JP2001043565A

JP2001043565A - 光記録媒体及びその製造方法

Info

Publication number: JP2001043565A
Application number: JP11213860A
Authority: JP
Inventors: Keiichiro Yuzusu; 須圭一郎柚; Toshihiko Nagase; 瀬俊彦永; Katsutaro Ichihara; 原勝太郎市
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1999-07-28
Filing date: 1999-07-28
Publication date: 2001-02-16

Abstract

(57)【要約】【課題】「媒体ノイズ」が低く、且つ高密度記録が可
能で転送速度が速い光記録媒体と、「基板の溝形状」に
忠実な記録層を形成することができる光記録媒体の製造
方法を提供することを目的とする。【解決手段】いわゆる「ナノクリスタル構造」を有す
るシード層を記録層と隣接して設けることにより、記録
層の結晶化を促進・制御することができる。このシード
層は、非晶質または微結晶からなるマトリクス中に結晶
相が分布した構成を有し、前記記録層との接触面におい
て前記結晶相の面積比が０．１以上０．９以下であるこ
とを特徴とする。または、記録層との接触面において結
晶相が独特の範囲の面積比を有する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、光記録媒体及びそ
の製造方法に関し、さらに詳細には、レーザ光を照射し
て情報の記録再生を行う相変化型の光記録媒体であっ
て、短波長光源を用いた場合でも低ノイズ且つ高密度記
録、高転送速度を両立させることができる光記録媒体及
びその製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】光ビームを照射して情報の記録・再生を
行う光記録媒体は、大容量性、高速アクセス性、媒体可
搬性を兼ね備えた大容量記憶メディアとして、昨今のパ
ーソナルコンピュータの隆盛を支えている。その中で
も、相変化型の光記録媒体を用いたＤＶＤ−ＲＡＭ（di
gital versatile disc-random access memory）やＰＤ
などの光ディスクは、シンプルな記録原理を武器に最近
実用化され始めている。以下では、光記録媒体の一例と
して「光ディスク」を適宜例示しつつ説明する。相変化
型の光記録媒体の記録再生原理は、基板上の記録層に半
導体レーザ光を照射して、記録部位を非晶質／結晶質の
間で可逆変化させるものである。すなわち、データの記
録時には、比較的高出力で短パルスのレーザビームを記
録材料に照射して記録部位を融点以上まで加熱した後に
急速冷却し、非晶質の「記録マーク」を形成する。ま
た、データの再生時には、記録部位における反射率の変
化を記録情報として読み取る。さらに、データの消去時
には、記録時よりも低出力・長パルスのレーザビームを
記録材料に照射して、結晶化温度以上で融点未満の温度
に保持して結晶化する。

【０００３】このように、相変化型の光記録媒体を用い
た場合には、非晶質と結晶質の反射率の変化を読み取れ
ば良いため、光学系の構成を簡単にできる。また、光磁
気記録媒体のような磁界を必要とせず、光強度変調によ
る重ね書き（オーバーライト）が容易でデータ転送速度
が速いという特徴も持っている。さらに、ＣＤ−ＲＯＭ
（compact disc-read only memory）をはじめとする既
存の再生専用ディスクとの互換性にも優れている。

【０００４】相変化型の光ディスクの記録密度を向上さ
せるためには、記録マークの間隔を短くする、記録マー
クを小さくする、光源を短波長化する、などの方法が考
えられている。このうち、記録マーク間隔を短くするた
めには、いわゆる「ランド・グルーブ（Ｌ／Ｇ）記録方
式」や「マーク長記録方式」などが提案されている。Ｌ
／Ｇ記録方式は、光ディスクの「ランド・トラック」と
「グルーブ・トラック」の両方に記録するもので、従来
に比べて約２倍の高密度化が期待できる。またマーク長
記録方式は、記録マークエッジ部の反射率変化（反射率
の微分成分）を検出するもので、従来のマークポジショ
ン記録に比べて約１．５倍の高密度化が期待できる。こ
のような高密度化記録技術に加えて、ＲＯＭ媒体などに
対して提案されている超解像技術を用いれば、現状で約
６５０Ｍｂｐｓｉ（bit／inch^２）程度の記録密度を１
０〜２０倍に向上させることが可能であると予想されて
いる。

【０００５】さらに、光源の波長を短くすることも高密
度化に有効と考えられている。光学レンズを用いてレー
ザ光源を絞る場合、その最小スポットは光源の波長に依
存し、波長が短くなるほど光スポットを小さくすること
ができる。つまり、記録密度は、光源の波長に反比例し
て高密度化することができる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】このように高密度化の
可能性を有する相変化型光記録媒体であるが、光源のレ
ーザ光を短波長化することによる高密度化に関しては、
以下に説明するいくつかの問題点がある。

【０００７】第１の問題は、「媒体ノイズ」である。す
なわち、先にも説明したように、相変化型光記録媒体に
はアモルファスの「記録マーク」と結晶の「スペース
部」とが形成される。このとき、結晶粒径はサブミクロ
ン以下のオーダであり、現在商品化されているＤＶＤ−
ＲＡＭに用いられている光源波長６５０ｎｍから見ると
回折限界以下であり粒径は大きな問題とはならない。し
かし短波長化によって光源波長が４００ｎｍ程度になる
と、結晶粒径と光源波長との関係が逆転するため、結晶
粒径が「媒体ノイズ」の原因となる可能性が極めて高く
なる。

【０００８】第２の問題は、「消去速度」である。すな
わち、高密度化と高転送速度とを両立させるためにはデ
ータ消去速度を速くする必要がある。仮に光ディスクの
回転数を一定としても、高密度化に伴ってデータ転送速
度は単純に速くなる。このような条件で光ディスク上に
形成されたアモルファス状の「記録マーク」を消去する
場合には、これまでに比べて消去ビームが「記録マー
ク」を通過する時間が短くなる。従って、従来よりも短
時間のビーム照射で結晶化する相変化媒体が必要とな
る。つまり、アモルファスの「記録マーク」を従来より
も容易に結晶化できる記録媒体が必要とされる。

【０００９】第３の問題は、「基板の溝形状」である。
すなわち、現行のＤＶＤ−ＲＡＭの基板の表面は、「ラ
ンド」の両側に「グルーブ」と呼はれる案内溝が付けら
れ、それぞれの幅（トラック幅）が等しく作られてい
る。ところが、このような基板上に従来の成膜法で記録
層を堆積させると、記録層において「ランド」の幅が
「グルーブ」の幅よりも大きくなり、成膜条件によって
はその比が１．２以上にもなってしまうという問題があ
った。また、「グルーブ」において、幅に対する溝深さ
のアスペクト比は基板上で約０．１２となっているが、
記録層の表面でのアスペクト比は基板のそれより確実に
大きくなり、反対に「ランド」のアスペクト比は小さく
なる。このような問題は、トラック幅が狭くなる短波長
用基板ではさらに深刻になる。仮に溝深さを現行基板と
同じとすると、記録層の表面でのアスペクト比は約０．
２１まで上昇し、記録層でのランド／グルーブ形状のア
ンバランスはさらに顕著になる。このようなアンバラン
スは当然ながらディスクの記録再生持牲に悪影響を与え
ることとなる。

【００１０】本発明は、かかる種々の課題の認識に基づ
いてなされたものである。すなわち、そのひとつの目的
は、将来の短波長化に向けて、「媒体ノイズ」が低く、
且つ高密度記録が可能で転送速度が速い光記録媒体を提
供することにある。本発明におけるもうひとつの目的
は、将来の短波長化に向けて、「基板の溝形状」に忠実
な記録層を形成することができる光記録媒体の製造方法
を提供することにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明の光記録媒体は、光照射によって結晶状態と
非晶質状態とを遷移する相変化型の記録層を備えた光記
録媒体であって、前記記録層と隣接して設けられたシー
ド層をさらに備え、前記シード層は、非晶質または微結
晶からなるマトリクス中に結晶相が分布した構成を有
し、前記記録層との接触面において前記結晶相の面積比
が０．１以上０．９以下であることを特徴とする。

【００１２】すなわち、いわゆる「ナノクリスタル構
造」を有するシード層を記録層と隣接して設けることに
より、記録層の結晶化を促進・制御することができる。

【００１３】または、本発明の光記録媒体は、光照射に
よって結晶状態と非晶質状態とを遷移する相変化型の記
録層を備えた光記録媒体であって、前記記録層と隣接し
て設けられたシード層をさらに備え、前記シード層は、
非晶質または微結晶からなるマトリクス中に結晶相が分
布した構成を有し、前記記録層との接触面における前記
結晶相の形状を円形で近似した場合に、その平均直径Ｄ
（μｍ）は、Ｓを前記結晶相の前記面積比、λを光源の
波長（μｍ）として、Ｄ≦λＳ^１／２／８なる範囲に
属することを特徴とする。

【００１４】上記構成によれば、高密度化と、低ノイズ
特性、高転送速度を両立させることが可能となる。

【００１５】ここで、前記記録層との接触面における前
記結晶相の形状を円形で近似した場合に、その平均直径
が８８ｎｍ以下とすれば、シード層の光透過率も確保し
てキャリアの低下を防ぐことができる。

【００１６】一方、本発明の光記録媒体の製造方法は、
溝が形成された基板と、前記基板上に形成され光照射に
よって結晶状態と非晶質状態とを遷移する相変化型の記
録層と、前記基板上において前記記録層と隣接して積層
され非晶質または微結晶からなるマトリクス中に結晶相
が分布した構成を有するシード層と、を有する光記録媒
体の製造方法であって、前記記録層と前記シード層の少
なくともいずれかを物理蒸着法により前記基板上に堆積
する際に、前記基板の表面における前記溝の延在方向に
対して直角な方向からの堆積粒子の飛来を抑制すること
を特徴とする。

【００１７】上記構成により、溝に対して横方向から飛
来する粒子を防いで、溝の側壁における過度の堆積を防
ぎ、基板の溝形状の変形を防ぐことができる。

【００１８】ここで、前記堆積する際に、前記基板の上
に部分的な開口を有するマスクを設けることにより前記
堆積粒子の飛来を容易に抑制することができる。

【００１９】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照しつつ本発明の
実施の形態について詳細に説明する。

【００２０】図１は、本発明の光記録媒体の断面構造を
概念的に例示した断面図である。すなわち、溝形状を有
する樹脂基板１０の上に、保護層１２、シード層１３、
記録層１４、保護層１５、反射層１６が順次で積層され
ている。

【００２１】保護層１２、１５は、記録層１４を機械
的、化学的に保護すると同時に、光ディスクとしての光
学特性を調整する光学的干渉層としての役目も担ってい
る。また反射層１６は、照射された光ビームを反射させ
て光エネルギを効率よく利用するために設けられてい
る。

【００２２】データの記録・消去は、記録層１４におけ
るアモルファス／結晶の可逆変化により行われる。すな
わち、データの記録は、記録層１４に記録ビームを照射
してアモルファス状の「記録マーク」を形成することに
より行う。そして、データの消去は、記録層１４に消去
ビームを照射して「記録マーク」を結晶化することによ
り行う。

【００２３】シード層１３は、このような記録層１４の
結晶化を促進・制御する役割を有する。シード層１３を
構成する材料としては、非晶質あるいは微結晶からなる
マトリックス中に部分的に結晶相を有するものが好まし
い。

【００２４】図２は、シード層１３の表面を表す模式図
である。すなわち、同図は、記録層１４と接触する接触
面の構成を表す。シード層１３は、マトリクス１３Ａ中
に結晶相１３Ｂが所定の密度で分布した構造を有する。

【００２５】このようなシード層１３と隣接する記録層
１４に消去ビームを照射すると、「記録マーク」のうち
でシード層１３の結晶相１３Ｂに接触した部分に結晶核
が形成され成長する。従って、シード層１３における結
晶相１３Ｂの分布を調節すれば、記録層１４に記録され
たデータを消去して結晶状態とする際に、最適な分布密
度で結晶核を生成させ、結晶核成長を促進させることが
できる。

【００２６】本発明者の検討の結果、シード層１３は、
記録層１４に接するシード層１３表面における結晶相の
面積比が０．１以上０．９以下であることが望ましいこ
とが判明した。

【００２７】シード層１３の結晶相の面積比が０．１以
上であれば、記録層１４において、光源波長のおよそ１
／１０以下の平均粒径を持つ組織が成長する。このよう
な組織を有する記録層に対してオーバーライトし、アモ
ルファスの「記録マーク」を消去する際は、シード層１
３の結晶相１３Ｂに接した部分から結晶核が発生・成長
するため、高速且つ高効率の消去が可能となる。これに
より相対的に消去ビームの照射時間が短い短波長光源で
もデータの高速転送が可能となる。

【００２８】一方、シード層の結晶相１３Ａの面積比が
０．９以上になると記録層１４への透過光量が著しく減
少するため、「記録マーク」の形成時や再生時に光学的
損失が大きくなり、効率的な記録再生ができなくなる。
この点に関しては、後に図１０（ｂ）を参照しつつ詳述
する。

【００２９】すなわち、シード層１３の結晶相の面積比
は、記録層１４の結晶成長の観点からは０．１以上、光
学的見地からは０．９以下であることが望ましい。

【００３０】本発明者は、さらに光源の波長に対する依
存性を定量的に検討した結果、シード層１３の表面に露
出した個々の結晶相１３Ｂの形状を円におきかえた場合
に、その平均直径Ｄ（μｍ）が、Ｄ≦λＳ^１／２／８を
満足することが望ましいことを知得した。ここで、Ｓは
表面に占める結晶相の面積比、λは光源波長、をそれぞ
れ表す。これは、後に具体的なデータを例示して詳述す
るが、光源波長が短くなるほど、「媒体ノイズ」を抑制
するために記録層１４の結晶粒径を小さくする必要があ
ることに対応する。

【００３１】例えば、Ｓ＝０．１、λ＝０．４１μｍと
すると、Ｄ≦０．０１５８μｍとなる。結晶相が円形で
ない場合は、上記式を満足する円に等しい面積を有する
ようにすればよい。

【００３２】一方、光学的見地からは記録層１４に一定
以上の光エネルギを吸収させるために、シード層１３の
消衰係数ｋは０．５以下であることが望ましい。この条
件を満足するにはシード層の結晶相の面積比が０．９以
下であることが望ましい。

【００３３】さらに、同様の理由からシード層１３の膜
厚は１００ｎｍ以下であることが望ましい。

【００３４】このようなシード層１３を得るには、次の
ような材料が適当である。

【００３５】すなわち、マトリックス１３Ａの構成材料
としては、Ｓｉ、Ｚｎ、Ａｌ、Ｔａ、Ｔｉ、Ｃｏ、Ｚ
ｒ、Ｐｂ、Ａｇ、Ｚｎ、Ｓｎ、Ｃａ、Ｃｅ、Ｖ、Ｃｕ、
Ｆｅ、Ｍｇの少なくとも１種から成る酸化物、窒化物、
硫化物、弗化物及びこれらの複合物を挙げることができ
る。

【００３６】また、結晶相１３Ｂの材料は、マトリック
ス１３Ａを構成する元素のうちの金属元素または半導体
元素からなることが望ましい。例えば、Ａｌ_２Ｏ_３マト
リックスに対してＡｌ結晶相を持つシード層や、Ｃｕ_２
Ｏマトリックスに対してＣｕ結晶相を持つシード層を挙
げることができる。しかし、上述した具体例はシード層
１３を容易に得るための例に過ぎず、異なる材料の組み
合わせによりシード層１３を構成しても同様の効果が得
られる。例えば、Ａｌ_２Ｏ_３マトリックスに対してＣｕ
結晶相を持つシード層であっても良い。

【００３７】本発明におけるシード層１３は、反応性ス
パッタ法や同時スパッタ法などにより形成することがで
きる。例えば、Ａｌ結晶相／Ａｌ_２Ｏ_３マトリックスの
シード層を形成するには、Ａｌターゲットを用いてＡｒ
＋Ｏ_２の混合ガス中でスパッタすればよい。このとき混
合ガス中のＯ_２分率とガス圧とを適時調整することで上
記条件を満たすシード層１３を得ることができる。ま
た、ＡｌターゲットとＡｌ_２Ｏ_３ターゲットを用いた同
時スパッタでも得ることができる。

【００３８】一方、記録層１４を構成する材料として
は、光照射によって結晶状態と非晶質状態を可逆的に遷
移し、両状態間で光学特性が異なる材料が用いられる。
例えば、Ｇｅ−Ｓｂ−Ｔｅ、Ｉｎ−Ｓｂ−Ｔｅ、Ｓｎ−
Ｓｅ−Ｔｅ、Ｇｅ−Ｔｅ−Ｓｎ、Ｉｎ−Ｓｅ−Ｔｌ等を
挙げることができる。また、これらの材料に、Ｃｏ、Ｐ
ｔ、Ｐｄ、Ａｕ、Ａｇ、Ｉｒ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｖ、Ｗ、Ｔ
ｉ、Ｃｒ、Ｚｒ等を少なくとも１種以上微量添加しても
記録層として良好な特性が得られる。さらに窒素などの
還元性ガスを微量添加してもよい。また、記録層１４の
膜厚は５ｎｍ以上２０ｎｍ以下であることが望ましい。

【００３９】一方、記録層１４の上下に設けられた保護
層１２、１５は、それぞれ１種以上の誘電体層からなる
ものとすることができる。記録層１４に効率よく光を吸
収させるために、各誘電体層の消衰係数ｋは０．５以下
であることが望ましい。各誘電体層は、Ｓｉ、Ｚｎ、Ａ
ｌ、Ｔａ、Ｔｉ、Ｃｏ、Ｚｒ、Ｐｂ、Ａｇ、Ｚｎ、Ｓ
ｎ、Ｃａ、Ｃｅ、Ｖ、Ｃｕ、Ｆｅ、Ｍｇの少なくとも１
種から成る酸化物、窒化物、硫化物、弗化物またはこれ
らの複合物とすることができる。保護層１２、１５を構
成する各層の層数や光学定数あるいは膜厚などのパラメ
ータは、光学設計により適宜決定することができるが、
記録層１４への光透過量を確保するためには保護層の総
膜厚が３００ｎｍ以下であることが望ましい。

【００４０】また、このときの各層の膜厚の組み合わせ
により、記録層１４が非晶質状態で反射率が高く結晶状
態で反射率が低い、いわゆるＬｔｏＨ（Low to High）
の極性や、その反極性となるＨｔｏＬを任意に設計する
ことができる。

【００４１】図１に例示した相変化光ディスクの各層
は、例えば、一般的な物理蒸着法によって形成すること
ができる。すなわち、ＲＦ／ＤＣスパッタ法をはじめ、
電子ビーム蒸着法、抵抗加熱蒸着法、分子線エピタキシ
ー（ＭＢＥ）法など、あらゆる成膜法により形成でき
る。特に、本発明によるシード層１３を成膜するには、
所望のターゲットと混合ガスを用いた反応性スパッタ法
や、２種以上のターゲットを用いた多元同時スパッタ法
が有効である。本発明の条件を満たすシード層１３は、
ターゲットヘの供給電力、混合ガス圧、混合ガスの割
合、混合ガス流量、基板温度、等を調整することで得る
ことができる。

【００４２】次に、「基板の溝形状」に関する問題を解
決する発明について説明する。

【００４３】この発明は、相変化光記録媒体を物理蒸着
法により成膜する際に、溝付き基板の溝に対して略平行
な方向に、媒体各層を構成する原子を入射させることを
特徴とする。すなわち、本発明においては、媒体各層の
成膜過程において構成原子の基板への入射角を制御す
る。

【００４４】図３は、本発明による光記録媒体の製造方
法を概念的な表した説明図である。すなわち、同図は、
スパッタ装置内における基板周囲の配置関係を表し、同
図（ａ）はその正面図、同図（ｂ）は基板の平面図であ
る。

【００４５】スパッタ装置内においては、ターゲット２
２に対して基板１０が対向して配置され、ターゲットか
ら飛来する粒子が基板１０の上に堆積して所定の薄膜が
形成される。本発明によれば、ターゲット２２と基板１
０との間にマスク２１を設ける。マスク２１には開口２
１Ａが設けられ、ターゲット２２から入射する粒子の方
向を制御する。このときのマスク２１と基板１０との距
離、マスク２１の開口２１Ａの位置、ターゲット２２と
基板１０との距離、ターゲットサイズと位置関係、など
のパラメータによって、成膜される媒体表面の溝形状が
変化する。

【００４６】「基板の溝形状」が堆積層の表面で変化す
る理由は、「グルーブ」の側壁に過度に堆積されること
にある。従って、基板の表面における溝すなわち「グル
ーブ」の延在方向に対して直角な方向からの堆積粒子の
飛来を抑制することが望ましい。すなわち、「グルー
ブ」が走る方向に対して直角な方向にスパッタ粒子を飛
来させないことが望ましい。例えば、図３（ｂ）におい
て符号Ｙ−Ｙで表される方向に関してはスパッタ粒子が
基板面に対して斜めに入射しても良い。しかし、符号Ｘ
−Ｘで表される方向に沿って斜めにスパッタ粒子が飛来
すると「グルーブ」の側壁に堆積され、「基板の溝形
状」が変化する要因となる。

【００４７】堆積された各層の表面が基板の溝形状を相
似的に反映するためには、図３に例示したように、ター
ゲット２２がマスク開口２１Ａの直上にあり、相対的に
マスク２１／基板１０間の距離がターゲット２２／マス
ク２１間の距離よりも短いことが望ましい。また、ター
ゲット２２の直径は基板１０の直径より小さいことが望
ましい。マスクの開口２１Ａは、図３に例示したように
基板１０の最内周から最外周に及び、基板の溝に対して
平行方向の開口幅Ｗは基板半径Ｒに対して短く、１／３
以下であることが望ましい。

【００４８】図４は、もうひとつの例を表す概念図であ
る。すなわち、同図の例においては、真マスクの開口２
１Ａにコリメータ２１Ｂが設けられている。コリメータ
２１Ｂは、Ｙ−Ｙの方向に対して平行に配置された複数
の板状部材からなり、ターゲット２２から飛来するスパ
ッタ粒子の方向をＹ−Ｙに対して平行な方向にフィルタ
リング／整流する役割を有する。

【００４９】以上例示したような方法で作製した光記録
媒体では、基板の溝に対して垂直方向の堆積成分が少な
く、「基板の溝形状」を忠実に反映した媒体構造が実現
できる。これにより光源波長の短波長化に対応して狭ト
ラック化した基板においてもランド／グルーブのバラン
スが優れた光記録媒体を提供することができる。

【００５０】（実施例）以下、本発明の実施例を説明す
る。

【００５１】（実施例１）まず、シード層を有する「デ
ィスクＡ」と従来構造の「ディスクＢ」とを比較説明す
る。

【００５２】図５（ａ）及び（ｂ）は、ディスクＡとデ
ィスクＢの層構成をそれぞれ表す概略断面図である。同
図に関しては、図１に関して前述した部分と同一の部分
には同一の符合を付して詳細な説明は省略する。

【００５３】「ディスクＡ」の製造手順は以下の如くで
ある。

【００５４】まず、０．６ｍｍ厚のポリカーボネイト
（ＰＣ）基板１０を成膜装置内に導入し、５×１０^４Ｐ
ａ以下まで排気する。そして、基板１０を１００ｒｐｍ
で自転させながら、ＺｎＳ−ＳｉＯ_２ターゲットにＲＦ
電力５００Ｗを印加してＺｎＳ−ＳｉＯ_２保護層１２を
１２０ｎｍ成膜した後、Ａｌターゲットに５００Ｗの電
力を印加して圧力１ＰａのＡｒ−２０％Ｏ_２混合ガス中
にてＡｌ−Ａｌ_２Ｏ_３シード層１３を２０ｎｍ成膜し
た。

【００５５】以下、Ｇｅ_２Ｓｂ_２Ｔｅ_５ターゲットにＲ
Ｆ電力５０Ｗを印加して記録層１４を２０ｎｍ、再びＺ
ｎＳ（８０）−ＳｉＯ_２（２０）ターゲットにＲＦ電力
５００Ｗを印加して保護層１５を２０ｎｍ、反射層１６
としてＡｌ合金ターゲットにＤＣ電力２００Ｗを印加し
て反射層１５０ｎｍの各層を順次成膜して「ディスク
Ａ」とした。ここで、用いたターゲットの直径は全て４
インチである。

【００５６】一方、シード層１３が設けられない点以外
は同じ層構成、同じ手順で「ディスクＢ」を作製した。

【００５７】これらのディスクは、成膜後に０．６ｍｍ
厚のダミーＰＣ基板を貼り合わせて初期結晶化処理を施
した後にディスク評価に供した。ディスク評価条件を表
１に表す。

【００５８】表１．ディスクの評価条件レーザ出力記録／消去：１〜１０ｍＷ、再生：０．５ｍＷ光源波長４１３ｎｍディスク回転数線速度：３〜１０ｍ／秒対物レンズＮＡ：０．６トラックピッチ０．３５μｍ最短ビット長０．２６μｍ記録パターン２Ｔ〜８Ｔ変調方式（８、１６）ＲＬＬ

【００５９】表１の条件で得られた両ディスクのランド
上における評価結果及び光学特性を表２に示す。

【００６０】表２．ディスクの光学特性と再生特性反射率（％）最密マーク（ｄＢ）初期化前初期化後変調度 Carrier Noise ディスクＡ１．５１６．００．９１ −１９ −７２ディスクＢ１．４１６．５０．９２ −１９ −６９

【００６１】本発明による「ディスクＡ」は、そのノイ
ズ特性において「ディスクＢ」より優れており、最密記
録マーク（２Ｔ）のＣＮＲ（Carrier to Noise Ratio）
は従来の「ディスクＢ」の５０ｄＢに対して５３ｄＢが
得られている。

【００６２】図６は、ディスクＡ、Ｂにおけるオーバー
ライト消去率の線速度依存性を表すグラフ図である。
「ディスクＢ」では、線速６ｍ／秒以上で消去率が低下
し始め１０ｍ／秒以上では、オーバーライト消去率（Ｏ
ＷＥＲ）が１０ｄＢ以下に低下している。これに対し
て、「ディスクＡ」では、ほとんどすべての線速で３０
ｄＢ以上の高い消去率が得られている。このように、
「ディスクＡ」は高転送速度に十分対応できることが確
認された。

【００６３】次に、「ディスクＡ」においてシード層１
３の成膜条件が媒体ノイズに与える影響を調べた。具体
的には、シード層１３の成膜に用いる混合ガスのＯ_２濃
度を０〜５％の範囲で変化させ、このときのシード層１
３の結晶相の比率と記録層１４の結晶粒径、及び媒体ノ
イズを評価した。ここで、シード層１３の結晶相の比率
と記録層１４の結晶粒径は、それぞれ透過電子顕微鏡観
察により実施し、粒径については１μｍ^２の領域で平均
化して求めた。

【００６４】図７は、成膜時のＯ_２濃度に対するシード
層１３の結晶相の比率と記録層１４の結晶粒径を表すグ
ラフ図である。

【００６５】図８は、成膜時のＯ_２濃度に対する媒体ノ
イズの関係を表すグラフ図である。

【００６６】図７及び図８をみると、Ｏ_２濃度４０％以
下でシード層の結晶相の比率が０．１以上になると同時
に、記録層の結晶粒径が５１ｎｍ以下になることが分か
る。この記録層の結晶組織を反映して、上記Ｏ_２濃度範
囲で媒体ノイズは概ね−７２ｄＢが得られており、従来
の「ディスクＢ」の媒体ノイズ−６９ｄＢより３ｄＢ以
上低下する。

【００６７】一方、Ｏ_２濃度が２％以下の時は、シード
層１３の結晶相の比率が０．９以上になり、ディスク性
能が悪化する。これは、シード層１３の光の透過光量が
不足してキャリアが低下するためである。この点に関し
ては、第３実施例において図１０（ｂ）を参照しつつ詳
述する。

【００６８】よってシード層１３の結晶相の比率を０．
１以上０．９以下とすることにより短波長光源を用いて
も媒体ノイズが低く且つ高密度記録と高転送速度を両立
させることが可能であることが明らかになった。

【００６９】（実施例２）図３に表した光記録媒体の製
造方法を用いて実施例１と同様の条件で光ディスクを作
製した。但し、ＣｕターゲットとＣｕ_２Ｏターゲットを
用いた２元同時スパッタ法により、Ｃｕ−Ｃｕ_２Ｏシー
ド層１３を保護層１２と記録層１４の間に挿入した。Ｃ
ｕターゲットとＣｕ_２Ｏターゲットヘの投入電力はそれ
ぞれＤＣ５０Ｗ、ＲＦ５００Ｗとし、１ＰａのＡｒ−１
０％Ｏ_２混合ガスを用いた。

【００７０】次に、図３の略図を元に基板１０、マスク
２１、ターゲット２２の位置関係を説明する。ターゲッ
ト２２−基板１０間の距離は８０ｍｍ、マスク２１−基
板１０間の距離を５〜７０ｍｍの範囲で変化させ、マス
ク開口２１Ａの寸法は基板径方向（Ｘ−Ｘ方向）に６０
ｍｍ、直交方向（Ｙ−Ｙ方向）に１８ｍｍとし、ターゲ
ット２２はマスク開口２１Ａの中心の直上に配置した。

【００７１】このような条件で成膜して得られた光ディ
スクを、実施例１と同様の方法で評価した。

【００７２】図９は、マスク−基板間の距離に対する結
晶部反射率のランド／グルーブ（Ｌ／Ｇ）比の依存性を
表すグラフ図である。マスク−基板間の距離がターゲッ
ト−基板間の距離の１／２に相当する４０ｍｍ以下で
は、Ｌ／Ｇ比が１．０５以内に収まっているのに対し
て、４０ｍｍ以上では急激に増加し、７０ｍｍではほと
んどマスクの効果が見られないことがわかった。

【００７３】以上説明したように、本発明による製造方
法で作製した光ディスクは、優れたＬ／Ｇ比を示すこと
が明らかになった。

【００７４】（実施例３）第２実施例と同様の堆積方法
を用い、実施例１と同様の条件で光ディスクを作製し、
評価した。但し、Ａｌ−Ａｌ_２Ｏ_３層の代わりに、バナ
ジウム（Ｖ）ターゲットを用いた反応性スパッタ法によ
り形成したＶ−Ｖ_２Ｏ_５シード層１３を保護層１２と記
録層１４との間に挿入した。

【００７５】Ｖターゲットヘの投入電力はＤＣ４００Ｗ
とし、Ａｒ−２０％Ｏ_２混合ガスを用いた。そして、ス
パッタ圧力を０．１〜１０Ｐａの範囲で変化させること
によってシード層１３の結晶相の面積比が異なる複数の
光ディスクを作製した。

【００７６】図１０（ａ）、（ｂ）は、シード層の結晶
相の面積比とノイズ／キャリアとの関係を表したグラフ
図である。図１０（ａ）から、面積比が０．１よりも小
さい場合には、ノイズが増加する傾向があることがわか
る。これは、記録層の結晶核発生サイトとして十分に機
能しないためであると考えられる。一方、面積比が０．
９よりも大きい場合にもノイズの増加が見られる。これ
は、シード層が実質的に結晶性の連続膜となり、記録層
の結晶粒径の制御が十分でなくなることによって、ノイ
ズが増加し且つその挙動が不安定になるためであると考
えられる。

【００７７】一方、図１０（ｂ）から、シード層の結晶
相の面積比が０．９よりも大きいとキャリアが低下する
ことがわかる。これは、シード層の光透過率が低下し
て、十分な透過光量が得られないことによると考えられ
る。なお、このキャリアの低下は、光源波長によらずに
生ずる。

【００７８】しかし、図１０（ａ）、（ｂ）から明らか
なように、シード層の結晶相の面積比が０．１〜０．９
の範囲においては、ノイズは十分に低く、且つ良好なキ
ャリアレベルが得られている。

【００７９】一方、製作した全ての光ディスクにおい
て、結晶部の反射率のランド／グルーブ比は、０．９７
〜１．０４の範囲にあり、本発明の製造方法の効果を確
認することができた。

【００８０】以上実施例を挙げて説明したように、本発
明によれば、媒体ノイズが低く、且つランド／グルーブ
のバランスが優れた光記録媒体を提供することができ
る。

【００８１】以上、具体例を参照しつつ本発明の実施の
形態について説明した。しかし、本発明は、これらの具
体例に限定されるものではない。

【００８２】例えば、基板、下側の保護層（干渉層）、
シード層、記録層、上側の保護層（干渉層）、反射層の
それぞれには、前述した各種の材料を用いて同様の効果
を得ることができる。

【００８３】特に、下側の保護層（基板と記録層との間
の層）は、具体例として示した単層構造の他にも、２層
以上の積層構造を有するものでも良い。

【００８４】また、上側の保護層（記録層と反射層との
間の層）も、具体例として示した単層構造には限定され
ず、これ以上の積層構造を有するものでも良い。

【００８５】一方、シード層と記録層との積層順序に関
しても前述した具体例には限定されず、基板側からみ
て、記録層、シード層のように積層しても良い。

【００８６】さらに、記録層の上下にそれぞれシード層
を設けても良い。このようにすれば、記録層の結晶化を
さらに効果的に促進・制御することが可能となる。

【００８７】また、上述した具体例においては、光記録
媒体の一例として光ディスクを例に挙げて説明したが、
本発明はこれに限定されるものではなく、その他にも、
例えば、光記録カードなど種々の形態の光記録媒体に同
様に適用し、同様の効果を得ることができる。

【００８８】

【発明の効果】以上詳述したように、本発明によれば、
独特の構成を有するシード層を記録層と隣接させて設け
ることにより、短波長光源を用いた場合でも低ノイズ且
つ高密度記録、高転送速度を両立させることができる。

【００８９】また、本発明によれば、ランド／グルーブ
構造を有する基板に対して独特の条件で記録層などの膜
を堆積させることにより、「基板の溝形状」の変化を抑
制することができる。その結果として、ランド／グルー
ブのバランスが優れ、狭トラック化しても記録再生特性
が良好な光記録媒体を提供することが可能となる。

【００９０】上述した本発明の効果は、特に、光源を短
波長化した時に絶大な効果を奏する。すなわち、既に実
用化されているＤＶＤ規格においては、光源の波長とし
て６５０ｎｍ程度のレーザが用いられているが、これに
対して、既に光源が４１０ｎｍ程度の青紫色レーザが実
用化されつつある。本発明は、この青紫色レーザを光記
録媒体に適用せんとする場合の実質的な技術的ブレーク
スルーをすべて解決するものである。

【００９１】すなわち、本発明によれば、実用化が間近
な青紫色レーザを用いて直ちに飛躍的な記録密度の増加
を実現することが可能となり、産業上のメリットは多大
である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の光記録媒体の断面構造を概念的に例示
した断面図である。

【図２】シード層１３の表面を表す模式図である。

【図３】本発明による光記録媒体の製造方法を概念的な
表した説明図である。すなわち、同図は、スパッタ装置
内における基板周囲の配置関係を表し、同図（ａ）はそ
の正面図、同図（ｂ）は基板の平面図である。

【図４】本発明による光記録媒体の製造方法の他の具体
例を概念的な表した説明図である。

【図５】図５（ａ）及び（ｂ）は、ディスクＡとディス
クＢの層構成をそれぞれ表す概略断面図である。

【図６】ディスクＡ、Ｂにおけるオーバーライト消去率
の線速度依存性を表すグラフ図である。

【図７】成膜時のＯ_２濃度に対するシード層１３の結晶
相の比率と記録層１４の結晶粒径を表すグラフ図であ
る。

【図８】成膜時のＯ_２濃度に対する媒体ノイズの関係を
表すグラフ図である。

【図９】マスク−基板間の距離に対する結晶部反射率の
ランド／グルーブ（Ｌ／Ｇ）比の依存性を表すグラフ図
である。

【図１０】図１０（ａ）、（ｂ）は、シード層の結晶層
の面積比とノイズ／キャリアとの関係をそれぞれ表した
グラフ図である。

【符号の説明】

１０基板１２保護層１３シード層１３Ａマトリックス１３Ｂ結晶相１４記録層１５保護層１６反射層２１マスク２１Ａ開口２１Ｂコリメータ２２ターゲット

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者市原勝太郎神奈川県川崎市幸区小向東芝町１株式会社東芝研究開発センター内Ｆターム(参考） 5D029 NA07

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】光照射によって結晶状態と非晶質状態とを
遷移する相変化型の記録層を備えた光記録媒体であっ
て、前記記録層と隣接して設けられたシード層をさらに備
え、前記シード層は、非晶質または微結晶からなるマトリク
ス中に結晶相が分布した構成を有し、前記記録層との接
触面において前記結晶相の面積比が０．１以上０．９以
下であることを特徴とする光記録媒体。
【請求項２】光照射によって結晶状態と非晶質状態とを
遷移する相変化型の記録層を備えた光記録媒体であっ
て、前記記録層と隣接して設けられたシード層をさらに備
え、前記シード層は、非晶質または微結晶からなるマトリク
ス中に結晶相が分布した構成を有し、前記記録層との接
触面における前記結晶相の形状を円形で近似した場合
に、その平均直径Ｄ（μｍ）は、Ｓを前記結晶相の前記
面積比、λを光源の波長（μｍ）として、Ｄ≦λＳ
^１／２／８なる範囲に属することを特徴とする光記録
媒体。
【請求項３】前記記録層との接触面における前記結晶相
の形状を円形で近似した場合に、その平均直径が８８ｎ
ｍ以下であることを特徴とする請求項１または２に記載
の光記録媒体。
【請求項４】溝が形成された基板と、前記基板上に形成
され光照射によって結晶状態と非晶質状態とを遷移する
相変化型の記録層と、前記基板上において前記記録層と
隣接して積層され非晶質または微結晶からなるマトリク
ス中に結晶相が分布した構成を有するシード層と、を有
する光記録媒体の製造方法であって、前記記録層と前記シード層の少なくともいずれかを物理
蒸着法により前記基板上に堆積する際に、前記基板の表
面における前記溝の延在方向に対して直角な方向からの
堆積粒子の飛来を抑制することを特徴とする光記録媒体
の製造方法。
【請求項５】前記堆積する際に、前記基板の上に部分的
な開口を有するマスクを設けることにより前記堆積粒子
の飛来を抑制することを特徴とする請求項４記載の製造
方法。