JP2002230839A

JP2002230839A - 光記録媒体

Info

Publication number: JP2002230839A
Application number: JP2001355726A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Tabata; 浩田畑
Original assignee: Victor Company of Japan Ltd
Current assignee: Victor Company of Japan Ltd
Priority date: 2000-11-30
Filing date: 2001-11-21
Publication date: 2002-08-16

Abstract

(57)【要約】【課題】記録特性に影響を与えずに高感度記録が可能
な相変化型光記録媒体を提供する。【解決手段】基板上１に少なくとも第１保護層２、記
録層４、第２保護層５、光吸収発熱層６、第３保護層
７、反射層８が順に積層してなり、前記光吸収発熱層
は、Ｇｅ、Ｓｎ、Ｐｂ、Ｃｒ、Ｔｉ、Ｉｎ、Ｓｉ、Ｃ
ｄ、Ｓｅ、Ｗ、Ｍｏ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｚｎ、Ｈｆのいずれ
か成分を１種以上含んでいる金属層又は合金層であるこ
とにより、光記録媒体における反射率及び記録層におけ
る光変調度（結晶質、非晶質の相変化状態における光変
調度）を常に高く保つことができるから、反射率、ジッ
タなどの特性劣化を伴わずして、記録層における記録感
度を高めることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、光の照射によって
情報の記録、消去、再生を行う光記録媒体に関するもの
である。特に、本発明では高線速においても感度が高
く、良好な記録を可能とする光ディスク、光カードなど
の書き換え可能な相変化型光記録媒体である。

【０００２】

【従来の技術】従来の書き換え可能な相変化型光記録媒
体の技術は以下の通りである。

【０００３】これらの相変化型光記録媒体は、記録時に
レーザ光パルスを印可し、記録層を溶融させ、急冷する
ことにより、非結晶の記録マークを形成する。この記録
マークの反射率は、記録層が結晶状態である場合より低
く、光学的に記録情報として読みとられる。この記録マ
ークを消去する場合、記録より小さなレーザパワーを照
射することにより、記録層を結晶化温度以上融点以下の
温度にし、非結晶状態から結晶状態にする。

【０００４】これらの記録を可能とする材料として、Ｇ
ｅ−Ｓｂ−Ｔｅ合金、Ａｇ−Ｉｎ−Ｓｂ−Ｔｅ合金など
が速い結晶化速度の点から好まれている。これらの記録
材料を用いてなる記録層を使用した光記録媒体では、通
常記録層の両面に耐熱性と透過性を兼ね備えた誘電体層
を設けており、記録時の記録層の変形、開口を防いでい
る。

【０００５】さらに、誘電体層がＺｎＳ成分を含んでい
る材料の場合では、Ｓの記録層への浸透を防ぐために、
記録層の片面、または両面に窒化物などの界面層を挿入
しているものもある。また、レーザ光入射方向と反対側
の誘電体層の上にＡｌ、Ａｇなどを主成分とした金属反
射層を積層し、高い反射率を可能とした技術が知られて
いる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】前述の相変化型光記録
媒体における問題点は以下のようなものである。

【０００７】従来のディスク構造では、記録層と反射層
の間は誘電体層からなる保護層のみであり、この保護層
は記録を行う際に発生する熱を保持または伝導という機
能しかないために、熱の制御が難しかった。つまり、こ
の記録層と反射層の間にある保護層を厚くすることで熱
を保持する傾向とし、記録層の溶融範囲が広がり非結晶
マークを太らせ変調度を高めることができるが、その反
面、溶融範囲が広がると同時に結晶部にも熱が広がり微
小アモルファスを形成し、その結果、反射率の低下を伴
っていた。逆に、記録層と反射層の間の保護層を薄くす
ることで、反射率は高くなるが、同時に変調度の低下が
伴われる。

【０００８】このように、記録層と反射層の間に保護層
の１層（反射層側の記録層に隣接する界面層を合わせる
と２層）だけでは、変調度と反射率を同時に向上させる
ことが難しかった。また、この保護層が薄い場合では、
レーザパワーを大きくすることで変調度は高くなるが、
ハード側でのレーザの寿命の点からレーザパワーは小さ
い方が好ましい。さらに高線速記録する場合、相変化の
原理より記録する際により大きなレーザパワーが必要と
なり、民生用録再機の上限パワーを超える場合がある。

【０００９】このように、反射率を保つのと同時に、レ
ーザパワーを抑えながら高い変調度を得ることが課題で
あった。高い変調度を得る、すなわち記録感度を上昇さ
せる手段として、特開昭６１−２７２１９０号公報に
は、半導体レーザの波長域で吸収率の高いＧｅ、Ｃｒ、
Ｔｉ、Ｎｉの薄膜を挿入する技術があるが、この薄膜が
記録層と接しているため記録層と溶融し別組成となり記
録組成特性を低下させ、実際に記録層組成をＡｇ−Ｉｎ
−Ｓｂ−Ｔｅ合金などにし作製した場合、ジッタ、反射
率の低下が著しかった。

【００１０】また以下の公報では、全体的な記録感度の
向上を課題とはしていないが、光吸収機能を有する層を
差し込み、非結晶部と結晶部での光吸収差をなくし、結
晶部のみの記録感度を向上させ、ジッタ特性を良くする
ことを課題としたものもある。

【００１１】特開平１１−６６６１１号公報では、基板
上に、第１誘電体層、記録層、第２誘電体層、反射層、
第３誘電体層、保護膜を順次積層した層構成であり、光
吸収機能があるＳｉ、Ｇｅを主成分とした元素を数十ｎ
ｍ積層し反射層としていたため、これらの合金材料では
ＡｌやＡｇなどの合金を反射層にした場合と比べた場
合、十分に高い反射率が得られなかった。

【００１２】特開２０００―１８２２７７公報では、基
板上に、第１誘電体層、記録層、光吸収機能層がある吸
収量補正層、反射層を順次積層した層構成であるが、こ
れは、吸収量補正層が反射層と接しているために、光吸
収量は制御するが吸収量補正層での発熱は反射層に流れ
てしまうので、記録層に熱が伝わらず全体的に高感度記
録媒体にはならなかった。

【００１３】そこで、本発明は、基板上に少なくとも第
１保護層、記録層、第２保護層、光吸収発熱層、第３保
護層、反射層が順に積層してなり、前記光吸収発熱層
は、Ｇｅ、Ｓｎ、Ｐｂ、Ｃｒ、Ｔｉ、Ｉｎ、Ｓｉ、Ｃ
ｄ、Ｓｅ、Ｗ、Ｍｏ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｚｎ、Ｈｆのいずれ
か成分を１種以上含んでいる金属層又は合金層であるこ
と。あるいは基板上に少なくとも第１保護層、記録層、
第２保護層、光吸収発熱層、第３保護層、反射層が順に
積層してなり、前記第２保護層を介して前記光吸収発熱
層から前記記録層へ熱伝導する熱伝導的間隔をｄ２、前
記第３保護層を介して前記光吸収発熱層から前記反射層
へ熱伝導する熱伝導的間隔をｄ３とし、ｄ２≦ｄ３＜３
０×１０^-9（ｍ）、ｄ２＝（ｔ２／σ２）（ｍ）、ｄ３
＝（ｔ３／σ３）（ｍ）（但し、ｔ２は前記第２保護層
の厚み、ｔ３は前記第３保護層の厚み、σ２は前記第２
保護層の熱伝導度、σ３は前記第３保護層の熱伝導度
で、σ２、σ３はＺｎＳ₍₈₀₎−ＳｉＯ₂₍₂₀₎の熱伝導度
σ１を１．０として相対値で現す。）の関係を有するこ
とによって、反射層における反射率及び記録層における
光変調度（結晶質、非晶質の相変化状態における光変調
度）を常に高く保つことができるから、反射率、ジッタ
などの特性劣化を伴わずして、記録層における記録感度
を高めることができ、また、小さいレーザパワーのレー
ザ光を照射しても高い光変調度が得られ、さらに、高線
速記録においても高い記録特性を保つことができる光記
録媒体を提供することを目的とする。

【００１４】

【課題を解決するための手段】上述した課題を解決する
ために、本発明は、次の構成を有する光記録媒体を提供
する。

【００１５】図１に示すように、（１）基板上１に少な
くとも第１保護層２、記録層４、第２保護層５、光吸収
発熱層６、第３保護層７、反射層８が順に積層してな
り、前記光吸収発熱層は、Ｇｅ、Ｓｎ、Ｐｂ、Ｃｒ、Ｔ
ｉ、Ｉｎ、Ｓｉ、Ｃｄ、Ｓｅ、Ｗ、Ｍｏ、Ｚｒ、Ｎｂ、
Ｚｎ、Ｈｆのいずれか成分を１種以上含んでいる金属層
又は合金層であることを特徴とする光記録媒体。あるい
は、（２）基板上１に少なくとも第１保護層２、記録層
４、第２保護層５、光吸収発熱層６、第３保護層７、反
射層８が順に積層してなり、前記第２保護層５を介して
前記光吸収発熱層６から前記記録層４へ熱伝導する熱伝
導的間隔をｄ２、前記第３保護層７を介して前記光吸収
発熱層６から前記反射層８へ熱伝導する熱伝導的間隔を
ｄ３とし、ｄ２≦ｄ３＜３０×１０^-9（ｍ）、ｄ２＝（ｔ２／σ２）（ｍ）、ｄ３＝（ｔ３／σ３）（ｍ）（但し、ｔ２は前記第２保護層の厚み、ｔ３は前記第３
保護層の厚み、σ２は前記第２保護層の熱伝導度、σ３
は前記第３保護層の熱伝導度で、σ２、σ３はＺｎＳ
₍₈₀₎−ＳｉＯ₂₍₂₀₎の熱伝導度σ１を１．０として相対
値で現す。）の関係を有することを特徴とする光記録媒
体。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の態様につき
その好ましい実施例について、図１を用いて説明する。
図１は本発明の光記録媒体の実施例を示す部分拡大断面
図である。

【００１７】本発明の光記録媒体は、図１に示すよう
に、基板１上に第１保護層２、界面層３、記録層４、第
２保護層５、光吸収発熱層６、第３保護層７、反射層
８、保護膜９を順次積層したものを基本構成とする。ま
た、記録層４と第２保護層５間に、界面層３と同様の界
面層３を更に用いても良い。ここで記録又は再生用レー
ザ光は基板１の入射面１ａ側から照射される（照射方向
Ｌ）。

【００１８】このような光記録媒体の基板１の材料とし
て、透明な各種の合成樹脂、透明ガラスなどが使用でき
る。埃、基板１の傷などの影響を避けるために、透明な
基板１を用い、集光したレーザ光で基板１側から記録を
することが好ましく、このような透明基板１の材料とし
て、ガラス、ポリカーボネイト、ポリメチル・メタクリ
レート、ポリオレフィン樹脂、エポキシ樹脂、ポリイミ
ド樹脂などが挙げられる。特に、光学的複屈折、吸湿性
が小さく、成形が容易であることからポリカーボネイト
樹脂が好ましい。

【００１９】上記基板１の厚さは、特に限定するもので
はないが、デジタル多用途ディスク（以下「ＤＶＤ」と
記す）との互換性を考慮すると０．６ｍｍ厚が好まし
い。実用的には０．０１ｍｍ〜５ｍｍの範囲内である。
基板１の厚さが０．０１ｍｍ未満では、基板１側から収
束したレーザ光で記録する場合でも、ごみの影響を受け
易くなり、５ｍｍ以上では対物レンズの開口数を大きく
することが困難になり、照射レーザ光のスポットサイズ
が大きくなるため、記録密度をあげることが困難にな
る。

【００２０】基板１はフレキシブルなものでも良いし、
リジッドなものであっても良い。フレキシブルな基板１
は、テープ状、シート状、カード状で使用する。リジッ
ドな基板１は、カード状、或いはディスク状で使用す
る。

【００２１】また、これらの基板１は、記録層４、保護
層２、５、７、反射層８、界面層３、光吸収発熱層６な
どを積層した後、２枚の基板１を背中合わせにして、エ
アーサンドイッチ構造、エアーインシデント構造、密着
貼り合わせ構造としても良い。また、上記第１及び第２
及び第３の保護層２、５、７は、記録時に基板１、記録
層４などが熱によって変形して記録特性が劣化すること
を防止するなど、基板１、記録層４を熱から保護する効
果、光学的な干渉効果により、再生時の信号コントラス
トを改善する効果がある。

【００２２】上記の第１保護層２、第２保護層５ならび
に第３保護層７は、記録再生のレーザ光に対して透明で
あって屈折率ｎが１．９≦ｎ≦２．３の範囲にある。第
１保護層２、第２保護層５ならびに第３保護層７は、同
一の材料、組成でなくとも良く、異種の材料から構成さ
れているもかまわない。特に、ＺｎＳとＳｉＯ₂の混合
膜は、記録、消去の繰り返しによっても、記録感度、Ｃ
／Ｎ、消去率などの劣化が起きにくいことから好ましい
が、後述する界面層３と同じ材料であっても良い。

【００２３】第１保護層２の厚さは、およそ５〜５００
ｎｍの範囲である。第１保護層２は、基板１や記録層４
から剥離し難く、クラックなどの欠陥が生じ難いことか
ら、４０〜３００ｎｍの範囲が好ましい。

【００２４】第２保護層５は、光吸収発熱層６の記録層
４への組成元素の侵入を防ぎながら、光吸収発熱層６か
らの発熱を効果的に記録層４に伝えるため、０．５〜５
０ｎｍの範囲が好ましい。

【００２５】また、第３保護層７は、Ｃ／Ｎ、消去率な
どの記録特性、安定に多数回の書き換えが可能なことか
ら、０．５〜５０ｎｍの範囲内が好ましい。第２保護層
５と第３保護層７の合計厚は５〜５０ｎｍが好ましく、
これら合計厚が薄いと、記録層４と反射層８との間隔が
狭くなり急冷構造となってマークを形成するのに大きな
記録パワーを必要とする。逆に、第２保護層５と第３保
護層７の合計が厚くなると、記録層４と反射層８との間
隔が広くなり徐冷構造となって、反射率の低下、さらに
繰り返しオーバーライト回数が減少する。

【００２６】記録層４としては、Ｓｂ及びＴｅを含んで
いることが好ましい。すなわち、Ｇｅ−Ｓｂ−Ｔｅ合
金、Ｉｎ−Ｓｂ−Ｔｅ合金、Ｐｄ−Ｇｅ−Ｓｂ−Ｔｅ合
金、Ｐｔ−Ｇｅ−Ｓｂ−Ｔｅ合金、Ｎｂ−Ｇｅ−Ｓｂ−
Ｔｅ合金、Ｎｉ−Ｇｅ−Ｓｂ−Ｔｅ合金、Ｃｏ−Ｇｅ−
Ｓｂ−Ｔｅ合金、Ａｇ−Ｉｎ−Ｓｂ−Ｔｅ合金、Ａｇ−
Ｖ−Ｉｎ−Ｓｂ−Ｔｅ合金、Ａｇ−Ｇｅ−Ｓｂ−Ｔｅ合
金、Ａｇ−Ｐｄ−Ｇｅ−Ｓｂ−Ｔｅ合金、Ｐｄ−Ｎｂ−
Ｇｅ−Ｓｂ−Ｔｅ合金、などが好ましい。特に、Ｇｅ−
Ｓｂ−Ｔｅ合金、Ａｇ−Ｉｎ−Ｓｂ−Ｔｅ合金は、消去
時間が短く、かつ多数回の記録、消去の繰り返しが可能
であり、Ｃ／Ｎ、消去率などの記録特性に優れることか
ら好ましい。

【００２７】このような記録層４の片面、もしくは両面
に接している界面層３の材質としては、硫黄物を含まな
い材料であることが重要である。硫黄物を含む材料を界
面層３として用いると、繰り返しオーバーライトにより
界面層３中の硫黄が記録層４中に拡散し、記録特性が劣
化することがあるので好ましくない。また、消去特性が
優れないという点からも好ましくない。窒化物、酸化
物、炭化物のうち少なくとも１種を含む材料が好まし
く、具体的には窒化ゲルマニウム、窒化シリコン、窒化
アルミニウム、酸化アルミニウム、酸化ジルコニウム、
酸化クロム、炭化シリコン、炭素のうち少なくとも１種
を含む材料が好ましい。また、これらの材料に酸素、窒
素、水素などを含有させても良い。前述の窒化物、酸化
物、炭化物は化学量論組成でなくても良く、窒素、酸
素、炭素が過剰或いは不足していても良い。このことで
界面層３が剥離しにくくなり、保存耐久性等が向上する
など、膜の特性が向上する場合がある。

【００２８】反射層８の材料としては、光反射性を有す
るＡｌ、Ａｕ、Ａｇなどの金属、およびこれらを主成分
とし、１種類以上の金属または半導体からなる添加元素
を含む合金及びＡｌ、Ａｕ、Ａｇなどの金属にＡｌ、Ｓ
ｉなどの金属窒化物、金属酸化物、金属カルコゲン化物
などの金属化合物を混合したものなどが挙げられる。

【００２９】Ａｌ、Ａｕ、Ａｇなどの金属、及びこれら
を主成分とする合金は、光反射性が高く、かつ熱伝導度
を高くできることから好ましい。前述の合金の例とし
て、ＡｌにＳｉ、Ｍｇ、Ｃｕ、Ｐｄ、Ｔｉ、Ｃｒ、Ｈ
ｆ、Ｔａ、Ｎｂ、Ｍｎ、Ｚｒなどの少なくとも１種の元
素を、合計で５原子％以下、１原子％以上加えたもの、
或いは、Ａｕ或いはＡｇにＣｒ、Ａｇ、Ｃｕ、Ｐｄ、Ｐ
ｔ、Ｎｉなどの少なくとも１種の元素を合計で２０原子
％以下１原子％以上加えたものなどがある。とりわけ、
耐腐食性が良好で且つ繰り返し性能が伸びることから、
反射層８は添加元素を合計で０．５原子％以上３原子％
未満含む、Ａｌ−Ｃｒ合金、Ａｌ−Ｔｉ合金、Ａｌ−Ｔ
ａ合金、Ａｌ−Ｚｒ合金、Ａｌ−Ｔｉ−Ｃｒ合金、Ａｌ
−Ｓｉ−Ｍｎ合金のいずれかのＡｌを主成分とする合
金、或いはＡｇ−Ｐｄ合金，Ａｇ−Ｔａ合金、Ａｇ−Ｔ
ｉ合金、Ａｇ−Ｃｒ合金、Ａｇ−Ｐｄ−Ｃｕ合金のいず
れかのＡｇを主成分とする合金で構成することが好まし
い。

【００３０】この反射層８の厚さとして、５０ｎｍ〜３
００ｎｍ以下であるのが好ましい。とりわけＡｇ合金
は、青色レーザでの反射率を高くとることができるので
高密度化には好ましい。反射層８を形成する金属或いは
合金の熱伝導率の大きさによって反射層８の膜厚は変化
する。例えばＡｌ−Ｃｒ合金の場合には、Ｃｒの含有量
が増加するに連れて熱伝導率が低下するため、反射層８
の膜厚を厚くしなければ記録ストラテジに適合しなくな
る。Ｃｒ含有量が多い場合には、記録層４は加熱されや
すく、冷却し難くなり、いわゆる徐冷構造をとることに
なる。記録ストラテジで記録マークの形成を制御するた
めには、先頭パルスを短縮したり、マルチパルスを短縮
したり、冷却パルスを延長したりの工夫が必要となる。

【００３１】反射層８は５０ｎｍ以上となると光学的に
は変化せず、反射率の値に影響を与えないが、冷却速度
への影響が大きくなる。３００ｎｍ以上の厚さを形成す
るのは製造する上で時間を要するため、熱伝導率の高い
材質の反射層８を用いることにより層厚をなるべく制御
する。

【００３２】本発明の特徴とする光吸収発熱層６の材料
は、Ｇｅ、Ｓｎ、Ｐｂ、Ｃｒ、Ｔｉ、Ｉｎ、Ｓｉ、Ｃ
ｄ、Ｓｅ、Ｗ、Ｍｏ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｚｎ、Ｈｆのいずれ
か成分を１種類以上含んでいる金属層、または合金層で
ある。特にＧｅ、Ｃｒ、Ｓｉはターゲット材料を界面層
３と共通にできるので効率がよいという利点があり好ま
しい。これらの光吸収発熱層６は、赤外域の８３０ｎｍ
から紫外域の３００ｎｍの波長において吸収率が高い材
料であり、特に情報の記録、消去、再生に用いる光の波
長λにおいて、屈折率が２．０以上５．５以下、消衰係
数が１．０以上４．０以下であることが好ましい。

【００３３】この光吸収発熱層６は、記録時に記録層４
を透過したレーザ光の吸収によって発熱し、この熱を記
録層４へ供給することができるので、記録に必要とする
レーザパワーを小さくできる。つまり、レーザ光を吸収
・発熱する層を記録層４と光吸収層６で二重にすること
で記録と消去とのパワーコントラストを大きくしてい
る。

【００３４】ここで、第２、第３保護層５、７はＺｎＳ
₍₈₀₎−ＳｉＯ₂₍₂₀₎に限らず、なるべく熱伝導度の小さ
な材料が好ましい。なぜならば、保護層の熱伝導度が大
きい材料の場合では、光吸収発熱層６からの発熱が面方
向にも流れやすく、描きたいアモルファスマーク長に誤
差ができやすいためジッタが低下することと、結晶部に
も熱が流れ高温になるので微小アモルファスができてし
まい、その結果反射率の低下が現れるからである。

【００３５】ここで、前記第２保護層を介して前記光吸
収発熱層から前記記録層へ熱伝導する熱伝導的間隔をｄ
２、前記第３保護層を介して前記光吸収発熱層から前記
反射層へ熱伝導する熱伝導的間隔をｄ３とした場合に、ｄ２≦ｄ３＜３０×１０^-9（ｍ）、ｄ２＝（ｔ２／σ２）（ｍ）、ｄ３＝（ｔ３／σ３）（ｍ）（但し、ｔ２は前記第２保護層の厚み、ｔ３は前記第３
保護層の厚み、σ２は前記第２保護層の熱伝導度、σ３
は前記第３保護層の熱伝導度で、σ２、σ３はＺｎＳ
₍₈₀₎−ＳｉＯ₂₍₂₀₎の熱伝導度σ１を１．０として相対
値で現す。）の関係を有する。

【００３６】本発明における熱伝導度（σ２やσ３）と
は、一般的な熱伝導度の絶対値ではなく、一般的に保護
層の材料として用いられている、ＺｎＳ₍₈₀₎−ＳｉＯ
₂₍₂₀₎（ＺｎＳとＳｉＯ₂の組成比率が８０：２０）の熱
伝導度σ１を１．０とし、σ１を基準とした相対値とす
る。現技術レベルでは数十ｎｍの厚みの薄膜の熱伝導率
の測定が困難なため、本発明独自に相対値で現す。

【００３７】また熱伝導的間隔（ｄ２やｄ３）とは保護
層（材料）の厚みを前記熱伝導度で除した値であり本発
明独自のものである。本発明者は、熱伝導の考え方とし
て材料の厚み（距離）と前記熱伝導度に着目した。同一
の熱伝導的間隔を有する媒体は、同一の記録パワーで記
録した場合に同一の変調度が得られる。ここで変調度が
等しいということは、記録層４から保護層５あるいは７
を通して流れる熱量が等しいということである。

【００３８】熱伝導的間隔ｄ２は、第２保護層が存在す
るために０＜ｄ２である。また、熱伝導的間隔ｄ２，ｄ
３が、ｄ２≦ｄ３ではない場合（（ｔ２／σ２）＞（ｔ
３／σ３））であると、後述する表７，表８の各比較例
４にそれぞれ示すように、光吸収発熱層６からの発熱が
記録層４よりも反射層８側に流れやすく記録層４に熱を
効率良く供給し難いため、変調度が低下してしまう（変
調度５９．５％，５５．０％）。これに対して、ｄ２≦
ｄ３を満たす表７，表８の各実施例１，実施例１１〜実
施例１４の変調度は６１．５〜６３．２％，５７．５〜
５９．１％である。

【００３９】さらに、熱伝導的間隔ｄ３が、ｄ３＜３０
×１０^-9（ｍ）でない場合（ｄ３≧３０×１０
^-9（ｍ））であると、表７，表８の各比較例５にそれぞ
れ示すように、記録層４と反射層８との熱伝導的間隔が
広くなり、変調度は上昇するが（変調度７４．３％，６
８．８％）、同時に反射率の低下が著しくなる（反射率
１３．２％，１３．１％）。これに対して、ｄ３＜３０
×１０^-9（ｍ）を満たす表７，表８の各実施例１，実施
例１１〜実施例１４の変調度は６１．５〜６３．２％，
５７．５〜５９．１％、その反射率は１７．８〜１８．
１％，１７．８〜１８．０％である。

【００４０】また、記録層４と反射層８との間の保護層
中にサンドイッチ状に複数の光吸収発熱層６を挿入して
も同様の効果が得られるが、同時に反射率の低下を伴う
ので、光吸収発熱層６の厚さと数を求められる記録特性
に合わせて調整するのが好ましい。

【００４１】光吸収発熱層６の膜厚は、面内の均一性か
ら０．５ｎｍ以上、反射率の低下を抑えるためには２０
ｎｍ以下が好ましく、また光吸収発熱層６の光学定数に
よって、最適な光吸収発熱効果及び高い再生信号強度を
得ることができる膜厚は変化するが、０．５ｎｍ以上１
０ｎｍ以下がより好ましい。

【００４２】本発明の光記録媒体の記録に用いる光源と
しては、レーザ光、ストロボ光のごとき高強度の光源で
あり、特に半導体レーザ光は光源が小型化できること、
消費電力が小さいこと、変調が容易であることから好ま
しい。記録は結晶状態の記録層４にレーザ光パルスなど
を照射して非結晶の記録マークを形成して行う。

【００４３】また、反対に非結晶状態の記録層４に結晶
状態の記録マークを形成しても良い。消去はレーザ光照
射によって、非結晶の記録マークを結晶化するか、もし
くは結晶状態の記録マークを非結晶化して行うことがで
きる。記録マークを高速化でき、かつ記録層４の変形が
発生しにくいことから記録時は非結晶の記録マークを形
成し、消去時は結晶化を行う方法が好ましい。

【００４４】また、記録マーク形成時は光強度を高く、
消去時はやや弱くし、１回の光ビームの照射により書き
換えを行う１ビーム・オーバーライトは、書き換えの所
要時間が短くなることから好ましい。

【００４５】次に、本発明の光記録媒体の製造方法につ
いて述べる。

【００４６】まず、保護層２、５、７、記録層４、界面
層３、光吸収発熱層６、反射層８などを基板１上に積層
する方法としては、公知の真空中での薄膜形成法、例え
ば真空蒸着法（抵抗加熱型や電子ビーム型）、イオンプ
レーティング法、スパッタリング法（直流や交流スパッ
タリング、反応性スパッタリング）などが挙げられる。
特に、組成、膜厚のコントロールが容易であることか
ら、スパッタリング法が好ましい。

【００４７】また、真空漕内で複数の基板１を同時に成
膜するバッチ法や基板１を１枚ずつ処理する枚葉式成膜
装置を使用することが好ましい。形成する保護層２、
５、７、記録層４、界面層３、光吸収発熱層６、反射層
８などの層厚の制御は、スパッタ電源の投入パワーと時
間を制御したり、水晶振動型膜厚計などで、堆積状態を
モニタリングすることで容易に行える。

【００４８】また、保護層２、５、７、記録層４、界面
層３、光吸収発熱層６、反射層８などの形成は、基板１
を固定したまま、或いは移動、回転した状態のどちらで
も良い。膜厚の面内の均一性に優れることから、基板１
を自転させることが好ましく、さらに公転を組み合わせ
ることがより好ましい。必要に応じて基板１の冷却を行
うと、基板１の反り量を減少させることができる。

【００４９】また、本発明の効果を著しく損なわない範
囲において、反射層８などを形成した後、これらの膜の
変形防止などのため、ＺｎＳ、ＳｉＯ₂などの誘電体層
或いは紫外線硬化樹脂などの樹脂保護層などを必要に応
じて設けても良い。また、反射層８などを形成した後、
或いはさらに前述の樹脂保護層を形成した後、２枚の基
板１を対向して接着剤などで貼り合わせても良い。

【００５０】記録層４は、実際に記録を行う前に、あら
かじめレーザ光、キセノンフラッシュランプなどの光を
照射し、結晶化させておくことが好ましい。

【００５１】さて、以下に本発明の光記録媒体の（実施
例１）〜（実施例１７）について順次説明する。ここで
は相変化型光ディスクを例にして述べる。

【００５２】以下の実施例では、波長が６５０ｎｍのレ
ーザダイオード、ＮＡ＝０．６０の光学レンズを搭載し
たパルステック社製光ディスクドライブテスタ（ＤＤＵ
１０００）を用いて記録（１ビーム・オーバーライト）
を行った。再生パワーＰｒは０．７ｍＷで一定とした。（条件ａ）記録線速度は３．５ｍ／ｓで、８−１６変調
ランダムパターンによる評価を行った。クロック周期Ｔ
は３８．２ｎｓで、ビット長は０．２６７μｍ／ｂｉｔ
である。ＤＶＤ−ＲＯＭと同密度の記録を行い、容量は
４．７Ｇｂｙｔｅｓに相当する。再生信号の振幅の中心
でスライスし、クロック・トゥー・データ・ジッタcloc
k to data jitter を測定した。測定にはＳｈｉｂａＳ
ｏｋｕ社製再生専用機（ＬＭ２２０Ａ）で線速７．０ｍ
／ｓで行った。各層の光学定数の測定は、標準的な分光
エリプソ法によって記録、消去、再生を行う光の波長と
同じ波長において測定した。（条件ｂ）記録線速度は７．０ｍ／ｓで、クロック周期
Ｔは１９．１ｎｓで、他は条件ａと同様である。（実施例１）各層は、直径が１２０ｍｍ、板厚が０．６
ｍｍのポリカーボネイト樹脂製の基板１上に形成した。
基板１にはトラックピッチが０．７４μｍで空溝が形成
されている。この溝深さは３０ｎｍであり、グルーブ幅
とランド幅の比は、およそ４０：６０であった。

【００５３】まず、真空容器内を１×１０^-5Ｐａまで排
気した後、２×１０^-1ＰａのＡｒガス雰囲気中でＳｉＯ
₂を２０ｍｏｌ％添加したＺｎＳを高周波マグネトロン
スパッタ法により、基板１上に層厚６０ｎｍの第１保護
層２を形成した。

【００５４】続いて、Ａｒと窒素の混合ガス雰囲気中で
Ｃｒを２０ｍｏｌ％添加したＧｅターゲットで層厚２ｎ
ｍの界面層３をスパッタし、続いて、記録層４をＡｇ、
Ｉｎ、Ｓｂ、Ｔｅからなる４元素単一ターゲットで層厚
１８ｎｍ、第２保護層５を第１保護層２と同じ材料で５
ｎｍ、光吸収発熱層６をＧｅ−Ｃｒ合金ターゲットで２
ｎｍ（屈折率４．１、消衰係数２．４）、第３保護層７
を第１保護層２と同じ材料、方法で１５ｎｍ、反射層８
をＡｌ−Ｔｉターゲットで１７０ｎｍ、順次積層した。

【００５５】この基板１を真空容器内より取り出した
後、この反射層８上にアクリル系紫外線硬化樹脂（住友
化学製ＸＲ１１）をスピンコートし、紫外線照射により
硬化させて膜厚が１０μｍの保護膜９を形成して光ディ
スクを得た。

【００５６】さらに粘着シールを用いて同様に形成した
基板１を２枚貼り合わせ、両面記録型光ディスクを作製
した。こうして作製した光ディスクにトラック方向のビ
ーム幅が半径方向より広い形をしているワイドビームの
レーザ光を照射して、記録層４を結晶化温度以上に加熱
し、初期化処理を行った。そして、基板１側から相変化
記録層４の案内溝であるグルーブ部に記録を行った。グ
ルーブはレーザ光の入射方向から見て凸状になってい
る。

【００５７】記録の条件である各パルスの幅は、条件ａ
では先頭パルス＝０．３Ｔ、マルチパルス＝０．３Ｔ、
冷却パルス＝１．３Ｔとし、条件ｂでは先頭パルス＝
０．５Ｔ、マルチパルス＝０．４５Ｔ、冷却パルス＝
０．６Ｔとした。また、記録パワーは条件ａ、条件ｂの
ジッタ、反射率、変調度測定のいずれにおいても１４．
０ｍＷ、消去パワーは８．０ｍＷ、再生パワーは０．７
ｍＷを使用した。

【００５８】再生信号のクロック・トゥー・データ・ジ
ッタ、反射率と変調度を測定した。ここで変調度は、最
長マーク長である１４Ｔの振幅Ｉ１４を１４Ｔスペース
側のＲＦレベルＩ１４Ｈで徐した値である。条件ａでの
初期ジッタは６．７％、反射率１８．１％、変調度６
３．１％であり、ボトムジッタとなる最適記録パワーは
１４．０ｍＷであった。また、１０００回オーバーライ
トした場合でもジッタが８．８％と良かった。条件ｂで
の初期ジッタは７．３％、反射率１８．０％、変調度５
９．０％であり、最適記録パワーは１５．０ｍＷであっ
た。（実施例２）記録層４としてＧｅ−Ｓｂ−Ｔｅ合金を用
いた他は実施例１と同様の光記録媒体を作製した。実施
例１と同様の測定をしたところ、条件ａ、条件ｂのいず
れにおいても表１、表２のとおり実施例１とほぼ同等の
特性が得られた。

【００５９】

【表１】

【００６０】

【表２】（実施例３）Ｇｅ−Ｔｉ合金ターゲットをスパッタリン
グして厚さ２ｎｍの光吸収発熱層６（屈折率３．８、消
衰係数３．４）を成膜した他は実施例１と同様の光記録
媒体を作製した。（実施例４）Ｓｉ−Ｃｒ合金ターゲットをスパッタリン
グして厚さ２ｎｍの光吸収発熱層６（屈折率３．９、消
衰係数３．７）を成膜した他は実施例１と同様の光記録
媒体を作製した。（実施例５）Ｓｉ−Ｗ合金ターゲットをスパッタリング
して厚さ２ｎｍの光吸収発熱層６（屈折率４．０、消衰
係数３．０）を成膜した他は実施例１と同様の光記録媒
体を作製した。（実施例６）Ｚｒ−Ｍｏ合金ターゲットをスパッタリン
グして厚さ２ｎｍの光吸収発熱層６（屈折率３．０、消
衰係数３．６）を成膜した他は実施例１と同様の光記録
媒体を作製した。（実施例７）Ｎｂ−Ｚｎ合金ターゲットをスパッタリン
グして厚さ２ｎｍの光吸収発熱層６（屈折率２．８、消
衰係数３．１）を成膜した他は実施例１と同様の光記録
媒体を作製した。（実施例１７）Ｇｅターゲットをスパッタリングして厚
さ２ｎｍの光吸収発熱層６（屈折率３．９、消衰係数
２．６）を成膜した他は実施例１と同様の光記録媒体を
作製した。

【００６１】実施例３〜実施例７および実施例１７を、
実施例１と同様の測定をしたところ、条件ａ、条件ｂの
いずれにおいても表３、表４のとおり実施例１とほぼ同
等の特性が得られた。

【００６２】なお、本発明の光吸収発熱層６の材料は実
施例に限定されることなく、請求項に列挙された他の材
料も同等の効果を有する。

【００６３】

【表３】

【００６４】

【表４】（実施例８）第２保護層５の厚さを４ｎｍとし、記録層
４と第２保護層５の間に界面層１１（図示せず）を設
け、その界面層１１は、記録層４と第１保護層２の間に
ある界面層３と同様の材料、方法で２ｎｍスパッタリン
グした他は実施例１と同様の光記録媒体を作製した。（実施例９）記録層４と第１保護層２の間にある界面層
３を、２ｎｍの窒化ゲルマニウムにした他は実施例１と
同様の光記録媒体を作製した。（実施例１０）第２保護層５の厚さを４ｎｍとし、記録
層４と第２保護層５の間に界面層１１を設け、その界面
層１１と、記録層４と第１保護層２の間にある界面層３
は、それぞれ２ｎｍの窒化ゲルマニウムにしした他は実
施例１と同様の光記録媒体を作製した。実施例８〜実施
例１０を、実施例１と同様の測定をしたところ、条件
ａ、条件ｂのいずれにおいても表５、表６のとおり、実
施例１とほぼ同等の特性が得られた。

【００６５】

【表５】

【００６６】

【表６】（実施例１１）第２保護層５と第３保護層７をそれぞれ
１０ｎｍずつのＺｎＳ−ＳｉＯ₂にした他は実施例１と
同様の光記録媒体を作製した。実施例１と同様の測定を
したところ、表７、表８のとおり、条件ａでの初期ジッ
タは６．９％、反射率１８．１％、変調度６１．５％で
あった。条件ｂでの初期ジッタは７．４％、反射率１
８．０％、変調度５７．０％であった。ボトムジッタと
なる最適記録パワーは、実施例１と比べて約０．５ｍＷ
高かった。（実施例１２）第２保護層５を、１０ｎｍの窒化ゲルマ
ニウムにした他は実施例１と同様の光記録媒体を作製し
た。後述する測定方法により、記録パワー１４ｍＷ、変
調度６０％、第２保護膜層の材料がＺｎＳ−ＳｉＯ₂場
合の膜厚を１５ｎｍとした条件で、得られた窒化ゲルマ
ニウムの膜厚は３０ｎｍ、窒化ゲルマニウムの熱伝導度
はσ＝２であった。

【００６７】［測定方法］基板１上に第１保護層２、界
面層３、記録層４、第２保護層５、反射層８を順次積層
した光記録媒体において、第２保護層５の材料がＺｎＳ
−ＳｉＯ₂と窒化ゲルマニウムとの２種類の媒体を作製
した。第２保護層５の材料がＺｎＳ−ＳｉＯ₂と窒化ゲ
ルマニウムのそれぞれの熱伝導度をσ１とσｇとし、そ
れぞれの記録を行い、同一の記録パワーで同一の変調度
が得られる、それぞれの第２保護層の膜厚をｔｚとｔｇ
とする。それぞれの第１保護層２、界面層３、記録層
４、反射層８の材料と膜厚は同一とし、第２保護層５の
材料がＺｎＳ−ＳｉＯ₂の場合の膜厚を任意とし、第２
保護層５の材料が窒化ゲルマニウムの場合は膜厚を振っ
たいくつかの媒体を作った。ここで、変調度が等しい場
合には記録膜の到達温度が等しいので、記録膜４から第
２保護層５を通して反射層８に流れる熱量は等しい。つ
まり、上の２つの媒体の熱伝導的間隔ｔｘ／σｘが等し
いので、ｔｘ／σｘ＝一定とできる。ここで、ｔｚ（任
意）とｔｇ（膜厚を振ったいくつかの媒体の中から第２
保護層５の材料がＺｎＳ−ＳｉＯ₂の場合の媒体と同一
の変調度が得られた媒体の膜厚として決定される。）と
σ１（＝１）は既知であるので、窒化ゲルマニウムの熱
伝導度σｇが得られる。（実施例１３）第２保護層５を、１０ｎｍの窒化ゲルマ
ニウムクロムにした他は実施例１と同様の光記録媒体を
作製した。この窒化ゲルマニウムの熱伝導度は、実施例
１２と同様に計算し、熱伝導度σ＝２であった。実施例
１２〜実施例１３を、実施例１と同様の測定をしたとこ
ろ、条件ａ、条件ｂのいずれにおいても表７、表８のと
おり、実施例１とほぼ同等の特性が得られた。

【００６８】

【表７】

【００６９】

【表８】（実施例１４）第２保護層５を、２０ｎｍの窒化ゲルマ
ニウム（熱伝導度σ＝２）にした他は実施例１と同様の
光記録媒体を作製した。実施例１と同様の測定をしたと
ころ、表７、表８のとおり、条件ａでの初期ジッタは
７．１％、反射率１７．９％、変調度６２．５％であっ
た。条件ｂでの初期ジッタは７．５％、反射率１７．８
％、変調度５７．０％であった。ボトムジッタとなる最
適記録パワーは、実施例１と比べて約０．５ｍＷ高かっ
た。（実施例１５）第２保護層５を、４ｎｍの窒化ゲルマニ
ウムクロムにした他は実施例１と同様の光記録媒体を作
製した。この窒化ゲルマニウムの熱伝導度は、実施例１
２と同様に計算し、熱伝導度σ＝２であった。（実施例１６）第２保護層５を、１０ｎｍの窒化ゲルマ
ニウムクロムにし、第３保護層７の厚さを２５ｎｍにし
た他は実施例１と同様の光記録媒体を作製した。この窒
化ゲルマニウムの熱伝導度は、実施例１２と同様に計算
し、熱伝導度σ＝２であった。実施例１５〜実施例１６
を、実施例１と同様の測定をしたところ、条件ａ、条件
ｂのいずれにおいても表７、表８のとおり、実施例１と
ほぼ同等の特性が得られた。

【００７０】なお、第２保護層、第３保護層の材料は、
本発明の熱伝導的間隔の関係を満足するもので有れば、
実施例に限定されるものではない。

【００７１】さらに、基板、記録層、界面層、反射層、
保護膜などの材料も公知のものが使用可能であり、実施
例に限定されるではないことは言うまでもない。（比較例１）光吸収発熱層６を省いた他は実施例１と同
様の光記録媒体を作製した。実施例１と同様の測定をし
たところ、表３、表４のとおり、条件ａでは、初期ジッ
タは７．０％、反射率は１８．２％でジッタ、反射率と
もほぼ実施例１と同様であったが、変調度が５９．０％
と実施例１と比べるとかなり低かった。また、ボトムジ
ッタとなる記録パワーも実施例１〜１３よりも１．０ｍ
Ｗ高い１５．０ｍＷであり、記録感度が低いことを示し
ていた。条件ｂでも条件ａと同様であり、初期ジッタ、
反射率は実施例１とほぼ同様であったが、変調度は５
５．０％と低く、またボトムジッタとなる最適記録パワ
ーも実施例１よりも１．０ｍＷ高かった。（比較例２）光吸収発熱層６の２ｎｍを第３保護層７と
反射層８との間に差し換えた他は実施例１と同様の光記
録媒体を作製した。実施例１と同様の測定をしたとこ
ろ、表９、表１０のとおり、条件ａ、条件ｂのいずれに
おいて反射率、変調度は比較例１とほぼ同等の特性であ
ったが、ジッタ特性は劣化していた。

【００７２】

【表９】

【００７３】

【表１０】また、ボトムジッタとなる記録パワーも比較例１と同等
の１５．０ｍＷと高かった。これは光吸収機能が働いて
いても、その光吸収発熱層６からの熱が熱伝導度の高い
反射層８に流れていることを示している。（比較例３）光吸収発熱層６の２ｎｍを記録層４と第２
保護層５の間に差し換えた他は実施例１と同様の光記録
媒体を作製した。実施例１と同様の測定をしたところ、
表９のとおり、条件ａにおいて変調度は７１．０％と高
いが、反射率が１４．８％、初期ジッタ９．２％と、電
気特性にかなりの劣化が見られた。また、ボトムジッタ
となる記録パワーも比較例１と同様の１５．０ｍＷと高
かったことに加えて、最適記録ストラテジが結晶化感度
の低い方向に変化していた。これは、光吸収発熱層６と
記録層４が溶融し、記録特性の良くない別の記録層組成
になったことを示している。（比較例４）第２保護層５は１５ｎｍ、第３保護層７は
５ｎｍにした他は実施例１と同様の光記録媒体を作製し
た。実施例１と同様の測定をしたところ、表７、表８の
とおり、条件ａ、条件ｂいずれにおいても比較例１とほ
ぼ同等の特性であった。また、最適記録パワーも比較例
１と同様であり、光吸収発熱層６の効果があまり見られ
なかった。（比較例５）第３保護層７を３０ｎｍにした他は実施例
１と同様の光記録媒体を作製した。実施例１と同様の測
定をしたところ、表７、表８のとおり、条件ａ、条件ｂ
いずれにおいても変調度は上昇したが、それと同時に反
射率が低下した。また、最適記録パワーが下がり、さら
にジッタの悪化も見られた。（比較例６）光吸収発熱層６に代えて、Ａｇターゲット
をスパッタリングして厚さ２ｎｍの層（屈折率３．３、
消衰係数０．２）を成膜した他は実施例１と同様の光記
録媒体を作製した。（比較例７）第２保護層５は設けず、第３保護層７は２
０ｎｍにした他は実施例１と同様の光記録媒体を作製し
た。実施例１と同様の測定をしたところ、表７のとお
り、条件ａにおいて変調度は７１．０％と高いが、反射
率が１４．８％、初期ジッタ９．２％と、電気特性にか
なりの劣化が見られた。また、ボトムジッタとなる記録
パワーも比較例１と同様の１５．０ｍＷと高かったこと
に加えて、最適記録ストラテジが結晶化感度の低い方向
に変化していた。これは、光吸収発熱層６と記録層４が
溶融し、記録特性の良くない別の記録層組成になったこ
とを示している。（比較例８）第２保護層は１０ｎｍ、第３保護層７は４
０ｎｍにした他は実施例１と同様の光記録媒体を作製し
た。実施例１と同様の測定をしたところ、表７、表８の
とおり、条件ａ、条件ｂいずれにおいても変調度は上昇
したが、それと同時に反射率が低下した。また、最適記
録パワーが下がり、さらにジッタの悪化も見られた。（比較例９）第２保護層５は２０ｎｍ、第３保護層７は
設けない他は実施例１と同様の光記録媒体を作製した。
実施例１と同様の測定をしたところ、表７、表８のとお
り、条件ａ、条件ｂのいずれにおいて反射率、変調度は
比較例１とほぼ同等の特性であったが、ジッタ特性は劣
化していた。また、ボトムジッタとなる記録パワーも比
較例１と同等の１５．０ｍＷと高かった。これは光吸収
機能が働いていても、その光吸収発熱層６からの熱が熱
伝導度の高い反射層８に流れていることを示している。

【００７４】

【発明の効果】本発明の記録媒体によれば、前記した構
成の光吸収発熱層あるいは前記した保護層を用いること
によって、光記録媒体における反射率及び記録層におけ
る光変調度（結晶質、非晶質の相変化状態における光変
調度）を常に高く保つことができるから、反射率、ジッ
タなどの特性劣化を伴わずして、記録層における記録感
度を高めることができ、また、小さいレーザパワーのレ
ーザ光を照射しても高い光変調度が得られ、さらに、高
線速記録においても高い記録特性を保つことができる光
記録媒体を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明における相変化型光記録媒体の１例の構
成図である。

【符号の簡単な説明】

１基板２第１保護層４記録層５第２保護層６光吸収発熱層７第３保護層８反射層９保護膜

───────────────────────────────────────────────────── 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 ５３８Ｇ１１Ｂ 7/24 ５３８Ｋ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】基板上に少なくとも第１保護層、記録層、
第２保護層、光吸収発熱層、第３保護層、反射層が順に
積層してなり、前記光吸収発熱層は、Ｇｅ、Ｓｎ、Ｐｂ、Ｃｒ、Ｔｉ、
Ｉｎ、Ｓｉ、Ｃｄ、Ｓｅ、Ｗ、Ｍｏ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｚ
ｎ、Ｈｆのいずれか成分を１種以上含んでいる金属層又
は合金層であることを特徴とする光記録媒体。
【請求項２】基板上に少なくとも第１保護層、記録層、
第２保護層、光吸収発熱層、第３保護層、反射層が順に
積層してなり、前記第２保護層を介して前記光吸収発熱層から前記記録
層へ熱伝導する熱伝導的間隔をｄ２、前記第３保護層を
介して前記光吸収発熱層から前記反射層へ熱伝導する熱
伝導的間隔をｄ３とし、ｄ２≦ｄ３＜３０×１０^-9（ｍ）、ｄ２＝（ｔ２／σ２）（ｍ）、ｄ３＝（ｔ３／σ３）（ｍ）（但し、ｔ２は前記第２保護層の厚み、ｔ３は前記第３
保護層の厚み、σ２は前記第２保護層の熱伝導度、σ３
は前記第３保護層の熱伝導度で、σ２、σ３はＺｎＳ
₍₈₀₎−ＳｉＯ₂₍₂₀₎の熱伝導度σ１を１．０として相対
値で現す。）の関係を有することを特徴とする光記録媒
体。