(57)【要約】【課題】記録或いは再生を容易に行うことが出来る２層構造の相変化型光記録媒体を提供することを目的とする。【解決手段】基板１、反射層２、第１保護層３、第１記録層４、第２保護層５、樹脂中間層６、第３保護層７、ＣｕまたはＣｕ合金層からなる放熱層８、第４保護層９、第２記録層１０、第５保護層１１、カバー基板１２により構成され、記録層が２層形成された相変化型光記録媒体であって、記録後の高反射部の反射率とモジュレーションとの積を再生可能な下限値（２．８）以上に設定するようにした。【選択図】図１
2007179715.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
記録層が２層形成された相変化型光記録媒体であって、記録後の高反射部の反射率とモジュレーションとの積を再生可能な下限値以上に設定したことを特徴とする相変化型光記録媒体。
【請求項２】
請求項１に記載の相変化型光記録媒体において、前記記録後の高反射部の反射率と前記モジュレーションとの積を２．８以上に設定したことを特徴とする相変化型光記録媒体。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の相変化型光記録媒体において、前記記録層の記録溝がそれぞれ螺旋状もしくは同心円状に形成されており、当該相変化型光記録媒体の反射率が４％〜１０％であることを特徴とする相変化型光記録媒体。
【請求項４】
請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の相変化型光記録媒体において、記録後のモジュレーションが０．４〜０．６５であることを特徴とする相変化型光記録媒体。
【請求項５】
請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の相変化型光記録媒体において、位相差信号が０．３以上のときにトラッキングが可能であることを特徴とする相変化型光記録媒体。
【請求項６】
請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載の相変化型光記録媒体において、基板の溝深さが２００Å〜３００Åであり、トラックピッチが０．６４μｍ〜０．８μｍであり、溝幅が半値幅で０．１８〜０．３０μｍであることを特徴とする相変化型光記録媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、書換え可能なＤＶＲ等の相変化型光記録層を有する高密度記録用の相変化型光記録媒体に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般にコンパクトディスク（ＣＤ）やＤＶＤは、凹ピットの底部及び鏡面部からの光の干渉により生じる反射率変化を利用して２値信号の記録及びトラッキング信号を検出することにより行われている。近年、ＣＤと再生互換性（互換性）のある媒体として、相変化型の書換え可能なコンパクトディスク（ＣＤ−ＲＷ：CD-Rewritable）が広く使用されつつあるほか、ＤＶＤについても相変化型の書換え可能なＤＶＤが各種提案されている。また、ＤＶＤの容量が４．７ＧＢであるのに対して、記録再生波長を３５０ｎｍ〜４２０ｎｍと短波長化し、開口数ＮＡ（Numerical Aperture）を上げて２０ＧＢ以上の容量とするシステム高密度ＢＤが提案されている（例えば、非特許文献１）。また、ＤＶＤのＲでは２層のメディア及びこのメディア対応の記録あるいは再生装置が実現されている。
【０００３】
これら相変化型の書換え可能なＣＤ、ＤＶＤ及びＢＤは、非晶質と結晶状態の屈折率差によって生じる反射率差及び位相差変化を利用して記録情報信号の検出を行う。通常の相変化型光記録媒体は、基板上に下部保護層、相変化型記録層、上部保護層、反射層を設けた構造を有し、これら構成層の多重干渉を利用して反射率差及び位相差を制御し、ＣＤやＤＶＤとの互換性を持たせることができる。ＣＤ−ＲＷにおいては、反射率を１５〜２５％程度に落とした範囲内ではＣＤと記録信号及び溝信号の互換性が確保でき、反射率の低いことをカバーする増幅系を付加したＣＤドライブを用いれば再生が可能である。なお、相変化型光記録媒体は消去と再記録過程を１つの集束光ビームの強度変調のみによって行うことができるため、ＣＤ−ＲＷや書換え可能ＤＶＤ等の相変化型光記録媒体において記録という場合には、記録と消去を同時に行うオーバーライト（Ｏ／Ｗ）記録を含む。
【０００４】
相変化を利用した情報の記録には、結晶、非晶質又はそれらの混合状態を用いることができ、複数の結晶相を用いることもできるが、現在実用化されている書き換え可能な相変化型光記録媒体は、未記録・消去状態を結晶状態とし、非晶質のマークを形成して記録するのが一般的である。
相変化型記録層の材料としては、カルコゲン元素、即ちＳ、Ｓｅ、Ｔｅを含むカルコゲナイド系合金を用いることが多い。例えば、ＧｅＴｅ−Ｓｂ2Ｔｅ3疑似二元合金を主成分とするＧｅＳｂＴｅ系、ＩｎＴｅ−Ｓｂ2Ｔｅ3疑似二元合金を主成分とするＩｎＳｂＴｅ系、Ｓｂ0.7Ｔｅ0.3共晶合金を主成分とするＡｇＩｎＳｂＴｅ系、ＧｅＳｂＴｅ系などである。このうち、ＧｅＴｅ−Ｓｂ2Ｔｅ3疑似二元合金に過剰のＳｂを添加した系、特にＧｅ1Ｓｂ2Ｔｅ4、又はＧｅ2Ｓｂ2Ｔｅ5などの金属間化合物近傍組成が主に実用化されている。これらの組成は、金属間化合物特有の相分離を伴わない結晶化を特徴とし、結晶成長速度が速いために初期化が容易で、消去時の再結晶化速度が速い。このため従来から、実用的なＯ／Ｗ特性を示す記録層としては、疑似二元合金系や金属間化合物近傍組成が注目されていた（非特許文献２等）。
【０００５】
また、従来からＧｅＳｂＴｅ三元組成、又はこの三元組成を母体として添加元素を含有する記録層組成に関して報告がなされている（特許文献１〜４）。
しかしながら、ＤＶＤのＲＷ２層メディア対応の材料及び相構成は、これからの開発であり、書換え可能なＢＤなどの高密度記録用の光記録媒体へ適用するには解決しなければならない問題が多々ある。
【０００６】
特許文献５には、耐熱性保護層材料として、ＺｎＯ、ＺｒＯ等の金属酸化物、ＴｉＣ等の炭化物、或いはそれらの混合物が示されている。しかしながら、耐硫化物で、しかも保存性を確保しながら記録再生特性を満足させる効果はない。
また、非特許文献３には、記録層構成は１層であるが、記録層と基板の間に、ＺｎＳ・ＳｉＯ2／ＡｌＮ／ＺｎＳ・ＳｉＯ2という３層構成の層を設けた発明が開示されている。
しかしながら、結局、トータルの層厚みは薄くできない。
【０００７】
また、本出願人は、先に出願した特願２００２−３３４３０３において、記録層が１層構造の相変化型光記録媒体として、基板上に少なくとも第１の記録構成層、樹脂中間層、第２の記録構成層がこの順に設けられ、該第１の記録構成層は、基板側から順に放熱層、第１界面層、第１保護層、第１記録層、第２保護層で構成され、該第２の記録構成層は、樹脂中間層側から順に、放熱層、第２界面層、第４保護層、第２記録層、第５保護層で構成された相変化型光記録媒体を提案している。
【０００８】
また特表２００２−５１５６２３には、２つの誘電体層間にサンドイッチされた相変化タイプの記録層と、透明金属層と、レーザ光ビームが入射する側とは反対側に更なる誘電体層とからなる第一の記録積層と、レーザ光ビームの焦点深度より大きい厚さを有する透明スペーサー層と、２つの誘電体層間にサンドイッチされた相変化タイプの記録層と、レーザ光ビームが入射する側とは反対側の金属ミラー層とからなる第二の記録積層とがこの順番に基板の同じ側に配された基板からなる光学情報媒体が提案されている。この場合、第一の記録積層の金属層は１０ｎｍから３０ｎｍの間の厚さを有し、また前記第一の記録積層の金属層が銀からなることが開示されている。また２層記録層も記録可能な材料であり、２層とも保護層で挟まれた構成となっている。さらに金属層の厚みも１０ｎｍ未満、２ｎｍ以上の材料を用いることが記載されている。
【特許文献１】特開昭６１−２５８７８７号公報
【特許文献２】特開昭６２−１５２７８６号公報
【特許文献３】特開平１−６３１９５号公報
【特許文献４】特開平１−２１１２４９号公報
【特許文献５】特開平６−６０４２６号公報
【非特許文献１】ISOM Technical Digest, '00(2000), pp.210
【非特許文献２】SPIE, vol.2514(1995), pp.294-301
【非特許文献３】ODS2001, Technical Digest pp.28
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、上記したような相変化型光記録媒体は、青色レーザなど短波長については材料で吸収が多いので記録しやすいが、赤色波長では吸収が少ないので記録させることが難しい。このため、記録層１層のメディアでは反射層を厚く設けて、透過しないようにすることで吸収を持たせて容易に記録できるようにしている。
しかしながら、記録層２層にすると光入射側の記録層１層は光を約半分透過させないと多層記録にならないので、透過させる構成とすると光を吸収しなくなり記録も難しくなる。赤色波長ＬＤは、ハイパワーで出射可能であるので、ハイパワーを媒体にかけると１回のみの記録方法ならば実施しやすいが、Ｏ／Ｗ特性を確保することは、ハイパワーがかかると膜が劣化しやすいので厳しくなる。しかもＯ／Ｗしやすいように記録感度を良くすると温度湿度の信頼性がかけるという問題点があった。
そこで、本発明は、記録或いは再生を容易に行うことができる２層構造の相変化型光記録媒体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】
【００１０】
上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明は、記録層が２層形成された相変化型光記録媒体であって、記録後の高反射部の反射率とモジュレーションとの積を再生可能な下限値以上に設定した。
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の相変化型光記録媒体において、前記記録後の高反射部の反射率と前記モジュレーションとの積を２．８以上に設定したことを特徴とする。
請求項３に記載の発明は、請求項１または請求項２に記載の相変化型光記録媒体において、前記記録層の記録溝がそれぞれ螺旋状もしくは同心円状に形成されており、当該相変化型光記録媒体の反射率が４％〜１０％であることを特徴とする。
【００１１】
請求項４に記載の発明は、請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の相変化型光記録媒体において、記録後のモジュレーションが０．４〜０．６５であることを特徴とする。
請求項５に記載の発明は、請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の相変化型光記録媒体において、位相差信号が０．３以上のときにトラッキングが可能であることを特徴とする。
請求項６に記載の発明は、請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載の相変化型光記録媒体において、基板の溝深さが２００Å〜３００Åであり、トラックピッチが０．６４μｍ〜０．８μｍであり、溝幅が半値幅で０．１８〜０．３０μｍであることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、記録後の高反射部の反射率とモジュレーションとの積の値を再生可能な下限値以上に設定したことにより、記録或いは再生が容易とされる記録層が２層形成された相変化型光記録媒体を実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明の実施の形態について説明する。
図１は、本発明の相変化型光記録媒体の実施形態として相変化型光記録媒体の層構造の断面を模式的に示した図である。
この図１に示すように、本実施の形態の相変化型光記録媒体は、基板１、反射層２、第１保護層３、第１記録層４、第２保護層５、樹脂中間層６、第３保護層７、ＣｕまたはＣｕ合金層からなる放熱層８、第４保護層９、第２記録層１０、第５保護層１１、カバー基板１２により構成される。
【００１４】
基板１の材料としては、ポリカーボネート、アクリル樹脂、ポリオレフィンなどの透明樹脂、又は透明ガラスを用いることができる。中でもポリカーボネート樹脂はＣＤにおいて最も広く用いられており、また安価でもあるため最も好ましい材料である。基板１には通常、ＤＶＤの場合、ピッチ０．７４μｍの溝を設けるが、この溝は必ずしも幾何学的に矩形又は台形状の溝である必要はなく、例えばイオン注入などによって、屈折率の異なる導波路のようなものを形成することにより光学的に溝が形成されていてもよい。
【００１５】
第１及び第２記録層４、１０に用いられる好ましい相変化記録材料としては、Ｓｂ及びＴｅを主成分とする合金が挙げられる。中でも、Ｇｅ、Ｓｂ、Ｔｅを構成元素とするものが好ましい。このような構成元素からなる各記録層には必要に応じて他の元素を、合計１０原子％程度まで添加してもよい。また、各記録層に更にＯ、Ｎ、Ｓから選ばれる少なくとも一つの元素を０．１〜５原子％添加することにより、記録層の光学定数を微調整することができる。しかし、５原子％を超えて添加することは結晶化速度を低下させ、消去性能を悪化させるので好ましくない。
【００１６】
また、Ｏ／Ｗ時の結晶化速度を低下させずに経時安定性を向上させるため、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｃｒ、Ｃｏ、Ｐｔ、Ｚｒから選ばれる少なくとも一種を８原子％以下添加することが好ましく、より好ましい添加量は０．１〜５原子％である。ＳｂＴｅに対する、これらの元素とＧｅの合計添加量は１５原子％以下であることが望ましい。１５原子％より多くなるとＳｂ以外の成分の相分離を誘起してしまう。特に添加効果が大きいのは、Ｇｅ含有量が３〜５原子％の場合である。
また、経時安定性の向上と屈折率の微調整のためには、Ｓｉ、Ｓｎ、Ｐｂから選ばれる少なくとも一種を５原子％以下添加することが好ましい。これらの元素とＧｅの合計添加量は１５原子％以下が好ましい。なお、Ｓｉ、Ｓｎ、Ｐｂは、Ｇｅと同じく４配位ネットワークを持った元素である。
【００１７】
また、Ａｌ、Ｇａ、Ｉｎから選ばれる少なくとも一種を８原子％以下添加することにより、結晶化温度を上昇させると同時に、ジッタを低減させたり、記録感度を改善させたりすることができるが、偏析も生じ易いため、６原子％以下とするのが好ましい。これらの元素とＧｅの合計添加量は１５原子％以下が好ましく、より好ましくは１３％以下である。
また、Ａｇを８原子％以下の量で添加すると、記録感度を改善する上で効果があり、特にＧｅの添加量が５原子％を超える場合に用いれば効果が顕著である。しかし、Ａｇの添加量が８原子％を超えると、ジッタを増加させたり、非晶質マークの安定性を損ねたりするので好ましくない。また、ＡｇとＧｅの合計添加量が１５原子％を超えると偏析を生じ易いので好ましくない。Ａｇの含有量として特に好ましいのは５原子％以下である。
【００１８】
第１及び第２記録層４、１０は相変化型記録層であり、その厚さは一般的に５〜１００ｎｍの範囲が好ましい。５ｎｍより薄いと十分なコントラストを得難く、また結晶化速度が遅くなる傾向があり、短時間での消去が困難となり易い。
一方、１００ｎｍを越えるとやはり光学的なコントラストが得難くなり、またクラックが生じ易くなる。コントラストとしては、ＤＶＤなど再生専用ディスクと互換性がとれる必要がある。
また、最短マーク長が０．５μｍ以下となるような高密度記録では、第１及び第２記録層の厚さは５〜２５ｎｍが好ましい。５ｎｍ未満では反射率が低くなり過ぎ、また膜成長初期の不均一な組成、疎な膜の影響が現れ易いので好ましくない。一方、２５ｎｍより厚いと熱容量が大きくなり記録感度が悪くなる他、結晶成長が３次元的になるため、非晶質マークのエッジが乱れジッタが高くなる傾向にある。更に、第１及び第２記録層の相変化による体積変化が顕著になり、繰返しオーバーライト（Ｏ／Ｗ）耐久性が悪くなるので好ましくない。マーク端のジッタ及び繰返しオーバーライト（Ｏ／Ｗ）耐久性の観点からは２０ｎｍ以下とすることがより望ましい。
【００１９】
第１及び第２記録層４、１０の密度は、バルク密度の８０％以上、好ましくは９０％以上とする。スパッタ成膜法において密度を大きくするには、成膜時のスパッタガス（Ａｒ等の希ガス）の圧力を低くしたり、ターゲット正面に近接して基板を配置したりするなどして記録層に照射される高エネルギーＡｒ量を多くすることが必要である。
高エネルギーＡｒは、スパッタのためにターゲットに照射されるＡｒイオンが一部跳ね返されて基板側に到達するもの、又はプラズマ中のＡｒイオンが基板全面のシース電圧で加速されて基板に達するものの何れかである。このような高エネルギーの希ガスの照射効果を「アトミック・ピーニング（atomic peening）効果」という。一般的に使用されるＡｒガス中でのスパッタでは、アトミック・ピーニング効果によってＡｒがスパッタ膜に混入される。この混入された膜中のＡｒ量によりアトミック・ピーニング効果を見積ることができる。即ち、Ａｒ量が少なければ高エネルギーＡｒ照射効果が少ないことを意味し、密度の疎な膜が形成され易い。一方、Ａｒ量が多すぎると高エネルギーＡｒの照射が激しく、密度は高くなるものの膜中に取り込まれたＡｒが繰返しオーバーライト（Ｏ／Ｗ）時にＡｒが放出されてボイド（ｖｏｉｄ）が発生し、繰返し耐久性を劣化させる。記録層膜中の適当なＡｒ量は、０．１〜１．５原子％である。更に、直流スパッタリングよりも高周波スパッタリングを用いた方が、膜中Ａｒ量を少なくして高密度膜が得られるので好ましい。
【００２０】
また、第１及び第２記録層４、１０の成膜後の状態は、通常、非晶質である。従って、成膜後に各記録層全面を結晶化して初期化された状態（未記録状態）とする必要がある。
初期化方法としては、固相でのアニールによる初期化も可能であるが、一旦記録層を溶融させ再凝固時に徐冷して結晶化させる、いわゆる溶融再結晶化による初期化が望ましい。
上記各記録層は成膜直後には結晶成長の核が殆どなく固相での結晶化は困難であるが、溶融再結晶化によれば少数の結晶核が形成された後、溶融することにより結晶成長が主体となって高速で再結晶化が進む。
上記溶融再結晶化による結晶と固相でのアニールによる結晶とは反射率が異なるため、混在するとノイズの原因となる。そして、実際のＯ／Ｗ記録の際には、消去部は溶融再結晶化による結晶となるため、初期化も溶融再結晶化により行うことが好ましい。
【００２１】
溶融再結晶化による初期化の際、記録層の溶融は局所的かつ１ミリ秒程度以下の短時間で行うのがよい。その理由は、溶融領域が広かったり、溶融時間又は冷却時間が長過ぎると、熱によって各層が破壊されたり、プラスチック基板表面が変形したりするためである。初期化に適した熱履歴を与えるには、波長６００〜１０００ｎｍ程度の高出力半導体レーザ光を長軸１００〜３００μｍ、短軸１〜３μｍの楕円形に集束して照射し、短軸方向を走査軸として１〜１０ｍ／ｓの線速度で走査することが望ましい。同じ集束光でも円形に近いと溶融領域が広すぎ、再非晶質化が起き易く、また多層構成や基板へのダメージが大きく好ましくない。
【００２２】
初期化が溶融再結晶化によって行われたことは以下のようにして確認できる。即ち、初期化後の媒体に直径約１．５μｍよりも小さいスポット径に集束された記録層を溶融するに足る記録パワーＰｗの記録光を、直流的に一定線速度で照射する。案内溝がある場合は、その溝又は溝間からなるトラックにトラッキングサーボ及びフォーカスサーボをかけた状態で行う。
その後、同じトラック上に消去パワーＰｅ（≦Ｐｗ）の消去光を直流的に照射して得られる消去状態の反射率が全く未記録の初期状態の反射率と殆ど同じであれば、該初期化状態は溶融再結晶状態と確認できる。何故ならば、記録光照射により記録層は一旦溶融されており、それを消去光照射で完全に再結晶化した状態は、記録光による溶融と消去光による再結晶化の過程を経ており、溶融再結晶化された状態にあるからである。なお、初期化状態の反射率Ｒｉｎｉと溶融再結晶化状態Ｒｃｒｙの反射率がほぼ同じであるとは、（Ｒｉｎｉ−Ｒｃｒｙ）／｛（Ｒｉｎｉ＋Ｒｃｒｙ）／２｝で定義される両者の反射率差が０．２以下（即ち２０％以下）であることを言う。通常、アニール等の固相結晶化だけでは、その反射率差は２０％より大きい。
【００２３】
図１に示すように、第１記録層４は第１保護層３と第２保護層５の間に、第２記録層は、第４保護層９と第５保護層１１の間に挟み込まれた状態で設けられる。
これら記録層を挟む第１、第２、第４、第５保護層について以下に説明する。
第１保護層３及び第４保護層９は、反射層あるいは、ＣｕおよびＣｕ合金層へ効率的に熱を逃すという機能を併せ持つ。
また第２保護層５は、主として記録時の高温による樹脂中間層の表面の変形を防止するのに有効である。また第５保護層１１は、反射率の調整とカバー基板の変形を防止するのに有効である。
【００２４】
第１、第２、第４、第５保護層３、５、９、１１の材料は、屈折率、熱伝導率、化学的安定性、機械的強度、密着性等を考慮して決定される。材料としては熱伝導特性が低い方が望ましいが、その目安は１×１０-3ｐＪ／（μｍ・Ｎ・ｎｓｅｃ）である。なお、このような低熱伝導率材料の薄膜状態の熱伝導率を直接測定するのは困難であり、直接測定に代るものとして熱シミュレーションと実際の記録感度の測定結果から目安を得ることができる。
【００２５】
好ましい結果をもたらす上記低熱伝導率材料として、第２保護層５と第５保護層１１は、ＺｎＳ、ＺｎＯ、ＴａＳ2、希土類硫化物のうちの少なくとも一種を５０〜９０モル％含み、透明性が高く融点又は分解点が１０００℃以上の耐熱性化合物を含む複合誘電体が挙げられる。希土類硫化物の具体例としては、Ｌａ、Ｃｅ、Ｎｄ、Ｙ等の希土類の硫化物を６０〜９０モル％含む複合誘電体が挙げられる。更に、ＺｎＳ、ＺｎＯ、ＴａＳ2又は希土類硫化物の割合を７０〜９０モル％とすることが好ましい。
融点又は分解点が１０００℃以上の耐熱化合物としては、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｙ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｙｂ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｚｎ、Ａｌ、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｐｂ等の酸化物、窒化物、炭化物やＣａ、Ｍｇ、Ｌｉ等のフッ化物が挙げられる。
なお、上記酸化物、硫化物、窒化物、炭化物、フッ化物は必ずしも化学量論的組成をとる必要はなく、屈折率等の制御のために組成を変えたり、混合して用いたりすることも有効である。
【００２６】
第１、第４保護層３、９の材料としては、ＳｎＯｘ系の第２、第５保護層５、１１よりも熱伝導の良い材料が良好な記録特性がえられる。この層にＳを含まない材料が良い。
またＴａＯｘ等を１０モル％から３０モル％程度とすると信頼性も良好となる。
続いて、上記各保護層の機能等について更に詳述する。
本発明の層構成は、急冷構造と呼ばれる層構成の一種に属する。急冷構造は、放熱を促進して記録層再凝固時の冷却速度を高める層構成を採用することで、非晶質マーク形成の際における再結晶化の問題を回避しつつ、高速結晶化による高消去比を実現するものである。
【００２７】
第１及び第４保護層３、９の膜厚は、繰返しオーバーライト（Ｏ／Ｗ）における耐久性に大きく影響し、特にジッタの悪化を抑制する上でも重要である。膜厚は一般的に５〜３０ｎｍである。５ｎｍ未満では、上記保護層部３、９での熱伝導の遅延効果が不十分で記録感度低下が著しくなり好ましくない。膜厚が３０ｎｍより厚いとマーク幅方向の温度分布の十分な平坦化効果が得られないほか、記録時に第２及び第５保護層５、１１のそれぞれの記録層側と反射層又は放熱層側とで温度差が大きくなり、保護層の両側における熱膨張差から保護層自体が非対称に変形し易くなる。この繰返しは、保護層内部に微視的塑性変形を蓄積させ、ノイズの増加を招くので好ましくない。
第１及び第４保護層３、９の膜厚は、更に詳細には記録レーザ光の波長が６００〜７００ｎｍでは１５〜２５ｎｍが好ましく、波長が３５０〜６００ｎｍでは３〜２０ｎｍが好ましく、より好ましくは３〜１５ｎｍである。
また、第２及び第５保護層５、１１の膜厚は、３０〜２５０ｎｍとする必要がある。３０ｎｍより薄いと、記録層溶融時の変形等によって破壊され易く、Ｏ／Ｗ特性が悪くなる。
【００２８】
本発明者等は前記要求に適合するように２層記録層構造の相変化型光記録媒体の適切な層構成を検討し、光透過性があると共に放熱性もあり、かつ高記録感度になるように透過率の高く、かつ放熱性の良好なＣｕあるいはＣｕ合金を採用することに１０ｎｍ未満２ｎｍ以上にして２層記録の感度を２層合わせる設計を行った。
前記のような光学系を用いた高密度マーク長変調記録においては、特に熱伝導特性の低い材料を第１及び第４保護層３、９に用い、好ましくはその膜厚を３〜２０ｎｍとすることが重要である。
また、第１の記録構成層１００に到達する光は第２の記録構成層２００を透過してくる透過光のため、入射光量が第２の記録構成層２００の入射光量の半分以下であるから、第２の記録構成層２００の入射光を増やすか、第１の記録構成層１００の第１記録層４の感度を良くすることが望ましい。
【００２９】
本発明では、入射光の少ない第１の記録構成層１００において、第１記録層４を熱伝導率の低い層で挟んで記録感度を良くすると共に、第１保護層３の膜厚を３〜２０ｎｍと薄くして熱を吸収し易くすることにより記録感度を良くすることができる。
上記の層構成において、熱伝導性のみを考えた場合には、第１保護層３又は第４保護層９の熱伝導係数を高くしても放熱効果は促進されるが、あまり放熱が促進されると記録に要する照射パワーが高くなり、記録感度が著しく低下してしまうという問題を生じるため、熱伝導率を低く抑える必要がある。
【００３０】
そして、低熱伝導率の薄膜保護層を用いることにより、記録パワー照射開始時点の数ｎｓｅｃ〜数１０ｎｓｅｃ（ナノ秒）において記録層から反射層や放熱層への熱伝導に時間的な遅延を与え、その後に反射層や放熱層への放熱を促進することができるため、保護層の熱伝導特性により必要以上に記録感度を低下させることがない。
このような理由から、従来知られているＳｉＯ2、Ｔａ2Ｏ5、Ａｌ2Ｏ3、ＡｌＮ、ＳｉＮ等を主成分とする保護層材料は、それ自身の熱伝導率が高すぎるために単体で使用することは好ましくない。
【００３１】
次に、第３保護層７について説明する。
第３保護層７の好ましい材料としては、波長３８０ｎｍから４２０ｎｍで光透過率を７０％以上と高くすることができるＩＴＯ（Ｉｎ2Ｏ3とＳｎＯの混合系組成）、ＩＺＯ（Ｉｎ2Ｏ3とＺｎＯの混合組成）などが挙げられる。これらの材料は熱伝導率が高いので、第２記録層１０で記録される際に発生する熱が、放熱層８を経由して放熱される。これによって、急激な冷却が必要なＳｂＴｅを主成分とする相変化材料からなる記録層は最適な急冷状態となり、小さなアモルファスマークが形成可能となる。
第３保護層７は、放熱効果を考慮すると、厚い程望ましいが、厚みが２００ｎｍより厚くすると、応力が多くなりクラックが入ってしまう。また２０ｎｍ未満でも放熱効果が少ないので、２０ｎｍから２００ｎｍがよいが、３０ｎｍから１６０ｎｍがより望ましい。
【００３２】
次に、放熱機能を担う反射層２と放熱層８について説明する。
反射層２はとりわけ高熱伝導率の材料を用いることにより、消去比及び消去パワーマージンを改善できる。検討の結果、広い消去パワー範囲において本発明の記録層が持つ良好な消去特性を発揮させるには、単に膜厚方向の温度分布や時間変化のみならず膜面方向（記録ビーム走査方向に対して垂直方向）の温度分布をできるだけ平坦化できるような層構成を用いるのが好ましい。本発明においては、非常に高熱伝導率で３００ｎｍ以下の薄い反射層を用いて、横方向の放熱効果を促進することが好ましい。
【００３３】
また膜厚は透過率が１２ｎｍ以上で急激に透過率が悪くなり、また２ｎｍ以上ないと記録後のモジュレーションが取れないので、２ｎｍから１２ｎｍがよく、２層の記録再生特性を考慮すると（光入射側の透過率と記録再生特性）好ましくは６ｎｍから１０ｎｍである。
モジュレーションとは、記録後にできるアモルファス部を低反射部、記録時に消去されて結晶化される部分を高反射部としたときに、次の式（（高反射部−低反射部）／高反射部）により求められる値である。
また一般に薄膜の熱伝導率はバルク状態の熱伝導率に比べて小さくなる。特に、４０ｎｍ未満の薄膜では、成長初期の島状構造の影響で熱伝導率が１桁以上小さくなる場合があり好ましくない。更に、成膜条件によって結晶性や不純物量が異なるため、同じ組成の膜を作成したつもりでも熱伝導率が異なることもあり、配慮が必要である。
【００３４】
第１の記録構成層１００の反射層２による放熱は、反射層２の厚みを厚くしても促進できるが、反射層１の厚みが３００ｎｍを超えると、第１記録層４の膜面方向よりも膜厚方向の熱伝導が顕著になり、膜面方向の温度分布改善効果が得られない。また、反射層２自体の熱容量が大きくなり、反射層２ばかりでなく、ひいては第１記録層４の冷却に時間がかかるようになって非晶質マークの形成が阻害される。最も好ましいのは、高熱伝導率の反射層２を薄く設けて横方向への放熱を選択的に促進することである。従来用いられていた急冷構造は、膜厚方向の１次元的な熱の逃げのみに注目し、第１記録層４から反射層に早く熱を逃すことのみを意図しており、この平面方向の温度分布の平坦化に十分な注意が払われていなかった。
【００３５】
反射層２の材料としては、Ａｇ又はＡｇ合金、Ａｌ合金等が挙げられる。
Ａｇ合金としては、後述の放熱層８に用いられると同じＡｇ合金が挙げられる。Ａｇ合金を反射層２として用いる場合、好ましい膜厚は３０〜２００ｎｍである。３０ｎｍ未満では純Ａｇでも放熱効果は不十分である。２００ｎｍを超えると熱が水平方向より垂直方向に逃げて水平方向の熱分布改善に寄与しないし、不必要な厚膜は生産性を低下させる。
また、膜表面の微視的な平坦性も悪くなる。
【００３６】
Ａｌ合金としては、例えば、Ｔａ、Ｔｉ、Ｃｏ、Ｃｒ、Ｓｉ、Ｓｃ、Ｈｆ、Ｐｄ、Ｐｔ、Ｍｇ、Ｚｒ、Ｍｏ、Ｍｎの少なくとも１種を０．２〜２原子％添加した合金が挙げられ、これらは添加元素濃度に比例して体積抵抗率が増加し、また耐ヒロック性が改善されるので、耐久性、体積抵抗率、成膜速度等を考慮して用いることができる。添加不純物量が０．２原子％未満では、成膜条件にもよるが、耐ヒロック性が不十分であることが多い。
また、２原子％より多いと上記の低抵抗率を得難い。経時安定性をより重視する場合には添加成分としてはＴａが好ましい。
更に、Ｃｕを０．３〜５．０原子％含有するＡｌ−Ｃｕ系合金も好ましい。特に、ＺｎＳとＳｉＯ2との混合系組成の膜とＴａ2Ｏ5の膜を積層した２層構成保護層とする場合には、Ｃｕを０．５〜４．０原子％含有するＡｌ−Ｃｕ系合金が耐食性、密着性、高熱伝導率の全てをバランス良く満足するので望ましい。また、Ｓｉを０．３〜０．８原子％、Ｍｇを０．３〜１．２原子％含有するＡｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系合金も好ましい。
【００３７】
上記Ａｌ合金を反射層として用いる場合、好ましい膜厚は１５０〜３００ｎｍである。
１５０ｎｍ未満では純Ａｌでも放熱効果が不十分であり、３００ｎｍを超えると、Ａｇ合金の場合と同様に、熱が水平方向より垂直方向に逃げて水平方向の熱分布改善に寄与しないし、反射層２そのものの熱容量が大きくなり、そのため記録層の冷却速度が遅くなってしまう。また、膜表面の微視的な平坦性も悪くなる。
本発明者等は反射層２に用いるＡｌ合金又はＡｇ合金は、その添加元素濃度に比例して体積抵抗率が増加することを確認している。一方、不純物の添加は一般的に結晶粒径を小さくし、粒界の電子散乱を増加させて熱伝導率を低下させると考えられる。添加不純物量を調節することは、結晶粒径を大きくすることで材料本来の高熱伝導率を得るために必要である。
【００３８】
次に、ＣｕもしくはＣｕ合金により構成される放熱層８ついて説明する。
本発明の第２記録層１０は結晶化温度（Ｔｍ）近傍での再凝固時の結晶成長が再結晶化の律速になっている。Ｔｍ近傍での冷却速度を極限まで大きくして非晶質マーク及びそのエッジの形成を確実かつ明確なものとするには、超急冷構造が有効であり、かつ膜面方向の温度分布の平坦化で、元々Ｔｍ近傍で高速消去可能であったものがより高消去パワーまで確実に再結晶化による消去を確保できる。このため、いわゆる「Ｔｍ近傍での熱伝導遅延効果を考慮した超急冷構造」を本発明に係る第２の記録構成層２００に適用すると、従来のＧｅＴｅ−Ｓｂ2Ｔｅ3記録層に比べて一層効果がある。
本発明では、このような超急冷のために放熱層８を設ける。放熱層８の形成に際しては、成膜時のデポジションレートを反射層２の場合よりも遅くして膜厚不均一性をなくす必要がある。その膜厚は、２ｎｍ以上１０ｎｍ未満が望ましく、２ｎｍ未満ではデポジションレートを遅くしても不均一になる。１０ｎｍ未満にしないと第２の記録構成層２００の透過率が高くならないので第１記録層４に光が到達しない。このため、第２の記録構成層２００の透過率は４５％以上が望ましい。
【００３９】
図２は、反射層及び放熱層に用いられる各種金属の吸収Ａ、透過Ｔ、反射Ｒの特性を示した図である。なお、各金属の膜厚は１０ｎｍとする。
この図２から同じ膜厚であれば、Ａｇ、Ｐｔ、Ａｕ等の金属に比べてＣｕもしくはＣｕ合金のほうが、透過率Ｔが高いことがわかる。即ち、光入射側に配置される放熱層８は、ＣｕもしくはＣｕ合金が適していることがわかる。なお、ＣｕにＭｏを数％添加することで８０度８５％の信頼性試験でもジッタ等の変化がほとんど無い良好な特性をもつ。
なお、反射層２や放熱層８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もさることながら、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％以下とする必要がある。このためにプロセスチャンバの到達真空度は１×１０-3Ｐａ以下とすることが望ましい。また、１０-4Ｐａより悪い到達真空度で成膜する場合には、成膜レートを１ｎｍ／秒以上、好ましくは１０ｎｍ／秒以上として不純物が取り込まれるのを防ぐことが望ましい。或いは、意図的な添加元素を１原子％より多く含む場合は、成膜レートを１０ｎｍ／秒以上として付加的な不純物混入を極力防ぐことが望ましい。
【００４０】
成膜条件は不純物量とは無関係に結晶粒径に影響を及ぼす場合もある。例えば、ＡｌにＴａを２原子％程度混入した合金膜は、結晶粒の間に非晶質相が混在するが結晶相と非晶質相の割合は成膜条件に依存する。また、低圧でスパッタするほど結晶部分の割合が増え、体積抵抗率が下がり、熱伝導率が増加する。
膜中の不純物組成或いは結晶性は、スパッタに用いる合金ターゲットの製法やスパッタガス（Ａｒ、Ｎｅ、Ｘｅ等）にも依存する。このように薄膜状態の体積抵抗率は、金属材料、組成のみによっては決まらない。高熱伝導率を得るためには、上記のように不純物量を少なくすることが望ましいが、一方でＡｌやＡｇの純金属は耐食性や耐ヒロック性に劣る傾向があるため、両者のバランスを考慮して最適組成を決める必要がある。
【００４１】
更なる高熱伝導と高信頼性を得るため反射層を多層化することも有効である。この場合、少なくとも１層は、全層合計膜厚の５０％以上の膜厚を有し実質的に放熱効果に寄与する前記高熱伝導性材料（低体積抵抗率材料）からなり、他の層が耐食性や保護層との密着性、耐ヒロック性の改善に寄与するように構成される。
具体的には、金属の中で最も高熱伝導率及び低体積抵抗率であるＡｇを用いた場合、Ａｇに隣接する保護層中にＳが含まれると、硫化による腐食を起し易く、繰返しオーバーライト（Ｏ／Ｗ）した場合の劣化がやや速いという傾向がある。また、高温高湿の加速試験環境下で腐食を生じ易い傾向がある。
【００４２】
そこで、低体積抵抗率材料としてＡｇ又はＡｇ合金を用いる際には、図示していないが隣接保護層との間に界面層としてＡｌ合金層を厚さ１〜１００ｎｍ設けることも有効である。Ａｌ合金としては反射層２のところで述べたのと同じ材料を用いることができる。界面層の厚さは１ｎｍ未満では保護効果が不十分で、１００ｎｍを超えると放熱効果が犠牲になる。また、厚さを５ｎｍ以上とすれば、層が島状構造とならず均一に形成され易い。
更に、Ａｇ合金放熱層とＡｌ合金界面層を用いる場合、ＡｇとＡｌは比較的相互拡散し易い組み合わせなので、Ａｌ表面を厚さ１ｎｍ以上酸化して界面酸化層を設けることが一層好ましい。なお、界面酸化層が５ｎｍ、特に１０ｎｍを越えると、それが熱抵抗となり本来の趣旨である極めて放熱性の高い放熱層としての機能が損なわれるので好ましくない。
【００４３】
本発明において良好な特性を示す高熱伝導率の反射層２及び放熱層８を規定するために、それぞれの熱伝導率を直接測定することも可能であるが、その熱伝導の良否を、電気抵抗を利用して見積ることができる。金属膜のように電子が熱又は電気伝導を主として司る材料においては、熱伝導率と電気伝導率との間に良好な比例関係があるためである。薄膜の電気抵抗は、その膜厚や測定領域の面積で規格化された抵抗率値で表す。体積抵抗率と面積抵抗率は、通常の４探針法で測定でき、ＪＩＳ Ｎ ７１９４によって規定されている。本法により、薄膜の熱伝導率そのものを実測するよりも遥かに簡便かつ再現性の良いデータが得られる。
【００４４】
好ましい反射層２及び放熱層８の特性としては、体積抵抗率が２０〜１５０ｎΩ・ｍであり、より好ましくは２０〜１００ｎΩ・ｍである。２０ｎΩ・ｍ未満の材料は薄膜状態では実質的に得難い。また１５０ｎΩ・ｍより体積抵抗率が大きい場合でも、例えば３００ｎｍを超える厚膜とすれば面積抵抗率を下げることはできるが、本発明者等の検討によれば、このような高体積抵抗率材料で面積抵抗率のみを下げても十分な放熱効果は得られなかった。厚膜では単位面積当りの熱容量が増大してしまうためと考えられる。また、このような厚膜では成膜に時間がかかり材料費も増えるため、製造コストの観点から好ましくないばかりでなく、膜表面の微視的な平坦性も悪くなってしまう。膜厚３００ｎｍ以下で面積抵抗率０．２〜０．９Ω／□が得られるような低体積抵抗率材料を用いるのが好ましく、０．５Ω／□が更に好ましい。
【００４５】
前述した反射層２や放熱層８の多層化は、高体積抵抗率材料と低体積抵抗率材料を組み合わせることにより所望の膜厚で所望の面積抵抗率を得るためにも有効である。合金化による体積抵抗率調節は、合金ターゲットの使用によりスパッタ工程を簡素化できるが、ターゲット製造コスト、ひいては媒体の原材料比を上昇させる要因にもなる。従って、純Ａｌや純Ａｇや純Ａｕの薄膜と上記添加元素そのものの薄膜を多層化して所望の体積抵抗率を得ることも有効である。層数が３層程度までであれば初期の装置コストは増加するものの、媒体コストは却って抑制できる場合がある。反射層を複数の金属膜からなる全膜厚が４０〜３００ｎｍの多層構造とし、全膜厚の５０％以上が体積抵抗率２０〜１５０ｎΩ・ｍの金属薄膜層（複数の層であってもよい）とするのが好ましい。
【００４６】
次に、図１に示すようにカバー基板１２を薄く設ける構成で、高ＮＡの対物レンズを用いる場合には、カバー基板１２の厚さは０．３ｍｍ以下、好ましくは０．０６〜０．２０ｍｍの厚さが要求されるため、シート状であることが好ましい。ＮＡが０．５０〜０．７０では、厚さ０．６ｍｍのカバー基板１２を用いる。
カバー基板１２の材料としては、ポリカーボネート樹脂、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、ポリスチレン樹脂、アクリロニトリル−スチレン共重合体樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、シリコーン系樹脂、フッ素系樹脂、ＡＢＳ樹脂、ウレタン樹脂などが挙げられるが、光学特性、コストの点で優れるポリカーボネート樹脂、アクリル系樹脂が好ましい。
【００４７】
これらの材料からなる透明シートを用いて薄型カバー基板を形成する方法としては、紫外線硬化性樹脂又は透明な両面粘着シートを介して、透明シートを貼り付ける方法が挙げられる。また、紫外線（ＵＶ）硬化樹脂を保護層上に塗布してこれを硬化させ薄型カバー基板を形成してもよい。
樹脂中間層や接着層にも上記樹脂を用いることができるが、ＵＶ硬化樹脂がコストの面で優れているので好ましい。
【００４８】
以下、実施例及び比較例を示して本発明を更に詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例により何ら限定されるものではない。
ここで、第２の記録構成層（以下、「Ｌ０層」と表記する）２００は、光を透過し、しかも吸収して記録をしなくてはならないため、透過と吸収を両立した構成である必要がある。
一方、第１の記録構成層（以下、「Ｌ１層」と表記する）１００は、光の届く量が１層メディアに比べると少なくともＬ０層２００の吸収分は少ないので記録感度を良好にすることが望まれる。
【００４９】
そこで、本出願人らは、先ず、図１に示したような層構造の相変化型光記録媒体として、厚さ０．６ｍｍのポリカーボネート製の基板１上に、Ａｇ97Ｃｕ1Ｐｔ1Ｐｄ1の組成からなる反射層２、ＳｎＯｘ、ＴａＯｘの混合層からなる第１保護層３、Ａｇ5Ｉｎ5Ｓｂ65Ｔｅ25の組成から成る第１記録層４、ＺｎＳ・ＳｉＯ2からなる第２保護層５、ＵＶ硬化樹脂（三菱マテリアル社製ＳＤ３１８）からなる樹脂中間層６、ＩＺＯからなる第３保護層７、Ｃｕ99、Ｍｏ1からなる放熱層８、ＺｎＳ・ＳｉＯ2からなる第４保護層９、Ｇｅ5Ｉｎ20Ｓｂ75の組成から成る第２記録層１０、ＳｎＯｘ、ＴａＯｘの混合層からなる第５保護層１１、ポリカーボネートからなるカバー基板１２を順次形成した。なお、厚さ３５μｍの樹脂中間層６、厚さ０．６ｍｍのカバー基板１２以外は、スパッタ法により膜厚を制御しながら形成した。
【００５０】
具体的には、Ｌ０層２００の溝深を２４０Å、半値幅を０．３０μｍ、反射率を５．５％とし、またＬ１層１００の溝深を２７０Å、半値幅を０．２９μｍ、反射率を６．０％としたうえで、トラックピッチ０．７４μｍ、厚さ０．６ｍｍの射出成形ポリカーボネート基板上にＬ０層２００と、Ｌ１層１００をスパッタにて成膜して、ＵＶ樹脂で張り合わせるようにした（透過率の高い層側からＵＶ照射して硬化した）。
そしてその際に、本出願人らはＬ０層２００の成膜条件を変えながら複数の相変化型光記録媒体の作製を行った。
【００５１】
図３は、本出願人が作製したサンプルディスクの成膜条件を示した図である。
例えば、図３に示すように、本実施例では、Ｌ０層２００の第５記録層１１を２００ｎｍ又は２２０ｎｍの膜厚で成膜し、Ｉｎ15Ｓｂ80Ｇｅ5の組成から成る第２記録層１０を７ｎｍ又は８ｎｍの膜厚で成膜する。次に、ＳｎＯｘとＴａＯｘの混合酸化物からなる第４保護層９を２０ｎｍの膜厚で成膜し、その後Ｃｕからなる放熱層８を７ｎｍまたは８ｎｍで成膜し、さらに第３保護層７を７０ｎｍ〜１１０ｎｍの範囲で成膜するようにした。
なお、これらの膜厚はディスクを２層化した際、反射率を同程度にするために条件を変化させたものである。
【００５２】
例えば、サンプル番号Ｌ０Ｊのディスクは、Ｌ０層２００を０．５７５ｍｍ基板（ＮＡ＝０．６ないしＮＡ＝０．６５では基板厚みが０．６ｍｍ±０．０５ｍｍのポリカーボネート基板）を使用し、第５保護層１１の膜厚を２２０ｎｍ、第２記録層１０の膜厚を８ｎｍ、第４保護層９の膜厚を２０ｎｍ、放熱層８の膜厚を８ｎｍ、第３保護層７の膜厚を７０ｎｍに形成したものである。
このとき、Ｌ１層１００は０．５７５ｍｍ基板に反射層２としてＡｇを１４０ｎｍ、第１保護層３としてＳｎＯｘとＴａＯｘの層を２０ｎｍ、第１記録層４としてＧｅ5Ａｇ2Ｉｎ2Ｓｂ71Ｔｅ20なる組成を１５ｎｍ、第２保護層５としてＺｎＳ・ＳｉＯ2を１２０ｎｍの順にスパッタ装置にて成膜した。なお、Ｌ１層１００は、１層メディア、例えばＤＶＤ＋ＲＷ２．４Ｘ、ＤＶＤ＋ＲＷ４Ｘメディアと構成はほぼ同等でよいので、本実施例では、上記成膜条件で固定しＬ０層２００の成膜条件だけを変化させるようにした。
なお、図３において、基板厚み（１）は０．５７５ｍｍ、（２）は０．６ｍｍ、（３）は０．６１ｍｍを示している。また第５保護層１１の膜厚は２００ｎｍ、２２０ｎｍと厚く、スパッタカソード１つで作製すると熱変形が起こるので、カソード１とカソード２を使用して図４に示すように４回に分けて成膜するようにした。
【００５３】
図４は上記図３に示した成膜条件により作製したディスクの反射率、モジュレーション及びそれらの積（Ｒ×Ｍ）の値を示した図である。
また図５は図３に示した成膜条件により作製したディスクを用いてフォーカス、トラッキング（プッシュプル）、又は再生が可能かどうかの評価結果を示した図である。
これら図４、図５からフォーカス及びトラッキングは各記録構成層１００、２００の反射率が２％以上あれば可能であった。これに対して、ＤＶＤプレーヤの再生方法であるＤＰＤ（Differential Phase Detection）再生は、各記録構成層１００、２００の高反射部の反射率とモジュレーションとの積（Ｒ×Ｍ）の値が２．８以上のときに再生可能である事が分かった。即ち、相変化型光記録媒体における記録後の高反射部の反射率とモジュレーションとの積（Ｒ×Ｍ）を下限値（２．８）以上に設定すれば再生可能であることがわかった。すなわち、第２の記録構成層であるＬ０層２００の成膜条件を変化させて高反射部の反射率とモジュレーションとの積を再生可能な下限値（２．８）以上にすれば２層構造の相変化型光記録媒体を実現できることがわかった。
これは各記録構成層１００、２００における記録後の高反射部の反射率とモジュレーションとの積（Ｒ×Ｍ）が大きくなると、図６に示すようにピックアップにより相変化型光記録媒体から読み取った信号のＳ／Ｎ比が改善され、反射率とモジュレーションとの積（Ｒ×Ｍ）の値が２．８となるあたりで、再生可能レベルに達するからである。
【００５４】
ところで、２層構成でしかも赤色ＬＤ（ＤＶＤ相当波長）の場合、エネルギー密度が低いときは青色波長のＮＡが大きい場合（ＮＡ＝０．８５等）と違って、記録時に熱が急冷にならないため、記録メディア側に急冷構造を作成する必要がある。しかし２層構成の場合は放熱層８の透過率が４０％から５０％程度必要であり、１層メディアのように金属放熱層を十分に構成できない。
従来の１層メディアはＡｌ合金やＡｇ合金（純Ａｇ含む）を１００ｎｍ以上形成できるのに対して、ＤＶＤ等の赤色波長に関しては透過率の関係からＣｕ合金やＡｇ合金（純Ａｇ含む）を５ｎｍ〜１０ｎｍ程度形成できないため、放熱性が不十分である。
そこで、本発明者は鋭意検討を行った結果、図１３に示すように、通常の記録線速をはるかに超える組成を選ばないと記録線速に対応したアモルファスが形成できないことが分かった。具体的には通常の記録線速度２．４Ｘ（９．２ｍ／ｓ）を越える約１５ｍ／ｓ以上（約４Ｘ）にすることでジッタが良好となることがわかった。
【００５５】
従来の１層メディア（ＤＶＤ＋ＲＷ  ４Ｘ、８Ｘメディア）の様に、反射層の膜厚が１００ｎｍ以上と厚く形成できるメディアにおいては、急冷構造であるので、結晶状態からアモルファスが形成しやすい。このため、記録再生特性のスピードよりも数ｍ／ｓ転移する速度が速い記録層が良好な記録再生特性が得られる。しかし、２層ＲＷメディアの光入射側の層構成は、半透過なので１層よりも急冷構造が形成できない。このため、結晶状態からアモルファスが形成しにくいので、記録層自体の転移する速度を記録線速の約１．５倍等に速くする必要がある。
【００５６】
ここで、転移線速の測定し方について説明すると、初期化した後のメディアにＤＣイレーズパワーをかけて結晶レベル（ＲＦ信号レベル）を測定する。このＤＣイレーズの際のパワーは記録する際の消去パワーより大きな十分なパワーを与える。ＤＶＤの場合、１５ｍＷＤＣパワーを照射した。この様にメディアの転移線速を記録線速に対して設定しなければアモルファスが形成されない。アモルファス形成しにくいことから、通常１層のメディアに比べてモジュレーションが低く、モジュレーション（Ｍ）＝（ＲＦ（結晶）−ＲＦ（アモルファス））／ＲＦ（結晶）は０．４５程度以上がやっととなる。
また反射率は１層の反射率に対して、約１／３程度の６％程度となり、反射率（Ｒ）とモジュレーション（Ｍ）の積が、低反射メディアの性能の１つとなる。また反射率も２層の場合、２層とも反射率が一緒になることはまずなく、７％と５％とか２層の反射率を合わせて１２％から１５％となり、各層の平均が６．７５％である。メディアとしては反射率が５％から１０％程度となる。つまり、反射率（Ｒ）とモジュレーション（Ｍ）の積として図６に示すように、記録再生するシステムのＳＮが、Ｒ＊Ｍの値が２．８％程度を境に急激に良くなっている。
【００５７】
またメディアの性能を決める指数として、反射率（Ｒ）とモジュレーション（Ｍ）の積にさらに再生光パワー（Ｐｒ）をかけた値がシステムとしては有効になる。
なぜならば、再生光を従来のパワーと一緒では反射率が１／３程度（２層６％程度、１層は１８％程度）、モジュレーションも３／４程度（２層０．４５以上、１層０．６以上）なのでＲ＊Ｍでは従来１層メディアの２５％程度になってしまう。再生光を上げることによりモジュレーション振幅の絶対レベルを上げることができる。
【００５８】
図１４に示すように２層構成の場合、光入射側は透過率を４０％〜５０％にしているので、再生光としては約２倍の再生光をあてても膜が劣化しない。この再生光は記録膜や層構成に依存するので、再生光を高く上げられるメディアの結晶とアモルファスとの差が得られるのでシステムのＳＮ比を高めることができる。
メディアＬ０層の転移線速を１３ｍ／ｓ、１４ｍ／ｓ、１５ｍ／ｓ、１６ｍ／ｓ、１７ｍ／ｓと変化させたとき、記録層のＳｂ／（Ｓｂ＋Ｔｅ）比を０．６８、０．６９、０．７０、０．７１、０．７１として残りをＧｅ４％とした。
層構成（記録層組成以外）は、Ｌ０Ａの構成としてメディアを作成すると、２．４Ｘの記録線速の場合１５ｍ／ｓ程度の転移線速においてジッタが一番良好であった。
また再生光はどの組成でも実際は１．３ｍＷ（ａｔ１Ｘ）、２ｍＷ（ａｔ２．４Ｘ）の再生光で１００万回を再生してもジッタの劣化は１％以内であった。
再生光が高い程システムとしては良好となるが、１ＸでＰｒ＊Ｒ＊Ｍは１．２ｍＷ（±０．１ｍＷ）＊２．９％＝３．４８（平均）程度が限界となる事がわかった。
【００５９】
また図７はトラッキングを行った時のＤＰＤ信号（位相差信号（ΔＴ／Ｔｗ））の値を示した図であり、実験の結果、図示は省略するがそのＤＰＤ信号の値が０．３以上のときにＤＰＤトラッキングが可能になることがわかった。
なお、本実施例では、Ｌ０層２００の成膜条件だけを変化させるようにしたが、Ｌ１層１００の成膜条件を変化させて、各記録構成層の高反射部の反射率とモジュレーションとの積を再生可能な下限値（２．８）以上の２層構造の相変化型光記録媒体を実現するようにしても良い事は言うまでもない。
【００６０】
次に、上記したような相変化型光記録媒体の再生方法について説明する。
図８は、本実施形態の相変化型光記録媒体を再生可能な光ディスク装置のブロック図である。この図８に示される光ディスク装置４０は、光ディスク５５を回転駆動するためのスピンドルモータ４１、光ピックアップ装置４２、レーザコントロール回路４３、エンコーダ４４、モータドライバ４５、再生信号処理回路４６、サーボコントローラ４７、バッファＲＡＭ４８、バッファマネージャ４９、ホストコンピュータ５６とのインターフェース５０、ＲＯＭ５１、記憶手段としてのフラッシュメモリ５２、ＣＰＵ５３及びＲＡＭ５４などを備えている。なお、図８における矢印は、代表的な信号や情報の流れを示すものであり、各ブロックの接続関係の全てを表すものではない。
光ピックアップ装置４２は、波長が約６６０ｎｍのレーザ光を出射する半導体レーザ、半導体レーザから出射される光束を光ディスク５５の記録面に導くとともに、記録面で反射された戻り光束を所定の受光位置まで導く光学系、受光位置に配置され戻り光束を受光する受光器、及び駆動系（フオーカシングアクチュエータ、トラッキングアクチュエータ及びシークモータ）（いずれも図示省略）などを含んで構成されている。そして、受光器からは、その受光量に応じた電流（電流信号）が再生信号処理回路４６に出力される。
【００６１】
再生信号処理回路４６は、光ピックアップ装置４２からの出力信号である電流信号を電圧信号に変換し、該電圧信号に基づいてウォブル信号、再生信号及びサーボ信号（フォーカスエラー信号、トラックエラー信号）などを検出する。そして、再生信号処理回路４６では、ウォブル信号からアドレス情報及び同期信号等を抽出する。ここで抽出されたアドレス情報はＣＰＵ５３に出力され、同期信号はエンコーダ４４に出力される。さらに、再生信号処理回路４６では、再生信号に対して誤り訂正処理等を行った後、バッファマネージャ４９を介してバッファＲＡＭ４８に格納する。また、サーボ信号は再生信号処理回路４６からサーボコントローラ４７に出力される。なお、再生信号処理回路４６では、ＣＰＵ５３の指示により、光ディスク５５の種類に対応したサーボパラメータ（例えば、信号レベル調整用ゲインなど）を設定する。
サーボコントローラ４７では、サーボ信号に基づいて光ピックアップ装置４２を制御する制御信号を生成し、モータドライバ４５に出力する。バッファマネージャ４９では、バッファＲＡＭ４８へのデータの入出力を管理し、蓄積されたデータ量が所定の値になると、ＣＰＵ５３に通知する。
【００６２】
モータドライバ４５では、サーボコントローラ４７からの制御信号及びＣＰＵ５３の指示に基づいて、光ピックアップ装置４２及びスピンドルモータ４１を制御する。
エンコーダ４４では、ＣＰＵ５３の指示に基づいて、バッファＲＡＭ４８に蓄積されているデータを、バッファマネージャ４９を介して取り出し、エラー訂正コードの付加などを行ない、光ディスク５５への書き込みデータを作成する。そして、エンコーダ４４では、ＣＰＵ５３からの指示に基づいて、再生信号処理回路４６からの同期信号に同期して、書き込みデータをレーザコントロール回路４３に出力する。
レーザコントロール回路４３では、エンコーダ４４からの書き込みデータに基づいて、光ピックアップ装置５５からのレーザ光出力を制御する。
【００６３】
インターフェース５０は、ホスト（例えば、パーソナルコンピュータ、ＤＶＤビデオレコーダーバックエンド）５６との双方向の通信インターフェースであり、ＡＴＡＰＩ（AT Attachment Packet Interface）及びＳＣＳＩ（Small Computer System Interface）等の標準インターフェースに準拠している。
ＲＯＭ５１には、ＣＰＵ５３にて解読可能なコードで記述された後述する光ディスクの種類を判別するプログラム（以下、「ディスク判別プログラム」という）を含むプログラムが格納されている。フラッシュメモリ５２は、不揮発性のメモリであり、ＣＰＵ５３からの書き込み及び読み出しが可能であるとともに、電源が切られても記録された内容は保持される。
ＣＰＵ５３は、ＲＯＭ５１に格納されている上記プログラムに従って上記各部の動作を制御するとともに、制御に必要なデータ等を一時的にＲＡＭ３４に保存する。
尚、光ディスク装置４０に電源が投入されると、ＲＯＭ５１に格納されている上記プログラムは、ＣＰＵ５３のメインメモリ（図示省略）にロードされる。
また、光ディスク装置４０では、一例として再生専用のＤＶＤ、追記可能なＤＶＤ±Ｒ、書き換え可能なＤＶＤ±ＲＷへのアクセスが可能であるものとする。
【００６４】
図９は本発明の好ましいＡＧＣ方式の回路図である。
光ピックアップ装置４２（ＰＵ４２）からの信号ＶＡ、ＶＢ、ＶＣ、ＶＤは可変利得アンプ（ＶＧＡ）６６によって、任意にゲイン倍される。このゲインＧｉｎｐｄはＣＰＵ５３からの指示によって設定することが可能となっており、ＩＮＰＤＧコントロール信号によって設定できる。
フォーカスエラー信号はＦＥ演算回路６１によって、ＦＥ＝Ｇｉｎｐｄ×［（Ａ＋Ｃ）−（Ｂ＋Ｄ）］の演算が行われる。トラックエラー信号はＴＥ演算回路６２によって、ＴＥ＝Ｇｉｎｐｄ×［（Ｂ＋Ｃ）−（Ａ＋Ｄ）］の演算が行われる。総和信号はＳＵＭ演算回路６３によって、ＳＵＭ＝Ｇｉｎｐｄ×（Ａ＋Ｂ＋Ｃ＋Ｄ）の演算が行われる。正規化回路は、ＡＧＣＣＮＴ回路６４とＶＣＡ６５から構成される。ＡＧＣＣＮＴ回路６４に入力されるＳＵＭ信号のレベルがある値、ここでは、０．５ＶになるようにＶＣＡ６５のゲイン設定がなされる。ＳＵＭ信号レベルが０．２５Ｖの場合、ＶＣＡゲインは４倍となり、ＳＵＭ信号レベルが０．５Ｖの場合、ＶＣＡゲインは２倍、ＳＵＭ信号レベルが１Ｖの場合、ＶＣＡゲインは１倍となる。つまり、上記ＴＥ信号及びＦＥ信号はＧ＝１／ＳＵＭ倍される。
【００６５】
ＴＥ信号及びＦＥ信号の各ＶＣＡ６５のゲインは、ＧＡＩＮ＝１／ＳＵＭとなり、このとき、ＦＥ信号とＴＥ信号は以下の様にＡＧＣ演算される。
ＦＥｎ＝［（Ａ＋Ｃ）−（Ｂ＋Ｄ）］／（Ａ＋Ｂ＋Ｃ＋Ｄ）
ＴＥｎ＝［（Ｂ＋Ｃ）−（Ａ＋Ｄ）］／（Ａ＋Ｂ＋Ｃ＋Ｄ）
ＶＣＡ６５のゲイン範囲は実用上０．７〜５．６倍（−３ｄＢ〜＋１５ｄＢ）の範囲をカバーしているが、＋６ｄＢ中心で使用する事が望ましい。従って、ＶＧＡ６６のゲインが＋６ｄＢとなるようにＩＮＰＤＧを設定すればよいことになる。
ＶＧＡ６６に関してもゲイン範囲は実用上０．７〜５．６倍（−３ｄＢ〜＋１５ｄＢ）の範囲をカバーしている。
【００６６】
ディスク５５がドライブにマウントされると、ＬＤを点灯して、ＰＵ４２の対物レンズを上下に動かすフォーカスサーチを行う。図１０にその時のＳＵＭ信号とＭＩＲＲ信号を示している。ＳＵＭ信号のピーク値は図９のピークホールド回路６７によってＭＩＲＲ信号として出力される。このＳＵＭ信号のピーク値はＰＵ４２のスポットがディスク面にフォーカスされて焦点が合った場合に相当し、ディスク５５の鏡面レベルを検出することになる。
このＭＩＲＲレベルをＣＰＵ５３＋ＡＤコンバータ（図示省略）で読み込んで、そのレベルを知る。このレベルが１．０Ｖとした場合、０．５／１Ｖ＝０．５＝−６ｄＢの設定値をＣＰＵ５３によって計算し、ＩＮＰＤＧに設定を行う。このとき、ＰＵ４２からの出力はＶＧＡ６６のＩＮＰＤＧによって０．５倍されるので、フォーカスを掛けた時のＳＵＭ信号は、本来は１Ｖであるものが、０．５Ｖとなるはずであり、その時ＶＣＡ５のＡＧＣのゲインは中心の１／０．５Ｖ＝２＝６ｄＢとなるはずである。
【００６７】
ちなみに、ＩＮＰＤＧを設定していない（０ｄＢのまま）とした場合には、ＳＵＭ信号は１Ｖのままとなるので、ＶＣＡ６５のＡＧＣのゲインは１／１Ｖ＝１＝０ｄＢとなり、実用的なＡＧＣ範囲の下限近くになってしまい、好ましくない。
光ピックアップ装置４２からの再生出射光束のパワーは、約０．７ｍＷである。この時、例えば反射率が８０％の再生専用のＤＶＤからのＭＩＲＲレベルは０．７Ｖであり、０．５／０．７Ｖ＝０．７（−３ｄＢに相当）の設定値をＣＰＵ５３によって計算し、ＩＮＰＤＧに設定を行う。このとき、ＰＵ４２からの出力はＶＧＡ６６のＩＮＰＤＧによって０．７倍されるので、フォーカスを掛けた時のＳＵＭ信号は、０．５Ｖとなり、ＶＣＡ６５のＡＧＣのゲインは中心の１／０．５Ｖ＝２（６ｄＢに相当）となり、良好なサーボ性能が発揮される。
【００６８】
次に、例えば反射率が５％の二層構造のＤＶＤ±ＲＷからのＭＩＲＲレベルは０．０４５Ｖであり、０．５／０．０４５Ｖ＝１１（２１ｄＢに相当）の設定値をＣＰＵ５３によって計算するが、ＶＧＡ６６の実用的なＡＧＣ範囲の上限である１２ｄＢを大きく超えてしまう。そこで、光ピックアップ装置４２からの再生出射光束のパワーを、従来の倍である約１．４ｍＷとする。この時反射率が５％の二層構造のＤＶＤ±ＲＷからのＭＩＲＲレベルは０．０９Ｖであり、０．５／０．０９Ｖ＝５．６（１５ｄＢに相当）の設定値をＣＰＵ５３によって計算し、ＩＮＰＤＧに設定を行う。このとき、ＰＵ４２からの出力はＶＧＡ６６のＩＮＰＤＧによって５．６倍されるので、フォーカスを掛けた時のＳＵＭ信号は、０．５Ｖとなり、その時ＶＣＡ６５のＡＧＣのゲインは中心の１／０．５Ｖ＝２（６ｄＢに相当）となり、良好なサーボ性能が発揮される。
ちなみにＬＤパワー約０．７ｍＷと書いたのは、半導体レーザの制御精度が初期設定精度を含めると±３０％程度ばらつくので実際のパワーは、０．５〜０．９ｍＷの可能性がある。同様に約１．４ｍＷの時には１．０〜１．８ｍＷの可能性がある。つまり光ピックアップ装置４２からの再生出射光束のパワーを、従来の倍である約１．４ｍＷとすると言う意味は、厳密には１．０〜１．８ｍＷにすると言う意味である。
【００６９】
図１１により従来のフォーカス引き込み方法をまず説明する。ＬＤを点灯して、ＰＵ４２の対物レンズを上下に動かすフォーカスサーチを行うと、図１１に示すようなＦＥ信号（フォーカス信号）が得られる。この信号は第一の記録構成層１００、又は第二の記録構成層２００にフォーカスを入れるための信号である。しかしカバー基板１２の表面からも信号が出るため、ＳＵＭ信号がスレッシュレベル以上の時のみフォーカスを入れ、誤ってカバー基板１２の表面にフォーカスが入るのを防止している。ところが、反射率が追記可能な二層構造のＤＶＤ±Ｒの約１／３しかない二層構造のＤＶＤ±ＲＷにおいては図１２に示すようにカバー基板１２の表面からも第１の記録構成層１００、第２の記録構成層２００と同程度のＳＵＭ信号が発生するため、誤ってカバー基板１２の表面にフォーカスが入るのを防止するＳＵＭ信号のスレッシュレベルを設定出来ない。そこでフォーカス引き込み方向を第１の記録構成層１００から第２の記録構成層２００に移動する方向でフォーカスの引き込みを行う。
また光ピックアップ装置４２の対物レンズの中立位置が対物レンズから出射した光束の合焦点（図１２に示す）が第１記録層４より基板１側になるようにすると、フォーカス引き込みが早くなる。
【図面の簡単な説明】
【００７０】
【図１】本発明の相変化型光記録媒体の実施形態として相変化型光記録媒体の層構造の断面を模式的に示した図。
【図２】反射層及び放熱層に用いられる各種金属の吸収Ａ、透過Ｔ、反射Ｒの特性を示した図。
【図３】本出願人が作製したサンプルディスクの成膜条件を示した図。
【図４】図３に示した成膜条件により作製したサンプルディスクの反射率、モジュレーション及びそれらの積（Ｒ×Ｍ）の値を示した図。
【図５】図３に示した成膜条件により作製したサンプルディスクのフォーカス、トラッキング（プッシュプル）、及び再生結果を示した図。
【図６】高反射部の反射率とモジュレーションとの積（Ｒ×Ｍ）値と、Ｓ／Ｎ比との関係を示した図。
【図７】ＤＰＤ再生を行った時のＤＰＤ信号レベルを示した図。
【図８】本発明の相変化型光記録媒体を再生可能な光ディスク装置のブロック図。
【図９】本発明の好ましいＡＧＣ方式の回路図。
【図１０】ＳＵＭ信号とＭＩＲＲ信号を示す図。
【図１１】従来のフォーカス引き込み方法を説明する図。
【図１２】本発明のフォーカス引き込み方法を説明する図。
【図１３】入射側の記録層における記録線速とジッタの関係を示した図。
【図１４】再生光を同一にした場合と２倍にした場合の結晶とアモルファスの関係を示した図。
【符号の説明】
【００７１】
１  基板、２  反射層、３  第１保護層、４  第１記録層、５  第２保護層、６  樹脂中間層、７  第３保護層、８  放熱層、９  第４保護層、１０  第２記録層、１１  第５保護層、１２  カバー基板
【図１】
2007179715.tif 000003
【図２】
2007179715.tif 000004
【図３】
2007179715.tif 000005
【図４】
2007179715.tif 000006
【図５】
2007179715.tif 000007
【図６】
2007179715.tif 000008
【図７】
2007179715.tif 000009
【図８】
2007179715.tif 000010
【図９】
2007179715.tif 000011
【図１０】
2007179715.tif 000012
【図１１】
2007179715.tif 000013
【図１２】
2007179715.tif 000014
【図１３】
2007179715.tif 000015
【図１４】
2007179715.tif 000016