(57)【要約】【課題】  本発明は、膜面入射型の光記録媒体であって、保護層の熱伝導率を向上させることによって、再生劣化を抑制するとともに、短波長のレーザー光および高開口数の対物レンズを使用して記録を行う場合においても低速記録から高速記録まで広範な記録線速度で実施可能な光記録媒体を提供することを主目的とする。【解決手段】  本発明は、基板上に反射層と保護層と相変化記録層とがこの順に設けられ、上記相変化記録層に対して上記基板側とは反対側から上記相変化記録層にレーザー光を入射することにより情報の記録及び再生を行う光記録媒体であって、上記相変化記録層が、Ｓｂ及びＴｅを含有し、Ｓｂ／Ｔｅ比が、２．３以上、４以下であり、上記保護層中に、金属酸硫化物及び／又は金属窒化物が２５ｍｏｌ％以上含有されることを特徴とする光記録媒体を提供することにより上記目的を達成するものである。【選択図】  無し【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に反射層と保護層と相変化記録層とがこの順に設けられ、前記相変化記録層に対して前記基板側とは反対側から前記相変化記録層にレーザー光を入射することにより情報の記録及び再生を行う光記録媒体であって、
前記相変化記録層が、Ｓｂ及びＴｅを含有し、Ｓｂ／Ｔｅ比が、２．３以上、４以下であり、前記保護層中に、金属酸硫化物及び／又は金属窒化物が２５ｍｏｌ％以上含有されることを特徴とする光記録媒体。
【請求項２】
前記相変化記録層が、
（（ＳｂｘＴｅ１−ｘ）１−ｙＭ１ｙ）１−ｚＭ２ｚ
（ただし、０．７≦ｘ≦０．８、０．０１≦ｙ≦０．１、０．０３≦ｚ≦０．１２、Ｍ１は、Ｂｉ、Ｓｎ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｔｉ、Ｎ、Ｏ、及び希土類元素からなる群から選ばれる少なくとも１つであり、Ｍ２は、Ｇｅ、Ｇａ、Ｉｎ、Ｚｎ及びＡｇからなる群から選ばれる少なくとも１つである。）
の組成を主成分とすることを特徴とする請求項１に記載の光記録媒体。
【請求項３】
前記Ｍ２が、Ｇｅ及びＩｎである請求項２に記載の光記録媒体。
【請求項４】
Ｇｅの含有量／Ｉｎの含有量が、０．２以上、１．７以下である請求項３に記載の光記録媒体。
【請求項５】
前記Ｍ１がＳｎである請求項２から請求項４までのいずれかの請求項に記載の光記録媒体。
【請求項６】
前記保護層が２以上の層からなり、前記２以上の層のうち１層以上を金属酸硫化物及び／又は金属窒化物からなる層とし、前記金属酸硫化物及び／又は金属窒化物からなる層の膜厚の合計値が、前記保護層全体の膜厚の４０％以上であることを特徴とする請求項１から請求項５までのいずれかの請求項に記載の光記録媒体。
【請求項７】
前記金属酸硫化物がイットリウムの酸硫化物であり、前記金属窒化物がゲルマニウムの窒化物である請求項１から請求項６までのいずれかの請求項に記載の光記録媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光記録媒体に関し、特に膜面入射型の光記録媒体において広範な記録線速度で記録可能な光記録媒体に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般にレーザー光などの光の照射による情報の記録、再生、消去可能な光記録媒体の一つとして、結晶―非晶質間の相転移を利用する相変化型の光記録媒体が知られている。この相変化型光記録媒体の構造は、図１に示すように多層構造をとるものが通常である。すなわち、レーザー光１００の入射側に位置する、凹凸形状を有する基板１上に、通常ＺｎＳ及びＳｉＯ２の混合物などの誘電体材料からなる保護層２、４で挟み込まれた相変化材料からなる相変化記録層３（本明細書においては、相変化記録層を単に記録層という場合がある。）を形成する。さらに、保護層４の上には、熱拡散層としての働きをするＡｕ、Ａｌ、Ａｇ等を主成分とする反射層５を形成する。反射層５の上には、紫外線硬化樹脂などからなるオーバーコート層６が設けられている。記録層３の代表的な材料系としては、金属間化合物近傍組成のＧｅ２Ｓｂ２Ｔｅ５系や、Ｓｂ−Ｓｂ２Ｔｅ３の共晶点Ｓｂ７０Ｔｅ３０近傍組成を主成分とする系がある。
【０００３】
この相変化型光記録媒体の記録原理は次の通りである。
まず、成膜後の上記記録層は非晶質状態にあるため、相変化型光記録媒体の反射率が低い。このため、記録層を成膜後、相変化型光記録媒体にレーザー光等の集束光を照射して上記記録層を加熱することにより、記録層全面を結晶化する工程を行って、相変化型光記録媒体の記録層全面を高い反射率とする（本明細書においては、この工程を初期結晶化という場合がある。）。
そして、この初期結晶化した相変化型光記録媒体にレーザー光を局所的に照射して、記録層を溶融・急冷し非晶質状態に変化させる。この相変化にともなって記録層の光学的性質が変化し、これにより情報が記録される。
情報の再生は、記録時より弱いレーザー光を照射して、結晶状態と非晶質状態の光学的性質の差を反射率差として検出する。
情報の書き換えは、結晶化を引き起こす低エネルギーの消去パワーの上に重畳した記録ピークパワーを有するレーザー光を光記録媒体に照射して、記録層に存在している記録マークを新しい記録マークに直接書き換えることによって行う。
【０００４】
近年、長時間の動画等の大容量データを記録・再生するために光記録媒体を用いるべく、従来と比較して、さらなる高速記録が可能で、さらなる多数回の繰り返しの書き換えが可能であり、かつさらなる情報の高密度化が可能となるような高性能な光記録媒体の開発が望まれている。
【０００５】
特に、光記録媒体の高密度化を達成するために、波長４０５ｎｍの青色レーザーを用い、かつ開口数ＮＡが０．８５といった開口数ＮＡの大きい対物レンズを用いて、直径１２ｃｍのＣＤサイズに２０ＧＢ以上の情報を記録することが可能な光記録媒体が提案されている（非特許文献１）。この光記録媒体では、波長が短くなり、対物レンズの開口数も従来と比較して大きくなっているため、光記録媒体の傾き（チルト）に対するマージンを保つ必要がある。このため、この光記録媒体は、図１に示すような従来の基板面入射型の層構成ではなく、図２に示すように、基板１と記録層３との間に反射層５を設け、記録層３の基板１側の面とは反対側の面から上記相変化記録層にレーザー光１００を入射することにより記録及び再生を行うものとなっている。このような光記録媒体を一般に「膜面入射型の光記録媒体」という。なお、通常記録層３の両側には保護層２および保護層４が配置され、基板１と反対側の最表面には光透過層９が設けられている。
【０００６】
上記青色レーザー及び開口数ＮＡの大きい対物レンズを用いて記録を行う膜面入射型の光記録媒体としては、記録層にＳｂ７０Ｔｅ３０の共晶点よりも過剰にＳｂを含有させたＳｂ８２Ｔｅ１８を中心とする（Ｓｂ０．８２Ｔｅ０．１８）０．９３（Ｉｎ０．１４Ｇｅ０．８６）０．０７組成を記録層に用いた光記録媒体について報告がある（特許文献１）。特許文献１においてＳｂ７０Ｔｅ３０の共晶点よりも過剰にＳｂを含有させたＳｂ８２Ｔｅ１８を中心とする上記組成を用いているのは、記録層の結晶化速度を高めるためである（特許文献２）。実際に、特許文献１においては、１１．４ｍ／ｓ以上の記録線速度で光記録媒体の消去率を測定している。
【０００７】
【非特許文献１】Ｊｐｎ．Ｊ．Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｖｏｌ．３９（２０００）ｐｐ．７５６−７６１，Ｐａｒｔ１，Ｎｏ２Ｂ，Ｆｅｂ．２０００
【特許文献１】特開２００２−１７２８６０号公報（実施例）
【特許文献２】特開２００１−２２９５３７号公報（例えば、００３１段落）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上記の通り、Ｓｂ７０Ｔｅ３０の共晶点よりも過剰にＳｂを含有させる組成を用いて記録層の結晶化速度を高速化し、これにより高速記録を行うことは重要である。
ところで、光記録媒体が従来の低速領域の記録線速度においても記録再生できるようにすることも重要である。なぜなら、光記録媒体は、高速記録可能なドライブだけでなく、既に市販されている低速記録用のドライブにおいても記録再生できる（互換可能である）ことが望まれるからである。
【０００９】
しかしながら、本発明者の検討によれば、青色レーザー・高開口数を用いた対物レンズで記録を行う膜面入射型光記録媒体において、Ｓｂ７０Ｔｅ３０の共晶点よりも過剰にＳｂを含有させた組成を記録層に用いると、低速領域（例えば、１倍速：５．２３ｍ／ｓｅｃ）においては、記録感度が低下する上、再生光劣化（記録した信号を繰り返し再生した場合の劣化度合い）が悪化して実使用可能な光記録媒体とならないことが判明した。
従って、本発明の課題は、従来用いられている低速記録か、今後用いられるであろう高速記録までの広範な記録線速度において、実使用可能な膜面入射型光記録媒体を得ることにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明者は、上記課題に鑑みて鋭意検討した結果、膜面入射型光記録媒体の記録層において、従来の考え方のように、Ｓｂ７０Ｔｅ３０の共晶点よりも過剰にＳｂを含有させるのではなく、むしろＳｂ７０Ｔｅ３０付近の組成を用いても、低速から高速まで記録感度を十分にできることを見出した。さらに、保護層に金属酸硫化物や金属窒化物等の熱伝導率の高い材料を用いることにより再生光劣化を抑制することができることを見出した。そして、これら記録層及び保護層を組み合わせて用いることで、従来用いられている低速記録から、今後用いられるであろう高速記録までの広範な記録線速度において、特に青色レーザー・高開口数を用いた対物レンズで記録を行う場合に、実使用可能な膜面入射型光記録媒体を得ることができることを見出し、本発明を完成した。
【００１１】
すなわち、本発明は、基板上に反射層と保護層と相変化記録層とがこの順に設けられ、上記相変化記録層に対して上記基板側とは反対側から上記相変化記録層にレーザー光を入射することにより情報の記録及び再生を行う光記録媒体であって、上記相変化記録層が、Ｓｂ及びＴｅを含有し、Ｓｂ／Ｔｅ比が、２．３以上、４以下であり、上記保護層中に、金属酸硫化物及び／又は金属窒化物が２５ｍｏｌ％以上含有されることを特徴とする光記録媒体を提供するものである。
【００１２】
本発明の光記録媒体は、上記組成を有する相変化記録層と、上記保護層とを組み合わせることにより、上記相変化記録層組成においてＳｂ７０Ｔｅ３０付近の組成を用い、短波長のレーザー光および高開口数の対物レンズで記録を行う場合においても、低速記録から高速記録まで広範な記録線速度で実使用可能な光記録媒体を得ることが可能となる。
【００１３】
上記発明においては、上記相変化記録層が、
（（ＳｂｘＴｅ１−ｘ）１−ｙＭ１ｙ）１−ｚＭ２ｚ
（ただし、０・７０≦ｘ≦０．８０、０．０１≦ｙ≦０．１０、０．０３≦ｚ≦０．１２、Ｍ１は、Ｂｉ、Ｓｎ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｔｉ、Ｎ、Ｏ、及び希土類元素からなる群から選ばれる少なくとも１つであり、Ｍ２は、Ｇｅ、Ｇａ、Ｉｎ、Ｚｎ及びＡｇからなる群から選ばれる少なくとも１つである。）
の組成を主成分とすることが好ましい。この場合、上記Ｍ１は結晶化速度を向上させることに寄与する成分であり、上記Ｍ２は結晶化温度を高くし、アモルファスマークの熱的安定性を向上させることに寄与する成分である。
【００１４】
また、上記発明においては、上記Ｍ２がＧｅ及びＩｎであることが好ましい。本発明によれば、上記Ｍ２は結晶化温度を高くする効果を有するものであるが、なかでも、Ｇｅ及びＩｎは、その効果がより高いからである。
【００１５】
また、上記発明においては、Ｇｅの含有量／Ｉｎの含有量が、０．２以上、１．７以下であることが好ましい。本発明によれば、上記Ｇｅの含有量／Ｉｎの含有量を上記範囲内に制御することにより、顕著に結晶化速度を低下させることなく、結晶化温度を良好に確保することができるからである。
【００１６】
また、上記発明においては、上記Ｍ１がＳｎであることが好ましい。本発明によれば、上記Ｍ１は結晶化速度を向上させるものであるが、なかでも、Ｓｎはアモルファスマークの熱的安定性や初期化マージンを損なわず、結晶状態とアモルファス状態の反射率差を減少させないものだからである。
【００１７】
また、上記発明においては、上記保護層が２以上の層からなり、上記２以上の層のうち１層以上を金属酸硫化物及び／又は金属窒化物からなる層とし、上記金属酸硫化物及び／又は金属窒化物からなる層の膜厚の合計値が、上記保護層全体の膜厚の４０％以上であることが好ましい。本発明によれば、上記保護層膜厚を上記範囲内に制御することにより、保護層の熱伝導率を良好に確保することができる。
【００１８】
また、上記発明においては、上記金属酸硫化物がイットリウムの酸硫化物であり、上記金属窒化物がゲルマニウムの窒化物であることが好ましい。本発明によれば、上記金属酸硫化物がイットリウムの酸硫化物の場合、熱化学的に安定であるという利点を有し、上記金属窒化物がゲルマニウムの窒化物である場合、記録層に対する飛散防止効果が高いという利点を有する。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、従来用いられている低速記録から、今後用いられるであろう高速記録までの広範な記録線速度において、実使用可能な膜面入射型光記録媒体を得ることができるといった効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、本発明の光記録媒体について詳細に説明するが、本発明は以下の実施の形態に限定されるものではなく、その要旨の範囲内で種々変形して実施することができる。
【００２１】
本発明の記録媒体は、基板上に反射層と保護層と相変化記録層とがこの順に設けられ、上記相変化記録層に対して上記基板側とは反対側から上記相変化記録層にレーザー光を入射することにより情報の記録及び再生を行う光記録媒体であって、上記相変化記録層が、Ｓｂ及びＴｅを含有し、Ｓｂ／Ｔｅ比が、２．３以上、４以下であり、上記保護層中に、金属酸硫化物及び／又は金属窒化物が２５ｍｏｌ％以上含有されることを特徴とするものである。
このように上記組成を有する相変化記録層と、上記保護層とを組み合わせることにより、上記相変化記録層組成においてＳｂ７０Ｔｅ３０付近の組成を用い、短波長のレーザー光および高開口数の対物レンズで記録を行う場合においても、低速記録から高速記録まで広範な記録線速度で実使用可能な光記録媒体を得ることが可能となる。
以下、このような光記録媒体について、各構成毎に詳細に説明する。
【００２２】
（１）保護層
本発明は、上述したように特有の組成を有す相変化記録層と、特有の化合物を有する保護層との組合せを有する点に特徴を有するものであり、まずその特徴の一つである保護層について説明する。
本発明に用いられる保護層は、記録層と反射層の間に位置し、金属酸硫化物及び／又は金属窒化物を含有するものであり、そしてこの金属酸硫化物及び／又は金属窒化物の含有量を２５ｍｏｌ％以上とする点に特徴を有する。
【００２３】
このように、本発明においては、保護層中における金属酸硫化物及び／又は金属窒化物の含有量を２５ｍｏｌ％以上とするものであるが、保護層が２以上の層で構成されている場合においても保護層全体で考えたときに、金属酸硫化物及び／又は金属窒化物の含有量が２５ｍｏｌ％以上となっていればよい。したがって、保護層の層構成等に特に制限はなく、保護層全体として金属酸硫化物及び／又は金属窒化物の含有量が２５ｍｏｌ％以上となっていればよいのである。
【００２４】
例えば、保護層を一層構造として、この保護層中の金属酸硫化物及び／又は金属窒化物の含有量を２５ｍｏｌ％以上してもよい。また、保護層を２以上の層で構成し、各層それぞれにおける金属酸硫化物及び／又は金属窒化物の含有量の合計値が、保護層全体に対して２５ｍｏｌ％以上とするようにしてもよい。さらに、保護層を２以上の層で構成し、この２以上の層のうちの１層以上を金属酸硫化物及び／又は金属窒化物からなる層とし、この１層以上の金属酸硫化物及び／又は金属窒化物からなる層に含有される金属酸硫化物及び／又は金属窒化物の含有量が、保護層全体に対して２５ｍｏｌ％以上とするようにしてもよい。
【００２５】
このような、本発明に用いられる保護層の膜厚は、通常、１ｎｍ以上、好ましくは３ｎｍ以上、より好ましくは５ｎｍ以上とする。一方、保護層の膜厚は、通常１００ｎｍ以下、好ましくは５０ｎｍ以下、より好ましくは２５ｎｍ、更に好ましくは１５ｎｍ以下とする。
【００２６】
ここで、保護層を２以上の層で構成し、この２以上の層の１層以上を金属酸硫化物及び／又は金属窒化物からなる層とする場合には、上記金属酸硫化物及び／又は金属窒化物からなる層の膜厚が、保護層の膜厚の４０％以上であることが好ましく、より好ましくは５０％以上、さらに好ましくは６０％以上である。一方、保護層全体の膜厚に対する金属酸硫化物及び／又は金属窒化物からなる層の膜厚の割合は、高ければ高いほど好ましいが、通常は９５％以下、好ましくは９０％以下とする。金属酸硫化物及び／又は金属窒化物からなる層の膜厚を上記範囲に制御することにより、保護層の熱伝導率を良好に確保することができるようになる。
【００２７】
なお、保護層を２以上の層で構成し、この２以上の層の１層以上を金属酸硫化物及び／又は金属窒化物からなる層とする場合には、保護層を、金属酸硫化物からなる層と金属窒化物からなる層との２層構造としてもよいし、金属酸硫化物からなる層、金属窒化物からなる層、及び他の保護層材料からなる層の３層構造としてもよいこともいうまでもない。
【００２８】
本発明に用いられる保護層は、上述したように、金属酸硫化物を含有する点および／または金属窒化物を含有する点に特徴を有するものである。すなわち、保護層の構成としては、金属酸硫化物および金属窒化物を含有する保護層を有する態様、金属酸硫化物を含有する保護層を有する態様、金属窒化物を含有する保護層を有する態様、金属酸硫化物を含有する保護層と金属窒化物を含有する保護層とを有する態様等を挙げることができる。
【００２９】
以下、このような保護層について、金属酸硫化物を含有する保護層と金属窒化物を含有する保護層とに分けて説明するが、これらの説明は、上述した金属酸硫化物と金属窒化物とを併用する態様等のその他の態様についても同様に適用されるので、他の態様についての説明は省略する。
【００３０】
（３−１）金属酸硫化物を含有する保護層
まず、金属酸硫化物を含有する保護層について説明する。本発明においては、保護層に金属酸硫化物を含有する場合、この構成元素が、金属酸硫化物の形態を維持して存在することが好ましい。
本発明においては、特定の組成を有する記録層と反射層の間に所定量以上の金属酸硫化物を含有する保護層を設けることにより、再生光劣化が改善されるようになる。この理由は、未だ明確ではないが、金属酸硫化物を所定量以上含有させることによって保護層の熱伝導性が高くなることに関係していると考えられる。すなわち、本発明における保護層は、従来から一般的に使用されているＺｎＳ−ＳｉＯ2膜に代表されるようなＺｎＳを主成分とする（通常ＺｎＳ含有量８０ｍｏｌ％程度）複合誘電体を用いる保護層と比較し、熱伝導率が高い。一方、屈折率は、組成比にもよるものの、通常１．７〜２．４程度であり、ＺｎＳを主成分とする（通常ＺｎＳ含有量８０ｍｏｌ％程度）複合誘電体を用いる保護層とほぼ同等になる。
【００３１】
そして、本発明の層構成においては、記録層が吸収した光のエネルギーによって生じた熱は、層構成の中で最も熱伝導率の高い反射層側に主に流れることになる。したがって、記録層と反射層の間に位置する金属酸硫化物を用いた保護層の熱伝導率が高いため、記録層に記録された信号を再生する場合においても記録層の温度上昇が抑制されるようになる。このため、再生を繰り返し行った場合においても記録信号品質の劣化が抑制されるようになる。また、保護層の熱伝導率が高いと、記録層の熱膨張による変形は小さくなると考える。このため、保護層の記録層に接している界面領域と記録層から離れた保護層の領域との温度差、または、マーク形成領域とその周囲の領域との温度差をいち早く解消できる。その結果、温度差起因の膜剥離やクラックの発生が抑制されるようになる。
なお、金属酸硫化物を用いた保護層の上記効果により、再生光劣化のみならず、繰り返し記録した場合のオーバーライト特性も改良されるようになると考えられる。
【００３２】
さらに、記録時にレーザーパワーによって記録層が融点以上に昇温した後の冷却過程で、記録層が溶融された範囲の一部はアモルファスになり、記録層が溶融された範囲の残りの部分は再結晶化され結晶となるが、保護層の熱伝導率が高いと、再結晶化部分が小さくなる傾向にある。このため、所定の大きさのアモルファスを形成する場合、記録層を溶融する範囲を小さくすることができる。その結果、隣接トラックへの熱干渉を低く抑えることができ、記録時に隣接トラックのマークを消してしまう、いわゆるクロスイレーズの問題を改善できる。なお、熱伝導率は作成したディスクにおいて非晶質マークを形成する際に必要となるレーザーパワーの値から間接的に知ることができる。
【００３３】
このように、再生光劣化や繰り返しオーバーライト特性の面からは保護層の熱伝導率が高いことが好ましいものの、保護層の熱伝導率が大きいことは記録層の昇温に必要なレーザーパワーが大きくなることを意味する。このため、保護層の熱伝導率を上げることは、光記録媒体の記録感度を悪化させる原因となる。本発明においては、所定のＳｂ／Ｔｅ比を有するＳｂ７０Ｔｅ３０共晶点付近の組成を記録層に用いることによって、上記保護層を用いることによる記録感度の悪化の傾向を抑制することができる。
【００３４】
また、ＺｎＳ：ＳｉＯ2＝８０：２０（ｍｏｌ％）を用いた保護層のＪＩＳヌープ硬度が２８０程度であるのに対し、金属酸硫化物として例えばＹ2Ｏ2Ｓを用いた保護層ＡのＪＩＳヌープ硬度は５２０程度である。このように、高い硬度を有する保護層は、記録層の変形を防止する上で重要である。
硬度が低い場合は、記録・消去に伴う記録層の体積変化、すなわち、非晶質−結晶間での体積差に起因する変形を適切に抑えることが難しく、オーバーライト回数に伴い蓄積され、やがては信号強度の低下をもたらす。
【００３５】
金属酸硫化物に使用する金属元素としては、Ｓｃ、イットリウム、及びＬａやＣｅといったランタノイド元素、等の希土類金属元素；Ｔｉ等の遷移金属元素；などが挙げられる。これらの中では、希土類金属元素が好ましく、イットリウム及びＬａ、Ｃｅ、Ｎｄ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙから成る群から選択される希土類金属元素がさらに好ましく、なかでもイットリウム、Ｃｅが特に好ましい。イットリウムの酸硫化物（Ｙ２Ｏ２Ｓ）は、１０００℃程度までＹ2Ｏ3やＹ2Ｓ3より熱化学的に安定であるので、最も好ましい元素はイットリウムである。
【００３６】
本発明においては、保護層の熱伝導率等の確保を目的として、保護層中の金属酸硫化物の含有量を２５ｍｏｌ％以上とする。保護層中での金属酸硫化物の含有量は、好ましくは３０ｍｏｌ％以上、より好ましくは４０ｍｏｌ％以上、さらに好ましくは５０ｍｏｌ％以上とする。金属酸硫化物の含有量が少なすぎると、オーバーライト特性等が不十分となることがある。一方、繰り返しオーバーライト特性等の観点からは、金属酸硫化物の保護層中の含有量多ければ多いほど好ましいが、不純物等の影響もあるため、保護層中での金属酸硫化物の含有量は、通常、９７ｍｏｌ％以下となる。
【００３７】
ここで、保護層中の金属酸硫化物の含有量の算出例を以下に示す。尚、この求め方は、後述する金属窒化物の含有量を求める際にも用いることができる。
第一の例として、保護層が２層構造である場合について説明する。ここで、２層構造の第１層の膜厚をαとし、第２層の膜厚をβとする。さらに、第１層は化合物ＡｘＢ（１−ｘ）で構成され、第２層は化合物ＣｙＤ（１−ｙ）で構成されているものとし、この場合における保護層全体に対する各化合物のｍｏｌ％を以下のように算出する。
【００３８】
まず、化合物ＡｘＢ（１−ｘ）の第１層中における単位面積当たりの物質量ａｂを以下の式から求める。
ａｂ＝α×（Ａの密度×ｘ＋Ｂの密度×（１−ｘ））／（Ａの原子量×ｘ＋Ｂの原子量×（１−ｘ））
続いて、同様に化合物ＣｙＤ（１−ｙ）の第２層中における単位面積当たりにおける物質量ｃｄを以下の式から求める。
ｃｄ＝β×（Ｃの密度×ｙ＋Ｄの密度×（１−ｙ））／（Ｃの原子量×ｙ＋Ｄの原子量×（１−ｙ））
【００３９】
ａｂおよびｃｄの値より、
保護層全体に対する化合物ＡｘＢ（１−ｘ）のｍｏｌ％＝ａｂ／（ａｂ＋ｃｄ）×１００、
保護層全体に対する化合物ＣｙＤ（１−ｙ）のｍｏｌ％＝ｃｄ／（ａｂ＋ｃｄ）×１００
となる。
なお、原子量は周期律表に記載の値を用いることとする。また、本発明において用いる元素の密度のデータの一例を以下に示す。以下に示す密度のデータは理科年表（文部科学省国立天文台編、丸善株式会社、平成１５年１１月３０日発行）から抜粋したものである。
【００４０】
【表１】
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【００４１】
次に第二の例として、保護層が２種類の化合物を混合した単層膜で構成される場合について説明する。ここで、この単層膜が化合物ＡｘＢ（１−ｘ）（γｗｔ％）と、化合物ＣｙＤ（１−ｙ）（（１００−γ）ｗｔ％）とで構成されているとする。この場合における保護層全体に対する各化合物のｍｏｌ％を以下のように算出する。
【００４２】
まず、保護層における化合物ＡｘＢ（１−ｘ）の単位面積当たりの物質量ａｂを以下の式から求める。
ａｂ＝（γ／１００）×（Ａの密度×ｘ＋Ｂの密度×（１−ｘ））／（Ａの原子量×ｘ＋Ｂの原子量×（１−ｘ））
続いて、同様に保護層における化合物ＣｙＤ（１−ｙ）の単位面積当たりの物質量ｃｄを以下の式から求める。
ｃｄ＝（（１−γ）／１００）×（Ｃの密度×ｙ＋Ｄの密度×（１−ｙ））／（Ｃの原子量×ｙ＋Ｄの原子量×（１−ｙ））
【００４３】
ａｂおよびｃｄの値より、
保護層全体に対する化合物ＡｘＢ（１−ｘ）のｍｏｌ％＝ａｂ／（ａｂ＋ｃｄ）×１００、
保護層全体に対する化合物ＣｙＤ（１−ｙ）のｍｏｌ％＝ｃｄ／（ａｂ＋ｃｄ）×１００
となる。
なお、原子量は周期律表に記載の値を、密度は例えば上記表−１の値を用いることとする。
【００４４】
最後に、具体例としてＹ２Ｏ２Ｓ（膜厚５ｎｍ）と、ＺｎＳ：ＳｉＯ２＝８０：２０（ａｔ％）（膜厚５ｎｍ）と、の２層で構成される保護層における、保護層全体に対するＹ２Ｏ２Ｓのｍｏｌ％を算出する。
まず、Ｙ２Ｏ２Ｓ（Ｙ：Ｏ：Ｓ＝０．４：０．４：０．２）の単位面積当たりの物質量Ｐを以下の式から求める。
Ｐ＝５×（４．４６９×０．４＋１．４２９×０．４＋２．０７×０．２）／（８８．９０５×０．４＋１５．９９９×０．４＋３２．０６４×０．２）＝０．２８６６
【００４５】
続いて、同様にＺｎＳ（Ｚｎ：Ｓ＝０．５：０．５）・ＳｉＯ２（Ｓｉ：Ｏ＝１／３：２／３）の単位面積当たりの物質量Ｑを以下の式から求める。
Ｑ＝５×（（７．１３３×０．５＋２．０７×０．５）×０．８＋（２．３３／３＋１．４２９×２／３）×０．２）／（（６５．３７×０．５＋３２．０６４×０．５）×０．８＋（２８．０８６／３＋１５．９９９×２／３）×０．２）＝０．４６８５
【００４６】
ＰおよびＱの値より、
保護層全体に対するＹ２Ｏ２Ｓのｍｏｌ％＝０．２８６６／（０．２８６６＋０．４６８５）×１００≒３８（％）
となる。
【００４７】
また、金属酸硫化物を構成する金属元素の保護層中の含有量は、通常１０原子％以上、好ましくは２０原子％以上、更に好ましくは２５原子％以上とする。金属酸硫化物の含有量が少なすぎると、オーバーライト特性が低下することがある。一方、繰り返しオーバーライト特性等の観点からは、金属酸硫化物の保護層中の含有量多ければ多いほど好ましいが、不純物等の影響もあるため、保護層中での金属酸硫化物の含有量は、通常、９７原子％以下となる。
【００４８】
また、保護層は、金属酸硫化物と他の材料と併用してもよい。他の材料としては、保護層に一般的に用いる材料ならば特に制限されない。例えば、一般的には透明性が高く高融点である金属や半導体の酸化物、硫化物、窒化物、炭化物やＣａ、Ｍｇ、及びＬｉ等のフッ化物等の誘電体を用いることができる。
この場合、これらの酸化物、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制御したり、混合して用いることも有効である。繰り返し記録特性を考慮すると誘電体の混合物が好ましい。
【００４９】
また、保護層に含有させる材料としては、通常、誘電体材料を挙げることができる。誘電体材料としては、例えば、Ｓｃ、Ｙ、Ｃｅ、Ｌａ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｚｎ、Ａｌ、Ｃｒ、Ｉｎ、Ｓｉ、及びＧｅ等の酸化物、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｗ、Ｚｎ、Ｂ、Ａｌ、Ｓｉ、Ｇｅ、及びＳｎ等の窒化物、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｗ、及びＳｉ等の炭化物、又はこれらの混合物を挙げることができる。また、誘電体材料としては、Ｚｎ、Ｙ、Ｃｄ、Ｇａ、Ｉｎ、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｓｎ、Ｐｂ、Ｓｂ、及びＢｉ等の硫化物、セレン化物もしくはテルル化物、Ｍｇ及びＣａ等のフッ化物、又はこれらの混合物を挙げることができる。
【００５０】
より具体的には、硫化亜鉛、酸化亜鉛、酸化ケイ素、窒化ケイ素、窒化アルミニウム、酸化アルミニウム、希土類酸化物、希土類硫化物、希土類フッ化物、及びフッ化マグネシウム等に代表される、金属又は半導体の酸化物、硫化物、窒化物、炭化物またはフッ化物を例示することができる。この中でも、特に好ましいのは、記録層との密着性に優れる、硫化亜鉛、酸化亜鉛等の亜鉛化合物である。より安定で高い耐久性を得ることができるからである。
【００５１】
金属酸硫化物以外に保護層に含有させる他の材料の含有量は、通常９９ｍｏｌ％以下、好ましくは９０ｍｏｌ％以下とする。一方、通常１ｍｏｌ％以上、好ましくは５ｍｏｌ％以上とする。
ただし、混合する材料の種類によって、適切な含有量は変化する。例えば、硫化亜鉛の場合は、その含有量は多量でも問題はなく、通常、２０ｍｏｌ％以上、好ましくは３０ｍｏｌ％以上、更に好ましくは５０ｍｏｌ％以上、最も好ましくは６０ｍｏｌ％以上とする。
一方、上記材料として酸化亜鉛を用いる場合、あまりに多い含有量は好ましくない傾向にあり、通常３０ｍｏｌ％以下、好ましくは２０ｍｏｌ％以下、更に好ましくは１０ｍｏｌ％以下とする。また、酸化亜鉛のモル含有量は、金属酸硫化物のモル含有量の半分以下であるのがより好ましい。
【００５２】
特に好ましい保護層組成として、Ｙ2Ｏ2ＳとＺｎＳとを含む混合組成を挙げることができる。この場合、特に優れたオーバーライト特性を得ることができる。この場合の、Ｙ2Ｏ2Ｓを１とした場合のＺｎＳのモル比は、通常０．０１以上、好ましくは０．０５以上、さらに好ましくは０．１以上であり、また通常１０以下、好ましくは７以下、さらに好ましくは５以下である。
なお、保護層中に金属状の亜鉛を存在させることも可能である。但し、上述の酸化亜鉛や硫化亜鉛の様な亜鉛化合物の形態で含有する方が好ましい。
【００５３】
本発明における保護層の純度（保護層中の金属酸硫化物の含有量、又は、金属酸硫化物と他の材料との混合物の含有量）は９０ｍｏｌ％以上が好ましい。純度は高いほど好ましいが、１０ｍｏｌ％を下回る量の不純物の保護層の特性に及ぼす影響は、無視できるほど小さい。特に、不純物が安定な化合物である場合には悪影響は小さいが、不純物が１０ｍｏｌ％を超えると膜の硬度や応力といった物性値が変わる可能性が高く保護層の特性が劣化する恐れがある。
【００５４】
金属酸硫化物を含有する保護層は、金属酸硫化物を含有するターゲットを使用してスパッタリング法によって成膜することによって形成することができる。通常は、上記保護層で好ましいとされた組成と略同一の組成範囲のターゲットを使用する。
すなわち、スパッタリング用のターゲットとして、金属酸硫化物を含有するものを使用することが好ましい。ターゲットに使用する金属酸硫化物の金属元素の種類は、保護層の組成に合わせて適宜選択される。
【００５５】
また、保護層が金属酸硫化物と他の保護層材料とを含有する場合、使用する他の誘電体の組成に対応させて、金属酸硫化物と上記他の誘電体との混合物のターゲットを使用することが出来る。また、金属酸硫化物のターゲットと上記他の誘電体のターゲットを別々に用意し、これらを同時にスパッタすることもできる。
ターゲット中における金属酸硫化物の含有量は、通常１０ｍｏｌ％以上、好ましくは３０ｍｏｌ％以上、より好ましくは５０ｍｏｌ％以上とする。ターゲット中における金属酸硫化物の含有量が過度に小さいと、金属酸硫化物がターゲット中で分解し、保護層Ａ中に金属酸硫化物を含有させることができなくなる場合がある。一方、ターゲット中における金属酸硫化物の含有量は、用いる上記他の保護層材料の含有量に応じて変化することとなる。但し、金属酸硫化物単体からなるターゲットを用いる場合には、ターゲット中の金属酸硫化物の含有量を通常１００ｍｏｌ％とする。
【００５６】
ターゲット中に金属酸硫化物が含有されているか否かは、ターゲットのＸ線回折を測定することによって確認することができる。
また、金属酸硫化物を含有するターゲットは、通常、金属酸硫化物の粉末又は、同一金属の酸化物と硫化物との混合粉末を用いて、ホットプレス法等の公知の方法で製造される。ここで用いる金属元素として好ましいのは、希土類金属元素である。
【００５７】
スパッタリング時の条件は、公知の条件を用いればよい。
保護層の組成の分析は、一般に、オージェ電子分光法（ＡＥＳ）、ラザーフォード・バック・スキャッタリング法（ＲＢＳ）、誘導結合高周波プラズマ分光法（ＩＣＰ）等を組み合わせて同定することができる。
【００５８】
（３−２）金属窒化物を含有する保護層
次に、金属窒化物を含有する保護層について説明する。本発明においては、金属窒化物を所定量以上含有する保護層を用いる。金属窒化物を含有する場合、この構成元素が、金属窒化物の形態を維持して存在することが好ましい。
本発明においては、特定の組成を有する記録層と反射層の間に金属窒化物を所定量以上含有する保護層を設けることにより、再生光劣化が改善されるようになる。この理由は、未だ明確ではないが、金属窒化物を所定量以上含有することによって保護層の熱伝導性が高くなることに関係していると考えられる。すなわち、本発明における保護層は、従来から一般的に使用されているＺｎＳ−ＳｉＯ2膜に代表される様に、ＺｎＳを主成分とする（通常ＺｎＳ含有量８０ｍｏｌ％程度）複合誘電体を用いる保護層と比較し、熱伝導率が高い。一方、屈折率は、組成比にもよるものの、通常１．７〜２．４程度であり、ＺｎＳを主成分とする（通常ＺｎＳ含有量８０ｍｏｌ％程度）複合誘電体を用いる保護層とほぼ同等になる。
【００５９】
そして、本発明の層構成においては、記録層が吸収した光のエネルギーによって生じた熱は、層構成の中で最も熱伝導率の高い反射層側に主に流れることになる。したがって、記録層と反射層の間に位置する金属窒化物の保護層の熱伝導率が高いため、記録層に記録された信号を再生する場合においても記録層の温度上昇が抑制されるようになる。このため、再生を繰り返し行った場合においても記録信号品質の劣化が抑制されるようになる。また、保護層の熱伝導率が高いと、記録層の熱膨張による変形は小さくなると考える。このため、保護層の記録層に接している界面領域と記録層から離れた保護層の領域との温度差、または、マーク形成領域とその周囲の領域との温度差をいち早く解消できる。その結果、温度差起因の膜剥離やクラックの発生が抑制されるようになる。
なお、金属窒化物を用いた保護層の上記効果により、再生光劣化のみならず、繰り返し記録した場合のオーバーライト特性も改良されるようになると考えられる。ここで、熱伝導率は作成したディスクにおいて非晶質マークを形成する際に必要となるレーザーパワーの値から間接的に知ることが出来る。
【００６０】
このように、再生光劣化や繰り返しオーバーライト特性の面からは保護層の熱伝導率が高いことが好ましいものの、保護層の熱伝導率が大きいことは記録層の昇温に必要なレーザーパワーが大きくなることを意味する。このため、保護層の熱伝導率を上げることは、光記録媒体の記録感度を悪化させる原因となる。本発明においては、所定のＳｂ／Ｔｅ比を有するＳｂ７０Ｔｅ３０共晶点付近の組成を記録層に用いることによって、上記保護層を用いることによる記録感度の悪化の傾向を抑制することができる。
【００６１】
金属窒化物に用いる金属としては、Ｓｉ、Ｇｅ、Ａｌ、Ｔｉ、Ｔａ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｓｂ、Ｓｎ、Ｎｂ、Ｙ、Ｚｒ、及びＨｆからなる群から選ばれる元素の少なくとも１つを用いることが好ましい。これら元素の窒化物は安定であるため、情報記録用媒体の保存安定性が向上する傾向となる。上記元素は複数用いることもできる。上記元素としてより好ましくは、より透明性が高く密着性に優れたＳｉ、Ｇｅ、Ａｌ、およびＣｒからなる群から選択される少なくとも一つの元素である。上記元素は複数用いることもできる。上記元素を複数用いた合金の窒化物とする場合は、Ｇｅを主成分とする合金の窒化物を用いることが好ましい。ここで、「Ｇｅを主成分とする」とは、合金中のＧｅの含有量を通常５０原子％以上、好ましくは７０原子％以上、より好ましくは８０原子％以上、特に好ましくは９０原子％以上、最も好ましくは９５原子％以上とすることをいう。
【００６２】
上記元素の種類を１つ用いる場合、上記元素と窒素とが形成する材料として、上記元素単体の窒化物を挙げることができる。より具体的には、Ｓｉ−Ｎ、Ｇｅ−Ｎ、Ｃｒ−Ｎ、Ａｌ−Ｎ等の近傍組成が挙げられるが、これらの中でも、記録層に対する拡散防止効果がより高いという観点からは、Ｓｉ−Ｎ（ケイ素の窒化物）、Ｇｅ−Ｎ（ゲルマニウムの窒化物）、Ａｌ−Ｎ（アルミの窒化物）を用いることが好ましく、Ｇｅ−Ｎ（ゲルマニウムの窒化物）を用いることがより好ましい。この場合、Ｇｅの一部を、Ｃｒ等で置換したＧｅを主成分とする合金の窒化物でも良い。ただし、その置換量は原子比にして、Ｇｅの５０％以下、より好ましくは３０％以下とすることが好ましい。
【００６３】
上記元素を２つ以上用いる場合、上記元素と窒素とが形成する材料として、上記元素の複合の窒化物を挙げることができる。このような化合物として代表的にＧｅ−Ｎを用いた例を示すと、Ｇｅ−Ｓｉ−Ｎ、Ｇｅ−Ｓｂ−Ｎ、Ｇｅ−Ｃｒ−Ｎ、Ｇｅ−Ａｌ−Ｎ、Ｇｅ−Ｍｏ−Ｎ、及びＧｅ−Ｔｉ−Ｎ等のように、Ｇｅと共に、Ａｌ、Ｂ、Ｂａ、Ｂｉ、Ｃ、Ｃａ、Ｃｅ、Ｃｒ、Ｄｙ、Ｅｕ、Ｇａ、Ｉｎ、Ｋ、Ｌａ、Ｍｏ、Ｎｂ、Ｎｉ、Ｐｂ、Ｐｄ、Ｓｉ、Ｓｂ、Ｓｎ、Ｔａ、Ｔｅ、Ｔｉ、Ｖ、Ｗ、Ｙｂ、Ｚｎ、及びＺｒ等を含有したものが挙げられる。これらの中でも理由は明らかではないが経験的には、Ｇｅ−Ｃｒ−Ｎ、Ｇｅ−Ａｌ−Ｎ、Ｇｅ−Ｍｏ−Ｎを用いることが好ましく、Ｇｅ−Ｃｒ−Ｎを用いることがより好ましい。
【００６４】
本発明においては、保護層の熱伝導率等の確保を目的として、保護層中の金属窒化物の含有量を２５ｍｏｌ％以上とする。保護層中での金属窒化物の含有量は、好ましくは３０ｍｏｌ％以上、より好ましくは４０ｍｏｌ％以上、さらに好ましくは５０ｍｏｌ％以上とする。金属窒化物の含有量が少なすぎると、オーバーライト特性が不十分となることがある。一方、繰り返しオーバーライト特性等の観点からは、金属窒化物の保護層中の含有量多ければ多いほど好ましいが、不純物等の影響もあるため、保護層中での金属窒化物の含有量は、通常、９７ｍｏｌ％以下となる。
なお、保護層中の金属窒化物の含有量は、上記金属酸硫化物で説明したものと同様の方法を用いて求めることができる。
【００６５】
また、保護層は、金属酸窒化物と他の材料と併用してもよい。金属窒化物の熱伝導率は金属酸硫化物の熱伝導率と比べても高く、金属窒化物を含有する保護層は、金属酸硫化物を含有する保護層と比較して、上述の記録感度低下の効果も大きい。したがって保護層に金属窒化物を用いる場合は相対的に熱伝導率の低い他の材料との併用が特に望ましい。最も望ましい形態は金属酸硫化物と金属窒化物の併用である。他の材料やその含有量としては、上記金属酸硫化物を含有する保護層で説明したものと同様のものを用いればよい。
本発明における保護層の純度（保護層Ａ中の金属窒化物の含有量、又は、金属窒化物と他の材料との混合物の含有量）は９０ｍｏｌ％以上が好ましい。純度は高いほど好ましいが、１０ｍｏｌ％を下回る量の不純物の保護層の特性に及ぼす影響は、無視できるほど小さい。特に、不純物が安定な化合物である場合には悪影響は小さいが、不純物が１０ｍｏｌ％を超えると膜の硬度や応力といった物性値が変わる可能性が高く保護層の特性が劣化する恐れがある。
【００６６】
金属窒化物を含有する保護層は、金属窒化物を含有するターゲットを使用してスパッタリング法によって成膜することによって形成することができる。また、単一金属又は合金ターゲットを使用して、真空チャンバーにＡｒならびに窒素を導入し反応性スパッタリングによって金属窒化物を形成することもできる。反応性スパッタリングを用いる場合は、窒素の流量を変えることで容易に屈折率を制御できる。さらに導電性のターゲットを用いることから、ＤＣ電源を用いることも可能である。ＲＦ電源を用いるよりもＤＣ電源を用いた反応性スパッタリングの方が膜の内部応力が低くなる傾向にある。
保護層の組成の分析は、一般に、オージェ電子分光法（ＡＥＳ）、ラザーフォード・バック・スキャッタリング法（ＲＢＳ）、誘導結合高周波プラズマ分光法（ＩＣＰ）等を組み合わせて同定することができる。
【００６７】
（２）相変化記録層
次に、本発明の光記録媒体におけるもう一つの特徴である相変化記録層について説明する。本発明に用いられる相変化記録層は、共晶点Ｓｂ０．７Ｔｅ０．３近傍組成のような組成とする。具体的には、相変化記録層が、Ｓｂ及びＴｅを含有し、Ｓｂ／Ｔｅ比の下限を、２．３以上、好ましくは２．７以上、特に好ましくは２．８以上とし、上限を、４以下、好ましくは３．３以下、特に好ましくは３．２以下となるようにする。
本発明においては、共晶点Ｓｂ０．７Ｔｅ０．３よりＳｂを過剰に含有させた組成を用い、結晶化速度を速くすることによって高速記録を行うという従来の考え方とは逆に、共晶点Ｓｂ０．７Ｔｅ０．３近傍組成を用いる。このような組成について具体的に以下に説明する。
【００６８】
本発明に用いられる相変化記録層の組成は、上述したようなＳｂ／Ｔｅ比を有することが好ましいが、特に以下の組成を有することが好ましい。
（（ＳｂｘＴｅ１−ｘ）１−ｙＭ１ｙ）１−ｚＭ２ｚ        （ｉ）
上述したように、本発明に用いられる相変化記録層の組成において、ＳｂおよびＴｅは必須であるが、さらにＭ１およびＭ２で示される添加元素がさらに加わったものが好ましいのである。
【００６９】
上記式（ｉ）で示される組成の材料は、相変化記録層全体のうち、通常５０原子％以上、好ましくは８０原子％以上、より好ましくは９０原子％以上、特に好ましくは９５原子％以上含有される。含有量が多ければ多いほど、本発明の効果が顕著に発揮されるようになるからである。なお、記録層の成膜時にＯやＮ等の他の成分が含有されたとしても数原子％から２０原子％の範囲内であれば、高速消去等の本発明の効果が確実に発揮される。
以下、このような相変化記録層の各成分について、それぞれ説明する。
【００７０】
（２−１）ＳｂおよびＴｅについて
本発明においては、ＳｂとＴｅとの組成比は、上述した通りであるが、これを式（ｉ）中のｘに換算すると、ｘの下限は、０．７以上であり、好ましくは０．７３以上、特に０．７４以上であることが好ましい。一方、ｘの上限は、０．８以下であり、好ましくは０．７７以下、特に０．７６以下であることが好ましい。
ｘの値が下限を下回った場合は、結晶化速度が著しく低下し、結晶化速度を高める目的で用いるＭ１元素を添加したとしても、１０ｍ／ｓｅｃ以上の高線速記録において十分な消去率を得ることが出来ない傾向となる。消去率の不足は、相変化記録層を用いる光記録媒体のひとつの特徴である、ダイレクトオーバーライト機能を損なうことを意味し、実用化することが困難となる。
【００７１】
ｘの値が上限を超えた場合は、５ｍ／ｓｅｃ程度の低線速記録において、記録感度が低下する傾向となる。このように記録感度が低下する理由としては、以下の二つの理由を挙げることができる。
すなわち、一つは融点が極小となる共晶点からＳｂを増やしていくと、融点が上昇し記録層を溶融するためにより多くのレーザーパワーが必要となることである。
【００７２】
もう一つは、記録時のピークパワーにより記録層が融点を超えて昇温され、その後冷却する過程で、溶融された領域の一部はアモルファスになりマーク（記録状態）となるが、残りの部分は再結晶化されて未記録状態に戻る。ここで、記録層を融点以上に昇温しうるレーザーのピークパワー照射時間を固定して考えると、ｘの値が大きければ大きい程、結晶化速度が速くなって再結晶化部分の面積が大きくなり（再結晶化しやすく）、所定の大きさのアモルファスマークを形成するためには、より大きな面積を融点以上に昇温させる必要が生じ、結果として低感度になる。
【００７３】
記録層の組成により光記録媒体が低感度化することは、記録のためにより多くのレーザーパワーを投入することを意味する。これは、当然ながら、熱的なダメージが大きくなることを意味し、繰り返し記録した場合のオーバーライト特性も悪化しやすくなる。また、より大きな面積を融点以上に昇温させることで当然、隣接トラックへの熱の干渉も大きくなり、記録時に隣接トラックに記録されたマークを消去してしまう、いわゆるクロスイレーズの問題も顕在化する傾向となる。
【００７４】
加えて、記録層が再結晶化しやすいことにより、次のような問題も生じてくる。アモルファスマークを形成するには、記録層を溶融した後、十分に冷却することが必要である。所定の大きさのアモルファスマークを形成する場合、記録層が再結晶化しやすければしやすいほど、冷却に必要な時間が長くなる。通常、相変化記録層を有する光記録媒体に記録を行う場合、レーサーのパルス列からなる記録波形を用いる。
ここで、１倍速、２倍速記録の膜面入射型光記録媒体の規格で規定される記録波形では、パルス列の間隔が１クロック分と比較的短い傾向にある。したがって、再結晶化しやすい記録層を用いた光記録媒体では冷却が不十分となり、大きなアモルファスマークを形成することが困難となる。その結果、再生信号強度が不足し、ジッタが増大する。
【００７５】
ｘの値が大きくなると光記録媒体に記録された信号の再生にも問題が生じる。例えば、青色レーザーを用いる光ヘッドにおいては、通常、戻り光によるノイズを低減するため、高周波の重畳を行う。重畳時のピークパワーは平均パワーの数倍程度であり、このピークパワーのレーザー光が照射されると、記録層の温度が瞬間的に結晶化温度を超えると推測される。したがって、ｘの値が大きく結晶化速度が高いと、繰り返し再生パワーを照射されることにより、アモルファスマークが結晶化しやすい。つまり、記録データの消失の危険性が高くなる。
【００７６】
（２−２）添加元素Ｍ１について
上記相変化記録層に用いられる添加元素Ｍ１は、結晶化速度の調整のために用いられる。
このような添加元素Ｍ１としては、Ｂｉ、Ｓｎ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｔｉ、Ｎ、Ｏ及び希土類元素からなる群から選ばれる少なくとも１つの元素を挙げることができ、特にＢｉ、Ｓｎ、および希土類元素からなる群から選択される少なくとも１つの元素が好ましい。上記希土類元素の中で好ましい元素としては、ＴｂおよびＤｙを挙げることができる。ＴｂおよびＤｙは、アモルファスマークの安定性を向上させる効果も有する。本発明においては、中でもＳｎおよび／またはＤｙが最も好ましい元素であるといえる。なお、一般に希土類元素（希土類金属元素）とは、周期表３Ｂ族元素をいい、具体的には、Ｓｃ、Ｙ、ランタノイド元素、及びアクチノイド元素をいう。
【００７７】
本発明に用いられる添加元素Ｍ１は結晶化速度を向上させる効果を有する元素であるが、添加元素Ｍ１を添加して、Ｓｂ含有量を増やした場合と同等の結晶化速度を確保した時、融点の上昇が低く抑えられるといった効果を奏する。また、結晶化温度に影響して、アモルファスマークの熱的安定性や初期化マージンを損なわず、さらに結晶状態とアモルファス状態の反射率差を減少させないといった効果をも奏するものである。
このような添加元素Ｍ１の上記式（ｉ）中の組成比ｙの下限は、０．０１以上であることが好ましく、特に０．０２以上であることが好ましい。一方、上限は、０．１以下であることが好ましく、特に０．０８以下、中でも０．０５以下であることが好ましい。
【００７８】
上記式（ｉ）中のｙの値が大きくなるにつれ、結晶化速度が高くなる傾向にあるが、本発明においては、共晶点Ｓｂ０．７Ｔｅ０．３近傍組成を用いるため、１０ｍ／ｓｅｃ以上の高線速記録において消去率が不足しがちである。その補正のためにＭ１元素を添加する。
ｙの値が、上記下限を下回ると、消去率の不足を十分補うことができない可能性があり、上記上限を上回ると、記録時に記録層の溶融範囲のうち再結晶化領域の割合が増大し、前述したような問題が生じる可能性がある。
なお、詳しい理由は不明であるが、添加元素Ｍ１を含有させて結晶化速度を高めた場合は、Ｓｂ含有量を増やして結晶化速度を高めた場合と比べ、記録層の融点の上昇が抑えられているため、上記範囲内で添加元素Ｍ１の添加により結晶化速度を高めても、Ｓｂ含有量を増やすことで生じる記録層の融点の上昇の傾向は、特に顕在化しない。
【００７９】
（２−３）添加元素Ｍ２について
上記相変化記録層に用いられる添加元素Ｍ２は、アモルファスマークの熱的安定性を向上させるため等に用いられる。
このような添加元素Ｍ２としては、Ｇｅ、Ｇａ、Ｉｎ、Ａｇ、およびＺｎからなる群から選ばれる少なくとも１つの元素が好適に用いられ、特にＧｅ、Ｇａ、Ｉｎ、およびＡｇからなる群から選択される少なくとも一つの元素が好ましく、中でもＧｅおよび／またはＩｎが特に好ましい。
【００８０】
このような添加元素Ｍ２は、結晶化温度を高くする元素であるが、最も効果が高いのはＧｅであり、次いでＩｎと考えられる。ただし、Ｇｅは結晶化速度を低下させる効果も顕著であり、また、アモルファスマークを記録し、長期保存後に最初に上書きする場合にジッタが増大する傾向（いわゆるアーカイバル−シェルフ特性が悪化する傾向）にある。一方で、Ｉｎはこのような傾向が少ないか、ほとんど見られない。したがって、Ｍ２元素としては、ＧｅとＩｎの２元素を用いることが最適である。
この場合のＧｅの含有量／Ｉｎの含有量の下限は、好ましくは０．２以上、より好ましくは０．４以上、さらに好ましくは０．５以上である。一方、上限は、好ましくは１．７以下、より好ましくは１．３以下、さらに好ましくは０．９以下である。
【００８１】
添加元素Ｍ２として、Ｇｅに加えＩｎを用いる理由は、前述した、Ｇｅ添加により生じる問題を緩和することが目的である。したがって、Ｇｅ／Ｉｎの値が上限を上回ると前述した問題が解決しにくくなる。また、Ｇｅ／Ｉｎの値が下限を下回ると、相当量のＩｎを添加する必要があり、その場合、長期保存によって反射率が著しく低下しやすい傾向となる。
このような添加元素Ｍ２の上記式（ｉ）中の組成比ｚの下限は、０．０３以上であることが好ましく、特に０．０５以上、中でも０．０６以上であることが好ましい。一方、上限は、０．１２以下であることが好ましく、特に０．１以下、中でも０．０９以下であることが好ましい。
【００８２】
上記ｚの値が大きくなるにつれ、結晶化温度が高くなる傾向にあり、アモルファスマークの熱的安定性が向上する。
ｚの値が上記下限を下回ると、アモルファスマークが比較的高温で容易に結晶化してしまう可能性がある。つまり、記録データが消失する可能性が生じるのである。また、結晶化温度を顕著に高くする効果のあるＭ２元素は、結晶化速度を低くする傾向にあるため、ｚの値が上記上限を上回ると、１０ｍ／ｓｅｃ以上の高線速記録において消去率の不足が生じる可能性がある。
【００８３】
（２−４）その他
本発明に用いられる相変化記録層の膜厚の下限値は、十分な光学的コントラストを得、また結晶化速度を速くし短時間での記録消去を達成するためには５ｎｍ以上あることが好ましく、特に反射率を十分に高くするために、１０ｎｍ以上であることが好ましい。
一方、上限値は、１００ｎｍ以下であることが好ましい。これは、クラックを生じにくく、かつ十分な光学的コントラストを得るためである。特に、本発明においては、５０ｎｍ以下であることが好ましい。熱容量を小さくし記録感度を上げるためである。また、相変化に伴う体積変化を小さくし、記録層自身や上下の保護層に対して、繰り返し書き換えによる繰り返し体積変化の影響を小さくすることもでき、不可逆な微視的変形の蓄積が抑えられノイズが低減され、繰り返し書き換え耐久性が向上するからである。
【００８４】
本発明においては、中でも３０ｎｍ以下であることが好ましい。高密度記録用媒体では、ノイズに対する要求が一層厳しく、このような要求を満たすためには、このような膜厚が好ましいからである。
上記記録層は合金ターゲットを不活性ガス、特にＡｒガス中でスパッタして得られることが多い。なお、記録層および保護層の厚みは、上記機械的強度、信頼性の面からの制限の他に、多層構成に伴う干渉効果も考慮して、レーザー光の吸収効率が良く、記録信号の振幅すなわち記録状態と未記録状態のコントラストが大きくなるように選ばれる。
【００８５】
（３）基板
本発明に用いられる基板は、一般的に光記録媒体に用いられているものであれば特に限定されるものではない。また、本発明の光記録媒体は、膜面入射型の光記録媒体であるので、基板に用いられる材料は、レーザー光に対して、透明であってもよく、また不透明であってもよい。
具体的には、ポリカーボネート、アクリル、ポリオレフィンなどの樹脂、あるいはガラスを挙げることができる。なか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いる実績もあり安価でもあるので最も好ましい。
このような基板の厚さは、通常０．１ｍｍ以上、好ましくは０．３ｍｍ以上、一方、通常３．０ｍｍ以下、好ましくは１．５ｍｍ以下である。一般的には１．２ｍｍ程度もしくは０．６ｍｍ程度とされる。
【００８６】
（４）反射層
反射層に使用する材料は、反射率の大きい物質が好ましく、特に放熱効果も期待できるＡｕ、ＡｇまたはＡｌ等の金属が好ましい。その放熱性は膜厚と熱伝導率で決まるが、熱伝導率は、これら金属ではほぼ体積抵抗率に比例するため、放熱性能を面積抵抗率で表すことができる。面積抵抗率は、通常０．０５Ω／□以上、好ましくは０．１Ω／□以上、一方、通常０．６Ω／□以下、好ましくは０．５Ω／□以下、より好ましくは０．４Ω／□以下、さらに好ましくは０．２Ω／□以下とする。
これは、特に放熱性が高いことを保証するものであり、光記録用媒体に用いる記録層のように、非晶質マーク形成において、非晶質化と再結晶化の競合が顕著である場合に、再結晶化をある程度抑制するために必要なことである。
上記放熱性を確保する観点から、本発明に用いられる反射層は、Ａｇ又はＡｇ合金の他、例えばＡｌ、Ａｕ及びこれらを主成分とする合金など種々の材料を用いることができるが、中でもＡｇおよび／またはＡｌを主成分とする合金を用いることが好ましい。熱伝導率が高く放熱効果が大きいからである。
【００８７】
Ａｌ合金を用いる場合は、Ｓｉを０〜２原子％、Ｍｇを０．５〜２原子％、Ｔｉを０〜０．２原子％含有するＡｌ合金を使用することもできる。Ｓｉは微細剥離欠陥を抑制するのに効果があるが、含有量が多すぎると経時的に熱伝導率が変化することがあるので、通常２原子％以下、好ましくは１．５原子％以下とする。またＭｇは、反射層の耐食性を向上させるが、含有量が多すぎて経時的に熱伝導率が変化することがあるので、通常２原子％以下、好ましくは１．５原子％以下とする。Ｔｉは、スパッタリングレートの変動を防ぐという効果があるが、含有量が多すぎると、熱伝導率を低下させるとともに、Ｔｉがミクロレベルで均一に固溶したバルクの鋳造が困難となり、ターゲットコストを上昇させるので通常０．２原子％以下とする。
【００８８】
反射層の厚さは、下限が通常４０ｎｍ以上、好ましくは５０ｎｍ以上であり、上限が、通常３００ｎｍ以下、好ましくは２００ｎｍ以下である。上記上限を上回る場合は、面積抵抗率を下げることはできても十分な放熱効果は得られないのみならず、記録感度が悪化しやすい。これは、厚い膜では単位面積当たりの熱容量が増大しそれ自体の放熱に時間がかかってしまい、放熱効果がかえって小さくなるためと考えられる。また、このような厚膜では成膜に時間がかかり、材料費も増える傾向にある。また、上記膜厚の下限を下回る場合は、一部膜成長初期の島状構造の影響が出やすく、反射率や熱伝導率が低下することがある。
【００８９】
反射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そのものの不純物量や、成膜時に混入する水分や酸素量も含めて全不純物量を２原子％未満とすることが好ましい。このために反射層をスパッタリングによって形成する際、プロセスチャンバの到達真空度は１×１０-3Ｐａ未満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、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。あるいは、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。
【００９０】
さらなる高熱伝導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層は全反射層膜厚の５０％以上の膜厚を有する上記Ａｇ又はＡｌを含有する材料とするのが好ましい。この層は実質的に放熱効果を司り、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。
【００９１】
（５）その他の層
図３に本発明の膜面入射型光記録媒体の好ましい具体的な態様を記載する。図３に示す光記録媒体の一例においては、基板上に、下地層、反射層、保護層、記録層、拡散防止層、第２保護層、および光透過層がこの順で積層されている。本発明においては、さらに例えば、下記層構成以外に、バリア層、キャッピング層等を用いることができる。
このように、本発明の光記録媒体においては、上述した必須の層である、基板、反射層、保護層、および記録層以外にも、必要に応じて種々の層を形成することができる。以下、これらの層について、それぞれ説明する。
【００９２】
（５−１）下地層
本発明においては、必要に応じて基板と反射層との間に下地層を設けてもよい。このように下地層を基板と反射層との間に設けることにより、基板と反射層との間の剥離を抑制する効果があり、より耐候性に優れた光記録媒体を得ることが可能となる。
本発明に用いることができる下地層は、上述した効果を発揮し得る材料であればその材料は制限されないが、基板及び反射層に対し良好な密着性をもち、反射層を腐蝕させず、また反射層に対して拡散せず、成膜表面の平坦性に優れたものが好ましい。これらの条件を満たす限り、金属、半導体、金属酸化物、金属窒化物、金属炭化物、半導体酸化物、半導体窒化物、半導体炭化物、フッ化物、非晶質カーボン等などの単体もしくは混合物から適宜選択して用いることができる。
【００９３】
上記を満たす金属及び半導体としては、例えばＳｉ、Ｔｉ、Ｃｒ、Ｔａ、Ｎｂ、Ｐｄ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｍｏ、またはＷ等が挙げられる。これらの中では、密着性及び反射層との反応性が低い点からＣｒ、Ｔａ、Ｎｂ、Ｎｉ、またはＭｏからなる群から選択される少なくとも１種が好ましく、Ｔａ、Ｎｂ、またはＭｏから選択される少なくとも１種の元素を用いることがより好ましい。
また下地層に好適に用いられる化合物としては、ＳｉＮ、ＳｉＯ２、ＳｉＣ、ＧｅＮ、ＺｎＯ、Ａｌ２Ｏ３、Ｔａ２Ｏ５、ＴａＮ、Ｎｂ２Ｏ５、ＺｒＯ２、希土類元素酸化物、ＴｉＮ、ＣｒＮ、ＣａＦ２、またはＭｇＦ２等が挙げられる。これらの中では、密着性及び反射層と反応性が低い点からＳｉＮ、ＧｅＮ、ＺｎＯ、Ｎｂ２Ｏ５、およびＣｒＮからなる群から選択される少なくとも１種の化合物が好ましく、ＧｅＮ、およびＣｒＮからなる群から選択される少なくとも１種を用いることがより好ましい。特に好ましくは、ＧｅＮ及びＣｒＮを同時に用いることである。
【００９４】
また、上述した元素の混合物を用いることもできる。このような化合物として代表的にＧｅ−Ｎを用いた例を示すと、Ｇｅ−Ｓｉ−Ｎ、Ｇｅ−Ｓｂ−Ｎ、Ｇｅ−Ｃｒ−Ｎ、Ｇｅ−Ａｌ−Ｎ、Ｇｅ−Ｍｏ−Ｎ、またはＧｅ−Ｔｉ−Ｎ等のように、Ｇｅと共に、Ａｌ、Ｂ、Ｂａ、Ｂｉ、Ｃ、Ｃａ、Ｃｅ、Ｃｒ、Ｄｙ、Ｅｕ、Ｇａ、Ｉｎ、Ｋ、Ｌａ、Ｍｏ、Ｎｂ、Ｎｉ、Ｐｂ、Ｐｄ、Ｓｉ、Ｓｂ、Ｓｎ、Ｔａ、Ｔｅ、Ｔｉ、Ｖ、Ｗ、Ｙｂ、Ｚｎ、及びＺｒ等を含有したものが挙げられる。
また下地層は必ずしも単一材料の１層構成である必要はなく、複数の材料を積層した多層構造であってもよい。例えば基板上にＺｎＳ−ＳｉＯ２の混合物、ＧｅＣｅＮを積層した２層構成が考えられる。この構成ではＺｎＳ−ＳｉＯ２が基板との密着性に優れ、さらにＧｅＣｒＮが存在することで反射層に銀や銀合金を用いた場合においてもＺｎＳ−ＳｉＯ２中の硫黄による銀の腐蝕を防止することができる。
【００９５】
下地層は基板上に均一に形成され得る厚さであれば十分であり、逆に厚くなると製造コスト・製造時間の増大の他、基板の溝形状の変化などが生じることから好ましくない。したがって膜厚の下限は、２ｎｍ以上が好ましく、特に３ｎｍ以上、中でも４ｎｍ以上であることが好ましい。一方、上限は、２０ｎｍ以下であることが好ましく、特に１５ｎｍ以下、中でも１０ｎｍ以下であることが好ましい。
本発明に用いられる下地層は、他の層と同じくスパッタリングおよび反応性スパッタリングより形成することができる。
【００９６】
（５−２）拡散防止層
本発明に用いられる拡散防止層は、例えば図３の例にも示すように、通常記録層と保護層との間に形成される。このような拡散防止層は、例えば第２保護層がＳ（硫黄）を含有する場合にＳが記録層中に拡散することを防止する目的等のために用いられる。
本発明に用いられる拡散防止層の材料としては、非ガス元素と窒素及び／又は酸素とを主成分とする。拡散防止層に含有される非ガス元素の種類は、１つであっても２つ以上であってもよい。
【００９７】
非ガス元素としては、常温・常圧（２５℃・１気圧）において単体又は分子の状態で気体および液体ではないような元素であればよく、水素（Ｈ）、窒素（Ｎ）、酸素（Ｏ）、フッ素（Ｆ）、塩素（Ｃｌ）、臭素（Ｂｒ）、ヘリウム（Ｈｅ）、ネオン（Ｎｅ）、アルゴン（Ａｒ）、クリプトン（Ｋｒ）、キセノン（Ｘｅ）等の元素は除外される。
上記非ガス元素としては、具体的には、Ｓｉ、Ｇｅ、Ａｌ、Ｔｉ、Ｔａ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｓｂ、Ｓｎ、Ｎｂ、Ｙ、Ｚｒ、及びＨｆからなる群から選ばれる元素の少なくとも１つを用いることが好ましい。これら非ガス元素の窒化物、酸化物、窒酸化物は安定であるため、光記録媒体の保存安定性が向上する。非ガス元素は複数用いることもできる。具体的には、上記元素を複数、又は上記元素と上記元素以外の非ガス元素とを複数用いればよい。非ガス元素としてより好ましくは、より透明性が高く密着性に優れたＳｉ、Ｇｅ、Ｃｒ、およびＡｌからなる群から選択される少なくとも１つの元素である。
【００９８】
非ガス元素の種類を１つ用いる場合、非ガス元素と窒素及び／又は酸素とが形成する材料として、非ガス元素単体の窒化物及び酸化物を挙げることができる。より具体的には、Ｓｉ３Ｎ４、Ｇｅ３Ｎ４、ＣｒＮ、ＡｌＮ、ＳｉＯ２、ＧｅＯ、ＧｅＯ２、ＣｒＯ、Ｃｒ２Ｏ３、Ａｌ２Ｏ３等が挙げられるが、これらの中でも、共晶系の記録層に対する拡散防止効果がより高いという観点からは、Ｓｉ３Ｎ４、Ｇｅ３Ｎ４、ＡｌＮを用いることが好ましい。このような化学量論的化合物組成である必要はなく、むしろ酸素や窒素の少ない組成のほうが密着性の点ですぐれている。また、窒酸化物を用いる場合は、上記非ガス元素単体の窒化物及び酸化物の混合物を用いればよい。
【００９９】
非ガス元素を２つ以上用いる場合、非ガス元素と窒素及び／又は酸素とが形成する材料として、非ガス元素の複合の窒化物及び酸化物を挙げることができる。このような化合物として代表的にＧｅ−Ｎを用いた例を示すと、Ｇｅ−Ｓｉ−Ｎ、Ｇｅ−Ｓｂ−Ｎ、Ｇｅ−Ｃｒ−Ｎ、Ｇｅ−Ａｌ−Ｎ、Ｇｅ−Ｍｏ−Ｎ、Ｇｅ−Ｔｉ−Ｎ等のように、Ｇｅと共に、Ａｌ、Ｂ、Ｂａ、Ｂｉ、Ｃ、Ｃａ，Ｃｅ、Ｃｒ，Ｄｙ、Ｅｕ、Ｇａ、Ｉｎ、Ｋ、Ｌａ、Ｍｏ、Ｎｂ、Ｎｉ、Ｐｂ、Ｐｄ、Ｓｉ、Ｓｂ、Ｓｎ、Ｔａ、Ｔｅ、Ｔｉ、Ｖ、Ｗ、Ｙｂ、Ｚｎ、及びＺｒ等を含有したものが挙げられる。これらの中でも理由は明らかではないが経験的には、Ｇｅ−Ｃｒ−Ｎ、Ｇｅ−Ａｌ−Ｎ、Ｇｅ−Ｍｏ−Ｎを用いることが好ましい。非ガス元素の複合の窒化物及び酸化物も、化学量論的化合物組成となる必要はなく、むしろ酸素や窒素の少ない組成のほうが密着性の点ですぐれている。また、窒酸化物を用いる場合は、上記非ガス元素複合の窒化物及び酸化物の混合物を用いればよい。
【０１００】
拡散防止層中における、非ガス元素と窒素及び／又は酸素との合計含有量は、通常７０原子％以上、好ましくは９０原子％以上、より好ましくは９５原子％以上、最も好ましくは９９原子％以上である。このようにすることで記録層との剥離を有効に抑制し、繰り返し書き換え特性を向上させることができるようになる。
拡散防止層中には、必要に応じ、層の特性を損なわない程度に他の元素を含んでいてもよい。他の元素を含む場合、上記元素の含有量は、好ましくは１０原子％以下、より好ましくは５原子％以下、特に好ましくは１原子％以下である。また、上記元素としては、特に制限はないものの、硫黄等のように層内を拡散していく性質を有する元素である場合は、その含有量は１原子％以下とすることが好ましい。
拡散防止層の組成の分析は、オージェ電子分光法（ＡＥＳ）、ラザーフォード・バック・スキャッタリング法（ＲＢＳ）、誘導結合高周波プラズマ分光法（ＩＣＰ）等を組み合わせて同定することができる。
【０１０１】
拡散防止層の膜厚は、通常１ｎｍ以上、好ましくは、２ｎｍ以上、特に３ｎｍ以上であることが好ましい。この範囲とすれば、第２保護層に広く使用されているＺｎＳ−ＳｉＯ２を用いた場合においても硫黄の拡散を抑制できるようになる。また過度に膜厚が薄いと均一な拡散防止層が得られない場合がある。一方、通常２０ｎｍ以下、好ましくは１０ｎｍ以下、より好ましくは７ｎｍ以下、更に好ましくは５ｎｍ以下である。上記範囲とすれば、記録層と保護層との構成原子の拡散を防止できるようになるだけでなく、膜応力を小さく抑えて剥離を起こさない耐候性の良好な拡散防止層を確実に得ることができるようになる。また、拡散防止層の窒素及び／又は酸素の含有量を少なくすると透明性が確保されにくくなることがあるが、上記膜厚範囲とすることで拡散防止層の透明性が確保されやすくなる。
【０１０２】
（５−３）第２保護層
本発明に用いられる第２保護層は、記録層での相変化時に発生する熱が基板等の他の層に拡散するのを防止する役割や、光記録媒体の反射率を制御したり、高温・高湿での保存試験における水分を遮断するバリア層としての役割を果たす。
このような第２保護層は、直接に又は拡散防止層を介して（図３参照）記録層上に設けられる。
【０１０３】
このような第２保護層は、上記保護層と同一の材料を用いて形成されたものでも、異なる材料を用いて形成されたものであってもよい。
具体的な第２保護層を形成する材料としては、通常、誘電体材料を挙げることができる。誘電体材料としては、例えば、Ｓｃ、Ｙ、Ｃｅ、Ｌａ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｚｎ、Ａｌ、Ｃｒ、Ｉｎ、Ｓｉ、及びＧｅ等の酸化物、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｗ、Ｚｎ、Ｂ、Ａｌ、Ｓｉ、Ｇｅ、及びＳｎ等の窒化物、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｗ、及びＳｉ等の炭化物、又はこれらの混合物を挙げることができる。また、誘電体材料としては、Ｚｎ、Ｙ、Ｃｄ、Ｇａ、Ｉｎ、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｓｎ、Ｐｂ、Ｓｂ、及びＢｉ等の硫化物、セレン化物もしくはテルル化物、Ｙ及びＣｅ等の酸硫化物、Ｍｇ、Ｃａ等のフッ化物、又はこれらの混合物を挙げることができる。
【０１０４】
さらに誘電体材料の具体例としては、ＺｎＳ−ＳｉＯ２、ＳｉＮ、ＳｉＯ２、ＴｉＯ２、ＣｒＮ、およびＴａＳ２等を挙げることができる。これら材料の中でも、ＺｎＳ−ＳｉＯ２は、成膜速度が速い点、膜応力が小さい点、温度変化による体積変化率の小さい点、及び耐候性が優れている点等から広く利用される。
ＺｎＳ−ＳｉＯ２を用いる場合、ＺｎＳとＳｉＯ２との組成比ＺｎＳ：ＳｉＯ２は、通常０：１〜１：０、好ましくは０．５：０．５〜０．９５：０．０５、より好ましくは０．７：０．３〜０．９：０．１とする。最も好ましいのはＺｎＳ：ＳｉＯ２を０．８：０．２とすることである。
【０１０５】
本発明における第２保護層の膜厚の下限は、通常２ｎｍ以上であり、好ましくは１０ｎｍ以上、特に２０ｎｍ以上、中でも３０ｎｍ以上であることが好ましい。上記範囲とすれば、基板や記録層の熱による変形を抑制する効果が十分となり、保護層の役目を十分果たすようになるからである。一方、膜厚の上限は、５００ｎｍ以下とすることが好ましく、特に３００ｎｍ以下、中でも２００ｎｍ以下とすることが好ましい。膜厚が過度に厚すぎると、膜自体の内部応力によりクラックが発生しやすくなり生産性も劣ることとなるが、上記範囲とすればクラックの発生及び生産性を良好に保つことができるようになるからである。
【０１０６】
さらに、第２保護層についてはその膜厚ｄを、第２保護層の屈折率をｎ、入射光の波長をλとしたとき、λ／２ｎ以上とすることが好ましい。第２保護層１４の厚さは、入射光の多重干渉効果により媒体が適当な反射率となるよう膜厚を選択できるが、反射率は膜厚ｄに対しλ／２ｎで周期的となる。また第２保護層の膜厚を厚くすれば、光記録媒体に侵入してくる水分を遮蔽できるようになるので、膜厚が厚い方が耐候性に有利である。特に本発明のような膜面入射型の光記録媒体では第２保護層と外界の間に基板と比較して極めて薄い光透過層しかないため第２保護層による水分の遮蔽効果が重要である。一方、膜厚が厚すぎると媒体面内での膜厚分布から生じる反射率分布が顕著となる傾向があるため、膜厚ｄはλ／ｎ以下にすることが好ましい。従って、この耐候性と反射率分布を両立させるために膜厚ｄをλ／２ｎ以上、λ／ｎ以下の範囲にすることが好ましい。
【０１０７】
第２保護層は通常スパッタリング法により形成されるが、ターゲットそのものの不純物量や、成膜時に混入する水分や酸素量も含めて全不純物量を２原子％未満とするのが好ましい。このために保護層をスパッタリングによって形成する際、プロセスチャンバの到達真空度は１×１０-3Ｐａ未満とすることが望ましい。
【０１０８】
（５−４）光透過層
本発明に用いられる光透過層は、例えば図３に示すように、通常最表層に必要に応じて形成されるものであり、他の層を水分や塵埃から保護すると同時に薄い入射基板としての役割も必要とされる。したがって、記録・再生に用いられるレーザー光に対して透明であると同時にその厚さは、通常５０μｍ以上であり、７０μｍ以上であることが好ましく、９０μｍ以上であることが特に好ましい。一方、上限は、１５０μｍ以下が好ましく、特に１３０μｍ以下、中でも１１０μｍ以下であることが好ましい。さらに、光記録媒体内で５μｍ以内の均一な厚み分布を実現することが好ましい。
【０１０９】
このような光透過層は、通常、未硬化の光硬化性樹脂をスピンコート法により塗布し光照射により硬化させる方法、あるいは透明シートを貼り合わせる方法で形成される。光硬化性樹脂としては、安定性、耐水性、硬化性、硬化時の低収縮率といった点で優れているアクリル酸エステル系の紫外線硬化性樹脂が好ましい。一方、透明シートとしては、ポリカーボネートからなるものを用いることが透明性、平坦性、価格といった点で優れている。
【実施例】
【０１１０】
以下、実施例を用いて本発明をさらに詳細に説明するが、本発明は下記実施例に限定されるものではない。
本実施の形態の例として、図３に示した構成の光記録媒体を製造した。
基板には、厚さ１．１ｍｍ、直径１２０ｍｍのディスク状ポリカーボネート樹脂を用いた。第２保護層には、ＺｎＳ−ＳｉＯ２からなる混合物を用いた。反射層には、Ａｇ−Ｎｄ−Ｃｕからなる合金を用いた。下地層ならびに拡散防止層には、ＧｅＣｒＮを用いた。
【０１１１】
光透過層については、粘度３０００ｍＰａ・ｓの未硬化（未重合）のアクリル酸エステル系紫外線硬化剤を、第２保護層の中央付近に２．５ｇ滴下し、１５００ｒｐｍで６秒間回転延伸した後に、紫外線を照射し硬化（重合）することで作製した。紫外線照射時には酸素による重合阻害作用を防止するため、窒素パージにより酸素濃度を５％以下として紫外線照射をおこなった。光透過層の膜厚は、９５〜１０５μｍの範囲になるようにした。なお、膜厚の測定は、光透過層の硬化後に機械的に光透過層を剥離しマイクロメーターを用いて測定した。
【０１１２】
基板と光透過層以外の多層膜作成にはスパッタリング法を用いた。各層の成膜条件及び膜厚は、以下のとおりとした。
（Ａ）下地層
・スパッタリングターゲット  Ｇｅ８０Ｃｒ２０（原子％）
・スパッタ電力  ＲＦ６００Ｗ
・Ａｒ＋Ｎ２ガス圧  ０．３７Ｐａ
・Ｎ２／（Ａｒ＋Ｎ２）流量比  ０．４
・膜厚  ５ｎｍ
【０１１３】
（Ｂ）反射層
・スパッタリングターゲット  Ａｇ９９Ｎｄ０．４Ｃｕ０．６（原子％）
・スパッタ電力  ＤＣ１２５０Ｗ
・Ａｒガス圧  ０．１８Ｐａ
・膜厚  １００ｎｍ
【０１１４】
（Ｃ）保護層
保護層は、金属酸硫化物を含有する保護層、金属窒化物を含有する保護層、ＺｎＳ・ＳｉＯ２保護層の３つの層を適宜積層して形成した。それぞれの層の成膜条件は以下の通りである。そして、保護層膜厚が１２ｎｍとなるようにした。
【０１１５】
（Ｃ−１）金属酸硫化物を含有する保護層
・スパッタリングターゲット  Ｙ２Ｏ２Ｓ
・スパッタ電力  ＲＦ６００Ｗ
・Ａｒガス圧  ０．２５Ｐａ
【０１１６】
（Ｃ−２）金属窒化物を含有する保護層
・スパッタリングターゲット  Ｇｅ８０Ｃｒ２０（原子％）
・スパッタ電力  ＲＦ２００Ｗ
・Ａｒ＋Ｎ２ガス圧  ０．３９Ｐａ
・Ｎ２／（Ａｒ＋Ｎ２）流量比  ０．５
【０１１７】
（Ｃ−３）ＺｎＳ・ＳｉＯ２保護層
・スパッタリングターゲット  （ＺｎＳ）８０（ＳｉＯ２）２０（ｍｏｌ％）
・スパッタ電力  ＲＦ１２００Ｗ
・Ａｒガス圧        ０．２０Ｐａ
【０１１８】
（Ｄ）記録層
・スパッタリングターゲット  ＩｎＧｅＳｂＴｅ合金ターゲットに添加元素Ｍ１のチップを貼り付け各組成の記録層を成膜。
・スパッタ電力  ＲＦ３００Ｗ
・Ａｒガス圧  ０．１５Ｐａ
・膜厚  １３ｎｍ
【０１１９】
（Ｅ）拡散防止層
・スパッタリングターゲット  Ｇｅ８０Ｃｒ２０（原子％）
・スパッタ電力  ＲＦ２００Ｗ
・Ａｒ＋Ｎ２ガス圧  ０．３９Ｐａ
・Ｎ２／（Ａｒ＋Ｎ２）流量比  ０．５
・膜厚  ４ｎｍ
【０１２０】
（Ｆ）第２保護層
・スパッタリングターゲット  （ＺｎＳ）８０（ＳｉＯ２）２０（ｍｏｌ％）
・スパッタ電力  ＲＦ１２００Ｗ
・Ａｒガス圧        ０．２０Ｐａ
・膜厚  ４２ｎｍ
上記スパッタリング条件にて表２に示す層構成、記録層組成を持つディスク（実施例１〜７、比較例１、２）を作製し、記録層を初期結晶化した。
【０１２１】
【表２】
2005327414.tif 000003
【０１２２】
測定は、波長４０４ｎｍ、開口数ＮＡ＝０．８５からなるピックアップテスタを用いて、線速５．２８ｍ／ｓと１０．５６ｍ／ｓｅｃにて、ＲＬＬ（１、７）信号方式により最短マーク長が０．１６μｍとなる記録信号を、波形等価器にて波形等価を実施した後、さらに２値化した信号の立ち上がり及び立下りと、クロック信号の立ち上がりとのタイミング差のジッタをウィンドウ幅Ｔで割った値（ジッタ値）を評価した。
【０１２３】
以下、ジッタの測定項目について説明を記す。
ＤＯＷ１０ジッタの評価基準としては、「３トラック連続で繰り返し１０回記録後の中心トラックのジッタ」が６．５％よりも小さくなることを目標とした。
クロスイレーズジッタの評価基準としては、測定トラックに最適記録パワー（Ｐｗｏｐ）で記録、次に両隣のトラックに１０％高いパワーで記録後、再度測定トラックに戻って測定した際のジッタを、７．０％よりも小さくなることを目標とした。
ＤＯＷ１０ｋジッタの評価基準としては、繰り返し１万回オーバーライト記録後のジッタを、７．５％以下となる、好ましくは６．５％以下となるようにすることを目標とした。
ＲｅａｄＣｙｃｌｅジッタ（再生光劣化）の評価基準としては、再生パワー０．３０ｍＷにて百万回再生後のジッタを、７％以下となる、好ましくは６．５％以下となるようにすることを目標とした。
【０１２４】
Ｐｗｏｐの評価基準としては、ＤＯＷ１０ジッタを最小とする最適記録パワーを、６．５ｍＷ（記録線速度は、５．２８ｍ／ｓｅｃ）以下、好ましくは５．５ｍＷ以下、より好ましくは５．２ｍＷ以下となるようにすることを目標とした。
上記Ｐｗｏｐ、ＤＯＷ１０ジッタ（５．２８ｍ／ｓｅｃ、１０．５６ｍ／ｓｅｃ）、クロスイレーズジッタ、ＤＯＷ１０ｋジッタ、及びＲｅａｄＣｙｃｌｅジッタの各評価項目のうち、重視した評価項目は、Ｐｗｏｐ（感度評価）及びＲｅａｄＣｙｃｌｅジッタ（再生光劣化特性評価）である。なぜなら、良好な感度を有し再生光劣化も良好な光記録媒体を得ることが、本発明の重要な目的の一つだからである。そして、ＰｗｏｐとＲｅａｄＣｙｃｌｅジッタのうち重視した評価項目は、ＲｅａｄＣｙｃｌｅジッタ（再生光劣化特性）である。これは、記録した信号を繰り返し再生しても良好に再生を行えることが、エンドユーザーにとって最も関心の高い事項の一つだからである。
各ディスクの評価結果を表３に示す。
【０１２５】
【表３】
2005327414.tif 000004
【０１２６】
実施例１、６と比較例３におけるＰｗｏｐの結果をみることにより、Ｓｂ／Ｔｅを高くすることにより、感度が低下する傾向（Ｐｗｏｐの上昇傾向）が見て取れる。
実施例１，２，３と比較例１との比較からは、保護層に熱伝導率の低い、ＺｎＳ・ＳｉＯ２を厚くつけることで、記録層の温度が上昇しやすくなり、高感度化傾向ではあるが、一方で、クロスイレーズが大きくなり、繰り返し記録のダメージが増し、再生耐久性も低下（ＲｅａｄＣｙｃｌｅジッタの上昇）するという結果となっている。
【０１２７】
また、実施例６、７と比較例１との比較から、保護層の熱伝導率を上げることによって、ＲｅａｄＣｙｃｌｅ（再生光劣化）特性が向上することがわかる。
【図面の簡単な説明】
【０１２８】
【図１】基板面入射型の光記録媒体の層構成を示す概略断面図である。
【図２】膜面入射型の光記録媒体の層構成を示す概略断面図である。
【図３】本発明の光記録媒体の一例を示す概略断面図である。
【符号の説明】
【０１２９】
１  …  基板
２、４  …  保護層
３  …  相変化記録層
５  …  反射層
１００  …  レーザー光
【図１】
2005327414.tif 000005
【図２】
2005327414.tif 000006
【図３】
2005327414.tif 000007