JP2000298877A - 光情報記録媒体 - Google Patents

光情報記録媒体

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JP2000298877A
JP2000298877A JP11125140A JP12514099A JP2000298877A JP 2000298877 A JP2000298877 A JP 2000298877A JP 11125140 A JP11125140 A JP 11125140A JP 12514099 A JP12514099 A JP 12514099A JP 2000298877 A JP2000298877 A JP 2000298877A
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recording
thin film
metal layer
substrate
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JP11125140A
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Hiroshi Miura
博 三浦
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Ricoh Co Ltd
Original Assignee
Ricoh Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】媒体表面を平滑化した層構成を有する光情報記
録媒体を提供すること。 【解決手段】図1に示す光情報記録媒体は、ポリカーボ
ネート基板101、Ag薄膜(金属層)103、ZnS
−SiO2薄膜(第一の保護層)104、AgInSb
Te薄膜(記録層)105、ZnS−SiO2(第二の
保護層)106、SiN薄膜(第二の保護層)107か
ら構成される。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、光情報記録媒体に
関し、詳細には、光照射により情報の記録、消去、およ
び再生を行い、高密度記録が可能な光情報記録媒体に関
する。
【0002】
【従来の技術】書き換え可能な光情報記録媒体の一つに
相変化型光ディスクがある。かかる相変化型光ディスク
は、記録層として、光照射により非晶質−結晶間の可逆
的な相変化が生じる材料を用い、簡単な光学系で記録・
消去ができるとともに、既に記録された情報を消去しな
がら新たな情報を記録することが容易にできるという優
れた特徴を有している。
【0003】一般的に、書換え可能な相変化型光ディス
クでは、記録層における非晶質状態を記録状態とし、結
晶状態を消去状態としている。すなわち、情報の記録
は、記録レベルのレーザ光を照射し融点以上に加熱した
後に急冷することで、情報を示す信号に応じた非晶質の
記録マークを形成し、消去は、消去レベルのレーザ光を
照射し結晶化温度まで昇温した後に徐冷することで、非
晶質の記録マークを結晶化する。そして、記録された信
号の再生は、非晶質部分と結晶部分とでの反射率の違い
や反射光の位相の違いを利用して、ディスクからの反射
光量の変化を検出する。
【0004】このような相変化型光ディスクは、一般
に、基板の上に、第一の保護層、記録層、第二保護層、
および反射層が順次形成された四層構造となっている。
ここで、反射層は、光ディスクの反射率を高くするとい
う機能と、記録層で発生した熱を外部に拡散する機能を
有する。かかる機能により、高い反射率によって再生光
のC/N比(搬送波対雑音比)が良好になり、また、高
い熱伝導率によって急冷状態を形成して、非晶質の記録
マーク形成が良好に行われるとともに、消去特性や繰り
返し特性が向上する。
【0005】反射層の材料としては、例えば、特開平4
−349242号公報(光記録媒体)や特公平7−19
396号公報(情報記録媒体)に開示されているよう
に、主に、AlやAl合金(例えばAl−Ti合金、A
l−Cr合金、Al−Hf合金、Al−Si合金等)な
どが使用されている。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以上とし
た構成が一般的である。
【0006】また、記録容量の高密度化に対して、単位
面積あたりの情報密度を高くするためには、ビームスポ
ット径を縮小し記録マーク長を縮めて線密度を高くする
方法がある。
【0007】かかる方法については、光源の短波長化や
近接場光の利用等、多くの技術検討がなされているが、
これらを導入するためには様々な技術的課題を解決する
必要がある。例えば、近接場光を利用した記録再生の場
合は、基板の厚みが影響する。このため、レーザービー
ムは基板を通さずに膜面に対して直接照射し、記録再生
することになる(以下の説明では、このような媒体構成
を 「表面記録型媒体」と記載する)。このような光学
系に対応する表面記録型媒体は、現在研究段階にあり、
記録層の上下を保護層で挟んだだけの単純な層構成が一
般的に用いられている。
【0008】表面記録型媒体においても、急冷状態を実
現するには金属層を設ける必要がある。この場合は、従
来の光ディスクとは層構成が逆転し、反射層が基板側に
配置される。一般に薄膜を積層する場合は、下地層の表
面状態が上層に反映される。従来の光ディスクでは、A
lおよびAl合金などのAl系薄膜が、耐環境性やコス
トの点で有利であることから反射層として一般的に採用
されている。
【0009】Al系材料は成膜雰囲気や下地基板の状態
に敏感であり、核成長しやすい材料である。光ディスク
用基板としては、加工の容易性,コストの点でポリカー
ボネートが一般に用いられる。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このポ
リカーボネートは吸湿性が高く,その上に成膜したAl
系薄膜は,基板(ポリカーボネート)からのガス放出の
影響を受け核成長し易くなる。そして、Al系薄膜の凹
凸が上層の記録層及び誘電体層に反映され、表面性が低
下するという問題がある。とりわけ、上述した近接場記
録の場合には、光の出射端部と媒体を数十nmの間隔に
近接させる必要があり、媒体表面を平滑にすることが安
定な記録再生には重要である。
【0011】上記に鑑み、本発明の第1の目的は、媒体
表面を平滑化した層構成を有する光情報記録媒体を提供
することにある。
【0012】また、上記に鑑み、本発明の第2の目的
は、媒体表面を平滑化し、かつ耐環境性・耐久性を向上
させた光情報記録媒体を提供することにある。
【0013】また、上記に鑑み、本発明の第3の目的
は、基板を介して記録情報を再生する媒体と互換性を有
する光情報記録媒体を提供することにある。
【0014】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、請求項1に記載の光情報記録媒体は、基板と記録層
との層間に金属層を有する光情報記録媒体において、前
記金属層は、Ti、Ge,V,Te,Zr,Sb,Z
n,Cr,In,Nb,Ni,Co,Cu,Bi,M
o,Ag,Pd,Rh,Ta,W,Au,Pt, I
r, Os群から選ばれる少なくとも一種類の元素を含
有するものである。
【0015】また、請求項2に記載の光情報記録媒体
は、基板と記録層との層間に金属層を有する光情報記録
媒体において、前記金属層は、Ti,Ge,Te,Z
r,Sb,Zn,Cr,In,Nb,Ni,Co,C
u,Bi,Mo,Ag,Pd,Rh,Ta,W,Au,
Pt,Ir,Os群から選ばれる少なくとも一種類の元
素を含有する薄膜で構成される2層以上の積層構成を有
し、前記基板に接する金属層は、少なくともTiを含有
するものである。
【0016】また、請求項3に記載の光情報記録媒体
は、基板と記録層との層間に金属層を有する光情報記録
媒体において、前記金属層は、Ag,Pd,Rh,T
a,W,Au,Pt,Ir,Os群から選ばれる少なく
とも一種類の元素を含有し、当該金属層の膜厚を50n
m以下としたものである。
【0017】
【発明の実施の形態】以下に添付図面を参照して、この
発明に係る光情報記録媒体の好適な実施の形態を詳細に
説明する。
【0018】本発明の光情報記録媒体は表面記録型媒体
であり、相変化材料を記録層とした書き換え可能型の記
録再生媒体にも対応でき、例えば、有機系材料を記録層
とした追記型の記録再生媒体やROM等に対応できる。
以下では、AgInSbTe等の相変化記録材料を記録
層とした書き換え可能型媒体を例に挙げて説明する。
【0019】本発明に係る光情報記録媒体を、(基本構
造)、(実施例1)、(実施例2)、(実施例3)の順
に説明する。
【0020】(基本構造)本発明の光情報記録媒体の基
本的な層構成は,基板と、記録層と、および基板と記録
層間に設けられた金属層とからなる。さらに必要に応じ
て,金属層と記録層の層間に第一の保護層、記録層上に
第二の保護層を設ける。
【0021】上記基板としては、例えば、ポリカーボネ
ート、アクリル樹脂、ポリオフィン、エポキシ樹脂、ビ
ニルエステル、紫外線硬化樹脂等の樹脂系材料、Al−
Mg等のアルミニウム合金材料,アモルファスカーボン
等のカーボン系材料,リチウムシリケート系ガラス,ア
ルミノシリケート系ガラス,ソーダライム系ガラス,石
英等のガラス系材料を使用できる。
【0022】上記基板上には金属層を形成する。金属層
としては、高密度金属材料を使用する。具体的には、金
属層としては、例えば、Ti、Ge、V、Te、Zr、
Sb、Zn、Cr、In、Nb、Ni、Co、Cu、B
i、Mo、Ag、Pd、Rh、Ta、W、Au、Pt、
Ir、Osの元素を単体で、またはこれらの元素の複数
で構成される化合物を使用することができる。かかる金
属層は、単層でも良く、また、複数層の積層構造として
も良い。
【0023】上記金属層上には第一の保護層を形成す
る。保護層としては、例えば、SiO 2、Al23、T
25、ZrO2、ZnOなどの酸化物、ZnS、Sm
S、SrS、CaSなどの硫化物、CaF2、MgF2
BaF2、SrF2などのフッ化物、BN、SiNなどの
チッ化物、SiC、DLCなどの炭化物を単体または混
合物として使用することができる。かかる第一の保護層
は、単層でも良く、また、複数層の積層構造としても良
い。
【0024】上記第一の保護層上には記録層を形成す
る。記録層の材料としては、例えば、AgInSbTe
に代表される4元系の相変化材料や、GeSbTeに代
表される3元系の相変化材料などを使用できる。また、
上記記録層上には第二の保護層を形成する。第二の保護
層の材料・構成は、第一の保護層と同じものを使用でき
る。
【0025】つぎに、上記基本構造を有する光情報記録
媒体の具体的な実施例について、(実施例1)、(実施
例2)、(実施例3)の順に説明する。
【0026】(実施例1)図1〜図4を参照して実施例
1を説明する。図1は、従来の金属層にAlTiを用い
た表面記録型媒体の層構成を示す。同図において、10
1はポリカーボネート基板、102はAlTi薄膜(金
属層)、104はZnS−SiO2薄膜(第一の保護
層)、105はAgInSbTe薄膜(記録層)、10
6はZnS−SiO2(第二の保護層)、107はSi
N薄膜(第二の保護層)を示す。
【0027】同図に示す表面記録型媒体の形成工程を説
明する。まず、ポリカーボネート基板(101)上に、
DCマグネットロンスパッタ法により、金属層として1
20nmの膜厚でAlTi薄膜(102)を成膜する。
次に、AlTi薄膜(102)上に、第一の保護層とし
てZnS−SiO2薄膜(104)を、RFスパッタ法
を用いて20nmの膜厚で成膜する。続いて、ZnS−
SiO2薄膜(104)上に、DCマグネットロンスパ
ッタ法により、記録層としてAgInSbTe薄膜(1
05)を膜厚15nmで成膜する。さらに、AgInS
bTe薄膜(105)上に、第二の保護層として、Zn
S−SiO2(106)及びSiN薄膜(107)をR
Fスパッタ法により膜厚10nm及び20nmの積層構
成で形成する。
【0028】図2は、本発明の実施例1の表面記録型媒
体の層構成を示し、金属層にAg薄膜を用いた層構造を
示す。同図において、103はAg薄膜(金属層)を示
す。図2に示す層構造は、金属層以外は、図1に示した
層構造と同様である。
【0029】図2に示す表面記録型媒体の形成工程を説
明する。図2において、ポリカーボネート基板(10
1)上にDCマグネットロンスパッタ法により、膜厚1
20nmのAg薄膜(103)を形成する。他の形成工
程は図1に示した表面記録型媒体と同様であるのでその
説明は省略する。上記図1、図2に示した表面記録型媒
体は両者とも情報の記録・再生は第二の保護層側(同図
の矢印方向)から行う。
【0030】図3は、図1に示した金属層をAlTi
(102)とした表面記録型媒体の表面SEM像であ
る。図4は、図2に示した金属層をAg(103)とし
た表面記録型媒体(実施例1)の表面SEM像である。
図3に示す如く、金属層がAlTiである場合は、媒体
表面には凹凸が存在し、ランド/グルーブの段差も不鮮
明になっている。これに対して、図4に示す如く、Ag
を金属層とした実施例1による媒体では、非常に平滑な
媒体表面が得られ、ランド/グルーブの形状も明瞭に表
れている。
【0031】実施例1によれば、金属層としてAg薄膜
を使用したので、従来一般的に用いられてきたAlTi
に比して、平滑な表面の表面記録型媒体が実現でき、近
接場光記録などのようにレンズを媒体表面に近接させる
記録方式において安定した記録再生が可能となる。
【0032】なお、実施例1では、金属層としてAg薄
膜を使用した場合を説明したが、上述したように、金属
層として、Ti、Ge、V、Te、Zr、Sb、Zn、
Cr、In、Nb、Ni、Co、Cu、Bi、Mo、A
g、Pd、Rh、Ta、W、Au、Pt、Ir、Os群
のいずれかの元素、または、これらの元素のうちの複数
の化合物を使用した場合も同様の効果を得ることができ
る。
【0033】(実施例2)図5は、本発明の実施例2の
表面記録型媒体の層構成を示す。実施例2は、金属層を
多層(2層)としたものである。同図において、301
はポリカーボネート基板(基板)、302はTi薄膜
(金属層)、303はAg薄膜(金属層)、304はZ
nS−SiO2薄膜(第一の保護層)、305はAgI
nSbTe薄膜(記録層)、306はZnS−SiO2
(第二の保護層)、307はSiN薄膜(第二の保護
層)を示す。
【0034】同図に示す表面記録型媒体の形成工程を説
明する。同図において、ポリカーボネート基板(30
1)上に、金属層の第1層として、Ti薄膜(302)
をDCマグネットロンスパッタ法により、膜厚20nm
で成膜する。次に、金属層の第2層として、Ti薄膜
(302)上に、Ag薄膜(303)をDCマグネット
ロンスパッタ法により、膜厚100nmで成膜する。続
いて、Ag薄膜(303)上に、第一の保護層としてZ
nS−SiO2薄膜(304)を、RFスパッタ法を用
いて20nmの膜厚で成膜する。引き続いて、ZnS−
SiO2薄膜(304)上に、DCマグネットロンスパ
ッタ法により、記録層としてAgInSbTe薄膜(3
05)を膜厚15nmで成膜する。さらに、AgInS
bTe薄膜(305)上に、第二の保護層として、Zn
S−SiO2(306)及びSiN薄膜(307)をR
Fスパッタ法により膜厚10nm及び20nmで積層す
る。上記構成の表面記録型媒体では、情報の記録・再生
は第二の保護層側(同図の矢印方向)から行う。
【0035】実施例2によれば、金属層を2層(Ti薄
膜302、Ag薄膜303)とし、ポリカーボネート基
板(301)に接してTi薄膜層を設けているので、T
i薄膜層によってポリカーボネート基板301からの放
出ガスを吸着でき、その上に成膜した金属層(Ag薄膜
303)、記録層への影響を回避でき、耐環境性・耐久
性を向上させることが可能となる。
【0036】なお、実施例2においては、ポリカーボネ
ート基板に接する金属層として、Ti薄膜層を使用する
例を説明したが、本発明はこれに限られるものではな
く、Tiを含有する層であれば同様の効果を得ることが
できる。また、金属層の上層は、Ag薄膜を使用した場
合を説明したが、上述したように、Ti、Ge、V、T
e、Zr、Sb、Zn、Cr、In、Nb、Ni、C
o、Cu、Bi、Mo、Ag、Pd、Rh、Ta、W、
Au、Pt、Ir、Os群のいずれかの元素、または、
これらの元素のうちの複数の元素の化合物を使用するこ
とができる。また、ここでは、金属層を2層とした場合
を示したが、それ以上の積層数としても良い。
【0037】(実施例3)図6は、本発明の実施例3の
表面記録型媒体の層構成を示す。実施例3は、金属層の
膜厚を50nm以下としたものである。同図において、
401はポリカーボネート基板、403はAg薄膜(金
属層)、404はZnS−SiO2薄膜(第一の保護
層)、405はAgInSbTe薄膜(記録層)、40
6はZnS−SiO2(第二の保護層)、407はDL
C(Diamond Like Carbon)薄膜
(第二の保護層)を示す。
【0038】同図に示す表面記録型媒体の形成工程を説
明する。同図において、ポリカーボネート基板(40
1)上にDCマグネットロンスパッタ法により、金属層
としてAg薄膜(403)を膜厚10nmで成膜する。
次に、Ag薄膜(403)上に第一の保護層としZnS
−SiO2薄膜(404)を、RFスパッタ法を用いて
20nmの膜厚で成膜する。続いて、ZnS−SiO2
薄膜(404)上に、DCマグネットロンスパッタ法に
より、記録層としてAgInSbTe薄膜(405)を
膜厚15nmで成膜する。さらに、AgInSbTe薄
膜(405)上に、第二の保護層として、ZnS−Si
2(406)及びDLC(Diamond Like
Carbon)薄膜(407)をRFスパッタ法によ
り膜厚10nm及び20nmで積層する。
【0039】実施例3によれば、金属層として10nm
の膜厚のAg薄膜を用いているので、透過性を有する金
属層とすることができ、記録情報の再生は、通常の記録
媒体(CD,DVDなど)と同じように基板側から行う
ことが可能となる。したがって、従来の媒体との再生互
換が可能となる。
【0040】なお、実施例3では、Ag薄膜の膜厚を1
0nmとしているが、本発明はこれに限るものではな
く、選択した材料(Pd,Rh,Ta,W,Au,P
t,Ir,Os)に応じて50nm以下の範囲に調整す
る。
【0041】つぎに、実施例3の表面記録型媒体の記録
・再生方法について説明する。図7は、実施例3の表面
記録型媒体の記録方法を説明するための記録系の概略構
成を示す図である。図8は、実施例3の表面記録型媒体
の再生方法を説明するための再生系の概略構成を示す図
である。
【0042】まず、実施例3の表面記録型媒体の記録方
法について図7を参照して説明する。図7において、5
01は光情報記録媒体、502は光情報記録媒体501
に形成された記録マーク、503はレーザーダイオー
ド、504はフォトダイオード、505はビームスプリ
ッタ、506は対物レンズ、507は集光レンズを示
す。
【0043】同図において、情報の記録は実施例1及び
実施例2の光情報記録媒体と同様に、第二の保護層側か
ら行う。媒体表面に近接させた集光レンズ(507)に
よりレーザービームを絞り込み、微小の記録マーク(5
02)を記録する。
【0044】つぎに、実施例3の表面記録型媒体の再生
方法について図8を参照して説明する。図8において、
508はレーザーダイオード、509はフォトダイオー
ド、510はビームスプリッタ、511は対物レンズを
示す。同図において、再生は基板側からレーザービーム
を照射して行う。このように、金属層に透光性を持たせ
ることにより、第二の保護層側から記録した情報を、基
板側からも再生することが可能となる。
【0045】尚、本発明は、上記した実施の形態に限定
されるものではなく、発明の要旨を変更しない範囲で適
宜変形可能である。
【0046】
【発明の効果】請求項1に記載の発明によれば、金属層
を、Ti,Ge,V,Te,Zr,Sb,Zn,Cr,
In,Nb,Ni,Co,Cu,Bi,Mo,Ag,P
d,Rh,Ta,W,Au,Pt,Ir,Os群から選
ばれる少なくとも一種類の元素を含有する構成としたの
で、平滑な表面とすることができ、近接場光記録などの
ようにレンズを媒体表面に近接させる記録方式において
は、安定した記録再生が実現できる。
【0047】請求項2に記載の発明によれば、金属層
を、Ti,Ge,Te,Zr,Sb,Zn,Cr,I
n,Nb,Ni,Co,Cu,Bi,Mo,Ag,P
d,Rh,Ta,W,Au,Pt,Ir,Os群から選
ばれる少なくとも一種類の元素を含有する薄膜で構成さ
れる2層以上の積層構成とし、積層構成において基板に
接する層は少なくてもTiを含有することとしたので、
Ti含有層により、基板から放出される放出ガスを吸着
でき、Ti含有層上に成膜した金属層および記録層への
影響を回避でき、耐環境性・耐久性に優れた光情報記録
媒体を提供することが可能となる。
【0048】請求項3に記載の発明によれば、金属層
を、Ag,Pd,Rh,Ta,W,Au,Pt,Ir,
Os群から選ばれる少なくとも一種類の元素を含有し、
かつその膜厚を50nm以下とした構成であるので、通
常の記録再生媒体(CD,DVD等)と同じように基板
側からの再生が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】金属層にAlTiを用いた表面記録型媒体の層
構成を示す図である。
【図2】実施例1の表面記録型媒体の層構成(金属層に
Ag薄膜を用いた構成)を示す図である。
【図3】図1に示した金属層をAlTiとした表面記録
型媒体の表面SEM像を示す図である。
【図4】図2に示した金属層をAgとした表面記録型媒
体(実施例1)の表面SEM像を示す図である。
【図5】実施例2の表面記録型媒体の層構成(金属層を
多層とした構成)を示す図である。
【図6】実施例3の表面記録型媒体の層構成(金属層が
透過性を有する構成)を示す図である。
【図7】実施例3の表面記録型媒体の記録方法を説明す
るための記録系の概略構成を示す図である。
【図8】実施例3の表面記録型媒体の再生方法を説明す
るための再生系の概略構成を示す図である。
【符号の説明】 101 ポリカーボネート基板 102 AlTi薄膜(金属層) 103 Ag薄膜(金属層) 104 ZnS−SiO2薄膜(第一の保護層) 105 AgInSbTe薄膜(記録層) 106 ZnS−SiO2(第二の保護層) 107 SiN薄膜(第二の保護層) 301 ポリカーボネート基板 302 Ti薄膜(金属層) 303 Ag薄膜(金属層) 304 ZnS−SiO2薄膜(第一の保護層) 305 AgInSbTe薄膜(記録層) 306 ZnS−SiO2(第二の保護層) 307 SiN薄膜(第二の保護層) 401 ポリカーボネート基板 403 Ag薄膜 404 ZnS−SiO2薄膜(第一の保護層) 405 AgInSbTe薄膜(記録層) 406 ZnS−SiO2(第二の保護層) 407 DLC(Diamond Like Car
bon)薄膜 501 光情報記録媒体 502 記録マーク 503 レーザーダイオード 504 フォトダイオード 505 ビームスプリッタ 506 対物レンズ 507 集光レンズ 508 レーザーダイオード 509 フォトダイオード 510 ビームスプリッタ 511 対物レンズ

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 基板と記録層との層間に金属層を有する
    光情報記録媒体において、 前記金属層は、Ti、Ge,V,Te,Zr,Sb,Z
    n,Cr,In,Nb,Ni,Co,Cu,Bi,M
    o,Ag,Pd,Rh,Ta,W,Au,Pt,Ir,
    Os群から選ばれる少なくとも一種類の元素を含有する
    ことを特徴とする光情報記録媒体。
  2. 【請求項2】 基板と記録層との層間に金属層を有する
    光情報記録媒体において、 前記金属層は、Ti,Ge,Te,Zr,Sb,Zn,
    Cr,In,Nb,Ni,Co,Cu,Bi,Mo,A
    g,Pd,Rh,Ta,W,Au,Pt,Ir,Os群
    から選ばれる少なくとも一種類の元素を含有する薄膜で
    構成される2層以上の積層構成を有し、前記基板に接す
    る金属層は、少なくともTiを含有することを特徴とす
    る光情報記録媒体。
  3. 【請求項3】 基板と記録層との層間に金属層を有する
    光情報記録媒体において、 前記金属層は、Ag,Pd,Rh,Ta,W,Au,P
    t,Ir,Os群から選ばれる少なくとも一種類の元素
    を含有し、当該金属層の膜厚を50nm以下としたこと
    を特徴とする光情報記録媒体。
JP11125140A 1999-02-10 1999-04-30 光情報記録媒体 Pending JP2000298877A (ja)

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JP11125140A JP2000298877A (ja) 1999-02-10 1999-04-30 光情報記録媒体

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