JP2004284241A - 光記録媒体及び光記録媒体用スパッタリングターゲット - Google Patents

光記録媒体及び光記録媒体用スパッタリングターゲット Download PDF

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哲哉 飯田
Hiroyasu Inoue
弘康 井上
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康児 三島
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Abstract

【課題】地球環境に与える負荷が小さい無機材料を用いて記録層を形成する。
【解決手段】本発明による光記録媒体は、鉄（Ｆｅ）、アルミニウム（Ａｌ）及びシリコン（Ｓｉ）からなる群より選ばれた少なくとも２つの元素を含む合金を主成分とする。鉄（Ｆｅ）、アルミニウム（Ａｌ）及びシリコン（Ｓｉ）は、いずれも地球上において最もありふれた元素の一つであり、地球環境に与える負荷の非常に小さい材料であることから、このような元素を主成分とする合金を記録層の材料として用いることにより、環境負荷を低減することが可能となる。
【選択図】 図２

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は光記録媒体に関し、特に、追記型光記録媒体に関する。また、本発明は光記録媒体用スパッタリングターゲットに関し、特に、追記型光記録媒体の記録層を形成するためのスパッタリングターゲットに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、デジタルデータを記録するための記録媒体として、ＣＤやＤＶＤに代表される光記録媒体が広く利用されている。これらの光記録媒体は、ＣＤ−ＲＯＭやＤＶＤ−ＲＯＭのようにデータの追記や書き換えができないタイプの光記録媒体（ＲＯＭ型光記録媒体）と、ＣＤ−ＲやＤＶＤ−Ｒのようにデータの追記はできるがデータの書き換えができないタイプの光記録媒体（追記型光記録媒体）と、ＣＤ−ＲＷやＤＶＤ−ＲＷのようにデータの書き換えが可能なタイプの光記録媒体（書き換え型光記録媒体）とに大別することができる。
【０００３】
ＲＯＭ型光記録媒体においては、製造時において予め基板に形成されるピット列によりデータが記録されることが一般的であり、書き換え型光記録媒体においては、例えば、記録層の材料として相変化材料が用られ、その相状態の変化に基づく光学特性の変化を利用してデータが記録されることが一般的である。
【０００４】
これに対し、追記型光記録媒体においては、記録層の材料としてシアニン系色素、フタロシアニン系色素、アゾ色素等の有機色素が用いられ、その化学的変化（場合によっては化学的変化に加えて物理的変形を伴うことがある）に基づく光学特性の変化を利用してデータが記録されることが一般的である。追記型光記録媒体は書き換え型光記録媒体とは違い、一旦データを記録した場合これを消去したり書き換えたりすることができないが、このことはデータの改竄ができないことを意味するため、データの改竄防止が求められる用途において重要な役割を果たしている。
【０００５】
しかしながら、有機色素は日光等の照射によって劣化することから、追記型光記録媒体において長期間の保存に対する信頼性をさらに高めるためには、記録層を有機色素以外の材料によって構成することが望ましい。記録層を有機色素以外の材料によって構成した例としては、特許文献１に記載されているように、無機材料からなる２層の反応層を積層しこれを記録層として用いる技術が知られている。
【０００６】
【特許文献１】特開昭６２−２０４４４２号公報
【発明が解決しようとする課題】
近年、人々の地球環境への関心は日々高まっており、光記録媒体の記録層の材料としても、より環境負荷の小さい材料を選択することが強く望まれている。
【０００７】
したがって、本発明の目的は、地球環境に与える負荷が小さい無機材料によって構成される記録層を備えた光記録媒体を提供することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明による光記録媒体は、鉄（Ｆｅ）、アルミニウム（Ａｌ）及びシリコン（Ｓｉ）からなる群より選ばれた少なくとも２つの元素を含む合金を主成分とする記録層を備えることを特徴とする。鉄（Ｆｅ）、アルミニウム（Ａｌ）及びシリコン（Ｓｉ）は、いずれも地球上において最もありふれた元素の一つであり、地球環境に与える負荷の非常に小さい材料であることから、このような元素を主成分とする合金を記録層の材料として用いることにより、環境負荷を低減することが可能となる。このような材料を主成分とする記録層に対する記録のメカニズムは、主に当該合金の相変化によるものであり、記録層の所定の部分にレーザビームを照射し、その熱によって記録層の一部分を溶解させた後固化させれば、合金の相状態を変化させることができる。
【０００９】
また、前記合金に含まれる鉄（Ｆｅ）、アルミニウム（Ａｌ）及び／又はシリコン（Ｓｉ）の組成を［ｘ１，ｙ１，ｚ１］（ｘ１，ｙ１及びｚ１は、前記合金中における鉄（Ｆｅ）、アルミニウム（Ａｌ）及びシリコン（Ｓｉ）の原子比率（ａｔｍ％）をそれぞれ示す）で表した場合、前記合金の組成が［５７，４３，０］、［０，５５，４５］、［１５，０，８５］、［８９，１１，０］及び［０，１６，８４］を頂点とする五角形に囲まれた領域に含まれる組成を有していることが好ましい。つまり、鉄（Ｆｅ）、アルミニウム（Ａｌ）及びシリコン（Ｓｉ）の組成を示す三元組成図において、Ｆｅ＝５７ａｔｍ％，Ａｌ＝４３ａｔｍ％を示す点、Ａｌ＝５５ａｔｍ％，Ｓｉ＝４５ａｔｍ％を示す点、Ｆｅ＝１５ａｔｍ％，Ｓｉ＝８５ａｔｍ％を示す点、Ｆｅ＝８９ａｔｍ％，Ａｌ＝１１ａｔｍ％を示す点及びＳｉ＝８４ａｔｍ％，Ａｌ＝１６ａｔｍ％を示す点を頂点とする五角形に囲まれた領域に含まれる組成を有していることが好ましい。このような組成を有する合金を記録層の材料として用いれば、高いＣ／Ｎ比及び低いジッタが得られるばかりでなく、クロストークを効果的に抑制することができ、さらに、比較的高い感度を得ることが可能となる。
【００１０】
さらに、前記記録層の少なくとも一方の側に設けられた誘電体層をさらに備えることがより好ましい。このような誘電体層を設ければ、記録層を物理的及び／又は化学的に保護されるので、光記録後、長期間にわたって記録情報の劣化を効果的に防止することができる。誘電体層の材料を適切に選択すれば、記録の前後における光学特性の差を拡大させることが可能となる。
【００１１】
また、本発明による光記録媒体用スパッタリングターゲットは、鉄（Ｆｅ）、アルミニウム（Ａｌ）及びシリコン（Ｓｉ）からなる群より選ばれた少なくとも２つの元素を含む合金を主成分とし、スパッタリング法により光記録媒体の記録層を形成するために用いる光記録媒体用スパッタリングターゲットであって、前記合金に含まれる鉄（Ｆｅ）、アルミニウム（Ａｌ）及び／又はシリコン（Ｓｉ）の組成を［ｘ２，ｙ２，ｚ２］（ｘ２，ｙ２及びｚ２は、前記合金中における鉄（Ｆｅ）、アルミニウム（Ａｌ）及びシリコン（Ｓｉ）の原子比率（ａｔｍ％）をそれぞれ示す）で表した場合、前記合金の組成が［５５，４５，０］、［０，５０，５０］、［９，０，９１］、［８７，１３，０］及び［０，１０，９０］を頂点とする五角形に囲まれた領域に含まれる組成を有していることを特徴とする。つまり、鉄（Ｆｅ）、アルミニウム（Ａｌ）及びシリコン（Ｓｉ）の組成を示す三元組成図において、Ｆｅ＝５５ａｔｍ％，Ａｌ＝４５ａｔｍ％を示す点、Ａｌ＝５０ａｔｍ％，Ｓｉ＝５０ａｔｍ％を示す点、Ｆｅ＝９ａｔｍ％，Ｓｉ＝９１ａｔｍ％を示す点、Ｆｅ＝８７ａｔｍ％，Ａｌ＝１３ａｔｍ％を示す点及びＳｉ＝９０ａｔｍ％，Ａｌ＝１０ａｔｍ％を示す点を頂点とする五角形に囲まれた領域に含まれる組成を有している。本発明によるターゲットを用いて光記録媒体の記録層を成膜すれば、記録層に含まれる鉄（Ｆｅ）、アルミニウム（Ａｌ）及び／又はシリコン（Ｓｉ）の組成を、三元組成図においてＦｅ＝５７ａｔｍ％，Ａｌ＝４３ａｔｍ％を示す点、Ａｌ＝５５ａｔｍ％，Ｓｉ＝４５ａｔｍ％を示す点、Ｆｅ＝１５ａｔｍ％，Ｓｉ＝８５ａｔｍ％を示す点、Ｆｅ＝８９ａｔｍ％，Ａｌ＝１１ａｔｍ％を示す点及びＳｉ＝８４ａｔｍ％，Ａｌ＝１６ａｔｍ％を示す点を頂点とする五角形に囲まれた領域に含まれる組成とすることができる。これにより、環境負荷を抑制しつつ、高いＣ／Ｎ比及び低いジッタが得られ、クロストークが効果的に抑制され、さらに、比較的高い感度を有する光記録媒体を作製することが可能となる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照しながら、本発明の好ましい実施態様について詳細に説明する。
【００１３】
図１（ａ）は、本発明の好ましい実施態様にかかる光記録媒体１０の外観を示す切り欠き斜視図であり、図１（ｂ）は、図１（ａ）に示すＡ部を拡大した部分断面図である。
【００１４】
図１（ａ），（ｂ）に示す光記録媒体１０は、外径が約１２０ｍｍ、厚みが約１．２ｍｍである円盤状の光記録媒体であり、図１（ｂ）に示すように、支持基板１１と、反射層１２と、第２誘電体層１３と、記録層１４と、第１誘電体層１５と、光透過層１６とを備えて構成されている。特に限定されるものではないが、本実施態様にかかる光記録媒体１０は、波長λが３８０ｎｍ〜４５０ｎｍ、好ましくは約４０５ｎｍであるレーザビームＬを光透過層１６の表面である光入射面１６ａより照射することによってデータの追記及び再生を行うことが可能である。尚、「第２」誘電体層１３及び「第１」誘電体層１５とは、光入射面１６ａから見てそれぞれ２番目及び１番目の誘電体層であることを意味する。
【００１５】
支持基板１１は、光記録媒体１０に求められる厚み（約１．２ｍｍ）を確保するために用いられる円盤状の基板であり、その一方の面には、その中心部近傍から外縁部に向けて又は外縁部から中心部近傍に向けて、レーザビームＬをガイドするためのグルーブ１１ａ及びランド１１ｂが螺旋状に形成されている。支持基板１１の材料としては種々の材料を用いることが可能であり、例えば、ガラス、セラミックス、あるいは樹脂を用いることができる。これらのうち、成形の容易性の観点から樹脂が好ましい。このような樹脂としてはポリカーボネート樹脂、オレフィン樹脂、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、シリコーン樹脂、フッ素系樹脂、ＡＢＳ樹脂、ウレタン樹脂等が挙げられる。中でも、加工性などの点からポリカーボネート樹脂やオレフィン樹脂が特に好ましい。但し、支持基板１１は、レーザビームＬの光路とはならないことから、高い光透過性を有している必要はない。
【００１６】
反射層１２は、光透過層１６側から入射されるレーザビームＬを反射し、再び光透過層１６へ出射させる役割を果たし、その厚さとしては５〜３００ｎｍに設定することが好ましく、２０〜２００ｎｍに設定することが特に好ましい。反射層１２の材料はレーザビームＬを反射可能である限り特に制限されず、例えば、マグネシウム（Ｍｇ），アルミニウム（Ａｌ），チタン（Ｔｉ），クロム（Ｃｒ），鉄（Ｆｅ），コバルト（Ｃｏ），ニッケル（Ｎｉ），銅（Ｃｕ），亜鉛（Ｚｎ），ゲルマニウム（Ｇｅ），銀（Ａｇ），白金（Ｐｔ），金（Ａｕ）等を用いることができる。これらのうち、高い反射率を有することから、アルミニウム（Ａｌ），金（Ａｕ），銀（Ａｇ），銅（Ｃｕ）又はこれらの合金（ＡｇとＣｕとの合金等）などの金属材料が用いることが好ましい。本発明において、光記録媒体に反射層１２を設けることは必須でないが、これを設ければ、光記録後において多重干渉効果により高い再生信号（Ｃ／Ｎ比）が得られやすくなる。
【００１７】
第１誘電体層１５及び第２誘電体層１３は、これらの間に設けられる記録層１４を物理的及び／又は化学的に保護する役割を果たし、記録層１４はこれら第１誘電体層１３及び第２誘電体層１５に挟持されることによって、光記録後、長期間にわたって記録情報の劣化が効果的に防止される。
【００１８】
第１誘電体層１５及び第２誘電体層１３を構成する材料は、使用されるレーザビームＬの波長領域において透明な誘電体であれば特に限定されず、例えば、酸化物、硫化物、窒化物又はこれらの組み合わせを主成分として用いることができる。より具体的には、支持基板１１等の熱変形防止、並びに、記録層１４の保護特性の観点から、第１誘電体層１５及び第２誘電体層１３が、Ａｌ２Ｏ３、ＡｌＮ、ＺｎＯ、ＺｎＳ、ＧｅＮ、ＧｅＣｒＮ、ＣｅＯ、ＳｉＯ、ＳｉＯ２、Ｓｉ３Ｎ４、ＳｉＣ、Ｌａ２Ｏ３、ＳｉＡｌＯＮ（ＳｉＯ２，Ａｌ２Ｏ３，Ｓｉ３Ｎ４及びＡｌＮの混合物）及びＬａＳｉＯＮ（Ｌａ２Ｏ３，ＳｉＯ２及びＳｉ３Ｎ４の混合物）等の誘電体材料を主成分とすることが好ましい。第１誘電体層１５と第２誘電体層１３は、互いに同じ材料を主成分として構成されてもよいが、異なる材料を主成分として構成されてもよい。さらに、第１誘電体層１５及び第２誘電体層１３の少なくとも一方が、複数の誘電体膜からなる多層構造であっても構わない。
【００１９】
また、第１誘電体層１５及び第２誘電体層１３の層厚は特に限定されないが、３〜２００ｎｍであることが好ましい。この層厚が３ｎｍ未満であると、上述した効果が得られにくくなる一方、層厚が２００ｎｍを超えると、成膜時間が長くなり生産性が低下するおそれがあるとともに、第１誘電体層１５及び第２誘電体層１３のもつ応力によってクラックが発生するおそれがあるからである。
【００２０】
また、第１誘電体層１５及び第２誘電体層１３は、記録の前後における光学特性の差を拡大する役割をも果たし、これを達成するためには、使用されるレーザビームＬの波長領域において高い屈折率（ｎ）を有する材料を主成分として選択することが好ましい。さらに、レーザビームＬを照射した場合に、第１誘電体層１５及び第２誘電体層１３に吸収されるエネルギーが大きいと記録感度が低下することから、これを防止するためには、使用されるレーザビームＬの波長領域において低い消衰係数（ｋ）を有する材料を主成分として選択することが好ましい。
【００２１】
以上を考慮すれば、第１誘電体層１５及び第２誘電体層１３の材料としては、ＺｎＳとＳｉＯ２の混合物を主成分とすることが特に好ましく、そのモル比は８０：２０程度に設定することが好ましい。
【００２２】
記録層１４は不可逆的な記録マークが形成される層であり、本発明では、鉄（Ｆｅ）、アルミニウム（Ａｌ）及びシリコン（Ｓｉ）からなる群より選ばれた少なくとも２つの元素を含む合金を主成分とする材料が用いられる。鉄（Ｆｅ）、アルミニウム（Ａｌ）及びシリコン（Ｓｉ）は、いずれも地球上において最もありふれた元素の一つであり、地球環境に与える負荷の非常に小さい材料である。このため、このような元素からなる合金を記録層１４の主成分として用いることにより、環境負荷の少ない光記録媒体を作製することが可能となる。
【００２３】
このような材料を主成分とする記録層１４に対する記録のメカニズムは、主に、記録層１４を構成する合金の相変化による。すなわち、記録層１４の所定の部分にレーザビームＬが照射されるとその熱によって当該部分が溶解し、その後、固化する際に相状態が変化して記録マークとなる。このとき、記録層１４において記録マークの形成された部分とそれ以外の部分（ブランク領域）とではレーザビームＬに対する反射率が大きく異なるため、これを利用してデータの記録・再生を行うことができる。記録されるデータは、記録マークの長さ（記録マークの前縁から後縁までの長さ）及びブランク領域の長さ（記録マークの後縁から次の記録マークの前縁までの長さ）によって表現される。記録マーク及びブランク領域の長さは、基準となるクロックの１周期に相当する長さをＴとした場合、Ｔの整数倍に設定される。例えば、１，７ＲＬＬ変調方式においては、２Ｔ〜８Ｔの長さを持つ記録マーク及びブランク領域が使用される。ここで、このような材料を主成分とする記録層１４は、波長λが３８０ｎｍ〜４５０ｎｍであるレーザビームＬに対する吸収が大きいことから、このような波長を持つレーザビームＬを用いてデータの記録を行うことができる。
【００２４】
記録層１４に含まれる鉄（Ｆｅ）、アルミニウム（Ａｌ）及びシリコン（Ｓｉ）の組成比については、これらのうち少なくとも２つの元素が含まれている限り特に限定されるものではないが、図２に示すように、三元組成図においてＡ点（Ｆｅ＝５７ａｔｍ％，Ａｌ＝４３ａｔｍ％），Ｂ点（Ａｌ＝５５ａｔｍ％，Ｓｉ＝４５ａｔｍ％），Ｃ点（Ｆｅ＝１５ａｔｍ％，Ｓｉ＝８５ａｔｍ％），Ｄ点（Ｆｅ＝８９ａｔｍ％，Ａｌ＝１１ａｔｍ％）及びＥ点（Ｓｉ＝８４ａｔｍ％，Ａｌ＝１６ａｔｍ％）を頂点とする五角形に囲まれた領域１００に含まれる組成比とすることが好ましい。このような組成比とすれば高いＣ／Ｎ比及び低いジッタが得られるばかりでなく、クロストークが効果的に抑制され、さらに、比較的高い感度が得られる。
【００２５】
より具体的には、記録層１４の主成分の組成比を上記領域１００に含まれる組成比とすれば、これがＡ点，Ｂ点及びＡｌ点（Ａｌ＝１００ａｔｍ％）を頂点とする三角形に囲まれた領域１０１に含まれる組成比である場合に比べて、高いＣ／Ｎ比及び低いジッタと良好なクロストーク特性を得ることができる。記録層１４の主成分の組成比が上記領域１００に含まれる組成比である場合に比べて、領域１０１に含まれる組成比である場合にクロストーク特性が低下するのは、本組成比においてはレーザビームＬの照射によってアルミニウム（Ａｌ）の粗大結晶ができ易く、記録マークが大きくなるためである。一方、粗大結晶の生成を抑制するような低いパワーで記録を行うと十分な記録ができなくなる。これらは、記録膜中を横方向へ熱が伝わり易いことが原因であると考えられる。
【００２６】
また、記録層１４の主成分の組成比を上記領域１００に含まれる組成比とすれば、これがＣ点，Ｄ点及びＦｅ点（Ｆｅ＝１００ａｔｍ％）を頂点とする三角形に囲まれた領域１０２又はＣ点，Ｅ点及びＳｉ点（Ｓｉ＝１００ａｔｍ％）を頂点とする三角形に囲まれた領域１０３に含まれる組成比である場合に比べて、高いＣ／Ｎ比及び低いジッタと高い記録感度を得ることができる。記録層１４の主成分の組成比が上記領域１００に含まれる組成比である場合に比べて、領域１０２に含まれる組成比である場合に記録感度が低下するのは、本組成比においては相変化点が比較的高温側に移動するからであり、領域１０３に含まれる組成比である場合に記録感度が低下するのも、同様の理由からである。
【００２７】
記録層１４の層厚は、厚くなればなるほど、記録感度が低下する。さらに、厚くなればなるほどレーザビームＬの吸収が大きくなり、反射率が低下する。したがって、記録感度を高め、さらに十分な反射率を確保するためには、記録層１４の層厚を薄く設定することが有効であるが、薄くしすぎると記録前後における光学定数の差（変調度）が少なくなり、Ｃ／Ｎ比が低下してしまう。また、記録層１４の層厚を極端に薄く設定すると、成膜時における層厚制御が困難となる。以上を考慮すれば、記録層１４の層厚としては３〜４０ｎｍに設定することが好ましく、５〜３０ｎｍに設定することがより好ましい。
【００２８】
光透過層１６は、光入射面１６ａを構成するとともにレーザビームＬの光路となる層であり、その厚さとしては１０〜３００μｍに設定することが好ましく、５０〜１５０μｍに設定することが特に好ましい。光透過層１６の材料としては特に限定されないが、紫外線硬化性樹脂を用いることが好ましい。また、紫外線硬化性樹脂を硬化させてなる膜の代わりに、光透過性樹脂からなる光透過性シートと各種接着剤や粘着剤を用いて光透過層１６を形成してもよい。
【００２９】
次に、本実施態様にかかる光記録媒体１０の製造方法について説明する。
【００３０】
図３は、本実施態様にかかる光記録媒体１０の製造方法を示すフローチャートである。
【００３１】
まず、スタンパを用いた射出成形法により、グルーブ１１ａ及びランド１１ｂが形成された支持基板１１を作製する（ステップＳ１）。但し、支持基板１１の作製は射出成形法に限られず、２Ｐ法等、他の方法によってこれを作製しても構わない。
【００３２】
次に、支持基板１１の表面のうち、グルーブ１１ａ及びランド１１ｂが設けられた面に反射層１２を形成する（ステップＳ２）。反射層１２の形成は、反射層１２の構成元素を含む化学種を用いた気相成長法、例えば、スパッタリング法や真空蒸着法を用いることができ、中でも、スパッタリング法を用いることが好ましい。
【００３３】
次に、反射層１２上に第２誘電体層１３を形成する（ステップＳ３）。第２誘電体層１３の形成についても、第２誘電体層１３の構成元素を含む化学種を用いた気相成長法により形成することができ、特に、スパッタリング法を用いることが好ましい。
【００３４】
次に、第２誘電体層１３上に記録層１４を形成する（ステップＳ４）。記録層１４の形成についても、記録層１４の構成元素、すなわち、鉄（Ｆｅ）、アルミニウム（Ａｌ）及びシリコン（Ｓｉ）からなる群より選ばれた少なくとも２つの元素を含む化学種を用いた気相成長法、例えばスパッタリング法や真空蒸着法により形成することができ、特に、スパッタリング法を用いることが好ましい。
【００３５】
スパッタリング法により記録層１４を形成する場合には、鉄（Ｆｅ）、アルミニウム（Ａｌ）及びシリコン（Ｓｉ）からなる群より選ばれた少なくとも２つの元素を主成分として含む合金をターゲットとして用いればよい。ターゲットの主成分の組成比としては、形成すべき記録層１４とほぼ同じ組成比に設定すればよいが、本発明者らの実験によれば、スパッタ効率の相違等により、ターゲットの主成分の組成比と形成される記録層１４の組成比とは完全に同一となならないことが分かった。そして、本発明者らが鋭意実験を重ねたところ、ターゲットの主成分の組成比を図４に示す三元組成図においてＡ’点（Ｆｅ＝５５ａｔｍ％，Ａｌ＝４５ａｔｍ％），Ｂ’点（Ａｌ＝５０ａｔｍ％，Ｓｉ＝５０ａｔｍ％），Ｃ’点（Ｆｅ＝９ａｔｍ％，Ｓｉ＝９１ａｔｍ％），Ｄ’点（Ｆｅ＝８７ａｔｍ％，Ａｌ＝１３ａｔｍ％）及びＥ’点（Ｓｉ＝９０ａｔｍ％，Ａｌ＝１０ａｔｍ％）を頂点とする五角形に囲まれた領域２００に含まれる組成比とすることにより、記録層１４の組成が上記の通りとなることが判明した。
【００３６】
このようなターゲットの製造方法については特に限定されるものではないが、鉄（Ｆｅ）、アルミニウム（Ａｌ）及びシリコン（Ｓｉ）からなる群より選ばれた少なくとも２つの元素を主成分とする粉末を混合・焼結し、所定の形状・サイズに加工した後、銅合金、ステンレス鋼、チタン合金、モリブデン合金等からなるバッキングプレートにロウ付けすることによって作製することができる。このようにして作製したターゲットの断面を図５に示す。図５において符号２１はターゲット、符号２２はバッキングプレートである。ターゲットの形状・サイズは使用するスパッタリング装置に応じて選択すれば良く、直径約２００ｍｍの円筒形であっても良いし、主面が約２００ｍｍ×約１００ｍｍである直方体であっても良い。
【００３７】
次に、記録層１４上に第１誘電体層１５を形成する（ステップＳ５）。第１誘電体層１５の形成についても、第１誘電体層１５の構成元素を含む化学種を用いた気相成長法により形成することができ、特に、スパッタリング法を用いることが好ましい。
【００３８】
最後に、第１誘電体層１５上に光透過層１６を形成する（ステップＳ６）。光透過層１６は、例えば、粘度調整されたアクリル系又はエポキシ系の紫外線硬化性樹脂をスピンコート法等により皮膜させ、紫外線を照射して硬化する等の方法により形成することができる。また、紫外線硬化性樹脂を硬化させてなる膜の代わりに、光透過性樹脂からなる光透過性シートと各種接着剤や粘着剤を用いて光透過層１６を形成してもよい。
【００３９】
以上により、光記録媒体１０の製造が完了する。
【００４０】
なお、上記光記録媒体１０の製造方法は、上記製造方法に特に限定されるものではなく、公知の光記録媒体の製造に採用される製造技術を用いることができる。
【００４１】
このようにして製造された光記録媒体１０に対してデータを記録する場合、光記録媒体１０を回転させながら、強度変調されたレーザビームＬを記録層１４に照射することにより記録層１４の所定の部分を相変化させ、これを記録マークとする。また、光記録媒体１０に記録されたデータを再生する場合、光記録媒体１０を回転させながら、所定の強度に固定されたレーザビームＬを記録層１４に照射し、その反射光量を検出すればよい。
【００４２】
以上説明したように、本実施態様においては、記録層１４が鉄（Ｆｅ）、アルミニウム（Ａｌ）及びシリコン（Ｓｉ）からなる群より選ばれた少なくとも２つの元素を主成分とする合金によって構成されることから、地球環境に与える負荷の小さい光記録媒体を提供することが可能となる。
【００４３】
次に、光記録媒体１０に対する好ましい光記録方法の一例について説明する。
【００４４】
図６は、光記録媒体１０に対してデータを記録するためのレーザビームＬのパルス列パターンの一例を示す図であり、（ａ）は２Ｔ信号を形成する場合のパルス列パターンを示し、（ｂ）は３Ｔ信号を形成する場合のパルス列パターンを示し、（ｃ）は４Ｔ信号を形成する場合のパルス列パターンを示し、（ｄ）は５Ｔ信号〜８Ｔ信号を形成する場合のパルス列パターンを示している。
【００４５】
図６（ａ）〜（ｄ）に示すように、本パルス列パターンにおいては、レーザビームＬの設定強度は記録パワーＰｗ及び基底パワーＰｂ（＜Ｐｗ）からなる２つの強度（２値）に変調される。
【００４６】
記録パワーＰｗとしては、照射によって記録層１４を構成する合金が溶解し、相変化点に達するような高いレベルに設定され、基底パワーＰｂとしては、照射されても加熱状態にある記録層１４が冷却されるような極めて低いレベルに設定される。
【００４７】
図６（ａ）に示すように、２Ｔ信号を形成する場合、レーザビームＬの記録パルス数は「１」に設定される。より具体的には、レーザビームＬの強度は、タイミングｔ１１以前においては基底パワーＰｂに設定され、タイミングｔ１１からタイミングｔ１２までの期間（ｔｔｏｐ）においては記録パワーＰｗに設定され、タイミングｔ１２以降においては再び基底パワーＰｂに設定される。
【００４８】
また、図６（ｂ）に示すように、３Ｔ信号を形成する場合、レーザビームＬの記録パルス数は「２」に設定される。つまり、レーザビームＬの強度は、タイミングｔ２１からタイミングｔ２２までの期間（ｔｔｏｐ）及びタイミングｔ２３からタイミングｔ２４までの期間（ｔｌｐ）においては記録パワーＰｗに設定され、その他の期間においては基底パワーＰｂに設定される。
【００４９】
さらに、図６（ｃ）に示すように、４Ｔ信号を形成する場合、レーザビームの記録パルス数は「３」に設定される。つまり、レーザビームＬの強度は、タイミングｔ３１からタイミングｔ３２までの期間（ｔｔｏｐ）、タイミングｔ３３からタイミングｔ３４までの期間（ｔｍｐ）及びタイミングｔ３５からタイミングｔ３６までの期間（ｔｌｐ）においては記録パワーＰｗに設定され、その他の期間においては基底パワーＰｂに設定される。
【００５０】
そして、図６（ｄ）に示すように、第２のパルス列パターンにおいて５Ｔ信号〜８Ｔ信号を形成する場合、レーザビームＬの記録パルス数はそれぞれ「４」〜「７」に設定される。この場合も、レーザビームＬの強度は、ｔｔｏｐ（タイミングｔ４１からタイミングｔ４２までの期間）、ｔｍｐ（タイミングｔ４３からタイミングｔ４４までの期間、タイミングｔ４５からタイミングｔ４６までの期間等）及びｔｌｐの期間（タイミングｔ４７からタイミングｔ４８までの期間）においては記録パワーＰｗに設定され、その他の期間においては基底パワーＰｂに設定される。
【００５１】
以上により、記録信号（２Ｔ信号〜８Ｔ信号）を形成すべき領域においては、記録パワーＰｗをもつレーザビームＬの照射によって、記録層１４を構成する鉄（Ｆｅ）、アルミニウム（Ａｌ）及びシリコン（Ｓｉ）からなる群より選ばれた少なくとも２つの元素の合金が溶解して相変化点に達し、その後固化する際に相状態が変化して記録マークが形成される。
【００５２】
本発明は、以上の実施態様に限定されることなく、特許請求の範囲に記載された発明の範囲内で種々の変更が可能であり、それらも本発明の範囲内に包含されるものであることはいうまでもない。
【００５３】
例えば、上記実施態様にかかる光記録媒体１０においては、記録層１４が第１誘電体１５及び第２誘電体層１３間に挟持されているが、これらの一方を省略しても構わない。
【００５４】
また、上記実施態様にかかる光記録媒体１０においては、支持基板１１上に設けられた反射層１２が備えられているが、記録マークが形成された領域における反射光のレベルと未記録領域における反射光のレベルが充分大きい場合には、これを省略しても構わない。
【００５５】
さらに、上述した光記録媒体１０は、光入射面側に基板が存在せず、層厚の薄い光透過層１６を介してレーザビームＬが入射される、いわゆる次世代型の光記録媒体であるが、本発明による光記録媒体がこのような次世代型の光記録媒体に限定されるものではなく、ＤＶＤのように基板側からレーザビームＬが入射されるタイプの光記録媒体に対しても適用可能である。
【００５６】
さらに、上記実施態様にかかる光記録媒体１０には記録層１４が１層しか設けられていないが、本発明は、複数の情報記録層が積層された構造を有する光記録媒体に適用することもまた好適である。
【００５７】
図７は、複数の情報記録層が積層された構造を有する光記録媒体３０の構造を概略的に示す断面図である。
【００５８】
図７に示すように、光記録媒体３０は、グルーブ３１ａ及びランド３１ｂが設けられた支持基体３１と、グルーブ３２ａ及びランド３２ｂが設けられた透明中間層３２と、光透過層３３と、支持基体３１と透明中間層３２との間に設けられたＬ０層４０と、透明中間層３２と光透過層３３との間に設けられたＬ１層５０とを備える。Ｌ０層４０は、光入射面３３ａから遠い側の情報記録層を構成し、支持基体３１側から反射層４１、第４誘電体層４２、Ｌ０記録層４３及び第３誘電体層４４が積層された構造を有する。また、Ｌ１層５０は、光入射面３３ａに近い側の情報記録層を構成し、支持基体３１側から反射層５１、第２誘電体層５２、Ｌ１記録層５３及び第１誘電体層５４が積層された構造を有する。このように、光記録媒体３０は、積層された２層の情報記録層（Ｌ０層４０及びＬ１層５０）を有している。
【００５９】
このような構造を有する光記録媒体３０においては、Ｌ０記録層４３及び／又はＬ１記録層５３の材料として、鉄（Ｆｅ）、アルミニウム（Ａｌ）及びシリコン（Ｓｉ）からなる群より選ばれた少なくとも２つの元素の合金を主成分として用いればよい。この場合も、これら記録層の組成比を、図２に示す三元組成図においてＡ点，Ｂ点，Ｃ点，Ｄ点及びＥ点を頂点とする五角形に囲まれた領域１００に含まれる組成比に設定することが好ましい。
【００６０】
【実施例】
以下、実施例を用いて本発明について更に具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に何ら限定されるものではない。
【００６１】
［サンプルの作製］
以下の手順により、実施例１−１〜１−１４及び実施例２−１〜２−６の光記録媒体を作製した。
【００６２】
まず、射出成型法により、厚さ１．１ｍｍ、直径１２０ｍｍであり、表面にグルーブ１１ａ及びランド１１ｂ（トラックピッチ（グルーブのピッチ）＝０．３２μｍ）が形成されたポリカーボネート樹脂製のディスク状の支持基板１１を複数作製した。
【００６３】
次に、これら支持基板１１をそれぞれスパッタリング装置にセットし、グルーブ１１ａ及びランド１１ｂが形成されている側の表面に実質的に銀（Ａｇ）、パラジウム（Ｐｄ）及び銅（Ｃｕ）の合金からなる厚さ約１００ｎｍの反射層１２、実質的にＺｎＳとＳｉＯ２の混合物（モル比＝８０：２０）からなる第２誘電体層１３、鉄（Ｆｅ）、実質的にアルミニウム（Ａｌ）及びシリコン（Ｓｉ）からなる群より選ばれた少なくとも２つの元素の合金からなる厚さ約１０ｎｍの記録層１４、実質的にＺｎＳとＳｉＯ２の混合物（モル比＝８０：２０）からなる第１誘電体層１５を順次スパッタ法により形成した。
【００６４】
ここで、第１誘電体層１５及び第２誘電体層１３の厚さは、実施例１−１〜１−１４及び実施例２−１〜２−６の光記録媒体についてそれぞれ表１に示すとおりに設定した。
【００６５】
【表１】
Figure 2004284241
また、記録層１４を構成する鉄（Ｆｅ）、アルミニウム（Ａｌ）及びシリコン（Ｓｉ）の組成は、実施例１−１〜１−１４及び実施例２−１〜２−６の光記録媒体についてそれぞれ表２に示すとおりに設定した。
【００６６】
【表２】
Figure 2004284241
そして、第１誘電体層１５上に、アクリル系紫外線硬化性樹脂をスピンコート法によりコーティングし、これに紫外線を照射することによって厚さ約１００μｍの光透過層１６を形成した。
【００６７】
これによって実施例１−１〜１−１４及び実施例２−１〜２−６の光記録媒体が完成した。ここで、図８に示すように、実施例１−１〜１−１４の光記録媒体においては記録層１４の組成比が上述した領域１００に含まれており、実施例２−１〜２−６の光記録媒体においては記録層１４の組成比が領域１０１及び１０２のいずれかに含まれている。
【００６８】
［サンプルの評価］
次に、実施例１−１〜１−１４及び実施例２−１〜２−６の光記録媒体をそれぞれ光ディスク評価装置（商品名：ＤＤＵ１０００、パルステック社製）にセットし、５．３ｍ／ｓｅｃの線速度で回転させながら、開口数が０．８５である対物レンズを介して波長が４０５ｎｍであるレーザビームを記録層１４に照射することによって、１，７ＲＬＬ変調方式における８Ｔ単一信号をそれぞれ記録した。記録に用いたパルス列パターンとしては図６に示すパルス列パターンを用い、記録パワーＰｗについてはジッタが最も低くなる強度にそれぞれ設定した。また、基底パワーＰｂについては０．１ｍＷに固定した。
【００６９】
そして、各光記録媒体に記録された８Ｔ単一信号を再生し、そのＣ／Ｎ比を測定した。再生パワーＰｒは０．３ｍＷに設定した。
【００７０】
測定の結果は上記表１に併せて示されている。表１に示すとおり、いずれの光記録媒体においても３５ｄＢ以上のＣ／Ｎ比が得られ、データの記録／再生が可能であることが分かった。これにより、鉄（Ｆｅ）、アルミニウム（Ａｌ）及びシリコン（Ｓｉ）からなる群より選ばれた少なくとも２つの元素の合金を記録層１４の材料として利用可能であることが確認された。
【００７１】
特に、実施例１−１〜１−１４の光記録媒体においては、いずれも４５ｄＢ以上の高いＣ／Ｎ比が得られた。通常、Ｃ／Ｎ比が４５ｄＢ未満の領域ではＣ／Ｎ比とジッタとの相関が大きいため、Ｃ／Ｎ比が低下するとジッタが大きく上昇する傾向があるが、Ｃ／Ｎ比が４５ｄＢ以上の領域ではこれらの相関は比較的小さくなり、安定的に低いジッタが得られやすいため、記録層１４を構成する材料の組成比として図２に示す領域１００に含まれる組成比を選択することによって、良好な信号特性が得られることが確認された。
【００７２】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明では、追記型光記録媒体の記録層の材料として鉄（Ｆｅ）、アルミニウム（Ａｌ）及びシリコン（Ｓｉ）からなる群より選ばれた少なくとも２つの元素の合金を主成分として用いていることから、地球環境に与える負荷の小さい光記録媒体を提供することが可能となる。また、本発明では、スパッタリング法により記録層を成膜するために用いるターゲットとして、鉄（Ｆｅ）、アルミニウム（Ａｌ）及びシリコン（Ｓｉ）からなる群より選ばれた少なくとも２つの元素の合金を主成分として用いていることから、地球環境に与える負荷の小さい追記型光記録媒体を作製することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）は、本発明の好ましい実施態様にかかる光記録媒体１０の外観を示す切り欠き斜視図であり、（ｂ）は（ａ）に示すＡ部を拡大した部分断面図である。
【図２】記録層１４を構成する材料の三元組成図である。
【図３】光記録媒体１０の製造方法を示すフローチャートである。
【図４】記録層１４を成膜するために用いるターゲットの三元組成図である。
【図５】バッキングプレートに固定されたターゲットを示す略断面図である。
【図６】光記録媒体１０に対してデータを記録するためのレーザビームＬのパルス列パターンの一例を示す図であり、（ａ）は２Ｔ信号を形成する場合のパルス列パターンを示し、（ｂ）は３Ｔ信号を形成する場合のパルス列パターンを示し、（ｃ）は４Ｔ信号を形成する場合のパルス列パターンを示し、（ｄ）は５Ｔ信号〜８Ｔ信号を形成する場合のパルス列パターンを示している。
【図７】複数の情報記録層が積層された構造を有する光記録媒体３０の構造を概略的に示す断面図である。
【図８】実施例１−１〜１−１４及び実施例２−１〜２−６の光記録媒体に含まれる記録層１４を構成する材料の三元組成図である。
【符号の説明】
１０，３０ 光記録媒体
１１，３１ 支持基板
１１ａ，３１ａ，３２ａ グルーブ
１１ｂ，３１ｂ，３２ｂ ランド
１２，４１，５１ 反射層
１３，５２ 第２誘電体層
１４，４３，５３ 記録層
１５，５４ 第１誘電体層
１６，３３ 光透過層
２１ ターゲット
２２ バッキングプレート３２ 透明中間層
１６ａ，３３ａ 光入射面
４０ Ｌ０層
４２ 第４誘電体層
４４ 第３誘電体層
５０ Ｌ１層
Ｌ レーザビーム

Claims (4)

  1. 鉄（Ｆｅ）、アルミニウム（Ａｌ）及びシリコン（Ｓｉ）からなる群より選ばれた少なくとも２つの元素を含む合金を主成分とする記録層を備えることを特徴とする光記録媒体。
  2. 前記合金に含まれる鉄（Ｆｅ）、アルミニウム（Ａｌ）及び／又はシリコン（Ｓｉ）の組成を［ｘ１，ｙ１，ｚ１］（ｘ１，ｙ１及びｚ１は、前記合金中における鉄（Ｆｅ）、アルミニウム（Ａｌ）及びシリコン（Ｓｉ）の原子比率（ａｔｍ％）をそれぞれ示す）で表した場合、前記合金の組成が［５７，４３，０］、［０，５５，４５］、［１５，０，８５］、［８９，１１，０］及び［０，１６，８４］を頂点とする五角形に囲まれた領域に含まれる組成を有していることを特徴とする請求項１に記載の光記録媒体。
  3. 前記記録層の少なくとも一方の側に設けられた誘電体層をさらに備えることを特徴とする請求項１又は２に記載の光記録媒体。
  4. 鉄（Ｆｅ）、アルミニウム（Ａｌ）及びシリコン（Ｓｉ）からなる群より選ばれた少なくとも２つの元素を含む合金を主成分とし、スパッタリング法により光記録媒体の記録層を形成するために用いる光記録媒体用スパッタリングターゲットであって、前記合金に含まれる鉄（Ｆｅ）、アルミニウム（Ａｌ）及び／又はシリコン（Ｓｉ）の組成を［ｘ２，ｙ２，ｚ２］（ｘ２，ｙ２及びｚ２は、前記合金中における鉄（Ｆｅ）、アルミニウム（Ａｌ）及びシリコン（Ｓｉ）の原子比率（ａｔｍ％）をそれぞれ示す）で表した場合、前記合金の組成が［５５，４５，０］、［０，５０，５０］、［９，０，９１］、［８７，１３，０］及び［０，１０，９０］を頂点とする五角形に囲まれた領域に含まれる組成を有していることを特徴とする光記録媒体用スパッタリングターゲット。
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