(57)【要約】本発明では、高密度かつ広い線速度範囲において良好な記録再生特性が得られ、信頼性の高い記録媒体とその製造方法を提供する。そのために、光学的情報記録媒体において、透明基板上に少なくとも、光ビームの照射により光学的に検出可能である異なる状態間で変化する記録層、５０ａｔ％以上９５ａｔ％以下のＳｉを含む材料からなる光吸収層、９５ａｔ％以上のＡｇおよび５ａｔ％以下のＩｎを含む材料からなる反射層をこの順に備える。【特許請求の範囲】
【請求項１】
透明基板上に少なくとも、光ビームの照射により光学的に検出可能である異なる状態間で変化する記録層、５０ａｔ％以上９５ａｔ％以下のＳｉを含む材料からなる光吸収層、９５ａｔ％以上のＡｇおよび５ａｔ％以下のＩｎを含む材料からなる反射層をこの順に備えた、光学的情報記録媒体。
【請求項２】
透明基板上に第１情報層から第ｎ情報層（但し、ｎは２以上の整数）までのｎ個の情報層を備え、前記第ｎ情報層が、前記透明基板に近い側から、光ビームの照射により光学的に検出可能である異なる状態間で変化する記録層、５０ａｔ％以上９５ａｔ％以下のＳｉを含む材料からなる光吸収層、９５ａｔ％以上のＡｇおよび５ａｔ％以下のＩｎを含む材料からなる反射層をこの順に備えた、光学的情報記録媒体。
【請求項３】
前記反射層は、前記光吸収層に接している、請求項１または２に記載の光学的情報記録媒体。
【請求項４】
前記光吸収層の材料は、Ｓｃ、Ｙ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｃｒ、ＭｏまたはＷを含む、請求項１〜３の何れかに記載の光学的情報記録媒体。
【請求項５】
前記透明基板と前記記録層との間に、下側誘電体層を備えた、請求項１〜４の何れかに記載の光学的情報記録媒体。
【請求項６】
前記記録層と前記下側誘電体層との間に、下側界面層を備えた、請求項５に記載の光学的情報記録媒体。
【請求項７】
前記下側界面層の材料は、Ｍｇ、Ｃａ、Ｙ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｗ、Ｚｎ、Ａｌ、Ｇａ、ＩｎおよびＳｉの各元素の化合物から選ばれた２種以上を含む、請求項６に記載の光学的情報記録媒体。
【請求項８】
前記記録層と前記光吸収層との間に上側誘電体層を備えた、請求項１〜７の何れかに記載の光学的情報記録媒体。
【請求項９】
前記記録層と前記上側誘電体層との間に上側界面層を備えた、請求項６に記載の光学的情報記録媒体。
【請求項１０】
前記上側界面層の材料は、Ｍｇ、Ｃａ、Ｙ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｗ、Ｚｎ、Ａｌ、Ｇａ、ＩｎおよびＳｉの各元素の化合物から選ばれた２種以上を含む、請求項９に記載の光学的情報記録媒体。
【請求項１１】
透明基板上に少なくとも、光ビームの照射により光学的に検出可能である異なる状態間で変化する記録層、５０ａｔ％以上９５ａｔ％以下のＳｉを含む材料からなる光吸収層、９５ａｔ％以上のＡｇおよび５ａｔ％以下のＩｎを含む材料からなる反射層をこの順に備えた、光学的情報記録媒体の製造方法であって、
前記光吸収層と前記反射層を続けて形成する間、大気に曝されぬよう製造中の圧力を０．０１Ｐａ以下に保つ、光学的情報記録媒体の製造方法。
【請求項１２】
透明基板上に第１情報層から第ｎ情報層（但し、ｎは２以上の整数）までのｎ個の情報層を備え、前記第ｎ情報層が、前記透明基板に近い側から、光ビームの照射により光学的に検出可能である異なる状態間で変化する記録層、５０ａｔ％以上９５ａｔ％以下のＳｉを含む材料からなる光吸収層、９５ａｔ％以上のＡｇおよび５ａｔ％以下のＩｎを含む材料からなる反射層をこの順に備えた、光学的情報記録媒体の製造方法であって、
前記光吸収層と前記反射層を続けて形成する間、大気に曝されぬよう製造中の圧力を０．０１Ｐａ以下に保つ、光学的情報記録媒体の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は、光学的情報記録媒体およびその製造方法に関し、特にレーザ等を照射することにより、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に関する。
【背景技術】
【０００２】  基板上に形成したカルコゲン材料等の薄膜に、照射条件の異なるレーザ光を照射して局所的な加熱を行うことで、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加熱部を相変化させることが可能である。そして、この現象を応用した、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。
相変化方式の光学的情報記録媒体においては、情報信号に応じて、レーザ出力を記録レベルと消去レベルの少なくとも２つのパワーレベル間で変調して、レーザを情報トラック上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。
このような光学的情報記録媒体においては、記録層以外に、繰り返し記録する際の記録層の蒸発や基板の熱変形を防止し、光学的干渉効果により記録層の光吸収率や光学的変化をエンハンスする等の目的で、耐熱性に優れた誘電体材料等からなる保護層を記録層の基板に近い側（下側）および基板と反対の側（上側）に設けている。また、入射光を効率良く使い、冷却速度を向上させて非晶質化しやすくする等の目的で、金属・合金材料等からなる反射層を設けるのが一般的である。
さらに、記録層と誘電体層との間に界面層を設けることが提案されている。界面層は、記録層の結晶化を促進し、消去特性を向上させる働きや、記録層と誘電体保護層の間の原子・分子の相互拡散を防止し、繰り返し記録における耐久性を向上させる働き等を有している。さらには、記録層との間に剥離や腐食を生じさせない環境信頼性も兼ね備えていることが望ましい。
また、（１）記録層が結晶である場合と非晶質である場合との光吸収率の比を調整し、オーバーライト時にマーク形状が歪まないようすることで消去率を高める、（２）記録層が結晶である場合と非晶質である場合の反射率の差を大きくし、Ｃ／Ｎ比を大きくする、等の目的で、屈折率が高く、かつ適度に消衰係数の高い光吸収層を、上側誘電体層と反射層の間に設けることも提案されている（例えば、特許文献１参照）。
こういった光学的情報記録媒体の１枚あたり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、レーザ光の波長を短くする、および／または、レーザ光を集光する対物レンズの開口数を大きくすることにより、レーザ光のスポット径を小さくし、記録面密度を向上させる方法がある。近年の主流は、記録型ＤＶＤに代表されるように、波長６６０ｎｍで対物レンズ開口数０．６程度の光学系を用いるものである。さらには、波長４００ｎｍ近傍の青色レーザダイオードを適用し、開口数を０．８５程度まで高めた光学系を用いるＢｌｕ−ｒａｙ  ｄｉｓｃも実用化されている。このように開口数を高くすると、光ディスク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、記録型ＤＶＤの０．６ｍｍから０．１ｍｍ程度に薄くしている。
さらに、媒体１枚あたりに蓄積できる情報量を増やすために、情報を記録再生する層を複数積層した多層構造媒体も提案されている。このような多層記録媒体は、レーザ光源に近い側の情報層が光を吸収するため、レーザ光源から遠い側の情報層には減衰したレーザ光で記録・再生を行うことになり、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の情報層は透過率を高く、レーザ光源から遠い側の情報層は反射率、反射率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。
また、光学的情報記録媒体において、上述のように記録密度を高めることも重要であるが、さらには記録速度を高めることも、大量のデータを短時間で扱うために重要である。高速記録に対応するためには、記録層の結晶化速度を高める必要がある。
上述のように、新規に開発される記録再生の記録速度はより高速化する傾向にあり、媒体もこれに対応したものが要求される。同時に、低速でしか記録できない既存のドライブとの互換性を確保するためには、同じ媒体でも低速で記録できる必要がある。
媒体を高速記録に対応するためには、上述のように結晶化速度の速い記録層を使用する必要があるが、これを低速での記録に用いると、結晶化速度が速すぎることになる。すなわち、非晶質化が困難となり、マークが大きくなりにくいために信号振幅が低下するという問題が生じる。これに対しては、熱伝導率の高い反射層を用いて急冷化することで、低速記録でも非晶質化しやすくすることが有効である。
最も熱伝導率の高い元素はＡｇであり、Ａｕ等に比べると安価であるため反射層材料としてよく用いられる。Ａｇ単体の薄膜では腐食しやすいため、他の元素を添加するのが一般的であり、多くの合金が提案されている。しかしながら、その添加量が多いほど熱伝導率は低くなるため添加量は極力少なくするのが好ましいが、逆に少なくすると腐食しやすくなってしまう。さらには、隣接する層との間で原子拡散が生じて記録媒体として機能しなくなることもあり、特に上述の光吸収層を設ける場合等に問題となる可能性が高い。
【特許文献１】特開２０００−２１５５１６号公報
【発明の開示】
【０００３】  本発明は、上記課題を解決し、高密度かつ広い線速度範囲において良好な記録再生特性が得られ、かつ信頼性の高い記録媒体とその製造方法を提供することを目的とする。
上記課題を解決するために、本発明の光学的情報記録媒体は、透明基板上に少なくとも、光ビームの照射により光学的に検出可能である異なる状態間で変化する記録層、５０ａｔ％以上９５ａｔ％以下のＳｉを含む材料からなる光吸収層、９５ａｔ％以上のＡｇおよび５ａｔ％以下のＩｎを含む材料からなる反射層をこの順に備える。
これにより、高密度かつ広い線速度範囲において良好な記録再生特性を有する、信頼性の高い記録媒体が得られる。
また、上記課題を解決するために、本発明の光学的情報記録媒体は、透明基板上に第１情報層から第ｎ情報層（但し、ｎは２以上の整数）までのｎ個の情報層を備え、第ｎ情報層が、透明基板に近い側から、光ビームの照射により光学的に検出可能である異なる状態間で変化する記録層、５０ａｔ％以上９５ａｔ％以下のＳｉを含む材料からなる光吸収層、９５ａｔ％以上のＡｇおよび５ａｔ％以下のＩｎを含む材料からなる反射層をこの順に備える。
これによっても、高密度かつ広い線速度範囲において良好な記録再生特性を有する、信頼性の高い記録媒体が得られる。
本発明の光学的情報記録媒体において、反射層は、光吸収層に接していることが好ましい。
これにより、例えば、安定な記録再生特性を保持できる。
また、本発明の光学的情報記録媒体において、光吸収層の材料は、Ｓｃ、Ｙ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｃｒ、ＭｏまたはＷを含む。
これにより、熱的により安定した光吸収層が得られる。
本発明の光学的情報記録媒体において、透明基板と記録層との間に、下側誘電体層を備えることが好ましい。
これにより、例えば、より安定な記録再生特性が得られる。
また、本発明の光学的情報記録媒体において、記録層と下側誘電体層との間に、下側界面層を備えることが好ましい。
さらに、本発明の光学的情報記録媒体においては、下側界面層は、Ｍｇ、Ｃａ、Ｙ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｗ、Ｚｎ、Ａｌ、Ｇａ、ＩｎおよびＳｉの各元素の化合物から選ばれた２種以上を含む材料からなることが好ましい。
これらにより、記録層の低速記録時の非晶質化し易さを保ちつつ、高速記録時の記録層の結晶化を促進できる。
本発明の光学的情報記録媒体において、記録層と光吸収層との間に、上側誘電体層を備えることが好ましい。
これにより、例えば、より安定な記録再生特性が得られる。
また、本発明の光学的情報記録媒体において、記録層と上側誘電体層との間に、上側界面層を備えることが好ましい。
さらに、本発明の光学的情報記録媒体において、上側界面層がＭｇ、Ｃａ、Ｙ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｗ、Ｚｎ、Ａｌ、Ｇａ、ＩｎおよびＳｉの各元素の化合物から選ばれた２種以上を含む材料からなることが好ましい。
これらにより、記録層の低速記録時の非晶質化し易さを保ちつつ、高速記録時の記録層の結晶化を促進できる。
上記課題を解決するために、本発明の光学的情報記録媒体の製造方法は、透明基板上に少なくとも、光ビームの照射により光学的に検出可能である異なる状態間で変化する記録層、５０ａｔ％以上９５ａｔ％以下のＳｉを含む材料からなる光吸収層、９５ａｔ％以上のＡｇおよび５ａｔ％以下のＩｎを含む材料からなる反射層をこの順に備えたことを特徴とする光学的情報記録媒体の製造方法であって、光吸収層と反射層を続けて形成する間に大気に曝されぬよう製造中の圧力を０．０１Ｐａ以下に保つことが好ましい。
これにより、膜面上の欠陥を低減できる。
また、上記課題を解決するために、本発明の光学的情報記録媒体の製造方法は、透明基板上に第１情報層から第ｎ情報層（但し、ｎは２以上の整数）までのｎ個の情報層を備え、第ｎ情報層が、透明基板に近い側から、光ビームの照射により光学的に検出可能である異なる状態間で変化する記録層、５０ａｔ％以上９５ａｔ％以下のＳｉを含む材料からなる光吸収層、９５ａｔ％以上のＡｇおよび５ａｔ％以下のＩｎを含む材料からなる反射層をこの順に備えたことを特徴とする光学的情報記録媒体の製造方法であって、光吸収層と反射層を続けて形成する間に大気に曝されぬよう製造中の圧力を０．０１Ｐａ以下に保つことが好ましい。
これにより、膜面上の欠陥を低減できる。
本発明によれば、高密度かつ広い線速度範囲において良好な記録再生特性が得られ、信頼性の高い記録媒体とその製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００４】
【図１】本発明の光学的情報記録媒体の一構成例の断面図。
【図２】本発明の光学的情報記録媒体の一構成例の断面図。
【図３】本発明の光学的情報記録媒体の一構成例の断面図。
【図４】本発明の光学的情報記録媒体の記録再生装置の一例の概略図。
【図５】本発明の光学的情報記録媒体の記録再生に用いる記録パルス波形の一例の概略図。
【符号の説明】
【０００５】  １  透明基板
２  記録層
３  光吸収層
４  反射層
５  保護基板
６  レーザ光
７  対物レンズ
８  下側誘電体層
９  上側誘電体層
１０  下側界面層
１１  上側界面層
１２  分離層
１３  第１情報層
１４  第ｎ情報層
１５  レーザダイオード
１６  ハーフミラー
１７  モータ
１８  光学的情報記録媒体
１９  フォトディテクタ
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】  （実施の形態１）
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら具体的に説明する。
図１〜３は、本発明の光学的情報記録媒体の一構成例の部分断面図である。
図１に示すように、本発明の光学的情報記録媒体は、透明基板１上に、少なくとも記録層２、光吸収層３、反射層４および保護基板５がこの順に設けられている。この光学的情報記録媒体に対し、レーザ光６を対物レンズ７で集光し、透明基板１の側から照射して記録再生を行う。
また、図２に示すように、透明基板１と記録層２の間に下側誘電体層８、記録層２と光吸収層３の間に上側誘電体層９、さらには下側誘電体層８と記録層２の間に下側界面層１０、記録層２と上側誘電体層９の間に上側界面層１１を、それぞれ適宜設けてもよい。
また、図３に示すように、本発明の光学的情報記録媒体は、透明基板１と保護基板５の間に、分離層１２を介して第１情報層１３から第ｎ情報層１４（但し、ｎは２以上の整数）までのｎ個の情報層を設けてもよい。その際、少なくとも第ｎ情報層１４が、透明基板１に近い側から順に、図１または図２に示したものと同じ多層薄膜構造である必要がある。この光学的情報記録媒体の各情報層に対し、レーザ光６を対物レンズ７で集光し、透明基板１の側から照射して記録再生を行う。
透明基板１の材料は、レーザ光６の波長に対して略透明であることが好ましく、ポリカーボネイト樹脂、ポリメチルメタクリレート樹脂、ポリオレフィン樹脂、ノルボルネン系樹脂、紫外線硬化性樹脂、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１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。
下側誘電体層８および上側誘電体層９の材料は、例えば、Ｙ、Ｃｅ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｃｏ、Ｚｎ、Ａｌ、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｓｎ、Ｐｂ、Ｓｂ、Ｂｉ、Ｔｅ等の酸化物、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｗ、Ｂ、Ａｌ、Ｇａ、Ｉｎ、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｓｎ、Ｐｂ等の窒化物、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｗ、Ｓｉ等の炭化物、Ｚｎ、Ｃｄ等の硫化物、セレン化物またはテルル化物、Ｍｇ、Ｃａ、Ｌａ等の希土類等のフッ化物、Ｃ、Ｓｉ、Ｇｅ等の単体、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、例えばＺｎＳとＳｉＯ２の混合物等が好ましい。下側誘電体層８および上側誘電体層９は、必要に応じて異なる材料・組成のものを用いてもよいし、同一の材料・組成のものを用いることもできる。
ここで、上側誘電体層９の膜厚は２ｎｍ以上８０ｎｍ以下であることが好ましく、さらには５ｎｍ以上５０ｎｍ以下であることがより好ましい。上側誘電体層９の膜厚が薄過ぎると、記録層２と反射層４の間の距離が近付き過ぎて反射層４の冷却効果が強くなり、記録層２からの熱拡散が大きくなって記録感度が低下し、記録層２が結晶化しにくくなってしまう。逆に、上側誘電体層９が厚すぎると、記録層２と反射層４の間の距離が離れ過ぎて反射層４の冷却効果が弱くなり、記録層２からの熱拡散が小さくなって記録層２が非晶質化しにくくなってしまう。また、下側誘電体層８の膜厚は、１０ｎｍ以上２００ｎｍ以下であることが好ましい。
下側界面層１０および上側界面層１１の材料としては、上記の下側誘電体層８および上側誘電体層９の材料として挙げたものの中に、その役割を果たすものが幾つか存在する。例えばＧｅ、Ｓｉ等をベースにした窒化物、あるいは、Ｍｇ、Ｃａ、Ｙ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｗ、Ｚｎ、Ａｌ、Ｇａ、ＩｎおよびＳｉ等の各元素の化合物から選ばれた２種以上を含む材料を用いることができる。中でも特に、Ｚｒ、Ｈｆ、ＮｂおよびＴａから選ばれる元素の酸化物とＣｒ、Ｍｏ、Ｗ、Ｚｎ、Ａｌ、Ｇａ、ＩｎおよびＳｉから選ばれる元素の酸化物とを１：４から２：１の間のモル比率で混合することが好ましい。さらには、前記材料のうちＺｒ、Ｈｆ、ＮｂおよびＴａから選ばれる元素の酸化物の一部を、Ｍｇ、ＣａおよびＹから選ばれる元素の酸化物で置換えて、両者が４９：１から４：１の間のモル比率とすることがより好ましい。光吸収層３および反射層４を有する構成に、上記のような材料からなる下側界面層１０および／または上側界面層１１を追加することで、記録層２の低速記録時の非晶質化し易さを保ちつつ、高速記録時の記録層２の結晶化を促進できる。したがって、記録再生特性の良好な線速度範囲を広くすることができ、また、繰り返し記録時の耐久性も高めることができる。下側界面層１０および上側界面層１１の膜厚は特に限定されないが、薄すぎると界面層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等につながるため、例えば０．２ｎｍ以上２０ｎｍ以下であることが好ましい。下側界面層１０と上側界面層１１は、いずれか片方設けるだけでも効果を発揮するが、両方設けることで効果がより高くなる。両方設ける場合は、必要に応じて異なる材料・組成のものを用いてもよいし、同一の材料・組成のものを用いることもできる。
記録層２の材料としては、例えば、一般式Ｇｅｘ（ＢｉｙＳｂ１−ｙ）２Ｔｅｘ＋３（但し、ｘ≧１、０≦ｙ≦１）で表される、主成分が８０ａｔ％以上、より好ましくは９０ａｔ％以上を占める合金を用いることができる。記録層２には、結晶化速度、熱伝導率または光学定数等の調整、あるいは繰り返し耐久性、耐熱性または環境信頼性の向上等の目的で、Ｓｎ、Ｉｎ、Ｇａ、Ｚｎ、Ｃｕ、Ａｇ、Ａｕ、Ｃｒあるいは追加のＧｅ、Ｂｉ、Ｓｂ、Ｔｅ等の金属、半金属または半導体元素、またはＯ、Ｎ、Ｆ、Ｃ、Ｓ、Ｂ等の非金属元素から選ばれる１つまたは複数の元素を、必要に応じて記録層２全体の１０ａｔ％以内、より好ましくは５ａｔ％以内の組成割合の範囲で適宜添加してもよい。記録層２の膜厚は、２ｎｍ以上２０ｎｍ以下、より好ましくは４ｎｍ以上１４ｎｍ以下とすれば、十分なＣ／Ｎ比を得ることができる。記録層２の膜厚が、２ｎｍ未満では、十分な反射率および反射率変化が得られないためＣ／Ｎ比が低くなる。また、２０ｎｍを越える膜厚では、記録層２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のである。
光吸収層３の材料としては、（１）記録層２が結晶である場合と非晶質である場合との光吸収率の比を調整して、オーバーライト時にマーク形状が歪まないようすることで、特に高線速での消去率を高める、（２）記録層２が結晶である場合と非晶質である場合の反射率の差を大きくし、Ｃ／Ｎ比を大きくする等の目的で、屈折率が高く、適度に光を吸収する、すなわち、例えば屈折率ｎが２以上６以下、消衰係数ｋが１以上４以下であるものを用いることができる。より好ましくは、ｎが３以上５以下、ｋが１．５以上３以下であればよい。具体的には、Ｓｉをベースとした材料が光学的に適しており、耐熱性が高く熱伝導率も適度に高いため、熱的にも適している。Ｓｉは、少なくとも５０ａｔ％以上９５ａｔ％以下、より好ましくは６０ａｔ％以上９０ａｔ％以下含まれている必要があり、これに金属元素を加えた材料を用いることができる。Ｓｉの割合が少ないと熱伝導率が高くなり、より高い記録パワーが必要となるため、記録マークが拡がりすぎて隣接トラックのマークの一部を消してしまう。一方、Ｓｉの割合が多いと熱伝導率が低くなり、十分な大きさの記録マークが形成されにくくなるため、Ｃ／Ｎ比が低くなってしまうのである。上記材料として、融点の高い金属元素、例えばＳｃ、Ｙ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｃｒ、ＭｏまたはＷ等との化合物が熱的にも安定で好ましい。ＣｒＳｉ２、ＭｏＳｉ２等は化学両論組成近傍がより安定で、さらに好ましい。光吸収層３には、上記以外の元素として、熱伝導率または光学定数の調整、耐熱性または環境信頼性の向上等の目的で、Ｏ、Ｎ、Ｆ、Ｃ、Ｓ、Ｂ等の非金属元素から選ばれる、１つまたは複数の元素を必要に応じて、光吸収層３全体の４０ａｔ％以内、より好ましくは２０ａｔ％以内、さらに好ましくは１０ａｔ％以内の組成割合の範囲で適宜添加してもよい。光吸収層３の膜厚は、５ｎｍ以上１００ｎｍ以下、より好ましくは１０ｎｍ以上７０ｎｍ以下とすれば、十分なＣ／Ｎ比を得ることができる。光吸収層３の膜厚が、５ｎｍ未満では、記録層２が結晶である場合と非晶質である場合の反射率の差が小さくなるため、Ｃ／Ｎ比が低くなる。また、１００ｎｍを越える膜厚では、記録層２の熱が逃げにくくなり、十分な大きさの記録マークが形成しにくくなるため、Ｃ／Ｎ比が低くなってしまうのである。
反射層４の材料としては、熱伝導率の高いＡｇ合金が好ましく、その添加元素としては、少量で腐食防止および粒径微細化の効果が高いＩｎが適している。十分な熱伝導率を得るためには、Ａｇは９５ａｔ％以上、Ｉｎは５ａｔ％以下、より好ましくは、Ａｇは９８ａｔ％以上、Ｉｎは２ａｔ％以下の含有量である必要がある。逆に、腐食を防止するためには、Ａｇは９９．９８ａｔ％以下、Ｉｎは０．０２ａｔ％以上、より好ましくは、Ａｇは９９．９ａｔ％以下、Ｉｎは０．１ａｔ％以上の含有量である必要がある。反射層４には、ＡｇおよびＩｎ以外の第３の元素として、粒径粗大化の防止、熱伝導率または光学定数の調整、耐熱性または環境信頼性の向上等の目的で、Ｓｎ、Ｇａ、Ｚｎ、Ｃｕ、Ｃｒ、Ｇｅ、Ｂｉ、Ｓｂ、Ｔｅ等の金属、半金属または半導体元素、またはＯ、Ｎ、Ｆ、Ｃ、Ｓ、Ｂ等の非金属元素から選ばれる１つまたは複数の元素を必要に応じて反射層４全体の５ａｔ％以内、より好ましくは２ａｔ％以内の組成割合の範囲で適宜添加してもよい。反射層４の膜厚は、２０ｎｍ以上２００ｎｍ以下、より好ましくは４０ｎｍ以上１５０ｎｍ以下とすれば、十分なＣ／Ｎ比を得ることができる。反射層４の膜厚が、２０ｎｍ未満では、記録層２の熱が逃げにくくなり、十分な大きさの記録マークが形成しにくくなるため、Ｃ／Ｎ比が低くなってしまう。また、２００ｎｍを越える膜厚では、記録層２の熱が逃げやすくなり、より高い記録パワーが必要となるため、記録マークが広がりすぎて隣接トラックのマークの一部を消してしまうのである。
Ａｇ−Ｉｎからなる反射層４は、これに接する材料によっては、層間で原子拡散を生じてしまう場合がある。しかし、Ｓｉベースの材料からなる光吸収層３とは、高温高湿条件下でも原子拡散を生じず、安定な記録再生特性を保持できる。
なお、上記の多層薄膜は、オージェ電子分光法、Ｘ線光電子分光法または２次イオン質量分析法等の方法により、各層の材料および組成を調べることが可能である。本実施例においては、各層のターゲット材料組成と実際に形成された薄膜の組成が、略同等であることを確認した。ただし、成膜装置、成膜条件またはターゲットの製造方法等によっては、ターゲット材料組成と実際に形成された薄膜の組成とが異なる場合もある。その場合には、あらかじめ組成のずれを補正する補正係数を経験則から求め、所望の組成の薄膜が得られるようにターゲット材料の組成を決めることが好ましい。
保護基板５の材料としては、透明基板１の材料として挙げたのと同じものを用いることができる。一方、透明基板１とは異なる材料としてもよく、レーザ光６の波長に対して必ずしも透明でなくてもよい。また、保護基板５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。
分離層１２としては、紫外線硬化性樹脂等を用いることができる。分離層１２の厚さは、第１情報層１３から第ｎ情報層１４までのいずれか一層を再生する際に、他層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７の開口数ＮＡとレーザ光６の波長λにより決定される焦点深度以上の厚さである必要がある。また、全ての情報層が集光可能な範囲に収まる厚さである必要もある。例えば、分離層１２の厚さは、λ＝６６０ｎｍ、ＮＡ＝０．６の場合は１０μｍ以上１００μｍ以下、また、λ＝４０５ｎｍ、ＮＡ＝０．８５の場合は少なくとも５μｍ以上５０μｍ以下である必要がある。但し、層間のクロストークを低減できる光学系が開発されれば、分離層１２の厚さは上記より薄くできる可能性もある。
第１情報層１３としては、少なくとも３０％以上の透過率が必要であるが、書換型のみならず、追記型または再生専用型のいずれでも可能である。
また、上記光学的情報記録媒体２枚を、それぞれの保護基板５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、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。
上記の各薄膜は、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。
上記の薄膜層や分離層１２は、透明基板１上に順次形成した後に、保護基板５を形成または貼り合せてもよい。逆に、保護基板５上に順次形成した後に、透明基板１を形成または貼り合せてもよい。特に、後者は、透明基板１が０．３ｍｍ以下のように薄い場合に適している。その場合、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５および分離層１２の表面上に形成、すなわち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ものから転写される必要がある。その際、特に分離層１２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−ｐｏｌｙｍｅｒｉｚａｔｉｏｎ法）を用いることができる。
光吸収層３と反射層４を続けて形成する間、製造中の圧力は、大気に曝されぬよう０．０１Ｐａ以下に保たれる。大気に曝されると、膜面上の欠陥が増大するためである。
上記光学的記録媒体の記録層２は、一般に、成膜したままの状態では非晶質状態である。したがって、レーザ光等でアニールし、結晶状態とする初期化処理を施すことで完成ディスクとなり、記録再生を行うことができる。
図４に、本発明の光学的情報記録媒体の記録再生を行う記録再生装置の、最小限必要な装置構成の概略図の一例を示す。レーザダイオード１５を出たレーザ光６は、ハーフミラー１６および対物レンズ７を通じて、モータ１７によって回転されている光学的情報記録媒体１８上にフォーカシングされ、その反射光をフォトディテクタ１９に入射させて信号を検出する。
情報信号の記録を行う際には、レーザ光６の強度を複数のパワーレベル間で変調する。レーザ強度を変調するには、半導体レーザの駆動電流を変調して行うのが良く、あるいは電気光学変調器、音響光学変調器等の手段を用いることも可能である。マークを形成する部分に対しては、ピークパワーＰ１の単一矩形パルスでもよい。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５に示すようなピークパワー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。また、最後尾のパルスの後に、冷却パワーＰ４の冷却区間を設けても良い。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。
記録マークを形成するためのレーザパワー変調パルス波形を、その発光パワーの時間積分を最大発光パワーで割った値が高線速度程度に大きいものとすることで、より広い線速度範囲で良好な記録再生特性を保つことができる。発光パワーの時間積分を最大発光パワーで割った値を大きくすることは、具体的には、例えば図６に示すパルス波形において、ピークパワーＰ１の各パルスの一部または全ての幅を広くするか、あるいは、パワーレベルＰ３を高くすることで実現でき、特に高線速度での消去率向上に効果がある。
なお、記録するマークの長さ、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。本発明の光学的情報記録媒体の記録再生方法では、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、必要に応じてパターン毎にエッジ位置が揃うように調整し、補償することもできる。
【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が、以下の実施例は本発明を限定するものではない。
＜実施例１＞
透明基板として、ポリカーボネイト樹脂からなり、直径１２ｃｍ、厚さ０．６ｍｍ、グルーブピッチ１．２３μｍ、グルーブ深さ約５５ｎｍのものを準備した。この透明基板のグルーブが形成された表面上に、（ＺｎＳ）８０（ＳｉＯ２）２０からなる膜厚１２０ｎｍの下側誘電体層、（ＺｒＯ２）４６（Ｙ２Ｏ３）４（Ｃｒ２Ｏ３）５０からなる膜厚５ｎｍの下側界面層、Ｇｅ４０Ｓｂ４Ｂｉ４Ｔｅ５２からなる膜厚８．５ｎｍの記録層、（ＺｒＯ２）４６（Ｙ２Ｏ３）４（Ｃｒ２Ｏ３）５０からなる膜厚５ｎｍの上側界面層、（ＺｎＳ）８０（ＳｉＯ２）２０からなる膜厚４０ｎｍの上側誘電体層、ＣｒＳｉ２からなる膜厚３０ｎｍの光吸収層、Ａｇ９８Ｉｎ２からなる膜厚１００ｎｍの反射層、の各層を、Ａｒ雰囲気中でスパッタリング法により順次積層した。こうして形成された多層薄膜面上に紫外線硬化性樹脂を介して、ポリカーボネイトからなる保護基板を貼り合せ、紫外線光を照射して硬化させた。そして、このディスクの透明基板側からレーザ光でアニールすることにより記録層全面を初期化した。これをディスク１とし、さらに表１に示すとおり、光吸収層および／または反射層の材料組成を変えたディスク２〜１３を同様に作製した。
【表１】
2006025162.tif 000002
これらのディスクを、線速度８．２ｍ／ｓ（基準クロックＴ＝１７．１ｎｓ）および線速度２０．５ｍ／ｓ（基準クロックＴ＝６．９ｎｓ）の２つの条件で回転させ、波長６６０ｎｍ、かつＮＡ０．６の光学系を用いて記録再生を行った。いずれの線速度においても、グルーブおよびランドに３Ｔ信号と１１Ｔ信号を交互に１１回記録し、３Ｔ信号が記録された状態でこのトラックを再生してそのＣ／Ｎ比をスペクトラムアナライザで測定した。そして、さらに、１１Ｔ信号を１回記録したときの消去率、すなわち３Ｔ信号振幅の減衰比をスペクトラムアナライザで測定した。また、各ディスクの信頼性を調べるために、線速度８．２ｍ／ｓで３Ｔ信号を記録した状態で、９０℃８０％ＲＨに保たれた恒温恒湿槽にディスクを投入し、１００時間保存してから取り出した後で、再度Ｃ／Ｎ比を測定した。
信号を記録する際のレーザ変調波形は、いずれの線速度においても、３Ｔ信号の場合は、幅１．５Ｔ（パワーレベルＰ１）の単一矩形パルスとし、１１Ｔ信号の場合は、幅１．５Ｔの先頭パルスとこれに続く幅０．５Ｔの８つのサブパルスとからなるパルス列（パワーレベルＰ１）とし、各パルス間（パワーレベルＰ３）の幅も０．５Ｔとした。マークを記録しない部分では、パワーレベルＰ２の連続光とした。線速度８．２ｍ／ｓの場合は、Ｐ３＝Ｐ２、線速度２０．５ｍ／ｓの場合は、Ｐ３＝Ｐ２＋１ｍＷとした。各パワーレベルの決め方としては、記録パワーレベルＰ１は、Ｃ／Ｎ比が４５ｄＢを超えるパワーの下限値の１．５倍、パワーレベルＰ２は、消去率が２０ｄＢを超えるパワー範囲の中央値、再生パワーレベルＰ５は、１．０ｍＷとした。
以上の条件で、各ディスクのＣ／Ｎ比と消去率を測定した結果を表１に示す。なお、Ｃ／Ｎ比および消去率は、各ディスクともグルーブとランドで大きな差はなかったが、表１には低い方の値を示している。また、９０℃８０％ＲＨで１００時間保存後のＣ／Ｎ比測定では、キャリアレベルに大きな変化が見られなかったため、ノイズレベルの増加量を同じく表１に示した。
表１によると、ディスク１は、各線速度においてＣ／Ｎ比・消去率とも良好な値が得られており、保存後のノイズ増加も見られなかった。これに対し、反射層のＩｎ添加量を各々０．５ａｔ％および４ａｔ％としたディスク２および３では、若干Ｃ／Ｎ比と消去率に違いが見られるものの特に問題はなかった。一方、Ｉｎ添加量を８ａｔ％まで増やしたディスク４では、Ｃ／Ｎ比が明らかに低く、熱伝導率低下による冷却能不足となっていることがわかる。
反射層のＡｇへの添加元素を変えたディスク５〜７においてもＣ／Ｎ比が低く、これもまた熱伝導率の低下によるものと考えられる。ディスク８および９では、光吸収層をＳｉベースの別の材料に変えているが、ディスク１と同様に良好な特性を示している。これに対し、Ｓｉベースではなく、Ｇｅベースの材料を光吸収層に用いたディスク１０では、保存後のノイズ増加が顕著であり、腐食または光吸収層と反射層の間の原子拡散によるものと考えられる。同じＧｅベース材料からなる光吸収層を用いたディスク１１では、反射層のＡｇへの添加元素を変えることで保存後のノイズ増加は抑えられるものの、熱伝導率低下によると思われるＣ／Ｎ比の低下が見られた。また、光吸収層をよりＳｉベース材料よりも熱伝導率の高い材料に代えたディスク１２および１３では、特に高速での消去率の低下が顕著であり、過剰な急冷化により記録層の結晶化が不十分となっていると考えられる。さらに、ディスク１３では、光吸収層の光学定数が不適当なためかＣ／Ｎ比も低い。
以上の結果から、５０ａｔ％以上９５ａｔ％以下のＳｉを含む材料からなる光吸収層と、９５ａｔ％以上のＡｇおよび５ａｔ％以下のＩｎを含む材料からなる反射層とを併せて用いることで、広い線速度範囲において良好な記録再生特性と高い信頼性が得られることがわかった。
【産業上の利用可能性】
【０００７】  本発明にかかる光学的情報記録媒体およびその製造方法は、高密度かつ広い線速度範囲において良好な記録再生特性が得られる、信頼性の高い記録媒体とその製造方法に関して有用である。
【図１】
2006025162.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【手続補正書】
【提出日】平成18年4月17日(2006.4.17)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
透明基板上に少なくとも、光ビームの照射により光学的に検出可能である異なる状態間で変化する記録層、５０ａｔ％以上９５ａｔ％以下のＳｉを含む材料からなる光吸収層、９５ａｔ％以上のＡｇおよび５ａｔ％以下のＩｎを含む材料からなる反射層をこの順に備えた、光学的情報記録媒体。
【請求項２】
透明基板上に第１情報層から第ｎ情報層（但し、ｎは２以上の整数）までのｎ個の情報層を備え、前記第ｎ情報層が、前記透明基板に近い側から、光ビームの照射により光学的に検出可能である異なる状態間で変化する記録層、５０ａｔ％以上９５ａｔ％以下のＳｉを含む材料からなる光吸収層、９５ａｔ％以上のＡｇおよび５ａｔ％以下のＩｎを含む材料からなる反射層をこの順に備えた、光学的情報記録媒体。
【請求項３】
前記反射層は、前記光吸収層に接している、請求項１または２に記載の光学的情報記録媒体。
【請求項４】
前記光吸収層の材料は、Ｓｃ、Ｙ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｃｒ、ＭｏまたはＷを含む、請求項１〜３の何れかに記載の光学的情報記録媒体。
【請求項５】
前記透明基板と前記記録層との間に、下側誘電体層を備えた、請求項１〜４の何れかに記載の光学的情報記録媒体。
【請求項６】
前記記録層と前記下側誘電体層との間に、下側界面層を備えた、請求項５に記載の光学的情報記録媒体。
【請求項７】
前記下側界面層の材料は、Ｍｇ、Ｃａ、Ｙ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｗ、Ｚｎ、Ａｌ、Ｇａ、ＩｎおよびＳｉの各元素の化合物から選ばれた２種以上を含む、請求項６に記載の光学的情報記録媒体。
【請求項８】
前記記録層と前記光吸収層との間に上側誘電体層を備えた、請求項１〜７の何れかに記載の光学的情報記録媒体。
【請求項９】
前記記録層と前記上側誘電体層との間に上側界面層を備えた、請求項６に記載の光学的情報記録媒体。
【請求項１０】
前記上側界面層の材料は、Ｍｇ、Ｃａ、Ｙ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｗ、Ｚｎ、Ａｌ、Ｇａ、ＩｎおよびＳｉの各元素の化合物から選ばれた２種以上を含む、請求項９に記載の光学的情報記録媒体。
【請求項１１】
透明基板上に少なくとも、光ビームの照射により光学的に検出可能である異なる状態間で変化する記録層、５０ａｔ％以上９５ａｔ％以下のＳｉを含む材料からなる光吸収層、９５ａｔ％以上のＡｇおよび５ａｔ％以下のＩｎを含む材料からなる反射層をこの順に備えた、光学的情報記録媒体の製造方法であって、
前記光吸収層と前記反射層を続けて形成する間、大気に曝されぬよう製造中の圧力を０．０１Ｐａ以下に保つ、光学的情報記録媒体の製造方法。
【請求項１２】
透明基板上に第１情報層から第ｎ情報層（但し、ｎは２以上の整数）までのｎ個の情報層を備え、前記第ｎ情報層が、前記透明基板に近い側から、光ビームの照射により光学的に検出可能である異なる状態間で変化する記録層、５０ａｔ％以上９５ａｔ％以下のＳｉを含む材料からなる光吸収層、９５ａｔ％以上のＡｇおよび５ａｔ％以下のＩｎを含む材料からなる反射層をこの順に備えた、光学的情報記録媒体の製造方法であって、
前記光吸収層と前記反射層を続けて形成する間、大気に曝されぬよう製造中の圧力を０．０１Ｐａ以下に保つ、光学的情報記録媒体の製造方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光学的情報記録媒体およびその製造方法に関し、特にレーザ等を照射することにより、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に関する。
【背景技術】
【０００２】
基板上に形成したカルコゲン材料等の薄膜に、照射条件の異なるレーザ光を照射して局所的な加熱を行うことで、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加熱部を相変化させることが可能である。そして、この現象を応用した、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、情報信号に応じて、レーザ出力を記録レベルと消去レベルの少なくとも２つのパワーレベル間で変調して、レーザを情報トラック上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、記録層以外に、繰り返し記録する際の記録層の蒸発や基板の熱変形を防止し、光学的干渉効果により記録層の光吸収率や光学的変化をエンハンスする等の目的で、耐熱性に優れた誘電体材料等からなる保護層を記録層の基板に近い側（下側）および基板と反対の側（上側）に設けている。また、入射光を効率良く使い、冷却速度を向上させて非晶質化しやすくする等の目的で、金属・合金材料等からなる反射層を設けるのが一般的である。
【０００５】
さらに、記録層と誘電体層との間に界面層を設けることが提案されている。界面層は、記録層の結晶化を促進し、消去特性を向上させる働きや、記録層と誘電体保護層の間の原子・分子の相互拡散を防止し、繰り返し記録における耐久性を向上させる働き等を有している。さらには、記録層との間に剥離や腐食を生じさせない環境信頼性も兼ね備えていることが望ましい。
【０００６】
また、（１）記録層が結晶である場合と非晶質である場合との光吸収率の比を調整し、オーバーライト時にマーク形状が歪まないようすることで消去率を高める、（２）記録層が結晶である場合と非晶質である場合の反射率の差を大きくし、Ｃ／Ｎ比を大きくする、等の目的で、屈折率が高く、かつ適度に消衰係数の高い光吸収層を、上側誘電体層と反射層の間に設けることも提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００７】
こういった光学的情報記録媒体の１枚あたり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、レーザ光の波長を短くする、および／または、レーザ光を集光する対物レンズの開口数を大きくすることにより、レーザ光のスポット径を小さくし、記録面密度を向上させる方法がある。近年の主流は、記録型ＤＶＤに代表されるように、波長６６０ｎｍで対物レンズ開口数０．６程度の光学系を用いるものである。さらには、波長４００ｎｍ近傍の青色レーザダイオードを適用し、開口数を０．８５程度まで高めた光学系を用いるＢｌｕ−ｒａｙ ｄｉｓｃも実用化されている。このように開口数を高くすると、光ディスク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、記録型ＤＶＤの０．６ｍｍから０．１ｍｍ程度に薄くしている。
【０００８】
さらに、媒体１枚あたりに蓄積できる情報量を増やすために、情報を記録再生する層を複数積層した多層構造媒体も提案されている。このような多層記録媒体は、レーザ光源に近い側の情報層が光を吸収するため、レーザ光源から遠い側の情報層には減衰したレーザ光で記録・再生を行うことになり、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の情報層は透過率を高く、レーザ光源から遠い側の情報層は反射率、反射率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。
【０００９】
また、光学的情報記録媒体において、上述のように記録密度を高めることも重要であるが、さらには記録速度を高めることも、大量のデータを短時間で扱うために重要である。高速記録に対応するためには、記録層の結晶化速度を高める必要がある。
【特許文献１】特開２０００−２１５５１６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
上述のように、新規に開発される記録再生の記録速度はより高速化する傾向にあり、媒体もこれに対応したものが要求される。同時に、低速でしか記録できない既存のドライブとの互換性を確保するためには、同じ媒体でも低速で記録できる必要がある。
【００１１】
媒体を高速記録に対応するためには、上述のように結晶化速度の速い記録層を使用する必要があるが、これを低速での記録に用いると、結晶化速度が速すぎることになる。すなわち、非晶質化が困難となり、マークが大きくなりにくいために信号振幅が低下するという問題が生じる。これに対しては、熱伝導率の高い反射層を用いて急冷化することで、低速記録でも非晶質化しやすくすることが有効である。
【００１２】
最も熱伝導率の高い元素はＡｇであり、Ａｕ等に比べると安価であるため反射層材料としてよく用いられる。Ａｇ単体の薄膜では腐食しやすいため、他の元素を添加するのが一般的であり、多くの合金が提案されている。しかしながら、その添加量が多いほど熱伝導率は低くなるため添加量は極力少なくするのが好ましいが、逆に少なくすると腐食しやすくなってしまう。さらには、隣接する層との間で原子拡散が生じて記録媒体として機能しなくなることもあり、特に上述の光吸収層を設ける場合等に問題となる可能性が高い。
【００１３】
本発明は、上記課題を解決し、高密度かつ広い線速度範囲において良好な記録再生特性が得られ、かつ信頼性の高い記録媒体とその製造方法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】
【００１４】
上記課題を解決するために、本発明の光学的情報記録媒体は、透明基板上に少なくとも、光ビームの照射により光学的に検出可能である異なる状態間で変化する記録層、５０ａｔ％以上９５ａｔ％以下のＳｉを含む材料からなる光吸収層、９５ａｔ％以上のＡｇおよび５ａｔ％以下のＩｎを含む材料からなる反射層をこの順に備える。
これにより、高密度かつ広い線速度範囲において良好な記録再生特性を有する、信頼性の高い記録媒体が得られる。
【００１５】
また、上記課題を解決するために、本発明の光学的情報記録媒体は、透明基板上に第１情報層から第ｎ情報層（但し、ｎは２以上の整数）までのｎ個の情報層を備え、第ｎ情報層が、透明基板に近い側から、光ビームの照射により光学的に検出可能である異なる状態間で変化する記録層、５０ａｔ％以上９５ａｔ％以下のＳｉを含む材料からなる光吸収層、９５ａｔ％以上のＡｇおよび５ａｔ％以下のＩｎを含む材料からなる反射層をこの順に備える。
【００１６】
これによっても、高密度かつ広い線速度範囲において良好な記録再生特性を有する、信頼性の高い記録媒体が得られる。
本発明の光学的情報記録媒体において、反射層は、光吸収層に接していることが好ましい。
これにより、例えば、安定な記録再生特性を保持できる。
【００１７】
また、本発明の光学的情報記録媒体において、光吸収層の材料は、Ｓｃ、Ｙ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｃｒ、ＭｏまたはＷを含む。
これにより、熱的により安定した光吸収層が得られる。
【００１８】
本発明の光学的情報記録媒体において、透明基板と記録層との間に、下側誘電体層を備えることが好ましい。
これにより、例えば、より安定な記録再生特性が得られる。
【００１９】
また、本発明の光学的情報記録媒体において、記録層と下側誘電体層との間に、下側界面層を備えることが好ましい。
さらに、本発明の光学的情報記録媒体においては、下側界面層は、Ｍｇ、Ｃａ、Ｙ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｗ、Ｚｎ、Ａｌ、Ｇａ、ＩｎおよびＳｉの各元素の化合物から選ばれた２種以上を含む材料からなることが好ましい。
これらにより、記録層の低速記録時の非晶質化し易さを保ちつつ、高速記録時の記録層の結晶化を促進できる。
【００２０】
本発明の光学的情報記録媒体において、記録層と光吸収層との間に、上側誘電体層を備えることが好ましい。
これにより、例えば、より安定な記録再生特性が得られる。
【００２１】
また、本発明の光学的情報記録媒体において、記録層と上側誘電体層との間に、上側界面層を備えることが好ましい。
さらに、本発明の光学的情報記録媒体において、上側界面層がＭｇ、Ｃａ、Ｙ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｗ、Ｚｎ、Ａｌ、Ｇａ、ＩｎおよびＳｉの各元素の化合物から選ばれた２種以上を含む材料からなることが好ましい。
これらにより、記録層の低速記録時の非晶質化し易さを保ちつつ、高速記録時の記録層の結晶化を促進できる。
【００２２】
上記課題を解決するために、本発明の光学的情報記録媒体の製造方法は、透明基板上に少なくとも、光ビームの照射により光学的に検出可能である異なる状態間で変化する記録層、５０ａｔ％以上９５ａｔ％以下のＳｉを含む材料からなる光吸収層、９５ａｔ％以上のＡｇおよび５ａｔ％以下のＩｎを含む材料からなる反射層をこの順に備えたことを特徴とする光学的情報記録媒体の製造方法であって、光吸収層と反射層を続けて形成する間に大気に曝されぬよう製造中の圧力を０．０１Ｐａ以下に保つことが好ましい。
これにより、膜面上の欠陥を低減できる。
【００２３】
また、上記課題を解決するために、本発明の光学的情報記録媒体の製造方法は、透明基板上に第１情報層から第ｎ情報層（但し、ｎは２以上の整数）までのｎ個の情報層を備え、第ｎ情報層が、透明基板に近い側から、光ビームの照射により光学的に検出可能である異なる状態間で変化する記録層、５０ａｔ％以上９５ａｔ％以下のＳｉを含む材料からなる光吸収層、９５ａｔ％以上のＡｇおよび５ａｔ％以下のＩｎを含む材料からなる反射層をこの順に備えたことを特徴とする光学的情報記録媒体の製造方法であって、光吸収層と反射層を続けて形成する間に大気に曝されぬよう製造中の圧力を０．０１Ｐａ以下に保つことが好ましい。
これにより、膜面上の欠陥を低減できる。
【発明の効果】
【００２４】
本発明によれば、高密度かつ広い線速度範囲において良好な記録再生特性が得られ、信頼性の高い記録媒体とその製造方法を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
（実施の形態１）
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら具体的に説明する。
図１〜３は、本発明の光学的情報記録媒体の一構成例の部分断面図である。
【００２６】
図１に示すように、本発明の光学的情報記録媒体は、透明基板１上に、少なくとも記録層２、光吸収層３、反射層４および保護基板５がこの順に設けられている。この光学的情報記録媒体に対し、レーザ光６を対物レンズ７で集光し、透明基板１の側から照射して記録再生を行う。
【００２７】
また、図２に示すように、透明基板１と記録層２の間に下側誘電体層８、記録層２と光吸収層３の間に上側誘電体層９、さらには下側誘電体層８と記録層２の間に下側界面層１０、記録層２と上側誘電体層９の間に上側界面層１１を、それぞれ適宜設けてもよい。
【００２８】
また、図３に示すように、本発明の光学的情報記録媒体は、透明基板１と保護基板５の間に、分離層１２を介して第１情報層１３から第ｎ情報層１４（但し、ｎは２以上の整数）までのｎ個の情報層を設けてもよい。その際、少なくとも第ｎ情報層１４が、透明基板１に近い側から順に、図１または図２に示したものと同じ多層薄膜構造である必要がある。この光学的情報記録媒体の各情報層に対し、レーザ光６を対物レンズ７で集光し、透明基板１の側から照射して記録再生を行う。
【００２９】
透明基板１の材料は、レーザ光６の波長に対して略透明であることが好ましく、ポリカーボネイト樹脂、ポリメチルメタクリレート樹脂、ポリオレフィン樹脂、ノルボルネン系樹脂、紫外線硬化性樹脂、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１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。
【００３０】
下側誘電体層８および上側誘電体層９の材料は、例えば、Ｙ、Ｃｅ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｃｏ、Ｚｎ、Ａｌ、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｓｎ、Ｐｂ、Ｓｂ、Ｂｉ、Ｔｅ等の酸化物、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｗ、Ｂ、Ａｌ、Ｇａ、Ｉｎ、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｓｎ、Ｐｂ等の窒化物、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｗ、Ｓｉ等の炭化物、Ｚｎ、Ｃｄ等の硫化物、セレン化物またはテルル化物、Ｍｇ、Ｃａ、Ｌａ等の希土類等のフッ化物、Ｃ、Ｓｉ、Ｇｅ等の単体、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、例えばＺｎＳとＳｉＯ2の混合物等が好ましい。下側誘電体層８および上側誘電体層９は、必要に応じて異なる材料・組成のものを用いてもよいし、同一の材料・組成のものを用いることもできる。
【００３１】
ここで、上側誘電体層９の膜厚は２ｎｍ以上８０ｎｍ以下であることが好ましく、さらには５ｎｍ以上５０ｎｍ以下であることがより好ましい。上側誘電体層９の膜厚が薄過ぎると、記録層２と反射層４の間の距離が近付き過ぎて反射層４の冷却効果が強くなり、記録層２からの熱拡散が大きくなって記録感度が低下し、記録層２が結晶化しにくくなってしまう。逆に、上側誘電体層９が厚すぎると、記録層２と反射層４の間の距離が離れ過ぎて反射層４の冷却効果が弱くなり、記録層２からの熱拡散が小さくなって記録層２が非晶質化しにくくなってしまう。また、下側誘電体層８の膜厚は、１０ｎｍ以上２００ｎｍ以下であることが好ましい。
【００３２】
下側界面層１０および上側界面層１１の材料としては、上記の下側誘電体層８および上側誘電体層９の材料として挙げたものの中に、その役割を果たすものが幾つか存在する。例えばＧｅ、Ｓｉ等をベースにした窒化物、あるいは、Ｍｇ、Ｃａ、Ｙ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｗ、Ｚｎ、Ａｌ、Ｇａ、ＩｎおよびＳｉ等の各元素の化合物から選ばれた２種以上を含む材料を用いることができる。中でも特に、Ｚｒ、Ｈｆ、ＮｂおよびＴａから選ばれる元素の酸化物とＣｒ、Ｍｏ、Ｗ、Ｚｎ、Ａｌ、Ｇａ、ＩｎおよびＳｉから選ばれる元素の酸化物とを１：４から２：１の間のモル比率で混合することが好ましい。さらには、前記材料のうちＺｒ、Ｈｆ、ＮｂおよびＴａから選ばれる元素の酸化物の一部を、Ｍｇ、ＣａおよびＹから選ばれる元素の酸化物で置換えて、両者が４９：１から４：１の間のモル比率とすることがより好ましい。光吸収層３および反射層４を有する構成に、上記のような材料からなる下側界面層１０および／または上側界面層１１を追加することで、記録層２の低速記録時の非晶質化し易さを保ちつつ、高速記録時の記録層２の結晶化を促進できる。したがって、記録再生特性の良好な線速度範囲を広くすることができ、また、繰り返し記録時の耐久性も高めることができる。下側界面層１０および上側界面層１１の膜厚は特に限定されないが、薄すぎると界面層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等につながるため、例えば０．２ｎｍ以上２０ｎｍ以下であることが好ましい。下側界面層１０と上側界面層１１は、いずれか片方設けるだけでも効果を発揮するが、両方設けることで効果がより高くなる。両方設ける場合は、必要に応じて異なる材料・組成のものを用いてもよいし、同一の材料・組成のものを用いることもできる。
【００３３】
記録層２の材料としては、例えば、一般式Ｇｅx（ＢｉyＳｂ1-y ）2Ｔｅx+3（但し、ｘ≧１、０≦ｙ≦１）で表される、主成分が８０ａｔ％以上、より好ましくは９０ａｔ％以上を占める合金を用いることができる。記録層２には、結晶化速度、熱伝導率または光学定数等の調整、あるいは繰り返し耐久性、耐熱性または環境信頼性の向上等の目的で、Ｓｎ、Ｉｎ、Ｇａ、Ｚｎ、Ｃｕ、Ａｇ、Ａｕ、Ｃｒあるいは追加のＧｅ、Ｂｉ、Ｓｂ、Ｔｅ等の金属、半金属または半導体元素、またはＯ、Ｎ、Ｆ、Ｃ、Ｓ、Ｂ等の非金属元素から選ばれる１つまたは複数の元素を、必要に応じて記録層２全体の１０ａｔ％以内、より好ましくは５ａｔ％以内の組成割合の範囲で適宜添加してもよい。記録層２の膜厚は、２ｎｍ以上２０ｎｍ以下、より好ましくは４ｎｍ以上１４ｎｍ以下とすれば、十分なＣ／Ｎ比を得ることができる。記録層２の膜厚が、２ｎｍ未満では、十分な反射率および反射率変化が得られないためＣ／Ｎ比が低くなる。また、２０ｎｍを越える膜厚では、記録層２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のである。
【００３４】
光吸収層３の材料としては、（１）記録層２が結晶である場合と非晶質である場合との光吸収率の比を調整して、オーバーライト時にマーク形状が歪まないようすることで、特に高線速での消去率を高める、（２）記録層２が結晶である場合と非晶質である場合の反射率の差を大きくし、Ｃ／Ｎ比を大きくする等の目的で、屈折率が高く、適度に光を吸収する、すなわち、例えば屈折率ｎが２以上６以下、消衰係数ｋが１以上４以下であるものを用いることができる。より好ましくは、ｎが３以上５以下、ｋが１．５以上３以下であればよい。具体的には、Ｓｉをベースとした材料が光学的に適しており、耐熱性が高く熱伝導率も適度に高いため、熱的にも適している。Ｓｉは、少なくとも５０ａｔ％以上９５ａｔ％以下、より好ましくは６０ａｔ％以上９０ａｔ％以下含まれている必要があり、これに金属元素を加えた材料を用いることができる。Ｓｉの割合が少ないと熱伝導率が高くなり、より高い記録パワーが必要となるため、記録マークが拡がりすぎて隣接トラックのマークの一部を消してしまう。一方、Ｓｉの割合が多いと熱伝導率が低くなり、十分な大きさの記録マークが形成されにくくなるため、Ｃ／Ｎ比が低くなってしまうのである。上記材料として、融点の高い金属元素、例えばＳｃ、Ｙ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｃｒ、ＭｏまたはＷ等との化合物が熱的にも安定で好ましい。ＣｒＳｉ2、ＭｏＳｉ2等は化学両論組成近傍がより安定で、さらに好ましい。光吸収層３には、上記以外の元素として、熱伝導率または光学定数の調整、耐熱性または環境信頼性の向上等の目的で、Ｏ、Ｎ、Ｆ、Ｃ、Ｓ、Ｂ等の非金属元素から選ばれる、１つまたは複数の元素を必要に応じて、光吸収層３全体の４０ａｔ％以内、より好ましくは２０ａｔ％以内、さらに好ましくは１０ａｔ％以内の組成割合の範囲で適宜添加してもよい。光吸収層３の膜厚は、５ｎｍ以上１００ｎｍ以下、より好ましくは１０ｎｍ以上７０ｎｍ以下とすれば、十分なＣ／Ｎ比を得ることができる。光吸収層３の膜厚が、５ｎｍ未満では、記録層２が結晶である場合と非晶質であるばあいの反射率の差が小さくなるため、Ｃ／Ｎ比が低くなる。また、１００ｎｍを越える膜厚では、記録層２の熱が逃げにくくなり、十分な大きさの記録マークが形成しにくくなるため、Ｃ／Ｎ比が低くなってしまうのである。
【００３５】
反射層４の材料としては、熱伝導率の高いＡｇ合金が好ましく、その添加元素としては、少量で腐食防止および粒径微細化の効果が高いＩｎが適している。十分な熱伝導率を得るためには、Ａｇは９５ａｔ％以上、Ｉｎは５ａｔ％以下、より好ましくは、Ａｇは９８ａｔ％以上、Ｉｎは２ａｔ％以下の含有量である必要がある。逆に、腐食を防止するためには、Ａｇは９９．９８ａｔ％以下、Ｉｎは０．０２ａｔ％以上、より好ましくは、Ａｇは９９．９ａｔ％以下、Ｉｎは０．１ａｔ％以上の含有量である必要がある。反射層４には、ＡｇおよびＩｎ以外の第３の元素として、粒径粗大化の防止、熱伝導率または光学定数の調整、耐熱性または環境信頼性の向上等の目的で、Ｓｎ、Ｇａ、Ｚｎ、Ｃｕ、Ｃｒ、Ｇｅ、Ｂｉ、Ｓｂ、Ｔｅ等の金属、半金属または半導体元素、またはＯ、Ｎ、Ｆ、Ｃ、Ｓ、Ｂ等の非金属元素から選ばれる１つまたは複数の元素を必要に応じて反射層４全体の５ａｔ％以内、より好ましくは２ａｔ％以内の組成割合の範囲で適宜添加してもよい。反射層４の膜厚は、２０ｎｍ以上２００ｎｍ以下、より好ましくは４０ｎｍ以上１５０ｎｍ以下とすれば、十分なＣ／Ｎ比を得ることができる。反射層４の膜厚が、２０ｎｍ未満では、記録層２の熱が逃げにくくなり、十分な大きさの記録マークが形成しにくくなるため、Ｃ／Ｎ比が低くなってしまう。また、２００ｎｍを越える膜厚では、記録層２の熱が逃げやすくなり、より高い記録パワーが必要となるため、記録マークが広がりすぎて隣接トラックのマークの一部を消してしまうのである。
【００３６】
Ａｇ−Ｉｎからなる反射層４は、これに接する材料によっては、層間で原子拡散を生じてしまう場合がある。しかし、Ｓｉベースの材料からなる光吸収層３とは、高温高湿条件下でも原子拡散を生じず、安定な記録再生特性を保持できる。
【００３７】
なお、上記の多層薄膜は、オージェ電子分光法、Ｘ線光電子分光法または２次イオン質量分析法等の方法により、各層の材料および組成を調べることが可能である。本実施例においては、各層のターゲット材料組成と実際に形成された薄膜の組成が、略同等であることを確認した。ただし、成膜装置、成膜条件またはターゲットの製造方法等によっては、ターゲット材料組成と実際に形成された薄膜の組成とが異なる場合もある。その場合には、あらかじめ組成のずれを補正する補正係数を経験則から求め、所望の組成の薄膜が得られるようにターゲット材料の組成を決めることが好ましい。
【００３８】
保護基板５の材料としては、透明基板１の材料として挙げたのと同じものを用いることができる。一方、透明基板１とは異なる材料としてもよく、レーザ光６の波長に対して必ずしも透明でなくてもよい。また、保護基板５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。
【００３９】
分離層１２としては、紫外線硬化性樹脂等を用いることができる。分離層１２の厚さは、第１情報層１３から第ｎ情報層１４までのいずれか一層を再生する際に、他層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７の開口数ＮＡとレーザ光６の波長λにより決定される焦点深度以上の厚さである必要がある。また、全ての情報層が集光可能な範囲に収まる厚さである必要もある。例えば、分離層１２の厚さは、λ＝６６０ｎｍ、ＮＡ＝０．６の場合は１０μｍ以上１００μｍ以下、また、λ＝４０５ｎｍ、ＮＡ＝０．８５の場合は少なくとも５μｍ以上５０μｍ以下である必要がある。但し、層間のクロストークを低減できる光学系が開発されれば、分離層１２の厚さは上記より薄くできる可能性もある。
【００４０】
第１情報層１３としては、少なくとも３０％以上の透過率が必要であるが、書換型のみならず、追記型または再生専用型のいずれでも可能である。
また、上記光学的情報記録媒体２枚を、それぞれの保護基板５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、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。
【００４１】
上記の各薄膜は、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。
【００４２】
上記の薄膜層や分離層１２は、透明基板１上に順次形成した後に、保護基板５を形成または貼り合せてもよい。逆に、保護基板５上に順次形成した後に、透明基板１を形成または貼り合せてもよい。特に、後者は、透明基板１が０．３ｍｍ以下のように薄い場合に適している。その場合、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５および分離層１２の表面上に形成、すなわち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ものから転写される必要がある。その際、特に分離層１２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−ｐｏｌｙｍｅｒｉｚａｔｉｏｎ法）を用いることができる。
【００４３】
光吸収層３と反射層４を続けて形成する間、製造中の圧力は、大気に曝されぬよう０．０１Ｐａ以下に保たれる。大気に曝されると、膜面上の欠陥が増大するためである。
上記光学的記録媒体の記録層２は、一般に、成膜したままの状態では非晶質状態である。したがって、レーザ光等でアニールし、結晶状態とする初期化処理を施すことで完成ディスクとなり、記録再生を行うことができる。
【００４４】
図４に、本発明の光学的情報記録媒体の記録再生を行う記録再生装置の、最小限必要な装置構成の概略図の一例を示す。レーザダイオード１５を出たレーザ光６は、ハーフミラー１６および対物レンズ７を通じて、モータ１７によって回転されている光学的情報記録媒体１８上にフォーカシングされ、その反射光をフォトディテクタ１９に入射させて信号を検出する。
【００４５】
情報信号の記録を行う際には、レーザ光６の強度を複数のパワーレベル間で変調する。レーザ強度を変調するには、半導体レーザの駆動電流を変調して行うのが良く、あるいは電気光学変調器、音響光学変調器等の手段を用いることも可能である。マークを形成する部分に対しては、ピークパワーＰ１の単一矩形パルスでもよい。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５に示すようなピークパワー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。また、最後尾のパルスの後に、冷却パワーＰ４の冷却区間を設けても良い。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。
【００４６】
記録マークを形成するためのレーザパワー変調パルス波形を、その発光パワーの時間積分を最大発光パワーで割った値が高線速度程度に大きいものとすることで、より広い線速度範囲で良好な記録再生特性を保つことができる。発光パワーの時間積分を最大発光パワーで割った値を大きくすることは、具体的には、例えば図６に示すパルス波形において、ピークパワーＰ１の各パルスの一部または全ての幅を広くするか、あるいは、パワーレベルＰ３を高くすることで実現でき、特に高線速度での消去率向上に効果がある。
【００４７】
なお、記録するマークの長さ、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。本発明の光学的情報記録媒体の記録再生方法では、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、必要に応じてパターン毎にエッジ位置が揃うように調整し、補償することもできる。
【実施例】
【００４８】
以下、実施例により本発明をさらに具体的に説明するが、以下の実施例は本発明を限定するものではない。
（実施例１）
透明基板として、ポリカーボネイト樹脂からなり、直径１２ｃｍ、厚さ０．６ｍｍ、グルーブピッチ１．２３μｍ、グルーブ深さ約５５ｎｍのものを準備した。この透明基板のグルーブが形成された表面上に、（ＺｎＳ）80（ＳｉＯ2）20からなる膜厚１２０ｎｍの下側誘電体層、（ＺｒＯ2）46（Ｙ2Ｏ3）4（Ｃｒ2Ｏ3）50からなる膜厚５ｎｍの下側界面層、Ｇｅ40Ｓｂ4Ｂｉ4Ｔｅ52からなる膜厚８．５ｎｍの記録層、（ＺｒＯ2）46（Ｙ2Ｏ3）4（Ｃｒ2Ｏ3）50からなる膜厚５ｎｍの上側界面層、（ＺｎＳ）80（ＳｉＯ2）20からなる膜厚４０ｎｍの上側誘電体層、ＣｒＳｉ2からなる膜厚３０ｎｍの光吸収層、Ａｇ98Ｉｎ2からなる膜厚１００ｎｍの反射層、の各層を、Ａｒ雰囲気中でスパッタリング法により順次積層した。こうして形成された多層薄膜面上に紫外線硬化性樹脂を介して、ポリカーボネイトからなる保護基板を貼り合せ、紫外線光を照射して硬化させた。そして、このディスクの透明基板側からレーザ光でアニールすることにより記録層全面を初期化した。これをディスク１とし、さらに表１に示すとおり、光吸収層および／または反射層の材料組成を変えたディスク２〜１３を同様に作製した。
【００４９】
【表１】
2006025162.tif 000008
これらのディスクを、線速度８．２ｍ／ｓ（基準クロックＴ＝１７．１ｎｓ）および線速度２０．５ｍ／ｓ（基準クロックＴ＝６．９ｎｓ）の２つの条件で回転させ、波長６６０ｎｍ、かつＮＡ０．６の光学系を用いて記録再生を行った。いずれの線速度においても、グルーブおよびランドに３Ｔ信号と１１Ｔ信号を交互に１１回記録し、３Ｔ信号が記録された状態でこのトラックを再生してそのＣ／Ｎ比をスペクトラムアナライザで測定した。そして、さらに、１１Ｔ信号を１回記録したときの消去率、すなわち３Ｔ信号振幅の減衰比をスペクトラムアナライザで測定した。また、各ディスクの信頼性を調べるために、線速度８．２ｍ／ｓで３Ｔ信号を記録した状態で、９０℃８０％ＲＨに保たれた恒温恒湿槽にディスクを投入し、１００時間保存してから取り出した後で、再度Ｃ／Ｎ比を測定した。
【００５０】
信号を記録する際のレーザ変調波形は、いずれの線速度においても、３Ｔ信号の場合は、幅１．５Ｔ（パワーレベルＰ１）の単一矩形パルスとし、１１Ｔ信号の場合は、幅１．５Ｔの先頭パルスとこれに続く幅０．５Ｔの８つのサブパルスとからなるパルス列（パワーレベルＰ１）とし、各パルス間（パワーレベルＰ３）の幅も０．５Ｔとした。マークを記録しない部分では、パワーレベルＰ２の連続光とした。線速度８．２ｍ／ｓの場合は、Ｐ３＝Ｐ２、線速度２０．５ｍ／ｓの場合は、Ｐ３＝Ｐ２＋１ｍＷとした。各パワーレベルの決め方としては、記録パワーレベルＰ１は、Ｃ／Ｎ比が４５ｄＢを超えるパワーの下限値の１．５倍、パワーレベルＰ２は、消去率が２０ｄＢを超えるパワー範囲の中央値、再生パワーレベルＰ５は、１．０ｍＷとした。
【００５１】
以上の条件で、各ディスクのＣ／Ｎ比と消去率を測定した結果を表１に示す。なお、Ｃ／Ｎ比および消去率は、各ディスクともグルーブとランドで大きな差はなかったが、表１には低い方の値を示している。また、９０℃８０％ＲＨで１００時間保存後のＣ／Ｎ比測定では、キャリアレベルに大きな変化が見られなかったため、ノイズレベルの増加量を同じく表１に示した。
【００５２】
表１によると、ディスク１は、各線速度においてＣ／Ｎ比・消去率とも良好な値が得られており、保存後のノイズ増加も見られなかった。これに対し、反射層のＩｎ添加量を各々０．５ａｔ％および４ａｔ％としたディスク２および３では、若干Ｃ／Ｎ比と消去率に違いが見られるものの特に問題はなかった。一方、Ｉｎ添加量を８ａｔ％まで増やしたディスク４では、Ｃ／Ｎ比が明らかに低く、熱伝導率低下による冷却能不足となっていることがわかる。
【００５３】
反射層のＡｇへの添加元素を変えたディスク５〜７においてもＣ／Ｎ比が低く、これもまた熱伝導率の低下によるものと考えられる。ディスク８および９では、光吸収層をＳｉベースの別の材料に変えているが、ディスク１と同様に良好な特性を示している。これに対し、Ｓｉベースではなく、Ｇｅベースの材料を光吸収層に用いたディスク１０では、保存後のノイズ増加が顕著であり、腐食または光吸収層と反射層の間の原子拡散によるものと考えられる。同じＧｅベース材料からなる光吸収層を用いたディスク１１では、反射層のＡｇへの添加元素を変えることで保存後のノイズ増加は抑えられるものの、熱伝導率低下によると思われるＣ／Ｎ比の低下が見られた。また、光吸収層をよりＳｉベース材料よりも熱伝導率の高い材料に代えたディスク１２および１３では、特に高速での消去率の低下が顕著であり、過剰な急冷化により記録層の結晶化が不十分となっていると考えられる。さらに、ディスク１３では、光吸収層の光学定数が不適当なためかＣ／Ｎ比も低い。
【００５４】
以上の結果から、５０ａｔ％以上９５ａｔ％以下のＳｉを含む材料からなる光吸収層と、９５ａｔ％以上のＡｇおよび５ａｔ％以下のＩｎを含む材料からなる反射層とを併せて用いることで、広い線速度範囲において良好な記録再生特性と高い信頼性が得られることがわかった。
【産業上の利用可能性】
【００５５】
本発明にかかる光学的情報記録媒体およびその製造方法は、高密度かつ広い線速度範囲において良好な記録再生特性が得られる、信頼性の高い記録媒体とその製造方法に関して有用である。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】本発明の光学的情報記録媒体の一構成例の断面図。
【図２】本発明の光学的情報記録媒体の一構成例の断面図。
【図３】本発明の光学的情報記録媒体の一構成例の断面図。
【図４】本発明の光学的情報記録媒体の記録再生装置の一例の概略図。
【図５】本発明の光学的情報記録媒体の記録再生に用いる記録パルス波形の一例の概略図。
【符号の説明】
【００５７】
１    透明基板
２    記録層
３    光吸収層
４    反射層
５    保護基板
６    レーザ光
７    対物レンズ
８    下側誘電体層
９    上側誘電体層
１０    下側界面層
１１    上側界面層
１２    分離層
１３    第１情報層
１４    第ｎ情報層
１５    レーザダイオード
１６    ハーフミラー
１７    モータ
１８    光学的情報記録媒体
１９    フォトディテクタ
【手続補正３】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】全図
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１】
2006025162.tif 000009
【図２】
2006025162.tif 000010
【図３】
2006025162.tif 000011
【図４】
2006025162.tif 000012
【図５】
2006025162.tif 000013
【国際調査報告】
2006025162.tif 000014
2006025162.tif 000015
2006025162.tif 000016
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