JP2002352472A - 光学的情報記録媒体とその製造方法およびその記録再生方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】耐食性に優れ、信号振幅が改善した信頼性の高
い光学的情報記録媒体とその製造方法およびその記録再
生方法を提供する。 【解決手段】透明基板(1)上に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記録層(14)と、反射層(17)と、記
録層(14)と反射層(17)の間に介在させた誘電体層(16)を
含む相変化光学的情報記録媒体であって、反射層(17)の
主成分がＡｇ元素であり、誘電体層(16)の主成分がＴａ
の酸化物、Ｔａの窒化物およびＴａの窒酸化物から選ば
れる少なくとも一つである。記録層(14)と誘電体層(16)
の間に、さらに界面層(15)を介在させてもよい。

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とその製造方法およびその記録
再生方法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（登録商標）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
ザー光照射により薄膜の屈折率また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
で透過光または反射光の振幅が変化し、その結果検出系
に至る透過光量または反射光量が変化することを検出し
て信号を再生する。

【０００４】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。さらに反射層の上に
誘電体層を積層したものもある。また、前記各層の積層
順を逆にして、反射層、誘電体層、記録層、誘電体層の
順に積層したものもある。

【０００５】ここで、誘電体層の役割について説明す
る。この層は、記録層を外部からの機械的なダメージか
ら保護する役割、多重反射による干渉効果を利用して光
学的変化を強調する役割、外気からの影響を遮断し化学
的な変化を防止する役割、信号の繰り返し記録の場合に
起きる基板表面の荒れや記録層の熱的ダメージを低減す
る役割等を有している。

【０００６】また、特開平０９(1997)−８３４２９８号
公報や、特開平１０(1998)−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
界面層を設け、サイクル特性を向上させた構成の光ディ
スクもある。

【０００７】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。

【０００８】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。

【０００９】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。

【００１０】より高密度な記録再生を行うためレーザ光
を光ディスクに照射する光学系の対物レンズの開口数を
大きくすることにより、レーザ光スポットを小さくする
ことが提案されている（例えば、特開平１０(1998)−１
５４３５１）。この場合、記録再生特性におけるディス
クのチルトトレランスを確保する目的で、レーザ入射光
側の保護層厚を薄くする。例えば、現在商品化されてい
るＤＶＤ−ＲＡＭの保護層厚０．６ｍｍに比べて非常に
薄い０．１ｍｍ厚のポリカーボネートシートを保護層と
して用いる。

【００１１】このような保護層の薄膜化においては、従
来のようなディスク基板上に、第１の誘電体層、記録
層、第２の誘電体層、反射層を順次積層した積層順で
は、０．１ｍｍシート上に膜を形成せねばならず、これ
は量産を考えた場合、０．１ｍｍシートのハンドリング
が困難で実用的ではない。そこで各層の積層順を逆に
し、すなわち０．１ｍｍシートではない基板（例えば
１．１ｍｍ厚のポリカーボネート基板）上に反射層、第
２の誘電体層、記録層、第１の誘電体層を設ける製造方
法が考えられる。しかし、このような場合には、例えば
Ａｇを主成分とした反射層の表面は、幅約５０ｎｍ、高
さ約１０ｎｍもの凹凸になっており、最初に反射層を積
層する場合には反射層の凹凸の上に誘電体層や記録層を
積層することになり、記録層表面も大きな凹凸になり、
膜厚が一定に形成されていないことがわかった。これ
は、記録再生時にノイズとなり信号品質を劣化させる原
因となる。また、この反射層の凹凸は基板上に誘電体
層、記録層、誘電体層、反射層の順に積層した従来の場
合にもＡｇ反射層が薄い場合には、記録再生特性を悪化
させる問題がある。

【００１２】この問題を解決するためには、Ａｇ反射層
成膜時に従来はアルゴンガスによりスパッタリングをお
こなってきたが、そのアルゴンガスに酸素または窒素を
添加することによりＡｇ反射層の表面性が飛躍的に改善
される。Ａｇ反射層成膜時に酸素等を添加することは反
射層の表面性改善に対して必須であると考えている。し
かし、添加ガス量を増やしすぎると、窒素添加の場合は
アジ化銀という爆発性の化合物ができてしまう危険性が
ある。また、酸素添加の場合には、酸素を入れることで
Ａｇ元素が活性化され、ＡｇがＳと反応して生じるＡｇ
の腐食と同じ現象が生じるという新たな問題が生ずる。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、前記従来の
問題を解決するため、耐食性に優れ、信号振幅が改善し
た信頼性の高い光学的情報記録媒体とその製造方法およ
びその記録再生方法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】前記目的を達成するた
め、本発明の光学的情報記録媒体は、透明基板上にエネ
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記録層と、反
射層と、前記記録層と前記反射層の間に介在させた誘電
体層を含む相変化光学的情報記録媒体であって、前記反
射層の主成分がＡｇ元素であり、前記誘電体層の主成分
がＴａの酸化物、Ｔａの窒化物およびＴａの窒酸化物か
ら選ばれる少なくとも一つであることを特徴とする。

【００１５】前記において、主成分とは５０モル％以
上、さらに好ましくは８０モル％以上である。

【００１６】次に本発明の光学的情報記録媒体の製造方
法は、透明基板上に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
化を生ずる記録層を成膜する記録層成膜工程と、反射層
を成膜する反射層成膜工程と、前記記録層と前記反射層
の間に位置する誘電体層を成膜する誘電体層成膜工程と
を有する相変化光学的情報記録媒体の製造方法であっ
て、前記反射層の主成分がＡｇ元素であり、前記誘電体
層の主成分がＴａの酸化物、Ｔａの窒化物およびＴａの
窒酸化物から選ばれる少なくとも一つであり、前記Ａｇ
を主成分とする反射層の成膜工程において酸素または窒
素のうち少なくとも一方を含むスパッタガスを用いて成
膜することを特徴とする。

【００１７】次に本発明の光学的情報記録媒体の記録再
生方法は、透明基板上に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
的変化を生ずる記録層と、反射層と、前記記録層と前記
反射層の間に介在させた誘電体層を含む相変化光学的情
報記録媒体の記録再生方法であって、前記反射層の主成
分がＡｇ元素であり、前記誘電体層の主成分がＴａの酸
化物、Ｔａの窒化物およびＴａの窒酸化物から選ばれる
少なくとも一つである光学的情報記録媒体に対して、波
長３００〜５００ｎｍのレーザー光線を用いて情報を記
録および再生することを特徴とする。

【００１８】

【発明の実施の形態】本発明は下記の構成を採用すると
ころにそのポイントがある。 （１）透明基板上に、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
逆的変化を生ずる記録層と、反射層と、前記記録層と前
記反射層の間に位置する誘電体層を少なくとも設けた相
変化光ディスクであって、前記誘電体層がＴａの酸化物
または窒酸化物を主成分とする。 （２）記録層と誘電体層間または、反射層と誘電体層の
間に炭素（Ｃ）、または元素α（αはＳｎ、Ｉｎ、Ｚ
ｒ、Ｓｉ、Ｃｒ、Ａｌ、Ｖ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｗ、Ｔｉ、Ｍ
ｇ、Ｇｅのうち少なくとも１元素）の窒化物、酸化物、
炭化物または窒酸化物を含む層を設ける。

【００１９】Ａｇ反射層腐食とディスクの冷却能向上の
２つの課題に対して、Ｔａの酸化物、窒化物、または窒
酸化物を主成分とする第２の誘電体層を導入することが
有効であることがわかった。Ａｇ反射層腐食に関しては
Ｔａの窒化物、酸化物、または窒酸化物はＳ元素を含ん
でいないため、腐食の第１段階であるＡｇのイオン化が
起こらず、高温高湿試験後においても腐食は見られな
い。また、ディスクの冷却能向上に関しては、Ｔａの酸
化物、窒化物、または窒酸化物はＺｎＳ−ＳｉＯ ₂とほ
ぼ同じ光学定数を有し、かつ熱伝導度がＺｎＳ−ＳｉＯ
₂より良好（冷却能が大）であるという膜特性のため、
第２の誘電体層にＺｎＳ−ＳｉＯ₂を用いた場合とディ
スク反射率は同じであるが信号振幅が改善した結果が得
られる。

【００２０】また、高温高湿試験後にＴａの酸化物、窒
化物や窒酸化物膜と記録層間で剥離が生じるという課題
に対しては、記録層と誘電体層間にＣまたは、元素α
（αはＳｎ、Ｉｎ、Ｚｒ、Ｓｉ、Ｃｒ、Ａｌ、Ｖ、Ｎ
ｂ、Ｍｏ、Ｗ、Ｔｉ、Ｍｇ、Ｇｅのうち少なくとも１元
素）の窒化物、または酸化物、または炭化物、または窒
酸化物を含む界面層を設けることにより、Ｔａの酸化物
や窒酸化物膜の成膜条件に関わらず、剥離が生じないデ
ィスクが得られる。

【００２１】また、Ａｇ反射層の表面性を改善するため
に酸素や窒素を添加することに対して生じたＡｇの腐食
に対しては、記録層と誘電体層の間または、反射層と誘
電体層の間に界面層を設けることにより酸素により活性
化されたＡｇの拡散を妨げ、腐食が生じないディスクが
得られた。

【００２２】以上のようにＡｇ反射層の腐食を改善する
上で、Ｔａの酸化物、窒化物、または窒酸化物を誘電体
層としてもちい、かつＣまたは、元素α（αはＳｎ、Ｉ
ｎ、Ｚｒ、Ｓｉ、Ｃｒ、Ａｌ、Ｖ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｗ、Ｔ
ｉ、Ｍｇ、Ｇｅのうち少なくとも１元素）の窒化物、ま
たは酸化物、または炭化物、または窒酸化物を含む界面
層を設けるこれら２つの層を形成するのが好ましい。

【００２３】本発明においては、前記基板上に反射層、
誘電体層および記録層がこの順番に成膜されているのが
好ましい。この好ましい例によれば、青色発光レーザを
用いた場合、記録層側から照射できるからである。

【００２４】また、前記記録層と誘電体層の間に、さら
に第１の界面層を介在させることが好ましい。この好ま
しい例によれば、記録層と誘電体層との間の元素の拡散
を防ぐことができる。また、前記誘電体層と反射層の間
に、さらに第２の界面層を介在させることが好ましい。
この好ましい例によれば、反射層のＡｇの拡散を防ぐこ
とができる。

【００２５】前記第１の界面層の膜厚は１ｎｍ以上１０
ｎｍ以下が好ましく、さらに好ましくは１ｎｍ以上５ｎ
ｍ以下の範囲である。

【００２６】前記第２の界面層の膜厚は１ｎｍ以上１０
ｎｍ以下が好ましく、さらに好ましくは１ｎｍ以上５ｎ
ｍ以下の範囲である。

【００２７】前記記録層は、Ｓｂ及びＴｅ元素を含んで
いることが好ましい。

【００２８】前記誘電体層は、さらにＳｉＯ₂、Ａｌ₂Ｏ
₃、ＧｅＮ、Ｓｉ₃Ｎ₄、Ａｌ₃Ｎ₄、ＧｅＯＮ、ＳｉＯＮ
およびＡｌＯＮから選ばれる少なくとも一つを含んでい
てもよい。

【００２９】また、前記基板と対向する外表面に、さら
に保護膜を備えたことが好ましい。保護膜は例えば光硬
化樹脂により形成できる。

【００３０】

【実施例】以下、具体的実施例により本発明をさらに詳
細に説明する。

【００３１】（実施例１）図１を用いて本実施例で用い
たディスクの構造について説明する。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上に形成した。ディスク基板
１１上に、第１の誘電体層１２、記録層１４、第２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を設けた。

【００３２】本実施例では、基板１１として、ポリカー
ボネート基板を用いた。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があるものを用いた。

【００３３】保護層１８としては、基板１１上に成膜し
た積層した膜上に紫外線（ＵＶ）硬化樹脂（接着剤）を
用いてポリカーボネート基板を接着した。

【００３４】第２の誘電体層としてＴａの酸化物、窒酸
化物をもちいた場合について、高温高湿試験後のＡｇ腐
食観察結果について述べる。

【００３５】本実施例で用いたディスク構成は、０．３
４ミクロン毎にグルーブとランドが交互に形成された直
径１２０ｍｍ、厚さ０．６ｍｍ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。

【００３６】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１００ｎｍスパッタリング
により形成した。

【００３７】記録層組成は、Ｇｅ：Ｓｂ：Ｔｅ＝２１．
５：２４．７：５３．８の原子％比とし、１２ｎｍスパ
ッタリングにより形成した。

【００３８】第２の誘電体層としてレファレンスとし
て、ＺｎＳ−ＳｉＯ₂膜を厚さ５０ｎｍ形成した。ま
た、第２の誘電体層として本発明のようにＴａの酸化
物、窒酸化物を用いた場合の成膜条件は以下のとおりで
ある。Ｔａ₂Ｏ₅組成のスパッタリングターゲットを用
い、成膜ガスとしてＡｒとＯ₂の混合ガス（Ｏ₂濃度：１
０％）を用いてＴａの酸化物を５０ｎｍ成膜した。ま
た、成膜ガスとしてＡｒとＮ₂の混合ガス（Ｎ₂濃度：１
０％）を用いてＴａの窒酸化物を５０ｎｍ成膜した。

【００３９】反射層はスパッタリングによりＡｇ膜を厚
み１００ｎｍに成膜を行った。その上にポリカーボネー
トの保護層を設けた。

【００４０】これらのディスクを９０℃、相対湿度８０
％、１００Ｈｒの条件で耐候性試験を行い、腐食を光学
顕微鏡で観察した。その結果を表１に示す。

【００４１】

【表１】

【００４２】表１より、第２の誘電体層としてＺｎＳ−
ＳｉＯ₂を用いた場合には、腐食が観察された。一方、
本発明のように第２の誘電体層としてＴａの酸化物、窒
酸化物を用いた場合には腐食がなかった。以上のよう
に、第２の誘電体層としてＴａの酸化物、窒酸化物を設
けることで、Ａｇの腐食のないディスクが得られた。

【００４３】なお、記録層として、ＧｅＳｂＴｅ系の組
成のものについて述べたが、Ｓｂ、Ｔｅ元素を少なくと
も１種類含む他の組成の記録層を用いた場合にも、同様
の結果が得られた。

【００４４】なお本実施例では基板１１上に第１の誘電
体層１２、記録層１４、第２の誘電体層１６、反射層１
７の順に積層した場合について説明したが、図２に示す
ように、基板１１上に反射層１７、第２の界面層１９、
第２の誘電体層１６、第１の界面層１５、記録層１４、
第１の誘電体層１２、保護層１８の順に積層した場合に
も、同様の結果が得られた。第１の界面層１５および第
２の界面層１９は、アルゴンガス（80vol.%）と窒素ガ
ス（20vol.%）の混合ガス中でスパッタリング法により
厚み５ｎｍのＧｅＮ膜として形成した。

【００４５】なお、界面層として、Ｃまたは、元素α
（αはＳｎ、Ｉｎ、Ｚｒ、Ｓｉ、Ｃｒ、Ａｌ、Ｖ、Ｎ
ｂ、Ｍｏ、Ｗ、Ｔｉ、Ｍｇ、Ｇｅのうち少なくとも１元
素）の窒化物、または酸化物、または炭化物、または窒
酸化物層とした場合、第１の誘電体層と記録層間に界面
層、または記録層と第２の誘電体層間に界面層を設けた
場合、または上記の両方に界面層を備えたディスク構成
の場合にも同様の結果が得られた。

【００４６】なお、本実施例では誘電体層にＴａの酸化
物またはＴａの窒酸化物の場合について述べたが、Ｔａ
の酸化物またはＴａの窒酸化物にＳｉＯ₂、Ａｌ₂Ｏ₃、
ＧｅＮ、Ｓｉ₃Ｎ₄、Ａｌ₃Ｎ₄、ＧｅＯＮ、ＳｉＯＮ、Ａ
ｌＯＮのうち少なくとも１種類を含んだ構成の場合にも
同様の結果が得られた。

【００４７】（実施例２）実施例１のディスクにおい
て、Ｔａの酸化物、窒酸化物を用いた場合の信号振幅評
価結果について述べる。

【００４８】本実施例で用いたディスク構成は、実施例
１と同じものを用いた。

【００４９】これらのディスクについて記録再生特性評
価を行った。この記録再生特性評価方法について述べ
る。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４００ｎｍ、開口数０．６５のものを用
いた。また、信号方式は（８−１６）変調方式、線速
８．６ｍ／ｓで最短マーク長（３Ｔマーク）０．２６ミ
クロンのマークを適正なレーザ光パワーでグルーブ部に
記録し、この信号振幅を測定した。表２に信号振幅結果
を示す。

【００５０】

【表２】

【００５１】表２より、レファレンスである第２の誘電
体層にＺｎＳ−ＳｉＯ₂を用いた場合より、本発明のよ
うにＴａの酸化物または、Ｔａの窒酸化物を用いた場合
の方が、信号振幅が改善しているのがわかる。以上のよ
うに第２の誘電体層にＴａの酸化物またはＴａの窒酸化
物を用いることで冷却能が向上し、記録マークが大きく
形成でき信号振幅が改善する。

【００５２】実施例１および実施例２より、第２の誘電
体層としてＴａの酸化物または窒酸化物を用いた場合に
は、Ａｇ腐食もなく信号振幅の改善したディスクが得ら
れた。

【００５３】なお、記録層として、ＧｅＳｂＴｅ系の組
成のものについて述べたが、Ｓｂ、Ｔｅ元素を少なくと
も１種類含む他の組成の記録層を用いた場合にも、同様
の結果が得られた。

【００５４】なお本実施例では図３に示すように、基板
１１上に第１の誘電体層１２、記録層１４、第２の誘電
体層１６、反射層１７、保護層１８の順に積層した場合
について述べたが、基板１１上に反射層、第２の誘電体
層、記録層、第１の誘電体層の順に積層した場合にも、
同様の結果が得られた。

【００５５】なお、界面層として、Ｃまたは、元素α
（αはＳｎ、Ｉｎ、Ｚｒ、Ｓｉ、Ｃｒ、Ａｌ、Ｖ、Ｎ
ｂ、Ｍｏ、Ｗ、Ｔｉ、Ｍｇ、Ｇｅのうち少なくとも１元
素）の窒化物、または酸化物、または炭化物、または窒
酸化物層とした場合、第１の誘電体層と記録層間に界面
層、または記録層と第２の誘電体層間に界面層を設けた
場合、または上記の両方に界面層を備えたディスク構成
の場合にも同様の結果が得られた。

【００５６】なお、本実施例では誘電体層にＴａの酸化
物またはＴａの窒酸化物の場合について述べたが、Ｔａ
の酸化物またはＴａの窒酸化物にＳｉＯ₂、Ａｌ₂Ｏ₃、
ＧｅＮ、Ｓｉ₃Ｎ₄、Ａｌ₃Ｎ₄、ＧｅＯＮ、ＳｉＯＮ、Ａ
ｌＯＮのうち少なくとも１種類を含んだ構成の場合にも
同様の結果が得られた。

【００５７】（実施例３）記録層と第２の誘電体層（Ｔ
ａの酸化物、窒酸化物）の間に、元素α（αはＳｎ、Ｉ
ｎ、Ｚｒ、Ｓｉ、Ｃｒ、Ａｌ、Ｖ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｗ、Ｔ
ｉ、Ｍｇ、Ｇｅのうち少なくとも１元素）の窒化物、ま
たは酸化物、または炭化物、または窒酸化物層を設けた
場合の、Ｔａの酸化物または窒酸化物の成膜条件と膜剥
離について述べる。

【００５８】本実施例で用いたディスク構成は、実施例
１と同じものを用いた。

【００５９】また、第２の誘電体層として本発明のよう
にＴａの酸化物または窒酸化物を用いた場合の成膜条件
は以下のとおりである。Ｔａ₂Ｏ₅組成のスパッタリング
ターゲットを用い、成膜ガスとしてＡｒとＯ₂の混合ガ
ス（Ｏ₂濃度：０〜５０％）を用いてＴａの酸化物を５
０ｎｍ成膜した。さらに、成膜ガスとしてＡｒとＮ₂の
混合ガス（Ｎ₂濃度：０〜５０％）を用いてＴａの窒酸
化物を５０ｎｍ成膜した。

【００６０】また図２に示すように、記録層１４と第２
の誘電体層１６間に剥離防止用に界面層としてＧｅＮ膜
を設けた場合についても検討した。ＧｅＮ膜は、Ｇｅを
アルゴンガス（80vol.%）と窒素ガス（20vol.%）の混合
ガス中でスパッタリングして厚み５ｎｍで形成した。

【００６１】これらのディスクを温度９０℃、相対湿度
８０％、時間１００Ｈｒの条件で耐候性試験を行い、記
録層とＴａの酸化物、窒酸化物層間の剥離を光学顕微鏡
で観察した。その結果を表３に示す。

【００６２】

【表３】

【００６３】表３より、記録層と第２の誘電体層間にＧ
ｅＮ膜がない場合には、Ｔａの成膜条件がＯ₂：１０〜
２０％、またはＮ₂：１０〜２０％の場合には剥離は観
察されなかったが、その他の場合には剥離が生じた。一
方、本発明のように、ＧｅＮ膜を設けた場合には、Ｔａ
の成膜条件がＯ₂：１０〜５０％、Ｎ₂：１０〜５０％の
範囲で剥離が生じておらず、ＧｅＮ膜がない場合より剥
離のない成膜条件範囲が大幅に拡大した。

【００６４】なお、記録層として、ＧｅＳｂＴｅ系の組
成のものについて述べたが、Ｓｂ、Ｔｅ元素を少なくと
も１種類含む他の組成の記録層を用いた場合にも、同様
の結果が得られた。

【００６５】なお、本実施例では、基板１１上に第１の
誘電体層、記録層、第２の誘電体層、反射層の順に積層
した場合について述べたが、基板１１上に反射層、第２
の誘電体層、記録層、第１の誘電体層の順に積層した場
合にも、同様の結果が得られた。

【００６６】なお、界面層として、Ｃまたは、元素α
（αはＳｎ、Ｉｎ、Ｚｒ、Ｓｉ、Ｃｒ、Ａｌ、Ｖ、Ｎ
ｂ、Ｍｏ、Ｗ、Ｔｉ、Ｍｇ、Ｇｅのうち少なくとも１元
素）の窒化物、または酸化物、または炭化物、または窒
酸化物層とした場合、第１の誘電体層と記録層間に界面
層、または記録層と第２の誘電体層間に界面層を設けた
場合、または上記の両方に界面層を備えたディスク構成
の場合にも同様の結果が得られた。

【００６７】なお、本実施例では誘電体層にＴａの酸化
物またはＴａの窒酸化物の場合について述べたが、Ｔａ
の酸化物またはＴａの窒酸化物にＳｉＯ₂、Ａｌ₂Ｏ₃、
ＧｅＮ、Ｓｉ₃Ｎ₄、Ａｌ₃Ｎ₄、ＧｅＯＮ、ＳｉＯＮ、Ａ
ｌＯＮのうち少なくとも１種類を含んだ構成の場合にも
同様の結果が得られた。

【００６８】（実施例４）反射層成膜時に酸素ガスを添
加し反射層の表面性を改善したディスクの高温高湿試験
後のＡｇ腐食観察結果について述べる。

【００６９】本実施例で用いたディスク構成は、０．３
４ミクロン毎にグルーブとランドが交互に形成された直
径φ１２０ｍｍ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。

【００７０】ディスクの成膜は実施例１と同様である
が、図４に示すように、各層の積層順のみ反射層、誘電
体層、記録層、誘電体層の順に行った。すなわち厚み
１．１ｍｍ基板１１上にＡｇ反射層１７を１００ｎｍ形
成し、第２の誘電体層１６としてＴａ₂Ｏ₅を５０ｎｍ、
記録層１４を１２ｎｍ、第１の誘電体層１２としてＺｎ
Ｓ−ＳｉＯ₂混合膜を厚さ１００ｎｍスパッタリングに
より形成した。その表面に保護層１８を形成した。保護
層１８は、厚さ８０μｍのポリカーボネートシートをＵ
Ｖ硬化樹脂接着剤（厚み２０μｍ）を用いて、トータル
厚み１００μｍに形成した。

【００７１】反射層成膜時の添加ガス量を酸素を０〜４
０vol.％まで変化させた。

【００７２】また、実施例３と同様にＧｅＮ界面層１５
の膜厚を変化させて設けた場合を検討した。

【００７３】これらのディスクを温度９０℃、相対湿度
８０％、時間１００Ｈｒの条件で耐候性試験を行い、腐
食を光学顕微鏡で観察した。まず、ＧｅＮ界面層厚を５
ｎｍと一定として記録層とＴａ₂Ｏ₅誘電体層間に設けた
場合におけるＡｇ成膜時の腐食の酸素濃度依存性を表４
に示す。

【００７４】

【表４】

【００７５】表４より、ＧｅＮ界面層がない場合にはＴ
ａ₂Ｏ₅誘電体層を用いた場合においても、Ａｇ成膜時の
酸素濃度が３vol.％以上ではＡｇ反射層腐食が生じる。
しかし、本発明のようにＧｅＮ界面層を介在させた場合
には、この界面層によりＡｇの拡散が抑制され腐食が生
じない信頼性の高いディスクが得られた。また、Ａｇ成
膜時の酸素濃度が３vol.％未満ではＡｇ反射層の表面性
は改善されておらず、記録再生時のノイズ評価結果よ
り、酸素濃度は３vol.％以上必要であることを確認し
た。

【００７６】次に、腐食のＧｅＮ界面層厚依存性を表５
に示す。この条件はＡｇ反射層成膜時の酸素添加量は２
０vol.％と一定とした。

【００７７】

【表５】

【００７８】表５より、ＧｅＮ界面層厚が１ｎｍ以上あ
れば、Ａｇ反射層腐食が防げることがわかる。

【００７９】なお、ＧｅＮ界面層を反射層とＴａ₂Ｏ₅誘
電体層間に設けた場合についても同様の検討をおこなっ
た。その結果は上記２つの結果と同様であり、腐食が改
善した結果となった。

【００８０】また、記録層として、ＧｅＳｂＴｅ系の組
成のものについて述べたが、Ｓｂ、Ｔｅ元素を少なくと
も１種類含む他の組成の記録層を用いた場合にも、上記
２つと同様の結果が得られた。

【００８１】また、本実施例では基板１１に反射層、第
２の誘電体層、記録層、第１の誘電体層の順に積層した
場合について述べたが、基板１１に第１の誘電体層、記
録層、第２の誘電体層、反射層の順に積層した場合、反
射層厚が３０ｎｍ以下の薄い場合にも、上記２つと同様
の結果が得られた。

【００８２】なお、界面層として、Ｃまたは、元素α
（αはＳｎ、Ｉｎ、Ｚｒ、Ｓｉ、Ｃｒ、Ａｌ、Ｖ、Ｎ
ｂ、Ｍｏ、Ｗ、Ｔｉ、Ｍｇ、Ｇｅのうち少なくとも１元
素）の窒化物、または酸化物、または炭化物、または窒
酸化物層とした場合、第１の誘電体層と記録層間に界面
層、または記録層と第２の誘電体層間に界面層を設けた
場合、または上記の両方に界面層を備えたディスク構成
の場合にも上記２つと同様の結果が得られた。

【００８３】本実施例では誘電体層にＴａの酸化物また
はＴａの窒酸化物の場合について述べたが、Ｔａの酸化
物、窒化物またはＴａの窒酸化物にＳｉＯ₂、Ａｌ
₂Ｏ₃、ＧｅＮ、Ｓｉ₃Ｎ₄、Ａｌ₃Ｎ₄、ＧｅＯＮ、ＳｉＯ
Ｎ、ＡｌＯＮのうち少なくとも１種類を含んだ構成の場
合にも同様の結果が得られた。

【００８４】（比較例１）図５に示す構成のディスクを
作製した。この構成は、青色レーザ光の波長領域（３０
０〜５００ｎｍ）での記録再生用に開発したものであ
る。すなわち、ディスク基板１１上に、第１の誘電体層
１２、記録層１４、第２の誘電体層１６、反射層１７を
順次積層し、さらにその上に密着した保護層を設けた構
成である。この場合、第１、第２の誘電体層としては、
ＺｎＳ：８０ｍｏｌ％−ＳｉＯ₂：２０ｍｏｌ％を、記
録層としてはＧｅＳｂＴｅ系組成のものを、反射層とし
ては、Ａｇ系材料をそれぞれ用いた。

【００８５】図５に示すディスク構成に至るまでに、種
々の反射層材料を検討した。反射層材料決定にあたって
は、２つのポイントから選定した。１つめは、ディスク
構成での記録層のアモルファス状態と結晶状態の反射率
差を大きくし信号振幅を大きくできる反射層の光学定数
を有しているかどうかである。青色レーザ光での波長に
おいて反射層材料とディスク構成での記録層のアモルフ
ァス状態と結晶状態の反射率差を表６に示す。各層の膜
厚を変化させれば、表６の反射率差の値は変わる。表６
は、各層膜厚をそれぞれの反射層材料毎に記録感度やデ
ィスクの量産を考えた場合の現実的な膜厚、例えば膜厚
が厚すぎる場合は材料費や製膜サイクルの面で問題が生
ずるため、実用化の範囲内で最適化した場合の結果であ
る。

【００８６】

【表６】

【００８７】表６より反射層材料としてＡｇ、Ａｌ、Ｎ
ｉをもちいた場合には、アモルファス状態と結晶状態の
反射率差が大きく、すなわち、信号品質の良好なディス
ク特性が得られる。 さらに、記録層の放熱速度を速く
することでより大きな記録マークを形成でき、それによ
り信号品質が向上する。表７に各反射層材料の熱伝導率
を示す。

【００８８】

【表７】

【００８９】表７より、ＡｇはＡｌやＮｉの約２倍以上
の熱伝導率があることがわかる。

【００９０】これら２つのポイントから判断して反射層
材料としてＡｇ系材料が最も適していた。また、これら
の反射層材料を用いてディスク化し、信号品質を比較し
ても、Ａｇ反射層をもちいた場合の信号品質が最も良好
であった。

【００９１】また、第１、第２の誘電体層の材料として
ＺｎＳ：８０ｍｏｌ％−ＳｉＯ₂：２０ｍｏｌ％を用い
た理由は、前述の誘電体層としての役割のすべてを満足
するという点である。さらに、記録層材料として用いた
ＧｅＳｂＴｅ系組成を用いた理由は、ディスク構成での
記録層のアモルファス状態と結晶状態の反射率差に大き
な影響を与える光学定数の変化が、青色レーザ光の波長
域においても大きく適していたためである。

【００９２】種々の評価検討の結果、以下の２点が図５
に示すディスクの課題として挙げられた。

【００９３】課題の１点目は膜腐食である。このディス
クを、通常のライフ試験条件である温度９０℃、相対湿
度８０％、時間１００ｈｒの環境下に放置し、その後、
光学顕微鏡により膜の腐食を観察した。その結果、上記
構成のディスクでは、透過光で見た場合、白色の直径
０．１ｍｍほどの腐食が多数生じていた。このＡｇ腐食
のメカニズムとして以下のことが推測できる。この腐食
は第２の誘電体層中に含まれるＳ元素と反射層の主成分
であるＡｇ元素が反応しＡｇ元素がイオン化する。一般
にＡｇ製品は年月が経つと表面が黒っぽく変色してくる
が、これは空気中のＳ元素とＡｇの反応の結果であっ
て、ＳとＡｇが反応しやすいことはよく知られているこ
とである。Ａｇ元素がイオン化することでＡｇの移動度
が増加し、ＺｎＳ−ＳｉＯ₂誘電体層中に存在するパス
（Ａｇイオンが通過できる穴）を通って記録層にまで達
する。オージェ電子分光法によりＡｇ元素が記録層中に
多量に存在していることを確認した。記録層に達したＡ
ｇイオンはＡｇと親和性の高いＴｅやＳｂと結合する。
この反応が連続して起こることにより、ＺｎＳ−ＳｉＯ
₂層に存在するパス周辺部では反射層中のＡｇ量が減少
し光透過性が増す。さらに記録層中に移動したＡｇがＴ
ｅやＳｂと反応することにより光透過性が増し、それを
我々は腐食として光学顕微鏡で観察していると考えられ
る。しかし、先に述べたがこれらのＡｇの腐食の原因物
質のどれもが他の特性の点からも優れており、どの１つ
の元素も除くことができなかった。

【００９４】課題の２点目は冷却能不足による信号品質
低下である。相変化光ディスクではレーザ光の照射によ
って記録層を局所的に加熱し、比較的強いパワーで照射
した部分は溶融後急冷過程でアモルファス化し、また比
較的弱いパワーで照射した部分はアニール過程で結晶化
するという変化を可逆的に行い書換え記録を行ってい
る。前記第２の誘電体層にＺｎＳ−ＳｉＯ₂を用いた４
層構成ディスクでは、記録層のアモルファス化の際、冷
却速度不足のため一度溶融した部分の外側が再結晶化し
てしまっていたことがわかった。この再結晶化によりア
モルファス領域（記録マーク）が小さくなり、ついては
信号振幅が小さくなり信号品質が低下するという課題で
ある。この課題に対しては、ディスク構成を冷却しやす
い構成に変更することで解決できる。冷却しやすい構成
にするためには、反射層の厚膜化や第２の誘電体層の薄
膜化が考えられる。しかし、ディスクの量産を考えた場
合、Ａｇ反射層の厚膜化は膜材料費の上昇をもたらすた
め、コストという問題があるため採用できない。また、
第２の誘電体層の薄膜化は記録層の結晶状態とアモルフ
ァス状態の反射率に大きな影響を及ぼし、薄膜化により
信号品質が低下するという問題が浮上する。これらの課
題のため、ディスクの冷却速度改善のためには他のアプ
ローチが必要となる。

【００９５】そこで、Ａｇ反射層腐食とディスクの冷却
速度改善の２つの課題を解決する手段として、第２の誘
電体層としてＴａの酸化物、窒化物や窒酸化物を誘電体
層として用いることを検討した。しかし、この場合、Ｔ
ａの成膜条件によっては高温高湿試験後にＴａの酸化物
や窒酸化物膜と記録層間で剥離が生じるという第３の課
題が生じた。剥離を生じないＴａの成膜条件のマージン
は小さく、ディスクの量産を考えた場合、歩留まりを落
とす可能性がある。

【００９６】以上の結果、本発明のように反射層の主成
分がＡｇ元素であり、誘電体層の主成分がＴａの酸化
物、窒化物およびＴａの窒酸化物から選ばれる少なくと
も一つとしなければ、耐食性に優れ、信号振幅が改善し
た信頼性の高い光ディスクを得ることはできなかった。

【００９７】

【発明の効果】以上説明したとおり、本発明によれば、
反射層の主成分がＡｇ元素であり、誘電体層の主成分が
Ｔａの酸化物、Ｔａの窒化物およびＴａの窒酸化物から
選ばれる少なくとも一つとすることにより、耐食性に優
れ、信号振幅が改善した信頼性の高い光ディスクを提供
することができる。

【００９８】とくに、第２の誘電体層としてＴａの酸化
物、Ｔａの窒化物または窒酸化物を用い、さらに記録層
と第２の誘電体層間または、反射層と第２の誘電体層の
間にＣまたは、元素α（αはＳｎ、Ｉｎ、Ｚｒ、Ｓｉ、
Ｃｒ、Ａｌ、Ｖ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｗ、Ｔｉ、Ｍｇ、Ｇｅの
うち少なくとも１元素）の窒化物、または酸化物、また
は炭化物、または窒酸化物層を設けることで耐食性に優
れ、信号振幅が改善した信頼性の高い光ディスクを提供
することが可能になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例１における光ディスクの断面図

【図２】本発明の実施例１における別の光ディスクの断
面図

【図３】本発明の実施例２における光ディスクの断面図

【図４】本発明の実施例４における光ディスクの断面図

【図５】比較例１における従来の光ディスクの断面図

【符号の説明】

１１ ディスク基板 １２ 第１の誘電体層 １４ 記録層 １５ 第１の界面層 １６第２の誘電体層 １７ 反射層 １８ 保護層 １９ 第１の界面層

───────────────────────────────────────────────────── 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 Ｇ１１Ｂ 7/24 ５３４Ｎ ５３５ ５３５Ｇ ５３５Ｈ ５３８ ５３８Ｅ Ｂ４１Ｍ 5/26 7/004 Ｚ Ｇ１１Ｂ 7/004 7/26 ５３１ 7/26 ５３１ Ｂ４１Ｍ 5/26 Ｘ Ｆターム(参考） 2H111 EA04 EA12 EA23 FA11 FA12 FA14 FA21 FA23 FA24 FA25 FA27 FA28 FA30 FB09 FB12 5D029 JA01 JB18 LA13 LA14 LA16 LA17 LA20 LB07 LB11 MA13 5D090 AA01 BB05 CC02 CC04 CC14 CC16 DD01 FF11 KK06 5D121 AA04 AA05 EE03 EE14 EE17 EE27

Claims (25)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 透明基板上に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記録層と、反射層と、前記記録層と
   前記反射層の間に介在させた誘電体層を含む相変化光学
   的情報記録媒体であって、 前記反射層の主成分がＡｇ元素であり、 前記誘電体層の主成分がＴａの酸化物、Ｔａの窒化物お
   よびＴａの窒酸化物から選ばれる少なくとも一つである
   ことを特徴とする光学的情報記録媒体。
2. 【請求項２】 前記基板上に反射層、誘電体層および記
   録層がこの順番に成膜されている請求項１に記載の光学
   的情報記録媒体。
3. 【請求項３】 前記記録層と誘電体層の間に、さらに第
   １の界面層を介在させる請求項１に記載の光学的情報記
   録媒体。
4. 【請求項４】 前記誘電体層と反射層の間に、さらに第
   ２の界面層を介在させる請求項１に記載の光学的情報記
   録媒体。
5. 【請求項５】 前記第１の界面層が、炭素（Ｃ）、元素
   α（αはＳｎ、Ｉｎ、Ｚｒ、Ｓｉ、Ｃｒ、Ａｌ、Ｖ、Ｎ
   ｂ、Ｍｏ、Ｗ、Ｔｉ、Ｍｇ、Ｇｅのうち少なくとも１元
   素）の窒化物、前記元素αの酸化物、前記元素αの炭化
   物および前記元素αの窒酸化物から選ばれる少なくとも
   一つを含む請求項３に記載の光学的情報記録媒体。
6. 【請求項６】 前記第２の界面層が、炭素（Ｃ）、元素
   α（αはＳｎ、Ｉｎ、Ｚｒ、Ｓｉ、Ｃｒ、Ａｌ、Ｖ、Ｎ
   ｂ、Ｍｏ、Ｗ、Ｔｉ、Ｍｇ、Ｇｅのうち少なくとも１元
   素）の窒化物、前記元素αの酸化物、前記元素αの炭化
   物および前記元素αの窒酸化物から選ばれる少なくとも
   一つを含む請求項４に記載の光学的情報記録媒体。
7. 【請求項７】 前記第１の界面層の膜厚が１ｎｍ以上１
   ０ｎｍ以下の範囲である請求項３に記載の光学的情報記
   録媒体。
8. 【請求項８】 前記第２の界面層の膜厚が１ｎｍ以上１
   ０ｎｍ以下の範囲である請求項４に記載の光学的情報記
   録媒体。
9. 【請求項９】 前記記録層は、Ｓｂ及びＴｅ元素を含ん
   でいる請求項１に記載の光学的情報記録媒体。
10. 【請求項１０】 前記誘電体層は、さらにSiO₂, Al₂O₃,
    GeN, Si₃N₄, Al₃N₄,GeON, SiONおよびAlONから選ばれ
    る少なくとも一つを含む請求項1に記載の光学的情報記
    録媒体。
11. 【請求項１１】 前記基板と対向する外表面に、さらに
    保護膜を備えた請求項１に記載の光学的情報記録媒体。
12. 【請求項１２】 前記誘電体層には、Ｓ元素を含んでい
    ない請求項１に記載の光学的情報記録媒体。
13. 【請求項１３】 透明基板上に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記録層を成膜する記録層成膜工程
    と、 反射層を成膜する反射層成膜工程と、 前記記録層と前記反射層の間に位置する誘電体層を成膜
    する誘電体層成膜工程とを有する相変化光学的情報記録
    媒体の製造方法であって、 前記反射層の主成分がＡｇ元素であり、 前記誘電体層の主成分がＴａの酸化物、Ｔａの窒化物お
    よびＴａの窒酸化物から選ばれる少なくとも一つであ
    り、 前記Ａｇを主成分とする反射層の成膜工程において酸素
    または窒素のうち少なくとも一方を含むスパッタガスを
    用いて成膜することを特徴とする光学的情報記録媒体の
    製造方法。
14. 【請求項１４】 スパッタガス中の酸素濃度が３vol.％
    以上４０vol.％以下である請求項１３に記載の光学的情
    報記録媒体の製造方法。
15. 【請求項１５】 前記基板上に反射層、誘電体層および
    記録層をこの順番に成膜する請求項１３に記載の光学的
    情報記録媒体の製造方法。
16. 【請求項１６】 前記記録層と誘電体層の間に、さらに
    第１の界面層を成膜する請求項１３に記載の光学的情報
    記録媒体の製造方法。
17. 【請求項１７】 前記誘電体層と反射層の間に、さらに
    第２の界面層を成膜する請求項１３に記載の光学的情報
    記録媒体の製造方法。
18. 【請求項１８】 前記第１の界面層が、炭素（Ｃ）、元
    素α（αはＳｎ、Ｉｎ、Ｚｒ、Ｓｉ、Ｃｒ、Ａｌ、Ｖ、
    Ｎｂ、Ｍｏ、Ｗ、Ｔｉ、Ｍｇ、Ｇｅのうち少なくとも１
    元素）の窒化物、前記元素αの酸化物、前記元素αの炭
    化物および前記元素αの窒酸化物から選ばれる少なくと
    も一つを含む請求項１６に記載の光学的情報記録媒体の
    製造方法。
19. 【請求項１９】 前記第２の界面層が、炭素（Ｃ）、元
    素α（αはＳｎ、Ｉｎ、Ｚｒ、Ｓｉ、Ｃｒ、Ａｌ、Ｖ、
    Ｎｂ、Ｍｏ、Ｗ、Ｔｉ、Ｍｇ、Ｇｅのうち少なくとも１
    元素）の窒化物、前記元素αの酸化物、前記元素αの炭
    化物および前記元素αの窒酸化物から選ばれる少なくと
    も一つを含む請求項１７に記載の光学的情報記録媒体の
    製造方法。
20. 【請求項２０】 前記第１の界面層の膜厚が１ｎｍ以上
    １０ｎｍ以下の範囲である請求項１６に記載の光学的情
    報記録媒体の製造方法。
21. 【請求項２１】 前記第２の界面層の膜厚が１ｎｍ以上
    １０ｎｍ以下の範囲である請求項１７に記載の光学的情
    報記録媒体の製造方法。
22. 【請求項２２】 前記記録層は、Ｓｂ及びＴｅ元素を含
    んでいる請求項１３に記載の光学的情報記録媒体の製造
    方法。
23. 【請求項２３】 前記誘電体層は、さらにＳｉＯ₂、Ａ
    ｌ₂Ｏ₃、ＧｅＮ、Ｓｉ₃Ｎ₄、Ａｌ₃Ｎ₄、ＧｅＯＮ、Ｓｉ
    ＯＮおよびＡｌＯＮから選ばれる少なくとも一つを含む
    請求項１３に記載の光学的情報記録媒体の製造方法。
24. 【請求項２４】 前記基板と対向する外表面に、さらに
    樹脂製保護膜を形成する請求項１３に記載の光学的情報
    記録媒体の製造方法。
25. 【請求項２５】 透明基板上に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記録層と、反射層と、前記記録層
    と前記反射層の間に介在させた誘電体層を含む相変化光
    学的情報記録媒体の記録再生方法であって、 前記反射層の主成分がＡｇ元素であり、 前記誘電体層の主成分がＴａの酸化物、Ｔａ窒化物およ
    びＴａの窒酸化物から選ばれる少なくとも一つである光
    学的情報記録媒体に対して、 波長３００〜５００ｎｍのレーザー光線を用いて情報を
    記録および再生することを特徴とする光学的情報記録媒
    体の記録再生方法。