５または１６に記載の光学情報記録媒体。
【請求項１８】
情報層が、記録層の少なくとも一方の側に接して結晶化促進層を有する請求項７に記載の光学情報記録媒体。
【請求項１９】
結晶化促進層がＮを含む請求項１８に記載の光学情報記録媒体。
【請求項２０】
前記材料は、Ｓｂ−Ｓｅ、Ｓｎ−Ｓｅ、Ｓｅ−Ｇｅ、Ｓｅ−Ｓｉ、Ｉｎ−Ｓｅ、Ｇａ−Ｓｅ、Ａｌ−Ｓｅ、Ｂｉ−Ｓｅのいずれかを含むことを特徴とする請求項１に記載の光学情報記録媒体。
【請求項２１】
前記材料は、Ａｌ、Ｇａ、Ｉｎ、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｓｎ、Ｓｂ、Ｂｉ、Ｓｃ、Ｔｉ、Ｎｂ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｃｏ、或いはこれらの混合物のいずれかをさらに含むことを特徴とする請求項２０に記載の光学情報記録媒体。
【請求項２２】
前記材料は、Ｃｕ、Ａｇ、Ａｕ、Ｐｄ、Ｐｔ、Ｎ、Ｏ、Ｃｒ、Ａｌ、Ｓｉ、或いはこれらの混合物のいずれかをさらに含むことを特徴とする請求項２１に記載の光学情報記録媒体。
【請求項２３】
前記材料は、Ｓｅ−Ｉｎ−Ｇｅ、Ｓｅ−Ｓｂ−Ｇｅ、Ｓｅ−Ｓｎ−Ｉｎ、Ｓｅ−Ｓｎ−Ａｌ、Ｓｅ−Ｂｉ−Ｇｅ、Ｓｅ−Ｉｎ−Ｇｅ−Ｎ、Ｓｅ−Ｂｉ−Ａｌ−Ｎのいずれかを含むことを特徴とする請求項１に記載の光学情報記録媒体。
【請求項２４】
前記記録層は、Ａｌ−Ｓｂ、Ｇａ−Ｓｂ、Ｓｂ−Ｓ、Ｓｂ−Ｓｅのいずれかを主成分とする材料からなることを特徴とする請求項１に記載の光学情報記録媒体。
【請求項２５】
前記材料は、Ａｌ、Ｇａ、Ｉｎ、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｓｎ、Ｓｂ、Ｂｉ、Ｓｃ、Ｔｉ、Ｎｂ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｃｏ、或いはこれらの混合物のいずれかをさらに含む請求項２４に記載の光学情報記録媒体。
【請求項２６】
前記材料は、Ｃｕ、Ａｇ、Ａｕ、Ｐｄ、Ｐｔ、Ｎ、Ｏ、Ｃｒ、Ａｌ、Ｓｉ、或いはこれらの混合物のいずれかをさらに含む請求項２５に記載の光学情報記録媒体。
【請求項２７】
前記材料は、Ｓｂ−Ａｌ−Ｇｅ、Ｓｂ−Ａｌ−Ｉｎ、Ｓｂ−Ａｌ−Ｇａ、Ｓｂ−Ｓｎ−Ａｌ、Ｓｂ−Ｓｎ−Ａｌ−Ｎのいずれかである請求項２４に記載の光学情報記録媒体。
【請求項２８】
請求項１に記載の光学情報記録媒体を用いて情報の記録、再生または消去を行う方法であって、
光学系により微小スポットに絞り込んだレーザー光の照射により、前記光学情報記録媒体の記録層の主成分である材料を光学的に異なる状態へと変化させる工程を含み、記録に用いるレーザー光の波長は、３００ｎｍ以上４５０ｎｍ以下であることを特徴とする光学情報記録媒体の記録再生方法。
【請求項２９】
前記レーザー光の照射により、前記光学情報記録媒体の光学的状態に影響を与えないで、前記光学情報記録媒体から得られる信号を検出する工程をさらに含む請求項２８に記載の光学情報記録媒体の記録再生方法。
【請求項３０】
請求項１に記載の光学情報記録媒体と、前記光学情報記録媒体に３００ｎｍ以上４５０ｎｍ以下の範囲の波長を有するレーザー光を照射するレーザー光源とを備えたことを特徴とする光学情報の記録再生システム。
【請求項３１】
光学系により微小スポットに絞り込んだ前記レーザー光の照射により、前記光学情報記録媒体の記録層の主成分である材料を光学的に異なる状態へと変化させて情報の記録または消去を行い、
前記レーザー光の照射により、前記光学情報記録媒体の光学的状態に影響を与えないで、前記光学情報記録媒体から得られる信号を検出して情報の再生を行うことを特徴とする請求項３０に記載の光学情報の記録再生システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
［技術分野］
本発明は、レーザー光線の照射等の光学的な手段を用い、高密度、高速度での情報の記録再生が可能な光学記録情報媒体とその記録再生方法に関するものである。また、本発明は、この光学情報記録媒体を用いた光学情報の記録再生システムに関するものである。
【０００２】
［背景技術］
大容量、高速度での情報の記録、さらには書き換えを可能とする媒体として、光磁気記録媒体や相変化形記録媒体等の光学情報記録媒体が知られている。これらの光学情報記録媒体は、記録材料にレーザー光を局所的に照射することにより生じる記録材料の光学特性の相違を情報の記録に利用したものである。例えば光磁気記録媒体では、磁化状態の違いにより生じる反射光偏光面の回転角の違いを情報の記録に利用している。相変化形記録媒体は、特定波長の光に対する反射光量が結晶状態と非晶質状態とで異なることを情報の記録に利用している。相変化型記録媒体は、レーザーの出力パワーを変調させることにより記録の消去と上書きの記録を同時に行うことができるため、高速での情報信号の書き換えが容易である。
【０００３】
これらの光学情報記録媒体は、必要に応じてランダムアクセスが可能であり、かつ可搬性にも優れるという大きな利点を有しているため、高度情報化社会においてますますその重要性が高まっている。例えばコンピュータを通じた個人データや映像情報等の記録、保存や、医療の分野、学術分野、或いは可搬なデジタルビデオレコーダーの記録媒体、家庭用ビデオテープレコーダーの置き換え等、様々な分野で利用、或いは利用する試みがなされている。例えば相変化形の記録材料を用いた製品例として、ランダムアクセス可能なＤＶＤ−ＲＡＭ等が挙げられる。これは直径１２０ｍｍのディスク状の媒体に片面２．６ＧＢ（貼り合わせタイプで５．２ＧＢ）の容量を記録することができるものである。現在、これらの光学情報記録媒体について、アプリケーションの高性能化や画像情報の高性能化に伴い、さらに大容量化（高密度化）、高速化を達成することが求められている。
【０００４】
さらなる高密度化を達成する手段として、レーザーの短波長化、或いは照射レーザービームの高ＮＡ化が従来より提案されている。これらはいずれもレーザービームの最小スポット径を小さくすることを可能にするため、レーザー走査の方向と平行方向の記録の高密度化を可能にする。
【０００５】
また高密度化を達成する別の試みとして、２組以上の情報層を透明な分離層を介して設けた構成を有する媒体を用い、片側のみからのレーザー入射によって全ての情報層にアクセスを可能にする、いわゆる多層記録媒体の技術が提案されている。この技術を用いれば、媒体の厚さ方向についての記録容量を増大させることが可能になる。
【０００６】
従来、典型的なレーザー光の発光波長は赤色域（例えば６５０ｎｍ〜８６０ｎｍの間のある一定の値）で得られており、この波長域のレーザーは安価でかつ容易に入手することが可能であった。そこで、このレーザーを用いた光学情報記録媒体を実現するために、赤色波長域に適度な光吸収をもち、かつ光学特性の変化が大きい記録材料が開発されてきた。
【０００７】
しかしながら昨今では、さらなる高密度記録を可能にする青紫色波長域（例えば波長３００ｎｍ〜４５０ｎｍ；以下、単に「青色波長域」と称す）のレーザーの開発が進み、技術的にも商品化レベルに近づいてきている。また、ＳＨＧ（Second Harmonic Generation）素子を用いて、元のレーザー光の波長の半分の波長を有する光を得る技術の開発も進んでいる。この技術を用いれば、例えば発振波長８２０ｎｍのレーザーを用いて波長４１０ｎｍのレーザー光を得ることが可能となる。この場合には、青色波長域で優れた光学特性を持つ記録材料が求められるが、従来の赤色波長域で最適化された記録材料が、必ずしも青色波長域においても優れた特性を示すとは限らない。
【０００８】
特に、片面からの記録再生が可能な多層記録媒体において、レーザー入射側に近い側の光透過形の情報層に、赤色波長域で光吸収特性を最適化された記録材料を用いると、青色波長域ではレーザー光の光吸収が大きくなってしまい、情報層の透過率を向上させることが困難となる。逆に情報層の透過率を向上させようとすると、その情報層において光学特性差を大きくとることが困難となってしまう。
【０００９】
［発明の開示］
本発明は、上記課題を解決し、青色波長域において最適な光吸収特性を有する情報層を備えた光学情報記録媒体を提供することを目的とする。また、特に、青色波長域においても高い光透過率を有し、かつ高コントラストが得られる光透過形の情報層を備えた光学情報記録媒体を提供することを目的とする。さらに、本発明は、上記光学情報記録媒体の記録再生方法および上記光学情報記録媒体を用いた光学情報の記録再生システムを提供することを目的とする。
【００１０】
上記目的を達成するために、本発明では、基板上に、レーザー光の照射により光学的に異なる２つの状態間を変化しうる材料を主成分とする記録層を含む情報層が少なくとも１層形成された光学情報記録媒体において、上記材料における上記２つの状態の一方がアモルファス状態であり、上記材料のエネルギーギャップを上記アモルファス状態において０．９ｅＶ以上２．０ｅＶ以下の範囲とする。これにより、従来よりも短波長域のレーザー光を用いた場合にも最適な光吸収特性が得られ、短波長域で優れた記録特性を有する光学情報記録媒体が実現できる。なお、本明細書では、主成分とは５０原子（ａｔ）％以上の含有率をいう。また、上記情報層は、記録層のみから構成されていてもよく、記録層を含む多層膜であってもよい。
【００１１】
この光学情報記録媒体は、特に３００ｎｍ以上４５０ｎｍ以下の範囲に波長を有するレーザー光による情報の記録再生に適している。
【００１２】
また、本発明の光学情報記録媒体では、上記範囲の波長を有するレーザー光を照射したときに、上記材料を主成分とする記録層を含む情報層における透過率が３０％以上、好ましくは５０％以上とする。これにより、例えば、２層の情報層を備えていても、同一方向（通常、上記基板側）からのレーザー光の入射のみにより、入射側から見て遠い情報層についても、情報の良好な記録再生が可能となる。なお、ここでは、レーザー光の透過率は、より詳しくは、当該情報層に情報の記録が行われた状態での透過率により定めるものとする。
【００１３】
本発明の光学情報記録媒体には、同一方向から入射するレーザー光により光学的に異なる２つの状態間を変化しうる記録層を含む情報層が少なくとも２層形成されていることが好ましい。このように、いわゆる多層記録媒体（複数の情報層を備えた構成）とすれば、効率的に媒体の記録容量を増大させることが可能となる。
【００１４】
本発明によれば、従来提案されてきた赤色波長域対応の記録材料を用いた場合に比べて、短波長域でも媒体の光吸収を最適にとることが容易に可能となるため、媒体の光透過率を大きくとり、かつコントラストを大きくできる。従って、情報層の光透過率を上記のように大きくして、高性能の多層記録媒体とすることができる。
【００１５】
多層記録媒体とする場合には、具体的には、情報層が２層以上形成され、少なくともレーザ光の入射側に最も近い情報層において、この情報層における記録層の主成分である材料のエネルギーギャップが、アモルファス状態において０．９ｅＶ以上２．０ｅＶ以下であることが好ましい。また、波長３００ｎｍ以上４５０ｎｍ以下のレーザー光を照射したときに、上記情報層における透過率が３０％以上であることが好ましい。
【００１６】
上記光学情報記録媒体では、少なくとも１つの記録層が、結晶状態とアモルファス状態とを可逆的に変化しうる材料を主成分とすることが好ましい。この場合は、記録層が結晶状態であるときのレーザー光の反射率Ｒｃが、前記記録層がアモルファス状態であるときのレーザー光の反射率Ｒａよりも大きいこと（Ｒｃ＞Ｒａ）が好ましい。この好ましい例によれば、大きい光吸収率を保ったまま、透過率をより大きくとることができる。
【００１７】
また、可逆的変化が可能な上記記録層を含む光学情報記録媒体では、記録層が結晶状態であるときのレーザー光の記録層における光吸収率Ａｃが、記録層がアモルファス状態であるときの記録層における光吸収率Ａａの８０％よりも大きいこと（Ａｃ＞０．８Ａａ）が好ましい。より好ましくはＡｃ＞Ａａである。これにより、上書き記録を行った場合でも記録マークが歪みにくくなり、優れた記録特性を得ることができる。
【００１８】
また、可逆的変化が可能な上記記録層を含む光学情報記録媒体では、３５０ｎｍ以上４５０ｎｍ以下の波長域において、記録層について、結晶状態の屈折率をｎｃ、アモルファス状態の屈折率をｎａ、アモルファス状態の消衰係数をｋａとすると、ｎａ＞２．５、ｎｃ＞２．５、ｋａ＜２．０の関係が成立することが好ましい。これにより、透過率が高く、かつ光学特性差の大きい媒体を実現することがより容易となる。
【００１９】
特に、ｋｃ（結晶状態の消衰係数）及びｋａは、ｋｃとｋａとの差の絶対値（｜ｋｃ−ｋａ｜）が０．５以上を満たすことが好ましい。これにより、より大きい光学特性差を得ることが容易となる。さらに、ｎａ及びｎｃは、ｎａ−ｎｃ≦１．０を満たすことが好ましい。この好ましい例によれば、Ａｃ＞０．８Ａａの関係がより容易に成立し、上書き記録を行った場合でも記録マークが歪みにくく、優れた記録特性を得やすくなる。
【００２０】
記録層は、Ｔｅ及びＳｅの少なくとも一方を含む相変化材料からなることが好ましい。これにより、２つの状態の光学的特性差を大きくとることが容易に可能となる。
【００２１】
記録層がＳｅを含む場合、記録層におけるＳｅ含有量は、２０原子（ａｔ）％以上６０ａｔ％以下、特に５０ａｔ％以下が好ましい。この好ましい例によれば、エネルギーギャップを容易に０．９ｅＶから２．０ｅＶの最適な範囲にとることができ、かつアモルファスの安定性が高く結晶化速度の速い記録材料を構成することが容易に可能となる。
【００２２】
記録層がＴｅを含む場合には、記録層が同時にＸ（ＸはＩｎ、Ａｌ、Ｇａ、Ｚｎ及びＭｎから選ばれる少なくとも１つの元素）を含むことが好ましい。これによりエネルギーギャップを容易に０．９ｅＶ〜２．０ｅＶの範囲とすることができる。また、記録層におけるＴｅ含有率は２０ａｔ％以上６０ａｔ％以下が好ましい。記録層におけるＸの含有率は２０ａｔ％以上５０ａｔ％以下が好ましい。上記範囲の含有率とすれば、アモルファスの安定性が十分高く、かつ結晶化速度が速い記録材料を構成できる。
【００２３】
記録層がＴｅ及びＳｅの少なくとも一方を含む場合には、記録層が、Ａｌ、Ｇａ、Ｉｎ、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｓｎ、Ｓｂ、Ｂｉ、Ｓｃ、Ｔｉ、Ｎｂ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｃｏ、Ｃｕ、Ａｇ、Ａｕ、Ｐｄ、ＮおよびＯから選ばれる少なくとも１つの元素をさらに含むことが好ましい。これらの材料がさらに添加された記録層は、アモルファスの安定性や結晶化速度、或いは繰り返し記録特性が向上する。
【００２４】
可逆的変化が可能な上記記録層を含む上記光学情報記録媒体は、情報層が、記録層の少なくとも一方の側に接して結晶化促進層を有することが好ましい。また、結晶化促進層はＮを含むことが特に好ましい。結晶化促進層により、記録層材料の結晶化に要する時間を短縮することが可能となり、より高速での記録が可能となる。
【００２５】
上記光学情報記録媒体では、記録層の厚さが１ｎｍ以上２５ｎｍ以下が好ましい。これにより、優れた記録特性と、高透過率及び良好な隣接消去特性とを兼ね備えた情報層とすることができる。結晶状態とアモルファス状態とを可逆的に変化しうる材料を主成分とする記録層は、その厚さが１ｎｍ以上１５ｎｍ以下が好適である。
【００２６】
また、本発明は、以上で述べた光学情報記録媒体を用いて、情報の記録、再生、消去を行う方法を提供する。この方法は、光学系により微小スポットに絞り込んだレーザー光の照射により、前記媒体の記録層の主成分である材料を光学的に異なる状態へと変化させ、かつ記録に用いるレーザー光の波長を３００ｎｍ以上４５０ｎｍ以下とすることを特徴とする。これにより、情報を高密度で光学情報記録媒体に記録し、再生することができる。
【００２７】
さらに、本発明は、以上で述べた光学情報記録媒体を用いた光学情報の記録再生システムを提供する。この記録再生システムは、上記光学情報記録媒体と、この媒体に３００ｎｍ以上４５０ｎｍ以下の範囲の波長を有するレーザー光を照射するレーザー光源とを備えたことを特徴とする。
【００２８】
［発明の実施の形態］
本発明の好ましい実施形態を図面を参照しながら以下に説明する。
【００２９】
光学情報記録媒体の層構成の一例を図１に示す。この構成例では、基板１上に、第１の保護層２，第１の界面層（結晶化促進層）３、記録層４、第２の界面層（結晶化促進層）５、第２の保護層６及び反射層７がこの順に積層されている。
【００３０】
但し、本発明の光学的情報記録媒体は、図１の構成に限定されるものではなく、例えば、図１において、保護層６と反射層７の間に別の層を設ける構成、反射層７が２層の反射層からなる構成、基板１と保護層２との間に別の層を有する構成、保護層２をすべて界面層３で置き換えた構成、保護層６をすべて界面層５で置き換えた構成、界面層３及び／または界面層５を設けない構成、反射層７のレーザー光２０の入射側と反対側にさらに別の層を設ける構成等、種々の構成に適用することが可能である。
【００３１】
特に記録層４として非可逆変化を生じる材料を主成分として用いる場合には、基板１上に記録層４のみが形成された構成、基板１上に記録層４および保護層６のみが形成された構成としてもよく、或いは、基板１上に、保護層２、記録層４、保護層６がこの順に積層された構成としてもよい。
【００３２】
基板１は、ポリカーボネート、ＰＭＭＡ等の樹脂、またはガラス等が用いられ、レーザー光線２０を導くための案内溝（グルーブ）が形成されていることが好ましい。なお、信号の記録再生に用いるレーザー光の波長において、基板１での光吸収がほとんど生じない材料を用いることが好ましい。
【００３３】
保護層２、６は、記録材料の保護と、記録層での効果的な光吸収を可能にするといった光学特性の調整とを主な目的として設けられる。保護層２、６の材料としては、ＺｎＳ等の硫化物、ＺｎＳｅ等のセレン化物、Ｓｉ-Ｏ、Ａｌ-Ｏ、Ｔｉ-Ｏ、Ｔａ-Ｏ、Ｚｒ-Ｏ等の酸化物、Ｇｅ-Ｎ、Ｃｒ-Ｎ、Ｓｉ-Ｎ、Ａｌ-Ｎ、Ｎｂ-Ｎ、Ｍｏ-Ｎ、Ｔｉ-Ｎ、Ｚｒ-Ｎ、Ｔａ-Ｎ等の窒化物、Ｇｅ-Ｏ-Ｎ、Ｃｒ-Ｏ-Ｎ、Ｓｉ-Ｏ-Ｎ、Ａｌ-Ｏ-Ｎ、Ｎｂ-Ｏ-Ｎ、Ｍｏ-Ｏ-Ｎ、Ｔｉ-Ｏ-Ｎ、Ｚｒ-Ｏ-Ｎ、Ｔａ-Ｏ-Ｎ等の窒酸化物、Ｇｅ-Ｃ、Ｃｒ-Ｃ、Ｓｉ-Ｃ、Ａｌ-Ｃ、Ｔｉ-Ｃ、Ｚｒ-Ｃ、Ｔａ-Ｃ等の炭化物、Ｓｉ-Ｆ、Ａｌ-Ｆ、Ｃａ-Ｆ等の弗化物、その他誘電体、或いはこれらの適当な組み合わせ（例えばＺｎＳ−ＳｉＯ2）等、上記目的が達成可能な材料を用いる。
【００３４】
界面層３，５は記録層４の酸化、腐食、変形等の防止といった記録層保護の役割を担うとともに、記録層４と保護層２、６とを構成する原子の相互拡散を防止することによる繰り返し記録特性向上、及び記録層４の結晶化を促進することによる消去特性の向上といった、記録層４に接して設けられるがゆえの重要な役割を担っている。界面層３，５を設ける位置は、記録層４のいずれか一方の界面のみでもよいが、上記効果を十分に発揮するためには、記録層４の両側に設けることがより好ましい。特に、記録層４の膜厚が比較的薄い場合（例えば１〜１５ｎｍ）、記録層が結晶化しにくい条件となるが、界面層３，５を両側に設けることにより、記録層の結晶化が促進されて高い消去性能を得ることが可能となる。
【００３５】
なお、界面層３，５中に含有される成分が情報の繰り返し記録に伴い記録層４に拡散する場合もありうる。この観点から、記録層４の光学変化を妨げにくい材料を界面層３，５の構成材料として用いることが好ましい。界面層３，５を構成する材料は、保護層２，６の材料として例示した材料であってもよいが、Ｇｅ-Ｎ、Ｃｒ-Ｎ、Ｓｉ-Ｎ、Ａｌ-Ｎ、Ｎｂ-Ｎ、Ｍｏ-Ｎ、Ｔｉ-Ｎ、Ｚｒ-Ｎ、Ｔａ-Ｎ等の窒化物、或いはＧｅ-Ｏ-Ｎ、Ｃｒ-Ｏ-Ｎ、Ｓｉ-Ｏ-Ｎ、Ａｌ-Ｏ-Ｎ、Ｎｂ-Ｏ-Ｎ、Ｍｏ-Ｏ-Ｎ、Ｔｉ-Ｏ-Ｎ、Ｚｒ-Ｏ-Ｎ、Ｔａ-Ｏ-Ｎ等の窒酸化物、或いはＳｉ-Ｏ、Ａｌ-Ｏ、Ｔｉ-Ｏ、Ｔａ-Ｏ、Ｚｒ-Ｏ等の酸化物、或いはＧｅ-Ｃ、Ｃｒ-Ｃ、Ｓｉ-Ｃ、Ａｌ-Ｃ、Ｔｉ-Ｃ、Ｚｒ-Ｃ、Ｔａ-Ｃ等の炭化物、或いはＳｉ-Ｆ、Ａｌ-Ｆ、Ｃａ-Ｆ等の弗化物、その他の誘電体材料、或いはこれら材料の適当な混合物を主成分として用いることができる。
【００３６】
特に界面層として、窒化物または窒酸化物を主成分として用いた場合には緻密な膜を形成できる場合が多く、上記効果が顕著に得られるため特に好ましい。なお、界面層には、場合によっては硫化物、或いはセレン化物を混合してもよいが、この場合には、硫黄が記録層４へ拡散しにくいように界面層３，５の組成、作製条件を選択する必要がある。
【００３７】
界面層３，５の膜厚は１ｎｍ以上であることが好ましい。これは膜厚が１ｎｍ未満の場合、保護層２，６と記録層４との原子拡散の防止効果が低下するためである。
【００３８】
反射層７はＡｕ、Ａｇ、Ｃｕ、Ａｌ、Ｎｉ、Ｃｒ、Ｔｉ等の金属、或いはこれらから適宜選択された金属の合金により形成することが好ましい。反射層７は、放熱効果や記録層４での効果的な光吸収等の光学的効果を得るために設ける。但し、十分な放熱が可能な層構成の場合等には反射層７を必須ではない。反射層７を設ける場合、その膜厚は１ｎｍ以上であることが好ましい。反射層７が１ｎｍ未満の場合、膜が均一な層状となることが困難になり、熱的、光学的な効果が低下するためである。
【００３９】
次に、記録層４について説明する。記録層４は、レーザー光線２０等のエネルギービームの照射により光学的に異なる２つの状態間を変化しうる材料を主成分とし、この異なる２つの状態のうちの１つはアモルファス状態である。
【００４０】
記録層４の主成分をなす材料は、異なる２つの状態間を可逆的に変化する材料であることが好ましいが、非可逆的に状態間を変化する材料を用いてもよい。可逆変化の例としては、アモルファス状態と結晶状態との間の変化が挙げられる。非可逆変化の例としては、アモルファス状態から膜が酸化した状態への変化や、アモルファス状態から、例えば体積変化、密度変化、膜破壊による穴あけ等何らかの構造変化が生じた状態への変化が挙げられる。
【００４１】
可逆、非可逆、いずれのタイプの記録材料を用いるかは、媒体に求められる条件を考慮して決定するとよい。例えば、非常に安価で主にアーカイバル保存用途の媒体が求められる場合には、記録層４の主成分として、非可逆的に変化する記録材料を用いて１回のみ書き込み可能なライトワンスメディア（Ｗ／Ｏメディア）を構成すればよい。一方、情報の書き換えを伴う場合には、可逆的に変化する記録材料を用いる必要がある。もっとも、可逆的に変換する材料をＷ／Ｏメディアに適用しても構わない。
【００４２】
記録層４がアモルファス状態である場合の光学エネルギーギャップ（以下、「Ｅ0」と称す）は、０．９ｅＶ以上２．０ｅＶ以下とする。
【００４３】
以下、光学ギャップエネルギーを求める方法について述べる。アモルファス半導体の基礎吸収端付近での吸収スペクトルは、Taucプロットとして知られる以下の式（１）により近似的に記述することができる（例えば培風館「アモルファス半導体」P.38(3.8)式）。
【００４４】
α(Ｅ)・Ｅ∝（Ｅ−Ｅ0）2    （１）
但し、α(Ｅ)は吸収係数、Ｅは光のエネルギーであり、Ｅ0を光学ギャップエネルギーと定義する。
【００４５】
ここで、α(Ｅ)∝ｋａ(Ｅ)・Ｅ（但しｋａ(Ｅ)はエネルギーＥの光に対する当該材料の消衰係数）を考慮すると、
(ｋａ(Ｅ))1/2・Ｅ∝Ｅ−Ｅ0     （２）
となる。式（２）によれば、光のエネルギーＥを変化させたとき（換言すれば光の波長を変化させたとき）、Ｅの値をｘ軸に、(ｋａ(Ｅ))1/2・Ｅの値をｙ軸とした平面において両者の関係は直線により示され、この直線のｘ軸切片が光学ギャップエネルギーＥ0となる。
【００４６】
図２に、アモルファス状態と結晶状態との間の可逆的変化が可能な記録層材料の一例として、Ｓｂ2Ｓｅ3のＥ0の値を求めた例を示す。ｋａ(Ｅ)の測定は膜厚１０ｎｍの試料を作製してエリプソメトリにより行った。このグラフより、Ｓｂ2Ｓｅ3のアモルファス状態におけるＥ0は１．３９ｅＶとなる。また、Ｓｂ2Ｓｅ3の結晶状態におけるＥ0は１．１６ｅＶと算出できる。比較のために、赤色波長域で優れた特性が得られることが知られているＧｅ2Ｓｂ2Ｔｅ5についても同様にＥ0を求めた。その結果、Ｇｅ2Ｓｂ2Ｔｅ5のＥ0の値は、アモルファス状態では０．７３ｅＶ、結晶状態では０．３５ｅＶとなった。
【００４７】
なお、記録層は、その全体が実質的に、アモルファス状態におけるエネルギーギャップが０．９ｅＶ以上２．０ｅＶ以下の材料から構成されていることが好ましいが、本発明の目的が達成される範囲内であれば、５０ａｔ％、好ましくは１０ａｔ％を超えない範囲で他の微量成分が含まれていてもよい。
【００４８】
以下、記録層のＥ0の値と光学情報記録媒体の光学特性との関係について説明する。
【００４９】
図３（ａ）、（ｂ）に、それぞれ、Ｓｂ2Ｓｅ3の屈折率と消衰係数の波長依存性を測定した結果を、図４（ａ）、（ｂ）に、それぞれＧｅ2Ｓｂ2Ｔｅ5の屈折率と消衰係数の波長依存性を測定した結果を示す。ここで、屈折率は複素屈折率の実部の値、消衰係数は複素屈折率の虚部の値に相当する。
【００５０】
図３（ｂ）と図４（ｂ）とを比較すると、Ｓｂ2Ｓｅ3ではＧｅ2Ｓｂ2Ｔｅ5に比べて消衰係数のピークが、アモルファス状態、結晶状態ともに短波長側にシフトしていることがわかる。例えば、アモルファス状態の消衰係数が２．０以下となるのは、Ｇｅ2Ｓｂ2Ｔｅ5では波長６００ｎｍ以上の範囲であるが、Ｓｂ2Ｓｅ3ではこれが波長３５０ｎｍ以上の範囲となる。また、図３（ａ）と図４（ａ）とを比較すると、Ｇｅ2Ｓｂ2Ｔｅ5ではアモルファス状態、結晶状態ともに短波長側で屈折率が低下しているのに対し、Ｓｂ2Ｓｅ3ではこの屈折率の低下がより短波長側で生じていることが確認できる。このように、Ｓｂ2Ｓｅ3では、Ｇｅ2Ｓｂ2Ｔｅ5と比較して、その光学特性が短波長側にシフトしている。これは、Ｓｂ2Ｓｅ3の光学ギャップエネルギーの値がＧｅ2Ｓｂ2Ｔｅ5の値と比較して高く、吸収端がより短波長側にあるためである。
【００５１】
一般に、アモルファス材料及び半導体材料の消衰係数は、吸収端付近の波長では短波長になるほど徐々に増大する。光学ギャップエネルギーが比較的高い材料を用いた場合には、吸収端がより高エネルギー側（短波長側）にシフトするため、消衰係数の増大は、より短波長側から起こることになる。この原理を利用すると、記録材料の光学ギャップエネルギーの値を調整することによって、ある波長における記録層での光吸収を最適に調整できる。本発明者はこの点に着目し、種々の相変化材料について光学ギャップエネルギーの値を求め、これら材料の光学定数を測定した。その結果、いわゆる青色波長域では、記録材料がアモルファス状態であるときの光学ギャップエネルギーＥ0の値が０．９ｅＶ以上２．０ｅＶ以下の材料を用いた場合、最適な消衰係数の値が得られ、光吸収を最適化することが容易に可能となることが明らかになった。
【００５２】
記録層が結晶状態である場合には、光学ギャップエネルギーの最適な範囲を限定することは難しいと考えられる。アモルファス状態から結晶状態への相変化が、単なる吸収端シフトだけでなく、半導体から半金属への変化も含まれる場合があるためである。例えば、図５に、Ｇｅ4Ｓｂ2Ｔｅ7の光学ギャップエネルギーの値を求めるためのグラフを示す。図５によれば、アモルファス状態のＥ0は約０．７３ｅＶと算出できるが、結晶状態では同様の方法で算出すると正の値が得られない。図５における直線の傾きがアモルファス状態と結晶状態とで大きく異なっているのは、アモルファス状態から結晶状態への相変化が、吸収端シフトの変化のみではなく、半導体から半金属への変化も伴っているためと考えられる。もっとも、このような場合であっても、アモルファス状態におけるＥ0の値が上記範囲内にあれば、青色波長域に対しては優れた光学特性を得ることができる。一般には、図５で示されるような相変化を示す材料は、相変化が吸収端シフトのみを伴う場合よりも光学特性の変化が大きくなる場合が多いため、むしろ好ましい。
【００５３】
なお、図２に示したように、結晶状態のＥ0が正の数で求まる材料の場合には、結晶状態での光学ギャップエネルギーをＥ0(c)、アモルファス状態での光学ギャップエネルギーをＥ0(a)とすると、Ｅ0(c)≦Ｅ0(a)−０．１５が成立することが好ましい。この条件が満たされる場合には、結晶状態とアモルファス状態との光学特性の差が十分大きいため、高いＣ／Ｎ比を容易に得ることが可能となる。
【００５４】
アモルファス状態での光学ギャップエネルギーＥ0が０．９ｅＶより小さい材料を記録層に用いると、３５０ｎｍ〜４５０ｎｍの青色波長域においての消衰係数が過度に大きくなる。このため、レーザー光に対する記録層での光吸収が大きくなり、特に高い透過率を有する情報層を構成することが困難となる。また、経験的には、消衰係数の上昇に伴って屈折率が低下することが多いため、媒体として高いＣ／Ｎ比や反射率を得ることが困難となる場合が多い。
【００５５】
その一方、Ｅ0が２．０ｅＶより大きい材料を記録層に用いると、吸収端が短波長側にシフトし過ぎてしまうため、青色波長域では消衰係数が過度に小さくなる。この場合、記録層４の膜厚を５０ｎｍ程度以上にまで十分に厚くしないと記録感度が低下してしまうが、記録層４の膜厚を厚くすると記録層の膜面内での熱拡散による隣接消去が生じたり、熱容量の増大による冷却速度の低下によって十分大きい記録マーク（アモルファスマーク）が形成できずにＣ／Ｎ比が低下するといった問題が生じる。また、一般に、Ｅ0が非常に大きい材料は屈折率が小さくなる傾向があるため、Ｃ／Ｎ比や反射率を十分大きくとることができないといった不都合が生じやすくなる。
【００５６】
以上の理由により、アモルファス状態におけるＥ0が０．９ｅＶ以上２．０ｅＶ以下である材料を記録層４に用いる。Ｅ0は１．０ｅＶ以上がさらに好ましく、１．５ｅＶ以下が特に好ましい。
【００５７】
記録層４の材料は、上記のように、レーザー光の波長域、特に３５０ｎｍ以上４５０ｎｍ以下の波長域全域において、ｎａ＞２．５、ｎｃ＞２．５、ｋａ＜２．０の条件が満たすことが好ましい。ｎｃまたはｎａを２．５以下とすると、記録層での光吸収率が小さくなるために記録感度が低下したり、反射率を大きくできないといった不都合が生じやすくなるためである。また、ｋａを２．０以上とすると、記録層４での光吸収が過度に大きくなりやすく、光透過形の情報層を構成することが困難となるためである。なお、上記条件を満たす材料は、３００〜３５０ｎｍの波長域においても、赤色波長域用の材料よりは優れた特性を示す。
【００５８】
また、ｋｃ及びｋａは、両者の差の絶対値が０．５以上（｜ｋｃ−ｋａ｜≧０．５）の関係を満たすことがより好ましい。消衰係数の差が大きいほど光学特性差が大きくなり、より高いＣ／Ｎ比が得られるためである。またｎａ及びｎｃは、ｎａ−ｎｃ≦１．０の関係を満たすことがさらに好ましい。ｎｃがｎａに対して比較的大きいと、記録層４が結晶状態のときの記録層４での光吸収率Ａｃが、アモルファス状態のときの記録層４の光吸収率Ａａよりも大きくなるように設計することが容易になるためである。後に詳しく述べるように、Ａｃ＞０．８Ａａの場合、結晶の潜熱により生じる、記録層４の結晶部分とアモルファス部分とでの温度上昇の相違を補償し、熱バランスを保つことができる。これにより上書き記録の際のマーク歪みを小さくすることが可能になる。
【００５９】
記録層４を構成する材料は、結晶化速度が速く、かつアモルファスの安定性が高い材料とすることが好ましい。このためには、記録層材料の組成、結晶構造、結晶化温度、融点等を適切に選ぶ必要がある。一般に、結晶構造がＮａＣｌ型のｆｃｃ構造であれば、速い結晶化速度が得られる場合が多い。これは、ＮａＣｌ型の場合には、アモルファス状態から結晶状態への相変化の際の原子移動が少なくて済むために、概して結晶化速度が速くなるためと考えられる。しかし、結晶化過程のメカニズムは単純ではなく、結晶化速度を決める要因は完全に明らかになっているわけではない。
【００６０】
結晶化温度は、低ければ結晶化しやすいが、低すぎると逆にアモルファスの安定性が損なわれる。一般には、結晶化温度が１５０℃以上２５０℃以下の材料が好ましい。また、融点が高すぎる材料を用いると記録感度が低下するため、融点についても最適値（例えば５００℃以上７５０℃以下程度）を選択することが好ましい。
【００６１】
記録層４を構成する材料の具体例としては、Ｓｅを主成分とする相変化材料が挙げられる。例えば、Ｓｂ−Ｓｅ、Ｓｎ−Ｓｅ、Ｓｅ−Ｇｅ、Ｓｅ−Ｓｉ、Ｉｎ−Ｓｅ、Ｇａ−Ｓｅ、Ａｌ−Ｓｅ、Ｂｉ−Ｓｅ等を主成分とする材料である。これらのＳｅを主成分とする材料は、Ｔｅを主成分とする材料と比較して、一般に光学ギャップエネルギーが大きく、０．９ｅＶ以上２．０ｅＶ以下の条件を満たすものが多い。また、Ｓｅの割合が２０ａｔ％よりも低い場合、光学ギャップエネルギーの値を０．９０ｅＶよりも大きくとることがやや困難となるため、Ｓｅの割合は２０ａｔ％以上が好ましい。
【００６２】
Ｅ0が０．９ｅＶ〜２．０ｅＶであるという条件を満たすようにするためには、記録層を構成する各元素の周期律表における周期を考慮して、その組成比を調製する必要がある。一般には、重い元素を多く含む材料ではＥ0が小さく、逆に軽い元素を多く含む材料ではＥ0が大きくなる傾向がある。これは、比較的軽い元素からなる記録材料の場合、原子間距離が短くなる傾向にあるため、原子振動（結晶状態では格子振動に相当する）のエネルギーギャップが大きくなりやすく、逆に比較的重い元素からなる記録材料の場合、原子間距離が長くなる傾向にあるため、エネルギーギャップが小さくなるためであると考えられる。
【００６３】
実際に、本発明者らは、同じ種類の材料を用いる場合であっても、重い元素を多く含む組成比の場合にはＥ0が小さく、軽い元素を多く含む組成比の場合にＥ0が大きくなることを実験により確認した。
【００６４】
本発明における０．９ｅＶ〜２．０ｅＶのＥ0を有する記録材料を構成するためには、周期律表において第５周期（Ｉｎ，Ｓｎ，Ｓｂ，Ｔｅ等）以降の元素（原子番号がＲｂ以上の元素）の含有率を８５ａｔ％以下、より好ましくは６０ａｔ％以下とするとよい。また、第６周期の元素（Ｔｌ，Ｐｂ，Ｂｉ等、原子番号がＣｓ以上の元素）を実質的に含まない材料とすることが好ましい。また、第５周期以降の元素を８５ａｔ％よりも多く含む場合であっても、比較的軽い元素、例えば第３周期の元素（Ａｌ，Ｓｉ，Ｐ，Ｓ）を５ａｔ％以上含ませることによって、Ｅ0を本発明における範囲内とすることが容易となる。
【００６５】
記録層４の材料としては、上記に例示した二元系Ｓｅ化合物材料を主成分として、さらに添加材料を含むものが好ましい。添加材料としては、第３の材料、或いは第３及び第４の材料を同時に添加することが好ましい。
【００６６】
第３の材料は、主に結晶化速度の調整と、アモルファス状態と結晶状態の光学特性差の増大とを目的として添加する。第３の材料としては、Ａｌ、Ｇａ、Ｉｎ、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｓｎ、Ｓｂ、Ｂｉ、Ｓｃ、Ｔｉ、Ｎｂ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｃｏ、或いはこれらの適当な混合物、特にＧｅ、Ｉｎ、Ｓｎ、Ｂｉを用いることが好ましい。第３の材料は、主成分とする二元系成分以外の材料から選択することが好ましい。
【００６７】
第４の材料は、繰り返し記録特性の向上や記録層４の酸化防止等を主目的として添加する。第４の材料としては、Ｃｕ、Ａｇ、Ａｕ、Ｐｄ、Ｐｔ、Ｎ、Ｏ、Ｃｒ、Ａｌ、Ｓｉ、或いはこれらの適当な混合物が好ましい。この材料を添加すると、繰り返し記録時における記録層４の物質流動が抑制されて、繰り返し記録特性を向上させることができる。特にＣｒ、Ａｌ、Ｓｉ等の酸化し易く、かつ酸化物が水に対して難溶性を示す材料を添加すると、記録層４の耐腐食性、耐酸化性を飛躍的に向上させることができる。
【００６８】
記録層４の組成比を決定する好ましい手順を以下に説明する。まずベースとなる二元系材料について、ＳｅとＳｅ以外の元素との組成比を変化させながら、速い結晶化速度と高いアモルファスの安定性とが両立して得られる最適な組成を選択する。次に、第３の材料を、その添加量を変化させながら添加し、アモルファスと結晶との光学特性差が最大に得られ、かつ速い結晶化速度と高いアモルファスの安定性とが両立して得られる最適な添加量を定める。さらに、こうして決定した三元系材料に対し、第４の材料をその添加量を変化させながら添加し、繰り返し記録特性や耐腐食特性が最も優れている添加量を決定する。
【００６９】
Ｓｅを含む好適な材料としては、具体的には、Ｓｅ−Ｉｎ−Ｇｅ、Ｓｅ−Ｓｂ−Ｇｅ、Ｓｅ−Ｓｎ−Ｉｎ、Ｓｅ−Ｓｎ−Ａｌ、Ｓｅ−Ｂｉ−Ｇｅ、Ｓｅ−Ｉｎ−Ｇｅ−Ｎ、Ｓｅ−Ｂｉ−Ａｌ−Ｎ等が挙げられる。
【００７０】
記録層を構成する材料の別の例として、Ｔｅを主成分とする相変化材料を用いることもできる。Ｔｅを主成分とする材料は、一般にはＳｅを含む材料と比較して光学ギャップエネルギーが小さいが、０．９ｅＶ以上の条件を満たすものが存在する。例えば、Ｉｎ2Ｔｅ3、ＩｎＴｅ、Ｇａ2Ｔｅ3、ＧａＴｅ、Ａｌ2Ｔｅ3、ＺｎＴｅ、ＭｎＴｅ等である。
【００７１】
Ｔｅを含む記録層を用いる場合には、同時に上記Ｘを添加すると、比較的容易に光学ギャップエネルギーの値を上記範囲内とすることができる。また、その組成比は、Ｔｅが２０ａｔ％以上６０ａｔ％以下、かつＸが２０ａｔ％５０ａｔ％以下が特に好ましい。これにより、アモルファスの安定性が十分高く、かつ結晶化速度が速い材料を構成することが容易となる。
【００７２】
記録層４の材料としては、ＴｅとＸとを主成分とし、さらに上記と同様、第３及び／または第４の材料を添加することが好ましい。好ましい第３の材料及び第４の材料は、上記と同様である。また、組成比を決定する手順も上記と同様とすればよい。
【００７３】
Ｔｅを含む好適な材料としては、具体的には、Ｔｅ−Ｉｎ−Ｇｅ、Ｔｅ−Ｉｎ−Ｓｂ、Ｔｅ−Ｉｎ−Ｓｉ、Ｔｅ−Ｇａ−Ｓｂ、Ｔｅ−Ａｌ−Ｓｂ、Ｔｅ−Ａｌ−Ｂｉ、Ｔｅ−Ａｌ−Ｇｅ−Ｎ、Ｔｅ−Ｍｎ−Ｓｂ−Ｉｎ等が挙げられる。
【００７４】
記録層を構成する材料のさらに別の例としては、Ｓｂを主成分とする材料を挙げることができる。この場合は、Ａｌ−Ｓｂ、Ｇａ−Ｓｂ、Ｓｂ−Ｓ、Ｓｂ−Ｓｅ等を主成分とすることが好ましい。これらの材料についても、上記と同様の第３及び／または第４の材料を添加することにより、優れた相変化特性を得ることが可能となる。具体的な材料例としては、例えば、Ｓｂ−Ａｌ−Ｇｅ、Ｓｂ−Ａｌ−Ｉｎ、Ｓｂ−Ａｌ−Ｇａ、Ｓｂ−Ｓｎ−Ａｌ、Ｓｂ−Ｓｎ−Ａｌ−Ｎ、Ｓｂ−Ｉｎ−Ｇｅ−Ｎ等が挙げられる。
【００７５】
なお、記録層中には、Ａｒ、Ｋｒ等のスパッタガス成分やＨ、Ｃ、Ｈ２Ｏ等が不純物として含まれることがあるが、その含有率が信号の記録再生を妨げない程度に抑えられていれば構わない。また、上記以外の種々の目的のために記録層の主成分に他の物質を微量（約１０ａｔ％以下）添加する場合もあるが、この場合も含有率が信号の記録再生を妨げない程度に抑えられていればよい。
【００７６】
記録層の膜厚は、１ｎｍ以上２５ｎｍ以下、特に１ｎｍ以上１５ｎｍ以下が好ましい。膜厚を１ｎｍ未満とすると記録材料が均一な層状になりにくく、光学特性の変化を生じる状態変化を起こしにくくなるためである。一方、膜厚を２５ｎｍよりも厚くすると、記録層の膜面内での熱拡散が大きくなって高密度記録を行った際に隣接消去が生じ易くなる。
【００７７】
結晶状態の記録層における光吸収率Ａｃは、アモルファス状態の記録層における光吸収率Ａａの８０％よりも大きいことが好ましい。相変化形記録材料の場合、情報書き換えの前後では記録マーク部分が異なる位置に形成されるため、書き換えを行う際には、結晶→結晶、結晶→アモルファス、アモルファス→結晶、アモルファス→アモルファスの４通りの相変化を同時に行う必要がある。このとき、結晶→アモルファスの変化に必要な熱量は、溶融のための潜熱を必要とするため、アモルファス→アモルファスの変化に必要な熱量に比べて大きい。このため、Ａｃ≦０．８Ａａであると、アモルファス→アモルファスの変化が行われる部分で余分な熱量が生じ、アモルファス部と結晶部とにおける温度上昇のバランスが崩れ、記録マークが歪みやすくなる。しかし、Ａｃ＞０．８Ａａとすると、温度上昇のバランスが保たれるためにオーバーライトした記録マークの歪みが生じにくく、良好な品質の信号を得ることが可能となる。以上の理由により、Ａｃ＞０．８Ａａとなるように各層の膜厚を設計することが好ましい。
【００７８】
次に、１回のみ書き込み可能な光学情報記録媒体の例を示す。この場合は、可逆変化が可能な記録材料を用いる場合と比較して、一般に層構成を簡略できるため、より安価なメディアとすることができる。これは、消去特性や繰り返し記録特性を良好に保つ考慮が不要となるためである。このような媒体の層構成の例を図１０に示す。
【００７９】
図１０において、基板２０には、図１における基板１と同様の材料を用いればよい。保護層２１，２３は、記録材料の保護と光学特性の調節効果とを主な目的として設けられるものであって、図１における保護層２，６と同様の材料を用いればよい。
【００８０】
記録層２２には、可逆変化をなす記録材料と同様、アモルファス状態にあるときのＥ0が０．９ｅＶ以上２．０ｅＶ以下の範囲を満たす材料とする。これによってより短波長側、特に３００ｎｍ〜４５０ｎｍの波長範囲において、適度な光吸収を有し、かつ高透過率が得られる情報層を構成できる。
【００８１】
記録層２２の材料としては、書き込んだ後の状態が化学的、構造的に安定であって、長期の保存に耐えうること、および十分な信号を得るために記録前後で光学特性が十分に大きく変化することが求められる。また、高速で書き込み可能である材料が好ましい。また、高密度での記録を可能にするために、形成された記録マークのマーク端がより鋭く形成されるものが好ましい。
【００８２】
記録層２２の材料としては、記録層４をなす材料と同様に可逆変化を生じうる材料を用いてもよいし、非可逆変化を生じる材料を用いてもよい。非可逆変化の具体例としては、体積変化、密度変化、膜破壊による穴あけ等の何らかの構造変化や、非可逆的な酸化反応等が挙げられる。
【００８３】
体積変化、密度変化、または膜破壊による穴あけを生じる記録材料の具体例としては、Ｓｅ、Ｓ、Ｏを主成分とする記録材料、例えばＳｅ−Ｇｅ、Ｓｅ−Ｓｂ、Ｓｅ−Ｇａ、Ｓｅ−Ａｇ、Ｓｅ−Ｚｎ、Ｓｅ−Ｓｉ、Ｓｂ−Ｓ、Ｇｅ−Ｓ、Ｚｎ−Ｓ、Ｚｎ−Ｏ、Ｉｎ−Ｏ、Ｓｂ−Ｏ、Ｓｉ−Ｏを主成分とする材料が挙げられる。或いは、これらの適当な混合物や、必要に応じて第３の元素を添加した材料を用いてもよい。上記で挙げたような材料にレーザーを照射すると、照射を行った部分のみに局所的な密度低下や体積低下を生じさせることができる。非常に強いレーザー光を照射することにより、膜を破壊し、局所的に穴があいた状態とすることも可能である。
【００８４】
これらの材料には、既に例示した可逆的相変化材料と同じ種類の元素で構成されるものもあるが、各元素の組成比を調整すれば、非可逆変化をなす記録材料とすることもできる。例えば、Ｓｅ−Ｇｅ、Ｓｅ−Ｓｂ等のＳｅ系材料の場合、例えばＳｅ量が５０ａｔ％を超える比較的多い組成では、非可逆的材料となりやすい。
【００８５】
非可逆的な酸化反応を生じる記録材料としては、ＳｎＯｘ、ＳｂＯｘ、ＳｉＯｘ、ＺｎＯｘ、ＩｎＯｘ（ここで、ｘは各材料における化学量論組成における値よりも小さい値である）等の低酸化物、或いはこれらの適当な混合物が挙げられる。これらの材料は、レーザー光の照射により酸化が進行し、化学量論組成に近い化学的に安定な組成への非可逆的に変化する。
【００８６】
次に、光学情報記録媒体の製造方法について説明する。光学情報記録媒体を構成する多層膜を作製する方法としては、スパッタリング法、真空蒸着法、ＣＶＤ法（化学蒸着法）等を適用できる。ここでは、一例としてスパッタリング法による多層膜の成膜方法について説明する。図６に、スパッタリング法による成膜装置の一例の概略を示す。この装置では、真空容器８に排気口１４を通して真空ポンプ（図示省略）が接続され、真空容器８内を高真空に保つことができるようになっている。ガス供給口１３からは、一定流量の希ガス、窒素、酸素またはこれらの混合ガスを供給できる。また、基板９の自公転を行うための駆動装置１０が備えられている。スパッタターゲット１１は陰極１２に接続されている。陰極１２は、図示は省略するが、スイッチを通して直流電源または高周波電源に接続されている。また、真空容器８を接地することにより、真空容器８及び基板９は陽極に保たれている。成膜ガスは、希ガスまたは希ガスに微量の窒素、酸素等を混合したガスを用いる。希ガスとしては、Ａｒ、Ｋｒ等を用いればよい。
【００８７】
記録層４や保護層２，６を成膜する際には、希ガスと微量の窒素または微量の酸素との混合ガスを用いることが好ましい。これにより、媒体の繰り返し記録時の物質移動を抑制できるため、繰り返し記録特性が向上する。
【００８８】
また、界面層３，５を構成する主成分として、窒化物、酸化物または窒酸化物を用いる場合、反応性スパッタリング法により成膜すると、良好な膜質の膜が得られる。例えば、界面層としてＧｅ-Ｃｒ-Ｎを用いる場合には、Ｇｅ及びＣｒを含む材料をターゲットとし、成膜ガスとして希ガスと窒素との混合ガスを用いればよい。また、希ガスとＮ2Ｏ、ＮＯ2、ＮＯ、Ｎ2等窒素原子を少なくとも１種含むガスとの混合ガスを用いてもよい。
【００８９】
次に、光学情報記録媒体の記録再生方法について説明する。図７に、記録再生に用いる装置の一例の概略を示す。この装置は、信号の記録再生及び消去のために、レーザー光源１５と、レーザー光を微小スポットに絞り込むための対物レンズ１６を搭載した光ヘッドと、レーザー光を照射する位置を所定の位置へと導くための駆動装置１８と、トラック方向及び膜面に垂直な方向の位置を制御するためのトラッキング制御装置及びフォーカシング制御装置（図示省略）と、レーザーパワーを変調するためのレーザー駆動装置（図示省略）、光学情報記録媒体（光ディスク１７）を回転させるための回転制御装置１９とを備えている。
【００９０】
信号の記録及び消去は、まず光ディスク１７を回転制御装置１９を用いて回転させ、光学系によりレーザー光を微小スポットに絞りこんで、媒体へレーザー光を照射することにより行う。レーザーの照射により記録層のうちの局所的な一部分がアモルファス状態へと可逆的に変化しうるアモルファス状態生成パワーレベルをＰ1、同じくレーザーの照射により結晶状態等の非アモルファス状態へと可逆的に変化しうる非アモルファス状態生成パワーレベルをＰ2とし、レーザーパワーをＰ1とＰ2の間で変調させることで記録マークを形成または消去し、情報の記録、消去または上書き記録を行う。Ｐ1のパワーを照射する部分は、パルスの列で形成する、いわゆるマルチパルスとすることが好ましい。
【００９１】
また、Ｐ1及びＰ2のいずれのパワーレベルよりも低く、そのパワーレベルでのレーザー照射によって記録マークの光学的状態が影響を受けず、かつその照射によって媒体から記録マークの再生のために十分な反射率が得られるパワーレベルを再生パワーレベルＰ3とし、Ｐ3のパワーのレーザービームを照射することにより得られる媒体からの信号を検出器（図示省略）で読みとり、情報信号の再生を行う。
【００９２】
記録再生に用いるレーザー光の波長は、４５０ｎｍ以下、例えば３００ｎｍ〜４５０ｎｍ、特に３５０ｎｍ〜４５０ｎｍの範囲内が好ましい。本発明の媒体の効果が十分に発揮され、高密度記録が可能となるためである。なお、信号の記録を行うレーザー波長と再生を行うレーザー波長とは必ずしも同一である必要はない。また、片面からの記録再生が可能な多層記録媒体を構成する場合、それぞれの媒体の記録再生を行うレーザー波長が全て同一であっても一部異なっていてもよい。
【００９３】
本発明の光学情報記録媒体は、いわゆる多層記録媒体とすることが好ましい。また、片面からのレーザー照射のみによって複数の情報層において記録再生ができる記録媒体を構成するとさらに高密度記録が可能となる。
【００９４】
光透過型の多層記録媒体の構成例を図８に示す。この媒体では、基板３５上に、分離層３７，３９，，，４１を介してｎ組（ｎはｎ≧２を満たす自然数）の情報層が積層されている。この場合は、第ｎ情報層４２を除く、レーザー入射側から数えて（ｎ−１）組目までの情報層（第１情報層３６、第２情報層３８から第（ｎ−１）情報層４０まで）を、上記で説明した光透過形の情報層とすることが好ましい。光透過型の情報層は、レーザー光の透過率が３０％以上（好ましくは５０％以上）とされる。この場合、片側からのレーザー照射のみにより、第ｋ媒体（ｋは１＜ｋ≦ｎを満たす自然数）を第１〜第（ｋ−１）媒体越しに記録再生することが可能となる。ただし、２≦ｎ≦４、即ち２〜４層の情報層を備えた形態が現実的である。
【００９５】
分離層３７，３９，，，４１は、レーザー光に対して透明な層が好ましく、紫外線硬化樹脂や遅効性樹脂等の樹脂または誘電体等から構成することができる。
【００９６】
なお、第ｎ情報層４２については、従来の赤色波長域で最適化された記録材料を用いた記録層を採用してもよいが、本発明で特徴づけられる情報層を採用するとさらに光学設計が有利となる。また、情報層のいずれかを、再生専用タイプの情報層（ＲＯＭ(Read Only Memory）)、または１回のみ書き込み可能な情報層としてもよい。
【００９７】
さらに、ｎ＝２の場合の多層記録媒体を例にとって詳細に説明する。
【００９８】
図９に、２組の媒体からなる多層記録媒体の一形態の断面を示す。この形態では、第１情報層１１０、第２情報層２１０ともに、基板１０１側から順に、第１の保護層１０２，２０２、第１の界面層１０３，２０３、記録層１０４，２０４、第２の界面層１０５，２０５、第２の保護層１０６，２０６、反射層１０７，２０７が積層されている。また、両情報層１１０，２１０の間には、両情報層を光学的に分離することを主な目的として分離層１０８が形成されている。
【００９９】
分離層１０８は、レーザー光に対する光吸収ができるだけ小さい材料により構成する。具体的には、紫外線硬化樹脂や遅効性樹脂等の有機材料よりなる樹脂、光ディスク用両面接着シート、ＳｉＯ2、Ａｌ2Ｏ3、ＺｎＳ等の無機誘電体、ガラス材料等が好適である。分離層１０８の厚さは、一方の媒体を記録再生する際に、他方の媒体からのクロストークを無視できる程度に小さく抑えるために、レーザー光の焦点深度△Ｚの２倍以上の厚さとすることが必要となる。ここで焦点深度△Ｚは、集光点の強度が無収差の場合の８０％の点を基準とした場合、近似的に以下に示す式（３）で記述できる。
【０１００】
△Ｚ＝λ／｛２×（ＮＡ）2｝  （３）
【０１０１】
ここで、ＮＡは対物レンズの開口数、λは記録・再生を行う際のレーザー光の波長である。例えば、λ＝４００ｎｍ、ＮＡ＝０．６０の場合、焦点深度△Ｚは０．５６μｍとなる。つまり約±０．６０μｍの範囲内は焦点深度内となってしまうため、この場合は分離層１０８の厚さを少なくとも１．２０μｍより大きい値に設定することが好ましい。なお、分離層１０８の厚さは、２つの情報層間の距離が対物レンズの集光可能な範囲となるように、対物レンズの許容可能な公差内とすることが好ましい。
【０１０２】
第２情報層２１０は、第１情報層１１０を透過したレーザ光により記録再生される。このため、記録再生を行うレーザー波長に対する第１情報層の透過率及び反射率をそれぞれＴ1、Ｒ1、第２情報層自体の反射率をＲ2とすると、第１情報層を通して第２情報層を再生する際の反射率ｒ2は、以下の式（４）で記述できる。
【０１０３】
ｒ2＝Ｒ2×Ｔ1×Ｔ1  （４）
【０１０４】
また、信号振幅についても、同様に、第２情報層自体の反射率差を△Ｒ2、第１情報層越しに再生するときの第２情報層の反射率差を△ｒ2とすると、以下の式（５）の関係が成立する。
【０１０５】
△ｒ2＝△Ｒ2×Ｔ1×Ｔ1  （５）
【０１０６】
例えば、△Ｒ2＝２４％、Ｔ1＝５０％のときは、第１情報層を通して第２情報層を再生する際の反射率差△ｒ2は、△ｒ2＝２４％×０．５×０．５＝６％となる。第２情報層より十分な信号を得るためには、第１情報層の透過率をできるだけ高く、第２情報層の信号振幅をできるだけ大きくとることが好ましい。同時に、第１情報層の反射率差もある程度高く、かつ第２情報層の記録感度を高くすることが好ましい。第１及び第２情報層の光学設計は、これら要因が全てバランスするように定められる。
【０１０７】
以下、具体的な光学設計例を示す。一例として、記録層１０４が結晶状態のときの第１情報層の反射率Ｒ1ｃを７．５％、アモルファス状態のときの反射率Ｒ1ａを０．５％、記録層２０４が結晶状態のときの第２情報層２１０の反射率Ｒ2ｃを１５％、アモルファス状態のときの反射率Ｒ2ａを４３％となるように設計した。また、第１情報層にのみ記録を行った際の第１情報層の透過率を５０％とした。上記光学特性の調整は、記録層１０４、保護層１０２，１０６、反射層１０６の膜厚を変化させることにより行った。
【０１０８】
以上の例の場合、第１情報層１１０越しに第２情報層２１０を記録再生する場合の反射率差は（４３−１５）×０．５×０．５＝７％、第１情報層１１０の反射率差も７．５−０．５＝７％となった。このように、第１、第２情報層の反射率差、即ち信号振幅の大きさがほぼ同等となるように設定することが好ましい。記録再生を行う情報層の移行の際に、信号振幅が極端に変化するとトラッキングが不安定になるからである。
【０１０９】
第１情報層の高透過率と第２情報層の高反射率差とを両立させることは大変困難であるため、設計を行った反射率差は比較的小さく、信号振幅が比較的小さくなってしまうことが多い。この際は、再生光のパワーレベルＰ3を従来よりやや大きく設定し、再生信号振幅を大きくとることが好ましい。但し、Ｐ3のレベルを大きく設定し過ぎると、記録マークが熱的に影響を受け、再生信号が劣化してしまうため、この再生光による信号劣化が生じない範囲で設定することが好ましい。なお、第１情報層と第２情報層の再生パワーレベルはそれぞれ異なっていても構わない。また、両情報層の再生を行うレーザー光の波長は異なっていてもよいが、通常は同一波長のレーザーが用いられる。
【０１１０】
第２情報層を再生する際の第１情報層の光透過率は、３０％以上、特に５０％以上が好ましい。第１情報層の光透過率が３０％より小さいと、第２情報層を第１情報層越しに記録再生する場合、信号振幅は、第１情報層の透過率の２乗を掛け合わせた値となるので、０．０９倍以下とかなり小さくなってしまう。このため、両情報層の信号振幅をバランスよくとるためには、第１情報層の光透過率はある程度大きい値としなければならない。また、第１情報層の透過率が例えば３０％未満と非常に低い値の場合、第２情報層に到達する光量が大きく減少するため、第２情報層の記録感度が低下してしまう。
【０１１１】
また、第１情報層の記録層１０４が結晶状態であるときのレーザー光の反射率Ｒ1ｃは、記録層１０４がアモルファス状態であるときの反射率Ｒ1ａよりも大きいことが好ましい。なぜならば、安定したトラッキングを可能にするためにはＲｃが一定の値（例えば５〜１０％程度）より大きくなければならず、Ｒａ＞Ｒｃ＞α（αは一定の正の数）として媒体の光学設計を行った場合、αの分だけこの媒体での透過率や吸収率が減少してしまい、光学設計上不利になるからである。
【０１１２】
［実施例］
以下、実施例により本発明をさらに詳細に説明するが、本発明は以下の実施例により制限されるものではない。
【０１１３】
（実施例１）
図９と同様の構成において、基板１０１を厚さ０．６ｍｍ、直径１２０ｍｍのディスク状ポリカーボネート樹脂、保護層１０２，１０６，２０２，２０６を全てＺｎＳにＳｉＯ2を２０ｍｏｌ％混合した材料、界面層１０３，１０５，２０３，２０５を全てＧｅＣｒＮ、反射層１０７をＡｇＰｄＣｕ合金、反射層２０７をＡｇＰｄＴｉ合金、記録層１０４をＧｅ20Ｉｎ45Ｓｅ30Ｃｒ5、記録層２０４をＧｅ4Ｓｂ2Ｔｅ7とした。また、各層の膜厚は以下の通りである。記録層１０４，２０４はそれぞれ７ｎｍ、９ｎｍ、界面層１０３，１０５，２０３，２０５は全て２ｎｍ、反射層１０７，２０７はそれぞれ５ｎｍ、６０ｎｍ、保護層１０２，１０６はそれぞれ６５ｎｍ、４５ｎｍ、保護層２０２，２０６はそれぞれ９０ｎｍ、４０ｎｍとした。
【０１１４】
なお、保護層１０２，１０６の膜厚は、膜厚をそれぞれ０からλ／２ｎ（但しλはレーザー波長、ｎは保護層材料の波長λにおける屈折率）まで変化させたときに得られる媒体の光学特性を計算し、第１情報層の透過率と反射率差とが共に高い値が得られる膜厚を選択した。また、基板１０１には、トラックピッチ０．３９μｍピッチでグルーブ部とランド部とが交互に形成されたものを用いた。
【０１１５】
ここで、記録層１０４、２０４を成膜する際は、Ａｒに窒素を２．５％混合したガスを、全圧が０．１３Ｐａとなるように供給し、陰極にＤＣ１．２７Ｗ／ｃｍ2のパワーを投入して行った。保護層１０２，１０６，２０２，２０６を成膜する際には、Ａｒに酸素を１．０％混合したガスを全圧が０．１３Ｐａとなるように供給し、陰極にＲＦ５．１０Ｗ／ｃｍ2のパワーを投入して行った。反射層１０７，２０７を成膜する際は、Ａｒガスを全圧０．２６Ｐａになるように供給し、ＤＣ４．４５Ｗ／ｃｍ2のパワーを投入して行った。界面層１０３，１０５，２０３，２０５を成膜する際は、ターゲット材料をＧｅＣｒ、スパッタガスをＡｒと窒素との混合ガス（窒素分圧３０％）、スパッタガス圧を１．３３Ｐａ、スパッタパワー密度をＲＦ６．３７Ｗ／ｃｍ２とした。
【０１１６】
ディスク特性の評価は、第１情報層の透過率、及び第１情報層と第２情報層との両方についてＣ／Ｎ比、オーバーライト消去率を測定することにより行った。記録の信号方式は（８−１６）変調方式とし、記録・再生を行うレーザー光は、第１、第２情報層とも、波長が４００ｎｍ、対物レンズの開口数が０．６０のものを用いた。最短マーク長は０．２６μｍ、ディスク回転速度は線速５．０ｍ／ｓとした。
【０１１７】
Ｃ／Ｎ比の評価は、（８−１６）変調方式で３Ｔ長さのマークを、適正なレーザーパワーで記録し、このＣ／Ｎ比を測定することにより行った。オーバーライト消去特性の評価は（８−１６）変調方式での３Ｔ長さのマークを適正なレーザーパワーで記録した後、同じパワーで１１Ｔ長さのマークをオーバーライトし、このときの３Ｔマークの消去率（以下「３Ｔ消去率」という）を測定することにより行った。
【０１１８】
第１情報層の透過率の測定は、第１情報層を透過して第２情報層の信号を再生した場合の信号振幅と、第１情報層が形成されていない場合の第２情報層の信号振幅との比率を測定し、この比率から第１情報層の透過率を算出した。具体的には、媒体であるディスクの一部分に覆いを設ける等の方法により、ディスクの一部に円周方向全体に第１情報層が存在しない領域を形成して上記比率を測定した。なお、上記比率は、第１情報層に情報が記録された状態において測定した。
【０１１９】
信号の再生を行うレーザーパワーは、第１情報層、第２情報層ともに、１．０ｍＷとした。第２情報層を記録再生する際は、便宜的に第１情報層に信号が記録されていない状態で行った。
【０１２０】
ここで、記録層１０４の材料をＧｅ20Ｓｂ30Ｓｅ45Ｉｎ5とした媒体を媒体（１）とする。比較のために、記録層１０４の材料をＧｅ2Ｓｂ2Ｔｅ5とした点を除いては媒体（１）と同様とした媒体を媒体（０）、記録層１０４の材料をＡｌ29Ｓｉ14Ｓｅ57とした点を除いては媒体（１）と同様とした媒体を媒体（１００）とする。これらの媒体を評価した結果を表１に示す。
【０１２１】
【表１】
0004680465.tif 000002
【０１２２】
ここで、表中では第１情報層をＬ1、第２情報層をＬ2と略して表記した。また、Ｃ／Ｎ比については、５０ｄＢ以上得られた場合をＡ、４８ｄＢ以上５０ｄＢ未満であった場合をＢ、４８ｄＢ未満であったものをＣとして示した。また、消去特性については、得られた３Ｔ消去率が３５ｄＢ以上の場合をＡ、３０ｄＢ以上３５ｄＢ未満の場合をＢ、３０ｄＢ未満の場合をＣとして表記した。第１情報層の透過率については、５０％以上得られたものをＡ、３０％以上５０％未満であったものをＢ、３０％未満であったものをＣとして示した。
【０１２３】
また、上記方法により記録層１０４のアモルファス状態の光学ギャップエネルギーの値Ｅ0を求めた結果を表１に併せて示す。Ｅ0の測定は、記録層１０４の材料を８ｎｍの膜厚で作製し、その光学定数の波長依存性を調べることにより行った。
【０１２４】
表１によると、媒体（１）では、第１情報層及び第２情報層において、大きいＣ／Ｎ比と高い消去率が得られている。また、第１情報層の透過率も十分大きい。これに対し、媒体（０）では、第１情報層のＣ／Ｎ比を４８ｄＢ以上とすると透過率を高くすることができず、第２情報層のＣ／Ｎ比を大きくできない。また、第１情報層の消去率が十分ではない。これは、第１情報層のＣ／Ｎ比を大きくとると、結晶状態とアモルファス状態との光吸収補正が困難となったためと考えられる。このように、光学ギャップエネルギーが０．９ｅＶ未満の材料を用いた場合、記録層１０４のアモルファス状態での消衰係数ｋａが大きくなり、高透過率と高反射率差とを両立させることが困難となる。
【０１２５】
また、媒体（１００）では、透過率は容易に高く設定できるが、第１情報層のＣ／Ｎ比を高くすることが困難であった。この点は、保護層１０２，１０６の膜厚を変化させても同様であった。これは、記録層の材料のＥ0が高すぎるため、レーザー光の波長における記録層での吸収が小さく、透過率は高いが光学特性差が小さくなってしまったためであると考えられる。このように、光学ギャップエネルギーが２．０ｅＶ以上の材料を用いた場合、消衰係数ｋａは十分小さくなって容易に高透過率が得られるが、同時に得られる信号振幅が過度に小さくなってしまう。
【０１２６】
本発明の別の実施例として、記録層１０４の材料を、それぞれＧｅ18Ｓｂ27Ｓｅ50Ｉｎ5、Ｇｅ22Ｓｂ33Ｓｅ40Ｉｎ5、Ｇｅ24Ｓｂ36Ｓｅ35Ｉｎ5、Ｇｅ26Ｓｂ39Ｓｅ30Ｉｎ5とした点を除いては媒体（１）と同様の構成を有する媒体を作製した。すなわちＩｎ組成比を一定に保ったままＳｅ組成比を変化させ、残りのＧｅとＳｂとの比率が一定となるように調整した。これらをそれぞれ媒体（２）〜（５）とする。表２に、媒体（２）〜（５）について先と同様の評価を行った結果を示す。
【０１２７】
【表２】
0004680465.tif 000003
【０１２８】
表２によれば、媒体（２）〜（５）のいずれについても、第１情報層、第２情報層ともに良好な特性が得られることがわかる。このように、光学ギャップエネルギーＥ0の値が０．９０ｅＶ以上２．０ｅＶ以下の相変化材料を記録層１０４として用いる場合、第１媒体の透過率を高く設定し、かつＣ／Ｎ比を大きくとることができるため、両情報層ともに大きいＣ／Ｎ比を得ることが可能となる。
【０１２９】
媒体（１）〜（５）を比較すると、記録層中のＳｅ組成比は５０ａｔ％以上の場合消去率がやや低下し、２０ａｔ％以下の場合Ｃ／Ｎ比がやや低下する。このため、Ｓｅ組成比は２０ａｔ％より大きく５０ａｔ％より小さいことが特に好ましい。このＳｅの好ましい組成範囲は、Ｓｅ以外の材料を他の材料で置き換えた場合でもほぼ同様であった。
【０１３０】
記録層１０４中に含まれるＳｂ及びＩｎの代わりとして、Ｓｎ、Ｇｅ、Ｓｉ、Ｉｎ、Ｇａ、Ａｌ、Ｂｉを用いた場合も、ほぼ同様の良好な特性が得られる。また、ＧｅをＡｌ、Ｇａ、Ｓｉ、Ｓｎ、Ｂｉ、Ｔｉ、Ｎｂ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｃｏのうちの少なくとも１つを含む材料に置き換えた場合も、ほぼ同様の特性が得られる。
【０１３１】
（実施例２）
次に、記録層１０４を、それぞれＡｌ5Ｇｅ10Ｉｎ15Ｔｅ70、Ａｌ5Ｇｅ10Ｉｎ25Ｔｅ60、Ａｌ5Ｇｅ10Ｉｎ45Ｔｅ40、Ａｌ5Ｇｅ10Ｉｎ65Ｔｅ20、Ａｌ5Ｇｅ10Ｉｎ70Ｔｅ15とした点を除いては媒体（１）と同様の構成を有する媒体を作製した。これらの媒体を順に媒体（６）〜（１０）とする。このとき、第１情報層の各層の膜厚は、保護層１０２，１０６をそれぞれ９０ｎｍ、５０ｎｍとした点を除いては媒体（１）と同じ膜厚を用いた。第２情報層については媒体（１）で用いた第２情報層と同じ構成とした。
【０１３２】
表３に、媒体（６）〜（１０）について、記録再生レーザー光が４１０ｎｍとした点を除いては媒体（１）と同様の評価を行った結果を表３に示す。
【０１３３】
【表３】
0004680465.tif 000004
【０１３４】
表３に示したように、本実施例においても、第１情報層、第２情報層ともに良好なディスク特性が得られた。表３によると、記録層中のＴｅ組成比は２０ａｔ％以上６０ａｔ％以下がさらに好ましい。Ｔｅ組成比を６０ａｔ％より大きくすると、光学ギャップエネルギーがやや低くなる傾向にあるため、第１情報層の透過率が若干低下してしまう。一方、Ｔｅ組成比を２０ａｔ％未満とすると、記録層１０４の結晶状態とアモルファス状態間の光学特性差がやや小さくなるため、得られるＣ／Ｎ比がやや低下してしまう。Ｔｅ組成比を２０ａｔ％以上６０ａｔ％以下とした場合には、Ｔｅ以外の材料を他の材料で置き換えても上記とほぼ同様の特性が得られた。
【０１３５】
記録層１０４中に含まれるＩｎの代わりとして、Ａｌ、Ｇａ、Ｚｎ、Ｍｎを用いた場合でも、ほぼ同様の良好な特性が得られる。また、ＧｅをＧａ、Ｓｉ、Ｓｎ、Ｂｉ、Ｔｉ、Ｎｂ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｃｏのうちの少なくとも１つを含む材料に置き換えた場合も、ほぼ同様の特性が得られる。
【０１３６】
（実施例３）
以上は、書き換え可能な媒体についての実施例であるが、以下では、Ｗ／Ｏメディアについての実施例を示す。
【０１３７】
図１１に示すように、第１情報層及び第２情報層からなる多層媒体（１１）を構成した。この媒体（１１）では、基板３０１として、媒体（１）の基板１０１と同じものを用い、保護層３０２，３０４，３０６，３０８をＺｎＳ−ＳｉＯ2、記録層３０３,３０７をＩｎ2Ｓｅ3とした。これらの保護層及び記録層を成膜する際には、いずれも、Ａｒガスを全圧が０．１３Ｐａとなるように供給し、陰極にＲＦ５．１Ｗ／ｃｍ2、ＤＣ１．２７Ｗ／ｃｍ2のパワーを投入した。記録層３０３，３０７の膜厚は、それぞれ１５ｎｍ、４０ｎｍとし、保護層３０２，３０４，３０６，３０８の膜厚は、それぞれ３０ｎｍ，３０ｎｍ，６５ｎｍ，５５ｎｍとした。
【０１３８】
また、媒体（１１）において、記録層３０３，３０７をＧａ2Ｓｅ3とし、その膜厚をそれぞれ２０ｎｍ、６０ｎｍとした以外は、媒体（１１）と同様の構成とした媒体（１２）を作製した。
【０１３９】
なお、記録材料Ｉｎ2Ｓｅ3、Ｇａ2Ｓｅ3におけるＥ0の値は、それぞれ１．４１、１．６５であった。
【０１４０】
媒体の特性評価は、１回記録のみについて、第１情報層の透過率、第１及び第２情報層の両方のＣ／Ｎ比を測定することにより行った。透過率及びＣ／Ｎ比の測定方法及び条件は、実施例１と同様とした。結果を表４に示す。
【０１４１】
【表４】
0004680465.tif 000005
【０１４２】
（実施例４）
次に、記録層３０３の材料を、Ｓｂ2Ｓｅ3，Ｓｂ2Ｓ3，Ｓｎ70Ｏ30とした点を除いては媒体（１２）と同様の構成を有する媒体を作製した。これらの媒体を、順に、媒体（１３）〜媒体（１５）とする。このとき、第１情報層の膜厚は、記録層３０３の膜厚をそれぞれ、１５ｎｍ，２０ｎｍ，２５ｎｍとし、保護層、及び第２情報層の膜厚は、すべて媒体（１２）と同様とした。表５に示すように、これらの記録材料のＥ0はすべて０．７０ｅＶ〜２．０ｅＶの範囲内となった。これらの媒体について、媒体（１１）と同様の評価を行った。結果を表５に示す。
【０１４３】
【表５】
0004680465.tif 000006
【０１４４】
表５に示したように、媒体（１３）〜（１５）についても十分な透過率が得られ、第１，第２情報層ともに良好なＣ／Ｎ比が得られた。
【０１４５】
以上詳細に説明したように、記録層がアモルファス状態であるときの光学ギャップエネルギーを０．９ｅＶ以上２．０ｅＶ以下である記録材料を用い、かつ記録に用いるレーザー光の波長を３００ｎｍから４５０ｎｍの範囲にとり、このレーザー光に対する情報層の透過率を３０％以上とすることにより、青色波長域でも大きい透過率が得られる光透過形の情報層を備えた光学情報記録媒体が実現できる。これにより、青色波長域において、高密度記録が可能な多層記録媒体とその記録再生方法を提供できる。
【０１４６】
本発明は、その意図および本質的な特徴から逸れない限り、他の具体的な形態を含みうる。この明細書に開示されている形態は、すべての点で、説明であって限定するものではなく、本発明の範囲は上記説明ではなく付随するクレームにより示されており、クレームと均等の範囲にある変更すべてもここに包含されている。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の光学情報記録媒体の層構成の一形態の断面を示す図である。
【図２】  記録層の材料のエネルギーギャップを求める方法の例を説明するための図である。
【図３】  記録層の材料の光学定数の一例を示す図である。
【図４】  記録層用として従来から用いられてきた材料の光学定数の一例を示す図である。
【図５】  記録層の材料のエネルギーギャップを求める方法の別の例を示す図である。
【図６】  本発明の光学情報記録媒体の製造に用いる成膜装置の一例を示す図である。
【図７】  本発明の光学情報記録媒体の記録再生に用いる装置の一例を示す図である。
【図８】  本発明の光学情報記録媒体の層構成の別の一形態の断面を示す図である。
【図９】  本発明の光学情報記録媒体の層構成のまた別の一形態の断面を示す図である。
【図１０】  本発明の光学情報記録媒体の層構成のさらに別の一形態の断面を示す図である。
【図１１】  本発明の光学情報記録媒体の層構成のまたさらに別の一形態の断面を示す図である。
【図１】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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