JP2002002116A - 光情報記録媒体及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】 初期化プロセスを不要とし、かつ低コストの
空間群Ｆｍ３ｍに属する準安定Ｓｂ₃Ｔｅ相を有する記
録層を持つ相変化型の光情報記録媒体及びその製造方法
を提供する。 【解決手段】 Ｓｂ及びＴｅを有する相変化記録材料を
記録層とする光情報記録媒体であって、該記録層が空間
群Ｆｍ３ｍに属する準安定Ｓｂ₃Ｔｅ相を有し、かつ該
記録層の少なくとも一部分に接してＢｉ原子を含む結晶
化促進層を設けたことを特徴とする光情報記録媒体、基
板上に少なくとも、第１の誘電体層、記録層、第２の誘
電体層及び反射放熱層を積層し、該記録層の少なくとも
一部分に接して結晶化促進層を設け、該結晶化促進層
が、Ａｌ、Ａｌ化合物、Ｉｎ、Ｉｎ化合物、Ｔl、Ｔｌ
化合物のいずれかであることを特徴とする光情報記録媒
体及びその製造方法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、光情報記録媒体及
びその製造方法に関し、さらに詳しくは、初期化プロセ
スを不要とし、保存信頼性に優れた書き換えが可能な相
変化型の光情報記録媒体及びその製造方法に関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】レーザビーム照射による情報の記録、再
生及び消去が可能な光情報記録媒体として、結晶状態と
非晶質（アモルファス）状態の可逆的相変化を利用した
相変化型光情報記録媒体があり、ＤＶＤ−ＲＡＭ、−Ｒ
Ｗ、＋ＲＷなどのメディアとしての商品化が期待されて
いる。

【０００３】本発明者らは、これまでに上記相変化型光
情報記録媒体のうち、記録層を空間群Ｆｍ３ｍに属する
準安定Ｓｂ₃Ｔｅ相を有することを特徴とする記録層に
より構成したものについて研究、開発を進めてきた（特
願平１０−２１７０６９号公報等）。この準安定相は、
Ｓｂ−Ｔｅ共晶構造の記録層とは異なっており、Ｓｂと
Ｓｂ₂Ｔｅ₃とに分離せず、結晶粒界に起因する記録マー
クの乱れも生じないものであり、そのため、空間群Ｆｍ
３ｍに属する準安定Ｓｂ₃Ｔｅ相を有することを特徴と
する記録層を用いたものは、高密度記録が可能となると
いう長所をもっている。さらに、この準安定Ｓｂ₃Ｔｅ
相を有することを特徴とする記録層は、繰り返し記録時
の熱衝撃に強いため、優れた繰り返し記録特性を有して
いるものである。

【０００４】ところで、上記の準安定Ｓｂ₃Ｔｅ相を有
する記録層を用いた相変化型光情報記録媒体では、記録
層はスパッタリング、蒸着などの真空製膜法で製膜さ
れ、製膜直後の膜は、通常、非晶質状態となっている。
一方、製品化された光情報記録媒体の記録層は結晶状態
でなければならない。なぜなら、相変化を利用する書き
換え型の光情報記録担体では、一般に記録膜が記録状態
では非晶質状態に、消去（初期化）状態では結晶状態に
設定されるからである。このため、記録層の製膜後に、
レーザビーム照射などの熱処理を施して記録層を結晶化
させる初期化プロセスが必要であった。

【０００５】しかしながら、上記初期化プロセスには３
０秒以上の時間が必要であるため、スループットがダウ
ンし、量産を行う場合には初期化プロセスのための装置
が多数必要となり、設備費が高くなり、その結果、製品
コストの上昇を招くという不都合があった。

【０００６】また、相変化記録方式の光ディスクは、安
価なポリカーボネート基板を使用するために、その製造
プロセスの薄膜成膜工程の温度は、１２０℃〜１５０℃
程度以下で行われる。それゆえ、信頼性に優れていて、
現在量産されているＴｃ１５０℃以上の相変化記録層
は、アズデポではアモルファスである。そのため、成膜
プロセス後に、半導体レーザーを用いて、３０秒以上か
けて記録層を結晶化する、通称、バルクイレース初期化
プロセスが必要となる。しかしながら、この初期化プロ
セスの時間が長い事で、スループットがダウンするこ
と、及び多数台の装置が必要となるため設備費高価にな
ること等の問題があるため、プロセス時間短縮について
工夫がされてきた。そこで、この初期化プロセスのプロ
セス時間短縮について工夫がされてきた。

【０００７】特開平５−３４２６２９（日立マクセル）
の場合、結晶化温度１２０℃以下の結晶化補助層を設け
ている。補助層は、記録層が結晶化するための核の役割
を果たし、初期化プロセスに必要な熱量が少なくなるの
で、プロセス時間短縮が可能であるとしている。

【０００８】特開平１０−２２６１７３（ＴＤＫ）の場
合、ＡｇＩｎＳｂＴｅ系相変化記録材料を用いるため
に、Ｓｂ結晶膜を形成した後、ＡｇＩｎＴｅ系膜を形成
して、混合プロセスによりＳｂ結晶相中にＡｇＳｂＴｅ
等の非晶質相を分散させている。Ｓｂ結晶相の存在によ
り反射率が高く、結果的に短時間で初期化状態を達成し
ている。また、この方法では、１回のみの記録の追記型
メモリとして使用する場合は、混合プロセスすら必要な
いとしている。

【０００９】特開平９−１６１３１６（三菱化学）の場
合。ＳｂｘＴｅ１−ｘ（０．３＜ｘ＜０．５）からなる
結晶化促進層を設けることで、バルクイレース初期化プ
ロセスに要する時間を短縮できるとしている。特開平１
１−９６５９６（旭化成工業）の場合。結晶化促進層を
設けることで、Ｇｅ−Ｓｂ−Ｔｅ系相変化記録媒体の初
期化プロセスが不要になるとしている。

【００１０】特開平５−３４２６２９（株マクセル）、
特開平９−１６１３１６(三菱化学)の場合、初期化時間
を短縮することは可能であるが、ほとんどの場合、初期
化プロセスは必ず行う必要がある。つまり、記録層の結
晶化温度が低くて、記録自体が結晶化しやすい場合に限
って、初期化プロセスが不要となるのである。具体的に
は触れられていないが、この状況は、特開平１１−９６
５９６（株旭化成工業）の場合も同様と考えられる。ま
た、特開平１０−２２６１７３（ＴＤＫ）の場合は、基
本的に混合プロセスが必要であり、やはり、初期化不要
であるのは、記録層の結晶化温度が低くて、記録自体が
結晶化しやすい場合に限られる。このように初期化不要
の光情報記録媒体を実現するためには、記録自体の結晶
化し易さが前提となる。ところが、このように結晶化し
易い材料を用いた場合、アモルファス記録マークの保存
信頼性が低下してしまう。このように、記録マークの保
存信頼性と結晶化促進層による初期化不要の達成にはト
レードオフの関係があるのである。

【００１１】特開平５−３４２６２９（株マクセル）、
特開平９−１６１３１６（三菱化学）では、保存信頼性
の問題に触れており、対処方法として促進層の厚みを薄
くすることが開示されている。しかし、低い結晶化温度
の材料を用いたことによる記録層自体の結晶しやすさに
はなんら変わりはなく、やはり、アモルファス記録マー
クの保存信頼性が低下する問題は残るものである。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、このような
不都合を解消し、初期化プロセスが不要とし、保存信頼
性に優れ、かつ低コストである相変化型の光情報記録媒
体及びその製造方法を提供することをその課題とするも
のである。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記課題
を解決するために、鋭意検討を重ねた結果、特定の原子
含む結晶化促進層を設けることにより、上記課題が達成
されるということを見い出し、この知見に基づいて本発
明を完成するに到った。すなわち、本発明によれば、Ｓ
ｂ及びＴｅを有する相変化記録材料を記録層とする光情
報記録媒体であって、該記録層が空間群Ｆｍ３ｍに属す
る準安定Ｓｂ₃Ｔｅ相を有し、かつ該記録層の少なくと
も一部分に接してＢｉ原子を含む結晶化促進層を設けた
ことを特徴とする光情報記録媒体及び基板上に少なくと
も第１の誘電体層、空間群Ｆｍ３ｍに属する準安定Ｓｂ
₃Ｔｅ相を有する記録層、第２の誘電体層及び反射放熱
層を、真空製膜法により積層する工程を有する光報記録
媒体の製造方法において、該記録層の少なくとも一部分
に接してＢｉ原子を含む結晶化促進層を製膜する工程を
有することを特徴とする光情報記録媒体の製造方法が提
供される。

【００１４】

【発明の実施の形態】本発明の光情報記録媒体は、基板
上に少なくとも第１の誘電体層、記録層、第２の誘電体
層及び反射放熱層を積層したものであって、記録層は、
空間群Ｆｍ３ｍに属する準安定Ｓｂ₃Ｔｅ相を有し、か
つ記録層の少なくとも一部分に接してＢｉ原子を含む結
晶化促進層を設けたものである。この光情報記録媒体
は、レーザビーム照射により記録層が結晶状態と非晶質
状態を可逆的に変化することを利用して記録、再生、消
去を行う相変化型の光情報記録媒体である。

【００１５】本発明の光情報記録媒体は、基板上に上記
各膜を真空製膜法により製膜して作製されるが、記録層
の少なくとも一部分に接してＢｉ原子を含む結晶化促進
層を設けたことにより、上記の準安定Ｓｂ₃Ｔｅ相を有
する記録層は、製膜プロセス後には結晶化している。こ
のため、上記の準安定Ｓｂ₃Ｔｅ相を有する記録層を用
いた光情報記録媒体においては、従来必要であった初期
化プロセスが不要となり、スループットが向上し、低コ
ストとなるものである。

【００１６】本発明において結晶化促進層は、Ｂｉ原子
を含んでいる。例えば、Ｂｉ単体、Ｂｉ合金(固溶体、
金属間化合物、共晶など)、Ｂｉ混合物などである。本
発明において使用可能なＢｉ合金としては、Ｂｉと、Ａ
ｇ、Ｃａ、Ｃｄ、Ｃｅ、Ｃｏ、Ｃｒ、Ｃｕ、Ｆｅ、Ｇ
ａ、Ｇｅ、Ｈ、Ｈｇ、Ｉｎ、Ｉｒ、Ｋ、Ｌａ、Ｌｉ、Ｍ
ｇ、Ｍｎ、Ｍｏ、Ｎ、Ｎａ、Ｎｉ、Ｏ、Ｐ、Ｐｂ、Ｐ
ｄ、Ｐｏ、Ｐｒ、Ｐｔ、Ｐｕ、Ｒｂ、Ｒｈ、Ｒｕ、Ｓ、
Ｓｂ、Ｓｅ、Ｓｉ、Ｓｎ、Ｓｒ、Ｔｅ、Ｔｈ、Ｔｉ、Ｔ
ｌ、Ｕ、Ｃｌ及びＢｒから選ばれた少なくとも１種の元
素とからなる合金等を挙げることができる。この場合、
同化合物中においてＢｉの組成比は原子数濃度で通常
は、５ａｔｏｍ％〜１００ａｔｏｍ％、好ましくは、２
５ａｔｏｍ％〜１００ａｔｏｍ％、より好ましくは、４
０ａｔｏｍ％〜１００ａｔｏｍ％である。

【００１７】本発明においては、結晶化促進層は記録層
の全面に接して設けてもよく、一部分に接して設けても
よい。また、結晶化促進層は第１の誘電体層と記録層と
の間に設けてよく、また、記録層と第２の誘電体層との
間に設けてもよく、さらにその両方に設けてもよい。結
晶化促進作用の効果的な発揮及びスループットの向上の
観点から、第１の誘電体層と記録層との間に設けること
が望ましい。また、結晶化促進層は連続膜であってもよ
く、島状の不連続膜であってもよく、共に所望の結晶化
促進効果が得られる。結晶化促進層は、スパッタリン
グ、蒸着などの真空製膜法で形成される。結晶化促進層
の膜厚は通常は、０．２〜１０ｎｍ、好ましくは０．４
〜５．０ｎｍ、より好ましくは、０．８〜２．０ｎｍで
ある。また、結晶化促進層の膜厚は、記録層膜厚の１／
１００〜１／２であることが望ましく、さらに望ましく
は、１／５０〜１／４、またさらに望ましくは１／２５
〜１／１０である。結晶化促進層の膜厚が上記の範囲内
であると、所望の結晶化促進効果がえられると共に、記
録時に記録層と結晶化促進層の混ざり合いの影響を少な
くすることができ、品質のより安定した光記録情報媒体
の提供が可能となる。

【００１８】本発明の光情報記録媒体の記録層には、空
間群Ｆｍ３ｍに属する準安定Ｓｂ₃Ｔｅ相を有する記録
層が使用される。そして、保存信頼性の向上、記録特性
の向上など、必要に応じて、該記録層にＩｂ族元素、II
族元素、III族元素、IV族元素、Ｖ族元素、VI族元素、
希土類元素及び遷移金属元素から選ばれた元素の少なく
とも１種が添加される。

【００１９】添加元素は、空間群Ｆｍ３ｍに属する準安
定Ｓｂ₃Ｔｅ相の出現を妨げない範囲で、かつ記録層の
結晶化温度が、２００℃を越えない範囲で添加すること
ができる。記録層の結晶化のしやすさは、いずれの元素
を添加した場合においても記録層の結晶化温度に依存
し、結晶化温度が低いほど結晶化しやすい。記録層の結
晶化温度は、熱分析により求めることができ、昇温速度
１０℃／分での測定値においては、結晶化温度が２００
℃を越えると、製膜プロセスを経ただけでは結晶化しな
くなるので好ましくない。結晶化温度は、好ましくは、
１２０℃〜２００℃、より好ましくは、１４５〜１９０
℃、さらに好ましくは１５５〜１８０℃であり、この範
囲において、上記元素を添加することができる。

【００２０】上記元素の中では、Ｇｅが特有な添加元素
である。Ｇｅは保存信頼性、記録特性を向上させる効果
が顕著であり、Ｇｅは、Ｇｅだけを単独で添加してもよ
く、他の元素と共に添加してもよい。このような記録層
としては、例えば、Ｓｂ、Ｔｅ主成分として、Ｇｅのみ
を添加したＧｅＳｂＴｅ、Ａｇ、Ｉｎと共に添加したＧ
ｅＡｇＩｎＳｂＴｅ、Ｉｎと共に添加したＧｅＩｎＳｂ
Ｔｅ、Ａｇと共に添加したＧｅＡｇＳｂＴｅなどがあ
る。なお、ここでいうＧｅＳｂＴｅは、従来から知られ
ている化合物系材料のＧｅ₂Ｓｂ₂Ｔｅ₅系とは異なった
ものである。従来から知られているＧｅ₂Ｓｂ₂Ｔｅ₅系
がＧｅＴｅ−Ｓｂ₂Ｔｅ₃系であるのに対し、本発明で
は、あくまでもＳｂ₃Ｔｅ準安定相とアモルファス相と
の間の相転移において光学的性質が変化することを利用
したものである。また、組成範囲も大きく異なってい
る。Ｇｅの添加量としては、添加量が少なすぎると、添
加元素としての効果が小さくなってしまい、好ましくな
い。逆に多すぎると、Ｓｂ₃Ｔｅ準安定相の形成が困難
となるため好ましくない。よって、好ましくは０．５ａ
ｔｏｍ％以上１０ａｔｏｍ％未満であり、より好ましく
は２ａｔｏｍ％以上１０ａｔｏｍ％未満であり、さらに
好ましくは４ａｔｏｍ％以上１０ａｔｏｍ％未満であ
る。

【００２１】記録層の膜厚は通常は、１０〜１００ｎ
ｍ、好ましくは、１５〜３５ｎｍ、より好ましくは、１
７〜２５ｎｍである。１０ｎｍより薄いと、光吸収能が
低下し記録層としての機能を失い、１００ｎｍより厚い
と、透過光が少なくなるため干渉効果が期待できなくな
る。

【００２２】本発明による光情報記録媒体の１例を図１
に示す。１が基板、２が第１の誘電体層、３が結晶化促
進層、４が記録層、５が第２の誘電体層、６が反射放熱
層であり、７は必要に応じて６の上に設けられる有機環
境保護層（ＵＶ硬化樹脂層）である。

【００２３】本発明において、第１及び第２の誘電体層
（保護層）２及び５としては、ＳｉＯｘ、ＺｎＯ、Ｓｎ
Ｏ₂、Ａｌ₂Ｏ₃、ＴｉＯ₂、Ｉｎ₂Ｏ₃、ＭｇＯ、Ｚｒ
Ｏ₂、Ｔａ₂Ｏ₅等の金属酸化物、Ｓｉ₃Ｎ₄、ＡｌＮ、Ｔ
ｉＮ、ＢＮ、ＺｒＮ等の窒化物、ＺｎＳ、ＴａＳ₄、等
の硫化物、ＳｉＣ、ＴａＣ、Ｂ₄Ｃ、ＷＣ、ＴｉＣ、Ｚ
ｒＣ等の炭化物が挙げられる。これらの材料は、単体で
保護層として用いることができ、また、混合物として用
いることもできる。例えば、混合物としては、ＺｎＳと
ＳｉＯｘ、Ｔａ₂Ｏ₅とＳｉＯｘが挙げられる。これら材
料物性は、熱伝導率、比熱、熱膨張係数、屈折率及び基
板材料もしくは記録層材料との密着性等があり、融点が
高く、熱膨張係数が小さく、密着性がよいといったこと
が要求される。特に第２の誘電体層は、繰り返しオーバ
ーライト特性を左右する。

【００２４】第１の誘電体層２の膜厚は、５０〜２５０
ｎｍの範囲として、７５ｎｍ〜２００ｎｍが好ましい。
５０ｎｍより薄くなると、耐環境性保護機能の低下、耐
熱性低下、畜熱効果の低下となり好ましくない。２５０
ｎｍより厚くなると、スパッタ法等による製膜過程にお
いて、膜温度の上昇により膜剥離やクラックが生じた
り、記録時の感度の低下をもたらすので好ましくない。
第２の誘電体層５の膜厚は１０ｎｍ〜１００ｎｍの範囲
とし、１５ｎｍ〜５０ｎｍが好ましい。第２の誘電体層
の場合、１０ｎｍより薄いと、基本的に耐熱性が低下し
好ましくない。１００ｎｍを越えると、記録感度の低
下、温度上昇による膜剥離、変形、放熱性の低下により
繰り返しオーバーライト特性が悪くなる。

【００２５】反射放熱層６としては、Ａｌ、Ａｕ、Ｃ
ｕ、Ａｇ、Ｃｒ、Ｓｎ、Ｚｎ、Ｉｎ、Ｐｄ、Ｚｒ、Ｆ
ｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｓｂ、Ｔａ、Ｗ、Ｔｉ、
Ｐｂ等の金属を主とした材料の単体又は合金、その混合
物を用いることができる。必要に応じて、異なる金属、
合金又は混合物を複数積層してもよい。この層は、熱を
効率的に放散させることが重要であり、膜厚は、３０ｎ
ｍ〜２５０ｎｍ、好ましくは、５０ｎｍ〜１５０ｎｍで
ある。膜厚が厚すぎると、放熱効率が大きすぎて感度が
悪くなり、薄すぎると、感度は良好であるが繰り返しオ
ーバーライト特性が悪くなる。特性としては、熱伝導率
が高く、高融点で保護層材料との密着性がよいこと等が
要求される。

【００２６】上記の材料、構成による光情報記録媒体
は、例えば、波長が６３５ｎｍの半導体レーザーでＮＡ
０．６か、あるいは６５０ｎｍの半導体レーザーでＮＡ
０．６のピックアップを用い記録再生することができ
る。記録方法としては、例えば、Ｐｕｌｓｅ Ｗｉｄｔ
ｈ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎで変調コードがＥＦＭ又はＥ
ＦＭ＋［８／１６ＲＬＬ（２，１０）］方式を用いるこ
とができる。この場合、パルスは、先頭パルスとその後
のマルチパルス部に分かれる。マルチパルス部は、加
熱、冷却を繰り返し行うためのものである。また、上記
の場合、各パワーの関係は、加熱（記録）パワー＞消去
パワー＞冷却パワーとなっていて、冷却パワーは読み出
しパワー程度まで下げる。線速は、通常、３．５ｍ／ｓ
ｅｃ〜８．５ｍ／ｓｅｃ、読み出しパワーは１ｍＷ以下
で行うが、これに限るものではない。

【００２７】本発明においては、また、上記課題を達成
するために、基板上に少なくとも，第１の誘電体層、記
録層、第２の誘電体層、反射放熱層を積層し、記録層の
少なくとも一部分に接して結晶化促進層を設け、結晶化
促進層をＡｌ、Ａｌ化合物、Ｉｎ、Ｉｎ化合物、Ｔｌ、
Ｔｌ化合物のいずれかとする。本発明では、これらの結
晶化促進層が記録層に混合する際に記録層の結晶化温度
を上昇させることを利用し、初期化不要でかつ保存信頼
性に優れた優れた光情報記録媒体となるものである。Ａ
ｌ、Ａｌ化合物、Ｉｎ、Ｉｎ化合物、Ｔｌ、Ｔｌ化合物
は成膜時に結晶化しており、記録層の成膜時には、結晶
核の役割を果たし、記録層の結晶化を促進する。そのた
め、記録層は成膜後には結晶化している。

【００２８】一方、Ａｌ、Ｉｎ、Ｔｌは成膜時には結晶
化促進層として存在するが、いずれも融点が低いことか
ら、（Ａｌ（６６０℃）、Ｉｎ（１５６℃）、Ｔｌ（３
０２℃））、レーザー等のエネルギービーム照射によっ
て情報を記録する際に融解し、容易に記録層と混合す
る。また、Ａｌ、Ｉｎ、Ｔｌ等の周期表における３族元
素は記録層に添加した場合、記録層の結晶化温度を上昇
させる効果がある。よって、確実な結晶化を狙い結晶化
温度の低い記録層材料を用いた場合でも、記録時に結晶
化促進層が記録層と混合し、結晶化温度が上昇するため
に、保存信頼性に優れた記録状態とすることができる。
なお、促進層は記録時に消滅することから、記録マーク
の結晶化を促進することがない。この点からも、本発明
における記録状態は保存信頼性に優れたものとすること
ができる。

【００２９】本発明において、促進層と記録層が混合
後、記録マークの結晶化温度は１６０℃以上であること
が望ましい（結晶化温度は昇温レート１０℃／分のＤＳ
Ｃ測定により求める）。混合後の結晶化温度は、促進層
と記録層の膜厚、および混合前の記録層の結晶化温度を
最適化することにより調整する。結晶化促進層は連続膜
であっても、島状の不連続膜であっても、どちらでもよ
く、共に所望の効果が得られる。結晶化促進層の膜厚
は、記録層との混合による特性への影響を考えた場合、
薄い方が好ましいが、促進層としての効果の維持、結晶
化温度を上昇させるという観点からは、ある程度厚い方
がよい。好ましくは、記録層の膜厚の１／１００以上１
／２以下程度であることが望ましい。また、好ましく
は、０．５ｎｍ〜１０ｎｍ以下である。このようにする
ことにより、促進層が結晶化促進効果を十分発揮し、保
存信頼性を向上させ、さらに記録時に記録層と結晶化促
進層の混ざり合いの影響を少なくすることができる。記
録層としては、ＡｇＩｎＳｂＴｅ、ＧｅＳｂＴｅ、Ｇｅ
ＩｎＳｂＴｅ、ＧｅＡｇＩｎＳｂＴｅ系材料などがあ
る。これらの系には、さらなる特性の向上を目的とし
て、他元素を添加してもよい。

【００３０】

【実施例】以下に実施例を挙げて本発明をさらに詳細に
説明するが、これら実施例によって本発明はなんら制限
されるものではない。本実施例では５チャンバーを有す
る枚葉型スパッタ装置にて成膜を行った。今回の成膜で
は５チャンバーを有する装置で行ったが、チャンバー数
は５個にこだわる必要はなく、５個以上であれば生産上
可能である。各成膜の内訳を以下に示す。 成膜室１（以下ＰＣ１と略記）： ＺｎＳ・ＳｉＯ
₂（第１の誘電体層） 成膜室２（以下ＰＣ２と略記）： 結晶化促進層 成膜室３（以下ＰＣ３と略記）： 記録層 成膜室４（以下ＰＣ４と略記）： ＺｎＳ・ＳｉＯ
₂（第２の誘電体層） 成膜室５（以下ＰＣ５と略記）： Ａｌ合金（反射放熱
層）

【００３１】実施例１〜２０ 射出成形により直径１２０ｃｍ、厚さ０．６ｍｍのポリ
カーボネート基板（以下ＰＣ基板と略記）を作製した。
ＰＣ１で、このＰＣ基板上に、以下の条件によりＺｎＳ
・ＳｉＯ₂膜をスパッタリング法で形成した。 ターゲット材：ＳｉＯ₂（２０．５ｍｏｌ％）、ＺｎＳ
（７９．５ｍｏｌ％） 投入電力：ＲＦ４ｋＷ／８インチターゲット ガス圧力：２ｍＴｏｒｒ ガス種：Ａｒ 膜厚：１９０ｎｍ 次に、ＰＣ２で、以下の条件によりＢｉ膜（結晶化促進
層）を形成した。 ターゲット材：Ｂｉ 投入電力：ＤＣ０．４ｋＷ／８インチターゲット ガス圧力：２ｍＴｏｒｒ ガス種：Ａｒ 膜厚：０．７５ｎｍ、２．５ｎｍ、５．０ｎｍ 次に、ＰＣ３で、以下の条件により、表１に挙げた組成
を有する空間群Ｆｍ３ｍに属する準安定Ｓｂ₃Ｔｅ相を
有する記録層（記録層）を形成した。ターゲット材：合
金ターゲット（組成は表１に示す） 投入電力：ＤＣ ０．４ｋＷ／８インチターゲット ガス圧力：２ｍＴｏｒｒ ガス種：Ａｒ 膜厚：１５ｎｍ 続いて、ＰＣ４で、以下の条件によりＺｎＳ・ＳｉＯ₂
膜（第２の誘電体層）をスパッタリング法で形成した。 ターゲット材：ＳｉＯ₂（２０．５ｍｏｌ％）、ＺｎＳ
（７９．５ｍｏｌ％） 投入電力：ＲＦ４ｋＷ／８インチターゲット ガス圧力：２ｍＴｏｒｒ ガス種：Ａｒ 膜厚：２０ｎｍ 次に、ＰＣ５で、以下の条件によりＡｌ合金膜（反射放
熱層）を形成した。 ターゲット材：Ａｌ合金 投入電力：ＤＣ ５ｋＷ／８インチターゲット ガス圧力：２ｍＴｏｒｒ ガス種：Ａｒ 膜厚：１４０ｎｍ さらに、上記Ａｌ合金膜の上にＵＶ硬化樹脂を３μｍ厚
に塗布した後、ＵＶ光を照射して有機環境保護層を形成
し、本発明による相変化型光ディスクを作製した。

【００３２】実施例２１〜２５ 実施例１〜２０において、結晶化促進層をＢｉ₂Ｔｅ₃、
ＢｉＳｂ、ＢｉＩｎとした以外は上記と同様にして、実
施例２１〜２５とした。 比較例１〜２５ 実施例１〜２０において、結晶化促進層を設けない以外
は上記と同様にして、それぞれ比較例１〜２５の相変化
型光ディスクとした。

【００３３】表１に実施例１〜２５で作製した相変化型
光ディスクについて、成膜後に測定した反射率を示す。
実施例１〜２５では１８％以上であり、記録層が結晶膜
であることが分かる。Ｘ線回折装置により記録層の結晶
構造を調べたところ、いずれも空間群Ｆｍ３ｍに属する
ものであった。反射率は、結晶化促進層の膜厚０．７５
ｎｍの場合でも１８％以上であった。結晶化促進層は膜
厚が０．７５ｎｍの場合には薄膜状になっておらず、膜
厚が２．５ｎｍ及び５．０ｎｍの場合には連続膜であっ
た。

【００３４】実施例１〜２５において、初期化プロセス
を行わずに情報の記録再生を行ったところ、問題なく記
録再生を行うことができた。特に、Ｇｅ含有の記録層で
は、繰り返し記録特性が極めて良好であり、保存性信頼
性も良好であった。一方、比較例１〜２５においては、
初期化プロセス無しでは情報の記録再生を行うことがで
きなかった。以上の結果より、本発明による相変化型光
ディスクでは、記録層は成膜完了時にはすでに結晶化し
ており、初期化プロセスが不要であることが確認され
た。

【００３５】実施例２６〜２８及び比較例２６〜２８ 表２の記録層を用いた以外は実施例１〜２５と同様にし
て、実施例２６〜２８及び比較例２６〜２８の相変化型
光ディスクとした。これらについて、成膜後の反射率、
保存信頼特性を評価した。保存信頼特性は、記録線速
７．０ｍ／ｓ、記録パワー１３ｍＷで記録した後、８０
℃８５％雰囲気下に１００時間保存後、再生線速３．５
ｍ／ｓ、再生パワー０．８ｍＷで３Ｔ信号のジッタを評
価し行った。実施例２６〜２８では反射率１８％以上で
あり、保存信頼性も良好であった。これらに対し、比較
例２６では、反射率１８％以上であったが、保存信頼性
が満足されなかった。一方、比較例２７では保存信頼性
は満足されたが、反射率が面内でばらついてしまい、面
内の一部では５％以下となってしまった。また、比較例
２８では保存信頼性は満足されたが、反射率が５％以下
であり、記録膜が結晶化しなかった。なお、比較例２
７、２８のメディアは結晶化が不十分であるか又は結晶
化しなかったが、通常のレーザー初期化を試みたとこ
ろ、必要なレーザーパワーは、結晶化促進層がない場合
に比べて、１／３のパワーで行うことができた。また同
パワーで行った場合には、初期化時間が半分以下になる
ことが分かった。以上の結果より、記録層の結晶化温度
が１４５℃〜１９０℃となる範囲で元素を添加するのが
好ましいことが分かった。また、２００℃以上の範囲で
添加した場合でも、結晶化促進層を設けることで、通常
のレーザー初期化時間が大幅に短縮されることが分かっ
た。これらの条件と結果を表１及び表２に示す。

【００３６】

【表１】

【００３７】

【表２】

【００３８】［実施例２９〜３４］射出成形により直径
１２０ｃｍ、厚さ０．６ｍｍのポリカーボネート基板
（以下ＰＣ基板）を形成した。ＰＣ１で、以下の条件に
よりＺｎＳ、ＳｉＯ２膜をスパッタリング法で形成し
た。 ターゲット材：ＳｉＯ₂（２０．５ｍｏｌ％）、ＺｎＳ
（７９．５ｍｏｌ％） 投入電力：ＲＦ４ｋＷ／８インチターゲット、 ガス圧力：２ｍＴｏｒｒ ガス種：Ａｒ 膜厚：１９０ｎｍ ＰＣ２で、以下の条件により、表３の結晶化促進層を形
成した。 ターゲット材：表３ 投入電力：ＤＣ０．４ｋＷ／８インチターゲット、 ガス圧力：２ｍＴｏｒｒ ガス種：Ａｒ 膜厚：表３ ＰＣ３で、以下の条件により、表３の記録層を形成し
た。ここで、記録層としては、結晶化温度が１６０℃未
満であり、結晶化しやすい材料を用いた。 ターゲット材：表３ 投入電力：ＤＣ ０．４ｋＷ／８インチターゲット、 ガス圧力：２ｍＴｏｒｒ ガス種：Ａｒ 膜厚：表３ ＰＣ４で、以下の条件によりＺｎＳ、ＳｉＯ２膜をスパ
ッタリング法で形成した。 ターゲット材：ＳｉＯ₂（２０．５ｍｏｌ％）、ＺｎＳ
（７９．５ｍｏｌ％） 投入電力：ＲＦ４ｋＷ／８インチターゲット、 ガス圧力：２ｍＴｏｒｒ ガス種：Ａｒ 膜厚：２０ｎｍ ＰＣ５で、以下の条件によりＡｌ膜を形成した。 ターゲット材：Ａｌ 投入電力：ＤＣ ５ｋＷ／８インチターゲット、 ガス圧力：２ｍＴｏｒｒ ガス種：Ａｒ 膜厚：１４０ｎｍ ＵＶ硬化樹脂を塗布した後、ＵＶ光を照射した。

【００３９】［比較例２９〜３４］射出成形により直径
１２０ｃｍ、厚さ０．６ｍｍのポリカーボネート基板
（以下ＰＣ基板）を形成した。ＰＣ１で、以下の条件に
よりＺｎＳ、ＳｉＯ２膜をスパッタリング法で形成し
た。 ターゲット材：ＳｉＯ₂（２０．５ｍｏｌ％）、ＺｎＳ
（７９．５ｍｏｌ％） 投入電力：ＲＦ４ｋＷ／８インチターゲット、 ガス圧力：２ｍＴｏｒｒ ガス種：Ａｒ 膜厚：１９０ｎｍ ＰＣ２で、以下の条件により、表３の結晶化促進層を形
成した。 ターゲット材：表３ 投入電力：ＤＣ０．４ｋＷ／８インチターゲット、 ガス圧力：２ｍＴｏｒｒ ガス種：Ａｒ 膜厚：表３ ＰＣ３で、以下の条件により、表３の記録層を形成し
た。ここで、記録層としては、結晶化温度が１６０℃未
満であり、結晶化しやすい材料を用いた。 ターゲット材：表３ 投入電力：ＤＣ ０．４ｋＷ／８インチターゲット、 ガス圧力：２ｍＴｏｒｒ ガス種：Ａｒ 膜厚：表３ ＰＣ４で、以下の条件によりＺｎＳ、ＳｉＯ２膜をスパ
ッタリング法で形成した。 ターゲット材：ＳｉＯ₂（２０．５ｍｏｌ％）、ＺｎＳ
（７９．５ｍｏｌ％） 投入電力：ＲＦ４ｋＷ／８インチターゲット、 ガス圧力：２ｍＴｏｒｒ ガス種：Ａｒ 膜厚：２０ｎｍ ＰＣ５で、以下の条件によりＡｌ膜を形成した。 ターゲット材：Ａｌ 投入電力：ＤＣ ５ｋＷ／８インチターゲット、 ガス圧力：２ｍＴｏｒｒ ガス種：Ａｒ 膜厚：１４０ｎｍ ＵＶ硬化樹脂を塗布した後、ＵＶ光を照射した。

【００４０】これらの条件と結果を表３及び表４に示
す。

【００４１】

【表３】

【００４２】

【表４】

【００４３】表４に示すように、実施例２９〜３４、比
較例２９〜３４では成膜後には反射率１８％以上であ
り、記録層はアズデポで結晶化していた。そして、初期
化プロセス無しでも情報の記録を行うことができた。そ
こで、実施例と比較例の保存信頼性の違いを調べた。保
存信頼性試験は温度８０℃、湿度８５％で行った。保存
時間と、記録マークエッジのジッターの関係を表４に示
す。実施例では優れた信頼性を示したのに対して、比較
例ではいずれも３００時間以内にジッタが１５％を越え
ていた。なお、実施例において、記録後、記録層の結晶
化温度を測定したところ、いずれも１６０℃以上であっ
た。記録時において記録層と混合した結晶化促進層が、
記録層の結晶化温度を上昇させ、保存信頼性を向上させ
たと考えられる。

【００４４】

【発明の効果】本発明によれば、初期化プロセスを不要
とし、保存信頼性に優れた書き換え可能な相変化型の光
情報記録媒体及びその製造方法が提供され、光情報記録
媒体分野におけるこれらの設計、製作の上に多大の寄与
をなすものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による相変化型の光情報記録媒体の１例
を模式的に示す断面図である。

【符号の説明】

１ 基板 ２ 第１の誘電体層 ３ 結晶化促進層 ４ 記録層 ５ 第２の誘電体層 ６ 反射放熱層 ７ 有機環境保護層

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小名木 伸晃 東京都大田区中馬込１丁目３番６号 株式 会社リコー内 (72)発明者 針谷 眞人 東京都大田区中馬込１丁目３番６号 株式 会社リコー内 (72)発明者 出口 浩司 東京都大田区中馬込１丁目３番６号 株式 会社リコー内 (72)発明者 古川 龍一 東京都大田区中馬込１丁目３番６号 株式 会社リコー内 (72)発明者 大谷 渉 東京都大田区中馬込１丁目３番６号 株式 会社リコー内 (72)発明者 柴田 清人 東京都大田区中馬込１丁目３番６号 株式 会社リコー内 (72)発明者 阿萬 康知 東京都大田区中馬込１丁目３番６号 株式 会社リコー内 Ｆターム(参考） 2H111 FA11 FA12 FA21 FA23 FB05 FB09 FB12 FB21 5D029 JA01 JB03 JB16 JB35 JC09 LA13 LB01 LB07 5D121 AA01 AA03 EE07

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 Ｓｂ及びＴｅを有する相変化記録材料を
   記録層とする光情報記録媒体であって、該記録層が空間
   群Ｆｍ３ｍに属する準安定Ｓｂ₃Ｔｅ相を有し、かつ該
   記録層の少なくとも一部分に接してＢｉ原子を含む結晶
   化促進層を設けたことを特徴とする光情報記録媒体。
2. 【請求項２】 記録層がＩｂ族元素、II族元素、III族
   元素、IV族元素、Ｖ族元素、VI族元素、希土類元素及び
   遷移金属元素から選ばれた少なくとも１種の元素を有す
   るものである請求項１に記載の光情報記録媒体。
3. 【請求項３】 IV族元素が、Ｇｅである請求項２に記載
   の光情報記録媒体。
4. 【請求項４】 該結晶化促進層の膜厚が、０．５〜５．
   ０ｎｍである請求項１〜３のいずれかに記載の光情報記
   録媒体。
5. 【請求項５】 基板上に少なくとも、第１の誘電体層、
   記録層、第２の誘電体層及び反射放熱層を積層し、該記
   録層の少なくとも一部分に接して結晶化促進層を設け、
   該結晶化促進層が、Ａｌ、Ａｌ化合物、Ｉｎ、Ｉｎ化合
   物、Ｔl、Ｔｌ化合物のいずれかであることを特徴とす
   る光情報記録媒体。
6. 【請求項６】 エネルギービームを照射してアモルファ
   ス記録マークを形成する際、記録層と結晶化促進層が混
   合されて形成されたアモルファスマークの結晶化温度が
   １６０℃以上である請求項記載の光情報記録媒体。
7. 【請求項７】 エネルギービームを照射してアモルファ
   ス記録マークを形成する際、結晶化促進層材料が、記録
   層に拡散、混合して結晶化促進層が消滅するものである
   請求項５に記載の光情報記録媒体。
8. 【請求項８】 基板上に少なくとも第１の誘電体層、空
   間群Ｆｍ３ｍに属する準安定Ｓｂ₃Ｔｅ相を有する記録
   層、第２の誘電体層及び反射放熱層を、真空製膜法によ
   り積層する工程を有する光報記録媒体の製造方法におい
   て、該記録層の少なくとも一部分に接してＢｉ原子を含
   む結晶化促進層を製膜する工程を有することを特徴とす
   る光情報記録媒体の製造方法。