JP2002269812A - 光学記録媒体およびその製造方法 - Google Patents

光学記録媒体およびその製造方法

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和弥 林部
Katsuya Owada
克也 大和田
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Sony Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 光ディスクにおける設計自由度を増加させる
とともに、ランド・グルーブの凹凸における記録層にお
いて信号特性を良好に保つことができ、高い信頼性を確
保することができる光学記録媒体を提供する。 【解決手段】 少なくとも一主面に凹凸溝トラックを形
成したディスク基板上に、第1の誘電体層、記録層、記
録補助層、第2の誘電体層および第1の反射層を順次積
層した積層膜を設ける。この積層膜を覆うようにして、
紫外線硬化樹脂層を設ける。記録層の膜厚dと記録補助
層の膜厚aとの間に、d/4<a<3d、好ましくはd
/2≦a≦2dが成立するように記録補助層の膜厚を制
御する。積層膜の積層順は逆順であってもよく、この場
合、積層膜を覆うようにして接着層を介して光透過性シ
ートを設ける。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、光学記録媒体お
よびその製造方法に関し、特に、ランド・グルーブ記録
方式を採用した光学記録媒体に適用して好適なものであ
る。
【0002】
【従来の技術】近年、光ディスクなどの光学記録媒体に
おける記録密度の高密度化に伴い、光ディスクの記録面
における面積を有効利用することによって、記録密度の
向上を図る技術の開発が進められている。
【0003】すなわち、ディスク基板の記録面には、ラ
ンドおよびグルーブと呼ばれる凹凸が設けられている。
そして、従来の光ディスクにおいては、記録マークをこ
れらのランドまたはグルーブにのみ記録する方式が採用
されていた。ところが、近年の光ディスクにおける記録
密度の向上の要請から、この記録マークをランドおよび
グルーブの双方に記録する方式、いわゆるランド・グル
ーブ記録が、光ディスクのフォーマットとして採用され
始めている。このようなフォーマットとしてランド・グ
ルーブ記録が採用されている光ディスクとしては、DV
D−RAM(Digital Versatile Disc - Random Access
Memory)を挙げることができる。
【0004】しかしながら、このランド・グルーブ記録
を採用した光ディスクにおいては、記録用のレーザ光を
ランドとグルーブとに照射した際に、ランドとグルーブ
との物理的な形状の相違から、記録層に及ぼす熱特性が
異なってしまうという問題があった。また、これらのラ
ンドおよびグルーブは、レーザ光の波長に近い周期構造
を有する形状である。そのため、光のベクトル回折に起
因して、ランドとグルーブと照射されるレーザ光の強度
分布が異なることにより、ランドとグルーブとの双方に
おける記録マークを、高C/N比(搬送波対雑音比)で
記録/再生することは困難であった。
【0005】そこで、ランドおよびグルーブの相互の特
性を合わせるために、ランドとグルーブとのそれぞれの
溝幅を変えて、デューティ比を変えることなどが考えら
れている。ところが、デューティ比を変えるだけでは、
自由度が少ない。そこで、スパッタコンディションなど
により、グルーブ上に成膜される記録層の膜厚を、ラン
ド上に成膜される記録層の膜厚より大きくした光ディス
クが提案された(特開平2000−215511公報、
文献1)。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、文献1
に記載された光ディスクにおいては、グルーブ上に成膜
される記録層をランド上に成膜される記録層より厚くす
るために、この記録層を成膜する際の成膜条件を変化さ
せている。そのため、記録層の成膜における最適成膜条
件から外れてしまい、記録層の信号特性の低下を招いて
しまうという問題があった。
【0007】これにより、記録層の最適成膜条件を犠牲
にすることなく、それぞれのランドおよびグルーブに対
して、互いに独立して記録特性を制御する方法の開発が
望まれていた。
【0008】したがって、この発明の目的は、ディスク
基板における凹凸が形成された面上に、記録層と記録補
助層とが隣接して積層された積層膜が設けられた光学記
録媒体において、設計自由度を増加させるとともに、凹
凸における記録層での信号特性を良好に保つことがで
き、高い信頼性を確保することができる光学記録媒体お
よびその製造方法を提供することにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明者は、従来技術が
有する上述の課題を解決すべく、鋭意検討を行った。以
下にその概要を説明する。
【0010】すなわち、従来の、情報信号を記録する記
録層と、この記録層を補助する記録補助層との積層膜を
有する光学記録媒体の記録原理としては、記録層にレー
ザ光を照射して、記録層における室温以下の結晶化温度
よりも高い温度になると、結晶化補助層に生じた微結晶
を種結晶として記録層が結晶成長すると考えられる。こ
の原理は、記録補助層が設けられている光ディスクと、
設けられていない光ディスクとにおいて、記録マークの
振幅が異なることが確認されたことから想起される。
【0011】本発明者は、このような点から、記録補助
層に関して、さらなる検討を進めた。すなわち、本発明
者が、デューティ比を固定し記録補助層の膜厚を種々変
えたサンプルにおいて2Tパルスを記録し、ランドおよ
びグルーブにおけるそれぞれのキャリアの記録パワー依
存性を測定したところ、ランドにおけるキャリアの記録
パワー依存性が、どの膜厚においても同様の傾向を有
し、さらに記録補助層の膜厚を変えても、ランドのキャ
リアはほとんど変化しないことを知見した。他方、グル
ーブにおけるキャリアの記録パワー依存性においては、
どの膜厚の場合でも同様の傾向を有しているが、記録補
助層の膜厚を変えた場合、膜厚を薄くするにつれて、キ
ャリアが上昇することを知見した。なお、この傾向は、
最適値付近までの範囲で見られた。
【0012】そして、本発明者は、上述の実験により得
られた現象を利用することを想起した。すなわち、デュ
ーティ比および記録パワーを固定した場合に、ランドと
グルーブとにおいては、特に、グルーブのキャリアにお
いて記録補助層の膜厚依存性が生じ、ランドにおいて
は、その膜厚依存性がほとんど表れない。これにより、
記録補助層の膜厚を変化させることにより、デューティ
比を変えることなく、ランドとグルーブのキャリアを合
わせることが可能であることを想起した。
【0013】さらに、本発明者は、グルーブにおけるキ
ャリア変化に関しての、さらなる鋭意検討を行った。す
なわち、本発明者は有効フレネル係数法により、GeT
e合金からなる記録層の振幅変化の記録補助層膜厚依存
性を計算した。そして、この計算結果から、本発明者
は、記録補助層の膜厚が小さくなるに伴って、振幅が大
きくなることを知見した。また、記録補助層の膜厚が3
0nmのときを基準として、膜厚を20nmから10n
mに小さくしたときの振幅の減少は、有効フレネル係数
法による計算によると約1dBであった。
【0014】本発明者の検討によれば、以上の現象は、
グルーブが、ランドに比して光学ピックアップに近く、
さらにトラック溝による影響が少ないために、膜厚の違
いによる反射率の変動に伴って、振幅変化を反映しやす
い状況になるためであると考えられる。そして、グルー
ブ側のキャリア変動に関しては、膜厚構成の変更による
反射率の振幅変化が支配的ではないかと考えられる。
【0015】この発明は、以上の検討に基づいて案出さ
れたものである。
【0016】すなわち、上記目的を達成するために、こ
の発明の第1の発明は、ディスク基板の少なくとも一方
の面に凹凸が設けられ、ディスク基板の凹凸が設けられ
た面上に、レーザ光を照射することにより情報信号を記
録可能に構成された記録層と、記録層に隣接した記録補
助層とが少なくとも積層された積層膜が設けられた光学
記録媒体であって、記録層の膜厚をdとし、記録補助層
の膜厚をaとしたときに、 d/4<a<3d が成立することを特徴とするものである。
【0017】この発明の第2の発明は、ディスク基板の
凹凸が設けられた面上に、レーザ光を照射することによ
り情報信号を記録可能に構成された記録層と、記録層に
隣接した記録補助層とが少なくとも積層された積層膜を
形成するようにした光学記録媒体の製造方法であって、
記録層の膜厚をdとし、記録補助層の膜厚をaとしたと
きに、記録補助層を、d/4<a<3dの膜厚に形成す
るようにしたことを特徴とするものである。
【0018】この発明において、好適には、記録層の膜
厚をdとし、記録補助層の膜厚をaとしたときに、d/
2≦a≦2dが成立する。
【0019】この発明において、典型的には、記録層
は、可逆的に変化する少なくとも2つの状態の変化によ
り情報信号を記録可能に構成されており、好適には、記
録層は、結晶相と非晶質相との相変化により情報信号を
記録可能に構成された相変化材料からなる。
【0020】この発明において、典型的には、情報信号
の記録および/または再生に用いられるレーザ光が、積
層膜に対して、ディスク基板が存在する側から、記録層
に照射されるように構成されている。このとき、好適に
は、レーザ光が照射される側に記録層が設けられるよう
に構成されており、具体的に、積層膜は、ディスク基板
の凹凸が設けられた面に近い側から、第1の誘電体層、
記録層、記録補助層、第2の誘電体層および第1の反射
層が順次積層されて構成されている。そして、好ましく
は、このディスク基板上の積層膜を覆うようにして、デ
ィスク基板上の積層膜の上面(ディスク基板とは反対側
の面)には、積層膜の保護と強化のために、紫外線硬化
型の樹脂(ウレタン系、アクリル系、シリコン系、ポリ
エステル系など)やホットメルト系の接着剤などからな
る合成樹脂層が設けられている。そして、第1の誘電体
層および第2の誘電体層は、典型的には、屈折率が2.
1程度の硫化亜鉛・酸化シリコン混合体(ZnS−Si
2)、または屈折率が2.0程度の窒化シリコン(S
iN、Si34)からなるが、その他の材料を用いるこ
とも可能である。また、この発明において、第1の誘電
体層の膜厚は、誘電体を島状にならずに成膜することが
できる範囲で、かつ200nm以下に選ばれる。また、
この発明において、典型的には、第2の誘電体層の膜厚
は、1nm以上100nm以下である。さらに、この発
明において、典型的には、第1の反射層の膜厚は、20
nm以上100nm以下に選ばれる。また、第1の誘電
体層、記録層、記録補助層、第2の誘電体層および第1
の反射層は、典型的には、スパッタリング法により成膜
されるが、その他の成膜方法を用いることも可能であ
り、具体的には、電子ビーム蒸着法、真空蒸着法、エピ
タキシャル成長法、化学気相成長(CVD)法、物理気
相成長(PVD)法などあらゆる方法を用いることが可
能である。
【0021】この発明において、典型的には、情報信号
の記録および/または再生に用いられるレーザ光が、デ
ィスク基板に対して積層膜が存在する側から、記録層に
照射されるように構成されている。また、この発明にお
いて、好適には、積層膜が、ディスク基板の凹凸が設け
られた面に近い側から、第2の反射層、第3の誘電体
層、記録補助層、記録層および第4の誘電体層が順次積
層されて構成されており、好ましくは、ディスク基板上
の積層膜を覆うようにして、レーザ光を透過可能な光透
過層が設けられている。そして、第3の誘電体層および
第4の誘電体層は、典型的には、屈折率が2.1程度の
ZnS−SiO2、または屈折率が2.0程度のSiN
やSi34からなるが、その他の材料を用いることも可
能である。また、この発明において、典型的には、第3
の誘電体層の膜厚は1nm以上100nm以下である。
また、この発明において、第4の誘電体層の膜厚は、誘
電体を島状にならずに成膜することができる範囲で、か
つ200nm以下に選ばれる。さらに、この発明におい
て、典型的には、第2の反射層の膜厚は、20nm以上
100nm以下に選ばれる。また、第2の反射層、第3
の誘電体層、記録補助層、記録層および第4の誘電体層
は、典型的には、スパッタリング法により成膜される
が、その他の成膜方法を用いることも可能であり、具体
的には、電子ビーム蒸着法、真空蒸着法、エピタキシャ
ル成長法、化学気相成長(CVD)法、物理気相成長
(PVD)法などあらゆる方法を用いることが可能であ
る。また、ディスク基板の積層膜を覆うようにして設け
られる光透過層は、典型的には、少なくとも、光透過性
を有する光透過性シートと、この光透過性シートをディ
スク基板に接着するための接着層とを有して構成され、
この接着層は、紫外線硬化樹脂または感圧性粘着剤から
なる。また、光透過性シートを用いる代わりに、光透過
層として、紫外線硬化樹脂を用いることも可能である。
【0022】このような、ディスク基板に対して、積層
膜が設けられた側からレーザ光が照射される光ディスク
としては、具体的には、DVR(Digital Video Recordi
ng system)などの、薄い光透過層を有する光ディスクを
挙げることができ、この発明は、このDVRなどの光デ
ィスクに適用することができ、発光波長が650nm程
度の半導体レーザを用いて情報信号の記録や再生を行う
ように構成された、いわゆるDVR−redや、発光波
長が400nm程度の半導体レーザを用いて情報信号の
記録や再生を行うように構成された、いわゆるDVR−
blueなどの光ディスクに適用することが可能であ
る。このDVRは、好ましくは、2個のレンズを直列に
組み合わせることによりNAを0.85程度にまで高め
た対物レンズを用いて、情報信号を記録可能に構成され
ており、具体的には、片面で22GB程度の記憶容量を
有する。また、このDVRなどの光ディスクは、好適に
はカートリッジに納められているが、この発明の適用
は、必ずしもカートリッジに納められているものに限定
されるものではない。
【0023】この発明において、ディスク基板上に設け
られた積層膜を薄い光透過層により覆う場合、典型的に
は、この光透過層は、少なくとも情報信号の記録/再生
に用いられる、GaN系半導体レーザ(発光波長400
nm帯、青色発光)、ZnSe系半導体レーザ(発光波
長500nm帯、緑色)、またはAlGaInP系半導
体レーザ(発光波長635〜680nm程度、赤色)な
どから照射されるレーザ光を透過可能な非磁性材料から
なり、具体的には、ポリカーボネートなどの光透過性を
有する熱可塑性樹脂からなる。
【0024】この発明において、典型的には、ディスク
基板の凹凸が形成された部分において、レーザ光が入射
する側から近い部分における凹または凸の幅Dgと、レ
ーザ光の入射から遠い側の部分における凸または凹の幅
lとの比率が、0.5≦Dl/Dg≦2.0を満たし、
好適には、0.8≦Dl/Dg≦1.2を満たすように構
成されている。
【0025】この発明において、典型的には、情報信号
の記録および/または再生に用いられる対物レンズの開
口数は0.45以上0.60以下であり、この開口数の
範囲においては、光学記録媒体におけるディスク基板が
設けられた側からレーザ光が照射される。
【0026】この発明において、記録層が島状にならな
いようにしつつ、良好なシグナルを得るとともに、光学
的なコントラストを良好な状態に維持し、熱的な拡散を
抑制するために、記録層の膜厚は、典型的には、5nm
以上50nm以下に選ばれ、好適には、10nm以上4
0nm以下に選ばれる。
【0027】この発明において、典型的には、記録補助
層の膜厚は、3nm以上100nm以下であり、好適に
は、5nm以上60nm以下である。
【0028】この発明において、典型的には、記録層
は、情報信号を追記的に記録可能に構成されている。こ
のとき、記録層は、好適には、GeTe系合金またはG
eSbTe系合金からなるが、記録層の材料としては、
その他の材料、具体的には、Ge−Te、Te−Sb、
Te−Ge−Sb、Te−Ge−Sb−Pd、Te−G
e−Sb−Cr、Te−Ge−Sb−Bi、Te−Ge
−Sn−O、Te−Ge−Sb−Se、Te−Ge−S
n−Au、In−Sb−Te、In−Sb−Se、Te
−Ge−Sb−Sn、In−Sb−Te−Ag、In−
Se、Te−Biなどを用いることができる。
【0029】この発明において、典型的には、光学記録
媒体は、凹凸が形成されたディスク基板の凹凸における
凸部分の上部と凹部分の底部とにレーザ光により記録マ
ークを記録するように構成されている。すなわち、この
発明による光学記録媒体は、具体的には、ランド・グル
ーブ記録方式を採用した光学記録媒体である。
【0030】この発明において、記録マークの再生光に
対する安定性を向上させるとともに、マークエッジ記録
で高密度記録を行う場合に良好なジッター特性を確保す
るために、典型的には、記録層を相変化材料から構成す
る場合、この相変化記録層は、Te−Ge−Sb系合金
(Te、Ge及びSbにこれら以外の元素が含まれてい
てもよい)からなり、その組成は、図6に示す、Teと
GeとSbとの3成分の組成を座標(Te,Ge,S
b)で示す三角グラフで、A(0.475,0.05,
0.475)、B(0.665,0.05,0.28
5)、C(0.60,0.40,0)、D(0.40,
0.60,0)の4点に囲まれた範囲(点Aの組成はT
47.5Ge5Sb47.5、点Bの組成はTe66.5Ge5Sb
28.5、点Cの組成はTe60Ge40、点Dの組成はTe40
Ge60)内にあり、好適には、相変化記録層の直上また
は直下に、SiN、SiC、GeN、PbSe、PbT
e、SnSe、SnTe、Bi2Te3およびSb2Te3
からなる群より選択される少なくとも1種の化合物を主
成分として含む記録補助層が設けられている。また、相
変化記録層の組成が、図6の三角グラフで、点Aと点B
とを結ぶ直線より外側である(すなわちGeの含有率が
5原子%未満である)と、結晶化温度が低くなって、記
録マークの形成されていない部分(未記録部分)が再生
光で結晶化され易くなる。その結果、記録マークと未記
録部分との境界が鮮明でなくなって、記録マークが劣化
する恐れがある。また、相変化記録層の組成が、図6の
三角グラフで、点Bと点Cとを結ぶ直線より外側、およ
び点Dと点Aとを結ぶ直線より外側であると、ジッター
特性が悪化する。また、相変化記録層の組成が、図6の
三角グラフで、点ABCDに囲まれた範囲内ではある
が、点Aと点Bとを結ぶ直線に近い組成(すなわちGe
の含有率が5原子%以上ではあるが、比較的少ない組
成)であると、非晶質状態と結晶状態とでの光学定数の
差が小さくなる。その結果、再生信号の振幅が減少する
ため、信号品質の点から好ましくない。
【0031】この発明において、相変化記録層の組成の
より好ましい範囲は、図6と同様の三角グラフである図
7で、座標(Te,Ge,Sb)がそれぞれ、E(0.
47,0.30,0.23)、F(0.58,0.3
0,0.12)、G(0.56,0.44,0)、H
(0.44,0.56,0)の範囲である。点Eの組成
は、Te47Ge30Sb23であり、点Fの組成はTe58
30Sb12であり、点Gの組成はTe56Ge44であり、
点Hの組成はTe44Ge56である。
【0032】この発明において、相変化記録層の組成の
より好ましい範囲は、図6と同様の三角グラフである図
8で、座標(Te,Ge,Sb)がそれぞれ、J(0.
47,0.40,0.13)、K(0.55,0.4
0,0.05)、L(0.52,0.48,0)、M
(0.44,0.56,0)の4点に囲まれた範囲であ
る。点Jの組成はTe47Ge40Sb13であり、点Kの組
成はTe55Ge40Sb5であり、点Lの組成はTe52
48であり、点Mの組成はTe44Ge56である。
【0033】この発明において、典型的には、記録層に
隣接して設けられる記録補助層は、好適には、SnT
e、SiN、SiC、SnSe、GeN、PbSe、P
bTe、Bi2Te3およびSb2Te3からなる群より選
ばれた少なくとも1種類の化合物を主成分として含む材
料からなる。また、記録補助層は、これらの化合物のい
ずれか一つ以上の混合により混晶状態となっているもの
であってもよい。光学記録媒体の保存寿命の観点からで
あれば、これらの化合物のうちSnTeを記録補助層の
主成分とすることが好ましい。また、この発明におい
て、記録補助層は、上述の特定の化合物を主成分とする
ものであり、これら以外の物質を含むこともできる。こ
の場合には、記録補助層を構成する物質全体における、
上述した特定の化合物の含有率を50体積%以上とす
る。上述した特定の化合物の含有率が50体積%未満で
あると、相変化記録層の結晶化が良好になされずに、再
生光のジッター特性が悪化する恐れがある。また、記録
補助層中の上述した特定の化合物の含有率は、70体積
%以上であることが好ましい。具体的には、記録補助層
の材料としては、リン化トリウム(ThP)、硫化ラン
タン(LaS)、スカンジウム・アンチモン(ScS
b)、トリウム・セレン(ThSe)、カルシウム・セ
レン(CaSe)、硫化鉛(PbS)、スカンジウム・
ビスマス(ScBi)、ヒ化トリウム(ThAs)、B
iSe、ヒ化インジウム(InAs)、イットリウム・
テルル(YTe)、ガリウム・アンチモン(GaS
b)、PbSe、スズ・アンチモン(SnSb)、アル
ミニウム・アンチモン(AlSb)、ヨウ化銅(Cu
I)、ストロンチウム・セレン(SrSe)、SnT
e、トリウム・アンチモン(ThSb)、CaTe、硫
化バリウム(BaS)、LaTe、PbTe、BiT
e、SrTe、ヨウ化銀(AgI)、Sb2Te3、Bi
2Se3、Bi 2Te3などを用いることができるが、必要
に応じて、その他の材料を用いることも可能である。
【0034】この発明において、ディスク基板上の積層
膜が反射層を有しない構造であり、記録補助層が記録層
に対してディスク基板とは反対側に設けられている場
合、記録補助層の記録層が接している面とは反対側の面
上に、保護層を設けることが望ましい。ここで、この保
護層は、金属または半金属の酸化物、炭化物、窒化物、
フッ化物および硫化物から選ばれた少なくとも1種類の
材料からなる。具体的には、この保護層としては、酸化
シリコン(SiO2,SiO)、酸化タンタル(Ta2
5)、または酸化ジルコニウム(ZrO2)などの酸化
物、炭化シリコン(SiC、シリコンカーバイト)や炭
化チタン(TiC、チタンカーバイト)などの炭化物も
しくはカーボン(C)単体、窒化シリコン(Si34
や窒化アルミニウム(AlN)などの窒化物、硫化亜鉛
(ZnS)、硫化(SmS)または硫化ストロンチウム
(SrS)などの硫化物、およびフッ化マグネシウム
(MgF2)などのフッ化物などをからなるものを挙げ
ることができる。また、これらの物質から選ばれた少な
くとも1種類、または複数種類の混合物を保護層材料と
することが望ましい。
【0035】この発明において、マークエッジ記録によ
る記録マークの長さの制御を精密に行うようにするため
に、典型的には、記録層を透過した光を反射させる第1
の反射層または第2の反射層は、熱伝導率が50W/m
・K以上である材料で構成することが好ましい。そし
て、熱伝導率が50W/m・K以上である材料として
は、Al、Cr、Ni、Au、ハフニウム(Hf)、パ
ラジウム(Pd)、タンタル(Ta)、コバルト(C
o)、Mo、W、Cu、およびTiからなる群より選択
される金属、またはこれらの金属の合金を挙げることが
できる。これらの材料のうち、種々の観点から反射層材
料として好ましいものは、Al−Ti合金、Al−Cr
合金、Al−Ta合金、Al−Pd合金、Al−Cu合
金、Ti−Al合金、Ti−V合金、Ti−Pd−Cu
合金、Ag合金などである。これらの合金の組成比は、
要求される特性に応じて設定される。また、必要に応じ
て、その他の材料を用いることも可能である。
【0036】上述のように構成されたこの発明によれ
ば、記録補助層の膜厚aを、記録層の膜厚dの1/4よ
り大きく、かつ膜厚dの3倍未満にしていることによ
り、凹凸の寸法を変えるのみならず、記録補助層の膜厚
を変更することによって、信号特性を変えることができ
るので、信号特性の向上に必要な自由度を増加させるこ
とができる。
【0037】
【発明の実施の形態】以下、この発明の実施形態につい
て図面を参照しながら説明する。
【0038】まず、この発明の第1の実施形態による光
ディスクについて説明する。図1に、この第1の実施形
態による光ディスクを示す。なお、この第1の実施形態
による光ディスクは、情報信号が追記的に記録される追
記型光ディスクである。
【0039】図1に示すように、この第1の実施形態に
よる光ディスク1は、ディスク基板2の一主面2a上
に、第1の誘電体層3、記録層4、記録補助層5、第2
の誘電体層6および第1の反射層7からなる積層膜と、
この積層膜を覆うようにして設けられた紫外線硬化樹脂
層8とから構成されている。
【0040】ディスク基板2は、少なくとも情報信号の
記録/再生に用いられるレーザ光が透過可能な材料から
なる。このディスク基板2を構成する材料としては、ポ
リカーボネート系樹脂、ポリオレフィン樹脂、またはア
クリル系樹脂などのプラスチック材料や、ガラスなどを
挙げることができる。これらの材料のうち、コストなど
の観点からはプラスチック材料を用いるのが望ましく、
この第1の実施形態においては、例えばポリカーボネー
ト(PC)からなる。また、このディスク基板2の直径
は、例えば130mmであり、厚さは例えば1.2mm
程度である。
【0041】また、このディスク基板2の一主面2aに
は、凹凸がトラック状に形成されている。このトラック
状の凹凸における凸部は、レーザ光が入射する側から遠
い部分となり、この第1の実施形態においては、この凸
部をランド2bと呼ぶ。また、凹凸における凹部は、レ
ーザ光が入射する側から近い部分となり、この第1の実
施形態においては、この凹部をグルーブ2cと呼ぶ。こ
こで、このランド2bの幅Dlとグルーブ2cの幅Dg
の比、すなわちデューティ比(Dl/Dg)は、0.5〜
2.0の範囲内から選ばれる。すなわち、デューティ比
が0.5未満となってしまうと、ランド2bの幅Dl
グルーブ2cの幅Dgに比して半分未満になってしま
い、それぞれのランド2bおよびグルーブ2cにおい
て、信号特性を両立させることが困難になる。また、同
様に、デューティ比が2.0より大きくなってしまう
と、グルーブ2cの幅Dgがランド2bの幅Dlに比して
半分未満に狭くなってしまうので、やはり信号特性を両
立させることが困難になってしまう。また、デューティ
比の好ましい範囲は、0.8〜1.2である。ここで、
この第1の実施形態において、ディスク基板2の寸法の
一例を挙げると、凹凸の溝トラックにおけるトラックピ
ッチ(Tp)を0.77μm、グルーブ2cの深さ(凹
部の深さ)を70nm、ランド2bの幅Dlを0.82
μm、グルーブ2cの幅Dgを0.72μmとして、デ
ューティ比は(0.82/0.72=)1.14とな
る。
【0042】また、第1の誘電体層3の材料は、記録/
再生用のレーザ光に対して吸収能(吸収率)が低い材
料、具体的には、消衰係数kが0.3以下の材料より構
成することが好ましく、耐熱性の観点をも考慮すると、
例えばSiNを挙げることができる。また、第1の誘電
体層3の膜厚は200nm以下に選ばれ、この第1の実
施形態においては、例えば10nmに選ばれる。
【0043】また、記録層4は、例えばGeTe合金か
らなる。また、記録層4は、その膜厚dが5nmよりも
小さいと光学的に振幅が小さくなってしまい、他方、膜
厚dが50nmより大きいと、熱の拡散効果が低下して
記録層4自体に熱がこもりやすくなり、記録マークを鮮
明に記録できなくなってしまう。したがって、記録層4
の膜厚dは、5nm≦d≦50nmの範囲から選ばれ
る。また、本発明者の記録層4における信号特性の実験
から得た知見によれば、良好なシグナルを得ることがで
きる範囲を考慮すると、記録層4の膜厚dは10nm≦
d≦40nmの範囲から選ばれることが望ましい。ここ
で、この第1の実施形態においては、記録層4の膜厚
は、例えば20nm程度である。
【0044】また、記録補助層5の材料は、SnTe、
SiN、SiC、GeN、PbTe、SnSe、PbS
e、Bi2Te3およびSb2Te3からなる群より選ばれ
た少なくとも1種類の化合物を主成分として含む材料で
あり、具体的には、上述した特定の化合物の含有率を5
0体積%以上、より好適には70体積%以上としたもの
である。また、この記録補助層5は、記録層4に対して
均一に接触することが望ましい。ここで、この第1の実
施形態においては、記録補助層5は例えばSnTeから
構成される。
【0045】また、記録補助層5の膜厚aは、記録層4
の膜厚dの1/4より大きく、3倍より小さい範囲から
選ばれる。すなわち、記録補助層5は、その膜厚aと記
録層4の膜厚dとにおいて、 d/4<a<3d が成立するように構成され、好ましくは、 d/2≦a≦2d が成立するように構成される。なお、この記録補助層5
の膜厚に関する詳細は後述する。
【0046】また、第2の誘電体層6の材料は、記録/
再生用のレーザ光に対して吸収能が低い材料、具体的に
は、消衰係数kが0.3以下の材料より構成することが
好ましく、耐熱性の観点をも考慮すると、例えばZnS
−SiO2(特に、そのモル比率が約4:1のもの)を
挙げることができる。なお、この第1の実施形態におい
ては、第1の誘電体層3と第2の誘電体層6とを互いに
異なる材料から構成したが、それぞれ互いに同じ材料を
用いることも可能である。
【0047】また、第1の反射層7は、例えばAl合金
からなり、この第1の実施形態においては、例えばAl
Ti合金からなる。また、第1の反射層7において、そ
の膜厚を20nm未満にすると、記録層4において生じ
る熱の拡散が十分にできず、熱冷却が不十分になってし
まう。他方、第1の反射層7の膜厚を100nmより大
きくすると、熱特性や光学的な特性に影響が生じるとと
もに、第1の反射層7に生じる応力により、スキューな
どの機械的特性に影響を与えてしまい、所望の信号特性
を得ることができなくなってしまう。したがって、第1
の反射層7の膜厚は、具体的には20〜100nmから
選ばれ、この第1の実施形態においては、例えば60n
mに選ばれる。
【0048】また、紫外線硬化樹脂層8は、紫外線照射
により硬化された紫外線硬化樹脂からなる。
【0049】以上のようにして構成されたこの第1の実
施形態による光ディスクにおいては、図1に示すよう
に、レーザ光L1が、第1の誘電体層3、記録層4、記
録補助層5、第2の誘電体層6および第1の反射層7が
順次積層された積層膜に対して、ディスク基板2が存在
する側から入射され、記録層4に照射されることにより
情報信号の記録および/または再生が行われる。
【0050】次に、以上のように構成されたこの第1の
実施形態による光ディスク1の製造方法について説明す
る。
【0051】すなわち、まず、例えば射出成形法によ
り、案内溝(凹凸溝トラック)を設けた清浄なディスク
基板2(例えば、厚さ:1.2mm、トラックピッチ:
0.77μm、ランドの幅:0.82μm、グルーブの
幅:0.72μm、グルーブの深さ:70nm)を製造
する。
【0052】次に、このディスク基板2を、Siターゲ
ットが設置された第1のスパッタリングチャンバ内に搬
入し、所定位置に載置する。その後、反応ガスとして窒
素(N2)ガスを用いたスパッタリング法により、ディ
スク基板2の一主面2a上に例えばSiNを成膜する。
これにより、ディスク基板2の一主面2a上にSiNか
らなる第1の誘電体層3が形成される。ここで、このス
パッタ条件の一例を挙げると、雰囲気ガスとして、アル
ゴン(Ar)ガスなどの不活性ガスとN2ガスの反応ガ
スを用い、それらの流量比をAr:N2=3:1、雰囲
気ガスの圧力を0.6Paとし、スパッタリングパワー
を2.5kWとする。その後、この第1の誘電体層3が
成膜されたディスク基板2を第1のスパッタリングチャ
ンバから搬出する。
【0053】次に、ディスク基板2を第2のスパッタリ
ングチャンバ内に搬入し、所定位置に載置する。その
後、スパッタリング法により、第1の誘電体層3上に、
例えばGeTe合金を成膜する。これにより、GeTe
合金からなる記録層4が形成される。ここで、このスパ
ッタ条件の一例を挙げると、雰囲気ガスとしてArガス
などの不活性ガスを用い、スパッタリングパワーを0.
3kW、雰囲気ガスの圧力を0.4Pa(3.0mTo
rr)とする。このとき、記録層4は、成膜後の組成が
例えばGe50Te50となるように組成が調整されたGe
Te合金ターゲットを用いて成膜される。その後、この
記録層4まで形成されたディスク基板2を第2のスパッ
タリングチャンバから搬出する。
【0054】次に、記録層4まで成膜されたディスク基
板2を、第3のスパッタリングチャンバ内に搬入し、所
定位置に載置する。その後、SnTe合金ターゲットを
用いたスパッタリング法により、記録層4上にSnTe
合金を成膜する。これにより、記録層4上にSnTe合
金からなる記録補助層5が均一に形成される。ここで、
このスパッタ条件の一例を挙げると、雰囲気ガスとして
Arガスなどの不活性ガスを用い、スパッタリングパワ
ーを0.3kW、雰囲気ガスの圧力を1.3×10-1
a(1.0mTorr)とする。その後、この記録補助
層5まで形成されたディスク基板2を、第3のスパッタ
リングチャンバから搬出する。
【0055】次に、記録補助層5まで形成されたディス
ク基板2を、第4のスパッタリングチャンバ内に搬入
し、その所定位置に載置する。その後、ZnS−SiO
2ターゲットを用いたスパッタリング法により、記録補
助層5上にZnS−SiO2を成膜する。これにより、
記録補助層5上にZnS−SiO2からなる第2の誘電
体層6が形成される。ここで、このスパッタ条件の一例
を挙げると、雰囲気ガスとしてArガスなどの不活性ガ
スを用い、スパッタリングパワーを0.6kW、雰囲気
ガスの圧力を1.3×10-1Pa(1.0mTorr)
とする。その後、この第2の誘電体層6まで形成された
ディスク基板2を、第4のスパッタリングチャンバから
搬出する。
【0056】次に、第2の誘電体層6まで形成されたデ
ィスク基板2を、第5のスパッタリングチャンバ内に搬
入し、その所定位置に載置する。その後、AlTi合金
からなるターゲットを用いたスパッタリング法により、
第2の誘電体層6上に、AlTi合金を成膜する。これ
により、第2の誘電体層6上に、AlTi合金からなる
第1の反射層7が形成される。ここで、このスパッタ条
件の一例を挙げると、雰囲気ガスとしてArガスなどの
不活性ガスを用い、スパッタリングパワーを2.5k
W、雰囲気ガスの圧力を1.3×10-1Pa(1.0m
Torr)とする。その後、この第1の反射層7まで形
成されたディスク基板2を、第5のスパッタリングチャ
ンバから搬出する。
【0057】その後、第1の反射層7の表面に、例えば
スピンコート法やロールコート法などにより、紫外線硬
化樹脂層8を形成する。
【0058】以上により、記録層4として相変化材料の
GeTeを用いた、この第1の実施形態による追記型の
光ディスク1が製造される。
【0059】本発明者は、以上のように製造されたこの
第1の実施形態による光ディスク1において、記録補助
層5の膜厚aを、d/4≦a≦3dの範囲内、具体的に
は、a=d/4、a=d/2、a=d、a=2d、a=
3dとした光ディスク1をそれぞれ製造し、それらの光
ディスク1における記録再生特性を、評価器を用いて測
定した。すなわち、5種類の光ディスク1の記録再生特
性を評価することによって、キャリアの記録補助層5の
膜厚依存性を評価した。なお、この光ディスクを評価し
た際に用いられた評価器においては、レーザ光の波長を
660nmとし、対物レンズの開口数NAを0.575
とする。
【0060】この評価における結果を図2に示す。な
お、図2のグラフにおいて、横軸を記録補助層5の膜
厚、縦軸をキャリアとし、ランドの評価値を「◆」で示
し、グルーブの評価値を「■」で示す。さらに、本発明
者は、レーザ光の振幅の、記録補助層5の膜厚依存性に
ついての光学計算を行った。その計算結果を図3に示
す。
【0061】図2から、グルーブにおいては、記録補助
層5の膜厚aを、d/4〜3dの範囲内で減少させてい
くのに伴い、キャリアが上昇していくことが分かる。こ
れに対し、ランドにおいては、記録補助層5の膜厚a
を、d/4〜3dの範囲内で減少させていった場合で
も、キャリアの変化が小さくなることが分かる。
【0062】すなわち、キャリア変化における記録補助
層5の膜厚依存性は、グルーブの方が顕著に表れること
が分かる。これにより、記録補助層5の膜厚を意図的に
変化させることにより、ランドにおける信号特性をほぼ
一定にしつつ、グルーブにおける信号特性を変化可能と
なることが分かる。
【0063】また、図3から、記録補助層5の膜厚a
を、記録層4の膜厚dの1/4倍以下に小さくするのに
伴って、振幅が急激に減少していくことが分かる。これ
により、所望の振幅を確保することを目的として行われ
る、記録補助層5の膜厚の制御が、非常に困難になるこ
とが分かる。他方、記録補助層5の膜厚aを、記録層4
の膜厚dの1/4倍より大きくした場合には、振幅の変
化は非常に緩やかになり、記録補助層5の膜厚の制御を
容易に行うことができることが分かる。このような観点
から、記録補助層5の膜厚aは、記録層4の膜厚dの1
/4倍より大きくすることが望ましい。
【0064】さらに、図2から、記録補助層5の膜厚a
をより小さくすると、d/4になる段階において、ラン
ドにおけるキャリアの値とグルーブにおけるキャリアの
値とが、ともに減少していくことが分かる。すなわち、
記録補助層5の膜厚aを記録層4の膜厚dの1/4以下
(a≦d/4)にすると、ランドの信号特性とグルーブ
の信号特性とがともに劣化してしまうことが分かる。す
なわち、記録補助層5の膜厚aは、少なくとも記録層4
の膜厚dの1/4より大きく(d/4<a)する必要が
あり、さらには、記録層4の膜厚dの1/2以上(d/
2≦a)にするのが好ましい。また、本発明者の成膜実
験から得た知見によれば、記録補助層5の膜厚aを記録
層4の膜厚dの1/4より大きく(d/4<a)するこ
とによって、記録補助層5を構成する材料を、記録層4
上に、島状構造にならないように成膜することができ
る。これによって、記録補助層5を均一に形成すること
が可能となる。
【0065】また、図3から、記録補助層5の膜厚aを
大きくしていくと、緩やかではあるが振幅が減少してい
くことが分かる。そのため、記録補助層5の膜厚aはあ
まり大きすぎない方が良く、記録層4の膜厚dの3倍以
下にすることが望ましい。
【0066】さらに、図2から、記録補助層5の膜厚a
を増加させ、その膜厚aが記録層4の膜厚dの3倍以上
(3d≦a)となった段階で、ランドのキャリアの値と
グルーブのキャリアの値とがともに、大幅に減少してし
まうことが分かる。したがって、記録補助層5の膜厚a
を記録層4の膜厚dの3倍以上(3d≦a)にすると、
ランドの信号特性とグルーブの信号特性とがともに劣化
してしまい、図3に示す計算結果に準じた結果となるこ
とがわかる。すなわち、記録補助層5の膜厚aは、少な
くとも記録層4の膜厚dの3倍未満(a<3d)にする
必要があり、さらには、記録層4の膜厚dの2倍以下
(a≦2d)にするのが好ましい。
【0067】さらに、本発明者は、光学的なクロストー
クの記録補助層膜厚依存性を調べるために、記録補助層
5の膜厚をさまざまに変化させた場合において、2Tマ
ークを記録した際の、ランドからグルーブへのクロスト
ークの信号量およびグルーブからランドへのクロストー
クの信号量を測定した。図4に、これらのクロストーク
の信号量における記録補助層5の膜厚依存性を示す。な
お、図4において縦軸は、キャリアの値と比較可能にす
るために相対的なデシベル(dB)表示とし、グルーブ
からランドへのクロストークを「◆」で示し、ランドか
らグルーブへのクロストークを「■」で示した。
【0068】図4から、記録補助層5の膜厚aを3dか
らd/2に減少させるのに伴い、グルーブにおける信号
量(キャリア)が大きくなっていく(図2参照)にもか
かわらず、グルーブからランドに漏れ込むクロストーク
は減少していくことが分かる。他方、ランドからグルー
ブに漏れ込むクロストークは、記録補助層5の膜厚aを
3dからd/2に減少させるのに伴い、若干増加する程
度であり、顕著な増加は確認されない。すなわち、記録
補助層5の膜厚を意図的に変化させた場合でも、クロス
トークの増加を抑制しつつ、ランドおよびグルーブにお
けるキャリアを制御可能となることが分かる。
【0069】以上説明したように、この第1の実施形態
による光ディスクによれば、ディスク基板2の一主面上
に、第1の誘電体層3、記録層4、記録補助層5、第2
の誘電体層6および第1の反射層7からなる積層膜が設
けられ、ランド・グルーブ記録方式を採用した光ディス
クにおいて、記録補助層5の膜厚aを記録層4の膜厚d
の1/4倍より大きくかつ3倍未満にすることにより、
特にグルーブ2cの信号振幅を大きくすることができる
とともに、ランド2bにおける信号特性を最適化した後
に記録補助層5の膜厚を制御することで、ランド2bに
おける信号特性とグルーブ2cにおける信号特性とをと
もに良好な状態で確保することができる。また、記録補
助層5の膜厚を意図的に制御することにより、ランド2
bにおける信号振幅を一定に保ちつつ、グルーブ2cに
おける信号振幅を変化させることができるので、ランド
2bにおける信号振幅とグルーブ2cにおける信号振幅
とを、互いに独立して変化させることができるので、設
計自由度を増加させることができ、記録層4における最
適な成膜条件を維持しつつ、ランド2bおよびグルーブ
2cの最適化を行うことができる。したがって、光ディ
スクにおいて、信号特性を良好な状態として、情報信号
の再生を行うことができるので、高い信頼性を有する光
ディスクを得ることができる。
【0070】次に、この発明の第2の実施形態による光
ディスクについて説明する。図5に、この第2の実施形
態による光ディスクを示す。なお、この第2の実施形態
による光ディスクは、情報信号を書き換え可能な、書換
型光ディスクである。
【0071】図5に示すように、この第2の実施形態に
よる光ディスク11は、ディスク基板12の一主面12
a上に、第2の反射層13、第3の誘電体層14、記録
補助層15、記録層16および第4の誘電体層17が順
次積層された積層膜と、この積層膜を覆うようにして設
けられた光透過層18とから構成されている。
【0072】ディスク基板12は、例えばポリカーボネ
ート(PC)やシクロオレフィンポリマー(例えば、ゼ
オネックス(登録商標))などの低吸水性の材料から構
成される。また、このディスク基板12の厚さは、例え
ば0.6〜1.2mmであり、この第2の実施形態にお
いては、例えば1.1mm程度である。また、このディ
スク基板12の直径は、例えば120mmである。ここ
で、この第2の実施形態による光ディスクは、ディスク
基板12に対して薄い光透過層18が設けられた側から
レーザ光を照射することにより、情報信号の記録/再生
を行うように構成されている。そのため、ディスク基板
12としては、透過性を有するか否かを考慮する必要が
ないので、例えばAlなどの金属からなる基板を用いる
ことも可能である。また、ディスク基板12として、ガ
ラス基板、または、ポリオレフィン、ポリイミド、ポリ
アミド、ポリフェニレンサルファイド、ポリエチレンテ
レフタレートなどの樹脂からなる基板を用いることも可
能である。
【0073】また、このディスク基板12の一主面12
aには、凹凸がトラック状に形成されている。このトラ
ック状の凹凸における凹部は、レーザ光が入射する側か
ら遠い部分となり、この第2の実施形態においては、こ
の凹部をランド12bと呼ぶ。また、凹凸における凸部
は、レーザ光が入射する側から近い部分となり、この第
2の実施形態においては、この凸部をグルーブ12cと
呼ぶ。ここで、このランド12bの幅Dlとグルーブ1
2cの幅Dgとの比、すなわちデューティ比(D l
g)は、第1の実施形態におけると同様の理由によ
り、典型的には0.5〜2.0の範囲内から選ばれ、好
適には0.8〜1.2の範囲内から選ばれる。ここで、
この第2の実施形態において、ディスク基板12の凹凸
における寸法の一例を挙げると、凹凸の溝トラックにお
けるトラックピッチ(Tp)を0.77μm、グルーブ
の深さ(凹部の深さ)を70nmとし、ランドの幅Dl
を0.82μm、グルーブの幅Dgを0.72μmとし
て、デューティ比は(0.82/0.72=)1.14
となる。
【0074】また、第2の反射層13は、例えばAl合
金からなり、この第2の実施形態においては、例えばA
lTi合金からなる。また、この第2の反射層13の膜
厚は、第1の実施形態におけると同様の理由により、具
体的には、20〜100nmから選ばれ、例えば60n
mに選ばれる。
【0075】また、第3の誘電体層14の材料は、記録
/再生用のレーザ光に対して吸収能が低い材料、具体的
には、消衰係数kが0.3以下の材料より構成すること
が好ましく、耐熱性の観点をも考慮すると、例えばZn
S−SiO2(特に、そのモル比率が約4:1のもの)
を挙げることができる。
【0076】また、記録補助層15の材料は、SnT
e、SiN、SiC、GeN、PbTe、SnSe、P
bSe、Bi2Te3およびSb2Te3からなる群より選
ばれた少なくとも1種類の化合物を主成分として含む材
料であり、具体的には、上述した特定の化合物の含有率
を50体積%以上、より好適には70体積%以上とした
ものである。また、この記録補助層15は、記録層16
に対して均一に接触することが望ましい。ここで、この
第2の実施形態においては、記録補助層15は例えばS
nTeから構成される。
【0077】また、記録補助層15の膜厚aは、第1の
実施形態におけると同様の理由から、後述する記録層1
6の膜厚dの1/4より大きく、3倍より小さい範囲か
ら選ばれる。すなわち、記録補助層15は、その膜厚a
と記録層16の膜厚dとにおいて、 d/4<a<3d が成立するように構成され、信号特性の向上の観点か
ら、 d/2≦a≦2d が成立するように構成される。
【0078】また、記録層16は、例えばGeSbTe
合金からなる。また、この記録層16の膜厚dは、第1
の実施形態におけると同様の理由から、5nm≦d≦5
0nmの範囲から選ばれる。また、本発明者の記録層1
6における信号特性の実験から得た知見によれば、良好
なシグナルを得ることができる膜厚dの範囲を考慮する
と、記録層16の膜厚dは10nm≦d≦40nmの範
囲から選ばれることが望ましい。ここで、この第2の実
施形態においては、記録層16の膜厚は、例えば20n
m程度である。
【0079】また、第4の誘電体層17の材料は、記録
/再生用のレーザ光に対して吸収能(吸収率)が低い材
料、具体的には、消衰係数kが0.3以下の材料より構
成することが好ましく、耐熱性の観点をも考慮すると、
例えばSiNを挙げることができる。また、第4の誘電
体層17の膜厚は200nm以下に選ばれ、この第2の
実施形態においては、例えば10nmに選ばれる。な
お、この第2の実施形態においては、第3の誘電体層1
4と第4の誘電体層17とを互いに異なる材料から構成
したが、それぞれ互いに同じ材料を用いることも可能で
ある。
【0080】以上のようにして構成されたこの第2の実
施形態による光ディスクにおいては、図5に示すよう
に、ディスク基板12に対して積層膜が存在する側か
ら、レーザ光L2が入射されて、ランド12bの上方お
よびグルーブ12cの上方のそれぞれの記録層16に照
射されることにより情報信号の記録および/または再生
が行われる。
【0081】次に、以上のように構成されたこの第2の
実施形態による光ディスク11の製造方法について説明
する。
【0082】すなわち、まず、例えば射出成形法によ
り、案内溝(凹凸溝トラック)を設けた清浄なディスク
基板12(例えば、厚さ:1.1mm、トラックピッ
チ:0.77μm、ランドの幅:0.82μm、グルー
ブの幅:0.72μm、グルーブの深さ:70nm)を
製造する。
【0083】次に、凹凸溝トラックが形成されたディス
ク基板12を、第1のスパッタリングチャンバ内に搬入
し、その所定位置に載置する。その後、AlTi合金か
らなるターゲットを用いたスパッタリング法により、少
なくとも凹凸が形成された溝トラック上に、AlTi合
金を成膜する。これにより、ディスク基板12上に、A
lTi合金からなる第2の反射層13が形成される。こ
こで、このスパッタ条件の一例を挙げると、雰囲気ガス
としてArガスなどの不活性ガスを用い、スパッタリン
グパワーを2.5kW、雰囲気ガスの圧力を1.3×1
-1Pa(1.0mTorr)とする。その後、この第
2の反射層13が形成されたディスク基板12を、第1
のスパッタリングチャンバから搬出する。
【0084】次に、第2の反射層13まで形成されたデ
ィスク基板12を、第2のスパッタリングチャンバ内に
搬入し、その所定位置に載置する。その後、ZnS−S
iO 2ターゲットを用いたスパッタリング法により、第
2の反射層13上にZnS−SiO2を成膜する。これ
により、第2の反射層13上にZnS−SiO2からな
る第3の誘電体層14が形成される。ここで、このスパ
ッタ条件の一例を挙げると、雰囲気ガスとしてArガス
などの不活性ガスを用い、スパッタリングパワーを0.
6kW、雰囲気ガスの圧力を1.3×10-1Pa(1.
0mTorr)とする。その後、この第3の誘電体層1
4まで形成されたディスク基板12を、第2のスパッタ
リングチャンバから搬出する。
【0085】次に、第3の誘電体層14まで成膜された
ディスク基板12を、第3のスパッタリングチャンバ内
に搬入し、その所定位置に載置する。その後、SnTe
合金ターゲットを用いたスパッタリング法により、第3
の誘電体層14上にSnTe合金を成膜する。これによ
り、第3の誘電体層14上にSnTe合金からなる記録
補助層15が均一に形成される。ここで、このスパッタ
条件の一例を挙げると、雰囲気ガスとしてArガスなど
の不活性ガスを用い、スパッタリングパワーを0.3k
W、雰囲気ガスの圧力を1.3×10-1Pa(1.0m
Torr)とする。その後、この記録補助層15まで形
成されたディスク基板12を、第3のスパッタリングチ
ャンバから搬出する。
【0086】次に、この記録補助層15まで形成された
ディスク基板12を第4のスパッタリングチャンバ内に
搬入し、所定位置に載置する。その後、スパッタリング
法により、記録補助層15上に、例えばGeSbTe合
金を成膜する。これにより、GeSbTe合金からなる
記録層16が形成される。ここで、このスパッタ条件の
一例を挙げると、雰囲気ガスとしてArガスなどの不活
性ガスを用い、スパッタリングパワーを0.3kW、雰
囲気ガスの圧力を0.4Pa(3.0mTorr)とす
る。その後、この記録層16まで形成されたディスク基
板12を第4のスパッタリングチャンバから搬出する。
【0087】次に、この記録層16まで形成されたディ
スク基板12を、Siターゲットが設置された第5のス
パッタリングチャンバ内に搬入し、所定位置に載置す
る。その後、反応ガスとしてN2ガスを用いたスパッタ
リング法により、第2の反射層13上に例えばSiNを
成膜する。これにより、第2の反射層13上にSiNか
らなる第3の誘電体層14が形成される。ここで、この
スパッタ条件の一例を挙げると、雰囲気ガスとして、A
rガスなどの不活性ガスとN2ガスの反応ガスを用い、
それらの流量比をAr:N2=3:1、圧力を0.6P
aとし、スパッタリングパワーを2.5kWとする。そ
の後、この第4の誘電体層17が形成されたディスク基
板12を第5のスパッタリングチャンバから搬出する。
【0088】その後、第2の反射層13、第3の誘電体
層14、記録補助層15、記録層16および第4の誘電
体層17からなる積層膜を覆うようにして、所定の貼り
合わせ装置(図示せず)を用いて、接着層18aを介し
て光透過性シート18bを貼り合わせる。これにより、
光透過層18が形成される。
【0089】以上により、この第2の実施形態による光
ディスク11が製造される。
【0090】この第2の実施形態による光ディスク11
によれば、記録補助層15の膜厚aを記録層16の膜厚
dに対して、d/4<a<3dの範囲内にしていること
により、第1の実施形態におけると同様の効果を得るこ
とができ、このように構成された光ディスク11におい
ても、第1の実施形態による光ディスク1と同様の効果
を得ることができることが確認された。
【0091】以上、この発明の実施形態について具体的
に説明したが、この発明は、上述の実施形態に限定され
るものではなく、この発明の技術的思想に基づく各種の
変形が可能である。
【0092】例えば、上述の実施形態において挙げた数
値、材料はあくまでも例に過ぎず、必要に応じてこれと
異なる数値、材料を用いてもよい。
【0093】例えば、上述の第1の実施形態において
は、この発明を、相変化材料からなる記録層4を有し、
記録が追記的に行われる追記型光ディスクに適用する場
合について説明したが、必ずしも追記型光ディスクに限
るものではなく、その他の光ディスク、具体的には、書
換可能型光ディスクなどに適用することも可能である。
【0094】また、例えば上述の第2の実施形態におい
ては、第2の反射層13の材料としてAlTi合金を用
いたが、第2の反射層13の材料としては、AlTi合
金以外にも、AlCu合金などの他のAl合金、Al、
銀(Ag)、AgPdCu合金などのAg合金、銅(C
u)、Cu合金などを用いることも可能である。また、
上述の第2の実施形態においては、記録層16として、
GeSbTe合金からなるものを用いたが、記録層16
としては、所望とする特性に応じて、GeTe合金、G
eInSbTe合金、AgInSbTe合金などのその
他の材料を用いることも可能である。
【0095】また、例えば上述の第2の実施形態におい
ては、ディスク基板12の一主面12aに形成された凹
凸溝トラックにおけるトラックピッチTpを0.77μ
mとしたが、必要に応じてこの値以外の値でも良く、具
体的にレーザ光として波長が405nm程度の青色レー
ザを用い、2群レンズを用いてNAを高め、0.85程
度とした場合には、トラックピッチTpを0.74μm
以下、具体的には0.3μm程度にしてもよい。
【0096】
【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、ディスク基板の少なくとも一方の面に凹凸が設けら
れ、ディスク基板の凹凸が設けられた面上に、レーザ光
を照射することにより情報信号を記録可能に構成された
記録層と、記録層に隣接した記録補助層とが少なくとも
積層された積層膜が設けられた光学記録媒体を、記録層
の膜厚dと記録補助層の膜厚aとの間において、d/4
<a<3dが成立するように構成していることにより、
良好な信号特性を得るための自由度を向上させることが
でき、記録や再生などにおいて、信号特性に優れ、高い
信頼性を有する光学記録媒体を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の第1の実施形態による光ディスクを
示す断面図である。
【図2】この発明の第1の実施形態による光ディスクに
おけるキャリアの記録補助層の膜厚依存性を示すグラフ
である。
【図3】この発明の第1の実施形態による光ディスクに
おける信号振幅における記録補助層の膜厚依存性を示す
グラフである。
【図4】この発明の第1の実施形態による光ディスクに
おけるクロストーク信号の記録補助層の膜厚依存性を示
すグラフである。
【図5】この発明の第2の実施形態による光ディスクを
示す断面図である。
【図6】この発明による光学記録媒体における相変化記
録層の好適な組成を示す三角グラフである。
【図7】この発明による光学記録媒体における相変化記
録層の好適な組成を示す三角グラフである。
【図8】この発明による光学記録媒体における相変化記
録層の好適な組成を示す三角グラフである。
【符号の説明】
1,11・・・光ディスク、2,12・・・ディスク基
板、2a,12a・・・一主面、2b,12b・・・ラ
ンド、2c,12c・・・グルーブ、3・・・第1の誘
電体層、4,16・・・記録層、5,15・・・記録補
助層、6・・・第2の誘電体層、7・・・第1の反射
層、8・・・紫外線硬化樹脂層、13・・・第2の反射
層、14・・・第3の誘電体層、17・・・第4の誘電
体層、18・・・光透過層、18a・・・接着層、18
b・・・光透過性シート
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 5D029 JA01 JB05 JB35 JB45 WA01 WA27 WA29 WB12 WB13 WC10 WD11 5D121 AA01 AA04 AA05 EE03 EE13 EE14 EE27

Claims (41)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ディスク基板の少なくとも一方の面に凹
    凸が設けられ、 上記ディスク基板の凹凸が設けられた面上に、レーザ光
    を照射することにより情報信号を記録可能に構成された
    記録層と、上記記録層に隣接した記録補助層とが少なく
    とも積層された積層膜が設けられた光学記録媒体であっ
    て、 上記記録層の膜厚をdとし、上記記録補助層の膜厚をa
    としたときに、 d/4<a<3d が成立することを特徴とする光学記録媒体。
  2. 【請求項2】 上記記録層が、可逆的に変化する少なく
    とも2つの状態の変化により上記情報信号を記録可能に
    構成されていることを特徴とする請求項1記載の光学記
    録媒体。
  3. 【請求項3】 上記記録層が、結晶相と非晶質相との相
    変化により上記情報信号を記録可能に構成された相変化
    材料からなることを特徴とする請求項1記載の光学記録
    媒体。
  4. 【請求項4】 情報信号の記録および/または再生に用
    いられるレーザ光が、上記積層膜に対して、上記ディス
    ク基板が存在する側から、上記記録層に照射されるよう
    に構成されていることを特徴とする請求項1記載の光学
    記録媒体。
  5. 【請求項5】 上記積層膜が、上記ディスク基板の上記
    凹凸が設けられた面に近い側から、第1の誘電体層、上
    記記録層、上記記録補助層、第2の誘電体層および第1
    の反射層が順次積層されて構成されていることを特徴と
    する請求項4記載の光学記録媒体。
  6. 【請求項6】 上記ディスク基板上の上記積層膜を覆う
    ようにして、合成樹脂からなる層が設けられていること
    を特徴とする請求項4記載の光学記録媒体。
  7. 【請求項7】 情報信号の記録および/または再生に用
    いられるレーザ光が、上記ディスク基板に対して、上記
    積層膜が存在する側から、上記記録層に照射されるよう
    に構成されていることを特徴とする請求項1記載の光学
    記録媒体。
  8. 【請求項8】 上記積層膜が、上記ディスク基板の上記
    凹凸が設けられた面に近い側から、第2の反射層、第3
    の誘電体層、上記記録補助層、上記記録層および第4の
    誘電体層が順次積層されて構成されていることを特徴と
    する請求項7記載の光学記録媒体。
  9. 【請求項9】 上記ディスク基板上の上記積層膜を覆う
    ようにして、上記レーザ光を透過可能な光透過層が設け
    られていることを特徴とする請求項7記載の光学記録媒
    体。
  10. 【請求項10】 上記ディスク基板の凹凸が形成された
    部分において、上記レーザ光が入射側から近い部分にお
    ける段差の幅Dgと、上記レーザ光の入射から遠い側の
    部分における段差の幅Dlとの比率が、0.5≦Dl/D
    g≦2.0を満たすことを特徴とする請求項1記載の光
    学記録媒体。
  11. 【請求項11】 上記ディスク基板の凹凸が形成された
    部分において、上記レーザ光の入射から近い側の部分に
    おける段差の幅Dgと、上記レーザ光の入射から遠い側
    の部分における幅Dlとの比率が、0.8≦Dl/Dg
    1.2を満たすことを特徴とする請求項1記載の光学記
    録媒体。
  12. 【請求項12】 上記情報信号の記録および/または再
    生に用いられる対物レンズの開口数が0.45以上0.
    60以下であることを特徴とする請求項1記載の光学記
    録媒体。
  13. 【請求項13】 上記記録層の膜厚が、5nm以上50
    nm以下であることを特徴とする請求項1記載の光学記
    録媒体。
  14. 【請求項14】 上記記録層の膜厚が、10nm以上4
    0nm以下であることを特徴とする請求項1記載の光学
    記録媒体。
  15. 【請求項15】 上記記録補助層の膜厚が、3nm以上
    100nm以下であることを特徴とする請求項1記載の
    光学記録媒体。
  16. 【請求項16】 上記記録補助層の膜厚が、5nm以上
    60nm以下であることを特徴とする請求項1記載の光
    学記録媒体。
  17. 【請求項17】 上記記録層が、上記情報信号を追記的
    に記録可能に構成されていることを特徴とする請求項1
    記載の光学記録媒体。
  18. 【請求項18】 上記記録層がGeTe系合金またはG
    eSbTe系合金からなることを特徴とする請求項1記
    載の光学記録媒体。
  19. 【請求項19】 上記記録補助層が、SnTe、Si
    N、SiC、SnSe、GeN、PbSe、PbTe、
    Bi2Te3およびSb2Te3からなる群より選ばれた少
    なくとも1種類の化合物を主成分として含む材料からな
    ることを特徴とする請求項1記載の光学記録媒体。
  20. 【請求項20】 上記レーザ光により、上記ディスク基
    板の凹凸における凸部分の上方に設けられた記録層と、
    凹部分の底部の上方に設けられた記録層とに記録マーク
    を記録可能に構成されていることを特徴とする請求項1
    記載の光学記録媒体。
  21. 【請求項21】 上記レーザ光が照射される側に上記記
    録層が設けられるように構成されていることを特徴とす
    る請求項1記載の光学記録媒体。
  22. 【請求項22】 ディスク基板の凹凸が設けられた面上
    に、レーザ光を照射することにより情報信号を記録可能
    に構成された記録層と、上記記録層に隣接した記録補助
    層とが少なくとも積層された積層膜を形成するようにし
    た光学記録媒体の製造方法であって、 上記記録層の膜厚をdとし、上記記録補助層の膜厚をa
    としたときに、 上記記録補助層を、 d/4<a<3dの膜厚に形成するようにしたことを特
    徴とする光学記録媒体の製造方法。
  23. 【請求項23】 上記記録層を、可逆的に変化する少な
    くとも2つの状態の変化により上記情報信号を記録可能
    な材料から形成するようにしたことを特徴とする請求項
    22記載の光学記録媒体の製造方法。
  24. 【請求項24】 上記記録層を、結晶相と非晶質相との
    相変化により上記情報信号を記録可能な相変化材料から
    形成するようにしたことを特徴とする請求項22記載の
    光学記録媒体の製造方法。
  25. 【請求項25】 上記レーザ光を、上記積層膜に対して
    上記ディスク基板が存在する側から、上記記録層に照射
    することにより、上記記録層に上記情報信号を記録する
    ようにしたことを特徴とする請求項22記載の光学記録
    媒体の製造方法。
  26. 【請求項26】 上記ディスク基板の上記凹凸が設けら
    れた面に近い側から、第1の誘電体層、上記記録層、上
    記記録補助層、第2の誘電体層および第1の反射層を順
    次成膜することにより、上記積層膜を形成するようにし
    たことを特徴とする請求項25記載の光学記録媒体の製
    造方法。
  27. 【請求項27】 上記ディスク基板上に上記積層膜を形
    成した後、上記積層膜を覆うようにして合成樹脂からな
    る層を形成することを特徴とする請求項25記載の光学
    記録媒体の製造方法。
  28. 【請求項28】 上記レーザ光を、上記ディスク基板に
    対して上記積層膜が存在する側から、上記記録層に照射
    することにより、上記記録層に上記情報信号を記録可能
    に形成することを特徴とする請求項22記載の光学記録
    媒体の製造方法。
  29. 【請求項29】 上記ディスク基板の上記凹凸が設けら
    れた面上に、第2の反射層、第3の誘電体層、上記記録
    補助層、上記記録層および第4の誘電体層を順次成膜す
    ることにより、上記積層膜を形成するようにしたことを
    特徴とする請求項28記載の光学記録媒体の製造方法。
  30. 【請求項30】 上記ディスク基板上の上記積層膜を形
    成した後、上記積層膜を覆うようにして、上記レーザ光
    を透過可能な光透過層を形成するようにしたことを特徴
    とする請求項28記載の光学記録媒体の製造方法。
  31. 【請求項31】 上記ディスク基板の凹凸が形成された
    部分において、上記レーザ光が入射側から近い部分にお
    ける段差の幅Dgと、上記レーザ光の入射から遠い側の
    部分における段差の幅Dlとの比率が、0.5≦Dl/D
    g≦2.0を満たすことを特徴とする請求項22記載の
    光学記録媒体の製造方法。
  32. 【請求項32】 上記ディスク基板の凹凸が形成された
    部分において、上記レーザ光の入射から近い側の部分に
    おける段差の幅Dgと、上記レーザ光の入射から遠い側
    の部分における幅Dlとの比率が、0.8≦Dl/Dg
    1.2を満たすことを特徴とする請求項22記載の光学
    記録媒体の製造方法。
  33. 【請求項33】 上記情報信号の記録および/または再
    生の際に用いられる対物レンズの開口数が0.45以上
    0.60以下であることを特徴とする請求項22記載の
    光学記録媒体の製造方法。
  34. 【請求項34】 上記記録層を、5nm以上50nm以
    下の膜厚に形成するようにしたことを特徴とする請求項
    22記載の光学記録媒体の製造方法。
  35. 【請求項35】 上記記録層を、10nm以上40nm
    以下の膜厚に形成するようにしたことを特徴とする請求
    項22記載の光学記録媒体の製造方法。
  36. 【請求項36】 上記記録補助層を、3nm以上100
    nm以下の膜厚に形成するようにしたことを特徴とする
    請求項22記載の光学記録媒体の製造方法。
  37. 【請求項37】 上記記録補助層の膜厚を、5nm以上
    60nm以下の膜厚に形成するようにしたことを特徴と
    する請求項22記載の光学記録媒体の製造方法。
  38. 【請求項38】 上記記録層を、上記情報信号を追記的
    に記録可能に形成するようにしたことを特徴とする請求
    項22記載の光学記録媒体の製造方法。
  39. 【請求項39】 上記記録層を、GeTe系合金または
    GeSbTe系合金から形成するようにしたことを特徴
    とする請求項22記載の光学記録媒体の製造方法。
  40. 【請求項40】 上記記録補助層を、SiC、SiN、
    SnTe、SnSe、GeN、PbSe、PbTe、B
    2Te3およびSb2Te3からなる群より選ばれた少な
    くとも1種類の化合物を主成分として含む材料から形成
    するようにしたことを特徴とする請求項22記載の光学
    記録媒体の製造方法。
  41. 【請求項41】 上記凹凸が形成された上記ディスク基
    板の上記凹凸における凸部分の上部と凹部分の底部とに
    上記レーザ光により記録マークを記録可能に形成するこ
    とを特徴とする請求項22記載の光学記録媒体の製造方
    法。
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