(57)【要約】【課題】記録密度が高く、記録情報の保存安定性、ジッタ特性に優れ、多層化に好適な光ディスク及びこれを用いた光記録方法を提供する。【解決手段】少なくとも基板上に、保護層と記録層とを有し、該記録層は前記基板と前記保護層との間に配置され、記録時に前記基板又は前記保護層側から入射されるレーザ光により前記記録層の所定領域に記録マークを形成して記録を行う追記型光ディスクにおいて、前記記録層が第１の反応層と第２の反応層との少なくとも２層から成り、且つ、該第１の反応層が水素を含有する材料からなり、該第２の反応層が前記第１の反応層より消衰係数が大である材料からなることを特徴とする追記型光ディスク。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも基板上に、保護層と記録層とを有し、該記録層は前記基板と前記保護層との
間に配置され、記録時に前記基板又は前記保護層側から入射されるレーザ光により前記記
録層の所定領域に記録マークを形成して記録を行う追記型光ディスクにおいて、
前記記録層が第１の反応層と第２の反応層との少なくとも２層から成り、且つ、該第１の反応層が水素を含有する材料からなり、該第２の反応層が前記第１の反応層より消衰係数が大である材料からなることを特徴とする追記型光ディスク。
【請求項２】
前記水素を含有する第１の反応層が、ＳｉＮ、ＳｉＣ又はＳｉＯ2を主成分とする誘電体から成ることを特徴とする請求項１に記載の追記型光ディスク。
【請求項３】
前記第２の反応層における消衰係数が、０．５以上３．３以下であることを特徴とする請求項１又は２に記載の追記型光ディスク。
【請求項４】
前記保護層及び前記記録層の間に設けられる第２誘電体層と、前記基板及び前記記録層
の間に設けられる第１誘電体層とが更に備えられていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の追記型光ディスク。
【請求項５】
前記記録層に対して、前記レーザ光が入射される側と反対の側にヒートシンク層を兼ねた反射層が更に配置されていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の追記型光ディスク。
【請求項６】
請求項１から５のいずれか一項に記載の追記型光ディスクに対して、所定の出力を有するレーザ光を基板又は保護層側から記録層に照射して前記第１の反応層の前記レーザ光の照射領域に含有する水素量を減少させることで光学的変化を生じる記録マークを形成することにより情報の記録を行うことを特徴とする光記録方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光の照射、加熱により情報の記録及び再生を行うことが可能な追記型光ディスク及びこれを用いた光記録方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、動画像のデジタル化の動きとあいまって、記録媒体の記録密度を高めて、さらに大容量の記録媒体とする要求が高まるにつれ、従来用いられてきた磁気記録媒体に代わって、非接触で記録密度を大きく取れる光記録媒体の研究開発が盛んにされてきている。この光記録媒体にはいくつかの種類があるが、大きく分けて、情報の読み出しだけが可能な再生専用型、記録・再生だけが可能な追記型及び記録・再生・消去が可能な書換え型などがある。
【０００３】
このうちユーザー自らが情報の記録を行うことのできる光記録媒体は、追記型と書換え型である。書換え型光記録媒体は、情報の記録及び再生のみならず消去して再記録することも可能であることから繰り返し情報を書き換える用途に適している。
【０００４】
一方、追記型光記録媒体は、必要に応じて情報の記録・再生は可能であるが、消去・再記録はできない。このことは、一見短所としてとられるが、逆に「データが改ざんされない」という特徴となることから、配布用、長期保管用、バックアップ用、或いは公文書の保存ファイル用としてその有用性が認められている。この追記型（Ｗｒｉｔｅ−Ｏｎｃｅ）光記録媒体として、例えば、ＣＤ−Ｒ、ＤＶＤ−Ｒ、ＰｈｏｔｏＣＤ等の種類がある。記録層として、有機色素材料を主成分として構成されたものと、金属元素（又は非金属元素）を主成分として構成されたものとが知られており、現在主流となっているのは前者である。
【０００５】
ところが、記録情報の高密度化の要求に伴うレーザの短波長化に対して、青色レーザ波長に対する光学的性質が従来並みの値を有する有機材料は未だ見出されていない。これは、青色レーザ波長近傍に吸収帯を持つ有機材料を得るためには、分子骨格を小さくするか又は共役系を短くする必要があるが、そうすると吸収係数の低下、即ち屈折率の低下を招くためである。つまり、青色レーザ波長近傍に吸収帯を持つ有機材料は多数存在し、吸収係数を制御することは可能であるが、大きな屈折率を持たないため、大きな変調度を得ることができないためである。このため、金属元素を主成分として構成された記録層を有する追記型光記録媒体について、記録層及びその周囲に配置される他の層を含めた内部構造のデザインの検討及びそれを用いる記録方式の面から種々の検討がなされている。
【０００６】
例えば、レーザ照射により媒体にピット（穴）を開ける方法や、相変化や合金化等による構造変化を生じさせて反射率を変化させることにより情報を記録する方法などが知られている。例えば、ピット方式の場合、Ｔｅ膜を用いた研究が進み、その中で、耐環境特性を改善する為、Ｔｅ膜表面に酸化膜を形成する方法が開示されている（例えば、特許文献１参照。）。同じく、耐環境特性の改善の為に、ＴｅにＳｅやＣを添加する提案や、ＣＳ2−Ｔｅ膜の検討も進められた（例えば、非特許文献１参照。）。また、Ｔｅ膜の記録感度を向上させる為、Ｂｉ、Ｚｎ、Ｃｄ、Ｉｎ、Ｓｂ、Ｐｂ、Ｓｎとの合金化により低融点化を図る方法も提案されている（例えば、特許文献２参照。）。
【０００７】
一方、相変化方式の代表的なものとしては、ＴｅＯｘ膜，ＴｅＯｘ−Ｐｄ膜や（例えば、非特許文献２参照。）、Ｂｉ2Ｔｅ3を反射層、Ｓｂ2Ｓｅ3を相変化記録層とする二層タイプのものが提案されている（例えば、非特許文献３参照。）。
【０００８】
また、合金化方式としては、（Ｇｅ、Ｓｉ、Ｓｎ）の元素群から選択された少なくとも一種の元素から成る層と、（Ａｕ、Ａｇ、Ａｌ、Ｃｕ）の元素群から選択された少なくとも一種の元素から成る層の少なくとも２層からなる記録層を有するものが提案されている。このような合金化方式の光記録媒体においては、記録層にレーザ光を照射して、この二層を合金化させて記録する（例えば、特許文献３参照。）。更に二層間の合金化による方法としては、基板上にＩｎを主成分とした第一の記録層と、その上に設けられた周期表の５Ｂ族又は６Ｂ族から選ばれた元素より成る第二の記録層から構成される光記録媒体も提案されている（例えば、特許文献４参照。）。
【０００９】
しかしながら、上記したピット方式の場合、記録密度の向上に伴い均一なピットを得る事が困難となる。また、相変化方式の場合、結晶と非晶の間の相転移を利用するものであるため、場合によっては記録マークが消去される危険がある。また、合金化方式の場合、記録マークの再生信号のコントラストが小さいという問題があった。更には、金属元素を主成分とする記録層を用いた合金化方式の場合、その透過率の低さゆえ多層化による高密度化の手段を取るのが困難であるといった問題があった。
【００１０】
【特許文献１】特開昭５８−１８９８５０号公報
【特許文献２】特開昭５８−    ９２３４号公報
【特許文献３】特開平  ４−２２６７８４号公報
【特許文献４】特開平１１−  ３４５０１号公報
【非特許文献１】「記録・記憶技術ハンドブック」、丸善株式会社、平成４年８月２５日、ｐ．５４３〜５４６
【非特許文献２】「記録・記憶技術ハンドブック」、丸善株式会社、平成４年８月２５日、ｐ．５４６
【非特許文献３】「光記録技術と材料」、株式会社シーエムシー出版、１９８５年１０月、ｐ．９４〜９５
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明は、このような従来技術の現状に鑑みてなされたものであり、記録密度が高く、記録情報の保存安定性、ジッタ特性に優れ、多層化に好適な光ディスク及びこれを用いた光記録方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記課題を解決した本発明の追記型光ディスクは、少なくとも基板上に、保護層と記録層とを有し、該記録層は前記基板と前記保護層との間に配置され、記録時に前記基板又は前記保護層側から入射されるレーザ光により前記記録層の所定領域に記録マークを形成して記録を行う追記型光ディスクにおいて、前記記録層が第１の反応層と第２の反応層との少なくとも２層から成り、且つ、該第１の反応層が水素を含有する材料からなり、該第２の反応層が前記第１の反応層より消衰係数が大である材料からなることを特徴とする。
【００１３】
又、上記課題を解決した本発明の光記録方法は、上記追記型光ディスクに対して、所定の出力を有するレーザ光を基板又は保護層側から記録層に照射して前記第１の反応層の前記レーザ光の照射領域に含有する水素量を減少させることで光学的変化を生じる記録マークを形成することにより情報の記録を行うことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、記録密度が高く、記録情報の保存安定性、ジッタ特性に優れ、多層化に好適な追記型光ディスクおよびこれを用いた光記録方法を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
（第１の実施形態）
以下、本発明の実施形態について図を参照しながら説明する。
本発明の追記型光ディスクは、少なくとも基板上に、保護層と記録層とを有している。該記録層は前記基板と前記保護層との間に配置され、記録時に該基板又は該保護層側から入射されるレーザ光により該記録層の前記レーザ光の照射領域に記録マークを形成して記録を行う。本発明の追記型光ディスクは、記録層が第１の反応層と第２の反応層の少なくとも２層から成り、且つ、該第１の反応層が水素を含有する材料からなり、該第２の反応層が前記第１の反応層より消衰係数が大である材料からなることを特徴とする。
【００１６】
図１は、本発明の追記型光ディスクの実施形態の一例を示す模式的断面図である。図１に示した実施形態においては、基板１００１の一主面上に、第１誘電体層１００２、第１の反応層１００４、第２の反応層１００５、第２誘電体層１００６及び保護層１００７が順次積層されている。記録層１００３は、第１の反応層１００４と第２の反応層１００５から成る。また、レーザ光１００８は保護層１００７の側から入射される場合を示している。
【００１７】
この基板１００１の各層（第１誘電体層１００２から保護層１００７）が形成される側の一主面には、通常、情報の記録再生を行う際に光学スポットを導くための案内溝となる凹凸部（図示せず）が形成されている。この基板１００１の厚さは、０．３ｍｍ〜１．２ｍｍから選ばれることが好ましく、例えば、１．１ｍｍに選ばれる。基板１００１の材料としては、例えばポリカーボネート系樹脂、ポリオレフィン系樹脂及びアクリル系樹脂などのプラスチック材料や、ガラスなどが用いられる。
【００１８】
第１誘電体層１００２及び第２誘電体層１００６は、記録時において記録層１００３が所定の出力を有するレーザ光で照射されたときに記録層１００３で発生する熱が記録層１００３の外部に放散されることを防止する。またこれらの層は、記録層１００３がレーザ光で照射され加熱されたときに、記録層１００３の熱変形を防止する。
【００１９】
第１誘電体層１００２及び第２誘電体層１００６の構成材料は、透明な誘電体であれば特に限定されないが、記録再生用のレーザ光に対して、吸収能が低い材料から選ばれる。例えば、酸化物、硫化物、窒化物又はこれらを組み合わせたものを主成分として用いることができる。具体的には、例えば、Ａｌ2Ｏ3、ＡｌＮ、ＺｎＯ、ＺｎＳ、ＧｅＮ、ＧｅＣｒＮ、ＣｅＯ、ＳｉＯ、ＳｉＯ2、ＳｉＮ及びＳｉＣ等から選択することが好ましい。モル比率が約４：１のＺｎＳ−ＳｉＯ2混合体を主成分とすることがより好ましい。なお、第１誘電体層１００２と第２誘電体層１００６は、互いに同じ構成材料で構成されてもよいが、異なる構成材料で構成されてもよい。また、第１誘電体層１００２及び第２誘電体層１００６の層厚は光学設計により所望の値に設定されればよいため特に限定はされないが、５〜１００ｎｍであることが好ましい。この層厚を５ｎｍ以上にすれば、均一な厚さを有する誘電体層を形成することが容易になる。一方、層厚を１００ｎｍ以下とすると、成膜時間が短くなり生産性が向上する。
【００２０】
保護層１００７は、追記型光ディスクを使用又は保存する際に、第２誘電体層１００６又は記録層１００３が損傷を受けないようにするための層である。また、記録時に記録層１００３にレーザ光を照射する必要があるため、保護層１００７は、光透過性を有する。従って、保護層１００７の構成材料は光透過性を有していれば特に限定されない。例えば、保護層１００７は、平面円環形状を有する光透過性シート（フィルム）と、この光透過性シートを第２誘電体層１００６に貼り合わせるための接着層（共に図示せず）からなる光透過性カバーを用いて形成することができる。接着層は、例えば、紫外線硬化樹脂又は感圧性粘着剤からなる。光透過性シートは、記録／再生に用いられるレーザ光に対して、吸収能が低い材料からなることが好ましく、具体的には、光透過性シートの透過率を９０％以上とすることのできる材料からなることが好ましい。具体的には、光透過性シートは、例えば、ポリカーボネート樹脂やポリオレフィン系樹脂からなる。光透過性シートは、例えば、ポリカーボネート樹脂やポリオレフィン系樹脂などの材料を押出機に投入し２５０〜３００℃の押出温度で溶融して押し出し複数個の冷却ロールを用いてシート状に成形し、基板１００１に合わせた形状に裁断することにより形成される。また、この光透過性シートの厚さは、３μｍ〜１７７μｍの範囲内から選ばれることが好ましく、接着層との合計の厚さが例えば１００μｍになるように選ばれる。このような薄い保護層１００７と、０.８５程度の開口数（ＮＡと表すことがある）を有する対物レンズとを組み合わせることによって、高密度記録を実現することができる。
【００２１】
また、保護層１００７は、表面にゴミが付着したり、キズがついたりすることを防止する目的で、有機系あるいは無機系の材料からなる保護層をさらに有する光透過性カバーを用いて形成してもよい。この場合に使用する有機系又は無機系の材料も記録再生を行うレーザの波長に対して吸収能を殆ど有しないことが望ましい。
【００２２】
記録層１００３は、第１の反応層１００４と、これに隣接して配置された第２の反応層１００５とを有している。この記録層１００３は、記録時に所定の出力を有するレーザ光が基板又は保護層から入射され照射されたときに熱的影響により第１の反応層に含まれる水素量が減少し、その部分の光学的性質が変化することにより記録マークが形成される。この第１の反応層１００４と、これに接触する第２の反応層１００５とから成る記録層１００３は、基板１００１と保護層１００７との間に配置されている。第１の反応層１００４は、基板１００１の側に配置され、第２の反応層１００５は、保護層１００７の側に配置されている。ここで、第１の反応層１００４は、ＳｉＮ、ＳｉＣ又はＳｉＯ2を主成分とし、水素を含有する誘電体からなることが好ましい。また、第2の反応層１００５は、第１の反応層より消衰係数が大きい材料からなる。消衰係数は大きいほど入射されたレーザ光を熱に変換しやすいことを意味する。従って、第２の反応層１００５の主たる役割は、第１の反応層１００４で起こる反応を助けるための熱の供与である。第２の反応層１００５の消衰係数は、０．５以上であることが好ましく、Ｔｂ又はＬａを主成分とする希土類金属や、Ｓｉ又はＡｌを主成分とする金属、酸化物、窒化物、及び酸窒化物からなることが好ましい。この消衰係数は、使用する金属材料に大きく依存するが、その酸化物、窒化物、及び酸窒化物においては、成膜時の酸素ガス及び窒素ガスの導入量によって変更させることが可能である。また、光ディスクの多層化を考慮し高透過率な記録層１００３を得る観点では、第２の反応層の消衰係数は３．３以下であることがより好ましい。
【００２３】
また、上記第１の反応層１００４の主成分と、第２の反応層１００５の主成分が、ＳｉＮとＴｂ又はＳｉとの組み合わせとなるようにすることがさらに好ましい。更に、第２の反応層１００５に希土類金属を用いた場合は、記録時以外における酸化或いは硫化に対する安定性を向上させる観点から、上述の主成分となる元素の他に、Ｍｇ、Ｔｉ、Ｃｒ、Ｎｉ、Ａｌ、Ｓｉ、Ｇａ、Ｇｅ等が添加されていてもよい。記録層１００３の層厚は、記録時にレーザ光の照射を受けた第１の反応層１００４の部分が速やかに水素の減少により光学的変化が生じた記録マーク２００１（図２参照）を形成することができる厚さであれば特に限定されない。但し、記録層１００３の層厚を薄くすることで、記録マークの形成がより短時間で進行し、高速記録を行うことがより容易に可能となる。また、第１の反応層１００４と第２の反応層１００５との層厚比率も特に限定はされないが、第２の反応層１００５としてＴｂ、Ｌａ、Ｓｉ、Ａｌの金属元素を主成分とする層で構成した場合、多層化する際には透過率の観点を考慮して５〜１０ｎｍとすることが好ましい。
【００２４】
次に、上記追記型光ディスクの製造方法の一例について説明する。
基板１００１上に配置される第１誘電体層１００２から第２誘電体層１００６までの各層は、夫々の層の構成元素を含む化学種を用いた気相成長法により形成することができる。このような気相成長法としては、例えば、真空蒸着法、スパッタリング法、プラズマＣＶＤ法等が挙げられる。そして、第２誘電体層１００６上に保護層１００７を形成する。保護層１００７は、上述した光透過性カバーを張り合わせる方法により形成することができる。またこれ以外にも、例えば、アクリル系又はエポキシ系の紫外線硬化性樹脂を溶剤に溶解して樹脂溶液を作製し、スピンコート法等により塗布・乾燥し、硬化して形成することができる。こうして追記型光ディスクを製造することができる。
【００２５】
なお、上記追記型光ディスクの製造方法は、上記製造方法に特に限定されるものではなく、公知の光ディスクの製造に採用されている製造技術を用いることができる。
【００２６】
次に、本発明の光記録方法について説明する。
本発明の光記録方法は、上述した追記型光ディスクに対して、所定の出力を有するレーザ光を基板又は保護層側から記録層に照射して該記録層を構成する第１の反応層の前記レーザ光が照射された領域において水素量の減少による光学的特性の変化を生じせしめることにより記録マークを形成するものである。
【００２７】
本発明の光記録方法の実施形態として、上記本発明の追記型光ディスクを用い、所定の出力を有するレーザ光を保護層側から入射し該保護層に照射する光記録方法を例にして説明する。図１は、本発明における追記型光ディスクの第１の実施形態を示す模式的断面図である。図１に示すように、この追記型光ディスクに対して、所定の出力を有するレーザ光１００８を保護層１００７側から入射し記録層１００３に照射する。すると、第２の反応層１００５においては、照射された領域でレーザ光が吸収され、これによりこの領域の温度が３００乃至７００℃まで上昇し、図２に示すように、水素の解離／離脱が生じ含有水素が減少した第１の反応層の領域２００２が形成される。この領域において、第１の反応層は、水素をほとんど含有していない誘電体層へと変化する。これにより、光学的変化が生じた記録マーク２００１が形成されることとなる。他方、第２の反応層１００５は、第１の反応層１００４から離脱した水素を含む領域２００3が形成されることとなる。特に、第２の反応層１００５として、ＴｂやＬａの希土類金属を用いた場合、水素化物を形成し消衰係数が減少する。
【００２８】
この記録前後における光学特性の変化を調べるために、ガラス基板上に第１の反応層１００４と同条件にて作製したサンプルを、加熱炉で２５０℃、１ｈ熱処理した。第１の反応層サンプルの熱処理前後の屈折率はガラス基板上に成膜したサンプルの反射率から算出した。１枚のサンプルについて任意の１０ケ所の反射率を測定し、それから算出した屈折率の平均値をそのサンプルの屈折率とした。反射率の測定には、日本分光社製の分光光度計を用いた。得られた結果を表１に示す。
【００２９】
【表１】
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【００３０】
表１に示されているように、上記の条件で熱処理すると、第１の反応層サンプルの屈折率に増加が見られ、これにより記録未記録領域間で反射率差が充分に高く取れ、再生時に高い再生信号（Ｃ／Ｎ比）が得られることが分かる。
【００３１】
一方、第２の反応層１００５においてもレーザ光の照射部位において光学的特性の変化が生じる可能性がある。例えば、第２の反応層１００５を希土類金属を主成分とする材料で構成した場合、第１の反応層１００４から離脱した水素との反応で希土類金属の水素化物を形成し、その部分が略透明になる。このため、記録層の多層化においては、記録未記録領域間での透過率差が懸念される。しかし、第２の反応層の膜厚を５〜１０nmとすれば、厚さが薄いため変化の割合は小さく、充分に無視出来うるものとなる。
【００３２】
記録マーク２００１は、水素が解離／離脱して形成された化学量論組成近傍の誘電体膜から形成される。このため、記録マークの熱的安定性が高く、広範囲の再生パワーに適用が可能で、再生信号のＣ／Ｎ比の経時的な劣化が充分に防止される。従って、光記録後は、長期間にわたって記録情報の劣化が効果的に防止される。すなわち、記録時に得られる良好な初期の再生信号のＣ／Ｎ比が長期間にわたって維持され、再生信号の経時的劣化が十分に防止される。
【００３３】
（第２の実施形態）
図３は、本発明における追記型光ディスクの第２の実施形態を示す模式的断面図である。図３に示した第２の実施形態においては、基板１００１と第１誘電体層１００２との間に、レーザ光に対する反射率が記録層１００３よりも高い反射層３００１が更に配置されている以外は、図１に示した追記型光ディスクと同様の構成を有している。
【００３４】
反射層３００１を設けると、記録層１００３への光記録後に再生光を入射する場合に、多重干渉効果により高い再生信号（Ｃ／Ｎ比）が得られやすくなる。この反射層３００１の構成材料は、レーザ光に対する反射層３００１の反射率を記録層１００３よりも大きくすることができる限り特に制限されない。例えば、好ましい構成材料として、Ｍｇ、Ａｌ、Ｔｉ、Ｃｒ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｇｅ、Ａｇ、Ｐｔ、Ａｕ等を挙げることができる。これらのうち、高い反射率を有することから、Ａｌ、Ａｕ、Ａｇ、Ｃｕ又はこれらの合金（例えば、ＡｌとＴａ、Ｔｉ、Ｃｒ、Ｓｉとの合金等）などの金属材料がより好ましく用いられる。また、反射層３００１の厚さは、通常、８０ｎｍ以上１４０ｎｍ以下に選ばれることが好ましく、例えば１００ｎｍに選ばれる。反射層３００１の厚さを８０ｎｍ以上にすると、記録層１００３において生じる熱がすみやかに拡散され、容易に冷却することができるようになり、再生時に再生パワーによりジッター特性が低下するのを抑えることができる。他方、反射層３００１の厚さを１４０ｎｍ以下とすると、熱特性や光学的な特性に厚みの差に依存する差異が生じず、実用上好ましい。
【００３５】
反射層３００１は、例えば第１の実施形態における他の層と同様に、反射層３００１の構成元素を含む化学種を用いた気相成長法により形成することができる。
【００３６】
また、この第２の実施形態の追記型光ディスクを用いる光記録方法は、第１の実施形態と同様にして行うことができる。但し、この追記型光ディスクは、反射層３００１を備えるため、光記録後に再生光を入射する場合に、多重干渉効果により高い再生信号（Ｃ／Ｎ比）が得られやすくなる。
【００３７】
（第３の実施形態）
図４は、本発明の追記型光ディスクの第３の実施形態を示す模式的断面図である。
図４に示した実施形態の追記型光ディスクは、第２誘電体層１００６と保護層１００７との間に、もう１層の記録層（第２記録層４００４）を有するデュアルレイヤー構成の光ディスクである。第２記録層４００４は、第３の反応層４００５と第４の反応層４００６からなる。ここで、基板１００１から第２誘電体層１００６までは、第２の実施形態と同構成のものである。この第２誘電体層１００６上に中間層４００１を設ける。中間層４００１は、アクリル系又はエポキシ系の紫外線硬化性樹脂を溶剤に溶解して樹脂溶液を作製し、スピンコート法等により形成することができる。この中間層４００１の各層（第２反射層４００２から第４誘電体層４００７）が形成される側の一主面には、情報の記録再生を行う際に光学スポットを導くための案内溝となる凹凸部（図示せず）が形成されている。この凹凸部は、例えば紫外線硬化樹脂による樹脂層を形成し、これに２Ｐ法（Photo-Polymerization法）によって形成することができる。
【００３８】
この中間層４００１の厚さは、記録層の総数により所望の値に決定されればよく、特に限定されないが、本実施形態のデュアルレイヤー構成の追記型光ディスクの場合、通常１０μｍ以上４０μｍ以下に選ばれることが好ましく、例えば２５μｍに選ばれる。また、中間層４００１の上に形成される第２反射層４００２、第３誘電体層４００３、第２記録層４００４及び第４誘電体層４００７は、第２の実施形態に記載の反射層３００１から第２誘電体層１００６と同じ材料で構成されてよい。また、各々の層の厚さは光学設計によって所望の値が選ばれるため、特に限定されない。
【００３９】
以上、本発明について好適な実施形態を例として挙げ説明したが、本発明は上記第１〜第３の実施形態に限定されるものではない。例えば、上記第１〜第３の実施形態においては、記録層１００３において、第１の反応層１００４が基板１００１側に配置され、第２の反応層１００５が保護層１００７側に配置されている。これらの実施形態における配置を変えて、例えば、第１の反応層１００４と第２の反応層１００５の位置を入れ替えた構成としてもよい。また、記録再生時のレーザ光１００８は、保護層１００７側から入射し記録層１００３（及び第２記録層４００４）に照射する場合を示したが、基板１００１側から入射し記録層１００３（及び第２記録層４００４）に照射する構成であってもよい。この場合、基板１００１は光透過性を有していればよく、特に限定はされない。また、第１誘電体層と第２誘電体層（及び第３誘電体層と第４誘電体層）の間に記録層を配置する構成を有する追記型光ディスクについて説明したが、これら誘電体層を有しない構成を有する追記型光ディスクであってもよい。また、１つの誘電体層のみを、例えば、保護層と記録層との間に、又は、基板と記録層との間に配置した構成を有する追記型光ディスクであってもよい。
【００４０】
また、記録層が２層構造の追記型光ディスクについて説明したが、少なくとも１つの第１の反応層とこれに接触する少なくとも１つの第２の反応層を有するものであれば、２層以上の層から構成された記録層を有するものであってもよい。例えば、２つの第１の反応層と、２つの第１の反応層間に配置された第２の反応層とからなる３層構造の記録層を有するものであってもよい。
【００４１】
また、第３の実施形態として、デュアルレイヤー構成の追記型光ディスクを説明したが、３層以上の記録層を有する多層化構成の追記型光ディスクであってもよい。
【実施例】
【００４２】
以下に実施例を示し、本発明を更に詳細に説明するが、本発明はその主旨を逸脱しない限り、以下の実施例に限定されるものではない。
【００４３】
（実施例１）
直流、ＲＦ、及びマイクロ波電源を有するプラズマＣＶＤとマグネトロンスパッタリングの混合装置を用いて、基板上に、第１誘電体層、第１の反応層、第２の反応層、第２誘電体層および保護層を有する追記型光ディスクを作製した。基板としては、直径１２０ｍｍ、厚さ１．１ｍｍのポリカーボネート基板を用いた。この基板の記録層を形成する側の一主面には、トラックピッチ（凹凸の繰り返し幅）が０.３２μｍのトラッキング用の案内溝（グルーブ、ランド）が形成されている。
【００４４】
上記基板を基板ホルダーに固定した後、２×１０-5Ｐａ以下の高真空になるまでチャンバー内をクライオポンプで真空排気した。その後、真空排気したまま、まず、ＡｒガスとＯ2ガスをチャンバー内に流しコンダクタンス調整により圧力を０．３Ｐａに調節した。基板回転数１００ｒｐｍ、ターゲットへの投入パワー密度１．５９Ｗ／ｃｍ2、Ａｒガス１００ｓｃｃｍ、Ｏ2ガス１ｓｃｃｍの条件の下で、スパッタリング法で基板上に５０ｎｍの膜厚の第１誘電体層を成膜した。第１誘電体層は、ＳｉＯ2を２０ｍｏｌ％含有するＺｎＳ−ＳｉＯ2混合体からなる層であった。ターゲットとして、ＳｉＯ2を２０ｍｏｌ％含有するＺｎＳターゲットを用いた。
【００４５】
次いで、別のチャンバーに基板を搬送し、ＳｉＨ4ガス、Ｎ2ガスを導入し、マイクロ波プラズマＣＶＤ法を用いて第１の反応層１００４の形成を行った。ＳｉＨ4ガス、及びＮ2ガスをチャンバー内に流し、コンダクタンス調整により圧力を４Ｐａに調整した。基板を回転しながら、第１の反応層１００４として水素含有ＳｉＮ層を２５ｎｍ成膜した。第１の反応層１００４の水素含有量は上記と同様の成膜条件でガラス基板上に成膜した水素含有ＳｉＮ層サンプルの水素含有量を２次イオン質量分析装置（ＳＩＭＳ）により測定することにより求めた。第１の反応層１００４の水素含有量は２．１×１０22ａｔｏｍｓ／ｃｍ3であった。また、膜応力は、応力測定用の直径３０ｍｍ、厚さ１．０ｍｍのガラス円板上に上記と全く同様の成膜条件で水素含有ＳｉＮ層を成膜し、この基板の変形を干渉計を用いてニュートンリングの本数として検出し測定した。
【００４６】
ここでニュートンリングの本数をｍとすると、基板の曲率半径γは下式（１）で求めることができる。
γ＝ａ2／ｍλ    （１）
ａ：基板の半径
λ：干渉計使用光源の波長
ここでγの値を下式（２）に代入すると水素含有ＳｉＮ膜の応力σが求められる。
σ＝Ｅｂ2／６（１−ν）γｄ    （２）
Ｅ：基板のヤング率
ν：基板のポアッソン比
γ：基板の曲率半径
ｄ：ＳｉＮ膜の厚さ
ｂ：基板の厚さ
測定された第２の反応層の膜応力は−１．０ｋｇ／ｍｍ2（圧縮応力状態）であった。
【００４７】
プラズマＣＶＤの成膜条件は次の通りである。
（１）ガス種類          ＳｉＨ4、Ｎ2
（２）ガス圧力          ４〜１３  Ｐａ
（３）流量
ＳｉＨ4          ２００  ｓｃｃｍ
Ｎ2              ５００  ｓｃｃｍ
（４）投入パワー        １．５ｋｗ
なお、上記「ｓｃｃｍ」は「ｓｔａｎｄａｒｄ  ｃｃ／ｍｉｎ」を表し、「１ｓｃｃｍ」は、毎分１ｃｍ3の割合で、圧力１０１３ｈＰａ、温度０℃のガスが流れること示している。
【００４８】
その後、別のチャンバーに基板を搬送しＡｒガスを導入し、コンダクタンス調整により圧力を０．６Ｐａに調整した。基板回転数５０ｒｐｍ、ターゲットへの投入パワー密度３．７９Ｗ／ｃｍ2の条件の下で、第２の反応層１００５としてＴｂ層を５ｎｍスパッタリング法で基板上に成膜した。第２の反応層の成膜時にＯ2ガス及びＮ2ガスが混入すると酸や窒化などを起こし易く水素化特性に影響を与えるため、第２の反応層は、このように、その他の層を形成するチャンバーとは別のチャンバーにて成膜を行った。また、第２の反応層に用いたＴｂ層の消衰係数は、上記と同様の成膜条件でシリコンウエハ上に成膜したＴｂ膜を分光エリプソメーターを用いて測定し求めた。その結果、本実施例に用いた第２の反応層Ｔｂ膜の消衰係数は、３．０であった。
【００４９】
その後、別のチャンバーに基板を搬送して、ＡｒガスとＯ2ガスをチャンバー内に流しコンダクタンス調整により圧力を０．３Ｐａに調整した。基板回転数１００ｒｐｍ、ターゲットへの投入パワー密度１．５９Ｗ／ｃｍ2、Ａｒガス１００ｓｃｃｍ、Ｏ2ガス１ｓｃｃｍの条件の下で、スパッタリング法で基板上に４５ｎｍの層厚を有する第２誘電体層を成膜した。第２誘電体層は、ＳｉＯ2を２０ｍｏｌ％含有するＺｎＳ−ＳｉＯ2混合体からなる層であった。ターゲットとして、ＳｉＯ2を２０ｍｏｌ％含有するＺｎＳターゲットを用いた。
【００５０】
上記のようにして、各層を形成した後、直流、ＲＦ及びマイクロ波電源を有するプラズマＣＶＤとマグネトロンスパッタリングの混合装置から取り出し、最後に保護層として、光透過性カバーを第２誘電体層上に積層し追記型光ディスクを得た。光透過性カバーは、径２２ｍｍの中心孔を有する外形１２０ｍｍの平面円環形状を有する厚さ８０μｍの光透過性シートの一主面に予め均一に感圧性粘着剤（ＰＳＡ）からなる接着層を２０μｍの厚さに塗布して作製した。
【００５１】
次に、シバソク社製ＬＭ３３０Ａ（商品名）を用い、このようにして作製した、上記本実施例の追記型光ディスクに対して、光透過性カバー側から、照射光を対物レンズによって集光させ、記録層を照射して、一般的な条件で、記録情報の記録及び再生を行った。ここで、照射光の波長λは、４０５ｎｍとし、対物レンズのＮＡは、０.８５、線速度は４．９１７ｍ／ｓ、記録信号は（１−７）ＲＬＬ変調におけるビット長１１１．７５ｎｍのランダム信号とした。
【００５２】
その結果、ジッタ（σ／Ｔ）で８．０％と良好な値が得られた。また、Ｈ／Ｈ環境（８０℃／９０％）で、１，０００時間の耐久試験を行ったところ、ジッタ（σ／Ｔ）で８．５％であり、特に大きなジッタ値の悪化は見られなかった。
【００５３】
（実施例２）
第1の反応層１００４として、水素含有ＳｉＣ層を下記条件で成膜した以外は実施例１と同様にして追記型光ディスクを作製し、実施例１と同様にして評価した。
【００５４】
第１の反応層の水素含有量は３．０×１０22ａｔｏｍｓ／ｃｍ3、膜応力は−１．５ｋｇ／ｍｍ2（圧縮応力状態）であった。
【００５５】
また、プラズマＣＶＤの製膜条件は次の通りである。
（１）ガス種類          ＳｉＨ4、Ｃ2Ｈ2
（２）ガス圧力          ４〜１３  Ｐａ
（３）流量
ＳｉＨ4            ２００  ｓｃｃｍ
Ｃ2Ｈ2            ２００  ｓｃｃｍ
（４）投入パワー        １．５ｋｗ
本実施例の追記型光ディスクにおいては、ジッタ（σ／Ｔ）で９．０％と、良好な値が得られた。また、Ｈ／Ｈ環境（８０℃／９０％）で、１，０００時間の耐久試験では、ジッタ（σ／Ｔ）で９．８％であり、特に大きなジッタ値の悪化は見られなかった。
【００５６】
（実施例３）
第１の反応層１００４として、水素含有ＳｉＯ2層を下記条件で成膜した以外は実施例１と同様にして追記型光ディスクを作製し、実施例１と同様にして評価した。
【００５７】
第１の反応層１００４の水素含有量は２．６×１０22ａｔｏｍｓ／ｃｍ3、膜応力は−０．５ｋｇ／ｍｍ2（圧縮応力状態）であった。
【００５８】
また、プラズマＣＶＤの製膜条件は次の通りである。
（１）ガス種類          ＳｉＨ4、Ｏ2
（２）ガス圧力          ４〜１３  Ｐａ
（３）流量
ＳｉＨ4          ２００  ｓｃｃｍ
Ｏ2              ５００  ｓｃｃｍ
（４）投入パワー        １．５ｋｗ
【００５９】
本実施例の光ディスクにおいては、ジッタ（σ／Ｔ）で８．５％と、良好な値が得られた。また、Ｈ／Ｈ環境（８０℃／９０％）で、１，０００時間の耐久試験では、ジッタ（σ／Ｔ）で９．１％であり、特に大きなジッタ値の悪化は見られなかった。
【００６０】
（実施例４）
基板と第１誘電体層の間に８０ｎｍの厚さを有するＡｇ合金（Ａｕ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｉｎ、Ｎｄ、Ｙが１ｍｏｌ％未満含有されたＡｇ合金）からなる反射層をスパッタリング法により設けた。そして、第１誘電体層の厚さを１０ｎｍとした以外は実施例１と同様にして追記型光ディスクを作製し、実施例１と同様にして評価した。
本実施例の追記型光ディスクにおいては、ジッタ（σ／Ｔ）で７．０％と、良好な値が得られた。また、Ｈ／Ｈ環境（８０℃／９０％）で、１，０００時間の耐久試験では、ジッタ（σ／Ｔ）で７．７％であり、特に大きなジッタ値の悪化は見られなかった。
【００６１】
（実施例５）
第２の反応層１００５をＬａ層とした以外は実施例４と同様にして追記型光ディスクを作製し、評価した。第２の反応層の成膜は、Ａｒガスを導入し、コンダクタンス調整により圧力を０．６Ｐａに調整した。基板回転数５０ｒｐｍ、ターゲットへの投入パワー密度３．７９Ｗ／ｃｍ2の条件の下で行った。また、本実施例の第２の反応層に用いたＬａ層の消衰係数は、３．３であった。
本実施例の追記型光ディスクにおいては、ジッタ（σ／Ｔ）で７．０％と、良好な値が得られた。また、Ｈ／Ｈ環境（８０℃／９０％）で、１，０００時間の耐久試験では、ジッタ（σ／Ｔ）で７．８％であり、特に大きなジッタ値の悪化は見られなかった。
【００６２】
（実施例６）
第２の反応層１００５として、Ｓｉ層を形成した以外は実施例１と同様にして追記型光ディスクを作製し、実施例１と同様にして評価した。第２の反応層の成膜は、Ａｒガスを導入し、コンダクタンス調整により圧力を０．２５Ｐａに調整した。基板回転数５０ｒｐｍ、ターゲットへの投入パワー密度３．２８Ｗ／ｃｍ2の条件の下で行った。また、第２の反応層に用いたＳｉ層の消衰係数は、１．９であった。
本実施例の追記型光ディスクにおいては、ジッタ（σ／Ｔ）で６．８％と、良好な値が得られた。また、Ｈ／Ｈ環境（８０℃／９０％）で、１，０００時間の耐久試験では、ジッタ（σ／Ｔ）で７．５％であり、特に大きなジッタ値の悪化は見られなかった。
【００６３】
（実施例７）
第２の反応層１００５として、ＳｉＯＮ層を形成した以外は実施例１と同様にして追記型光ディスクを作製し、実施例１と同様にして評価した。第２の反応層の成膜は、Ａｒガス、Ｎ2ガス、及びＯ2ガスを導入し、コンダクタンス調整により圧力を０．２５Ｐａに調整した。基板回転数５０ｒｐｍ、ターゲットへの投入パワー密度３．２８Ｗ／ｃｍ2の条件の下で行った。また、第２の反応層に用いたＳｉＯＮ層の消衰係数は、０．５であった。
本実施例の追記型光ディスクにおいては、ジッタ（σ／Ｔ）で７．０％と、良好な値が得られた。また、Ｈ／Ｈ環境（８０℃／９０％）で、１，０００時間の耐久試験では、ジッタ（σ／Ｔ）で７．９％であり、特に大きなジッタ値の悪化は見られなかった。
【００６４】
（実施例８）
第２誘電体層と保護層との間に、中間層、第２反射層、第３誘電体層、第３の反応層と第４の反応層からなる第２記録層及び第４誘電体層の順で各層を更に設けた以外は、実施例５と同様にして追記型光ディスクを作製し、評価した。
【００６５】
上記各層は次のようにして作製した。
中間層は、エポキシ系の紫外線硬化性樹脂を溶剤に溶解して樹脂溶液を調製し、これをスピンコート法等によりコートし２５μｍの膜厚を有するものを形成した。中間層４００１の第２反射層側一主面上には、紫外線硬化性樹脂を用いて２Ｐ法（Photo-Polymerization法）により、トラックピッチが３２０μｍのトラッキング用の案内溝を形成した。
【００６６】
上記中間層の形成後、ディスクを再度、成膜装置内に戻し、２×１０-5Ｐａ以下の高真空になるまでチャンバー内をクライオポンプで真空排気した。その後、中間層上に、第２反射層として１０ｎｍの厚さのＡｇ合金（Ａｕ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｉｎ、Ｎｄ、Ｙが１ｍｏｌ％未満含有されたＡｇ合金）層をディスクを回転しながらスパッタリング法により成膜した。
【００６７】
次いで、ＡｒガスとＯ2ガスをチャンバー内に流しコンダクタンス調整により圧力を０．３Ｐａに調整した。基板回転数１００ｒｐｍ、ターゲットへの投入パワー密度１．５９Ｗ／ｃｍ2、Ａｒガス１００ｓｃｃｍ、Ｏ2ガス１ｓｃｃｍの条件の下で、スパッタリング法で第２反射層上に、３０ｎｍの層厚を有する第３誘電体層を成膜した。第３誘電体層は、ＳｉＯ2を２０ｍｏｌ％含有するＺｎＳ−ＳｉＯ2混合体からなる層であった。ターゲットとして、ＳｉＯ2を２０ｍｏｌ％含有するＺｎＳターゲットを用いた。
【００６８】
次いで、別のチャンバーにディスクを搬送して、ＳｉＨ4ガス、Ｎ2ガスをチャンバー内に流しコンダクタンス調整により圧力を４Ｐａに調整した。ディスクを回転しながら、プラズマＣＶＤ法を用いて、第３の反応層として水素含有ＳｉＮ層を２５ｎｍ成膜した。得られた第３の反応層の水素含有量を実施例１に記載の方法で測定した。第３の反応層の水素含有量は２．１×１０22ａｔｏｍｓ／ｃｍ3であった。プラズマＣＶＤの成膜条件は次の通りであった。
（１）ガス種類          ＳｉＨ4、Ｎ2
（２）ガス圧力          ４〜１３  Ｐａ
（３）流量
ＳｉＨ4          ２００  ｓｃｃｍ
Ｎ2              ５００  ｓｃｃｍ
（４）投入パワー        １．５ｋｗ
【００６９】
その後、別のチャンバーに基板を搬送しＡｒガスを導入し、コンダクタンス調整により圧力を０．６Ｐａに調整した。基板回転数５０ｒｐｍ、ターゲットへの投入パワー密度３．７９Ｗ／ｃｍ2の条件の下で、第４の反応層としてＴｂ層を５ｎｍスパッタリング法で第３の反応層上に成膜した。この層の消衰係数は実施例１同様、３．０であった。
【００７０】
その後、別のチャンバーにディスクを搬送して、ＡｒガスとＯ2ガスをチャンバー内に流しコンダクタンス調整により圧力を０．３Ｐａに調整した。基板回転数１００ｒｐｍ、ターゲットへの投入パワー密度１．５９Ｗ／ｃｍ2、Ａｒガス１００ｓｃｃｍ、Ｏ2ガス１ｓｃｃｍの条件の下で、スパッタリング法で４５ｎｍの厚さを有する第４誘電体層を第４の反応層上に成膜した。第４誘電体層は、ＳｉＯ2を２０ｍｏｌ％含有するＺｎＳ−ＳｉＯ2混合体からなる層であった。
【００７１】
本実施例の追記型光ディスクにおいては、基板側に配置された記録層では、ジッタ（σ／Ｔ）で７．０％、保護層側に配置された第２記録層では、ジッタ（σ／Ｔ）で８．５％と良好な結果が得られた。また、Ｈ／Ｈ環境（８０℃／９０％）で、１，０００時間の耐久試験では、基板側に配置された記録層で、ジッタ（σ／Ｔ）で７．８％、保護層側に配置された第２記録層で、ジッタ（σ／Ｔ）で９．４％であった。このように何れの記録層においても特に大きなジッタ値の悪化は見られなかった。
【００７２】
（比較例１）
比較例１では、第２の反応層１００５として、成膜条件を変えてＳｉＯＮ層を形成した以外は実施例７と同様にして追記型光ディスクを作製し、実施例１と同様にして評価した。第２の反応層の成膜は、Ａｒガス、Ｎ2ガス、及びＯ2ガスを導入し、コンダクタンス調整により圧力を０．２５Ｐａに調整した。その際、導入したＮ2ガス及びＯ2ガスは、Ａｒガス、Ｎ2ガス、及びＯ2ガスのトータルガス流量に対する比率を変更（増加）して成膜を行った。また、基板の回転数は５０ｒｐｍ、ターゲットへの投入パワー密度は３．２８Ｗ／ｃｍ2の条件の下で行った。
本比較例の第２の反応層に用いたＳｉＯＮ層の消衰係数は、０．３であった。
本比較例の追記型光ディスクにおいては、記録パワーに対する感度が悪く、ピークパワー１５．０ｍＷの記録でもジッタ（σ／Ｔ）が飽和せず１６．７％と悪かった。よって、Ｈ／Ｈ環境（８０℃／９０％）における１，０００時間の耐久試験は行わなかった。
【００７３】
（比較例２）
比較例２では、第４の記録層４００６として、ＮｉＣｒ層を３ｎｍ形成した以外は実施例８と同様にして追記型光ディスクを作製し、評価した。第４の記録層４００６の成膜は、ＮｉとＣｒの二種類のターゲットを用いた二元同時スパッタリングにて、夫々のターゲットへの投入パワーを制御することにより組成の調整を行った。本比較例では、Ｎｉ及びＣｒターゲットへの投入パワー密度は、夫々２．１７Ｗ／ｃｍ2及び３．２８Ｗ／ｃｍ2の条件の下で行った。その結果、本比較例の第４の記録層における組成はＮｉ４０Ｃｒ６０ａｔ％であった。
また、圧力はＡｒガスを導入しコンダクタンスの調整により０．５Ｐａに調整し、基板の回転数は５０ｒｐｍで行った。
本比較例の第４の記録層４００６に用いたＮｉＣｒ層の消衰係数は、３．５であった。
【００７４】
また、第４の記録層４００６の膜厚を３ｎｍと実施例８における５ｎｍに対して薄くすることで、消衰係数増加による透過率の低下分を補償し、２層媒体用の記録層とした。このときの保護層側に配置される第２記録層側の膜の透過率は５０％であった。
【００７５】
本比較例の追記型光ディスクにおいては、基板側に配置された記録層では、ジッタ（σ／Ｔ）で７．０％の値が得られたが、保護層側に配置された第２記録層では記録パワーに対する感度が悪く、ピークパワー１５．０ｍＷの記録でもジッタ（σ／Ｔ）が飽和せず１８．４％と悪かった。よって、Ｈ／Ｈ環境（８０℃／９０％）における１，０００時間の耐久試験は行わなかった。
【産業上の利用可能性】
【００７６】
本発明によれば、記録密度が高く、記録情報の保存安定性、並びに、ジッタ特性に優れ、多層化に好適な新規構成の追記型光ディスクの提供が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００７７】
【図１】本発明の追記型光ディスクの第１の実施形態を示す模式的断面図である。
【図２】本発明の追記型光ディスクに光記録を施した後の記録層の状態を示す模式的断面図である。
【図３】本発明の追記型光ディスクの第２の実施形態を示す模式的断面図である。
【図４】本発明の追記型光ディスクの第３の実施形態を示す模式的断面図である。
【符号の説明】
【００７８】
１００１    基板
１００２    第１誘電体層
１００３    記録層
１００４    第１の反応層
１００５    第２の反応層
１００６    第２誘電体層
１００７    保護層
１００８    レーザ光
２００１    記録マーク
２００２    含有水素が減少した第１の反応層の領域
２００３    水素を含む第２の反応層の領域
３００１    反射層
４００１    中間層
４００２    第２反射層
４００３    第３誘電体層
４００４    第２記録層
４００５    第３の反応層
４００６    第４の反応層
４００７    第４誘電体層
【図１】
2007157314.tif 000004
【図２】
2007157314.tif 000005
【図３】
2007157314.tif 000006
【図４】
2007157314.tif 000007