(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に、少なくとも２つの異なる相を取りうる相変化型記録層を設けた光学的情報記録用媒体であって、該相変化型記録層が下記一般式（１）で表される組成を主成分とすることを特徴とする光学的情報記録用媒体。
（ＡｕxＳｂ1-x）1-yＧｅy       （１）
ただしｘ、ｙは、それぞれ０．２０≦ｘ≦０．４、０＜ｙ≦０．３を満たす数である。
【請求項２】
基板上に、少なくとも２つの異なる相を取りうる相変化型記録層を設けた光学的情報記録用媒体であって、該相変化型記録層が下記一般式（２）で表される組成を主成分とすることを特徴とする光学的情報記録用媒体。
（（ＡｕxＳｂ1-x）1-yＧｅy）1-zＭ２z          （２）
ただし、ｘ、ｙはそれぞれ、０．０１≦ｘ≦０．４、０＜ｙ≦０．３を満たす数である。また、元素Ｍ２は、Ｔｅ、Ｉｎ、及びＳｎで表される少なくとも一つの元素である。更に、ｚは、Ｍ２がＴｅの場合は０．０１≦ｚ≦０．４、Ｍ２がＩｎの場合は０．０３≦ｚ≦０．４、Ｍ２がＳｎの場合は０．１≦ｚ≦０．４を満たす数である。
【請求項３】
基準クロック周期Ｔが１５ｎｓｅｃ以下でのみ記録信号の記録消去が行われる請求項１又は２に記載の光学的情報記録用媒体。
【請求項４】
基準クロック周期Ｔが１５ｎｓｅｃ以下でのみ情報信号の記録消去が行われる光学的情報記録用媒体であって、記録に際しては高パワーのレーザーパルスと低パワーのレーザーパルスが交互に照射され、該低パワーのレーザーパルスがパルス幅０．９Ｔ以上のパルスを含む請求項１乃至２のいずれかに記載の光学的情報記録用媒体。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれかに記載の光学的情報記録用媒体に対して、該相変化型記録層の２つの異なる相をそれぞれ記録状態及び未記録・消去状態とする記録消去方法であって、該相変化型記録層がＡ相、Ｂ相、Ｃ相の少なくとも３つの相を取り得、Ａ相よりＢ相が安定であり、Ｂ相よりＣ相が安定であるとき、該Ｂ相を記録状態または未記録・消去状態とすることを特徴とする記録消去方法。
【請求項６】
少なくともＡ相を記録状態としＢ相を未記録・消去状態とする、又はＡ相を未記録・消去状態としＢ相を記録状態とする請求項５に記載の記録消去方法。
【請求項７】
請求項１乃至４のいずれかに記載の光学的情報記録用媒体に対して、基準クロック周期Ｔが１５ｎｓｅｃ以下でのみ情報信号の記録消去を行う記録消去方法であって、記録に際しては高パワーのレーザーパルスと低パワーのレーザーパルスとが交互に照射され、該低パワーのレーザーパルスがパルス幅０．９Ｔ以上のパルスを含む記録消去方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば書き換え可能な相変化型記録層を有する光学的情報記録用媒体に関し、特に、未記録状態および記録状態の保存安定性の優れた相変化型記録層を有する光学的情報記録用媒体及び高転送レートでの記録で優れたジッタ特性を有する光学的情報記録用媒体及びその記録消去方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
相変化型記録層を有する光学的情報記録用媒体は、結晶状態の可逆的な変化に伴う反射率変化を利用して記録再生消去が行われる。このような光学的情報記録用媒体、中でも相変化型光ディスク（本明細書においては、相変化型光ディスクを単にディスクという場合がある。）は、可搬性、耐候性、耐衝撃性等に優れた安価な大容量記録媒体として開発および実用化が進んでいる。例えば、ＣＤ−ＲＷなどの書き換え可能なＣＤが既に普及しており、ＤＶＤ−ＲＷ、ＤＶＤ＋ＲＷ、ＤＶＤ−ＲＡＭなどの書き換え可能なＤＶＤが販売されつつある。
【０００３】
書き換え可能な相変化型記録材料の記録手法として現在実用化されているのは、結晶相と非晶質相との間での可逆的変化を利用し、結晶状態を未記録・消去状態とし、記録時に非晶質（アモルファス）のマークを形成するものである。通常、記録層を融点より高い温度まで加熱し急冷して非晶質のマークを形成し、一方、記録層を加熱し結晶化温度付近に一定時間保つことで結晶状態とする。すなわち一般的には、安定的な結晶相と非晶質相との間での可逆的変化を利用する。このような相変化型記録層の材料としては、カルコゲン系合金薄膜が用いられることが多い。例えば、ＧｅＳｂＴｅ系、ＩｎＳｂＴｅ系、ＧｅＳｎＴｅ系、ＡｇＩｎＳｂＴｅ系合金が挙げられる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、近年の情報量の増大に伴い、より高速の記録再生が可能な光学的情報記録用媒体を得たいとの要請がある。また、記録情報の保存安定性に優れること、つまり長期間保存しても光学的情報記録用媒体に記録した情報が劣化せず安定であることも光学的情報記録用媒体に求められる重要な性能の一つである。本発明はこのような要請に応えるためになされたもので、その目的は、より高速での記録消去が可能で、記録信号の保存安定性が高い光学的情報記録用媒体を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
即ち本発明の要旨は、基板上に、少なくとも２つの異なる相を取りうる相変化型記録層を設けた光学的情報記録用媒体であって、該相変化型記録層が下記一般式（１）で表される組成を主成分とすることを特徴とする光学的情報記録用媒体に存する。
【０００６】
（ＡｕxＳｂ1-x）1-yＧｅy       （１）
ただしｘ、ｙは、それぞれ０．２０≦ｘ≦０．４、０＜ｙ≦０．３を満たす数である。
【０００７】
上記のＳｂリッチのＡｕ−Ｓｂ系合金に少量のＧｅを添加した組成を主成分とする記録層を用いることにより、従来の光学的情報記録用媒体よりも相変化速度が速い光学的情報記録用媒体を得ることができ、ひいてはより高速の記録消去が行えるようになる。この理由は次のように考えられる。すなわち、Ａｕ−Ｓｂ系合金にはアモルファス相、安定結晶相の他に準安定結晶相が存在すると推測されるが、従来の相変化記録媒体においては、活性化エネルギーの大きい安定結晶相とアモルファス相との間の相変化が主に用いられていたため、相変化速度の速さが不十分で高速での記録消去ができなかったのである。これに対し、本発明においては、Ａｕ−Ｓｂ系合金の準安定結晶相を有効に利用して、安定結晶相とアモルファス相との間の活性化エネルギーよりも活性化エネルギーの小さい準安定結晶相とアモルファス相との間の相変化を記録消去に用いることができるようになったため、より速い相変化速度を達成できるのである。
【０００８】
本発明の他の要旨は、所定のＡｕ−Ｓｂ系合金組成を主成分とする記録層を有する上記光学的情報記録用媒体に対して、該相変化型記録層の２つの異なる相をそれぞれ記録状態及び未記録・消去状態とする記録消去方法であって、該相変化型記録層がＡ相、Ｂ相、Ｃ相の少なくとも３つの相を取り得、Ａ相よりＢ相が安定であり、Ｂ相よりＣ相が安定であるとき、該Ｂ相を記録状態または未記録・消去状態とすることを特徴とする記録消去方法に存する。尚、本発明においては、Ａ相からＢ相への相変化がＢ相からＡ相への相変化より低温で起こり得る場合、Ａ相よりＢ相の方が安定であると定義する。
【０００９】
本発明のさらに他の要旨は、所定のＡｕ−Ｓｂ系合金組成を主成分とする記録層を有する上記光学的情報記録用媒体に対して、基準クロック周期Ｔが１５ｎｓｅｃ以下でのみ情報信号の記録消去を行う記録消去方法であって、記録に際しては高パワーのレーザーパルスと低パワーのレーザーパルスとが交互に照射され、該低パワーのレーザーパルスがパルス幅０．９Ｔ以上のパルスを含む記録消去方法に存する。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明についてより詳細に説明する。
（Ａ）光学的情報記録用媒体
（Ａ−１）記録層の組成
本発明の光学的情報記録用媒体は、基板上に、少なくとも２つの異なる相を取りうる相変化型記録層を設けた光学的情報記録用媒体であって、該相変化型記録層が下記一般式（１）で表される組成を主成分とすることを特徴とする。
【００１１】
（ＡｕxＳｂ1-x）1-yＧｅy       （１）
ただしｘ、ｙは、それぞれ０．２０≦ｘ≦０．４、０＜ｙ≦０．３を満たす数である。尚、本発明において、「記録層が所定組成イを主成分とする」というような場合、前記所定組成イが記録層全体の５０原子％以上含有されていることを意味する。
【００１２】
本発明においては、光学的情報記録用媒体の記録層として上記所定の組成を主成分とする組成を用いることにより、相変化速度が速く、保存安定性に優れる光学的情報記録用媒体を得ることができる。
本発明においては、光学的情報記録用媒体へ記録消去を行う際にＡｕ−Ｓｂ系合金の準安定結晶相を利用するため、この準安定結晶相が安定して形成される必要がある。準安定結晶相を安定に形成するために、上記一般式（１）においては、ｘを０．２０以上とする。このようにＡｕの含有量が多ければ、長時間が経っても準安定結晶相の反射率がほとんど変化しない光学的情報記録用媒体を得ることができる。一方、準安定結晶相の保存安定性の観点からはＡｕの含有量は多い方がよいが、Ａｕ含有量が多い程、アモルファス相から準安定結晶相への相変化速度が遅くなる傾向がある。また、Ａｕ含有量が多すぎるとＡｕ−Ｓｂ系の安定結晶相が常に形成され、アモルファス相や準安定結晶相が安定に存在しなくなる傾向もある。このため本発明においては、ｘの上限を０．４とする。そして好ましくは、ｘを０．３５以下とする。さらに好ましくは０．３０以下とする。この範囲とすれば、準安定結晶相の保存安定性と相変化速度とのバランスがより良好となる。
【００１３】
つまり、Ａｕ−Ｓｂ比を上記範囲にすることで、優れた保存安定性を有する準安定結晶状態を得ることができる。そして、この範囲ではアモルファス相及び準安定結晶相から安定結晶相への相変化速度が遅いため、準安定結晶相とアモルファス相との間の相変化記録が可能となる。
本発明においては、Ａｕ−Ｓｂ系合金にＧｅを含有させることでアモルファス相が形成され易くなり、準安定結晶相とアモルファス相との間の安定した相変化が可能となる。従って、本発明に用いるＡｕ−Ｓｂ系合金においては、Ｇｅは０より多く含有されていることが必要である。さらにＧｅの含有量を多くすれば、アモルファス相がより安定に存在するようになるので、上記一般式（１）の組成において、ｙを０．０１以上とすることが好ましく、０．０３以上とすることがより好ましい。一方、Ｇｅの含有量が多すぎるとアモルファス相から準安定結晶相への相変化速度が遅くなる傾向があるため、ｙを０．３以下とするが、より速い結晶化速度（アモルファス相から準安定結晶相への相変化速度）を達成するためには、ｙを０．２８以下とすることが好ましく、ｙを０．１５以下とすることがより好ましい。
【００１４】
ところで、一般には、媒体を高速で回転させながら光照射部から出射した光ビーム（レーザー）スポットを記録層に照射し、光照射部と媒体とを高速で相対移動させながら記録消去を行う。この相対移動速度が大きい場合を記録線速度が大きいと称し、相対移動速度が小さい場合を記録線速度が小さいと称する。
記録線速度が大きい状態では、記録層は一旦光ビームスポットにより加熱された後、急速に冷却される。すなわち記録層の温度履歴は急冷的になり、同じ組成の記録層では、記録線速度が大きいほどアモルファス相が形成されやすく結晶相が形成されにくくなる。
【００１５】
本発明に用いる上記Ａｕ−Ｓｂ組成は、Ｇｅの含有量を調節することによって、アモルファス相の安定性及びアモルファス相から準安定結晶相への相変化速度を制御することができるので、目的とする記録線速に合わせて光学的情報記録用媒体を設計することができる利点がある。すなわち、目的とする記録線速度が大きい媒体では、Ｇｅ量を少なめに含有させればよく、目的とする記録線速度が小さい媒体では、Ｇｅ量を多めに含有させるようにすればよい。
【００１６】
このように、本発明に用いるＡｕ−Ｓｂ組成は、Ａｕの含有量、Ｇｅの含有量を調節することにより、保存安定性、及びアモルファス相から準安定結晶相への相変化速度を自由に制御することができる利点を有する。これは、上記Ａｕ−Ｓｂ組成を記録層に用いた本発明の光学的情報記録用媒体の記録消去機構に、下記二つの態様があるためと推測される。
【００１７】
まず、第一の態様は、準安定結晶相を未記録・消去状態とし、記録時にアモルファス相のマークを形成する態様である。この態様を有効に利用することにより高速記録消去が可能な光学的情報記録用媒体が得られるようになる。
一方、第二の態様は、準安定結晶相を未記録・消去状態とし、記録時にアモルファス相のマークを形成したのち、マークが安定結晶相に転移する態様である。この態様を有効に利用すれば、保存特性に特に優れる光学的情報記録用媒体が得られるようになる。
【００１８】
以下に第一の態様を利用した光学的情報記録用媒体、及び第二の態様を利用した光学的情報記録用媒体の具体的な例について（Ｉ）、（ＩＩ）でそれぞれ説明する。
（Ｉ）第一の態様を利用した光学的情報記録用媒体
まず、本発明に用いるＡｕ−Ｓｂ組成においては、Ｇｅ含有量がアモルファス相から準安定結晶相への相変化速度を制御する一因となるので、Ｇｅの含有量を制御すれば、第一の態様を有効に利用した記録消去が可能となる。
【００１９】
また、Ａｕの含有量を制御して第一の態様を有効に利用した記録消去を行うこともできる。この場合、特に高転送レート記録でのオーバーライトジッタ特性が改善されるようになる。高転送レートでのオーバーライトジッタ特性が改善されるようになれば、基準クロック周期Ｔが１５ｎｓｅｃ以下でのみ情報信号の記録消去が行われる場合においても使用可能な光学的情報記録用媒体を得ることができる。より具体的には、基準クロック周期Ｔが１５ｎｓｅｃ以下でのみ情報信号の記録消去が行われる場合において、記録に際しては高パワーのレーザーパルスと低パワーのレーザーパルスが交互に照射され、該低パワーのレーザーパルスがパルス幅０．９Ｔ以上のパルスを含むような記録消去方法においても良好に使用できる光学的情報記録用媒体が得られるようになる。
【００２０】
ここで、マーク形成部には高パワーのレーザーパルスと低パワーのレーザーパルスを交互に照射する場合（このような記録方法を、本明細書においては「パルス分割記録」という場合がある。）、十分な冷却速度を得るために該低パワーレーザーパルスを長くすることが必要となる。このため、低レーザーパルスは、Ｔを基準クロック周期として０．９Ｔより長いものを含めることが好ましい。尚、本発明の光学的情報記録用媒体の記録消去方法については、下記（Ｂ）において詳細に説明する。
（ＩＩ）第二の態様を利用した光学的情報記録用媒体
本発明の光学的情報記録用媒体においては、例えば記録層中のＡｕ量が多いときなど、記録層の組成によっては、アモルファス相がゆっくりと安定結晶相に相変化する現象が観察される場合がある。第二の態様は、アモルファス相のマークを形成したのち、マークが安定結晶相に相変化する前記現象を利用するものである。本発明の光学的情報記録用媒体に用いられる記録層の組成範囲においては、アモルファス相の反射率と安定結晶相との反射率は同程度となる。従って、たとえアモルファス相が安定結晶相に変化しても、信号の再生が可能となる。むしろ、このように記録マークが安定結晶相となることにより、光学的情報記録用媒体の保存特性が大きく改良されるようになる。さらに、Ｇｅの含有量を少なくして、アモルファス相が若干不安定となるような記録層組成においても、上記第二の態様を利用すれば記録マークが消えてしまうことはなくなる。
【００２１】
第二の態様を利用する光学的情報記録用媒体を得るためには、上記一般式（１）において、ｙの値を、０．０１≦ｙ≦０．３とすることが好ましい。
尚、アモルファス相（アモルファスマーク）は、記録層を加熱し結晶化温度付近に一定時間保つことで消去（準安定結晶相へ相変化）する。一方、安定結晶相（安定結晶マーク）を消去（準安定結晶相へ相変化）するためには、記録層を一旦溶融する必要がある。従って、上記安定結晶マークを記録に利用する場合は、記録層が溶融する程度まで、マーク消去用に照射する光ビームのパワー（消去パワー）を上げてやればよい。
【００２２】
以上より、本発明においては、相変化型記録層を（ＡｕxＳｂ1-x）1-yＧｅyとし、０．２０≦ｘ≦０．４、０＜ｙ≦０．３とすることにより、記録信号保存安定性及び高転送レートオーバーライト記録時ジッタ特性のバランスに優れる媒体を得ることができるようになる。また、上記組成範囲とすることにより、結晶化速度（アモルファス相から準安定結晶相への相変化速度）を十分に大きくすることができる。さらには、上記組成範囲とすることにより、再生信号の反射率均一性（オシロスコープで再生波形を観察したときの反射率均一性）に優れた光学的情報記録用媒体をも得ることができる。
【００２３】
記録層の結晶相が均一でない光学的情報記録用媒体は、結晶相（未記録状態）の反射率レベルが一定ではなくなる。従って、このような光学的情報記録用媒体におけるオシロスコープで観察される再生波形は、幅を持った太い線となる。これは、異なる反射率をもつ２種以上の相が、ビームの照射面積に対して十分に均一ではない状態で混ざっているためであると推測される。このような現象は、基準クロック周期１５ｎｓｅｃ（ナノ秒）以下の高線速記録で顕著となる。しかしながら、本発明の光学的情報記録用媒体に用いる記録層の組成範囲では、反射率レベルが不安定となるような高線速記録に対応する高結晶化速度の組成とした場合においても、オシロスコープで観察される再生波形は、シャープな細い線となる。これは、本発明の光学的情報記録媒体においては、準安定結晶相が不均一となることがなく反射率レベルが一定であることを示しているに他ならない。
【００２４】
従って本発明によれば、高線速記録に適した光学的情報記録用媒体を得ることができるようになるのである。特に、基準クロック周期Ｔが１５ｎｓｅｃ以下でのみ記録信号の記録消去が行われるような高線速記録・消去に適した光学的情報記録用媒体を得ることができるようになるのである。そして、前記光学的情報記録用媒体の結晶化速度に適用する記録条件（光ビーム（レーザー）のパルス分割記録方法、パルスストラテジー）を用いることにより、実際の高線速記録が行われることとなる。
（Ａ−２）記録層の好ましい組成
光学的情報記録用媒体の記録層の好ましい態様は、相変化型記録層が下記一般式（２）で表される組成を主成分とすることである。
【００２５】
（（ＡｕxＳｂ1-x）1-yＧｅy）1-zＭ２z （２）
ただし、ｘ、ｙはそれぞれ、０．０１≦ｘ≦０．４、０＜ｙ≦０．３を満たす数である。また、Ｍ２は、Ｔｅ、Ｉｎ、及びＳｎで表される少なくとも一つの元素である。更に、ｚは、Ｍ２がＴｅの場合は０．０１≦ｚ≦０．４、Ｍ２がＩｎの場合は０．０３≦ｚ≦０．４、Ｍ２がＳｎの場合は０．１≦ｚ≦０．４を満たす数である。
【００２６】
Ａｕ−Ｓｂ系合金にＧｅを更に含有させた記録層組成を用いた光学的情報記録用媒体においては、さらなる性能の向上が求められた場合に、高転送レート記録でのオーバーライトジッタ特性と準安定結晶相の安定性とを両立させるのが難しい場合がある。このような場合には、Ａｕ−Ｓｂ系合金にＧｅを更に含有させるのみならずさらに元素Ｍ２を含有させることにより、上記ジッタ特性と上記安定性との両立を図ることができ、さらに良好な性能を有する光学的情報記録用媒体を得ることができる。特に、基準クロック周期Ｔが１５ｎｓｅｃ以下でのみ記録信号の記録消去を行うことができる光学的情報記録用媒体を良好に得ることができるようになる。
【００２７】
上記一般式（２）におけるＭ２の含有量の下限は後述する通りであり、その上限は０．４以下とすればよい。
添加元素Ｍ２を用いることによって、光学的情報記録用媒体の高転送レート記録でのオーバーライトジッタ特性と準安定結晶相の安定性との両立をより容易に図ることができるようになるが、Ｍ２として用いる添加元素の種類によっては、上記効果をさらに高めることができるようになる。このような添加元素の具体例について以下に説明する。
【００２８】
前記元素Ｍ２としてＴｅを用いると、アモルファス相及び準安定結晶相から安定結晶相への転移速度が遅くなる傾向がある。これにより準安定結晶相の安定性がさらに高くなり、ひいては記録された信号の保存安定性がより高まる。
即ち、本発明の組成範囲においてＡｕ量が多いと、上記（ＩＩ）で説明した通り、用いる記録層組成によってはアモルファス相及び準安定結晶相がゆっくりと安定結晶相に相変化する現象が起こりやすくなる傾向がある。この現象は、上記（ＩＩ）で説明した通り、記録マークの安定性をさらに向上させるという点からは好ましい一方で、記録マークの安定性が向上する結果、この記録マークを消去するための消去ビームのパワーを大きくすることが必要となる。消去パワー（ビーム出力）を大きくする自体はそれほど困難なことではないが、ビーム出力の上昇幅が非常に大きくなるような場合は、消去ビームの寿命が短くなるような場合がある。従って、このような場合、アモルファス相及び準安定結晶相の安定性が十分高く、上記のような安定結晶相への相変化が起こらないような記録層組成を用いることが最も好ましい。このような観点から、Ａｕ−Ｓｂ系合金にＧｅを含有させる組成にさらにＴｅを添加することは非常に好ましい態様である。さらに、Ｔｅを添加することにより、アモルファス相や準安定結晶相の安定結晶相への相変化を抑制できるので、上記一般式（２）においてＡｕの含有量をさらに多くすることができる利点も生まれる。
【００２９】
上記相変化の抑制の効果は、上記一般式（２）において、０．０１≦ｚのときに顕著であり、Ｔｅ含有量が多くなるほど効果は大きくなる。一方、Ｔｅ含有量が多すぎると長期保存したときにアモルファス相が準安定結晶相に相変化してしまうことがある。
つまり、Ｔｅ含有量が少なければアモルファス相は安定結晶相へ相変化する傾向があるが、Ｔｅ含有量が多いと安定結晶相への相変化が起こりにくくなり、そのかわりアモルファス相は次に安定な準安定結晶相に相変化してしまう場合がある。
【００３０】
従ってＴｅ含有量が多すぎると、未記録状態が準安定結晶相である場合には、アモルファスマークが準安定結晶相へ相変化することで記録マークが消失してしまう現象が発生する場合がある。従って、このような観点からＴｅを含有させる場合、ｚは、０．４以下とする必要があるが、０．２以下とすることが好ましく、０．１以下とすることがより好ましい。
【００３１】
なお、上記一般式（２）において、Ｇｅ量を多くするとアモルファスマークの安定性を良くすることができ、上記した通り、アモルファス相から安定結晶相への相変化を抑制できる。しかし、ＴｅとＧｅとは共に、含有量を大きくすると、記録消去時にアモルファス相から準安定結晶相への相変化速度（結晶化速度）を遅くする傾向がある。従って、Ｔｅ含有量とＧｅ含有量との両方を同時に増やすと結晶化速度が不十分となる場合があるため、Ｔｅ含有量が多いときにＧｅ含有量を増やすことは、相変化速度を適切に保つ観点から十分考慮する必要がある。Ｇｅ含有量とのバランスを考慮しつつアモルファスマークの保存安定性を良くするには、Ｔｅの含有量を０．１０以下とすることが好ましく、０．０８以下とすることがより好ましい。
【００３２】
また、上記元素Ｍ２としてＴｅを用いることにより、本発明に用いる光学的情報記録用媒体の信号特性が改善される効果もある。つまり、光学的情報記録用媒体を長期保存すると安定結晶相となったマークが広がってしまう、つまりマーク周囲の準安定結晶相が安定結晶相に相転移してしまう傾向があり、信号特性が悪化する場合がある。Ｔｅはアモルファス相及び準安定結晶相から安定結晶相への転移速度を遅くするため、Ｔｅ添加によりこの傾向を軽減することができる。
【００３３】
本発明においては、前記元素Ｍ２としてＩｎを用いても良い。前記元素Ｍ２としてＩｎを用いた場合には、記録層の未記録部は、Ｉｎ−Ｓｂ系とＡｕ−Ｓｂ系の準安定結晶相の混合相からなると考えられるため、前記混合相を形成するにはＡｕとＩｎとの合計含有量を適正な範囲にする必要がある。ＡｕとＩｎとの合計含有量が少なすぎるとこの相の形成が不十分となる。一方、ＡｕとＩｎとの含有量の合計が多すぎると、Ｉｎ−Ｓｂ系、Ａｕ−Ｓｂ系の安定結晶相が常に形成され、アモルファス相や準安定結晶相に相当する相が安定に存在しなくなり、記録媒体としての機能を果たさなくなってしまう場合がある。また、ＩｎやＡｕの含有量が多くなると結晶化速度は遅くなるため、ＡｕとＩｎとの含有量の合計が多すぎるとアモルファスマークの消去ができなくなる場合がある。
【００３４】
以上から、Ｉｎを前記元素Ｍ２として用いる場合は、上記一般式（２）における記録層組成において、ＡｕとＩｎとの合計量が組成全体の５〜５０原子％とすることが好ましく、１０〜４５原子％とすることがより好ましい。具体的には、上記一般式（２）におけるｘ及びｚの値を調節して、上記含有量となるようにＡｕとＩｎとの合計含有量を制御すればよい。
【００３５】
前記元素Ｍ２としてＩｎを用いると、Ｔｅを用いる場合と同様に、アモルファス相及び準安定結晶相から安定結晶相への転移速度が遅くなる傾向がある。これにより準安定結晶相が安定結晶相に相変化するのを抑制でき、準安定結晶相の安定性が高まり、ひいては記録された信号の保存安定性がより高まる。
これは、Ｉｎを用いることによって、上記したように記録層がＩｎ−Ｓｂ系合金とＡｕ−Ｓｂ系合金との混合した状態となっているからではないかと推測される。Ｉｎ−Ｓｂ系合金とＡｕ−Ｓｂ系合金とを混合することにより、アモルファス相及び準安定結晶相が安定結晶相に相変化しにくくなる理由は必ずしも明らかではないが、相変化速度が遅くなるためか、又は、Ｉｎを添加することにより安定結晶相が最も安定な相ではなくなるためではないかと考えられる。例えば、Ｉｎの添加により、添加前の記録層における準安定結晶相に相当する相が室温付近においても最も安定な相になっている可能性がある。
【００３６】
以上より、前記元素Ｍ２としてＩｎを用いた場合、上記一般式（２）においてｚの値は、０．０３以上とする必要があるが、好ましくは０．０５以上、一方、０．４以下とする必要があるが、好ましくは０．３５以下、より好ましくは０．３以下とする。
Ｉｎ−Ｓｂ系合金、Ａｕ−Ｓｂ系合金単独では、それぞれＩｎ量、Ａｕ量が多くなると、安定結晶相が常に形成され準安定結晶相が安定に存在できなくなる。これに対し、本発明ではＡｕＳｂＧｅ系組成にＩｎを添加しており、アモルファス相及び準安定結晶相の安定結晶相への相変化が起こりにくくなるため、ＩｎとＡｕとの含有量を適宜調節することにより、記録層に含有可能なＳｂの含有量の範囲が広くなる効果もある。
【００３７】
尚、本発明においては、Ｉｎは、少なくともその一部をＧａで置き換えてもよい。これは、記録層組成における、ＩｎとＧａとの働きが同等であるためである。
次に、前記一般式（２）において、元素Ｍ２にＳｎを選択すると、Ａｕ−Ｓｂ系合金の準安定結晶相の保存安定性が特に高くなる。すなわち、Ａｕ−Ｓｂ系材料は準安定結晶相が十分に安定ではなく、長期保存により記録層の反射率が低下する場合がある（層構成によっては反射率は上昇することもあり得ると思われる。）。これは、アモルファス相と準安定結晶相との間の相変化記録において、記録された信号の強度が長期保存により低下してしまうということを意味する。さらには、この記録層の反射率の低下は、書換時にアモルファス相が結晶化した領域の反射率とはじめから結晶であった領域の反射率との差を生じさせることにより、信号品質が悪化することも意味する。従って、記録層組成によって準安定結晶相の安定性が十分でない場合は、元素Ｍ２にＳｎを用いればよい。
【００３８】
つまり、本発明においては、Ａｕ−Ｓｂ系合金にＳｎを添加することにより、Ａｕ−Ｓｂ系にみられる準安定結晶相の反射率の経時変化を抑えることができる。Ａｕ−Ｓｂ系準安定結晶相の反射率が経時的に変化する理由は必ずしも明らかではない。本発明の組成範囲においては、Ａｕの多い方が安定結晶相への相変化が起こりやすいが、Ａｕの少ない方が反射率の低下がむしろ大きくなる傾向にあることを考えると、反射率低下の理由は安定結晶相への相変化が徐々に起こっているからではなく、例えば準安定結晶のおける結晶配向の変化のようなものである可能性がある。いずれにせよ結晶化直後の状態より安定な状態に少しずつ変化しているものと思われる。従って、Ｓｎの添加により、この変化速度が遅くなるか、またはＡｕ−Ｓｂ系合金の準安定結晶相の経時変化後の状態が安定に存在しなくなると考えられる。
【００３９】
従って、Ｓｎの含有量が少なすぎると反射率経時変化を抑える効果が十分でなく、多すぎると結晶とアモルファスの反射率差が小さくなるため信号強度が十分でなくなる。
以上から、上記一般式（２）において、元素Ｍ２にＳｎを用いる場合のｚの値は、０．１≦ｚとするが、０．１５≦ｚがより好ましい。一方、ｚ≦０．４とするが、ｚ≦０．３５とすることが好ましく、ｚ≦０．３とすることがより好ましい。
【００４０】
さらに、Ｓｎを添加するとアモルファス相から準安定結晶相への結晶化速度が速くなり、より高線速での結晶化が可能となる。また、Ｓｎの添加により結晶核形成が容易になるため、スパッタリング法等により形成されたＡｓ−ｄｅｐｏ状態のアモルファス相にレーザー光を照射し結晶相のマークを形成することによる記録も可能となる。
（Ａ−３）記録層についてのその他の事項
本発明においては、種々の特性改善のために、記録層に、Ａｌ、Ａｇ、Ｇａ、Ｚｎ、Ｓｉ、Ｃｕ、Ｐｄ、Ｐｔ、Ｐｂ、Ｃｒ、Ｃｏ、Ｏ、Ｎ、Ｓ、Ｓｅ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、等を必要に応じて添加してもよい。特性改善の効果を得るために、添加量は記録層の全体組成の０．１ａｔ．％（原子％）以上が好ましい。ただし、本発明組成の好ましい特性を特に発揮するためには、１０ａｔ．％以下にとどめるのが好ましい。
【００４１】
上記記録層の膜厚は、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以上あるのが好ましい。また反射率を十分に高くするために、より好ましくは１０ｎｍ以上とする。
一方、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には、記録層膜厚は１００ｎｍ以下とするのが好ましい。
【００４２】
より好ましくは５０ｎｍ以下とする。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、繰り返しオーバーライト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る。ひいては、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、繰り返しオーバーライト耐久性が向上する。
【００４３】
書き換え可能型ＤＶＤのような高密度記録用媒体では、ノイズに対する要求が一層厳しいため、より好ましくは記録層膜厚を３０ｎｍ以下とする。
尚、Ａｕ−Ｓｂ系合金の準安定結晶相を利用する相変化記録については、安定結晶相との相変化を利用するものが知られている。例えば米国特許第４、８６０、２７４号には、Ｓｂの含有量が５〜２５％のＡｕ−Ｓｂ合金又はＳｂの含有量が７０〜９０原子％のＡｕ−Ｓｂ合金について、異なった２種類の結晶相である準安定結晶相と安定結晶相の間で記録消去することが記載されている。また、特開昭６３−２２５９３３号公報には、ＳｂとＡｕを主成分とし、ＳｂとＡｕの原子数比が４：１と１：１の間であり、かつＳｅ、Ｂｉ、Ａｓ、Ｔｅ、Ｚｎよりなる群から選択した少なくとも１種の元素を２〜５０原子％含む合金記録層において、溶融後急冷すると準安定結晶相のπ相が、準安定結晶相を加熱アニールすると安定結晶相が得られることが記載されている。
【００４４】
しかし、これら文献中に記載されているＡｕ−Ｓｂ系合金は、準安定結晶相が比較的安定に存在し準安定結晶相と安定結晶相との間の相変化速度が遅いため、高速での記録消去が困難である。そして、上記文献のＡｕ−Ｓｂ系合金が高速での記録消去に不向きであることは、いずれの文献でも静的な記録しか行われていないことからも裏付けられる。また、これらの組成は準安定結晶相の安定性が記録信号の安定性を確保する程は安定ではない問題もある。
【００４５】
これに対し、本発明者は、Ａｕ−Ｓｂ系合金を用いた場合においても、Ａｕ−Ｓｂ系合金にＧｅを添加すれば、相変化速度が速く準安定結晶相の安定性も十分な光学的情報記録用媒体が得られることを見出した。これは、Ｇｅを添加することにより、アモルファス相が形成され易くなり、準安定結晶相とアモルファス相との間の高速の相変化が可能となるからである。
【００４６】
ところで、特開平１−２５１３４２号公報には、本発明に用いる光学的情報記録用媒体の記録層組成と類似する組成が開示されている。
しかしながら、この公報に開示された記録層組成においては、Ｇｅの含有量が５〜８０ａｔ．％と広範囲である一方、本発明に用いるＡｕ−Ｓｂ系合金組成に含有され得るＧｅ量の範囲は、最大で３０ａｔ．％である。本発明において、Ｇｅの含有量を最大で３０ａｔ．％とする理由は、Ｇｅの含有量が３０ａｔ．％より多くなると、アモルファス相から準安定結晶相への相変化速度が低下し、高速の線速度での記録が困難になるからであり、これは、後述する実施例中の比較例３においてＧｅ含有量を３２ａｔ．％とすると、線速度１．２〜２４ｍ／ｓのいずれにおいても相変化型光ディスクとしての使用が困難となることからも裏付けられる。これに対し、前記公報において具体的に開示されている記録層組成におけるＧｅの含有量は、実験２では、４７ａｔ．％（（Ｇｅ55Ｓｂ45）85Ｔｅ10Ａｕ5の組成から算出）であり、実験例３、４では、３５ａｔ．％（（Ｇｅ50Ｓｂ50）70Ｔｅ30の組成から算出）である。つまり、これらいずれの数字も本発明の許容範囲である３０ａｔ．％よりも多く、上記公報に記載された記録層組成は、高速記録には不向きな記録層組成である。これに対し、本発明の光学的情報記録用媒体は、前記公報には記載も示唆もない、Ａｕ−Ｓｂ系合金組成における準安定結晶相を利用するものである。さらに、本発明の光学的情報記録用媒体は、記録層に含有されるＧｅの量を制御することにより、前記公報に記載された光学的情報記録用媒体と比較して、高速記録が可能となるという格別の効果を奏するのである。
（Ａ−３）記録層以外の層
次に相変化光ディスクの構造における他の部分について説明する。相変化光ディスクでは基板上に保護層、記録層、保護層、反射層をこの順に、或いは逆の順に有する場合が多い。
【００４７】
基板としては、ポリカーボネート、ポリアクリレート、ポリオレフィンなどの樹脂、あるいはガラス等を用いることができる。基板側から記録再生光を入射する場合は、基板は記録再生光に対して透明とする必要がある。
記録層は、その上下を保護層で被覆されている場合が多い。保護層の材料としては誘電体が多く用いられるが、この誘電体の選択は、屈折率、熱伝導率、化学的安定性、機械的強度、密着性等に留意して決定される。誘電体としては、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、窒化物やＣａ、Ｍｇ、Ｌｉ等のフッ化物が用いられる。
【００４８】
これらの酸化物、硫化物、窒化物、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。より具体的にはＺｎＳや希土類硫化物と酸化物、窒化物、炭化物等の耐熱化合物との混合物が挙げられる。たとえばＺｎＳとＳｉＯ2の混合物は、相変化型光ディスクの保護層に用いられる場合が多い。これらの保護層の膜密度は、バルク状態の８０％以上であることが機械的強度の面から望ましい。
【００４９】
保護層の膜厚は、記録層の変形防止効果を十分なものとし保護層として機能するために、５ｎｍ以上が好ましい。一方、保護層の膜厚は、保護層を構成する誘電体自体の内部応力や接している膜との弾性特性の差を小さくし、クラックが発生しにくくするためには、膜厚を５００ｎｍ以下とするのが好ましい。
一般に、保護層を構成する材料は成膜レートが小さくため、保護層の成膜時間は長くなる。従って、成膜時間を短くし製造時間を短縮しコストを削減するためには、保護層膜厚を２００ｎｍ以下に抑えるのが好ましい。より好ましくは、保護層膜厚を１５０ｎｍ以下とすることである。
【００５０】
記録層と反射層の間に設ける保護層の膜厚は、記録層の変形を防ぐために、５ｎｍ以上とすることが好ましい。一般に、繰り返しオーバーライトによって保護層内部には微視的な塑性変形が蓄積される。この微視的な組成変形は、再生光を散乱させノイズを増加させる原因となる。従って、この微視的な塑性変形を抑制するためには保護層膜厚を６０ｎｍ以下とするのが好ましい。
【００５１】
一方、記録層と基板の間に設ける保護層の膜厚は、基板を保護するために２０ｎｍ以上が好ましい。
なお、記録層及び保護層の厚みは、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、選択される。
【００５２】
反射層は、反射率、熱伝導度が大きい材料からなるのが好ましい。反射率、熱伝導度が大きい反射層材料としてはＡｇ、Ａｕ、Ａｌ、Ｃｕ等を主成分とする金属が挙げられる。中でもＡｇはＡｕ、Ａｌ、Ｃｕ等に比べて反射率、熱伝導度が最も大きい。
短波長の光に対しては、Ａｇと比較して、Ａｕ、Ｃｕ、Ａｌを反射層に用いると、光が吸収されやすくなる。このため、記録再生に６５０ｎｍ以下の短波長レーザーを使用する場合には、反射層としてＡｇを主成分とする金属を用いることが特に好ましい。さらにＡｇは、スパッタリングターゲットとしての値段が比較的安く、放電が安定で成膜速度が速く、空気中で安定であるため、反射層材料として用いることが好ましい。
【００５３】
Ａｇ、Ａｌ、Ａｕ、Ｃｕ等は他の元素を含んでいてもよい。これら金属は、不純物が混ざると熱伝導度や反射率が低下してしまうが、反面、安定性や膜表面平坦性が改善される場合がある。従って、反射層にさらに他の元素を５ａｔ．％以下程度含有してもよい。含有元素としては、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｍｇ、Ｚｒ、Ｖ、Ａｇ、Ｉｎ、Ｇａ、Ｚｎ、Ｓｎ、Ｓｉ、Ｃｕ、Ａｕ、Ａｌ、Ｐｄ、Ｐｔ、Ｐｂ、Ｔａ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｏ、Ｓｅ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔｉ、Ｏ、Ｎからなる群から選ばれる１以上の元素が好ましい。
【００５４】
反射層の膜厚は、十分な反射率と放熱効果を得るためには５０ｎｍ以上が好ましい。一方、反射層の膜厚は、膜応力を低減するためには２００ｎｍ以下が好ましい。また、成膜時間を短くし製造時間を短縮しコストを削減するためにも、反射層の膜厚は、２００ｎｍ以下が好ましい。
記録層、保護層、反射層等は、所定割合の合金ターゲットを用い、常法に従ってスパッタリング法などによって形成される。記録層、保護層、反射層当の膜形成は、各スパッタリングターゲットを同一真空チャンバー内に設置したインライン装置でで行うことが、各層間の酸化や汚染を防ぐ点で望ましい。また、生産性の面からも優れている。
【００５５】
これらの層のうえに、紫外線硬化樹脂などからなる保護コート層を設けて保護しても良い。また、記録容量を大容量化するために、基板上に記録層を２層以上設けてもよいし、或いは基板上に上記各層を形成したのち、接着剤で貼り合わせても良い。
尚、以上述べた以外の他の層を必要に応じて加えても良い。
（Ｂ）光学的情報記録用媒体の記録消去方法
次に、本発明の光学的情報記録用媒体の記録消去方法について説明する。
【００５６】
前記記録消去方法は、以上述べた光学的情報記録用媒体に対して、相変化型記録層の２つの異なる相をそれぞれ記録状態及び未記録・消去状態とする記録消去方法であって、該相変化型記録層がＡ相、Ｂ相、Ｃ相の少なくとも３つの相を取り得、Ａ相よりＢ相が安定であり、Ｂ相よりＣ相が安定であるとき、該Ｂ相を記録状態または未記録・消去状態とする。
【００５７】
即ち、従来は最も安定なＣ相及び最も不安定なＡ相の間の相変化により記録消去を行っていたが、本発明では、上記組成の記録層を有する媒体において準安定なＢ相を記録消去に用いることができるようになるので、高速での記録消去が可能となる。Ｂ相は未記録・消去状態であっても、記録状態であってもよい。
一般的に、記録層の組成の取りうるＡ相、Ｂ相、Ｃ相の安定性が、Ａ相＜Ｂ相＜Ｃ相、つまりＡ相、Ｂ相、Ｃ相の順により安定となる場合、最も不安定なＡ相はアモルファス相（非晶質相）であり、他のＢ相、Ｃ相は結晶相である。このことからＡ相がアモルファス相、Ｂ相が準安定結晶相、Ｃ相が安定結晶相と考えるのが一般的である。
【００５８】
なお、各相がアモルファスか結晶か、結晶であればどのような結晶かは、Ｘ線回折法又は電子線回折法を用いて記録層の回折パターンを観察することで確認できる。
好ましくは、少なくともＡ相を記録状態としＢ相を未記録・消去状態とする、又はＡ相を未記録・消去状態としＢ相を記録状態とする。つまりＡ相（アモルファス相）とＢ相（準安定結晶相）の間の相変化により記録消去を行う。これにより、前述したように、アモルファス相と安定結晶相の間の相変化により記録消去を行う従来法よりも速い相変化速度が得られ、より高速での記録消去が可能となる。
【００５９】
準安定結晶相を未記録・消去状態とし、記録時にアモルファス相のマークを形成してもよいし、アモルファス相を未記録・消去状態とし、記録時に準安定結晶相のマークを形成してもよい。更にまた、準安定結晶相を未記録・消去状態とし、記録時にアモルファス相のマークを形成し、それが更に安定結晶相に相転移してもよい。
【００６０】
以下、準安定結晶相を未記録・消去状態とし、記録時にアモルファス相のマークを形成する場合を例として説明する。
通常、ディスク状の媒体には螺旋状又は同心円状に記録トラックが形成され、これに沿って情報の記録が行われる。媒体を高速で回転させながら光照射部から出射した光ビーム（レーザー）スポットを記録層に照射し、光照射部と媒体とを高速で相対移動させながら記録・再生・消去を行う。
【００６１】
光源から出射した光は、通常各種光学系を経て対物レンズを通って媒体に照射される。光照射部を媒体に対して相対移動させるとは、例えば対物レンズをほぼ固定した状態でディスク状の媒体を回転させながら、該レンズから媒体の記録トラックに光を照射する。記録トラックが媒体に螺旋状に形成されている場合は、媒体を回転させながら対物レンズをディスク半径方向に少しずつ変移させる。
【００６２】
まず、アモルファス相を形成する際には高パワーのレーザーパルスと低パワーのレーザーパルスを交互に照射するのが好ましい。以下、高パワーのレーザーパルスを記録パルスと称し、このとき印加されるパワーを記録パワーＰｗとする。また低パワーのレーザーパルスをオフパルスと称し、このとき印加されるパワーをバイアスパワーＰｂとする。
【００６３】
上記高パワーのレーザーパルスと低パワーのレーザーパルスとを交互に照射することにより、記録パルスにより加熱された領域をオフパルスの間に相対的に急冷することができ、アモルファス相が形成されやすいくなる。パルスの立上がり／立下がりを速くしたり、記録に用いるレーザー光源を安価なものとするためには、小さい記録パワーＰｗで記録できるのが好ましいが、小さいパワーで記録可能であるということは再生光で劣化しやすいことにつながる。このため、媒体は記録パワーＰｗが８〜２５ｍＷになるように設計するのが好ましい。より好ましくは８〜２０ｍＷである。
【００６４】
なお、バイアスパワーＰｂは記録パワーＰｗの０．５倍以下（Ｐｂ／Ｐｗ≦０．５）が好ましく、より好ましくは０．３倍以下（Ｐｂ／Ｐｗ≦０．３）である。ここで、トラッキング性能等を考慮すると、バイアスパワーＰｂは、再生時に照射する再生光のパワーＰｒの値に近い値が好ましい。再生パワーＰｒは通常０．５〜１．０ｍＷである。
【００６５】
冷却速度を速めたい場合には、バイアスパワーＰｂを小さくするのがよく、０としてもよい。即ち光を照射しなくてもよい。
準安定結晶相形成時には、記録層に消去パワーＰｅのレーザー光を連続照射するのが好ましい。消去パワーＰｅは、オーバーライトの際に準安定結晶相を消去できるよう記録層を加熱できる大きさであれば特に制限はないが、通常、バイアスパワーＰｂより大きく記録パワーＰｗより小さい。例えば０．２≦Ｐｅ／Ｐｗ＜１．０とする。消去パワーＰｅが連続照射されると、記録層は結晶化温度付近まで加熱されるとともに、加熱された領域を相対的に徐冷することができ、準安定結晶相を形成できる。
【００６６】
但し、（Ａ）（Ａ−１）（ＩＩ）で説明したような第二の態様を利用する場合、つまり記録マークが保存中にアモルファス相から安定結晶相に相変化する光学的情報記録用媒体を用いる場合は、消去パワーＰｅをより高くするのが好ましい。安定結晶マークは記録層を一旦溶融しないと消去（準安定結晶相への相変化）されないため、消去パワーＰｅを記録層が溶融する程度まで上げることが好ましい。この場合、例えば、０．５≦Ｐｅ／Ｐｗ≦１．０とする。
【００６７】
以上を組み合わせることで、アモルファス相と準安定結晶相を形成し分けることができ、オーバーライト記録を行うことができる。
アモルファス相を形成する際に記録パルスとオフパルスを交互に照射する具体例を以下に示す。長さｎＴ（Ｔは基準クロック周期、ｎは自然数）のマーク（アモルファス相）を形成する際には、時間ｎＴを下記数式（３）のように分割する。
【００６８】
【数１】
α1Ｔ、β1Ｔ、α2Ｔ、β2Ｔ、・・・、αm-1Ｔ、βm-1Ｔ、αmＴ、βmＴ  …（３）
（但し、α1＋β1＋α2＋β2＋・・・αm-1＋βm-1＋αm＋βm＝ｎ−ｊ、ｊは０以上の実数、ｍは１以上の整数であり、ｊ、ｍは媒体及び記録条件の組合せにより決められる値である。）
上記式において、αiＴ（１≦ｉ≦ｍ）なる時間に記録パルスを照射し、βiＴ（１≦ｉ≦ｍ）なる時間にはオフパルスを照射して記録する。そしてマークとマークの間の領域（準安定結晶相）においては、消去パワーＰｅを有する光を照射する。これによってオーバーライト記録を行える。
【００６９】
本発明の光学的情報記録用媒体への記録消去方法として好ましいのは、上記（Ａ）で説明した光学的情報記録用媒体に対して、基準クロック周期Ｔの１５ｎｓｅｃ以下でのみ情報信号の記録消去を行う記録消去方法であり、記録に際しては高パワーのレーザーパルスと低パワーのレーザーパルスが交互に照射され、該低パワーのレーザーパルスがパルス幅０．９Ｔ以上のパルスを含むものである。低パワーのレーザーパルスのパルス幅を０．９Ｔ以上とするのは、基準クロック周期が１５ｎｓｅｃ以下と短い高速記録においてパルス分割記録を用いる場合には、十分な冷却速度を得るために該低パワーレーザーパルスを長くすることが必要となるためである。
【００７０】
【実施例】
以下に本発明を実施例を用いて説明するが、その要旨の範囲を越えない限り本発明は実施例に限定されるものではない。
（実施例１、２、参考例１、比較例１〜６）
溝幅０．５μｍ、溝深さ４０ｎｍ、溝ピッチ１．６μｍの案内溝を有する直径１２０ｍｍ、１．２ｍｍ厚のディスク状ポリカ−ボネ−ト基板上に、（ＺｎＳ）80（ＳｉＯ2）20層、Ａｕ−Ｇｅ−Ｓｂ記録層、（ＺｎＳ）80（ＳｉＯ2）20層、Ａｌ99.5Ｔａ0.5合金反射層をスパッタリング法により成膜し、相変化型光ディスクを作製した。
【００７１】
なお、実施例１、２、参考例１、比較例１〜６それぞれの膜厚構成及び記録層組成を、表−１に示す。またこれらの組成を（ＡｕxＳｂ1-x）1-yＧｅyで表記した場合のｘ、ｙの値も併せて表−１に記載した。尚、表−１において、実施例１の膜厚構成は、“Ｓｕｂ．／１００／１８／４０／２００”と記載されているが、これは、“基板（Ｓｕｂ．）上の保護層（ＺｎＳ）80（ＳｉＯ2）20層の膜厚が１００ｎｍ、前記保護層上のＡｕ−Ｇｅ−Ｓｂ記録層の膜厚が１８ｎｍ、前記記録層上の保護層（ＺｎＳ）80（ＳｉＯ2）20層の膜厚が４０ｎｍ、前記保護層上のＡｌ99.5Ｔａ0.5合金反射層の膜厚が２００ｎｍ”であることを意味している。これは、実施例２、参考例１、比較例１〜６の膜厚構成においても同様である。
【００７２】
【表１】
0003903811.tif 000002
【００７３】
得られたディスクのうち比較例１、２のディスクは、ディスク作製直後の反射率がそれぞれ１４％、８％で、線速度１．２〜２４ｍ／ｓの範囲でパワー１２ｍＷ以下のいかなるＤＣレ−ザ−光照射によっても反射率は変化しなかった。従って、少なくともこの線速度範囲においては、相変化型光ディスクの初期結晶化ができず、相変化型光ディスクとしての使用はできなかった。これは、準安定結晶相が安定に存在できず、常に安定結晶相となっているためと考えられる。
【００７４】
比較例３、４のディスクは、ディスク作製直後の反射率がそれぞれ４％、４％で、線速度１．２〜２４ｍ／ｓの範囲で１２ｍＷ以下のいかなるＤＣレ−ザ−光照射によっても均一な反射率上昇は見られなかった。従って少なくともこの線速度範囲においては、相変化型光ディスクの初期結晶化が良好に行えず、相変化型光ディスクとしての使用は困難であった。これは、アモルファス相から準安定結晶相への相変化速度が遅いため均一な準安定相が得られず、ＤＣレーザー光照射によっても、記録層がほとんどアモルファス相のまま変化しないためと考えられる。
【００７５】
次に実施例１、２、参考例１のディスクについて、初期結晶化した後、レ−ザ−波長７８０ｎｍ、ＮＡ０．５のピックアップを有するディスク評価装置を用い、以下の手順で案内溝内に記録・消去を行ったのち再生してディスク特性を評価した。
まず、線速度２４ｍ／ｓ、基準クロック周期Ｔ＝１１．６ｎｓ、Ｐｗ＝２１ｍＷ、Ｐｅ＝１０．５ｍＷ、Ｐｂ＝０．８ｍＷで、ＥＦＭランダム信号を図１に示すレーザー波形を用いて記録した。
【００７６】
すなわち、長さｎＴ（Ｔは基準クロック周期で、ｎは３〜１１の自然数）のマーク（アモルファス相）を形成する際には、時間ｎＴの期間を上記数式（３）のように分割し、記録パワーＰｗを持つ記録パルス、バイアスパワーＰｂを持つオフパルスを交互に照射し、一部消去パワーＰｅを照射した。マーク間（準安定結晶相）を形成する期間は消去パワーＰｅを持つ消去光を照射した。
【００７７】
詳しくは、各マーク形成時はＰｗとＰｂのパルス列を次のように照射した（Ｔは基準クロック周期）。
【００７８】
【表２】
３Ｔマーク部：１．５ＴのＰｗ、１．２ＴのＰｂ
４Ｔマーク部：１ＴのＰｗ、１ＴのＰｂ、１ＴのＰｗ、０．６ＴのＰｂ
５Ｔマーク部：１ＴのＰｗ、１．３５ＴのＰｂ、１．５ＴのＰｗ、０．６ＴのＰｂ
６Ｔマーク部：１ＴのＰｗ、１ＴのＰｂ、１ＴのＰｗ、１ＴのＰｂ、１ＴのＰｗ、０．６ＴのＰｂ
７Ｔマーク部：１ＴのＰｗ、１ＴのＰｂ、１ＴのＰｗ、１．３５ＴのＰｂ、１．５ＴのＰｗ、０．６ＴのＰｂ
８Ｔマーク部：１ＴのＰｗ、１ＴのＰｂ、１ＴのＰｗ、１ＴのＰｂ、１ＴのＰｗ、１ＴのＰｂ、１ＴのＰｗ、０．６ＴのＰｂ
９Ｔマーク部：１ＴのＰｗ、１ＴのＰｂ、１ＴのＰｗ、１ＴのＰｂ、１ＴのＰｗ、１．３５ＴのＰｂ、１．５ＴのＰｗ、０．６ＴのＰｂ
１０Ｔマーク部：１ＴのＰｗ、１ＴのＰｂ、１ＴのＰｗ、１ＴのＰｂ、１ＴのＰｗ、１ＴのＰｂ、１ＴのＰｗ、１ＴのＰｂ、１ＴのＰｗ、０．６ＴのＰｂ
１１Ｔマーク部：１ＴのＰｗ、１ＴのＰｂ、１ＴのＰｗ、１ＴのＰｂ、１ＴのＰｗ、１ＴのＰｂ、１ＴのＰｗ、１．３５ＴのＰｂ、１．５ＴのＰｗ、０．６ＴのＰｂ
以上のように記録したＥＦＭランダム信号を、線速度２．４ｍ／ｓで再生し、マーク間部とマーク部の反射率を測定した。結果を初期反射率として表−１に示す。なお、マーク間部は未記録部・消去部に対応し、マーク部は記録部に対応する。
【００７９】
その後１０５℃の環境にディスクを３時間保ち（加速試験）、以上のように記録しておいた信号のマーク間部とマーク部の反射率を再度測定した。結果を加速試験後反射率として表−１に示す。
実施例１では、マーク間部の反射率は、初期及び加速試験後においてほとんど同等であり、加速試験によるマーク間部の反射率低下はほとんど見られなかった。実施例２では、加速試験後によるマーク間部の反射率低下は約７％であった。これは、実施例２の記録層組成は、実施例１の記録層組成に比べてＡｕの含有量が少ないため、準安定相の保存安定性が多少低下していることによるものと考えられる。しかし、上記反射率の低下のレベルは、実使用レベルから考えれば問題とはならないものである。参考例１では、加速試験によるマーク間部の反射率低下は約９％であった。これは、実施例１、２の記録層組成と比較して、実施例３の記録層組成においては、Ａｕ含有量が少ないため、準安定相の保存安定性が低下したことによるものと考えられる。したがって、準安定相の保存安定性について、優れているものから順に挙げれば実施例１、実施例２、参考例１となる。
【００８０】
次に、実施例１、２のディスクにおける、記録層の相状態についてより詳細に考察する。
これらのディスクでは、初期の記録消去において、２４ｍ／ｓの線速度で消去パワー１０．５ｍＷの光照射によりマーク部は消去可能である一方、マーク部の形成は少なくとも１７ｍＷ以上の記録パワーが必要であった。つまり、初期のマーク部をＬ相、マーク間部をＭ相とすると、Ｌ相からＭ相への相変化がＭ相からＬ相への相変化よりも低温で起こり得るのでＬ相よりＭ相の方が安定である。
【００８１】
実施例１のディスクにおいては、記録層のマーク部は、初期においては線速度２．４ｍ／ｓ、パワー５ｍＷのＤＣレ−ザ−光照射で消去可能であったのに対し、加速試験後には、上記と同条件でＤＣレーザー光照射を行っても、記録層のマーク部によっては消去されない部分があった。これは、初期のマーク部をＬ相、マーク間部をＭ相とすると、信号記録時に形成されたマークのＬ相の一部が、１０５℃での加速試験後に、Ｌ相と同程度の反射率を持ち、Ｌ相でもＭ相でもないＮ相へ相変化したことを意味する。
【００８２】
実際、線速度２．４ｍ／ｓで、記録層を溶融させる程は大きくないと考えられるパワー５ｍＷのＤＣレ−ザ−光を該ディスクに１０００回照射したのち、このディスクに再生光を照射し、オシロスコ−プで再生信号波形を観察したところ、上記の消去されない部分（Ｎ相）がマーク間部（Ｍ相）にも広がる傾向にあった。これはマーク間部のＭ相が少しずつより安定なＮ相に相変化していることを示している。
【００８３】
Ｎ相は、線速度２．４ｍ／ｓで、記録層を溶融させると考えられるパワー１０ｍＷのＤＣレ−ザ−光照射により未記録状態の反射率に戻った。Ｍ相に相変化したと考えられる。しかし６ｍＷ以下のＤＣレーザー光照射ではＮ相はＭ相に相変化しなかった。
これらのことより、Ｍ相からＮ相への相変化がＮ相からＭ相への相変化よりも低温で起こり得るのでＭ相よりＮ相の方が安定である。
【００８４】
実施例２のディスクでも、線速度２．４ｍ／ｓで５ｍＷのＤＣレーザー光を１０００回照射することによりマーク間部反射率が低下した。これは、Ｍ相がＮ相に相変化したためと考えられる。この部分は記録層が溶融すると思われる１０ｍＷのＤＣレ−ザ−光照射により未記録状態の反射率に戻ったが、６ｍＷ以下のＤＣレーザー光照射では戻らなかった。つまり、実施例２のディスクにおいても、Ｍ相からＮ相への相変化が、Ｎ相からＭ相への相変化よりも低温で起こり得るのでＭ相よりＮ相の方が安定であることがわかる。
【００８５】
以上のことから、実施例１、２において、Ｌ相よりＭ相の方が安定であり、Ｍ相よりもＮ相の方が安定である。従って、Ｌ相はＡ相に該当し、アモルファス相であると、Ｍ相はＢ相に該当し、準安定結晶相であると、Ｎ相はＣ相に該当し、安定結晶相であると考えられる。また、初期の消去記録においては、Ｂ相（Ｍ相、準安定結晶相）を未記録・消去状態とし、Ａ相（Ｌ相、アモルファス相）を記録状態としている。そして、実施例１、２のディスクにおいては、Ａ相とＢ相との間での相変化を利用しているため、２４ｍ／ｓという高線速においても記録消去ができるのである。
【００８６】
なお、実施例１、２のディスクの記録層の相状態の詳細な考察を行うための実験において、線速度をマーク記録時の２４ｍ／ｓから２．４ｍ／ｓに低下させた理由は、レーザー照射時の冷却速度を遅くし温度が上昇している時間を長くすることにより、最も安定なＮ相への相変化を観察しやすくするためである。
【００９０】
つぎにＡｕが含まれないＧｅＳｂ系に関して同様の測定を試みた。結晶化速度の点で上記記録条件に適した組成と思われるＧｅ16Ｓｂ84（比較例５）とＧｅ17Ｓｂ83（比較例６）を試みた。しかしながら、比較例５、６のいずれのディスクも初期結晶化後にオシロスコープで再生波形を観察すると、結晶相（未記録状態）の反射率レベルが一定ではなく幅を持って太い線となっていた。これは、初期結晶化後において記録層が均一に結晶化されていないためと考えられる。また、これらディスクのジッタの値は２５ｎｓ以下にはならず信号振幅も小さく、とても使用可能なディスクとはいえない。
【００９１】
以上より、（ＡｕxＳｂ1-x）1-yＧｅyの組成において、０．２≦ｘ≦０．４、０＜ｙ≦０．３とすることにより、記録信号保存安定性に特に優れる光学的情報記録用媒体を得ることができる。
（実施例５〜９、比較例７、８）
溝幅０．５μｍ、溝深さ４０ｎｍ、溝ピッチ１．６μｍの案内溝を有する直径１２０ｍｍ、１．２ｍｍ厚のディスク状ポリカ−ボネ−ト基板上に、（ＺｎＳ）80（ＳｉＯ2）20層（１００ｎｍ）、Ａｕ−Ｇｅ−Ｓｂ−Ｔｅ記録層（１８ｎｍ）、（ＺｎＳ）80（ＳｉＯ2）20層（４０ｎｍ）、Ａｌ99.5Ｔａ0.5合金反射層（２００ｎｍ）をスパッタリング法により成膜し、相変化型光ディスクを作製した。
【００９２】
なお、記録層組成は表−２に示す７種類とした。またこれらの組成を（（ＡｕxＳｂ1-x）1-yＧｅy）1-zＴｅzで表記した場合のｘ、ｙ、ｚの値も併せて表−２に記載した。
【００９３】
【表４】
0003903811.tif 000003
【００９４】
得られたディスクのうち、比較例７のディスクは、ディスク作製直後の反射率は１４％で、線速度１．２〜２４ｍ／ｓの範囲でパワー１２ｍＷ以下のいかなるＤＣレ−ザ−光照射によっても反射率は変化しなかった。従って、少なくともこの線速度範囲においては、相変化型光ディスクの初期結晶化ができず、相変化型光ディスクとしての使用はできなかった。これは、準安定結晶相が安定に存在できず、常に記録層が安定結晶相となっているためと考えられる。
【００９５】
比較例８のディスクは、ディスク作製直後の反射率は４％で、線速度１．２〜２４ｍ／ｓの範囲で１２ｍＷ以下のいかなるＤＣレ−ザ−光照射によっても均一な反射率上昇は見られなかった。従って、少なくともこの線速度範囲においては、相変化型光ディスクの初期結晶化ができず、相変化型光ディスクとしての使用はできなかった。これは、アモルファス相から準安定結晶相への相変化速度が遅いため、均一な準安定相が得られず、記録層がほとんどアモルファス相のままであるためと考えられる。
【００９６】
これに対し、実施例５〜９の各ディスクは、線速度１．２〜２４ｍ／ｓの範囲で１２ｍＷ以下のＤＣレ−ザ−光照射によって均一な反射率上昇が観察された。初期結晶化した実施例５〜９の各ディスクについて、レ−ザ−波長７８０ｎｍ、ＮＡ０．５のピックアップを有するディスク評価装置を用い、以下の手順で案内溝内に記録・消去を行ったのち再生してディスク特性を評価した。
【００９７】
まず、線速度２４ｍ／ｓ、基準クロック周期Ｔ＝１１．６ｎｓ、Ｐｗ＝２１ｍＷ、Ｐｅ＝１０．５ｍＷ、Ｐｂ＝０．８ｍＷで、ＥＦＭランダム信号を図１に示すレーザー波形を用いて記録した。
図１において横軸は時間、縦軸はレーザーパワーであり、記録パワーＰｗ、消去パワーＰｅ、バイアスパワーＰｂの３種類のパワーを使用している。図１（ａ）は長さ３Ｔのマークを記録する場合のレーザー波形を表し、図１（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）、（ｅ）、（ｆ）、（ｇ）、（ｈ）、（ｉ）はそれぞれ長さ４Ｔ、５Ｔ、６Ｔ、７Ｔ、８Ｔ、９Ｔ、１０Ｔ、１１Ｔのマークを記録する場合のレーザー波形を表す。
【００９８】
すなわち、長さｎＴ（Ｔは基準クロック周期で、ｎは３〜１１の自然数）のマーク（アモルファス相）を形成する際には、時間ｎＴの期間を上記数式（３）のように分割し、記録パワーＰｗを持つ記録パルス、バイアスパワーＰｂを持つオフパルスを交互に照射し、一部消去パワーＰｅを照射した。マーク間（準安定結晶相）を形成する期間は消去パワーＰｅを持つ消去光を照射した。
【００９９】
詳しくは、各マーク形成時はＰｗとＰｂのパルス列を次のように照射した（Ｔは基準クロック周期）。
【０１００】
【表５】
３Ｔマーク：１．５ＴのＰｗ、１．２ＴのＰｂ
４Ｔマーク：１ＴのＰｗ、１ＴのＰｂ、１ＴのＰｗ、０．６ＴのＰｂ
５Ｔマーク：１ＴのＰｗ、１．３５ＴのＰｂ、１．５ＴのＰｗ、０．６ＴのＰｂ６Ｔマーク：１ＴのＰｗ、１ＴのＰｂ、１ＴのＰｗ、１ＴのＰｂ、１ＴのＰｗ、０．６ＴのＰｂ
７Ｔマーク：１ＴのＰｗ、１ＴのＰｂ、１ＴのＰｗ、１．３５ＴのＰｂ、１．５ＴのＰｗ、０．６ＴのＰｂ
８Ｔマーク：１ＴのＰｗ、１ＴのＰｂ、１ＴのＰｗ、１ＴのＰｂ、１ＴのＰｗ、１ＴのＰｂ、１ＴのＰｗ、０．６ＴのＰｂ
９Ｔマーク：１ＴのＰｗ、１ＴのＰｂ、１ＴのＰｗ、１ＴのＰｂ、１ＴのＰｗ、１．３５ＴのＰｂ、１．５ＴのＰｗ、０．６ＴのＰｂ
１０Ｔマーク：１ＴのＰｗ、１ＴのＰｂ、１ＴのＰｗ、１ＴのＰｂ、１ＴのＰｗ、１ＴのＰｂ、１ＴのＰｗ、１ＴのＰｂ、１ＴのＰｗ、０．６ＴのＰｂ
１１Ｔマーク：１ＴのＰｗ、１ＴのＰｂ、１ＴのＰｗ、１ＴのＰｂ、１ＴのＰｗ、１ＴのＰｂ、１ＴのＰｗ、１．３５ＴのＰｂ、１．５ＴのＰｗ、０．６ＴのＰｂ
以上のように記録したＥＦＭランダム信号を、線速度２．４ｍ／ｓで再生し、マーク間部とマーク部の反射率を測定した。結果を初期反射率として表−２に示す。なお、マーク間部は未記録部・消去部に対応し、マーク部は記録部に対応する。
【０１０１】
実施例５〜９の初期状態では、マーク間部（未記録部・消去部）は準安定相であり、マーク部（記録部）はアモルファス相であると推定される。また、一般的にアモルファス相は１種しかなく他は結晶相であることから、準安定相は準安定結晶相であると推定される。
その後１０５℃の環境にディスクを３時間保ち（加速試験）、以上のように記録しておいた信号のマーク間部とマーク部の反射率を再度測定した。結果を加速試験後反射率として表−２に示す。
【０１０２】
実施例５、６のディスクでは、初期と加速試験後でマーク間部の反射率低下はほとんど見られず、相変化型光ディスクとして良好な性能を示していることがわかる。また、実施例７のディスクは、加速試験後におけるマーク間部の反射率の低下率は、約７％であった。これは、実施例５、６のディスクに比べて、実施例７の光ディスクの記録層中に含有されるＡｕ量が少ないため準安定相の保存安定性が多少低下しているためと考えられる。しかし、上記反射率の低下のレベルは、実使用レベルから考えれば問題とはならないものである。
【０１０３】
実施例８、９のディスクでは、マーク間部反射率の低下は見られず良好な保存安定性を示す。一方、マーク部においては、上記加速試験によりその反射率が若干上昇する結果となった。これは、加速試験により、アモルファスマークが未記録状態の準安定相に相変化するためと考えられる。
次に、実施例５〜７での記録層の相状態についてより詳細に考察する。
【０１０４】
これらのディスクでは初期の記録消去において、２４ｍ／ｓの線速度で消去パワー１０．５ｍＷの光照射によりマーク部は消去可能である一方、マーク部の形成は少なくとも１７ｍＷ以上の記録パワーが必要であった。つまり、初期のマーク部をＬ相、マーク間部をＭ相とすると、Ｌ相からＭ相への相変化がＭ相からＬ相への相変化よりも低温で起こり得るのでＬ相よりＭ相の方が安定である。
【０１０５】
実施例５、６では、マーク部は初期には線速度２．４ｍ／ｓ、パワー５ｍＷのＤＣレ−ザ−光照射で消去可能であったのに対し、加速試験後にはマーク部に同条件で消去されない部分が生じていた。つまり、初期のマーク部をＬ相、マーク間部をＭ相とすると、信号記録時に形成されたマークのＬ相の一部が、１０５℃での加速試験後に、Ｌ相と同程度の反射率を持ち、Ｌ相でもＭ相でもないＮ相へ相変化した。
【０１０６】
実際、線速度２．４ｍ／ｓで、照射により記録層が溶融しないと思われるパワー５ｍＷのＤＣレ−ザ−光を該ディスクに１０００回照射した後、ディスクに再生光を照射してオシロスコ−プで再生信号波形を観察したところ、上記の消去されない部分（Ｎ相）がマーク間部（Ｍ相）にも広がる傾向にあった。これはマーク間部のＭ相が少しずつより安定なＮ相に相変化していることを示している。
【０１０７】
Ｎ相となる領域は、実施例５より実施例６のディスクでより多く観察された。また、Ｎ相は、線速度２．４ｍ／ｓで、記録層が溶融すると思われるパワー１０ｍＷのＤＣレ−ザ−光照射により未記録状態の反射率に戻った。Ｎ相がＭ相に相変化したと考えられる。しかし６ｍＷ以下のＤＣレーザー光照射ではＮ相はＭ相に相変化しなかった。
【０１０８】
これらのことより、Ｍ相からＮ相への相変化がＮ相からＭ相への相変化よりも低温で起こり得るのでＭ相よりＮ相の方が安定である。
実施例７のディスクでも、線速度２．４ｍ／ｓで５ｍＷのＤＣレーザー光を１０００回照射することによりマーク間部反射率が低下した。Ｍ相がＮ相に相変化したと考えられる。この部分は、記録層が溶融すると思われる１０ｍＷのＤＣレ−ザ−光照射により未記録状態の反射率に戻ったが、６ｍＷ以下のＤＣレーザー光照射では未記録状態の反射率に戻らなかった。Ｍ相からＮ相への相変化がＮ相からＭ相への相変化よりも低温で起こり得るのでＭ相よりＮ相の方が安定である。
【０１０９】
以上のことから、実施例５〜７の各ディスクにおいて、Ｌ相はアモルファス相、Ｍ相は準安定相（準安定結晶相）、Ｎ相は安定相（安定結晶相）であると考えられる。
なお、実施例５〜７のディスクの記録層の相状態の詳細な考察を行うための実験において、線速度をマーク記録時の２４ｍ／ｓから２．４ｍ／ｓに低下させた理由は、レーザー照射時の冷却速度を遅くし温度が上昇している時間を長くすることにより、最も安定なＮ相への相変化を観察しやすくするためである。
（参考例２、実施例１１〜１３、比較例９〜１１）
溝幅０．５μｍ、溝深さ４０ｎｍ、溝ピッチ１．６μｍの案内溝を有する直径１２０ｍｍ、１．２ｍｍ厚のディスク状ポリカ−ボネ−ト基板上に、（ＺｎＳ）80（ＳｉＯ2）20層（８０ｎｍ）、Ａｕ−Ｇｅ−Ｓｂ−Ｓｎ記録層（１５ｎｍ）、（ＺｎＳ）80（ＳｉＯ2）20層（３０ｎｍ）、Ａｌ99.5Ｔａ0.5合金反射層（２００ｎｍ）をスパッタリング法により成膜し、相変化型光ディスクを作製した。
【０１１０】
なお、記録層組成は表−３に示した。またこれらの組成を（（ＡｕxＳｂ1-x）1-yＧｅy）1-zＳｎzで表記した場合のｘ、ｙ、ｚの値も併せて表−３に記載した。
これらのディスクは、レ−ザ−波長７８０ｎｍ、ＮＡ０．５のピックアップを有するディスク評価装置を用い、２．４ｍ／ｓ、１０ｍＷのＤＣレーザー光を照射することにより初期結晶化を試みた。
【０１１１】
【表６】
0003903811.tif 000004
【０１１２】
得られたディスクのうち比較例１１のディスクは、前記の初期化操作による均一な反射率上昇は見られなかった。また初期化操作後のディスクの反射率は７％と低かった。つまり、記録層の初期結晶化をすることができなかった。従って相変化型光ディスクとしての使用は困難である。これは、アモルファス相から準安定結晶相への相変化速度が遅いため均一な準安定相が得られないため、またはＡｕ−Ｓｂ系準安定相のような構造が安定に存在し得なくなったためと考えられる。
【０１１３】
比較例１０のディスクは、ディスク作製直後の反射率は１０％で、前記の初期化操作による反射率変化はみられなかった。つまり、記録層を初期結晶化をすることができなかった。従ってこの組成では相変化型光ディスクとしての使用はできない。これは、準安定結晶相が安定に存在できず、記録層が常に安定結晶相となっているためと考えられる。
【０１１４】
比較例９のディスクは、前記の初期化操作による均一な反射率上昇は見られなかった。従って、この組成では相変化型光ディスクの初期結晶化が良好に行えず、相変化型光ディスクとしての使用は困難であった。このディスクの記録層は、初期化操作によって結晶化はするものの、このディスクの再生波形をオシロスコープで観察すると、結晶相の反射率レベルが一定ではなく幅を持って太い線となっていた。これは、均一な結晶化ができていないためである。このように均一な結晶化ができない理由は、Ａｕ−Ｓｂ系準安定相が形成されないためと思われる。
【０１１５】
実施例１１〜１３のディスクは、初期化操作により、記録層が均一に初期結晶化した。つまり、上記比較例９〜１１の各ディスクと比較して、良好な相変化型光ディスクを得ることができた。さらに、実施例１１〜１３の各ディスクではＡｓ−ｄｅｐｏアモルファス状態の反射率は６％以下であり、結晶状態の反射率との差は良好であった。
【０１１６】
実施例１１〜１３の各ディスクは、上記測定の後、１０５℃の環境に保持された後（加速試験）、初期結晶化部とＡｓ−ｄｅｐｏ部反射率を再度測定した。結果を表−３に示す。また、（（初期結晶部反射率）−（加速試験後結晶部反射率））／（初期結晶部反射率）で定義した反射率低下率も記載した。Ｓｎの含有量の増加と共に反射率低下率が小さくなっていくことがわかる。
（実施例１４〜１８、比較例１２〜１６）
溝幅０．５μｍ、溝深さ４０ｎｍ、溝ピッチ１．６μｍの案内溝を有する直径１２０ｍｍ、１．２ｍｍ厚のディスク状ポリカ−ボネ−ト基板上に、（ＺｎＳ）80（ＳｉＯ2）20層（１００ｎｍ）、Ａｕ−Ｓｂ−Ｇｅ−Ｉｎ記録層（１８ｎｍ）、（ＺｎＳ）80（ＳｉＯ2）20層（４０ｎｍ）、Ａｌ99.5Ｔａ0.5合金反射層（２００ｎｍ）をスパッタリング法により成膜し、さらにその上に紫外線硬化樹脂層を設けた相変化型光ディスクを作製した。
【０１１７】
なお、記録層組成は表−４に示す１０種類とした。またこれらの組成を（（ＡｕxＳｂ1-x）1-yＧｅy）1-zＩｎzで標記した場合のｘ、ｙ、ｚの値も併せて表―４に示した。
【０１１８】
【表７】
0003903811.tif 000005
【０１１９】
各ディスクの初期結晶化は良好に行うことができた。初期結晶化した後、レ−ザ−波長７８０ｎｍ、ＮＡ０．５のピックアップを有する光ディスク評価装置を用いて、以下の手順で基板を通して案内溝内にＤＣレーザー光を照射するレーザー照射試験を行った。
レーザー照射試験とは、線速度を２．４ｍ／ｓとし、１０ｍＷのＤＣ光を１００回、９ｍＷのＤＣ光を１００回、８ｍＷのＤＣ光を１００回、７ｍＷのＤＣ光を１００回、６ｍＷのＤＣ光を１００回、５ｍＷのＤＣ光を１００回、４ｍＷのＤＣ光を１００回、３ｍＷのＤＣ光を１００回この順に照射する試験である。そして、レーザー照射試験前後の反射率を測定し、反射率低下を測定した。結果を表−４に示す。尚、反射率低下率は、（（初期反射率）−（レーザー照射試験後反射率））／（初期反射率）として定義した。
【０１２０】
レーザー照射試験は、初期結晶状態よりも安定な相が存在する場合にこの安定相への相変化が起こりやすい状況を作っている。理由は以下の通りである。つまり、常温で複数の相が存在する場合、すべての相は最も安定な相に相変化する傾向にあるが、温度を適度に上昇させることによりこの相変化速度は速くなる。１０ｍＷのＤＣ光を照射するとトラック中心部は溶融するが、ビーム中心から離れるにつれレーザー光の強度は小さくなるため、トラック中心からある程度離れた位置では安定相への相変化速度が相対的に速くなるような温度範囲になる。１００回のＤＣ光照射をおこなうのはこの温度に保たれる累積時間を長くするためである。次にレーザーパワーを９ｍＷにすると、安定相への相変化速度が相対的に速くなるような温度範囲になる位置は１０ｍＷのときより多少トラック中心に近くなる。このとき、１０ｍＷのＤＣ光照射により安定相に変化した部分はそのまま安定相として留まる。このように次第にＤＣ光のパワーを小さくしていくことにより安定相となる領域が広くなっていくと考えられる。
【０１２１】
表−４に見られるように、実施例１４〜１８の各ディスクのレーザー照射試験での反射率の低下率は、比較例１２〜１６の各ディスクのそれよりも小さかった。比較例のすべてのディスクで、レーザー照射試験による反射率の低下率は５５％を越える大きなものであった。これは、比較例１２〜１６の各ディスクの記録層は、実施例１４〜１８の各ディスクの記録層と比較して、記録消去には使用しない初期結晶相より安定な結晶相により相変化しやすいことを意味している。尚、表−４においては、比較例１６のディスクの「レーザー照射試験後反射率」、「反射率低下率」の欄には反射率のデータが記載されていない。これは、比較例１６のディスクにおいては、レーザー照射試験後は反射率が低くなりすぎて再生が不可能となったためである。
【０１２２】
実施例１４〜１８のディスクでは、反射率の低下が明らかに抑えられており、安定結晶相への相変化が起こりにくくなっていることがわかる。特に、実施例１８のディスクの結果と実施例１４〜１７のディスクの結果とを比較してわかるように、記録層組成を、Ａｕ−Ｓｂ系合金にＧｅ、さらにはＩｎを含有させる組成とすることにより、安定結晶相への相変化がさらに起こりにくくなる。
【０１２３】
比較例１２〜１６の各ディスクと比較例５、６及び９の各ディスクとは、記録層にＡｕを含有しない点で共通するが、比較例１２〜１６の各ディスクは、比較例５、６及び９の各ディスクよりも、ディスクの初期結晶化を良好に行うことができる点で優れている。これは、Ａｕを含まない記録層組成においてもＳｂ、Ｇｅ、及びＩｎの含有量を制御することにより、初期結晶化が可能となるようなディスクを得ることができることを意味する。しかしながら、初期結晶化が良好に行えるような比較例１２〜１６の各ディスクにおいても、これらディスクは記録層にＡｕを含有していないため、レーザー照射試験により安定結晶相への相変化が起こりやすくなり、結果として記録層の反射率の低下が大きくなる。
【０１２４】
一方、本発明の光学的情報記録用媒体の記録層は、Ａｕを所定量含有することを必須とする。これは、前にも説明した通り、Ａｕを所定量含有するからこそ準安定結晶が安定に存在し、安定結晶相への相変化が抑制されるからである。そしてこのことは、上記実施例１４〜１８の各ディスクのレーザー照射試験の結果からも明らかである。
【０１２５】
また、実施例１４〜１８及び比較例１２〜１６のいずれのディスクにおいても、レーザー照射試験後に５ｍＷ以下のレーザーを照射しても反射率に変化はなかったが、１０ｍＷのＤＣ光を１回照射するとほぼ初期の反射率に戻った。これは、５ｍＷ以下のレーザーでは記録層は溶融しないが、１０ｍＷのＤＣ光照射で記録層が溶融し、準安定相に相当する結晶相に相変化するためと考えられる。尚、表―４に示す比較例１２〜１６の結果より、Ｉｎ−Ｓｂ−Ｇｅ系合金を記録層に用いた場合とＩｎ−Ｓｂ系合金を記録層に用いた場合とでは、ＩｎとＳｂの含有量比においてＩｎが多くなると反射率の低下が大きく安定結晶相に相変化しやすい傾向があることがわかる。
【０１２６】
次に、実施例１５のディスクの初期結晶化部に記録線速度２４ｍ／ｓでＥＦＭランダム信号を１０回オーバーライト記録した後、線速度を２．４ｍ／ｓとして３Ｔマークジッタを測定した。記録時は、基準クロック周期Ｔ＝１１．６ｎｓ、Ｐｗ＝２２ｍＷ、Ｐｅ＝７ｍＷ、Ｐｂ＝０．８ｍＷで、ＥＦＭランダム信号を図１に示すレーザー波形とした。
【０１２７】
すなわち、長さｎＴ（Ｔは基準クロック周期で、ｎは３〜１１の自然数）のマーク（アモルファス相）を形成する際には、時間ｎＴの期間を上記数式（３）のように分割し、記録パワーＰｗを持つ記録パルス、バイアスパワーＰｂを持つオフパルスを交互に照射し、一部消去パワーＰｅを照射した。マーク間（結晶相）を形成する期間は消去パワーＰｅを持つ消去光を照射した。
【０１２８】
詳しくは、各マーク形成時はＰｗとＰｂのパルス列を次のように照射した（Ｔは基準クロック周期）。
【０１２９】
【表８】
３Ｔマーク部：１．５ＴのＰｗ、１．２ＴのＰｂ
４Ｔマーク部：１ＴのＰｗ、１ＴのＰｂ、１ＴのＰｗ、０．６ＴのＰｂ
５Ｔマーク部：１ＴのＰｗ、１．３５ＴのＰｂ、１．５ＴのＰｗ、０．６ＴのＰｂ
６Ｔマーク部：１ＴのＰｗ、１ＴのＰｂ、１ＴのＰｗ、１ＴのＰｂ、１ＴのＰｗ、０．６ＴのＰｂ
７Ｔマーク部：１ＴのＰｗ、１ＴのＰｂ、１ＴのＰｗ、１．３５ＴのＰｂ、１．５ＴのＰｗ、０．６ＴのＰｂ
８Ｔマーク部：１ＴのＰｗ、１ＴのＰｂ、１ＴのＰｗ、１ＴのＰｂ、１ＴのＰｗ、１ＴのＰｂ、１ＴのＰｗ、０．６ＴのＰｂ
９Ｔマーク部：１ＴのＰｗ、１ＴのＰｂ、１ＴのＰｗ、１ＴのＰｂ、１ＴのＰｗ、１．３５ＴのＰｂ、１．５ＴのＰｗ、０．６ＴのＰｂ
１０Ｔマーク部：１ＴのＰｗ、１ＴのＰｂ、１ＴのＰｗ、１ＴのＰｂ、１ＴのＰｗ、１ＴのＰｂ、１ＴのＰｗ、１ＴのＰｂ、１ＴのＰｗ、０．６ＴのＰｂ
１１Ｔマーク部：１ＴのＰｗ、１ＴのＰｂ、１ＴのＰｗ、１ＴのＰｂ、１ＴのＰｗ、１ＴのＰｂ、１ＴのＰｗ、１．３５ＴのＰｂ、１．５ＴのＰｗ、０．６ＴのＰｂ
以上のように１０回オーバーライト記録したＥＦＭランダム信号を、線速度２．４ｍ／ｓで再生し、３Ｔマークジッタを測定したところ１７．４ｎｓであった。すなわち、１７．５ｎｓ以下というＣＤ−ＲＷ規格（オレンジブックパート３）を満たした。実施例１５のディスクは、記録層組成を多少変化させて結晶化速度を変えることや、記録時のパルスストラテジの改善等によりさらなる記録特性の改善が期待できる。ここで、実施例１５のディスクについてのみ記録特性を評価した理由は、実施例１５のディスクが上記記録条件に比較的適した結晶化速度を示したからである。尚、他の実施例のディスクは異なった記録条件に適した組成になっているものと思われる。
【０１３０】
ここで、Ｇｅ、Ｉｎ、Ａｕの含有量を多くすることにより結晶化速度が遅くなった。従って、例えばＩｎ含有量を少なくしＧｅ含有量を多くすることにより、同程度の結晶化速度を有し異なった組成の記録層を得ることも可能である。
ディスクの未記録状態において、再生光を照射し、オシロスコープで再生波形を観察したところ、従来から知られている記録層組成であるＧｅ5Ｓｂ79Ｔｅ16等で見られるような、結晶相（未記録状態）の反射率レベルが一定ではなく幅を持って太い線となって見える現象は、実施例１５のディスクでは見られず、ノイズが小さい良好なディスクが得られていることがわかった。
【０１３１】
【発明の効果】
本発明によれば、相変化速度が速く、高速記録消去が可能で保存安定性の高い光学的情報記録用媒体を得ることができる。特に、記録部（マーク部）および未記録・消去部（マーク間部）の保存安定性、高転送レートオーバーライト記録時ジッタ特性に優れる光学的情報記録用媒体を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の実施例におけるパルス分割方法の概略図
【図１】
0003903811.tif 000006