JP2002264514A - 光記録媒体 - Google Patents

光記録媒体

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JP2002264514A
JP2002264514A JP2001068749A JP2001068749A JP2002264514A JP 2002264514 A JP2002264514 A JP 2002264514A JP 2001068749 A JP2001068749 A JP 2001068749A JP 2001068749 A JP2001068749 A JP 2001068749A JP 2002264514 A JP2002264514 A JP 2002264514A
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recording
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optical recording
recording layer
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Pending
Application number
JP2001068749A
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English (en)
Inventor
Hiroko Tashiro
浩子 田代
Masato Harigai
眞人 針谷
Kazunori Ito
和典 伊藤
Takashi Shibakuchi
孝 芝口
Eiko Suzuki
栄子 鈴木
Nobuaki Onaki
伸晃 小名木
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Ricoh Co Ltd
Original Assignee
Ricoh Co Ltd
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  • Optical Record Carriers And Manufacture Thereof (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 高線速度でのオーバーライト特性が良好で
あり、かつ高温環境下で保存した場合でも十分な信頼性
を示す相変化型光記録媒体を提供すること。 【解決手段】 基板上に相変化型の記録層を有する光記
録媒体において、該記録層の原子比率での組成をGea
bSbyTe(1-a-b-y)と表したとき、XがIn,A
u,Cu,Al,Ga,Pb,Ti,Snから選択され
る少なくとも一種の元素であり、a,b,yを、 0.001≦a≦0.20 0.01≦b≦0.20 0.40≦y≦0.90 の範囲にすると共に該記録層が窒素を含むようにする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、光ビームを照射す
ることにより記録層材料に光学的な変化を生じさせ、情
報の記録・再生を行ない、かつ書換えが可能な相変化光
記録媒体に関するものである。
【0002】
【従来の技術】レーザービームの照射による情報の記
録、再生および消去可能な光記録媒体の一つとして、結
晶−非結晶相間、あるいは結晶−結晶相間の転移を利用
する、いわゆる相変化光記録媒体がよく知られている。
これは単一ビームによるオーバーライトが可能であり、
ドライブ側の光学系もより単純であることを特徴とし、
コンピュータ関連や映像音響に関する記録媒体として応
用されている。
【0003】その記録材料としては、GeTe,GeT
eSe,GeTeS,GeSeS,GeSeSb,Ge
AsSe,InTe,SeTe,SeAs,Ge−Te
−(Sn,Au,Pd), GeTeSeSb,GeT
eSb,Ag−In−Sb−Teなどがある。特に、A
g−In−Sb−Teは高感度でアモルファス部分の輪
郭が明確な特徴を有し、マークエッジ記録用の記録層と
して開発されている(特開平4−191089号公報、
特開平4−232779号公報、特開平4−26719
2号公報、特開平5−345478号公報、特開平6−
166268号公報)。
【0004】特開平4−232779公報に開示される
情報記録媒体に使用される記録層では、消去比の向上と
高速記録は実現されるが、繰り返し記録特性に課題があ
った。また、特開平4−232779公報に開示される
情報記録媒体に使用される記録層の未記録部分(結晶化
部分)の構造は、安定相(AgSbTe2)とこの安定
相の周囲に存在するアモルファス相と混在したものであ
る。このため、繰り返し記録特性は向上するものの結晶
化部に微細な結晶粒界が存在することになり、ノイズ発
生の原因となる。
【0005】これは記録再生波長が780nm程度のL
Dビームを使用するCD−RW等、比較的低い記録密度
を有する光記録媒体の記録特性には重大な悪影響は与え
ないが、波長680nm以下のLDビームを使用し、記
録密度がCD−RWの4倍以上であるDVD−RAMや
さらに高密度のDVD−RW等の高記録密度を実現する
上では障害となる。
【0006】特開平10−112063に開示される情
報用記録媒体では、ある範囲内の記録層組成MGeSb
Teを用いることにより、従来の媒体に比べて,非晶質
マーク周辺部あるいは消去されたマーク内に粗大グレイ
ンが生じにくいため劣化が少なく、マーク長変調記録時
にジッターの少ない、高密度記録は実現される。しか
し、記録線速度は2.8m/sと不十分であり、DVD
−ROMやDVD−RW等の高記録密度媒体の2倍速記
録の記録線速7m/sには対応できていない。
【0007】特開平8−267926に開示される光記
録媒体では、ある範囲内の{(ABC)D}E記録層組
成を用いることにより、高線速度でのオーバーライトが
可能であり、かつ高温環境下で保存した場合でも十分な
信頼性を示す光記録媒体が実現される。しかし、高線速
度でのオーバーライトが可能であることを示しているだ
けで、何回までオーバーライトが可能であるか等詳細な
記述がない。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、高線
速度でのオーバーライト特性が良好であり、かつ高温環
境下で保存した場合でも十分な信頼性を示す相変化型光
記録媒体を提供することである。
【0009】
【課題を解決するための手段】本出願の発明は上記目的
を達成するために次の構成を有するものである。 (1)基板上に相変化型の記録層を有する光記録媒体に
おいて、該記録層の原子比率での組成をGeabSby
Te(1-a-b-y)と表す組成式において、XがIn,A
u,Cu,Al,Ga,Pb,Ti,Snから選択され
る少なくとも一種の元素であり、a,b,yが、 0.001≦a≦0.20 0.01≦b≦0.20 0.40≦y≦0.90 の範囲にあり、かつ該記録層が窒素を含むことを特徴と
する光記録媒体。 (2)記録層の結晶が面指数(200)面及び/又は
(220)面及び/又は(311)面からの反射が強い
NaCl型構造であることを特徴とする(1)記載の光
記録媒体。 (3)光記録媒体が、基体上に、膜厚50nm以上30
0nm以下の下部保護層、膜厚10nm以上30nm以
下の記録層、膜厚10nm以上35nm以下の上部保護
層および膜厚20nm以上300nm以下の反射層がこ
の順序で配置された層構造を有することを特徴とする
(1)または(2)記載の光記録媒体。
【0010】以下、本発明について詳細に説明する。図
1は本発明の光記録媒体の記録層のGe,Sb,Teの
組成範囲を示している。本発明におけるGeXSbTe
(実施例では元素X=In)合金薄膜の組成範囲はSb
−Sb2Te3共晶組成であるSb3Te近傍組成をベー
スに図1に示すようにGeを添加し、さらに元素X(I
n,Au,Cu,Al,Ga,Pb,Ti,Snから選
択される少なくとも一種の元素)を所定量添加したもの
である。
【0011】本発明の記録層組成の利点は、Sb3Te
近傍組成をベースにすることにより、オーバーライト回
数を格段に向上させることができる点にある。Geの添
加により保存特性および記録特性を向上させることがで
き、また、元素Xの添加により結晶転移速度が上がるた
め高線速度でのオーバーライト特性を向上させる効果、
具体的には、高線速度でのオーバーライト可能回数を向
上させることができるという効果がある。元素Xが20
at%以上では初期特性が悪く、1at%以下では添加
効果が得られない。Sbが90at%以上では保存特性
が悪化し、40at%以下では結晶転移速度が下がって
しまう。
【0012】SbとTeを主成分とし、その結晶構造に
言及した記録材料は特開平1−303643に開示され
ているが、これにおいてはTeの含有量が10at%か
ら30at%の時に、良好な特性を示す事が開示されて
おり、その時の結晶構造をX線回折で解析しγ相として
いるが、具体的な結晶構造および面指数等については一
切触れていない。一般に相変化型の記録材料は結晶化時
間の高速化を実現するためにその結晶構造は立方晶が良
好とされている。さらに立方晶の単相であれば記録と消
去の繰り返し過程においても、相分離を起こすことな
く、安定した繰り返し特性を得ることが可能となる。
【0013】また、Sb−Teのみでは一般に結晶化温
度が低く、高温高湿度の条件では記録マークが結晶化
し、マークが消失する可能性がある。本発明ではこれを
防止する為、Geおよび元素Xを添加し、しかも添加後
もその結晶構造はNaCl型であり指数付けされた反射
面からのX線の反射強度が各材料系の面指数において
(200)面及び/または(220)面及び/または
(311)面からの反射が強い事から、記録感度の高い
オーバーライト繰り返し特性と保存特性の良好な記録媒
体が実現できる。
【0014】また、記録層に窒素を添加することにより
記録媒体の保存特性を更に向上させることができる。
【0015】光記録媒体は例えば図2に示したように、
基板1上に下部保護層2を介して記録層3が設けられ、
この記録層3の上に、上部保護層4、反射放熱層5、環
境保護層6が順次形成されている構造を有している。
【0016】上部保護層および下部保護層は各種気相成
長法、例えば真空蒸着法、スパッタリング法、電子ビー
ム法等により形成できる。また、その膜厚はその機能、
即ち、耐熱層、多重干渉層としての機能によっても異な
るが、下部保護層は50〜300nmがよい。50nm
以下では記録層を基板の影響から保護する機能が働かな
くなり、300nm以上では界面剥離を生じ易くなる。
また、上部保護層は10〜35nmとするのがよい。1
0nm以下では記録感度が悪くなり、35nm以上では
熱がこもり過ぎてしまう。
【0017】本発明の記録層は一般的にはスパッタ法に
より膜形成が行われ、その膜厚は10〜30nmがよ
い。10nmより薄いと光吸収能が低下し記録層として
の機能を失う。また、30nmを超えると記録感度が悪
くなる。反射放熱層は各種金属が使用可能であるが、特
にAl−Ti,Al−Ni,Al−Mn,Al−Cr,
Al−Zr,Al−Si等のAl合金やAg−Pd等の
Ag合金が望ましい。これらの層は真空蒸着法、スパッ
タリング法、電子ビーム法等により形成され、その膜厚
は20〜300nmがよい。20nm以下では放熱効果
が得られない。また、300nm以上では界面剥離を生
じ易くなる。
【0018】
【実施例】<実施例>図2に本発明の一実施例の光記録
媒体の層構成の概念図を示す。光記録媒体は、図2で図
示されない案内溝を有するポリカーボネイト基板1上
に,スパッタリング法によりZnS−SiO2からなる
下部保護層2,この第1保護層上のGeInSbTe記
録層3,この記録層上のZnS−SiO2から成る上部
保護層4,この上部保護層上のAl−Ti反射放熱層5
を製膜し,この反射放熱層上にスピンコートにより塗布
されたUV硬化樹脂からなる環境保護層6が積層された
構造を有している。
【0019】各層の製膜条件は次のようにした。 ZnS−SiO2膜:投入電力3kW、Arガス圧力
(製膜室気圧)2mTorr, GeInSbTe膜:投入電力4kW、Arガス圧力
(製膜室気圧)2mTorr, ZnS−SiO2膜:投入電力3kW,Arガス圧力
(製膜室気圧)2mTorr, Al膜:投入電力9kW,Arガス圧力(製膜室気圧)
2mTorrとした。 また、記録層を形成するに際しては、反応容器内へ0.
5sccm又は1sccmの窒素ガスを導入することにより、記
録層に窒素を添加した。
【0020】下記表1及び表2は、上記図1の構造を有
し、かつ記録層に窒素を含有する実施例1〜7の光記録
媒体についての、記録線速7m/sという高線速での繰
り返し記録回数(表1)及び70℃85%RH環境下で
の保存可能時間(表2)を示したものである。繰り返し
記録回数は、ウインドウ幅Twで規格化したジッタの値
σ/Twが規格値を満足する最大回数で判定したもので
ある。トラックピッチは0.74μmである。また、保
存可能時間は、ウインドウ幅Twで規格化したジッタの
値σ/Twが規格値を満足する最大時間で判定したもの
である。
【0021】<比較例>反応容器内に窒素ガスを導入し
ないことを除いては実施例と同様の条件で光記録媒体を
作成し、記録層に窒素を含有しない比較例1〜8の光記
録媒体を得た。表1および表2に、各比較例についての
繰り返し記録回数および70℃85%RH環境下での保
存可能時間を示した。
【0022】
【表1】
【0023】
【表2】
【0024】上記の実施例及び比較例との対比から、記
録層の組成がGe及びInを成分として包含することに
加えて記録層が窒素を含有することにより、光記録媒体
の繰り返し記録可能回数及び保存可能時間が顕著に向上
することがわかる。
【0025】図3に、実施例1に用いた記録層を初期結
晶化後の指数付けされたX線回折スペクトルを示す。図
3は、窒素を添加した実施例の記録層がNaCl型でそ
の面指数(200)面からのX線の反射強度が強い結晶
構造を有することを示している。このようなNaCl型
の結晶構造の記録層を有する記録媒体は記録感度の高い
オーバーライト特性と保存特性の良好な光記録媒体が実
現できるという極めて良好なディスク特性を有する。
【0026】
【発明の効果】本発明の光記録媒体は次の効果を奏す
る。 (1)DVD−ROMまたはDVD−RWの2倍速記録
線速7m/sでの繰り返し記録回数が増大する。 (2)光記録媒体の保存特性が改善される。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の光記録媒体の記録層のGe,Sb,T
e組成範囲の説明図
【図2】本発明の光記録媒体の断面図
【図3】Ge−In−Sb−Teに窒素を添加した記録
膜のX線回折スペクトル
【符号の説明】
1 基板 2 下部保護層 3 記録層 4 上部保護層 5 反射放熱層 6 環境保護層
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 伊藤 和典 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 芝口 孝 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 鈴木 栄子 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 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 Fターム(参考) 2H111 EA04 EA23 FA12 FA14 FB04 FB05 FB07 FB09 FB12 FB18 FB21 FB29 FB30 5D029 JA01 JB35 JC17 JC18 LB01 LB03 LB07 MA14

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 基板上に相変化型の記録層を有する光記
    録媒体において、該記録層の原子比率での組成をGea
    bSbyTe(1-a-b-y)と表す組成式において、XがI
    n, Au,Cu,Al,Ga,Pb,Ti,Snから
    選択される少なくとも一種の元素であり、a,b,y
    が、 0.001≦a≦0.20 0.01≦b≦0.20 0.40≦y≦0.90 の範囲にあり、かつ該記録層が窒素を含むことを特徴と
    する光記録媒体。
  2. 【請求項2】 記録層の結晶が面指数(200)面及び
    /又は(220)面及び/又は(311)面からの反射
    が強いNaCl型構造であることを特徴とする請求項1
    記載の光記録媒体。
  3. 【請求項3】 光記録媒体が、基体上に、膜厚50nm
    以上300nm以下の下部保護層、膜厚10nm以上3
    0nm以下の記録層、膜厚10nm以上35nm以下の
    上部保護層および膜厚20nm以上300nm以下の反
    射層がこの順序で配置された層構造を有することを特徴
    とする請求項1または請求項2記載の光記録媒体。
JP2001068749A 2001-03-12 2001-03-12 光記録媒体 Pending JP2002264514A (ja)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2006028251A1 (en) * 2004-09-09 2006-03-16 Ricoh Company, Ltd. Optical recording medium

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2006028251A1 (en) * 2004-09-09 2006-03-16 Ricoh Company, Ltd. Optical recording medium
US8124315B2 (en) 2004-09-09 2012-02-28 Ricoh Company, Ltd. Optical recording medium

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