(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に少なくとも相変化型記録層を有する光学的情報記録用媒体であって、相変化型記録層が下記一般式（Ｉ）で表される組成からなることを特徴とする光学的情報記録用媒体。
【化１】
（（Ｓｂｘ  Ｔｅ１−ｘ  ）ｙ  Ｇｅ１−ｙ  ）ｚ  Ａｌ１−ｚ      （Ｉ）
（ただし、ｘは０．６≦ｘ≦０．９の範囲の数であり、ｙは０．９≦ｙ＜１の範囲の数であり、ｚは０．９５≦ｚ＜１の範囲の数である。）
【請求項２】
０．７≦ｘ≦０．９である請求項１に記載の光学的情報記録用媒体。
【請求項３】
０．７≦ｘ≦０．８である請求項１又は２に記載の光学的情報記録用媒体。
【請求項４】
相変化型記録層の片側又は両側に保護層が設けられている請求項１乃至３のいずれか１つに記載の光学的情報記録用媒体。
【請求項５】
さらに反射層が設けられている請求項１乃至４のいずれか１つに記載の光学的情報記録用媒体。
【請求項６】
基板上に、記録再生用光ビームの入射方向から順に、少なくとも第1 保護層、相変化型記録層、第2 保護層及び反射層をこの順に設けた請求項１乃至５のいずれか１つに記載の光学的情報記録用媒体。
【請求項７】
相変化型記録層の厚さが１０−３０ｎｍである請求項１乃至６のいずれか１つに記載の光学的情報記録用媒体。
【請求項８】
マーク長変調方式による情報が記録される請求項１乃至７のいずれか１つに記載の光学的情報記録用媒体。
【請求項９】
請求項１乃至８のいずれか１つに記載の光学的情報記録用媒体に対して、波長が４００ｎｍ以上８００ｎｍ以下のレーザー光を、開口数ＮＡが０．５以上の対物レンズによって集光した集束光を照射して再生することを特徴とする光学的情報記録用媒体の再生方法。
【請求項１０】
請求項１乃至８のいずれか１つに記載の光学的情報記録用媒体にマーク長変調された情報を記録するに当たり、
結晶状態の部分を未記録状態・消去状態とし、非晶質の部分を記録状態とし、
記録マーク間には、非晶質を結晶化しうる消去パワーＰｅの記録光を照射し、
記録マークには、記録マークの時間的な長さをｎＴ（Ｔは基準クロック周期、ｎは２以上の自然数）としたとき、時間ｎＴを
【化２】
α１  Ｔ、β１  Ｔ、α２  Ｔ、β２  Ｔ、・・・・、αｍ  Ｔ、βｍ  Ｔ、
（ただし、Σαi ＋Σβi ＝ｎ−ｊとする。ｊは０−２までの任意の数。ｍはｍ＝ｎ−ｋを満たす数。ｋは０−２までの整数。）と分割し、αｉ  Ｔ（１≦ｉ≦ｍ）なる時間においては、記録層を溶融させるのに十分な記録パワーＰｗの記録光を照射し、βｉ  Ｔ（１≦ｉ≦ｍ）なる時間においては、Ｐｂ＜ＰｅとなるバイアスパワーＰｂの記録光を照射する光学的情報記録用媒体の記録方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、書き換え可能な相変化媒体を利用した高密度な光ディスクに関する。詳しくは、特に、広い波長範囲で再生信号強度が大きい相変化媒体に関する。
【０００２】
【従来の技術】
書き換え型光ディスクとして、結晶状態と非晶質状態との間の可逆的な変化に伴う反射率変化を利用した相変化媒体が知られている。相変化媒体は外部磁界を必要とせず、レーザー光のパワーを変調するだけで記録・消去が可能であり、記録・再生装置を小型化できるという利点を有する。
一般的な相変化媒体は、基板上に、相変化型記録層が設けられ、その両側に誘電体からなる保護層を有している。また、さらに反射層が設けられているのが通常である。また、相変化型の記録層は、通常、未記録・消去状態を結晶状態とし、非晶質のビットを記録マークとして形成している。
従来、このような相変化記録層として、ＳｂＴｅ共晶点組成（Ｓｂ70Ｔｅ30）よりもＳｂを過剰にした組成のものが知られている。例えば、特開平１−３０３６４３号公報には、（Ｓｂ1-x Ｔｅx ）1-y Ｍy （ＭはＡｇ、Ａｌ、Ａｓ、Ａｕ、Ｂｉ、Ｃｕ、Ｇａ、Ｇｅ、Ｉｎ、Ｐｂ、Ｐｄ、Ｐｔ、Ｓｅ、Ｓｉ、ＳｎおよびＺｎからなる群から選ばれる少なくとも１種の元素）からなる合金膜を記録層として使用することが記載されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
従来、共晶点近傍の合金材料は非晶質形成能は高いものの、結晶化の際に相分離を伴うため、１００ｎｓｅｃ未満の短時間の加熱では結晶化できず、オーバーライト可能な光記録媒体の記録層としては不適当であると考えられてきた。
一方、本発明者は、このようなＳｂＴｅからなる２元合金に注目し、共晶組成組成近傍の結晶化／非晶質化特性につき、より高密度記録に適した光ディスク評価機を用いて検討を行った。その結果、Ｓｂ70Ｔｅ30共晶組成近傍のＳｂＴｅ合金を主成分とする記録層は初期結晶化は困難であるものの、一旦初期結晶化してしまえば以後の非晶質−結晶相変化による記録消去は極めて高速に行なうことができることを見出した。共晶点近傍組成を用いる他の利点は、非晶質マークの周辺部あるいは、消去されたマーク内に初期化状態と反射率の異なる粗大グレインが生じにくいということである。これは、結晶成長が相分離によって律速されている共晶点近傍の合金に特有の現象である。さらには、特にマーク間を詰めて記録した場合、上記の組成は、従来のＧｅ2 Ｓｂ2 Ｔｅ5 付近の組成の記録層よりきれいな再生信号が得られるため、高密度化にも適している。
【０００４】
しかしながら、本発明者の検討によれば、このようなＳｂ70Ｔｅ30共晶点近傍の組成に過剰のＳｂを含むＳｂＴｅ合金は、このままでは記録層としては十分に機能しないことが判明した。その理由は、記録された非晶質マークが時間とともに結晶化してしまいマークが消えてしまい易いためである。どのような相変化記録膜も室温では結晶状態の方がアモルファスマークより安定であるため十分長い時間が経てばやがて結晶化すると思われる。しかし、記録媒体としては少なくとも１０年以上は記録マークが安定して存在することが必要である。Ｓｂx Ｔｅ1-x （０．６＜ｘ＜０．９）系相変化膜は、非晶質状態の結晶化温度が１００℃前後と低く、安定なアモルファスマークが存在する時間が短すぎて、実用的な相変化記録膜には適さないのである。
【０００５】
また、一般に相変化媒体は、信号強度が十分であるとはいえないという問題点を有する。信号強度は、例えば記録層、保護層、反射層等の各層の膜厚を調整することにより大きくすることができるが、多くの場合このとき同時に他の特性が悪化してしまう。その悪化する特性とは、例えば、繰り返し記録特性、反射率、最適記録パワー、記録線速依存性等である。したがって、特に大量生産時にすべてのディスク特性にある程度余裕を持って製造しようとする場合は、信号強度が十分とは言えないのが現状である。また、近年の記録密度の高密度化のために使用するレーザー波長を短くしていく傾向にあるが、相変化媒体は短波長になると信号強度は小さくなる傾向にあるため、短波長領域での信号強度不足はさらに深刻となる。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明者は、上記問題点を解決するために鋭意検討した結果、ＳｂＴｅ共晶点近傍よりもＳｂ過剰な組成に、さらに特定の元素を特定量存在させることによって、非晶質マークの安定性が向上し、且つ信号強度が大きく、さらには、上記ＳｂＴｅ合金の特性を生かした相変化型の記録媒体が得られることを見出し本発明を完成した。
即ち、本発明の要旨は、基板上に少なくとも相変化型記録層を有する光学的情報記録用媒体であって、相変化型記録層が下記一般式（Ｉ）で表される組成からなることを特徴とする光学的情報記録用媒体に存する。
【０００７】
【化３】
（（Ｓｂｘ  Ｔｅ１−ｘ  ）ｙ  Ｇｅ１−ｙ  ）ｚ  Ａｌ１−ｚ         （Ｉ）
（ただし、ｘは０．６≦ｘ≦０．９の範囲の数であり、ｙは０．９≦ｙ＜１の範囲の数であり、ｚは０．９５≦ｚ＜１の範囲の数である。）
【０００８】
【作用】
詳細については明らかではないが、ＳｂＴｅ共晶点近傍よりもＳｂリッチな組成にさらにＧｅを存在させることによって、非晶質マークを安定化させることができると推定される。また、Ａｌを存在させることによって、信号強度が増加し、さらには結晶化速度も速くなると推定される。
【０００９】
【発明の実施の形態】
本発明の特徴の１つは、記録層の組成として、
【００１０】
【化４】
（（Ｓｂx Ｔｅ1-x ）y Ｇｅ1-y ）z Ａｌ1-z 
【００１１】
なるものを用いることにある。
ここで、ｘは０．６−０．９であるが、好ましい下限値は０．７であり、好ましい上限値は０．８である。ｘが大きすぎると結晶化速度が大きくなりすぎて非晶質が形成しにくい傾向にある。また、小さすぎると結晶化速度が遅すぎて結晶化させにくくなる傾向にある。
上記の記載からもわかるように、本発明において、Ｓｂ/ Ｔｅ比によって結晶化速度を制御することができる。すなわち母体となるＳｂＴｅ共晶点組成に対する過剰Ｓｂ量が結晶化速度を決める１つの因子となる。Ｓｂが多くなれば急冷状態で析出するＳｂクラスタサイトが増え、結晶核生成が促進されると考えられる。これは、各結晶核から同一結晶成長速度を仮定しても、成長した結晶粒で埋め尽くされるに要する時間が短縮され、結果として非晶質マークを結晶化するに要する時間が短縮されることを意味する。従って、高線速度で短時間のレーザー光照射で消去する場合に有利である。一方、記録層の冷却速度は記録時の線速度にも依存する。すなわち、同一層構成であっても低線速度ほど冷却速度は低下する。従って、低線速度ほど非晶質形成のための臨界冷却速度が小さい組成、すなわち過剰Ｓｂ量の少ない組成が望ましいことになる。まとめるとＳｂＴｅ共晶点組成を基準として、過剰Ｓｂ量が多い組成ほど高線速度に適しているといえる。
【００１２】
また、ｙは０．９以上１未満であるが、上限に関しては０．９７以下が好ましい。ｙが大きすぎると高密度での低ジッタ特性を長期間安定に維持しがたく、本発明の効果が不十分になる傾向にある。一方、ｙが小さすぎると記録時のノイズが増加し、また特に高密度でのマーク長記録を行う場合のジッタを低減しがたくなる傾向にある。さらに、ｚは０．９５以上１未満であるが、好ましい上限値は０．９９９である。ｚが小さすぎると記録信号のノイズが増加し、本発明の効果が不十分になる傾向にある。一方、ｚが大きすぎると、信号強度が小さくなる傾向にある。
【００１３】
本発明で使用する記録層は、本発明の効果を損なわない範囲でさらに他の元素を含有していても良いが、通常は上記の４元系組成である。
記録層の厚さは、１０ｎｍから３０ｎｍの範囲が好ましい。特に１５ｎｍ以上が好ましく、また２５ｎｍ以下が好ましい。あまりに薄いと、結晶と非晶質状態の反射率の間に十分なコントラストが得られ難く、また結晶化速度が遅くなる傾向があり、短時間での記録消去が困難となりやすい。また、反射率が低くなりすぎる傾向にもある。一方、あまりに厚いと、やはり光学的なコントラストが得にくくなり、また、クラックが生じやすくなる。また、熱容量が大きくなり記録感度が悪くなりやすい傾向にもある。さらにまた、相変化に伴う体積変化が著しくなるため、オーバーライトを繰り返した際に、記録層自身やその上下に設けることができる保護層に微視的かつ不可逆な変形が蓄積されノイズとなりやすい。その結果、繰り返しオーバーライト耐久性が低下する傾向にもある。書き換え型ＤＶＤのような高密度媒体ではノイズに対する要求はいっそう厳しいために、より好ましい記録層の厚さは２５ｎｍ以下である。
【００１４】
上記記録層は所定の合金ターゲットを不活性ガス、特にＡｒガス中でＤＣまたはＲＦスパッタリングにより得ることができる。
また、記録層の密度はバルク密度の通常８０％以上、好ましくは９０％以上である。ここでいうバルク密度とは、通常下記（II）式による近似値を用いるが、合金塊を作成して実測することもできる。
【００１５】
【化５】
ρ＝Σｍi ρi     （II）
【００１６】
（ここで、ｍi は各元素ｉのモル濃度であり、ρi は元素ｉの原子量である。）スパッタ成膜法においては、成膜時のスパッタガス（通常Ａｒ等の希ガス：以下Ａｒの場合を例に説明する）の圧力を低くしたり、ターゲット正面に近接して基板を配置するなどして、記録層に照射される高エネルギーＡｒ量を多くすることによって、記録層の密度を上げることができる。高エネルギーＡｒは、通常スパッタのためにターゲットに照射されるＡｒイオンが一部跳ね返されて基板側に到達するものか、プラズマ中のＡｒイオンが基板全面のシース電圧で加速されて基板に達するものかのいずれかである。このような高エネルギーの希ガスの照射効果をａｔｏｍｉｃ  ｐｅｅｎｉｎｇ効果というが、一般的に使用されるＡｒガスでのスパッタではＡｔｏｍｉｃ  ｐｅｅｎｉｎｇ効果により、Ａｒがスパッタ膜に混入される。膜中のＡｒ量により、Ａｔｏｍｉｃ  ｐｅｅｎｉｎｇ効果を見積もることができる。すなわち、Ａｒ量が少なければ、高エネルギーＡｒ照射効果が少ないことを意味し、密度の疎な膜が形成されやすい。一方、Ａｒ量が多ければ、高エネルギーＡｒの照射が激しく密度は高くなるものの、膜中に取り込まれたＡｒが繰り返しオーバーライト時にｖｏｉｄとなって析出し、繰り返しの耐久性を劣化させやすい（J.Appl.Phys., Vol.78(1995), pp6980-6988 ）。従って、記録層中の適当なＡｒ量は、０．１原子％以上、１．５原子％未満である。さらに、直流スパッタリングよりも高周波スパッタリングを用いた方が、膜中Ａｒ量が少なくして、高密度膜が得られるので好ましい。
本発明の光学的情報記録用媒体の構造の他の構成要素について説明する。
【００１７】
本発明で使用する基板としては、ポリカーボネート、アクリル、ポリオレフィンなどの透明樹脂、あるいはガラス、アルミニウム等の金属を用いることができる。通常基板には２０―８０ｎｍ程度の案内溝が設けられているので、案内溝を成形によって形成できる樹脂製の基板が好ましい。
記録層の相変化に伴う蒸発・変形を防止し、その際の熱拡散を制御するため、通常記録層の上下一方又は両方、好ましくは両方に保護層が形成される。保護層の材料としては、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。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等のフッ化物等の誘電体を用いることができる。この場合、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。繰り返し記録特性を考慮すると誘電体の混合物が好ましい。より具体的には、ＺｎＳや希土類硫化物等のカルコゲン化合物と酸化物、窒化物、炭化物、弗化物等の耐熱化合物の混合物が挙げられる。例えば、ＺｎＳとＳｉＯ2 の混合物は好ましい保護層組成の一例である。
繰り返し記録特性を考慮すると、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（Ｔｈｉｎ  Ｓｏｌｉｄ  Ｆｉｌｍｓ，第２７８巻（１９９６年）、７４〜８１ページ）。誘電体の混合物を用いる場合には、バルク密度として下式（III)理論密度を用いる。
【００１８】
【化６】
ρ＝Σｍｉρｉ    （III)
【００１９】
（ここで、ｍｉは各成分ｉのモル濃度であり、ρｉは成分ｉの単独のバルク密度である。）
保護層の厚さは、一般的に通常１０ｎｍから５００ｎｍである。あまりに薄いと、基板や記録膜の変形防止効果が不十分であり、保護層としての役目をなさない可能性がある。また、あまりに厚いと、保護層自体の内部応力や基板との弾性特性の差等が顕著になって、クラックが発生しやすくなる。
特に、基板と記録層の間に保護層（下部保護層と称することがある）を設ける場合、下部保護層は、熱による基板変形を抑制する必要があるため、その厚さは５０ｎｍ以上が好ましい。薄すぎると、繰り返しオーバーライト中に微視的な基板変形が蓄積され、再生光が散乱されてノイズ上昇が著しくなる傾向にある。一方、下部保護層の厚みは、成膜に要する時間の関係から通常２００ｎｍ以下、好ましくは１５０ｎｍ以下程度である。厚すぎると記録層面で見た基板の溝形状が変わってしまうことがある。すなわち、溝の深さや幅が基板表面で意図した形状より小さくなったりする現象が起こりやすくなる。
【００２０】
一方、記録層の基板とは反対側に保護層（上部保護層と称することがある）を設ける場合、上部保護層は、記録層の変形抑制のために、通常その厚さは１０ｎｍ以上である。また、厚すぎると、繰り返しオーバーライトに伴って上部保護層の内部に微視的な塑性変形が蓄積され、再生光を散乱されてノイズ上昇が著しくなる傾向にあるため、通常は５０ｎｍ以下、好ましくは３０ｎｍ以下である。
なお、記録層および保護層の厚みは、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ばれる。
【００２１】
本発明の相変化型情報記録用媒体は、さらに反射層を設けることができる。反射層の設けられる位置は、通常再生光の入射方向に依存し、入射側に対して記録層の反対側に設けられる。即ち、基板側から再生光を入射する場合は、基板に対して記録層の反対側に反射層を設けるのが通常であり、記録層側から再生光を入射する場合は記録層と基板との間に反射層を設けるのが通常である。
反射層に使用する材料は、反射率の大きい物質が好ましく、特に放熱効果が期待できるＡｕ、Ａｇ又はＡｌ等の金属が好ましい。反射層自体の熱伝導度制御や、耐腐蝕性の改善のため上記の金属にＴａ、Ｔｉ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｍｇ、Ｖ、Ｎｂ、Ｚｒ等を少量加えてもよい。添加量は通常０．０１―２０原子％程度である。Ｔａ及び／又はＴｉを１５原子％以下含有するアルミニウム合金、特に、Ａｌx Ｔａ1-x （０＜ｘ＜０．１５）なる合金は、耐腐蝕性に優れており本光学的情報記録用媒体の信頼性を向上させる上で特に好ましい反射層材料である。反射層の膜厚としては、透過光がなく完全に入射光を反射させるために５０ｎｍ以上が望ましい。また、あまりに厚すぎても、放熱効果に変化はなくいたずらに生産性を悪くし、また、クラックが発生しやすくなるので、通常は５００ｎｍ以下である。上部保護層の膜厚を４０ｎｍ以上５０ｎｍ以下の場合には特に、反射層を高熱伝導率にするため、含まれる不純物量を２原子％未満とするのが好ましい。
【００２２】
本発明の情報記録用媒体の好ましい層構成は、再生光の入射方向に沿って順に、第１保護層、記録層、第２保護層、反射層が設けされている構成である。即ち、基板側から再生光を入射する場合は、順に基板、下保護層、記録層、上保護層、反射層の層構成とされ、記録膜側から再生光を入射する場合は、順に基板、反射層、下保護層、記録層、上保護層の層構成とされるのが好ましい。無論、これらの層はそれぞれ２層以上で形成されていても良く、また、それらの間に中間層が設けられていても良い。例えば、基板側入射の場合の基板／保護層間や、基板とは反対側からの入射の場合の保護層上に、半透明の極めて薄い金属、半導体、吸収を有する誘電体層等を設けて、記録層に入射する光エネルギー量を制御することも可能である。
【００２３】
記録層、保護層、反射層は通常スパッタリング法などによって形成される。
記録膜用ターゲット、保護膜用ターゲット、必要な場合には反射層材料用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膜形成を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。本発明の記録用媒体の最上層には、空気との直接接触を防いだり、異物との接触による傷を防ぐため、紫外線硬化樹脂や熱硬化型樹脂からなる保護コートを設けるのが好ましい。保護コートは通常１μｍから数百μｍの厚さである。また、あるいは、硬度の高い誘電体保護層さらにを設けたり、その上にさらに樹脂層を設けることもできる。
【００２４】
１ビームオーバーライト可能な相変化記録方式では、記録膜を非晶質化させることによって記録ビットを形成し、結晶化させることによって消去を行う場合が一般的であり、好ましい方式である。この場合、as-depo 状態はアモルファスである場合が一般的であるため、通常初期状態を結晶状態とするためにディスク全面を短時間で結晶化するための初期結晶化を行う必要がある。初期結晶化は通常数十〜百ミクロン程度に絞ったレーザービームを回転するディスクに照射することにより行なう。
【００２５】
本発明においては、初期化に要する時間を短縮し、確実に１回の光ビームの照射で初期化するため、上記の場合、溶融による初期結晶化が有効である。この際、記録層の上下に保護層が設けられていると、溶融による記録媒体の破壊をより確実に防止することができる。例えば、直径１０〜数百μｍ程度に集束した光ビーム（例えばガスもしくは半導体レーザー光）あるいは長軸５０〜数百μｍ、短軸１〜１０μｍ程度の楕円状に集光した光ビームを用いて媒体を局所的に加熱し、ビーム中心部に限定して溶融させれば、記録媒体は破壊されることはない。加えて、ビーム周辺部の加熱により、溶融部が余熱されるため冷却速度が遅くなり、良好な再結晶化が行われる。本発明においては、この方法を用いれば、例えば、従来の固相結晶化に対して１０分の１程度に初期化時間を短縮でき、生産性が大幅に短縮できるとともに、オーバーライト後の消去時における結晶性の変化を防止できる。
【００２６】
本発明の記録用媒体に使用できる記録再生光は、通常半導体レーザーやガスレーザーなどのレーザー光であって、通常その波長は４００〜８００ｎｍ程度である。特に１Ｇｂｉｔ／ｉｎｃｈ2 以上の高面記録密度を達成するためには、集束光ビーム径を小さくする必要があり、波長４００から６８０ｎｍの青色から赤色のレーザー光と開口数ＮＡが０．５以上の対物レンズを用いて集束光ビームを得ることが望ましい。
【００２７】
本発明では、前記のように非晶質状態を記録マークとするのが通常である。また、本発明では、マーク長変調方式によって情報を記録するのが有効である。その際、従来の２値変調方式による記録を行うこともできるが、本発明においては下記のような記録マークを形成する際にオフパルス期間を設ける３値以上の多値変調方式による記録方法を採用するのが特に好ましい。
図１は、本発明の記録方法における記録光のパワーパターンを示す模式図である。長さｎＴ（Ｔは基準クロック周期、ｎはマーク長変調記録において取りうるマーク長であり、整数値である）にマーク長変調された非晶質マークを形成する際、ｎＴを、ｍ＝ｎ−ｋ（ｋは０≦ｋ≦２なる整数）個の記録パルスに分割し、個々の記録パルス幅をαi Ｔ（１≦ｉ≦ｍ）とし、個々の記録パルスにβi Ｔ（１≦ｉ≦ｍ）なる時間のオフパルス区間が付随する。ここでαi ≦βi とするのが好ましい。記録の際、マーク間においては、非晶質を結晶化しうる消去パワーＰｅの記録光を照射する。また、αi Ｔにおいては、記録層を溶融させるのに十分な記録パワーＰｗの記録光を照射し、βi Ｔ（１≦ｉ≦ｍ）なる時間においては、Ｐｂ＜Ｐｅ、好ましくはＰｂ≦１／２ＰｅとなるバイアスパワーＰｂの記録光を照射する。この際、マーク長を検出した際に、正確なｎＴマークが得られるように、Σαi ＋Σβi ＝ｎ−ｊ（ｊは0.0 ≦ｊ≦2.0 なる実数）とする。
【００２８】
上記の記録方法を採用することによって、パワーマージンや記録時線速マージンを広げることができる。この効果は、特にＰｂ≦１／２ＰｅなるようにバイアスパワーＰｂを十分低くとる際に顕著である。
図２にαi ＝βi ＝０．５とした時に，Ｐｂ＝Ｐｅとした場合（ａ）と、Ｐｂ≒０（極端な場合）とした場合（ｂ）の記録層の温度変化を模式的に示した。ここでは、３個に分割された分割パルスの、１番目のパルスが照射される位置を想定している。（ａ）では後続の記録パルスによる加熱の影響が前方に及ぶために、１番目の記録パルス照射後の冷却速度が遅く、かつオフパルス区間でもＰｅが照射されるため、オフパルス区間での温度降下で到達する最低温度ＴL が融点近傍に留まっている。一方、（ｂ）では、オフパルス区間のＰｂがほとんど０のため、ＴL は融点から十分下がった点まで下がり、かつ、途中の冷却速度も大きい。非晶質マークは１番目のパルス照射時に溶解し、その後のオフパルス時の急冷によって形成される。本発明の記録層は融点近傍でのみ大きな結晶化速度を示すと考えられるため、（ｂ）に示す温度プロファイルをとることは、再結晶化を抑制し、良好な非晶質マークを得る上で重要なことである。逆に、冷却速度及びＴL を制御することで再結晶化をほぼ完全に抑制し、溶融領域とほぼ一致するクリアな輪郭を有する非晶質マークが得られるためマーク端において低ジッタが得られる。従来使用されてきているＧｅＴｅ−Ｓｂ2 Ｔｅ3 擬似２元系合金の場合では、図２（ａ），（ｂ）いずれの温度プロファイルでも非晶質マーク形成プロセスに大差がない。なぜなら、速度は若干遅いものの広い温度範囲で再結晶化を示すからである。この場合、パルス分割方法によらずある程度の再結晶化が生じ、これが非晶質マーク周辺の粗大グレインとなってマーク端でのジッタを悪化させる傾向がある。このような記録層組成では、オフパルスは必須ではなく、むしろ従来の２値変調によるオーバーライトが単純で望ましい。すなわち、本発明の記録層にとっては上記の記録方法は極めて有効であるが、従来のＧｅＴｅ−Ｓｂ2 Ｔｅ3 系記録層を用いた場合や、ピット位置記録に適用した場合についてはこのような記録方法を採用する必然性は全くない。
なお、記録マークは、溝部又は溝間部のいずれにも設けることができ、両方に設けることもできるが、好ましくは溝部に設ける。
【００２９】
【実施例】
比較例１
ＧｅＳｂＴｅ合金ターゲットをスパッタリングすることにより、スライドガラス上に膜厚４００ｎｍ程度のＧｅ4 Ｓｂ71Ｔｅ25膜からなる記録層を形成した。スパッタリング時は、Ａｒガス圧を０．４Ｐａとし、ＧｅＳｂＴｅ合金ターゲットには３００ＷのＲＦ電力をかけた。この膜はアモルファス膜であった。エリプソメータ（日本分光、ＭＥＬ−３０Ｓ型）を用い６３５ｎｍ、７８０ｎｍの複素屈折率を測定した結果は表−１のとおりであった。次に、膜の反射率をモニターしながら温度を約３０℃／分で上げ、膜を結晶化させた。結晶状態の６３５ｎｍ及び７８０ｎｍの複素屈折率は表−１のとおりであった。なお、同じくガラス基板上に５００ｎｍ程度に厚く成膜した記録層の膜厚と重量変化から直接求めた記録層膜の密度は概ね９０％であった。
【００３０】
次に、基板／下保護層／記録層／上保護層／反射層の層構成を想定し、上記で測定した複素屈折率を用い、各層の膜厚、反射率、アモルファス状態からの反射光と結晶状態からの反射光の位相差に表−３のような制限を加えて条件を満たす膜厚の組み合わせを計算により求めた。なお、下保護層、上保護層及び基板の材料及び誘電率は表−２のようにした。
得られた解をプロットしたものを図３（ａ）（７８０ｎｍ）及び図４（ａ）（６３５ｎｍ）に示す。
なお、表−３に記載の条件とした理由は以下の通りである。
即ち、結晶状態の反射率１３％もしくは１５％という下限は、未記録結晶状態の反射率がこれより低いとフォーカスやトラッキングサーボがかかりにくくなるためである。下部保護層膜厚の範囲は、他の層を固定して、結晶もしくは非晶質状態の反射率の下保護層膜厚依存性を測定あるいは計算したときに、反射率最小となる膜厚である５０−６０ｎｍから、反射率が最大となる膜厚である１５０ｎｍまでの範囲を考慮するためである。これ以上の膜厚については、下保護層が透明なので光学膜厚ｎｄ（ｎ保護層屈折率、ｄ膜厚）が一波長分となるごとに周期的に変化するのみである。記録層の膜厚、上保護層の膜厚は前述のような理由で好ましい範囲に限定した。反射層は光学計算では透過光が無視できるほど厚ければいくらでも良いが、実際に作成したディスクで用いる膜厚である２００ｎｍとした。非晶質反射光と結晶反射光の位相差は、両者の反射光が集束光ビーム内で干渉したときに非晶質マークの反射率が最も低くなる条件としてπ近傍が望ましいことからπ±０．１πの範囲を選定した。この場合に、結晶―非晶質の反射率差以上に両者の反射率差が確保でき、最も大きなコントラストがとれ、信号振幅を大きくとることができ好ましい。
【００３１】
実施例１及び２
ＧｅＳｂＴｅ合金ターゲットとＡｌターゲットを同時にスパッタリングすることにより、スライドガラス上に膜厚４００ｎｍ程度のＡｌＧｅＳｂＴｅ膜を得た。スパッタリング時は、Ａｒガス圧０．４Ｐａとし、ＧｅＳｂＴｅ合金ターゲットには３００ＷのＲＦ電力をかけた。Ａｌターゲットには電流制御でＤＣ電力をかけ、電流値を０．１Ａ（実施例１）および０．１４Ａ（実施例２）とした。得られた膜の組成はそれぞれＡｌ1 Ｇｅ4 Ｓｂ69Ｔｅ26（（（Ｓｂ0.73Ｔｅ0.27）0.96Ｇｅ0.04）0.99Ａｌ0.01；実施例１）、Ａｌ2 Ｇｅ4 Ｓｂ68Ｔｅ26（（（Ｓｂ0.72Ｔｅ0.28）0.96Ｇｅ0.04）0.98Ａｌ0.02；実施例２）であった。
以下、比較例１と同様にして、非晶質状態及び結晶状態の複素屈折率を測定し、それに基づいた解のプロットを求めた。結果を表−１、表−２、表−３、図３（ｂ）及び（ｃ）、並びに図４（ｂ）及び（ｃ）に示す。
図３及び図４の結果を比較する。まず、図３及び図４よりＡｌを存在させた条件の方が反射率の高いところまで解が存在することがわかる。例えば、７８０ｎｍではＧｅＳｂＴｅ系は反射率が０．１７より大きいところに解は存在しないが、Ａｌが存在する系は解が存在する。これは、Ａｌが存在する方が、高反射率で信号強度が大きくなることを意味している。
【００３２】
さらに、下保護層はあまりに薄すぎると基板保護効果が薄れるが、図３及び図４に示すように、ＡｌＧｅＳｂＴｅ系ではＧｅＳｂＴｅ系と比較して下保護層が厚いところまで解が存在することがわかる。また、上保護層は薄い方が繰り返しオーバーライト時の劣化が小さくなるが、Ａｌ添加系は上保護層が薄いところまで解が存在することがわかる。これは前述したように繰り返しオーバーライトでの劣化を小さくできる層構成に適しているということを意味している。これらの結果から、信号強度、反射率、繰り返し記録特性等のディスク特性を考慮した場合、Ａｌ添加により総合的に優れた相変化光ディスクが得られることがわかる。また、この傾向は７８０ｎｍでも６３５ｎｍでも同じである。
【００３３】
実施例３及び４
実施例１及び２で使用したのと同じ記録層組成を用いて、相変化光ディスクを作製した。
１．２ｍｍ厚のポリカーボネート基板上にＺｎＳ- ＳｉＯ2 下部保護層（９０ｎｍ）、前記ＡｌＧｅＳｂＴｅ記録層（１５ｎｍ）、ＺｎＳ- ＳｉＯ2 上部保護層（４０ｎｍ）、Ａｌ合金反射層（２００ｎｍ）の構成をスパッタ法により作成し、この上にさらに紫外線硬化樹脂からなる保護コートを形成した。記録層のスパッタ条件は実施例１と同じである。これらのディスクを溶融結晶化した後、７８０ｎｍ、ＮＡ０．５５の光学系およびオレンジブックパート３規格（書き換え型ＣＤ、ＣＤ−ＲＷ）の規格に準じた記録法を用いて線速度２．４ｍ／ｓ、記録パワー１２ｍＷ、消去パワー６ｍＷにおいて、溝内に非晶質マークを形成して５回オーバーライトを行った。その結果、反射率変調度および３Ｔスペースジッタは、実施例１で２１．４％、７７％及び９．７ｎｓであり、実施例２で１９．３％、７６％及び９．４ｎｓであった。これらの値はオレンジブックパート３規格を十分に満足する。
【００３４】
比較例２
ＧｅＳｂＴｅターゲットとＡｌターゲットを同時にスパッタリングすることにより、スライドガラス上に膜厚４００ｎｍ程度のＡｌＧｅＳｂＴｅ膜を得た。スパッタリング時は、Ａｒガス圧０．４Ｐａとし、ＧｅＳｂＴｅターゲットには３００ＷのＲＦ電力をかけた。Ａｌターゲットには電流制御でＤＣ電力をかけ、電流値を０．３Ａとした。得られた膜の組成はＡｌ6 Ｇｅ4 Ｓｂ66Ｔｅ24（（（Ｓｂ0.73Ｔｅ0.27）0.96Ｇｅ0.04）0.94Ａｌ0.06）であった。次にこの記録層を用いて、相変化光ディスクを作製した。ポリカーボネート基板上にＺｎＳ- ＳｉＯ2 下保護層（９０ｎｍ）、前記と同様の組成のＡｌＧｅＳｂＴｅ記録層（１５ｎｍ）、ＺｎＳ- ＳｉＯ2 上保護層（４０ｎｍ）、Ａｌ合金反射層（２００ｎｍ）の構成をスパッタ法により作成し、この上にさらに紫外線硬化樹脂からなる保護コートを形成した。記録層のスパッタ条件は前記と同じである。このディスクを溶融結晶化した後、７８０ｎｍ、ＮＡ０．５５の光学系およびオレンジブックパート３規格（書き換え型ＣＤ，ＣＤ−ＲＷ）の規格に準じた記録法を用いて線速度２．４ｍ／ｓにおいて、溝内に非晶質マークを形成して記録を行ったが、記録波形は汚く３Ｔジッタは１７．５ｎｓより高く、オレンジブックパート３規格を満たさなかった。
【００３５】
【表１】
0003731372.tif 000002
【００３６】
【表２】
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【００３７】
【表３】
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【００３８】
【発明の効果】
本発明によれば、信号強度が大きく、記録マークが安定に存在し、総合的にみて優れた相変化記録媒体が得られる。また、これに適した再生方法及び記録方法が提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の記録方法における記録光のパワーパターンを示す模式図。
【図２】本発明の記録方法の効果を示す、記録層の温度変化を示す模式図。
【図３】実施例１、２及び比較例１における結果を示すプロット図（７８０ｎｍ）。
【図４】実施例１、２及び比較例１における結果を示すプロット図（６３５ｎｍ）。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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