JP2001331970A

JP2001331970A - 光学的情報記録媒体

Info

Publication number: JP2001331970A
Application number: JP2000180405A
Authority: JP
Inventors: Yoshitaka Sakagami; 嘉孝坂上; Eiji Ono; 鋭二大野
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1999-06-18
Filing date: 2000-06-15
Publication date: 2001-11-30

Abstract

(57)【要約】【課題】いわゆるランド＆グルーブ記録により多数回記
録を繰り返しても、記録層における物質移動が抑制さ
れ、良好なサイクル特性を有する光学的記録媒体を提供
する。【解決手段】記録層１４に少なくとも片側が接する誘電
体層(13及び／又は15)には元素β（βはＴｉ、Ｚｒ、Ｈ
ｆ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｗ、Ｍｎ、Ｔｃ、Ｒ
ｅ、Ｃｕ、Ａｇ、Ａｕ、Ｚｎ、Ｃｄから選ばれる少なく
とも１元素）を、記録層１４には元素α（αはＴｉ、Ｚ
ｒ、Ｈｆ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｗ、Ｍｎ、Ｔ
ｃ、Ｒｅ、Ｃｕ、Ａｇ、Ａｕ、Ｚｎ、Ｃｄから選ばれる
少なくとも１元素）を添加する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、レーザー光線等の
光学的手段を用いて情報を高速かつ高密度に記録、再生
する光学的情報記録媒体に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】レーザー光線を利用して高密度な情報の
再生または記録を行う技術は公知であり、おもに光ディ
スクとして実用化されている。

【０００３】光ディスクは再生専用型、追記型、書き換
え型に大別することができる。再生専用型はコンパクト
ディスクやレーザーディスクとして、また追記型や書き
換え型は文書ファイル、データファイル等として実用化
されている。書き換え型光ディスクの中にはおもに、光
磁気と相変化型がある。相変化光ディスクは記録層がレ
ーザー光線の照射によってアモルファスと結晶間（また
は結晶とさらに異なる構造の結晶間）で可逆的に状態変
化を起こすことを利用する。これは、レーザ光照射によ
り薄膜の屈折率あるいは消衰係数のうち少なくともいず
れか一つが変化して記録を行い、この部分で透過光ある
いは反射光の振幅が変化し、その結果相変化光ディスク
には基板上に誘電体層、記録層、反射層、保護層を有し
た構成のものが一般的である。そのディスク構成の一例
としては、基板上に第一の誘電体層、記録層、第二の誘
電体層、そして反射層、保護層を順に積層したものがあ
る。

【０００４】誘電体層としては、ＳｉＯ₂、ＳｉＯ、Ｔ
ｉＯ₂、ＭｇＯ、Ｔａ₂Ｏ₅、Ａｌ₂Ｏ₃、ＧｅＯ₂、Ｓｉ
Ｃ、ＺｎＳ、ＺｎＳｅ、ＺｎＴｅ、ＰｂＳ、もしくはＧ
ｅ₃Ｎ₄、Ｓｉ₃Ｎ₄、ＳｂＮ、ＢＮ、ＡｌＮ等のような窒
化物を主成分とした化合物またはこれらの混合物が使え
る。

【０００５】また、特開平０９−８３４２９８号公報
や、特開平１０−２７５３６０号公報に示されている上
記誘電体層と記録層の間にＧｅＯＮやＧｅＮ誘電体層を
設け、サイクル特性を向上させた構成の光ディスクもあ
る。

【０００６】基板の材質は、ガラス、石英、ポリカーボ
ネートまたはポリメチルメタクリレートを使用できる。
また、基板は平滑な平板でも表面にトラッキングガイド
用の溝状の凸凹があってもよい。この凸凹の内、情報の
記録再生検出系に至る透過光量あるいは反射光量が変化
することを検出して信号を再生する。再生を行うレーザ
光の入射側から見た場合、遠くにある部分すなわち、デ
ィスク基板上の凸部がランド、近くにある部分すなわち
ディスク基板上の凹部がグルーブと呼ばれる。

【０００７】保護層としては樹脂を溶剤に溶かして塗布
・乾燥したものや樹脂板を接着剤で接着したもの等が使
える。

【０００８】記録層、誘電体層、反射層は真空蒸着、ま
たはスパッタリングなどの方法で、透明基板の上に形成
する。

【０００９】光ディスクには、記録の高密度化、大容量
化および繰り返し記録再生特性（以後、「サイクル特
性」と呼ぶ）に代表される高い信頼性が求められてい
る。光ディスクの高密度化の手段としては、短波長のレ
ーザ光線を用いることにより小さい記録マークを形成す
る、基板上のグルーブやランドの幅を狭くする等の方法
が知られている。また、グルーブとランドの両方に記録
する方法（ランド＆グルーブ記録）も高密度記録には有
利である。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、記録の
高密度化を図りながら、サイクル特性に代表される信頼
性を確保することは容易でない。とくに相変化光ディス
クでランド＆グルーブ記録を行うと、記録再生回数の増
加に伴ってランドでのサイクル特性が悪化しやすい。

【００１１】多数回の繰り返し記録によりジッタ値が増
加するのは、記録層の局所的な物質移動が原因である。
相変化光ディスクでは、信号を記録する際に、約６００
℃近い温度までレーザ光により記録層は加熱され、溶融
し、冷却される。多数回信号を記録するということは、
この繰り返しを行っていることになり、誘電体層等のデ
ィスクを構成するほかの層やディスク基板が熱的膨張と
収縮を繰り返し、その膨張・収縮力により、記録層が移
動するためであると考えられている。また、このランド
とグルーブでのサイクル特性の差の原因は不明である
が、ランドとグルーブでは加熱された記録層の冷却のさ
れかたに差異があり、ランドの方がグルーブに比べて高
温に達している可能性がある。そのため、ランドの方が
膨張・収縮が大きいためと推察される。

【００１２】本発明は、いわゆるランド＆グルーブ記録
により多数回記録を繰り返しても、記録層における物質
移動が抑制され、良好なサイクル特性を有する光学的記
録媒体を提供することを目的とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
するため、本発明の第１番目の光学的記録媒体は、凸ま
たは凹の形状をしたトラッキング用のランドおよびグル
ーブを有した透明基板上に、少なくともエネルギービー
ムの照射によって、アモルファス相と結晶相の間で光学
的検出可能な可逆的変化を生ずる相変化記録層を備えた
相変化光ディスクであって、前記相変化光ディスクは、
前記ランドおよびグルーブの両方に信号を記録し、かつ
前記記録層の少なくとも片側に接する誘電体層を有し、
かつ前記記録層がＴｅ、Ｓｅ、Ｓｂ、Ｉｎ、Ｇｅ及びＡ
ｇから選ばれる少なくとも１種類を主材料として含み、
前記誘電体層が主材料としてＧｅ及びＳｉ元素から選ば
れる少なくとも１種類とＮ元素を含んでいる光学的情報
記録媒体であって、前記誘電体層には元素β（βはＴ
ｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｗ、Ｍ
ｎ、Ｔｃ、Ｒｅ、Ｃｕ、Ａｇ、Ａｕ、Ｚｎ及びＣｄから
選ばれる少なくとも１元素）を含み、かつ、前記記録層
には元素α（αはＴｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、
Ｃｒ、Ｍｏ、Ｗ、Ｍｎ、Ｔｃ、Ｒｅ、Ｃｕ、Ａｇ、Ａ
ｕ、Ｚｎ及びＣｄから選ばれる少なくとも１元素）を含
んでいることを特徴とする。

【００１４】次に本発明の第２番目の光学的情報記録媒
体は、トラッキング用の凸凹を形成した透明基板上に、
アモルファス相と結晶相との間を可逆的に変化する記録
層が少なくとも形成され、前記記録層がＴｅ、Ｓｅ、Ｓ
ｂおよびＩｎから選ばれる少なくとも一つを含む光学的
情報記録媒体であって、前記記録層の膜厚が５ｎｍ以上
１５ｎｍ以下であり、前記記録層に接して、Ｇｅおよび
Ｓｉから選ばれる少なくとも１種とＮとを含む誘電体層
が形成され、前記誘電体層が元素γ（ただし、γは、Ｓ
ｂ、Ｔｅ、Ｓｅ、Ｓｎ、ＧａおよびＩｎから選ばれる少
なくとも１種の元素）を含むことを特徴とする。

【００１５】

【発明の実施の形態】本発明の第１番目の光学的情報記
録媒体においては、記録層膜厚ａが５ｎｍ≦ａ≦１５ｎ
ｍの範囲であることが好ましい。

【００１６】また前記光学的情報記録媒体においては、
記録層中に含まれている元素αの含有量の総量Ｘが０．
５≦Ｘ≦１０atom%の範囲であることが好ましい。

【００１７】前記光学的情報記録媒体においては、記録
層がＳｂＴｅα、ＧｅＳｂＴｅα、ＧｅＳｂＴｅＳｅ
α、ＧｅＴｅα、ＴｅＳｎＧｅα、ＧａＳｂα、ＩｎＳ
ｅα、ＩｎＳｂα、ＩｎＳｂＴｅα、ＩｎＳｂＳｅα、
ＩｎＴｅＳｅα（αはＴｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔ
ａ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｗ、Ｍｎ、Ｔｃ、Ｒｅ、Ｃｕ、Ａｇ、
Ａｕ、Ｚｎ、Ｃｄから選ばれる少なくとも１元素）で表
される組成であることが好ましい。

【００１８】また前記光学的情報記録媒体においては、
記録層がＧｅＳｂＴｅα（αはＴｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｖ、
Ｎｂ、Ｔａ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｗ、Ｍｎ、Ｔｃ、Ｒｅ、Ｃ
ｕ、Ａｇ、Ａｕ、Ｚｎ、Ｃｄから選ばれる少なくとも１
元素）で表される組成であることが好ましい。

【００１９】また前記光学的情報記録媒体においては、
元素βの入った誘電体層が記録層の両側に接しているこ
とが好ましい。

【００２０】また前記光学的情報記録媒体においては、
記録層の少なくとも片側に接する誘電体層中に含まれて
いる元素βの含有量Ｙが５≦Ｙ≦４０atom%の範囲であ
ることが好ましい。

【００２１】また前記光学的情報記録媒体においては、
記録層中に含まれている元素αと、前記記録層の少なく
とも片側に接する誘電体層中に含まれている元素βが同
一種類の元素であることが好ましい。

【００２２】また前記光学的情報記録媒体においては、
記録層中に含まれている元素αがＣｒであることが好ま
しい。

【００２３】次に本発明の第２番目の光学的情報記録媒
体においては、誘電体層における元素γの含有率が１at
om％以上２０atom％以下であることが好ましい。

【００２４】前記光学的情報記録媒体においては、記録
層の両側に接して、ＧｅおよびＳｉから選ばれる少なく
とも１種とＮと元素γとを含む誘電体層が形成されてい
ることが好ましい。

【００２５】また前記光学的情報記録媒体においては、
記録層が、元素α（ただし、αは、Ｓｃ、Ｙ、Ｔｉ、Ｚ
ｒ、Ｈｆ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｗ、Ｍｎ、Ｔ
ｃ、Ｒｅ、Ｆｅ、Ｒｕ、Ｏｓ、Ｃｏ、Ｒｈ、Ｉｒ、Ｎ
ｉ、Ｐｄ、Ｐｔ、Ｃｕ、Ａｇ、Ａｕ、ＺｎおよびＣｄか
ら選ばれる少なくとも１種の元素）を含むことが好まし
い。

【００２６】本発明は、記録層の片側に少なくとも接す
る誘電体層に元素βまたはγを添加することで、記録層
のみに添加物を加えた場合より、サイクル記録による局
所的な物質移動がより抑制され、ランド＆グルーブ記録
を実施したときも、良好なサイクル特性を示す相変化型
の光学的情報記録媒体を得ることができる。

【００２７】以下、図面を用いて本発明をさらに詳細に
説明する。図１は、本実施例で用いたディスクの構造を
説明する概略断面図である。誘電体層、記録層、反射層
は通常のスパッタリングの薄膜形成方法で、透明樹脂デ
ィスク基板１１上に形成する。ディスク基板１１上に、
第１の誘電体層１２、第２の誘電体層１３、記録層１
４、第３の誘電体層１５、第４の誘電体層１６、反射層
１７を順次設ける。さらにその上に密着した保護層１８
を設ける場合もある。また、反射層１７のない構造の光
ディスクもある。矢印Ａはレーザ光の照射方向である。

【００２８】基板１１の材質は、ガラス、石英、もしく
はポリカーボネート、ポリメチルメタクリレート等の樹
脂基板を使用できる。このうちとくにポリカーボネート
が好ましい。また、ディスク基板は表面にトラッキング
用の溝状の凸凹（ランドとグルーブ）があるものを用い
た。

【００２９】保護層１８としては、樹脂を溶剤に溶かし
て塗布・乾燥したものや、樹脂板を接着剤で接着したも
の等が使える。

【００３０】以下本発明の第1番目の記録媒体について
説明する。

【００３１】記録層１４に用いる記録層材料としては、
アモルファス・結晶間の相変化をするカルコゲン合金等
がよく知られており、例えばＳｂＴｅ系、ＧｅＳｂＴｅ
系、ＧｅＳｂＴｅＳｅ系、ＧｅＳｂＴｅＰｄ系、ＴｅＧ
ｅＳｎＡｕ系、ＡｇＳｂＴｅ系、ＧｅＴｅ系、ＧａＳｂ
系、ＩｎＳｅ系、ＩｎＳｂ系、ＩｎＳｂＴｅ系、ＩｎＳ
ｂＳｅ系、ＩｎＳｂＴｅＡｇ系等、例えば上記系統の組
成の相変化特性または光学特性に影響を及ぼさない範囲
で他の元素を含む組成が使えるが、本実施例では、Ｇｅ
ＳｂＴｅ系組成のものについて詳細に説明する。

【００３２】誘電体層１２、１６としてはＳｉＯ₂、Ｓ
ｉＯ、ＴｉＯ₂、ＭｇＯ、Ｔａ₂Ｏ₅、Ａｌ₂Ｏ₃、Ｇｅ
Ｏ₂、ＳｉＣ、ＺｎＳ、ＺｎＳｅ、ＺｎＴｅ、ＰｂＳ
や、Ｇｅ₃Ｎ ₄、Ｓｉ₃Ｎ₄、ＳｂＮ、ＢＮ、ＡｌＮ等のよ
うな窒化物を主成分とするもの等あるいはこれらの混合
物が使えるが、本実施例では、第１および第４の誘電体
層をＺｎＳとＳｉＯ₂の混合物を用いた。その組成はＺ
ｎＳ：８０mol％−ＳｉＯ₂：２０mol％のものを用い
た。

【００３３】誘電体層１３、１５としては主材料として
Ｇｅ元素、Ｓｉ元素のうち少なくとも１種類とＮ元素を
含めば良く、例えば、Ｇｅ−Ｎ−Ｏ、Ｇｅ−Ｓｉ−Ｎ−
Ｏ等のように他の元素や他の元素を複数個、含有しても
良い。他の元素の例としては、例えばＡｌ、Ｂ、Ｂａ、
Ｂｉ、Ｃ、Ｃａ、Ｃｅ、Ｃｒ、Ｄｙ、Ｅｕ、Ｇａ、Ｈ
ｆ、Ｉｎ、Ｋ、Ｌａ、Ｍｎ、Ｎｂ、Ｎｉ、Ｏ、Ｐｂ、Ｐ
ｄ、Ｓ、Ｓｉ、Ｓｎ、Ｔａ、Ｔｉ、Ｖ、Ｗ、Ｙｂ、Ｚ
ｎ、Ｚｒ等が挙げられる。本実施例では、第２および第
３の誘電体層としてＧｅ−Ｎを用いた。その組成は、Ｇ
ｅ：５０atom%−Ｎ：５０atom%のものを用いた。

【００３４】反射層１７としてはＡｕ、Ａｌ、Ｃｕ、Ｃ
ｒ、Ｎｉ、Ｔｉ等の金属材料を主成分とした材料、ある
いはこれらの混合物、さらには所定の波長における反射
率の大きな誘電体多層膜等が使えるが、本実施例ではＡ
ｕ反射層を用いた。

【００３５】次に本発明の第２番目の記録媒体について
説明する。

【００３６】記録層１４に元素αが添加されると、記録
層における物質移動が抑制される。好ましい元素αの添
加率は０．５〜１０atom％、特に１〜８atom％である。
元素αとしては、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｗ、Ｆｅ、Ｎｉが好適で
あり、特にＣｒが好ましい。

【００３７】元素αが添加された記録層は、構成元素を
列挙して（元素の量的比率は記載せずに）表示すると、
ＳｂＴｅα、ＧｅＳｂＴｅα、ＧｅＳｂＴｅＳｅα、Ｇ
ｅＴｅα、ＴｅＳｎＧｅα、ＧａＳｂα、ＩｎＳｅα、
ＩｎＳｂα、ＩｎＳｂＴｅα、ＩｎＳｂＳｅαまたはＩ
ｎＴｅＳｅαと表されることが好ましい。記録層は、Ｇ
ｅＳｂＴｅαとして表されることが特に好ましい。

【００３８】第１の誘電体層１２および第４の誘電体層
１６の材料としては、ＳｉＯ２、ＳｉＯ、ＴｉＯ２、Ｍ
ｇＯ、Ｔａ２Ｏ５、Ａｌ２Ｏ３、ＧｅＯ２、ＳｉＣ、Ｚ
ｎＳ、ＺｎＳｅ、ＺｎＴｅ、ＰｂＳ、Ｇｅ３Ｎ４、Ｓｉ
３Ｎ４、ＳｂＮ、ＢＮ、ＡｌＮ、これらの混合物等を用
いることができる。好ましい材料は、ＺｎＳとＳｉＯ２
との混合物である。

【００３９】第２の誘電体層１３および第３の誘電体層
１５には、好ましくはＧｅ元素および／またはＳｉ元素
を含み、さらにＮ元素を含む材料が用いられる。

【００４０】上記誘電体層に元素γが添加されると、記
録層における物質移動が抑制される。好ましい元素γの
添加率は１〜２０atom％、特に３〜１８atom％である。
元素γとしては、Ｓｂ、Ｔｅが好適である。記録層に接
する少なくとも一つの誘電体層、特に記録層の両側に接
する誘電体層が、Ｇｅ元素および／またはＳｉ元素と、
Ｎ元素と、元素γとを含むことが好ましい。

【００４１】第２の誘電体層１３および第３の誘電体層
１５には、さらに他の元素が含まれていてもよい。例え
ば、Ｇｅ−Ｎ−Ｏ系、Ｇｅ−Ｓｉ−Ｎ−Ｏ系のように、
Ｏ元素が含まれていてもよい。また、例えば、Ａｌ、
Ｂ、Ｂａ、Ｂｉ、Ｃ、Ｃａ、Ｃｅ、Ｃｒ、Ｄｙ、Ｅｕ、
Ｈ、Ｋ、Ｌａ、Ｍｎ、Ｎｂ、Ｎｉ、Ｏ、Ｐｂ、Ｐｄ、
Ｓ、Ｔａ、Ｔｉ、Ｖ、Ｗ、Ｙｂ、Ｚｎ、Ｚｒ等が含まれ
ていても構わない。

【００４２】反射層１７の材料としては、Ａｕ、Ａｌ、
Ｃｕ、Ｃｒ、Ｎｉ、Ｔｉ等を主成分とする金属、または
これら元素の混合物が好ましく、さらに使用するレーザ
光の波長において反射率が大きい誘電体多層膜を用いて
もよい。

【００４３】誘電体層１２、１３、１５、１６、記録層
１４、反射層１７は、スパッタリング法、真空蒸着法等
の薄膜形成法により、透明基板１１上に形成すればよ
い。また、反射層上に保護層１８を設けてもよい。保護
層１８は、樹脂を溶剤に溶かして塗布し、乾燥すること
により、または樹脂板を接着剤で接着することにより、
形成することができる。

【００４４】本発明の記録媒体の構成は、図示した形態
に限られず、例えば反射層を形成しない形態、誘電体層
上にさらに光吸収層を設ける形態などに適用することが
できる。また、誘電体層も図示したように記録層の両側
に２層ずつを積層する形態に限らない。

【００４５】

【実施例】以下、本発明を実施例によりさらに詳細に説
明するが、本発明は以下の実施例により限定解釈される
ものではない。

【００４６】

【実施例１】ＧｅＳｂＴｅ記録層にのみ添加物を加えた
場合と、記録層だけでなくその記録層に接する誘電体層
の両方に添加物を加えた場合のそれぞれについて、記録
層の膜厚を変化させた場合のサイクル特性結果について
説明する。

【００４７】本実施例で用いたディスク構成は、直径
（φ）１２０ｍｍのポリカーボネート製信号記録用トラ
ックを持つ基板を用いた。また、グルーブ幅およびラン
ド幅は０．６２ミクロンであった。

【００４８】ディスク基板上に第１の誘電体層としてＺ
ｎＳ−ＳｉＯ₂混合膜を厚さ１２０ｎｍでスパッタリン
グにより形成した。

【００４９】記録層組成は、レファレンスとして、Ｃｒ
を添加せず、その組成がＧｅ：Ｓｂ：Ｔｅ＝２１．５：
２４．７：５３．８の原子％比とした。また、ＧｅＳｂ
ＴｅにＣｒを添加したものについては、（Ｇｅ：Ｓｂ：
Ｔｅ＝２１．５：２４．７：５３．８）９８atom%−Ｃ
ｒ２．０atom%の原子％比となるようにした。すなわ
ち、レファレンスと組成割合が同じ（Ｇｅ−Ｓｂ−Ｔ
ｅ）９８atom%にＣｒを２atom%添加したものである。

【００５０】第２、第３の誘電体層としてＧｅＮ膜を厚
さ１０ｎｍに形成した。レファレンスとしては、前記第
２、第３の誘電体層にＣｒを添加しない。また、第２、
第３の誘電体層にＣｒを添加したものは、Ｇｅ４５atom
%−Ｃｒ１０atom%−Ｎ４５atom%とし、膜厚を１０ｎｍ
に形成した。

【００５１】第４の誘電体層としてＺｎＳ−ＳｉＯ₂膜
を厚さ１５０ｎｍに形成した。反射層はＡｕ膜を２０ｎ
ｍにスパッタリングにより成膜した。そしてその上にポ
リカーボネートの保護層を設けた。

【００５２】この光ディスクに信号を記録、再生するの
に用いたレーザの波長は６６０ｎｍ、開口数０．６のも
のを用いた。矢印Ａはレーザ光を示す。

【００５３】信号方式は８／１６、ＲＬＬ（２、１０）
変調、最短ビット長０．２８ミクロン、信号を記録する
レーザ光パワーを１２ｍＷ、記録した信号を消すための
レーザ光パワーを５ｍＷとし、線速８．２ｍ／ｓでラン
ダム信号のオーバーライトを行い、ジッタ値が１３％未
満を満たすサイクル回数を調べた。

【００５４】記録層にＣｒを添加したものと添加してい
ないものそれぞれについて、記録層厚を３〜２５ｎｍと
変化させたディスクを作成した。

【００５５】記録層にも記録層に接する第２、第３の誘
電体層にもＣｒを添加していない場合のサイクル特性を
（表１）に、記録層にのみＣｒを添加した場合のサイク
ル特性を（表２）に、記録層にも第２、第３の誘電体層
にもＣｒを添加した場合のサイクル特性を（表３）に示
す。

【００５６】

【表１】

【００５７】

【表２】

【００５８】

【表３】

【００５９】（表１）より、Ｃｒ添加なしの場合、記録
層厚が１０ｎｍ以上のグルーブでは、ジッタ値が１３％
未満を満たすサイクル回数は１０万回以上であるが、ラ
ンドでは、記録層が薄くなるほどサイクル特性は改善さ
れるものの、サイクル特性としては２万回までで、記録
層厚が１０ｎｍ未満となるとサイクル特性が悪くなる。
また、記録層厚３ｎｍでは、ランド、グルーブともサイ
クル特性が千回であるが、これは、記録層が薄すぎ、記
録層のアモルファス、結晶間の相変化がうまく行われ
ず、サイクル初期からジッタ値が高いためである。

【００６０】また、（表２）に示すように、記録層にＣ
ｒを添加することにより、記録層厚が５ｎｍ以上では、
ランド、グルーブともサイクル特性が改善されている。
また、記録層厚が５〜１５ｎｍの範囲では、ランド、グ
ルーブとも１０万回以上のサイクル特性となった。

【００６１】一方、（表３）に示すように、記録層およ
び記録層に接する第２、第３の誘電体層にもＣｒを添加
した場合には、（表２）に示す記録層にのみＣｒを添加
した場合より、さらにランド、グルーブともサイクル回
数が向上し、記録層厚が５〜１５ｎｍの範囲では、５０
万回以上のサイクル特性を確保できるようになった。

【００６２】以上のように、記録層および記録層に接す
る第２、第３の誘電体層の両方にＣｒを添加し、かつ記
録層厚が５〜１５ｎｍでは、５０万回以上の良好なサイ
クル特性を有するディスクが実現できた。

【００６３】なお、本実施例では、記録層や第２、第３
の誘電体層への添加物として、Ｃｒを用いた場合につい
て述べたが、添加物元素がＴｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｖ、Ｎ
ｂ、Ｔａ、Ｍｏ、Ｗ、Ｍｎ、Ｔｃ、Ｒｅ、Ｃｕ、Ａｇ、
Ａｕ、Ｚｎ、Ｃｄを用いた場合、同様の結果が得られ
た。また、上記の複数の添加元素を記録層や第２、第３
の誘電体層に同時に添加した場合も同様の結果が得られ
た。また、記録層に添加する元素と、第２、第３の誘電
体層に添加する元素の種類が異なる場合にも、同様の結
果が得られた。

【００６４】なお、本実施例では、記録層の両側に接す
る第２、第３の誘電体層の両方にＣｒを添加した場合に
ついて述べたが、第２、あるいは第３の誘電体層の片側
のみにＣｒを添加した場合にも同様な結果が得られた。

【００６５】なお、本実施例では、記録層組成がＧｅＳ
ｂＴｅの３元系の場合について述べたが、ＳｂＴｅ、Ｇ
ｅＳｂＴｅＳｅ、ＧｅＴｅ、ＴｅＳｎＧｅ、ＧａＳｂ、
ＩｎＳｅ、ＩｎＳｂ、ＩｎＳｂＴｅ、ＩｎＳｂＳｅ、Ｉ
ｎＴｅＳｅで表される組成の記録層に添加物を加えた場
合にも、同様の結果が得られた。

【００６６】

【実施例２】ＧｅＳｂＴｅ記録層および前記記録層に接
する第２、第３の誘電体層にＣｒを添加した場合の添加
物量とサイクル特性について説明する。

【００６７】本実施例で用いた光ディスクの構造およ
び、そのディスクの評価方法は、実施例１と同じであ
る。ただし、記録層の膜厚を１０ｎｍとした。また、Ｃ
ｒを添加した場合の記録層組成は、実施例１と同様に、
Ｃｒを添加しない場合の組成がＧｅ：Ｓｂ：Ｔｅ＝２
１．５：２４．７：５３．８の原子％比となるようにし
た。そして、例えば、Ｃｒを２．０原子％添加した場合
には、（Ｇｅ：Ｓｂ：Ｔｅ＝２１．５：２４．７：５
３．８）９８．０atom%−Ｃｒ２．０atom%の組成になる
ように調整した。

【００６８】記録層に接する第２、第３の誘電体層には
Ｃｒを添加せず、記録層にのみＣｒを添加した場合の添
加Ｃｒ量とサイクル特性結果を（表４）に示す。また、
記録層だけでなく、第２、第３の誘電体層にもＣｒを１
０atom%添加した場合の記録層中のＣｒ添加量とサイク
ル特性結果を（表５）に示す。また、記録層にＣｒを２
atom%添加し、かつ記録層に接する第２、第３の誘電体
層にもＣｒを添加した場合の第２、第３の誘電体層中Ｃ
ｒ量とサイクル特性結果を（表６）に示す。

【００６９】

【表４】

【００７０】

【表５】

【００７１】

【表６】

【００７２】（表４）より、記録層にのみＣｒを添加し
た場合には、Ｃｒ添加量が０．５〜１０atom%の範囲で
は、ランド、グルーブともジッタ値が１３％未満を満た
すサイクル回数は１０万回以上であるが、５０万回を達
成していない。

【００７３】一方、（表５）より、本発明のように記録
層だけでなく、記録層に接する第２、第３の誘電体層へ
もＣｒを添加することにより、ランドおよびグルーブで
のサイクル特性が改善され、記録層へのＣｒ添加量が
０．５〜１０atom%の範囲では、ランド、グルーブとも
５０万回以上のサイクル特性を確保できるようになっ
た。添加量が１０atom%を越えるとランドもグルーブも
サイクル特性が悪化していくが、これは、多サイクル後
の局所的な物質移動が原因ではなく、Ｃｒ添加により記
録層の結晶化速度が変化しすぎたため、サイクル初期か
らジッタ値が高くなったためである。

【００７４】また、（表６）より、本発明のように記録
層だけでなく、記録層に接する第２、第３の誘電体層へ
もＣｒを添加することにより、ランドおよびグルーブで
のサイクル特性が改善され、第２、第３への誘電体層へ
のＣｒ添加量が５〜４０atom%の範囲では、ランド、グ
ルーブとも５０万回以上のサイクル特性を確保できるよ
うになった。

【００７５】以上のように、記録層と第２、第３の誘電
体層両方にＣｒを添加し、記録層へのＣｒ添加量が０．
５〜１０ａｔ％、第２、第３の誘電体層へのＣｒ添加量
が５〜４０atom%の場合に、５０万回以上の良好なサイ
クル特性を有するディスクが実現できた。

【００７６】なお、本実施例では、記録層膜厚が１０ｎ
ｍの場合を述べたが、記録層膜厚が５〜１５ｎｍの範囲
内では同様の結果が得られた。

【００７７】なお、本実施例では、記録層の両側に接す
る第２、第３の誘電体層の両方にＣｒを添加した場合に
ついて述べたが、第２、あるいは第３の誘電体層の片側
のみにＣｒを添加した場合にも同様な結果が得られた。

【００７８】なお、本実施例では、記録層や第２、第３
の誘電体層への添加物として、Ｃｒを用いた場合につい
て述べたが、添加物元素がＴｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｖ、Ｎ
ｂ、Ｔａ、Ｍｏ、Ｗ、Ｍｎ、Ｔｃ、Ｒｅ、Ｃｕ、Ａｇ、
Ａｕ、Ｚｎ、Ｃｄを用いた場合、同様の結果が得られ
た。また、上記の複数の添加元素を記録層や第２、第３
の誘電体層に同時に添加した場合も同様の結果が得られ
た。また、記録層に添加する元素と、第２、第３の誘電
体層に添加する元素の種類が異なる場合にも、同様の結
果が得られた。

【００７９】なお、本実施例では、記録層組成がＧｅＳ
ｂＴｅの３元系の場合について述べたが、ＳｂＴｅ、Ｇ
ｅＳｂＴｅＳｅ、ＧｅＴｅ、ＴｅＳｎＧｅ、ＧａＳｂ、
ＩｎＳｅ、ＩｎＳｂ、ＩｎＳｂＴｅ、ＩｎＳｂＳｅ、Ｉ
ｎＴｅＳｅで表される組成の記録層に添加物を加えた場
合にも、同様の結果が得られた。

【００８０】

【実施例３】本実施例では、図１と同様の構成の光ディ
スクにおいて、第２の誘電体層および第３の誘電体層に
添加物を加え、かつ記録層の厚さを変化させた場合のサ
イクル特性を測定した。

【００８１】本実施例で用いた光ディスクの構造および
評価方法は、実施例１と同じである。ただし、記録層に
接する第２および第３の誘電体層に、それぞれ、原子比
でＧｅ：Ｎ：Ｓｂ＝４５：４５：１０、換言すれば（Ｇ
ｅ５０Ｎ５０）９０Ｓｂ１０となるようにＳｂ元素を添
加した。また、記録層は、添加物がない組成（Ｇｅ２
１．５Ｓｂ２４．７Ｔｅ５３．８）とし、その膜厚を３
〜２５ｎｍの範囲から選択した。

【００８２】誘電体層にＳｂを添加していない場合のサ
イクル特性を（表７）に、Ｓｂを添加した場合のサイク
ル特性を（表８）に示す。

【００８３】

【表７】

【００８４】

【表８】

【００８５】（表７）より、Ｓｂ添加なしの場合、記録
層の厚さを１０ｎｍ以上としたグルーブでは、ジッタ値
が１３％未満を満たすサイクル回数は１０万回以上であ
るが、ランドでは、ジッタ値が１３％未満を満たすサイ
クル回数は２万回以下である。

【００８６】一方、（表８）に示すように、記録層に接
する誘電体層にＳｂを添加することにより、記録層の厚
さが５ｎｍ以上の範囲において、ランド、グルーブとも
サイクル特性が改善されている。特に、記録層の厚さが
５〜１５ｎｍの範囲では、ランド、グルーブとも１０万
回以上のサイクル回数を確保できた。

【００８７】なお、本実施例では第２および第３の誘電
体層にＳｂを添加したが、これらの誘電体層への添加物
が、Ｔｅ、Ｓｅ、Ｓｎ、Ｇａ、Ｉｎを用いた場合にもサ
イクル特性を改善することができた。さらに、上記誘電
体層に、上記元素を複数添加した場合にも、同様の結果
が得られた。また、本実施例では記録層組成をＧｅＳｂ
Ｔｅの３元系としたが、ＳｂＴｅ、ＧｅＳｂＴｅＳｅ、
ＧｅＴｅ、ＴｅＳｎＧｅ、ＧａＳｂ、ＩｎＳｅ、ＩｎＳ
ｂ、ＩｎＳｂＴｅ、ＩｎＳｂＳｅ、ＩｎＴｅＳｅで表さ
れる記録層に添加物を加えた場合にも、サイクル特性を
改善することができた。また、本実施例では、記録層の
両側にある誘電体層にＳｂを添加した場合について述べ
たが、記録層の片側の誘電体層のみにＳｂを添加した場
合にもサイクル特性を改善できた。さらに、本実施例で
は、ＧｅＮからなる誘電体層にＳｂを添加する場合につ
いて述べたが、ＳｉＣＮからなる誘電体層のような、Ｇ
ｅ元素およびＳｉ元素から選ばれる少なくとも１種とＮ
元素とを含む誘電体層の場合についても、サイクル特性
を改善できた。

【００８８】

【実施例４】本実施例では、図１と同様の構成の光ディ
スクにおいて、第２の誘電体層および第３の誘電体層に
添加物を加え、かつ添加物の量を変化させた場合のサイ
クル特性を測定した。

【００８９】本実施例で用いた光ディスクの構造および
評価方法は、実施例１と同じである。ただし、記録層と
接する第２および第３の誘電体層に、Ｓｂを添加し、Ｓ
ｂを添加した場合の上記誘電体層の組成を、実施例３と
同様、Ｓｂをｑ原子％添加した場合に、（Ｇｅ５０Ｎ５
０）１００−ｑＳｂｑとなるように調整した。また、記
録層は、添加物がない組成（Ｇｅ２１．５Ｓｂ２４．７
Ｔｅ５３．８）とし、その厚さは１０ｎｍとした。

【００９０】第２、第３の誘電体層のＳｂ添加量とサイ
クル特性との関係を（表９）に示す。

【００９１】

【表９】

【００９２】（表９）より、特にＳｂ添加量が１．０〜
２０原子％の範囲で、ジッタ値が１３％未満を満たすサ
イクル回数がランドおよびグルーブにおいてともに１０
万回以上となった。Ｓｂの添加量が２０原子％を超える
とサイクル特性が劣化するが、これは、記録層における
局所的な物質移動が原因ではなく、Ｓｂ添加により記録
層の見かけ上の結晶化速度が変化し、サイクル初期から
ジッタ値が高くなったためである。

【００９３】なお、本実施例では、誘電体層にＳｂを添
加したが、記録層中への添加物元素がＴｅ、Ｓｅ、Ｓ
ｎ、Ｇａ、Ｉｎを用いた場合も、サイクル特性が改善し
た。さらに、上記誘電体層に、上記元素を複数添加した
場合にも、同様の結果が得られた。また、本実施例では
記録層組成をＧｅＳｂＴｅの３元系としたが、ＳｂＴ
ｅ、ＧｅＳｂＴｅＳｅ、ＧｅＴｅ、ＴｅＳｎＧｅ、Ｇａ
Ｓｂ、ＩｎＳｅ、ＩｎＳｂ、ＩｎＳｂＴｅ、ＩｎＳｂＳ
ｅ、ＩｎＴｅＳｅで表される記録層に添加物を加えた場
合にも、サイクル特性を改善することができた。また、
本実施例では、記録層の両側にある誘電体層にＳｂを添
加した場合について述べたが、記録層の片側の誘電体層
のみにＳｂを添加した場合にもサイクル特性を改善でき
た。さらに、本実施例では、ＧｅＮからなる誘電体層に
Ｓｂを添加する場合について述べたが、ＳｉＣＮからな
る誘電体層のような、Ｇｅ元素およびＳｉ元素から選ば
れる少なくとも１種とＮ元素とを含む誘電体層の場合に
ついても、サイクル特性を改善できた。

【００９４】

【発明の効果】以上説明したとおり、本発明の第１番目
の情報記録媒体によれば、記録層だけでなく、前記記録
層に接する誘電体層にもＴｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｖ、Ｎｂ、
Ｔａ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｗ、Ｍｎ、Ｔｃ、Ｒｅ、Ｃｕ、Ａ
ｇ、Ａｕ、Ｚｎ、Ｃｄのうち少なくとも１元素を添加し
たことにより、多サイクル後の局所的な物質移動がさら
に抑制され、多数回オーバライト記録再生特性が良好な
光ディスクを提供することができる。

【００９５】さらに本発明の第２番目の情報記録媒体に
よれば、ＧｅおよびＳｉから選ばれる少なくとも１種と
Ｎとを含み、かつSb，Te，Se，Sn，GaおよびInから選ば
れる少なくとも１種の元素を含む誘電体層を記録層に接
して形成することにより、記録層における物質移動が抑
制され、良好なサイクル特性を有する相変化型の光学的
情報記録媒体を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態に用いた光ディスクの構
造図

【符号の説明】

１１ディスク基板１２第１の誘電体層１３第２の誘電体層１４記録層１５第３の誘電体層１６第４の誘電体層１７反射層１８保護層

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続きＦターム(参考） 2H111 EA03 EA12 EA23 FA01 FA21 FA23 FB02 FB05 FB09 FB12 FB15 FB21 5D029 JA01 JB35 JC18 LA16 LA19 LC21

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】凸または凹の形状をしたトラッキング用の
ランドおよびグルーブを有した透明基板上に、少なくと
もエネルギービームの照射によって、アモルファス相と
結晶相の間で光学的検出可能な可逆的変化を生ずる相変
化記録層を備えた相変化光ディスクであって、前記相変化光ディスクは、前記ランドおよびグルーブの
両方に信号を記録し、かつ前記記録層の少なくとも片側
に接する誘電体層を有し、かつ前記記録層がＴｅ、Ｓ
ｅ、Ｓｂ、Ｉｎ、Ｇｅ及びＡｇから選ばれる少なくとも
１種類を主材料として含み、前記誘電体層が主材料としてＧｅ及びＳｉ元素から選ば
れる少なくとも１種類とＮ元素を含んでいる光学的情報
記録媒体であって、前記誘電体層には元素β（βはＴ
ｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｗ、Ｍ
ｎ、Ｔｃ、Ｒｅ、Ｃｕ、Ａｇ、Ａｕ、Ｚｎ及びＣｄから
選ばれる少なくとも１元素）を含み、かつ、前記記録層には元素α（αはＴｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、
Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｗ、Ｍｎ、Ｔｃ、Ｒｅ、
Ｃｕ、Ａｇ、Ａｕ、Ｚｎ及びＣｄから選ばれる少なくと
も１元素）を含んでいることを特徴とする光学的情報記
録媒体。
【請求項２】記録層膜厚ａが５ｎｍ≦ａ≦１５ｎｍの範
囲である請求項１に記載の光学的情報記録媒体。
【請求項３】記録層中に含まれている元素αの含有量の
総量Ｘが０．５≦Ｘ≦１０atom%の範囲である請求項１
に記載の光学的情報記録媒体。
【請求項４】記録層がＳｂＴｅα、ＧｅＳｂＴｅα、Ｇ
ｅＳｂＴｅＳｅα、ＧｅＴｅα、ＴｅＳｎＧｅα、Ｇａ
Ｓｂα、ＩｎＳｅα、ＩｎＳｂα、ＩｎＳｂＴｅα、Ｉ
ｎＳｂＳｅα、ＩｎＴｅＳｅα（αはＴｉ、Ｚｒ、Ｈ
ｆ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｗ、Ｍｎ、Ｔｃ、Ｒ
ｅ、Ｃｕ、Ａｇ、Ａｕ、Ｚｎ、Ｃｄから選ばれる少なく
とも１元素）で表される組成である請求項１に記載の光
学的情報記録媒体。
【請求項５】記録層がＧｅＳｂＴｅα（αはＴｉ、Ｚ
ｒ、Ｈｆ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｗ、Ｍｎ、Ｔ
ｃ、Ｒｅ、Ｃｕ、Ａｇ、Ａｕ、Ｚｎ、Ｃｄから選ばれる
少なくとも１元素）で表される組成である請求項１に記
載の光学的情報記録媒体。
【請求項６】元素βの入った誘電体層が記録層の両側に
接している請求項１に記載の光学的情報記録媒体。
【請求項７】記録層の少なくとも片側に接する誘電体層
中に含まれている元素βの含有量Ｙが５≦Ｙ≦４０atom
%の範囲である請求項１に記載の光学的情報記録媒体。
【請求項８】記録層中に含まれている元素αと、前記記
録層の少なくとも片側に接する誘電体層中に含まれてい
る元素βが同一種類の元素である請求項１に記載の光学
的情報記録媒体。
【請求項９】記録層中に含まれている元素αがＣｒであ
る請求項１に記載の光学的情報記録媒体。
【請求項１０】トラッキング用の凸凹を形成した透明
基板上に、アモルファス相と結晶相との間を可逆的に変
化する記録層が少なくとも形成され、前記記録層がＴ
ｅ、Ｓｅ、ＳｂおよびＩｎから選ばれる少なくとも一つ
を含む光学的情報記録媒体であって、前記記録層の膜厚
が５ｎｍ以上１５ｎｍ以下であり、前記記録層に接し
て、ＧｅおよびＳｉから選ばれる少なくとも１種とＮと
を含む誘電体層が形成され、前記誘電体層が元素γ（た
だし、γは、Ｓｂ、Ｔｅ、Ｓｅ、Ｓｎ、ＧａおよびＩｎ
から選ばれる少なくとも１種の元素）を含むことを特徴
とする光学的情報記録媒体。
【請求項１１】誘電体層における元素γの含有率が１
atom％以上２０atom％以下である請求項１０に記載の光
学的情報記録媒体。
【請求項１２】記録層の両側に接して、ＧｅおよびＳ
ｉから選ばれる少なくとも１種とＮと元素γとを含む誘
電体層が形成されている請求項１０に記載の光学的情報
記録媒体。
【請求項１３】記録層が、元素α（ただし、αは、Ｓ
ｃ、Ｙ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｃｒ、Ｍ
ｏ、Ｗ、Ｍｎ、Ｔｃ、Ｒｅ、Ｆｅ、Ｒｕ、Ｏｓ、Ｃｏ、
Ｒｈ、Ｉｒ、Ｎｉ、Ｐｄ、Ｐｔ、Ｃｕ、Ａｇ、Ａｕ、Ｚ
ｎおよびＣｄから選ばれる少なくとも１種の元素）を含
む請求項１０に記載の光学的情報記録媒体。