JP2000215510A

JP2000215510A - 光情報記録媒体

Info

Publication number: JP2000215510A
Application number: JP11014722A
Authority: JP
Inventors: Kazuhiro Nishimura; 和浩西村; Masato Terada; 正人寺田
Original assignee: Asahi Chemical Industry Co Ltd
Current assignee: Asahi Chemical Industry Co Ltd
Priority date: 1999-01-22
Filing date: 1999-01-22
Publication date: 2000-08-04

Abstract

(57)【要約】【課題】初期化工程が不要であって、情報を正しく記録
できる記録パワー範囲が広く、オーバーライトパワート
レランスにも優れ、さらに繰り返し記録の耐久性にも優
れた光情報記録媒体を得る。【解決手段】基板１の上に、第一保護層２、結晶化促進
層３、Ｇｅ−Ｓｂ−Ｔｅ系合金からなる第一記録層４、
第二記録層５、第二保護層６、および反射層７を順次ス
パッタリング法で成膜する。結晶化促進層３の成膜は、
Ｂｉからなるターゲットを用い、アルゴンと窒素の混合
ガスを導入して行う。第二記録層５の成膜は、Ｇｅ−Ｓ
ｂ−Ｔｅ合金からなるターゲットを用い、アルゴンと窒
素の混合ガスを導入して行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、良好な繰り返し記
録・消去特性を有しながら、初期化工程を不要にでき
る、相変化型の光情報記録媒体に関する。

【０００２】

【従来の技術】レーザ光等の光を利用して情報の記録お
よび再生を行う技術は公知であり、種々の書き換え可能
な光情報記録媒体の開発が盛んに進められている。光情
報記録媒体の一形態である相変化型光ディスクでは、記
録層として、照射光の強度に応じて結晶−非晶質間で可
逆的に相変化する材料を使用しており、その記録・消去
原理は例えば以下の通りである。

【０００３】すなわち、記録層の記録マークを形成する
部分には、ピークパワー（記録パワー）のレーザ光を照
射して融点以上に加熱した後急冷することによって、記
録層材料を非晶質化する。記録層の記録マークを形成し
ない部分（記録マークを消去する部分）には、バイアス
パワー（消去パワー）のレーザ光を照射して結晶化温度
以上に加熱した後徐冷することによって、記録層材料を
結晶化する。

【０００４】したがって、記録層に、記録信号に応じて
強度変調させたレーザ光を照射することにより、情報の
記録および消去が行われる。また、記録層の結晶部分と
非晶質部分とでは反射率に差があるため、記録層にリー
ドパワー（再生パワー）のレーザ光を照射して反射率を
測定することにより、情報の再生が行われる。このよう
に、相変化型光ディスクは、レーザ光のパワーを変化さ
せるだけで、古い情報を消去しながら新たな情報を記録
すること（オーバーライト）ができるため、特に有望視
されている。

【０００５】特開昭６２−５３８８６号公報には、相変
化型光ディスクの記録層用材料として、カルコゲン合金
であるＧｅ−Ｔｅ−Ｓｂ合金を使用することが開示され
ている。記録層材料としてカルコゲン合金を用いた相変
化光ディスクには、記録・消去時の熱による基板変形の
防止、記録層の酸化防止、基板に設けた案内溝に沿って
の記録層物質の移動や変形の防止を目的として、通常、
記録層の直下および／または直上に保護層が設けられて
いる。このような保護層の材料としては、金属あるいは
半金属の酸化物、炭化物、フッ化物、硫化物、窒化物か
ら選ばれた少なくとも一種類が使用されている。

【０００６】ここで、案内溝に沿っての記録層物質の移
動とは、記録層の溶融時に、記録層をなす物質がディス
クの半径方向や周方向にわずかに移動する現象である。
特定の記録領域（同じ記録セクタ）に同じパターンの信
号を繰り返し記録すると、この物質移動が蓄積されて、
記録セクタの始端部と終端部で、記録層に破れや膜厚変
化が生じることがある。そのような状態となると、再生
信号の波形が消失したり、劣化したりする現象が生じ
る。この現象は、一般的に「記録セクタの始終端部にお
ける波形潰れ」と呼ばれている。

【０００７】また、再生光の反射率を高くするとともに
記録層の冷却を促進するために、記録層の基板とは反対
側の面に反射層を設けることも行われている。そして、
透明基板上に、カルコゲン合金からなる記録層と、直下
および／または直上に設けた保護層と、記録層の基板側
とは反対側に設けた反射層（例えばＡｌ合金）とを有す
る三層または四層構造の相変化型光ディスクは、信号振
幅が大きくなるとともに繰り返し記録特性も高くなるた
め、相変化型光ディスクの主流となっている。

【０００８】このような相変化型光ディスクは、スパッ
タリング法や蒸着法等により各層をなす薄膜を基板に対
して順次形成することによって作製されるが、成膜直後
の記録層が非晶質状態にあるため、レーザビームを照射
して全面を結晶化した後に出荷される。この工程は一般
に初期化工程と称される。しかしながら、この初期化工
程は、最も効率の良いレーザビーム照射法によっても、
直径１２０ｍｍの光ディスク全体を初期化するためには
１分弱の時間を要し、光ディスクを製造する上でコスト
上昇の原因となっている。すなわち、光ディスクの各製
造工程で一枚の処理にかかる時間（タクト時間）を考え
た時、初期化工程にかかる時間は基板の成形工程や成膜
工程と比較して長い。したがって、例えば成膜工程のタ
クト時間が８秒である場合に、初期化工程への移行時の
タイムロスをなくすためには、非常に高価な初期化装置
が少なくとも６〜７台は必要となる。その結果、初期化
工程を行うことで光ディスクの製造コストが高くなって
いる。

【０００９】初期化工程にかかる時間を短縮する方法と
しては、例えば特開平５−３４２６２９号公報に、結晶
化し易い連続膜あるいは島状の不連続膜からなる補助層
を、記録層に接して設けることが記載されている。ま
た、この補助層の構成材料としては、テルル（Ｔｅ）、
セレン（Ｓｅ）、またはＴｅとＳｅとを含む化合物が挙
げられている。しかしながら、この方法では、記録層の
初期化にかかる時間を短縮することはできるが、初期化
工程を不要にすることは困難である。

【００１０】初期化工程を不要にすることのできる相変
化型光ディスクは、例えばＷＯ（国際公開番号）９８／
４７１４２号の国際公開公報に開示されている。この公
報には、基板の一方の面に、ビスマス（Ｂｉ）を主成分
として窒素を含む材料からなる結晶化促進層を成膜した
後に、この結晶化促進層の直上にＧｅ−Ｔｅ−Ｓｂ合金
からなる記録層を成膜することにより得られた相変化型
光ディスクが記載されている。この光ディスクによれ
ば、結晶化促進層の存在により成膜直後の記録層が結晶
状態にあるため、初期化工程を不要にすることができる
とともに、結晶化促進層に含まれている窒素の作用によ
り、繰り返し特性が向上する効果が得られる。

【００１１】一方、デジタル情報の記録では、先ず、符
号化規則に基づいて記録情報を符号列に変換した後、こ
の符号列を記録媒体に記録することが行われる。相変化
型光ディスクの記録方式には、マークポジション方式と
マークエッジ方式がある。マークポジション方式では、
記録マークの長さを一定として、記録マークの中心に符
号列の１を対応させて記録する。マークエッジ方式で
は、記録マークの長さを可変として、記録マークの前端
部および後端部の位置に、符号列の１を対応させて記録
する。したがって、一つの記録マークに対応する情報量
は、マークポジション方式よりマークエッジ方式の方が
多くなる。そのため、情報の記録密度は、マークエッジ
方式の方がマークポジション方式より高い。

【００１２】近年では、光ディスクの大容量化に伴い、
マークエッジ方式を採用して高密度記録を行うようにな
ってきたが、マークエッジ方式の記録方法で情報を正し
く記録・再生するためには、両端位置が正しい位置から
厳密にずれないように記録マークを形成する必要があ
る。この位置ズレ量は、再生信号のジッタ値（時間方向
のずれ）を測定することにより検出できる。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記従
来の三層または四層構造の相変化型光ディスクには、マ
ークエッジ記録を行う場合に、情報を正しく記録・再生
できない（すなわち、再生信号のジッタ値が大きい）、
あるいは正しく記録できる記録パワーの範囲が狭い、さ
らには繰り返し記録の耐久性が不十分であるという問題
がある。

【００１４】また、ＷＯ９８／４７１４２号公報に記載
の相変化型光ディスクには、情報を正しく記録できる記
録パワー範囲、異なるパワーでのオーバーライトに対す
るパワーマージン（オーバーライトパワートレラン
ス）、繰り返し記録の耐久性等の点でさらなる改良が望
まれていた。本発明は、このような点に着目してなされ
てなされたものであり、初期化工程が不要であって、情
報を正しく記録できる記録パワー範囲が広く、オーバー
ライトパワートレランスに優れ、さらに繰り返し記録の
耐久性にも優れた相変化型光ディスクを提供することを
課題とする。

【００１５】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明は、透明な基板上に少なくとも、記録層の結
晶化を促進する結晶化促進層、照射光の強度に応じて結
晶および非晶質間の相変化が可逆的になされる記録層、
および反射層が順次積層されている光情報記録媒体にお
いて、以下のおよびを特徴とする光情報記録媒体を
提供する。結晶化促進層の組成は、ビスマス（Ｂｉ）を主成分と
し、窒素を所定範囲で含有するものである。記録層は、基板側に積層された第一記録層と反射層側
に積層された第二記録層とからなる。第一記録層の組成
は、Ｇｅ、Ｓｂ、およびＴｅの３元素を主成分とするも
のである。第二記録層の組成は、Ｇｅ、Ｓｂ、およびＴ
ｅの３元素を主成分とし、窒素を所定範囲で含むもので
ある。

【００１６】の結晶化促進層は、例えば、ビスマス
（Ｂｉ）を主原料とし、成膜雰囲気中に窒素ガスを所定
比率で含有させて成膜することにより得られる。の第
二記録層は、例えば、Ｇｅ−Ｓｂ−Ｔｅ系合金を主原料
とし、成膜雰囲気中に窒素ガスを所定比率で含有させて
成膜することにより得られる。本発明の光情報記録媒体
は、結晶化促進層だけでなく記録層にも窒素が含まれて
いるため、ＷＯ９８／４７１４２号公報に記載の相変化
型光ディスクと比較して、情報を正しく記録できる記録
パワー範囲が広く、オーバーライトパワートレランスに
優れ、繰り返し記録の耐久性もより高くなる。また、記
録層を二層構造として反射層側の第二記録層のみに窒素
を含有させたことにより、成膜直後に第一記録層が結晶
状態になるため、初期化工程を行わなくても高い反射率
を得ることができる。

【００１７】結晶化促進層に含まれる窒素の含有量は、
多いほど繰り返し特性が向上する効果が高くなるが、多
すぎると記録層の結晶化が不十分となるため、繰り返し
特性と結晶化とが両立できる適切な範囲内に設定する。
例えば、ビスマスからなるターゲットを用い、アルゴン
と窒素の混合ガスを導入して、スパッタリング法により
結晶化促進層を成膜する際には、スパッタリング雰囲気
における窒素ガスのアルゴンガスに対する体積比が０．
０２以上０．３０以下となるようにすることが好まし
い。この体積比のより好ましい値は０．０４以上０．２
５以下である。

【００１８】結晶化促進層の膜厚は０．５ｎｍ以上２ｎ
ｍ以下であることが好ましい。結晶化促進層の膜厚が
０．５ｎｍ未満であると、結晶化促進層による記録層の
結晶化作用が不十分となる。結晶化促進層の膜厚が２ｎ
ｍを超えると、記録消去特性が劣化する。第二記録層に
含まれる窒素の含有量は、多いほど繰り返し特性が向上
する効果が高くなるが、多すぎると記録層の結晶化が不
十分となるため、繰り返し特性と結晶化とが両立できる
適切な範囲内に設定する。例えば、Ｇｅ−Ｓｂ−Ｔｅ合
金からなるターゲットを用い、アルゴンと窒素の混合ガ
スを導入して、スパッタリング法により第二記録層を成
膜する際には、スパッタリング雰囲気における窒素ガス
のアルゴンガスに対する体積比が０．０１以上０．２０
以下となるようにすることが好ましい。この体積比のよ
り好ましい値は０．０４以上０．１４以下である。

【００１９】本発明の光情報記録媒体において、第一記
録層および第二記録層の主成分をなすＧｅ−Ｓｂ−Ｔｅ
系合金は、各構成元素の存在比ｘ，ｙ，ｚ（Ｇｅ：Ｓ
ｂ：Ｔｅ＝ｘ：ｙ：ｚ、ｘ＋ｙ＋ｚ＝１）が下記の
（１）式〜（３）式を同時に満たすものであることが好
ましい。この範囲を図２の三角グラフに斜線で示す。０．１≦ｘ≦０．４ ‥‥（１）０．０８≦ｙ ‥‥（２）０．４５≦ｚ≦０．６５‥‥（３）ここで、ｘ＜０．１の場合は、光情報記録媒体としての
安定性の点で好ましくない。ｘ＞０．４、ｙ＜０．０
８、ｚ＜０．４５、ｚ＞０．６５の場合は、記録層を結
晶化させることが難しいため好ましくない。

【００２０】第一記録層および第二記録層の主成分をな
す各構成元素の存在比ｘ，ｙ，ｚ（Ｇｅ：Ｓｂ：Ｔｅ＝
ｘ：ｙ：ｚ、ｘ＋ｙ＋ｚ＝１）のより好ましい範囲は、
下記の（４）式〜（６）式を同時に満たすものである。０．１５≦ｘ≦０．３ ‥‥（４）０．１２≦ｙ ‥‥（５）０．５≦ｚ≦０．６ ‥‥（６）本発明の光情報記録媒体において、第一記録層と第二記
録層の合計膜厚は１５ｎｍ以上３５ｎｍ以下であり、第
一記録層の膜厚は１４ｎｍ以上であることが好ましい。

【００２１】記録層の合計膜厚は、要求される反射率、
コントラスト（記録層の結晶部分と非晶質部分とでの反
射率差）、および記録感度等に応じて設定されるが、１
５ｎｍ以上３５ｎｍ以下であることが好ましい。記録層
の合計膜厚が１５ｎｍ未満であるとコントラストが著し
く低下し、３５ｎｍを超えると記録感度が著しく低下す
る。また、成膜直後の反射率は第一記録層の膜厚が厚い
ほど高くなり、第一記録層の膜厚が１４ｎｍ以上である
と、成膜直後の反射率を１５％以上とすることができ
る。

【００２２】成膜直後の記録層をより安定な結晶状態と
するためには、第一記録層の成膜中の基板温度を、４５
℃以上で基板の変形温度以下（基板がポリカーボネート
製である場合には１１０℃以下）となる範囲に高く保持
することが好ましい。その具体的な方法としては、第
一記録層の成膜直前に基板または下地である結晶化促進
層を加熱することにより、基板温度を予め高くしておく
方法、第一記録層の成膜開始後に基板または結晶化促
進層を加熱し始めて、成膜中加熱し続ける方法、第一
記録層の成膜終了直後に基板または成膜面を加熱する方
法、第一記録層の成膜前に行われた成膜により発生し
て基板に蓄積された熱を利用して、第一記録層の成膜を
その直前の成膜終了直後に開始する方法がある。

【００２３】加熱方法としては、基板の成膜面（結晶化
促進層の表面）に熱線を含む光を照射する方法、基板ホ
ルダー自体をヒータ等で加熱する方法、或いは基板全体
を高周波誘導、フラッシュ露光、またはプラズマ処理等
によって加熱する方法等が挙げられる。以上のように、
本発明の光情報記録媒体は、結晶化促進層および記録層
に特徴がある。これ以外の構成に関しては特に限定され
ず、従来より公知の構成を採用することができる。

【００２４】すなわち、基板としては、従来より光ディ
スクの基板として使用されている、ポリカーボネート樹
脂やガラス製の基板が使用できる。これらの基板は、透
明であり、光学特性が良好であり、機械的強度が大き
く、且つ寸法安定性に優れている。本発明の光情報記録
媒体が、基板と結晶化促進層との間に第一保護層を、第
二記録層と反射層との間に第二保護層をそれぞれ有する
場合には、第一保護層は、硫化亜鉛（ＺｎＳ）と二酸化
珪素（ＳｉＯ₂）とを含む混合物からなるターゲットを
用いたスパッタリング法により、酸素（Ｏ₂）ガスおよ
び水素（Ｈ₂）ガスをスパッタリング雰囲気に添加しな
いで成膜されたものであって、第二保護層は、硫化亜鉛
と二酸化珪素とを含む混合物からなるターゲットを用い
たスパッタリング法により、Ｏ₂ガスおよびＨ₂ガスを
スパッタリング雰囲気に添加して成膜されたものである
ことが好ましい。

【００２５】これにより、第一保護層は、ＺｎＳとＳｉ
Ｏ₂との混合物で構成され、実質的にＯとＨが含まれな
い（成膜装置内に微量に存在するＯおよびＨが混入され
ることはある）組成となり、第二保護層は、ＺｎＳとＳ
ｉＯ₂との混合物にＯとＨを含む組成となる。このよう
に、第二保護層をなすＺｎＳとＳｉＯ₂との混合膜にの
みＯとＨを含有させて、第一保護層にはＯとＨを含有さ
せないことにより、記録データの信頼性と繰り返し特性
の両方が良好になる効果が得られる。詳細については、
ＷＯ９８／５５９９５号公報に記載されている。

【００２６】第二保護層の成膜は、スパッタリング雰囲
気にＯ₂ガスおよびＨ₂ガスに加えてさらに窒素
（Ｎ₂）ガスを添加して行うことが好ましい。Ｎ₂ガス
の添加は、Ｏ₂ガスの添加と同じ種類の効果をもたらす
が、同じ添加量に対する効果の大きさがＯ₂ガス添加の
場合よりも小さい。そのため、Ｎ₂ガスを添加すること
により、Ｏ₂ガス添加による効果の微妙な調整を行うこ
とができる。

【００２７】第二保護層の形成時に添加するＯ₂ガスの
分圧は５×１０^-6〜９０×１０^-6Torrであり、Ｈ₂ガス
の分圧は５×１０^-6〜７０×１０^-6Torrであり、Ｎ₂ガ
スの分圧は５×１０^-6〜５０×１０^-6Torrであることが
好ましい。第一保護層を有する光情報記録媒体の反射率
は、第一保護層の膜厚を変化させることにより周期的に
変化する。反射率を高くしながら、基板の耐熱性や生産
性等を考慮した場合、第一保護層の膜厚は５０ｎｍ以上
４００ｎｍ以下であることが好ましい。第一保護層がＺ
ｎＳとＳｉＯ₂との混合物（ＳｉＯ₂の含有率２０ｍｏ
ｌ％）からなる場合には、波長６５０ｎｍでの屈折率が
２．０２であり、膜厚を７０ｎｍ〜１００ｎｍの範囲に
設定することにより、記録媒体の反射率を高く（１５％
〜２０％に）することができる。

【００２８】第二保護層の膜厚は主に記録感度に影響す
る。第二保護層の膜厚が薄すぎると記録層で発生した熱
が反射層に逃げやすくなるため、記録感度が低下する。
第二保護層の膜厚の好適な範囲は、使用する駆動装置の
記録パワーに応じて変化するが、１ｎｍ以上１００ｎｍ
以下であることが好ましく、５ｎｍ以上３０ｎｍ以下で
あることがより好ましい。

【００２９】本発明の光情報記録媒体を構成する反射層
の材料としては、Ａｌ、Ａｕ、Ｎｉ、Ｔｉ、Ｃｒ等の金
属、またはこれらの金属をベースとした合金を使用する
ことができる。このような材料からなる反射層は、熱伝
導性が良好であるため、記録層で発生した熱を効率よく
逃がすことができる。また、コントラストを高くする効
果もある。これらの中でも、ＡｌまたはＡｕをベ−スに
した合金を用いることが好ましく、耐食性及びコストの
観点から、特に、ＡｌにＣｒ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｓ
ｉ、Ｃｕ等を０．５ａｔ％以上１０ａｔ％以下の割合で
加えた合金を用いることが好ましい。

【００３０】反射層の膜厚は、記録層で発生した熱を効
率よく逃がし、コントラストやＣ／Ｎ（搬送波対雑音
比）を高める効果（光学的エンハンス効果）が得られる
範囲であればよく、一般的には、３０ｎｍ以上３００ｎ
ｍ以下が好ましい。反射層の膜厚が３０ｎｍ未満である
と光学的エンハンス効果が低下する。３００ｎｍを超え
ると、記録層を加熱するために必要なレーザパワーが大
きくなるため好ましくない。

【００３１】反射層の上には、膜の保護と強化を目的と
して合成樹脂膜を設けることが好ましい。この合成樹脂
膜としては、紫外線硬化型樹脂（ウレタン系、ウレタン
アクリレート系、エポキシアクリレート系、アクリル
系、シリコン系、ポリエステル系）や、ホットメルト系
の接着剤等を用いることができる。このような合成樹脂
膜の膜厚は、光情報記録媒体の使用形態（例えば、２枚
のディスクを貼り合わせて使用するか、１枚のディスク
をそのまま使用するか）によっても異なるが、５μｍ以
上５０μｍ以下であることが好ましい。

【００３２】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態について
説明する。図１に示す層構造の相変化型光ディスクを以
下のようにして作製した。先ず、基板１として、直径１
２０ｍｍ、厚さ０．６ｍｍで、中心穴を有する円板であ
って、片面に、幅０．７４μｍの案内溝を、トラックピ
ッチ１．４８μｍで螺旋状に有するポリカーボネート基
板を用意した。

【００３３】この基板１の案内溝が形成されている側の
面に、ＺｎＳとＳｉＯ₂との混合物（ＳｉＯ₂の含有率
２０ｍｏｌ％）からなるターゲットを用いて、高周波ス
パッタリング法により、厚さ９０ｎｍの第一保護層２を
形成した。この第一保護層２の成膜は、真空度１．０×
１０^-5Torr以下の真空装置内で、スパッタリングガスと
してＡｒガスを用い、Ｈ₂、Ｎ₂、Ｏ₂等のガスは一切
添加しないで行った。また、Ａｒガスは全圧で５×１０
^-3Torrになる流量で導入した。

【００３４】次に、この第一保護層２の上に、ビスマス
からなるターゲットを用い、アルゴンと窒素の混合ガス
をチャンバ内へ導入して、直流スパッタリング法により
１ｎｍの結晶化促進層３を成膜した。チャンバ内への窒
素とアルゴンの導入は、流量比が体積比で窒素：アルゴ
ン＝２０：１００となるようにして行った。これによ
り、スパッタリング雰囲気における窒素ガスのアルゴン
ガスに対する体積比を０．２０とした。

【００３５】次に、基板１の結晶化促進層３が成膜され
た面に、５００ｗのパワーで５分間ハロゲンランプを照
射した。この光照射により第一記録層の下地である結晶
化促進層と基板を加熱した。次に、この結晶化促進層３
の上に、Ｇｅ−Ｔｅ−Ｓｂ合金からなるターゲットを用
い、アルゴンガスのみをチャンバ内へ導入して、直流ス
パッタリング法により膜厚１６ｎｍの第一記録層４を形
成した。この第一記録層４の成膜を上記光照射の直後に
行うことにより、第一記録層の成膜中の温度を７５℃に
保持した。組成分析の結果、第一記録層４の組成はＧｅ
23.0Ｔｅ53.9Ｓｂ23.1であった。

【００３６】次に、この第一記録層４の上に、Ｇｅ−Ｔ
ｅ−Ｓｂ合金からなる第一記録層４と同じターゲットを
用い、アルゴンと窒素の混合ガスをチャンバ内へ導入し
て、直流スパッタリング法により膜厚８ｎｍの第二記録
層５を成膜した。チャンバ内への窒素とアルゴンの導入
は、流量比が体積比で窒素：アルゴン＝６：１００とな
るようにして行った。これにより、スパッタリング雰囲
気における窒素ガスのアルゴンガスに対する体積比を
０．０６とした。組成分析の結果、第二記録層５をなす
主成分の組成はＧｅ23.0Ｔｅ53.9Ｓｂ23.1であった。ま
た、第二記録層５には窒素ガスの導入量に応じた窒素が
含まれている。

【００３７】次に、この第二記録層５の上に、第一保護
層２と同じターゲットを用いた高周波スパッタリング法
により、厚さ１２ｎｍの第二保護層６を形成した。この
第二保護層６の成膜は、真空度１．０×１０^-5Torr以下
の真空装置内で、スパッタリングガスとしてＡｒガスを
用い、スパッタリング雰囲気にＯ₂ガス、Ｈ₂ガス、お
よびＮ₂ガスを添加して行った。Ｏ₂ガスは分圧７０×
１０^-6Torrとなるように、Ｈ₂ガスは分圧５０×１０^-6
Torrとなるように、Ｎ₂ガスは分圧１０×１０ ^-6Torrと
なるように添加した。Ａｒガスは、Ｈ₂ガス、Ｎ₂ガ
ス、およびＯ₂ガスを添加後、全圧が５×１０^-3Torrに
なるように流量を調節して導入した。

【００３８】次に、この第二保護層６の上に、Ａｌ−Ｃ
ｒ合金（Ｃｒの含有率２ａｔ％）をターゲットとして用
い、直流スパッタリング法により厚さ約２００ｎｍの反
射層７を形成した。さらに、この上に、アクリル系の紫
外線硬化型樹脂をスピンコート法により１０μｍ塗布し
た後、紫外線を照射して硬化させることにより合成樹脂
膜８を形成した。

【００３９】このようにして得られた相変化型光ディス
クをサンプル No.１とする。次に、第二記録層５の成膜
方法が下記の点で異なる以外はサンプル No.１と全て同
様の方法で、相変化型光ディスクを作製した。すなわ
ち、第二記録層５の成膜時にチャンバ内に導入する窒素
ガスとアルゴンガスの流量比を、窒素：アルゴン＝１
２：１００とした。組成分析の結果、第二記録層５をな
す主成分の組成はサンプル No.1 と同じであった。ま
た、第二記録層５には窒素ガスの導入量に応じた窒素が
含まれている。この相変化型光ディスクをサンプル No.
２とする。

【００４０】次に、第二記録層５の成膜方法が下記の点
で異なる以外はサンプル No.１と全て同様の方法で、相
変化型光ディスクを作製した。すなわち、第二記録層５
の成膜時にチャンバ内に導入する窒素ガスとアルゴンガ
スの流量比を、窒素：アルゴン＝１９：１００とした。
組成分析の結果、第二記録層５をなす主成分の組成はサ
ンプル No.1 と同じであった。また、第二記録層５には
窒素ガスの導入量に応じた窒素が含まれている。この相
変化型光ディスクをサンプル No.３とする。

【００４１】次に、第一記録層４の膜厚を１２ｎｍと
し、第二記録層５の膜厚を１２ｎｍとした以外は、サン
プル No.１と全て同様の方法で、相変化型光ディスクを
作製した。この相変化型光ディスクをサンプル No.４と
する。次に、第一記録層４の膜厚を２４ｎｍとし、第二
記録層５を形成しなかった以外は、サンプル No.１と全
て同様の方法で、相変化型光ディスクを作製した。この
相変化型光ディスクをサンプル No.５とする。

【００４２】次に、第一記録層４を形成しなかった点、
および第二記録層５の成膜方法が下記の点で異なる以外
はサンプル No.１と全て同様の方法で、相変化型光ディ
スクを作製した。すなわち、第二記録層５の成膜時にチ
ャンバ内に導入する窒素ガスとアルゴンガスの流量比
を、窒素：アルゴン＝１：１００とした。組成分析の結
果、第二記録層５をなす主成分の組成はサンプル No.1
と同じであった。また、第二記録層５には窒素ガスの導
入量に応じた窒素が含まれている。また、第二記録層５
を２４ｎｍとした。この相変化型光ディスクをサンプル
No.６とする。

【００４３】次に、第一記録層４を形成しなかった点、
および第二記録層５の膜厚を２４ｎｍとした点で異なる
以外はサンプル No.１と全て同様の方法で、相変化型光
ディスクを作製した。組成分析の結果、第二記録層５を
なす主成分の組成はＧｅ23.0Ｔｅ52.2Ｓｂ24.8であっ
た。また、第二記録層５には窒素ガスの導入量に応じた
窒素が含まれている。この相変化型光ディスクをサンプ
ル No.７とする。

【００４４】なお、サンプル No.１〜３については、初
期化前後の反射率測定と、初期化無しで記録した場合の
特性評価を行うため、同じ相変化型光ディスクを２枚ず
つ作製した。［反射率の評価］このようにして得られた相変化型光デ
ィスクの各サンプルについて、初期化工程を行わないで
波長６５０ｎｍでの反射率を測定した。反射率の測定
は、ディスク面の案内溝のない平坦な部分で行った。こ
の反射率測定の後、 No.１〜４および No.７のサンプル
については、以下の条件で初期化工程を行い、その後に
波長６５０ｎｍでの反射率を測定した。これらの反射率
の測定結果を、各サンプルの構成の違いとともに下記の
表１に示す。

【００４５】初期化工程は、ディスクを線速度８ｍ／ｓ
で回転させながら、波長が８２０ｎｍで出力が１Ｗの半
導体レーザ光を、ディスク面に照射することにより行っ
た。使用したレーザビームの断面形状は、長軸９６μ
ｍ、短軸１．５μｍの楕円である。そのため、案内溝間
の平坦な領域も案内溝と同じ状態に初期化されることに
なる。

【００４６】

【表１】

【００４７】この表から分かるように、 No.１〜４は、
記録層が窒素を含まない第一記録層と窒素を含む第二記
録層の二層構造で構成されているため、成膜直後に第一
記録層が結晶状態になることにより、初期化工程前の反
射率が No.６および７と比較して著しく高くなってい
る。なお、 No.４は No.１〜３と比較して反射率が低い
が、これは第一記録層の膜厚が No.１〜３より薄いため
である。

【００４８】これに対して、 No.６および７は、記録層
が窒素を含む第二記録層のみで構成されているため、成
膜直後の記録層は結晶状態にならないことから、初期化
工程前の反射率が著しく低くなっている。また、 No.５
は、記録層が窒素を含まない第一記録層のみで構成され
ているため、成膜直後の記録層全体が結晶状態になるこ
とにより、初期化工程前の反射率が著しく高くなってい
る。

【００４９】また、初期化工程後に反射率が増加するの
は、初期化工程によって第二記録層が結晶状態になるた
めと推測される。［情報を正しく記録できる記録パワー範囲の評価］前述
のようにして得られたサンプル No.１〜３，５，７の各
相変化型光ディスクの薄膜形成側の面に、カチオン重合
系の紫外線硬化型接着剤を用いて、基板のみからなるダ
ミーディスクを貼り付けた。この貼り付けは、サンプル
No.１〜３，５については初期化工程を行わないで、 N
o.７については初期化工程を行った後に行った。なお、
サンプル No.１〜３，５については、基板の貼り付け後
に初期化工程を行わなかった。このようにして、基板貼
り合わせ構造の光ディスク（サンプル No.１〜３，５は
無初期化のもの、サンプル No.７は初期化済みのもの）
を作製した。

【００５０】これらの光ディスクを駆動装置（対物レン
ズの開口数０．６０、レーザ波長６５０ｎｍ）にかけ
て、線速度６ｍ／ｓで回転させながら、記録信号に応じ
て強度変調させたレーザビームを照射することにより、
８／１６変調のランダムパターン信号を同一トラックに
１０回オーバーライトした。１０回とも、同じピークパ
ワーおよびバイアスパワーに強度変調させたレーザビー
ムを用いた。

【００５１】このオーバーライトされた信号を再生パワ
ー１．０ｍＷの条件で再生して、その再生信号のジッタ
をジッタアナライザにより測定し、その標準偏差σを得
た。この値を用いて、ジッタのＴｗ（ウィンドウ幅、こ
こでは３４．２ｎｓｅｃ）に対する割合（σ／Ｔｗ）を
求めた。各サンプルについて、以下の手順で、情報を正
しく記録できる記録パワー範囲の測定を行った。

【００５２】先ず、バイアスパワーを５．２ｍＷに固定
して、上記方法によるオーバーライトを種々のピークパ
ワーで行った後、上記方法による再生信号のジッタ測定
を行うことを繰り返した。そして、σ／Ｔｗが１３％と
なるピークパワーを調べた。このピークパワーを１．２
倍した値を、仮の標準ピークパワーとした。次に、ピー
クパワーを仮の標準ピークパワーに固定して、上記方法
によるオーバーライトを種々のバイアスパワーで行った
後、上記方法による再生信号のジッタ測定を行うことを
繰り返した。そして、σ／Ｔｗが１３％となる、低パワ
ー側のバイアスパワー（Ｂlow ）と高パワー側のバイア
スパワー（Ｂhigh）を求め、これらの値から、標準バイ
アスパワー（Ｂcenter）＝（Ｂlow ＋Ｂhigh）／２を算
出した。

【００５３】次に、バイアスパワーを標準バイアスパワ
ー（Ｂcenter）に固定して、上記方法によるオーバーラ
イトを種々のピークパワーで行った後、上記方法による
再生信号のジッタ測定を行うことを繰り返した。そし
て、σ／Ｔｗが１３％となるピークパワーを調べた。こ
のピークパワーを１．２倍した値を正式な標準ピークパ
ワー（ＰH ）として算出し、この標準ピークパワー（Ｐ
H ）に対する、オーバーライト時のピークパワー（Ｐ）
の比（Ｐ／ＰH ）を算出した。

【００５４】この比（Ｐ／ＰH ）とジッタ測定値（σ／
Ｔｗ）との関係を、図３のグラフに示す。ＤＶＤ−ＲＡ
Ｍの場合には、σ／Ｔｗを８．５％以下とすることが好
ましい（DVD-RAM Specification Ver.1.0 参照）。下記
の表２に、σ／Ｔｗが８．５％以下となるＰ／ＰH の範
囲とその幅を示す。

【００５５】

【表２】

【００５６】この表から分かるように、 No.１，２は、
No.５と比較して、σ／Ｔｗが８．５％以下となるＰ／
ＰH の範囲が広い。すなわち、 No.１，２は、ＤＶＤ−
ＲＡＭの場合に、情報を正しく記録できる記録パワー範
囲が広い。 No.３は、 No.１，２と比較して同じＰ／Ｐ
H でのσ／Ｔｗが高いが、これは第二記録層に含まれる
窒素の量が No.１，２よりも多いためと推定される。た
だし、 No.３は No.１，２より、Ｐ／ＰH の変化に伴う
σ／Ｔｗの変化量が小さく、特に高パワー域での増大率
が小さい。また、 No.３は、σ／Ｔｗが１１．５％以下
となるＰ／ＰHの範囲は広い。［オーバーライトパワートレランスの評価］次に、前述
のようにして基板を貼りつけた No.１〜３，５，７の各
光ディスクに対して、前記と同じ記録信号を、先ず、ピ
ークパワーおよびバイアスパワーを各サンプル毎に標準
ピークパワーおよび標準バイアスパワーの１．０５倍と
し、これ以外は同じ条件で１回記録した。その後、同一
トラックに、同じ記録信号を、ピークパワーおよびバイ
アスパワーを各サンプル毎に標準ピークパワーおよび標
準バイアスパワーの０．９０倍とし、これ以外は同じ条
件で１回オーバーライトした。

【００５７】このオーバーライトされた信号を再生パワ
ー１．０ｍＷの条件で再生して、その再生信号のジッタ
をジッタアナライザにより測定し、その標準偏差σを得
た。この値から上記と同様にしてσ／Ｔｗを求めた。こ
れらの結果を下記の表３に示す。

【００５８】

【表３】

【００５９】この表から分かるように、 No.１，２のσ
／Ｔｗは No.７のσ／Ｔｗと同等であったが、 No.５の
σ／Ｔｗは No.１，２，７のσ／Ｔｗよりも著しく高く
なっている。すなわち、 No.１，２は、 No.５よりもオ
ーバーライトパワートレランスに優れていることが分か
る。［繰り返し記録耐久性の評価］次に、前述のようにして
基板を貼りつけた No.１〜３，５，７の各光ディスクに
対して、前記と同じ記録信号を、ピークパワーを各サン
プル毎に標準パワーとし、これ以外は同じ条件で同じト
ラックに１０万回オーバーライトした。

【００６０】このオーバーライトされた信号を再生パワ
ー１．０ｍＷの条件で再生して、その再生信号のジッタ
をジッタアナライザにより測定し、その標準偏差σを得
た。この値から上記と同様にしてσ／Ｔｗを求めた。ま
た、記録セクタ始端部における波形潰れ量を以下のよう
にして測定した。先ず、１０回オーバーライト後の記録
セクタ始端部の再生信号をオシロスコープで観察し、記
録セクタ始端部の４Ｔ信号の振幅（Ｖpp）を測定した。
次に、１０万回オーバーライト後にも同様に記録セクタ
始端部の再生信号をオシロスコープで観察して、記録セ
クタ始端部の４Ｔ信号の振幅が（Ｖpp／２）以下となっ
ている領域のバイト数を、波形潰れ量として測定した。

【００６１】これらの結果を下記の表４に示す。

【００６２】

【表４】

【００６３】この表から分かるように、 No.１，２のσ
／Ｔｗは No.７のσ／Ｔｗと同等であったが、 No.５の
σ／Ｔｗは No.１，２，７のσ／Ｔｗよりも著しく高く
なっている。また、 No.１，２の波形潰れ量は、 No.５
の波形潰れ量の約半分であった。これらのことから、 N
o.１，２は、 No.５よりも繰り返し記録の耐久性に優れ
ていることが分かる。

【００６４】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
初期化工程が不要であって、情報を正しく記録できる記
録パワー範囲が広く、オーバーライトパワートレランス
にも優れ、さらに繰り返し記録の耐久性にも優れた光情
報記録媒体が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態に相当する光情報記録媒体
の層構造を示す断面図である。

【図２】第一記録層および第二記録層の主成分をなすＧ
ｅ−Ｓｂ−Ｔｅ系合金の、各元素の存在比の好ましい範
囲を示す三角グラフである。

【図３】実施形態の各サンプルに関し、標準ピークパワ
ー（ＰH ）に対するオーバーライト時のピークパワー
（Ｐ）の比（Ｐ／ＰH ）と、（σ／Ｔｗ）との関係を示
すグラフである。

【符号の説明】

１基板２第一保護層３結晶化促進層４第一記録層５第二記録層６第二保護層７反射層８合成樹脂膜

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】透明な基板上に少なくとも、記録層の結
晶化を促進する結晶化促進層、照射光の強度に応じて結
晶および非晶質間の相変化が可逆的になされる記録層、
および反射層が順次積層されている光情報記録媒体にお
いて、結晶化促進層の組成は、ビスマス（Ｂｉ）を主成分と
し、窒素を所定範囲で含有するものであり、記録層は、基板側に積層された第一記録層と反射層側に
積層された第二記録層とからなり、第一記録層の組成
は、Ｇｅ、Ｓｂ、およびＴｅの３元素を主成分とするも
のであり、第二記録層の組成は、Ｇｅ、Ｓｂ、およびＴ
ｅの３元素を主成分とし、窒素を所定範囲で含むもので
あることを特徴とする光情報記録媒体。
【請求項２】第一記録層と第二記録層の合計膜厚は１
５ｎｍ以上３５ｎｍ以下であり、第一記録層の膜厚は１
４ｎｍ以上であることを特徴とする請求項１記載の光情
報記録媒体。