JP2003091871A - Optical information recording medium - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、相変化型光情報記
録媒体に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a phase change type optical information recording medium.
【0002】[0002]
【従来技術】半導体レーザービーム照射による情報の記
録・再生及び消去が可能な光記録媒体には、熱を利用し
て磁化の反転を行い記録消去する光磁気記録方式と、結
晶と非晶質の可逆的相変化を利用して記録消去する相変
化型光記録方式がある。後者は単一ビームオーバーライ
トが可能であり、ドライブ側の光学系がより単純である
ことを特徴とし、コンピューター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。記録材料としては、
非晶質を形成し易く、また、繰り返し記録によっても組
成偏析が起き難いことから、カルコゲンを中心とした各
種化合物や共晶近傍付近の組成の合金などが使用されて
いる。実用化されているものとしては、GeTeとSb
2Te3の混合物、及びSb−Sb2Te3擬2元系共
晶組成にAgやInを添加した系がある。特に後者は高
感度でアモルファス部分の輪郭が明確であり高密度記録
に適した材料である。特開平11−070738号公報
(自社先願)においては、オーバーライト回数が高く、
保存信頼性にも優れたAgInSbTe4元系材料の最
適組成比及び最適層構成が示されている。また、Cr又
はZrを添加することにより保存特性を更に向上させて
いる。2. Description of the Related Art Optical recording media capable of recording / reproducing and erasing information by irradiating a semiconductor laser beam include a magneto-optical recording system in which magnetization is reversed by utilizing heat and a crystalline and amorphous system. There is a phase change type optical recording method that erases recording by utilizing reversible phase change. The latter is capable of overwriting with a single beam and is characterized by a simpler optical system on the drive side, and is applied as a recording medium for computers and audiovisual. As a recording material,
Various compounds centered on chalcogen and alloys having a composition near the eutectic are used because they tend to form amorphous and composition segregation hardly occurs even after repeated recording. GeTe and Sb are practically used.
Mixture of 2 Te 3, and there is a system in which the addition of Ag or In the Sb-Sb 2 Te 3 pseudo binary eutectic composition. In particular, the latter is a material that has high sensitivity and a clear outline of the amorphous portion and is suitable for high density recording. In Japanese Patent Laid-Open No. 11-070738 (prior application of the company), the number of overwrites is high,
The optimum composition ratio and optimum layer structure of the AgInSbTe quaternary material excellent in storage reliability are shown. Further, the storage characteristics are further improved by adding Cr or Zr.
【0003】相変化型光情報記録媒体は、今後、高密度
画像記録への用途が拡大すると予想されるので、高速オ
ーバーライトを実現する必要があり、そのためには融点
近傍における結晶化速度の大きい記録材料が用いられ
る。Sb−Sb2Te3擬2元系共晶組成をベースにし
た記録材料の結晶化速度を向上させるためには、Sbの
配合比を高くする方法、結晶化速度を向上させることが
出来る元素を添加する方法などがある。例えば、特開2
000−79761号公報(三菱化学)では、記録層と
して、次式で表される組成のものを使用することが記載
されている。
XαGaβMχSbδTeε
(式中、Xは、Ag、Au、Pd、Pt、Znのうちの
少なくとも一種、Mは、Sn、Ge、Si、Pbのうち
の少なくとも一種、
0.0≦α≦0.1、0.001≦β≦0.1、0.0
1≦χ≦0.15、0.5≦δ≦0.7、0.15≦ε
≦0.4、0.03≦β+χ≦0.25
α+β+χ+δ+ε=1.0)Since the phase-change type optical information recording medium is expected to be used for high-density image recording in the future, it is necessary to realize high-speed overwriting. For that purpose, the crystallization rate near the melting point is high. A recording material is used. The Sb-Sb 2 Te 3 pseudo binary eutectic composition in order to improve the crystallization speed of the recording material based, a method of increasing the blending ratio of Sb, the element that can increase the crystallization rate There is a method of adding. For example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2
Japanese Patent Laid-Open No. 000-79761 (Mitsubishi Chemical) describes that a recording layer having a composition represented by the following formula is used. XαGaβMχSbδTeε (wherein X is at least one of Ag, Au, Pd, Pt, and Zn, M is at least one of Sn, Ge, Si, and Pb, 0.0 ≦ α ≦ 0.1, 0 .001 ≦ β ≦ 0.1, 0.0
1 ≦ χ ≦ 0.15, 0.5 ≦ δ ≦ 0.7, 0.15 ≦ ε
≦ 0.4, 0.03 ≦ β + χ ≦ 0.25 α + β + χ + δ + ε = 1.0)
【0004】また、特開2000−313170号公報
(三菱化学)には、基板上に少なくとも相変化光記録層
を有する光学的情報記録用媒体であって、該相変化光記
録層として下記一般式(1)で表される組成のものを使
用することが記載されている。
〔(SbXTe1−X)YGe1−Y〕ZM1−Z (1)
(式中、xは0.7≦x≦0.9の範囲の数であり、y
は0.8≦y<1の範囲の数であり、zは0.88≦z
<1の範囲の数である。Mは、In及び/又はGaであ
る。)Further, Japanese Patent Laid-Open No. 2000-313170 (Mitsubishi Chemical) discloses an optical information recording medium having at least a phase change optical recording layer on a substrate, and the phase change optical recording layer is represented by the following general formula. It is described that the composition represented by (1) is used. [(Sb X Te 1-X) Y Ge 1-Y ] Z M 1-Z (1) ( wherein, x is a number in the range of 0.7 ≦ x ≦ 0.9, y
Is a number in the range of 0.8 ≦ y <1, and z is 0.88 ≦ z
It is a number in the range of <1. M is In and / or Ga. )
【0005】しかしながら、前記特開2000−797
61号公報では、高々CD−ROMの6倍速程度(7.
2〜8.4m/s)の線速での記録再生消去に適した記
録層を開示するものであり、これを元に、更に高速の記
録再生消去を実現することは困難である。一方、前記特
開2000−313170号公報では、記載された広い
組成範囲から特定の組成を選択することにより、所望の
結晶化速度を高めることができる可能性はあるが、結晶
化速度が高まることにより非晶質形成能が低下してしま
い、記録マークの形成が困難となる。そのため、消去特
性(結晶化速度)と記録特性(非晶質形成能)の両立を
図ることができず、結果的に、良好な記録特性を有する
媒体を得ることは困難である。このように、更に高い線
速である7〜17m/sでの記録再生消去に適した光情
報記録媒体とするためには、通常、消去時における記録
層の結晶化速度を十分高めて消去特性を確保すると同時
に、良好な記録マーク形成能を確保する必要がある。即
ち結晶化と非晶質化という二律背反する性質を両立する
必要がある。However, the above-mentioned Japanese Patent Laid-Open No. 2000-797.
According to Japanese Patent Laid-Open No. 61, the speed is about 6 times as fast as a CD-ROM (7.
It discloses a recording layer suitable for recording / reproducing / erasing at a linear velocity of 2 to 8.4 m / s), and it is difficult to realize recording / reproducing / erasing at a higher speed based on this. On the other hand, in JP-A-2000-313170, it is possible that the desired crystallization rate can be increased by selecting a specific composition from the described wide composition range, but the crystallization rate is increased. As a result, the amorphous forming ability is lowered, and it becomes difficult to form the recording mark. Therefore, it is not possible to achieve both the erasing property (crystallization rate) and the recording property (amorphous forming ability), and as a result, it is difficult to obtain a medium having good recording properties. As described above, in order to obtain an optical information recording medium suitable for recording / reproducing / erasing at a higher linear velocity of 7 to 17 m / s, normally, the crystallization speed of the recording layer at the time of erasing is sufficiently increased to erase characteristics. It is necessary to secure good recording mark forming ability at the same time. That is, it is necessary to balance the two contradictory properties of crystallization and amorphization.
【0006】[0006]
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記二律背
反する性質を両立させて、DVD−ROMと同等以上の
容量を有し、DVD−ROMの再生線速の2〜5倍速で
ある7〜17m/sでの記録に適した光情報記録媒体の
提供を目的とする。DISCLOSURE OF THE INVENTION The present invention achieves both of the above-mentioned conflicting properties, has a capacity equal to or more than that of a DVD-ROM, and is 2 to 5 times the linear reproducing speed of a DVD-ROM. An object is to provide an optical information recording medium suitable for recording at 17 m / s.
【0007】[0007]
【課題を解決するための手段】上記課題は、次の1)〜
17)の発明によって解決される。
1) 透明基板上に少なくとも第1薄膜層(保護層)、
相変化光記録材料層、第2薄膜層(保護層)、反射層を
有しており、該記録材料層の非晶質相と結晶相との可逆
的な相変化を利用して、レーザー光の照射により記録再
生を行うことができる光情報記録媒体において、該第2
薄膜層がZr酸化物を主成分とする材料で構成されてい
ることを特徴とする光情報記録媒体。
2)前記第2薄膜層がZr酸化物を主成分とする材料で
構成されていることにより、前記記録媒体を一定線速で
回転させて再生パワーの8〜15倍の強さのレーザー光
を照射したとき、回転線速が16m/s未満では記録層
は結晶状態のままであり、16〜20m/sの範囲内で
非晶質相が出現し始めるという物性を有することを特徴
とする請求項1記載の光情報記録媒体。
3) Zr酸化物がZrO2であることを特徴とする
1)又は2)記載の光情報記録媒体。
4) 第2薄膜層がTiO2を含むことを特徴とする
1)〜3)の何れかに記載の光情報記録媒体。
5) 第2薄膜層に占めるTiO2の割合が5〜30m
ol%である4)記載の光情報記録媒体。
6) 第2薄膜層がZnSを含むことを特徴とする1)
〜3)の何れかに記載の光情報記録媒体。
7) 第2薄膜層に占めるZnSの割合が5〜30mo
l%である6)記載の光情報記録媒体。
8) 第2薄膜層がA(AはY2O3、MgO、Ca
O、希土類酸化物の少なくとも1種)を含むことを特徴
とする1)〜3)の何れかに記載の光情報記録媒体。
9) 第2薄膜層に占める前記Aの割合が2〜20mo
l%である8)記載の光情報記録媒体。
10) 第2薄膜層がTiO2、ZnS、A(AはY2
O3、MgO、CaO、希土類酸化物の少なくとも1
種)の少なくとも2種を含むことを特徴とする1)〜
3)の何れかに記載の光情報記録媒体。
11) 第2薄膜層材料に占めるTiO2、ZnS、A
(AはY2O3、MgO、CaO、希土類酸化物の少な
くとも1種)の総量の割合が5〜30mol%である1
0)記載の光情報記録媒体。
12) 第2薄膜層の厚さが4〜20nmである1)〜
11)の何れかに記載の光情報記録媒体。
13) 第2薄膜層が、所定の薄膜層材料からなるター
ゲットを用いたスパッタリング法により設けられたもの
である1)〜12)の何れかに記載の光情報記録媒体。
14) 相変化光記録材料層の構成原子全体を1とし
て、原子比率90%以上が下記式で表される原子組成か
らなることを特徴とする1)〜13)の何れかに記載の
光情報記録媒体。
XαSbβTeγ
(式中、Xは、In及び/又はGa、α、β、γは原子
比率(%)を表し、以下の範囲にある。
1≦α≦10、 60≦β≦90、 γ=100−α−
β)
15) 光記録材料層が更にAg及び/又はGeを含む
ことを特徴とする14)に記載の光情報記録媒体。
16) 反射層がAg又はAg合金からなることを特徴
とする1)〜15)の何れかに記載の光情報記録媒体。
17) 反射層の厚さが100〜300nmであること
を特徴とする1)〜16)の何れかに記載の光情報記録
媒体。[Means for Solving the Problems] The above problems are solved in the following 1) to
It is solved by the invention of 17). 1) At least a first thin film layer (protective layer) on a transparent substrate,
It has a phase-change optical recording material layer, a second thin film layer (protective layer), and a reflective layer, and utilizes a reversible phase change between an amorphous phase and a crystalline phase of the recording material layer to produce a laser beam. In the optical information recording medium capable of recording and reproducing by irradiation of
An optical information recording medium, wherein the thin film layer is made of a material containing Zr oxide as a main component. 2) Since the second thin film layer is made of a material containing Zr oxide as a main component, the recording medium is rotated at a constant linear velocity to generate a laser beam having an intensity 8 to 15 times the reproducing power. When irradiated, when the rotational linear velocity is less than 16 m / s, the recording layer remains in a crystalline state and has a physical property that an amorphous phase begins to appear within a range of 16 to 20 m / s. Item 1. The optical information recording medium according to item 1. 3) The optical information recording medium according to 1) or 2), wherein the Zr oxide is ZrO 2 . 4) The optical information recording medium according to any one of 1) to 3), wherein the second thin film layer contains TiO 2 . 5) The ratio of TiO 2 in the second thin film layer is 5 to 30 m.
The optical information recording medium according to 4), which is ol%. 6) The second thin film layer contains ZnS 1)
(3) The optical information recording medium according to any one of (3). 7) The proportion of ZnS in the second thin film layer is 5 to 30 mo.
The optical information recording medium according to 6), which is 1%. 8) The second thin film layer is A (A is Y 2 O 3 , MgO, Ca)
O, at least 1 sort (s) of rare earth oxides), The optical information recording medium in any one of 1) -3) characterized by the above-mentioned. 9) The ratio of A in the second thin film layer is 2 to 20 mo.
The optical information recording medium according to 8), which is 1%. 10) The second thin film layer is TiO 2 , ZnS, A (A is Y 2
At least one of O 3 , MgO, CaO, and rare earth oxides
1) to at least 2 kinds of
The optical information recording medium according to any one of 3). 11) TiO 2 , ZnS, A in the second thin film layer material
(A is at least one of Y 2 O 3 , MgO, CaO, and a rare earth oxide), and the total ratio is 5 to 30 mol%.
The optical information recording medium described in 0). 12) The thickness of the second thin film layer is 4 to 20 nm 1) to
11. The optical information recording medium according to any one of 11). 13) The optical information recording medium according to any one of 1) to 12), wherein the second thin film layer is provided by a sputtering method using a target made of a predetermined thin film layer material. 14) The optical information as described in any one of 1) to 13), wherein 90% or more of the atomic ratio has an atomic composition represented by the following formula, where 1 is the total number of constituent atoms of the phase-change optical recording material layer. recoding media. XαSbβTeγ (wherein X represents In and / or Ga, α, β, γ represents an atomic ratio (%), and is in the following range: 1 ≦ α ≦ 10, 60 ≦ β ≦ 90, γ = 100− α-
β) 15) The optical information recording medium according to 14), wherein the optical recording material layer further contains Ag and / or Ge. 16) The optical information recording medium according to any one of 1) to 15), wherein the reflective layer is made of Ag or Ag alloy. 17) The optical information recording medium according to any one of 1) to 16), wherein the reflective layer has a thickness of 100 to 300 nm.
【0008】以下、上記本発明について詳しく説明す
る。本発明者らは、DVD−ROMと同等以上の容量を
有し、DVD−ROMの再生線速の2〜5倍速である7
〜17m/sの記録に適した光情報記録媒体を開発する
に当り、第1薄膜層(保護層)、記録層、第2薄膜層
(保護層)、反射層の各々の材料及び膜厚を種々に変化
させたディスクを作成し評価した結果、初期結晶化済み
のディスクの線速を変化させて8〜9mW程度の連続レ
ーザー光を照射した場合に、線速が16〜20m/sの
範囲内で非晶質相の出現に伴う反射率の低下が見られる
媒体が、比較的良好な特性を示すという知見を得て本発
明を完成した。即ち、初期結晶化済みのディスクの線速
を変化させて8〜9mW程度の連続レーザー光を照射し
た場合、記録層は溶融するが、その後の冷却過程におい
ては線速変化に伴って冷却速度が変化し、記録層が融点
以下になるときの冷却速度が臨界冷却速度以上になると
きに非晶質相が形成される。この非晶質相の形成は反射
率をモニターすることによって判断することができる。
図1に線速を変えた場合の反射率変化の例を示す。図1
では17m/sを越えたところで反射率の急激な低下が
見られるが、これはこの線速で冷却速度が臨界冷却速度
以上になり非晶質相が形成されることを示している。線
速が遅い場合には照射前よりも反射率が僅かに上昇する
傾向が見られるが、これは溶融後に再結晶化が起こって
いるためである。なお、この例の場合、初期結晶化後の
ディスクの反射率は20%であった。The present invention will be described in detail below. The present inventors have a capacity equal to or higher than that of a DVD-ROM and are 2 to 5 times the linear velocity of reproduction of a DVD-ROM.
In developing an optical information recording medium suitable for recording up to 17 m / s, the materials and film thicknesses of the first thin film layer (protective layer), the recording layer, the second thin film layer (protective layer), and the reflective layer were determined. As a result of making and evaluating variously changed discs, when the linear velocity of the initially crystallized disc was changed and a continuous laser beam of about 8 to 9 mW was irradiated, the linear velocity was in the range of 16 to 20 m / s. The present invention has been completed based on the finding that the medium in which the reflectance decreases with the appearance of the amorphous phase exhibits relatively good characteristics. That is, when the linear velocity of the initially crystallized disk is changed and a continuous laser beam of about 8 to 9 mW is irradiated, the recording layer melts, but in the subsequent cooling process, the cooling rate changes with the linear velocity change. The amorphous phase is formed when the cooling rate changes and the cooling rate when the recording layer becomes lower than the melting point becomes higher than the critical cooling rate. The formation of this amorphous phase can be judged by monitoring the reflectance.
FIG. 1 shows an example of the reflectance change when the linear velocity is changed. Figure 1
At 17 m / s, a sharp decrease in reflectance is observed, which indicates that at this linear velocity the cooling rate becomes higher than the critical cooling rate and an amorphous phase is formed. When the linear velocity is slow, there is a tendency that the reflectance is slightly higher than that before irradiation, but this is because recrystallization occurs after melting. In the case of this example, the reflectance of the disc after the initial crystallization was 20%.
【0009】また、非晶質相が形成され始める線速は、
照射するレーザーのパワーによって異なる。本発明者ら
が見出した条件によれば、再生パワーの8〜15倍、好
ましくは9〜15倍の範囲内にあるパワー、更に好まし
くは10〜13倍のパワーを照射した場合に16〜20
m/sで非晶質相形成に伴う反射率低下の見られるディ
スクが、7〜17m/sの記録には望ましい。これより
低いパワーでも16〜20m/sで同様な反射率低下が
現れるようなディスクは、再生光安定性が悪く、100
00回程度の再生でジッターが急激に上昇してしまう。
また、これより高いパワーにおいて16〜20m/sで
同様な反射率低下が現れるディスクは、感度が悪く、記
録パワー15mWでも十分なモジュレーションのとれた
記録が出来ない。記録パワーを更に上げると良好な記録
ができると考えられるが、現状の波長660nmのLD
を用いたピックアップヘッドでは15mW以下で記録で
きることが望ましいので、実用には向かない。また、適
切なパワーを照射した場合に反射率の急激な低下が16
m/sよりも遅い場合には、17m/sの記録は可能で
あるものの、良好な記録はできない。これは、オーバー
ライトによる消し残りが生じること、記録ストラテジは
マーク間干渉までも考慮したパターンを生成しないこと
による。また、適切なパワーを照射して20m/sより
速くしても反射率の低下が見られない場合は、感度が悪
くなってしまい、良好な記録ができない。The linear velocity at which the amorphous phase begins to form is
It depends on the power of the laser to irradiate. According to the conditions found by the present inventors, a power in the range of 8 to 15 times, preferably 9 to 15 times, and more preferably 10 to 13 times the reproducing power is applied, and the irradiation power is 16 to 20 times.
A disk in which the reflectance decreases at m / s due to the formation of an amorphous phase is desirable for recording at 7 to 17 m / s. A disc in which a similar decrease in reflectance appears at a power of 16 to 20 m / s at a power lower than this has a poor stability of reproducing light and is 100%.
The jitter abruptly rises after playing around 00 times.
Further, a disc having a similar decrease in reflectance at a power of 16 to 20 m / s at a power higher than this has a poor sensitivity and recording with sufficient modulation cannot be performed even at a recording power of 15 mW. It is considered that good recording can be achieved by further increasing the recording power, but the current LD with a wavelength of 660 nm
Since it is desirable that the pickup head using the above can record at 15 mW or less, it is not suitable for practical use. In addition, when the appropriate power is applied, a sharp drop in reflectance is 16
When it is slower than m / s, recording at 17 m / s is possible, but good recording cannot be performed. This is because the unerased portion due to overwriting occurs, and the recording strategy does not generate a pattern in which even interference between marks is taken into consideration. Further, if no decrease in reflectance is observed even when irradiation with appropriate power is performed and the speed is higher than 20 m / s, the sensitivity becomes poor and good recording cannot be performed.
【0010】なお、以上の照射パワーと非晶質相出現に
伴う反射率の低下が起こる線速との関係はピックアップ
ヘッドや層構成を変えた場合にも成立する。例えば、波
長405nm、NA(開口率)0.80のピックアップ
ヘッドを用いて、基板上に反射層、第1薄膜層(保護
層)、記録層、第2薄膜層(保護層)の順に成膜され、
成膜面からレーザー光が照射されて記録再生する場合に
も成立する。一方、記録材料の結晶化速度を高めたとき
には、記録材料の良好な非晶質形成を確保できるか否か
という特性(記録特性)が問題となり、これに対しては
記録材料の非晶質形成が容易となるように媒体の層構成
を工夫する必要がある。非晶質形成が容易となるような
理想的な媒体の層構成を考える上での一つの指針は、記
録時に照射されたレーザー光による記録層の最高到達温
度が高く(高感度化)、かつその後の冷却速度が大きく
なる(臨界冷却速度の向上)層構成とすることである。The above relationship between the irradiation power and the linear velocity at which the reflectance decreases due to the appearance of the amorphous phase is established even when the pickup head and the layer structure are changed. For example, using a pickup head having a wavelength of 405 nm and an NA (aperture ratio) of 0.80, a reflective layer, a first thin film layer (protective layer), a recording layer, and a second thin film layer (protective layer) are formed in this order on a substrate. Is
This also applies when recording / reproducing is performed by irradiating a laser beam from the film formation surface. On the other hand, when the crystallization speed of the recording material is increased, the characteristic (recording characteristic) of whether or not good amorphous formation of the recording material can be secured becomes a problem. It is necessary to devise the layer structure of the medium so that it becomes easy. One guideline for considering an ideal medium layer structure that facilitates amorphous formation is that the maximum temperature reached by the laser beam irradiated during recording is high (higher sensitivity), and The layer structure is to increase the cooling rate thereafter (improve the critical cooling rate).
【0011】本発明では、第2薄膜層をZr酸化物を主
成分とする材料で形成したことにより、上記指針に沿っ
た状況を実現することができる。第2薄膜層は、記録時
にレーザー光照射による記録層に加わった熱をこもらせ
て蓄熱する一方で、反射層に伝熱し、熱を逃がす役割を
担うものであるが、Zr酸化物は熱伝導率の低い材料で
あるために、記録時にレーザー光照射による記録層の温
度上昇が大きく、最高到達温度が高くなる。即ち、高感
度化を図ることができる。ただ、第2薄膜層を低熱伝導
率にすることは、上述の観点からは、ある程度、臨界冷
却速度の低下を招くことも予想されるが、実際の媒体特
性の評価などから本発明者らが得た知見によると、高感
度化の効果の方が顕著にみられ、臨界冷却速度の低下は
実際のところは確認されていない。ここで、Zr酸化物
としては安定性の点からZrO2が望ましい。また、第
2薄膜層は少なくともTiO2を含んでいることが好ま
しい。即ち、第2薄膜層はZrO2とTiO2との混合
物又は固溶体とすることが好ましい。これにより、第2
薄膜層の熱伝導率を更に下げることができ、結果として
更なる高感度化を図ることができる。また、混合の効果
により、繰り返し記録による熱衝撃によるクラックの発
生、膜の結晶化等の変態を防止することができ、良好な
繰り返し記録特性を実現することができる。In the present invention, since the second thin film layer is formed of a material containing Zr oxide as a main component, the situation in line with the above guidelines can be realized. The second thin film layer has a role of condensing the heat applied to the recording layer due to laser light irradiation at the time of recording to store the heat, and at the same time, transfers the heat to the reflecting layer to dissipate the heat. Since the material has a low rate, the temperature of the recording layer is greatly increased by the irradiation of the laser beam during recording, and the maximum attainable temperature becomes high. That is, high sensitivity can be achieved. However, making the second thin film layer to have a low thermal conductivity is expected to bring about a decrease in the critical cooling rate to some extent from the above-mentioned viewpoint, but the inventors of the present invention evaluated the actual medium characteristics and the like. According to the knowledge obtained, the effect of increasing the sensitivity is more remarkable, and the decrease in the critical cooling rate has not been confirmed in practice. Here, ZrO 2 is preferable as the Zr oxide from the viewpoint of stability. The second thin film layer preferably contains at least TiO 2 . That is, the second thin film layer is preferably a mixture or solid solution of ZrO 2 and TiO 2 . This allows the second
The thermal conductivity of the thin film layer can be further reduced, and as a result, higher sensitivity can be achieved. Further, due to the effect of mixing, it is possible to prevent cracking due to thermal shock due to repeated recording, transformation such as film crystallization, and to realize good repeated recording characteristics.
【0012】また、TiO2は単体での屈折率の高いこ
とから、混合させることにより第2薄膜層の屈折率を高
くすることができる。これは第2薄膜層の光学的な役割
を考えた場合には、光学膜厚(屈折率と膜厚の積)が増
すことに相当することから、第2薄膜層の厚さを薄くで
きる。一般に、本発明のZr酸化物を主成分とする第2
薄膜層用のターゲットを用いてスパッタリングを行う場
合、堆積速度が低いため、第2薄膜層の製膜時間が律速
となった場合には生産タクトの上昇を招く恐れがある
が、前述の理由から第2薄膜層の厚さを薄くできるの
で、生産タクトの上昇を最小限に抑えることが可能であ
る。なお、TiO2の含有量は5〜30mol%である
ことが望ましい。5mol%未満では所望の効果が得ら
れず、30mol%を越えると、膜の安定性が低下した
り、TiO2が母相となってしまって熱伝導率が上昇し
高感度化が図れなくなるので好ましくない。Further, since TiO 2 alone has a high refractive index, it is possible to increase the refractive index of the second thin film layer by mixing them. Considering the optical role of the second thin film layer, this corresponds to an increase in the optical film thickness (the product of the refractive index and the film thickness), so that the thickness of the second thin film layer can be reduced. In general, a second compound containing the Zr oxide of the present invention as a main component
When sputtering is performed using the target for the thin film layer, the deposition rate is low, and thus the production tact may increase if the film formation time of the second thin film layer is rate-determining, but for the above reason. Since the thickness of the second thin film layer can be reduced, it is possible to minimize the increase in production tact. The TiO 2 content is preferably 5 to 30 mol%. If it is less than 5 mol%, the desired effect cannot be obtained, and if it exceeds 30 mol%, the stability of the film is lowered, or TiO 2 becomes a mother phase to increase the thermal conductivity, so that high sensitivity cannot be achieved. Not preferable.
【0013】また、第2薄膜層はZnSを含んでいるこ
とが好ましい。即ち、第2薄膜層ZrO2とZnSとの
混合物又は固溶体とすることが好ましい。一般に、硫化
物はスパッタリングによる堆積速度が大きいので、Zn
Sを混ぜることにより第2薄膜層の堆積速度を高くする
ことができる。一般に、本発明のZr酸化物を主成分と
する第2薄膜層用のターゲットを用いてスパッタリング
を行う場合、堆積速度が低いため、第2薄膜層の製膜時
間が律速となった場合には生産タクトの上昇を招く恐れ
があるが、ZnSを混ぜることにより堆積速度を高くし
て、こういった問題を回避することができる。なお、Z
nSの含有量は5〜30mol%であることが望まし
い。5mol%未満では所望の効果が得られず、30m
ol%を越えると、膜の安定性が低下したり、ZnSが
母相となってしまって熱伝導率が上昇し高感度化が図れ
なくなるので好ましくない。The second thin film layer preferably contains ZnS. That is, it is preferable to use a mixture or solid solution of the second thin film layer ZrO 2 and ZnS. Generally, since sulfide has a high deposition rate by sputtering,
By mixing S, the deposition rate of the second thin film layer can be increased. Generally, when sputtering is performed using the target for the second thin film layer containing Zr oxide as a main component of the present invention, the deposition rate is low, and therefore, when the film formation time of the second thin film layer is rate-determining. Although there is a risk of increasing the production tact, it is possible to avoid such problems by increasing the deposition rate by mixing ZnS. In addition, Z
The nS content is preferably 5 to 30 mol%. If it is less than 5 mol%, the desired effect cannot be obtained,
If it exceeds ol%, the stability of the film is lowered, or ZnS becomes a mother phase to increase the thermal conductivity, which makes it impossible to achieve high sensitivity, which is not preferable.
【0014】また、第2薄膜層は、Y2O3、CaO、
MgO、希土類酸化物のうちの少なくとも1種を含んで
いることが好ましい。一般にこれらの物質の添加は、Z
r酸化物を安定化し強靭化させることが知られている
が、本発明では、光情報記録媒体の上部保護層としての
Zr酸化物薄膜に、これらのうち少なくとも1種を添加
することにより、繰り返し記録による熱衝撃によるクラ
ックの発生、膜の結晶化等の変態を防止することがで
き、良好な繰り返し記録特性を実現することができる。
なお、これらの物質の含有量は合計で2〜20mol%
とすることが望ましい。2mol%未満では所望の効果
が得られず、20mol%を越えると、逆に膜の安定性
が低下してしまうので好ましくない。The second thin film layer is made of Y 2 O 3 , CaO,
It preferably contains at least one of MgO and a rare earth oxide. Generally, the addition of these substances is
It is known to stabilize and toughen the r oxide, but in the present invention, it is repeated by adding at least one of them to the Zr oxide thin film as the upper protective layer of the optical information recording medium. Generation of cracks due to thermal shock due to recording and transformation such as film crystallization can be prevented, and good repetitive recording characteristics can be realized.
The total content of these substances is 2 to 20 mol%
Is desirable. If it is less than 2 mol%, the desired effect cannot be obtained, and if it exceeds 20 mol%, the stability of the film is deteriorated, which is not preferable.
【0015】また、上記したZrO2に対する種々の添
加材料を第2薄膜層に同時に多種類添加することは、そ
れぞれの効果を同時に得ることができるので好ましい。
例えば、ZrO2、TiO2、Y2O3からなる薄膜層
や、ZrO2、ZnS、Y2O3からなる薄膜層などで
ある。これらの場合、種々の添加材料の総添加量が第2
薄膜層に占める割合は5〜30mol%であることが望
ましい。5mol%未満では所望の効果を得ることが出
来ず、30mol%を越えると膜の安定性の低下を招く
ので好ましくない。なお、第2薄膜層の膜厚は通常4〜
20nmとし、好ましくは4〜15nmである。4nm
未満では記録時にレーザー光照射による記録層に加わっ
た熱を蓄熱できず感度が低下してしまい、20nmを越
えると、冷却速度を確保できず好ましくない。本発明の
第2薄膜層は反応スパッタ等により形成することも可能
であるが、第2薄膜層形成時に記録材料が反応ガスに晒
されて記録材料の特性が変化してしまう可能性があるた
め好ましくない。こうした観点から、所定の薄膜材料か
らなるターゲットを用いてスパッタリング法により形成
することが好ましい。Further, it is preferable to simultaneously add many kinds of the various additive materials to ZrO 2 to the second thin film layer because the respective effects can be obtained at the same time.
For example, a thin film layer made of ZrO 2 , TiO 2 , and Y 2 O 3 , a thin film layer made of ZrO 2 , ZnS, and Y 2 O 3 and the like. In these cases, the total addition amount of various additive materials is the second
The proportion of the thin film layer is preferably 5 to 30 mol%. If it is less than 5 mol%, the desired effect cannot be obtained, and if it exceeds 30 mol%, the stability of the film is deteriorated, which is not preferable. The thickness of the second thin film layer is usually 4 to
The thickness is 20 nm, preferably 4 to 15 nm. 4 nm
If it is less than 20 nm, the heat applied to the recording layer due to laser light irradiation during recording cannot be stored and the sensitivity is lowered. If it exceeds 20 nm, the cooling rate cannot be secured, which is not preferable. The second thin film layer of the present invention can be formed by reactive sputtering or the like, but since the recording material may be exposed to the reaction gas during the formation of the second thin film layer, the characteristics of the recording material may change. Not preferable. From such a viewpoint, it is preferable to form the target by a sputtering method using a target made of a predetermined thin film material.
【0016】次に、記録層について説明すると、本発明
における相変化光記録材料層は、その原子比率で90%
以上が次式で表されることを特徴とする。
XαSbβTeγ
(式中、Xは、In及び/又はGa、α、β、γは原子
比率(%)を表し、以下の範囲にある。1≦α≦10、
60≦β≦90、 γ=100−α−β)
上記組成範囲とすることにより、初期結晶化済みのディ
スクの線速を変化させて8〜9mW程度の連続レーザー
光を照射した場合に、線速が16〜20m/sの範囲内
で非晶質相の出現に伴う反射率の低下が見られる媒体と
することができ、必要十分な結晶化速度を確保すること
ができる。Next, the recording layer will be described. The phase change optical recording material layer in the present invention has an atomic ratio of 90%.
The above is represented by the following equation. XαSbβTeγ (In the formula, X represents In and / or Ga, α, β, γ represents an atomic ratio (%), and is in the following range. 1 ≦ α ≦ 10,
60 ≦ β ≦ 90, γ = 100−α−β) With the above composition range, when the linear velocity of the initially crystallized disk is changed to irradiate continuous laser light of about 8 to 9 mW, It is possible to obtain a medium in which the reflectance decreases with the appearance of an amorphous phase in the speed range of 16 to 20 m / s, and it is possible to secure a necessary and sufficient crystallization speed.
【0017】ここで、In及び/又はGaは、記録層の
結晶化速度を向上させ高速オーバーライトを可能とする
効果、及び結晶化温度を高めると共に保存安定性を向上
させる効果を有している。このとき、Sb−Teに対す
るIn及び/又はGaの添加量は、1原子%より少ない
と効果が現れず、10原子%を越えると、オーバーライ
ト特性が悪くなったり、初期結晶化後の反射率が均一に
ならないなどの弊害がある。また、16〜20m/sで
反射率が急激に低下するようなディスクを作成するため
には、In及び/又はGaとSb、Teの組成比を適切
に調整する必要があるが、In及び/又はGaが1〜1
0原子%の場合に、Sbを60〜90原子%にすれば良
好な特性を有するディスクが得られる。更に、(In及
び/又はGa)−Sb−Teに対して、Geを添加する
と保存安定性が一層向上し、Agを添加すると初期化が
容易になる。ただし、添加されるAgやGeは、合計で
10原子%より少なくする必要がある。これより多くな
ると記録感度及びオーバーライト特性の低下を招く。Here, In and / or Ga has the effect of improving the crystallization speed of the recording layer and enabling high-speed overwriting, and the effect of increasing the crystallization temperature and improving the storage stability. . At this time, if the amount of In and / or Ga added to Sb-Te is less than 1 atomic%, the effect does not appear, and if it exceeds 10 atomic%, the overwrite characteristic is deteriorated and the reflectance after initial crystallization is deteriorated. There is an adverse effect such as unevenness. Further, in order to prepare a disk whose reflectance sharply decreases at 16 to 20 m / s, it is necessary to properly adjust the composition ratio of In and / or Ga to Sb and Te. Or Ga is 1 to 1
When the Sb content is 0 atomic%, a disk having good characteristics can be obtained by adjusting Sb to 60 to 90 atomic%. Further, with respect to (In and / or Ga) -Sb-Te, addition of Ge further improves storage stability, and addition of Ag facilitates initialization. However, the total amount of Ag and Ge added must be less than 10 atomic%. If it is more than this, the recording sensitivity and the overwrite characteristic are deteriorated.
【0018】次に、反射層について説明する。本発明に
おいて、反射層は、光反射層としての役割を果たす一方
で、記録時にレーザー光照射により記録層に加わった熱
を逃がす放熱層としての役割も担っている。非晶質マー
クの形成は、放熱による冷却速度により大きく左右され
るため、反射層の選択は高線速対応媒体では特に重要で
ある。本発明では、反射層を熱伝導率の非常に大きいA
g又はAgを主成分とする合金としたことにより冷却速
度が大きくなり、良好な非晶質形成を実現することがで
きる。反射層の厚さは100〜300nmが望ましい。
反射層の放熱能力は基本的には層の厚さに比例するの
で、100nm未満では冷却速度が低下し好ましくな
い。一方、300nmを越えると、材料コストの増大を
招くので好ましくない。なお、反射層をAg又はAgを
主成分とする合金とし、第2薄膜層に接して設ける場合
であって、第2薄膜層がZnSを含む場合には、Agの
硫化によるピンホールの発生を避けるために、両層の間
に、SiC、SiN、GeN、ZrO2などの硫黄を含
まない層をバリア層として設けることが好ましい。Next, the reflective layer will be described. In the present invention, the reflecting layer plays a role as a light reflecting layer, and also plays a role as a heat radiating layer for radiating heat applied to the recording layer by laser light irradiation during recording. The formation of the amorphous mark is greatly influenced by the cooling rate due to heat dissipation, and therefore the selection of the reflective layer is particularly important in the medium corresponding to the high linear velocity. In the present invention, the reflective layer has a very high thermal conductivity A
By using an alloy containing g or Ag as a main component, the cooling rate is increased, and good amorphous formation can be realized. The thickness of the reflective layer is preferably 100 to 300 nm.
Since the heat dissipation capacity of the reflective layer is basically proportional to the thickness of the layer, if the thickness is less than 100 nm, the cooling rate will decrease, which is not preferable. On the other hand, if the thickness exceeds 300 nm, the material cost increases, which is not preferable. In the case where the reflective layer is made of Ag or an alloy containing Ag as a main component and is provided in contact with the second thin film layer, and the second thin film layer contains ZnS, pin holes are not generated due to sulfurization of Ag. In order to avoid it, it is preferable to provide a layer containing no sulfur such as SiC, SiN, GeN, and ZrO 2 as a barrier layer between both layers.
【0019】最後に第1薄膜層について説明する。本発
明の第1薄膜層用材料としては、SiOx、ZnO、S
nO2、Al2 O3、TiO2、In2O3、MgO、
ZrO2、Ta2O5等の金属酸化物;Si3N4、A
lN、TiN、BN、ZrN等の窒化物;ZnS、Ta
S4等の硫化物;SiC、TaC、B4C、WC、Ti
C、ZrC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。混合物としては、例えば、Z
nSとSiOx、Ta2O5とSiOxが挙げられる。
これらの材料の物性としては、熱伝導率、比熱、熱膨張
係数、屈折率及び基板材料や記録層材料との密着性等を
考慮する必要があり、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。第1薄膜層の厚さは、50〜250nmの範囲と
し、75〜200nmが好ましい。50nmより薄くな
ると、耐環境保護機能の低下、耐熱性低下、蓄熱効果の
低下を招来し好ましくない。また、250nm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、10〜100nmの範囲とし、15〜50
nmが好ましい。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。Finally, the first thin film layer will be described. Starting
As the material for forming the first thin film layer, SiOx, ZnO, S
nOTwo, AlTwo OThree, TiOTwo, InTwoOThree, MgO,
ZrOTwo, TaTwoO5Metal oxides such as Si;ThreeNFour, A
Nitride such as 1N, TiN, BN, ZrN; ZnS, Ta
SFourSulfides such as SiC, TaC, BFourC, WC, Ti
Carbides such as C and ZrC are listed. These materials are
It can be used alone as a protective layer, or as a mixture.
It can also be used. As the mixture, for example, Z
nS, SiOx, TaTwoO5And SiOx.
The physical properties of these materials include thermal conductivity, specific heat, and thermal expansion.
Coefficient, refractive index and adhesion to substrate material and recording layer material
Need to be considered, high melting point, small coefficient of thermal expansion
In addition, good adhesion is required. Especially,
The second dielectric layer affects repeated overwrite characteristics.
It The thickness of the first thin film layer is in the range of 50 to 250 nm.
However, 75-200 nm is preferable. Thinner than 50nm
Then, the environmental protection function is reduced, the heat resistance is reduced, and the heat storage effect is reduced.
It is not preferable because it causes deterioration. Also, thicker than 250 nm
In that case, the film temperature during the film formation process such as sputtering
Film peeling and cracks due to the rise of the
It is not preferable because it causes a decrease in degree. Second dielectric layer
The film thickness of 5 is in the range of 10 to 100 nm, and is 15 to 50
nm is preferred. Basically heat resistance when thinner than 10 nm
Is not preferable. When it exceeds 100 nm, the recording feeling
Deterioration, film peeling due to temperature rise, deformation, heat dissipation deterioration
As a result, the repetitive overwrite characteristic deteriorates.
【0020】[0020]
【実施例】以下、本発明を実施例及び比較例により具体
的に説明するが、本発明はこれらの実施例により限定さ
れるものではない。DVD−ROMと再生互換性のある
構造を有する光情報記録媒体(光ディスク)の基本的な
構成は、直径12cm、厚さ0.6mm、トラックピッ
チ0.74μmの案内溝付きポリカーボネート基板上
に、第1薄膜層(保護層)、記録層、第2薄膜層(保護
層)、反射放熱層を設け、更に反射放熱層上に形成され
た有機保護膜を介して直径12cm、厚さ0.6mmの
ポリカーボネート円盤を接着したものである。記録再生
は、基板側からレーザー光を照射して行った。記録再生
の評価は、波長660nm、NA0.65のピックアッ
プヘッドを用い、記録密度0.267μm/bit、E
FM+変調方式にて行った。記録は線速7、12、17
m/s、記録パワー13〜15mW、バイアスパワー
0.2mW、消去パワー6〜8mWで、記録ストラテジ
は各ディスクや線速に合わせて最適化して行なった。再
生は全て線速3.5m/s、パワー0.7mWで実施し
た。EXAMPLES The present invention will be described in detail below with reference to examples and comparative examples, but the present invention is not limited to these examples. The basic structure of an optical information recording medium (optical disc) having a structure compatible with DVD-ROM is as follows: a polycarbonate substrate with a guide groove having a diameter of 12 cm, a thickness of 0.6 mm, and a track pitch of 0.74 μm. A thin film layer (protective layer), a recording layer, a second thin film layer (protective layer), and a reflective heat dissipation layer are provided, and a diameter of 12 cm and a thickness of 0.6 mm are provided through an organic protective film formed on the reflective heat dissipation layer. It is a polycarbonate disc bonded. Recording and reproduction were performed by irradiating a laser beam from the substrate side. Recording / reproduction was evaluated using a pickup head having a wavelength of 660 nm and an NA of 0.65, a recording density of 0.267 μm / bit, and E
The FM + modulation method was used. Recorded linear velocity 7, 12, 17
The recording strategy was optimized according to each disk and linear velocity with m / s, recording power 13 to 15 mW, bias power 0.2 mW, and erasing power 6 to 8 mW. All reproduction was performed at a linear velocity of 3.5 m / s and a power of 0.7 mW.
【0021】実施例1
第1薄膜層として(ZnS)80(SiO2)20を厚
さ60nm、記録層としてGe2.5Ga6.5Sb
72Te19を厚さ18nm、第2薄膜層としてZrO
2を厚さ14nm、反射層としてAgを厚さ140n
m、各々スパッタにより成膜してディスク化した。この
ディスクを、口径1μm×100μmのレーザーを用い
て、出力680mW、送り36μm、線速3m/sで初
期結晶化した。この初期化したディスクに対し9mWの
連続光を照射すると、17m/s以上の線速で反射率は
急激に低下した。記録特性を評価したところ、各線速で
ジッターが8%台、モジュレーションも60%以上と良
好な記録を行うことができた。また、オーバーライト5
000回まではジッターの上昇が2%以内であり、モジ
ュレーションに変化はなかった。再生光安定性は、0.
8mW、100000回で、ジッターの上昇が2%であ
った。Example 1 (ZnS) 80 (SiO 2 ) 20 having a thickness of 60 nm was used as the first thin film layer, and Ge 2.5 Ga 6.5 Sb was used as the recording layer.
72 Te 19 with a thickness of 18 nm and ZrO 2 as the second thin film layer
2 has a thickness of 14 nm, and Ag has a thickness of 140 n as a reflective layer.
m, each of which was formed into a disk by sputtering. This disk was initially crystallized using a laser having a diameter of 1 μm × 100 μm, an output of 680 mW, a feed of 36 μm, and a linear velocity of 3 m / s. When this initialized disk was irradiated with continuous light of 9 mW, the reflectance drastically decreased at a linear velocity of 17 m / s or more. When the recording characteristics were evaluated, it was possible to perform good recording with jitter of the order of 8% and modulation of 60% or more at each linear velocity. Overwrite 5
Up to 000 times, the increase in jitter was within 2%, and there was no change in modulation. The reproduction light stability is 0.
At 100,000 times at 8 mW, the increase in jitter was 2%.
【0022】実施例2
第1薄膜層として(ZnS)80(SiO2)20を厚
さ60nm、記録層としてGe2.5Ga6.5Sb
72Te19を厚さ18nm、第2薄膜層として(Zr
O2)80(TiO2)20を厚さ12nm、反射層と
してAgを厚さ140nm、各々スパッタにより成膜し
てディスク化した。このディスクを、口径1μm×10
0μmのレーザーを用いて、出力680mW、送り36
μm、線速3m/sで初期結晶化した。この初期化した
ディスクに対し9mWの連続光を照射すると、17m/
s以上の線速で反射率は急激に低下した。記録特性を評
価したところ、各線速でジッターが7%台、モジュレー
ションも65%以上であり、実施例1と比較して、更に
良好な記録を行うことができた。これは第2薄膜層をZ
rO2にTiO2を添加したものとしたことにより、第
2薄膜層の熱伝導率が低下し、記録感度が高まったため
と考えられる。また、本実施例では、第2薄膜層の厚さ
を実施例1よりも薄くしたが、初期化後の反射率は実施
例1の場合とほぼ同等であった。これはTiO2添加に
より第2薄膜層の屈折率が大きくなったため、薄い膜で
も実施例1と同等の光学膜厚(屈折率と膜厚との積)を
確保できたためである。Example 2 (ZnS) 80 (SiO 2 ) 20 having a thickness of 60 nm was used as the first thin film layer, and Ge 2.5 Ga 6.5 Sb was used as the recording layer.
72 Te 19 having a thickness of 18 nm as the second thin film layer (Zr
O 2 ) 80 (TiO 2 ) 20 having a thickness of 12 nm and Ag as a reflective layer having a thickness of 140 nm were formed by sputtering to form a disk. Use this disc with a diameter of 1 μm x 10
Output 680mW, feed 36 with 0μm laser
Initial crystallization was performed at a linear velocity of 3 m / s at a thickness of μm. Irradiating this initialized disk with 9 mW of continuous light gives 17 m /
The reflectance decreased sharply at linear velocities of s and above. When the recording characteristics were evaluated, the jitter was in the order of 7% and the modulation was 65% or more at each linear velocity, and further excellent recording could be performed as compared with Example 1. This is the second thin film layer Z
It is considered that the addition of TiO 2 to rO 2 reduced the thermal conductivity of the second thin film layer and increased the recording sensitivity. Further, in this example, the thickness of the second thin film layer was made thinner than that in Example 1, but the reflectance after initialization was almost the same as that in Example 1. This is because the addition of TiO 2 increased the refractive index of the second thin film layer, so that an optical film thickness (product of refractive index and film thickness) equivalent to that in Example 1 could be secured even with a thin film.
【0023】実施例3
第1薄膜層として(ZnS)80(SiO2)20を厚
さ60nm、記録層としてGe2.5Ga6.5Sb
72Te19を厚さ18nm、第2薄膜層として(Zr
O2)77(TiO2)20(Y2O3)3を厚さ12
nm、反射層としてAgを厚さ140nm、各々スパッ
タにより成膜してディスク化した。このディスクを、口
径1μm×100μmのレーザーを用いて、出力680
mW、送り36μm、線速3m/sで初期結晶化した。
この初期化したディスクに対し9mWの連続光を照射す
ると、17m/s以上の線速で反射率は急激に低下し
た。記録特性を評価したところ、各線速でジッターが7
%台、モジュレーションも70%以上と良好な記録が行
うことが出来た。また、オーバーライト20000回ま
ではジッターの上昇が2%以内であり、モジュレーショ
ンに変化はなかった。再生光安定性は、0.8mW、1
00000回で、ジッターの上昇が2%であった。実施
例2と比較して、オーバーライト回数が飛躍的に向上し
たが、これはY2O3の添加によりZrO2の強靭性が
高まり、熱衝撃による膜の劣化が抑制されたためと考え
られる。Example 3 (ZnS) 80 (SiO 2 ) 20 having a thickness of 60 nm was used as the first thin film layer, and Ge 2.5 Ga 6.5 Sb was used as the recording layer.
72 Te 19 having a thickness of 18 nm as the second thin film layer (Zr
O 2 ) 77 (TiO 2 ) 20 (Y 2 O 3 ) 3 with a thickness of 12
nm, Ag as a reflective layer having a thickness of 140 nm, and each film was formed by sputtering into a disk. This disc is output 680 by using a laser having a diameter of 1 μm × 100 μm.
Initial crystallization was performed at mW, feed of 36 μm and linear velocity of 3 m / s.
When this initialized disk was irradiated with continuous light of 9 mW, the reflectance drastically decreased at a linear velocity of 17 m / s or more. When the recording characteristics were evaluated, jitter was 7 at each linear velocity.
Good recording could be performed with the% range and the modulation being 70% or more. In addition, the increase in jitter was within 2% and the modulation did not change until 20000 times of overwriting. Reproduction light stability is 0.8mW, 1
After 00000 times, the increase in jitter was 2%. Compared with Example 2, the number of overwrites was remarkably improved, which is considered to be because the addition of Y 2 O 3 increased the toughness of ZrO 2 and suppressed the deterioration of the film due to thermal shock.
【0024】実施例4
第1薄膜層として(ZnS)80(SiO2)20を厚
さ60nm、記録層としてGe2.5Ga6.5Sb
72Te19を厚さ18nm、第2薄膜層として(Zr
O2)80(ZnS)20を厚さ14nm、反射層とし
てAgを厚さ140nm、各々スパッタにより成膜して
ディスク化した。このディスクを、口径1μm×100
μmのレーザーを用いて、出力680mW、送り36μ
m、線速3m/sで初期結晶化した。この初期化したデ
ィスクに対し9mWの連続光を照射すると、17m/s
以上の線速で反射率は急激に低下した。記録特性を評価
したところ、各線速でジッターが8%台、モジュレーシ
ョンも60%以上と良好な記録を行うことが出来、記録
特性としては実施例1とほぼ同等なものが得られた。一
方、第2薄膜層の堆積速度は実施例1よりも大きくなっ
ていて、より短時間で媒体を作製することが可能であっ
た。なお、ZrO2とZnSの比率をZnS無しから5
0mol%まで3mol%ステップで振ると、30mo
l%を越える辺りから、オーバーライト特性が徐々に低
下した。また、5mol%未満では堆積速度の向上は見
られず、ZnSの添加効果が殆どなかった。Example 4 (ZnS) 80 (SiO 2 ) 20 having a thickness of 60 nm as the first thin film layer, and Ge 2.5 Ga 6.5 Sb as the recording layer.
72 Te 19 having a thickness of 18 nm as the second thin film layer (Zr
O 2 ) 80 (ZnS) 20 having a thickness of 14 nm and Ag as a reflective layer having a thickness of 140 nm were formed by sputtering to form a disk. Use this disc with a diameter of 1 μm x 100
Output of 680 mW and feed of 36 μm using μm laser
Initial crystallization was performed at m and a linear velocity of 3 m / s. When this initialized disk is irradiated with continuous light of 9 mW, 17 m / s
The reflectance decreased sharply at the above linear velocities. When the recording characteristics were evaluated, it was possible to perform good recording with a jitter of the order of 8% and a modulation of 60% or more at each linear velocity, and recording characteristics similar to those of Example 1 were obtained. On the other hand, the deposition rate of the second thin film layer was higher than that in Example 1, and it was possible to manufacture the medium in a shorter time. In addition, the ratio of ZrO 2 and ZnS was changed from no ZnS to 5
30mo when shaken in 3mol% steps up to 0mol%
From around 1%, the overwrite characteristic gradually deteriorated. Further, if it is less than 5 mol%, the deposition rate is not improved, and there is almost no effect of adding ZnS.
【0025】実施例5
Agの膜厚を50nmから30nmステップで振った点
以外は実施例3と全く同様にしてディスクを作製し、実
施例3と同様の操作を行なって記録特性を評価したとこ
ろ、100〜300nmの範囲で変調度の増大が見られ
ると共に、各線速でのジッターは7%台、モジュレーシ
ョンも70%以上が得られた。Example 5 A disk was prepared in exactly the same manner as in Example 3 except that the Ag film thickness was changed in steps of 50 nm to 30 nm, and the recording characteristics were evaluated by performing the same operation as in Example 3. , The degree of modulation increased in the range of 100 to 300 nm, the jitter at each linear velocity was in the 7% range, and the modulation was 70% or more.
【0026】実施例6〜9
記録層組成を次のように変更した点以外は実施例3と全
く同様にしてディスクを作製し、実施例3と同様の操作
を行なって記録特性を評価したところ、何れも実施例3
とほぼ同等の結果が得られた。
実施例6… Ge3Ga3Sb75Te19、
実施例7… Ge3Ga7Sb71Te19、
実施例8… Ag1Ge2Ga6Sb72Te19、
実施例9… Ge2In3Ga3Sb72Te20 Examples 6 to 9 Discs were prepared in the same manner as in Example 3 except that the composition of the recording layer was changed as follows, and the same operation as in Example 3 was carried out to evaluate the recording characteristics. And Example 3
The result is almost equal to. Example 6 ... Ge 3 Ga 3 Sb 75 Te 19, Example 7 ... Ge 3 Ga 7 Sb 71 Te 19, Example 8 ... Ag 1 Ge 2 Ga 6 Sb 72 Te 19, Example 9 ... Ge 2 In 3 Ga 3 Sb 72 Te 20
【0027】実施例10〜12
実施例3の第2薄膜層材料におけるY2O3を、MgO
(実施例10)、CaO(実施例11)、CeO2(実
施例12)に変えた点以外は、実施例3と同様にして光
ディスクを作製し評価を行なったところ、実施例3と同
等の結果が得られた。Examples 10 to 12 Y 2 O 3 in the second thin film layer material of Example 3 was replaced with MgO.
An optical disk was prepared and evaluated in the same manner as in Example 3 except that the elements were changed to (Example 10), CaO (Example 11), and CeO 2 (Example 12). Results were obtained.
【0028】比較例1
第2薄膜層として(ZnS)80(SiO2)20を厚
さ20nm製膜した点以外は実施例1と同様にして光デ
ィスクを作製した。このディスクに対し、9mWの連続
光を照射すると、17m/s以上の線速で反射率は急激
に低下した。しかし、記録特性を評価したところ、各線
速でジッターが10%を越えてしまい、またモジュレー
ションも50%以下であって、まともな記録を行うこと
が出来なかった。これは恐らく(ZnS)80(SiO
2)20の熱伝導率が、ZrO2を主成分とする第2薄
膜層に比べて大きくなっていて、記録時に照射されたレ
ーザー光による記録層の最高到達温度が低くなり、記録
層の結晶化速度の向上に伴う非晶質形成能の低下を防ぐ
ことが出来なかったためと考えられる。Comparative Example 1 An optical disk was produced in the same manner as in Example 1 except that (ZnS) 80 (SiO 2 ) 20 was formed as the second thin film layer to a thickness of 20 nm. When continuous light of 9 mW was applied to this disk, the reflectance drastically decreased at a linear velocity of 17 m / s or more. However, when the recording characteristics were evaluated, the jitter exceeded 10% at each linear velocity, and the modulation was 50% or less, so that proper recording could not be performed. This is probably (ZnS) 80 (SiO
2 ) The thermal conductivity of 20 is larger than that of the second thin film layer containing ZrO 2 as a main component, and the maximum temperature reached by the laser beam irradiated during recording is lowered, and the crystal of the recording layer is reduced. It is considered that it was not possible to prevent the decrease in the amorphous forming ability with the increase in the conversion rate.
【0029】[0029]
【発明の効果】本発明によれば、記録層の結晶化速度を
十分高めて消去特性を確保すると同時に、良好な非晶質
記録マーク形成能を確保できるため、結晶化と非晶質化
という二律背反する性質を両立させることができる。そ
の結果、DVD−ROMと同等以上の容量を有し、DV
D−ROMの再生線速の2〜5倍速である7〜17m/
sでの記録に適した光情報記録媒体を提供することが出
来る。According to the present invention, the crystallization speed of the recording layer is sufficiently increased to secure the erasing property, and at the same time, the good amorphous recording mark forming ability can be secured. It is possible to achieve both conflicting properties. As a result, it has a capacity equal to or greater than that of a DVD-ROM,
7 to 17 m / which is 2 to 5 times the linear velocity of the D-ROM.
It is possible to provide an optical information recording medium suitable for recording with S.
【図1】線速を変えた場合の反射率変化の例を示す図。FIG. 1 is a diagram showing an example of a change in reflectance when the linear velocity is changed.
───────────────────────────────────────────────────── 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 538F B41M 5/26 7/26 531 G11B 7/26 531 B41M 5/26 X (72)発明者 田代 浩子 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 水谷 未来 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 譲原 肇 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 (72)発明者 影山 喜之 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 FA11 FA12 FA14 FA16 FA25 FA27 FB05 FB09 FB17 FB21 FB30 GA03 5D029 JA01 LA14 LA15 LA17 LB07 MA13 MA14 5D121 AA04 EE03 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page (51) Int.Cl. 7 Identification code FI theme code (reference) G11B 7/24 G11B 7/24 538F B41M 5/26 7/26 531 G11B 7/26 531 B41M 5/26 X (72) Inventor Hiroko Tashiro 1-3-6 Nakamagome, Ota-ku, Tokyo Within Ricoh Co., Ltd. (72) Inventor Mirai Mizutani 1-3-3 Nakamagome, Ota-ku, Tokyo Inside Ricoh (72) Invention Person Masato Hariya 1-3-6 Nakamagome, Ota-ku, Tokyo, Japan Ricoh Co., Ltd. (72) Inventor Hajime Jyohara 1-3-3 Nakamagome, Nakatagome, Ota-ku, Tokyo (72) Inventor Shinaki Onagi Tokyo Ricoh Co., Ltd. 1-3-6 Nakamagome, Ota-ku, Tokyo (72) Inventor Yoshiyuki Kageyama 1-3-6 Nakamagome, Ota-ku, Tokyo Within Ricoh Co., Ltd. F-term (reference) 2H111 EA04 EA23 FA11 FA12 FA14 FA16 FA25 FA27 FB05 FB09 FB17 FB21 FB30 GA03 5D029 JA01 LA14 LA15 LA17 LB07 MA13 MA14 5D121 AA04 EE03
Claims (17)
護層)、相変化光記録材料層、第2薄膜層(保護層)、
反射層を有しており、該記録材料層の非晶質相と結晶相
との可逆的な相変化を利用して、レーザー光の照射によ
り記録再生を行うことができる光情報記録媒体におい
て、該第2薄膜層がZr酸化物を主成分とする材料で構
成されていることを特徴とする光情報記録媒体。1. A transparent substrate, at least a first thin film layer (protective layer), a phase change optical recording material layer, a second thin film layer (protective layer),
An optical information recording medium having a reflective layer, which can record and reproduce by irradiation of laser light by utilizing reversible phase change between an amorphous phase and a crystalline phase of the recording material layer, An optical information recording medium, wherein the second thin film layer is made of a material containing Zr oxide as a main component.
する材料で構成されていることにより、前記記録媒体を
一定線速で回転させて再生パワーの8〜15倍の強さの
レーザー光を照射したとき、回転線速が16m/s未満
では記録層は結晶状態のままであり、16〜20m/s
の範囲内で非晶質相が出現し始めるという物性を有する
ことを特徴とする請求項1記載の光情報記録媒体。2. The second thin film layer is made of a material containing Zr oxide as a main component, so that the recording medium is rotated at a constant linear velocity and has a strength of 8 to 15 times the reproducing power. When the linear velocity of rotation is less than 16 m / s when irradiated with laser light, the recording layer remains in a crystalline state,
The optical information recording medium according to claim 1, wherein the optical information recording medium has a physical property that an amorphous phase starts to appear within the range.
とする請求項1又は2記載の光情報記録媒体。3. The optical information recording medium according to claim 1, wherein the Zr oxide is ZrO 2 .
とする請求項1〜3の何れかに記載の光情報記録媒体。4. The optical information recording medium according to claim 1, wherein the second thin film layer contains TiO 2 .
〜30mol%である請求項4記載の光情報記録媒体。5. The ratio of TiO 2 in the second thin film layer is 5
The optical information recording medium according to claim 4, which is -30 mol%.
する請求項1〜3の何れかに記載の光情報記録媒体。6. The optical information recording medium according to claim 1, wherein the second thin film layer contains ZnS.
30mol%である請求項6記載の光情報記録媒体。7. The proportion of ZnS in the second thin film layer is 5 to 5.
The optical information recording medium according to claim 6, which is 30 mol%.
O、CaO、希土類酸化物の少なくとも1種)を含むこ
とを特徴とする請求項1〜3の何れかに記載の光情報記
録媒体。8. The second thin film layer is A (A is Y 2 O 3 , Mg
The optical information recording medium according to claim 1, further comprising O, CaO, or at least one of rare earth oxides.
20mol%である請求項8記載の光情報記録媒体。9. The ratio of A in the second thin film layer is 2 to
The optical information recording medium according to claim 8, which is 20 mol%.
(AはY2O3、MgO、CaO、希土類酸化物の少な
くとも1種)の少なくとも2種を含むことを特徴とする
請求項1〜3の何れかに記載の光情報記録媒体。10. The second thin film layer comprises TiO 2 , ZnS, A
4. The optical information recording medium according to claim 1, wherein the optical information recording medium contains at least two kinds (A is at least one kind of Y 2 O 3 , MgO, CaO, and a rare earth oxide).
nS、A(AはY2O3、MgO、CaO、希土類酸化
物の少なくとも1種)の総量の割合が5〜30mol%
である請求項10記載の光情報記録媒体。11. TiO 2 , Z in the second thin film layer material
The ratio of the total amount of nS and A (A is at least one of Y 2 O 3 , MgO, CaO, and rare earth oxides) is 5 to 30 mol%.
The optical information recording medium according to claim 10, which is
る請求項1〜11の何れかに記載の光情報記録媒体。12. The optical information recording medium according to claim 1, wherein the second thin film layer has a thickness of 4 to 20 nm.
なるターゲットを用いたスパッタリング法により設けら
れたものである請求項1〜12の何れかに記載の光情報
記録媒体。13. The optical information recording medium according to claim 1, wherein the second thin film layer is provided by a sputtering method using a target made of a predetermined thin film layer material.
1として、原子比率90%以上が下記式で表される原子
組成からなることを特徴とする請求項1〜13の何れか
に記載の光情報記録媒体。 XαSbβTeγ (式中、Xは、In及び/又はGa、 α、β、γは原子比率(%)を表し、以下の範囲にあ
る。 1≦α≦10、 60≦β≦90、 γ=100−α−
β)14. The phase-change optical recording material layer, wherein all the constituent atoms of the layer are 1, and an atomic ratio of 90% or more has an atomic composition represented by the following formula. Optical information recording medium. XαSbβTeγ (In the formula, X represents In and / or Ga, α, β, γ represents an atomic ratio (%), and is in the following range: 1 ≦ α ≦ 10, 60 ≦ β ≦ 90, γ = 100− α-
β)
eを含むことを特徴とする請求項14に記載の光情報記
録媒体。15. The optical recording material layer further comprises Ag and / or G.
The optical information recording medium according to claim 14, wherein the optical information recording medium comprises e.
とを特徴とする請求項1〜15の何れかに記載の光情報
記録媒体。16. The optical information recording medium according to claim 1, wherein the reflective layer is made of Ag or an Ag alloy.
あることを特徴とする請求項1〜16の何れかに記載の
光情報記録媒体。17. The optical information recording medium according to claim 1, wherein the reflective layer has a thickness of 100 to 300 nm.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2001283908A JP2003091871A (en) | 2001-09-18 | 2001-09-18 | Optical information recording medium |
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7351516B2 (en) * | 2002-11-06 | 2008-04-01 | Ricoh Company, Ltd. | Optical information recording medium |
-
2001
- 2001-09-18 JP JP2001283908A patent/JP2003091871A/en active Pending
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