JP2004025496A

JP2004025496A - Optical information recording medium

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Publication number: JP2004025496A
Application number: JP2002181873A
Authority: JP
Inventors: Hideki Tanabe; 田名部　秀樹; Shuichi Okubo; 大久保　修一; Hidetsugu Kariyada; 苅屋田　英嗣; Tatsunori Ide; 井出　達徳
Original assignee: NEC Corp
Current assignee: NEC Corp
Priority date: 2002-06-21
Filing date: 2002-06-21
Publication date: 2004-01-29

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an optical information recording medium which can record only one time by using a semiconductor laser of a purple-blue wave length zone for a wave length of 380 to 430 nm, and by which a high C/N value can be obtained. <P>SOLUTION: A silicon film 2 and a film 3 are formed on a substrate 1, and by casting a laser beam from a laser 4 to recording layers 2 and 3, optical constant changes, and information is recorded. By receiving the reflected light by a light receiving unit 5, the reproduction is performed by a difference in the reflectivity. The film 3 is formed of a material which is selected from a group comprising e.g., nickel, a nickel alloy, chrome, a chrome alloy and an alloy containing both nickel and chrome. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、記録層としてシリコン薄膜と他の薄膜からなる少なくとも２つの構成層を設け、前記記録層に対し波長３８０乃至４３０ｎｍのレーザビームにより記録が行われるときに、未記録領域の光学的特性とは異なった光学的特性を有する記録領域が形成される光学情報記録媒体に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、ＣＤ−ＲＯＭ（読み出し専用コンパクトディスク）及びＤＶＤ−ＲＯＭ（読み出し専用デジタル多用途ディスク）の普及にともない、ＣＤ−Ｒ（追記型コンパクトディスク）及びＤＶＤ−Ｒ（追記型デジタル多用途ディスク）に代表されるように、ユーザによる記録が一回だけ可能な追記型記録媒体の普及がめざましい。追記型記録媒体の記録方式としては、相互拡散方式のほかに、実用化されている有機色素の重合・解離反応、熱変形方式、バブル方式、テクスチャー方式など種々の方式がある。
【０００３】
しかし、これらの方式は従来のＤＶＤ（デジタル多用途ディスク）などで採用されている赤色波長域（６５０ｎｍ前後）より長波長側の波長に対して提案されたものであり、３８０乃至４３０ｎｍの青紫色波長域で実用レベルにまで優れた特性、特に優れたＣ／Ｎ（キャリア対ノイズ比：Ｃａｒｒｉｅｒ　ｔｏ　Ｎｏｉｓｅ　Ｒａｔｉｏ）値を示す追記記録方式は開発されていない。そこで、青紫波長域に対応した追記型記録媒体の開発が研究者たちの急務となっているが、波長３８０乃至４３０ｎｍの青紫波長域に対応し、かつ高いＣ／Ｎ（キャリア対ノイズ比）値を示す光学情報記録媒体が存在しないという問題点がある。
【０００４】
次に、上述の光記録媒体の記録・再生原理について説明する。光学情報記録媒体において、情報の読み出しは、ピットと呼ばれる記録領域と、非記録領域との間に生ずる反射率差を利用して行われる。反射率は記録前後における記録層の光学定数と呼ばれる物質定数により多重反射の効果を考慮して決まる。そこで、青紫波長域対応の光記録媒体を開発するために、この波長域での記録前後の光学定数差を大きくすることで反射率差を増大させることになる。Ｃａｒｒｉｅｒは反射率差に比例するため、青紫波長域での記録前後の光学定数差を大きくして反射率差を増大させることができれば、Ｃ／Ｎ（キャリア対ノイズ比）値が増大し、安定した情報の読み出しが実現できる。
【０００５】
具体的に、相互拡散方式の追記型媒体の場合を例にとり、図７に基づいて、記録により反射率差が生ずる過程について説明する。従来のディスク構造は以下のとおりである。基板１の上に、２層構造の記録層２及び記録層３が設けられている。更に、記録層３の上に、記録層を保護するために、他の基板７が接着剤により貼り合わせられ、記録層３と基板７との間に接着層６が設けられている。このディスクにレーザ４を照射すると、記録層２及び３の構成物質の間に反応が生じる。この反応により、記録層２，３における未照射領域と照射領域９の間に反射率差が生じることになる。再生は照射領域９を記録ピットとみなし、この反射率差を利用して行う。
【０００６】
光記録媒体としては、特開平３−２８６４３３号公報及び第２８７０１０７号に開示されたものがある。この従来技術においては、記録層として基体上にチタン層とアモルファスシリコン層とが形成されている。記録方式はチタン層のシリサイド化反応による相互拡散である。照射されるレーザ波長は１９０乃至４４０ｎｍである。しかしながら、青紫波長域におけるＣ／Ｎについては言及されていない。
【０００７】
また、アプライド・フィジックス・レターズ　第３９巻　第１１号　第９２７−９２９頁（Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．３９，１１（１９８１）ｐｐ．９２７−９２９）に光記録媒体が開示されている。記録層はＰｄ、Ｐｔ、Ｔａ、Ｒｈ、Ｖ、Ｃｏのうちいずれかひとつの薄膜とシリコンからなる。記録方式は金属のシリサイド化による相互拡散である。薄膜の膜厚は２５ｎｍであり、照射光の波長は４００乃至９００ｎｍである。この公知文献にも、青紫波長域におけるＣ／Ｎ（キャリア対ノイズ比）値は開示されていない。
【０００８】
更に、１９８２年、ジャーナル・オブ・アプライド・フィジックス　第５３巻　第５号　第３７７７−３７８１頁（Ｊ．Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．５３，５（１９８２）ｐｐ．３７７７−３７８１）に光記録媒体が開示されている。記録層はＰｄ、Ｐｔ、Ｒｈ、Ｃｏ、Ｖ、Ｚｒ、Ｎｂのうちいずれかひとつの薄膜とシリコンからなる。記録方式は金属のシリサイド化による相互拡散である。この文献においては、波長６４２ｎｍのレーザを用いて、試料を静止させた状態でシリサイド化と穴あけを行うのに必要なパワーが報告されている。しかしながら、この公知文献にも、青紫波長域におけるＣ／Ｎ（キャリア対ノイズ比）値は開示されていない。
【０００９】
また、米国特許第４７７８１９号（ＵＳ　Ｐａｔｅｎｔ　Ｎｏ．４４７７８１９）及び特開昭５８−２２０７９４号公報には、光記録媒体が開示されている。記録層はＡｌ、Ａｕ、Ｐｂ、及びＳｎのうちいずれかひとつの金属膜並びにシリコン及びゲルマニウムのうちいずれか一方である。記録方式は金属のシリサイド化による相互拡散である。しかしながら、この公知文献にも、青紫波長域におけるＣ／Ｎ（キャリア対ノイズ比）値は開示されていない。
【００１０】
更に、光記録媒体以外の関連文献としては、１９８３年、シリサイズ・フォー・ブイエルエスアイ・アプリケーションズ、アカデミックプレス（Ｓｉｌｉｃｉｄｅｓ　ｆｏｒ　ＶＬＳＩ　Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ，　Ｅｄｉｔｅｄ　ｂｙ　Ｓ．Ｐ．　Ｍｕｒａｒｋａ，　Ａｃａｄｅｍｉｃ　Ｐｒｅｓｓ，　１９８３）に遷移金属及び希土類金属を含む６０種類の単体元素がシリサイド化合物を作ることと、Ｔｉ、Ｎｉ等の遷移金属のシリサイド過程などが紹介されている。
【００１１】
また、１９９５年、プロパティーズ・オブ・メタル・シリサイズ　イーエムアイエス・データビューズ・シリーズ　第１４巻、インスペック（Ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ　ｏｆ　Ｍｅｔａｌ　Ｓｉｌｉｃｉｄｅｓ，　ＥＭＩＳ　Ｄａｔａｖｉｅｗｓ　Ｓｅｒｉｅｓ　Ｎｏ．１４，　Ｅｄｉｔｅｄ　ｂｙ　Ｋａｒｅｎ　Ｍａｅｘ　ａｎｄ　Ｍａｒｃ　ＶａｎＲｏｓｓｕｍ，　Ｉｎｓｐｅｃ　Ｐｕｂｌｉｓｈ，　１９９５）に遷移金属及び希土類金属の二元系シリサイド化合物が持つ光学定数が、青紫波長域を含んで幅広くまとめられている。
【００１２】
また、１９８５年、ハンドブック・オブ・オプティカル・コンスタンツ・オブ・ソリッヅ、アカデミックプレス（Ｈａｎｄｂｏｏｋ　ｏｆ　Ｏｐｔｉｃａｌ　Ｃｏｎｓｔａｎｔｓ　ｏｆ　Ｓｏｌｉｄｓ，　Ｅｄｉｔｅｄ　ｂｙ　Ｅ．Ｄ．　ＰＡＬＩＫ，　Ａｃａｄｅｍｉｃ　Ｐｒｅｓｓ，　１９８５）にシリコン単体、希土類金属単体、遷移金属単体、および二元系シリサイド化合物の光学定数が、青紫波長域を含んで幅広くまとめられている。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述の公知技術及び公知文献には、３８０乃至４３０ｎｍの青紫色波長域で実用レベルにまで優れた特性をもつ光学情報記録媒体、特に波長３８０乃至４３０ｎｍの青紫波長域に対応して高いＣ／Ｎ値を示す光学情報記録媒体は提案されていない。
【００１４】
本発明はかかる問題点に鑑みてなされたものであって、波長３８０〜４３０ｎｍの青紫波長域の半導体レーザを使用して１回だけ記録可能であり、かつ高いＣ／Ｎ（キャリア対ノイズ比）値を得ることができる光学情報記録媒体を提供することを目的とする。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
本願第１発明に係る光学情報記録媒体は、基板と、前記基板上に設けられ積層された少なくとも２構成層からなる記録層とを有し、前記記録層に対し波長３８０乃至４３０ｎｍのレーザビームにより記録が行われるときに、未記録領域の光学的特性とは異なった光学的特性を有する記録領域が形成される光学情報記録媒体において、前記少なくとも２構成層のうちの１つがシリコン薄膜であり、前記少なくとも２構成層のうちの他の１つが、ニッケル及びクロムからなる群から選択された材料で形成された薄膜であることを特徴とする。
【００１６】
本願第２発明に係る光学情報記録媒体は、基板と、前記基板上に設けられ積層された少なくとも２構成層からなる記録層とを有し、前記記録層に対し波長３８０乃至４３０ｎｍのレーザビームにより記録が行われるときに、未記録領域の光学的特性とは異なった光学的特性を有する記録領域が形成される光学情報記録媒体において、前記少なくとも２構成層のうちの１つがシリコン薄膜であり、前記少なくとも２構成層のうちの他の１つが、ニッケルを含む合金又は混合物、ニッケルを含む化合物、クロムを含む合金又は混合物及びクロムを含む化合物からなる群から選択された材料で形成された薄膜であることを特徴とする。
【００１７】
この光学情報記録媒体において、前記少なくとも２構成層のうちの他の１つが、ニッケルを３０原子％以上含む合金又は混合物、ニッケルを３０原子％以上含む化合物、クロムを３０原子％以上含む合金又は混合物及びクロムを３０原子％以上含む化合物からなる群から選択された材料で形成された薄膜であることが好ましい。
【００１８】
本願第３発明に係る光学情報記録媒体は、基板と、前記基板上に設けられ積層された少なくとも２構成層からなる記録層とを有し、前記記録層に対し波長３８０乃至４３０ｎｍのレーザビームにより記録が行われるときに、未記録領域の光学的特性とは異なった光学的特性を有する記録領域が形成される光学情報記録媒体において、前記少なくとも２構成層のうちの１つがシリコン薄膜であり、前記少なくとも２構成層のうちの他の１つが、ニッケル及びクロムを含む合金で形成された薄膜であることを特徴とする。
【００１９】
本願第４発明に係る光学情報記録媒体は、基板と、前記基板上に設けられ積層された少なくとも２構成層からなる記録層とを有し、前記記録層に対し波長３８０乃至４３０ｎｍのレーザビームにより記録が行われるときに、未記録領域の光学的特性とは異なった光学的特性を有する記録領域が形成される光学情報記録媒体において、前記少なくとも２構成層のうちの１つがシリコン薄膜であり、前記少なくとも２構成層のうちの他の１つが、ニッケルとクロムと第３の元素とを含む合金又は混合物及びニッケルとクロムと第３の元素とを含む化合物からなる群から選択された材料で形成された薄膜であることを特徴とする。
【００２０】
この光学情報記録媒体において、前記少なくとも２構成層のうちの他の１つが、ニッケルとクロムと第３の元素とを含む合金又は混合物及びニッケルとクロムと第３の元素とを含む化合物からなる群から選択された材料であって、ニッケルとクロムの濃度の和が２０原子％以上であることが好ましい。
【００２１】
本願第５発明に係る光学情報記録媒体は、基板と、前記基板上に設けられ相互に異なる情報を記録することができる複数の記録層と、を有し、前記記録層のうち少なくとも１つが、積層された少なくとも２構成層からなり、前記記録層に対し波長３８０乃至４３０ｎｍのレーザビームにより記録が行われるときに、未記録領域の光学的特性とは異なった光学的特性を有する記録領域が形成される光学情報記録媒体において、前記少なくとも２構成層のうちの１つがシリコン薄膜であり、前記少なくとも２構成層のうちの他の１つが、ニッケル、ニッケル合金、クロム、クロム合金及びニッケル及びクロムを同時に含む合金からなる群から選択された材料で形成された薄膜であることを特徴とする。
【００２２】
本願第６発明に係る光学情報記録媒体は、基板と、前記基板上に設けられ相互に異なる情報を記録することができる複数の記録層と、を有し、前記記録層のうち少なくとも１つが、積層された少なくとも２構成層からなり、前記記録層に対し波長３８０乃至４３０ｎｍのレーザビームにより記録が行われるときに、未記録領域の光学的特性とは異なった光学的特性を有する記録領域が形成される光学情報記録媒体において、前記少なくとも２構成層のうちの１つがシリコン薄膜であり、前記少なくとも２構成層のうちの他の一つが、ニッケルとクロムと第３の元素とを含む合金又は混合物及びニッケルとクロムと第３の元素とを含む化合物からなる群から選択された材料であって、ニッケルとクロムの濃度の和が２０原子％以上であることを特徴とする。
【００２３】
上述の第１乃至第６発明に係る光学情報記録媒体において、前記記録層は前記２構成層の外に熱変形防止層を有することができる。この場合に、前記熱変形防止層は、遷移金属又は希土類金属の窒化物、硫化物、フッ化物及び酸化物並びにこれらの混合物からなる群から選択された材料で形成されていることが好ましい。また、前記熱変形防止層の膜厚が５ｎｍ以上であることが好ましい。
【００２４】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施の形態について、添付の図面を参照して詳細に説明する。
【００２５】
「第１実施形態」
図１は本発明の第１実施形態に係る光学情報記録媒体を示す断面図である。本実施形態の光学情報記録媒体においては、基板１上に記録層としてシリコン薄膜２及び薄膜３が形成されている。基板１の厚さは、例えば、０．３〜１．２ｍｍ程度であり、基板１の材料としては、ポリカーボネート等の樹脂又はガラスを使用することができる。
【００２６】
このように構成された本実施形態の光学情報記録媒体においては、通常、情報の記録は、基板１の記録層形成側の面の上方に設けられたレーザ４からレーザ光を記録層としてのシリコン薄膜２及び薄膜３に入射することにより行われ、再生は同様に基板１の記録層形成側の面の上方に設けられた受光部５により反射光を受光することにより行われる。そして、青紫波長域のレーザを照射することにより、記録層（シリコン薄膜２及び薄膜３）におけるレーザが照射された部位の光学定数が照射されない部位のそれから変化して情報が記録される。再生時には、この部位からのレーザ光の反射光を検出することにより、情報が記録されていない部位からの反射光との反射率差により、記録情報の有無を検出することができる。
【００２７】
本実施形態の光学情報記録媒体は、基板１上にシリコン薄膜２と、更にその上に薄膜３が形成された最も単純な構成のものである。この薄膜３としては、▲１▼ニッケル又はクロム、▲２▼ニッケルを含む合金又は混合物、ニッケルを含む化合物、クロムを含む合金又は混合物及びクロムを含む化合物からなる群から選択された材料で形成された薄膜、特に、ニッケルを３０原子％以上含む合金又は混合物、ニッケルを３０原子％以上含む化合物、クロムを３０原子％以上含む合金又は混合物及びクロムを３０原子％以上含む化合物からなる群から選択された材料で形成された薄膜、▲３▼ニッケルとクロムと第３の元素とを含む混合物及びニッケルとクロムと第３の元素とを含む化合物からなる群から選択された材料で形成された薄膜、特に、ニッケルとクロムの濃度の和が２０原子％以上である薄膜のいずれかの薄膜である。
【００２８】
このシリコン薄膜２と上述の▲１▼〜▲３▼のいずれかの薄膜３とを積層したものを記録層として使用することにより、波長３８０乃至４３０ｎｍのレーザビームにより記録が行われるときに、未記録領域の光学的特性とは異なった光学的特性を有する記録領域を高効率で形成することができる。
【００２９】
「第２実施形態」
図２は本発明の第２実施形態に係る光学情報録媒体を示す断面図である。本実施形態においては、基板１上に、記録層としてシリコン薄膜２及び薄膜３が形成され、傷及びゴミから記録層を保護するために、薄膜３上に紫外線硬化樹脂層６が貼り合わされている。また、この紫外線硬化樹脂層６の上に、機械特性向上のために、別の基板７が貼り合わされている。この紫外線硬化樹脂層６及び基板７はいずれか１方のみを設けても良い。薄膜３は、上述の▲１▼〜▲３▼のいずれかの薄膜である。
【００３０】
本実施形態においても、第１実施形態と同様の効果を奏するのに加え、傷及びゴミ付着に強く、機械的特性も信頼性が高いものである。
【００３１】
「第３実施形態」
図４は本発明の第３実施形態に係る光学情報記録媒体を示す断面図である。基板１上に、記録時の熱負荷から基板１を保護するために、熱変形防止層８ａが形成されており、この熱変形防止層８ａ上に、記録層として、シリコン薄膜２及び薄膜３が形成されている。更に、この薄膜３上に、同様に記録層の熱負荷から基板１を保護するために、熱変形防止層８ｂが形成されており、更に、この熱変形防止層８ｂ上に、紫外線硬化樹脂層６及び別の基板７が設けられている。
【００３２】
基板１の変形が少ない場合には、熱変形防止層８ａ又は熱変形防止層８ｂのいずれか一方を設けるか、又は図２に示す第２実施形態のように、両方とも設けなくてもよい。
【００３３】
この熱変形防止層８ａ及び８ｂとしては光透過率が高い絶縁膜が使用される。透過率が高い絶縁膜としては、金属硫化物、フッ化物、窒化物、酸化物又はこれらの混合物が好適である。また、熱変形防止層８ａ及び８ｂは光干渉層の役割も兼ねる。
【００３４】
「第４実施形態」
図５は本発明の第４実施形態に係る光学情報記録媒体を示す断面図である。本実施形態の光学情報記録媒体は、２つの記録層を有し、各記録層に異なる情報を記録できるものである。本実施形態においては、基板１上に第１の記録層に対応するシリコン薄膜２ａ及び薄膜３ａが形成されており、薄膜３ａ上に中間層１０が形成されている。そして、中間層１０上に、第２の記録層に対応するシリコン薄膜２ｂ及び薄膜３ｂが形成されており、更に、薄膜３ｂ上に、紫外線硬化樹脂層６が形成され、この紫外線硬化樹脂層６の上に別の基板７が貼り合わされている。
【００３５】
薄膜３ａとシリコン薄膜２ｂの間に設けられる中間層１０は、読み出し時の記録層間の信号漏れを低減させるためのものである。また、紫外線硬化樹脂層６は、傷やゴミを防止するものであり、基板７は、機械特性を向上させるものである。また、図示しないが、記録時の熱負荷から基板を守る目的から熱変形防止層（図４参照）を各記録層の上下層に設けてもよい。
【００３６】
「第５実施形態」
図６は本発明の第５実施形態に係る光学情報記録媒体を示す断面図である。基板１上に、記録時の熱負荷から基板１を保護するために、熱変形防止層８が形成されており、この熱変形防止層８上に、記録層として、シリコン薄膜２及び薄膜３が形成されている。更に、この薄膜３上に、紫外線硬化樹脂層６及び別の基板７が設けられている。
【００３７】
本実施形態は、第３実施形態の２層の熱変形防止層８ａ、８ｂを設ける代わりに、基板１上の熱変形防止層８のみを設けたものである。基板１の変形が少ない場合には、本実施形態のように、基板１上の熱変形防止層８のみを設けるか、又は、第３実施形態の薄膜３上の熱変形防止層８ｂのみを設けることとしてもよい。また、基板１の変形が少ない場合には、このような熱変形防止層を設けなくてもよく、その場合は、図２に示す第２実施形態と同一となる。
【００３８】
なお、熱変形防止層８としては、同様に、光透過率が高い絶縁膜、即ち、金属硫化物、フッ化物、窒化物、酸化物又はこれらの混合物が使用される。
【００３９】
上記各実施形態において、記録層におけるシリコン薄膜２と薄膜３の位置関係については、光の入射面側に薄膜３が位置することが望ましい。しかし、変調度に対する許容範囲において、光の入射面側にシリコン薄膜２が位置するように設けることも考えられる。
【００４０】
【実施例】
以下、本発明の実施形態の光学情報記録媒体を製造し、その特性を評価した結果について説明する。
【００４１】
「実施例１」
図２に示す第２実施形態の構造の光学情報記録媒体を製造した。本実施例１では、薄膜３に単体金属を使用した場合の特性最適化について説明する。光学情報記録媒体の基板１として、厚さが１．１ｍｍ程度のポリカーボネート基板を使用した。基板１の上に、厚さが１０ｎｍのシリコン薄膜２を形成した。更に、下記表１に示す材料を使用して、薄膜３を厚さが５ｎｍになるようにスパッタリングにより形成した。更に、傷防止、及び機械特性向上のために、別の基板７を紫外線硬化樹脂層６で貼り合わせた。なお、基板１としては、深さ４０ｎｍ程度、ピッチ０．３μｍ程度の案内溝（図示せず）が形成されているものを使用した。
【００４２】
【表１】

【００４３】
上記の光学情報媒体を線速５ｍ／ｓで回転させながら、記録周波数２．９５ＭＨｚで情報信号を記録した場合において、記録パワーとＣ／Ｎ（キャリア対ノイズ比）値の関係を求め、上記表１に併せて記載した。記録・再生に使用した半導体レーザの波長は４００ｎｍであり、ＮＡ（開口数：Ｎｕｍｅｒｉｃａｌ　Ａｐｅｒｔｕｒｅ）０．８５の対物レンズを有する光ヘッドを使用した。また、ビットピッチ０．１１６μｍ、８−１６変調方式を採用した。その結果、薄膜に単体金属元素としてＮｉ及びＣｒを用いた場合は、５５ｄＢを超える良好なＣ／Ｎ（キャリア対ノイズ比）値が得られることが明らかになった。このＣ／Ｎ（キャリア対ノイズ比）値は、ビットエラーレート１０^−３以下に対応する。
【００４４】
また、本実施例から、薄膜に単体金属元素を用いる場合、特にＮｉ及びＣｒを用いると、記録に必要なパワーが４．５ｍＷ以下で足りることがわかった。以上より、薄膜３の材料としてＮｉ又はＣｒ単体金属が好適であることが明らかになった。
【００４５】
「実施例２」
次に、本発明の実施例２として、薄膜３にニッケル若しくはクロムの合金又はニッケル若しくはクロムの化合物を使用した場合のニッケル濃度とクロム濃度の最適値を求めた結果について説明する。
【００４６】
薄膜３を除き、実施例１と同様の層構成を持つ光学情報記録媒体を、実施例１と同様の手順で製造し、その特性を評価した。薄膜３の材質を下記表２及び表３に示す。
【００４７】
【表２】

【００４８】
【表３】

【００４９】
本実施例から、薄膜３がＮｉ又はＣｒの合金又は化合物の場合、Ｎｉ又はＣｒの濃度が３０原子パーセント以上のとき、特異的に良好なＣ／Ｎ値５５ｄＢ以上を示すことが明らかになった。このＣ／Ｎ値は、ビットエラーレート１０^−３以下に対応する。また、上記表２ではＮｉ−Ａｕ、Ｎｉ−Ｒｈ、Ｃｒ−Ａｕ、及びＣｒ−Ｒｈ系のみ示したが、Ｎｉ−Ｍ、Ｃｒ−Ｍ系（Ｍ＝Ｃｏ、Ｔｉ、Ｐｂ、Ｐｔ、Ｖ、Ｓｎ、Ｚｒ、Ｐｄ、Ｎｂ、Ａｌ、Ｔａ、又はＭｏ）についても、同等の結果が得られた。本実施例から、薄膜３の材料として３０原子パーセント以上のＮｉ又はＣｒを含んだ合金又は化合物が好適であることが明らかになった。
【００５０】
「実施例３」
本実施例３ではニッケルとクロムの二元系からなる薄膜３中のクロム濃度の最適化を図ったものである。薄膜３を除き、実施例１と同様の層構成を持つ光学情報記録媒体を実施例１と同様の手順で製造し、評価した。薄膜３については、Ｎｉ−Ｃｒ二元系中のＣｒ濃度を変えたものを用いた。
【００５１】
図３は横軸にＣｒ濃度をとり、縦軸にＣ／Ｎをとって、Ｃｒ濃度とＣ／Ｎ測定値との関係を示す。本実施例３から、薄膜３の材料としてＮｉ−Ｃｒ二元系を用いた場合には、Ｃｒの濃度にかかわらず、良好なＣ／Ｎ値５５ｄＢを示すことが明らかになった。従って、薄膜３の材料としてＮｉ−Ｃｒ二元系がＣｒ濃度によらず好適である。
【００５２】
「実施例４」
本実施例４は、ニッケルとクロムを含む薄膜３中のニッケルとクロム濃度の和の最適値を求めたものである。薄膜３を除き、実施例１と同様の層構成を持つ光学情報記録媒体を、実施例１と同様の手順で製造し、評価した。薄膜３の材質については下記表４及び表５に示した通りである。
【００５３】
【表４】

【００５４】
【表５】

【００５５】
本実施例から、記録層における薄膜３にＮｉ及びＣｒを含む合金、又は化合物を使用した場合、ＮｉとＣｒの濃度の和が２０原子パーセント以上の範囲にある場合に、特異的にＣ／Ｎ値が良好に５５ｄＢを上回ることが明らかになった。また、Ｎｉ−Ｃｒ−Ｍ系（Ｍ＝Ｃｏ、Ｔｉ、Ａｕ、Ｐｂ、Ｐｔ、Ｖ、Ｓｎ、Ｚｒ、Ｐｄ、Ｎｂ、Ａｌ、Ｔａ及びＭｏ）を薄膜３として用いた場合でもＮｉとＣｒの濃度の和が２０原子パーセント以上の範囲にある場合に特異的にＣ／Ｎ（キャリア対ノイズ比）値が良好に５５ｄＢを上回ることがわかった。
【００５６】
本実施例から、薄膜３にＮｉ及びＣｒを含む合金又は化合物を使用する場合、ＮｉとＣｒの濃度の和が２０原子パーセント以上の範囲にある金属材料が特に好適であることが明らかになった。
【００５７】
「実施例５」
本実施例５は図５に構造を示す２層記録層の光学情報記録媒体（第４実施形態）についてのものである。図５に示すように、光学情報記録媒体の基板１として厚さが１．１ｍｍ程度のポリカーボネート基板を使用した。その上に、シリコン薄膜２ａを１０ｎｍの膜厚で形成した。更に、厚さが５ｎｍのＮｉ_７８Ｃｒ_２２からなる薄膜３ａをスパッタリングにより形成した。更に、中間層１０を設けた後、再びシリコン薄膜２ｂを１０ｎｍの厚さで形成し、その上に厚さが５ｎｍのＮｉ_７８Ｃｒ_２２からなる薄膜３ｂをスパッタリングにより形成した。その後、傷防止及び機械特性向上のために、別の基板７を紫外線硬化樹脂層６で貼り合わせた。基板１としては、深さ約４０ｎｍ及びピッチ約０．３μｍの案内溝（図示せず）が形成されているものを使用した。
【００５８】
この光学情報記録媒体を実施例１と同じ条件で評価したところ、シリコン薄膜２ａ及び薄膜３ａの記録層とシリコン薄膜２ｂ及び薄膜３ｂの記録層との双方に対して５５ｄＢを超える良好なＣ／Ｎ（キャリア対ノイズ比）値が得られた。よって、本発明が２層記録媒体へ適用可能であることが明らかになった。
【００５９】
「実施例６」
本実施例６は、図６に示す構造の第５実施形態の光学情報記録媒体についてのものである。本実施例６では熱変形防止層の効果について説明する。図６に示すように、光学情報記録媒体の基板１として厚さが約１．１ｍｍのポリカーボネート基板を使用した。その上に、熱変形防止層８として、下記表６に示す膜厚のＺｎＳ−ＳｉＯ_２薄膜を設け、更にシリコン薄膜２を１０ｎｍの膜厚で設けた。その上に、下記表６に示す材料の薄膜３（厚さ５ｎｍ）をスパッタリングにより形成した。更に、傷防止及び機械特性向上のために、基板７を紫外線硬化樹脂層６で貼り合わせた。その後、これらの光学情報記録媒体を実施例１と同様の手順で評価した。
【００６０】
【表６】

【００６１】
本実施例において、熱変形防止層８の厚さが互いに８７ｎｍ異なるものは、干渉条件が光学的に等価である。ディスク４８及びディスク６２と光学的に等価な熱変形防止層８を設けたディスク６５及びディスク６６については、Ｃ／Ｎ値が改善されているのに対して、ディスク６３及びディスク６４と等価なディスク６７及びディスク６８についてはＣ／Ｎ値の改善が見られない。これにより、熱変形防止層８に必要な膜厚は５ｎｍ以上であることがわかる。本実施例により、５ｎｍ以上の熱変形防止層８を設けることで、基板の変形が抑制され、Ｃ／Ｎ値の向上に寄与したことが明らかになった。また、記録層の上側、即ち薄膜３と紫外線効果樹脂層６の間に熱変形防止層８を設ける構成と、記録層の両側に熱変形防止層を設ける構成についても同様の効果を確認した。更に、熱変形防止層８の材料としてＺｎＳ−ＳｉＯ_２以外にも各種誘電体層を用いた場合にも同様の結果が得られることを確認した。本実施例により、５ｎｍ以上の膜厚を持つ熱変形防止層８が有効であることが明らかになった。
【００６２】
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明によれば、青紫波長域の半導体レーザを用いて一回だけ記録可能であると共にり、Ｃ／Ｎ値が高い光学情報記録媒体を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態に係る光学情報記録媒体を示す断面図である。
【図２】本発明の第２実施形態に係る光学情報記録媒体を示す断面図である。
【図３】この第２実施形態に係る光学情報媒体のＣ／Ｎに対するＮｉＣｒ薄膜中のクロム濃度の依存性を示すグラフ図である。
【図４】本発明の第３実施形態に係る光学情報記録媒体を示す断面図である。
【図５】本発明の第４実施形態に係る光学情報記録媒体を示す断面図である。
【図６】本発明の第５実施形態に係る光学情報記録媒体を示す断面図である。
【図７】従来の光学情報記録媒体を示す断面図である。
【符号の説明】
１：基板
２、２ａ、２ｂ：シリコン薄膜
３、３ａ、３ｂ：薄膜
４：レーザ
５：受光部
６：紫外線硬化樹脂層
７：基板
８ａ、８ｂ：熱変形防止層
９：照射領域
１０：中間層[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
According to the present invention, at least two constituent layers composed of a silicon thin film and another thin film are provided as a recording layer, and when recording is performed on the recording layer with a laser beam having a wavelength of 380 to 430 nm, an optical characteristic of an unrecorded area is obtained. The present invention relates to an optical information recording medium on which a recording area having optical characteristics different from the above is formed.
[0002]
[Prior art]
In recent years, with the spread of CD-ROMs (read-only compact discs) and DVD-ROMs (read-only digital versatile discs), CD-Rs (recordable compact discs) and DVD-Rs (write-on digital versatile discs) have become increasingly popular. As typified, a write-once recording medium that allows a user to record once is remarkable. As a recording method of the write-once type recording medium, there are various methods such as a polymerization / dissociation reaction of an organic dye, a thermal deformation method, a bubble method, and a texture method other than an interdiffusion method.
[0003]
However, these systems have been proposed for wavelengths longer than the red wavelength region (around 650 nm) used in conventional DVDs (digital versatile discs) and the like, and have a blue-violet wavelength of 380 to 430 nm. A write-once recording method has been developed that exhibits excellent properties in a wavelength range up to a practical level, particularly excellent C / N (Carrier to Noise Ratio) values. Therefore, there is an urgent need for researchers to develop a write-once type recording medium corresponding to the blue-violet wavelength range. However, the C / N (carrier-to-noise ratio) value corresponding to the blue-violet wavelength range of 380 to 430 nm is high. There is a problem that there is no optical information recording medium indicating the above.
[0004]
Next, the recording / reproducing principle of the above-described optical recording medium will be described. In an optical information recording medium, reading of information is performed using a difference in reflectance between a recording area called a pit and a non-recording area. The reflectivity is determined in consideration of the effect of multiple reflection by a material constant called an optical constant of the recording layer before and after recording. Therefore, in order to develop an optical recording medium compatible with the blue-violet wavelength range, the reflectance difference is increased by increasing the optical constant difference before and after recording in this wavelength range. Since Carrier is proportional to the reflectance difference, if the difference in optical constants before and after recording in the blue-violet wavelength range can be increased to increase the reflectance difference, the C / N (carrier-to-noise ratio) value increases, and the carrier becomes stable. The reading of the read information can be realized.
[0005]
Specifically, taking a case of a write-once medium of the mutual diffusion method as an example, a process in which a reflectance difference is generated by recording will be described with reference to FIG. The conventional disk structure is as follows. On a substrate 1, a recording layer 2 and a recording layer 3 having a two-layer structure are provided. Further, another substrate 7 is bonded on the recording layer 3 with an adhesive in order to protect the recording layer, and an adhesive layer 6 is provided between the recording layer 3 and the substrate 7. When this disk is irradiated with the laser 4, a reaction occurs between the constituent materials of the

recording layers

2 and 3. This reaction causes a difference in reflectance between the unirradiated area and the irradiated area 9 in the

recording layers

2 and 3. Reproduction is performed by regarding the irradiation area 9 as a recording pit and utilizing this difference in reflectance.
[0006]
Optical recording media include those disclosed in JP-A-3-286433 and JP-A-2870107. In this prior art, a titanium layer and an amorphous silicon layer are formed on a substrate as recording layers. The recording method is interdiffusion by a silicidation reaction of the titanium layer. The laser wavelength for irradiation is 190 to 440 nm. However, C / N in the blue-violet wavelength range is not mentioned.
[0007]
Also, an optical recording medium is disclosed in Applied Physics Letters Vol. 39, No. 11, pp. 927-929 (Appl. Phys. Lett. 39, 11 (1981) pp. 927-929). The recording layer comprises a thin film of any one of Pd, Pt, Ta, Rh, V, and Co and silicon. The recording method is interdiffusion by silicidation of a metal. The thickness of the thin film is 25 nm, and the wavelength of the irradiation light is 400 to 900 nm. This known document does not disclose a C / N (carrier to noise ratio) value in a blue-violet wavelength range.
[0008]
Further, in 1982, an optical recording medium was disclosed in Journal of Applied Physics, Vol. 53, No. 5, page 3777-3781 (J. Appl. Phys. 53, 5 (1982) pp. 3777-3781). I have. The recording layer comprises a thin film of any one of Pd, Pt, Rh, Co, V, Zr, and Nb and silicon. The recording method is interdiffusion by silicidation of a metal. This document reports the power required to perform silicidation and drilling while a sample is stationary using a laser having a wavelength of 642 nm. However, this known document does not disclose a C / N (carrier to noise ratio) value in a blue-violet wavelength range.
[0009]
Optical recording media are disclosed in U.S. Pat. No. 4,778,819 (US Patent No. 4,477,819) and JP-A-58-220794. The recording layer is a metal film of any one of Al, Au, Pb, and Sn, and one of silicon and germanium. The recording method is interdiffusion by silicidation of a metal. However, this known document does not disclose a C / N (carrier to noise ratio) value in a blue-violet wavelength range.
[0010]
Further, as related documents other than optical recording media, in 1983, Silicides for VLSI Applications, Edited by SP. 60 types of simple elements including rare earth metals form silicide compounds, and a silicide process of transition metals such as Ti and Ni are introduced.
[0011]
Also, in 1995, Properties of Metal Sirisize EMIS Dataviews Series, Volume 14, Inspec 1995) widely summarizes the optical constants of binary silicide compounds of transition metals and rare earth metals, including the blue-violet wavelength range.
[0012]
In 1985, Handbook of Optical Constants of Solids, Academic Press (Handbook of Optical Constants of Solids, Edited by ED. PALIK, Single Metal, Simple Metals, 1985) The optical constants of the simple substance and the binary silicide compound are widely summarized including the blue-violet wavelength range.
[0013]
[Problems to be solved by the invention]
However, the above-mentioned known techniques and known literatures show that an optical information recording medium having excellent properties in a blue-violet wavelength range of 380 to 430 nm to a practical level, especially a high C corresponding to a blue-violet wavelength range of 380 to 430 nm. An optical information recording medium exhibiting a / N value has not been proposed.
[0014]
The present invention has been made in view of such a problem, and can be performed only once using a semiconductor laser in a blue-violet wavelength range of 380 to 430 nm, and has a high C / N (carrier-to-noise ratio). It is an object to provide an optical information recording medium capable of obtaining a value.
[0015]
[Means for Solving the Problems]
The optical information recording medium according to the first invention of the present application has a substrate and a recording layer comprising at least two constituent layers provided and laminated on the substrate, and the recording layer is irradiated with a laser beam having a wavelength of 380 to 430 nm. When recording is performed, in an optical information recording medium in which a recording region having optical characteristics different from the optical characteristics of an unrecorded region is formed, one of the at least two constituent layers is a silicon thin film, Another one of the at least two constituent layers is a thin film formed of a material selected from the group consisting of nickel and chromium.
[0016]
An optical information recording medium according to a second aspect of the present invention has a substrate and a recording layer including at least two constituent layers provided and laminated on the substrate, and the recording layer is irradiated with a laser beam having a wavelength of 380 to 430 nm. When recording is performed, in an optical information recording medium in which a recording region having optical characteristics different from the optical characteristics of an unrecorded region is formed, one of the at least two constituent layers is a silicon thin film, Another one of the at least two constituent layers is a thin film formed of a material selected from the group consisting of an alloy or mixture containing nickel, a compound containing nickel, an alloy or mixture containing chromium, and a compound containing chromium. There is a feature.
[0017]
In this optical information recording medium, another one of the at least two constituent layers is an alloy or a mixture containing 30 atomic% or more of nickel, a compound containing 30 atomic% or more of nickel, an alloy or a mixture containing 30 atomic% or more of chromium. And a thin film formed of a material selected from the group consisting of compounds containing at least 30 atomic% of chromium.
[0018]
The optical information recording medium according to the third invention of the present application has a substrate and a recording layer comprising at least two component layers provided and laminated on the substrate, and the recording layer is irradiated with a laser beam having a wavelength of 380 to 430 nm. When recording is performed, in an optical information recording medium in which a recording region having optical characteristics different from the optical characteristics of an unrecorded region is formed, one of the at least two constituent layers is a silicon thin film, Another one of the at least two constituent layers is a thin film formed of an alloy containing nickel and chromium.
[0019]
An optical information recording medium according to a fourth aspect of the present invention includes a substrate and a recording layer including at least two component layers provided on the substrate and laminated, and the recording layer is irradiated with a laser beam having a wavelength of 380 to 430 nm. When recording is performed, in an optical information recording medium in which a recording region having optical characteristics different from the optical characteristics of an unrecorded region is formed, one of the at least two constituent layers is a silicon thin film, Another one of the at least two constituent layers is formed of a material selected from the group consisting of an alloy or a mixture containing nickel, chromium, and a third element and a compound containing nickel, chromium, and a third element. Characterized in that it is a thin film.
[0020]
In this optical information recording medium, another one of the at least two constituent layers is a group consisting of an alloy or a mixture containing nickel, chromium, and a third element and a compound containing nickel, chromium, and a third element. And the sum of the concentrations of nickel and chromium is preferably at least 20 atomic%.
[0021]
The optical information recording medium according to the fifth invention of the present application includes a substrate, and a plurality of recording layers provided on the substrate and capable of recording mutually different information, and at least one of the recording layers includes: When recording is performed on the recording layer with a laser beam having a wavelength of 380 to 430 nm, a recording region having optical characteristics different from the optical characteristics of the unrecorded region is formed. In the optical information recording medium, one of the at least two constituent layers is a silicon thin film, and the other one of the at least two constituent layers is formed of nickel, a nickel alloy, chromium, a chromium alloy, and nickel and chromium. It is a thin film formed of a material selected from the group consisting of alloys simultaneously contained.
[0022]
The optical information recording medium according to the sixth invention of the present application includes a substrate, and a plurality of recording layers provided on the substrate and capable of recording mutually different information, and at least one of the recording layers includes: When recording is performed on the recording layer with a laser beam having a wavelength of 380 to 430 nm, a recording region having optical characteristics different from the optical characteristics of the unrecorded region is formed. An optical information recording medium, wherein one of the at least two constituent layers is a silicon thin film, and the other one of the at least two constituent layers is an alloy or mixture containing nickel, chromium, and a third element. And a material selected from the group consisting of compounds containing nickel, chromium, and a third element, wherein the sum of the concentrations of nickel and chromium is at least 20 atomic%. And butterflies.
[0023]
In the above-described optical information recording medium according to the first to sixth aspects, the recording layer may have a thermal deformation preventing layer in addition to the two constituent layers. In this case, it is preferable that the thermal deformation prevention layer is formed of a material selected from the group consisting of nitrides, sulfides, fluorides, oxides of transition metals or rare earth metals, and mixtures thereof. Further, it is preferable that the thermal deformation preventing layer has a thickness of 5 nm or more.
[0024]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Next, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
[0025]
"First Embodiment"
FIG. 1 is a sectional view showing an optical information recording medium according to the first embodiment of the present invention. In the optical information recording medium of the present embodiment, a silicon thin film 2 and a thin film 3 are formed on a substrate 1 as a recording layer. The thickness of the substrate 1 is, for example, about 0.3 to 1.2 mm. As a material of the substrate 1, a resin such as polycarbonate or glass can be used.
[0026]
In the optical information recording medium of the present embodiment configured as described above, information is usually recorded by using a laser beam from a laser 4 provided above the surface of the substrate 1 on the recording layer forming side as a silicon as a recording layer. The reproduction is performed by entering the thin film 2 and the thin film 3, and the reproduction is similarly performed by receiving the reflected light by the light receiving unit 5 provided above the surface of the substrate 1 on the recording layer forming side. Then, by irradiating a laser in the blue-violet wavelength range, information is recorded by changing the optical constant of the portion of the recording layer (the silicon thin film 2 and the thin film 3) irradiated with the laser from that of the unirradiated portion. At the time of reproduction, by detecting the reflected light of the laser beam from this part, the presence or absence of the recorded information can be detected from the reflectance difference from the reflected light from the part where information is not recorded.
[0027]
The optical information recording medium of the present embodiment has the simplest configuration in which a silicon thin film 2 is formed on a substrate 1 and a thin film 3 is further formed thereon. The thin film 3 is formed of a material selected from the group consisting of (1) nickel or chromium, (2) an alloy or mixture containing nickel, a compound containing nickel, an alloy or mixture containing chromium, and a compound containing chromium. Selected from the group consisting of thin films, particularly alloys or mixtures containing 30 atomic% or more of nickel, compounds containing 30 atomic% or more of nickel, alloys or mixtures containing 30 atomic% or more of chromium, and compounds containing 30 atomic% or more of chromium. (3) a thin film formed of a material selected from the group consisting of a mixture containing nickel, chromium, and a third element and a compound containing nickel, chromium, and a third element; In particular, any one of thin films in which the sum of the concentrations of nickel and chromium is 20 atomic% or more.
[0028]
By using a laminate of the silicon thin film 2 and the thin film 3 of any one of the above (1) to (3) as a recording layer, when recording is performed with a laser beam having a wavelength of 380 to 430 nm, A recording region having optical characteristics different from the optical characteristics of the recording region can be formed with high efficiency.
[0029]
"Second embodiment"
FIG. 2 is a sectional view showing an optical information recording medium according to a second embodiment of the present invention. In this embodiment, a silicon thin film 2 and a thin film 3 are formed as a recording layer on a substrate 1, and an ultraviolet curable resin layer 6 is bonded on the thin film 3 to protect the recording layer from scratches and dust. . Further, another substrate 7 is bonded on the ultraviolet curable resin layer 6 to improve mechanical properties. Only one of the ultraviolet curing resin layer 6 and the substrate 7 may be provided. The thin film 3 is any one of the above-mentioned (1) to (3).
[0030]
In the present embodiment, in addition to the same effects as in the first embodiment, the present embodiment is resistant to scratches and dust, and has high mechanical characteristics.
[0031]
"Third embodiment"
FIG. 4 is a sectional view showing an optical information recording medium according to a third embodiment of the present invention. A thermal deformation preventing layer 8a is formed on the substrate 1 to protect the substrate 1 from a thermal load during recording. On this thermal deformation preventing layer 8a, a silicon thin film 2 and a thin film 3 are formed as recording layers. Is formed. Further, a thermal deformation preventing layer 8b is formed on the thin film 3 in order to protect the substrate 1 from the thermal load of the recording layer, and an ultraviolet curable resin layer is further formed on the thermal deformation preventing layer 8b. 6 and another substrate 7 are provided.
[0032]
When the deformation of the substrate 1 is small, either the thermal deformation preventing layer 8a or the thermal deformation preventing layer 8b may be provided, or both may not be provided as in the second embodiment shown in FIG.
[0033]
As the thermal

deformation preventing layers

8a and 8b, insulating films having high light transmittance are used. As the insulating film having high transmittance, metal sulfide, fluoride, nitride, oxide, or a mixture thereof is preferable. Further, the thermal

deformation preventing layers

8a and 8b also serve as a light interference layer.
[0034]
"Fourth embodiment"
FIG. 5 is a sectional view showing an optical information recording medium according to a fourth embodiment of the present invention. The optical information recording medium of the present embodiment has two recording layers, and can record different information on each recording layer. In this embodiment, the silicon thin film 2a and the thin film 3a corresponding to the first recording layer are formed on the substrate 1, and the intermediate layer 10 is formed on the thin film 3a. Then, a silicon thin film 2b and a thin film 3b corresponding to the second recording layer are formed on the intermediate layer 10, and an ultraviolet curable resin layer 6 is further formed on the thin film 3b. Another substrate 7 is bonded on the substrate.
[0035]
The intermediate layer 10 provided between the thin film 3a and the silicon thin film 2b is for reducing signal leakage between recording layers during reading. The ultraviolet curable resin layer 6 prevents scratches and dust, and the substrate 7 improves mechanical properties. Although not shown, a thermal deformation preventing layer (see FIG. 4) may be provided above and below each recording layer for the purpose of protecting the substrate from a thermal load during recording.
[0036]
"Fifth embodiment"
FIG. 6 is a sectional view showing an optical information recording medium according to a fifth embodiment of the present invention. A thermal deformation prevention layer 8 is formed on the substrate 1 to protect the substrate 1 from a thermal load during recording. On this thermal deformation prevention layer 8, a silicon thin film 2 and a thin film 3 are formed as recording layers. Is formed. Further, on this thin film 3, an ultraviolet curing resin layer 6 and another substrate 7 are provided.
[0037]
In the present embodiment, only the thermal deformation preventing layer 8 on the substrate 1 is provided instead of providing the two thermal

deformation preventing layers

8a and 8b of the third embodiment. When the deformation of the substrate 1 is small, only the thermal deformation preventing layer 8 on the substrate 1 is provided as in the present embodiment, or only the thermal deformation preventing layer 8b on the thin film 3 of the third embodiment is provided. It may be good. When the deformation of the substrate 1 is small, it is not necessary to provide such a thermal deformation preventing layer. In that case, the structure is the same as that of the second embodiment shown in FIG.
[0038]
Similarly, as the thermal deformation preventing layer 8, an insulating film having a high light transmittance, that is, a metal sulfide, a fluoride, a nitride, an oxide, or a mixture thereof is used.
[0039]
In each of the above embodiments, as for the positional relationship between the silicon thin film 2 and the thin film 3 in the recording layer, it is desirable that the thin film 3 be located on the light incident surface side. However, it is conceivable to provide the silicon thin film 2 so as to be located on the light incident surface side within an allowable range for the modulation degree.
[0040]
【Example】
Hereinafter, the results of manufacturing the optical information recording medium of the embodiment of the present invention and evaluating the characteristics thereof will be described.
[0041]
"Example 1"
An optical information recording medium having the structure of the second embodiment shown in FIG. 2 was manufactured. In the first embodiment, optimization of characteristics when a single metal is used for the thin film 3 will be described. As the substrate 1 of the optical information recording medium, a polycarbonate substrate having a thickness of about 1.1 mm was used. A silicon thin film 2 having a thickness of 10 nm was formed on a substrate 1. Further, using the materials shown in Table 1 below, a thin film 3 was formed by sputtering so as to have a thickness of 5 nm. Further, another substrate 7 was bonded with an ultraviolet curable resin layer 6 to prevent scratches and improve mechanical properties. As the substrate 1, a substrate having a guide groove (not shown) with a depth of about 40 nm and a pitch of about 0.3 μm was used.
[0042]
[Table 1]

[0043]
When an information signal was recorded at a recording frequency of 2.95 MHz while rotating the optical information medium at a linear velocity of 5 m / s, the relationship between the recording power and the C / N (carrier to noise ratio) value was determined. 1 is also described. The wavelength of the semiconductor laser used for recording / reproducing was 400 nm, and an optical head having an objective lens with a numerical aperture (NA) of 0.85 was used. Further, an 8-16 modulation method with a bit pitch of 0.116 μm was employed. As a result, it was found that when Ni and Cr were used as the single metal elements in the thin film, a good C / N (carrier to noise ratio) value exceeding 55 dB was obtained. This C / N (carrier-to-noise ratio) value has a bit error rate of 10 ^-3 The following applies.
[0044]
Further, from this example, it was found that when a single metal element was used for the thin film, particularly when Ni and Cr were used, the power required for recording was less than 4.5 mW. From the above, it has been clarified that Ni or Cr single metal is suitable as the material of the thin film 3.
[0045]
"Example 2"
Next, as Example 2 of the present invention, a description will be given of the result of obtaining the optimum values of the nickel concentration and the chromium concentration when a nickel or chromium alloy or a nickel or chromium compound is used for the thin film 3.
[0046]
An optical information recording medium having the same layer configuration as in Example 1 was manufactured in the same procedure as in Example 1 except for the thin film 3, and its characteristics were evaluated. The materials of the thin film 3 are shown in Tables 2 and 3 below.
[0047]
[Table 2]

[0048]
[Table 3]

[0049]
From the present example, it has been clarified that when the thin film 3 is an alloy or a compound of Ni or Cr, when the concentration of Ni or Cr is 30 atomic percent or more, a specifically good C / N value of 55 dB or more is exhibited. . This C / N value has a bit error rate of 10 ^-3 The following applies. In Table 2, only Ni-Au, Ni-Rh, Cr-Au, and Cr-Rh type are shown, but Ni-M, Cr-M type (M = Co, Ti, Pb, Pt, V, Sn , Zr, Pd, Nb, Al, Ta, or Mo), the same result was obtained. This example has revealed that an alloy or a compound containing 30 atomic percent or more of Ni or Cr is suitable as the material of the thin film 3.
[0050]
"Example 3"
In the third embodiment, the chromium concentration in the thin film 3 composed of a binary system of nickel and chromium is optimized. Except for the thin film 3, an optical information recording medium having the same layer configuration as in Example 1 was manufactured in the same procedure as in Example 1, and evaluated. As the thin film 3, a thin film having a different Cr concentration in the Ni—Cr binary system was used.
[0051]
FIG. 3 shows the relationship between the Cr concentration and the measured C / N value, with the horizontal axis representing Cr concentration and the vertical axis representing C / N. From Example 3, it was found that when the Ni—Cr binary system was used as the material of the thin film 3, a good C / N value of 55 dB was exhibited regardless of the concentration of Cr. Therefore, a Ni—Cr binary system is suitable as the material of the thin film 3 regardless of the Cr concentration.
[0052]
"Example 4"
In the fourth embodiment, the optimum value of the sum of the nickel and chromium concentrations in the thin film 3 containing nickel and chromium was determined. An optical information recording medium having the same layer configuration as in Example 1 except for the thin film 3 was manufactured in the same procedure as in Example 1 and evaluated. The materials of the thin film 3 are as shown in Tables 4 and 5 below.
[0053]
[Table 4]

[0054]
[Table 5]

[0055]
According to the present embodiment, when an alloy or a compound containing Ni and Cr is used for the thin film 3 in the recording layer, and the sum of the concentrations of Ni and Cr is in the range of 20 atomic percent or more, C / N is specifically determined. The values were found to be well above 55 dB. Further, even when a Ni-Cr-M system (M = Co, Ti, Au, Pb, Pt, V, Sn, Zr, Pd, Nb, Al, Ta and Mo) is used as the thin film 3, the concentrations of Ni and Cr are obtained. It is found that the C / N (carrier-to-noise ratio) value specifically exceeds 55 dB when the sum is within the range of 20 atomic percent or more.
[0056]
This example has revealed that when an alloy or a compound containing Ni and Cr is used for the thin film 3, a metal material having a sum of the concentrations of Ni and Cr in the range of 20 atomic percent or more is particularly suitable. .
[0057]
"Example 5"
Example 5 relates to an optical information recording medium having a two-layer recording layer (fourth embodiment) whose structure is shown in FIG. As shown in FIG. 5, a polycarbonate substrate having a thickness of about 1.1 mm was used as the substrate 1 of the optical information recording medium. A silicon thin film 2a was formed thereon with a thickness of 10 nm. In addition, a 5 nm thick Ni ₇₈ Cr ₂₂ Was formed by sputtering. Further, after the intermediate layer 10 is provided, a silicon thin film 2b is formed again to a thickness of 10 nm, and a 5 nm thick Ni film is formed thereon. ₇₈ Cr ₂₂ Was formed by sputtering. After that, another substrate 7 was bonded with an ultraviolet curable resin layer 6 to prevent scratches and improve mechanical properties. A substrate 1 having a guide groove (not shown) having a depth of about 40 nm and a pitch of about 0.3 μm was used.
[0058]
When this optical information recording medium was evaluated under the same conditions as in Example 1, a good C / N ratio exceeding 55 dB was obtained for both the recording layers of the silicon thin films 2a and 3a and the recording layers of the silicon

thin films

2b and 3b. (Carrier to noise ratio) values were obtained. Therefore, it has been clarified that the present invention is applicable to a two-layer recording medium.
[0059]
"Example 6"
Example 6 Example 6 relates to the optical information recording medium of the fifth embodiment having the structure shown in FIG. Example 6 describes the effect of the thermal deformation preventing layer. As shown in FIG. 6, a polycarbonate substrate having a thickness of about 1.1 mm was used as the substrate 1 of the optical information recording medium. Furthermore, as a thermal deformation preventing layer 8, ZnS-SiO having a film thickness shown in Table 6 below is formed. ₂ A thin film was provided, and a silicon thin film 2 was further provided with a thickness of 10 nm. A thin film 3 (thickness: 5 nm) of the material shown in Table 6 below was formed thereon by sputtering. Further, in order to prevent scratches and improve mechanical properties, the substrate 7 was bonded with an ultraviolet curable resin layer 6. Thereafter, these optical information recording media were evaluated in the same procedure as in Example 1.
[0060]
[Table 6]

[0061]
In this embodiment, when the thicknesses of the thermal deformation preventing layers 8 are different from each other by 87 nm, the interference conditions are optically equivalent. The disks 65 and 66 provided with the thermal deformation preventing layer 8 optically equivalent to the disks 48 and 62 have improved C / N values, whereas the disks 63 and 64 have an equivalent C / N value. No improvement in C / N value is observed for 67 and disk 68. This indicates that the thickness required for the thermal deformation prevention layer 8 is 5 nm or more. According to the present example, it became clear that the provision of the thermal deformation preventing layer 8 of 5 nm or more suppressed the deformation of the substrate and contributed to the improvement of the C / N value. The same effect was also confirmed in a configuration in which the thermal deformation preventing layer 8 was provided above the recording layer, that is, between the thin film 3 and the ultraviolet effect resin layer 6, and in a configuration in which the thermal deformation preventing layers were provided on both sides of the recording layer. Further, ZnS—SiO 2 is used as a material of the thermal deformation prevention layer 8. ₂ In addition, it was confirmed that similar results were obtained when various dielectric layers were used. According to the present example, it was clarified that the thermal deformation preventing layer 8 having a thickness of 5 nm or more was effective.
[0062]
【The invention's effect】
As described in detail above, according to the present invention, it is possible to obtain an optical information recording medium that can be recorded only once using a semiconductor laser in the blue-violet wavelength range and has a high C / N value.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a sectional view showing an optical information recording medium according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a sectional view showing an optical information recording medium according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a graph showing the dependence of the chromium concentration in a NiCr thin film on the C / N of the optical information medium according to the second embodiment.
FIG. 4 is a sectional view showing an optical information recording medium according to a third embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a sectional view showing an optical information recording medium according to a fourth embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a sectional view showing an optical information recording medium according to a fifth embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a sectional view showing a conventional optical information recording medium.
[Explanation of symbols]
1: substrate
2, 2a, 2b: silicon thin film
3, 3a, 3b: thin film
4: Laser
5: Light receiving section
6: UV curable resin layer
7: Substrate
8a, 8b: thermal deformation prevention layer
9: Irradiation area
10: Middle layer

Claims

A recording layer comprising at least two constituent layers provided on the substrate and laminated, and when recording is performed on the recording layer with a laser beam having a wavelength of 380 to 430 nm, the optical density of an unrecorded area is increased. Information recording medium in which a recording region having optical characteristics different from the optical characteristics is formed, one of the at least two component layers is a silicon thin film, and the other one of the at least two component layers is a thin film. An optical information recording medium characterized by being a thin film formed of a material selected from the group consisting of nickel, chromium and chromium.

A recording layer comprising at least two constituent layers provided on the substrate and laminated, and when recording is performed on the recording layer with a laser beam having a wavelength of 380 to 430 nm, the optical density of an unrecorded area is increased. Information recording medium in which a recording region having optical characteristics different from the optical characteristics is formed, one of the at least two component layers is a silicon thin film, and the other one of the at least two component layers is a thin film. An optical information recording medium characterized by being a thin film formed of a material selected from the group consisting of an alloy or mixture containing nickel, a compound containing nickel, an alloy or mixture containing chromium, and a compound containing chromium.

A recording layer comprising at least two constituent layers provided on the substrate and laminated, and when recording is performed on the recording layer with a laser beam having a wavelength of 380 to 430 nm, the optical density of an unrecorded area is increased. Information recording medium in which a recording region having optical characteristics different from the optical characteristics is formed, one of the at least two component layers is a silicon thin film, and the other one of the at least two component layers is a thin film. An optical information recording medium characterized by being a thin film formed of an alloy containing nickel and chromium.

A recording layer comprising at least two constituent layers provided on the substrate and laminated, and when recording is performed on the recording layer with a laser beam having a wavelength of 380 to 430 nm, the optical density of an unrecorded area is increased. Optical recording medium in which a recording region having optical characteristics different from the optical characteristics is formed, one of the at least two constituent layers is a silicon thin film, and the other one of the at least two constituent layers is a thin film. An optical information characterized by being a thin film formed of a material selected from the group consisting of an alloy or a mixture containing nickel, chromium and a third element and a compound containing nickel, chromium and a third element. recoding media.

Another one of the at least two constituent layers is an alloy or a mixture containing 30 atomic% or more of nickel, a compound containing 30 atomic% or more of nickel, an alloy or a mixture containing 30 atomic% or more of chromium, and 30 atomic% or more of chromium 3. The optical information recording medium according to claim 2, wherein the optical information recording medium is a thin film formed of a material selected from the group consisting of a compound including the compound.

Another one of the at least two constituent layers is a material selected from the group consisting of an alloy or a mixture containing nickel, chromium, and a third metal and a compound containing nickel, chromium, and a third metal. 5. The optical information recording medium according to claim 4, wherein the sum of the concentrations of nickel and chromium is 20 atomic% or more.

A substrate, and a plurality of recording layers provided on the substrate and capable of recording mutually different information, wherein at least one of the recording layers comprises at least two stacked constituent layers, An optical information recording medium in which a recording region having optical characteristics different from the optical characteristics of an unrecorded region is formed when recording is performed on a layer with a laser beam having a wavelength of 380 to 430 nm. One of the layers is a silicon thin film and the other of the at least two constituent layers is a material selected from the group consisting of nickel, nickel alloys, chromium, chromium alloys and alloys containing nickel and chromium simultaneously. An optical information recording medium, which is a formed thin film.

A substrate, and a plurality of recording layers provided on the substrate and capable of recording mutually different information, wherein at least one of the recording layers comprises at least two stacked constituent layers, An optical information recording medium in which a recording region having optical characteristics different from the optical characteristics of an unrecorded region is formed when recording is performed on a layer with a laser beam having a wavelength of 380 to 430 nm. One of the layers is a silicon thin film, and the other one of the at least two constituent layers includes an alloy or a mixture including nickel, chromium, and a third element, and includes nickel, chromium, and a third element. An optical information recording medium selected from the group consisting of compounds, wherein the sum of the concentrations of nickel and chromium is 20 atomic% or more.

9. The optical information recording medium according to claim 1, wherein the recording layer has a thermal deformation preventing layer in addition to the two constituent layers.

The thermal deformation preventing layer is formed of a material selected from the group consisting of transition metal or rare earth metal nitrides, sulfides, fluorides, oxides, and mixtures thereof. The optical information recording medium according to the above.

The optical information recording medium according to claim 9, wherein the thickness of the thermal deformation prevention layer is 5 nm or more.