JP2001126312A - 情報記録媒体 - Google Patents

情報記録媒体

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JP2001126312A
JP2001126312A JP30717799A JP30717799A JP2001126312A JP 2001126312 A JP2001126312 A JP 2001126312A JP 30717799 A JP30717799 A JP 30717799A JP 30717799 A JP30717799 A JP 30717799A JP 2001126312 A JP2001126312 A JP 2001126312A
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JP30717799A
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Norihito Tamura
礼仁 田村
Hitoshi Watanabe
均 渡辺
Tamotsu Fuchioka
保 渕岡
Yoshihiro Ikari
喜博 碇
Makoto Miyamoto
真 宮本
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Hitachi Ltd
Maxell Holdings Ltd
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Hitachi Ltd
Hitachi Maxell Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 高密度記録においても信号のS/Nが高く、
かつ記録感度が良好で、多数回の書換えを行なっても良
好な記録再生特性を保持する情報記録媒体を提供する。 【解決手段】 基板1と、その基板1上に形成された、
光ビームの照射により原子配列が2つの異なる状態間で
変化する現象を利用して情報の記録・再生を行う記録層
4とを、少なくとも備えた情報記録媒体において、基板
1と記録層4との間に誘電体層2,3が少なくとも2層
形成されており、記録層4と接して形成される側の誘電
体層3が、SiO2、Al23、SiAlON、Si3
4、AlN、SiC、SiON、SiOからなるA群材
料のうちの少なくともひとつと、Cr23、CrN、T
aN、GeNからなるB群材料のうちの少なくともひと
つとの混合物からなることを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、レーザ光、電子線
などの記録用ビームによって、映像、音声、コンピュー
タデータなどのディジタル情報を記録することが可能な
情報記録媒体に関する。
【0002】
【従来の技術】従来より、基板上にヒートモード記録材
料よりなる薄膜(記録層)を担持し、記録層の光熱作用
によって情報の記録を可能にした情報記録媒体は種々あ
る。そのうちで薄膜材料の相変化やフォトダークニング
など、光ビームの照射による原子配列変化を利用するも
のは、薄膜の変形をほとんど伴わないため、2枚のディ
スクを直接貼り合せて両面ディスク構造をとることがで
きるという長所を有している。
【0003】この種の記録に関する発明は多数出願され
ており、特公昭47−26897号公報、特開昭54−
41902号公報、特開平57−24039号公報など
に、Te−Ge系など種々の記録材料に関する記述があ
る。また、特開昭61−258787号公報にはSb−
Te−Ge−M系材料について述べられている。これら
の材料は、組成を適当に選ぶことによって、結晶・非晶
質間の相変化などの原子配列変化を利用して情報の書換
えを行うことができるという利点を持つ。
【0004】また、記録層の変形を防ぐため耐熱保護層
を形成する技術についても古くから知られており、特公
平4−74785号公報にはZnSとSiO2の混合物
などに関する技術が開示されている。
【0005】しかしこの種の保護層では、高密度記録に
適したマークエッジ記録を行うと104回を越える多数
回の書換えによって、保護層材料中のSが記録層中へ拡
散し、反射率レベルの変動を引き起こす。たとえば「N.
Yamada et al. "Phase-change optical disk for DVD-
RAM having an interface layer" Joint MORIS/ISOM'97
p.294 (1997)」には、interface layerを、「宮内他4
“酸化物界面層による相変化ディスクの保護層・記録層
間相互拡散の防止”第45回応用物理学関係連合講演会
講演予稿集(1998.3.東京工科大学)、第112
7頁、29p−ZK−12」には酸化物層を記録層と基
板の間に設けることにより、反射率変化を抑制する方法
が開示されている。
【0006】なお、マークエッジ記録とは、記録マーク
のエッジ部分を情報の“1”に、それ以外の部分を情報
の“0”に対応させた記録方式のことを言う。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】近年、コンピュータ用
情報のみならず音声や画像などの情報がディジタル化さ
れ、取り扱う情報量が極めて大きくなってきている。そ
れに伴ってこれらの情報を保存するための光ディスクも
より大容量化する必要が生じてきている。
【0008】大容量化のための技術としては、記録・再
生波長の短波長化、レンズの高NA化、マークエッジ記
録、狭トラック化などが挙げられる。たとえば、大容量
ディスクとして1998年に発売されたDVD−RAM
においては、記録再生波長を従来の680〜830nm
から650nmへと短波長化したこと、対物レンズのN
Aを0.6と大きくするとともに0.6mm厚の薄型基
板を用いたこと、ランド・グルーブ記録を採用しトラッ
クピッチを0.74μmと狭トラック化したこと、マー
クエッジ記録によりビット密度を向上させたこと、など
によって直径120mmのディスク片面に2.6GBも
の情報を記録させることが可能になっている。
【0009】さらに大容量化を行うためには、ビット密
度を向上させ、トラックピッチを小さくすることが重要
な技術の一つである。記録・再生波長をλ、レンズの開
口数をNAとすると、ビーム径はD=λ/NAに比例す
る量となることが知られている。上記のDVD−RAM
においては、ビーム径に対する最短マーク長
(Mmin)、すなわちMmin/Dは約0.56であり、ま
たビーム径に対するトラックピッチ(TP)、すなわち
TP/Dは約0.68である。Mmin/D、TP/Dを
さらに小さくすることができれば、レーザの更なる短波
長化など、他分野でのブレイクスルーを待たずに、大容
量化が可能になる。
【0010】このような観点で大容量化に関する検討を
行ったところ、ビットピッチに関してはMmin/Dを
0.5以下にすると最短マークが短くなるため信号のS
/Nが低下することがわかった。またトラックピッチに
関しては、TP/Dを0.6以下にしても比較的良好な
記録特性が得られることがわかったが、隣の信号が漏れ
込んでくるクロストークによってやはり信号のS/Nが
低下することがわかった。
【0011】一方、多数回の書換えによるSの記録層中
への拡散を防止する上記Interfacelayerや酸化物層は、
熱伝導率が高いため記録感度が低下するという欠点があ
ることがわかった。
【0012】本発明の目的は、高密度記録においても信
号のS/Nが高く、かつ記録感度が良好で、多数回の書
換えを行なっても良好な記録再生特性を保持する情報記
録媒体を提供することにある。
【0013】
【課題を解決するための手段】本発明者らは上記の目的
を達成すべく、種々の検討を行ったところ、基板と、基
板上に形成された、光ビームの照射により原子配列が2
つの異なる状態間で変化する現象を利用して情報の記録
・再生を行う記録層とを、少なくとも備えた情報記録媒
体において、基板と記録層との間に誘電体層を少なくと
も2層形成し、記録層と接して形成される側の誘電体層
を、SiO2、Al23、SiAlON、Si34、A
lN、SiC、SiON、SiOからなるA群材料のう
ちの少なくともひとつと、Cr23、CrN、TaN、
GeN、SiCからなるB群材料のうちの少なくともひ
とつとの混合物とすることで、上記の問題を可及的に解
決することができることを見出した。
【0014】このとき、上記B群材料の含有量が5モル
%以上50モル%以下であることが好ましい。上記B群
材料として好ましいのはCr23、CrNである。上記
A群材料として好ましいのはSiO2、Al23であ
る。上記A群材料としてSiO2およびAl23の混合
物を用いてもよい。このとき、SiO2とAl23の含
有量の比が0.1以上0.9以下であることが好まし
い。
【0015】上記において、基板と接して形成される側
の誘電体層はZnSとSiO2の混合物からなることが
好ましい。このとき、SiO2の含有量が5モル%以上
45モル%以下であるのがよい。
【0016】さらに上記記録層が GeαSbβTeγMAδ であり、かつα、β、γ、δは原子%であって、14≦
α≦23、16≦β≦27、50≦γ≦65、0≦δ≦
20、α+β+γ+δ=100を満たす範囲にあり、か
つMAがSc、Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co、N
i、Cu、Zn、Y、Zr、Nb、Mo、Tc、Ru、
Rh、Pd、Ag、Cd、Hf、Ta、W、Re、O
s、Ir、Pt、Au、B、C、N、O、Al、Si、
P、Ar、Ga、As、Se、In、Sn、Tl、P
b、Biのうちの少なくとも1元素からなることが好ま
しい。
【0017】また上記記録層が AgεInζSbηTeθMBκ であり、かつε、ζ、η、θ、κは原子%であって、1
≦ε≦15、1≦ζ≦15、45≦η≦80、20≦θ
≦40、0≦κ≦20、ε+ζ+η+θ+κ=100を
満たす範囲にあり、かつMBがSc、Ti、V、Cr、
Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、Y、Zr、N
b、Mo、Tc、Ru、Rh、Pd、Cd、Hf、T
a、W、Re、Os、Ir、Pt、Au、B、C、N、
O、Al、Si、P、S、Ar、Ga、As、Se、I
n、Sn、Tl、Pb、Biのうちの少なくとも1元素
からなることが好ましい。
【0018】上記のA群材料とB群材料を混合させた誘
電体層の作用について以下に述べる。本発明における、
記録層と接する側の誘電体層に含まれるA群材料は、広
範な波長領域において消衰係数がほとんど0である材料
であり、記録再生に用いられる波長を吸収することがな
い。したがって、入射する光をより効率的に使うことが
できるため、光入射側と反対側に光を反射する層を形成
することによって高い反射率を得ることができる。反射
率を高くすると信号レベルが大きくなるため信号のS/
Nが向上する。
【0019】また、B群材料は記録層との密着力が大き
く、過酷な環境にディスクが放置されても膜剥離などの
劣化を起こしにくい効果がある。一方、A群材料は記録
層との密着力が弱く、過酷な環境に放置すると記録層と
の界面で膜剥離が生じてしまうという欠点がある。ま
た、B群材料は消衰係数が0より大きく0.1以下と大
きいため入射光の一部を吸収してしまうため反射率を大
きくとることができないという欠点がある。したがっ
て、A群材料とB群材料を混合させることによって、高
反射率かつ密着力の高い媒体を実現することができる。
【0020】A群材料の含有量が50モル%以上であれ
ば、A群材料の消衰係数が0であるという特徴を生かす
ことができる。一方、B群材料は5モル%含有させれば
密着力を大きくする効果があらわれる。したがって、反
射率が大きくかつ記録層との密着力を大きくするために
は、B群材料を5モル%以上50モル%以下含有させる
のが好ましい。さらに好ましくは7モル%以上40モル
%以下であり、最も好ましくは9モル%以上33モル%
以下である。記録層と接する側の誘電体層において、A
群材料とB群材料の含有量を膜厚方向で変化させること
も可能である。記録層に接する側には密着力の強いB群
元素を多く、その反対側には屈折率の低いA群元素を多
く含ませると、反射率をより高くとり密着力をより増す
ことができる。
【0021】基板に接する側の誘電体層としては、記録
・再生波長に対して透明であり、融点が高い材料を使用
することができる。具体的にはCeO2、La23、S
iO、SiO2、In23、Al23、GeO、Ge
2、PbO、SnO、SnO2、Bi23、TeO2
Ta25、Sc23、Y23、TiO2、ZrO2、V2
5、Nb25、Cr23、WO2、WO3、CdS、Z
nS、CdSe、ZnSe、In23、In2Se3、S
23、Sb2Se3、Ga23、Ga2Se3、GeS、
GeSe、GeSe2、SnS、SnS2、SnSe、S
nSe2、PbS、PbSe、Bi2Se3、Bi23
MgF2、CeF3、CaF2、TaN、Si34、Al
N、BN、Si、TiB2、B4C、SiC、B、Cおよ
びこれらに類似した組成を有するものならびにこれらの
混合物である。
【0022】これらのうち硫化物ではZnSまたはそれ
に類似した組成の化合物が、屈折率が適当な大きさであ
り、かつ膜が安定である点で好ましい。窒化物として
は、膜が安定でかつ強固な点で、TaN、Si34、A
lNまたはAlSiN2およびそれらに類似する組成の
化合物が好ましい。酸化物として好ましいのはY23
Sc23、CeO2、TiO2、ZrO2、SiO、Ta2
5、In23、Al23、SnO2またはSiO2およ
びそれらに類似する組成の化合物である。水素を含むS
iの非晶質も好適である。SiAlONまたはそれに類
似する組成の化合物も好ましい。
【0023】ZnSとSiO2の混合物は、その含有量
の比を変えることによって屈折率を約1.5〜2.4ま
で変えることができるため、所望の屈折率を選ぶことが
できる。また、熱伝導率が小さく記録感度が高いという
利点を持つ。特に、SiO2の含有量が5モル%以上4
5モル%以下の場合が好ましい。
【0024】基板材料としては、ガラス、ポリカーボネ
ート、ポリメチルメタクリレート、ポリメチルペンテ
ン、ポリオレフィン、エポキシ、アクリルなどを用いる
ことができる。
【0025】基板に接する側にZnSを含む誘電体層を
用いる場合、記録層に接する側の誘電体層の膜厚が1n
m以下であると、多数回の書換えによってSが記録層中
に拡散し、反射率を低下させる。これを防止するために
は、記録層に接する側の誘電体層の膜厚を1nm以上に
することが好ましい。
【0026】記録層としてはGeSbTe系、AgIn
SbTe系、GeTe系、GeTeSbSe系、InS
bTe系、InSe系、InSb系など公知の材料を用
いることができる。このうちGeSbTe系は書換え回
数が大きいという点で好ましい。AgInSbTe系は
結晶と非晶質とのコントラスト比が大きくかつ消去比が
大きいという点で好ましい。GeTe系、GeTeSb
Te系は反射率が大きいという点で好ましい。
【0027】GeSbTe系材料のうち好ましいのは、
その膜厚方向の平均組成を一般式GeαSbβTeγM
Aδであらわしたときにα、β、γ、δが以下の範囲に
あるものである。ただし、α、β、γ、δは原子%であ
って、MAはSc、Ti、V、Cr、Mn、Fe、C
o、Ni、Cu、Zn、Y、Zr、Nb、Mo、Tc、
Ru、Rh、Pd、Ag、Cd、Hf、Ta、W、R
e、Os、Ir、Pt、Au、B、C、N、O、Al、
Si、P、Ar、Ga、As、Se、In、Sn、T
l、Pb、Biのうちの少なくとも1元素である。
【0028】 14≦α≦23 16≦β≦27 50≦γ≦65 0≦δ≦20 α+β+γ+δ=100 MAで表される元素のうち、Sc、Ti、V、Cr、M
n、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、Y、Zr、Nb、
Mo、Tc、Ru、Rh、Pd、Ag、Cd、Hf、T
a、W、Re、Os、Ir、Pt、Auはレーザ光を吸
収しやすいので記録感度が高くなるといった効果があ
る。これらの含有量として好ましいのは10原子%以下
である。
【0029】これらの元素のうち、Ti、Cr、Co、
Cu、Nb、Pd、Ag、Ta、Pt、Auがより好ま
しい。CrはCr−Te系合金など融点が高い合金を形
成しやすいため、多数回の書換えによる記録層の流動を
防止する効果がある。Agは結晶と非晶質の光学定数差
を大きくするため、結晶と非晶質のコントラスト比を大
きくとることができるという効果がある。Coは活性化
エネルギーを大きくし非晶質の安定性を増す効果があ
る。Ti、Nb、Pd、Ta、Ptは耐酸化性を増す効
果がある。Cu、Auは成膜が容易であり、かつ反射率
を高くすることができるという効果がある。
【0030】MAで表される元素のうち、N(窒素)は
結晶粒径を小さくしてノイズを小さくする効果がある。
窒素含有量として好ましいのは0.5原子%以上10原
子%以下であり、1原子%以上7原子%以下がさらに好
ましい。記録層中の窒素は窒化物として含まれるのが好
ましい。記録層中に窒素を含有させる場合、記録層の膜
厚方向に濃度勾配をつけてもよい。特に、記録層の少な
くとも一方の界面の窒素濃度を大きくすると、界面での
結晶核形成確率が増し消去が容易になるという効果があ
る。界面の窒素濃度を増した場合、高温高湿環境にディ
スクを長時間放置しても結晶核形成確率がほとんど変化
せず、消去特性が変化することがない。
【0031】MAで表される元素のうち、O(酸素)は
非晶質マークの安定性が増す効果がある。特に非晶質マ
ーク内に、非晶質マークを取り巻く結晶状態の領域が結
晶(エピタキシー)成長して侵入することを防止する効
果がある。酸素の添加は、マークエッジ記録を行う場合
やトラックピッチが狭い場合に効果がある。たとえば、
記録マークのビーム進行方向の最短長さが0.7μm以
下のときに効果が大きく、0.5μm以下のときにさら
に効果が大きい。また、トラックピッチが1μm以下の
場合に効果が大きく、0.7μm以下の場合にさらに効
果が大きくなる。
【0032】また、ビーム径に対するトラックピッチT
P/Dが0.7以下の場合にも効果が大きく、TP/D
が0.6以下の場合にはさらに大きな効果がある。酸素
の含有量は2原子%以上20原子%以下が好ましく、3
原子%以上15原子%以下がより好ましい。最も好まし
くは8原子%以上14原子%以下である。酸素はGeの
酸化物もしくはSbの酸化物として記録層に含まれるの
が好ましい。Geの酸化物として含まれる場合には、酸
化物としてのGeの含有量a(原子%)と酸化物以外の
Geの含有量b(原子%)との間の関係が、0.02≦
a/(a+b)≦0.5の範囲にあることが好ましい。
酸素がSbの酸化物として含まれる場合には、酸化物と
してのSbの含有量c(原子%)と酸化物以外のSbの
含有量d(原子%)との間の関係が、0.01≦c/
(c+d)≦0.2の範囲にあることが好ましい。
【0033】MAで表される元素のうち、B、C、A
l、Si、P、Ar、Ga、As、Se、In、Sn、
Tl、Pb、Biは結晶化温度を上昇させる効果があ
る。
【0034】MAで表される元素のうち複数元素を添加
すると、それぞれの元素を添加した場合の効果があらわ
れる場合がある。たとえば、MAとしてAgとOを添加
すると、結晶と非晶質のコントラスト比を大きくとるこ
とができ、かつ非晶質の安定性が増す効果が得られる。
また、CrとNを添加すると、多数回の書換えによる記
録層の流動を防止することができ、かつ高温高湿環境放
置後も消去特性が良好になるという効果が得られる。A
g、NおよびOでは、結晶と非晶質のコントラスト比を
大きくとることができ、高温高湿環境放置後も消去特性
が良好で、かつ非晶質の安定性が増す効果が得られる。
【0035】MAとして複数元素を添加する場合は、そ
れらの含有量の合計が20原子%であることが好ましい
が、酸素と他の元素を添加する場合は、酸素を20原子
%以下、他の元素を10原子%以下添加しても好ましい
結果が得られる。
【0036】また、記録層としてAgInSbTe系材
料を選んだ場合、好ましい組成はその膜厚方向の平均組
成を一般式AgεInζSbηTeθMBκで表したと
きにε、ζ、η、θ、κが以下の範囲にあるものであ
る。ただし、ε、ζ、η、θ、κは原子%であって、M
BはSc、Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、
Cu、Zn、Y、Zr、Nb、Mo、Tc、Ru、R
h、Pd、Cd、Hf、Ta、W、Re、Os、Ir、
Pt、Au、B、C、N、O、Al、Si、P、S、A
r、Ga、As、Se、In、Sn、Tl、Pb、Bi
のうちの少なくとも1元素である。
【0037】 1≦ε≦15 1≦ζ≦15 45≦η≦80 20≦θ≦40 0≦κ≦20 ε+ζ+η+θ+κ=100 MBで表せる元素のうち、Sc、Ti、V、Cr、M
n、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、Y、Zr、Nb、
Mo、Tc、Ru、Rh、Pd、Cd、Hf、Ta、
W、Re、Os、Ir、Pt、Auはレーザ光を吸収し
やすいので記録感度が高くなるといった効果がある。こ
れらの含有量として好ましいのは10原子%以下であ
る。
【0038】これらの元素のうちでは、Ti、V、C
r、Co、Cu、Nb、Pd、Ta、Pt、Auがより
好ましい。CrはCr−Te系合金など融点が高い合金
を形成しやすいため、多数回の書換えによる記録層の流
動を防止する効果がある。Vは結晶と非晶質の光学定数
差を大きくするため、結晶と非晶質のコントラスト比を
大きくとることができるという効果がある。Coは活性
化エネルギーを大きくし非晶質の安定性を増す効果があ
る。Ti、Nb、Pd、Ta、Ptは耐酸化性を増す効
果がある。Cu、Auは成膜が容易であり、かつ反射率
を高くすることができるという効果がある。
【0039】MBで表せる元素のうち、N(窒素)は書
換え回数を向上させる効果がある。窒素含有量として好
ましいのは0.5原子%以上10原子%以下であり、1
原子%以上7原子%以下がさらに好ましい。記録層中に
は窒化物として含まれることが好ましい。記録層中に窒
素を含有させる場合、記録層の膜厚方向に濃度勾配をつ
けてもよい。特に、記録層の少なくとも一方の界面の窒
素濃度を大きくすると、界面での結晶核形成確率が増し
消去が容易になるという効果がある。界面の窒素濃度を
増した場合、高温高湿環境にディスクを長時間放置して
も結晶核形成確率がほとんど変化せず、消去特性が変化
することがない。
【0040】MBで表せる元素のうち、O(酸素)は非
晶質マークの安定性が増す効果がある。特に、非晶質マ
ーク内に、非晶質マークを取り巻く結晶状態の領域が結
晶(エピタキシー)成長して侵入することを防止する効
果がある。酸素の添加は、マークエッジ記録を行う場合
やトラックピッチが狭い場合に効果がある。たとえば、
記録マークのビーム進行方向の最短長さが0.7μm以
下のときに効果が大きく、0.5μm以下のときにさら
に効果が大きい。また、トラックピッチが1μm以下の
場合に効果が大きく、0.7μm以下の場合にさらに効
果が大きくなる。また、ビーム径に対するトラックピッ
チTP/Dが0.7以下の場合にも効果が大きく、TP
/Dが0.6以下の場合にはさらに大きな効果がある。
【0041】酸素の含有量は2原子%以上20原子%以
下が好ましく、3原子%以上15原子%以下がより好ま
しい。最も好ましくは8原子%以上14原子%以下であ
る。酸素はInの酸化物もしくはSbの酸化物として記
録層に含まれるのが好ましい。Inの酸化物として含ま
れる場合には、酸化物としてのInの含有量e(原子
%)と酸化物以外のInの含有量f(原子%)との間の
関係が、0.01≦e/(e+f)≦0.5の範囲にあ
ることが好ましい。酸素がSbの酸化物として含まれる
場合には、酸化物としてのSbの含有量g(原子%)と
酸化物以外のSbの含有量h(原子%)との間の関係
が、0.01≦g/(g+h)≦0.2の範囲にあるこ
とが好ましい。
【0042】MBで表せる元素のうち、B、C、Al、
Si、P、Ar、Ga、As、Se、In、Sn、T
l、Pb、Biは結晶化温度を上昇させる効果がある。
【0043】MBで表せる元素のうち複数元素を添加す
ると、それぞれの元素を添加した場合の効果があらわれ
る場合がある。たとえば、MBとしてVとOを添加する
と、結晶と非晶質のコントラスト比を大きくとることが
でき、かつ非晶質の安定性が増す効果が得られる。ま
た、CrとNを添加すると、多数回の書換えによる記録
層の流動を防止することができ、かつ高温高湿環境放置
後も消去特性が良好になるという効果が得られる。Nと
Oでは、高温高湿環境放置後も消去特性が良好で、かつ
非晶質の安定性が増す効果が得られる。
【0044】MBとして複数元素を添加する場合は、そ
れらの含有量の合計が20原子%であることが好ましい
が、酸素と他の元素を添加する場合は、酸素を20原子
%以下、他の元素を10原子%以下添加しても好ましい
結果が得られる。
【0045】
【発明の実施の形態】以下に本発明を実施例によって詳
細に説明する。直径120mm、厚さ0.6mmのポリ
カーボネート樹脂板の表面に、アドレス情報などを含む
凹凸ピットと、1.23mピッチのU字型溝とをあらか
じめ形成した基板1を用意した。U字型溝の溝幅と溝間
(ランド)幅はほぼ等しく約0.6μmとした。
【0046】この基板1を、複数のスパッタ室を持ち、
膜厚の均一性および再現性に優れたスパッタ装置内の第
1スパッタ室に配置した。ターゲットとしてZnSとS
iO2の混合物を用い、アルゴンガス中で厚さ120n
mの(ZnS)80(SiO220(モル%)第1誘電体
層2を形成した。次いでこの基板を第2のスパッタ室に
移動した後、ターゲットとしてSiO2とCr23の混
合物を用い、アルゴンガス中で厚さ10nmの(SiO
275(Cr2325(モル%)第2誘電体層3を形成
した。
【0047】さらにこの基板を第3スパッタ室に移動し
た後、ターゲットをAg2.5Ge20Sb22.5Te55(原
子%)焼結体として、アルゴンガス中で記録層4を7n
m形成した。次いで第4スパッタ室に基板を移動し、C
23ターゲットを用いてCr23界面層5を5nm形
成した。
【0048】続いて第5スパッタ室に基板を移動し、第
1誘電体層形成と同様の要領で厚さ38nmの(Zn
S)80(SiO220(モル%)中間層6を形成した。
次いで、第6スパッタ室内でCr−(Cr23)合金を
ターッゲットとして用い、Cr75(Cr2325(モル
%)第1反射層7を35nm形成した。最後に第7スパ
ッタ室室内でCrをターッゲットとして用い、Cr第2
反射層8を12nm形成した。積層された基板をスパッ
タ装置から取り出し、最上層の上に紫外線硬化樹脂保護
層9をスピンコートによって形成した。
【0049】同様にしてもう一枚の同様な基板1'上に
(ZnS)80(SiO220(モル%)第1誘電体層
2'、(SiO275(Cr2325(モル%)第2誘電
体層3'、記録層4'、Cr23界面層5'、(ZnS)
80(SiO220(モル%)中間層6'、Cr75(Cr2
325(モル%)第1反射層7'、Cr第2反射層
8'、紫外線硬化樹脂保護層9'を形成した。この2枚の
基板を、紫外線硬化樹脂保護層9、9'を内側にして接
着剤層10によって貼り合わせを行った。この時、接着
剤層の直径を118mm以上にすると落下などの衝撃に
よる接着剤層の剥離が起こりにくくなった。
【0050】上記のように作製したディスクを、波長8
10nm、ビーム長径75μm、短径1μmの楕円ビー
ムを持つレーザ光を照射することによって初期化を行っ
た後、ディスクを線速度約8.5m/sとなるように回
転させ、波長660nmの半導体レーザ光をNA0.6
の対物レンズで集光して基板を通して記録層上に照射
し、ディスクミラー部(ピット、案内溝のない領域)の
反射率を測定した。その結果、このディスクの反射率は
19%となった。
【0051】またこのディスクを、温度90℃相対湿度
80%の環境下に500時間放置する加速試験を行い、
加速試験前後で、第2誘電体層と記録層との界面での剥
離を調べた。第2誘電体層と記録層との間で剥離が生じ
ると、その部分の反射率は剥離を生じていない部分と全
く異なるため、不連続的な反射率変化として観測され
る。従ってこの不連続的な変化を測定することで、ごみ
やピンホールによる比較的連続的な反射率変化と区別し
て剥離の測定を行うことができる。測定の結果、加速試
験前後で剥離は全く生じていなかった。
【0052】SiO2−Cr23第2誘電体層のSiO2
とCr23の含有量を変えた以外は上記と同様の方法で
ディスクを数種類10枚ずつ作製し、それぞれのディス
クについて、反射率および剥離の測定を行ったところ、
表1に示す結果が得られた。
【0053】
【表1】
【0054】SiO2−Cr23第2誘電体層のCr2
3のかわりにCrN、TaN、GeNを用いても良く似
た特性が得られた。またSiO2−Cr23第2誘電体
層のSiO2のかわりにAl23、SiAlON、Si3
4 、AlN、SiC、SiON、SiOを用いても良
く似た特性が得られた。SiO2−Cr23第2誘電体
層にAl23をさらに添加しても良く似た特性が得られ
た。このときSiO2とAl23の含有量の比を0.1
以上0.9以下とすると良好な特性が得られた。
【0055】上記のディスクを線速度約8.5m/sと
なるように回転させ、波長660nmの半導体レーザ光
をNA0.6の対物レンズで集光して基板を通して記録
層上に照射し、記録・再生を行った。記録にはレーザパ
ワーを9mWと4.5mWの間で変調した波形を用い、
8−16変調されたランダム信号を記録した。9mWの
パワーで記録マークを形成し、4.5mWのパワーで消
去を行うダイレクトオーバライトを行った。なお、最短
マーク長は0.42μmとした。また、最短マーク以外
は記録パルスを複数に分割するマルチパルス記録波形を
用いた。このとき8%のジッターが得られた。このディ
スクのAg2.5Ge20Sb22.5Te55記録層の各元素の
含有量を以下の範囲で変えたときにも良好なジッターが
得られた。
【0056】 Ge含有量:14〜23原子% Sb含有量:16〜27原子% Te含有量:50〜65原子% Ag含有量:0〜20原子% Ag含有量は10原子%以下が特に好適であった。Ag
の一部もしくは全部をSc、Ti、V、Cr、Mn、F
e、Co、Ni、Cu、Zn、Y、Zr、Nb、Mo、
Tc、Ru、Rh、Pd、Cd、Hf、Ta、W、R
e、Os、Ir、Pt、Auに置換した場合にも良く似
た特性が得られた。このうち、Ti、Cr、Co、C
u、Nb、Pd、Ta、Pt、Auが好適であった。C
rを添加した場合には多数回書換えによる記録層の流動
が小さくなった。Coは記録層の活性化エネルギーを大
きくなり非晶質の安定性が増大した。Ti、Nb、P
d、Ta、Ptは耐酸化性が増大した。Cu、Auは反
射率が増大した。Agの一部もしくは全部をNに置換し
た場合、記録層の結晶粒径が小さくなりノイズが小さく
なった。
【0057】含有量は0.5〜10原子%が好適で、1
〜7原子%が特に好適であった。また、N濃度が記録層
の界面に多くなるようにしたところ、過酷な環境下に長
時間放置しても消去特性がまったく変化しなかった。
【0058】Agの一部もしくは全部をOに置換した場
合、非晶質マークの安定性が増大した。Oの導入方法
は、記録層成膜後、酸素雰囲気中に一定時間放置するこ
とによって行った。このときの酸素分圧と放置時間を変
え、記録層中のGe酸化物およびSb酸化物の含有量を
変えたディスクを複数枚用意し、それぞれを上記と同様
の方法で初期化を行った後、ドライブを用いて8−16
変調されたランダム信号を記録した。その後、これらの
ディスクを70℃90%の環境下に40日間放置する加
速試験を行い、加速試験後ドライブでの再生テストを行
い、エラーレートが試験前の2倍以上になるディスクの
枚数を調べた。記録層中のGe酸化物およびSb酸化物
の含有量を変えたとき、エラーが2倍以上になったディ
スク枚数は表2のようになった。記録層中のGe酸化物
およびSb酸化物の含有量の測定にはXPS装置を用
い、GeおよびSbのXPSスペクトルをピーク分離す
ることにより求めた。なお、下表aは酸化物状態のGe
の存在量、bは金属または合金状態のGeの存在量、c
は酸化物状態のSbの存在量、dは金属または合金状態
のSbの存在量である。
【0059】また、記録層中のGe酸化物およびSb酸
化物の含有量を変えた別のディスクを複数枚用意し、そ
れぞれを初期化した後、ドライブを用いて8−16変調
されたランダム信号の記録をディスクの同一箇所に繰り
返し行い、再生もしくは記録エラーが発生する回数を調
べた。記録層中のGe酸化物およびSb酸化物の含有量
を変えたとき、繰り返し記録の回数は表2のようになっ
た。
【0060】
【表2】
【0061】記録層としてAgGeSbTeのかわりに
AgInSbTeを用いたとき、それぞれの含有量を以
下の範囲に変えたときにも良好なジッターが得られた。
【0062】 Ag含有量:1〜15原子% In含有量:1〜15原子% Sb含有量:45〜80原子% Te含有量:20〜40原子% また、添加元素としてSc、Ti、V、Cr、Mn、F
e、Co、Ni、Cu、Zn、Y、Zr、Nb、Mo、
Tc、Ru、Rh、Pd、Cd、Hf、Ta、W、R
e、Os、Ir、Pt、Auを20原子%以下の範囲で
添加した場合にも良く似た特性が得られた。このうち、
Ti、V、Cr、Co、Cu、Nb、Pd、Ta、P
t、Auが好適であった。Crを添加した場合には多数
回書換えによる記録層の流動が小さくなった。Vは結晶
と非結晶質のコントラスト比を大きくする効果があっ
た。Coは記録層の活性化エネルギーが大きくなり非晶
質の安定性が増大した。Ti、Nb、Pd、Ta、Pt
は耐酸化性が増大した。Cu、Auは反射率が増大し
た。
【0063】添加元素としてNを添加した場合、記録層
の結晶粒径が小さくなりノイズが減少した。含有量は
0.5〜10原子%が好適で、1〜7原子%が特に好適
であった。また、N濃度が記録層の界面に多くなるよう
にしたところ、過酷な環境下に長時間放置しても消去特
性が全く変化しなかった。
【0064】Agの一部もしくは全部をOに置換した場
合、非晶質マークの安定性が増大した。Oの導入方法
は、記録層成膜後、酸素雰囲気中に一定時間放置するこ
とによって行った。このときの酸素分圧と放置時間を変
えたディスクを用意し、それぞれを上記と同様の方法で
初期化を行った後、ドライブを用いて8−16変調され
たランダム信号を記録し、ジッターを測定した。
【0065】その後、これらのディスクを80℃、90
%の環境下に200時間放置する加速試験を行い、加速
試験後のジッターを測定した。記録層中のIn酸化物お
よびSb酸化物の含有量を変えたとき、加速試験前後で
のジッターは表3のようになった。記録層中のIn酸化
物およびSb酸化物の含有量の測定にはXPS装置を用
い、InおよびSbのXPSスペクトルをピーク分離す
ることにより求めた。なお、下表eは酸化物状態のIn
の存在量、fは金属または合金状態のInの存在量、g
は酸化物状態のSbの存在量、hは金属または合金状態
のSbの存在量である。
【0066】
【表3】
【0067】
【発明の効果】本発明は前述のような構成になってお
り、高密度記録においても信号のS/Nが高く、かつ記
録感度が良好で、多数回の書換えを行なっても良好な記
録再生特性を保持する情報記録媒体を提供することがで
きた。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態に係る情報記録媒体の断面
図である。
【符号の説明】 1,1' 基板 2,2' 第1誘電体層 3,3' 第2誘電体層 4,4' 記録層 5,5' 界面層 6,6' 中間層 7,7' 第1反射層 8,8' 第2反射層 9,9' 紫外線硬化樹脂保護層 10 接着剤層
フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) G11B 7/24 511 G11B 7/24 511 533 533N 535 535G B41M 5/26 B41M 5/26 X (72)発明者 渡辺 均 大阪府茨木市丑寅一丁目1番88号 日立マ クセル株式会社内 (72)発明者 渕岡 保 大阪府茨木市丑寅一丁目1番88号 日立マ クセル株式会社内 (72)発明者 碇 喜博 大阪府茨木市丑寅一丁目1番88号 日立マ クセル株式会社内 (72)発明者 宮本 真 東京都国分寺市東恋ケ窪一丁目280番地 株式会社日立製作所中央研究所内 Fターム(参考) 2H111 FA21 FA25 FA28 FA29 FB05 FB09 FB23 FB30 5D029 JA01 LA13 LA14 LA16 LA17

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 基板と、その基板上に形成された、光ビ
    ームの照射により原子配列が2つの異なる状態間で変化
    する現象を利用して情報の記録・再生を行う記録層と
    を、少なくとも備えた情報記録媒体において、 上記基板と記録層との間に誘電体層が少なくとも2層形
    成されており、記録層と接して形成される側の誘電体層
    が、SiO2、Al23、SiAlON、Si34、A
    lN、SiC、SiON、SiOからなるA群材料のう
    ちの少なくともひとつと、Cr23、CrN、TaN、
    GeNからなるB群材料のうちの少なくともひとつとの
    混合物からなることを特徴とする情報記録媒体。
  2. 【請求項2】 請求項1に記載の情報記録媒体におい
    て、上記B群材料の含有量が5モル%以上50モル%以
    下であることを特徴とする情報記録媒体。
  3. 【請求項3】 請求項2に記載の情報記録媒体におい
    て、上記B群材料がCr23であることを特徴とする情
    報記録媒体。
  4. 【請求項4】 請求項2に記載の情報記録媒体におい
    て、上記B群材料がCrNであることを特徴とする情報
    記録媒体。
  5. 【請求項5】 請求項2〜4のいずれかに記載の情報記
    録媒体において、上記A群材料がSiO2であることを
    特徴とする情報記録媒体。
  6. 【請求項6】 請求項2〜4のいずれかに記載の情報記
    録媒体において、上記A群材料がAl23であることを
    特徴とする情報記録媒体。
  7. 【請求項7】 請求項2〜4のいずれかに記載の情報記
    録媒体において、上記A群材料がSiO2およびAl2
    3であって、SiO2とAl23の含有量の比が0.1以
    上0.9以下であることを特徴とする情報記録媒体。
  8. 【請求項8】 請求項1〜7のいずれかに記載の情報記
    録媒体において、上記基板と接して形成される側の誘電
    体層がZnSとSiO2の混合物からなり、SiO2の含
    有量が5モル%以上45モル%以下であることを特徴と
    する情報記録媒体。
  9. 【請求項9】 請求項1〜8のいずれかに記載の情報記
    録媒体において、上記記録層が GeαSbβTeγMAδ であり、かつα、β、γ、δは原子%であって、14≦
    α≦23、16≦β≦27、50≦γ≦65、0≦δ≦
    20、α+β+γ+δ=100を満たす範囲にあり、か
    つMAがSc、Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co、N
    i、Cu、Zn、Y、Zr、Nb、Mo、Tc、Ru、
    Rh、Pd、Ag、Cd、Hf、Ta、W、Re、O
    s、Ir、Pt、Au、B、C、N、O、Al、Si、
    P、Ar、Ga、As、Se、In、Sn、Tl、P
    b、Biのうちの少なくとも1元素からなることを特徴
    とする情報記録媒体。
  10. 【請求項10】 請求項1〜8のいずれかに記載の情報
    記録媒体において、上記記録層が AgεInζSbηTeθMBκ であり、かつε、ζ、η、θ、κは原子%であって、1
    ≦ε≦15、1≦ζ≦15、45≦η≦80、20≦θ
    ≦40、0≦κ≦20、ε+ζ+η+θ+κ=100を
    満たす範囲にあり、かつMBがSc、Ti、V、Cr、
    Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、Y、Zr、N
    b、Mo、Tc、Ru、Rh、Pd、Cd、Hf、T
    a、W、Re、Os、Ir、Pt、Au、B、C、N、
    O、Al、Si、P、S、Ar、Ga、As、Se、I
    n、Sn、Tl、Pb、Biのうちの少なくとも1元素
    からなることを特徴とする情報記録媒体。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7060338B2 (en) 2003-06-26 2006-06-13 Hitachi Maxell, Ltd. Phase-change optical recording medium
EP1501091A3 (en) * 2003-07-25 2008-03-26 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Information recording medium and method for producing the same
JP2009099216A (ja) * 2007-10-17 2009-05-07 Nec Corp ディスク回転安定化板および光学的情報記録再生装置

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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