(57)【要約】【課題】  Ｂｉ−Ｇｅ−Ｔｅ系相変化材料を記録層として用いた情報記録媒体において、青色レーザーで情報記録する場合にも、データの繰返し記録に対する耐久性の高く、高速記録が可能で、且つ、対応可能な記録線速の範囲が広い情報記録媒体を提供する。【解決手段】  基板と、基板上に設けられ、Ｂｉ、Ｇｅ、Ｔｅ及びこれらの元素以外の元素Ｍを含む相変化材料で形成された記録層とを備え、Ｇｅの一部が元素Ｍで置換されており、記録層中の元素Ｍの含有量が１〜２０原子％以下であることを特徴とする情報記録媒体を提供することにより上記課題を解決する。【選択図】  図１
2005254485.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
情報記録媒体であって、
基板と、
基板上に設けられ、Ｂｉ、Ｇｅ、Ｔｅ及びこれらの元素以外の元素ＭＡを含む相変化材料で形成された記録層とを備え、
Ｇｅの一部が元素ＭＡで置換されており、該記録層中のＢｉ、（Ｇｅ＋ＭＡ）及びＴｅの組成比率がＢｉ、（Ｇｅ＋ＭＡ）及びＴｅの三角組成図上の以下の各点により囲まれた組成範囲にあり、
Ｂ２’（Ｂｉ２，（Ｇｅ＋ＭＡ）４７，Ｔｅ５１）
Ｃ２’（Ｂｉ３，（Ｇｅ＋ＭＡ）４７，Ｔｅ５０）
Ｄ２’（Ｂｉ４，（Ｇｅ＋ＭＡ）４７，Ｔｅ４９）
Ｄ６’（Ｂｉ１６，（Ｇｅ＋ＭＡ）３７，Ｔｅ４７）
Ｃ８’（Ｂｉ３０，（Ｇｅ＋ＭＡ）２２，Ｔｅ４８）
Ｂ７’（Ｂｉ１９，（Ｇｅ＋ＭＡ）２６，Ｔｅ５５）
元素ＭＡがＳｉであり、該記録層中の元素ＭＡの含有量が１〜２０原子％の範囲であることを特徴とする情報記録媒体。
【請求項２】
情報記録媒体であって、
基板と、
基板上に設けられ、Ｂｉ、Ｇｅ、Ｔｅ及びこれらの元素以外の元素ＭＡを含む相変化材料で形成された記録層とを備え、
Ｇｅの一部が元素ＭＡで置換されており、該記録層中のＢｉ、（Ｇｅ＋ＭＡ）及びＴｅの組成比率がＢｉ、（Ｇｅ＋ＭＡ）及びＴｅの三角組成図上の以下の各点により囲まれた組成範囲にあり、
Ｂ２’（Ｂｉ２，（Ｇｅ＋ＭＡ）４７，Ｔｅ５１）
Ｃ２’（Ｂｉ３，（Ｇｅ＋ＭＡ）４７，Ｔｅ５０）
Ｄ２’（Ｂｉ４，（Ｇｅ＋ＭＡ）４７，Ｔｅ４９）
Ｄ６’（Ｂｉ１６，（Ｇｅ＋ＭＡ）３７，Ｔｅ４７）
Ｃ８’（Ｂｉ３０，（Ｇｅ＋ＭＡ）２２，Ｔｅ４８）
Ｂ７’（Ｂｉ１９，（Ｇｅ＋ＭＡ）２６，Ｔｅ５５）
元素ＭＡがＢであり、該記録層中の元素ＭＡの含有量が１〜１０原子％の範囲であることを特徴とする情報記録媒体。
【請求項３】
情報記録媒体であって、
基板と、
基板上に設けられ、Ｂｉ、Ｇｅ、Ｔｅ及びこれらの元素以外の元素ＭＢを含む相変化材料で形成された記録層とを備え、
Ｇｅの一部が元素ＭＢで置換されており、該記録層中のＢｉ、（Ｇｅ＋ＭＢ）及びＴｅの組成比率がＢｉ、（Ｇｅ＋ＭＢ）及びＴｅの三角組成図上の以下の各点により囲まれた組成範囲にあり、
Ｂ２’（Ｂｉ２，（Ｇｅ＋ＭＢ）４７，Ｔｅ５１）
Ｃ２’（Ｂｉ３，（Ｇｅ＋ＭＢ）４７，Ｔｅ５０）
Ｄ２’（Ｂｉ４，（Ｇｅ＋ＭＢ）４７，Ｔｅ４９）
Ｄ６’（Ｂｉ１６，（Ｇｅ＋ＭＢ）３７，Ｔｅ４７）
Ｃ８’（Ｂｉ３０，（Ｇｅ＋ＭＢ）２２，Ｔｅ４８）
Ｂ７’（Ｂｉ１９，（Ｇｅ＋ＭＢ）２６，Ｔｅ５５）
元素ＭＢがＳｎ及びＰｂのうち少なくとも一種の元素であり、該記録層中の元素ＭＢの含有量が１〜２０原子％の範囲であることを特徴とする情報記録媒体。
【請求項４】
情報記録媒体であって、
基板と、
基板上に設けられ、Ｂｉ、Ｇｅ、Ｔｅ及びこれらの元素以外の元素Ｍを含む相変化材料で形成された記録層とを備え、
Ｇｅの一部が元素Ｍで置換されており、該記録層中のＢｉ、（Ｇｅ＋Ｍ）及びＴｅの組成比率がＢｉ、（Ｇｅ＋Ｍ）及びＴｅの三角組成図上の以下の各点により囲まれた組成範囲にあり、
Ｂ２’（Ｂｉ２，（Ｇｅ＋Ｍ）４７，Ｔｅ５１）
Ｃ２’（Ｂｉ３，（Ｇｅ＋Ｍ）４７，Ｔｅ５０）
Ｄ２’（Ｂｉ４，（Ｇｅ＋Ｍ）４７，Ｔｅ４９）
Ｄ６’（Ｂｉ１６，（Ｇｅ＋Ｍ）３７，Ｔｅ４７）
Ｃ８’（Ｂｉ３０，（Ｇｅ＋Ｍ）２２，Ｔｅ４８）
Ｂ７’（Ｂｉ１９，（Ｇｅ＋Ｍ）２６，Ｔｅ５５）
元素Ｍが元素ＭＡ及び元素ＭＢを含み、元素ＭＡがＳｉであり、元素ＭＢがＳｎ及びＰｂのうち少なくとも一種の元素であり、該記録層中の元素ＭＡ及び元素ＭＢの総含有量が１〜２０原子％の範囲であることを特徴とする情報記録媒体。
【請求項５】
情報記録媒体であって、
基板と、
基板上に設けられ、Ｂｉ、Ｇｅ、Ｔｅ及びこれらの元素以外の元素Ｍを含む相変化材料で形成された記録層とを備え、
Ｇｅの一部が元素Ｍで置換されており、該記録層中のＢｉ、（Ｇｅ＋Ｍ）及びＴｅの組成比率がＢｉ、（Ｇｅ＋Ｍ）及びＴｅの三角組成図上の以下の各点により囲まれた組成範囲にあり、
Ｂ２’（Ｂｉ２，（Ｇｅ＋Ｍ）４７，Ｔｅ５１）
Ｃ２’（Ｂｉ３，（Ｇｅ＋Ｍ）４７，Ｔｅ５０）
Ｄ２’（Ｂｉ４，（Ｇｅ＋Ｍ）４７，Ｔｅ４９）
Ｄ６’（Ｂｉ１６，（Ｇｅ＋Ｍ）３７，Ｔｅ４７）
Ｃ８’（Ｂｉ３０，（Ｇｅ＋Ｍ）２２，Ｔｅ４８）
Ｂ７’（Ｂｉ１９，（Ｇｅ＋Ｍ）２６，Ｔｅ５５）
元素Ｍが元素ＭＡ及び元素ＭＢを含み、元素ＭＡがＢであり、元素ＭＢがＳｎ及びＰｂのうち少なくとも一種の元素であり、該記録層中の元素ＭＡの含有量が１〜１０原子％の範囲であり、且つ、元素ＭＡ及び元素ＭＢの総含有量が１〜２０原子％の範囲であることを特徴とする情報記録媒体。
【請求項６】
上記情報記録媒体の情報記録に用いられる光ビームの波長が３９０ｎｍ〜４２０ｎｍであることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の情報記録媒体。
【請求項７】
上記基板上に同心円状あるいはスパイラル状の溝が形成されており、該溝及び溝間の少なくともいずれか一方を記録トラックとして用いることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載の情報記録媒体。
【請求項８】
上記溝及び上記溝間の両方を記録トラックとして用いることを特徴とする請求項７に記載の情報記録媒体。
【請求項９】
上記情報記録媒体の記録トラックのトラックピッチＴＰと、情報の記録再生に用いられる光ビームの波長λと、光ビームを集光するための対物レンズの開口数ＮＡとの間に、
０．３５×（λ／ＮＡ）≦ＴＰ≦０．７×（λ／ＮＡ）
なる関係が成立することを特徴とする請求項１〜８のいずれか一項に記載の情報記録媒体。
【請求項１０】
上記情報記録媒体が、さらに、界面層を備え、該界面層が上記記録層の少なくとも一方の側の表面に接して設けられていることを特徴とする請求項１〜９のいずれか一項に記載の情報記録媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エネルギービームの照射により情報の記録が行われる情報記録媒体に関し、特に、ＤＶＤ−ＲＡＭ、ＤＶＤ−ＲＷ、ＤＶＤ＋ＲＷ等の赤色レーザー対応の相変化型光ディスク及びＢｌｕ−ｒａｙ、ＨＤ（Ｈｉｇｈ  Ｄｅｎｓｉｔｙ）ＤＶＤ等の青色レーザー対応の相変化型光ディスクに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ＤＶＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−Ｖｉｄｅｏ等の再生専用型光ディスクの市場が拡大している。それに続き、ＤＶＤ−ＲＡＭ、ＤＶＤ−ＲＷ、ＤＶＤ＋ＲＷ等の書換え可能なＤＶＤの市場がコンピュータ用バックアップ媒体及びＶＴＲに代わる映像記録媒体として急速に拡大しつつある。この市場の拡大に伴い、ここ数年、記録型ＤＶＤに対する転送レート及びアクセススピードの向上並びに大容量化への要望が増大している。
【０００３】
ＤＶＤ−ＲＡＭ、ＤＶＤ−ＲＷ等の記録消去可能な記録型ＤＶＤでは、情報が記録される記録層に相変化材料を用いる相変化記録方式が採用されている。相変化記録方式では、基本的に「０」と「１」の情報を相変化材料の結晶状態とアモルファス状態に対応させて記録している。また、相変化材料の結晶状態とアモルファス状態の屈折率が異なるため、結晶に変化させた部分とアモルファスに変化させた部分の反射率の差が最大になるように、記録型ＤＶＤを構成する各層の屈折率、膜厚等を設計している。この結晶化した部分とアモルファス化した部分にレーザー光を照射し、光ディスクの各部分からの反射光量の違いを検出して記録層内に記録された「０」と「１」を検出する。
【０００４】
また、所定の位置をアモルファスにする（通常、この動作を「記録」と呼ぶ）ためには、比較的高パワーのレーザー光を照射して、記録層の温度が記録層材料の融点以上になるように加熱する。一方、所定の位置を結晶にする（通常、この動作を「消去」と呼ぶ）ためには、比較的低パワーのレーザー光を照射して、記録層の温度が記録層材料の融点以下の結晶化温度付近になるように加熱する。このように、記録層の所定部分に照射するレーザー光のパワーを調整することにより、所定部分の状態をアモルファス状態と結晶状態との間で可逆的に変化させることができる。
【０００５】
上述のことから、相変化記録方式の情報記録媒体の記録層に用いる相変化材料としては、アモルファス状態と結晶状態との屈折率の差が大きく、且つ消去動作においてアモルファスが極めて短時間で結晶化する材料が好ましい。また、記録と消去を繰り返すことによる劣化の小さい材料が好ましい。このような観点から、従来、様々な相変化材料が検討されてきた。
【０００６】
例えば、特開２００１−３２２３５７では、記録材料としてＧｅ−Ｓｎ−Ｓｂ−Ｔｅ系材料に、Ａｇ、Ａｌ、Ｃｒ、Ｍｎ等の金属を添加した材料を使用することにより、高密度記録が可能で、繰返し書換え性能に優れ、結晶化感度の経時劣化が少ない情報記録媒体が得られることが開示されている。特開平２−１４２８９には、Ｇｅ-Ｓｂ-Ｓｎ-Ｔｅ系の記録層材料が開示されている。
【０００７】
また、特開昭６２−２０９７４１には、Ｂｉ−Ｇｅ−Ｔｅ系相変化記録材料が開示されており、その材料の実用的な組成範囲が規定されている。特開平１−２８７８３６には、Ｂｉ−Ｇｅ−Ｓｂ−Ｔｅ系相変化記録材料の実用的な範囲が開示されている。また、記録層の形成材料として、Ｂｉ−Ｇｅ−Ｓｅ−Ｔｅ系相変化記録材料も提案されており、その実用的な範囲が開示されている（例えば、特許文献１及び２を参照）。
【０００８】
さらに、ＰＣＯＳ２００１ではＤＶＤ−ＲＡＭの２倍速から４倍速に対応できる記録材料としてＧｅ−Ｓｎ−Ｓｂ−Ｔｅ系材料が報告されている。ＩＳＯＭ／ＯＤＳ２００２ではＤＶＤ−ＲＡＭの２倍速と５倍速に対応できる情報記録媒体が報告されており、この５倍速媒体は、新たに核生成層を付加した８層構造にすることによって５倍速を実現している。
【０００９】
また、記録型ＤＶＤを大容量化する技術としては、レーザー光の波長を４０５ｎｍと短波長化し且つ対物レンズＮＡを０．８５と大きくすることにより、レーザースポット径を一層小さくし、より高密度の情報を記録する方法が知られている（例えば、Jpn.J.Appl.Phys.Vol.39(2000)，pp.756-761，Part1,No.2B,Feb.2000）。この方法は、通称Ｂｌｕ−ｒａｙ  Ｄｉｓｃの主要技術として利用されており、従来のＤＶＤより薄い０．１ｍｍ厚の基板を採用することによって、ディスクのチルトに対する影響を小さくしている。なお、Ｂｌｕ−ｒａｙ  Ｄｉｓｃに用いられる０．１ｍｍ厚の基板は記録層の機械的保護、電気化学的保護（腐食防止）等の重要な役割を果たす。
【００１０】
従来のＤＶＤ−ＲＡＭ、ＤＶＤ−ＲＷ等の書換え型の光ディスクの基本構造は、０．６ｍｍ厚のポリカーボネート（ＰＣ）基板上に第１誘電体層、相変化記録層、第２誘電体層及び反射層を順次積層した４層構造であり、さらに反射層側から０．６ｍｍ厚の基板を貼り合せることによって作製される。しかしながら、上述のＢｌｕ−ｒａｙ  Ｄｉｓｃでは、従来の光ディスクと同様の積層構造で作製すると基板の厚さが０．１ｍｍと薄いため、基板の剛性を保つことが難しくなる。それゆえ、Ｂｌｕ−ｒａｙ  Ｄｉｓｃは、厚い基板、例えば、１．１ｍｍ厚のＰＣ基板上に反射層、第２誘電体層、相変化記録層及び第１誘電体層を順次積層し（従来の書換え型光ディスクと逆の順序に積層）、最後に第１誘電体側から０．１ｍｍ厚の基板をカバー層として形成して作製される。Ｂｌｕ−ｒａｙ  Ｄｉｓｃのカバー層の形成方法としては、第１誘電体層上に０．１ｍｍ厚のシートを紫外線硬化樹脂接着剤で貼り付ける方法と、第１誘電体層上に紫外線硬化樹脂をスピンコート法により均一に塗布し、紫外線照射により紫外線硬化樹脂を硬化させてカバー層を形成する方法とが提案されている。
【００１１】
Ｂｌｕ−ｒａｙ  Ｄｉｓｃの記録層の形成材料としては、例えば、特許２９４１８４８に開示されているＡｇ−Ｉｎ−Ｓｂ−Ｔｅ系記録材料が用い得る。また、この文献にはＡｇ−Ｉｎ−Ｓｂ−Ｔｅ系記録材料に第５元素及び第６元素を添加した材料の組成についても詳細に開示されている。
【００１２】
また、記録型ＤＶＤを大容量化する方法として、０．６ｍｍ厚の基板上に従来と同様の順序で各層を積層した光ディスクを作製し、レーザー光の波長４０５ｎｍ、対物レンズＮＡを０．６５として情報を記録する方法も提案されている。この方法は、上述のＢｌｕ−ｒａｙ  Ｄｉｓｃのような０．１ｍｍ厚のカバー層を用いる方法と比べて、対物レンズＮＡが小さいためにレーザースポット径が大きく、記録密度は低くなる。しかしながら、基板の剛性を保つことが容易であり、記録層の多層化が容易になるという利点がある。また、媒体上の埃や傷の影響を小さくすることができるという利点もある。
【００１３】
【特許文献１】特開昭６２−７３４３９号公報（第１頁、第１図）
【特許文献２】特開平１−２２０２３６号公報（第１頁、第１図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
ところで、上述した光ディスクのように可換型情報記録媒体では、様々な情報記録装置に対する互換性が極めて重要である。例えば、ＤＶＤ−ＲＡＭ媒体では既にＣＬＶ回転制御による２倍速記録（転送レート：２２Ｍｂｐｓ）に対応したＤＶＤ−ＲＡＭドライブが市場に存在するが、ＣＡＶ制御記録（２２〜５５Ｍｂｐｓ）用のＤＶＤ−ＲＡＭ媒体をこの２倍速ＣＬＶ対応ドライブで記録再生することを保証することは消費者の利益の観点から重要なことである。また、逆に、２倍速ＣＬＶ対応ドライブにより記録されたＣＡＶ対応ＤＶＤ−ＲＡＭ媒体を、ＣＡＶ対応ドライブで記録再生できることを保障することも当然ながら非常に重要なことである。
【００１５】
近い将来、ＤＶＤ−ＲＡＭドライブの記録方法（基板側からレーザー光を照射して記録する方法）を踏襲する青色レーザーを用いたドライブ（ＨＤ  ＤＶＤ）が市場に導入されるので、青色レーザーを搭載したドライブの需要は確実に伸びるものと予測される。また、青色レーザーを搭載した１倍速記録ドライブの普及に伴い、赤色レーザーを用いたＤＶＤ−ＲＡＭドライブの場合と同様に、より高速記録可能な２倍速及び３倍速対応ドライブの需要が発生することは容易に予測される。このような状況では、１倍速記録ドライブと高速記録可能な２倍速及び３倍速対応ドライブとの互換性を維持することが重要となる。
【００１６】
本発明の目的は、Ｂｉ−Ｇｅ−Ｔｅ系相変化材料を記録層として用いた情報記録媒体において、青色レーザーで情報記録する場合にも、データの繰返し記録に対する耐久性が高く、高速記録が可能で、且つ、対応可能な記録線速の範囲が広い情報記録媒体を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
本発明の情報記録媒体を説明する前に、本発明に到った経緯について説明する。本発明者らは、上述の従来の相変化材料のうち、Ｂｉ−Ｇｅ−Ｔｅ系相変化材料を記録層として用い、記録層中のＢｉ、Ｇｅ及びＴｅの組成比率をＢｉ、Ｇｅ及びＴｅの三角組成図上の以下の各点により囲まれた組成範囲にすることにより、記録データの信頼性が高く且つデータの繰返し記録に対する耐久性の高い情報記録媒体が得られること検証実験により見出した。
Ｂ２（Ｂｉ２，Ｇｅ４７，Ｔｅ５１）
Ｃ２（Ｂｉ３，Ｇｅ４７，Ｔｅ５０）
Ｄ２（Ｂｉ４，Ｇｅ４７，Ｔｅ４９）
Ｄ６（Ｂｉ１６，Ｇｅ３７，Ｔｅ４７）
Ｃ８（Ｂｉ３０，Ｇｅ２２，Ｔｅ４８）
Ｂ７（Ｂｉ１９，Ｇｅ２６，Ｔｅ５５）
Ｂｉ、Ｇｅ及びＴｅの三角組成図上における上記各点により囲まれた組成範囲を、図３に示した。図３中の太線で囲まれた組成範囲が、記録データの信頼性が高く且つデータの繰返し記録に対する耐久性の高い情報記録媒体を得るために最適な記録層の組成範囲である。
【００１８】
従来例（特開昭６２−２０９７４１）には、Ｂｉ−Ｇｅ−Ｔｅ系相変化材料の実用的な組成範囲がＢｉ、Ｇｅ及びＴｅを頂点とする三角組成図上でＧｅＴｅとＢｉ２Ｔｅ３とを結ぶ線上の領域に存在することが開示されている。しかしながら、本発明者らの検証実験によると、ＧｅＴｅとＢｉ２Ｔｅ３を結ぶ線上よりさらにＧｅが過剰に添加された領域の組成を有するＢｉ−Ｇｅ−Ｔｅ系相変化材料を記録層として用いることにより、信号品質が良好で、且つ、繰返し記録に対する耐久性に優れていることを見出した。
【００１９】
これは以下のような理由によるものと考えられる。Ｂｉ−Ｇｅ−Ｔｅ系相変化材料には、現在までに明らかになっている範囲では、ＧｅＴｅ、Ｂｉ２Ｔｅ３、Ｂｉ２Ｇｅ３Ｔｅ６、Ｂｉ２ＧｅＴｅ４及びＢｉ４ＧｅＴｅ７の化合物が存在する。記録層の所定部分に情報を記録する（アモルファス化する）ために光ビームを照射して溶融した直後に、溶融領域の一部が再結晶化が起こるような場合、記録層の組成によって異なるが、以上に挙げた化合物、Ｂｉ、Ｇｅ及びＴｅのうち融点が高い物質から順に溶融領域外縁部から再結晶化するものと考えられる。これらの物質を融点が高い順に並べると以下のようになる。
Ｇｅ：約９３７℃
ＧｅＴｅ：約７２５℃
Ｂｉ２Ｇｅ３Ｔｅ６：約６５０℃
Ｂｉ２Ｔｅ３：約５９０℃
Ｂｉ２ＧｅＴｅ４：約５８４℃
Ｂｉ４ＧｅＴｅ７：約５６４℃
Ｔｅ：約４５０℃
Ｂｉ：約２７１℃
【００２０】
上述のようにＧｅの融点が最も高いため、Ｂｉ、Ｇｅ及びＴｅを頂点とする三角組成図のＧｅＴｅとＢｉ２Ｔｅ３を結ぶ線上の組成材料より、Ｇｅを過剰に添加した相変化材料を記録層として用いた情報記録媒体では、溶融領域の外縁部にＧｅが偏析し易くなるものと考えられる。溶融領域の外縁部にＧｅが過剰に存在すると、溶融領域の外縁部の結晶化速度が遅くなり外縁部からの再結晶化を抑制できる。それゆえ、多数回書換えにより生じる再結晶化の「帯」の発生を抑制することができる。また、同時にトラック中心（溶融領域の中心部）付近では結晶化速度が高速となり、高速記録時においても良好な消去性能を得ることができる。しかしながら、Ｇｅの添加量が多すぎると記録膜全体の結晶化速度が低下してしまうので、過剰に添加するＧｅの量を適度な量に設定することが重要である。
【００２１】
溶融領域の外縁部からの再結晶化を抑制できれば、再生信号振幅を向上させるためにレーザーパワーを高めて、幅広い領域を溶融させる必要がなくなり、隣接トラックに記録されていた記録マークを消去してしまう問題（クロスイレーズ）も解消できる。
【００２２】
また、相変化記録方式の情報記録媒体の記録層に用いる相変化材料としては、アモルファス状態にある記録マークの保存寿命の観点から、アモルファス状態の相が複数存在せず、材料の結晶化温度が高く、さらにアモルファスが結晶化する際の活性化エネルギーが大きいことが重要である。本発明者らはＢｉ、Ｇｅ及びＴｅを頂点とする三角組成図のＧｅ５０Ｔｅ５０付近では上記条件を満足することを検証実験により見出した。これは、従来例にも記載されているように、ＧｅＴｅの結晶化温度が２００℃程度と高く、組成がＢｉ２Ｔｅ３に近づくに伴い、結晶化温度が低下することが原因の一つであると考えられる。また、本発明者らは、検証実験によりＧｅ５０Ｔｅ５０付近の組成では長期保存後でも、アモルファスの状態が変化し難く、良好な消去特性が得られることを見出した。しかしながら、ＧｅＴｅ量が多すぎると結晶化速度が低下し、高速記録は不可能となる。逆に、Ｂｉ２Ｔｅ３量が多すぎると、結晶化温度が低下するため保存寿命が悪化する。それゆえ、最適なＢｉ−Ｇｅ−Ｔｅ系相変化材料の組成は、Ｇｅ５０Ｔｅ５０に適当な量のＢｉ２Ｔｅ３を添加した組成であり、且つ、過剰なＧｅが存在する領域の組成である。
【００２３】
また、Ｂｉ、Ｇｅ及びＴｅを頂点とする三角組成図のＧｅ５０Ｔｅ５０付近の組成とすることにより、従来例で示したＧｅ−Ｓｂ−Ｓｎ−Ｔｅ系、Ｇｅ−Ｓｂ−Ｔｅ系、Ａｇ−Ｉｎ−Ｓｂ−Ｔｅ系記録材料に比べて、波長４０５ｎｍの青色領域における結晶部とアモルファス部の光学定数の差（Δｎ、Δｋ）が大きくなるため、記録部と未記録部の反射率差（コントラスト）を大きくすることができ、再生信号振幅を大きくすることが可能となる。
【００２４】
また、更なる情報の高密度化のために波長４０５ｎｍの青色レーザーを用いて記録を行った場合、Ｂｉ−Ｇｅ−Ｔｅ系相変化材料の組成を、Ｂｉ、Ｇｅ及びＴｅを頂点とする三角組成図のＧｅＴｅとＢｉ２Ｔｅ３を結ぶ線上の組成よりもＧｅを過剰に添加した組成にすることにより、下記の問題点を解決することができることを見出した。
【００２５】
（１）一般に、レーザービームのスポット径はレーザー波長λ、レンズ開口数ＮＡとしたときにλ/ＮＡに比例することが知られている。波長４０５ｎｍの半導体レーザー、開口数ＮＡ０．８５の対物レンズを用いた場合のレーザースポット径は、従来のＤＶＤで用いられている波長６５０ｎｍの半導体レーザー（赤色レーザー）、開口数ＮＡ０．６０の対物レンズを用いた場合のレーザースポット径の約半分の径となる。また、波長４０５ｎｍの半導体レーザー、開口数ＮＡ０．６５の対物レンズを用いた場合にも、そのレーザースポット径は、従来のＤＶＤの場合のレーザースポット径の約６割程度のサイズとなる。それゆえ、従来のＤＶＤと同一の線速度で、青色レーザービームを用いてオーバーライトを試みた場合、スポット径が小さくなるので、記録トラック上のある地点を加熱する時間が従来のＤＶＤよりも短くなる。その結果、情報のオーバーライトを行った際に消え残りが生じ易くなる。
【００２６】
（２）一般に、レーザービームが短波長化されると、記録層内の結晶部（未記録部）とアモルファス部（記録部）との光学定数の差（Δｎ、Δｋ）が小さくなる。それゆえ、記録部と未記録部の反射率差（コントラスト）が小さくなり再生信号振幅が低下する。
【００２７】
（３）青色レーザーを用いた場合、ビーム径がより絞り込まれるので、ビーム中心のエネルギー強度が赤色レーザーの場合よりも高くなる。その結果、多数回書換えによる記録層へ与えるダメージが大きくなる。
【００２８】
（４）多数回の再生による情報の劣化も大きくなる。
【００２９】
（５）高記録密度化を図るため、トラックピッチを狭くした場合や、記録トラックとして基板に設けられた溝（グルーブ）と溝間（ランド）の両方を用いた場合、隣接トラックに記録されたマークの一部を結晶化してしまうクロスイレーズが顕著になる。クロスイレーズの問題が発生するとトラックピッチを狭くすることが困難になり、青色レーザーによりビーム径を小さくした効果を十分に活かすことができなくなってしまう。
【００３０】
以上、説明したように、上述のような組成範囲のＢｉ−Ｇｅ−Ｔｅ系記録材料は青色レーザーを用いて情報記録するための材料として優れた記録材料である。しかしながら、本発明者らの検証実験により、Ｂｉ−Ｇｅ−Ｔｅ系記録材料で形成された記録層に青色レーザーで情報記録する際に、さらにいくつかの問題が発生するおそれがあることが明らかになった。以下、その問題について説明する。
【００３１】
（１）一つ目の問題は、青色レーザーによる情報の書換可能回数が少なくなるおそれがあるということである。記録層材料としてＢｉ−Ｇｅ−Ｔｅ系記録材料のＢｉ、Ｇｅ及びＴｅの三角組成図上のＧｅＴｅとＢｉ２Ｔｅ３を結ぶ線上よりも、Ｇｅを適度に過剰に添加された組成のＢｉ−Ｇｅ−Ｔｅ系記録材料を用いた場合、青色レーザーを用いて多数回情報の書換えを行ったところ、書換可能回数は約１０００回となった。この書換可能回数は、次世代製品Ｂｌｕ−ｒａｙ  ｄｉｓｃやＨＤ  ＤＶＤの規格で定められた書換可能回数であることや、青色レーザーのエネルギー強度を考えれば十分な回数であると考えられる。しかしながら、実際のドライブでの使用を考えた場合、例えば、書換え毎に高パワーのトップパルスがトラック内の同じ部分に照射されたり、トラック内の一部の領域のみを繰り返し書き始めの位置を同じにして書換えることがあり得る。それゆえ、ディスクの所定部分は、高パワーの青色レーザーで多数回書換えられることが想定され、実際には１０００回以上の書換耐久性を有することが望ましい。
【００３２】
なお、上記Ｂｉ−Ｇｅ−Ｔｅ系記録材料の組成で書換可能回数が約１０００回程度となる原因は以下にように推測される。一般に記録媒体上の同一場所にオーバーライトを繰り返した場合、記録層材料は融解・凝固を繰り返す。融解は溶融領域の中央部から、凝固は溶融領域の周辺部から始まる。凝固の際には、記録層材料を構成する元素または化合物のうち、Ｇｅなどは先に凝固し、Ｂｉ、Ｔｅ、Ｂｉ４ＧｅＴｅ７などは後で凝固する。この場合、後で凝固する成分（Ｂｉ、Ｔｅ、Ｂｉ４ＧｅＴｅ７など）は溶融領域の周辺部から中央部への凝固の進行に伴い中央部に移動するので、後で凝固する成分の濃度が周辺部で減少し中央部では増大して偏析する。この際、先に凝固する成分（Ｇｅなど）の濃度は、溶融領域外縁部で高くなり、溶融領域中心部に行くに従って低くなる。
【００３３】
一方、融解の際には、後で凝固した成分（Ｂｉ、Ｔｅ、Ｂｉ４ＧｅＴｅ７など）が先に融解して、凝固の際に生じたＢｉ、Ｔｅ、Ｂｉ４ＧｅＴｅ７などの濃度勾配により溶融領域の中央部から周辺部へ拡散する。一般に各元素及び化合物に濃度勾配が生じていると、それらの濃度勾配をなくすように、各元素及び化合物は濃度の高いところから低いところに向かって拡散する。しかしながら、Ｂｉ、Ｔｅ、Ｂｉ４ＧｅＴｅ７などが溶融領域の中央部から周辺部へ拡散しても、凝固の際に記録層中に生じたＢｉ、Ｔｅ、Ｂｉ４ＧｅＴｅ７などの濃度勾配を完全になくすまでには至らない。従って、同一場所でオーバーライトを多数回繰り返すと、凝固時に発生する溶融領域外縁のＧｅなどの偏析成分の増加が融解時の溶融領域内の各元素及び各化合物の濃度勾配による拡散で打ち消されるようになるまで各元素及び各化合物の偏析が進行する。溶融領域外縁でＧｅなどの偏析が進行するほど、記録マークからの反射率の分散が大きくなり、記録マークの消え残りが生じるなどの要因でノイズが増加する。
【００３４】
また、書換可能回数が少なくなる原因として次のような原因も考えられる。Ｇｅ原子は比較的原子半径が大きく、融解時の拡散速度が遅いあるいは拡散し難いために、上記のＧｅ原子の偏析が進行し易くなるためであると推測される。また、多数回書換えることにより、Ｇｅ原子がＧｅ単体で偏析できなくなり、溶融領域外縁の再結晶化を抑制する効果が小さくなることが原因とも考えられる。
【００３５】
（２）二つ目の問題は、青色レーザーによる情報記録の際に、対応可能な記録線速の範囲が狭く、高速記録が難しくなるおそれがあるということである。上述のＢｉ−Ｇｅ−Ｔｅ系相変化材料は赤色レーザーを使用するＤＶＤ−ＲＡＭのＣＡＶ（Ｃｏｎｓｔａｎｔ  Ａｎｇｕｌａｒ  Ｖｅｒｏｓｉｔｙ：一定角速度）記録用に開発された記録層材料であり、現在のＤＶＤ−ＲＡＭの２倍速記録（転送速度２２Ｍｂｐｓ）から５倍速記録（５５Ｍｂｐｓ）までの記録線速範囲で良好な記録再生特性を実現することができる。この記録速度は、ＣＬＶ（Ｃｏｎｓｔａｎｔ  Ｌｉｎｅａｒ  Ｖｅｌｏｃｉｔｙ：一定線速度）の記録線速に換算すると８．２ｍ／ｓｅｃ〜２１．０ｍ／ｓｅｃの範囲となる。
【００３６】
青色レーザーを用いて上記記録線速に対応した情報記録を行うためには、記録層材料の結晶化速度をさらに速くし、高速記録時の消去比を一層向上させる必要がある。これは、青色レーザーのスポット径が赤色レーザーのスポット径の約半分であることから、同一の線速度でオーバーライトを試みた場合、赤色レーザーで記録する場合に比べて記録トラック上のある地点を通過する時間が約半分と短くなるため、以前に記録した情報のオーバーライトによる消え残りが生じ易くなるからである。
【００３７】
現在、規格審議が進んでいる青色レーザー使用の次世代光ディスク（ＨＤ  ＤＶＤ）の記録線速は５．６４ｍ／ｓｅｃ〜６．０１ｍ／ｓｅｃ（転送速度３６Ｍｂｐｓ）である。この記録速度であれば、Ｂｉ−Ｇｅ−Ｔｅ系相変化材料で十分対応可能である。しかしながら、２倍速記録、３倍速記録まで想定すると、このような高記録速度の範囲では消去比が不足し、書換えが困難になるおそれがある。特に、３倍速記録の場合、消去比不足となる可能性が高い。また、高速記録を行う場合、より高い記録パワーが必要となり、記録感度が悪くなるというおそれもある。
【００３８】
本発明は以上のような課題を解決するためになされたものであり、本発明の第１の態様に従えば、情報記録媒体であって、基板と、基板上に設けられ、Ｂｉ、Ｇｅ、Ｔｅ及びこれらの元素以外の元素ＭＡを含む相変化材料で形成された記録層とを備え、Ｇｅの一部が元素ＭＡで置換されており、該記録層中のＢｉ、（Ｇｅ＋ＭＡ）及びＴｅの組成比率がＢｉ、（Ｇｅ＋ＭＡ）及びＴｅの三角組成図上の以下の各点により囲まれた組成範囲にあり、
Ｂ２’（Ｂｉ２，（Ｇｅ＋ＭＡ）４７，Ｔｅ５１）
Ｃ２’（Ｂｉ３，（Ｇｅ＋ＭＡ）４７，Ｔｅ５０）
Ｄ２’（Ｂｉ４，（Ｇｅ＋ＭＡ）４７，Ｔｅ４９）
Ｄ６’（Ｂｉ１６，（Ｇｅ＋ＭＡ）３７，Ｔｅ４７）
Ｃ８’（Ｂｉ３０，（Ｇｅ＋ＭＡ）２２，Ｔｅ４８）
Ｂ７’（Ｂｉ１９，（Ｇｅ＋ＭＡ）２６，Ｔｅ５５）
元素ＭＡがＳｉであり、該記録層中の元素ＭＡの含有量が１〜２０原子％の範囲であることを特徴とする情報記録媒体が提供される。
【００３９】
本発明の第２の態様に従えば、情報記録媒体であって、基板と、基板上に設けられ、Ｂｉ、Ｇｅ、Ｔｅ及びこれらの元素以外の元素ＭＡを含む相変化材料で形成された記録層とを備え、Ｇｅの一部が元素ＭＡで置換されており、該記録層中のＢｉ、（Ｇｅ＋ＭＡ）及びＴｅの組成比率がＢｉ、（Ｇｅ＋ＭＡ）及びＴｅの三角組成図上の以下の各点により囲まれた組成範囲にあり、
Ｂ２’（Ｂｉ２，（Ｇｅ＋ＭＡ）４７，Ｔｅ５１）
Ｃ２’（Ｂｉ３，（Ｇｅ＋ＭＡ）４７，Ｔｅ５０）
Ｄ２’（Ｂｉ４，（Ｇｅ＋ＭＡ）４７，Ｔｅ４９）
Ｄ６’（Ｂｉ１６，（Ｇｅ＋ＭＡ）３７，Ｔｅ４７）
Ｃ８’（Ｂｉ３０，（Ｇｅ＋ＭＡ）２２，Ｔｅ４８）
Ｂ７’（Ｂｉ１９，（Ｇｅ＋ＭＡ）２６，Ｔｅ５５）
元素ＭＡがＢであり、該記録層中の元素ＭＡの含有量が１〜１０原子％の範囲であることを特徴とする情報記録媒体が提供される。
【００４０】
本発明者らは、Ｂｉ−Ｇｅ−Ｔｅ系相変化材料を用い且つ記録層中のＢｉ、Ｇｅ及びＴｅの組成比率がＢｉ、Ｇｅ及びＴｅの三角組成図上の以下の各点により囲まれた組成範囲の相変化材料を形成母材とし、その形成母材のＧｅの一部をＳｉ及びＢのうち少なくとも一種の元素（置換元素ＭＡ）で置換した相変化材料を記録層材料として用いることにより、青色レーザーで情報記録した際にも溶融領域の再結晶化が抑制され、多数回書換の耐久性が改善されることを見出した。
Ｂ２（Ｂｉ２，Ｇｅ４７，Ｔｅ５１）
Ｃ２（Ｂｉ３，Ｇｅ４７，Ｔｅ５０）
Ｄ２（Ｂｉ４，Ｇｅ４７，Ｔｅ４９）
Ｄ６（Ｂｉ１６，Ｇｅ３７，Ｔｅ４７）
Ｃ８（Ｂｉ３０，Ｇｅ２２，Ｔｅ４８）
Ｂ７（Ｂｉ１９，Ｇｅ２６，Ｔｅ５５）
【００４１】
上記記録層の形成母材のＧｅの一部をＳｉで置換した場合、ＳｉはＧｅやＧｅＴｅよりも融点が高いので、溶融部外縁部では結晶化速度の小さいＳｉＴｅが生成されて偏析するので再結晶化が抑制される。また、Ｓｉ原子の原子半径は小さいので、ＳｉＴｅは、凝固時には速やかに偏析し、溶融時には速やかに拡散する。さらに、ＳｉはＴｅ以外の記録層材料中の構成元素、すなわちＢｉ及びＧｅとは化合物を形成し難いので、多数回書換を行ってもＳｉＴｅは安定して存在し、再結晶化抑制効果が阻害される可能性は低い。
【００４２】
上記記録層の形成母材のＧｅの一部をＢで置換した場合、Ｂ原子は原子半径が１．２Å以下と小さいので、Ｂ原子は凝固時に速やかに溶融領域外縁に偏析する。さらに、Ｂ原子は溶融時には比較的速やかに拡散するので、多数回書換を行っても溶融領域外縁におけるＧｅ原子の偏析の増加を抑制することができる。
【００４３】
ただし、置換元素ＭＡ（Ｓｉ及び／又はＢ）の含有量が多くなると、記録層材料中の結晶部とアモルファス部の光学定数の差（Δｎ、Δｋ）が小さくなるため、置換元素ＭＡがＳｉの場合には、Ｓｉの含有量は１〜２０原子％の範囲にする必要があり、置換元素ＭＡがＢの場合には、Ｂの含有量は１〜１０原子％の範囲にする必要がある。なお、置換元素ＭＡの総含有量が１原子％未満では、上述のような置換元素ＭＡよる効果（再結晶化抑制効果など）が得られない。
【００４４】
本発明の第３の態様に従えば、情報記録媒体であって、基板と、基板上に設けられ、Ｂｉ、Ｇｅ、Ｔｅ及びこれらの元素以外の元素ＭＢを含む相変化材料で形成された記録層とを備え、Ｇｅの一部が元素ＭＢで置換されており、該記録層中のＢｉ、（Ｇｅ＋ＭＢ）及びＴｅの組成比率がＢｉ、（Ｇｅ＋ＭＢ）及びＴｅの三角組成図上の以下の各点により囲まれた組成範囲にあり、
Ｂ２’（Ｂｉ２，（Ｇｅ＋ＭＢ）４７，Ｔｅ５１）
Ｃ２’（Ｂｉ３，（Ｇｅ＋ＭＢ）４７，Ｔｅ５０）
Ｄ２’（Ｂｉ４，（Ｇｅ＋ＭＢ）４７，Ｔｅ４９）
Ｄ６’（Ｂｉ１６，（Ｇｅ＋ＭＢ）３７，Ｔｅ４７）
Ｃ８’（Ｂｉ３０，（Ｇｅ＋ＭＢ）２２，Ｔｅ４８）
Ｂ７’（Ｂｉ１９，（Ｇｅ＋ＭＢ）２６，Ｔｅ５５）
元素ＭＢがＳｎ及びＰｂのうち少なくとも一種の元素であり、該記録層中の元素ＭＢの含有量が１〜２０原子％の範囲であることを特徴とする情報記録媒体が提供される。
【００４５】
本発明者らは、Ｂｉ−Ｇｅ−Ｔｅ系相変化材料を用い且つ記録層中のＢｉ、Ｇｅ及びＴｅの組成比率がＢｉ、Ｇｅ及びＴｅの三角組成図上の上記各点（Ｂ２、Ｃ２、Ｄ２、Ｄ６、Ｃ８及びＢ７）により囲まれた組成範囲の相変化材料を形成母材とし、その形成母材のＧｅの一部をＳｎ及びＰｂのうち少なくとも一種の元素（置換元素ＭＢ）で置換した相変化材料を記録層材料として用いることにより、青色レーザーで情報記録した際にも、ＳｎＴｅ、ＰｂＴｅが記録層中で結晶核として形成されて核生成速度が向上するので、高速記録時の消去不足を補うことができることを見出した。
【００４６】
また、上記形成母材のＧｅの一部をＳｎ及びＰｂのうち少なくとも一種の元素で置換することにより、記録層中にＳｎＴｅ、ＰｂＴｅの結晶核が多く形成され、結晶核からの結晶成長が抑制されるので、低線速記録時の再結晶化を抑制する効果も期待できる。
【００４７】
Ｓｎ及びＰｂは単体で低融点の元素であるため、Ｇｅの一部をＳｎ及びＰｂのうち少なくとも一種の元素で置換することにより、より低記録パワーでの情報記録が可能になり、高速記録時の記録感度劣化を抑えることができる。さらに、低線速記録時においても記録パワーを小さくすることができるため、多数回書換による記録層のダメージを低減すことができ、書換耐久性を向上させることができる。
【００４８】
ただし、置換元素ＭＢ（Ｓｎ及びＰｂのうち少なくとも一種の元素）の含有量が多くなると、記録層材料中の結晶部とアモルファス部の光学定数の差（Δｎ、Δｋ）が小さくなるので、置換元素ＭＢの総含有量は１〜２０原子％の範囲にする必要がある。なお、置換元素ＭＢの総含有量が１原子％未満では、上述のような置換元素ＭＢの効果（消去不足の解消など）が得られない。
【００４９】
本発明の第４の態様に従えば、情報記録媒体であって、基板と、基板上に設けられ、Ｂｉ、Ｇｅ、Ｔｅ及びこれらの元素以外の元素Ｍを含む相変化材料で形成された記録層とを備え、Ｇｅの一部が元素Ｍで置換されており、該記録層中のＢｉ、（Ｇｅ＋Ｍ）及びＴｅの組成比率がＢｉ、（Ｇｅ＋Ｍ）及びＴｅの三角組成図上の以下の各点により囲まれた組成範囲にあり、
Ｂ２’（Ｂｉ２，（Ｇｅ＋Ｍ）４７，Ｔｅ５１）
Ｃ２’（Ｂｉ３，（Ｇｅ＋Ｍ）４７，Ｔｅ５０）
Ｄ２’（Ｂｉ４，（Ｇｅ＋Ｍ）４７，Ｔｅ４９）
Ｄ６’（Ｂｉ１６，（Ｇｅ＋Ｍ）３７，Ｔｅ４７）
Ｃ８’（Ｂｉ３０，（Ｇｅ＋Ｍ）２２，Ｔｅ４８）
Ｂ７’（Ｂｉ１９，（Ｇｅ＋Ｍ）２６，Ｔｅ５５）
元素Ｍが元素ＭＡ及び元素ＭＢを含み、元素ＭＡがＳｉであり、元素ＭＢがＳｎ及びＰｂのうち少なくとも一種の元素であり、該記録層中の元素ＭＡ及び元素ＭＢの総含有量が１〜２０原子％の範囲であることを特徴とする情報記録媒体が提供される。
【００５０】
本発明の第５の態様に従えば、情報記録媒体であって、基板と、基板上に設けられ、Ｂｉ、Ｇｅ、Ｔｅ及びこれらの元素以外の元素Ｍを含む相変化材料で形成された記録層とを備え、Ｇｅの一部が元素Ｍで置換されており、該記録層中のＢｉ、（Ｇｅ＋Ｍ）及びＴｅの組成比率がＢｉ、（Ｇｅ＋Ｍ）及びＴｅの三角組成図上の以下の各点により囲まれた組成範囲にあり、
Ｂ２’（Ｂｉ２，（Ｇｅ＋Ｍ）４７，Ｔｅ５１）
Ｃ２’（Ｂｉ３，（Ｇｅ＋Ｍ）４７，Ｔｅ５０）
Ｄ２’（Ｂｉ４，（Ｇｅ＋Ｍ）４７，Ｔｅ４９）
Ｄ６’（Ｂｉ１６，（Ｇｅ＋Ｍ）３７，Ｔｅ４７）
Ｃ８’（Ｂｉ３０，（Ｇｅ＋Ｍ）２２，Ｔｅ４８）
Ｂ７’（Ｂｉ１９，（Ｇｅ＋Ｍ）２６，Ｔｅ５５）
元素Ｍが元素ＭＡ及び元素ＭＢを含み、元素ＭＡがＢであり、元素ＭＢがＳｎ及びＰｂのうち少なくとも一種の元素であり、該記録層中の元素ＭＡの含有量が１〜１０原子％の範囲であり、且つ、元素ＭＡ及び元素ＭＢの総含有量が１〜２０原子％の範囲であることを特徴とする情報記録媒体が提供される。
【００５１】
本発明の第４及び第５の態様に従う情報記録媒体では、Ｂｉ−Ｇｅ−Ｔｅ系相変化材料を用い且つ記録層中のＢｉ、Ｇｅ及びＴｅの組成比率がＢｉ、Ｇｅ及びＴｅの三角組成図上の上記各点（Ｂ２、Ｃ２、Ｄ２、Ｄ６、Ｃ８及びＢ７）により囲まれた組成範囲の相変化材料を形成母材とし、その形成母材のＧｅの一部を上述の置換元素ＭＡ（Ｓｉ及び／又はＢ）及び置換元素ＭＢ（Ｓｎ及びＰｂのうち少なくとも一種の元素）で置換した相変化材料を記録層材料として用いた。
【００５２】
上述したように、記録層の形成母材のＧｅを置換元素ＭＡ（Ｓｉ及び／又はＢ）で置換した場合には低線速記録時における再結晶化抑制効果があり、置換元素ＭＢ（Ｓｎ及びＰｂのうち少なくとも一種の元素）で置換した場合には高線速記録時における消去比不足解消効果がある。それゆえ、本発明の第４及び第５の態様に従う情報記録媒体のように、形成母材中のＧｅの一部を置換元素ＭＡ及びＭＢで置換する事により、上述のような置換元素ＭＡ及びＭＢによる効果を併せ持った情報記録媒体が得られる。すなわち、本発明の第４及び第５の態様に従う情報記録媒体では、低線速記録時における再結晶化の課題が解消され且つ高線速記録時における消去比不足が解消されるので、記録可能な線速範囲をより広くすることが可能になる。
【００５３】
しかしながら、記録層中の置換元素ＭＡ及びＭＢの総含有量が多くなると、置換元素ＭＡによる効果と置換元素ＭＢによる効果とが互いに相殺してしまうので、置換元素ＭＡ及びＭＢの総含有量は制限され、１〜２０原子％にする必要がある。ただし、置換元素ＭＡにＢを用いた場合には、記録層中の元素ＭＡの含有量が１〜１０原子％の範囲であり且つ、置換元素ＭＡ及びＭＢの総含有量は１〜２０原子％の範囲にする必要がある。
【００５４】
また、置換元素ＭＡ及びＭＢの総含有量が２０原子％を超えると記録材料の結晶部とアモルファス部の光学定数の差（Δｎ、Δｋ）が小さくなり、一方、なお、置換元素ＭＡ及びＭＢの総含有量が１原子％未満では、上述のような置換元素ＭＡ及びＭＢの効果が得られない。
【００５５】
本発明の第１〜５の態様に従う情報記録媒体で使用される記録層材料をまとめると、以下に示す組成系の相変化材料となる。本発明では、記録層中のＢｉ、Ｇｅ及びＴｅ以外の元素の含有量を調節することにより対応可能な線速度範囲を調整することができる。
４元系記録層材料：Ｂｉ−Ｇｅ−Ｓｉ−Ｔｅ，Ｂ−Ｂｉ−Ｇｅ−Ｔｅ，Ｂｉ−Ｇｅ−Ｓｎ−Ｔｅ，Ｂｉ−Ｇｅ−Ｐｂ−Ｔｅ
５元系記録層材料：Ｂ−Ｂｉ−Ｇｅ−Ｓｉ−Ｔｅ，Ｂｉ−Ｇｅ−Ｐｂ−Ｓｎ−Ｔｅ，Ｂｉ−Ｇｅ−Ｓｉ−Ｐｂ−Ｔｅ，Ｂｉ−Ｇｅ−Ｓｉ−Ｓｎ−Ｔｅ、Ｂ−Ｂｉ−Ｇｅ−Ｐｂ−Ｔｅ，Ｂ−Ｂｉ−Ｇｅ−Ｓｎ−Ｔｅ
６元系記録層材料：Ｂ−Ｂｉ−Ｇｅ−Ｐｂ−Ｓｎ−Ｔｅ，Ｂｉ−Ｇｅ−Ｐｂ−Ｓｉ−Ｓｎ−Ｔｅ，Ｂ−Ｂｉ−Ｇｅ−Ｓｉ−Ｓｎ−Ｔｅ，Ｂ−Ｂｉ−Ｇｅ−Ｐｂ−Ｓｉ−Ｔｅ，
７元系記録層材料：Ｂ−Ｂｉ−Ｇｅ−Ｐｂ−Ｓｉ−Ｓｎ−Ｔｅ
以上のような多元系の組成を適宜調整することにより、記録層材料の性能をよりきめ細かに制御することが可能となる。
【００５６】
本発明の第１〜５の態様に従う情報記録媒体では、上記情報記録媒体の情報記録に用いられる光ビームの波長が３９０ｎｍ〜４２０ｎｍであることが好ましい。
【００５７】
情報記録媒体の情報記録時に用いる光ビームとして、波長が３９０ｎｍ〜４２０ｎｍの光ビームを用いることは、ビームスポット径が小さくなるので大容量化には極めて有効である。しかしながら、ＣＤやＤＶＤで一般に用いられている波長６５０ｎｍ〜７８０ｎｍ程度の光ビームに比べて、（１）エネルギー強度が高く多数回書換えが困難である、（２）アモルファス状態と結晶状態との屈折率差が小さいため信号強度が小さくなる、といった問題が生じる。
【００５８】
本発明者らは、検証実験により、本発明の第１〜５の態様に従う情報記録媒体で用いた相変化材料を記録層として用いることにより、波長が３９０ｎｍ〜４２０ｎｍの光ビームを用いて情報を記録しても、記録データの信頼性が高く且つデータの繰返し記録に対する耐久性の高い好適な特性を有する情報記録媒体が得られることを見出した。
【００５９】
本発明の第１〜５の態様に従う情報記録媒では、上記基板上に同心円状あるいはスパイラル状の溝が形成されており、該溝及び溝間の少なくともいずれか一方を記録トラックとして用いることが好ましく、特に、上記溝及び上記溝間の両方を記録トラックとして用いることが好ましい。
【００６０】
溝（グルーブ）及び溝間（ランド）の両方を記録トラックとして用いる方法は、グルーブあるいはランドのどちらか一方のみを記録トラックで用いる場合に比べて、トラックピッチを狭くすることができるので、大容量化に極めて有効な方法である。しかしながら、グルーブ及びランドの両方を記録トラックとして用いた場合、グルーブとランドとの形状の違いに起因するグルーブとランドとの熱特性の違いから、記録層のグルーブ部とランド部ではその熱履歴が異なる。その結果、情報の記録消去特性においてグルーブとランドで差が生じたり、上述のクロスイレーズが発生するなどの問題が生じる。
【００６１】
しかしながら、本発明者らは、検証実験により、本発明の第１〜５の態様に従う情報記録媒体で用いた相変化材料を記録層材料として用いることにより、グルーブ及びランドの両方を記録トラックとして用いる場合でも、好適な特性が得られることを見出した。
【００６２】
本発明の第１〜５の態様に従う情報記録媒体では、上記情報記録媒体の記録トラックのトラックピッチＴＰと、情報の記録再生に用いられる光ビームの波長λと、光ビームを集光するための対物レンズの開口数ＮＡとの間に、
０．３５×（λ／ＮＡ）≦ＴＰ≦０．７×（λ／ＮＡ）
なる関係が成立することが好ましい。
【００６３】
情報の大容量化を図るために、トラックピッチを狭くすることは極めて有効な方法である。しかしながら、トラックピッチを狭くすると、情報記録時に隣接トラックに記録されたマークの一部が結晶化してしまうという現象（いわゆる、クロスイレーズ）が極めて現れ易くなる。しかしながら、本発明者らは、検証実験により、本発明の第１〜５の態様に従う情報記録媒体で用いた相変化材料を記録層として用いることにより、トラックピッチＴＰが０．３５×（λ／ＮＡ）≦ＴＰ≦０．７×（λ／ＮＡ）（λ：光ビームの波長、ＮＡ：対物レンズの開口数）となるような狭トラックピッチの場合であっても、クロスイレーズを大幅に低減できることを見出した。
【００６４】
本発明の第１〜５の態様に従う情報記録媒体では、上記情報記録媒体が、さらに、界面層を備え、該界面層が上記記録層の少なくとも一方の側の表面に接して設けられていることが好ましい。
【００６５】
上述の第１〜５の態様に従う情報記録媒体において、本発明者らは、記録層の少なくとも一方の界面に接して界面層を形成することにより、書換回数や保存寿命が飛躍的に向上することを検証実験により見出した。
【００６６】
本発明の第１〜５の態様に従う情報記録媒体では、記録層に接してＢｉ２Ｔｅ３、ＳｎＴｅ、ＰｂＴｅ等を含有した核生成層を設けても良い。記録層に接して核生成層を設けると、記録マーク周辺の再結晶化の抑制効果がさらに向上する。これは、結晶核の増加速度が大きい場合、それぞれの結晶核から成長した結晶がその隣の結晶核から成長した結晶とすぐにぶつかり合い結晶成長を抑制するためであると考えられる。また、本発明の第１〜５の態様に従う情報記録媒体では、記録層の形成材料が上述の組成範囲の関係を維持していれば、たとえ、不純物が混入していたとしても、不純物の原子％が１％以内であれば、本発明の効果は失われない。
【００６７】
また、本発明の第１〜５の態様に従う情報記録媒体は、エネルギービームの照射により熱が発生し、この熱により原子配列の変化が起こり、これにより情報の記録が行われる情報記録媒体に適用可能であるので、特に情報記録媒体の形状によらず、光カード等の円盤状情報記録媒体以外の情報記録媒体にも適用できる。なお、本明細書では、本発明の情報記録媒体を相変化型光ディスク、あるいは単に光ディスクと記載することもある。また、本明細書中では上記したエネルギービームを光ビーム、または単にレーザー光と表現することもある。
【００６８】
また、本発明の第１〜５の態様に従う情報記録媒体では、記録層の光ビーム入射側に基板が配置されるような構成を前提としているが、記録層の光ビーム入射側とは反対側に基板を配置し、光ビーム入射側には、基板よりも薄い保護シート等の保護材を配置しても良い。
【００６９】
また、本発明の第１〜５の態様に従う情報記録媒体に照射されるエネルギービームとしては、情報記録媒体上に熱を発生させることが可能なエネルギービームであれば同様の効果が得られるので、電子ビーム等のエネルギービームを使用しても良い。
【発明の効果】
【００７０】
本発明の情報記録媒体によれば、Ｂｉ、Ｇｅ及びＴｅを含む相変化材料のＧｅの一部を上述した置換元素ＭＡ及び／又は置換元素ＭＢで置換し、且つ、置換元素の総含有量を上述した範囲（置換元素にＢだけを用いる場合は１〜１０原子％、それ以外は１〜２０原子％）とすることにより、青色レーザーで情報記録した場合にも、データの繰返し記録に対する耐久性が高く、高速記録が可能で、且つ、対応可能な記録線速の範囲が広い情報記録媒体が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００７１】
以下、本発明の情報記録媒体の実施例を説明するが、本発明はこれに限定されるものでない。
【実施例１】
【００７２】
［情報記録媒体及びその製造方法］
実施例１で作製した情報記録媒体は相変化型光ディスクであり、その概略断面図を図１に示した。この例で作製した光ディスク１０は、図１に示すように、基板１上に第１保護層２、第１界面層３、記録層４、第２界面層５、第２保護層６、熱拡散層７、紫外線硬化樹脂層８が順次積層された構造を有する。次に、この例の光ディスク１０の作製方法を説明する。なお、この例で作製した光ディスク１０では、グルーブとランドの両方に情報を記録する、いわゆる、ランド・グルーブ記録方式を採用した。
【００７３】
まず、基板１には、直径１２０ｍｍ、厚さ０．６ｍｍのポリカーボネート製基板を用いた。基板１は射出成形により作製し、基板１の半径２３.８ｍｍから５８.６ｍｍの情報の記録領域には、ランドトラック及びグルーブトラックの各トラックピッチが０.３４μｍとなるような溝を形成した。また、トラックには９３チャネルビットの周期でウォブルを施した。
【００７４】
次に、基板１上に、第１保護層２として（ＺｎＳ）８０（ＳｉＯ２）２０をスパッタリングにより６０ｎｍの膜厚で形成した。次いで、第１保護層２上に、第１界面層３としてＧｅ８Ｃｒ２−Ｎ（相対比表示）をスパッタリングにより２ｎｍの膜厚で形成した。
【００７５】
次に、第１界面層３上に、記録層４をスパッタリングにより１１ｎｍの膜厚で形成した。記録層４はＢｉ３Ｇｅ４７Ｔｅ５０又はＢｉ３０Ｇｅ２２Ｔｅ４８を形成母材としてＧｅの一部をＳｉ（添加元素ＭＡ）に置換した種々の材料で形成した。記録層４の形成方法は次の通りである。スパッタリングターゲットとして、Ｇｅ５０Ｔｅ５０とＢｉ２Ｔｅ３ターゲット以外に、Ｇｅの一部をＳｉと置換するために、さらにＳｉ５０Ｔｅ５０ターゲットを用意して３種類のダーゲットで同時スパッタリングして記録層を形成した。この際、記録層の組成が、所望の組成となるように、各々のターゲットに印加するスパッタリングパワーを調整した。なお、この例では、Ｓｉ元素の含有量を１〜２５原子％の範囲で変化させた種々の光ディスクを形成した。なお、比較のため、Ｓｉ元素を含まない光ディスク、すなわち、記録層４を形成母材（Ｂｉ３Ｇｅ４７Ｔｅ５０又はＢｉ３０Ｇｅ２２Ｔｅ４８）のみで形成した光ディスクも作製した。
【００７６】
上記方法で形成された記録層４上に、第２界面層５としてＧｅ８Ｃｒ２−Ｎ（相対比表示）をスパッタリングにより２ｎｍの膜厚で形成した。次いで、第２界面層５上に、第２保護層６（中間層ともいう）として（ＺｎＳ）５０（ＳｉＯ２）５０をスパッタリングにより４０ｎｍの膜厚で形成した。さらに、第２保護層６上に、熱拡散層７としてＡｌ９９Ｔｉ１をスパッタリングにより１５０ｎｍの膜厚で形成した。
【００７７】
次に、熱拡散層７上に、紫外線硬化樹脂層８としてＵＶ樹脂をこの上に塗布し、その上に、さらに厚さ０．６ｍｍのポリカーボネート製の透明基板（不図示）を載置して、透明基板越しにＵＶ照射を行い、ＵＶ樹脂を硬化させることにより透明基板を紫外線硬化樹脂層８上に張り合わせた。以上の製造方法により、図１に示した光ディスク１０を得た。
【００７８】
上記の作製方法で得られた種々の光ディスクに対して、初期化装置（不図示）を用いて、波長８１０ｎｍ、ビームスポットの長径が９６μｍ、短径が１μｍである楕円ビームのレーザー光を照射して初期化を行った。
【００７９】
なお、この例では、図１に示すように、従来のＤＶＤ−ＲＡＭ等の製品と同様の膜構成で光ディスクを作製したが、図１とは逆の順序で基板１上に各層を積層した構造の光ディスクであっても本発明と同様の効果が得られる。また、吸収率制御層を必要に応じて、所定の位置に積層しても良い。
【００８０】
［情報記録再生装置］
この例で作製した種々の光ディスクに対して情報の記録及び再生を行うための情報記録再生装置の概略構成図を図２に示した。この例で用いた情報記録再生装置２０は、図２に示すように、主に、この例で作製した光ディスク１０を回転させるためのモーター２１と、光ディスク１０にレーザー光を照射する光ヘッド２２と、トラッキング制御のためのＬ／Ｇサーボ回路２３と、再生信号処理系２４と、記録信号処理系２７とから構成される。再生信号処理系２４は、図２に示すように、再生信号のゲインを調整するプリアンプ回路２５と、再生信号に基づいて情報再生を行う１−７復調器２６とから構成される。記録信号処理系２７は、図２に示すように、入力信号を所定の変調方式で変調する１−７変調器３０と、記録信号波形を生成する記録波形発生回路２９と、レーザー光の発光を制御するレーザー駆動回路２８とから構成される。
【００８１】
この例で用いた光ヘッド２２は、波長４０５ｎｍの半導体レーザーと、開口数ＮＡが０.６５の対物レンズを備えている（不図示）。一般的に、波長λのレーザー光を開口数ＮＡの対物レンズにより集光した場合、レーザー光のスポット径はおよそ０．９×λ／ＮＡとなるので、この例の場合、レーザー光のスポット径は約０．６μｍとなる。ただし、この例では、レーザー光の偏光を円偏光とした。また、この例では、トラックピッチＴＰを０.３４μｍとしたので、トラックピッチＴＰと、波長λと、開口数ＮＡとの間には、
ＴＰ＝０．５５×（λ／ＮＡ）
の関係が成立する。
【００８２】
また、この例で作製した光ディスクはランド・グルーブ記録方式の光ディスクであるので、図２に示した情報記録再生装置２０もランド・グルーブ記録方式に対応している。この例の情報記録再生装置２０では、図２中のＬ／Ｇサーボ回路２３により、ランドとグルーブに対するトラッキングを任意に選択することができる。
【００８３】
以下に、情報記録再生装置２０の動作を図２を用いて説明する。なお、記録再生を行う際のモーター制御方法としては、記録再生を行うゾーン毎にディスクの回転数を変化させるＺＣＬＶ方式を採用した。また、この例では、情報記録の際に、マークエッジ方式を用い、１−７変調方式で光ディスク１０上に情報を記録した。この変調方式では、情報は２Ｔ〜８Ｔのマーク長で記録される。ここで、Ｔとは情報記録時のクロックの周期を表しており、この例ではＴ＝１５．４ｎｓとした。すなわち、この例では、最短２Ｔのマーク長はおよそ０.１７μｍ、最長８Ｔのマーク長は約０．７μｍとなる。また、この例では、記録線速を５．６４ｍ／ｓｅｃ（１倍速）、１１．２８ｍ／ｓｅｃ（２倍速）及び１６．９２ｍ／ｓｅｃ（３倍速）の３種類で記録した。
【００８４】
まず、情報記録に必要な信号が記録装置外部から１−７変調器３０に入力される。次いで、１−７変調器３０に入力された信号は１−７変調方式で変調され、２Ｔ〜８Ｔのデジタル信号が出力される。次いで、１−７変調器３０から出力された２Ｔ〜８Ｔのデジタル信号は記録波形発生回路２９に入力される。
【００８５】
記録波形発生回路２９では、入力された２Ｔ〜８Ｔのデジタル信号に基づいて、情報記録時のレーザー光照射に必要なマルチパルス記録波形が生成される。この例では、マルチパルス記録波形の高パワーレベル領域を、幅を約Ｔ／２の高パワーパルスと、高パワーパルス間に形成された幅が約Ｔ／２の低パワーパルスとで構成された一連のパルス列で形成した。また、マルチパルス記録波形の上記一連のパルス列の間の領域は中間パワーレベルのパルスで構成した。この際、記録層に記録マークを形成（アモルファス化）するための高パワーレベルのパルス強度と、記録マークを結晶化させるための中間パワーレベルのパルス強度を、記録再生を行う光ディスク毎に最適な値に調整した。
【００８６】
また、記録波形発生回路２９内では、２Ｔ〜８Ｔのデジタル信号波形を時系列的に交互に「０」と「１」に対応させ、「０」の場合には、中間パワーレベルのレーザーパルスを照射し、「１」の場合には、上述の高パワーパルスと低パワーパルスで構成された一連のパルス列を照射するようにした。この際、中間パワーレベルのレーザーパルスが照射された光ディスク１０上の部分は結晶となり、上述の高パワーパルスと低パワーパルスで構成された一連のパルス列が照射された部分はアモルファス（マーク部）に変化する。さらに、記録波形発生回路２９は、上述の高パワーパルスと低パワーパルスで構成された一連のパルス列を形成する際に、マーク部の前後のスペース長に応じてマルチパルス波形の先頭パルス幅と最後尾のパルス幅を変化させる方式（適応型記録波形制御）に対応したマルチパルス波形テーブルを有しており、これによりマーク間に発生するマーク間熱干渉の影響を極力排除できるマルチパルス記録波形を発生している。
【００８７】
次に、上述の記録波形発生回路２９で生成されたマルチパルス記録波形は、レーザー駆動回路２８に転送され、レーザー駆動回路２８は、入力されたマルチパルス記録波形に基づいて、光ヘッド２２内の半導体レーザーの発光を制御する。そして、半導体レーザーから出射されたレーザー光を光ヘッド２２内の対物レンズにより光ディスク１０の記録層上に絞り込み、マルチパルス記録波形に対応したタイミングでレーザー光を照射することにより、情報の記録を行った。
【００８８】
上述のように記録された情報の再生動作を次に説明する。まず、光ヘッド２２からレーザー光を光ディスク１０の記録マーク上に照射し、記録マークと記録マーク以外の部分（未記録部分）からの反射光を光ヘッド２２で検出して再生信号を得る。この再生信号の振幅をプリアンプ回路２５により所定のゲインで増幅し、１−７復調器２６に転送する。１−７復調器２６では、入力された再生信号に基づいて情報を復調し再生データを出力する。以上の動作により、記録されたマークの再生が完了する。
【００８９】
なお、後述するエラーレート測定の際には上記２Ｔ〜８Ｔを含むランダムパターンの信号の記録再生を行った。
【００９０】
［記録層材料の評価］
上記製造方法で作製した記録層に含まれるＳｉ（置換元素ＭＡ）の含有量を変化させた種々の光ディスクに対して以下のような測定を行い評価した。
【００９１】
上記製造方法で作製した種々の光ディスクを、図２に示した情報記録再生装置に装着して、１倍速及び２倍速の記録線速度におけるエラーレート（ただし、ランダムパターンを１０回書換後のエラーレート）を測定した（以下では、これらの評価項目を１倍速記録エラーレート及び２倍速記録エラーレートという）。この試験結果から、各光ディスクの記録消去性能及び信号品質を評価した。ここでは、エラーレートの測定は、連続する５トラックの内周から外周方向に順番にランダムパターン（２Ｔ〜８Ｔのランダムパターン）を記録した後に、５トラックの中心トラックにおけるエラーレートを測定した。
【００９２】
また、この例では、記録層の書換寿命の評価をするために、１倍速記録及び２倍速記録おける１０００回書換え後のエラーレートを測定した（以下では、これらの評価項目を１０００回書換え後の１倍速記録エラーレート及び２倍速記録エラーレートという）。なお、この例で作製した光ディスクではランド・グルーブ記録を採用しているが、ここではランドとグルーブにそれぞれ情報を記録した際の平均値を示した。なお、各評価の目標値は以下の通りである。
エラーレート（１０回書換後）：５×１０−５以下
１０００回書換後のエラーレート：１×１０−４以下
【００９３】
まず、この例では、記録層の形成母材にＢｉ３Ｇｅ４７Ｔｅ５０を用いて作製した光ディスクの中から、Ｓｉ元素の含有量が５原子％の光ディスクについて、上記各試験を行い性能評価を行った。その結果、１倍速記録エラーレートは３．５×１０−５、２倍速記録エラーレートは４．５×１０−５、１０００回書換後の１倍速記録エラーレートは８．０×１０−５、そして、１０００回書換後の２倍速記録エラーレートは９．５×１０−５となり、全ての評価項目で目標レベルを達成することができた。
【００９４】
次に、この例で記録層の形成母材にＢｉ３Ｇｅ４７Ｔｅ５０を用いて作製した光ディスクのうち、Ｓｉ元素の含有量が０、１、２、２０及び２５原子％である光ディスクをそれぞれ１００枚作製し、作製した全ての光ディスクに対して上記各試験を行い性能評価を行った。その結果を表１に示した。ただし、この表では、Ｓｉ元素の各含有量毎に作製した１００枚の光ディスクのうち、各評価項目の上述した目標レベルを達成した光ディスクが何枚であったかを調べた（以下では、合格率という）。表１は記録層の形成母材にＢｉ３Ｇｅ４７Ｔｅ５０を用いた光ディスクの各評価項目の合格率であり、Ｓｉ元素の含有量に対する各評価項目の合格率を示した。なお、表１中における合格率の表記は、（合格枚数）／１００枚で表した。例えば、１００枚中５０枚目標レベルに到達した場合には５０／１００と記載した。
【００９５】
【表１】
2005254485.tif 000003
【００９６】
表１から明らかなように、記録層の形成母材にＢｉ３Ｇｅ４７Ｔｅ５０を用いた場合、Ｓｉ元素を添加しない光ディスクでは、１倍速記録エラーレート、２倍速記録エラーレート及び１０００回書換後の２倍速記録エラーレートの評価項目で合格率が１００％（１００枚中１００枚合格）であったが、１０００回書換後の１倍速記録エラーレートでは合格率が１００枚中２５枚となり、残り７５枚は目標レベルに到達しなかった。
【００９７】
また、記録層中のＳｉ元素の含有量が１〜２０原子％の光ディスクでは、表１から明らかなように、全ての評価項目で合格率が１００％となった。
【００９８】
記録層中のＳｉ元素の含有量が２５原子％の光ディスクでは、表１から明らかなように、１倍速記録エラーレート及び２倍速記録エラーレートともに合格率が１００枚中２５枚となり、残り７５枚は目標レベルに到達しなかった。目標レベルに到達しなかった光ディスクでは信号変調度が小さくなっていた。また、記録層中のＳｉ元素の含有量が２５原子％の光ディスクでは、１０００回書換後の１倍速記録エラーレート及び２倍速記録エラーレートともに合格率が１００枚中８０枚となり、残り２０枚は目標レベルに到達しなかった。
【００９９】
また、この例の光ディスクにおける記録層の形成母材としてＢｉ２Ｇｅ４７Ｔｅ５１及びＢｉ４Ｇｅ４７Ｔｅ４９を用いた場合にも形成母材にＢｉ３Ｇｅ４７Ｔｅ５０を用いた場合と同様の特性が得られた。
【０１００】
次に、この例では、記録層の形成母材にＢｉ３０Ｇｅ２２Ｔｅ４８を用いて作製した光ディスクの中から、Ｓｉ元素の含有量が５原子％の光ディスクに対して、上記各試験を行い性能評価を行った。その結果、１倍速記録エラーレートは４．８×１０−５、２倍速記録エラーレートは３．５×１０−５、１０００回書換後の１倍速記録エラーレートは９．５×１０−５、そして、１０００回書換後の２倍速記録エラーレートは８．８×１０−５となり、全ての評価項目で目標レベルを達成することができた。
【０１０１】
また、この例で記録層の形成母材にＢｉ３０Ｇｅ２２Ｔｅ４８を用いて作製した光ディスクのうち、Ｓｉ元素の含有量が０、１、２、２０及び２５原子％である光ディスクをそれぞれ１００枚作製し、作製した全ての光ディスクに対して上記各試験を行い性能評価を行った。その結果を表２に示した。表２はこの例で記録層の形成母材にＢｉ３０Ｇｅ２２Ｔｅ４８を用いて作製した光ディスクの各評価項目の合格率であり、Ｓｉ元素の含有量に対する各評価項目の合格率を示した。
【０１０２】
【表２】
2005254485.tif 000004
【０１０３】
表２から明らかなように、記録層の形成母材にＢｉ３０Ｇｅ２２Ｔｅ４８を用いた場合、Ｓｉ元素を添加しない光ディスクでは、１倍速記録エラーレート、２倍速記録エラーレート及び１０００回書換後の２倍速記録エラーレートの評価項目で合格率が１００％（１００枚中１００枚合格）であったが、１０００回書換後の１倍速記録エラーレートでは合格率が１００枚中５０枚となり、残り５０枚は目標レベルに到達しなかった。
【０１０４】
また、記録層中のＳｉ元素の含有量が１〜２０原子％の光ディスクでは、表２から明らかなように、全ての評価項目で合格率が１００％となった。
【０１０５】
記録層中のＳｉ元素の含有量が２５原子％の光ディスクでは、表２から明らかなように、１倍速記録エラーレート及び２倍速記録エラーレートともに合格率が１００枚中２０枚となり、残り８０枚は目標レベルに到達しなかった。目標レベルに到達しなかった光ディスクでは信号変調度が小さくなっていた。また、記録層中のＳｉ元素の含有量が２５原子％の光ディスクでは、表２から明らかなように、１０００回書換後の１倍速記録エラーレート及び２倍速記録エラーレートともに合格率が１００枚中８０枚となり、残り２０枚は目標レベルに到達しなかった。
【０１０６】
また、この例の光ディスクにおける記録層の形成母材にＢｉ１６Ｇｅ３７Ｔｅ４７及びＢｉ１９Ｇｅ２６Ｔｅ５５を用いた場合にも、記録層の形成母材にＢｉ３０Ｇｅ２２Ｔｅ４８を用いた光ディスクと同様の特性が得られた。
【０１０７】
上述の結果から、Ｂｉ２Ｇｅ４７Ｔｅ５１、Ｂｉ４Ｇｅ４７Ｔｅ４９、Ｂｉ３Ｇｅ４７Ｔｅ５０、Ｂｉ１６Ｇｅ３７Ｔｅ４７、Ｂｉ１９Ｇｅ２６Ｔｅ５５及びＢｉ３０Ｇｅ２２Ｔｅ４８を記録層の形成母材とし、各母材中のＧｅの一部をＳｉ（置換元素ＭＡ）で置換した材料で記録層を形成した光ディスクでは、記録層中の置換元素ＭＡの含有量を１〜２０原子％とすることにより、全評価項目において目標値が達成された。
【０１０８】
すなわち、記録層中の添加元素ＭＡにＳｉを用いた場合には、記録層中のＢｉ、（Ｇｅ＋ＭＡ）及びＴｅの組成比率を、Ｂｉ、（Ｇｅ＋ＭＡ）及びＴｅの三角組成図上の以下の各点により囲まれた組成範囲に設定し、
Ｂ２’（Ｂｉ２，（Ｇｅ＋ＭＡ）４７，Ｔｅ５１）
Ｃ２’（Ｂｉ３，（Ｇｅ＋ＭＡ）４７，Ｔｅ５０）
Ｄ２’（Ｂｉ４，（Ｇｅ＋ＭＡ）４７，Ｔｅ４９）
Ｄ６’（Ｂｉ１６，（Ｇｅ＋ＭＡ）３７，Ｔｅ４７）
Ｃ８’（Ｂｉ３０，（Ｇｅ＋ＭＡ）２２，Ｔｅ４８）
Ｂ７’（Ｂｉ１９，（Ｇｅ＋ＭＡ）２６，Ｔｅ５５）
且つ、記録層中の添加元素ＭＡ（Ｓｉ）の含有量を１〜２０原子％とすることにより、青色レーザーで情報記録した場合でも、データの繰返し記録に対する耐久性が高く、高速記録が可能で、且つ、対応可能な記録線速の範囲が広い情報記録媒体が得られることが分かった。
【実施例２】
【０１０９】
実施例２の光ディスクでは、記録層の形成母材にＢｉ３Ｇｅ４７Ｔｅ５０及びＢｉ３０Ｇｅ２２Ｔｅ４８を用い、各母材中のＧｅの一部をＢ（置換元素ＭＡ）に置換した材料で記録層を形成した。この例の光ディスクにおける記録層の形成方法は次の通りである。
【０１１０】
Ｇｅ５０Ｔｅ５０及びＢｉ２Ｔｅ３ターゲットを用意し、同時スパッタリングを行い記録層４を形成した。この際、Ｇｅの一部をＢで置換するために、スパッタリングターゲット上に、Ｂチップを貼り付けて成膜を行った。また、記録層４の組成が、所望の組成となるように、各々のターゲットに印加するスパッタリングパワーを調整した。なお、この例では、記録層中のＢの含有量を１〜１５原子％の範囲で変化させて種々の光ディスクを作製した。なお、比較のため、Ｂを含まない光ディスク、すなわち、記録層を形成母材（Ｂｉ３Ｇｅ４７Ｔｅ５０又はＢｉ３０Ｇｅ２２Ｔｅ４８）のみで形成した光ディスクも作製した。なお、記録層以外は実施例１と同様にして光ディスクを作製した。
【０１１１】
また、この例では、Ｂの含有量が０、１、２、１０及び１５原子％である光ディスクをそれぞれ１００枚作製し、作製した全ての光ディスクに対して実施例１と同様に１倍速記録エラーレート及び２倍速記録エラーレートと、１０００回書換え後の１倍速記録エラーレート及び２倍速記録エラーレートを測定して評価した。なお、各評価項目の目標値は実施例１と同様とした。
【０１１２】
この例で記録層の形成母材にＢｉ３Ｇｅ４７Ｔｅ５０を用いて作製した光ディスクに対して行った上記試験の評価結果を表３に示した。なお、表３は記録層の形成母材にＢｉ３Ｇｅ４７Ｔｅ５０を用いた光ディスクの各評価項目の合格率であり、Ｂの含有量に対する各評価項目の合格率を示した。
【０１１３】
【表３】
2005254485.tif 000005
【０１１４】
表３から明らかなように、記録層の形成母材にＢｉ３Ｇｅ４７Ｔｅ５０を用いた場合、Ｂ元素を添加しない光ディスクでは、１倍速記録エラーレート、２倍速記録エラーレート及び１０００回書換後の２倍速記録エラーレートの評価項目で合格率が１００％（１００枚中１００枚合格）であったが、１０００回書換後の１倍速記録エラーレートでは合格率が１００枚中２５枚となり、残り７５枚は目標レベルに到達しなかった。
【０１１５】
また、記録層中のＢ元素の含有量が１〜１０原子％の光ディスクでは、表３から明らかなように、全ての評価項目で合格率が１００％となった。
【０１１６】
記録層中のＢ元素の含有量が１５原子％の光ディスクでは、表３から明らかなように、１倍速記録エラーレート及び２倍速記録エラーレートともに合格率が１００枚中２５枚となり、残り７５枚は目標レベルに到達しなかった。目標レベルに到達しなかった光ディスクでは信号変調度が小さくなっていた。また、記録層中のＢ元素の含有量が１５原子％の光ディスクでは、１０００回書換後の１倍速記録エラーレート及び２倍速記録エラーレートともに合格率が１００枚中８０枚となり、残り２０枚は目標レベルに到達しなかった。
【０１１７】
また、この例の光ディスクにおける記録層の形成母材としてＢｉ２Ｇｅ４７Ｔｅ５１及びＢｉ４Ｇｅ４７Ｔｅ４９を用いた場合にも、形成母材にＢｉ３Ｇｅ４７Ｔｅ５０を用いた場合と同様の特性が得られた。
【０１１８】
次に、この例で記録層の形成母材にＢｉ３０Ｇｅ２２Ｔｅ４８を用いて作製した光ディスクに対して行った上記試験の評価結果を表４に示した。なお、表４は記録層の形成母材にＢｉ３０Ｇｅ２２Ｔｅ４８を用いた光ディスクの各評価項目の合格率であり、Ｂ元素の含有量に対する各評価項目の合格率を示した。
【０１１９】
【表４】
2005254485.tif 000006
【０１２０】
表４から明らかなように、記録層の形成母材にＢｉ３０Ｇｅ２２Ｔｅ４８を用いた場合、Ｂ元素を添加しない光ディスクでは、１倍速記録エラーレート、２倍速記録エラーレート及び１０００回書換後の２倍速記録エラーレートの評価項目で合格率が１００％（１００枚中１００枚合格）であったが、１０００回書換後の１倍速記録エラーレートでは合格率が１００枚中５０枚となり、残り５０枚は目標レベルに到達しなかった。
【０１２１】
また、記録層中のＢ元素の含有量が１〜１０原子％の光ディスクでは、表４から明らかなように、全ての評価項目で合格率が１００％となった。
【０１２２】
記録層中のＢ元素の含有量が１５原子％の光ディスクでは、表４から明らかなように、１倍速記録エラーレート及び２倍速記録エラーレートともに合格率が１００枚中２０枚となり、残り８０枚は目標レベルに到達しなかった。目標レベルに到達しなかった光ディスクでは信号変調度が小さくなっていた。また、記録層中のＢ元素の含有量が１５原子％の光ディスクでは、表４から明らかなように、１０００回書換後の１倍速記録エラーレート及び２倍速記録エラーレートともに合格率が１００枚中８０枚となり、残り２０枚は目標レベルに到達しなかった。
【０１２３】
また、この例の光ディスクにおける記録層の形成母材としてＢｉ１６Ｇｅ３７Ｔｅ４７及びＢｉ１９Ｇｅ２６Ｔｅ５５を用いた場合にも、記録層の形成母材にＢｉ３０Ｇｅ２２Ｔｅ４８を用いた光ディスクと同様の特性が得られた。
【０１２４】
上述の結果から、Ｂｉ２Ｇｅ４７Ｔｅ５１、Ｂｉ４Ｇｅ４７Ｔｅ４９、Ｂｉ３Ｇｅ４７Ｔｅ５０、Ｂｉ１６Ｇｅ３７Ｔｅ４７、Ｂｉ１９Ｇｅ２６Ｔｅ５５及びＢｉ３０Ｇｅ２２Ｔｅ４８を記録層の形成母材とし、各母材中のＧｅの一部をＢ（置換元素ＭＡ）で置換した材料で記録層を形成した光ディスクでは、記録層中のＢの含有量を１〜１０原子％とすることにより、全評価項目において目標値が達成された。
【０１２５】
すなわち、記録層中の添加元素ＭＡにＢを用いた場合には、記録層中のＢｉ、（Ｇｅ＋ＭＡ）及びＴｅの組成比率を、Ｂｉ、（Ｇｅ＋ＭＡ）及びＴｅの三角組成図上の以下の各点により囲まれた組成範囲に設定し、
Ｂ２’（Ｂｉ２，（Ｇｅ＋ＭＡ）４７，Ｔｅ５１）
Ｃ２’（Ｂｉ３，（Ｇｅ＋ＭＡ）４７，Ｔｅ５０）
Ｄ２’（Ｂｉ４，（Ｇｅ＋ＭＡ）４７，Ｔｅ４９）
Ｄ６’（Ｂｉ１６，（Ｇｅ＋ＭＡ）３７，Ｔｅ４７）
Ｃ８’（Ｂｉ３０，（Ｇｅ＋ＭＡ）２２，Ｔｅ４８）
Ｂ７’（Ｂｉ１９，（Ｇｅ＋ＭＡ）２６，Ｔｅ５５）
且つ、記録層中の添加元素ＭＡ（Ｂ）の含有量を１〜１０原子％とすることにより、青色レーザーで情報記録した場合でも、データの繰返し記録に対する耐久性が高く、高速記録が可能で、且つ、対応可能な記録線速の範囲が広い情報記録媒体が得られることが分かった。
【実施例３】
【０１２６】
実施例３の光ディスクでは、記録層の形成母材にＢｉ３Ｇｅ４７Ｔｅ５０及びＢｉ３０Ｇｅ２２Ｔｅ４８を用い、各母材中のＧｅの一部をＳｎ（置換元素ＭＢ）に置換した材料で記録層を形成した。この例の光ディスクにおける記録層の形成方法は次の通りである。
【０１２７】
この例ではＧｅ５０Ｔｅ５０とＢｉ２Ｔｅ３ターゲット以外に、Ｇｅの一部をＳｎと置換するために、さらにＳｎ５０Ｔｅ５０ターゲットを用意して３種類のダーゲットで同時スパッタリングして記録層を形成した。この際、記録層の組成が、所望の組成となるように、各々のターゲットに印加するスパッタリングパワーを調整した。なお、この例では、記録層中のＳｎの含有量を１〜２５原子％の範囲で変化させて種々の光ディスクを作製した。なお、比較のため、Ｓｎを含まない光ディスク、すなわち、記録層を形成母材（Ｂｉ３Ｇｅ４７Ｔｅ５０又はＢｉ３０Ｇｅ２２Ｔｅ４８）のみで形成した光ディスクも作製した。なお、記録層以外は実施例１と同様にして光ディスクを作製した。
【０１２８】
この例では、この例で作製した種々の光ディスクについて、１倍速及び３倍速の記録線速度におけるエラーレート（以下では、これらの評価項目を１倍速記録エラーレート及び３倍速記録エラーレートという）と、１倍速記録及び３倍速記録における１０００回書換え後のエラーレート（以下では、これらの評価項目を１０００回書換え後の１倍速記録エラーレート及び３倍速記録エラーレートという）を測定して評価した。なお、各評価項目の目標値は実施例１と同様とした。
【０１２９】
まず、この例では、記録層の形成母材にＢｉ３Ｇｅ４７Ｔｅ５０を用いて作製した光ディスクの中から、Ｓｎの含有量が１０原子％の光ディスクに対して上記の各試験を行い性能評価を行った。その結果、１倍速記録エラーレートは４．５×１０−５、３倍速記録エラーレートは３．４×１０−５、１０００回書換後の１倍速記録エラーレートは８．８×１０−５、そして、１０００回書換後の３倍速記録エラーレートは９．４×１０−５となり、全ての評価項目で目標レベルを達成することができた。
【０１３０】
次に、この例で記録層の形成母材にＢｉ３Ｇｅ４７Ｔｅ５０を用いて作製した光ディスクのうち、Ｓｎの含有量が０、１、２、２０及び２５原子％である光ディスクをそれぞれ１００枚作製し、作製した全ての光ディスクに対して上記各試験を行い性能評価を行った。その結果を表５に示した。なお、表５は記録層の形成母材にＢｉ３Ｇｅ４７Ｔｅ５０を用いた光ディスクの各評価項目の合格率であり、Ｓｎの含有量に対する各評価項目の合格率を示した。
【０１３１】
【表５】
2005254485.tif 000007
【０１３２】
表５から明らかなように、記録層の形成母材にＢｉ３Ｇｅ４７Ｔｅ５０を用いた場合、Ｓｎを添加しない光ディスクでは、１倍速記録エラーレートで合格率が１００％となったが、３倍速記録エラーレートでは１００枚中２５枚となり、残り７５枚は目標レベルに到達しなかった。また、表５から明らかなように、１０００回書換後の１倍速記録エラーレート及び３倍速記録エラーレートの評価項目ではともに合格率が１００枚中２０枚となり、残り８０枚は目標レベルに到達しなかった。
【０１３３】
また、記録層中のＳｎの含有量が１〜２０原子％の光ディスクでは、表５から明らかなように、全ての評価項目で合格率が１００％となった。
【０１３４】
記録層中のＳｎの含有量が２５原子％の光ディスクでは、表５から明らかなように、１倍速記録エラーレート及び３倍速記録エラーレートともに合格率が１００枚中５枚となり、残り９５枚は目標レベルに到達しなかった。目標レベルに到達しなかった光ディスクでは信号変調度が小さくなっていた。また、記録層中のＳｎの含有量が２５原子％の光ディスクでは、１０００回書換後の１倍速記録エラーレート及び３倍速記録エラーレートともに合格率が１００枚中８０枚となり、残り２０枚は目標レベルに到達しなかった。
【０１３５】
また、この例の光ディスクにおける記録層の形成母材としてＢｉ２Ｇｅ４７Ｔｅ５１及びＢｉ４Ｇｅ４７Ｔｅ４９を用いた場合にも、形成母材にＢｉ３Ｇｅ４７Ｔｅ５０を用いた場合と同様の特性が得られた。
【０１３６】
さらに、記録層中のＳｎの一部若しくは全てをＰｂに置き換えた場合にも上記と同様の結果が得られた。なお、置換元素にＰｂを用いた場合の記録層の形成方法は次の通りである。Ｇｅ５０Ｔｅ５０とＢｉ２Ｔｅ３ターゲット以外に、Ｇｅの一部をＰｂと置換するために、さらにＰｂ５０Ｔｅ５０ターゲットを用意して３種類のダーゲットで同時スパッタリングして記録層を形成した。この際、記録層の組成が、所望の組成となるように、各々のターゲットに印加するスパッタリングパワーを調整した。
【０１３７】
次に、この例では、記録層の形成母材にＢｉ３０Ｇｅ２２Ｔｅ４８を用いて作製した光ディスクの中から、Ｓｎの含有量が１０原子％の光ディスクに対して上記各試験を行い性能評価を行った。その結果、１倍速記録エラーレートは４．９×１０−５、３倍速記録エラーレートは３．０×１０−５、１０００回書換後の１倍速記録エラーレートは９．６×１０−５、そして、１０００回書換後の３倍速記録エラーレートは８．５×１０−５となり、全ての評価項目で目標レベルを達成することができた。
【０１３８】
また、この例で記録層の形成母材にＢｉ３０Ｇｅ２２Ｔｅ４８を用いて作製した光ディスクのうち、Ｓｎの含有量が０、１、２、２０及び２５原子％である光ディスクをそれぞれ１００枚作製し、作製した全ての光ディスクに対して上記各試験を行い性能評価を行った。その結果を表６に示した。表６は記録層の形成母材にＢｉ３０Ｇｅ２２Ｔｅ４８を用いた光ディスクの各評価項目の合格率であり、Ｓｎの含有量に対する各評価項目の合格率を示した。
【０１３９】
【表６】
2005254485.tif 000008
【０１４０】
表６から明らかなように、記録層の形成母材にＢｉ３０Ｇｅ２２Ｔｅ４８を用いた場合、Ｓｎを添加しない光ディスクでは、１倍速記録エラーレートで合格率が１００％（１００枚中１００枚合格）であったが、３倍速記録エラーレートでは合格率が１００枚中４０枚となり、残り６０枚は目標レベルに到達しなかった。また、Ｓｎを添加しない場合には、１０００回書換後の１倍速記録エラーレート及び３倍速記録エラーレートの評価項目で合格率が１００枚中３０枚となり、残り７０枚は目標レベルに到達しなかった。
【０１４１】
また、記録層中のＳｎの含有量が１〜２０原子％の光ディスクでは、表６から明らかなように、全ての評価項目で合格率が１００％となった。
【０１４２】
記録層中のＳｎの含有量が２５原子％の光ディスクでは、表６から明らかなように、１倍速記録エラーレート及び３倍速記録エラーレートともに合格率が１００枚中１０枚となり、残り９０枚は目標レベルに到達しなかった。目標レベルに到達しなかった光ディスクでは信号変調度が小さくなっていた。また、記録層中のＳｎの含有量が２５原子％の光ディスクでは、表６から明らかなように、１０００回書換後の１倍速記録エラーレート及び３倍速記録エラーレートともに合格率が１００枚中８０枚となり、残り２０枚は目標レベルに到達しなかった。
【０１４３】
また、この例の光ディスクにおける記録層の形成母材としてＢｉ１６Ｇｅ３７Ｔｅ４７及びＢｉ１９Ｇｅ２６Ｔｅ５５を用いた場合にも、記録層の形成母材にＢｉ３０Ｇｅ２２Ｔｅ４８を用いた光ディスクと同様の特性が得られた。さらに、記録層中のＳｎの一部若しくは全てをＰｂに置き換えた場合にも上記と同様の結果が得られた。
【０１４４】
上述の結果から、Ｂｉ２Ｇｅ４７Ｔｅ５１、Ｂｉ４Ｇｅ４７Ｔｅ４９、Ｂｉ３Ｇｅ４７Ｔｅ５０、Ｂｉ１６Ｇｅ３７Ｔｅ４７、Ｂｉ１９Ｇｅ２６Ｔｅ５５及びＢｉ３０Ｇｅ２２Ｔｅ４８を記録層の形成母材とし、各母材中のＧｅの一部をＳｎ及びＰｂのうち少なくとも一種の元素（置換元素ＭＢ）で置換した材料で記録層を形成した光ディスクでは、記録層中の置換元素ＭＢの総含有量を１〜２０原子％とすることにより、全評価項目で目標値が達成された。
【０１４５】
すなわち、記録層中のＢｉ、（Ｇｅ＋ＭＢ）及びＴｅの組成比率を、Ｂｉ、（Ｇｅ＋ＭＢ）及びＴｅの三角組成図上の以下の各点により囲まれた組成範囲に設定し、
Ｂ２’（Ｂｉ２，（Ｇｅ＋ＭＢ）４７，Ｔｅ５１）
Ｃ２’（Ｂｉ３，（Ｇｅ＋ＭＢ）４７，Ｔｅ５０）
Ｄ２’（Ｂｉ４，（Ｇｅ＋ＭＢ）４７，Ｔｅ４９）
Ｄ６’（Ｂｉ１６，（Ｇｅ＋ＭＢ）３７，Ｔｅ４７）
Ｃ８’（Ｂｉ３０，（Ｇｅ＋ＭＢ）２２，Ｔｅ４８）
Ｂ７’（Ｂｉ１９，（Ｇｅ＋ＭＢ）２６，Ｔｅ５５）
且つ、記録層中の添加元素ＭＢの含有量を１〜２０原子％とすることにより、青色レーザーで情報記録した場合でも、データの繰返し記録に対する耐久性が高く、高速記録が可能で、且つ、対応可能な記録線速の範囲が広い情報記録媒体が得られることが分かった。
【実施例４】
【０１４６】
実施例４の光ディスクでは、記録層の形成母材にＢｉ３Ｇｅ４７Ｔｅ５０及びＢｉ３０Ｇｅ２２Ｔｅ４８を用い、各母材中のＧｅの一部をＳｉ（置換元素ＭＡ）及びＳｎ（置換元素ＭＢ）に置換した材料で記録層を形成した。この例の光ディスクにおける記録層の形成方法は次の通りである。
【０１４７】
この例では、Ｇｅの一部をＳｉ及びＳｎで置換するために、Ｓｎ５０Ｔｅ５０チップを貼り付けたＧｅ５０Ｔｅ５０と、Ｂｉ２Ｔｅ３ターゲットと、Ｓｉ５０Ｔｅ５０ターゲットとを用意し、同時スパッタリングして記録層を形成した。この際、記録層の組成が、所望の組成となるように、各々のターゲットに印加するスパッタリングパワーを調整した。なお、この例では、記録層中のＳｉ及びＳｎの含有量をそれぞれ変化させて種々の光ディスクを作製した。具体的には、Ｓｉ及びＳｎの含有量をそれぞれ１〜２０原子％の範囲で変化させ且つＳｉ及びＳｎの含有量の組み合せを変化させた種々の光ディスクを作製した。なお、比較のため、Ｓｉ及びＳｎを含まない光ディスク、すなわち、記録層を形成母材（Ｂｉ３Ｇｅ４７Ｔｅ５０又はＢｉ３０Ｇｅ２２Ｔｅ４８）のみで形成した光ディスクも作製した。なお、記録層以外は実施例１と同様にして光ディスクを作製した。
【０１４８】
この例では、この例で作製した種々の光ディスクに対して、実施例１と同様に、１倍速記録エラーレート及び３倍速記録エラーレート（ランダムパターンを１０回書換えた後のエラーレート）と、１０００回書換え後の１倍速記録エラーレート及び３倍速記録エラーレートとを測定して評価した。なお、各評価項目の目標値は実施例１と同様とした。
【０１４９】
まず、この例では、記録層の形成母材にＢｉ３Ｇｅ４７Ｔｅ５０を用いて作製した光ディスクの中から、Ｓｉの含有量が５原子％であり且つＳｎの含有量が１０原子％である光ディスクに対して上記試験を行い評価した。その結果、１倍速記録エラーレートは２．０×１０−５、３倍速記録エラーレートは２．５×１０−５、１０００回書換後の１倍速記録エラーレートは６．０×１０−５、そして、１０００回書換後の３倍速記録エラーレートは７．０×１０−５となり、全ての評価項目で目標レベルを達成することができた。
【０１５０】
次に、この例で記録層の形成母材にＢｉ３Ｇｅ４７Ｔｅ５０を用いて作製した光ディスクのうち、Ｓｉ及びＳｎの含有量の組み合わせ（以下、［Ｓｉ，Ｓｎ］原子％と記す）が［Ｓｉ，Ｓｎ］＝［０，０］、［１，１］、［１，１９］、［１，２０］、［１９，１］及び［２０，１］原子％である光ディスクをそれぞれ１００枚作製し、作製した全ての光ディスクに対して上記各試験を行い性能評価を行った。その結果を表７に示した。なお、表７は記録層の形成母材にＢｉ３Ｇｅ４７Ｔｅ５０を用いた光ディスクの各評価項目の合格率であり、Ｓｉ及びＳｎの含有量の組み合わせに対する各評価項目の合格率を示した。
【０１５１】
【表７】
2005254485.tif 000009
【０１５２】
表７から明らかなように、記録層の形成母材にＢｉ３Ｇｅ４７Ｔｅ５０を用いた場合、Ｓｉ及びＳｎを添加しない光ディスク（［Ｓｉ，Ｓｎ］＝［０，０］原子％の光ディスク）では、１倍速記録エラーレートで合格率が１００％となったが、３倍速記録エラーレートでは１００枚中２５枚となり、残り７５枚は目標レベルに到達しなかった。また、Ｓｉ及びＳｎを添加しない場合には、表７から明らかなように、１０００回書換後の１倍速記録エラーレート及び３倍速記録エラーレートの評価項目でともに合格率が１００枚中２０枚となり、残り８０枚は目標レベルに到達しなかった。
【０１５３】
また、記録層中のＳｉ及びＳｎの総含有量が１〜２０原子％（［Ｓｉ，Ｓｎ］＝［１，１］、［１，１９］及び［１９，１］原子％）の光ディスクでは、表７から明らかなように、全ての評価項目で合格率が１００％となった。
【０１５４】
記録層中のＳｉ及びＳｎの総含有量が２１原子％（［Ｓｉ，Ｓｎ］＝［１，２０］及び［２０，１］原子％）の光ディスクでは、表７から明らかなように、１倍速記録エラーレート及び３倍速記録エラーレートともに合格率が１００枚中１０枚となり、残り９０枚は目標レベルに到達しなかった。目標レベルに到達しなかった光ディスクでは信号変調度が小さくなっていた。また、記録層中のＳｉ及びＳｎの総含有量が２１原子％の光ディスクでは、１０００回書換後の１倍速記録エラーレート及び３倍速記録エラーレートともに合格率が１００枚中９０枚となり、残り１０枚は目標レベルに到達しなかった。
【０１５５】
また、この例の光ディスクにおける記録層の形成母材としてＢｉ２Ｇｅ４７Ｔｅ５１及びＢｉ４Ｇｅ４７Ｔｅ４９を用いた場合にも、形成母材にＢｉ３Ｇｅ４７Ｔｅ５０を用いた場合と同様の特性が得られた。さらに、記録層中のＳｎの一部若しくは全てをＰｂに置き換えた場合にも上記と同様の結果が得られた。
【０１５６】
次に、この例では、記録層の形成母材にＢｉ３０Ｇｅ２２Ｔｅ４８を用いて作製した光ディスクの中から、Ｓｉの含有量が５原子％であり且つＳｎの含有量が１０原子％である光ディスクについて上記各試験を行い評価した。その結果、１倍速記録エラーレートは２．１×１０−５、３倍速記録エラーレートは２．３×１０−５、１０００回書換後の１倍速記録エラーレートは５．５×１０−５、そして、１０００回書換後の３倍速記録エラーレートは６．０×１０−５となり、全ての評価項目で目標レベルを達成することができた。
【０１５７】
また、この例で記録層の形成母材にＢｉ３０Ｇｅ２２Ｔｅ４８を用いて作製した光ディスクのうち、Ｓｉ及びＳｎの含有量の組み合わせが［Ｓｉ，Ｓｎ］＝［０，０］、［１，１］、［１，１９］、［１，２０］、［１９，１］及び［２０，１］原子％の光ディスクをそれぞれ１００枚作製し、作製した全ての光ディスクに対して上記各試験を行い性能評価を行った。その結果を表８に示した。なお、表８は記録層の形成母材にＢｉ３０Ｇｅ２２Ｔｅ４８を用いた光ディスクの各評価項目の合格率であり、Ｓｉ及びＳｎの含有量の組み合わせに対する各評価項目の合格率を示した。
【０１５８】
【表８】
2005254485.tif 000010
【０１５９】
表８から明らかなように、記録層の形成母材にＢｉ３０Ｇｅ２２Ｔｅ４８を用いた場合、Ｓｉ及びＳｎを添加しない光ディスク（［Ｓｉ，Ｓｎ］＝［０，０］原子％の光ディスク）では、１倍速記録エラーレートで合格率が１００％となったが、３倍速記録エラーレートでは１００枚中２５枚となり、残り７５枚は目標レベルに到達しなかった。また、Ｂ及びＳｎを添加しない場合には、表８から明らかなように、１０００回書換後の１倍速記録エラーレート及び３倍速記録エラーレートの評価項目でともに合格率が１００枚中２０枚となり、残り８０枚は目標レベルに到達しなかった。
【０１６０】
また、記録層中のＳｉ及びＳｎの総含有量が１〜２０原子％（［Ｓｉ，Ｓｎ］＝［１，１］、［１，１９］及び［１９，１］原子％）の光ディスクでは、表８から明らかなように、全ての評価項目で合格率が１００％となった。
【０１６１】
記録層中のＳｉ及びＳｎの総含有量が２１原子％（［Ｓｉ，Ｓｎ］＝［１，２０］及び［２０，１］原子％）の光ディスクでは、表８から明らかなように、１倍速記録エラーレート及び３倍速記録エラーレートともに合格率が１００枚中２０枚となり、残り８０枚は目標レベルに到達しなかった。目標レベルに到達しなかった光ディスクでは信号変調度が小さくなっていた。また、記録層中のＳｉ及びＳｎの総含有量が２１原子％の光ディスクでは、１０００回書換後の１倍速記録エラーレート及び３倍速記録エラーレートともに合格率が１００枚中８５枚となり、残り１５枚は目標レベルに到達しなかった。
【０１６２】
また、この例の光ディスクにおける記録層の形成母材としてＢｉ１６Ｇｅ３７Ｔｅ４７及びＢｉ１９Ｇｅ２６Ｔｅ５５を用いた場合にも、記録層の形成母材にＢｉ３０Ｇｅ２２Ｔｅ４８を用いた光ディスクと同様の特性が得られた。さらに、記録層中のＳｎの一部若しくは全てをＰｂに置き換えた場合にも上記と同様の結果が得られた。
【０１６３】
上述の結果から、Ｂｉ２Ｇｅ４７Ｔｅ５１、Ｂｉ４Ｇｅ４７Ｔｅ４９、Ｂｉ３Ｇｅ４７Ｔｅ５０、Ｂｉ１６Ｇｅ３７Ｔｅ４７、Ｂｉ１９Ｇｅ２６Ｔｅ５５及びＢｉ３０Ｇｅ２２Ｔｅ４８を記録層の形成母材とし、各母材中のＧｅの一部をＳｉ（置換元素ＭＡ）と、Ｓｎ及びＰｂのうち少なくとも一種の元素（置換元素ＭＢ）とで置換した材料で記録層を形成した光ディスクでは、記録層中の置換元素ＭＡ及びＭＢの総含有量を１〜２０原子％とすることにより、全評価項目で目標値が達成された。
【０１６４】
すなわち、置換元素ＭＡにＳｉを用いた場合には、記録層中のＢｉ、（Ｇｅ＋ＭＡ＋ＭＢ）及びＴｅの組成比率を、Ｂｉ、（Ｇｅ＋ＭＡ＋ＭＢ）及びＴｅの三角組成図上の以下の各点により囲まれた組成範囲に設定し、
Ｂ２’（Ｂｉ２，（Ｇｅ＋ＭＡ＋ＭＢ）４７，Ｔｅ５１）
Ｃ２’（Ｂｉ３，（Ｇｅ＋ＭＡ＋ＭＢ）４７，Ｔｅ５０）
Ｄ２’（Ｂｉ４，（Ｇｅ＋ＭＡ＋ＭＢ）４７，Ｔｅ４９）
Ｄ６’（Ｂｉ１６，（Ｇｅ＋ＭＡ＋ＭＢ）３７，Ｔｅ４７）
Ｃ８’（Ｂｉ３０，（Ｇｅ＋ＭＡ＋ＭＢ）２２，Ｔｅ４８）
Ｂ７’（Ｂｉ１９，（Ｇｅ＋ＭＡ＋ＭＢ）２６，Ｔｅ５５）
且つ、記録層中の置換元素ＭＡ及びＭＢの総含有量を１〜２０原子％とすることにより、青色レーザーで情報記録した場合でも、データの繰返し記録に対する耐久性が高く、高速記録が可能で、且つ、対応可能な記録線速の範囲が広い情報記録媒体が得られることが分かった。
【実施例５】
【０１６５】
実施例５の光ディスクでは、記録層の形成母材にＢｉ３Ｇｅ４７Ｔｅ５０及びＢｉ３０Ｇｅ２２Ｔｅ４８を用い、各母材中のＧｅの一部をＢ（置換元素ＭＡ）及びＳｎ（置換元素ＭＢ）に置換した材料で記録層を形成した。この例の光ディスクにおける記録層の形成方法は次の通りである。
【０１６６】
この例では、Ｇｅの一部をＢ及びＳｎで置換するために、Ｓｎ５０Ｔｅ５０チップを貼り付けたＧｅ５０Ｔｅ５０と、Ｂｉ２Ｔｅ３ターゲットとを用意し、スパッタリングターゲット上にＢチップを貼り付けて、同時スパッタリングして記録層を形成した。この際、記録層の組成が、所望の組成となるように、各々のターゲットに印加するスパッタリングパワーを調整した。なお、この例では、記録層中のＢ及びＳｎの含有量をそれぞれ変化させて種々の光ディスクを作製した。具体的には、Ｂの含有量を１〜１１原子％の範囲で変化させ、Ｓｎの含有量を１〜２０原子％の範囲で変化させ、且つ、Ｂ及びＳｎの含有量の組み合せを変化させた種々の光ディスクを作製した。なお、比較のため、Ｂ及びＳｎを含まない光ディスク、すなわち、記録層を形成母材（Ｂｉ３Ｇｅ４７Ｔｅ５０又はＢｉ３０Ｇｅ２２Ｔｅ４８）のみで形成した光ディスクも作製した。なお、記録層以外は実施例１と同様にして光ディスクを作製した。
【０１６７】
まず、この例では、記録層の形成母材にＢｉ３Ｇｅ４７Ｔｅ５０を用い、Ｂ及びＳｎの含有量の組み合わせが［Ｂ，Ｓｎ］＝［０，０］、［１，１］、［１，１９］、［１，２０］、[１０，１]、[１０，１０]、［１０，１１］及び［１１，１］原子％である光ディスクをそれぞれ１００枚作製し、作製した全ての光ディスクに対して、実施例１と同様に、１倍速記録エラーレート及び３倍速記録エラーレート（ランダムパターンを１０回書換えた後のエラーレート）と、１０００回書換え後の１倍速記録エラーレート及び３倍速記録エラーレートとを測定して評価した。なお、各評価項目の目標値は実施例１と同様とした。その結果を表９に示した。なお、表９は記録層の形成母材にＢｉ３Ｇｅ４７Ｔｅ５０を用いた光ディスクの各評価項目の合格率であり、Ｂ及びＳｎの含有量の組み合わせに対する各評価項目の合格率を示した。
【０１６８】
【表９】
2005254485.tif 000011
【０１６９】
表９から明らかなように、記録層の形成母材にＢｉ３Ｇｅ４７Ｔｅ５０を用いた場合、Ｂ及びＳｎを添加しない光ディスク（［Ｂ，Ｓｎ］＝［０，０］原子％の光ディスク）では、１倍速記録エラーレートで合格率が１００％となったが、３倍速記録エラーレートでは１００枚中２５枚となり、残り７５枚は目標レベルに到達しなかった。また、Ｂ及びＳｎを添加しない場合には、表９から明らかなように、１０００回書換後の１倍速記録エラーレート及び３倍速記録エラーレートの評価項目でともに合格率が１００枚中２０枚となり、残り８０枚は目標レベルに到達しなかった。
【０１７０】
また、記録層中のＢ及びＳｎの総含有量が１〜２０原子％であり、且つ、Ｂの含有量が１〜１０原子％である場合（［Ｂ，Ｓｎ］＝［１，１］、［１，１９］、[１０，１]及び［１０，１０］原子％）の光ディスクでは、表９から明らかなように、全ての評価項目で合格率が１００％となった。
【０１７１】
なお、記録層中のＢ及びＳｎの総含有量は２０原子％以下であるが、Ｂの含有量が１０原子％を超えている光ディスク、すなわち、［Ｂ，Ｓｎ］＝［１１，１］原子％の光ディスクでは、表９から明らかなように、全ての評価項目で合格率が１００枚中２０枚となり、残り８０枚は目標レベルに到達しなかった。目標レベルに到達しなかった光ディスクでは信号変調度が小さくなっていた。
【０１７２】
また、記録層中のＢ及びＳｎの含有量の組合せが［Ｂ，Ｓｎ］＝［１，２０］原子％の光ディスクでは、表９から明らかなように、全ての評価項目で合格率が１００枚中１０枚となり、残り９０枚は目標レベルに到達しなかった。また、記録層中のＢ及びＳｎの含有量の組合せが［Ｂ，Ｓｎ］＝［１０，１１］原子％の光ディスクでは、表９から明らかなように、全ての評価項目で合格率が１００枚中２０枚となり、残り８０枚は目標レベルに到達しなかった。これらの記録層中のＢ及びＳｎの総含有量が２１原子％となる光ディスクでは、信号変調度が小さくなっていた。
【０１７３】
また、この例の光ディスクにおける記録層の形成母材としてＢｉ２Ｇｅ４７Ｔｅ５１及びＢｉ４Ｇｅ４７Ｔｅ４９を用いた場合にも、形成母材にＢｉ３Ｇｅ４７Ｔｅ５０を用いた場合と同様の特性が得られた。さらに、記録層中のＳｎの一部若しくは全てをＰｂに置き換えた場合にも上記と同様の結果が得られた。
【０１７４】
次に、記録層の形成母材にＢｉ３０Ｇｅ２２Ｔｅ４８を用い、Ｂ及びＳｎの含有量の組み合わせが［Ｂ，Ｓｎ］＝［０，０］、［１，１］、［１，１９］、［１，２０］、[１０，１]、[１０，１０]、［１０，１１］及び［１１，１］原子％の光ディスクをそれぞれ１００枚作製し、作製した全ての光ディスクに対して上記各試験を行い性能評価を行った。その結果を表１０に示した。なお、表１０は記録層の形成母材にＢｉ３０Ｇｅ２２Ｔｅ４８を用いた光ディスクの各評価項目の合格率であり、Ｂ及びＳｎの含有量の組み合わせに対する各評価項目の合格率を示した。
【０１７５】
【表１０】
2005254485.tif 000012
【０１７６】
表１０から明らかなように、記録層の形成母材にＢｉ３０Ｇｅ２２Ｔｅ４８を用いた場合、Ｂ及びＳｎを添加しない光ディスク（［Ｂ，Ｓｎ］＝［０，０］原子％の光ディスク）では、１倍速記録エラーレートで合格率が１００％となったが、３倍速記録エラーレートでは１００枚中２５枚となり、残り７５枚は目標レベルに到達しなかった。また、Ｂ及びＳｎを添加しない場合には、表１０から明らかなように、１０００回書換後の１倍速記録エラーレート及び３倍速記録エラーレートの評価項目でともに合格率が１００枚中２０枚となり、残り８０枚は目標レベルに到達しなかった。
【０１７７】
また、記録層中のＢ及びＳｎの総含有量が１〜２０原子％であり、且つ、Ｂの含有量が１〜１０原子％である場合（［Ｂ，Ｓｎ］＝［１，１］、［１，１９］、[１０，１]及び［１０，１０］原子％）の光ディスクでは、表１０から明らかなように、全ての評価項目で合格率が１００％となった。
【０１７８】
記録層中のＢ及びＳｎの総含有量は２０原子％以下であるが、Ｂの含有量が１０原子％を超えている光ディスク、すなわち、［Ｂ，Ｓｎ］＝［１１，１］原子％の光ディスクでは、表１０から明らかなように、全ての評価項目で合格率が１００枚中２５枚となり、残り７５枚は目標レベルに到達しなかった。目標レベルに到達しなかった光ディスクでは信号変調度が小さくなっていた。
【０１７９】
また、記録層中のＢ及びＳｎの含有量の組合せが［Ｂ，Ｓｎ］＝［１，２０］原子％の光ディスクでは、表１０から明らかなように、全ての評価項目で合格率が１００枚中１５枚となり、残り８５枚は目標レベルに到達しなかった。また、記録層中のＢ及びＳｎの含有量の組合せが［Ｂ，Ｓｎ］＝［１０，１１］原子％の光ディスクでは、表１０から明らかなように、全ての評価項目で合格率が１００枚中３０枚となり、残り７０枚は目標レベルに到達しなかった。これらの記録層中のＢ及びＳｎの総含有量が２１原子％となる光ディスクでは、信号変調度が小さくなっていた。
【０１８０】
また、この例の光ディスクにおける記録層の形成母材としてＢｉ１６Ｇｅ３７Ｔｅ４７及びＢｉ１９Ｇｅ２６Ｔｅ５５を用いた場合にも、記録層の形成母材にＢｉ３０Ｇｅ２２Ｔｅ４８を用いた光ディスクと同様の特性が得られた。さらに、記録層中のＳｎの一部若しくは全てをＰｂに置き換えた場合にも上記と同様の結果が得られた。
【０１８１】
上述の結果から、Ｂｉ２Ｇｅ４７Ｔｅ５１、Ｂｉ４Ｇｅ４７Ｔｅ４９、Ｂｉ３Ｇｅ４７Ｔｅ５０、Ｂｉ１６Ｇｅ３７Ｔｅ４７、Ｂｉ１９Ｇｅ２６Ｔｅ５５及びＢｉ３０Ｇｅ２２Ｔｅ４８を記録層の形成母材とし、各母材中のＧｅの一部をＢ（置換元素ＭＡ）と、Ｓｎ、Ｐｂのうち少なくとも一種の元素（置換元素ＭＢ）とで置換した材料で記録層を形成した光ディスクでは、記録層中の置換元素ＭＡ（Ｂ）及びＭＢの総含有量を１〜２０原子％とし且つ置換元素ＭＡ（Ｂ）の含有量を１〜１０原子％することにより、全評価項目で目標値が達成された。
【０１８２】
すなわち、置換元素ＭＡにＢを用いた場合には、記録層中のＢｉ、（Ｇｅ＋ＭＡ＋ＭＢ）及びＴｅの組成比率を、Ｂｉ、（Ｇｅ＋ＭＡ＋ＭＢ）及びＴｅの三角組成図上の以下の各点により囲まれた組成範囲に設定し、
Ｂ２’（Ｂｉ２，（Ｇｅ＋ＭＡ＋ＭＢ）４７，Ｔｅ５１）
Ｃ２’（Ｂｉ３，（Ｇｅ＋ＭＡ＋ＭＢ）４７，Ｔｅ５０）
Ｄ２’（Ｂｉ４，（Ｇｅ＋ＭＡ＋ＭＢ）４７，Ｔｅ４９）
Ｄ６’（Ｂｉ１６，（Ｇｅ＋ＭＡ＋ＭＢ）３７，Ｔｅ４７）
Ｃ８’（Ｂｉ３０，（Ｇｅ＋ＭＡ＋ＭＢ）２２，Ｔｅ４８）
Ｂ７’（Ｂｉ１９，（Ｇｅ＋ＭＡ＋ＭＢ）２６，Ｔｅ５５）
且つ、記録層中の置換元素ＭＡ（Ｂ）及びＭＢの総含有量を１〜２０原子％とし且つ置換元素ＭＡ（Ｂ）の含有量を１〜１０原子％することにより、青色レーザーで情報記録した場合でも、データの繰返し記録に対する耐久性が高く、高速記録が可能で、且つ、対応可能な記録線速の範囲が広い情報記録媒体が得られることが分かった。
【０１８３】
上記実施例１〜５では波長４０５ｎｍの青色レーザーを用いて情報の記録再生を行った例を説明したが、本発明はこれに限定されず、波長６４０ｎｍ〜６６５ｎｍの赤色レーザーを用いて情報の記録再生を行っても同様の結果が得られる。
【０１８４】
［最適構成］
以下に、本発明の情報記録媒体を構成する各層の最適組成及び最適膜厚について説明する。
【０１８５】
（第１保護層）
第１保護層の光ビーム入射側に存在する物質はポリカーボネート等のプラスチック基板、あるいは、紫外線硬化樹脂等の有機物である。また、これらの屈折率は１．４〜１．６程度である。上記有機物と第１保護層の間で反射を効果的に起こすためには、第１保護層の屈折率は２．０以上であることが望ましい。第１保護層の屈折率は光学的には光ビーム入射側に存在する物質（本実施例では基板に相当する）の屈折率よりも大きい値であり、光の吸収が発生しない範囲で第１保護層の屈折率がより大きいほうが良い。具体的には、第１保護層は、屈折率ｎが２．０〜３．０の間であり、光を吸収しない材料で形成され、特に金属の酸化物、炭化物、窒化物、硫化物、セレン化物等を含有することが望ましい。
【０１８６】
また、第１保護層の熱伝導率は少なくとも２Ｗ／ｍｋ以下であることが望ましい。特に、ＺｎＳ−ＳｉＯ２系の化合物は熱伝導率が低いので、第１保護層として最適である。さらに、ＳｎＯ２、あるいはＳｎＯ２にＺｎＳ，ＣｄＳ、ＳｎＳ、ＧｅＳ、ＰｂＳ等の硫化物を添加した材料、あるいはＳｎＯ２にＣｒ２Ｏ３、Ｍｏ３Ｏ４等の遷移金属酸化物を添加した材料は、熱伝導率が低いだけでなく、ＺｎＳ−ＳｉＯ２系材料より熱的に安定であるので、特に第１保護層として優れた特性を示す。
【０１８７】
また、光ビームの波長が４０５ｎｍ程度の場合、基板と記録層との間の光学干渉を有効に利用するためには、第１保護層の最適膜厚は４０ｎｍ〜１００ｎｍである。
【０１８８】
（第１界面層）
本発明の情報記録媒体の記録層に用いる相変化材料の融点は６５０℃以上と高温であるため、第１保護層と記録層の間に熱的に極めて安定な第１界面層を設けることが望ましい。具体的には、第１界面層の形成材料としては、Ｃｒ２Ｏ３、Ｇｅ３Ｎ４、ＳｉＣ等の高融点酸化物、高融点窒化物、高融点炭化物が望ましく、これらの材料は熱的に安定であり、長期間保存後も膜はがれによる劣化が発生しない。
【０１８９】
また、第１界面層にＢｉ、Ｓｎ、Ｐｂ等の記録層の結晶化を促進する材料が含有されていると、記録層の再結晶化を抑制する効果が得られるのでさらに望ましい。特に、Ｂｉ、Ｓｎ、ＰｂのＴｅ化物、酸化物、あるいは、Ｂｉ、Ｓｎ、ＰｂのＴｅ化物、酸化物と窒化ゲルマニウムとの混合物、あるいは、Ｂｉ、Ｓｎ、ＰｂのＴｅ化物、酸化物と遷移金属酸化物、遷移金属窒化物との混合物が望ましい。遷移金属は価数を容易に変化させるため、たとえＢｉ、Ｓｎ、Ｐｂ、Ｔｅ等の元素が遊離しても、上記遷移金属が価数を変え、遷移金属とＢｉ、Ｓｎ、Ｐｂ、Ｔｅ等の間で結合が起こり、熱的に安定な化合物を生成するからである。特に、Ｃｒ、Ｍｏ及びＷは融点が高く、価数を変えやすく、上記金属との間で、熱的に安定な化合物を生成しやすいため優れた材料である。
【０１９０】
第１界面層の膜厚は０．５ｎｍ以上であればその効果を発揮する。しかしながら、第１界面層の膜厚が２ｎｍより薄い場合、第１保護層の形成材料が第１界面層通過して記録層に溶け込み、多数回書換え後の再生信号品質を劣化させる場合がある。それゆえ、第１界面層の膜厚は２ｎｍ以上であることが望ましい。また、第１界面層の膜厚が１０ｎｍより厚くなると、光学的に悪影響を与えるため、反射率低下、信号振幅低下等の弊害がある。従って、第１界面層の膜厚は２ｎｍ〜１０ｎｍが望ましい。
【０１９１】
（記録層）
記録層の形成材料については、すでに実施例等で詳細に説明しているが、情報記録媒体で使用される記録層材料をまとめると、以下に示す組成系の相変化材料となる。本発明では、記録層中のＢｉ、Ｇｅ及びＴｅ以外の元素の含有量を調節することにより対応可能な線速度範囲を調整することができる。
４元系記録層材料：Ｂｉ−Ｇｅ−Ｓｉ−Ｔｅ，Ｂ−Ｂｉ−Ｇｅ−Ｔｅ，Ｂｉ−Ｇｅ−Ｓｎ−Ｔｅ，Ｂｉ−Ｇｅ−Ｐｂ−Ｔｅ
５元系記録層材料：Ｂ−Ｂｉ−Ｇｅ−Ｓｉ−Ｔｅ，Ｂｉ−Ｇｅ−Ｐｂ−Ｓｎ−Ｔｅ，Ｂｉ−Ｇｅ−Ｓｉ−Ｐｂ−Ｔｅ，Ｂｉ−Ｇｅ−Ｓｉ−Ｓｎ−Ｔｅ、Ｂ−Ｂｉ−Ｇｅ−Ｐｂ−Ｔｅ，Ｂ−Ｂｉ−Ｇｅ−Ｓｎ−Ｔｅ
６元系記録層材料：Ｂ−Ｂｉ−Ｇｅ−Ｐｂ−Ｓｎ−Ｔｅ，Ｂｉ−Ｇｅ−Ｐｂ−Ｓｉ−Ｓｎ−Ｔｅ，Ｂ−Ｂｉ−Ｇｅ−Ｓｉ−Ｓｎ−Ｔｅ，Ｂ−Ｂｉ−Ｇｅ−Ｐｂ−Ｓｉ−Ｔｅ，
７元系記録層材料：Ｂ−Ｂｉ−Ｇｅ−Ｐｂ−Ｓｉ−Ｓｎ−Ｔｅ
以上のような多元系の組成を適宜調整することにより、記録層材料の性能をよりきめ細かに制御することが可能となる。
【０１９２】
なお、本発明の情報記録媒体に使用される記録層材料の各構成元素が上述の実施例等で示した組成範囲の関係を維持していれば、たとえ、不純物が混入していたとしても、不純物の原子％が１％以内であれば、本発明の効果は失われない。
【０１９３】
また、本発明の情報記録媒体の構造では記録層の膜厚を５ｎｍ〜１５ｎｍに設定することが光学的に最適である。特に７ｎｍ〜１１ｎｍの膜厚で記録層を形成した場合、多数回書換え時の記録膜流動による再生信号劣化を抑制し、さらに光学的に変調度を最適化することができる。
【０１９４】
（第２界面層）
本発明の情報記録媒体の記録層に用いられる相変化材料の融点は６５０℃以上と高温であるため、第２保護層と記録層との間に熱的に極めて安定な第２界面層を設けることが望ましい。具体的には、第２界面層として、Ｃｒ２Ｏ３、Ｇｅ３Ｎ４、ＳｉＣ等の高融点酸化物、高融点窒化物、高融点炭化物が望ましい。これらの材料は熱的に安定であり、長期保存後も膜はがれによる劣化が発生しない。
【０１９５】
また、第２界面層にＢｉ、Ｓｎ、Ｐｂ等の記録層の結晶化を促進する材料が含有されていると、記録層の再結晶化を抑制する効果が得られるのでさらに望ましい。特に、Ｂｉ、Ｓｎ、ＰｂのＴｅ化物、酸化物、あるいは、Ｂｉ、Ｓｎ、ＰｂのＴｅ化物、酸化物と窒化ゲルマニウムとの混合物、あるいは、Ｂｉ、Ｓｎ、ＰｂのＴｅ化物、酸化物と遷移金属酸化物、遷移金属窒化物との混合物が望ましい。遷移金属は価数を容易に変化させるため、たとえＢｉ、Ｓｎ、Ｐｂ、Ｔｅ等の元素が遊離しても、上記遷移金属が価数を変え、遷移金属とＢｉ、Ｓｎ、Ｐｂ、Ｔｅの間で結合が起こり、熱的に安定な化合物を生成するからである。特に、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｗは融点が高く、価数を変えやすく、上記金属との間で熱的に安定な化合物を生成しやすいため優れた材料である。
【０１９６】
第２界面層の膜厚は０．５ｎｍ以上であれば上記効果を発揮する。しかしながら、その膜厚が１ｎｍより薄くなると、第２保護層の形成材料が第２界面層を通過して記録層に溶け込み、多数回書換え後の再生信号品質を劣化させる場合がある。それゆえ、第２界面層の膜厚は１ｎｍ以上であることが望ましい。また、第２界面層の膜厚が５ｎｍより厚くなると、光学的に悪影響を与えるため、反射率低下、信号振幅低下等の弊害がある。従って、第２界面層の膜厚は１ｎｍ〜５ｎｍが望ましい。
【０１９７】
（第２保護層）
第２保護層は光を吸収しない材料で形成され、特に金属の酸化物、炭化物、窒化物、硫化物、セレン化物を含有することが望ましい。また、第２保護層の熱伝導率は少なくとも２Ｗ／ｍｋ以下であることが望ましい。特に、ＺｎＳ−ＳｉＯ２系の化合物は熱伝導率が低いので第２保護層として最適である。さらに、ＳｎＯ２、あるいは、ＳｎＯ２にＺｎＳ，ＣｄＳ、ＳｎＳ、ＧｅＳ，ＰｂＳ等の硫化物を添加した材料、あるいは、ＳｎＯ２にＣｒ２Ｏ３、Ｍｏ３Ｏ４等の遷移金属酸化物を添加した材料は、熱伝導率が低いだけでなく、ＺｎＳ−ＳｉＯ２系材料よりも熱的に安定であるため、第２界面層の膜厚が１ｎｍ未満となった場合においても、記録層への第２界面層の形成材料の溶け込みが発生しないため、特に第２保護層として優れた特性を示す。
【０１９８】
また、情報記録媒体が第２保護層と熱拡散層との間に吸収率制御層を備え、光ビームの波長が４０５ｎｍ程度の場合、記録層と吸収率制御層との間の光学干渉を有効に利用するためには、第２保護層の最適膜厚は２５ｎｍ〜６０ｎｍである。
【０１９９】
（熱拡散層）
熱拡散層の形成材料としては、高反射率、高熱伝導率の金属あるいは合金が望ましく、Ａｌ、Ｃｕ、Ａｇ、Ａｕ、Ｐｔ、Ｐｄの総含有量が９０原子％以上である材料が望ましい。また、熱拡散層の形成材料としてＣｒ、Ｍｏ、Ｗ等の高融点で硬度の大きい材料及びこれらの材料の合金もまた望ましく、これらの材料を用いると、多数回書換え時の記録層材料の流動による劣化を防止することができる。
【０２００】
具体的には、特に、Ａｌを９５原子％以上含有する材料で熱拡散層を形成した情報記録媒体では、廉価であり、高ＣＮＲ、高記録感度及び多数回書換え耐性が優れるといった効果だけでなく、クロスイレーズ低減効果が極めて大きくなるという効果が得られる。また、上記熱拡散層がＡｌを９５原子％以上含有する材料で形成されている場合、廉価でしかも耐食性に優れた情報記録媒体を実現することができる。Ａｌに対する添加元素としてはＣｏ、Ｔｉ、Ｃｒ、Ｎｉ、Ｍｇ、Ｓｉ、Ｖ、Ｃａ、Ｆｅ、Ｚｎ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｒｈ、Ｓｎ、Ｓｂ、Ｔｅ、Ｔａ、Ｗ、Ｉｒ、Ｐｂ、Ｂ、Ｃ等が耐食性の点において優れているが、添加元素にＣｏ、Ｃｒ、Ｔｉ、Ｎｉ、Ｆｅを用いた場合、特に耐食性向上に大きな効果がある。
【０２０１】
熱拡散層の膜厚は、３０ｎｍ〜１００ｎｍであることが望ましい。熱拡散層の膜厚が３０ｎｍより薄い場合、記録層において発生した熱が拡散し難くなるため、特に青色レーザーで１０００回程度書換えた際に、記録層が劣化し易くなり、また、クロスイレーズが発生し易くなる恐れがある。また、熱拡散層の膜厚が３０ｎｍより薄い場合、光を透過してしまうため熱拡散層として使用することが困難になり再生信号振幅が低下する恐れがある。また、熱拡散層の膜厚は１００ｎｍより厚くなると、情報書換え時に記録層に与えられた熱が拡散しやすくなるため、記録層が結晶化温度以上に保持される時間が短くなり、記録マークを充分に結晶化することができなくなる恐れがある。さらに、熱拡散層の膜厚は２００ｎｍ以上となると、生産性が悪くなり、また、熱拡散層の内部応力により、基板のそり等が発生し、情報の記録再生を正確に行うことができなくなる恐れがある。また、熱拡散層の膜厚は、３０ｎｍ〜９０ｎｍであれば、耐食性、生産性の点で優れており、さらに望ましい。
【０２０２】
また、情報記録媒体が第２保護層と熱拡散層との間に吸収率制御層を備え、吸収率制御層に含まれる金属元素と熱拡散層に含まれる金属元素が同じ場合、生産上は大きな利点がある。この場合、同一ターゲットを用いて吸収率制御層と熱拡散層の２層の層を製膜することができる。すなわち、吸収率制御層製膜時にはＡｒ−Ｏ２混合ガス、Ａｒ−Ｎ２混合ガス等の混合ガスによりスパッタリングして、スパッタリング中に金属元素と酸素、あるいは窒素を反応させることにより適当な屈折率の吸収率制御層を形成し、熱拡散層の製膜時にはＡｒガスによりスパッタリングし熱伝導率が高い金属の熱拡散層を形成することができる。
【産業上の利用可能性】
【０２０３】
上述のように、本発明の情報記録媒体では、Ｂｉ、Ｇｅ及びＴｅを含む相変化材料のＧｅの一部を実施例１〜５で示した置換元素ＭＡ及び／又はＭＢで置換した材料で記録層を形成することにより、青色レーザーで情報記録をしても、記録データの信頼性が高く、データの繰返し記録に対する耐久性が向上し、高速記録が可能になり、且つ、対応可能な記録線速の範囲が広い情報記録媒体が提供される。
【図面の簡単な説明】
【０２０４】
【図１】図１は、実施例１で作製した相変化記録方式の光ディスクの概略断面図である。
【図２】図２は、実施例１で作製した光ディスクの評価に用いた記録再生装置の概略構成図である。
【図３】図３は、Ｂｉ−Ｇｅ−Ｔｅ系相変化材料の三角組成図であり、本発明の記録層に用いるＢｉ−Ｇｅ−Ｔｅ系相変化材料の最適な組成範囲を示した図である。
【符号の説明】
【０２０５】
１  基板
２  第１保護層
３  第１界面層
４  記録層
５  第２界面層
６  第２保護層
７  熱拡散層
８  紫外線硬化樹脂層
１０  光ディスク
【図１】
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【図２】
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【図３】
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