(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
透明基板上にエネルギービームの照射によってアモルファス相と結晶相の間で光学的検出可能な可逆的変化を生ずる記録層と、酸素濃度が３ｖｏｌ．％以上４０ｖｏｌ．％以下であるスパッタガスを用いて成膜された反射層と、前記記録層と前記反射層の間に介在させた誘電体層を含む相変化光学的情報記録媒体であって、
前記反射層の主成分がＡｇ元素であり、
前記誘電体層の主成分がＴａの酸化物、Ｔａの窒化物およびＴａの窒酸化物から選ばれる少なくとも一つであり、
前記記録層は、Ｓｂ及びＴｅのうちの少なくとも１種の元素を含み、
前記反射層と前記誘電体層との間に、第２の界面層が介在しており、
前記第２の界面層が、炭素（Ｃ）、元素α（αはＳｎ、Ｉｎ、Ｚｒ、Ｓｉ、Ｃｒ、Ａｌ、Ｖ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｗ、Ｔｉ、Ｍｇ、Ｇｅのうち少なくとも１元素）の窒化物、前記元素αの酸化物、前記元素αの炭化物および前記元素αの窒酸化物から選ばれる少なくとも一つを含む光学的情報記録媒体。
【請求項２】
前記基板上に反射層、誘電体層および記録層がこの順番に成膜されている請求項１に記載の光学的情報記録媒体。
【請求項３】
前記記録層と前記誘電体層の間に、さらに第１の界面層を介在させる請求項１に記載の光学的情報記録媒体。
【請求項４】
前記第１の界面層が、炭素（Ｃ）、元素α（αはＳｎ、Ｉｎ、Ｚｒ、Ｓｉ、Ｃｒ、Ａｌ、Ｖ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｗ、Ｔｉ、Ｍｇ、Ｇｅのうち少なくとも１元素）の窒化物、前記元素αの酸化物、前記元素αの炭化物および前記元素αの窒酸化物から選ばれる少なくとも一つを含む請求項３に記載の光学的情報記録媒体。
【請求項５】
前記第１の界面層の膜厚が１ｎｍ以上１０ｎｍ以下の範囲である請求項３に記載の光学的情報記録媒体。
【請求項６】
前記第２の界面層の膜厚が１ｎｍ以上１０ｎｍ以下の範囲である請求項１に記載の光学的情報記録媒体。
【請求項７】
前記誘電体層は、さらにＳｉＯ2,Ａｌ2Ｏ3,ＧｅＮ,Ｓｉ3Ｎ4,Ａｌ3Ｎ4,ＧｅＯＮ,ＳｉＯＮおよびＡｌＯＮから選ばれる少なくとも一つを含む請求項１に記載の光学的情報記録媒体。
【請求項８】
前記基板と対向する外表面に、さらに保護膜を備えた請求項１に記載の光学的情報記録媒体。
【請求項９】
前記誘電体層には、Ｓ元素を含んでいない請求項１に記載の光学的情報記録媒体。
【請求項１０】
請求項１〜９のいずれかの項に記載の光学的情報記録媒体の製造方法であって、
前記透明基板上にエネルギービームの照射によってアモルファス相と結晶相の間で光学的検出可能な可逆的変化を生ずる前記記録層を成膜する記録層成膜工程と、
前記反射層を成膜する反射層成膜工程と、
前記記録層と前記反射層の間に位置する前記誘電体層を成膜する誘電体層成膜工程と、
前記誘電体層と前記反射層との間に前記第２の界面層を成膜する工程とを有し、
前記反射層成膜工程において、酸素を含むスパッタガスを用いて前記反射層を成膜する光学的情報記録媒体の製造方法。
【請求項１１】
前記基板上に反射層、誘電体層および記録層をこの順番に成膜する請求項１０に記載の光学的情報記録媒体の製造方法。
【請求項１２】
前記記録層と誘電体層の間に、さらに第１の界面層を成膜する請求項１０に記載の光学的情報記録媒体の製造方法。
【請求項１３】
前記第１の界面層が、炭素（Ｃ）、元素α（αはＳｎ、Ｉｎ、Ｚｒ、Ｓｉ、Ｃｒ、Ａｌ、Ｖ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｗ、Ｔｉ、Ｍｇ、Ｇｅのうち少なくとも１元素）の窒化物、前記元素αの酸化物、前記元素αの炭化物および前記元素αの窒酸化物から選ばれる少なくとも一つを含む請求項１２に記載の光学的情報記録媒体の製造方法。
【請求項１４】
前記第１の界面層の膜厚が１ｎｍ以上１０ｎｍ以下の範囲である請求項１２に記載の光学的情報記録媒体の製造方法。
【請求項１５】
前記第２の界面層の膜厚が１ｎｍ以上１０ｎｍ以下の範囲である請求項１０に記載の光学的情報記録媒体の製造方法。
【請求項１６】
前記誘電体層は、さらにＳｉＯ2、Ａｌ2Ｏ3、ＧｅＮ、Ｓｉ3Ｎ4、Ａｌ3Ｎ4、ＧｅＯＮ、ＳｉＯＮおよびＡｌＯＮから選ばれる少なくとも一つを含む請求項１０に記載の光学的情報記録媒体の製造方法。
【請求項１７】
前記基板と対向する外表面に、さらに樹脂製保護膜を形成する請求項１０に記載の光学的情報記録媒体の製造方法。
【請求項１８】
透明基板上にエネルギービームの照射によってアモルファス相と結晶相の間で光学的検出可能な可逆的変化を生ずる記録層と、酸素濃度が３ｖｏｌ．％以上４０ｖｏｌ．％以下であるスパッタガスを用いて成膜された反射層と、前記記録層と前記反射層の間に介在させた誘電体層を含む相変化光学的情報記録媒体の記録再生方法であって、
前記反射層の主成分がＡｇ元素であり、
前記誘電体層の主成分がＴａの酸化物、Ｔａ窒化物およびＴａの窒酸化物から選ばれる少なくとも一つであり、
前記誘電体層と前記反射層の間に、第２の界面層が介在しており
前記第２の界面層が、炭素（Ｃ）、元素α（αはＳｎ、Ｉｎ、Ｚｒ、Ｓｉ、Ｃｒ、Ａｌ、Ｖ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｗ、Ｔｉ、Ｍｇ、Ｇｅのうち少なくとも１元素）の窒化物、前記元素αの酸化物、前記元素αの炭化物および前記元素αの窒酸化物から選ばれる少なくとも一つを含む光学的情報記録媒体に対して、波長３００〜５００ｎｍのレーザー光線を用いて情報を記録および再生することを特徴とする光学的情報記録媒体の記録再生方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、レーザー光線等の光学的手段を用いて情報を高速かつ高密度に記録、再生する光学的情報記録媒体とその製造方法およびその記録再生方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
レーザー光線を利用して高密度な情報の再生または記録を行う技術は公知であり、おもに光ディスクとして実用化されている。
【０００３】
光ディスクは再生専用型、追記型、書き換え型に大別することができる。再生専用型はコンパクトディスクやレーザーディスクとして、また追記型や書き換え型は文書ファイル、データファイル等として実用化されている。書き換え型光ディスクの中にはおもに、光磁気と相変化型がある。相変化光ディスクは記録層がレーザー光線の照射によってアモルファスと結晶間（または結晶とさらに異なる構造の結晶間）で可逆的に状態変化を起こすことを利用する。これは、レーザー光照射により薄膜の屈折率または消衰係数のうち少なくともいずれか一つが変化して記録を行い、この部分で透過光または反射光の振幅が変化し、その結果検出系に至る透過光量または反射光量が変化することを検出して信号を再生する。
【０００４】
相変化光ディスクには基板上に誘電体層、記録層、反射層、保護層を有した構成のものが一般的である。そのディスク構成の一例としては、基板上に第一の誘電体層、記録層、第二の誘電体層、そして反射層、保護層を順に積層したものがある。さらに反射層の上に誘電体層を積層したものもある。また、前記各層の積層順を逆にして、反射層、誘電体層、記録層、誘電体層の順に積層したものもある。
【０００５】
ここで、誘電体層の役割について説明する。この層は、記録層を外部からの機械的なダメージから保護する役割、多重反射による干渉効果を利用して光学的変化を強調する役割、外気からの影響を遮断し化学的な変化を防止する役割、信号の繰り返し記録の場合に起きる基板表面の荒れや記録層の熱的ダメージを低減する役割等を有している。
【０００６】
また、特開平０９(1997)−８３４２９８号公報や、特開平１０(1998)−２７５３６０号公報に示されている上記誘電体層と記録層の間にＧｅＯＮやＧｅＮ界面層を設け、サイクル特性を向上させた構成の光ディスクもある。
【０００７】
基板の材質は、ガラス、石英、ポリカーボネート、または、ポリメチルメタクリレートを使用できる。また基板は平滑な平板でも表面にトラッキングガイド用の溝状の凸凹があってもよい。この凸凹の内、情報の記録再生を行うレーザ光の入射側から見た場合、遠くにある部分すなわち、ディスク基板上の凸部がランド、近くにある部分すなわちディスク基板上の凹部がグルーブと呼ばれる。
【０００８】
保護層としては樹脂を溶剤に溶かして塗布・乾燥したものや樹脂板を接着剤で接着したもの等が使える。
【０００９】
記録層、誘電体層、反射層は真空蒸着、またはスパッタリングなどの方法で、透明基板の上に形成する。
【００１０】
より高密度な記録再生を行うためレーザ光を光ディスクに照射する光学系の対物レンズの開口数を大きくすることにより、レーザ光スポットを小さくすることが提案されている（例えば、特開平１０(1998)−１５４３５１）。この場合、記録再生特性におけるディスクのチルトトレランスを確保する目的で、レーザ入射光側の保護層厚を薄くする。例えば、現在商品化されているＤＶＤ−ＲＡＭの保護層厚０．６ｍｍに比べて非常に薄い０．１ｍｍ厚のポリカーボネートシートを保護層として用いる。
【００１１】
このような保護層の薄膜化においては、従来のようなディスク基板上に、第１の誘電体層、記録層、第２の誘電体層、反射層を順次積層した積層順では、０．１ｍｍシート上に膜を形成せねばならず、これは量産を考えた場合、０．１ｍｍシートのハンドリングが困難で実用的ではない。そこで各層の積層順を逆にし、すなわち０．１ｍｍシートではない基板（例えば１．１ｍｍ厚のポリカーボネート基板）上に反射層、第２の誘電体層、記録層、第１の誘電体層を設ける製造方法が考えられる。しかし、このような場合には、例えばＡｇを主成分とした反射層の表面は、幅約５０ｎｍ、高さ約１０ｎｍもの凹凸になっており、最初に反射層を積層する場合には反射層の凹凸の上に誘電体層や記録層を積層することになり、記録層表面も大きな凹凸になり、膜厚が一定に形成されていないことがわかった。これは、記録再生時にノイズとなり信号品質を劣化させる原因となる。また、この反射層の凹凸は基板上に誘電体層、記録層、誘電体層、反射層の順に積層した従来の場合にもＡｇ反射層が薄い場合には、記録再生特性を悪化させる問題がある。
【００１２】
この問題を解決するためには、Ａｇ反射層成膜時に従来はアルゴンガスによりスパッタリングをおこなってきたが、そのアルゴンガスに酸素または窒素を添加することによりＡｇ反射層の表面性が飛躍的に改善される。Ａｇ反射層成膜時に酸素等を添加することは反射層の表面性改善に対して必須であると考えている。しかし、添加ガス量を増やしすぎると、窒素添加の場合はアジ化銀という爆発性の化合物ができてしまう危険性がある。また、酸素添加の場合には、酸素を入れることでＡｇ元素が活性化され、ＡｇがＳと反応して生じるＡｇの腐食と同じ現象が生じるという新たな問題が生ずる。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、前記従来の問題を解決するため、耐食性に優れ、信号振幅が改善した信頼性の高い光学的情報記録媒体とその製造方法およびその記録再生方法を提供することを目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するため、本発明の光学的情報記録媒体は、透明基板上にエネルギービームの照射によってアモルファス相と結晶相の間で光学的検出可能な可逆的変化を生ずる記録層と、酸素濃度が３ｖｏｌ．％以上４０ｖｏｌ．％以下であるスパッタガスを用いて成膜された反射層と、前記記録層と前記反射層の間に介在させた誘電体層を含む相変化光学的情報記録媒体であって、
前記反射層の主成分がＡｇ元素であり、
前記誘電体層の主成分がＴａの酸化物、Ｔａの窒化物およびＴａの窒酸化物から選ばれる少なくとも一つであり、
前記記録層は、Ｓｂ及びＴｅのうちの少なくとも１種の元素を含み、
前記反射層と前記誘電体層との間に、第２の界面層が介在しており、
前記第２の界面層が、炭素（Ｃ）、元素α（αはＳｎ、Ｉｎ、Ｚｒ、Ｓｉ、Ｃｒ、Ａｌ、Ｖ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｗ、Ｔｉ、Ｍｇ、Ｇｅのうち少なくとも１元素）の窒化物、前記元素αの酸化物、前記元素αの炭化物および前記元素αの窒酸化物から選ばれる少なくとも一つを含むことを特徴とする。
【００１５】
前記において、主成分とは５０モル％以上、さらに好ましくは８０モル％以上である。
【００１６】
次に本発明の光学的情報記録媒体の製造方法は、前記透明基板上にエネルギービームの照射によってアモルファス相と結晶相の間で光学的検出可能な可逆的変化を生ずる前記記録層を成膜する記録層成膜工程と、
前記反射層を成膜する反射層成膜工程と、
前記記録層と前記反射層の間に位置する前記誘電体層を成膜する誘電体層成膜工程と、
前記誘電体層と前記反射層との間に前記第２の界面層を成膜する工程とを有し、
前記反射層成膜工程において、酸素を含むスパッタガスを用いて前記反射層を成膜することを特徴とする。
【００１７】
次に本発明の光学的情報記録媒体の記録再生方法は、透明基板上にエネルギービームの照射によってアモルファス相と結晶相の間で光学的検出可能な可逆的変化を生ずる記録層と、酸素濃度が３ｖｏｌ．％以上４０ｖｏｌ．％以下であるスパッタガスを用いて成膜された反射層と、前記記録層と前記反射層の間に介在させた誘電体層を含む相変化光学的情報記録媒体の記録再生方法であって、
前記反射層の主成分がＡｇ元素であり、
前記誘電体層の主成分がＴａの酸化物、Ｔａ窒化物およびＴａの窒酸化物から選ばれる少なくとも一つであり、
前記誘電体層と前記反射層の間に、第２の界面層が介在しており
前記第２の界面層が、炭素（Ｃ）、元素α（αはＳｎ、Ｉｎ、Ｚｒ、Ｓｉ、Ｃｒ、Ａｌ、Ｖ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｗ、Ｔｉ、Ｍｇ、Ｇｅのうち少なくとも１元素）の窒化物、前記元素αの酸化物、前記元素αの炭化物および前記元素αの窒酸化物から選ばれる少なくとも一つを含む光学的情報記録媒体に対して、波長３００〜５００ｎｍのレーザー光線を用いて情報を記録および再生することを特徴とする。
【００１８】
【発明の実施の形態】
本発明は下記の構成を採用するところにそのポイントがある。
（１）透明基板上に、エネルギービームの照射によって、アモルファス相と結晶相の間で光学的検出可能な可逆的変化を生ずる記録層と、反射層と、前記記録層と前記反射層の間に位置する誘電体層を少なくとも設けた相変化光ディスクであって、前記誘電体層がＴａの酸化物または窒酸化物を主成分とする。
（２）記録層と誘電体層間または、反射層と誘電体層の間に炭素（Ｃ）、または元素α（αはＳｎ、Ｉｎ、Ｚｒ、Ｓｉ、Ｃｒ、Ａｌ、Ｖ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｗ、Ｔｉ、Ｍｇ、Ｇｅのうち少なくとも１元素）の窒化物、酸化物、炭化物または窒酸化物を含む層を設ける。
【００１９】
Ａｇ反射層腐食とディスクの冷却能向上の２つの課題に対して、Ｔａの酸化物、窒化物、または窒酸化物を主成分とする第２の誘電体層を導入することが有効であることがわかった。Ａｇ反射層腐食に関してはＴａの窒化物、酸化物、または窒酸化物はＳ元素を含んでいないため、腐食の第１段階であるＡｇのイオン化が起こらず、高温高湿試験後においても腐食は見られない。また、ディスクの冷却能向上に関しては、Ｔａの酸化物、窒化物、または窒酸化物はＺｎＳ−ＳｉＯ2とほぼ同じ光学定数を有し、かつ熱伝導度がＺｎＳ−ＳｉＯ2より良好（冷却能が大）であるという膜特性のため、第２の誘電体層にＺｎＳ−ＳｉＯ2を用いた場合とディスク反射率は同じであるが信号振幅が改善した結果が得られる。
【００２０】
また、高温高湿試験後にＴａの酸化物、窒化物や窒酸化物膜と記録層間で剥離が生じるという課題に対しては、記録層と誘電体層間にＣまたは、元素α（αはＳｎ、Ｉｎ、Ｚｒ、Ｓｉ、Ｃｒ、Ａｌ、Ｖ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｗ、Ｔｉ、Ｍｇ、Ｇｅのうち少なくとも１元素）の窒化物、または酸化物、または炭化物、または窒酸化物を含む界面層を設けることにより、Ｔａの酸化物や窒酸化物膜の成膜条件に関わらず、剥離が生じないディスクが得られる。
【００２１】
また、Ａｇ反射層の表面性を改善するために酸素や窒素を添加することに対して生じたＡｇの腐食に対しては、記録層と誘電体層の間または、反射層と誘電体層の間に界面層を設けることにより酸素により活性化されたＡｇの拡散を妨げ、腐食が生じないディスクが得られた。
【００２２】
以上のようにＡｇ反射層の腐食を改善する上で、Ｔａの酸化物、窒化物、または窒酸化物を誘電体層としてもちい、かつＣまたは、元素α（αはＳｎ、Ｉｎ、Ｚｒ、Ｓｉ、Ｃｒ、Ａｌ、Ｖ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｗ、Ｔｉ、Ｍｇ、Ｇｅのうち少なくとも１元素）の窒化物、または酸化物、または炭化物、または窒酸化物を含む界面層を設けるこれら２つの層を形成する。
【００２３】
本発明においては、前記基板上に反射層、誘電体層および記録層がこの順番に成膜されているのが好ましい。この好ましい例によれば、青色発光レーザを用いた場合、記録層側から照射できるからである。
【００２４】
また、前記記録層と誘電体層の間に、さらに第１の界面層を介在させることが好ましい。この好ましい例によれば、記録層と誘電体層との間の元素の拡散を防ぐことができる。また、前記誘電体層と反射層の間に、第２の界面層を介在させる。反射層のＡｇの拡散を防ぐことができる。
【００２５】
前記第１の界面層の膜厚は１ｎｍ以上１０ｎｍ以下が好ましく、さらに好ましくは１ｎｍ以上５ｎｍ以下の範囲である。
【００２６】
前記第２の界面層の膜厚は１ｎｍ以上１０ｎｍ以下が好ましく、さらに好ましくは１ｎｍ以上５ｎｍ以下の範囲である。
【００２７】
前記記録層は、Ｓｂ及びＴｅ元素を含んでいることが好ましい。
【００２８】
前記誘電体層は、さらにＳｉＯ2、Ａｌ2Ｏ3、ＧｅＮ、Ｓｉ3Ｎ4、Ａｌ3Ｎ4、ＧｅＯＮ、ＳｉＯＮおよびＡｌＯＮから選ばれる少なくとも一つを含んでいてもよい。
【００２９】
また、前記基板と対向する外表面に、さらに保護膜を備えたことが好ましい。保護膜は例えば光硬化樹脂により形成できる。
【００３０】
【実施例】
以下、具体的実施例により本発明をさらに詳細に説明する。
【００３１】
（参考例１）
図１を用いて本参考例で用いたディスクの構造について説明する。誘電体層、記録層、反射層は通常のスパッタリングの薄膜形成方法で、透明樹脂ディスク基板１１上に形成した。ディスク基板１１上に、第１の誘電体層１２、記録層１４、第２の誘電体層１６、反射層１７を順次設ける。さらにその上に密着した保護層１８を設けた。
【００３２】
本参考例では、基板１１として、ポリカーボネート基板を用いた。また、ディスク基板は表面にトラッキング用の溝状の凸凹があるものを用いた。
【００３３】
保護層１８としては、基板１１上に成膜した積層した膜上に紫外線（ＵＶ）硬化樹脂（接着剤）を用いてポリカーボネート基板を接着した。
【００３４】
第２の誘電体層としてＴａの酸化物、窒酸化物をもちいた場合について、高温高湿試験後のＡｇ腐食観察結果について述べる。
【００３５】
本参考例で用いたディスク構成は、０．３４ミクロン毎にグルーブとランドが交互に形成された直径１２０ｍｍ、厚さ０．６ｍｍのポリカーボネート製信号記録用トラックを持つ基板を用いた。
【００３６】
ディスク基板上に第１の誘電体層としてＺｎＳ−ＳｉＯ2混合膜を厚さ１００ｎｍスパッタリングにより形成した。
【００３７】
記録層組成は、Ｇｅ：Ｓｂ：Ｔｅ＝２１．５：２４．７：５３．８の原子％比とし、１２ｎｍスパッタリングにより形成した。
【００３８】
第２の誘電体層としてレファレンスとして、ＺｎＳ−ＳｉＯ2膜を厚さ５０ｎｍ形成した。また、第２の誘電体層として本発明のようにＴａの酸化物、窒酸化物を用いた場合の成膜条件は以下のとおりである。Ｔａ2Ｏ5組成のスパッタリングターゲットを用い、成膜ガスとしてＡｒとＯ2の混合ガス（Ｏ2濃度：１０％）を用いてＴａの酸化物を５０ｎｍ成膜した。また、成膜ガスとしてＡｒとＮ2の混合ガス（Ｎ2濃度：１０％）を用いてＴａの窒酸化物を５０ｎｍ成膜した。
【００３９】
反射層はスパッタリングによりＡｇ膜を厚み１００ｎｍに成膜を行った。その上にポリカーボネートの保護層を設けた。
【００４０】
これらのディスクを９０℃、相対湿度８０％、１００Ｈｒの条件で耐候性試験を行い、腐食を光学顕微鏡で観察した。その結果を表１に示す。
【００４１】
【表１】
0003908571.tif 000002
【００４２】
表１より、第２の誘電体層としてＺｎＳ−ＳｉＯ2を用いた場合には、腐食が観察された。一方、本発明のように第２の誘電体層としてＴａの酸化物、窒酸化物を用いた場合には腐食がなかった。以上のように、第２の誘電体層としてＴａの酸化物、窒酸化物を設けることで、Ａｇの腐食のないディスクが得られた。
【００４３】
なお、記録層として、ＧｅＳｂＴｅ系の組成のものについて述べたが、Ｓｂ、Ｔｅ元素を少なくとも１種類含む他の組成の記録層を用いた場合にも、同様の結果が得られた。
【００４４】
なお上記では基板１１上に第１の誘電体層１２、記録層１４、第２の誘電体層１６、反射層１７の順に積層した場合について説明したが、図２に示すように、基板１１上に反射層１７、第２の界面層１９、第２の誘電体層１６、第１の界面層１５、記録層１４、第１の誘電体層１２、保護層１８の順に積層した場合にも、同様の結果が得られた。第１の界面層１５および第２の界面層１９は、アルゴンガス（80vol.%）と窒素ガス（20vol.%）の混合ガス中でスパッタリング法により厚み５ｎｍのＧｅＮ膜として形成した。
【００４５】
なお、界面層として、Ｃまたは、元素α（αはＳｎ、Ｉｎ、Ｚｒ、Ｓｉ、Ｃｒ、Ａｌ、Ｖ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｗ、Ｔｉ、Ｍｇ、Ｇｅのうち少なくとも１元素）の窒化物、または酸化物、または炭化物、または窒酸化物層とした場合、第１の誘電体層と記録層間に界面層、または記録層と第２の誘電体層間に界面層を設けた場合、または上記の両方に界面層を備えたディスク構成の場合にも同様の結果が得られた。
【００４６】
なお、本参考例では誘電体層にＴａの酸化物またはＴａの窒酸化物の場合について述べたが、Ｔａの酸化物またはＴａの窒酸化物にＳｉＯ2、Ａｌ2Ｏ3、ＧｅＮ、Ｓｉ3Ｎ4、Ａｌ3Ｎ4、ＧｅＯＮ、ＳｉＯＮ、ＡｌＯＮのうち少なくとも１種類を含んだ構成の場合にも同様の結果が得られた。
【００４７】
（参考例２）
参考例１のディスクにおいて、Ｔａの酸化物、窒酸化物を用いた場合の信号振幅評価結果について述べる。
【００４８】
本参考例で用いたディスク構成は、参考例１の図２と同じ構成のものを用いた。
【００４９】
これらのディスクについて記録再生特性評価を行った。この記録再生特性評価方法について述べる。この光ディスクに信号を記録、再生するのに用いたレーザの波長は４００ｎｍ、開口数０．６５のものを用いた。また、信号方式は（８−１６）変調方式、線速８．６ｍ／ｓで最短マーク長（３Ｔマーク）０．２６ミクロンのマークを適正なレーザ光パワーでグルーブ部に記録し、この信号振幅を測定した。表２に信号振幅結果を示す。
【００５０】
【表２】
0003908571.tif 000003
【００５１】
表２より、レファレンスである第２の誘電体層にＺｎＳ−ＳｉＯ2を用いた場合より、本発明のようにＴａの酸化物または、Ｔａの窒酸化物を用いた場合の方が、信号振幅が改善しているのがわかる。以上のように第２の誘電体層にＴａの酸化物またはＴａの窒酸化物を用いることで冷却能が向上し、記録マークが大きく形成でき信号振幅が改善する。
【００５２】
参考例１および参考例２より、第２の誘電体層としてＴａの酸化物または窒酸化物を用いた場合には、Ａｇ腐食もなく信号振幅の改善したディスクが得られた。
【００５３】
なお、記録層として、ＧｅＳｂＴｅ系の組成のものについて述べたが、Ｓｂ、Ｔｅ元素を少なくとも１種類含む他の組成の記録層を用いた場合にも、同様の結果が得られた。
【００５４】
なお本参考例では図３に示すように、基板１１上に第１の誘電体層１２、記録層１４、第２の誘電体層１６、反射層１７、保護層１８の順に積層した場合について述べたが、基板１１上に反射層、第２の誘電体層、記録層、第１の誘電体層の順に積層した場合にも、同様の結果が得られた。
【００５５】
なお、界面層として、Ｃまたは、元素α（αはＳｎ、Ｉｎ、Ｚｒ、Ｓｉ、Ｃｒ、Ａｌ、Ｖ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｗ、Ｔｉ、Ｍｇ、Ｇｅのうち少なくとも１元素）の窒化物、または酸化物、または炭化物、または窒酸化物層とした場合、第１の誘電体層と記録層間に界面層、または記録層と第２の誘電体層間に界面層を設けた場合、または上記の両方に界面層を備えたディスク構成の場合にも同様の結果が得られた。
【００５６】
なお、本参考例では誘電体層にＴａの酸化物またはＴａの窒酸化物の場合について述べたが、Ｔａの酸化物またはＴａの窒酸化物にＳｉＯ2、Ａｌ2Ｏ3、ＧｅＮ、Ｓｉ3Ｎ4、Ａｌ3Ｎ4、ＧｅＯＮ、ＳｉＯＮ、ＡｌＯＮのうち少なくとも１種類を含んだ構成の場合にも同様の結果が得られた。
【００５７】
（参考例３）
記録層と第２の誘電体層（Ｔａの酸化物、窒酸化物）の間に、元素α（αはＳｎ、Ｉｎ、Ｚｒ、Ｓｉ、Ｃｒ、Ａｌ、Ｖ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｗ、Ｔｉ、Ｍｇ、Ｇｅのうち少なくとも１元素）の窒化物、または酸化物、または炭化物、または窒酸化物層を設けた場合の、Ｔａの酸化物または窒酸化物の成膜条件と膜剥離について述べる。
【００５８】
本参考例で用いたディスク構成は、参考例１と同じものを用いた。
【００５９】
また、第２の誘電体層として本発明のようにＴａの酸化物または窒酸化物を用いた場合の成膜条件は以下のとおりである。Ｔａ2Ｏ5組成のスパッタリングターゲットを用い、成膜ガスとしてＡｒとＯ2の混合ガス（Ｏ2濃度：０〜５０％）を用いてＴａの酸化物を５０ｎｍ成膜した。さらに、成膜ガスとしてＡｒとＮ2の混合ガス（Ｎ2濃度：０〜５０％）を用いてＴａの窒酸化物を５０ｎｍ成膜した。
【００６０】
また図２に示すように、記録層１４と第２の誘電体層１６間に剥離防止用に界面層としてＧｅＮ膜を設けた場合についても検討した。ＧｅＮ膜は、Ｇｅをアルゴンガス（80vol.%）と窒素ガス（20vol.%）の混合ガス中でスパッタリングして厚み５ｎｍで形成した。
【００６１】
これらのディスクを温度９０℃、相対湿度８０％、時間１００Ｈｒの条件で耐候性試験を行い、記録層とＴａの酸化物、窒酸化物層間の剥離を光学顕微鏡で観察した。その結果を表３に示す。
【００６２】
【表３】
0003908571.tif 000004
【００６３】
表３より、記録層と第２の誘電体層間にＧｅＮ膜がない場合には、Ｔａの成膜条件がＯ2：１０〜２０％、またはＮ2：１０〜２０％の場合には剥離は観察されなかったが、その他の場合には剥離が生じた。一方、本発明のように、ＧｅＮ膜を設けた場合には、Ｔａの成膜条件がＯ2：１０〜５０％、Ｎ2：１０〜５０％の範囲で剥離が生じておらず、ＧｅＮ膜がない場合より剥離のない成膜条件範囲が大幅に拡大した。
【００６４】
なお、記録層として、ＧｅＳｂＴｅ系の組成のものについて述べたが、Ｓｂ、Ｔｅ元素を少なくとも１種類含む他の組成の記録層を用いた場合にも、同様の結果が得られた。
【００６５】
なお、本参考例では、基板１１上に第１の誘電体層、記録層、第２の誘電体層、反射層の順に積層した場合について述べたが、基板１１上に反射層、第２の誘電体層、記録層、第１の誘電体層の順に積層した場合にも、同様の結果が得られた。
【００６６】
なお、界面層として、Ｃまたは、元素α（αはＳｎ、Ｉｎ、Ｚｒ、Ｓｉ、Ｃｒ、Ａｌ、Ｖ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｗ、Ｔｉ、Ｍｇ、Ｇｅのうち少なくとも１元素）の窒化物、または酸化物、または炭化物、または窒酸化物層とした場合、第１の誘電体層と記録層間に界面層、または記録層と第２の誘電体層間に界面層を設けた場合、または上記の両方に界面層を備えたディスク構成の場合にも同様の結果が得られた。
【００６７】
なお、本参考例では誘電体層にＴａの酸化物またはＴａの窒酸化物の場合について述べたが、Ｔａの酸化物またはＴａの窒酸化物にＳｉＯ2、Ａｌ2Ｏ3、ＧｅＮ、Ｓｉ3Ｎ4、Ａｌ3Ｎ4、ＧｅＯＮ、ＳｉＯＮ、ＡｌＯＮのうち少なくとも１種類を含んだ構成の場合にも同様の結果が得られた。
【００６８】
（実施例１）
反射層成膜時に酸素ガスを添加し反射層の表面性を改善したディスクの高温高湿試験後のＡｇ腐食観察結果について述べる。
【００６９】
本実施例で用いたディスク構成は、０．３４ミクロン毎にグルーブとランドが交互に形成された直径φ１２０ｍｍのポリカーボネート製信号記録用トラックを持つ基板を用いた。
【００７０】
ディスクの成膜は参考例１と同様であるが、図４に示すように、各層の積層順のみ反射層、誘電体層、記録層、誘電体層の順に行った。すなわち厚み１．１ｍｍ基板１１上にＡｇ反射層１７を１００ｎｍ形成し、第２の誘電体層１６としてＴａ2Ｏ5を５０ｎｍ、記録層１４を１２ｎｍ、第１の誘電体層１２としてＺｎＳ−ＳｉＯ2混合膜を厚さ１００ｎｍスパッタリングにより形成した。その表面に保護層１８を形成した。保護層１８は、厚さ８０μｍのポリカーボネートシートをＵＶ硬化樹脂接着剤（厚み２０μｍ）を用いて、トータル厚み１００μｍに形成した。
【００７１】
反射層成膜時の添加ガス量を酸素を０〜４０vol.％まで変化させた。
【００７２】
また、参考例３と同様にＧｅＮ界面層１５の膜厚を変化させて設けた場合を検討した。
【００７３】
これらのディスクを温度９０℃、相対湿度８０％、時間１００Ｈｒの条件で耐候性試験を行い、腐食を光学顕微鏡で観察した。まず、ＧｅＮ界面層厚を５ｎｍと一定として記録層とＴａ2Ｏ5誘電体層間に設けた場合におけるＡｇ成膜時の腐食の酸素濃度依存性を表４に示す。
【００７４】
【表４】
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【００７５】
表４より、ＧｅＮ界面層がない場合にはＴａ2Ｏ5誘電体層を用いた場合においても、Ａｇ成膜時の酸素濃度が３vol.％以上ではＡｇ反射層腐食が生じる。しかし、本発明のようにＧｅＮ界面層を介在させた場合には、この界面層によりＡｇの拡散が抑制され腐食が生じない信頼性の高いディスクが得られた。また、Ａｇ成膜時の酸素濃度が３vol.％未満ではＡｇ反射層の表面性は改善されておらず、記録再生時のノイズ評価結果より、酸素濃度は３vol.％以上必要であることを確認した。
【００７６】
次に、腐食のＧｅＮ界面層厚依存性を表５に示す。この条件はＡｇ反射層成膜時の酸素添加量は２０vol.％と一定とした。
【００７７】
【表５】
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【００７８】
表５より、ＧｅＮ界面層厚が１ｎｍ以上あれば、Ａｇ反射層腐食が防げることがわかる。
【００７９】
なお、ＧｅＮ界面層を反射層とＴａ2Ｏ5誘電体層間に設けた場合についても同様の検討をおこなった。その結果は上記２つの結果と同様であり、腐食が改善した結果となった。
【００８０】
また、記録層として、ＧｅＳｂＴｅ系の組成のものについて述べたが、Ｓｂ、Ｔｅ元素を少なくとも１種類含む他の組成の記録層を用いた場合にも、上記２つと同様の結果が得られた。
【００８１】
また、本実施例では基板１１に反射層、第２の誘電体層、記録層、第１の誘電体層の順に積層した場合について述べたが、基板１１に第１の誘電体層、記録層、第２の誘電体層、反射層の順に積層した場合、反射層厚が３０ｎｍ以下の薄い場合にも、上記２つと同様の結果が得られた。
【００８２】
なお、界面層として、Ｃまたは、元素α（αはＳｎ、Ｉｎ、Ｚｒ、Ｓｉ、Ｃｒ、Ａｌ、Ｖ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｗ、Ｔｉ、Ｍｇ、Ｇｅのうち少なくとも１元素）の窒化物、または酸化物、または炭化物、または窒酸化物層とした場合、第１の誘電体層と記録層間に界面層、または記録層と第２の誘電体層間に界面層を設けた場合、または上記の両方に界面層を備えたディスク構成の場合にも上記２つと同様の結果が得られた。
【００８３】
本実施例では誘電体層にＴａの酸化物またはＴａの窒酸化物の場合について述べたが、Ｔａの酸化物、窒化物またはＴａの窒酸化物にＳｉＯ2、Ａｌ2Ｏ3、ＧｅＮ、Ｓｉ3Ｎ4、Ａｌ3Ｎ4、ＧｅＯＮ、ＳｉＯＮ、ＡｌＯＮのうち少なくとも１種類を含んだ構成の場合にも同様の結果が得られた。
【００８４】
（参考例４）
図５に示す構成のディスクを作製した。この構成は、青色レーザ光の波長領域（３００〜５００ｎｍ）での記録再生用に開発したものである。すなわち、ディスク基板１１上に、第１の誘電体層１２、記録層１４、第２の誘電体層１６、反射層１７を順次積層し、さらにその上に密着した保護層を設けた構成である。この場合、第１、第２の誘電体層としては、ＺｎＳ：８０ｍｏｌ％−ＳｉＯ2：２０ｍｏｌ％を、記録層としてはＧｅＳｂＴｅ系組成のものを、反射層としては、Ａｇ系材料をそれぞれ用いた。
【００８５】
図５に示すディスク構成に至るまでに、種々の反射層材料を検討した。反射層材料決定にあたっては、２つのポイントから選定した。１つめは、ディスク構成での記録層のアモルファス状態と結晶状態の反射率差を大きくし信号振幅を大きくできる反射層の光学定数を有しているかどうかである。青色レーザ光での波長において反射層材料とディスク構成での記録層のアモルファス状態と結晶状態の反射率差を表６に示す。各層の膜厚を変化させれば、表６の反射率差の値は変わる。表６は、各層膜厚をそれぞれの反射層材料毎に記録感度やディスクの量産を考えた場合の現実的な膜厚、例えば膜厚が厚すぎる場合は材料費や製膜サイクルの面で問題が生ずるため、実用化の範囲内で最適化した場合の結果である。
【００８６】
【表６】
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【００８７】
表６より反射層材料としてＡｇ、Ａｌ、Ｎｉをもちいた場合には、アモルファス状態と結晶状態の反射率差が大きく、すなわち、信号品質の良好なディスク特性が得られる。  さらに、記録層の放熱速度を速くすることでより大きな記録マークを形成でき、それにより信号品質が向上する。表７に各反射層材料の熱伝導率を示す。
【００８８】
【表７】
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【００８９】
表７より、ＡｇはＡｌやＮｉの約２倍以上の熱伝導率があることがわかる。
【００９０】
これら２つのポイントから判断して反射層材料としてＡｇ系材料が最も適していた。また、これらの反射層材料を用いてディスク化し、信号品質を比較しても、Ａｇ反射層をもちいた場合の信号品質が最も良好であった。
【００９１】
また、第１、第２の誘電体層の材料としてＺｎＳ：８０ｍｏｌ％−ＳｉＯ2：２０ｍｏｌ％を用いた理由は、前述の誘電体層としての役割のすべてを満足するという点である。さらに、記録層材料として用いたＧｅＳｂＴｅ系組成を用いた理由は、ディスク構成での記録層のアモルファス状態と結晶状態の反射率差に大きな影響を与える光学定数の変化が、青色レーザ光の波長域においても大きく適していたためである。
【００９２】
種々の評価検討の結果、以下の２点が図５に示すディスクの課題として挙げられた。
【００９３】
課題の１点目は膜腐食である。このディスクを、通常のライフ試験条件である温度９０℃、相対湿度８０％、時間１００ｈｒの環境下に放置し、その後、光学顕微鏡により膜の腐食を観察した。その結果、上記構成のディスクでは、透過光で見た場合、白色の直径０．１ｍｍほどの腐食が多数生じていた。このＡｇ腐食のメカニズムとして以下のことが推測できる。この腐食は第２の誘電体層中に含まれるＳ元素と反射層の主成分であるＡｇ元素が反応しＡｇ元素がイオン化する。一般にＡｇ製品は年月が経つと表面が黒っぽく変色してくるが、これは空気中のＳ元素とＡｇの反応の結果であって、ＳとＡｇが反応しやすいことはよく知られていることである。Ａｇ元素がイオン化することでＡｇの移動度が増加し、ＺｎＳ−ＳｉＯ2誘電体層中に存在するパス（Ａｇイオンが通過できる穴）を通って記録層にまで達する。オージェ電子分光法によりＡｇ元素が記録層中に多量に存在していることを確認した。記録層に達したＡｇイオンはＡｇと親和性の高いＴｅやＳｂと結合する。この反応が連続して起こることにより、ＺｎＳ−ＳｉＯ2層に存在するパス周辺部では反射層中のＡｇ量が減少し光透過性が増す。さらに記録層中に移動したＡｇがＴｅやＳｂと反応することにより光透過性が増し、それを我々は腐食として光学顕微鏡で観察していると考えられる。しかし、先に述べたがこれらのＡｇの腐食の原因物質のどれもが他の特性の点からも優れており、どの１つの元素も除くことができなかった。
【００９４】
課題の２点目は冷却能不足による信号品質低下である。相変化光ディスクではレーザ光の照射によって記録層を局所的に加熱し、比較的強いパワーで照射した部分は溶融後急冷過程でアモルファス化し、また比較的弱いパワーで照射した部分はアニール過程で結晶化するという変化を可逆的に行い書換え記録を行っている。前記第２の誘電体層にＺｎＳ−ＳｉＯ2を用いた４層構成ディスクでは、記録層のアモルファス化の際、冷却速度不足のため一度溶融した部分の外側が再結晶化してしまっていたことがわかった。この再結晶化によりアモルファス領域（記録マーク）が小さくなり、ついては信号振幅が小さくなり信号品質が低下するという課題である。この課題に対しては、ディスク構成を冷却しやすい構成に変更することで解決できる。冷却しやすい構成にするためには、反射層の厚膜化や第２の誘電体層の薄膜化が考えられる。しかし、ディスクの量産を考えた場合、Ａｇ反射層の厚膜化は膜材料費の上昇をもたらすため、コストという問題があるため採用できない。また、第２の誘電体層の薄膜化は記録層の結晶状態とアモルファス状態の反射率に大きな影響を及ぼし、薄膜化により信号品質が低下するという問題が浮上する。これらの課題のため、ディスクの冷却速度改善のためには他のアプローチが必要となる。
【００９５】
そこで、Ａｇ反射層腐食とディスクの冷却速度改善の２つの課題を解決する手段として、第２の誘電体層としてＴａの酸化物、窒化物や窒酸化物を誘電体層として用いることを検討した。しかし、この場合、Ｔａの成膜条件によっては高温高湿試験後にＴａの酸化物や窒酸化物膜と記録層間で剥離が生じるという第３の課題が生じた。剥離を生じないＴａの成膜条件のマージンは小さく、ディスクの量産を考えた場合、歩留まりを落とす可能性がある。
【００９６】
以上の結果、本発明のように反射層の主成分がＡｇ元素であり、誘電体層の主成分がＴａの酸化物、窒化物およびＴａの窒酸化物から選ばれる少なくとも一つとしなければ、耐食性に優れ、信号振幅が改善した信頼性の高い光ディスクを得ることはできなかった。
【００９７】
【発明の効果】
以上説明したとおり、本発明によれば、反射層の主成分がＡｇ元素であり、誘電体層の主成分がＴａの酸化物、Ｔａの窒化物およびＴａの窒酸化物から選ばれる少なくとも一つとすることにより、Ａｇを主成分とする反射層の耐食性に優れ、信号振幅が改善した信頼性の高い光ディスクを提供することができる。
【００９８】
また、第２の誘電体層としてＴａの酸化物、Ｔａの窒化物または窒酸化物を用い、酸素濃度が３ｖｏｌ．％以上４０ｖｏｌ．％以下であるスパッタガスを用いて成膜された反射層と第２の誘電体層の間にＣまたは、元素α（αはＳｎ、Ｉｎ、Ｚｒ、Ｓｉ、Ｃｒ、Ａｌ、Ｖ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｗ、Ｔｉ、Ｍｇ、Ｇｅのうち少なくとも１元素）の窒化物、または酸化物、または炭化物、または窒酸化物層を設けることでＡｇを主成分とする反射層の耐食性に優れ、信号振幅が改善した信頼性の高い光ディスクを提供することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例１における光ディスクの断面図
【図２】本発明の実施例１における別の光ディスクの断面図
【図３】本発明の実施例２における光ディスクの断面図
【図４】本発明の実施例４における光ディスクの断面図
【図５】比較例１における従来の光ディスクの断面図
【符号の説明】
１１  ディスク基板
１２  第１の誘電体層
１４  記録層
１５  第１の界面層
１６第２の誘電体層
１７  反射層
１８  保護層
１９  第１の界面層
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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