JP2000173095A

JP2000173095A - 相変化型光記録媒体

Info

Publication number: JP2000173095A
Application number: JP10368482A
Authority: JP
Inventors: Kenji Oishi; 健司大石; Osamu Akutsu; 収圷; Katsunori Oshima; 克則大嶋; Itsuro Nakamura; 逸郎中村; Junji Kuroda; 順治黒田
Original assignee: Victor Company of Japan Ltd
Current assignee: Victor Company of Japan Ltd
Priority date: 1998-12-09
Filing date: 1998-12-09
Publication date: 2000-06-23

Abstract

(57)【要約】【課題】記録層の高反射率と高い記録感度を達成し
て、ＤＶＤ−ＲＯＭと互換性を有する相変化型光記録媒
体を提供する。【解決手段】基板１上に記録層３を有し、光の照射に
より原子の配列が変化して情報の記録及び消去が行われ
る相変化型光記録媒体において、再生光波長に対する前
記記録層の結晶化部の反射率Ｒｃｒが１８％以上であ
り、記録光波長に対する前記記録層の結晶化部の反射率
Ｒｃｗと前記反射率Ｒｃｒとの関係がＲｃｗ≦ Ｒｃｒ
で、かつ分光反射率の極小値を与える波長が６５０ｎｍ
以下にあるように構成する。これにより、記録層の高反
射率と高い記録感度を達成して、ＤＶＤ−ＲＯＭと互換
性をもたせる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、光の照射により原
子の配列が変化して情報の記録および消去が行なわれる
相変化型光記録媒体であって、高密度記録に優れる上に
ＤＶＤ−ＲＯＭとの再生互換性を有する相変化型光記録
媒体に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、レーザ光の照射による情報の記
録、再生及び消去可能な光メモリ媒体の一つとして、結
晶−非晶質間、或いは結晶１−結晶２の２つの結晶相間
の転移を利用する、いわゆる相変化型光記録媒体として
の光ディスクがよく知られている。この相変化型光記録
媒体は、テルル（Ｔｅ）、セレン（Ｓｅ）等のカルコゲ
ンを主成分とした記録層と、この記録層を両面から挟み
込む透光性誘電体層と、レーザ光の入射側とは反対に設
けた反射層と、保護層とから主に構成されている。代表
的な材料系に、ＧｅＳｂＴｅ系、ＡｇＩｎＳｂＴｅ系材
料が良く知られていて、実用化されている。

【０００３】記録原理は次の通りである。まず、成膜直
後の記録層は非晶質状態で反射率は低いので、はじめ
に、レーザ光を照射して記録層を加熱し、ディスク全面
を反射率の高い結晶状態にする。この操作を初期化とい
う。初期化した光ディスクにレーザ光を局所的に照射し
て記録膜を溶融、急冷し、アモルファス状態に相変化さ
せる。この相変化に伴い記録層の光学的性質（反射率、
透過率、複素屈折率等）が変化して、情報を記録する。
再生は、弱いレーザ光を照射して結晶とアモルファスと
の反射率差、または位相差を検出して行う。書き換え
は、結晶化を引き起こす低エネルギーの消去パワーの上
に重畳した記録ピークパワーを記録層に投入することに
より、消去過程を経ることなくすでに記録された記録マ
ーク上にオーバーライトする。

【０００４】この種の光ディスクとしては、特開平９−
７３６６７号公報等に開示されており、これには、基板
上に複数の薄膜層を有する光記録媒体を製造するに際
し、この基板上に少なくとも第１層および第２層の薄膜
層を形成した後、この基板の分光反射率を測定し、この
分光反射率または色相、彩度、明度からなる三刺激値に
基づいて後続の基板における、少なくとも第２層の膜厚
を制御する光記録媒体の製造方法が提案されている。こ
のように、分光反射率を測定し、管理することにより、
感度やＣ／Ｎ、消去率パワー依存性などの特性を改善
し、光記録媒体の製造ばらつきを大幅に低減し、生産性
を向上している。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
この種の相変化型光記録媒体は、ＤＶＤ（Ｄｉｇｉｔａ
ｌＶｅｒｓａｔｉｌｅＤｉｓｃ）−ＲＯＭの再生光
波長である６５０ｎｍにおける反射率が１５％と低く、
変調振幅も０．５程度であった。ＪＩＳ×６２４１（１
２０ｍｍＤＶＤ再生専用ディスク日本工業規格）によ
ると、ＤＶＤ−ＲＯＭの反射率の下限は２層ディスクタ
イプで１８％であり、変調振幅は０．６以上が必要とさ
れている。例えば、従来のＧｅＳｂＴｅ系相変化型光記
録媒体では、反射率と変調振幅の両方を規格内に入れる
ことは難しく、反射率を増大させると変調振幅が減少
し、変調振幅を増大させると反射率が減少するという相
反関係に拘束されていた。更に光記録媒体の反射率を高
めると、入射するレーザ光のパワーが減少するため、従
来の記録用レーザでは適切な記録ができないという問題
があった。本発明は、以上のような問題点に着目し、こ
れを有効に解決すべく創案されたものであり、その目的
は、記録層の高反射率と高い変調振幅を達成し、同時に
高い記録感度を有することによりＤＶＤ−ＲＯＭとの互
換を容易に取ることができる相変化型光記録媒体を提供
することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】請求項１に規定するよう
に、基板上に記録層を有し、光の照射により原子の配列
が変化して情報の記録及び消去が行われる相変化型光記
録媒体において、再生光波長に対する前記記録層の結晶
化部の反射率Ｒｃｒが１８％以上であり、記録光波長に
対する前記記録層の結晶化部の反射率Ｒｃｗと前記反射
率Ｒｃｒとの関係がＲｃｗ ≦ Ｒｃｒで、かつ分光反射
率の極小値を与える波長が６５０ｎｍ以下となるように
構成する。

【０００７】これにより、光反射率及び変調振幅の双方
を高く維持して、ＤＶＤ−ＲＯＭとの互換性を有するこ
とが可能となる。すなわち、ＤＶＤ−ＲＯＭ２層媒体の
規格に記載されている、反射率下限の１８％を満たす光
記録媒体とすることにより、既存の再生装置のまま、或
いはこれを僅かに変更するだけで、再生互換を確保する
ことができ、しかも記録フォーマットを変えずに安価に
ＤＶＤ−ＲＯＭ互換の光記録媒体を提供する事が可能と
なる。この場合、請求項２に規定するように、前記基板
上に少なくとも第１誘電体層、前記記録層、第２誘電体
層、反射層を積層し、前記記録層がテルルとアンチモン
と、他に少なくとも２種類以上の金属元素を含み、前記
第１誘電体層の厚さが１８０〜２２０ｎｍ、前記記録層
の厚さが１５〜３０ｎｍ、前記第２誘電体層の厚さが５
〜２０ｎｍ、前記反射層の厚さが５０〜３００ｎｍの範
囲となるように設定するのがよい。

【０００８】また、請求項３に規定するように、前記記
録層がＡｇ、Ｉｎ、Ｃｕ、Ａｌ、Ｇａから選ばれる少
なくとも２種類以上の金属元素を含むようにし、また、
請求項４に規定するように、前記第１誘電体層及び前記
第２誘電体層は、再生光波長に対する屈折率ｎ１が１．
９≦ ｎ１≦２．２であり、かつ前記記録層の再生光波
長に対する結晶化状態の屈折率ｎ２が３．１≦ｎ２≦
３．５、消衰係数ｋ２が−３．０≧ ｋ２≧ −４．０
となるように設定するのがよい。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下に、本発明に係る相変化型光
記録媒体の一実施例を添付図面に基づいて詳述する。図
１は本発明の相変化型光記録媒体を示す部分拡大断面図
である。図１に示すように、本発明の相変化型光記録媒
体である光ディスクＤの代表的な層構成は、透明基板１
と、第１誘電体層２と、記録層３と、第２誘電体層４
と、反射層５との積層体を主として有する。そして、更
にその上面に保護層６を積層している。但し、この構成
に限定されるものではない。また、ここでレーザ光は基
板１側から入射する。第１誘電体層２を積層して記録層
３の片側或いは両側に金属の酸化物、窒化物、硫化物、
炭化物からなる薄膜を設けたり、反射層５上に本発明の
効果を損なわない範囲で、ＳｉＯ、ＳｉＯ₂、ＺｎＯ、
ＳｎＯ₂、Ａｌ₂Ｏ₃、ＴｉＯ₂、Ｉｎ₂Ｏ₃、ＭｇＯ、Ｚｒ
Ｏ₂等の金属酸化物、Ｓｉ₃Ｎ₄、ＡｌＮ、ＴｉＮ、Ｂ
Ｎ、ＺｒＮ、ＧｅＮなどの窒化物、ＺｎＳ、Ｉｎ₂Ｓ₃、
ＴａＳ₄等の硫化物、ＳｉＣ、ＴａＣ、Ｂ₄Ｃ、ＷＣ、Ｔ
ｉＣ、ＺｒＣなどの炭化物などの保護層や紫外線硬化樹
脂などの樹脂層、他の基板と張り合わせるための接着剤
層などを設けてもよい。

【００１０】上記光ディスクＤの基板１の材料として
は、透明な各種の合成樹脂、透明ガラスなどが使用でき
る。埃、基板１の傷などの影響をさけるために、透明な
基板１を用い、集束したレーザ光で基板１側から記録を
行なうことが好ましく、この様な透明基板１の材料とし
ては、ガラス、ポリカーボネイト、ポリメチル・メタク
リレート、ポリオレフィン樹脂、エポキシ樹脂、ポリイ
ミド樹脂などがあげられる。特に、光学的複屈折が小さ
く、吸湿性が小さく、成形が容易であることからポリカ
ーボネイト樹脂が好ましい。

【００１１】上記基板１の厚さは、特に限定するもので
はないが、ＤＶＤ−ＲＯＭとの互換性を考慮すると０．
６ｍｍ厚が望ましい。実用的には０．０１ｍｍ〜５ｍｍ
の範囲内である。基板１の厚さが０．０１ｍｍ未満で
は、基板１側から集束したレーザ光で記録する場合で
も、ごみの影響を受け易くなり、５ｍｍ以上では、対物
レンズの開口数を大きくすることが困難になり、照射レ
ーザ光のスポットサイズが大きくなるため、記録密度を
あげることが困難になる。基板１はフレキシブルなもの
であっても良いし、リジッドなものであっても良い。フ
レキシブルな基板１は、テープ状、シート状、カ−ド状
で使用する。リジッドな基板１は、カード状、或いはデ
ィスク状で使用する。また、これらの基板１は、記録層
３、誘電体層２、４、反射層５などを形成した後、２枚
の基板を背中合わせにして、エアーサンドイッチ構造、
エアーインシデント構造、密着貼り合せ構造としてもよ
い。ＤＶＤとしては、記録層３がなく反射層５だけが形
成された基板や積層膜が何も形成されていない基板を密
着貼り合わせのダミーとして用いることが好ましい。

【００１２】本発明の第１誘電体層２及び前記第２誘電
体層４は、再生光波長において透明であって再生光波長
における屈折率ｎ１が１．９≦ ｎ１≦２．２の範囲に
ある。この第１誘電体層２と第２誘電体層４は、同一の
材料、組成でなくてもよく、異種の材料から構成されて
いてもかまわない。第１誘電体層２の厚さは、分光反射
率の極小値を示す波長を決める。ここで図２に第１誘電
体層２の厚さを変えた時の分光反射率曲線を示す。基板
１としてポリカーボネイト製の０．６ｍｍ厚の透明板を
用い、この上に以下の４層膜を積層した。まず、第１誘
電体層２としてＺｎＳ−ＳｉＯ₂（８０：２０ｍｏｌ
％。ｎ１＝２．１５）、記録層３としてＣｕ₁₀Ａｌ₁₀Ｔ
ｅ₂₅Ｓｂ₅₅、第２誘電体層４としてＺｎＳ−ＳｉＯ
₂（８０：２０ｍｏｌ％。ｎ１＝２．１５）、反射層５
としてＡｌ−Ｃｒを用いた。第１誘電体層２以外の他の
３層の膜厚は固定であり、それぞれ記録層３の厚さを２
５ｎｍ、第２誘電体層４の厚さを１０ｎｍ、反射層５の
厚さを１５０ｎｍとした。図２に示すように第１誘電体
層２の厚さを１５０ｎｍから順次２４０ｎｍへ増加する
と極小値を示す波長が長波長側に移動している。

【００１３】また、誘電体層２、４は、記録時に基板
１、記録層３などが熱によって変形して記録特性が劣化
することを防止する効果や、記録層３の結晶化を促進し
て、消去率を向上する効果もある。この第１及び第２誘
電体層２、４としては、ＺｎＳ，ＳｉＯ₂ 、窒化シリコ
ン、酸化アルミニウムなどの無機薄膜がある。特に、Ｓ
ｉ，Ｇｅ，Ａｌ，Ｔｉ，Ｚｒ，Ｔａなどの金属、或いは
半導体の酸化物の薄膜、Ｓｉ、Ｇｅ，Ａｌなどの金属、
或いは半導体の窒化物の薄膜、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｓｉ
などの金属あるいは半導体の炭化物の薄膜、Ｚｎ、Ｉ
ｎ、Ｔａ、Ｇｅ等の金属、或いは半導体の硫化物の薄
膜、及びこれらの化合物の２種類以上の混合物の膜が、
耐熱性が高く、化学的に安定なことから好ましい。さら
に、記録層３への誘電体層２、４を構成する原子の拡散
がないものが好ましい。これらの酸化物、硫化物、窒化
物、炭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。酸素、硫黄、窒素、炭素含
有量を変えることにより屈折率ｎ１を制御する。これら
の含有量が増加すると屈折率は低下する。また、上記第
１誘電体層２の厚さは、１８０〜２２０ｎｍの範囲に設
定するのがよい。ＤＶＤの再生光波長である６５０ｎｍ
での反射率を１８％以上確保し、記録波長である６３５
ｎｍでの記録感度の低下を防ぐためには、この波長域で
分光反射率の変化が少ないか、或いは６３５ｎｍの反射
率が６５０ｎｍの反射率よりも低い必要がある。すなわ
ち、図２に示す通り６５０ｎｍ付近で極小値を持つか、
下に凸の分光反射率曲線の右傾斜部を利用する。

【００１４】記録層３の材料は、結晶状態と非晶質状態
の少なくとも２つの状態をとることができ、テルル（Ｔ
ｅ）とアンチモン（Ｓｂ）と、他に少なくとも２種類以
上の金属元素から構成される。上記他の金属元素として
は、Ａｇ、Ｉｎ、Ｃｕ、Ａｌ、Ｇａから２種類以上が
選択され、例えばＡｇＩｎＳｂＴｅ、ＣｕＡｌＴｅＳ
ｂ、ＡｇＡｌＳｂＴｅ、ＣｕＧａＴｅＳｂ、ＣｕＩｎＴ
ｅＳｂ等の組み合わせが適する。消去状態である結晶状
態において、テルル、アンチモンと他の２種類以上の金
属元素のうちの単体の結晶相、或いはこれらの元素間の
２元素以上の組み合わせで構成される結晶相を形成する
ものである。結晶状態が単一相であるとは限らず、２相
以上の結晶相が混在していてもよい。記録状態である非
晶質状態において、Ｘ線回折パターンは示さないが微視
的には短距離秩序を有していてもよく、規則的な電子線
回折パターンを示す場合もある。

【００１５】記録層３の材料としてテルル、アンチモ
ン、他にＡｇ、Ｉｎ、Ｃｕ、Ａｌ、Ｇａから選ばれる
２種類以上の金属元素を主成分とし、添加元素としてＢ
ａ，Ｃｏ，Ｃｒ，Ｎｉ，Ｐｔ，Ｓｉ，Ｓｒ，Ａｕ，Ｃ
ｄ，Ｌｉ，Ｍｏ，Ｍｎ，Ｚｎ，Ｆｅ，Ｐｂ，Ｎａ，Ｃ
ｓ，Ｐｄ，Ｂｉ，Ｓｎ，Ｔｉ、Ｖ、Ｇｅ、Ｓｅ、Ｓ、Ａ
ｓ、Ｔｌ、Ｐｄ、Ｐｔ、Ｎｉの群から選ばれる少なく
とも１種以上の元素を合計で０．０１原子％以上１０原
子％未満含有することもできる。記録層３の厚さは、反
射率の値を変化させる。ここで図３に記録層３の厚さを
変えた時の分光反射率曲線を示す。基板１としてポリカ
ーボネイト製の０．６ｍｍ厚の透明板を用い、この上に
以下の４層膜を積層した。第１誘電体層２としてＺｎＳ
−ＳｉＯ₂（８０：２０ｍｏｌ％。ｎ１＝２．１５）、
記録層３としてＣｕ₁₀Ａｌ₁₀Ｔｅ₂₅Ｓｂ₅₅（ｎ２＝３．
３８、ｋ２＝−３．０７）、第２誘電体層４としてＺｎ
Ｓ−ＳｉＯ₂（８０：２０ｍｏｌ％。ｎ１＝２．１
５）、反射層５としてＡｌ−Ｃｒを用いた。記録層３以
外の他の３層の膜厚は固定であり、それぞれ第１誘電体
層２の厚さを２００ｎｍ、第２誘電体層４の厚さを１０
ｎｍ、反射層５の厚さを１５０ｎｍとした。図３から明
らかなように、波長５５０ｎｍ以上の領域では、記録層
３の厚さが増加すると分光反射率が低下する。記録層３
の厚さは１５〜３０ｎｍの範囲が好ましい。記録層３の
再生光波長における結晶化状態の屈折率ｎ２が３．１≦
ｎ２≦３．５、消衰係数ｋ２が−３．０≧ ｋ２≧−
４．０の範囲にある。記録層３としてＡｇＩｎＳｂＴｅ
（ｎ２＝３．４６、ｋ２＝−３．３６）を用いてもＣｕ
ＡｌＴｅＳｂと同等の分光反射率曲線が得られＤＶＤ−
ＲＯＭと再生互換を持たせる事が可能であった。記録層
３の厚さが１５ｎｍより薄いと反射率が増加し、記録感
度が低下するので好ましくない。また書き換え性能も劣
化し繰り返しオーバーライト回数が減少する。逆に、記
録層３の厚さが３０ｎｍより厚くなると記録層３を溶融
するのに大きなエネルギーが必要となり好ましくない。

【００１６】第２誘電体層４の厚さは、反射率の値を変
化させる。ここで図４に第２誘電体層４の厚さを変えた
時の分光反射率曲線を示す。基板１としてポリカーボネ
イト製の０．６ｍｍ厚の透明板を用い、この上に以下の
４層膜を積層した。第１誘電体層２としてＺｎＳ−Ｓｉ
Ｏ₂（８０：２０ｍｏｌ％。ｎ１＝２．１５）、記録層
３としてＣｕ₁₀Ａｌ₁₀Ｔｅ₂₅Ｓｂ₅₅（ｎ２＝３．３８、
ｋ２＝−３．０７）、第２誘電体層４としてＺｎＳ−Ｓ
ｉＯ₂（８０：２０ｍｏｌ％。ｎ１＝２．１５）、反射
層５としてＡｌ−Ｃｒを用いた。第２誘電体層４以外の
他の３層の膜厚は固定であり、それぞれ第１誘電体層２
の厚さを２００ｎｍ、記録層３の厚さを２５ｎｍ、反射
層５の厚さを１５０ｎｍとした。図４から明らかなよう
に、波長４５０ｎｍ以上の領域では、第２誘電体層４の
厚さが増加すると分光反射率が低下し、第２誘電体層４
の厚さは、５〜２０ｎｍの範囲にあるのが好ましい。

【００１７】第２誘電体層２の厚さが５ｎｍより薄いと
反射率が増加し、記録感度が低下する。また、反射層５
との間隔が狭くなり急冷構造となってマークを形成する
のに大きな記録パワーを必要とする。逆に、第２誘電体
層４の厚さが２０ｎｍより厚くなると反射層５との間隔
が広くなり徐冷構造となって書き換え性能が劣化し、繰
り返しオーバーライト回数が減少する。反射層５の材質
としては、光反射性を有するＡｌ、Ａｕ，Ａｇなどの金
属、及びこれらを主成分とし、１種類以上の金属または
半導体からなる添加元素を含む合金及びＡｌ，Ａｕ、Ａ
ｇなどの金属にＡｌ、Ｓｉなどの金属窒化物、金属酸化
物、金属カルコゲン化物などの金属化合物を混合したも
のなどがあげられる。Ａｌ、Ａｕ、Ａｇなどの金属、及
びこれらを主成分とする合金は、光反射性が高く、かつ
熱伝導率を高くできることから好ましい。前述の合金の
例として、ＡｌにＳｉ、Ｍｇ、Ｃｕ，Ｐｄ、Ｔｉ、Ｃ
ｒ，Ｈｆ，Ｔａ，Ｎｂ、Ｍｎ，Ｐｄ，Ｚｒなどの少なく
とも１種の元素を合計で５原子％以下、１原子％以上加
えたもの、あるいは、ＡｕにＣｒ，Ａｇ、Ｃｕ，Ｐｄ、
Ｐｔ、Ｎｉなどの少なくとも１種の元素を合計で２０原
子％以下１原子％以上加えたものなどがある。

【００１８】とりわけ、耐腐食性が良好でかつ繰り返し
性能がのびることから、反射層５を、添加元素を合計で
０．５原子％以上３原子％未満含む、Ａｌ−Ｃｒ合金、
Ａｌ−Ｔｉ合金、Ａｌ−Ｔａ合金、Ａｌ−Ｚｒ合金、Ａ
ｌ−Ｔｉ−Ｃｒ合金、Ａｌ−Ｓｉ−Ｍｎ合金のいずれか
のＡｌを主成分とする合金で構成することが好ましい。
この反射層５の厚さとしては、５０ｎｍ〜３００ｎｍで
あるのが好ましい。反射層５を形成する金属あるは合金
の熱伝導率の大きさによって反射層５の膜厚は変化す
る。例えばＡｌ−Ｃｒ合金の場合には、Ｃｒの含有量が
増加するにつれて熱伝導率が低下するため、反射層５の
膜厚を厚くしなければ記録ストラテジに適合しなくな
る。Ｃｒ含有量が多い場合には、記録層３は加熱され易
く、冷却し難くなり、いわゆる徐冷構造をとることにな
る。記録ストラテジで記録マークの形成を制御するため
には、後述する先頭パルスを短縮したり、マルチパルス
を短縮したり、冷却パルスを延長したりの工夫が必要と
なる。反射層５は５０ｎｍ以上となると光学的には変化
せず、反射率の値に影響を与えないが、冷却速度への影
響が大きくなる。３００ｎｍ以上の厚さを形成するのは
製造する上で時間を要するため、熱伝導率の高い材質の
反射層５を用いることにより膜厚をなるべく抑制する。

【００１９】以上のように構成された光記録媒体に対す
る記録再生のレーザ光の特性は、以下のように設定する
のが好ましい。本発明の光記録媒体Ｄの記録に用いる光
源としては、レーザ光を用いることが好ましく、主に近
赤外域の波長８３０ｎｍから紫外域の３００ｎｍの範囲
にあるものを用いる。また、１次光を２次高調波発生素
子（ＳＨＧ素子）を用いて短波長化した光源を利用する
こともできる。ＤＶＤのフォーマットを使用する場合に
は、記録波長は６３５ｎｍ、再生光波長は６５０ｎｍと
するのが好ましい。また、記録は結晶状態の記録層３に
レーザ光パルスなどを照射してアモルファスの記録マー
クを形成して行う。また、反対に非晶状態の記録層３に
結晶状態の記録マークを形成してもよい。消去はレーザ
光の照射によって、アモルファスの記録マークを結晶化
するか、もしくは、結晶状態の記録マークをアモルファ
ス化して行うことができる。

【００２０】実用的には、結晶化を引き起こす低エネル
ギーの消去パワーの上に重畳した記録ピークパワーを記
録層３に投入することにより消去過程を経ることなくす
でに記録された記録マーク上にオーバーライトする。こ
のとき、記録レーザパルスは、記録マーク長より短い複
数のパルスに分割される。分割パルスパターンの例を図
５に示す。図５に示すように８―１６変調方式の３Ｔと
６Ｔマークを記録する場合、分割パルスパターンは例え
ば図５に示すような波形とすることが好ましい。ここで
Ｔは基準クロック長さを示す。記録レーザパルスは、主
に先頭パルスＴｆ、マルチパルスＴ１ならびに冷却パル
スＴｃの３つのパルスから構成される。３Ｔ信号の場合
には、複数のパルスではなく１つのパルスにする場合も
ある。レーザパワーは、記録ピークパワーＰ１と消去パ
ワーＰ２の少なくとも２値で変調される。さらに分割さ
れた記録パルス間のレーザパワーＰ3や最終パルス後の
冷却パワーＰ４を追加して４値で変調されることもあ
る。

【００２１】Ｐ１は、記録層３を溶融して非晶質マーク
を形成するパワーレベルであり、通常８〜１５ｍＷ程度
に設定する。Ｐ２は、ダイレクトオーバーライトを行っ
たときに記録層３を結晶化温度以上に昇温させて非晶質
マークを消去するパワーレベルであり、通常Ｐ１の１／
２以上、例えば４〜９ｍＷ程度に設定する。Ｐ３は消去
パワーＰ２よりも小さく、ゼロでないレーザパワーと
すると良い。通常、レーザパワーＰ３は０〜１．０ｍＷ
の範囲にある。このようにすると消去率が向上し、溶融
後の記録マークの再結晶化を防ぐこともでき、記録パワ
ーマージンも広がる。マークの先端部は温度が上がりに
くいため、先頭の分割パルスＴｆを他の分割パルスより
２〜４倍長くすると良い場合もある。通常０．５Ｔから
１Ｔ程度に設定する。

【００２２】図５において、分割パルスのパルス長Ｔ１
と分割パルス間の間隔Ｔ２は、Ｔ１＋Ｔ２＝Ｔとするの
が良い。また、Ｔ１はＴ２より短いほうがより効果的に
記録マークの再結晶化を防ぐことが出来る。すなわち、
Ｔ１≦Ｔ２とすると良い場合がある。記録層３の材料の
結晶化速度が速く、且つ反射層５の厚さが薄く、投入さ
れたレーザパワーの冷却が徐冷的である場合には、Ｔ１
を０．２Ｔ〜０．３Ｔにするとジッタ値が低下して良好
な記録ができる。但し、Ｔ１は０．１Ｔより大きいこと
が必要である。Ｔ１が０．１Ｔ以下では先に記録された
非晶質マークの消去が出来なくなる。冷却パルスＴｃ
は、後続のマークの形成に大きく影響を与え、前述した
ような徐冷的な場合には、Ｔｃをのばすとジッタ値が低
下して信号品質が改善される。通常冷却パルスのパワー
レベルは、Ｐ３≧Ｐ４の関係であり、その長さは、０．
５Ｔ〜１Ｔの範囲に設定される。また、本発明の光記録
媒体Ｄは、再生レーザの波長に対する記録層３の結晶化
部の反射率Ｒｃｒが１８％以上であり、また、記録レー
ザの波長に対する記録層３の結晶化部の反射率Ｒｃｗと
反射率Ｒｃｒとの関係はＲｃｗ≦Ｒｃｒで、且つ分光反
射率の極小値を与える波長が６５０ｎｍ以下とする相変
化型光記録媒体である。因みに、分光反射率は例えば図
２に示すように、各波長（３００〜１０００ｎｍ）に対
する反射率のことである。そして、分光反射率の極小値
を与える波長が６５０ｎｍ以下とは、例えば図２に示す
ように３００〜６５０ｎｍの波長の範囲にある分光反射
率の極小値Ｓ１〜Ｓ１０のことである。このように、６
５０ｎｍ以下の波長範囲における極小値をとることによ
って、変調振幅の最大値をとることができるから、結晶
状態の反射率と非晶質（アモルファス）状態とをコント
ラスト良く確実に分離再生できる。同様に、図３、図４
に示す波長６５０ｎｍ以下の分光反射率の極小値は、そ
れぞれＳ１１〜Ｓ２４、Ｓ３１〜Ｓ４６である。

【００２３】次に、本発明の光記録媒体Ｄの製造方法に
ついて述べる。まず、反射層５、記録層３、誘電体層
２、４などを基板１上に形成する方法としては、公知の
真空中での薄膜形成法、例えば真空蒸着法（抵抗加熱型
や電子ビーム型）、イオンプレーティング法、スパッタ
リング法（直流や交流スパッタリング、反応性スパッタ
リング）などがあげられる。特に組成、膜厚のコントロ
ールが容易であることから、スパッタリング法が好まし
い。スパッタ法では、例えば、記録層３の材料と添加材
料を各々のターゲットを同時にスパッタすることにより
容易に混合状態の記録層３を形成することができる。

【００２４】また、真空槽内で複数の基板１を同時に成
膜するバッチ式や基板１を１枚ずつ処理する枚葉式成膜
装置を使うことが好ましい。形成する反射層５、記録層
３、誘電体層２、４などの厚さの制御は、スパッタ電源
の投入パワーと時間を制御したり、水晶振動型膜厚計な
どで、堆積状態をモニタリングすることで、容易に行え
る。また、反射層５、記録層３、誘電体層２、４などの
形成は、基板１を固定したまま、或いは移動、回転した
状態のどちらでもよい。膜厚の面内の均一性に優れるこ
とから、基板１を自転させることが好ましく、さらに公
転を組合わせることが、より好ましい。必要に応じて基
板１の冷却を行うと、この反り量を減少することができ
る。

【００２５】＜実施例１＞以下に本発明の実施例を示す
が、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。
この実施例では、波長が６３５ｎｍのレーザダイオー
ド、ＮＡ＝０．６０の光学レンズを搭載したパルステッ
ク社製光ディスクドライブテスタ（ＤＤＵ１０００）を
用いて記録（１ビーム・オーバーライト）を行った。再
生は、前記ディスクドライブテスタならびに波長６５０
ｎｍのレーザダイオードとＮＡ＝０．６０の光学レンズ
を搭載した自作のＤＶＤ−ＲＯＭドライブを用いた。再
生パワーＰrは０．７ｍＷで線速度によらず一定とし
た。線速度が３．５ｍ／ｓで８−１６変調ランダムパタ
ーンによる評価を行なった。クロック周期Ｔは、３８．
２ナノ秒（ｎｓ）で、ビット長は０．２６７μm／ｂｉ
ｔである。ＤＶＤ−ＲＯＭと同密度の記録を行い、容量
は４．７ＧＢに相当する。再生信号の振幅の中心でスラ
イスし、クロック・トゥー・データ・ジッタclock to d
ata jitterを測定した。マークの検出にはタイムインタ
ーバルアナライザー（横河電気社製、ＴＡ３２０）を用
いた。各層は、直径が１２０mm、板厚が０．６ｍｍのポ
リカーボネイト樹脂製の基板１上に形成した。基板１に
はトラックピッチが０．７４μmで空溝が形成されてい
る。この溝深さは３０ｎｍであり、グルーブ幅とランド
幅の比は、およそ４０：６０であった。

【００２６】基板１を毎分６０回転で遊星回転させなが
ら、スパッタ法により、第１誘電体層２、記録層３、第
２誘電体層４、反射層５の順に真空成膜を行った。ま
ず、真空チャンバー内を６×１０^-5Ｐａまで排気した
後、１．６×１０^-1ＰａのＡｒガスを導入した。ＳｉＯ
₂ を２０ｍｏｌ％添加したＺｎＳを高周波マグネトロン
スパッタ法により基板１上に膜厚２１５ｎｍの第１誘電
体層２を形成した。続いて、Ｃｕ、Ａｌ、Ｔｅ、Ｓｂか
らなる４元素単一ターゲットを直流電源でスパッタして
記録層３を成膜した。これにより、組成Ｃｕ₇Ａｌ₁₀Ｔ
ｅ₂₆Ｓｂ₅₇の膜厚２５ｎｍの記録層３を形成した。この
組成分析は同様の記録層を別に１００ｎｍの厚さでシリ
コン基板上に形成し、これをＩＣＰ発光分析法により分
析した。さらに第１誘電体層２と同様の材質の第２誘電
体層４を１０ｎｍの厚さで形成し、この上にＡｌ−Ｃｒ
からなる２元素単一ターゲットを直流スパッタ法にて、
組成Ａｌ_97.5Ｃｒ_2.5 の厚さ３００ｎｍの反射層５を形
成した。

【００２７】この基板１を真空槽より取り出した後、こ
の反射層５上にアクリル系紫外線硬化樹脂（住友化学製
ＸＲ１１）をスピンコートし、紫外線照射により硬化さ
せて膜厚が１０μｍの保護膜６を形成し、本発明の光記
録媒体Ｄを得た。さらにスクリーン印刷法を用いて遅効
性紫外線硬化樹脂を保護膜６上に塗布し、同様に形成し
たディスクを貼り合わせ加圧、硬化して両面ディスクを
作製した。こうして作製した光ディスクにトラック方向
のビーム幅が半径方向よりも広い形をしているワイドビ
ームのレーザ光を照射して、記録層３を結晶化温度以上
に加熱し、初期化処理を行った。そして、基板１側から
相変化記録層３の案内溝であるグルーブ部に記録を行っ
た。グルーブは、レーザ光の入射方向からみて凸状にな
っている。記録の条件は、図５に示した記録ストラテジ
を使った。各パルスの幅は、Ｔｆ＝０．５Ｔ、Ｔ１＝
０．３Ｔ、Ｔ２＝０．７Ｔ、Ｔｃ＝０．６Ｔとした。ま
た、各パワーレベルは、Ｐ１＝１５．０ｍＷ，Ｐ２＝
８．０ｍＷ、Ｐ３＝０．５ｍＷ、Ｐ４＝０．５ｍＷとし
た。

【００２８】再生信号のクロック・トゥー・データ・ジ
ッタ、反射率と変調振幅を測定した。ここで変調振幅
は、最長マーク信号である１４Ｔの振幅Ｉ14を１４Ｔス
ペース側のＲＦレベルＩ14Hで除した値である。この光
ディスクの特性を測定したところ、再生光波長６５０ｎ
ｍにおいて、ジッタは８．０％、相変化記録層３の結晶
化部の反射率Ｒｃｒは１９．４％、変調振幅は０．６１
であった。こうして、反射率Ｒｃｒを１８％以上に確保
することができ、ＤＶＤ−ＲＯＭフォーマットの反射率
の下限以上の反射率を得ることができた。このディスク
にＤＶＤフォーマットの映像を記録し、市販のＤＶＤプ
レーヤ（パイオニア社製ＤＶ７）で再生したところ、動
画像を再生することが可能であった。

【００２９】＜実施例２，３＞また、記録層３の組成を
Ａｇ₈Ｉｎ₁₁Ｓｂ₃₃Ｔｅ₄₈とし、反射層５の組成をＡｌ
_97.5Ｔｉ_2.5とした。さらに膜厚の構成を、記録層３が
２３ｎｍ、第２誘電体層４が１０ｎｍ、反射層５が１５
０ｎｍとし、第１誘電体層２の膜厚を１８０ｎｍと２２
０ｎｍに変化させた。これ以外は実施例１と同様にし
て、これらの光ディスクをそれぞれ実施例２，３とし、
記録再生を行った。また、比較例１〜３として、第１誘
電体層２を、１５０ｎｍ、１６０ｎｍ、１７０ｎｍと変
化させ、それ以外は実施例２と同様にして光ディスクを
作製した。これらの実施例１〜３及び比較例１〜３の記
録再生特性を表１に示す。

【００３０】

【表１】

【００３１】表１から明らかなように、実施例１〜３
で、ＤＶＤ−ＲＯＭの再生波長である再生光波長６５０
ｎｍにおいて、第１誘電体層２の膜厚が１８０〜２２０
ｎｍの範囲で記録層３の反射率を、１９．４％、２０．
２％、１８．０％と反射率Ｒｃｒを１８％以上にするこ
とができ、変調振幅も０．６以上を確保することがで
き、良好な結果を示すことが判明した。また、記録光波
長に対する記録層３の結晶化部の反射率Ｒｃｗと前反射
率Ｒｃｒとの関係がＲｃｗ≦Ｒｃｒで、且つ分光反射率
の極小値を与える波長が６５０ｎｍ以下にあった。そし
て、これらのディスクにＤＶＤフォーマットの映像を記
録し、市販のＤＶＤプレーヤ（パイオニア社製ＤＶ７）
で再生したところ、動画像を再生することが可能であっ
た。これに対して、第１誘電体層２の膜厚を１５０〜１
７０ｎｍの範囲内に設定して膜厚を薄くした比較例１〜
３は、反射率は１８％以上を示して良好であったが、変
調振幅が低く、ＤＶＤの規格値である０．６を下回っ
て、特性上は好ましくなかった。

【００３２】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の相変化型
光記録媒体によれば、次のように優れた作用効果を発揮
することができる。高い反射率と変調振幅と高い記録感
度とを確立して、ＤＶＤ−ＲＯＭプレーヤでも再生可能
で、しかも、ＤＶＤ相当の高密度記録ができる相変化型
光記録媒体を提供することができる。また、この光記録
媒体はスパッタ法により容易に作製できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の相変化型光記録媒体を示す部分拡大断
面図である。

【図２】第１誘電体層の厚さを変えた時の分光反射率曲
線を示す図である。

【図３】記録層の厚さを変えた時の分光反射率曲線を示
す図である。

【図４】記録層の厚さを変えた時の分光反射率曲線を示
す図である。

【図５】記録ストラテジのパルスパターンを示す図であ
る。

【符号の説明】

１…基板、２…第１誘電体層、３…記録層、４…第２誘
電体層、５…反射層、６…保護膜、Ｄ…光ディスク（光
記録媒体）。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者大嶋克則神奈川県横浜市神奈川区守屋町３丁目12番地日本ビクター株式会社内 (72)発明者中村逸郎神奈川県横浜市神奈川区守屋町３丁目12番地日本ビクター株式会社内 (72)発明者黒田順治神奈川県横浜市神奈川区守屋町３丁目12番地日本ビクター株式会社内Ｆターム(参考） 5D029 JA01 JB35 JC02 JC06 LB01 LB02 LB03 LB07 LC06 MA14 MA15

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】基板上に記録層を有し、光の照射により
原子の配列が変化して情報の記録及び消去が行われる相
変化型光記録媒体において、再生光波長に対する前記記録層の結晶化部の反射率Ｒｃ
ｒが１８％以上であり、記録光波長に対する前記記録層の結晶化部の反射率Ｒｃ
ｗと前記反射率Ｒｃｒとの関係がＲｃｗ ≦ Ｒｃｒで、
かつ分光反射率の極小値を与える波長が６５０ｎｍ以下
にあることを特徴とする相変化型光記録媒体。
【請求項２】前記基板上に少なくとも第１誘電体層、
前記記録層、第２誘電体層、反射層を積層し、前記記録層がテルルとアンチモンと、他に少なくとも２
種類以上の金属元素を含み、前記第１誘電体層の厚さが
１８０〜２２０ｎｍ、前記記録層の厚さが１５〜３０ｎ
ｍ、前記第２誘電体層の厚さが５〜２０ｎｍ、前記反射
層の厚さが５０〜３００ｎｍの範囲であることを特徴と
する請求項１に記載の相変化型光記録媒体。
【請求項３】前記記録層がＡｇ、Ｉｎ、Ｃｕ、Ａ
ｌ、Ｇａから選ばれる少なくとも２種類以上の金属元素
を含むことを特徴とする請求項１または２に記載の相変
化型光記録媒体。
【請求項４】前記第１誘電体層及び前記第２誘電体層
は、再生光波長に対する屈折率ｎ１が１．９≦ ｎ１≦
２．２であり、かつ前記記録層の再生光波長に対する結
晶化状態の屈折率ｎ２が３．１≦ｎ２≦３．５、消衰係
数ｋ２が−３．０≧ ｋ２≧ −４．０であることを特
徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の相変化型光
記録媒体。