(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
相変化型の記録層を有し、この記録層に形成される記録マークの最短長さが３５０nm以下であり、この記録層が、主成分としてＳｂを含有する光記録媒体に対し、高パワーと低パワーとの間でパワー変調された記録光を照射することにより、記録層に非晶質の記録マークを形成する光記録方法であって、
後端の少なくとも一部が前端に向かって凸状である最短記録マークを形成すると共に、当該凸状の形状を、記録光照射により溶融した領域を結晶化させることにより形作る光記録方法。
【請求項２】
最短記録マークの長さをＭLとし、記録光の波長をλとし、記録光学系の対物レンズの開口数をＮＡとしたとき、
ＭL≦０．４λ／ＮＡ
となるように最短記録マークを形成する請求項１記載の光記録方法。
【請求項３】
最短記録マークの幅をＭW、長さをＭLとしたとき、
ＭW／ＭL＞１
となるように最短記録マークを形成する請求項１または２記載の光記録方法。
【請求項４】
前記光記録媒体は、前記記録層が、主成分としてさらにＴｅおよび／またはＩｎを含有する請求項１から３のいずれかに記載の光記録方法。
【請求項５】
前記光記録媒体は、前記記録層が、Ｇｅ、Ｎおよび希土類元素から選択される少なくとも１種を副成分として含有する請求項１から４のいずれかに記載の光記録方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、微小な記録マークが形成される相変化型光記録媒体に記録する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、高密度記録が可能で、しかも記録情報を消去して書き換えることが可能な光記録媒体が注目されている。書き換え可能型の光記録媒体のうち相変化型のものは、レーザービームを照射することにより記録層の結晶状態を変化させて記録を行い、このような状態変化に伴なう記録層の反射率変化を検出することにより再生を行うものである。相変化型の光記録媒体は単一のレーザービームの強度を変調することによりオーバーライトが可能であり、また、駆動装置の光学系が光磁気記録媒体のそれに比べて単純であるため、注目されている。
【０００３】
相変化型の記録層には、結晶質状態と非晶質状態とで反射率の差が大きいこと、非晶質状態の安定度が比較的高いことなどから、Ｇｅ−Ｔｅ系やＧｅ−Ｓｂ−Ｔｅ系等のカルコゲナイド系材料が用いられることが多い。また、この他、最近、カルコパイライトと呼ばれる化合物を応用することが提案されている。カルコパイライト型化合物は化合物半導体材料として広く研究され、太陽電池などにも応用されている。カルコパイライト型化合物は、化学周期律表を用いるとIb-IIIb-VIb2やIIb-IVb-Vb2で表わされる組成であり、ダイヤモンド構造を２つ積み重ねた構造を有する。カルコパイライト型化合物はＸ線構造解析によって容易に構造を決定することができ、その基礎的な特性は、例えば月刊フィジクスvol.8,No.8,1987,pp-441や、電気化学vol.56,No.4,1988,pp-228などに記載されている。これらのカルコパイライト型化合物の中で特にＡｇＩｎＴｅ2は、ＳｂやＢｉを用いて希釈することにより、線速度７m/s前後の光記録媒体の記録層材料として使用できることが知られている（特開平３−２４０５９０号公報、同３−９９８８４号公報、同３−８２５９３号公報、同３−７３３８４号公報、同４−１５１２８６号公報等）。このようなカルコパイライト型化合物を用いた相変化型光記録媒体の他、特開平４−２６７１９２号公報や特開平４−２３２７７９号公報、特開平６−１６６２６８号公報には、記録層が結晶化する際にＡｇＳｂＴｅ2相が生成する相変化型光記録媒体が開示されている。
【０００４】
一般に相変化型光記録媒体において情報を記録する際には、まず、記録層全体を結晶質状態としておき、記録層が融点以上まで昇温されるような高パワー（記録パワー）のレーザービームを照射する。記録パワーが加えられた部分では記録層が溶融した後、急冷され、非晶質の記録マークが形成される。一方、記録マークを消去する際には、記録層がその結晶化温度以上であってかつ融点未満の温度まで昇温されるような比較的低パワー（消去パワー）のレーザービームを照射する。消去パワーが加えられた記録マークは、結晶化温度以上まで加熱された後、徐冷されることになるので、結晶質に戻る。したがって、相変化型光記録媒体では、単一の光ビームの強度を変調することにより、オーバーライトが可能である。
【０００５】
相変化型光記録媒体等の光記録媒体は、磁気記録媒体に比べ一般に記録密度を高くすることができるが、近年、画像等の膨大な情報の処理のために、さらに記録密度を高くして、媒体１枚当たりの記録容量を向上させると共に、データ転送レートを向上させることが必要とされている。単位面積あたりの記録密度を高くするためには、記録マーク長を縮めることが有効である。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明者らは、相変化材料として一般的なＧｅ−Ｓｂ−Ｔｅ系材料からなる記録層に、様々な寸法の記録マークを形成し、透過型電子顕微鏡により観察する実験を行った。その結果、記録マーク後端の近傍に粗大な結晶粒が生成して、記録マークを大きく歪ませると共に、記録マーク後端の位置を変えてしまうことがわかった。この結晶粒の生成パターンはランダムであり、歪みのパターンや後端位置のずれが各記録マークによって異なるので、記録マークを読み出す際に補正を行う方法は採用できない。記録マークの形状や寸法のばらつきが記録マーク長に対し相対的に大きいと、ジッターが著しく増大してしまう。
【０００７】
上記実験の結果から、本発明者らは、Ｇｅ−Ｓｂ−Ｔｅ系記録層において生じる粗大結晶粒による記録マーク形状や寸法のばらつきが、記録マーク長が特定の値以下、具体的には３５０nm以下、特に３００nm以下、さらには２５０nm以下と短くなったときに臨界的にジッターの著増を引き起こすことを見いだした。
【０００８】
また、本発明者らは、記録マーク長が上記特定の値以下になると、相変化型記録層に形成した記録マークの熱的安定性が臨界的に低くなり、高温環境下での保存により記録マークが結晶化しやすくなって、信頼性が低くなってしまうことを見いだした。
【０００９】
また、転送レートを向上させるためには、記録マークを短くする方法のほか、線速度を速くすることが有効である。記録マークを短くする場合および線速度を速くする場合のいずれにおいても、非晶質記録マークの消去（再結晶化）が比較的短時間で行えるように、記録層の組成を結晶転移速度の比較的速いものとする必要がある。しかし、結晶転移速度の速い記録層は、比較的高温の環境において容易に結晶化してしまうため、保存信頼性が低いという問題がある。
【００１０】
本発明の目的は、微小記録マークが形成される相変化型光記録媒体において、形状および寸法の安定した微小記録マークの形成を可能にすることである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
このような目的は、下記（１）〜（７）の本発明により達成される。
（１）  相変化型の記録層を有し、この記録層に形成される記録マークの最短長さが３５０nm以下であり、この記録層が、主成分としてＳｂを含有する光記録媒体に対し、高パワーと低パワーとの間でパワー変調された記録光を照射することにより、記録層に非晶質の記録マークを形成する光記録方法であって、
後端の少なくとも一部が前端に向かって凸状である最短記録マークを形成すると共に、当該凸状の形状を、記録光照射により溶融した領域を結晶化させることにより形作る光記録方法。
（２）  最短記録マークの長さをＭLとし、記録光の波長をλとし、記録光学系の対物レンズの開口数をＮＡとしたとき、
ＭL≦０．４λ／ＮＡ
となるように最短記録マークを形成する上記（１）の光記録方法。
（３）  最短記録マークの幅をＭW、長さをＭLとしたとき、
ＭW／ＭL＞１
となるように最短記録マークを形成する上記（１）または（２）の光記録方法。
（４）  前記光記録媒体は、前記記録層が、主成分としてさらにＴｅおよび／またはＩｎを含有する上記（１）から（３）のいずれかの光記録方法。
（５）  前記光記録媒体は、前記記録層が、Ｇｅ、Ｎおよび希土類元素から選択される少なくとも１種を副成分として含有する上記（１）から（４）のいずれかの光記録方法。
【００１２】
【発明の実施の形態】
本発明者らは、以下に説明する実験を行った。まず、スパッタ法により形成したＧｅ2Ｓｂ2Ｔｅ5からなる相変化型記録層に、長さ２５０nmの記録マークを形成し、透過型電子顕微鏡写真を撮影した。なお、本明細書における記録マーク長は、媒体の線速と記録周波数とから求めた値である。その結果、各記録マークの後端付近に、記録マーク長の半分程度にも達する径の粗大な結晶粒が認められた。それぞれの記録マーク付近で、上記粗大結晶粒の大きさや存在個数などが様々であったため、記録マーク長がばらついていた。記録マーク長をばらつかせている粗大な結晶粒の粒径は、数十ナノメートルから百ナノメートル程度なので、長さ２５０nmの記録マークに対する影響は大きい。
【００１３】
一方、本発明で限定する組成をもつ記録層、すなわち、Ｓｂ、ＴｅおよびＴｂを含有する記録層にも、長さ２５０nmの記録マークを形成し、透過型電子顕微鏡写真を撮影した。この写真では、記録マークの形状を歪ませる粗大な結晶粒は認められなかった。すなわち、この写真においては、記録マーク後端付近に粗大な結晶粒は存在していたが、この粗大な結晶粒の存在によって記録マークの後端形状はほとんど影響を受けておらず、記録マーク長のばらつきは小さかった。
【００１４】
このように、本発明で用いる記録層では、記録マーク後端付近に生成する粗大な結晶粒が、記録マーク形状および寸法にほとんど影響を与えないため、ジッターが少なく、正確な再生が可能である。
【００１５】
また、本発明では、前述した微小記録マークの熱安定性の低さを改善するために、Ｓｂを主成分とする記録層に、副成分としてＧｅ、Ｎおよび希土類元素の少なくとも１種を含有させる。これにより、記録層の結晶化温度が上昇し、高信頼性が実現する。
【００１６】
本発明は、最短長さが前記特定の値以下、すなわち３５０nm以下、特に３００nm以下、さらには２５０nm以下である微小な記録マークが形成される相変化型光記録媒体に有効である。本発明が適用される光記録媒体では、記録マークの読み出し方法は限定されない。
【００１７】
なお、上記した微小な記録マークを形成する場合に、Ｇｅ−Ｓｂ−Ｔｅ系記録層では粗大な結晶粒により記録マークの形状および寸法が著しい影響を受けることは、従来指摘されていない。ＳｂおよびＴｅを主成分とする相変化型の記録層は公知であるが、ＳｂおよびＴｅを主成分とする記録層において、上記した微小な記録マークの形状および寸法のばらつきがほとんど生じないことは、従来知られていない。
【００１８】
また、前記特定の値以下の長さの微小記録マークを形成する場合に、記録層構成材料の熱的安定性が極めて重要になることは、従来指摘されていない。そして、Ｓｂを主成分とする記録層にＧｅ、Ｎおよび希土類元素の少なくとも１種を添加することにより、前記微小記録マークの熱的安定性が飛躍的に向上することは、従来知られていない。
【００１９】
図１に、記録マークの模式図を示す。本発明では、図１に示されるように、記録マーク後端の少なくとも一部が、記録マーク前端側に向かって凸状となるように記録マークを形成することが好ましい。なお、すべての記録マークにおいてこのような輪郭とする必要はなく、少なくとも最短記録マークの輪郭がこのような形状であればよい。
【００２０】
記録マークをこのような形状に形成することにより、最短記録マークにおいて長さＭLよりも幅ＭWを大きくすることができる。なお、好ましくはＭW／ＭL≧１．１である。相変化型光記録媒体では、非晶質の記録マークとそれ以外の結晶質領域との間での反射率差に基づいて再生信号を得るため、長さが同じである記録マークでは幅が広いほど再生出力が高くなる。したがって本発明では、線記録密度を高くするために最短記録マークを短く設定した場合でも、十分な再生出力を確保できる。ただし、ＭW／ＭLが大きすぎると、隣接トラックの記録マークを消去してしまうクロスイレーズ、隣接トラックの記録マークを読み出してしまうクロストークが発生しやすくなるので、ＭW／ＭLは好ましくは４以下、より好ましくは３以下とする。
【００２１】
次に、記録マーク後端を上記形状とするために利用する方法、および、この方法を用いることによりＭW＞ＭLとできる理由を説明する。
【００２２】
相変化型記録媒体に記録を行う際には、前述したように、少なくとも記録パワーと消去パワーとの間でパワー変調したレーザービームを照射する。記録パワーのレーザービーム照射により記録層は溶融し、記録マーク長に対応する照射時間が経過した後、レーザービームのパワーが消去パワーまで下がるため、溶融した領域は急速に冷却されて非晶質となる。このような記録マーク形成過程において、溶融領域全体を非晶質化せず一部を結晶化することにより、記録マーク後端を上記形状とすることができる。具体的には、溶融領域の後端側（レーザービームが遠ざかる側）において冷却速度を低くすることにより、図１に示すように前記後端側を結晶化する。このようにして形成された記録マークでは、その後端の全体が記録マーク前端側に向かって凸状となることは少なく、通常、図１に示す形状となる。すなわち、記録マーク後端の中央付近に、記録トラック方向に突出する尾状部が存在する形状、例えば蝙蝠が翼を広げた形状となる。
【００２３】
ところで、記録マーク形成の際に溶融領域の一部が結晶化することは、特開平９−７１７６号公報に記載されている。ただし、同公報では、光記録ディスクの線速度が遅い場合に記録マーク前半部分で再結晶化が生じるとし、この再結晶化を防ぐために、記録パワーレベルのレーザー光を所定のパターンでパルス状に照射することを提案している。同公報には、マーク後半部分に相当する領域へのレーザービーム照射による熱が、いったんは溶融したマーク前半部分に相当する領域に伝導し、その結果、マーク前半部分が急冷されないために再結晶化が生じる旨が記載されている。また、特開平１１−２３２６９７号公報では、上記特開平９−７１７６号公報に記載された作用による再結晶化を、セルフイレーズと呼んでいる。
【００２４】
上記各公報に示されるように、記録マーク形成の際に溶融領域の前端部が上記セルフイレーズにより結晶化すること、および、この結晶化が記録マーク前端部の形状に影響を与えることは知られている。しかし、上記特開平９−７１７６号公報に示されるように、従来はセルフイレーズが記録マーク形状に与える影響を防ぐことが重要であった。
【００２５】
これに対し、上記セルフイレーズと同様な作用を溶融領域後端側において積極的に働かせ、これにより溶融領域後端側を結晶化すれば、記録マーク後端を図１に示されるような形状とすることができる。溶融領域後端側においてセルフイレーズ機能を働かせるためには、例えば、溶融領域の後ろ側に照射されるレーザービームのパワーおよびその照射時間を制御すればよい。溶融領域の後ろ側に照射されたレーザービームによる熱は、溶融領域内の後端側に伝導するため、このときの照射パワーおよびその照射時間を制御することにより、溶融領域後端部における冷却速度を調整でき、その結果、溶融領域後端部における結晶化領域の長さを制御できる。溶融領域後端側においてセルフイレーズ作用を働かせる場合、結晶化は主として記録マークの長さ方向において生じ、記録マークの幅方向においてはほとんど生じない。したがって、記録パワーレベルを比較的高くすることにより比較的幅広でかつその幅に対応した比較的長い溶融領域を形成し、次いで、この溶融領域後端部をセルフイレーズにより結晶化させて所定長さの非晶質記録マークを形成することで、長さに対し幅が相対的に大きい記録マークを形成することができる。
【００２６】
次に、溶融領域後端側におけるセルフイレーズ作用を制御する具体的方法について説明する。
【００２７】
まず、記録パルスストラテジについて説明する。一般に、相変化型光記録媒体に記録する際には、記録パワーを記録マークの長さに対応して連続的に照射するのではなく、前記特開平９−７１７６号公報に記載されているように、記録マーク形状の制御のため、複数のパルスからなるパルス列に分割して照射する場合が多い。この場合のパルス分割の具体的構成を、一般に記録パルスストラテジと呼ぶ。記録パルスストラテジの例を、図２に示す。図２には、ＮＲＺＩ信号の５Ｔ信号に対応する記録パルス列を例示してある。同図において、Ｔtopは先頭パルスの幅であり、Ｔmpは先頭パルス以外のパルス（マルチパルスともいう）の幅であり、Ｔclは最後尾パルスの後ろに付加された下向きパルス（クーリングパルスともいう）の幅である。これらのパルス幅は、通常、基準クロック幅（１Ｔ）で規格化した値で表示される。図示する記録パルスストラテジでは、クーリングパルスを含むすべての下向きパルスのパワー（バイアスパワーＰｂ）を消去パワーＰｅよりも低く設定している。
【００２８】
このような記録パルスストラテジによりレーザービームのパワー変調を行う場合において、溶融領域後端側におけるセルフイレーズ作用を制御するには、記録パワーＰｗ、Ｔmp、クーリングパルスのパワー（図示例ではバイアスパワーＰｂ）、Ｔclおよび消去パワーＰｅの少なくとも１つを制御すればよい。具体的には、記録層の組成や媒体の構造など、溶融領域の結晶化に関与する要素に応じて適宜選択すればよいが、通常、少なくとも記録パワーＰｗ、消去パワーＰｅおよびＴclの少なくとも１つを制御することが好ましい。
【００２９】
このようにセルフイレーズ作用により記録マーク長を制御すれば、記録マーク幅設定の自由度が高くなる。例えば、記録パワーおよび記録パワー照射後のパワー（クーリングパルスパワーおよび／または消去パワー）をいずれも高くすることにより、すなわち、大面積を溶融させ、かつ、溶融領域後端部における結晶化面積を大きくすることにより、幅広の記録マークを所定の長さに形成でき、一方、記録パワーおよび記録パワー照射後のパワーをいずれも低くすることにより、すなわち、小面積を溶融させ、かつ、溶融領域後端部における結晶化面積を小さくすることにより、幅の狭い記録マークを前記所定の長さに形成できる。したがって、案内溝（グルーブ）内および案内溝間の領域（ランド）の一方だけを記録トラックとする場合には、記録トラックからはみ出る程度の十分に幅広の記録マークを形成することができ、また、グルーブおよびランドの両方を記録トラックとするランド・グルーブ記録に適用する場合には、記録マークが記録トラックからはみ出さない範囲で幅広の記録マークを形成できるので、いずれの場合でも高い再生出力が得られる。
【００３０】
このようにセルフイレーズ作用を利用する場合、記録パワーを変更しても、同時に記録パワー照射後のパワーを変更すれば、記録マーク長を変化させないことが可能である。すなわち、セルフイレーズ作用を利用すれば、所定長さの記録マークを形成するに際し、選択できる記録パワーの幅（記録パワーマージン）が広くなる。
【００３１】
これに対し、記録マーク後端の形成にセルフイレーズ作用を利用しない場合には、例えば上記特開平９−７１７６号公報の図２に示されるように、記録マーク後端部が前端部と同様なラウンド形状になってしまう。そして、その場合において記録マークを短くすると、記録マーク長の短縮に伴って記録マーク幅も縮まってしまうので、記録マークの面積が不足して十分な出力が得られなくなる。また、セルフイレーズ作用を利用しない場合には、記録マーク長が実質的に記録パワーだけによって決定されるので、記録パワーマージンが狭くなる。
【００３２】
また、記録マーク後端の形成にセルフイレーズ作用を利用すると、記録マークを円形や長円形に形成する場合に比べ、ジッターを小さくすることができる。この効果は、最短記録マークを形成する際に特に顕著である。記録マーク長が正確で、かつ、記録マーク幅が十分に広くても、記録マークが円形や長円形であると、溶融領域後端部のセルフイレーズを利用する場合に比べジッターが大きくなってしまう。一般には、記録マークの輪郭が凹凸のない対称性の高い形状であるほどジッターが小さくなると信じられている。記録マークを対称性の低い形状とすることによりジッターが減少することを見いだしたのは、本発明者らが初めてである。
【００３３】
セルフイレーズを利用することにより、記録マーク長に対して相対的に記録マーク幅を大きくでき、それにより記録マーク長の短縮による再生出力低下を抑制できるので、セルフイレーズを利用する記録は、最短記録マークの長さを短くする必要がある場合に特に有効である。具体的には、最短記録マークの長さをＭLとし、記録光の波長をλとし、記録光学系の対物レンズの開口数をＮＡとしたとき、
ＭL≦０．４λ／ＮＡ
となるように最短記録マークを形成する場合に特に有効である。溶融領域後端におけるセルフイレーズを利用しないで微小な記録マークを形成する場合、記録マークが円形に近くなり、記録マーク幅も記録マーク長と同程度に狭まるため、再生出力が低くなってしまう。本発明者らは、ＭL≦０．４λ／ＮＡである記録マークにおいて、臨界的に再生出力が不十分となることを見いだした。これに対しセルフイレーズを利用する方法では、記録マーク長に対し記録マーク幅を大きくできるので、ＭL≦０．４λ／ＮＡとなる場合でも十分な記録マーク幅が確保でき、その結果、十分な再生出力が得られる。
【００３４】
記録マーク後端付近に存在する前記粗大結晶粒は、溶融領域後端の結晶化によって形成されたものである。本発明において記録マーク長のばらつきが小さいのは、Ｓｂを主成分とする記録層では、溶融領域後端部の冷却速度分布に応じて結晶化が生じ、冷却速度が結晶化の臨界値となる位置において結晶化が止まるためと考えられる。一方、Ｇｅ2Ｓｂ2Ｔｅ5記録層において記録マーク長のばらつきが大きいのは、Ｇｅ2Ｓｂ2Ｔｅ5記録層では、冷却速度の遅い領域でいったん結晶化が始まると、冷却速度が結晶化の臨界値となる位置を超えて結晶化が進んだり、前記位置の手前で結晶化が停止したりするためと考えられる。
【００３５】
なお、本発明の光記録媒体は、溶融領域後端付近におけるセルフイレーズ作用を利用する方法以外の記録にも適用できる。すなわち、Ｓｂを主成分とする記録層を用いることによる効果は、溶融領域の一部を結晶化することにより記録マーク長を制御する記録方法のすべてにおいて実現する。
【００３６】
また、微小な記録マークの熱安定性を向上させる効果は、セルフイレーズ作用を利用しない場合でも実現する。
【００３７】
本発明における光記録媒体が有する相変化型の記録層は、主成分としてＳｂを含有し、好ましくは副成分としてＧｅ、Ｎおよび希土類元素の少なくとも１種を含有する。ただし、主成分としてＳｂだけを用いると、結晶化温度が低下して熱安定性が低くなってしまうので、Ｔｅおよび／またはＩｎを添加することが好ましく、これらのうちでは、変調度を高くできる点で特にＴｅが好ましい。
【００３８】
主成分構成元素の原子比を
式Ｉ  ＳｂaＴｅbＩｎc
で表し、
ａ＋ｂ＋ｃ＝１
としたとき、好ましくは
ａ＝０．３〜０．９、
ｂ＝０〜０．７、
ｃ＝０〜０．７
であり、より好ましくは
ａ＝０．４〜０．９、
ｂ＝０〜０．６、
ｃ＝０〜０．６
であり、さらに好ましくは
ａ＝０．５〜０．９、
ｂ＝０〜０．５、
ｃ＝０〜０．５
である。
【００３９】
式Ｉにおいて、Ｓｂ含有量を表すａが小さすぎると、相変化に伴なう反射率差は大きくなるが結晶転移速度が急激に遅くなって消去が困難となる。一方、ａが大きすぎると、結晶化温度の低下に伴って記録マークの熱安定性が低くなってしまう。また、ａが大きすぎると、相変化に伴なう反射率差が小さくなって変調度が小さくなるという問題もある。
【００４０】
記録層に含有される上記副成分は、主として、非晶質記録マークの熱安定性を向上させる効果を示す。
【００４１】
記録層中におけるＧｅの含有率は、好ましくは２５原子％以下、より好ましくは１５原子％以下である。Ｇｅの含有率が高すぎると、Ｓｂを主成分とする相変化型記録材料としての特性が発現しにくくなる。また、Ｇｅを添加することにより結晶転移速度が低下するため、高転送レートを実現しにくくなる。なお、Ｇｅ添加による熱安定性向上効果を十分に発揮させるためには、Ｇｅ含有率を好ましくは１原子％以上、より好ましくは２原子％以上とする。
【００４２】
記録層にＮを含有させるには、例えばＡｒ等の希ガスに加えて窒素ガスを含有する雰囲気中でスパッタを行って記録層を形成すればよい。このときの雰囲気ガスの流量比（窒素ガス／希ガス）は、Ｎ添加による効果が十分に発現し、かつ、Ｎ含有率が過剰とならないように設定すればよいが、好ましくは２／１５０〜８／１５０とする。上記流量比が低すぎると、記録層中のＮ含有率が低くなりすぎ、その結果、Ｎ添加による効果が不十分となる。一方、上記流量比が高すぎると、記録層中のＮ含有率が高くなりすぎ、その結果、相変化に伴う記録層の反射率差が小さくなって十分な変調度が得られなくなる。
【００４３】
本発明で用いる希土類元素は、Ｙ、Ｓｃおよびランタノイドである。希土類元素は、Ｇｅと異なり結晶転移速度を低下させず、Ｓｂと同様に結晶転移速度を向上させる効果を示す。そのため、Ｓｂの一部に替えて希土類元素を添加することにより、結晶転移速度を維持または向上させた上で、微小記録マークの熱安定性を向上させることができる。記録層中における希土類元素の含有量は、好ましくは３０原子％以下、より好ましくは２５原子％以下である。希土類元素含有量が多すぎると、結晶化温度が高くなりすぎる。その結果、形成直後の非晶質記録層を初期化（結晶化）することが困難となる。なお、希土類元素添加による結晶転移速度の向上効果および記録マークの熱安定向上効果を十分に発揮させるためには、希土類元素の含有量を好ましくは１原子％以上、より好ましくは２原子％以上とする。
【００４４】
記録層中には、上記した主成分および副成分のほか、必要に応じて他の元素が添加されていてもよい。このような添加元素としては、元素Ｍ（元素Ｍは、Ａｕ、Ｂｉ、Ａｌ、Ｐ、Ｈ、Ｓｉ、Ｃ、Ｖ、Ｗ、Ｔａ、Ｚｎ、Ｔｉ、Ｓｎ、ＰｂおよびＡｇから選択される少なくとも１種の元素である）が挙げられる。元素Ｍは、書き換え耐久性を向上させる効果、具体的には、書き換えの繰り返しによる消去率の低下を抑える効果を示す。このような効果が強力であることから、元素ＭのうちではＶおよびＴａの少なくとも１種が好ましい。記録層中における元素Ｍの含有率は、１０原子％以下であることが好ましい。元素Ｍの含有率が高すぎると、相変化に伴なう反射率変化が小さくなって十分な変調度が得られなくなる。
【００４５】
なお、Ｓｂ、ＴｅおよびＩｎに加え、Ａｇを含有する相変化型記録層が知られている。しかし、本発明において変調度を高くするためには、Ａｇを添加せずに、その替わりにＴｅおよび／またはＩｎ、特にＴｅを添加することが好ましい。また、Ａｇ以外の上記元素Ｍについても、同様な理由により、添加しないことがより好ましい。
【００４６】
記録層の厚さは、好ましくは４〜５０nm、より好ましくは４〜３０nmである。記録層が薄すぎると結晶相の成長が困難となり、相変化に伴なう反射率変化が不十分となる。一方、記録層が厚すぎると、記録層の熱容量が大きくなるため記録が困難となる。また、記録層が厚すぎると、反射率および変調度が低くなってしまう。
【００４７】
記録層の組成は、ＥＰＭＡやＸ線マイクロアナリシス、ＩＣＰなどにより測定することができる。
【００４８】
記録層の形成は、スパッタ法により行うことが好ましい。スパッタ条件は特に限定されず、例えば、複数の元素を含む材料をスパッタする際には、合金ターゲットを用いてもよく、ターゲットを複数個用いる多元スパッタ法を用いてもよい。
【００４９】
本発明では、記録層の組成および記録マークの寸法のほかは特に限定されず、これらを満足する光記録媒体であれば、いずれの構造であっても適用できる。
【００５０】
一般的な相変化型光記録媒体の構成例としては、例えば図３に示すように、基体２上に、第１誘電体層３１、記録層４、第２誘電体層３２、反射層５および保護層６を順次積層したものが挙げられる。この媒体では、基体２を通して記録再生光が照射される。
【００５１】
また、例えば、図４に示すように、基体２を通さずに記録再生光を照射する構成としてもよい。この場合、基体２側から、反射層５、第２誘電体層３２、記録層４、第１誘電体層３１の順に積層し、最後に、樹脂等の透光性材料からなる保護層６を積層する。記録再生光は、保護層６を通して照射される。
【００５２】
【実施例】
実施例１
基体としてスライドガラスを用い、その表面に、反射層、第２誘電体層、記録層および第１誘電体層を順次形成して、測定用サンプルを作製した。
【００５３】
反射層は、Ａｒ雰囲気中においてスパッタ法により形成した。ターゲットにはＡｇ98Ｐｄ1Ｃｕ1（原子比）を用いた。反射層の厚さは１００nmとした。
【００５４】
第２誘電体層は、Ａｌ2Ｏ3ターゲットを用いてＡｒ雰囲気中でスパッタ法により形成した。第２誘電体層の厚さは２０nmとした。
【００５５】
記録層は、表１に示す主成分および副成分を有するものとした。ＴｂまたはＧｅを含有する記録層は、Ｓｂ−Ｔｅ合金ターゲットと、ＧｅターゲットまたはＴｂターゲットとを用いる２元スパッタ法により、Ａｒ雰囲気中で形成した。Ｎを含有する記録層は、Ｓｂ−Ｔｅ合金ターゲットを用いてＡｒ＋Ｎ2雰囲気中で形成した。主成分中の原子比は、
Ｓｂ：Ｔｅ＝７：３
とした。記録層の厚さは１２nmとした。記録層中におけるＧｅ含有率またはＴｂ含有率を表１に示す。また、記録層形成の際の雰囲気ガスの流量比（Ｎ2／Ａｒ）を表１に示す。
【００５６】
第１誘電体層は、ＺｎＳ（８０モル％）−ＳｉＯ2（２０モル％）ターゲットを用いてＡｒ雰囲気中でスパッタ法により形成した。第１誘電体層の厚さは１２５nmとした。
【００５７】
評価
各サンプルを加熱ステージに載せ、３０℃／分で昇温しながら基体を通して光を照射し、反射率が変化する温度を測定することにより記録層の結晶化温度を求めた。この結果を表１に示す。
【００５８】
【表１】
0004255202.tif 000002
【００５９】
表１に示されるように、副成分としてＧｅ、ＴｂまたはＮを添加することにより結晶化温度が上昇するため、熱安定性が向上する。
【００６０】
実施例２
射出成形によりグルーブを同時形成した直径１２０mm、厚さ１．２mmのディスク状ポリカーボネートを基体として用い、その表面に、実施例１の測定用サンプルNo.１〜８とそれぞれ同様にして反射層、第２誘電体層、記録層および第１誘電体層を順次形成して、光記録ディスクサンプルNo.１〜８を作製した。
【００６１】
記録層をバルクイレーザーにより初期化（結晶化）した後、各サンプルを光記録媒体評価装置に載せ、
レーザー波長：４０５nm、
開口数ＮＡ：０．８５、
線速：サンプルごとに異なる最適線速度、
記録信号：記録マーク長１７３nmに相当する周波数の単一信号、
の条件でオーバーライトを行った。記録パルスストラテジは、図２に例示するパターンとし、
Ｔtop：Ｔmp：Ｔcl＝０．３４：０．３４：０、
マルチパルスの数＝０
Ｐｗ＝５．０mW、
Ｐｅ＝１．５mW、
Ｐｂ＝０．１mW
とした。次に、各サンプルを８０℃・８０％ＲＨの環境下で１００時間保存した。
【００６２】
保存の前後において記録マーク形成トラックの平均反射率を測定し、その変化を調べた。高温環境下での保存によって記録マークが結晶化した場合、平均反射率が変化することになる。また、比較のために、記録マーク長が７００nmとなる単一信号を記録した場合についても、同様に反射率を測定した。ただし、記録マーク長が７００nmの場合は、トラックの平均反射率ではなく記録マークの反射率を測定した。記録マーク長を７００nmとした場合には、すべてのサンプルで反射率の変化は認められなかったが、記録マーク長を１７３nmとした場合には、副成分を添加しない記録層を有するサンプルNo.１においてだけ、平均反射率が変化した。
【００６３】
また、記録マーク長を１５０nmとし、８０℃・８０％ＲＨの環境下で保存した後、平均反射率を測定したところ、サンプルNo.１では５０時間の保存により平均反射率が変化したのに対し、他のサンプルでは１００時間保存後にも平均反射率の変化は認められなかった。
【００６４】
実施例３
実施例２で作製したサンプルNo.１〜６に、１０回オーバーライトを繰り返して、長さ７００nmの記録マークを形成した。その後、線速度を徐々に上げながら消去パワーを照射し、消去率が２５dBとなる線速度を求めた。この線速度は、消去が可能な線速度の最大値である。この線速度を消去可能線速度として、表２に示す。
【００６５】
【表２】
0004255202.tif 000003
【００６６】
表２から、副成分としてＴｂを用いることにより、消去可能線速度が向上することがわかる。すなわち、副成分としてＴｂを添加することにより、熱安定性の向上に加え、結晶転移速度の向上も可能であることがわかる。なお、副成分として、Ｙ、Ｄｙ、Ｇｄなど他の希土類元素を用いた場合も、同様な結果が得られた。
【００６７】
【発明の効果】
本発明によれば、形状および寸法の安定した微小記録マークを相変化型光記録媒体に形成することができる。また、微小記録マークの熱的安定性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】記録マークの模式図である。
【図２】記録パルスストラテジの例を示す図である。
【図３】光記録媒体の構成例を示す断面図である。
【図４】光記録媒体の構成例を示す断面図である。
【符号の説明】
２  基体
３１  第１誘電体層
３２  第２誘電体層
４  記録層
５  反射層
６  保護層
【図１】
0004255202.tif 000004
【図２】
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【図３】
0004255202.tif 000006
【図４】
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