(57)【要約】【課題】  青色レーザーなどの短波長の低出力光に対しても記録感度が良く、ジッタなどのノイズが発生せず、Ｏ／Ｗ特性が優れ、アーカイバル特性も良好で、かつフォーカスやトラッキングが掛かり易く、ＲＯＭとの互換を可能とした、高密度記録可能な２層相変化型光記録媒体の提供。【解決手段】  （１）基板上に少なくとも第一の記録構成層、樹脂中間層、第二の記録構成層、カバー基板をこの順に有し、カバー基板の溝深さを、第二の記録構成層のプッシュプル信号を基準にして、第一の記録構成層のプッシュプル信号の大きさが同等以上となる深さとする相変化型光記録媒体。（２）カバー基板側から光を入射する構成とした場合において、基板の溝深さｄ１とカバー基板の溝深さｄ２の関係がｄ１＞ｄ２であり、溝深さが０より大きく７λ／８ｎ以下の範囲にあり、且つ、λ／４ｎ、λ／２ｎ、３λ／４ｎではない（１）記載の相変化型記録媒体。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に少なくとも第一の記録構成層、樹脂中間層、第二の記録構成層、カバー基板をこの順に有し、カバー基板の溝深さを、第二の記録構成層のプッシュプル信号を基準にして、第一の記録構成層のプッシュプル信号の大きさが同等以上となる深さとすることを特徴とする相変化型光記録媒体。
【請求項２】
カバー基板側から光を入射する構成とした場合において、基板の溝深さ（ｄ１）とカバー基板の溝深さ（ｄ２）の関係がｄ１＞ｄ２であり、溝深さが０より大きく７λ／８ｎ以下の範囲にあり、且つ、λ／４ｎ、λ／２ｎ、３λ／４ｎではない（但し、λ：記録再生波長、ｎ：基板の屈折率）ことを特徴とする請求項１記載の相変化型光記録媒体。
【請求項３】
第一の記録構成層は、基板側から順に、反射層、第１界面層、第１保護層、第１記録層、第２保護層を有し、第二の記録構成層は、樹脂中間層側から順に、第３保護層、放熱層、第４保護層、第２記録層、第５保護層を有することを特徴とする請求項１又は２記載の相変化型光記録媒体。
【請求項４】
放熱層と第４保護層の間に第２界面層を有することを特徴とする請求項３記載の相変化型光記録媒体。
【請求項５】
第１記録層が、ＳｂＴｅを主成分とする合金からなり、第２記録層がＧｅＴｅを主成分とする合金からなることを特徴とする請求項３又は４の何れかに記載の相変化型光記録媒体。
【請求項６】
第１保護層、第２保護層、第４保護層、第５保護層が、ＺｎＳ・ＳｉＯ２からなることを特徴とする請求項３〜５の何れかに記載の相変化型光記録媒体。
【請求項７】
第３保護層が、ＩＴＯ又はＩＺＯからなることを特徴とする請求項３〜６の何れかに記載の相変化型光記録媒体。
【請求項８】
第１界面層及び／又は第２界面層が、ＴｉＣ・ＴｉＯ２、ＺｒＣ・ＺｒＯ２、ＳｉＣ・ＳｉＯ２、ＣｒＣ・ＣｒＯ２の何れかからなることを特徴とする請求項３〜７の何れかに記載の相変化型光記録媒体。
【請求項９】
反射層及び放熱層が、Ａｕ、Ａｇ、Ａｇ合金、Ａｌ合金の何れかからなることを特徴とする請求項３〜８の何れかに記載の相変化型光記録媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、書換え可能なＤＶＲ等の相変化型光記録層を２層有する高密度記録用の片面２層型光記録媒体（相変化型光記録媒体）に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般にコンパクトディスク（ＣＤ）やＤＶＤは、凹ピットの底部及び鏡面部からの光の干渉により生じる反射率変化を利用して２値信号の記録及びトラッキング信号を検出することにより行われている。近年、ＣＤと再生互換性（互換性）のある媒体として、相変化型の書換え可能なコンパクトディスク（ＣＤ−ＲＷ：ＣＤ−Ｒｅｗｒｉｔａｂｌｅ）が広く使用されつつあるほか、ＤＶＤについても相変化型の書換え可能なＤＶＤが各種提案されている。また、ＤＶＤの容量が４．７ＧＢであるのに対して、記録再生波長を３５０〜４２０ｎｍと短波長化し、開口数ＮＡ（Ｎｕｍｅｒｉｃａｌ  Ａｐｅｒｔｕｒｅ）を上げて２０ＧＢ以上の容量とするシステム高密度ＤＶＲが提案されている（例えば、非特許文献１）。
【０００３】
これら相変化型の書換え可能なＣＤ、ＤＶＤ及びＤＶＲは、非晶質と結晶状態の屈折率差によって生じる反射率差及び位相差変化を利用して記録情報信号の検出を行う。通常の相変化型光記録媒体は、基板上に下部保護層、相変化型記録層、上部保護層、反射層を設けた構造を有し、これらの構成層の多重干渉を利用して反射率差及び位相差を制御し、ＣＤやＤＶＤとの互換性を持たせることができる。ＣＤ−ＲＷにおいては、反射率を１５〜２５％程度に落とした範囲内ではＣＤと記録信号及び溝信号の互換性が確保でき、反射率の低いことをカバーする増幅系を付加したＣＤドライブを用いれば再生が可能である。なお、相変化型光記録媒体は消去と再記録過程を１つの集束光ビームの強度変調のみによって行うことができるため、ＣＤ−ＲＷや書換え可能ＤＶＤ等の相変化型光記録媒体において記録という場合には、記録と消去を同時に行うオーバーライト（Ｏ／Ｗ）記録を含む。
相変化を利用した情報の記録には、結晶、非晶質又はそれらの混合状態を用いることができ、複数の結晶相を用いることもできるが、現在実用化されている書き換可え可能な相変化型光記録媒体は、未記録・消去状態を結晶状態とし、非晶質のマークを形成して記録するのが一般的である。
【０００４】
相変化型記録層の材料としては、カルコゲン元素、即ちＳ、Ｓｅ、Ｔｅを含むカルコゲナイド系合金を用いることが多い。例えば、ＧｅＴｅ−Ｓｂ２Ｔｅ３疑似二元合金を主成分とするＧｅＳｂＴｅ系、ＩｎＴｅ−Ｓｂ２Ｔｅ３疑似二元合金を主成分とするＩｎＳｂＴｅ系、Ｓｂ０．７Ｔｅ０．３共晶合金を主成分とするＡｇＩｎＳｂＴｅ系、ＧｅＳｂＴｅ系などである。このうち、ＧｅＴｅ−Ｓｂ２Ｔｅ３疑似二元合金に過剰のＳｂを添加した系、特にＧｅ１Ｓｂ２Ｔｅ４、又はＧｅ２Ｓｂ２Ｔｅ５などの金属間化合物近傍組成が主に実用化されている。これらの組成は、金属間化合物特有の相分離を伴わない結晶化を特徴とし、結晶成長速度が速いために初期化が容易で、消去時の再結晶化速度が速い。このため従来から、実用的なＯ／Ｗ特性を示す記録層としては、疑似二元合金系や金属間化合物近傍組成が注目されていた（非特許文献２等）。
【０００５】
また、従来からＧｅＳｂＴｅ三元組成、又はこの三元組成を母体として添加元素を含有する記録層組成に関して報告がなされている（特許文献１〜４）。しかしながら、このような組成の材料は、まだ開発が始まったばかりであり、書換え可能なＤＶＲなどの高密度記録用の光記録媒体へ適用するには解決しなければならない問題が多々ある。
特に、青色レーザーなど短波長の光学系の場合にはビーム出力が低く、そのため記録層にノイズが出易いという欠点があり、また、光入射からみて基板と記録層の間の保護層の膜厚を厚くした場合、保護層の膜厚が厚いと膜厚変動が出易いことや保存性に難があるため、Ｏ／Ｗ特性と保存特性を両方を満足させることが難しく、高速高密度記録化における課題となっている。
また、片面２層光記録可能な媒体の場合、反射率が通常の媒体の半分以下の５〜７％と低く、２層毎のフォーカスジャンプも考慮すると、第２記録層にジャンプする際、プッシュプル信号が小さいとフォーカスやトラッキングが外れ易い事も課題である。
【０００６】
片面２層型光記録媒体の場合、光入射側の記録層（第２記録層構成層）の透過率を上げて、光入射側とは反対側の記録層（第１記録層構成）に光を到達させ、記録可能とすることが必須である。しかし、十分な記録をするためには、記録層の膜厚が厚く、更には放熱層が厚くないと記録再生特性である、ジッタ、モジュレーションが十分ではないという課題が残っている。
特許文献５には、２つの記録層を有する片面２層型光ディスクが開示されており、特許文献６には、第１の書込み可能なデータ記録層と第２の書込み可能なデータ記録層を有する光学的データ記憶媒体が開示されているが、何れも本発明とは課題や構成が異なる。
特許文献７には、２つの誘電体層間にサンドイッチされた相変化タイプの記録層を２層有する光学情報媒体が開示されいるが、本発明の課題及び解決手段については記載も示唆もされていない。
特許文献８には、耐熱性保護層材料として、ＺｎＯ、ＺｒＯ等の金属酸化物、ＴｉＣ等の炭化物、或いはそれらの混合物が示されている。しかしながら、耐硫化物で、しかも保存性を確保しながら、記録再生特性を満足させる効果はない。
【０００７】
また、非特許文献３には、記録層構成は１層であるが、記録層と基板の間に、ＺｎＳ・ＳｉＯ２／ＡｌＮ／ＺｎＳ・ＳｉＯ２という３層構成の層を設けた発明が開示されている。しかしながら、結局、トータルの層厚みは薄くできない。
また、本出願人の先願である特願２００２−３３４３０３号の発明は、「基板上に少なくとも第一の記録構成層、樹脂中間層、第二の記録構成層がこの順に設けられ、該第一の記録構成層は、基板側から順に放熱層、第１界面層、第１保護層、第１記録層、第２保護層で構成され、該第二の記録構成層は、樹脂中間層側から順に第３保護層、放熱層、第２界面層、第４保護層、第２記録層、第５保護層で構成された相変化型光記録媒体。」に関するものであるが、本発明は先願発明が構成要件としていない溝条件を付加することにより、２層でのフォーカスやトラッキングをかかり易くし、ＤＰＤトラッキングができるようにして、ＲＯＭとの互換性を実現した点で先願発明とは異なるものである。
【０００８】
【特許文献１】特開昭６１−２５８７８７号公報
【特許文献２】特開昭６２−１５２７８６号公報
【特許文献３】特開平１−６３１９５号公報
【特許文献４】特開平１−２１１２４９号公報
【特許文献５】特開２００３−１４１７７５号公報
【特許文献６】特許第３２１６７９４号公報
【特許文献７】特表２００２−５１５６２３号公報
【特許文献８】特開平６−６０４２６号公報
【非特許文献１】ＩＳＯＭ  Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ  Ｄｉｇｅｓｔ，’００（２０００），２１０
【非特許文献２】ＳＰＩＥ，ｖｏｌ．２５１４（１９９５），ｐｐ２９４−３０１
【非特許文献３】ＯＤＳ２００１、Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ  Ｄｉｇｅｓｔ  Ｐ２８
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は上述のごとき実情に鑑みてなされたもので、青色レーザーなどの短波長の低出力光に対しても記録感度が良く、ジッタなどのノイズが発生せず、Ｏ／Ｗ特性が優れ、アーカイバル特性も良好で、かつフォーカスやトラッキングが掛かり易く、ＲＯＭとの互換を可能とした、高密度記録可能な２層相変化型光記録媒体の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題は、次の１）〜１０）の発明（以下、本発明１〜１０という）によって解決される。
１）  基板上に少なくとも第一の記録構成層、樹脂中間層、第二の記録構成層、カバー基板をこの順に有し、カバー基板の溝深さを、第二の記録構成層のプッシュプル信号を基準にして、第一の記録構成層のプッシュプル信号の大きさが同等以上となる深さとすることを特徴とする相変化型光記録媒体。
２）  カバー基板側から光を入射する構成とした場合において、基板の溝深さ（ｄ１）とカバー基板の溝深さ（ｄ２）の関係がｄ１＞ｄ２であり、溝深さが０より大きく７λ／８ｎ以下の範囲にあり、且つ、λ／４ｎ、λ／２ｎ、３λ／４ｎではない（但し、λ：記録再生波長、ｎ：基板の屈折率）ことを特徴とする１）記載の相変化型光記録媒体。
３）  第一の記録構成層は、基板側から順に、反射層、第１界面層、第１保護層、第１記録層、第２保護層を有し、第二の記録構成層は、樹脂中間層側から順に、第３保護層、放熱層、第４保護層、第２記録層、第５保護層を有することを特徴とする１）又は２）記載の相変化型光記録媒体。
４）  放熱層と第４保護層の間に第２界面層を有することを特徴とする３）記載の相変化型光記録媒体。
５）  第１記録層が、ＳｂＴｅを主成分とする合金からなり、第２記録層がＧｅＴｅを主成分とする合金からなることを特徴とする３）又は４）の何れかに記載の相変化型光記録媒体。
６）  第１保護層、第２保護層、第４保護層、第５保護層が、ＺｎＳ・ＳｉＯ２からなることを特徴とする３）〜５）の何れかに記載の相変化型光記録媒体。
７）  第３保護層が、ＩＴＯ又はＩＺＯからなることを特徴とする３）〜６）の何れかに記載の相変化型光記録媒体。
８）  第１界面層及び／又は第２界面層が、ＴｉＣ・ＴｉＯ２、ＺｒＣ・ＺｒＯ２、ＳｉＣ・ＳｉＯ２、ＣｒＣ・ＣｒＯ２の何れかからなることを特徴とする３）〜７）の何れかに記載の相変化型光記録媒体。
９）  反射層及び放熱層が、Ａｕ、Ａｇ、Ａｇ合金、Ａｌ合金の何れかからなることを特徴とする３）〜８）の何れかに記載の相変化型光記録媒体。
【００１１】
以下、上記本発明について詳しく説明する。
本発明は、前述したように、本出願人の先願に係る発明に対し、更に溝条件を付加し、新たな課題である２層でのフォーカスやトラッキングを掛かり易くし且つＲＯＭとの互換を可能とした点に特徴がある。
即ち、カバー基板の溝深さを、第一の記録構成層のプッシュプル信号を基準にして、第二の記録構成層のプッシュプル信号の大きさが同等以上となる深さとすることで、２層の記録層のフォーカス、トラッキングを良好にする。なお、ここでいう「同等」とは次のような意味である。即ち、プッシュプル信号の最大測定誤差は３％程度であり、第一の記録構成層及び第二の記録構成層のプッシュプル信号を、それぞれ３％小さく読めば９７％、３％大きく読めば１０３％となるから、両者の差は最大６％となる。従って、両者の測定値の差が６％以内に収まる場合は「同等」と見なすことにする。
【００１２】
具体的には、カバー基板側から光を入射する構成とした場合において、基板の溝深さ（ｄ１）とカバー基板の溝深さ（ｄ２）の関係をｄ１＞ｄ２とすると、光入射側からみて奥側になる基板の溝深さの方が深いことになり、第一の記録構成層のプッシュプル信号が第二の記録構成層のプッシュプル信号よりも大きくなるが、第一の記録構成層からの再生信号は、第二の記録構成層を通過するため約４０〜６０％低下するので、第一の記録構成層のプッシュプル信号を第二の記録構成層のプッシュプル信号に近づけることができ、フォーカス、トラッキングが安定する。更に記録したＲＦ信号も再生可能なレベルとすることができる。但し、溝深さがλ／４ｎ、λ／２ｎ、３λ／４ｎ（λ：記録及び再生波長、ｎ：基板の屈折率）の場合はプッシュプル信号がゼロになるので、これらの溝深さにはしない。また、溝深さの範囲は、０より大きく７λ／８ｎ以下とする。なお、ｄ２＞ｄ１とすることも可能であるが、溝深さが深いほどプッシュプル信号が取り易いことから、プッシュプル信号の大きい方を奥側にする方が好ましい。
【００１３】
図３に、波長４０５ｎｍ、ＮＡ＝０．６５でのカバー基板の溝深さとプッシュプル（ｐｕｓｈ  ｐｕｌｌ）信号及びＲＦ信号を、図４に、波長４０５ｎｍ、ＮＡ＝０．６５での基板の溝深さとプッシュプル信号及びＲＦ信号を示す。
図３、図４に示した溝深さの範囲では、光入射側の第二の記録構成層のプッシュプル信号の最大値が２３、光入射側から見て奥側の第一の記録構成層のプッシュプル信号の最大値が２５で、第一の記録構成層の方がやや大きく、第一、第二の記録構成層共に、フォーカス、トラッキングが安定していた。またＲＦ信号も第一、第二の記録構成層共に記録再生可能範囲であった。なお、再生にはＲＦ信号が大きい方が好ましいので、図３、図４の場合、例えばカバー基板の溝深さを３０ｎｍ、基板の溝深さを４０ｎｍとすれば、第一、第二の記録構成層共にＲＦ信号が大きくなり、且つプッシュプル信号の大きさもほぼ同等となるので特性が良くなる。
【００１４】
次に、本発明の実施の形態について説明する。
図１は、本発明の相変化型光記録媒体の一例を示す層構成断面を模式的に図示したものであり、基板１／反射層２／第１界面層１４／第１保護層３／第１記録層４／第２保護層５／樹脂中間層６／第３保護層７／放熱層８／第４保護層９／第２記録層１０／第５保護層１１／カバー基板１３の構成を有している。更に、放熱層８と第４保護層９の間に第２界面層（図示せず）を設けてもよい。
基板１の材料としては、ポリカーボネート、アクリル樹脂、ポリオレフィンなどの透明樹脂、又は透明ガラスを用いることができる。中でもポリカーボネート樹脂はＣＤにおいて最も広く用いられており、また安価でもあるため最も好ましい材料である。基板１には通常、記録再生光を案内するピッチ０．８μｍ以下の溝を設けるが、この溝は必ずしも幾何学的に矩形又は台形状の溝である必要はなく、例えばイオン注入などによって屈折率の異なる導波路のようなものを形成することにより光学的に溝が形成されていてもよい。
高ＮＡの対物レンズを用いる場合には、カバー基板１３には０．３ｍｍ以下の厚さ、好ましくは０．０６〜０．２０ｍｍの厚さが要求されるため、シート状であることが好ましい。ＮＡが０．６〜０．６５程度であれば、厚さが０．６ｍｍの基板を使用する。
【００１５】
第１記録層に用いられる好ましい相変化記録材料としては、Ｓｂ及びＴｅを主成分とする合金が挙げられる。中でもＳｂ、Ｔｅ、Ｇｅを構成元素とするものが好ましい。このような構成元素からなる第１記録層には、必要に応じて他の元素を合計１０原子％程度まで添加してもよい。また、第１記録層に更にＯ、Ｎ、Ｓから選ばれる少なくとも一つの元素を０．１〜５原子％添加することにより、第１記録層の光学定数を微調整することができる。しかし、５原子％を超えて添加すると、結晶化速度を低下させ消去性能を悪化させるので好ましくない。
また、Ｏ／Ｗ時の結晶化速度を低下させずに経時安定性を向上させるため、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｃｒ、Ｃｏ、Ｐｔ、Ｚｒから選ばれる少なくとも一種を８原子％以下添加することが好ましく、より好ましい添加量は０．１〜５原子％である。ＳｂＴｅに対する、これらの元素とＧｅの合計添加量は１５原子％以下であることが望ましい。１５原子％より多くなるとＳｂ以外の成分の相分離を誘起してしまう。特に添加効果が大きいのはＧｅ含有量が３〜５原子％の場合である。
【００１６】
第２記録層に用いられる好ましい相変化記録材料としては、Ｇｅ及びＴｅを主成分とする合金が挙げられる。中でもＧｅ、Ｔｅのみからなるものが好ましい。このような構成元素からなる第２記録層には、必要に応じて他の元素を合計１０原子％程度まで添加してもよい。また、記録層に更にＮ、Ｏ、Ｓから選ばれる少なくとも一つの元素を０．１〜５原子％添加することにより、第２記録層の光学定数を微調整することができる。しかし、５原子％を超えて添加すると記録、消去性能を悪化させるので好ましくない。
また、Ｏ／Ｗ時の結晶化速度を低下させずに経時安定性を向上させるため、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｃｒ、Ｃｏ、Ｐｔ、Ｚｒから選ばれる少なくとも一種を２０原子％以下添加することが好ましく、より好ましい添加量は２〜１５原子％である。１５原子％より多くなるとＧｅ原子やＴｅ原子の相分離を誘起してしまう。
【００１７】
更に、第１及び第２記録層に添加する材料として、経時安定性の向上と屈折率の微調整のために、Ｓｉ、Ｓｎ、Ｐｂから選ばれる少なくとも一種を５原子％以下添加することが好ましい。これらの元素とＧｅの合計添加量は１５原子％以下が好ましい。なお、Ｓｉ、Ｓｎ、Ｐｂは、Ｇｅと同じく４配位ネットワークを持った元素である。
また、Ａｌ、Ｇａ、Ｉｎから選ばれる少なくとも一種を１５原子％以下添加することにより、結晶化温度を上昇させると同時に、ジッタを低減させたり記録感度を改善することができるが、偏析も生じ易いため、１０原子％以下とするのが好ましい。
また、Ａｇを８原子％以下の量で添加すると記録感度を改善する上で効果があり、特にＧｅの添加量が５原子％を超える場合に用いれば効果が顕著である。しかし、Ａｇの添加量が８原子％を超えると、ジッタを増加させたり非晶質マークの安定性を損ねるので好ましくない。また、ＡｇとＧｅの合計添加量が１５原子％を超えると偏析を生じ易いので好ましくない。Ａｇの含有量として特に好ましいのは５原子％以下である。
【００１８】
第１及び第２記録層の厚さは５〜１００ｎｍの範囲が好ましい。５ｎｍより薄いと十分なコントラストを得難く、また結晶化速度が遅くなる傾向があり、短時間での消去が困難となり易い。一方、１００ｎｍを越えるとやはり光学的なコントラストが得難くなり、またクラックが生じ易くなる。コントラストとしては、ＤＶＤなど再生専用ディスクと互換性がとれる必要がある。
また、最短マーク長が０．５μｍ以下となるような高密度記録では、第１及び第２記録層の厚さは５〜２５ｎｍが好ましい。５ｎｍ未満では反射率が低くなり過ぎ、また膜成長初期の不均一な組成、疎な膜の影響が現れ易いので好ましくない。一方、２５ｎｍより厚いと熱容量が大きくなり記録感度が悪くなる他、結晶成長が３次元的になるため、非晶質マークのエッジが乱れジッタが高くなる傾向にある。更に、第１及び第２記録層の相変化による体積変化が顕著になり、繰返しオーバーライト（Ｏ／Ｗ）耐久性が悪くなるので好ましくない。マーク端のジッタ及び繰返しオーバーライト（Ｏ／Ｗ）耐久性の観点からは２０ｎｍ以下とすることがより望ましい。
【００１９】
第１及び第２記録層の密度はバルク密度の８０％以上、好ましくは９０％以上とする。スパッタ成膜法において密度を大きくするには、成膜時のスパッタガス（Ａｒ等の希ガス）の圧力を低くしたり、ターゲット正面に近接して基板を配置するなどして記録層に照射される高エネルギーＡｒ量を多くすることが必要である。
高エネルギーＡｒは、スパッタのためにターゲットに照射されるＡｒイオンが一部跳ね返されて基板側に到達するもの、又はプラズマ中のＡｒイオンが基板全面のシース電圧で加速されて基板に達するものの何れかである。このような高エネルギーの希ガスの照射効果を「アトミック・ピーニング（ａｔｏｍｉｃ  ｐｅｅｎｉｎｇ）効果」という。一般的に使用されるＡｒガス中でのスパッタでは、アトミック・ピーニング効果によってＡｒがスパッタ膜に混入される。この混入された膜中のＡｒ量によりアトミック・ピーニング効果を見積ることができる。即ち、Ａｒ量が少なければ高エネルギーＡｒ照射効果が少ないことを意味し密度の疎な膜が形成され易い。一方、Ａｒ量が多すぎると高エネルギーＡｒの照射が激しく、密度は高くなるものの、膜中に取り込まれたＡｒが繰返しＯ／Ｗ時に放出されてボイド（ｖｏｉｄ）が発生し、繰返し耐久性を劣化させる。記録層膜中の適当なＡｒ量は、０．１〜１．５原子％である。更に、直流スパッタリングよりも高周波スパッタリングを用いた方が、膜中Ａｒ量を少なくして高密度膜が得られるので好ましい。
【００２０】
また、第１及び第２記録層の成膜後の状態は、通常、非晶質である。従って、成膜後に各記録層全面を結晶化して初期化された状態（未記録状態）とする必要がある。初期化方法としては、固相でのアニールによる初期化も可能であるが、一旦記録層を溶融させ再凝固時に徐冷して結晶化させる、いわゆる溶融再結晶化による初期化が望ましい。上記各記録層は成膜直後には結晶成長の核が殆どなく固相での結晶化は困難であるが、溶融再結晶化によれば、少数の結晶核が形成されたのち溶融することにより、結晶成長が主体となって高速で再結晶化が進む。
上記溶融再結晶化による結晶と固相でのアニールによる結晶とは反射率が異なるため、混在するとノイズの原因となる。そして、実際のＯ／Ｗ記録の際には、消去部は溶融再結晶化による結晶となるため、初期化も溶融再結晶化により行うことが好ましい。
溶融再結晶化による初期化の際、記録層の溶融は局所的かつ１ミリ秒程度以下の短時間で行うのがよい。その理由は、溶融領域が広かったり溶融時間又は冷却時間が長過ぎると、熱によって各層が破壊されたり、プラスチック基板表面が変形したりするためである。初期化に適した熱履歴を与えるには、波長６００〜１０００ｎｍ程度の高出力半導体レーザー光を長軸１００〜３００μｍ、短軸１〜３μｍの楕円形に集束して照射し、短軸方向を走査軸として１〜１０ｍ／ｓの線速度で走査することが望ましい。同じ集束光でも円形に近いと溶融領域が広すぎ、再非晶質化が起き易く、また多層構成の各層や基板へのダメージが大きく好ましくない。
【００２１】
初期化が溶融再結晶化によって行われたことは以下のようにして確認できる。即ち、初期化後の媒体に、直径約１．５μｍよりも小さいスポット径に集束された、記録層を溶融するに足る記録パワーＰｗの記録光を、直流的に一定線速度で照射する。案内溝がある場合は、その溝又は溝間からなるトラックに、トラッキングサーボ及びフォーカスサーボをかけた状態で行う。
その後、同じトラック上に消去パワーＰｅ（≦Ｐｗ）の消去光を直流的に照射して得られる消去状態の反射率が、全く未記録の初期状態の反射率と殆ど同じであれば、該初期化状態は溶融再結晶状態と確認できる。何故ならば、記録光照射により記録層は一旦溶融されており、それを消去光照射で完全に再結晶化した状態は、記録光による溶融と消去光による再結晶化の過程を経ており、溶融再結晶化された状態にあるからである。なお、初期化状態の反射率Ｒｉｎｉと溶融再結晶化状態Ｒｃｒｙの反射率がほぼ同じであるとは、（Ｒｉｎｉ−Ｒｃｒｙ）／｛（Ｒｉｎｉ＋Ｒｃｒｙ）／２｝で定義される両者の反射率差が０．２以下（即ち２０％以下）であることを言う。通常、アニール等の固相結晶化だけでは、その反射率差は２０％より大きい。
【００２２】
図１に示すように、第１記録層は第１保護層と第２保護層の間に、第２記録層は第４保護層と第５保護層の間に挟み込まれた状態で設けられる。
これら各記録層を挟む第１、第２、第４、第５保護層について以下に説明する。
第１保護層は、反射層へ効率的に熱を逃すという機能を併せ持つ。また、第２保護層は、主として記録時の高温による樹脂中間層の表面の変形を防止するのに有効である。第４保護層は、放熱層、第３保護層に熱を逃がす機能と、第２記録層と放熱層との相互拡散を防止する機能を併せ持つ。また、第５保護層は、反射率の調整と記録時の高温によるカバー基板の変形を防止するのに有効である。
第１、第２、第４、第５保護層の材料は、屈折率、熱伝導率、化学的安定性、機械的強度、密着性等を考慮して決定される。材料としては熱伝導特性が低い方が望ましいが、その目安は１×１０−３ｐＪ／（μｍ・Ｎ・ｎｓｅｃ）である。なお、このような低熱伝導率材料の薄膜状態の熱伝導率を直接測定するのは困難であり、直接測定に代るものとして熱シミュレーションと実際の記録感度の測定結果から目安を得ることができる。
【００２３】
好ましい結果をもたらす上記低熱伝導率材料としては、ＺｎＳ、ＺｎＯ、ＴａＳ２、希土類硫化物のうちの少なくとも一種を５０〜９０モル％含み、透明性が高く融点又は分解点が１０００℃以上の耐熱性化合物を含む複合誘電体が挙げられる。希土類硫化物の具体例としては、Ｌａ、Ｃｅ、Ｎｄ、Ｙ等の希土類の硫化物を６０〜９０モル％含む複合誘電体が挙げられる。中でも好ましいのは、ＺｎＳ、ＺｎＯ、ＴａＳ２又は希土類硫化物の割合を７０〜９０モル％としたものである。
融点又は分解点が１０００℃以上の耐熱化合物としては、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｙ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｙｂ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｚｎ、Ａｌ、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｐｂ等の酸化物、窒化物、炭化物や、Ｃａ、Ｍｇ、Ｌｉ等のフッ化物が挙げられる。
なお、上記酸化物、硫化物、窒化物、炭化物、フッ化物は、必ずしも化学量論的組成をとる必要はなく、屈折率等の制御のために組成を変えたり、混合して用いることも有効である。
第１、第２、第４、第５保護層の材料としては、上記留意点及び第１、第２記録層の材料との整合性を考慮すると、ＺｎＳとＳｉＯ２の混合物が最も好ましく、製造上のコスト低減の面からは、各保護層に同じ材料を用いると有利である。
【００２４】
続いて、上記各保護層の機能等について、更に詳述する。
本発明の層構成は、急冷構造と呼ばれる層構成の一種に属する。急冷構造は、放熱を促進して記録層再凝固時の冷却速度を高める層構成を採用することで、非晶質マーク形成の際の再結晶化の問題を回避しつつ、高速結晶化による高消去比を実現するものである。
第１及び第４保護層の膜厚は、繰返しオーバーライト（Ｏ／Ｗ）における耐久性に大きく影響し、特にジッタの悪化を抑制する上でも重要である。膜厚は一般的に５〜３０ｎｍである。５ｎｍ未満では、上記保護層部での熱伝導の遅延効果が不十分で記録感度低下が著しくなり好ましくない。膜厚が３０ｎｍより厚いとマーク幅方向の温度分布の十分な平坦化効果が得られないほか、記録時に第２及び第５保護層のそれぞれの記録層側と反射層又は放熱層側とで温度差が大きくなり、保護層の両側における熱膨張差から保護層自体が非対称に変形し易くなる。この繰返しは、保護層内部に微視的塑性変形を蓄積させ、ノイズの増加を招くので好ましくない。
第１及び第４保護層の膜厚は、更に詳細には、記録レーザー光の波長が６００〜７００ｎｍでは１５〜２５ｎｍが好ましく、波長が３５０〜６００ｎｍでは３〜２０ｎｍが好ましく、３〜１５ｎｍがより好ましい。
また、第２及び第５保護層の膜厚は、３０〜１５０ｎｍとする必要がある。３０ｎｍより薄いと、記録層溶融時の変形等によって破壊され易く、Ｏ／Ｗ特性が悪くなる。また、１５０ｎｍを越えると反射率変動が大きくなり易く、均一に記録し難い。Ｏ／Ｗ特性の点からは４０〜１３０ｎｍがより好ましい。
【００２５】
前述のような相変化記録材料を用いると、最短マーク長０．３μｍ以下の高密度記録において低ジッタを実現できるが、本発明者等の検討によれば高密度記録を実現するために短波長のレーザーダイオード（例えば、波長４１０ｎｍ以下）を用いる場合には、上記急冷構造の層構成についても一層の留意が必要になる。特に、波長が５００ｎｍ以下、開口数ＮＡが０．５５以上の小さな集束光ビームを用いた１ビームオーバーライト（Ｏ／Ｗ）特性の検討において、マーク幅方向の温度分布を平坦化することが高消去比及び消去パワーマージンを広く取るために重要であることが分った。上記傾向は、波長３５０〜４２０ｎｍ、ＮＡ＝０．８５前後の光学系を用いたＤＶＲ対応の光学系においても同様である。
そこで、上記要求に適合する層構成について検討した結果、光透過性があると共に放熱性もあり、かつ高記録感度になるように、放熱層にＡｕを用い、第２界面層を無くし、かつ放熱層の厚みを１０ｎｍ未満２ｎｍ以上にすれば、２層の記録層の感度を合わせる設計が可能であることが分った。
【００２６】
前記のような光学系を用いた高密度マーク長変調記録においては、特に熱伝導特性の低い材料を第１及び第４保護層に用い、好ましくはその膜厚を３〜２０ｎｍとすることが重要である。このため、第１保護層上に設けられる第１界面層は、高熱伝導率であることが必要となり、この構成によって高速記録時に熱が急激に逃げず、かつ反射層に熱が伝わり、高速記録が可能となる。
また、第一の記録構成層に到達する光は第二の記録構成層を透過してくる透過光のため、入射光量が第二の記録構成層における入射光量の半分以下であるから、第二の記録構成層の入射光を増やすか、第１記録層の感度を良くすることが望ましい。
本発明では、入射光の少ない第一の記録構成層において、第１記録層を熱伝導率の低い層で挟んで記録感度を良くすると共に、第１保護層の膜厚を３〜２０ｎｍと薄くして熱を吸収し易くすることにより記録感度を良くすることができる。
【００２７】
上記の層構成において、熱伝導性のみを考えた場合には、第１保護層又は第４保護層の熱伝導係数を高くしても放熱効果は促進されるが、あまり放熱が促進されると記録に要する照射パワーが高くなり、記録感度が著しく低下してしまうという問題を生じるため、熱伝導率を低く抑える必要がある。
そして、低熱伝導率の薄膜保護層を用いることにより、記録パワー照射開始時点の数ｎｓｅｃ〜数１０ｎｓｅｃ（ナノ秒）において、記録層から反射層や放熱層への熱伝導に時間的な遅延を与え、その後に反射層や放熱層への放熱を促進することができるため、保護層の熱伝導特性により必要以上に記録感度を低下させることがない。
このような理由から、従来知られているＳｉＯ２、Ｔａ２Ｏ５、Ａｌ２Ｏ３、ＡｌＮ、ＳｉＮ等を主成分とする保護層材料は、それ自身の熱伝導率が高すぎるために単体で使用することは好ましくない。
【００２８】
次に、第３保護層について説明する。
第３保護層の好ましい材料としては、波長３８０〜４２０ｎｍで光透過率を７０％以上と高くすることができるＩＴＯ（Ｉｎ２Ｏ３とＳｎＯの混合系組成）、ＩＺＯ（Ｉｎ２Ｏ３とＺｎＯの混合組成）などが挙げられる。これらの材料は熱伝導率が高いので、第２記録層で記録される際に発生する熱が、放熱層を経由して第３保護層で放熱される。これによって、急激な冷却が必要なＳｂＴｅを主成分とする相変化材料からなる記録層は最適な急冷状態となり、小さなアモルファスマークが形成可能となる。
第３保護層は、放熱効果を考慮すると、厚いほど望ましいが、２００ｎｍより厚くすると、応力が多くなりクラックが入ってしまう。また２０ｎｍ未満では放熱効果が少ない。従って、２０〜２００ｎｍがよいが、３０〜１６０ｎｍがより望ましい。
【００２９】
本発明の層構成を満足し、厚さ４ｎｍの（ＴｉＣ）８０（ＴｉＯ２）２０からなる第１界面層、第２界面層を有する相変化型光記録媒体（実施例１と同様の構成）と、第１、第２界面層の何れかを有しない点以外は全く同じ層構成を有する相変化型光記録媒体について、第１記録層の記録感度特性（８０℃、８５％ＲＨで保存したときのアーカイバル特性）を比較した結果を下記表１に示す。
記録再生条件は、記録再生光波長：４０５ｎｍ、対物レンズのＮＡ＝０．８５、記録線速：６．０ｍ／ｓ、記録線密度：０．１６０μｍ／ｂｉｔ、記録パワー：９．０ｍＷ（ジッタが最小となるパワー）、再生パワー：０．５ｍＷ、記録パターンは１−７変調とし、ランダム信号を記録した。なお、ジッタはσ／Ｔｗ（ウインドウ幅）である。
【表１】
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表１から分るように、第１界面層、第２界面層を有しない場合には、アーカイバル特性が悪化する。
【００３０】
また、第１、第２界面層の材料として、（ＴｉＣ）８０（ＴｉＯ２）２０、（ＺｒＣ）８０（ＺｒＯ２）２０、（ＳｉＣ）８０（ＳｉＯ２）２０、（ＣｒＣ）８０（ＣｒＯ２）２０の何れかを用いると、これらの材料は安定である上に、材料中の酸素量が１０重量％以下と少量であるため、反射層や放熱層にＡｇやＡｌ等を使用しても、酸化による変化は殆ど見受けられない。上記材料とＡｇからなる反射層及び放熱層を組み合わせた光記録媒体のアーカイバル保存性（８０℃８５％ＲＨで２００時間保存）を調べたところ、記録したマークのジッタが変化せず、良好な特性を示した。
第１、第２界面層の膜厚は、２〜１５ｎｍ、好ましくは３〜１０ｎｍ程度に薄く形成することで熱を反射層に放熱し易くできる。保護層がＳを含有し反射層にＡｇが含まれている場合には、Ａｇが硫化され易いので、その反応を抑えるために、少なくとも２ｎｍは必要である。また、あまり厚いと熱が篭り易くなり、小さいマークが記録できなくなるので、青色波長では１５ｎｍ以下とすることが望ましい。
しかし、第二の記録構成層の放熱性は、前述のように第３保護層の放熱性だけでは不十分であり、相変化材料からなる記録層では、最初の急冷によりアモルファスマークを形成するので、放熱性を改善するため第３保護層と放熱層を組み合わせた構成により、高密度記録特性、Ｏ／Ｗ特性、保存性を改善できる。
【００３１】
次に、放熱機能を担う反射層と放熱層について説明する。
反射層はとりわけ高熱伝導率の材料を用いることにより、消去比及び消去パワーマージンを改善できる。検討の結果、広い消去パワー範囲において本発明の記録層が持つ良好な消去特性を発揮させるには、膜厚方向の温度分布や時間変化のみならず膜面方向（記録ビーム走査方向に対して垂直方向）の温度分布もできるだけ平坦化されるような層構成を用いるのが好ましいことが分った。従って、本発明においては、非常に高熱伝導率で３００ｎｍ以下の薄い反射層を用いて、横方向の放熱効果を促進することが好ましい。
また、一般に薄膜の熱伝導率はバルク状態の熱伝導率に比べて小さくなる。特に、膜厚が４０ｎｍ未満の薄膜では、成長初期の島状構造の影響で熱伝導率が１桁以上小さくなる場合があり好ましくない。更に、成膜条件によって結晶性や不純物量が異なるため、同じ組成の膜を作成したつもりでも熱伝導率が異なることもあり、配慮が必要である。
【００３２】
第一の記録構成層の反射層による放熱は反射層の厚みを厚くしても促進できるが、厚みが３００ｎｍを超えると、第１記録層の膜面方向よりも膜厚方向の熱伝導が顕著になり、膜面方向の温度分布改善効果が得られない。また、反射層自体の熱容量が大きくなり、反射層ばかりでなく、ひいては第１記録層の冷却に時間がかかるようになって非晶質マークの形成が阻害される。最も好ましいのは、高熱伝導率の反射層を薄く設けて横方向への放熱を選択的に促進することである。従来用いられていた急冷構造は、膜厚方向の１次元的な熱の逃げのみに注目し、第１記録層から反射層に早く熱を逃すことのみを意図しており、この平面方向の温度分布の平坦化に十分な注意が払われていなかった。
反射層の材料としては、Ａｕ、Ａｇ又はＡｇ合金、Ａｌ合金等が挙げられる。Ａｇ合金としては、Ａｇを９０原子％以上含有するものが好ましい。添加する元素としては、Ｃｕ、Ｐｔ、Ｐｄなどが挙げられる。
Ａｇ又はＡｇ合金を反射層として用いる場合、好ましい膜厚は３０〜２００ｎｍである。３０ｎｍ未満では純Ａｇでも放熱効果は不十分である。２００ｎｍを超えると熱が水平方向より垂直方向に逃げて水平方向の熱分布改善に寄与しないし、不必要な厚膜は生産性を低下させる。また、膜表面の微視的な平坦性も悪くなる。
【００３３】
Ａｌ合金としては、例えばＴａ、Ｔｉ、Ｃｏ、Ｃｒ、Ｓｉ、Ｓｃ、Ｈｆ、Ｐｄ、Ｐｔ、Ｍｇ、Ｚｒ、Ｍｏ、Ｍｎから選ばれた少なくとも１種の元素を０．２〜２原子％添加した合金が挙げられ、これらは添加元素濃度に比例して体積抵抗率が増加し、また耐ヒロック性が改善されるので、耐久性、体積抵抗率、成膜速度等を考慮して用いることができる。添加元素量が０．２原子％未満では、成膜条件にもよるが、耐ヒロック性が不十分であることが多い。また、２原子％より多いと上記の低抵抗率を得難い。経時安定性をより重視する場合には添加元素としてＴａが好ましい。
更に、Ｃｕを０．３〜５．０原子％含有するＡｌ−Ｃｕ系合金も好ましい。特に、ＺｎＳとＳｉＯ２との混合系組成の膜とＴａ２Ｏ５の膜を積層した２層構成の保護層とする場合には、Ｃｕを０．５〜４．０原子％含有するＡｌ−Ｃｕ系合金が耐食性、密着性、高熱伝導率の全てをバランス良く満足するので望ましい。また、Ｓｉを０．３〜０．８原子％、Ｍｇを０．３〜１．２原子％含有するＡｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系合金も好ましい。
【００３４】
上記Ａｌ合金を反射層として用いる場合、好ましい膜厚は１５０〜３００ｎｍである。１５０ｎｍ未満では純Ａｌでも放熱効果が不十分であり、３００ｎｍを超えるとＡｇ合金の場合と同様に、熱が水平方向より垂直方向に逃げて水平方向の熱分布改善に寄与しないし、反射層そのものの熱容量が大きくなるために記録層の冷却速度が遅くなってしまう。また、膜表面の微視的な平坦性も悪くなる。
本発明者等は、反射層に用いるＡｇ合金又はＡｌ合金は、その添加元素濃度に比例して体積抵抗率が増加することを確認している。一方、不純物の添加は一般的に結晶粒径を小さくし、粒界の電子散乱を増加させて熱伝導率を低下させると考えられる。添加不純物量の調節は、結晶粒径を大きくすることで材料本来の高熱伝導率を得るために必要である。
【００３５】
次に放熱層について説明する。
本発明の第２記録層は、結晶化温度（Ｔｍ）近傍での再凝固時の結晶成長が再結晶化の律速になっている。Ｔｍ近傍での冷却速度を極限まで大きくして、非晶質マーク及びそのエッジの形成を確実かつ明確なものとするには、超急冷構造が有効であり、かつ膜面方向の温度分布の平坦化で、元々Ｔｍ近傍で高速消去可能であったものが、より高消去パワーまで確実に再結晶化による消去を確保できる。このため、いわゆる「第３保護層での熱伝導遅延効果を考慮した超急冷構造」を本発明に係る第二の記録構成層に適用すると、半透明な相変化材料を用いた構成でもアモルファス化が良好にでき記録マークが形成できる。
本発明では、このような超急冷のために放熱層を設ける。放熱層の形成に際しては、製膜時のデポジションレートを反射層の場合よりも遅くして膜厚不均一性をなくす必要がある。その膜厚は、２ｎｍ以上１０ｎｍ未満が望ましく、２ｎｍ未満ではデポジションレートを遅くしても不均一になる。１０ｎｍ未満にしないと第二の記録構成層の透過率が高くならないので第１の記録層に光が到達しない。第二の記録構成層の透過率は４０％以上が望ましい。
【００３６】
放熱層の材料としては、上記超急冷構造とするためには、Ａｕ、Ａｇ又はＡｇ合金、Ａｌ合金が好ましい。
Ａｕは膜厚が２００ｎｍで反射率が３７％程度であり、膜厚２００ｎｍで８８％のＡｇと比べて低いが、吸収がＡｇと同等なため、厚みが薄い２ｎｍ以上１０ｎｍ未満の膜厚の時、透過率が高くとれ、第二の記録構成層の半透明な層としては良い。
Ａｇ又はＡｇ合金については、前記反射層の場合と同様であり、好ましい膜厚も同様の理由により３０〜２００ｎｍである。
上記Ａｌ合金を反射層として用いる場合、好ましい膜厚は１５０〜３００ｎｍである。１５０ｎｍ未満では純Ａｌでも放熱効果は不十分である。また３００ｎｍを超えると熱が水平方向よりも垂直方向に逃げて水平方向の熱分布改善に寄与しないし、反射放熱層自体の熱容量が大きくなり、そのため記録層の冷却速度が遅くなってしまう。また、膜表面の微視的な平坦性も悪くなる。
【００３７】
反射層や放熱層は通常スパッタ法や真空蒸着法で形成されるが、ターゲットや蒸着材料自体の不純物量と、成膜時に混入する水分や酸素量を併せた全不純物量を２原子％以下とする必要がある。そのためプロセスチャンバの到達真空度は１×１０−３Ｐａ以下とすることが望ましい。また、１０−４Ｐａより悪い到達真空度で成膜する場合には、成膜レートを１ｎｍ／秒以上、好ましくは１０ｎｍ／秒以上として不純物が取り込まれるのを防ぐことが望ましい。或いは、意図的な添加元素を１原子％より多く含む場合は、成膜レートを１０ｎｍ／秒以上として付加的な不純物混入を極力防ぐことが望ましい。
成膜条件は不純物量とは無関係に結晶粒径に影響を及ぼす場合もある。例えば、ＡｌにＴａを２原子％程度混入した合金膜は、結晶粒の間に非晶質相が混在するが結晶相と非晶質相の割合は成膜条件に依存する。また、低圧でスパッタするほど結晶部分の割合が増え、体積抵抗率が下がり、熱伝導率が増加する。
膜中の不純物組成或いは結晶性は、スパッタに用いる合金ターゲットの製法やスパッタガス（Ａｒ、Ｎｅ、Ｘｅ等）にも依存する。このように薄膜状態の体積抵抗率は、金属材料の組成のみによっては決まらない。高熱伝導率を得るためには、上記のように不純物量を少なくすることが望ましいが、一方でＡｇやＡｌの純金属は耐食性や耐ヒロック性に劣る傾向があるため、両者のバランスを考慮して最適組成を決める必要がある。
【００３８】
更なる高熱伝導性と高信頼性を得るために反射層を多層化することも有効である。この場合、少なくとも１層は、全層合計膜厚の５０％以上の膜厚を有し、実質的に放熱効果に寄与する前記高熱伝導性材料（低体積抵抗率材料）からなり、他の層が耐食性や保護層との密着性、耐ヒロック性の改善に寄与するように構成される。
具体例としては、金属の中で最も高熱伝導率及び低体積抵抗率であるＡｇを用いた場合、Ａｇに隣接する保護層中にＳが含まれると、Ａｇの硫化による腐食を起し易く、繰返しオーバーライト（Ｏ／Ｗ）した場合の劣化がやや速いという傾向がある。また、高温高湿の加速試験環境下で腐食を生じ易い傾向がある。
そこで、低体積抵抗率材料としてＡｇ又はＡｇ合金を用いる際には、隣接保護層との間に界面層としてＡｌ合金層を厚さ１〜１００ｎｍ設けることも有効である。Ａｌ合金としては反射層のところで述べたのと同じ材料を用いることができる。界面層の厚さは１ｎｍ未満では保護効果が不十分で、１００ｎｍを超えると放熱効果が犠牲になる。また、厚さを５ｎｍ以上とすれば、層が島状構造とならず均一に形成され易い。
更に、Ａｇ合金放熱層とＡｌ合金界面層を用いる場合、ＡｇとＡｌは比較的相互拡散し易い組み合わせなので、Ａｌ合金表面を厚さ１ｎｍ以上酸化して界面酸化層を設けることが一層好ましい。なお、界面酸化層の厚さが５ｎｍ、特に１０ｎｍを越えると、それが熱抵抗となり、本来の趣旨である極めて放熱性の高い放熱層としての機能が損なわれるので好ましくない。
【００３９】
本発明において良好な特性を示す高熱伝導率の反射層及び放熱層を選択するために、それぞれの熱伝導率を直接測定することも可能であるが、熱伝導の良否を電気抵抗を利用して見積ることができる。金属膜のように電子が熱又は電気伝導を主として司る材料においては、熱伝導率と電気伝導率との間に良好な比例関係があるためである。薄膜の電気抵抗は、その膜厚や測定領域の面積で規格化された抵抗率値で表す。体積抵抗率と面積抵抗率は、通常の４探針法で測定でき、ＪＩＳ  Ｎ  ７１９４によって規定されている。本法により、薄膜の熱伝導率そのものを実測するよりも遥かに簡便かつ再現性の良いデータが得られる。
好ましい反射層及び放熱層の特性としては、体積抵抗率が２０〜１５０ｎΩ・ｍであり、より好ましくは２０〜１００ｎΩ・ｍである。薄膜状態で２０ｎΩ・ｍ未満とすることは実質的に難かしい。また１５０ｎΩ・ｍより体積抵抗率が大きい場合でも、例えば３００ｎｍを超える厚膜とすれば面積抵抗率を下げることはできるが、本発明者等の検討によれば、このような高体積抵抗率材料で面積抵抗率のみを下げても十分な放熱効果は得られなかった。厚膜では単位面積当りの熱容量が増大してしまうためと考えられる。また、このような厚膜では成膜に時間がかかり材料費も増えるため、製造コストの観点から好ましくないばかりでなく、膜表面の微視的な平坦性も悪くなってしまう。
【００４０】
前述した反射層や放熱層の多層化は、高体積抵抗率材料と低体積抵抗率材料を組み合わせることにより所望の膜厚で所望の面積抵抗率を得るためにも有効である。合金化による体積抵抗率調節は、合金ターゲットの使用によりスパッタ工程を簡素化できるが、ターゲット製造コスト、ひいては媒体の原材料比を上昇させる要因にもなる。従って、純Ａｌ、純Ａｇ又は純Ａｕの薄膜と上記添加元素そのものの薄膜を多層化して所望の体積抵抗率を得ることも有効である。層数が３層程度までであれば初期の装置コストは増加するものの、媒体コストは却って抑制できる場合がある。反射層を複数の金属膜からなる全膜厚が４０〜３００ｎｍの多層構造とし、全膜厚の５０％以上が体積抵抗率２０〜１５０ｎΩ・ｍの金属薄膜層（複数の層であってもよい）とするのが好ましい。
【００４１】
次に、図１に示すようにカバー基板を薄く設ける構成で、高ＮＡの対物レンズを用いる場合には、カバー基板の厚さは０．３ｍｍ以下、好ましくは０．０６〜０．２０ｍｍの厚さが要求されるため、シート状であることが好ましい。ＮＡが０．５０〜０．７０では、厚さ０．６ｍｍのカバー基板を用いる。
カバー基板の材料としては、ポリカーボネート樹脂、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、ポリスチレン樹脂、アクリロニトリル−スチレン共重合体樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、シリコーン系樹脂、フッ素系樹脂、ＡＢＳ樹脂、ウレタン樹脂などが挙げられるが、光学特性、コストの点で優れるポリカーボネート樹脂、アクリル系樹脂が好ましい。
これらの材料からなる透明シートを用いて薄型カバー基板を形成する方法としては、紫外線硬化樹脂又は透明な両面粘着シートを介して、透明シートを貼り付ける方法が挙げられる。また、紫外線硬化樹脂を保護層上に塗布してこれを硬化させ薄型カバー基板を形成してもよい。
樹脂中間層や接着層にも、上記の樹脂を用いることができるが、紫外線硬化樹脂がコストの面で優れているので好ましい。
樹脂中間層の厚さは、ＮＡが０．６〜０．６５程度で、青色（４０５ｎｍ）ＬＤの場合には、各層からの信号の干渉を少なくすることができる２０〜５０μｍが好ましく、より好ましくは３０〜４０μｍである。
【発明の効果】
【００４２】
本発明によれば、青色レーザーなどの短波長の低出力光に対しても記録感度が良く、ジッタなどのノイズが発生せず、Ｏ／Ｗ特性が優れ、アーカイバル特性も良好で、かつフォーカスやトラッキングが掛かり易く、ＲＯＭとの互換を可能とした、高密度記録可能な相変化型光記録媒体を提供できる。
【実施例】
【００４３】
以下、実施例及び比較例を示して本発明を更に詳細に説明するが、本発明は、これらの実施例により何ら限定されるものではない。
【００４４】
実施例１
ポリカーボネート製基板２１上に、反射層２２（Ａｇ９７Ｃｕ１Ｐｔ１Ｐｄ１）、第１界面層３４〔（ＴｉＣ）８０（ＴｉＯ２）２０〕、第１保護層２３（ＺｎＳ・ＳｉＯ２）、第１記録層２４（Ａｇ５Ｉｎ５Ｓｂ６５Ｔｅ２５）、第２保護層２５（ＺｎＳ・ＳｉＯ２）、樹脂中間層２６（ＵＶ硬化樹脂、三菱マテリアル社製ＳＤ３１８）、第３保護層２７（ＩＺＯ）、放熱層２８（Ａｇ９７Ｃｕ１Ｐｔ１Ｐｄ１）、第２界面層３５〔（ＴｉＣ）８０（ＴｉＯ２）２０〕、第４保護層２９（ＺｎＳ・ＳｉＯ２）、第２記録層３０（Ｇｅ４３Ｔｅ４３Ｓｎ１２Ｎ２）、第５保護層３１（ＺｎＳ・ＳｉＯ２）、カバー基板３３（ポリカーボネート）を順次形成して、図２に示す層構成の相変化型光記録媒体を作製した。なお、各層の厚さは下記の通りであり、樹脂中間層２６はスピンコート法で形成し、カバー基板３３は透明な粘着シート（帝人の７５μｍ厚みポリカシート）を介して貼り付け、その他の層は、スパッタ法により厚さを制御しながら形成した。
基板２１：０．６ｍｍ、反射層２２：１００ｎｍ、第１界面層３４：２ｎｍ、第１保護層２３：１０ｎｍ、第１記録層２４：１４ｎｍ、第２保護層２５：６０ｎｍ、樹脂中間層２６：３５μｍ、第３保護層２７：３０ｎｍ、放熱層２８：５ｎｍ、第４保護層２９：８ｎｍ、第２記録層３０：１２ｎｍ、第５保護層３１：１３０ｎｍ、カバー基板３３：０．６ｍｍ。また、基板１の溝深さｄ１＝３５ｎｍ、カバー基板の溝深さｄ２＝３０ｎｍである。
【００４５】
実施例２
第１界面層の材質を（ＺｒＣ）８０（ＺｒＯ２）２０に変え、第３保護層の材質をＩＴＯに変え、第２界面層を無くして放熱層を厚さ５ｎｍのＡｕに変えた点以外は、実施例１と全く同様にして相変化型光記録媒体を作製した。
【００４６】
実施例３
第１界面層を（ＳｉＣ）８０（ＳｉＯ２）２０に変え、第２界面層の材質を（ＣｒＣ）８０（ＣｒＯ２）２０に変え、基板及びカバー基板の溝深さを、ｄ１＝７５ｎｍ、ｄ２＝９０ｎｍに変えた点以外は、実施例１と全く同様にして相変化型光記録媒体を作製した。
【００４７】
実施例４
第１界面層、第２界面層の材質を（ＳｉＣ）８０（ＳｉＯ２）２０に変え、基板及びカバー基板の溝深さを、ｄ１＝１６０ｎｍ、ｄ２＝１５０ｎｍに変えた点以外は、実施例１と全く同様にして相変化型光記録媒体を作製した。
【００４８】
実施例５
基板及びカバー基板の溝深さを、ｄ１＝２３０ｎｍ、ｄ２＝２２０ｎｍに変えた点以外は、実施例１と全く同様にして相変化型光記録媒体を作製した。
【００４９】
実施例６
第１界面層をなくした点以外は、実施例１と全く同様にして相変化型光記録媒体を作製した。
【００５０】
実施例７
第２界面層をなくした点以外は、実施例１と全く同様にして相変化型光記録媒体を作製した。
【００５１】
実施例８
基板及びカバー基板の溝深さを、ｄ１＝１００ｎｍ、ｄ２＝３５ｎｍに変えた点以外は、実施例１と全く同様にして相変化型光記録媒体を作製した。
【００５２】
比較例１
第１界面層を無くし、基板及びカバー基板の溝深さを、ｄ１＝６０ｎｍ、ｄ２＝５０ｎｍに変えた点以外は、実施例１と全く同様にして相変化型光記録媒体を作製した。
【００５３】
比較例２
第３保護層と第１、第２界面層を無くした点以外は、実施例１と全く同様にして相変化型光記録媒体を作製した。
【００５４】
比較例３
基板及びカバー基板の溝深さを、ｄ１＝１００ｎｍ、ｄ２＝４０ｎｍに変えた点以外は、実施例１と全く同様にして相変化型光記録媒体を作製した。
【００５５】
上記実施例１〜８、比較例１〜３光記録媒体について、第一の記録構成層及び第二の記録構成層の溝深さとプッシュプル信号の比（第一の記録構成層の信号の大きさを１とした場合の第二の記録構成層の信号の大きさ）を表２に示す。光学系の波長は４０２ｎｍとした。また、ポリカーボネートの屈折率ｎは約１．５３である。
表に示すように比較例１の第二の記録構成層の溝深さは６０ｎｍであるが、この値は、λ／（４ｎ）＝４０２ｎｍ／４×１．５３≒６６ｎｍに近いため、第二の記録構成層のプッシュプル信号が小さくなりトラッキングが掛かり難くなる。
また、第二の記録構成層は第２記録層に記録してある場合と無い場合でも透過率が変わるので、第一の記録構成層のプッシュプル信号の大きさは第二の記録構成層と同等以上でないと安定し難い。逆に、第一の記録構成層のプッシュプル信号の方が小さいと、トラッキングが不安定になり、２層記録が不安定になり易いことになる。
【表２】
2005190647.tif 000004
【００５６】
上記実施例１〜８、比較例１〜３の光記録媒体の各層の構成材料を纏めて表３に示す。
【表３】
2005190647.tif 000005
【００５７】
＜評価＞
上記実施例１〜７、比較例１〜２の各光記録媒体に対し、波長４０２ｎｍ、開口数ＮＡ０．６５の光学系を用いて集束光ビームを照射し、線速：６．０ｍ／ｓ、０．１６０μｍ／ｂｉｔの条件で、初期ジッタ（Ｊｉｔｔｅｒ）、記録感度（記録パワー、即ち、ジッタ最小を示すパワー）、アーカイバル特性、Ｏ／Ｗ特性を評価した。
結果を表４に示す。評価判断基準は次の通りである。
・アーカイバル特性：８０℃、８５％（ＲＨ）の保存でジッタ上昇が２０％以上となる時間（Ｈ）。
・Ｏ／Ｗ特性：オーバーライト（Ｏ／Ｗ）によるジッタ上昇が２０％に到達したオーバーライト回数（回）。
・記録感度（記録パワー）：ジッタ最小となるパワー
表４から分るように、実施例１〜５の光記録媒体は、比較例１〜２に比べて何れも優れた記録感度、アーカイバル特性、Ｏ／Ｗ特性を示した。
比較例１〜２は、保存特性（アーカイバル特性）が非常に悪く、記録パワーも高く、感度が良好ではなかった。
【表４】
2005190647.tif 000006
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】本発明の相変化型光記録媒体の一例を示す層構成断面図である。
【図２】実施例の相変化型光記録媒体の層構成を示す断面図である。
【図３】波長４０５ｎｍ、ＮＡ＝０．６５での光入射側の基板の溝深さとプッシュプル（ｐｕｓｈ  ｐｕｌｌ）信号及びＲＦ信号の関係を示す図である。
【図４】波長４０５ｎｍ、ＮＡ＝０．６５での光入射側からみて奥側の基板の溝深さとプッシュプル（ｐｕｓｈ  ｐｕｌｌ）信号及びＲＦ信号の関係を示す図である。
【符号の説明】
【００５９】
１  基板
２  反射層
３  第１保護層
４  第１記録層
５  第２保護層
６  樹脂中間層
７  第３保護層
８  放熱層
９  第４保護層
１０  第２記録層
１１  第５保護層
１３  カバー基板
１４  第１界面層
２１  基板（ポリカーボネート）
２２  反射層（Ａｇ９７Ｃｕ１Ｐｔ１Ｐｄ１）
２３  第１保護層（ＺｎＳ・ＳｉＯ２）
２４  第１記録層（Ａｇ５Ｉｎ５Ｓｂ６５Ｔｅ２５）
２５  第２保護層（ＺｎＳ・ＳｉＯ２）
２６  樹脂中間層（ＵＶ硬化樹脂  ＳＤ３１８）
２７  第３保護層（ＩＺＯ）
２８  放熱層（Ａｇ９７Ｃｕ１Ｐｔ１Ｐｄ１）
２９  第４保護層（ＺｎＳ・ＳｉＯ２）
３０  第２記録層（Ｇｅ４３Ｔｅ４３Ｓｎ１２Ｎ２）
３１  第５保護層（ＺｎＳ・ＳｉＯ２）
３３  カバー基板（ポリカーボネート）
３４  第１界面層（ＴｉＣ）８０（ＴｉＯ２）２０
３５  第２界面層（ＴｉＣ）８０（ＴｉＯ２）２０
１００  第一の記録構成層
２００  第二の記録構成層
【図１】
2005190647.tif 000007
【図２】
2005190647.tif 000008
【図３】
2005190647.tif 000009
【図４】
2005190647.tif 000010
【手続補正書】
【提出日】平成16年7月22日(2004.7.22)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１１】
以下、上記本発明について詳しく説明する。
本発明は、前述したように、本出願人の先願に係る発明に対し、更に溝条件を付加し、新たな課題である２層でのフォーカスやトラッキングを掛かり易くし且つＲＯＭとの互換を可能とした点に特徴がある。
即ち、カバー基板の溝深さを、第二の記録構成層のプッシュプル信号を基準にして、第一の記録構成層のプッシュプル信号の大きさが同等以上となる深さとすることで、２層の記録層のフォーカス、トラッキングを良好にする。なお、ここでいう「同等」とは次のような意味である。即ち、プッシュプル信号の最大測定誤差は３％程度であり、第一の記録構成層及び第二の記録構成層のプッシュプル信号を、それぞれ３％小さく読めば９７％、３％大きく読めば１０３％となるから、両者の差は最大６％となる。従って、両者の測定値の差が６％以内に収まる場合は「同等」と見なすことにする。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５５】
上記実施例１〜８、比較例１〜３の光記録媒体について、第一の記録構成層及び第二の記録構成層の溝深さとプッシュプル信号の比（第二の記録構成層の信号の大きさを１とした場合の第一の記録構成層の信号の大きさ）を表２に示す。光学系の波長は４０２ｎｍとした。また、ポリカーボネートの屈折率ｎは約１．５３である。
表に示すように比較例１の第一の記録構成層の溝深さは６０ｎｍであるが、この値は、λ／（４ｎ）＝４０２ｎｍ／４×１．５３≒６６ｎｍに近いため、第一の記録構成層のプッシュプル信号が小さくなりトラッキングが掛かり難くなる。
また、第一の記録構成層は第２記録層に記録してある場合と無い場合でも透過率が変わるので、第一の記録構成層のプッシュプル信号の大きさは第二の記録構成層と同等以上でないと安定し難い。逆に、第一の記録構成層のプッシュプル信号の方が小さいと、トラッキングが不安定になり、２層記録が不安定になり易いことになる。
【表２】
2005190647.tif 000011
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５６】
上記実施例１〜８、比較例１〜３の光記録媒体の各層の構成材料を纏めて表３に示す。
【表３】
2005190647.tif 000012