JP2000030296A - Optical information recording medium and its production - Google Patents

Optical information recording medium and its production

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JP2000030296A
JP2000030296A JP10200259A JP20025998A JP2000030296A JP 2000030296 A JP2000030296 A JP 2000030296A JP 10200259 A JP10200259 A JP 10200259A JP 20025998 A JP20025998 A JP 20025998A JP 2000030296 A JP2000030296 A JP 2000030296A
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JP
Japan
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protective layer
layer
recording medium
optical information
information recording
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JP10200259A
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Japanese (ja)
Inventor
Natsuko Nobukuni
奈津子 信國
Kazuko Otani
和子 大谷
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Mitsubishi Chemical Corp
Original Assignee
Mitsubishi Chemical Corp
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain an optical information recording medium which is superior in repetitive overwriting characteristics and data preservability by forming a dielectric protective layer contg. zinc, cerium, sulfur and oxygen and having a specified Zn to Ce molar ratio. SOLUTION: This optical information recording medium has at least a lower dielectric protective layer, a phase change recording layer, an upper dielectric protective layer and a reflecting layer on the substrate. At least one of the dielectric protective layers contains zinc, cerium, sulfur and oxygen and has a Zn to Ce molar ratio larger than 0 but 2.0 or smaller. This compsn. gives a compressive stress smaller than that of a pure oxide or nitride by one digit and hardly causes the peeling of a film. The desirable thickness for the lower dielectric protective layer is 50-300 nm and that for the upper dielectric protective layer is 0.1-300 nm, and then good disk characteristics are ensured.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明はレーザービームなど
の照射により高速かつ高密度に情報を記録、消去、再生
可能な光学的情報記録用媒体に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an optical information recording medium capable of recording, erasing, and reproducing information at high speed and high density by irradiation with a laser beam or the like.

【0002】[0002]

【従来の技術】結晶状態と非晶質状態との間の相変化に
よって情報の記録や再生が行なわれる相変化型の光学的
情報記録用媒体は公知である。一般的な相変化型の光学
的情報記録用媒体においては、相変化によって記録再生
が行なわれる記録層の上又は下側に誘電体からなる保護
層が設けられている。一般に、書換え型の相変化記録媒
体では、相異なる結晶状態を実現するために、2つの異
なるレーザービームパワーを用いる。この方式を例にと
って説明すると、結晶化は記録層の結晶化温度より十分
高く、融点よりは低い温度まで記録層を加熱することに
よってなされ、非晶質化は記録層を融点より高い温度ま
で加熱し、急冷することによって行われる。この場合、
上記保護層は十分な冷却速度(過冷却速度)を得るため
の放熱層としての機能を有する。
2. Description of the Related Art A phase change type optical information recording medium in which information is recorded or reproduced by a phase change between a crystalline state and an amorphous state is known. In a general phase change type optical information recording medium, a protective layer made of a dielectric material is provided above or below a recording layer on which recording and reproduction are performed by a phase change. Generally, in a rewritable phase change recording medium, two different laser beam powers are used to realize different crystal states. Taking this method as an example, crystallization is performed by heating the recording layer to a temperature sufficiently higher than the crystallization temperature of the recording layer and lower than the melting point, and amorphization is performed by heating the recording layer to a temperature higher than the melting point. This is done by quenching. in this case,
The protective layer has a function as a heat radiation layer for obtaining a sufficient cooling rate (supercooling rate).

【0003】このような保護層の材料の材質は、照射さ
れるレーザービームに対して光学的に透明であること、
融点・軟化点・分解温度が高いこと、形成が容易である
こと、適度な熱伝導性を有するなどの観点から選定され
る。また、上述のような、非晶質マーク形成過程におけ
る記録層の溶融・相変化に伴う体積変化による変形を抑
制したり、プラスチック基板への熱的ダメージを防いだ
り、湿気による記録層の劣化を防止するためにも、保護
層は重要である。
[0003] The material of such a protective layer is to be optically transparent to an irradiated laser beam.
It is selected from the viewpoints of high melting point, softening point, decomposition temperature, easy formation, and appropriate thermal conductivity. Further, as described above, deformation of the recording layer due to volume change accompanying melting and phase change in the process of forming an amorphous mark is suppressed, thermal damage to a plastic substrate is prevented, and deterioration of the recording layer due to moisture is prevented. In order to prevent this, the protective layer is important.

【0004】また、オーバーライト時の加熱・急冷却過
程においては、保護層内部には、記録層の溶融領域に接
する面を最も高温とし、基板もしくは反射層に接する面
を低温として、内部に数百℃に及ぶ温度変化が100n
sec未満の瞬時に形成されるため、記録層を押しのけ
ようとする方向に急激な熱膨張変形が生じる。このよう
な保護層自身の急激な熱膨張変形に耐える必要もある。
このように、化学的に安定で、高温域でも十分な耐熱性
及び機械的強度を有する保護層の材料として、金属の酸
化物や窒化物等の誘電体が知られている。ただし、これ
らの誘電体薄膜とプラスチック基板とは、一般に熱膨張
率や弾性的性質が大きく異なるため、記録・消去を繰り
返すうちに、基板からはがれてピンホールやクラックを
生じる原因となる。
[0004] In the heating / rapid cooling process at the time of overwriting, the surface in contact with the melting region of the recording layer is set to the highest temperature inside the protective layer, and the surface in contact with the substrate or the reflective layer is set to low temperature. 100n temperature change over 100 ° C
Since it is formed instantaneously in less than sec, rapid thermal expansion deformation occurs in the direction in which the recording layer is to be pushed away. It is also necessary to withstand such rapid thermal expansion deformation of the protective layer itself.
As described above, dielectric materials such as metal oxides and nitrides are known as materials for protective layers that are chemically stable and have sufficient heat resistance and mechanical strength even at high temperatures. However, these dielectric thin films and the plastic substrate generally differ greatly in coefficient of thermal expansion and elastic properties, and thus peel off from the substrate during repeated recording and erasure, causing pinholes and cracks.

【0005】特に、代表的な非晶質誘電体である、ケイ
素、タンタル、希土類元素などの酸化物、窒化物、炭化
物、弗化物等は、静的な高温状態での耐熱性には優れる
ものの、硬度が高く脆性を示すため上述のような急激か
つ局所的な温度変化に対しては、微視的な欠陥が、クラ
ックとして成長しバースト欠陥となりやすいという欠点
もある。また、プラスチック基板は湿度によって反りを
生じやすいため、このような誘電体保護層は基板や記録
層との界面に応力を生じやすく剥がれやすい。
In particular, oxides, nitrides, carbides, fluorides and the like of typical amorphous dielectrics such as silicon, tantalum and rare earth elements have excellent heat resistance in a static high temperature state. In addition, since it has high hardness and shows brittleness, there is a disadvantage that microscopic defects tend to grow as cracks and become burst defects with respect to the rapid and local temperature change as described above. Further, since a plastic substrate is likely to be warped by humidity, such a dielectric protective layer easily generates stress at an interface with the substrate and the recording layer, and easily peels off.

【0006】更に、これら誘電体保護層は相変化記録層
として通常用いられるカルコゲン系元素との密着性も良
くないため、いっそう剥がれやすい。一方、上述のよう
な単独の誘電体だけでは達成できないユニークな物性を
発現させるために複数の誘電体を混合した複合誘電体を
保護層として用いることも知られている。このような複
合誘電体としては、カルコゲナイド系元素を含む化合物
であるZnS、ZnSe、PbS、CdS等に酸化物、
窒化物、弗化物、炭化物等を混合させたものについて数
多くの提案がされている。特に、ZnSを主成分とし、
これにSiO2 やY2 3 等を混入させたものが、マー
ク位置記録で100万回に及ぶ繰返しオーバーライトを
実現できる保護層として提案されている。
Furthermore, these dielectric protective layers have poor adhesion to chalcogen elements commonly used as phase change recording layers, and thus are more easily peeled off. On the other hand, it is also known to use a composite dielectric in which a plurality of dielectrics are mixed as a protective layer in order to express unique physical properties that cannot be achieved by a single dielectric as described above. As such a composite dielectric, oxides such as ZnS, ZnSe, PbS, and CdS, which are compounds containing a chalcogenide-based element,
Numerous proposals have been made for a mixture of nitride, fluoride, carbide and the like. In particular, ZnS as a main component,
A material in which SiO 2 , Y 2 O 3, or the like is mixed therein has been proposed as a protective layer capable of realizing repetitive overwriting up to 1 million times in mark position recording.

【0007】これらの複合誘電体保護層は、GeTeS
b等のカルコゲナイド系合金薄膜に対する密着性が純粋
な酸化物或いは窒化物の誘電体保護層に比べて優れてい
る。また、ZnS自体の特徴としてクラックの伝播によ
るバースト欠陥の成長もほとんどないため、媒体の繰返
しオーバーライト耐久性が向上し加速試験における膜剥
離も少なく、高い信頼性が得られる。しかしながら、高
密度化のため、マーク長記録が採用され、かつマーク長
が0.5μm程度より短くなると、繰り返し耐久性は著
しく悪化する。マーク位置記録で見逃された、僅かなノ
イズ増加や反射率変化が、許容されなくなるからであ
る。
[0007] These composite dielectric protective layers are made of GeTeS.
The adhesion to a chalcogenide-based alloy thin film such as b is superior to a pure oxide or nitride dielectric protection layer. In addition, since the growth of burst defects due to the propagation of cracks is hardly characteristic of ZnS itself, repeated overwrite durability of the medium is improved, film peeling in an accelerated test is small, and high reliability is obtained. However, when mark length recording is adopted for higher density and the mark length is shorter than about 0.5 μm, the repetition durability is significantly deteriorated. This is because a slight increase in noise or a change in reflectance, which is missed in the mark position recording, is not allowed.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】本発明は、反射率の低
下やノイズの増加を抑え、物質移動を抑制し、繰返しオ
ーバーライト特性に優れた光学的情報記録用媒体及びそ
の製法を提供することを目的とする。代表的な(Zn
S)80(SiO2 20複合膜は、硬度が比較的柔らかく
ビッカース硬度が350程度である。そのため微視的な
塑性変形が蓄積してノイズが増加したり、反射率が低下
したりすることが本発明者らの検討で明らかになった。
そこで、本発明者らは、酸化物をSiO2 から硬度が高
く研磨剤としても用いられているCeO2 に変えて硬度
を増すことで、繰り返しオーバーライトによる変形の耐
久性をあげることを試みた。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide an optical information recording medium which suppresses a decrease in reflectance and an increase in noise, suppresses mass transfer, and has excellent repetitive overwrite characteristics, and a method for producing the same. With the goal. Typical (Zn
The S) 80 (SiO 2 ) 20 composite film has a relatively soft hardness and a Vickers hardness of about 350. Therefore, it has been clarified by the present inventors that microscopic plastic deformation accumulates to increase noise and decrease reflectivity.
Therefore, the present inventors have attempted to increase the durability of deformation due to repeated overwriting by changing the oxide from SiO 2 to CeO 2 , which has a higher hardness and is also used as an abrasive, and increases the hardness. .

【0009】一方、ZnSとCeO2 との混合物からな
る保護層については、特開平3−125344号公報に
記載がある。この公知文献の実施例によれば、CeO2
を最大30mol%混合することによって繰り返し特性
が向上するとの記載がある。しかしながら、この文献に
よれば、ZnSとCeO2 との混合比をスパッタパワー
の制御のみによって決定しており、実際の膜組成を測定
した訳ではない。後述するように、特にZnS−CeO
2 系においては、ターゲットの組成と膜の組成とは大き
く異なることが多く、また、その程度はスパッタリング
の条件によって変化する。従って、上記文献においても
その膜組成は実際のところ不明確である。また、この文
献においてもさらなる特性向上のためには決して十分で
はなく、繰り返しによってノイズが増加しC/Nが悪化
することが判明した。
On the other hand, a protective layer made of a mixture of ZnS and CeO 2 is described in JP-A-3-125344. According to the example of this known document, CeO 2
There is a description that the repetition characteristics are improved by mixing up to 30 mol% of the compound. However, according to this document, the mixing ratio between ZnS and CeO 2 is determined only by controlling the sputtering power, and the actual film composition is not measured. As described later, in particular, ZnS—CeO
In the two systems, the composition of the target often differs greatly from the composition of the film, and the degree varies depending on the sputtering conditions. Therefore, even in the above-mentioned literature, the film composition is actually unclear. Further, it is found that this document is not enough for further improvement of the characteristics, and that the noise increases and the C / N deteriorates due to the repetition.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】本発明者は、保護層の組
成としてZn、Ce、S、Oが重要であり、またZnと
Ce比が重要であること、具体的には、上記公知文献に
記載のCe量よりも多量のCeを添加することによって
前記の目的が達成されることを見出し、本発明を完成し
た。本発明の要旨は、基板上に誘電体保護層と相変化記
録層とを有する光学的情報記録用媒体において、該誘電
体保護層が、亜鉛とセリウムと硫黄と酸素とを含み、そ
のZn/Ceのモル比が2.0以下であることを特徴と
する光学的情報記録用媒体に存する。
Means for Solving the Problems The present inventors have found that Zn, Ce, S, and O are important as the composition of the protective layer, and that the Zn to Ce ratio is important. It has been found that the above object can be achieved by adding Ce in a larger amount than the amount of Ce described in (1), and the present invention has been completed. The gist of the present invention is to provide an optical information recording medium having a dielectric protective layer and a phase change recording layer on a substrate, wherein the dielectric protective layer contains zinc, cerium, sulfur, and oxygen, and its Zn / An optical information recording medium characterized in that the molar ratio of Ce is 2.0 or less.

【0011】[0011]

【作用】今般、本発明者らは亜鉛とセリウム、硫黄を含
むことが有効であることに主眼をおいた。ZnSとCe
2 の組み合わせはいずれもCubicでの結晶系が全
く一致するので、とりわけ均一に混ざりやすいと考えら
れ、クラックの伝播を防止するのに効果がある。また、
CeO2 は研磨剤としても使用される高硬度の物質であ
り、比較的低温領域での塑性変形抑制に必要である。ま
た、CeO2 は安価でもあり、ターゲット材としても好
ましい。
The present inventors have focused on the fact that it is effective to include zinc, cerium and sulfur. ZnS and Ce
Since all the combinations of O 2 have exactly the same crystal system in Cubic, they are considered to be particularly easily mixed uniformly, and are effective in preventing the propagation of cracks. Also,
CeO 2 is a high-hardness substance that is also used as an abrasive, and is necessary for suppressing plastic deformation in a relatively low-temperature region. Also, CeO 2 is inexpensive and is preferable as a target material.

【0012】本発明における保護層によるオーバーライ
ト時の劣化防止のメカニズムは、従来のZnS−SiO
2 膜とは異なると考えられる。即ち、記録層の体積変化
が著しい溶融・再凝固時には硬度が低く微視的塑性変形
により変形エネルギーを吸収する一方、冷却とともに直
ちに硬度が上昇して物質移動や固相での体積変化(非晶
質マークの再結晶化時の相変化にともなう体積変化)に
よる塑性変形を抑制すると考えられる。ZnS結合はす
べり変形を生じやすく、高温時の微視的塑性変形がクラ
ック伝播のエネルギーを吸収するため、微視的な欠陥か
らのバーストクラック発生を抑制する。一方で、強固な
Co−O結合の寄与で冷却の際に急激に硬度が増加する
結果、必要以上に塑性変形が進むことを抑制でき、物質
移動を抑制し、固相での体積変化による変形を抑制す
る。
The mechanism for preventing deterioration during overwriting by the protective layer in the present invention is based on the conventional ZnS-SiO
It is considered different from the two films. In other words, the hardness of the recording layer is low at the time of melting and re-solidification where the volume change is remarkable, and the deformation energy is absorbed by microscopic plastic deformation. It is considered that the plastic deformation due to the volume change accompanying the phase change at the time of recrystallization of the quality mark) is suppressed. The ZnS bond easily causes slip deformation, and the microscopic plastic deformation at high temperature absorbs the energy of crack propagation, thereby suppressing the occurrence of burst cracks from microscopic defects. On the other hand, as a result of a sudden increase in hardness during cooling due to the contribution of a strong Co-O bond, plastic deformation can be suppressed from progressing more than necessary, mass transfer can be suppressed, and deformation due to volume change in the solid phase can be suppressed. Suppress.

【0013】実際、室温でのヌーブ硬度はZnSとSi
2 との混合物からなる膜が300程度であるのに対
し、本発明の複合膜は600から800程度という高い
硬度を示す。一方で、同じく高硬度であっても酸化タン
タルや二酸化珪素等の金属や半導体の酸化物や窒化物等
に比べてクラックが成長しにくいという特徴がある。ま
た、本発明で使用する保護層組成は、これら純粋な酸化
物や窒化物の応力に比べて、圧縮応力が1桁小さい応力
が得られ、膜の剥離が生じにくい。保護膜中には硫黄が
含まれることも記録層との密着性を高める上で重要であ
る。特に記録層にTeを含む場合、同族のカルコゲンを
含むことは、特に記録層との密着性を良好にする。
In fact, the Nuev hardness at room temperature is ZnS and Si.
The film made of a mixture with O 2 has a hardness of about 300, while the composite film of the present invention has a high hardness of about 600 to 800. On the other hand, cracks are less likely to grow than metals such as tantalum oxide and silicon dioxide and oxides and nitrides of semiconductors, even if they have high hardness. Further, the composition of the protective layer used in the present invention has a compressive stress which is smaller by one digit than the stress of these pure oxides and nitrides, and the film is hardly peeled. It is also important that the protective film contains sulfur in order to enhance the adhesion to the recording layer. In particular, when Te is contained in the recording layer, inclusion of a chalcogen of the same family particularly improves the adhesion to the recording layer.

【0014】[0014]

【発明の実施の形態】本発明における保護層は、亜鉛、
セリウム、硫黄及び酸素を含み、その中の亜鉛/セリウ
ムのモル比が0を越え、2.0以下の組成であり、その
結果、良好がディスク特性が得られる。Zn/Ce比の
好ましい下限値は0.01、特に0.1、さらには0.
3であり、上限値は1.5である。具体的には、0.1
以上1.5以下の範囲が最も好ましい。Zn/Ceのモ
ル比が小さすぎる場合、すなわち極めてCeが多い場合
には、スパッタ条件だけの制御ではこの含有量を達成す
ることが難しく、Ceを含むターゲット中のCe含有量
を増大させる必要があるが、この混合量の多い複合ター
ゲットは割れやすく、作成が困難であり、成膜中にも割
れる危険性が高く、実使用上問題があることがある。特
に5インチ以上の大型のターゲットでは問題となる。更
に、Ce含有量の多すぎるターゲットは成膜する際、ス
パッタレートも小さくなり薄膜作成上望ましくない。こ
の薄膜を保護膜として使用しディスク化した際には、感
度が下がり記録に高出力のレーザーを必要とするため、
好ましくない。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The protective layer in the present invention comprises zinc,
The composition contains cerium, sulfur and oxygen, and the molar ratio of zinc / cerium in the composition is more than 0 and 2.0 or less. As a result, good disk characteristics can be obtained. The preferred lower limit of the Zn / Ce ratio is 0.01, particularly 0.1, and more preferably 0.1.
3, and the upper limit is 1.5. Specifically, 0.1
The most preferable range is 1.5 or less. When the molar ratio of Zn / Ce is too small, that is, when the content of Ce is extremely large, it is difficult to achieve this content only by controlling the sputtering conditions, and it is necessary to increase the content of Ce in the target containing Ce. However, the composite target having a large amount of the mixture is easily broken and difficult to produce, has a high risk of cracking even during film formation, and may have a problem in practical use. This is a problem especially for large targets of 5 inches or more. Furthermore, a target having too high a Ce content has a low sputtering rate when forming a film, which is not desirable in forming a thin film. When this thin film is used as a protective film and made into a disc, the sensitivity decreases and a high-output laser is required for recording.
Not preferred.

【0015】一方、Zn/Ceのモル比が大きすぎる場
合には、硬度が下がり、オーバーライト時の変形劣化が
起こりやすくなる。具体的には、室温でヌープ硬度60
0以上が好ましく、そのためZn/Ce比は2.0以下
である。また、本発明者らの知見によると、通常のAr
ガスを用いたスパッタの際チャンバー内で、Ce原子は
ターゲット直上付近に分布し、Zn原子はチャンバー全
体に広がる傾向にある。そのため、ターゲットと基板と
の距離を近づけて生産効率を上げるという観点からも、
Znがリッチなスパッタ膜を作ることは好ましくなく、
Zn/Ceの比が2.0以下であることが望ましい。
On the other hand, if the molar ratio of Zn / Ce is too large, the hardness is reduced, and the deformation and deterioration at the time of overwriting tend to occur. Specifically, a Knoop hardness of 60 at room temperature
It is preferably 0 or more, so that the Zn / Ce ratio is 2.0 or less. Further, according to the findings of the present inventors, it has been found that ordinary Ar
During sputtering using a gas, Ce atoms tend to be distributed just above the target and Zn atoms tend to spread throughout the chamber in the chamber. Therefore, from the viewpoint of increasing the production efficiency by shortening the distance between the target and the substrate,
It is not preferable to make a sputtered film rich in Zn,
It is desirable that the ratio of Zn / Ce is 2.0 or less.

【0016】保護層中にはさらに硫黄が含まれる。硫黄
は、記録層、特にその中のカルコゲナイド元素との結合
が強く、そのため記録層と誘電体保護層の密着性をより
強固に保つことが可能となる。ただし、遊離した状態で
は、誘電体保護層から記録層への拡散を起こし、そのた
めの偏析劣化を促す原因ともなるため、最適量が必要と
なる。上記の保護層は、通常スパッタリングによって形
成される。保護層を形成させるためのターゲット材料と
しては、前記の組成を実現できるものであれば各種のも
のを使用でき、亜鉛、セリウム、硫黄、酸素等を含む各
種のターゲットを1つ又はそれ以上使用することができ
る。例えば、酸化セリウム、硫化セリウム、酸化亜鉛、
硫化亜鉛やこれらの複合酸化物等を適宜組み合わせて使
用する。ターゲットは、複数用いてもよいし、1つの複
合誘電体ターゲットを用いてもよいが、複合誘電体ター
ゲットを使用した場合、より安定に組成コントロールが
可能となる。2つ以上のターゲットを用いてコスパッタ
する場合は、RF電源が複数必要となるため装置が大型
化し、且つ組成のずれも起こりやすい。好ましいターゲ
ットは、CeO2 とZnSとの複合誘電体ターゲットで
ある。硫化亜鉛は化学的に安定であり、また耐熱性に優
れ毒性も少ない。また、スパッタリングレートも高い。
また、硫化セリウムは安価でもある。
The protective layer further contains sulfur. Sulfur has a strong bond with the recording layer, especially with the chalcogenide element therein, so that the adhesion between the recording layer and the dielectric protective layer can be maintained more firmly. However, in the released state, diffusion from the dielectric protective layer to the recording layer occurs, which may cause deterioration of segregation. Therefore, an optimal amount is required. The above protective layer is usually formed by sputtering. As the target material for forming the protective layer, various materials can be used as long as the above-mentioned composition can be realized, and one or more of various targets including zinc, cerium, sulfur, oxygen and the like are used. be able to. For example, cerium oxide, cerium sulfide, zinc oxide,
Zinc sulfide and composite oxides thereof are used in appropriate combination. A plurality of targets may be used, or one composite dielectric target may be used. However, when a composite dielectric target is used, composition control can be performed more stably. When co-sputtering is performed using two or more targets, a plurality of RF power sources are required, so that the size of the apparatus is increased and the composition is likely to be shifted. A preferred target is a composite dielectric target of CeO 2 and ZnS. Zinc sulfide is chemically stable, has excellent heat resistance and low toxicity. Also, the sputtering rate is high.
Cerium sulfide is also inexpensive.

【0017】本発明者らの知見によれば、CeO2 とZ
nSとの複合誘電体ターゲットにおいては、酸化セリウ
ムの割合が増加すると、熱変化に弱く、割れやすいとい
う問題がある。しかしながら、この系においては、ター
ゲット組成と膜の組成とは大きく異なる。具体的には、
前述のように、セリウム原子はターゲット直上付近に、
亜鉛原子はチャンバー全体に分布する傾向にあるので、
ターゲットと基板との距離を近づけることによって、タ
ーゲットの組成よりも膜の組成の方がセリウムの含有割
合を増加させることが可能である。従って、スパッタの
条件を選ぶことによって、割れにくいターゲットを用い
て、なおある程度セリウムの割合の多い膜を製造するこ
とができる。
According to the findings of the present inventors, CeO 2 and Z
In a composite dielectric target with nS, there is a problem that when the ratio of cerium oxide increases, the target is susceptible to thermal change and easily cracked. However, in this system, the target composition and the film composition are significantly different. In particular,
As mentioned above, the cerium atom is located just above the target,
Since zinc atoms tend to be distributed throughout the chamber,
By reducing the distance between the target and the substrate, it is possible to increase the content of cerium in the composition of the film compared to the composition of the target. Therefore, by selecting the sputtering conditions, it is possible to manufacture a film having a relatively high cerium ratio to some extent, using a target that is difficult to crack.

【0018】CeO2 とZnS複合誘電体ターゲットに
おける亜鉛/セリウムのモル比は、通常0を越え2.5
以下である。セリウムが多すぎると、ターゲットが割れ
やすくなり実用的ではない。また、セリウムが少なすぎ
ると、形成された保護層でのセリウム含有量が本発明で
規定する範囲にすることが困難になるので、好ましくは
0.1以上、さらに好ましくは0.3以上、最も好まし
くは1以上である。
The molar ratio of zinc / cerium in the CeO 2 and ZnS composite dielectric target is usually more than 0 to 2.5
It is as follows. If the amount of cerium is too large, the target is easily broken and is not practical. On the other hand, if the content of cerium is too small, it becomes difficult for the cerium content in the formed protective layer to fall within the range specified in the present invention, so it is preferably at least 0.1, more preferably at least 0.3, Preferably it is one or more.

【0019】なお、Ce2 3 とZnOとの複合誘電体
ターゲットの場合、再現性良くターゲットを製造するの
が困難な傾向にある。複合誘電体ターゲットの製造方法
としては、下記のような方法を挙げることができる。タ
ーゲットの製造方法は、スパッタによって形成された膜
の状態を決める上で重要である。必要な組成の粉体をそ
れぞれ秤量し十分混合し、カーボン製のポンチ、ダイス
表面にターゲットが付着しないようにBN(窒化ホウ
素)を塗布した中に混合した粉体を入れ、ホットプレス
法により焼結させる。そのとき、600℃から800℃
程度に達するまでは、カーボン中に付着していた不純物
をとばすため真空中で、それ以降の温度では槽内の温度
を均一化させ焼結効率を上げるため、アルゴン雰囲気に
置換して焼結させる。焼結温度は粉体の融点以下に設定
され、かつできるだけ密度の高いターゲットが作れるよ
うにする。ここでのターゲット密度はスパッタのレート
に効いてくる。密度の高いターゲットではスパッタレー
トも高く好ましい。
In the case of a composite dielectric target of Ce 2 S 3 and ZnO, it tends to be difficult to manufacture the target with good reproducibility. As a method for manufacturing the composite dielectric target, the following method can be used. The target manufacturing method is important in determining the state of a film formed by sputtering. The powders having the required compositions are weighed and mixed well, and the mixed powders are put into a carbon punch and a die coated with BN (boron nitride) so that the target does not adhere to the surface, and then sintered by a hot press method. Tie. At that time, from 600 ° C to 800 ° C
Until the temperature reaches the level, the carbon is sintered in vacuum to blow impurities adhering to the carbon. . The sintering temperature is set to be lower than the melting point of the powder and a target having the highest possible density can be produced. The target density here affects the sputtering rate. A high-density target is preferable because the sputtering rate is high.

【0020】通常は、この焼結過程において、一般には
粉体を固めて石のようにするという、ただ物理的状態を
変化させることを目的としている。しかし、一方で加熱
し圧力を加えることで、固相反応を起こし別の物質に変
化させ、それをターゲットとして使用することもでき
る。具体的には、例えば、希土硫化物とZnOの粉体で
は、希土硫化物が熱により分解し反応を起こし、固相反
応によって希土酸化物とZnSになる。混合する粉体の
モル比によりこの反応での生成物が変わりZnO等が残
留することもある。また、焼結の温度条件、焼結時間、
加圧条件によっても、反応条件が変わるので生成物の状
態は変わりうる。
Usually, during the sintering process, the purpose is merely to change the physical state, that is, to solidify the powder into a stone. However, on the other hand, by heating and applying pressure, a solid-phase reaction can be caused to change to another substance, which can be used as a target. Specifically, for example, in a powder of rare earth sulfide and ZnO, the rare earth sulfide is decomposed by heat to cause a reaction, and becomes a rare earth oxide and ZnS by a solid phase reaction. The product of this reaction changes depending on the molar ratio of the powder to be mixed, and ZnO or the like may remain. In addition, sintering temperature conditions, sintering time,
The condition of the product can also change because the reaction conditions change depending on the pressure conditions.

【0021】いずれの手法により形成されたターゲット
を使用した場合でも、通常研磨、プリスパッタ等してか
ら、スパッタし、薄膜を形成させる。スパッタリングの
条件としては、通常下記のようである。ターゲットが同
一でも膜の組成はスパッタリングの条件によって大きく
異なるので、スパッタリングに当たっては、条件を適宜
選択する必要がある。使用ガスとしては、通常Ne,A
r,Kr,Xe等の不活性ガスを使用するが、コスト等
の関係からArを使用するのが好ましい。成膜の圧力は
通常1Pa以下である。放電が安定に行えるのであれば
低圧でスパッタするほど膜密度が高くなり好ましい。R
Fスパッタの周波数については通常10MHz以上あれ
ばよい。ターゲットと基板との距離については、前述の
ように膜のZn/Ce比に大きく影響を与え、相対的に
小さいほどセリウムの濃度が上がり、大きいほど亜鉛の
濃度が上がる。セリウムの割合が大きいターゲットは割
れやすいので、ターゲットと基板との距離は短い方が良
く、通常30cm以下、好ましくは20cm以下であ
る。また、現実的には0.1cm以上である。また、成
膜のロスを減らし、スパッタ効率を上げるためにも、さ
らには成膜分布の不均一さを無くすためにも距離が短い
程良い。スパッタリング中、基板或いはターゲットは、
自転(重心を中心に回転)及び/又は公転(重心が所定
の円周上を回転)させることができる。これらの回転速
度は通常1−100rpm程度である。基板或いはター
ゲットを公転させた場合、基板とターゲットとの距離が
変化しながらスパッタリングは進行するが、この場合で
も、その最大距離は30cm以下、特に20cm以下、
最小距離は0.1cm以上とするのが好ましい。
When a target formed by any of the methods is used, a thin film is formed by ordinary polishing, pre-sputtering, etc., followed by sputtering. The sputtering conditions are usually as follows. Even if the target is the same, the composition of the film greatly varies depending on the sputtering conditions, and therefore, it is necessary to appropriately select the conditions for sputtering. The gas used is usually Ne, A
Although an inert gas such as r, Kr, or Xe is used, it is preferable to use Ar in view of cost and the like. The pressure for film formation is usually 1 Pa or less. If the discharge can be performed stably, it is preferable to perform sputtering at a low pressure because the film density increases. R
The frequency of the F sputter is usually 10 MHz or more. As described above, the distance between the target and the substrate greatly affects the Zn / Ce ratio of the film. The cerium concentration increases as the distance decreases, and the zinc concentration increases as the distance increases. Since a target having a high cerium ratio is easily broken, the distance between the target and the substrate is preferably short, and is usually 30 cm or less, preferably 20 cm or less. Further, it is actually 0.1 cm or more. The shorter the distance, the better in order to reduce the loss of film formation and increase the sputtering efficiency, and to eliminate the non-uniformity of the film formation distribution. During sputtering, the substrate or target
It can be rotated (rotated about the center of gravity) and / or revolved (the center of gravity rotates on a predetermined circumference). These rotation speeds are usually about 1-100 rpm. When the substrate or the target revolves, sputtering proceeds while the distance between the substrate and the target changes.
Preferably, the minimum distance is 0.1 cm or more.

【0022】本発明で使用する保護層は、通常相変化記
録層に接して設けられるが、どちらの側に設けられてい
てもよい。また、通常の相変化型光記録用媒体において
は、保護層は記録層の両側に設けられるので、この場
合、上記保護層はその一方又は両方であってよい。本発
明においては、記録層の基板側に設けられる保護層を下
保護層(又は下誘電体保護層)、その反対側に設けられ
る保護層を上保護層(又は上誘電体保護層)と称するこ
とがある。また、上記の保護層を上(又は下)保護層と
して用いた場合、さらに別の組成の上(又は下)誘電体
保護層を設けることもできる。この場合、上(又は下)
誘電体保護層は、多層構造となる。このような多層構造
とした場合、本発明で使用する前記組成の保護層は、記
録層に接する側に設けることができ、その場合の膜厚は
通常5−50nmである。
The protective layer used in the present invention is usually provided in contact with the phase change recording layer, but may be provided on either side. In a normal phase-change optical recording medium, the protective layer is provided on both sides of the recording layer. In this case, the protective layer may be one or both. In the present invention, the protective layer provided on the substrate side of the recording layer is referred to as a lower protective layer (or lower dielectric protective layer), and the protective layer provided on the opposite side is referred to as an upper protective layer (or upper dielectric protective layer). Sometimes. When the above-mentioned protective layer is used as an upper (or lower) protective layer, another dielectric upper or lower dielectric protective layer may be provided. In this case, upper (or lower)
The dielectric protection layer has a multilayer structure. In the case of such a multilayer structure, the protective layer having the composition used in the present invention can be provided on the side in contact with the recording layer, and the film thickness in that case is usually 5 to 50 nm.

【0023】誘電体保護層の膜厚としては、下保護層と
しては、通常50nm以上300nm以下である。薄膜
すぎる場合には、記録時の熱による基板変形が押さえき
れなくなる問題があり、厚過ぎる場合には、膜にクラッ
クが入りやすくなる問題があることおよび製造時に成膜
時間がかかりすぎて、現実的でない。上保護層に使用す
る場合には0.1nm以上300nm以下であることが
望ましい。
The thickness of the dielectric protective layer is usually 50 nm or more and 300 nm or less as the lower protective layer. If the film is too thin, there is a problem that the substrate deformation due to heat at the time of recording cannot be suppressed.If it is too thick, there is a problem that the film tends to crack, and it takes too much time to form the film during manufacturing. Not a target. When used for the upper protective layer, the thickness is preferably 0.1 nm or more and 300 nm or less.

【0024】特に、下誘電体保護層として厚さ50−2
50nmの、カルコゲン化物とSiO2 との混合物の組
成の膜を用い、上誘電体保護層として厚さ10−50n
mの前記の本発明で規定する組成の保護層を使用するこ
とは、大変有効である。何故ならばカルコゲン化物とS
iO2 とからなる膜に比べ、前記の特定のZn/Ce比
の膜は成膜レートが低い傾向にあるため、上記のような
層構成は生産性に優れるからである。
In particular, the lower dielectric protective layer has a thickness of 50-2.
A film having a composition of a mixture of chalcogenide and SiO 2 having a thickness of 50 nm is used.
It is very effective to use the protective layer having the composition defined in the present invention as m. Because chalcogenide and S
This is because the film having the specific Zn / Ce ratio tends to have a lower deposition rate than the film made of iO 2, and thus the above-described layer configuration is excellent in productivity.

【0025】次に、本発明の光学的情報記録用媒体の一
般的な構造について図1を用いて説明する。図1は本発
明の光学的情報記録用媒体の層構成の一例を示す模式的
断面図である。図1の媒体は、基板1、下誘電体保護層
2、相変化記録層3、上誘電体保護層4、反射層5及び
保護コート層6からなる。基板1としては通常、ポリカ
ーボネート、アクリル、ポリオレフィン、光硬化性樹脂
などの透明樹脂あるいはガラスを用いることができる。
生産性の面からは透明樹脂が好ましく、特にポリカーボ
ネート樹脂は吸水性や光学特性、保護層との密着性等に
優れており好ましい。
Next, the general structure of the optical information recording medium of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 1 is a schematic sectional view showing an example of the layer configuration of the optical information recording medium of the present invention. The medium shown in FIG. 1 includes a substrate 1, a lower dielectric protection layer 2, a phase change recording layer 3, an upper dielectric protection layer 4, a reflective layer 5, and a protective coat layer 6. As the substrate 1, a transparent resin such as polycarbonate, acrylic, polyolefin, and photocurable resin or glass can be used.
From the viewpoint of productivity, a transparent resin is preferable, and a polycarbonate resin is particularly preferable because it has excellent water absorption, optical properties, adhesion to a protective layer, and the like.

【0026】相変化記録層3、誘電体保護層2,4、反
射層5は通常スパッタリング法、蒸着法などによって形
成される。記録層用のターゲット、保護層用のターゲッ
ト、反射層用の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層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。この場合それぞれの層に
使用するターゲットは、複数のターゲットを用いてコス
パッタを行なっても、複合材料ターゲットを用いてもど
ちらでも構わない。
The phase change recording layer 3, the dielectric protective layers 2, 4, and the reflective layer 5 are usually formed by a sputtering method, a vapor deposition method, or the like. It is desirable to form a layer using an in-line apparatus in which a target for the recording layer, a target for the protective layer, and a target for the reflective layer are installed in the same vacuum chamber, in order to prevent oxidation and contamination between the layers. In this case, the target used for each layer may be either co-sputtering using a plurality of targets or using a composite material target.

【0027】保護コート層6は、通常、硬度の高い紫外
線硬化性もしくは熱硬化性の樹脂を用いる。記録層の厚
みは一般的には10nm以上100nm以下の範囲が好
ましい。記録層の厚みが10nmより薄いと十分なコン
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。一
方、100nmを超える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。特
に、近年開発された書換え型コンパクトディスク(CD
−RW)のようにCDと互換性をとれるコントラスト
(例えば変調度50%以上)を得るために、あるいは今
後現れる書き換え型DVDと互換性をとれるコントラス
トを得るため、10nm以上30nm以下が好ましい。
10nm未満では反射率が低くなりすぎ、30nmより
厚いと熱容量が大きくなり記録感度が悪くなる傾向にあ
る。
For the protective coat layer 6, an ultraviolet-curing or thermosetting resin having high hardness is usually used. Generally, the thickness of the recording layer is preferably in the range of 10 nm to 100 nm. If the thickness of the recording layer is thinner than 10 nm, it is difficult to obtain a sufficient contrast, and the crystallization speed tends to be slow. On the other hand, if it exceeds 100 nm, it is still difficult to obtain optical contrast, and cracks are likely to occur. In particular, recently developed rewritable compact discs (CDs
-RW), it is preferably 10 nm or more and 30 nm or less in order to obtain a contrast compatible with a CD (for example, a modulation degree of 50% or more) or a contrast compatible with a rewritable DVD that will appear in the future.
If the thickness is less than 10 nm, the reflectance becomes too low, and if the thickness is more than 30 nm, the heat capacity tends to be large and the recording sensitivity tends to be poor.

【0028】記録層の材料としては、例えばGeSbT
eやInSbTe、AgSbTe、AgInSbTeな
どの合金を用いる。これらはオーバーライト可能な材料
である。具体的には{(Sb2 Te3 1-x (GeT
e)x 1-y Sby 合金(ただし、0.2≦x≦0.
9、0≦y≦0.1)、及びこの3元合金に10原子%
程度までのIn、Ga、Zn、Sn、Si、Cu、A
u、Ag、Pd、Pt、Pb、Cr、Co、O、S、S
e、Ta、Nb、Vのうち少なくとも1種を含む合金が
あげられる。なお、Sb2 Te3 とGeTeとを結んだ
線上の組成においてGe 2 Sb2 Te5 金属間化合物組
成近傍とすれば、線速10m/s以上でもオーバーライ
ト可能となる。
As a material of the recording layer, for example, GeSbT
e, InSbTe, AgSbTe, AgInSbTe
Which alloy to use. These are overwritable materials
It is. Specifically, {(SbTwoTeThree)1-x(GeT
e)x1-ySbyAlloy (however, 0.2 ≦ x ≦ 0.
9, 0 ≦ y ≦ 0.1), and 10 atomic% in the ternary alloy
Up to about In, Ga, Zn, Sn, Si, Cu, A
u, Ag, Pd, Pt, Pb, Cr, Co, O, S, S
alloy containing at least one of e, Ta, Nb, and V
can give. Note that SbTwoTeThreeAnd GeTe
Ge in the composition on the line TwoSbTwoTeFiveIntermetallic compound group
If the linear velocity is around 10 m / s or more
Is possible.

【0029】また、Sb70Te30共晶点近傍のSbTe
合金を主成分とするMSbTe合金(ただし、MはI
n、Ga、Zn、Ge、Sn、Si、Cu、Au、A
g、Pd、Pt、Pb、Cr、Co、O、S、Se、T
a、Nb、Vのうち少なくとも1種)も高速でのオーバ
ーライトが可能な材料として好ましい。より好ましくは
上記合金においてMw (Sbz Te1-z 1-w (ただ
し、0≦w≦0.20、0.6≦z≦0.8)の範囲で
ある。線速2.4m/s以上11.2m/s以下(CD
線速の2倍速から8倍速)で最大線速と最小線速の比が
2以上の広範囲の線速において良好なオーバーライトが
可能である。
Further, SbTe near the eutectic point of Sb 70 Te 30
MSbTe alloy containing an alloy as a main component (where M is I
n, Ga, Zn, Ge, Sn, Si, Cu, Au, A
g, Pd, Pt, Pb, Cr, Co, O, S, Se, T
a, Nb, and V) are also preferable as a material capable of overwriting at high speed. More preferably, the above alloy has a range of M w (Sb z Te 1-z ) 1-w (where 0 ≦ w ≦ 0.20, 0.6 ≦ z ≦ 0.8). Linear velocity 2.4 m / s or more and 11.2 m / s or less (CD
Good overwriting is possible over a wide range of linear velocities in which the ratio between the maximum linear velocity and the minimum linear velocity is 2 or more at a linear velocity of 2 to 8 times the linear velocity).

【0030】なお、Sb70Te30共晶点近傍の合金薄膜
では、Sb/Te比が大きいほど結晶化速度が速くなる
傾向があるためSb/Te比により線速依存性が決ま
る。成膜時の記録層は通常非晶質であり、記録層全面を
結晶化して初期化された状態(未記録状態)としたのち
使用する。初期化はフラッシュランプアニールもしくは
100μm程度に集光したレーザービームで、瞬間的に
記録層を結晶化温度以上に加熱することで達成される。
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の一つの方法として溶融初期化が
有効である。
In the alloy thin film near the eutectic point of Sb 70 Te 30, the crystallization speed tends to increase as the Sb / Te ratio increases, so that the linear velocity dependency is determined by the Sb / Te ratio. The recording layer at the time of film formation is usually amorphous, and is used after the entire recording layer is crystallized to be in an initialized state (unrecorded state). The initialization is achieved by flash lamp annealing or instantaneously heating the recording layer to a temperature higher than the crystallization temperature with a laser beam focused to about 100 μm.
Melt initialization is effective as one method for shortening the time required for initialization and surely performing initialization by one light beam irradiation.

【0031】例えば、直径10〜数百μm程度に集束し
た光ビーム(ガスレーザーもしくは半導体レーザービー
ム)あるいは長軸50〜100μm、短軸1〜10μm
程度の楕円状に集光した光ビームを用いて局所的に加熱
し、ビーム中心部に限定して溶融させる。このとき、ビ
ーム周辺部も同時に加熱されるため、溶融部が余熱され
冷却速度が遅くなり、良好な再結晶化が行われる。
For example, a light beam (gas laser or semiconductor laser beam) focused to a diameter of about 10 to several hundred μm or a long axis of 50 to 100 μm and a short axis of 1 to 10 μm
It is locally heated using a light beam condensed in a degree elliptical shape, and is melted only at the center of the beam. At this time, since the periphery of the beam is also heated at the same time, the molten portion is preheated, the cooling rate is reduced, and good recrystallization is performed.

【0032】これにより、従来の固相結晶化に対して1
0分の1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。下誘電体保護層及び上誘電体
保護層は、記録時の高温による基板や記録層の変形を防
止するために設ける。その少なくとも一方は、前記の特
定のZn/Ce比の膜を用いるが、一方のみに前記膜を
用いた場合の他方の保護層の材料としては、下記の観点
から選ぶことができる。
As a result, the conventional solid-phase crystallization is reduced by 1%.
The initialization time can be reduced to 1/0, the productivity can be significantly reduced, and the change in crystallinity during erasure after overwriting can be prevented. The lower dielectric protective layer and the upper dielectric protective layer are provided to prevent deformation of the substrate and the recording layer due to high temperature during recording. At least one of the above-mentioned films having the specific Zn / Ce ratio is used, but the material of the other protective layer when only one of the films is used can be selected from the following viewpoints.

【0033】一般に、誘電体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が、通常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、M
g、Li等のフッ化物を用いる。また、オーバーライト
時には記録層が数百℃から1000℃程度まで繰返し加
熱されることから、融点もしくは分解点は1000℃以
上である必要がある。さらに、記録再生に使用するレー
ザービーム波長に対して実質的に透明でなければならな
い。使用波長は通常600〜800nmであるが、将来
的には400nm程度まで短波長化されると考えられ
る。なお、当然ながら、400〜800nmすべての波
長に対して透明である必要ではなく、そのなかで使用す
るレーザービームに対して透明であればよい。実質的に
透明であるとは、その波長に対する複素屈折率の虚数部
分である吸収係数が概ね0.2未満のことである。
In general, the material of the dielectric protective layer is determined in consideration of the refractive index, thermal conductivity, chemical stability, mechanical strength, adhesion, etc., but usually has high transparency and high melting point. Oxides, sulfides, nitrides and Ca, M of metals and semiconductors
g, a fluoride such as Li is used. Further, at the time of overwriting, since the recording layer is repeatedly heated from several hundred degrees Celsius to about 1000 degrees Celsius, its melting point or decomposition point needs to be 1000 degrees Celsius or more. Furthermore, it must be substantially transparent to the laser beam wavelength used for recording and reproduction. The wavelength used is usually 600 to 800 nm, but it is expected that the wavelength will be shortened to about 400 nm in the future. It is needless to say that it is not necessary to be transparent to all the wavelengths of 400 to 800 nm, but it is sufficient if it is transparent to the laser beam used therein. Substantially transparent means that the absorption coefficient, which is the imaginary part of the complex refractive index for that wavelength, is generally less than 0.2.

【0034】複数の誘電体からなる複合誘電体保護層で
ある場合には、個々の誘電体が上記条件を満たす必要が
ある。誘電体保護層の膜密度はバルク状態の密度(バル
ク密度)の80%以上であることが機械的強度の面から
望ましい(This Solid Films、第27
8巻(1996年)、pp.74〜81)。なお、複数
の誘電体からなる複合誘電体のバルク密度は(1)式の
理論密度を用いる。
In the case of a composite dielectric protective layer composed of a plurality of dielectrics, each dielectric must satisfy the above conditions. The film density of the dielectric protective layer is preferably 80% or more of the bulk density (bulk density) from the viewpoint of mechanical strength (This Solid Films, No. 27).
8, pp. 8 (1996). 74-81). The bulk density of the composite dielectric composed of a plurality of dielectrics uses the theoretical density of equation (1).

【0035】[0035]

【数1】ρ=Σmi ρi (1)Ρ = Σm i ρ i (1)

【0036】(ただし、各成分iのモル濃度をmi 、単
独のバルク密度をρi とする)
(However, the molar concentration of each component i is m i , and the bulk density of each component is ρ i )

【0037】反射層には、Au、Ag、Alおよびそれ
らの合金等が使用されるが、放熱効果が高い熱伝導率が
高い物質が望ましい。実際に使用する場合には、生産コ
ストの面からも1000nm以下であることが望まし
い。通常は0.1〜100nmである。
For the reflective layer, Au, Ag, Al and their alloys are used, and a substance having a high heat radiation effect and a high thermal conductivity is desirable. When actually used, it is preferable that the thickness be 1000 nm or less from the viewpoint of production cost. Usually, it is 0.1 to 100 nm.

【0038】[0038]

【実施例】以下に実施例をもって本発明を詳細に説明す
るが、本発明はその要旨を超えない限り適用可能であ
る。なお、以下の例においてZn/Ce組成比はXPS
を用いて(PHI社製ESCA−5500MC、X線
源:単色化AlKα線、取出角:65度、パスエネルギ
ー:29.35eV)、Zn2p3/2 とCe3dとのピーク
面積を感度補正にして補正した値より求めた。
EXAMPLES The present invention will be described in detail below with reference to examples, but the present invention is applicable as long as it does not exceed the gist. In the following examples, the Zn / Ce composition ratio is XPS
(ESI-5500MC manufactured by PHI, X-ray source: monochromatic AlKα ray, extraction angle: 65 °, pass energy: 29.35 eV), and the peak area of Zn 2p3 / 2 and Ce 3d was corrected for sensitivity. It was determined from the corrected value.

【0039】(実施例1)ZnS:CeO2 =60:4
0(mol%)を混合した粉体を十分に撹拌した後、ホ
ットプレス法により1150℃、20トンで加圧した状
態で2時間放置し焼結させた。十分に研磨後、Cuプレ
ートにInハンダで接着し上及び下の誘電体層の作成の
ためのターゲットを作成した。1.2mm厚のポリカー
ボネート基板上に下誘電体保護層/記録層/上誘電体保
護層/反射層を順次下記のようにスパッタリングによっ
て積層して相変化型光ディスクを作成した。各層の厚み
は、下誘電体保護層110nm、記録層30nm、上誘
電体保護層30nm、反射層100nmとした。記録層
はGe22.2Sb 22.2Te55.6とし、反射層にはAl合金
を使用した。また、それぞれの層のスパッタリングの際
は基板を所定の円周上を公転させ、ターゲットを円周近
傍に固定した。基板とターゲットとの距離は最大で23
cmであった。
(Example 1) ZnS: CeOTwo= 60: 4
0 (mol%), and after sufficiently stirring the powder,
Pressed at 1150 ° C and 20 tons by hot press method
It was left for 2 hours and sintered. After sufficient polishing,
Bonding of the upper and lower dielectric layers to the
Created a target for. 1.2mm thick polycarbonate
Lower dielectric protection layer / recording layer / upper dielectric protection
Protective layer / reflective layer by sputtering as follows.
Then, a phase change type optical disk was prepared by stacking. Thickness of each layer
Indicates that the lower dielectric protective layer is 110 nm, the recording layer is 30 nm,
The conductor protection layer was 30 nm, and the reflection layer was 100 nm. Recording layer
Is Ge22.2Sb 22.2Te55.6The reflective layer is made of Al alloy
It was used. When sputtering each layer,
Moves the substrate around a predetermined circumference and moves the target close to the circumference.
Fixed next to it. Maximum distance between substrate and target is 23
cm.

【0040】上下誘電体層は、それぞれArガスを50
sccmで流し、圧力0.4Paの下上記複合ターゲッ
トの高周波スパッタリング(13.56MHz)により
成膜した。膜密度は5.5g/cm3 であり、理論密度
の96%であった。JISヌープ硬度は608であり、
膜応力は引っ張り応力で9.7E+8dyn/cm2
あった。この膜の屈折率はエリプソメータの測定により
波長780nmにおいて2.3であった。この時の膜組
成は亜鉛、セリウム、硫黄及び酸素を含み、そのZn/
Ceのモル比は0.77であった。
The upper and lower dielectric layers are each filled with 50% Ar gas.
The composite target was formed by high-frequency sputtering (13.56 MHz) under a pressure of 0.4 Pa at a flow rate of sccm. The film density was 5.5 g / cm 3 , 96% of the theoretical density. JIS Knoop hardness is 608,
The film stress was 9.7E + 8 dyn / cm 2 in tensile stress. The refractive index of this film was 2.3 at a wavelength of 780 nm as measured by an ellipsometer. The film composition at this time contains zinc, cerium, sulfur and oxygen.
The molar ratio of Ce was 0.77.

【0041】記録層および反射層はArガス圧力0.4
Paで直流スパッタリングにより成膜した。さらに厚み
約5μmの紫外線硬化樹脂を設けた。上記ディスクを波
長810nmのLDバルクイレーザを用いて初期化すな
わち記録層の結晶化処理を行った後、以下の条件でディ
スクの動特性を評価した。ディスクを10m/sの線速
度で回転させながら4MHz、duty50%の波長7
80nm、NA0.55のLDをパルス光として用い、
記録パワー14.5mW、ベースパワー7.5mW、再
生パワー0.8mWで繰返しオーバーライトを行い、C
/Nの測定を行った。105 回以上繰返しオーバーライ
トを行ったところ、初回に比べてC/Nが2%低下し、
ノイズ上昇は0.1%であった。このディスクを80℃
85%RH高温高湿度条件下に500時間放置したが、
剥離なども生じず、ディスク特性も変化しなかった。
The recording layer and the reflective layer were formed under an Ar gas pressure of 0.4.
The film was formed by direct current sputtering at Pa. Further, an ultraviolet curable resin having a thickness of about 5 μm was provided. After the disk was initialized using an LD bulk eraser having a wavelength of 810 nm, that is, the recording layer was crystallized, dynamic characteristics of the disk were evaluated under the following conditions. While rotating the disk at a linear speed of 10 m / s, a wavelength of 4 MHz and a duty of 50% 7
Using an LD of 80 nm and NA of 0.55 as pulse light,
Overwriting was repeatedly performed with a recording power of 14.5 mW, a base power of 7.5 mW, and a reproduction power of 0.8 mW, and C
/ N was measured. Was subjected to 10 5 times or more repetitive overwriting, C / N is lowered 2% compared to the first,
The noise rise was 0.1%. 80 ℃
It was left under 85% RH high temperature and high humidity condition for 500 hours,
No peeling occurred, and the disk characteristics did not change.

【0042】(実施例2)上下の誘電体保護層用のター
ゲット材料として、ZnS:CeO2 =50:50(m
ol%)を混合した粉体を用いたこと及び記録パワーを
14mW、ベースパワーを8.5mWとしたこと以外、
実施例1と同様にして相変化型光記録媒体を作成、評価
した。なお、この時の上下の保護層の膜密度は6.2g
/cm3 であり、理論密度の93%であった。また、J
ISヌープ硬度は645であり、膜応力は引っ張り応力
で8.7E+8dyn/cm2 であった。この膜の屈折
率はエリプソメータの測定により波長780nmにおい
て2.3であった。また、この時の膜組成は亜鉛、セリ
ウム、硫黄及び酸素を含み、Zn/Ceのモル比は0.
55であった。105 回以上繰返しオーバーライトを行
ったところ、初回に比べてC/Nが3%低下し、ノイズ
上昇は0.6%であった。このディスクを80℃85%
RH高温高湿度条件下に500時間放置したが、剥離な
ども生じず、ディスク特性も変化しなかった。
Example 2 As a target material for the upper and lower dielectric protection layers, ZnS: CeO 2 = 50: 50 (m
ol%), a recording power of 14 mW and a base power of 8.5 mW.
A phase change optical recording medium was prepared and evaluated in the same manner as in Example 1. At this time, the film density of the upper and lower protective layers was 6.2 g.
/ Cm 3, which is 93% of the theoretical density. Also, J
The IS Knoop hardness was 645, and the film stress was 8.7E + 8 dyn / cm 2 in tensile stress. The refractive index of this film was 2.3 at a wavelength of 780 nm as measured by an ellipsometer. The film composition at this time contains zinc, cerium, sulfur and oxygen, and the molar ratio of Zn / Ce is 0.1.
55. Was subjected to 10 5 times or more repetitive overwriting, reduced C / N is 3% compared to the initial, noise rise was 0.6%. 85% at 80 ℃
When left for 500 hours under RH high temperature and high humidity conditions, no peeling or the like occurred, and the disc characteristics did not change.

【0043】(比較例1)上下の誘電体保護層用のター
ゲット材料として、ZnS:CeO2 =80:20(m
ol%)を混合した粉体を用いたこと、及び記録パワー
を12mWとしたこと以外実施例1と同様にして相変化
型媒体を作成、評価した。なお、この時の上下の保護層
の膜密度は4.8g/cm3 であり、理論密度の99%
であった。また、JISヌープ硬度は492であり、膜
応力は引っ張り応力で3.7E+8dyn/cm2 であ
った。この膜の屈折率はエリプソメータの測定により波
長780nmにおいて2.3であった。この時の膜組成
は亜鉛、セリウム、硫黄及び酸素を含み、Zn/Ceの
モル比は2.1であった。105 回以上繰返しオーバー
ライトを行ったところ、初回に比べてC/Nが7%低下
し、ノイズ上昇は1.3%であった。このディスクを8
0℃85%RH高温高湿度条件下に500時間放置した
が、剥離なども生じず、ディスク特性も変化しなかっ
た。
Comparative Example 1 As a target material for the upper and lower dielectric protection layers, ZnS: CeO 2 = 80: 20 (m
ol%), and a phase change medium was prepared and evaluated in the same manner as in Example 1 except that the recording power was set to 12 mW. In this case, the film density of the upper and lower protective layers was 4.8 g / cm 3 , which was 99% of the theoretical density.
Met. The JIS Knoop hardness was 492, and the film stress was 3.7E + 8 dyn / cm 2 in tensile stress. The refractive index of this film was 2.3 at a wavelength of 780 nm as measured by an ellipsometer. The film composition at this time contained zinc, cerium, sulfur and oxygen, and the molar ratio of Zn / Ce was 2.1. Was subjected to 10 5 times or more repetitive overwriting, first C / N is lowered by 7% as compared to the noise rise was 1.3%. 8 this disk
After leaving for 500 hours under the condition of 0 ° C. and 85% RH at high temperature and high humidity, there was no peeling or the like, and the disc characteristics did not change.

【0044】(比較例2)上下の誘電体保護層用のター
ゲット材料として、CeO2 を用いたこと以外実施例1
と同様にして相変化型の光記録媒体を作成した。なお、
この時の上下の保護層の膜密度は5.8g/cm3 であ
り、理論密度の81%であった。また、JISヌープ硬
度は710であり、膜応力は引っ張り応力で7.5E+
9dyn/cm2 であった。この膜の屈折率はエリプソ
メータの測定により波長780nmにおいて2.2であ
った。上記ディスクを波長810nmのLDバルクイレ
ーザを用いて初期化すなわち記録層の結晶化処理を行っ
た後、室温で放置しておいたところ剥離劣化が発生し、
動特性評価ができなかった。
Comparative Example 2 Example 1 except that CeO 2 was used as the target material for the upper and lower dielectric protection layers.
A phase change type optical recording medium was prepared in the same manner as described above. In addition,
At this time, the film density of the upper and lower protective layers was 5.8 g / cm 3 , which was 81% of the theoretical density. The JIS Knoop hardness is 710, and the film stress is 7.5E +
It was 9 dyn / cm 2 . The refractive index of this film was 2.2 at a wavelength of 780 nm as measured by an ellipsometer. The disk was initialized using an LD bulk eraser having a wavelength of 810 nm, that is, the recording layer was crystallized, and then left at room temperature to cause delamination,
The dynamic characteristics could not be evaluated.

【0045】[0045]

【発明の効果】本発明によれば、極めて優れた繰返しオ
ーバーライト特性を示し、データ保存安定性に優れ信頼
性の向上した光学的情報記録用媒体を得ることができ
る。また、密着性、経時安定性に優れた光学的情報記録
用媒体を得ることができる。さらに、本発明によれば、
このような媒体を安定的に生産性よく製造することがで
きる。
According to the present invention, it is possible to obtain an optical information recording medium which exhibits extremely excellent repetitive overwriting characteristics, has excellent data storage stability and has improved reliability. Further, it is possible to obtain an optical information recording medium having excellent adhesion and stability over time. Furthermore, according to the present invention,
Such a medium can be stably manufactured with high productivity.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の光学的情報記録用媒体の一例の説明図FIG. 1 is a diagram illustrating an example of an optical information recording medium according to the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 基板 2 下誘電体保護層 3 相変化記録層 4 上誘電体保護層 5 反射層 6 保護コート層 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Substrate 2 Lower dielectric protective layer 3 Phase change recording layer 4 Upper dielectric protective layer 5 Reflective layer 6 Protective coat layer

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 4K029 AA11 BA64 BB02 BC07 BD00 CA05 5D029 JB18 JC18 LA11 LA14 LA15 LA19 LB01 LB04 LB07 5D121 AA04 EE03 EE09 EE19  ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page F term (reference) 4K029 AA11 BA64 BB02 BC07 BD00 CA05 5D029 JB18 JC18 LA11 LA14 LA15 LA19 LB01 LB04 LB07 5D121 AA04 EE03 EE09 EE19

Claims (8)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 基板上に誘電体保護層と相変化記録層と
を有する光学的情報記録用媒体において、該誘電体保護
層が、亜鉛とセリウムと硫黄と酸素とを含み、そのZn
/Ceのモル比が2.0以下であることを特徴とする光
学的情報記録用媒体。
1. An optical information recording medium having a dielectric protective layer and a phase change recording layer on a substrate, wherein the dielectric protective layer contains zinc, cerium, sulfur and oxygen, and has a Zn
An optical information recording medium, wherein the molar ratio of / Ce is 2.0 or less.
【請求項2】 相変化型記録層の上下に誘電体保護層が
設けられ、少なくともその一方が、亜鉛とセリウムと硫
黄と酸素とを含み、そのZn/Ceのモル比が2.0以
下である請求項1に記載の光学的情報記録用媒体。
2. A dielectric protection layer is provided above and below a phase change recording layer, at least one of which contains zinc, cerium, sulfur and oxygen, and whose Zn / Ce molar ratio is 2.0 or less. The optical information recording medium according to claim 1.
【請求項3】 基板上に少なくとも下誘電体保護層、相
変化記録層、上誘電体保護層および反射層を順次有する
光学的情報記録媒体であって、上誘電体保護層が、亜鉛
とセリウムと硫黄と酸素とを含み、そのZn/Ceのモ
ル比が2.0以下である請求項2に記載の光学的情報記
録用媒体。
3. An optical information recording medium having at least a lower dielectric protective layer, a phase change recording layer, an upper dielectric protective layer, and a reflective layer on a substrate, wherein the upper dielectric protective layer comprises zinc and cerium. 3. The optical information recording medium according to claim 2, comprising: sulfur, oxygen, and a Zn / Ce molar ratio of 2.0 or less.
【請求項4】 上誘電体保護層の厚さが10−50nm
であり、下誘電保護層がカルコゲン化合物とSiO2
の混合組成を有し、厚さが50−250nmである請求
項3に記載の光学的情報記録用媒体。
4. The thickness of the upper dielectric protection layer is 10-50 nm.
, And the have a mixed composition of the lower dielectric protective layer and a chalcogen compound and SiO 2, the optical information recording medium according to claim 3 thickness is 50-250Nm.
【請求項5】 亜鉛及びセリウムを含む層がスパッタリ
ングにより成膜された薄膜である請求項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。
5. The optical information recording medium according to claim 1, wherein the layer containing zinc and cerium is a thin film formed by sputtering.
【請求項6】 スパッタリングのためのターゲットとし
て、複合誘電体ターゲットを使用する請求項5に記載の
光学的情報記録用媒体。
6. The optical information recording medium according to claim 5, wherein a composite dielectric target is used as a target for sputtering.
【請求項7】 複合誘電体ターゲットのZn/Ce比が
1−2.5である請求項6に記載の光学的情報記録用媒
体。
7. The optical information recording medium according to claim 6, wherein a Zn / Ce ratio of the composite dielectric target is 1 to 2.5.
【請求項8】 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を製造する方法であって、亜鉛と
セリウムと硫黄と酸素とを含み、Zn/Ceの比が1以
上2.5以下の複合誘電体ターゲットを用い、基板とタ
ーゲットの距離が30cm以下の条件でスパッタするこ
とによって誘電体保護層を形成することを特徴とする光
学的情報記録用媒体の製造方法。
8. The method for manufacturing an optical information recording medium according to claim 1, wherein the medium comprises zinc, cerium, sulfur, and oxygen, and has a Zn / Ce ratio of 1 A method for producing an optical information recording medium, wherein a dielectric protective layer is formed by sputtering using a composite dielectric target of not less than 2.5 and a distance between a substrate and a target of not more than 30 cm.
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CN116042212B (en) * 2022-11-23 2023-12-08 中国科学院西安光学精密机械研究所 Short afterglow fluorescent powder and preparation method thereof

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