JP2004216909A - 情報記録媒体 - Google Patents

Abstract

【課題】高密度な記録が可能で、繰り返し書き換え性能に優れ、結晶化感度の経時劣化が少ない情報記録媒体を提供する。
【解決手段】基板(11)上に少なくとも第１の保護層(2)、第１の界面層(3)、記録層(4)、第２の界面層(5)、第２の保護層(6)、光吸収補正層(7)、反射層(8)をこの順に備え、記録層(4)の組成が、一般式［（Ｇｅ，Ｓｎ）_AＳｂ₂Ｔｅ_3+A］_100-BＭ_B（ただし、ＭはＡｇ、Ａｌ、Ｃｒ、Ｍｎ及びＮから選ばれる少なくとも１つの元素）で表され、前記一般式のＡ及びＢは、０＜Ａ≦１０、０＜Ｂ≦２０の範囲内にあり、第１の界面層(2)及び第２の界面層(5)がそれぞれ、窒化物、窒化酸化物及び炭化物から選ばれる少なくとも一つを主成分とする層であり、光吸収補正層(7)の屈折率が３．０以上６．０以下、消衰係数が１．０以上４．０以下である情報記録媒体とする。
【選択図】 図１

Description

本発明は、光学的に情報を記録、消去、書き換え、再生することが可能な情報記録媒体に関する。

相変化型の情報記録媒体は、結晶相と非晶質相との間で可逆的に相変態を起こす記録層を利用して、情報の記録、消去及び書き換えを行う。この記録層に高パワーのレーザビームを照射したのちに急冷すると、照射された部分が非晶質相となって記録マークが形成される。また、記録層の非晶質部分に低パワーのレーザビームを照射したのちに徐冷すると、照射された部分が結晶相となって記録マークが消去される。したがって、相変化型の情報記録媒体では、高パワーレベルと低パワーレベルとの間でパワー変調したレーザビームを記録層に照射することによって、前の情報を消去しながら新しい情報に書き換えていくことができる。

情報を書き換える際には、結晶相−非晶質相の相変態に伴って、記録層内で原子が移動する。その結果、従来の情報記録媒体では、書き換えを繰り返した場合に、局所的に原子の偏りが生じて記録層の厚さを変動させ、信号品質の低下を引き起こすことがあった。このような繰り返し書き換え性能の低下は、特に、記録密度が高くなるほど大きくなる。記録密度が高くなると隣接する記録マークの間隔が狭くなり、隣接する記録マークの原子の偏りの影響を受けやすくなるためである。

繰り返し書き換え性能の低下を防止するためには、原子の移動を抑制するために記録層の厚さを薄くすることが必要である。また、記録層の厚さを薄くすることは、２つの記録層を備える高密度情報記録媒体を実現するためにも必要な技術である。しかしながら、記録層の厚さを薄くすると、原子が移動しにくくなるために記録層の結晶化速度が低下する。結晶化速度が低下すると、小さな記録マークを短時間で記録しなければならない高密度情報記録媒体では、信号品質が低下することになる。また、結晶化速度が低下すると、結晶化感度の経時劣化や消去率の経時劣化が生じやすくなる。すなわち、高密度記録になるほど、繰り返し書き換え性能の向上と結晶化感度の経時劣化の抑制とを両立することが難しくなる。

繰り返し書き換え性能を向上させるため、ＴｅとＧｅとＳｎとＳｂとを含む記録層が報告されている（特許文献１参照）。
特開平２−１４７２８９号公報

しかし、上記従来の記録層は、大きな結晶化速度を示すが、高密度記録における繰り返し書き換え性能及び結晶化感度の長期安定性は十分ではなかった。

上記問題点を解決するため、本発明は、高密度な記録が可能で、繰り返し書き換え性能に優れ、結晶化感度の経時劣化が少ない情報記録媒体、及びその製造方法を提供する。

本発明の情報記録媒体は、レーザ光を照射することによって、情報の記録、消去及び再生が可能であって、情報の記録及び消去が、非結晶相と結晶相との間の可逆的な相変化により行われる光記録媒体であって、基板上に少なくとも第１の保護層、第１の界面層、記録層、第２の界面層、第２の保護層、光吸収補正層、反射層をこの順に備え、前記記録層の組成が、一般式
［（Ｇｅ，Ｓｎ）_AＳｂ₂Ｔｅ_3+A］_100-BＭ_B
（ただし、ＭはＡｇ、Ａｌ、Ｃｒ、Ｍｎ及びＮから選ばれる少なくとも１つの元素）で表され、前記一般式のＡ及びＢは、０＜Ａ≦１０、０＜Ｂ≦２０の範囲内にあり、前記第１の界面層及び前記第２の界面層がそれぞれ、窒化物、窒化酸化物及び炭化物から選ばれる少なくとも一つを主成分とする層であり、かつ、前記光吸収補正層の屈折率が３．０以上６．０以下、消衰係数が１．０以上４．０以下であることを特徴とする。

本発明の情報記録媒体によれば、繰り返し書き換え性能が良好で、結晶化感度の経時劣化が少ない情報記録媒体が得られる。

上記情報記録媒体では、前記記録層が、組成式
［（Ｇｅ，Ｓｎ）_AＳｂ₂Ｔｅ_3+A］_100-BＭ_B
（ただし、０＜Ａ≦１０、０＜Ｂ≦２０）で表される材料からなるものでもよい。Ａ≦１０とすることによって、繰り返し書き換え性能が低下することを防止できる。Ｂ≦２０とすることによって、結晶化感度の経時劣化が大きくなることを防止できる。

前記第１の界面層が炭化物を主成分とする層であることが好ましい。

前記第１の界面層と前記第２の界面層の少なくとも一方が、炭素を主成分とする層であることが好ましい。

前記第１の界面層と前記第２の界面層の少なくとも一方が、窒化ゲルマニウムを主成分とする層であることが好ましい。

上記情報記録媒体では、前記記録層中のＳｎの含有量が２原子％以上２０原子％以下であってもよい。Ｓｎの含有量を２原子％以上とすることによって、結晶化速度を十分な速さにできる。Ｓｎの含有量を２０原子％以下とすることによって、記録層が結晶相である場合の反射光量と、記録層が非晶質相である場合の反射光量との比を大きくできる。

上記情報記録媒体では、前記記録層の厚さが、５ｎｍ以上１５ｎｍ以下であってもよい。記録層の厚さを５ｎｍ以上とすることによって、記録層を容易に結晶相にできる。記録層を１５ｎｍ以下とすることによって、繰り返し書き換え性能が低下することを防止できる。

上記情報記録媒体では、第１の保護層、第２の保護層、及び反射層をさらに備え、前記第１の保護層、前記記録層、前記第２の保護層、及び前記反射層が、前記基板上にこの順序で形成されていてもよい。この場合、前記第１の保護層と前記記録層との間の位置、及び前記第２の保護層と前記記録層との間の位置から選ばれる少なくとも１つの位置に配置された界面層をさらに備えてもよい。さらに、前記第２の保護層と前記反射層との間に配置された光吸収補正層をさらに備えてもよい。

上記情報記録媒体では、第１の保護層、第２の保護層、及び反射層をさらに備え、前記反射層、前記第２の保護層、前記記録層、及び前記第１の保護層が前記基板上にこの順序で形成されていてもよい。上記構成によれば、特に高密度記録が可能な情報記録媒体が得られる。この場合、前記第１の保護層と前記記録層との間の位置、及び前記第２の保護層と前記記録層との間の位置から選ばれる少なくとも１つの位置に配置された界面層をさらに備えてもよい。さらに、前記反射層と前記第２の保護層との間に配置された光吸収補正層をさらに備えてもよい。

上記記録媒体を製造するには、前記気相成膜法が、真空蒸着法、スパッタリング法、イオンプレーティング法、化学蒸着法、及び分子線エピタキシー法から選ばれる少なくとも１つの方法であってもよい。

上記製造方法では、前記気相成膜法が、窒素ガス及び酸素ガスから選ばれる少なくとも１つのガスと、アルゴン及びクリプトンから選ばれる１つの希ガスとを含むガスを用いたスパッタリング法であってもよい。

上記製造方法では、前記記録層が、０．５ｎｍ／秒以上５ｎｍ／秒以下の成膜速度で成膜されてもよい。上記構成によれば、非晶質状態の記録層を成膜できる。

上記製造方法では、前記記録層の厚さが、５ｎｍ以上１５ｎｍ以下であってもよい。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。

（実施形態１）
実施形態１では、本発明の情報記録媒体について一例を説明する。

実施形態１の情報記録媒体１０について、一部断面図を図１に示す。情報記録媒体１０は、基板１１と、基板１１上に順に積層された第１の保護層１２ａ、第１の界面層１３ａ、記録層１４、第２の界面層１３ｂ、第２の保護層１２ｂ、光吸収補正層１５、及び反射層１６と、接着層１７によって反射層１６に接着されたダミー基板１８とを備える。すなわち、情報記録媒体１０は、基板１１と、基板１１の上方に配置された記録層１４とを備える。情報記録媒体１０には、基板１１側から記録・再生用のエネルギービーム（一般的には、レーザビーム）１９が照射される。

記録層１４は、エネルギービーム１９の照射によって、結晶相と非晶質相との間で可逆的に相変態を起こす層である。具体的には、高パワーのエネルギービーム１９を照射することによって、記録層１４の結晶相部分を非晶質相に変化させることができる。また、低パワーのエネルギービーム１９を照射することによって記録層１４の非晶質相部分を結晶相に変化させることができる。記録層１４の厚さは、５ｎｍ以上１５ｎｍ以下であることが好ましい。

記録層１４は、Ａｇ、Ａｌ、Ｃｒ、Ｍｎ及びＮから選ばれる少なくとも１つの元素Ｍと、ＧｅとＳｂとＴｅとＳｎとを構成元素として含む。具体的には、組成式
［（Ｇｅ，Ｓｎ）_AＳｂ₂Ｔｅ_3+A］_100-BＭ_B
（ただし、０＜Ａ≦１０、０＜Ｂ≦２０）で表される材料を用いることができる。この組成式は、記録層１４中に、Ｇｅ及びＳｎが、合計で［（１００−Ｂ）・Ａ］／（２Ａ＋５）原子％含まれることを示す。Ａは、２≦Ａ≦８を満たすことがより好ましい。また、Ｂは、２≦Ｂ≦１５を満たすことがより好ましい。この組成式で表される材料では、Ｓｎの含有量が２原子％以上２０原子％以下であることが好ましい。

上記組成式で表される材料は、ＧｅＴｅ−Ｓｂ₂Ｔｅ₃擬二元系組成のＧｅの一部をＳｎで置換し、さらに元素Ｍを添加した材料として説明することが可能である。ＧｅＴｅ−Ｓｂ₂Ｔｅ₃擬二元系組成は、結晶化速度が速い材料として従来から用いられているが、これにＳｎＴｅ又はＰｂＴｅを固溶させることによってさらに結晶化速度を速くできる。ＳｎＴｅ及びＰｂＴｅは、ＧｅＴｅ−Ｓｂ₂Ｔｅ₃擬二元系と同様に、結晶構造が岩塩型である。また、ＳｎＴｅ及びＰｂＴｅは、結晶化速度が速く、Ｇｅ−Ｓｂ−Ｔｅと固溶しやすい。特に、ＳｎＴｅが、ＧｅＴｅ−Ｓｂ₂Ｔｅ₃擬二元系組成に固溶させる材料として好ましい。

たとえば、ＧｅＴｅ−Ｓｂ₂Ｔｅ₃擬二元系組成にＳｎＴｅを混ぜて得られる、ＧｅＴｅ−ＳｎＴｅ−Ｓｂ₂Ｔｅ₃を記録層１４の材料に用いることが好ましい。この場合、Ｇｅの一部をＳｎで置換して、（Ｇｅ，Ｓｎ）Ｔｅ−Ｓｂ₂Ｔｅ₃とすることによって、さらに結晶化速度が大きくなる。

記録層１４に含まれる元素Ｍは、原子移動を抑制する機能を有すると考えられる。元素Ｍとして、Ａｌ及びＡｇ、Ｃｒ及びＡｇ、又はＭｎ及びＡｇの２元素を用いることによって、繰り返し書き換え性能を向上させ、結晶化感度の経時劣化を抑制し、信号振幅を大きくできる。ただし、元素Ｍの濃度や元素数を増やす場合は、結晶化速度を低下させないため、記録層１４中のＳｎ濃度を増やすことが好ましい。元素Ｍの濃度は、Ｓｎの濃度以下であることが好ましい。

基板１１は、円盤状の透明な基板である。基板１１の材料には、たとえば、アモルファスポリオレフィン又はポリメチルメタクリレート(ＰＭＭＡ)などの樹脂、あるいはガラスを用いることができる。基板１１の表面のうち記録層１４側の表面には、必要に応じてエネルギービーム１９を導くための案内溝が形成されていてもよい。基板１１の表面のうちエネルギービーム１９が入射する側の表面は、一般に平滑である。基板１１の厚さは、たとえば、０．５ｍｍ〜１．３ｍｍ程度である。

第１及び第２の保護層１２ａ及び１２ｂは、記録層１４を保護する機能を有する。第１及び第２の保護層１２ａ及び１２ｂの厚さを調整することによって、記録層１４への光入射量を大きくすることができ、また、信号振幅（記録前後の反射光量の変化）を大きくすることができる。保護層の厚さは、たとえばマトリクス法（たとえば、久保田広著「波動光学」岩波新書、１９７１年、第３章を参照）に基づく計算によって決定できる。この計算によれば、結晶状態の記録層１４の反射光量と、アモルファス状態の記録層１４の反射光量との差が大きく、且つ記録層１４への光入射量が大きくなるように保護層の厚さを決定できる。

第１及び第２の保護層１２ａ及び１２ｂは、たとえば誘電体からなる。具体的には、たとえば、ＳｉＯ₂やＴａ₂Ｏ₅などの酸化物、Ｓｉ−Ｎ、Ａｌ−Ｎ、Ｔｉ−Ｎ、Ｔａ−Ｎ、Ｚｒ−Ｎ、又はＧｅ−Ｎなどの窒化物、ＺｎＳなどの硫化物、あるいはＳｉＣなどの炭化物を用いることができる。また、これらの混合物を用いることもできる。これらの中でも、ＺｎＳとＳｉＯ₂との混合物であるＺｎＳ−ＳｉＯ₂は、特に優れた材料である。ＺｎＳ−ＳｉＯ₂は、非晶質であり、屈折率が高く、機械的特性及び耐湿性が良好である。また、ＺｎＳ−ＳｉＯ₂は、速い成膜速度で成膜できる。第１の保護層１２ａと第２の保護層１２ｂとは、同一の材料で形成してもよいし、異なる材料で形成してもよい。

第１及び第２の界面層１３ａ及び１３ｂは、それぞれ、第１の保護層１２ａと記録層１４との間、及び第２の保護層１２ｂと記録層１４との間に配置される。第１及び第２の界面層１３ａ及び１３ｂは、第１の保護層１２ａと記録層１４との間、及び第２の保護層１２ｂと記録層１４との間で生じる物質の移動を防止する機能を有する。第１及び第２の界面層１３ａ及び１３ｂの材料には、たとえば、Ｓｉ−Ｎ、Ａｌ−Ｎ、Ｚｒ−Ｎ、Ｔｉ−Ｎ、Ｇｅ−Ｎ、又はＴａ−Ｎなどの窒化物、あるいはこれらを含む窒化酸化物、あるいはＳｉＣなどの炭化物を用いることができる。良好な記録・消去性能を得るために、第１及び第２の界面層１３ａ及び１３ｂの厚さは、１ｎｍ〜１０ｎｍの範囲内であることが好ましく、２ｎｍ〜５ｎｍの範囲内であることがより好ましい。

光吸収補正層１５は、記録層１４が結晶状態である場合の光吸収率と、記録層１４が非晶質状態である場合の光吸収率との比を調整する。光吸収補正層１５によって、書き換え時に記録マークの形状が歪むことを防止できる。光吸収補正層１５の材料には、屈折率が高く、適度に光を吸収する材料を用いることが好ましい。たとえば、屈折率ｎが３以上６以下で、消衰係数ｋが１以上４以下である材料を用いることができる。具体的には、Ｇｅ−ＣｒやＧｅ−Ｍｏなどの非晶質Ｇｅ合金、あるいは、Ｓｉ−Ｃｒ、Ｓｉ−Ｍｏ、Ｓｉ−Ｗなどの非晶質Ｓｉ合金を用いることができる。また、Ｓｉ合金、Ｔｅ化物、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｗ、ＳｎＴｅ、又はＰｂＴｅといった、結晶性の金属、半金属又は半導体材料を用いることもできる。

反射層１６は、記録層１４に吸収される光量を増大させる機能を有する。さらに、反射層１６を形成することによって、記録層１４で生じた熱を速やかに拡散させ、記録層１４の非晶質化を容易にできる。さらに、反射層１６を形成することによって、積層された多層膜を使用環境から保護することができる。

反射層１６の材料としては、たとえば、Ａｌ、Ａｕ、Ａｇ、又はＣｕといった熱伝導率の高い単体金属を用いることができる。また、Ａｌ−Ｃｒ、Ａｌ−Ｔｉ、Ａｇ−Ｐｄ、Ａｇ−Ｐｄ−Ｃｕ、Ａｇ−Ｐｄ−Ｔｉといった合金を用いてもよい。これらの合金では、組成を変化させることによって、耐湿性や熱伝導率を調整できる。なお、反射層１６は、記録層１４の材料や、情報の記録条件によっては省略することも可能である。

接着層１７は、ダミー基板１８を反射層１６に接着するための層である。接着層１７は、耐熱性及び接着性の高い材料からなり、たとえば、紫外線硬化性樹脂などの樹脂を用いることができる。具体的には、アクリル樹脂を主成分とする材料又はエポキシ樹脂を主成分とする材料を用いることができる。また、樹脂膜、誘電体膜、又は両面テープ、あるいはこれらの組み合わせを用いて接着層１７を形成してもよい。

ダミー基板１８は、円盤状の基板である。ダミー基板１８は、情報記録媒体１０の機械的強度を高める機能を有する。また、ダミー基板１８によって、積層された多層膜が保護される。ダミー基板１８の材料には、基板１１について説明した材料を用いることができる。ダミー基板１８の材料は、基板１１の材料と同一でも異なってもよい。また、ダミー基板１８の厚さは、基板１１の厚さと同一でも異なってもよい。

実施形態１の情報記録媒体１０では、記録層１４が元素ＭとＧｅとＳｂとＴｅとＳｎとを構成元素として含む。このため、情報記録媒体１０によれば、高密度な記録が可能で、繰り返し書き換え性能に優れ、結晶化感度の経時劣化が少ない情報記録媒体が得られる。

なお、実施形態１では、１つの記録層１４を備える情報記録媒体１０を示したが、本発明の情報記録媒体は、２つの記録層１４を備えてもよい（以下の実施形態においても同様である）。たとえば、２つの情報記録媒体１０について、それぞれのダミー基板１８同士を接着層で貼りあわせることによって両面構造の情報記録媒体が得られる。

（実施形態２）
実施形態２では、本発明の情報記録媒体の他の一例を説明する。なお、実施形態１で説明した部分と同様の部分については、同一の符号を付して重複する説明を省略する（以下の実施形態でも同様である）。

実施形態２の情報記録媒体２０について、一部断面図を図２に示す。情報記録媒体２０は、第１の基板２１と、第１の基板２１上に順に積層された反射層１６、光吸収補正層１５、第２の保護層１２ｂ、第２の界面層１３ｂ、記録層１４、第１の界面層１３ａ、及び第１の保護層１２ａと、接着層１７によって第１の保護層１２ａに接着された第２の基板２２とを備える。すなわち、情報記録媒体２０は、第１の基板２１と、第１の基板２１の上方に配置された記録層１４とを備える。情報記録媒体２０には、第２の基板２２側から記録・再生用のエネルギービーム（一般的には、レーザビーム）１９が照射される。

第１の基板２１には、基板１１と同様の基板を用いることができる。第２の基板２２は、円盤状の透明な基板であり、基板１１と同様の材料で形成できる。第２の基板２２の表面のうち、記録層１４側の表面には、必要に応じてエネルギービーム１９を導くための案内溝が形成されていてもよい。第２の基板２２の表面のうちエネルギービーム１９が入射する側の表面は、特に平滑であることが好ましい。第２の基板２２は第１の基板２１よりも薄く、たとえば厚さが０．０５ｍｍ〜０．５ｍｍ程度である。

情報記録媒体２０では、第２の基板２２が第１の基板２１よりも薄いため、対物レンズの開口数を大きくできる。ここで、エネルギービーム１９の波長をλ、対物レンズの開口数をＮＡとすると、ビームスポットのサイズｗは、
ｗ＝ｋ・λ／ＮＡ（ただし、ｋは定数）
で与えられる。スポットサイズｗは、波長λが短いほど、また、開口数ＮＡが大きいほど小さくなる。したがって、対物レンズの開口数を大きくできる情報記録媒体２０では、情報記録媒体１０よりも高密度の記録が可能である。たとえば、厚さが０．６ｍｍの基板ではＮＡ＝０．６の対物レンズを用いることができ、厚さが０．１ｍｍの基板ではＮＡ＝０．８５の対物レンズを用いることができるという報告がされている(Kiyoshi Osato,"A rewritable optical disk system with over 10 GB of capacity",Proc.SPIE.Optical Data Storage'98,3401,80-86(1998))。

情報記録媒体２０は、情報記録媒体１０で説明した材料からなる記録層１４を用いているため、情報記録媒体１０と同様の効果が得られる。

（実施形態３）
実施形態３では、本発明の情報記録媒体の製造方法の一例として、情報記録媒体１０の製造方法について説明する。以下で説明するように、実施形態３の製造方法は、記録層１４を気相成膜法で形成する工程を含む。

まず、基板１１を用意し、基板１１を成膜装置に配置する。実施形態３で使用する成膜装置には、１つの真空室に１つの電源が備えられている枚葉式成膜装置や、１つの真空室に複数の電源が備えられているインライン成膜装置を用いることができる。なお、以下の各層は、それぞれ同一の成膜装置で成膜してもよいし、異なる成膜装置で成膜してもよい。

そして、基板１１上に、第１の保護層１２ａ、第１の界面層１３ａ、記録層１４、第２の界面層１３ｂ、第２の保護層１２ｂ、光吸収補正層１５、及び反射層１６を順次形成する。エネルギービーム１９を導くための溝が基板１１の表面に形成されている場合には、溝が形成されている表面上に第１の保護層１２ａを形成する。

第１の保護層１２ａ、第１の界面層１３ａ、第２の界面層１３ｂ、及び第２の保護層１２ｂは、たとえばスパッタリング法によって形成できる。具体的には、Ａｒガス雰囲気中、又はＡｒガスと反応ガスとの混合ガス雰囲気中で、化合物からなる母材をスパッタリングすればよい。また、Ａｒガスと反応ガスとの混合ガス雰囲気中で、金属からなる母材をスパッタリングする反応性スパッタリング法を用いてもよい。

記録層１４は、実施形態１で説明した材料からなり、気相成膜法(Vapor Deposition Method)によって形成される。気相成膜法としては、真空蒸着法、スパッタリング法、イオンプレーティング法、化学蒸着法(Chemical Vapor Deposition)、及び分子線エピタキシー法(Molecular Beam Epitaxy)から選ばれる少なくとも１つを用いることができる。

たとえば、窒素ガス及び酸素ガスから選ばれる少なくとも１つのガスと、アルゴン及びクリプトンから選ばれる１つの希ガスとを含む混合ガスを用いたスパッタリング法で記録層１４を形成できる。上記混合ガスとしては、たとえば、窒素ガスとアルゴンとの混合ガス、窒素ガスとクリプトンとの混合ガス、又はこれらに酸素ガスを加えた混合ガスを用いることができる。具体的には、Ｇｅ、Ｓｂ、Ｔｅ、Ｓｎ、及び元素Ｍを含む母材（ターゲット）を上記混合ガス雰囲気中でスパッタリングすることによって記録層１４を形成できる。母材としては、Ｇｅ、Ｓｂ、Ｔｅ、Ｓｎ、及び元素Ｍのそれぞれに対応する５つの母材を用いてもよいし、いくつかの元素を組み合わせた２元系母材や３元系母材を用いてもよい。また、元素Ｍが窒素のみからなる場合には、Ｇｅ、Ｓｂ、Ｔｅ、及びＳｎを含むターゲットを、窒素ガスを含む雰囲気中でスパッタリングすることによって記録層１４を形成できる。

スパッタリング法によれば、組成式
［（Ｇｅ，Ｓｎ）_AＳｂ₂Ｔｅ_3+A］_100-BＭ_B
（ただし、０＜Ａ≦１０、０＜Ｂ≦２０）で表される記録層を容易に形成できる。

記録層１４は、０．５ｎｍ／秒以上５ｎｍ／秒以下（より好ましくは、０．８ｎｍ／秒〜３ｎｍ／秒）の成膜速度で成膜されることが好ましい。

第２の保護層１２ｂを形成したのち、第２の保護層１２ｂ上に、光吸収補正層１５及び反射層１６を形成する。光吸収補正層１５及び反射層１６は、金属からなる母材をＡｒガス雰囲気中でスパッタリングすることによって形成できる。

次に、反射層１６上に接着層１７を形成し、反射層１６とダミー基板１８とを貼りあわせる。このようにして情報記録媒体１０を製造できる。なお、必要に応じて、記録層１４の全面を結晶化させる初期化工程を行ってもよい。初期化工程は、ダミー基板１８を貼りあわせる前、又はダミー基板１８を貼りあわせたのちに行うことができる。

なお、情報記録媒体２０も、情報記録媒体１０と同様の方法で製造できる。情報記録媒体２０の各層は、情報記録媒体１０の各層と同様の方法で形成できる。また、第２の基板２２は、ダミー基板１８と同様に、接着層１７によって第１の保護層１２ａに接着できる。情報記録媒体２０の製造方法でも、必要に応じて初期化工程を行う。初期化工程は、第２の基板２２を貼りあわせる前、又は第２の基板２２を貼りあわせたのちに行うことができる。情報記録媒体２０では、第２の基板２２側からエネルギービーム１９が入射するため、接着層１７の厚さは、全面にわたって均一であることが好ましい。

実施形態３の製造方法によれば、本発明の情報記録媒体を容易に製造できる。

以下、実施例を用いて本発明をさらに詳細に説明する。

（実施例１）
実施例１では、情報記録媒体１０の一例について説明する。以下、実施例１の情報記録媒体の製造方法について説明する。

まず、基板１１として、スパイラル状の案内溝が形成されたポリカーボネート基板（厚さ：０．６ｍｍ）を用意した。このポリカーボネート基板上に、ＺｎＳ−ＳｉＯ₂層（第１の保護層１２ａ、厚さ１４０ｎｍ）、Ｇｅ−Ｎ層（第１の界面層１３ａ、厚さ：５ｎｍ）、記録層（記録層１４）、Ｇｅ−Ｎ層（第２の界面層１３ｂ、厚さ：３ｎｍ）、ＺｎＳ−ＳｉＯ₂層（第２の保護層１２ｂ、厚さ：４０ｎｍ）、ＧｅＣｒ層（光吸収補正層１５、厚さ：４０ｎｍ）、及びＡｇ合金層（反射層１６、厚さ：８０ｎｍ）をこの順序で、スパッタリング法によって形成した。第１の保護層１２ａ及び第２の保護層１２ｂの厚さは、波長６６０ｎｍにおける信号振幅（反射光量の変化）が大きくなるように、かつ記録層への入射光量が大きくなるように調整された。これらの厚さは、マトリクス法に基づく計算を用いて決定された。

記録層は、組成式［（Ｇｅ，Ｓｎ）₄Ｓｂ₂Ｔｅ₇］₉₅Ｎ₅で表される材料を用いて形成した。この記録層は、ＧｅとＳｎとを、合計で９５×４／（４＋２＋７）＝２９原子％含む。具体的には、Ｇｅの含有量を２４原子％とし、Ｓｎの含有量を５原子％とした。

その後、接着層１７として紫外線硬化性樹脂をＡｇ合金層上にスピンコートした。最後に、ダミー基板（厚さ：０．６ｍｍ）をＡｇ合金層に密着させて紫外線照射を行い、Ａｇ合金層とダミー基板とを接着した。

実施例１では、ダミー基板の接着後に、情報記録媒体の全体にレーザビームを照射して記録層の全体を結晶化させた。このようにして、実施例１の情報記録媒体を作製した。実施例１では、記録層の厚さが異なる８種類の情報記録媒体１０−１１〜１０−１８を作製した。

一方、比較例として、記録層の材料を変えた以外は上記実施例と同様に情報記録媒体を作製した。この比較例では、組成式Ｇｅ₄Ｓｂ₂Ｔｅ₇で表される材料を用いて記録層を形成した。この比較例についても、記録層の厚さが異なる８種類の情報記録媒体Ｃ−１１〜Ｃ−１８を作製した。

以上の１６種類の情報記録媒体について、繰り返し書き換え性能と、結晶化感度の経時劣化とを評価した。これらの評価方法については後述する。評価結果を表１に示す。

表１の「書き換え可能回数」が大きいほど、繰り返し書き換え性能が良好であることを示す。Ａ１〜Ｄ１は、それぞれ、表の下段の範囲を示す。Ｅ１は、書き換えができなかったことを示す。表１の「ジッター値変化」が小さいほど、結晶化感度の経時劣化が少ないことを示す。Ａ２〜Ｄ２は、それぞれ、表の下段の範囲を示す。Ｅ２は、放置試験前のジッター値が、記録マークの前端間、及び記録マークの後端間で、ともに１３％を上回ったために評価できなかったことを示す。Ａ１〜Ｅ１及びＡ２〜Ｅ２の意味は、以下の表でも同じである。

表１に示されるように、比較例の情報記録媒体Ｃ−１１〜Ｃ−１８では、書き換え可能回数とジッター値変化の両方についてＡ又はＢの特性を示す場合がなかった。これに対し、実施例１の情報記録媒体１０−１３〜１０−１６では、書き換え可能回数とジッター値変化の両方についてＡ又はＢの特性を示した。

また、実施例１の情報記録媒体は、平均的に、比較例Ｃ−１１〜Ｃ−１８と比べ、繰り返し書き換え性能が良好で結晶化感度の経時劣化が少なかった。繰り返し書き換え性能の向上は、窒素を添加したことによるものと考えられる。また、結晶化感度の経時劣化の抑制は、Ｇｅ₄Ｓｂ₂Ｔｅ₇のＧｅの一部をＳｎで置換したことによって結晶化速度が増大したためであると考えられる。

（実施例２）
実施例２では、記録層のＳｎ含有量を変化させて情報記録媒体１０を作製した一例について説明する。

記録層の厚さを７ｎｍに固定し、記録層のＳｎ含有量を変えたことを除いて、実施例１と同様に情報記録媒体を作製した。実施例２の情報記録媒体では、記録層は、組成式［（Ｇｅ，Ｓｎ）₄Ｓｂ₂Ｔｅ₇］₉₅Ｎ₅で表される材料を用いて形成した。そして、Ｓｎの含有量を２原子％〜２５原子％の間で変化させ、Ｇｅの含有量を２７原子％〜４原子％の間で変化させた８種類の情報記録媒体１０−２１〜１０−２８を作製した。情報記録媒体１０−２２は、情報記録媒体１０−１３と同じである。また、比較例として、Ｓｎを含まない情報記録媒体Ｃ−２１も同様に作製した。

これらの情報記録媒体１０−２１〜２８及びＣ−２１について、後述する方法でジッター値変化を測定することによって、結晶化感度の経時劣化を評価した。評価結果を表２に示す。

表２に示されるように、Ｓｎの含有量が２原子％〜２０原子％の範囲で良好な特性が得られた。

（実施例３）
実施例３では、元素Ｍを変化させて情報記録媒体１０を作製した一例について説明する。

元素Ｍを変化させ、記録層の厚さを１１ｎｍに固定した以外は、実施例１と同様に情報記録媒体を作製した。実施例３の情報記録媒体では、記録層は、組成式［（Ｇｅ，Ｓｎ）₄Ｓｂ₂Ｔｅ₇］₉₅Ｍ₅で表される材料を用いて形成した。Ｇｅの含有量を２４原子％とし、Ｓｎの含有量を５原子％とした。実施例３では、元素Ｍとして、Ｍｎ、Ａｇ、Ｃｒ、Ａｌ、又はＮを用いた５種類の情報記録媒体１０−３１〜１０−３５を作製した。また、比較例として、元素Ｍを含まない情報記録媒体Ｃ−３１も同様に作製した。

これらの情報記録媒体１０−３１〜３５及びＣ−３１について、後述する方法で繰り返し書き換え性能を評価した。評価結果を表３に示す。

表３に示されるように、元素Ｍとして、Ｍｎ、Ａｇ、Ｃｒ、Ａｌ、又はＮを用いることによって、書き換え性能が向上した。この効果は、Ｍｎ、Ｃｒ、Ａｌ、及びＮで特に大きかった。また、元素ＭとしてＡｇを用いた場合は、信号振幅が大きくなって、記録マークの前端間のジッター値、及び記録マークの後端間ジッター値が改善された。

（実施例４）
実施例４では、元素ＭとしてＭｎを用いて情報記録媒体１０を作製した一例を説明する。元素ＭとしてＭｎを用いた以外は、実施例１と同様に情報記録媒体を作製した。実施例４の情報媒体では、記録層は、組成式［（Ｇｅ，Ｓｎ）₄Ｓｂ₂Ｔｅ₇］₉₅Ｍｎ₅で表される材料を用いて形成した。Ｇｅの含有量を２４原子％とし、Ｓｎの含有量を５原子％とした。実施例４では、記録層の厚さを変化させた８種類の情報記録媒体１０−４１〜１０−４８を作製した。

これらの情報記録媒体１０−４１〜１０−４８について、後述する方法で、繰り返し書き換え性能と、結晶化感度の経時劣化とを評価した。評価結果を表４に示す。

表４に示されるように、元素ＭとしてＭｎを用いることによって、繰り返し書き換え性能が良好で、結晶化感度の経時劣化が少ない情報記録媒体を得ることが可能になった。記録層の厚さが７ｎｍ以上１３ｎｍ以下の場合に、これら２つの特性が良好になった。また、放置前に記録したランダム信号を放置後に再生だけ行ったところ、ジッター値に変化がなかったので、記録保存性においても問題がないことが確認された。

（実施例５）
実施例５では、元素Ｍの含有量及びＳｎの含有量を変化させて情報記録媒体１０を作製した一例を説明する。

元素ＭとしてＣｒを用い、Ｓｎの含有量を変化させた以外は、実施例１と同様に情報記録媒体を作製した。記録層は、組成式［（Ｇｅ，Ｓｎ）₄Ｓｂ₂Ｔｅ₇］₉₅Ｃｒ₅で表される材料を用いて形成した。Ｓｎの含有量を０〜２５原子％まで変化させ、Ｇｅの含有量を２９原子％〜４原子％まで変化させた。記録層の厚さは、９ｎｍとした。

このようにして作製された複数の情報記録媒体について、後述する方法で繰り返し書き換え性能と結晶化感度の経時劣化とを評価した。評価の結果、特に好ましい結果が得られた範囲を表５の＊で示す。

＊印は、書き換え可能回数が１０万回以上で、かつ、ジッター値変化が＋２％以下であったことを表す。表５に示されるように、Ｓｎの含有量が５原子％〜２０原子％でＣｒの含有量が２原子％〜１５原子％の材料を用いることによって、繰り返し書き換え性能が良好で、結晶化感度の経時劣化が少ない情報記録媒体が得られた。

さらに、元素ＭとしてＭｎ又はＡｌを用いて同様の実験を行ったところ、元素ＭにＣｒを用いた情報記録媒体と同様の結果が得られた。

さらに、元素Ｍとして、Ａｇ及びＭｎ、又はＡｇ及びＡｌ、又はＡｇ及びＣｒを用いて同様の実験を行った。Ａｇの含有量は１原子％に固定した。その結果、Ｓｎの含有量を５原子％〜２０原子％とし、Ｍｎ、Ａｌ又はＣｒの含有量を１原子％〜１３原子％とすることによって、特性が優れた情報記録媒体が得られた。

（実施例６）
実施例６では、情報記録媒体２０を作製した一例について説明する。

まず、第１の基板２１として、スパイラル状の案内溝が表面に形成されたポリカーボネート基板（厚さ：１．１ｍｍ）を用意した。次に、ポリカーボネート基板上に、Ａｇ合金層（反射層１６、厚さ：８０ｎｍ）、Ｔｅ化合物層（光吸収補正層１５、厚さ：２０ｎｍ）、ＺｎＳ−ＳｉＯ₂層（第２の保護層１２ｂ、厚さ：１１ｎｍ）、Ｇｅ−Ｎ層（第２の界面層１３ｂ、厚さ：３ｎｍ）、記録層（記録層１４）、Ｇｅ−Ｎ層（第１の界面層１３ａ、厚さ５ｎｍ）、ＺｎＳ−ＳｉＯ₂層（第１の保護層１２ａ、厚さ：６０ｎｍ）をこの順序で、スパッタリング法によって形成した。第１の保護層１２ａ及び第２の保護層１２ｂの厚さは、波長４０５ｎｍにおける信号振幅（反射光量の変化）が大きくなるように、かつ記録層への入射光量が大きくなるように調整された。これらの厚さは、マトリックス法に基づく計算を用いて決定された。

記録層は、組成式［（Ｇｅ，Ｓｎ）₄Ｓｂ₂Ｔｅ₇］₉₅Ｍｎ₅で表される材料を用いて形成した。Ｇｅの含有量を１９原子％とし、Ｓｎの含有量を１０原子％とした。

その後、接着層１７として紫外線硬化樹脂を第１の保護層上に塗布した。最後に、第２の基板（第２の基板２２、厚さ：０．１ｍｍ）を第１の保護層に密着させて紫外線照射を行い、第１の保護層と第２の基板とを接着した。

実施例６では、第２の基板の接着後に、情報記録媒体の全体にレーザビームを照射して記録層の全体を結晶化させた。このようにして、実施例６の情報記録媒体を作製した。実施例６では、記録層の厚さが異なる７種類の情報記録媒体２０−１〜２０−７を作製した。これらの情報記録媒体について、後述する評価方法で、繰り返し書き換え性能と、結晶化感度の経時劣化とを評価した。実施例６の評価では、波長が４０５ｎｍのレーザビームとＮＡ＝０．８の対物レンズを用いた高密度記録を行って特性を評価した。評価結果を表６に示す。

高密度記録においても、表６に示すように、繰り返し書き換え性能が良好で、結晶化感度の経時劣化が少ない情報記録媒体が得ることが可能となった。これは、Ｇｅ₄Ｓｂ₂Ｔｅ₇のＧｅの一部をＳｎで置換し、さらに元素ＭとしてＭｎを添加したためであると考えられる。

さらに、元素ＭとしてＣｒ又はＡｌを用いて同様の実験を行ったところ、元素ＭにＭｎを用いた情報記録媒体と同様の結果が得られた。

さらに、元素Ｍとして、Ａｇ及びＭｎ、又はＡｇ及びＡｌ、又はＡｇ及びＣｒを用いて同様の実験を行った。Ａｇの含有量は１原子％とした。Ｍｎ、Ａｌ、又はＣｒの含有量は、４原子％とした。その結果、元素ＭにＭｎを用いた情報記録媒体と同様の結果が得られた。

（繰り返し書き換え性能の評価）
以下に、繰り返し書き換え性能の評価方法について説明する。

評価に用いた記録・再生装置の概略図を図３に示す。記録・再生装置は、情報記録媒体３１を回転させるスピンドルモータ３２と、半導体レーザ３３を備える光学ヘッド３４と、対物レンズ３５とを備える。半導体レーザ３３から出射されたレーザビーム３６は、対物レンズ３５によって集光されて情報記録媒体３１の記録層に照射される。情報記録媒体３１には、実施例で作製した情報記録媒体を用いる。

実施例１〜５の評価では、波長６６０ｎｍの半導体レーザ３３と、開口数０．６の対物レンズ３５とを使用し、線速度は８．２ｍ／秒とした。また、実施例６の評価では、波長４０５ｎｍの半導体レーザ３３と、開口数０．８の対物レンズ３５とを使用し、線速度は８．６ｍ／秒とした。

繰り返し書き換え性能の評価のために、レーザビーム３６を、高出力のピークパワーＰｐと低出力のバイアスパワーＰｂとに変調させてランダム信号を記録した。そして、記録マークの前端間のジッター値と、記録マークの後端間のジッター値とを測定し、両者を平均して平均ジッター値を算出した。繰り返し書き換え性能は、ＰｐとＰｂのレーザビーム３６を用いて信号を繰り返し記録し、平均ジッター値が１３％に達するまでの書き換え回数（表中の書き換え可能回数）によって評価した。情報記録媒体をコンピュータの外部メモリとして用いる場合には、書き換え可能回数は１０万回以上が好ましい。情報記録媒体を画像・音声レコーダとして用いる場合には、書き換え可能回数は、１万回でも十分といえる。

（結晶化感度の経時劣化の評価）
以下に、結晶化感度の経時劣化の評価方法について説明する。

まず、繰り返し書き換え性能の評価と同様の方法で、情報記録媒体にランダム信号を１０回記録し、記録マークの前端間のジッター値、及び記録マークの後端間のジッター値を測定した。

次に、情報記録媒体を９０℃で相対湿度２０％の環境に２４時間放置した。そして、放置後に、放置前に記録した信号にランダム信号を１回重ね書きした。その後、記録マークの前端間のジッター値、及び記録マークの後端間のジッター値を測定した。

表中の（ジッター値変化（％））は、（ジッター値変化（％））＝（放置後のジッター値（％））−（放置前のジッター値（％））で与えられる値である。

放置前後で結晶化感度に変化がなければジッター値変化はほとんどない。逆に、放置前後で結晶化感度が低下した場合、ジッター値変化が大きくなる。このため、ジッター値変化が少ないほど、結晶化感度の経時劣化が少ないことがわかる。実用的には、前端間のジッター値変化又は後端間のジッター値変化のうち、いずれか悪い方が＋２％以下であることが好ましい。

以上、本発明の実施の形態について例を挙げて説明したが、本発明は、上記実施の形態に限定されず本発明の技術的思想に基づき他の実施形態に適用することができる。

本発明の情報記録媒体について一例を示す一部断面図である。 本発明の情報記録媒体について他の一例を示す一部断面図である。 情報記録媒体の評価に用いた記録・再生装置の概略図である。

符号の説明

１０，２０，３１ 情報記録媒体
１１ 基板
１２ａ 第１の保護層
１２ｂ 第２の保護層
１３ａ 第１の界面層
１３ｂ 第２の界面層
１４ 記録層
１５ 光吸収補正層
１６ 反射層
１７ 接着層
１８ ダミー基板
１９ エネルギービーム
２１ 第１の基板
２２ 第２の基板
３２ スピンドルモータ
３３ 半導体レーザ
３４ 光学ヘッド
３５ 対物レンズ
３６ レーザビーム

Claims (4)

1. レーザ光を照射することによって、情報の記録、消去及び再生が可能であって、情報の記録及び消去が、非結晶相と結晶相との間の可逆的な相変化により行われる光記録媒体であって、
   基板上に少なくとも第１の保護層、第１の界面層、記録層、第２の界面層、第２の保護層、光吸収補正層、反射層をこの順に備え、前記記録層の組成が、一般式
   ［（Ｇｅ，Ｓｎ）_AＳｂ₂Ｔｅ_3+A］_100-BＭ_B
   （ただし、ＭはＡｇ、Ａｌ、Ｃｒ、Ｍｎ及びＮから選ばれる少なくとも１つの元素）で表され、前記一般式のＡ及びＢは、０＜Ａ≦１０、０＜Ｂ≦２０の範囲内にあり、前記第１の界面層及び前記第２の界面層がそれぞれ、窒化物、窒化酸化物及び炭化物から選ばれる少なくとも一つを主成分とする層であり、かつ、前記光吸収補正層の屈折率が３．０以上６．０以下、消衰係数が１．０以上４．０以下である情報記録媒体。
2. 前記第１の界面層が炭化物を主成分とする層である請求項１に記載の情報記録媒体。
3. 前記第１の界面層と前記第２の界面層の少なくとも一方が、炭素を主成分とする層である請求項１に記載の情報記録媒体。
4. 前記第１の界面層と前記第２の界面層の少なくとも一方が、窒化ゲルマニウムを主成分とする層である請求項１に記載の情報記録媒体。
   

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