(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
レーザ光入射側から第１の保護膜、第１の界面膜、レーザ光の照射によって光学特性が可逆的に変化する記録膜、第２の界面膜、第２の保護膜、および反射膜をこの順に含む情報層が少なくとも一つ設けられており、
前記第１の界面膜が、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｃｒ、Ｍｏ、ＷおよびＳｉから選ばれる少なくとも一つの元素の酸化物を含み、
前記前２の界面膜が、炭素またはＴｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｃｒ、Ｍｏ、ＷおよびＳｉから選ばれる少なくとも一つの元素の炭化物を含むことを特徴とする光学的情報記録媒体。
【請求項２】
レーザ光入射側から順に積層された第１の情報層〜第ｎの情報層（ｎは２以上の自然数）を含む多層構造の光学的情報記録媒体であって、前記第１の情報層〜第ｎの情報層の少なくとも一つが前記情報層である請求項１に記載の光学的情報記録媒体。
【請求項３】
少なくとも前記第ｎの情報層が前記情報層である請求項２に記載の光学的情報記録媒体。
【請求項４】
前記第１の界面膜が、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｖ、Ｎｂ、およびＴａから選ばれる少なくとも一つの元素の酸化物と、Ｃｒ、Ｍｏ、およびＷから選ばれる少なくとも一つの元素の酸化物との混合物を含む請求項１または２のいずれかに記載の光学的情報記録媒体。
【請求項５】
前記混合物が、Ｃｒ、Ｍｏ、およびＷから選ばれる少なくとも一つの元素の酸化物を５ｍｏｌ％以上８０ｍｏｌ％以下含む請求項４に記載の光学的情報記録媒体。
【請求項６】
前記混合物がＳｉの酸化物をさらに含む請求項４に記載の光学的情報記録媒体。
【請求項７】
前記混合物がＳｉの酸化物を５ｍｏｌ％以上６０ｍｏｌ％以下含む請求項６に記載の光学的情報記録媒体。
【請求項８】
前記第２の界面膜の膜厚が０．３ｎｍ以上３ｎｍ未満であることを特徴とする請求項１記載の光学的情報記録媒体。
【請求項９】
レーザ光入射側から順に積層された第１の情報層〜第ｎの情報層（ｎは２以上の自然数）を含む多層構造の光学的情報記録媒体であって、前記第１の情報層〜第ｎの情報層の少なくとも一つが前記情報層である請求項８に記載の光学的情報記録媒体。
【請求項１０】
少なくとも前記第ｎの情報層が前記情報層である請求項９に記載の光学的情報記録媒体。
【請求項１１】
前記反射膜は、ＡｌまたはＡｌ合金からなる第１の膜とＡｇ合金からなる第２の膜とがレーザ光入射側からこの順に積層されて形成されている請求項１または８に記載の光学的情報記録媒体。
【請求項１２】
前記記録膜が、Ｇｅ−Ｓｂ−Ｔｅ系合金膜、Ｇｅ−Ｓｎ−Ｓｂ−Ｔｅ系合金膜、Ａｇ−Ｉｎ−Ｓｂ−Ｔｅ系合金膜、Ｉｎ−Ｇｅ−Ｓｂ−Ｔｅ系合金膜、およびＡｇ−Ｉｎ−Ｇｅ−Ｓｂ−Ｔｅ系合金膜から選ばれるいずれか一つからなる請求項１または８に記載の光学的情報記録媒体。
【請求項１３】
請求項１に記載の光学的情報記録媒体に対して記録再生を行う方法であって、波長４５０ｎｍ以下、且つレンズ開口数０．８以上の光学系を用いて記録再生を行うことを特徴とする光学的情報記録媒体の記録再生方法。
【請求項１４】
第１の基板上に少なくとも一つの情報層を形成し、さらに前記情報層上に第２の基板を形成する光学的情報記録媒体の製造方法であって、
前記情報層が、少なくとも、誘電体材料からなる第１の保護膜と、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｃｒ、Ｍｏ、ＷおよびＳｉから選ばれる少なくとも一つの元素の酸化物を含む第１の界面膜と、レーザ光の照射によって光学特性が可逆的に変化する記録膜と、炭素またはＴｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｃｒ、Ｍｏ、ＷおよびＳｉから選ばれる少なくとも一つの元素の炭化物を含む第２の界面膜と、誘電体材料からなる第２の保護膜と、反射膜とを、この順または逆の順にて成膜することにより形成されていることを特徴とする光学的情報記録媒体の製造方法。
【請求項１５】
前記第２の界面膜の膜厚が０．３ｎｍ以上３ｎｍ未満であることを特徴とする請求項１４記載の光学的情報記録媒体の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、基板上に形成された薄膜にレーザ光等の高エネルギービームを照射することにより、信号品質の高い情報信号を記録・再生することのできる光学的情報記録媒体とその製造方法、並びにその記録再生方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、基板上に形成したカルコゲン材料等からなる薄膜にレーザ光を照射して局所的な加熱を行い、照射条件の違いにより光学定数（屈折率ｎ、消衰係数ｋ）の異なる非晶質相と結晶相との間で相変化させることが可能であることは、既に広く知られている。近年、この現象を応用し、カルコゲン材料等からなる薄膜を記録膜として用いた、いわゆる相変化方式の光学的情報記録媒体の研究開発が盛んに行われている。
【０００３】
相変化方式の光学的情報記録媒体においては、例えば、情報信号に応じて記録レベルと消去レベルとの少なくとも２つのパワーレベル間で変調させたレーザ光を情報トラックに照射することにより、既存の信号を消去しつつ、同時に新しい信号を記録することが可能である。
【０００４】
このような光学的情報記録媒体においては、記録膜に他の膜（記録膜以外の膜）を積層した多層膜構造を用いることが一般的である。他の膜として、例えば、誘電体材料等からなる保護膜や、金属・合金材料等からなる反射膜等を積層する場合が多い。
【０００５】
誘電体材料等からなる保護膜の働きとしては、例えば、次のようなものがある。
【０００６】
１）記録膜を外部からの機械的なダメージから保護する働き
２）信号の書き換えを繰り返し行った場合に起きる基板表面の熱変形、記録膜の破れ、および記録膜構成物質の蒸発等の熱的なダメージを低減し、繰り返し書き換え回数を増加させる働き
３）多重反射による干渉効果を利用して光学的変化をエンハンスする働き
４）記録膜に対する外気からの影響を遮断し、記録膜の化学的な変化を防止する働き
【０００７】
保護膜に以上のような機能を持たせるため、保護膜を構成する材料として、Ａｌ2Ｏ3、ＴｉＯ2、ＳｉＯ2等の酸化物、Ｓｉ3Ｎ4やＡｌＮ等の窒化物、Ｓｉ−Ｏ−Ｎ等の酸窒化物、ＺｎＳ等の硫化物、ＳｉＣ等の炭化物、あるいはこれらの化合物の混合物（例えばＺｎＳ−ＳｉＯ2）等の材料が提案され、使用されている。特に混合物ＺｎＳ−ＳｉＯ2は、誘電体材料の中でもかなり熱伝導率の小さい部類に属するので、レーザ光等によって記録を行う際に生じる熱拡散を十分に抑制でき、記録感度を向上させることができる。また、混合物ＺｎＳ−ＳｉＯ2からなる膜は、内部応力が小さいので厚い膜を形成しても割れが生じにくく、さらに相変化材料からなる記録膜との接着性が高いのでレーザ光照射を繰り返しても剥がれにくい等の理由から、最も多く用いられている。
【０００８】
さらに、記録膜と保護膜との間に界面膜を設けることが提案されている。界面膜の働きとしては、例えば次のようなものがある。
【０００９】
１）記録膜の結晶化を促進させ、消去特性を向上させる働き
２）記録膜と保護膜の間の物質相互拡散を防止し、繰り返し記録における耐久性を向上させる働き
【００１０】
さらに、界面膜には、記録膜との間に剥離を生じないことや、腐食を生じない等の、環境信頼性も兼ね備えていることが望ましい。
【００１１】
このような界面膜の材料としては、例えばＳｉやＧｅの窒化物が、記録膜の結晶化促進効果および物質拡散防止効果において非常に優れている（例えば、特許文献１および２参照。）。中でも特に、Ｇｅ−Ｎを主成分として含み、さらにＣｒ等が添加された材料を用いて形成された界面膜は、高温高湿条件下においても記録膜から剥離しにくい。従って、このような材料は、界面膜形成用として最もふさわしい材料の一つである。
【００１２】
このような光学的情報記録媒体に蓄積できる情報量を増やすための基本的な手段として、レーザ光のスポット径を小さくして記録面密度を向上させるという方法がある。レーザ光のスポット径は、レーザ光の波長を短くする、またはレーザ光を集光するための対物レンズの開口数を大きくすることにより、小さくすることができる。近年では、実用化の段階に近づいている波長４００ｎｍ近傍の青色レーザダイオードを光学的情報記録媒体の記録再生を行う光学系に適用し、さらに、光学系の対物レンズの開口数を大きくする（例えば、ＤＶＤ−ＲＡＭ（DVD -Random Access Memory）等で用いられている０．６０から、０．８５程度まで大きくする）ことで、レーザスポット径を小さくして記録面密度を向上させることが提案されている。このようにレンズ開口数を大きくすると、光学的情報記録媒体のチルトに対する許容幅が小さくなるため、レーザ光入射側の透明基板の厚さをＤＶＤ−ＲＡＭ等の０．６ｍｍから０．１ｍｍ程度に薄くすることも併せて提案されている。
【００１３】
さらに、光学的情報記録媒体一つ当たりで扱える情報量を増加させるために、情報を記録再生するための層（以下、本明細書においては情報層という。）を複数積層した多層構造の光学的情報記録媒体（以下、本明細書においては多層記録媒体という。）も提案されている。このような多層記録媒体においては、レーザ光源に近い側に配置された情報層がレーザ光を吸収するため、レーザ光源から遠い側に配置された情報層は減衰したレーザ光によって記録再生が行われることになり、記録時には感度低下が、再生時には反射率・振幅低下が問題となる。したがって、多層記録媒体においては、レーザ光源から近い側に配置される情報層の透過率を高くする必要があり、一方、レーザ光源から遠い側に配置される情報層は反射率、反射率差（記録膜が結晶相の場合の反射率と記録膜が非晶質相の場合の反射率との差）、および感度を高くして、限られたレーザパワーで十分な記録再生特性が得られるようにする必要がある。
【００１４】
【特許文献１】
特開平５−２１７２１１号公報
【００１５】
【特許文献２】
国際公開番号ＷＯ９７／３４２９８（第１５−２２頁、第２図）
【００１６】
【発明が解決しようとする課題】
青色レーザおよび開口数の高い対物レンズを用いた場合、レーザ光のエネルギー密度が高くなるため、情報層に含まれる記録膜が再生時にレーザ光を吸収することにより記録マークの一部が消えてしまう再生光劣化という現象が、より起こり易くなる。そこで、情報層に含まれる記録膜以外の膜、例えば上述の界面膜に光を適度に吸収させることで記録膜の光吸収を減らし、再生光劣化を起こしにくくする、即ち再生光耐久性を高めることが考えられる。
【００１７】
しかしながら、この方法によると反射率変化が小さくなってしまい、Ｃ／Ｎ比等の信号品質を低下させることにつながるという問題が生じる。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
本発明の第１の光学的情報記録媒体は、レーザ光入射側から第１の保護膜、第１の界面膜、レーザ光の照射によって光学特性が可逆的に変化する記録膜、第２の界面膜、第２の保護膜、および反射膜をこの順に含む情報層が少なくとも一つ設けられており、前記第１の界面膜が、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｃｒ、Ｍｏ、ＷおよびＳｉから選ばれる少なくとも一つの元素の酸化物を含み、
前記第２の界面膜が、炭素またはＴｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｃｒ、Ｍｏ、ＷおよびＳｉから選ばれる少なくとも一つの元素の炭化物を含むことを特徴としている。
【００２０】
本発明の光学的情報記録媒体の記録再生方法は、本発明の第１または第２の光学的情報記録媒体に対して記録再生を行う方法であって、波長４５０ｎｍ以下、且つレンズ開口数０．８以上の光学系を用いて記録再生を行うことを特徴としている。
【００２１】
本発明の第１の光学的情報記録媒体の製造方法は、第１の基板上に少なくとも一つの情報層を形成し、さらに前記情報層上に第２の基板を形成する光学的情報記録媒体の製造方法であって、前記情報層が、少なくとも、誘電体材料からなる第１の保護膜と、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｃｒ、Ｍｏ、ＷおよびＳｉから選ばれる少なくとも一つの元素の酸化物を含む第１の界面膜と、レーザ光の照射によって光学特性が可逆的に変化する記録膜と、炭素またはＴｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｃｒ、Ｍｏ、ＷおよびＳｉから選ばれる少なくとも一つの元素の炭化物を含む第２の界面膜と、誘電体材料からなる第２の保護膜と、反射膜とを、この順または逆の順にて成膜することにより形成されていることを特徴としている。
【００２３】
【発明の実施の形態】
本発明の第１および第２の光学的情報記録媒体によれば、レーザ光が短波長で、且つレンズ開口数が高い光学系を用いた情報の記録再生においても、良好な信号品質と再生光耐久性を得ることができる。
【００２４】
本発明の第１の光学的情報記録媒体においては、前記第１の界面膜が、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｖ、Ｎｂ、およびＴａから選ばれる少なくとも一つの元素の酸化物と、Ｃｒ、Ｍｏ、およびＷから選ばれる少なくとも一つの元素の酸化物との混合物を含むことが好ましく、さらに、前記混合物が、Ｃｒ、Ｍｏ、およびＷから選ばれる少なくとも一つの元素の酸化物を５ｍｏｌ％以上８０ｍｏｌ％以下（好ましくは１０ｍｏｌ％以上７０ｍｏｌ％以下、さらに好ましくは２０ｍｏｌ％以上５０ｍｏｌ％以下）含むことが好ましい。また、前記混合物がＳｉの酸化物をさらに含むことがより好ましく、Ｓｉの酸化物が前記混合物に対して５ｍｏｌ％以上６０ｍｏｌ％以下（より好ましくは１０ｍｏｌ％以上４０ｍｏｌ％以下）含まれることがより好ましい。より高い信号品質が得られ、さらに、記録膜と第１の界面膜との間に剥離が生じにくくなる等の環境信頼性も得られるからである。
【００２５】
本発明の第１および第２の光学的情報記録媒体が、レーザ光入射側から順に積層された第１の情報層〜第ｎの情報層（ｎは２以上の自然数）を含む多層構造の光学的情報記録媒体である場合は、前記第１の情報層〜第ｎの情報層の少なくとも一つ（好ましくは第ｎの情報層）を前記情報層と同様とすることが好ましい。これによれば、多層構造の光学的情報記録媒体の場合であっても、レーザ光が短波長で、且つレンズ開口数が高い光学系を用いた情報の記録再生において、良好な信号品質と再生光耐久性を得ることができる。
【００２６】
本発明の第１および第２の光学的情報記録媒体において、前記反射膜は、ＡｌまたはＡｌ合金からなる第１の膜とＡｇ合金からなる第２の膜とがレーザ光入射側からこの順に積層されて形成されていることが好ましい。より高い信号品質を得るためである。
【００２７】
本発明の第１および第２の光学的情報記録媒体において、前記記録膜が、Ｇｅ−Ｓｂ−Ｔｅ系合金膜、Ｇｅ−Ｓｎ−Ｓｂ−Ｔｅ系合金膜、Ａｇ−Ｉｎ−Ｓｂ−Ｔｅ系合金膜、Ｉｎ−Ｇｅ−Ｓｂ−Ｔｅ系合金膜、およびＡｇ−Ｉｎ−Ｇｅ−Ｓｂ−Ｔｅ系合金膜から選ばれるいずれか一つからなることが好ましい。より高い信号品質を得るためである。
【００２８】
本発明の光学的情報記録媒体の記録再生方法によれば、信号品質の高い高密度記録および再生が可能となる。
【００２９】
本発明の第１の光学的情報記録媒体の製造方法によれば、第１の基板をレーザ光入射側に配置される透明基板とすれば、第１の保護膜、第１の界面膜、記録膜、第２の界面膜、第２の保護膜の順に成膜して情報層を形成し、その後第２の基板（この場合は、レーザ光入射側と反対側に配置される保護基板）を形成することにより、本発明の第１の光学的情報記録媒体が形成できる。一方、第１の基板を保護基板とすれば、情報層の成膜順序を逆にして形成し、その後第２の基板（この場合は透明基板）を形成することにより、本発明の第１の光学的情報記録媒体を形成することも可能である。
【００３０】
本発明の第２の光学的情報記録媒体の製造方法によれば、第１の光学的情報記録媒体の製造方法の場合と同様に、レーザ光入射側に配置される透明基板上に情報層を形成し、その後でレーザ光入射側と反対側に配置される保護基板を形成する、あるいは、保護基板上に情報層を形成し、その後で透明基板を形成することにより、本発明の第２の光学的情報記録媒体を作製できる。
【００３１】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
【００３２】
図１は、本発明の光学的情報記録媒体の一構成例を示す断面図である。図１に示すように、本発明の光学的情報記録媒体１においては、透明基板１１上に一つの情報層１２が設けられ、さらに保護基板１３が設けられている。この光学的情報記録媒体１に対し、対物レンズ４にて集光されたレーザ光を透明基板１１側から照射することにより、情報の記録再生が行われる。情報層１２は、レーザ光入射側から、第１の保護膜１４、第１の界面膜１５、記録膜１６、第２の界面膜１７、第２の保護膜１８、および反射膜１９がこの順に設けられて構成されている。この光学的情報記録媒体１に対し、透明基板１１の側から、レーザ光を対物レンズ４で集光して照射することにより、情報の記録再生を行う。
【００３３】
また、本発明の光学的情報記録媒体の別の構成例が図２に示されている。図２に示す光学的情報記録媒体２においては、透明基板１１上に、第１の情報層２１、分離層２２、第２の情報層２３、および保護基板１３がこの順に設けられている。対物レンズ４で集光されたレーザ光は、透明基板１１の側から入射される。二つの情報層のうち、レーザ光入射側の透明基板１１から遠くに配置されている第２の情報層２３の膜構成は、図１に示した光学的情報記録媒体１の情報層１２と同様である。一方、透明基板１１上に配置された第１の情報層２１についても、光学的情報記録媒体１の情報層１２と同様の膜構成とすることができる。ただし、この場合は、第１の情報層２１において十分な透過率が得られるように、反射膜の膜厚を例えば２０ｎｍ以下程度に薄くする、反射膜を省略する、または屈折率が高い（屈折率２．２以上程度の）光学干渉膜を反射膜のレーザ光入射側と反対の面に設ける、等が好ましい。この光学的情報記録媒体２の各情報層２１，２３に対し、透明基板１１の側から、レーザ光を対物レンズ４で集光して照射することにより、情報の記録再生を行う。なお、この光学的情報記録媒体２は多層記録媒体のうち情報層が２つ設けられた例であるが、さらに追加の情報層を、分離層を介して設けてもよい。その際、追加した情報層の膜構成を、光学的情報記録媒体１の情報層１２と同様としてもよい。
【００３４】
透明基板１１の材料としては、レーザ光の波長において略透明であることが好ましく、ポリカーボネイト、ポリメチルメタクリレート、ポリオレフィン、ノルボルネン系樹脂、紫外線硬化型樹脂、ガラス、あるいはこれらを適宜組み合わせたもの等を用いることができる。また、透明基板１１の厚さは特に限定されないが、０．０１〜１．５ｍｍ程度のものを用いることができる。
【００３５】
第１の保護膜１４および第２の保護膜１８の材料としては、例えば、Ｙ、Ｃｅ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｃｏ、Ｚｎ、Ａｌ、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｓｎ、Ｐｂ、Ｓｂ、Ｂｉ、およびＴｅ等から選ばれる少なくとも一つの元素の酸化物、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｗ、Ｂ、Ａｌ、Ｇａ、Ｉｎ、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｓｎ、およびＰｂ等から選ばれる少なくとも一つの元素の窒化物、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｗ、およびＳｉ等から選ばれる少なくとも一つの元素の炭化物、ＺｎまたはＣｄ等の硫化物、セレン化物またはテルル化物、ＭｇまたはＣａ等のフッ化物、Ｃ、Ｓｉ、およびＧｅ等から選ばれる少なくとも一つの元素の単体、あるいはこれらの混合物を用いることができる。中でも特に、略透明で熱伝導率の低い材料であるＺｎＳとＳｉＯ2との混合物等が好ましい。
【００３６】
第１の界面膜１５の材料としては、例えばＴｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｃｒ、Ｍｏ、ＷおよびＳｉ等から選ばれる少なくとも一つの元素の酸化物、またはこれらの酸化物を混合させた混合物（複合酸化物）を含むものを用いる。第１の界面膜１５の材料は、これらの酸化物または混合物を主成分として含んでいることが好ましい。ここで、主成分とは、少なくとも８０ｍｏｌ％以上の組成割合であることを示しているが、他の成分の影響を排除するためには９０ｍｏｌ％以上であることが好ましく、９５ｍｏｌ％以上であることがより好ましい。
【００３７】
中でも特に、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｖ、ＮｂおよびＴａ等から選ばれる少なくとも一つの元素の酸化物をベースとし、Ｃｒ、ＭｏおよびＷ等から選ばれる少なくとも一つの元素の酸化物を添加した混合物は耐湿性の面で優れており、さらにＳｉ等の酸化物を添加した混合物は消去率をより高くすることができるので好ましい。混合物が、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｖ、ＮｂおよびＴａ等から選ばれる少なくとも一つの元素の酸化物と、Ｃｒ、ＭｏおよびＷ等から選ばれる少なくとも一つの元素の酸化物とからなる場合は、Ｃｒ、ＭｏおよびＷ等から選ばれる少なくとも一つの元素の酸化物の混合物に対する含有量を、例えば５ｍｏｌ％以上８０ｍｏｌ％以下（好ましくは１０ｍｏｌ％以上７０ｍｏｌ％以下、より好ましくは２０ｍｏｌ％５０ｍｏｌ％以下）とすることができる。また、第１の界面膜１５の膜厚は特に限定されないが、薄すぎると界面膜としての効果が発揮できなくなり、厚すぎると記録感度低下につながるため、第１の保護膜１４よりも薄く、例えば１ｎｍ以上２０ｎｍ以下であることが好ましい。
【００３８】
第２の界面膜１７の材料としては、例えば炭素またはＴｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｃｒ、Ｍｏ、ＷおよびＳｉ等から選ばれる少なくとも一つの元素の炭化物を用いることができる。第２の界面膜１７の膜厚は、高い再生光耐久性および大きな反射率変化による良好な信号品質を得るために、０．３ｎｍ以上３ｎｍ未満であることが好ましい。第２の界面膜１７の膜厚をこの範囲内にするのであれば、第１の界面膜１５は必ずしも上記の酸化物系の材料でなくてもよく、省略することも可能である。図３は、第２の界面膜１７の膜厚を０．３ｎｍ以上３ｎｍ未満の範囲内にして第１の界面膜１５を省略した情報層３１を含む光学的情報記録媒体３の構成を示す断面図である。
【００３９】
記録膜１６の材料としては、例えばＴｅおよびＳｂを含むカルコゲン材料からなる薄膜、即ちＧｅ−Ｓｂ−Ｔｅ系合金薄膜、Ｇｅ−Ｓｎ−Ｓｂ−Ｔｅ系合金薄膜、あるいはＳｂ−Ｔｅの共晶組成をベースとしてＩｎ、Ｇｅ、Ａｕ、Ａｇ等を添加した合金薄膜等を用いることができる。
【００４０】
記録膜１６の膜厚は、２ｎｍ以上２０ｎｍ以下とすれば、十分なＣ／Ｎ比を得ることができる。記録膜１６が２ｎｍ未満の膜厚では十分な反射率および反射率変化が得られないためＣ／Ｎ比が低く、また、２０ｎｍを越える膜厚では記録膜１６の薄膜面内の熱拡散が大きいため高密度記録においてＣ／Ｎ比が低くなってしまう。
【００４１】
また、記録膜１６には、熱伝導率・光学定数等の調整、あるいは耐熱性・環境信頼性の向上等の目的で、Ｏ、Ｎ、Ｆ、Ｃ、Ｓ、およびＢから選ばれる一つまたは複数の元素を、必要に応じて記録膜１６全体の１０ａｔ％以内の組成割合の範囲で適宜添加してもよい。
【００４２】
反射膜１９の材料としては、例えば、Ａｕ、Ａｇ、Ｃｕ、Ａｌ、Ｎｉ、Ｐｄ、Ｐｔ、Ｂｉ、Ｓｂ、Ｓｎ、Ｚｎ、またはＣｒ等の金属や、あるいはこれらの合金材料を用いることができる。また、反射膜１９は複数の膜を組み合わせて構成されていても良い。例えば、レーザ光入射側から、ＡｌまたはＡｌ合金からなる膜（第１の膜）と、熱伝導率の高いＡｇ合金からなる膜（第２の膜）とをこの順に設けることもできる。なお、レーザ光入射側に設けられる第１の膜は、第２の膜よりも消衰係数ｋが大きい。このような反射膜１９を用いることにより、放熱効果とより大きな反射率および反射率変化とを両立できる。
【００４３】
なお、上記のような多層薄膜は、オージェ電子分光法、Ｘ線光電子分光法、および２次イオン質量分析法等の方法（例えば応用物理学会／薄膜・表面物理分科学会編「薄膜作製ハンドブック」共立出版株式会社、１９９１年等参照。）により、各膜の材料および組成を調べることが可能である。
【００４４】
保護基板１３の材料としては、透明基板１１と同様の材料を用いることもできるが、透明基板１１とは異なる材料としてもよく、用いるレーザ光の波長において透明でなくてもよい。また、保護基板１３の厚さは特に限定されないが、０．０１〜３．０ｍｍ程度のものを用いることができる。
【００４５】
また、多層記録媒体である光学的情報記録媒体２の場合、第１の情報層２１としては、少なくとも３０％以上の透過率が必要であるが、書き換え形の情報層のみならず、追記形または再生専用形のいずれの情報層とすることも可能である。
【００４６】
また、多層記録媒体である光学的情報記録媒体２の場合、分離層２２の材料としては、紫外線硬化型樹脂等を用いることができる。分離層２２の厚さは、第１の情報層２１および第２の情報層２３のいずれか一方を再生する際に他方からのクロストークが小さくなるように、少なくとも対物レンズ４の開口数ＮＡとレーザ光の波長λにより決定される焦点深度以上の厚さであることが必要であり、また、全ての情報層が集光可能な範囲に収まるように記録媒体全体の厚さを抑えることも必要である。例えば、λ＝４０５ｎｍ、ＮＡ＝０．８５の場合は、分離層２２の厚さは少なくとも５μｍ以上５０μｍ以下であることが必要である。
【００４７】
また、図１〜図３に示した光学的情報記録媒体１〜３の２枚を、それぞれの保護基板１３の側を対向させて貼り合わせ、両面構造とすることにより、記録媒体１枚あたりに蓄積できる情報量をさらに２倍にすることができる。
【００４８】
次に、本発明の光学的情報記録媒体の製造方法について説明する。
【００４９】
光学的情報記録媒体を構成している上記各薄膜は、例えば真空蒸着法、スパッタリング法、イオンプレーティング法、ＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）法、ＭＢＥ（Molecular Beam Epitaxy）法等の気相薄膜堆積法によって形成することができる。
【００５０】
例えば、光学的情報記録媒体１の場合は、透明基板１１上に、第１の保護膜１４、第１の界面膜１５、記録膜１６、第２の界面膜１７、第２の保護膜１８、および反射膜１９を順に成膜し、その後、保護基板１３を形成または貼り合わせることにより作製できる。また、逆に、保護基板１３上に、反射膜１９、第２の保護膜１８、第２の界面膜１７、記録膜１６、第１の界面膜１５、および第１の保護膜１４を順に成膜し、その後、透明基板１１を形成または貼り合わせてもよい。中でも特に、後者の方法は、透明基板１１の厚みが０．４ｍｍ以下程度のように薄い場合に適している。このように透明基板１１が薄い場合は、レーザ光案内用の溝であるグルーブやアドレス信号等の凹凸パターンは、保護基板１３の表面上に形成することが好ましい。このような凹凸パターンが形成された保護基板１３は、スタンパ等のあらかじめ所望の凹凸パターンが形成された転写用基板を用いて転写により形成される。
【００５１】
また、光学的情報記録媒体２の場合は、透明基板１１上に第１の情報層２１を形成し、その後、第１の情報層２１上に紫外線硬化型樹脂等を塗布して硬化させることにより分離層２２を形成する。また、この分離層２２の表面にグルーブやアドレス信号等の凹凸パターンを形成する場合は、第１の情報層２１上に紫外線硬化型樹脂等を塗布し、さらにその上に、あらかじめ所望の凹凸パターンが形成された転写用基板を重ね合わせて凹凸パターンを転写し、紫外線硬化型樹脂を硬化させた後に転写用基板を剥離する。次に、このように形成された分離層２２上に、第２の情報層２３として光学的情報記録媒体１の情報層１２と同様に多層膜を形成し、その後、保護基板１３を形成または貼り合わせる。このような方法により、多層記録媒体を形成することができる。なお、光学的情報記録媒体１の場合と同様に、保護基板１３上に各薄膜および分離層を順次形成した後、第１の情報層２１を形成し、さらに透明基板１１を貼り合わせる方法を用いることも可能である。
【００５２】
また、保護基板１３や分離層２２の表面に凹凸パターンを形成する際、特に分離層２２のようにその層厚が薄く、通常用いられているインジェクション法が困難な場合は、２Ｐ法（photo-poly merization法）を用いることも可能である。
【００５３】
次に、本発明の光学的情報記録媒体に対して情報信号を記録する方法について説明する。
【００５４】
本発明の光学的情報記録媒体に情報信号の記録を行う際には、レーザ光の強度を複数のパワーレベル間で変調する。レーザ光の強度を変調する手段としては、半導体レーザの駆動電流を変調する、あるいは電気光学変調器や音響光学変調器等を用いる等である。記録マークを形成する部分に対しては、ピークパワーＰ１の単一矩形パルスを用いてもよいが、特に長いマークを形成する場合は、過剰な熱を省き、マーク幅を均一にする目的で、図４に示すようにピークパワーＰ１およびボトムパワーＰ３（但し、Ｐ１＞Ｐ３）との間で変調された複数のパルスの列からなる記録パルス列を用いることが望ましい。また、最後尾のパルスの後に冷却パワーＰ４を印加する冷却区間を設けても良い。記録マークを形成しない部分に対しては、バイアスパワーＰ２（但し、Ｐ１＞Ｐ２）で一定に保つ。
【００５５】
少なくとも２つ以上の異なる線速度においてマークを記録する際には、Ｐ３／Ｐ１またはＰ３／Ｐ２が線速度が高い場合ほど大きくなるように、各パワーレベルを設定することが好ましい。そうすることで、高温条件下で保存した場合に、記録したマークの信号振幅が小さくなること、および記録したマークが消去しにくくなることを防止できる。
【００５６】
ここで、記録する記録マークの長さ、さらにはその前後のスペースの長さ等の各パターンによってマークエッジ位置に不揃いが生じ、ジッタ増大の原因となることがある。上記した本発明の光学的情報記録媒体の記録方法では、これを防止し、ジッタを改善するために、上記パルス列の各パルスの位置または長さをパターン毎にエッジ位置が揃うように必要に応じて調整し、補償することもできる。
【００５７】
【実施例】
以下、実施例により本発明をさらに具体的に説明する。なお、以下の実施例は本発明を限定するものではない。
【００５８】
（実施例１〜５および比較例１〜１３）
実施例１〜５は、本発明の光学的情報記録媒体の記録再生特性、中でも特にＣ／Ｎ比、消去率、および再生光耐久性の界面膜材料に対する依存性を示すものである。
【００５９】
実施例１〜５および比較例１〜１３の光学的情報記録媒体として、図１に示した光学的情報記録媒体１を作製した。保護基板１３としては、ポリカーボネイトからなる、直径約１２ｃｍ、厚さ約１．１ｍｍ、グルーブピッチ０．３２μｍ、グルーブ深さ約２０ｎｍの基板を用いた。
【００６０】
この保護基板１３のグルーブが形成された表面上に、情報層１２を構成する薄膜を順に成膜した。ここでは、各薄膜をスパッタリング法にて形成した。まず、保護基板１３上に、Ａｇ−Ｐｄ−Ｃｕ（原子数比９８：１：１）ターゲットを用いてＡｒガスを流しながら膜厚８０ｎｍのＡｇ−Ｐｄ−Ｃｕ膜を形成し、さらに、Ａｌターゲットを用いてＡｒガスを流しながら膜厚５ｎｍのＡｌ膜を形成した。この、Ａｇ−Ｐｄ−Ｃｕ膜およびＡｌ膜を反射膜１９とした。次に、混合物ＺｎＳ−ＳｉＯ2ターゲット（ＺｎＳ：８０ｍｏｌ％、ＳｉＯ2：２０ｍｏｌ％）を用いて、Ａｒガスを流しながら膜厚１５ｎｍの第２の保護膜１８を形成した。次に、所定の組成のターゲットを用いて膜厚５ｎｍの第２の界面膜１７を形成した。第２の界面膜１７の形成に用いたターゲットの組成は、各実施例および比較例において異なる。次に、Ｇｅ−Ｓｂ−Ｔｅ系ターゲット（原子数比４５：４：５１）を用いて、ＡｒおよびＮ2ガス（流量比９８：２）を流しながら膜厚１０ｎｍの記録膜１６を形成した。次に、所定の組成のターゲットを用いて膜厚５ｎｍの第１の界面膜１５を形成した。第１の界面膜１５の形成に用いたターゲットの組成は、各実施例および比較例において異なる。次に、混合物ＺｎＳ−ＳｉＯ2ターゲット（ＺｎＳ：８０ｍｏｌ％、ＳｉＯ2：２０ｍｏｌ％）を用いて、Ａｒガスを流しながら膜厚５５ｎｍの第１の保護膜１４をスパッタリング法によりこの順に積層した。こうして形成された情報層１２の表面上（第１の保護膜１４上）に、紫外線硬化型樹脂を介して、ポリカーボネイトからなる厚さ約０．０９ｍｍ、直径約１２ｃｍのシートを貼り合わせ、その後、紫外線を照射して紫外線硬化型樹脂を硬化させることにより、厚さ約０．１ｍｍの透明基板１１を作製した。
【００６１】
ここで、各実施例および各比較例の光学的情報記録媒体における第１の界面膜１５および第２の界面膜１７には、様々な材料を用いた。界面膜として用いた材料（界面膜材料）、およびその成膜条件（ターゲット組成およびスパッタリングガス組成）を表１に示す。なお、スパッタリング法により形成された各膜の組成をオージェ電子分光法により分析した結果、形成された膜の組成はターゲットの組成とほぼ同じであることが確認された。
【００６２】
【表１】
0003908682.tif 000002
【００６３】
また、実際に作製した実施例１〜５および比較例１〜１３の光学的情報記録媒体について、第１および第２の界面膜に用いた界面膜材料と、評価結果（Ｃ／Ｎ、消去比、および上限再生パワー）とを、表２に示す。なお、Ｃ／Ｎ、消去率、および上限再生パワーの具体的な評価方法は、次のとおりである。
【００６４】
各光学的情報記録媒体のグルーブ、即ちレーザ光入射側から見て凸になっている部分に対し、波長４０５ｎｍ・レンズ開口数０．８５の光学系を用い、線速４．５ｍ／ｓで回転させながら、１２．２ＭＨｚおよび３．３ＭＨｚの単一信号を交互に記録した。記録に用いたパルス波形はピークパワーＰ１およびバイアスパワーＰ２の間で変調された矩形パルスで、１２．２ＭＨｚの信号の場合はパルス幅１３．７ｎｓの単一パルス、３．３ＭＨｚの信号の場合は２０．５ｎｓの先頭パルスとこれに続く幅および間隔ともに６．９ｎｓの８個のサブパルスからなるパルス列とした。
【００６５】
この条件で、未記録のトラックに１２．２ＭＨｚおよび３．３ＭＨｚの信号を交互に合計１０回記録を行い、その上に１２．２ＭＨｚの信号を記録した場合のＣ／Ｎをスペクトラムアナライザーで測定した。さらに、その上に３．３ＭＨｚの信号を記録し、消去率、即ち１２．２ＭＨｚの振幅の減衰比を、同じくスペクトラムアナライザーで測定した。Ｐ１は振幅が最大より３ｄＢ低くなるパワーの１．３倍の値、Ｐ２は消去率が２５ｄＢを超えるパワー範囲の中心値を設定パワーとした。いずれの光学的情報記録媒体に対しても、設定パワーはＰ１が４．５〜５．５ｍＷ、Ｐ２が２．０〜２．５ｍＷの範囲内であった。そして、上記の設定パワーで１２．２ＭＨｚの信号を記録したトラックを、再生パワーを変えて連続再生し、Ｃ／Ｎの変化を測定した。１万回転する間にＣ／Ｎの低下が０．３ｄＢ以内であることを基準として上限の再生パワー（上限再生パワー）を求めた。以上のようにして求めた各光学的情報記録媒体の設定パワーにおけるＣ／Ｎ、消去率、および上限再生パワーを、次のように評価した。
【００６６】
（Ｃ／Ｎ評価）
◎：５４ｄＢ以上
○：５２ｄＢ以上５４ｄＢ未満
△：５０ｄＢ以上５２ｄＢ未満
×：５０ｄＢ未満
（消去率評価）
◎：３３ｄＢ以上
○：３０ｄＢ以上３３ｄＢ未満
△：２７ｄＢ以上３０ｄＢ未満
×：２７ｄＢ未満
（上限再生パワー評価）
◎：０．５ｍＷ以上
○：０．４ｍＷ以上０．５ｍＷ未満
△：０．３ｍＷ以上０．４ｍＷ未満
×：０．３ｍＷ未満
【００６７】
【表２】
0003908682.tif 000003
【００６８】
この評価結果によると、第１の界面膜および第２の界面膜にＧｅ−Ｃｒ−Ｎを用いた比較例１の記録媒体は、Ｃ／Ｎおよび消去率は十分であるが、上限再生パワーが低く不十分であった。
【００６９】
比較例２〜４の記録媒体は、第１の界面膜を炭素または炭化物としたものであり、比較例１の場合よりも上限再生パワーが飛躍的に向上するものの、Ｃ／Ｎは低くなってしまった。また、比較例５〜７の記録媒体は、第２の界面膜を炭素または炭化物としたものであり、上限再生パワーは十分高いが、Ｃ／Ｎについては、比較例２〜４の場合より若干向上したものの、やはり不十分であった。
【００７０】
比較例８〜１０の記録媒体は、第１の界面膜を酸化物としたものであり、Ｃ／Ｎは比較例１の場合よりもさらに向上した。しかしながら、上限再生パワーについては、比較例１の場合よりも若干向上するものの、やはり不十分であった。また、比較例１１〜１３の記録媒体は、第２の界面膜を酸化物としたものであり、比較例８〜１０の場合と同様に高いＣ／Ｎが得られるが、上限再生パワーが低かった。
【００７１】
これに対し、実施例１〜５の記録媒体は、第１の界面膜を酸化物、第２の界面膜を炭素または炭化物としたものであり、十分なＣ／Ｎおよび消去率が得られ、上限再生パワーも非常に高かった。なかでも、第１の界面膜として、ＺｒＯ2とＣｒ2Ｏ3の混合物にさらにＳｉＯ2を加えた材料を用いた実施例３〜５の記録媒体は、より高い消去率が得られた。
【００７２】
以上のように、記録膜に対してレーザ光入射側と反対側に配置される第２の界面膜に炭素または炭化物を用いることで上限再生パワーが向上し、さらに、記録膜に対してレーザ光入射側に配置される第１の界面膜に酸化物を用いることで十分なＣ／Ｎおよび消去率が得られ、上限再生パワーがさらに向上することがわかった。
【００７３】
（参考例６〜１１および比較例１４〜１９）
参考例６〜１１は、本発明の光学的情報記録媒体の記録再生特性、中でも特にＣ／Ｎ比、消去率、および再生光耐久性の第２の界面膜の膜厚に対する依存性を示すものである。
【００７４】
比較例５の光学的情報記録媒体と同様の構成において、第２の界面膜の膜厚をそれぞれ変化させた参考例６〜１１および比較例１４〜１９の光学的情報記録媒体を、比較例５と同様の方法にて作製した。さらに、作製された参考例６〜１１および比較例１４〜１９の光学的情報記録媒体に対して、同様の方法にて評価を行った。各光学的情報記録媒体における第２の界面膜の膜厚および評価結果を、表３に示す。
【００７５】
【表３】
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【００７６】
この評価結果によると、第２の界面膜、すなわち記録膜に対してレーザ光入射側と反対側に配置される界面膜の厚みが厚いほど、上限再生パワーが高くなることがわかった。しかしながら、第２の界面膜の厚みが３．０以上となると、Ｃ／Ｎは低くなった。また、消去率および上限再生パワーを高くするためには、第２の界面膜の膜厚を０．３ｎｍ以上とすることが必要であることも確認された。従って、第２の界面膜の膜厚を０．３ｎｍ以上３ｎｍ未満とすれば、第１の界面膜の材料に酸化物を用いない場合であっても、Ｃ／Ｎ、消去率、および上限再生パワーの全てを満足することが可能であることが確認された。
【００７７】
【発明の効果】
以上に説明したように、本発明の光学的情報記録媒体とその製造方法、並びにその記録再生方法によれば、短波長でレンズ開口数の高い光学系による記録再生においても再生光耐久性を高くすることができ、且つ、Ｃ／Ｎ、消去率といった信号品質の低下も抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の光学的情報記録媒体の構成例を示す断面図である。
【図２】  本発明の光学的情報記録媒体の別の構成例を示す断面図である。
【図３】  本発明の光学的情報記録媒体のさらに別の構成例を示す断面図である。
【図４】  本発明の光学的情報記録媒体の記録再生に用いるレーザ光の変調波形の一例を示す波形図である。
【符号の説明】
１，２，３    光学的情報記録媒体
４    対物レンズ
１１    透明基板
１２    情報層
１３    保護基板
１４    第１の保護膜
１５    第１の界面膜
１６    記録膜
１７    第２の界面膜
１８    第２の保護膜
１９    反射膜
２１    第１の情報層
２２    分離層
２３    第２の情報層
３１    情報層
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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