JP2005038568A - 相変化光記録媒体 - Google Patents

相変化光記録媒体 Download PDF

Info

Publication number
JP2005038568A
JP2005038568A JP2003363017A JP2003363017A JP2005038568A JP 2005038568 A JP2005038568 A JP 2005038568A JP 2003363017 A JP2003363017 A JP 2003363017A JP 2003363017 A JP2003363017 A JP 2003363017A JP 2005038568 A JP2005038568 A JP 2005038568A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
phase change
recording medium
optical recording
change optical
layer
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2003363017A
Other languages
English (en)
Inventor
Yoshihiro Ikari
喜博 碇
Makoto Miyamoto
真 宮本
Mayumi Kurokawa
真由美 黒川
Yutaka Watanabe
豊 渡辺
Akira Kashiwakura
章 柏倉
Makoto Iimura
誠 飯村
Naoki Kitagaki
直樹 北垣
Sonoko Onodera
園子 小野寺
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Maxell Holdings Ltd
Original Assignee
Hitachi Maxell Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Maxell Ltd filed Critical Hitachi Maxell Ltd
Priority to JP2003363017A priority Critical patent/JP2005038568A/ja
Priority to US10/874,309 priority patent/US7060338B2/en
Priority to CNA2004100500244A priority patent/CN1577547A/zh
Priority to TW093118411A priority patent/TWI265512B/zh
Publication of JP2005038568A publication Critical patent/JP2005038568A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G11—INFORMATION STORAGE
    • G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B7/00—Recording or reproducing by optical means, e.g. recording using a thermal beam of optical radiation by modifying optical properties or the physical structure, reproducing using an optical beam at lower power by sensing optical properties; Record carriers therefor
    • G11B7/24—Record carriers characterised by shape, structure or physical properties, or by the selection of the material
    • G11B7/241—Record carriers characterised by shape, structure or physical properties, or by the selection of the material characterised by the selection of the material
    • G11B7/242—Record carriers characterised by shape, structure or physical properties, or by the selection of the material characterised by the selection of the material of recording layers
    • G11B7/243—Record carriers characterised by shape, structure or physical properties, or by the selection of the material characterised by the selection of the material of recording layers comprising inorganic materials only, e.g. ablative layers
    • G—PHYSICS
    • G11—INFORMATION STORAGE
    • G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B7/00—Recording or reproducing by optical means, e.g. recording using a thermal beam of optical radiation by modifying optical properties or the physical structure, reproducing using an optical beam at lower power by sensing optical properties; Record carriers therefor
    • G11B7/24—Record carriers characterised by shape, structure or physical properties, or by the selection of the material
    • G11B7/2403—Layers; Shape, structure or physical properties thereof
    • G—PHYSICS
    • G11—INFORMATION STORAGE
    • G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B7/00—Recording or reproducing by optical means, e.g. recording using a thermal beam of optical radiation by modifying optical properties or the physical structure, reproducing using an optical beam at lower power by sensing optical properties; Record carriers therefor
    • G11B7/24—Record carriers characterised by shape, structure or physical properties, or by the selection of the material
    • G11B7/241—Record carriers characterised by shape, structure or physical properties, or by the selection of the material characterised by the selection of the material
    • G11B7/252—Record carriers characterised by shape, structure or physical properties, or by the selection of the material characterised by the selection of the material of layers other than recording layers
    • G11B7/257—Record carriers characterised by shape, structure or physical properties, or by the selection of the material characterised by the selection of the material of layers other than recording layers of layers having properties involved in recording or reproduction, e.g. optical interference layers or sensitising layers or dielectric layers, which are protecting the recording layers
    • G—PHYSICS
    • G11—INFORMATION STORAGE
    • G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B7/00—Recording or reproducing by optical means, e.g. recording using a thermal beam of optical radiation by modifying optical properties or the physical structure, reproducing using an optical beam at lower power by sensing optical properties; Record carriers therefor
    • G11B7/24—Record carriers characterised by shape, structure or physical properties, or by the selection of the material
    • G11B7/26—Apparatus or processes specially adapted for the manufacture of record carriers
    • G11B7/266—Sputtering or spin-coating layers
    • G—PHYSICS
    • G11—INFORMATION STORAGE
    • G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B7/00—Recording or reproducing by optical means, e.g. recording using a thermal beam of optical radiation by modifying optical properties or the physical structure, reproducing using an optical beam at lower power by sensing optical properties; Record carriers therefor
    • G11B7/24—Record carriers characterised by shape, structure or physical properties, or by the selection of the material
    • G11B7/241—Record carriers characterised by shape, structure or physical properties, or by the selection of the material characterised by the selection of the material
    • G11B7/242—Record carriers characterised by shape, structure or physical properties, or by the selection of the material characterised by the selection of the material of recording layers
    • G11B7/243—Record carriers characterised by shape, structure or physical properties, or by the selection of the material characterised by the selection of the material of recording layers comprising inorganic materials only, e.g. ablative layers
    • G11B2007/24302—Metals or metalloids
    • G11B2007/24312—Metals or metalloids group 14 elements (e.g. Si, Ge, Sn)
    • G—PHYSICS
    • G11—INFORMATION STORAGE
    • G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B7/00—Recording or reproducing by optical means, e.g. recording using a thermal beam of optical radiation by modifying optical properties or the physical structure, reproducing using an optical beam at lower power by sensing optical properties; Record carriers therefor
    • G11B7/24—Record carriers characterised by shape, structure or physical properties, or by the selection of the material
    • G11B7/241—Record carriers characterised by shape, structure or physical properties, or by the selection of the material characterised by the selection of the material
    • G11B7/242—Record carriers characterised by shape, structure or physical properties, or by the selection of the material characterised by the selection of the material of recording layers
    • G11B7/243—Record carriers characterised by shape, structure or physical properties, or by the selection of the material characterised by the selection of the material of recording layers comprising inorganic materials only, e.g. ablative layers
    • G11B2007/24302—Metals or metalloids
    • G11B2007/24314—Metals or metalloids group 15 elements (e.g. Sb, Bi)
    • G—PHYSICS
    • G11—INFORMATION STORAGE
    • G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B7/00—Recording or reproducing by optical means, e.g. recording using a thermal beam of optical radiation by modifying optical properties or the physical structure, reproducing using an optical beam at lower power by sensing optical properties; Record carriers therefor
    • G11B7/24—Record carriers characterised by shape, structure or physical properties, or by the selection of the material
    • G11B7/241—Record carriers characterised by shape, structure or physical properties, or by the selection of the material characterised by the selection of the material
    • G11B7/242—Record carriers characterised by shape, structure or physical properties, or by the selection of the material characterised by the selection of the material of recording layers
    • G11B7/243—Record carriers characterised by shape, structure or physical properties, or by the selection of the material characterised by the selection of the material of recording layers comprising inorganic materials only, e.g. ablative layers
    • G11B2007/24302—Metals or metalloids
    • G11B2007/24316—Metals or metalloids group 16 elements (i.e. chalcogenides, Se, Te)
    • G—PHYSICS
    • G11—INFORMATION STORAGE
    • G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B7/00—Recording or reproducing by optical means, e.g. recording using a thermal beam of optical radiation by modifying optical properties or the physical structure, reproducing using an optical beam at lower power by sensing optical properties; Record carriers therefor
    • G11B7/24—Record carriers characterised by shape, structure or physical properties, or by the selection of the material
    • G11B7/241—Record carriers characterised by shape, structure or physical properties, or by the selection of the material characterised by the selection of the material
    • G11B7/252—Record carriers characterised by shape, structure or physical properties, or by the selection of the material characterised by the selection of the material of layers other than recording layers
    • G11B7/257—Record carriers characterised by shape, structure or physical properties, or by the selection of the material characterised by the selection of the material of layers other than recording layers of layers having properties involved in recording or reproduction, e.g. optical interference layers or sensitising layers or dielectric layers, which are protecting the recording layers
    • G11B2007/25705—Record carriers characterised by shape, structure or physical properties, or by the selection of the material characterised by the selection of the material of layers other than recording layers of layers having properties involved in recording or reproduction, e.g. optical interference layers or sensitising layers or dielectric layers, which are protecting the recording layers consisting essentially of inorganic materials
    • G11B2007/2571—Record carriers characterised by shape, structure or physical properties, or by the selection of the material characterised by the selection of the material of layers other than recording layers of layers having properties involved in recording or reproduction, e.g. optical interference layers or sensitising layers or dielectric layers, which are protecting the recording layers consisting essentially of inorganic materials containing group 14 elements except carbon (Si, Ge, Sn, Pb)
    • G—PHYSICS
    • G11—INFORMATION STORAGE
    • G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B7/00—Recording or reproducing by optical means, e.g. recording using a thermal beam of optical radiation by modifying optical properties or the physical structure, reproducing using an optical beam at lower power by sensing optical properties; Record carriers therefor
    • G11B7/24—Record carriers characterised by shape, structure or physical properties, or by the selection of the material
    • G11B7/241—Record carriers characterised by shape, structure or physical properties, or by the selection of the material characterised by the selection of the material
    • G11B7/252—Record carriers characterised by shape, structure or physical properties, or by the selection of the material characterised by the selection of the material of layers other than recording layers
    • G11B7/257—Record carriers characterised by shape, structure or physical properties, or by the selection of the material characterised by the selection of the material of layers other than recording layers of layers having properties involved in recording or reproduction, e.g. optical interference layers or sensitising layers or dielectric layers, which are protecting the recording layers
    • G11B2007/25705—Record carriers characterised by shape, structure or physical properties, or by the selection of the material characterised by the selection of the material of layers other than recording layers of layers having properties involved in recording or reproduction, e.g. optical interference layers or sensitising layers or dielectric layers, which are protecting the recording layers consisting essentially of inorganic materials
    • G11B2007/25713—Record carriers characterised by shape, structure or physical properties, or by the selection of the material characterised by the selection of the material of layers other than recording layers of layers having properties involved in recording or reproduction, e.g. optical interference layers or sensitising layers or dielectric layers, which are protecting the recording layers consisting essentially of inorganic materials containing nitrogen
    • G—PHYSICS
    • G11—INFORMATION STORAGE
    • G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B7/00—Recording or reproducing by optical means, e.g. recording using a thermal beam of optical radiation by modifying optical properties or the physical structure, reproducing using an optical beam at lower power by sensing optical properties; Record carriers therefor
    • G11B7/24—Record carriers characterised by shape, structure or physical properties, or by the selection of the material
    • G11B7/241—Record carriers characterised by shape, structure or physical properties, or by the selection of the material characterised by the selection of the material
    • G11B7/252—Record carriers characterised by shape, structure or physical properties, or by the selection of the material characterised by the selection of the material of layers other than recording layers
    • G11B7/253—Record carriers characterised by shape, structure or physical properties, or by the selection of the material characterised by the selection of the material of layers other than recording layers of substrates
    • G11B7/2533—Record carriers characterised by shape, structure or physical properties, or by the selection of the material characterised by the selection of the material of layers other than recording layers of substrates comprising resins
    • G11B7/2534—Record carriers characterised by shape, structure or physical properties, or by the selection of the material characterised by the selection of the material of layers other than recording layers of substrates comprising resins polycarbonates [PC]
    • G—PHYSICS
    • G11—INFORMATION STORAGE
    • G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B7/00—Recording or reproducing by optical means, e.g. recording using a thermal beam of optical radiation by modifying optical properties or the physical structure, reproducing using an optical beam at lower power by sensing optical properties; Record carriers therefor
    • G11B7/24—Record carriers characterised by shape, structure or physical properties, or by the selection of the material
    • G11B7/241—Record carriers characterised by shape, structure or physical properties, or by the selection of the material characterised by the selection of the material
    • G11B7/252—Record carriers characterised by shape, structure or physical properties, or by the selection of the material characterised by the selection of the material of layers other than recording layers
    • G11B7/254—Record carriers characterised by shape, structure or physical properties, or by the selection of the material characterised by the selection of the material of layers other than recording layers of protective topcoat layers
    • G11B7/2542—Record carriers characterised by shape, structure or physical properties, or by the selection of the material characterised by the selection of the material of layers other than recording layers of protective topcoat layers consisting essentially of organic resins
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/21—Circular sheet or circular blank

Abstract

【課題】 高速で記録再生が可能な相変化光記録媒体において、再生信号の出力が十分に大きいだけでなく、優れた繰返し書換え性能を有する相変化光記録媒体を提供する。
【解決手段】 相変化光記録媒体１０において、記録層４の少なくとも一方の側の表面にＧｅ−Ｓｉ−Ｎ系材料からなる界面層３を形成することにより、記録層４に融点の高い相変化材料、例えば、Ｂｉ−Ｇｅ−Ｔｅ系の相変化材料を用いた場合でも、再生信号の出力が十分に大きく、且つ、繰返し書換え性能が優れた相変化光記録媒体を提供することができる。
【選択図】 図１

Description

本発明は光ビームの照射により情報の記録再生が行われる相変化光記録媒体に関し、特に高速で情報の記録再生が可能な相変化光記録媒体に関する。
書換え可能な情報記録媒体の一つに相変化光記録媒体がある。相変化光記録媒体は光ビームの照射により原子配列が２つの異なる状態間（アモルファス−結晶間）で可逆的に変化する記録層を備え、その記録層の２つの異なる原子配列の状態により情報が記録される。相変化光記録媒体は書換え可能な媒体の中でも特に安価であるので民生用への普及が著しく、とりわけ家庭用ビデオ録画媒体としての普及が急速に伸びつつある。これまでテープであったビデオ録画媒体が相変化光記録媒体のディスクに代わることにより、後追い再生のような新たな機能も可能となるので、コンピュータ用バックアップ媒体として必要であったこれまでの相変化光記録媒体の特性以上の高度な特性が必要になる。例えば、後追い再生の場合、録画中に、録画したばかりの画像を後を追って再生していく必要があるので、記録と再生とを一定時間毎に高速に切り替えなければならない。そのためには、情報の記録及び再生のアクセススピードをこれまで以上に高速にする必要がある。
従来の相変化光記録媒体は、ＣＬＶ（Ｃｏｎｓｔａｎｔ Ｌｉｎｅａｒ Ｖｅｌｏｃｉｔｙ）方式により媒体の回転数を制御して情報を記録再生していた。ＣＬＶ方式は光ビームと媒体との相対速度（線速）が常に一定となる制御方法である。すなわち、ＣＬＶ方式では記録再生時のデータ転送レートが常に一定になるので、情報の記録再生に用いる信号処理回路を極めて簡素化することができる。ただし、ＣＬＶ方式では、光ビームが媒体上で半径方向に移動した際、線速が一定になるように、光ビームの媒体上の半径位置に応じてモーターの回転数を調整する必要がある。それゆえ、ＣＬＶ方式では情報の記録再生のアクセススピードが遅くなってしまう。
一方、媒体の回転数を一定にしたまま情報の記録再生が可能であるＣＡＶ（Ｃｏｎｓｔａｎｔ Ａｎｇｕｌａｒ Ｖｅｌｏｃｉｔｙ）方式は、半径位置に応じてモーターの回転数を制御し直す必要が無いので、高速アクセスが可能である。しかしながら、ＣＡＶ方式では記録再生時のデータ転送レートが半径位置により異なるので、情報の記録再生に用いる信号処理回路が複雑になる。さらに、ＣＡＶ方式ではディスクの外周に向かって線速が高速になるので、ディスクの内周側より外周側における記録層の結晶化速度を速くしなければならない。それゆえ、ＣＡＶ方式では記録層の結晶化速度がディスクの外周側の高線速領域にも内周側の低線速領域にも対応可能である特別な記録層が必要になる。
相変化光記録媒体では、記録層の相変化材料としてＧｅ−Ｓｂ−Ｔｅ系合金が一般に用いられている。このような記録層を保護するために記録層の両側に誘電体材料からなる保護層が形成されることが多い。さらに、記録層と保護層との界面における化学反応や原子拡散を防止するために、記録層と保護層との間にバリアー層を設けた相変化光記録媒体も提案されている（例えば、特許文献１を参照）。
従来のＧｅ−Ｓｂ−Ｔｅ系の相変化材料を用いた記録層を有する相変化光記録媒体において、記録層の結晶化速度の高速化は、主に記録層にＳｎを添加することで対応している。しかしながら、Ｓｎを記録層に添加することにより結晶化速度の高速化が実現できる反面、記録層の融点が高くなってしまうので、より高出力の光ビームで情報を記録しなければならない。高出力の光ビームで繰返し情報を書換えると、低出力の光ビームを用いた場合に比べて、情報の記録再生特性（信号出力、ジッター、反射率、記録感度等）が急激に悪化するという問題があった。具体的には、高出力の光ビームで繰返し情報を書換えると、結晶状態と非結晶状態（アモルファス状態）における記録層の屈折率の差が小さくなり、再生信号の出力が低下してしまうという問題が生じる。
ところで、相変化記録材料に用いられるＧｅ−Ｓｂ−Ｔｅ系合金では、ＧｅＴｅの組成の増加に伴い結晶／非結晶間の屈折率の差が大きくなるという特徴がある。それゆえ、相変化光記録媒体では、記録層のＧｅＴｅの組成が増加するとともに再生信号の出力も大きくなる。しかしながら、図１０のＧｅＴｅ−Ｓｂ２Ｔｅ３状態図（ヴェ・エス・ゼムスコフ他：便覧 半導体系の固溶体（日・ソ通信社）参照）に示すように、ＧｅＴｅ組成が５０ｍｏｌ．％以上の領域ではＧｅＴｅの組成が増加するほどＧｅ−Ｓｂ−Ｔｅ系合金の融点が高くなる。それゆえ、この組成領域の相変化材料を記録層として使用すると、ＧｅＴｅの組成が増加するほど融点が高くなるので、繰返し書換え特性が悪化する。すなわち、この相変化光記録媒体では、記録層のＧｅＴｅの組成が増加するとともに、結晶／非結晶間の屈折率の差が大きくなり再生信号出力は増加するが、融点が高くなり繰返し書換え特性は悪化する。従って、この組成領域の相変化材料を用いた相変化光記録媒体では、再生信号出力特性と繰返し書換え特性を両立させることは非常に難しいという問題があった。
繰返し書換え特性が悪化する主な原因は、情報を繰返し書換えると相変化光記録媒体が光ビームで繰返し加熱されるので、記録層に隣接したＺｎＳ−ＳｉＯ２等から成る誘電体保護層と記録層間で、両層の構成元素が互いに相手側の層に侵入及び拡散したり、あるいは、両層の構成元素が互いに化学反応を引き起こしてしまうためである。この両層間の構成元素の侵入、拡散及び化学反応を防止するために、例えば、特許文献１にＧｅ−ＮやＧｅ−Ｃｒ−Ｎ等の窒化物を界面層として記録層と誘電体保護層との間に挟み込む方法が考案されている。このような界面層を備える相変化光記録媒体は、特許文献１以外では、特願平９−５３２４２４、特開平１０−２８９４７８、特開平１１−１６７７４６、特開平１１−２３８２４９、特開平１１−３３９３１６、特開２００１−１２６３１２、特開２００２−７４７３９、特開２００２−７４７４７等に開示されている。
ＷＯ９７／３４２９８号公報（第１８−２２頁、第２図）
現在、相変化光記録媒体では、さらなる情報の高密度化及び記録再生の高速化が要求される。この要望に応えるためには、前述のように記録層の融点が以前よりもさらに高い相変化材料が必要である。例えば、前記特許文献１で相変化材料に使用しているＧｅ２Ｓｂ２．３Ｔｅ５［相対比］の融点は約６３０℃であるが、高速化に適した、例えば、Ｂｉ７Ｇｅ４１Ｔｅ５２［ａｔ．％］では少なくとも融点は７００℃以上に達している。図１１のＧｅＴｅ−Ｂｉ２Ｔｅ３状態図（ヴェ・エス・ゼムスコフ他：便覧 半導体系の固溶体（日・ソ通信社）参照）に示すように、Ｇｅ−Ｓｂ−Ｔｅ系と同様に、Ｂｉ−Ｇｅ−Ｔｅ系合金においても、ＧｅＴｅの比率が約２５ｍｏｌ％以上の領域では、ＧｅＴｅの比率が増加するほど融点が高くなることが分かっている。今後、Ｇｅ−Ｓｂ−Ｔｅ系及びＢｉ−Ｇｅ−Ｔｅ系の相変化材料では、益々ＧｅＴｅの比率が増加する方向、すなわち、Ｇｅリッチ側の組成に変化することは間違いなく、相変化光記録媒体における記録層の融点の更なる上昇は避けられない。そのような高融点の相変化材料を用いた相変化光記録媒体では、従来の低融点の相変化光記録媒体で用いられていたＧｅ−ＮやＧｅ−Ｃｒ−Ｎの界面層では、優れた繰返し書換え特性が得られないと考えられている。
本発明の目的は、高速で情報の記録再生が可能な相変化光記録媒体において、再生信号の出力が十分に大きいだけでなく、優れた繰返し書換え特性を有する相変化光記録媒体を提供することである。
本発明の第１の態様に従えば、光ビームの照射により情報の記録及び再生が行われる相変化光記録媒体であって、Ｂｉ、Ｇｅ及びＴｅを含む相変化材料で形成された記録層と、Ｇｅ、Ｓｉ及びＮを含む材料で形成され、前記記録層の少なくとも一方の側に接して形成された界面層とを備えることを特徴とする相変化光記録媒体が提供される。
第１の態様に従う相変化光記録媒体では、前記記録層に含まれるＧｅの含有量が３０ａｔ．％〜５０ａｔ．％であることが好ましい。
本発明者等の検証実験よると、相変化光記録媒体の記録層に用いる相変化材料として、Ｇｅ−Ｓｂ−Ｔｅ系合金のＳｂをＢｉで置換したＢｉ−Ｇｅ−Ｔｅ系の相変化材料を用いた場合、Ｂｉ−Ｇｅ−Ｔｅ系の相変化材料が、結晶／非結晶間の屈折率差が大きいというＧｅＴｅの長所を維持しているだけでなく、結晶化速度も速く、Ｇｅ−Ｓｂ−Ｔｅ系よりも優れた特性を持っていることが分かった。しかしながら、そのような優れた特性を有するＢｉ−Ｇｅ−Ｔｅ系合金を相変化光記録媒体の記録層に用いる場合、その実用的な組成範囲（記録層に含まれるＧｅの含有量が３０ａｔ．％〜５０ａｔ．％）では、Ｂｉ−Ｇｅ−Ｔｅ系合金の融点が従来の相変化材料に用いられるＧｅ２Ｓｂ２Ｔｅ５［相対比表記（原子比表記でＧｅ２２．２Ｓｂ２２．２Ｔｅ５５．６［ａｔ．％］）］等よりもさらに高くなる（融点が約６４０℃以上）。それゆえ、そのような組成範囲のＢｉ−Ｇｅ−Ｔｅ系合金を記録層として用いた場合には、高出力の光ビームで情報を記録再生しなければならないので、繰返し情報を書換えると情報の記録再生特性（繰返し書換え特性）が急激に悪化する。しかしながら、上述したように、相変化光記録媒体において、情報の高密度化及び記録再生の高速化を達成するためには、高い融点を有する相変化材料が必要である。そこで、Ｂｉ−Ｇｅ−Ｔｅ系などの高融点の相変化材料を用いた場合でも、優れた繰返し書換え特性を有する相変化光記録媒体の開発が要望されていた。
本発明は上記要望に応えるためになされたものであり、本発明者等が鋭意検討したところ、Ｂｉ、Ｇｅ及びＴｅを含む相変化材料で形成された記録層の少なくとも一方に接して、Ｇｅ、Ｓｉ及びＮを含む材料から形成された界面層を設けることにより、再生信号の出力が十分に大きいだけでなく、優れた繰返し書換え特性を有する相変化光記録媒体が得られることを見出した。
相変化光記録媒体の界面層として、従来のＧｅ−ＮやＧｅ−Ｃｒ−Ｎで形成された界面層の代わりに、少なくともＧｅ、Ｓｉ及びＮを含む材料から形成された界面層を用いることにより繰返し書換え特性が向上した原因として、次の２つが考えられる。（１）従来の低融点の記録層に対して繰返し書換え特性に実績のあったＧｅ−Ｎの界面層に、その構成元素であるＧｅの融点９５８．８℃よりも高い融点を有するＳｉ（融点１４１４℃）を含有させることにより、界面層の融点が上昇し外部からの熱に対する耐久性が増したこと、（２）ＳｉはＧｅと同族元素であるので、界面層にＣｒの代わりにＳｉを含有させることにより、Ｇｅ−Ｓｉ−Ｎの界面層におけるＧｅとＳｉとの結合が、Ｇｅ−Ｃｒ−Ｎの界面層におけるＧｅとＣｒとの結合より強くなり、界面層の構成元素間の結合安定性が増加し
たことにより、上述した保護層と記録層との界面における互いの構成元素の侵入、拡散及び科学反応がより防止されたことが挙げられる。この２つの効果により、今までは記録層として使用が難しかった高融点の相変化材料、例えば、Ｇｅの含有量が３０ａｔ．％〜５０ａｔ．％のＢｉ−Ｇｅ−Ｔｅ系合金などの相変化材料を用いた相変化光記録媒体でも、繰返し書換え特性が向上することが分かった。それゆえ、本発明では、再生信号の出力が十分に大きく、且つ、優れた繰返し書換え特性を有する相変化光記録媒体が容易に得られるようになった。特に、これまで、相変化材料としては、ほぼ使用不可能であったＢｉ７Ｇｅ４１Ｔｅ５２［ａｔ．％］のような超高融点７００℃以上の材料も相変化光記録媒体の記録層として使用可能になった。
本発明の第２の態様に従えば、光ビームの照射により情報の記録及び再生が行われる相変化光記録媒体であって、Ｇｅ、Ｓｂ及びＴｅを含む相変化材料で形成された記録層と、Ｇｅ、Ｓｉ及びＮを含む材料で形成され、前記記録層の少なくとも一方の側に接して形成された界面層とを備えることを特徴とする相変化光記録媒体が提供される。
第２の態様に従う相変化光記録媒体では、前記記録層に含まれるＧｅの含有量が３０ａｔ．％〜５０ａｔ．％であることが好ましい。
記録層にＧｅ−Ｓｂ−Ｔｅ系合金を用いる場合、Ｇｅの含有量を３０ａｔ．％〜５０ａｔ．％の組成のＧｅ−Ｓｂ−Ｔｅ系合金を用いると、従来の記録層に用いられるＧｅ２Ｓｂ２Ｔｅ５［相対比］等より融点は高くなる。しかしながら、本発明の第２の態様に従う相変化光記録媒体でも、第１の態様に従う相変化光記録媒体と同様に、Ｇｅ、Ｓｉ及びＮを含む材料で形成された界面層を記録層の少なくとも一方の側に接して設けているので優れた繰返し書換え特性が得られる。
また、第２の態様に従う相変化光記録媒体では、前記記録層がさらにＳｎを含み、前記記録層に含まれるＧｅの含有量とＳｎの含有量との和が３０ａｔ．％〜５０ａｔ．％であることが好ましい。記録層にＧｅ−Ｓｂ−Ｓｎ−Ｔｅ系合金を用いる場合、Ｇｅの含有量とＳｎの含有量との和が３０ａｔ．％〜５０ａｔ．％の組成のＧｅ−Ｓｂ−Ｓｎ−Ｔｅ系合金を用いると、従来の記録層に用いられるＧｅ２Ｓｂ２Ｔｅ５等よりも融点が高くなる。しかしながら、Ｇｅ、Ｓｉ及びＮを含む材料で形成された界面層を記録層の少なくとも一方の側に接して設けているので優れた繰返し書換え特性が得られる。
本発明の相変化光記録媒体では、前記界面層に含まれるＧｅとＳｉとの原子比Ｇｅ：ＳｉがＧｅ：Ｓｉ＝９０：１０〜４０：６０であることが好ましい。また、このような界面層はスパッタリングにより形成されることが好ましく、スパッタリングにはＧｅとＳｉとの原子比Ｇｅ：ＳｉがＧｅ：Ｓｉ＝９０：１０〜４０：６０であるターゲットを用いることが好ましい。
本発明の相変化光記録媒体の界面層において、Ｇｅを入れずにＳｉ−Ｎだけの層を用いた場合には、ＳｉはＧｅよりも融点が高いので、界面層にＧｅ−Ｓｉ−Ｎを用いた相変化光記録媒体よりも繰返し書換え特性は優れている。しかしながら、界面層にＳｉ−Ｎを用いた場合、記録層と界面層との密着性が乏しくなるので、膜剥がれが生じ易い。一方、相変化光記録媒体の界面層にＧｅ−Ｎを用いた場合、膜剥がれは生じないが、高融点の相変化光記録媒体に用いると繰返し書換え特性が劣化する。さらに、界面層にＳｉ−ＮまたはＧｅ−Ｎを用いた場合、Ｇｅ、Ｓｉ共に完全に窒化される事は難しいので、一部のＧｅまたはＳｉが窒化されないまま残留してしまうことが多い。その場合、界面層の膜の均一性が劣化して、ノイズ発生の原因になる、あるいは、原子同士の結合力が低下するという問
題が生じる。従って、界面層としてはＧｅ及びＳｉを両方とも含むことが好ましく、Ｇｅ、Ｓｉ及びＮが含有された界面層中のＧｅとＳｉとの原子比Ｇｅ：ＳｉはＧｅ：Ｓｉ＝９０：１０〜４０：６０にすることが好ましい。
本発明の第３の態様に従えば、光ビームの照射により情報の記録及び再生が行われる相変化光記録媒体であって、Ｂｉ、Ｇｅ及びＴｅを含む相変化材料で形成された記録層と、Ｇｅ、Ｓｉ及びＮを含む材料で形成され、前記記録層の両側に接して形成された界面層とを備えることを特徴とする相変化光記録媒体が提供される。
第１、２及び３の態様に従う相変化光記録媒体では、前記界面層の膜厚が１．５ｎｍ〜１５ｎｍであることが好ましい。
また、第１、２及び３の態様に従う相変化光記録媒体では、前記界面層に含まれる窒素の含有量が２０ａｔ．％〜５０ａｔ．％であることが好ましい。
本発明の相変化光記録媒体によれば、記録層の少なくとも一方の側の表面に接して、少なくともＧｅ、Ｓｉ及びＮが含有された界面層を形成することにより、Ｂｉ−Ｇｅ−Ｔｅ系合金のように融点の高い相変化材料を用いた記録層を有する相変化光記録媒体においても、再生信号の出力が十分に大きく、且つ、優れた繰返し書換え性能が得られる。
以下の実施例において、本発明の相変化光記録媒体を具体的に説明するが、本発明はこれに限定されるものでない。
実施例１で作製した相変化光記録媒体の概略断面図を図１に示した。この例で作製した相変化光記録媒体１０は、図１に示すように、基板１上に、下部誘電体層２、下部界面層３、記録層４、上部界面層５、上部誘電体層６、調整層７、放熱層８及び保護層８が順次積層された構造を有する。記録層４は、相変化材料中の２つの異なる原子配列の状態（結晶状態と非結晶状態）で情報が記録される層である。下部誘電体層２及び上部誘電体層６は記録層４を保護するための層である。下部界面層３は、下部誘電体層２と記録層４との間で両層の構成元素が互いに侵入、拡散及び化学反応することを防止するための層であり、上部界面層５は上部誘電体層６と記録層４との間で両層の構成元素が互いに侵入、拡散及び化学反応することを防止するための層である。調整層７は、レーザー光の一部を吸収することにより、記録層４内の結晶部の吸収率を非結晶部の吸収率より大きくするための層であり、放熱層８は情報の記録・再生時に発生する熱を逃がすための層である。保護層８は上記各層２〜７を保護するための層である。
次に、この例で作製した相変化光記録媒体の製造方法について説明する。まず、基板１として直径１２０ｍｍのディスク状のポリカーボネート製の基板を用意した。基板１は射出成形により成形され、基板１の表面には、トラックピッチ６１５ｎｍ、溝深さ６５ｎｍのトラッキング用のプリグルーブが螺旋状に形成され、グルーブとランドが交互に連続して繋がるような構造にした。
次に、基板１上に、下部誘電体層２として（ＺｎＳ）８０（ＳｉＯ２）２０［ｍｏｌ％］をスパッタリングにより１３５ｎｍの膜厚で形成した。
次いで、下部誘電体層２上に、下部界面層３として（Ｇｅ８０Ｓｉ２０）５０Ｎ５０［ａｔ．％］をスパッタリングにより７ｎｍの膜厚で形成した。ただし、下部界面層３は、Ｇｅ８０Ｓｉ２０［ａｔ．％］ターゲットをＡｒ−Ｎ２ガス雰囲気中でスパッタすることにより形成した。
次いで、下部界面層３上に、記録層４としてＢｉ７Ｇｅ４１Ｔｅ５２［ａｔ．％］を８ｎｍの膜厚で形成した。ただし、記録層４は、Ｂｉ７Ｇｅ４１Ｔｅ５２［ａｔ．％］ターゲットをＡｒガス雰囲気中でスパッタすることにより形成した。また、この例では、記録層４を初期結晶化した。
次に、記録層４上に、上部界面層５として（Ｇｅ８０Ｃｒ２０）５０Ｎ５０［ａｔ．％］をスパッタリングにより５ｎｍの膜厚で形成した。ただし、上部界面層５は、Ｇｅ８０Ｃｒ２０［ａｔ．％］ターゲットをＡｒ−Ｎ２ガス雰囲気中でスパッタすることにより形成した。
さらに、上部界面層５上に、上部誘電体層６として（ＺｎＳ）８０（ＳｉＯ２）２０［ｍｏｌ％］をスパッタリングにより３３ｎｍの膜厚で形成した。次いで、上部誘電体層６上に、調整層７としてＣｒ９０（Ｃｒ２Ｏ３）１０［ｍｏｌ％］をスパッタリングにより４０ｎｍの膜厚で形成し、そして、調整層７上に、放熱層８としてＡｌ９９Ｔｉ１［ｗｔ．％］をスパッタリングにより１５０ｎｍの膜厚で形成した。最後に、放熱層８上に保護層９として紫外線硬化性樹脂を７μｍ形成した。以上の製造方法により、図１に示した相変化光記録媒体１０を得た。
この例で作製した相変化光記録媒体では、情報はランド及びグルーブの両方に記録（ランド・グルーブ記録）され、媒体上のデータ構成は、エンボス（ピット）で形成されたリードインエリア、書き換え可能なリードインエリア、３５ゾーンから成るデータエリア及び書き換え可能なリードアウトエリアで構成されている。グルーブ及びランドは共にセクターを有しており、それぞれのセクターはヘッダー領域、ミラー領域及び２０４８バイトの記録領域に分割される。さらに、ヘッダー領域は４つの領域（第１領域〜第４領域）に分割され、グルーブとランドの間に存在する。ヘッダーの第１領域と第２領域は、ランドトラックから見て、ランドトラックの外周側に配置され、ヘッダーの第３領域と第４領域はランドトラックの内周側に配置されている。
次に、この例で作製した相変化光記録媒体の特性評価（繰返し書換え試験）を行うための情報記録装置について説明する。この例では、情報の記録再生時に相変化光記録媒体に光照射するための半導体レーザ（波長６５５ｎｍ、開口数０．６）と、その半導体レーザの出力を制御するためのレーザードライバと、記録情報に従って生成された記録パルスを発生させるための波形発生装置と、波形等価回路と、２値化回路とを備える情報記録装置を用いた。
この例で使用した情報記録装置では８−１６変調を用い、マークエッジ記録方式の記録マークを相変化記録媒体に形成して情報を記録した。最短マーク長は０．４２μｍとした。この例では、情報として３Ｔ〜１４Ｔのランダムパターンを相変化記録媒体に記録し、そのランダムパターンを再生して相変化記録媒体の特性を評価した。また、この例では、低線速８．２ｍ／ｓ及び高線速２０．５ｍ／ｓで情報の記録再生を行いそれぞれの特性を評価した。なお、１Ｔの長さは低線速８．２ｍ／ｓの時で１７．１３ｎｓ、高線速２０．５ｍ／ｓの時で６．８５２ｎｓである。
この例では、１０５回書換えを行った後のジッター、反射率の低下量（１０５回書換え後の反射率／初期の反射率）、及び、変調度（３Ｔ振幅／１４Ｔ振幅×１００）について評価した。その結果、低線速８．２ｍ／ｓでは、ジッター８．６５％、反射率の低下量８４．５％、及び、変調度５４％の結果が得られた。高線速２０．５ｍ／ｓでは、ジッター８．１７％、反射率の低下量８２．９％、及び、変調度５０．３％の結果が得られた。
［比較例１］
比較例１で作製した相変化光記録媒体の概略断面図を図２に示した。この例で作製した相変化光記録媒体は従来の相変化光記録媒体であり、図２に示すように、下部界面層２３を（Ｇｅ８０Ｃｒ２０）５０Ｎ５０［ａｔ．％］で形成した以外は、実施例１と同様に作製した。
比較例１の相変化光記録媒体についても、実施例１と同様に繰返し書換え試験を行なった。その結果、低線速８．２ｍ／ｓでは、反射量の低下量と変調度は実施例１とほぼ同じ結果が得られた。しかしながら、ジッターは７×１０４回書換えを行った時点で１３％以上に増大した。一方、高線速２０．５ｍ／ｓでは、全ての評価項目で実施例１とほぼ同じ結果が得られた。
実施例１及び比較例１の評価結果から明らかなように、高線速２０．５ｍ／ｓにおける繰返し書換え試験では、両者とも全ての評価項目においてほぼ同じ結果が得られた。しかしながら、低線速８．２ｍ／ｓにおける繰返し書換え試験では、両者の評価結果に差が出た。１０５回繰返し書換えを行った後のジッターは、比較例１の相変化光記録媒体の方が実施例１の相変化光記録媒体より高くなった。すなわち、Ｂｉ−Ｇｅ−Ｔｅ系合金を記録層４に用いた相変化光記録媒体では、記録層４の一方の側にＧｅ−Ｓｉ−Ｎからなる界面層（実施例１では下部界面層３）を形成することにより、繰返し書換え特性が向上することが分かった。これは、界面層の材料としてＧｅ−Ｃｒ−ＮのＣｒを、Ｇｅと同族であるＳｉを置換した材料（Ｇｅ−Ｓｉ−Ｎ）を用いることにより、界面層の融点が上昇し外部
からの熱に対して強くなったためと、界面層を構成する原子間の結合がより強くなったためであると考えられる。
実施例２で作製した相変化光記録媒体の概略断面図を図３に示した。実施例２では、記録層３４の構成材料をＧｅ６Ｓｂ２Ｔｅ９［相対比］とした以外は、実施例１と同様にして作製した。また、この例では、下部界面層３を形成するＧｅ−Ｓｉ−Ｎ中のＧｅとＳｉとの原子比Ｇｅ：Ｓｉが１００：０、８０：２０、６０：４０、４０：６０及び２０：８０である５種類の相変化光記録媒体をそれぞれ作製して、各相変化光記録媒体について実施例１と同様に繰返し書換え試験を行った。
低線速（８．２ｍ／ｓ）における繰返し書換え特性の結果を図４に示した。図４の横軸は下部界面層３を形成するＧｅ−Ｓｉ−Ｎ中のＳｉ比率を表わし、縦軸は１０４回繰返し書換えた後の反射率の変動量（１０４回書換え後の反射率／初期の反射率）を表わす。ただし、図４の横軸のＳｉ比率は、Ｇｅに対するＳｉの比率であるので、例えば、ＳｉがＸ［ａｔ．％］ならばＧｅは１００−Ｘ［ａｔ．％］になる。また、図４には、比較のためランド及びグルーブからの反射率をそれぞれ記載した。
図４から明らかなように、ランド及びグルーブからの反射率の変動量はともに、Ｓｉ比率が少ないほど、すなわち、Ｇｅの比率が多いほど反射率の変動量が低下し、且つ、Ｇｅ：Ｓｉ＝１００：０に近づくほど反射率の変動量の低下度合いが大きくなることが分かった。これは、Ｇｅよりも高融点であるＳｉが多いほど下部界面層３の融点が上がり、外部からの熱に対する耐久性が増加するためであると考えられる。
次に、この例で作製した５種類の相変化光記録媒体について、膜剥がれ特性を評価した。膜剥がれの評価は、相変化光記録媒体を高温・高湿環境下（空気中、温度：８０℃、湿度：８０％、時間：４８時間）に放置した後に、相変化光記録媒体の膜剥がれの様子を調べた。その結果を図５に示した。図５から明らかなように、Ｇｅ：Ｓｉ＝１００：０、８０：２０及び６０：４０の相変化光記録媒体では、高温・高湿環境下に保存した後でも膜剥がれが生じなかった（図５中の○評価）。Ｇｅ：Ｓｉ＝４０：６０の相変化光記録媒体では、多少の膜剥がれは発生しているものの、実用上は何ら問題のない程度であった（図５中の△評価）。しかしながら、Ｇｅ：Ｓｉ＝２０：８０の相変化光記録媒体では、膜剥がれがひどく、使用不可能な状態であった（図５中の×評価）。
この例で評価した繰返し書換え特性（図４）と膜剥がれ特性（図５）の結果を考慮すると、Ｇｅ−Ｓｉ−Ｎで形成された界面層中の原子比Ｇｅ：Ｓｉは、Ｇｅ：Ｓｉ＝９０：１０〜４０：６０の範囲内であることが好ましいことが分かった。
なお、この例では記録層として、Ｇｅ２Ｓｂ２Ｔｅ５［相対比］より融点が高いＧｅ６Ｓｂ２Ｔｅ９［相対比］（融点約６４０℃）を用いているが、さらにＧｅリッチ側（より融点の高い）の相変化材料、例えばＧｅ8Ｓｂ２Ｔｅ11［相対比］（融点が約６５０℃）を用いても同様の効果が期待される。それゆえ、Ｇｅ8Ｓｂ２Ｔｅ11［相対比］のようなより高い融点を有する相変化材料を記録層として用いることにより、さらなる情報の高密度化及び記録再生の高速化の実現が期待できる。
実施例３で作製した相変化光記録媒体の概略断面図を図６に示した。この例で作製した相変化光記録媒体６０は、図６に示すように、記録層６４の相変化材料にＧｅ２５．３Ｓｂ１１．８Ｓｎ１０Ｔｅ５２．９［ａｔ．％］を用いたこと、及び、上部界面層６５をＧｅ−Ｓｉ−Ｎで形成したこと以外は、実施例１と同様に作製した。ただし、記録層６４は、Ｇｅ２５．３Ｓｂ１１．８Ｓｎ１０Ｔｅ５２．９［ａｔ．％］ターゲットをＡｒガス雰囲気中でスパッタすることにより形成し、上部界面層６５は、Ｇｅ８０Ｓｉ２０［ａｔ．％］ターゲットをＡｒ−Ｎ２ガス雰囲気中でスパッタすることにより形成した。
また、この例では、上部界面層６５をスパッタリングで形成する際、Ａｒ−Ｎ２スパッタガス中のＮ２分圧を６、１０、１４、１８、２２、２６、３６、５０、６４及び７８％の１０通りに変化させて種々の相変化光記録媒体を作製した。さらに、この例で作製した各相変化光記録媒体について、実施例１と同様に繰返し書換え試験を行った。なお、この例では、情報の記録再生は低線速（８．２ｍ／ｓ）で行った。
この例で作製した１０種類の相変化光記録媒体における繰返し書換え特性の結果を図７に示した。図７は、１０種類の相変化光記録媒体について、１０５回繰り返し書き換えを行った後のジッターの変動量（１０５回書換え後のジッター／初期のジッター）を示す。図７の横軸は、上部界面層６５形成時のスパッタガス中のＮ２分圧を表わし、縦軸は１０５回繰返し書換え後のジッターの変動量を表わす。なお、図７のグラフには、Ｎ２分圧＝１４〜６４％の測定点しかプロットしてないが、残りのＮ２分圧が６、１０及び７８％の場合には、ジッター特性の劣化が大きく測定不能であった。
図７から明らかなように、Ｎ２分圧が少ないほど、すなわち、上部界面層の窒化量が少ない程ジッターの変動量が小さくなり、２０％付近のＮ２分圧で上部界面層を形成した場合は、ジッターの変動量が約１．１５となった。しかしながら、上述したように、Ｎ２分圧の６％や１０％でジッターが測定不能となることから、Ｎ２分圧が小さすぎてもジッター特性が悪くなる。この点を考慮すると、図７の結果から、上部界面層６５をスパッタリングで形成する際のＮ２分圧は２０％付近が最も好ましいことが分かった。
実施例４では、１１種類の記録層と３種類の下部界面層を用意し、記録層と下部界面層の組み合わせを変えて種々の相変化光記録媒体を作製した。記録層と下部界面層の組み合わせを変えた以外は、実施例１と同様に相変化光記録媒体を作製した。この例で用意した１１種類の記録層の組成と記録層中のＧｅの含有量（以下、Ｇｅ含有量という）を図８に示す。また、この例で用意した３種類の下部界面層は、Ｇｅ−Ｎ、（Ｇｅ８０Ｃｒ２０）５０Ｎ５０［ａｔ．％］及び（Ｇｅ８０Ｓｉ２０）５０Ｎ５０［ａｔ．％］である。
この例で作製した種々の相変化光記録媒体についても、実施例１と同様に、繰返し書換え試験を行った。ただし、情報の記録再生の線速は低線速８．２ｍ／ｓとした。その結果を図８に示した。図８では、書換え可能回数が１０５回を超える相変化光記録媒体を○、１０４〜１０５回の相変化光記録媒体を△、そして、１０４回に満たない相変化光記録媒体を×で示した。
図８から明らかなように、下部界面層がＧｅ−Ｎの場合、記録層中のＧｅ含有量が２２．２ａｔ．％（Ｇｅ２Ｓｂ２Ｔｅ５［相対比］）では１０５回を超えて書換え可能であったが、記録層中のＧｅ含有量がさらに増加すると、１０５回を超えて書換えすることができなかった。また、下部界面層がＧｅ−Ｃｒ−Ｎの場合、記録層のＧｅ含有量が２２．２ａｔ．％（Ｇｅ２Ｓｂ２Ｔｅ５［相対比］）及び２７．３ａｔ．％（Ｇｅ３Ｓｂ２Ｔｅ６［相対比］）で１０５回を超えて書換え可能であったが、記録層中のＧｅ含有量がさらに増加すると、１０５回を超えて書換えすることができなかった。それに対して、下部界面層がＧｅ−Ｓｉ−Ｎの場合、図８から明らかなように、この例で作製した全ての相変化光記録媒体に対して１０５回を超えて書換え可能であった。すなわち、下部界面層にＧｅ−Ｎ及びＧｅ−Ｃｒ−Ｎを用いた場合には、記録層のＧｅ含有量が３０ａｔ．％以上の相変化光記録媒体に対して１０５回を超える書換えが達成できなかったが、下部界面層をＧｅ−Ｓｉ−Ｎで形成することにより、記録層のＧｅ含有量が３０ａｔ．％以上の相変化光記録媒体に対しても１０５回を超えて書換え可能になることが分かった。それゆえ、Ｇｅ含有量が３０ａｔ．％以上の記録層を用いた相変化光記録媒体で、十分な再生信号出力と優れた繰返し書換え特性とを併せ持つためには、下部界面層にＧｅ−Ｓｉ−Ｎを用いる必要があることが分かった。特に、記録層中のＧｅ含有量が４６．０ａｔ．％以上のＢｉ−Ｇｅ−Ｔｅ系合金を用いた相変化光記録媒体では、Ｇｅ−Ｓｉ−Ｎを用いた下部界面層以外の下部界面層では１０４回にも満たなかった。
実施例５では、記録層にＧｅ−Ｓｂ−Ｓｎ−Ｔｅを用い、記録層の各構成元素の組成比が異なる１２種類の記録層を用意した。また、構成元素の異なる３種類の下部界面層を用意し、記録層と下部界面層の組み合わせを変えて種々の相変化光記録媒体を作製した。記録層の形成材料と、記録層及び下部界面層の組み合わせを変えた以外は、実施例１と同様に相変化光記録媒体を作製した。
この例で用意した１２種類の記録層の原子比で表わした組成と記録層中のＧｅ含有量とＳｎ含有量の和を図９に示す。また、この例で用意した３種類の下部界面層は、Ｇｅ−Ｎ、（Ｇｅ８０Ｃｒ２０）５０Ｎ５０［ａｔ．％］及び（Ｇｅ８０Ｓｉ２０）５０Ｎ５０［ａｔ．％］である。
この例で作製した種々の相変化光記録媒体について、実施例１と同様に、繰返し書換え試験を行った。ただし、情報の記録再生の線速は低線速８．２ｍ／ｓとした。その結果を図９に示した。図９では、書換え可能回数が１０５回を超える相変化光記録媒体を○、１０４〜１０５回の相変化光記録媒体を△、そして、１０４回に満たない相変化光記録媒体を×で示した。
図９から明らかなように、下部界面層をＧｅ−Ｎ及びＧｅ−Ｃｒ−Ｎで形成した場合には、この例で作製した全ての相変化光記録媒体で、１０５回を超える書換えができなかった。一方、下部界面層にＧｅ−Ｓｉ−Ｎを用いた場合には、この例で作製した全ての相変化光記録媒体で、１０５回を超える書換えが可能であった。すなわち、記録層中のＧｅ含有量とＳｎ含有量との和が３０ａｔ．％以上である相変化光記録媒体では、十分な再生信号出力と優れた繰返し書換え特性とを併せ持つためには、下部界面層にＧｅ−Ｓｉ−Ｎを用いる必要があることが分かった。
実施例６で作製した相変化光記録媒体の概略断面図を図１２に示した。実施例６では、上部界面層１２５の構成材料を（Ｇｅ６０Ｓｉ４０）５０Ｎ５０［ａｔ．％］とした以外は、実施例１と同様にして作製した。また、この例で作製した相変化光記録媒体に対して、実施例１と同様の方法で繰返し書換え試験を行った。その結果、低線速８．２ｍ／ｓでは、繰返し書換え回数が１．５×１０5回においてもジッターが１２％以下であった。繰返し書換え回数が１．２×１０5回でジッターが１２％を越えた実施例１の相変化光記録媒体に比べて、この例では、さらに繰返し書換え特性が向上した。一方、高線速２０．５ｍ／ｓでは、実施例１とほぼ同じ結果が得られた。また、ここでは、下部界面層３を上部界面層１２５と同様に（Ｇｅ６０Ｓｉ４０）５０Ｎ５０［ａｔ．％］で形成した相変化光記録媒体も作製し、実施例１と同様に繰返し書換え試験を行なった。その結果、低線速８．２ｍ／ｓで、繰返し回数１.５×１０5回においてもジッターが１０％以下の値が得られ、さらに繰返し書換え特性が向上することが分かった。
また、この例では、上部界面層１２５及び下部界面層３のいずれか一方の界面層の膜厚を５ｎｍで固定し、他方の界面層の膜厚を１ｎｍ〜１７ｎｍの範囲で変化させた種々の相変化光記録媒体を作製し、実施例１と同様に繰返し書換え試験を行った。ただし、ここで作製した種々の相変化光記録媒体では、下部界面層３の形成材料は（Ｇｅ８０Ｓｉ２０）５０Ｎ５０［ａｔ．％］とした。また、ここで作製した種々の相変化光記録媒体における反射率も調べた。その結果を図１３に示した。図１３では、書換え回数が１×１０５回でジッターが１０％以下である相変化光記録媒体を◎、書換え回数１×１０５回でジッターが１２％以下である相変化光記録媒体を○、そして、書換え回数１×１０５回でジッターが１２％を超える相変化光記録媒体を×で示した。また、反射率は相変化光記録媒体のミラー部で１５％以上である相変化光記録媒体を○、１５％未満である相変化光記録媒体を×で表わした。
図１３から明らかなように、上部界面層および下部界面層とも膜厚が１．５ｎｍ〜１７ｎｍの範囲である場合、繰返し書換え回数１×１０５回でジッターが１２％以下となった。特に２ｎｍ〜７ｎｍの範囲では繰返し書換え回数１×１０５回でジッターが１０％以下となり、特に良好な結果が得られた。ただし、界面層の１７ｎｍでは反射率が１５％と未満となった。従って、図１３の結果から、上部界面層および下部界面層の膜厚を１．５ｎｍ〜１５ｎｍの範囲内にすることにより、繰返し書換え特性と反射率特性の両方の特性において良好な結果が得られることが分かった。
さらに、この例では、上部界面層と下部界面層の膜厚をいずれも３ｎｍとし、上部界面層及び下部界面層のいずれか一方の界面層の窒素含有量を３０ａｔ．％に固定し、他方の界面層の窒素含有量を１０ａｔ．％〜６０ａｔ．％の範囲で変化させた種々の相変化光記録媒体を作製し、実施例１と同様に繰返し書換え試験を行った。下部界面層３の形成材料中のＧｅ及びＳｉの組成比は原子比でＧｅ：Ｓｉ＝８０：２０とした。また、ここで作製した種々の相変化光記録媒体を高温高湿の環境下（８０℃、８０％ＲＨ、４８時間）に保存した後、未記録トラックに記録を行いエラーレートを調べた。いわゆる、シェルフ特性の測定を行った。その結果を図１４に示した。図１４では、書換え回数１×１０５回でジッターが１０％以下である相変化光記録媒体を◎、書換え回数１×１０５回でジッターが１２％以下である相変化光記録媒体を○、そして、書換え回数１×１０５回でジッターが１２％を超える相変化光記録媒体を×で示した。また、エラーレートが１×１０−４以下である相変化光記録媒体を◎、５×１０−４以下である相変化光記録媒体を○、５×１０−４を超える相変化光記録媒体を×で表わした。
図１４から明らかなように、上部界面層及び下部界面層とも窒素含有量が２０ａｔ．％〜６０ａｔ．％の範囲である場合、繰返し書換え回数１×１０５回でジッターが１２％以下となることが分かった。特に、窒素含有量を３０ａｔ．％〜６０ａｔ．％の範囲にすると、繰返し書換え回数１×１０５回でジッターが１０％以下となり、より良好な結果が得られることが分かった。
また、図１４から明らかなように、相変化光記録媒体を高温高湿の環境下（８０℃、８０％ＲＨ、４８時間）に保存した後のエラーレートは、上部界面層の窒素含有量を２０ａｔ．％〜５０ａｔ．％の範囲にすることにより、５×１０−４以下となることが分かった。特に、上部界面層の窒素含有量を２０ａｔ．％〜３０ａｔ．％の範囲にすることにより１×１０−４以下のエラーレートが得られることが分かった。また、下部界面層の窒素含有量が２０ａｔ．％〜５０ａｔ．％の範囲で、エラーレートが５×１０−４以下となり、特に、窒素含有量を２０ａｔ．％〜４０ａｔ．％の範囲にすることにより、１×１０−４以下のエラーレートが得られることが分かった。従って、図１４の結果から、上部界面層および下部界面層の窒素含有量を２０ａｔ．％〜５０ａｔ．％の範囲にすることにより、繰返し書換え特性とシェルフ特性（エラーレート）の両方の特性において良好な結果が得られることが分かった。特に、上部界面層の窒素含有量を２０ａｔ．％〜３０ａｔ．％の範囲にすることにより、さらには、下部界面層の窒素含有量を２０ａｔ．％〜４０ａｔ．％の範囲にすることにより、繰返し書換え特性及びシェルフ特性が一層向上することが分かった。
上記実施例１〜６では、２種類の線速（高線速（２０．５ｍ／ｓ）及び低線速（８．２ｍ／ｓ））で、情報の記録再生を行い評価したが、別の線速で情報の記録再生を行っても良く、幅広い範囲の記録線速度で記録の可能な相変化記録媒体においても同様の効果が得られる。
上記実施例１〜６では、相変化光記録媒体の最短マーク長を０．４２μｍ、トラックピッチを６１５ｎｍとしたが、本発明はこれに限定されず、さらにトラックピッチを狭くしたり、最短マーク長を短くしても良く、任意のサイズのトラックピッチ及び最短マーク長で形成し得る。
上記実施例１〜６ではデータ記録領域に記録を行った例を説明したが、データ記録領域以外の領域に記録を行っても良い。特に、リードアウト領域のなかの代替セクターなどに本発明を適用した場合には、情報の書換え頻度がデータ記録領域より多いのでより効果的である。
上記実施例１〜６では、ランド・グルーブ記録の相変化光記録媒体について説明したが、本発明はこれに限定されず、ランド記録またはグルーブ記録の相変化光記録媒体を用いても良い。
上記実施例１〜６では、相変化光記録媒体の半径方向にデータ記録領域を３５ゾーンに分割した基板を用いたが、本発明はこれに限定されず、ゾーンの数を更に増やしても減らしても良く、任意の数で形成し得る。また、データ記録領域をゾーンに分割しなくても良い。
上記実施例１〜６では、８−１６変調方式を用いたが、他の変調方式、例えばＲＬＬ（１，７）、ＲＬＬ（２，７）、ＮＲＺＩなどを用いても良い。
上記実施例１〜６で用いた情報記録装置では、波長６５５ｎｍの半導体レーザを用いたが、本発明はこれに限定されない。より長波長のレーザ、例えば７８０ｎｍ付近あるいは８３０ｎｍ付近のレーザを用いても、上記実施例と同様の結果が得られた。また、より短波長のレーザ、例えば４０５ｎｍ付近のものを用いても上記実施例と同様の結果が得られた。
また、上記実施例１〜６で用いた情報記録装置では、開口数０．６のレンズを用いたが、開口数０．４５〜０．７のレンズを用いても良い。また、２つ以上のレンズを組み合わせて０．７以上の開口数を有する情報記録装置を用いても良い。特に、開口数０．８５のレンズと波長４０５ｎｍのレーザを組み合わせて用いることにより、さらに、高速かつ高密度の記録が可能となる。さらに、ＳＩＬ（Ｓｏｌｉｄ Ｉｍｍｅｒｓｉｏｎ Ｌｅｎｓ）などと組み合わせて実効開口数を１以上にしても良いし、ＳＩＬによるエバネッセント光を用いたニアフィールド記録を行っても良い。
本発明によれば、相変化光記録媒体の記録層の少なくとも一方の側の表面に接して、少なくともＧｅ、Ｓｉ及びＮが含有された界面層を形成することにより、Ｂｉ−Ｇｅ−Ｔｅ系合金のように融点の高い相変化材料を用いた記録層を有する相変化光記録媒体においても、優れた繰返し書換え性能が得られる。それゆえ、情報を高速で記録再生可能な相変化光記録媒体であっても、再生信号の出力が十分に大きく、且つ、優れた繰返し書換え性能を持った相変化光記録媒体を提供することができる。
実施例１で作製した相変化光記録媒体の概略断面図である。 比較例１で作製した相変化光記録媒体の概略断面図である。 実施例２で作製した相変化光記録媒体の概略断面図である。 実施例２で作製した相変化光記録媒体に対して、１０４回繰り返し書き換え試験を行なった後の反射率変動量を示した図である。 実施例２で作製した相変化光記録媒体の膜剥がれ特性の結果を示した図である。 実施例３で作製した相変化光記録媒体の概略断面図である。 実施例３で作製した相変化光記録媒体に対して、１０５回繰返し書換え試験を行なった後のジッター変動量を示した図である。 実施例４で作製した相変化光記録媒体の繰返し書換え試験の結果を示した図である。 実施例５で作製した相変化光記録媒体の繰返し書換え試験の結果を示した図である。 ＧｅＴｅ−Ｓｂ２Ｔｅ３系材料の状態図である。 ＧｅＴｅ−Ｂｉ２Ｔｅ３系材料の状態図である。 実施例６で作製した相変化光記録媒体の概略断面図である。 実施例６で作製した相変化光記録媒体の繰返し書換え試験と反射率の結果を示した図である。 実施例６で作製した相変化光記録媒体の繰返し書換え試験とシェルフ特性の結果を示した図である。
符号の説明
１ 基板
２ 下部誘電体層
３，２３ 下部界面層
４，３４，６４ 記録層
５，６５，１２５ 上部界面層
６ 上部誘電体層
７ 調整層
８ 放熱層
９ 保護層
１０，２０，３０，６０，１２０ 相変化光記録媒体

Claims (10)

  1. 光ビームの照射により情報の記録及び再生が行われる相変化光記録媒体であって、
    Ｂｉ、Ｇｅ及びＴｅを含む相変化材料で形成された記録層と、
    Ｇｅ、Ｓｉ及びＮを含む材料で形成され、前記記録層の少なくとも一方の側に接して形成された界面層とを備えることを特徴とする相変化光記録媒体。
  2. 前記記録層に含まれるＧｅの含有量が３０ａｔ．％〜５０ａｔ．％であることを特徴とする請求項１に記載の相変化光記録媒体。
  3. 光ビームの照射により情報の記録及び再生が行われる相変化光記録媒体であって、
    Ｇｅ、Ｓｂ及びＴｅを含む相変化材料で形成された記録層と、
    Ｇｅ、Ｓｉ及びＮを含む材料で形成され、前記記録層の少なくとも一方の側に接して形成された界面層とを備えることを特徴とする相変化光記録媒体。
  4. 前記記録層に含まれるＧｅの含有量が３０ａｔ．％〜５０ａｔ．％であることを特徴とする請求項３に記載の相変化光記録媒体。
  5. 前記記録層がさらにＳｎを含み、前記記録層に含まれるＧｅの含有量とＳｎの含有量との和が３０ａｔ．％〜５０ａｔ．％であることを特徴とする請求項３に記載の相変化光記録媒体。
  6. 前記界面層に含まれるＧｅとＳｉとの原子比Ｇｅ：ＳｉがＧｅ：Ｓｉ＝９０：１０〜４０：６０であることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の相変化光記録媒体。
  7. 請求項６に記載の相変化光記録媒体の製造方法であって、
    前記界面層をスパッタリングにより形成することを含み、前記界面層のスパッタリングにはＧｅとＳｉとの原子比Ｇｅ：ＳｉがＧｅ：Ｓｉ＝９０：１０〜４０：６０であるターゲットを用いることを特徴とする相変化光記録媒体の製造方法。
  8. 光ビームの照射により情報の記録及び再生が行われる相変化光記録媒体であって、
    Ｂｉ、Ｇｅ及びＴｅを含む相変化材料で形成された記録層と、
    Ｇｅ、Ｓｉ及びＮを含む材料で形成され、前記記録層の両側に接して形成された界面層とを備えることを特徴とする相変化光記録媒体。
  9. 前記界面層の膜厚が１．５ｎｍ〜１５ｎｍであることを特徴とする請求項１〜６及び８のいずれか一項に記載の相変化光記録媒体。
  10. 前記界面層に含まれる窒素の含有量が２０ａｔ．％〜５０ａｔ．％であることを特徴とする請求項１〜６、８及び９のいずれか一項に記載の相変化記録媒体。
JP2003363017A 2003-06-26 2003-10-23 相変化光記録媒体 Pending JP2005038568A (ja)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2003363017A JP2005038568A (ja) 2003-06-26 2003-10-23 相変化光記録媒体
US10/874,309 US7060338B2 (en) 2003-06-26 2004-06-24 Phase-change optical recording medium
CNA2004100500244A CN1577547A (zh) 2003-06-26 2004-06-24 相变光记录媒体
TW093118411A TWI265512B (en) 2003-06-26 2004-06-25 Phase-change optical recording medium

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2003182634 2003-06-26
JP2003363017A JP2005038568A (ja) 2003-06-26 2003-10-23 相変化光記録媒体

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2005038568A true JP2005038568A (ja) 2005-02-10

Family

ID=33543528

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2003363017A Pending JP2005038568A (ja) 2003-06-26 2003-10-23 相変化光記録媒体

Country Status (4)

Country Link
US (1) US7060338B2 (ja)
JP (1) JP2005038568A (ja)
CN (1) CN1577547A (ja)
TW (1) TWI265512B (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7393574B2 (en) 2004-04-07 2008-07-01 Hitachi Maxwell, Ltd. Information recording medium

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3647848B2 (ja) * 2002-09-10 2005-05-18 日立マクセル株式会社 情報記録媒体
EP1548721B1 (en) * 2002-10-02 2009-08-12 Mitsubishi Kagaku Media Co., Ltd. Optical recording medium
JP2008097802A (ja) * 2006-09-15 2008-04-24 Tdk Corp 多層光記録媒体及び多層光記録媒体への記録方法

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63251290A (ja) * 1987-04-08 1988-10-18 Hitachi Ltd 光記録媒体と記録・再生方法及びその応用
US6821707B2 (en) * 1996-03-11 2004-11-23 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Optical information recording medium, producing method thereof and method of recording/erasing/reproducing information
SG93843A1 (en) 1996-03-11 2003-01-21 Matsushita Electric Ind Co Ltd Method of producing an optical information recording medium
JP3687264B2 (ja) 1997-04-16 2005-08-24 松下電器産業株式会社 光学式情報記録媒体及びその製造方法
JPH11339316A (ja) 1997-07-29 1999-12-10 Toray Ind Inc 光記録媒体
JPH11167746A (ja) 1997-10-01 1999-06-22 Tdk Corp 光記録媒体およびその記録方法
JP4013311B2 (ja) 1998-02-24 2007-11-28 松下電器産業株式会社 光学的情報の記録媒体と記録方法
JP2001126312A (ja) 1999-10-28 2001-05-11 Hitachi Maxell Ltd 情報記録媒体
JP2002074739A (ja) 1999-10-29 2002-03-15 Toray Ind Inc 光記録媒体および光記録装置
JP2002074747A (ja) 2000-09-01 2002-03-15 Ricoh Co Ltd 光記録媒体
EP1329878A4 (en) * 2000-09-29 2007-01-17 Matsushita Electric Ind Co Ltd RECORDING MEDIUM FOR OPTICAL INFORMATION AND METHOD FOR REPRODUCING RECORDING
JP4229613B2 (ja) * 2002-01-09 2009-02-25 リンテック株式会社 光ディスク用保護フィルム及びそれを用いた光ディスク
DE60317958T8 (de) * 2002-03-20 2009-04-16 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd., Kadoma-shi Optisches Informationsaufzeichnungsmedium und Verfahren zu seiner Herstellung

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7393574B2 (en) 2004-04-07 2008-07-01 Hitachi Maxwell, Ltd. Information recording medium

Also Published As

Publication number Publication date
CN1577547A (zh) 2005-02-09
TWI265512B (en) 2006-11-01
US7060338B2 (en) 2006-06-13
US20040264357A1 (en) 2004-12-30
TW200504740A (en) 2005-02-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP1406254A2 (en) Optical recording medium
WO1998044493A1 (fr) Procede d'enregistrement et de reproduction pour support d'enregistrement optique d'information et support d'enregistrement optique d'information
JP3647848B2 (ja) 情報記録媒体
JP2005038568A (ja) 相変化光記録媒体
JP4227957B2 (ja) 光記録媒体
JP2006168182A (ja) 相変化型光記録媒体
JP3870702B2 (ja) 光学的情報記録用媒体及びその記録消去方法
JP3786665B2 (ja) 情報記録媒体
JP2006212880A (ja) 相変化型光記録媒体
JP5321175B2 (ja) 光学的情報記録媒体及びその製造方法
JP4393806B2 (ja) 光記録媒体
JP2007098933A (ja) 光記録媒体
JP3654897B2 (ja) 情報記録媒体
JP3655298B2 (ja) 情報記録媒体
JP3912954B2 (ja) 情報記録媒体
JP2005205762A (ja) 情報記録媒体
JP3912517B2 (ja) 相変化型記録媒体および記録装置
JP3877756B2 (ja) 情報記録媒体
KR20050026477A (ko) 다층 광 데이터 저장매체와 이 매체의 용도
JP2002123977A (ja) 追記型光学記録媒体
JP4282706B2 (ja) 情報記録媒体
JP2002519798A (ja) リライタブル光情報媒体
JPH10134414A (ja) 光記録媒体
JP2005289044A (ja) 光学的情報記録媒体とその製造方法、記録方法及び記録装置
JP2000222776A (ja) 光記録媒体

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20060418

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20080526

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20080603

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20081111