JP2005254485A - Information recording medium - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、エネルギービームの照射により情報の記録が行われる情報記録媒体に関し、特に、DVD−RAM、DVD−RW、DVD+RW等の赤色レーザー対応の相変化型光ディスク及びBlu−ray、HD(High Density)DVD等の青色レーザー対応の相変化型光ディスクに関する。 The present invention relates to an information recording medium on which information is recorded by irradiation with an energy beam. In particular, the present invention relates to a phase change optical disc compatible with a red laser such as DVD-RAM, DVD-RW, DVD + RW, and Blu-ray, HD (High Density). The present invention relates to a phase change type optical disc compatible with a blue laser such as DVD.
近年、DVD−ROM、DVD−Video等の再生専用型光ディスクの市場が拡大している。それに続き、DVD−RAM、DVD−RW、DVD+RW等の書換え可能なDVDの市場がコンピュータ用バックアップ媒体及びVTRに代わる映像記録媒体として急速に拡大しつつある。この市場の拡大に伴い、ここ数年、記録型DVDに対する転送レート及びアクセススピードの向上並びに大容量化への要望が増大している。 In recent years, the market for read-only optical disks such as DVD-ROM and DVD-Video has been expanded. Following this, the market for rewritable DVDs such as DVD-RAM, DVD-RW, DVD + RW, etc., is rapidly expanding as a computer backup medium and a video recording medium replacing VTR. With the expansion of this market, in recent years, there has been an increasing demand for improvement in transfer rate and access speed and increase in capacity for recordable DVDs.
DVD−RAM、DVD−RW等の記録消去可能な記録型DVDでは、情報が記録される記録層に相変化材料を用いる相変化記録方式が採用されている。相変化記録方式では、基本的に「0」と「1」の情報を相変化材料の結晶状態とアモルファス状態に対応させて記録している。また、相変化材料の結晶状態とアモルファス状態の屈折率が異なるため、結晶に変化させた部分とアモルファスに変化させた部分の反射率の差が最大になるように、記録型DVDを構成する各層の屈折率、膜厚等を設計している。この結晶化した部分とアモルファス化した部分にレーザー光を照射し、光ディスクの各部分からの反射光量の違いを検出して記録層内に記録された「0」と「1」を検出する。 In recordable erasable DVDs such as DVD-RAM and DVD-RW, a phase change recording method using a phase change material for a recording layer on which information is recorded is employed. In the phase change recording method, information of “0” and “1” is basically recorded in correspondence with the crystalline state and the amorphous state of the phase change material. In addition, since the refractive index of the phase change material is different between the crystalline state and the amorphous state, each layer constituting the recording type DVD is configured so that the difference in reflectance between the portion changed into the crystal and the portion changed into the amorphous is maximized. The refractive index, film thickness, etc. are designed. The crystallized part and the amorphous part are irradiated with laser light, and the difference in the amount of light reflected from each part of the optical disk is detected to detect “0” and “1” recorded in the recording layer.
また、所定の位置をアモルファスにする(通常、この動作を「記録」と呼ぶ)ためには、比較的高パワーのレーザー光を照射して、記録層の温度が記録層材料の融点以上になるように加熱する。一方、所定の位置を結晶にする(通常、この動作を「消去」と呼ぶ)ためには、比較的低パワーのレーザー光を照射して、記録層の温度が記録層材料の融点以下の結晶化温度付近になるように加熱する。このように、記録層の所定部分に照射するレーザー光のパワーを調整することにより、所定部分の状態をアモルファス状態と結晶状態との間で可逆的に変化させることができる。 In addition, in order to make the predetermined position amorphous (usually, this operation is called “recording”), a relatively high power laser beam is irradiated and the temperature of the recording layer becomes equal to or higher than the melting point of the recording layer material. To heat. On the other hand, in order to crystallize a predetermined position (usually, this operation is called “erasing”), a crystal having a temperature of the recording layer equal to or lower than the melting point of the recording layer material is irradiated with a relatively low power laser beam. Heat to a temperature near the conversion temperature. In this way, by adjusting the power of the laser light applied to the predetermined portion of the recording layer, the state of the predetermined portion can be reversibly changed between the amorphous state and the crystalline state.
上述のことから、相変化記録方式の情報記録媒体の記録層に用いる相変化材料としては、アモルファス状態と結晶状態との屈折率の差が大きく、且つ消去動作においてアモルファスが極めて短時間で結晶化する材料が好ましい。また、記録と消去を繰り返すことによる劣化の小さい材料が好ましい。このような観点から、従来、様々な相変化材料が検討されてきた。 As described above, the phase change material used for the recording layer of the information recording medium of the phase change recording method has a large difference in refractive index between the amorphous state and the crystalline state, and the amorphous crystallizes in an erasing operation in a very short time. The material to be preferred is preferred. In addition, a material that is less deteriorated by repeated recording and erasing is preferable. From such a viewpoint, conventionally, various phase change materials have been studied.
例えば、特開2001−322357では、記録材料としてGe−Sn−Sb−Te系材料に、Ag、Al、Cr、Mn等の金属を添加した材料を使用することにより、高密度記録が可能で、繰返し書換え性能に優れ、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ことが開示されている。特開平2−14289には、Ge-Sb-Sn-Te系の記録層材料が開示されている。 For example, in Japanese Patent Laid-Open No. 2001-322357, high-density recording is possible by using a material in which a metal such as Ag, Al, Cr, or Mn is added to a Ge—Sn—Sb—Te-based material as a recording material. It is disclosed that an information recording medium excellent in repeated rewritability and having little deterioration over time in crystallization sensitivity can be obtained. JP-A-2-14289 discloses a Ge—Sb—Sn—Te recording layer material.
また、特開昭62−209741には、Bi−Ge−Te系相変化記録材料が開示されており、その材料の実用的な組成範囲が規定されている。特開平1−287836には、Bi−Ge−Sb−Te系相変化記録材料の実用的な範囲が開示されている。また、記録層の形成材料として、Bi−Ge−Se−Te系相変化記録材料も提案されており、その実用的な範囲が開示されている(例えば、特許文献1及び2を参照)。 Japanese Patent Application Laid-Open No. 62-209741 discloses a Bi-Ge-Te phase change recording material, and a practical composition range of the material is defined. Japanese Patent Laid-Open No. 1-287836 discloses a practical range of a Bi—Ge—Sb—Te phase change recording material. Further, a Bi-Ge-Se-Te phase change recording material has been proposed as a recording layer forming material, and its practical range is disclosed (for example, see Patent Documents 1 and 2).
さらに、PCOS2001ではDVD−RAMの2倍速から4倍速に対応できる記録材料としてGe−Sn−Sb−Te系材料が報告されている。ISOM/ODS2002ではDVD−RAMの2倍速と5倍速に対応できる情報記録媒体が報告されており、この5倍速媒体は、新たに核生成層を付加した8層構造にすることによって5倍速を実現している。 Furthermore, PCOS2001 reports a Ge—Sn—Sb—Te-based material as a recording material that can cope with the double to quadruple speed of DVD-RAM. In ISO / ODS2002, an information recording medium capable of supporting 2 × and 5 × speeds of DVD-RAM has been reported, and this 5 × speed medium achieves 5 × speed by adopting an 8-layer structure with a new nucleation layer added. doing.
また、記録型DVDを大容量化する技術としては、レーザー光の波長を405nmと短波長化し且つ対物レンズNAを0.85と大きくすることにより、レーザースポット径を一層小さくし、より高密度の情報を記録する方法が知られている(例えば、Jpn.J.Appl.Phys.Vol.39(2000),pp.756-761,Part1,No.2B,Feb.2000)。この方法は、通称Blu−ray Discの主要技術として利用されており、従来のDVDより薄い0.1mm厚の基板を採用することによって、ディスクのチルトに対する影響を小さくしている。なお、Blu−ray Discに用いられる0.1mm厚の基板は記録層の機械的保護、電気化学的保護(腐食防止)等の重要な役割を果たす。 As a technology for increasing the capacity of a recordable DVD, the laser spot diameter is further reduced by reducing the wavelength of the laser light to 405 nm and increasing the objective lens NA to 0.85. A method for recording information is known (for example, Jpn. J. Appl. Phys. Vol. 39 (2000), pp. 756-761, Part 1, No. 2B, Feb. 2000). This method is used as a main technology of the so-called Blu-ray Disc, and the influence on the disc tilt is reduced by adopting a substrate having a thickness of 0.1 mm thinner than that of a conventional DVD. A 0.1 mm thick substrate used for Blu-ray Disc plays important roles such as mechanical protection and electrochemical protection (corrosion prevention) of the recording layer.
従来のDVD−RAM、DVD−RW等の書換え型の光ディスクの基本構造は、0.6mm厚のポリカーボネート(PC)基板上に第1誘電体層、相変化記録層、第2誘電体層及び反射層を順次積層した4層構造であり、さらに反射層側から0.6mm厚の基板を貼り合せることによって作製される。しかしながら、上述のBlu−ray Discでは、従来の光ディスクと同様の積層構造で作製すると基板の厚さが0.1mmと薄いため、基板の剛性を保つことが難しくなる。それゆえ、Blu−ray Discは、厚い基板、例えば、1.1mm厚のPC基板上に反射層、第2誘電体層、相変化記録層及び第1誘電体層を順次積層し(従来の書換え型光ディスクと逆の順序に積層)、最後に第1誘電体側から0.1mm厚の基板をカバー層として形成して作製される。Blu−ray Discのカバー層の形成方法としては、第1誘電体層上に0.1mm厚のシートを紫外線硬化樹脂接着剤で貼り付ける方法と、第1誘電体層上に紫外線硬化樹脂をスピンコート法により均一に塗布し、紫外線照射により紫外線硬化樹脂を硬化させてカバー層を形成する方法とが提案されている。 The basic structure of a rewritable optical disk such as a conventional DVD-RAM or DVD-RW is that a first dielectric layer, a phase change recording layer, a second dielectric layer and a reflection are formed on a polycarbonate (PC) substrate having a thickness of 0.6 mm. It has a four-layer structure in which layers are sequentially stacked, and is manufactured by bonding a 0.6 mm thick substrate from the reflective layer side. However, in the above-described Blu-ray Disc, if the substrate is manufactured with a laminated structure similar to that of a conventional optical disc, the thickness of the substrate is as thin as 0.1 mm, so that it is difficult to maintain the rigidity of the substrate. Therefore, the Blu-ray Disc is formed by sequentially stacking a reflective layer, a second dielectric layer, a phase change recording layer, and a first dielectric layer on a thick substrate, for example, a 1.1 mm thick PC substrate (conventional rewriting). Finally, the substrate is manufactured by forming a substrate having a thickness of 0.1 mm from the first dielectric side as a cover layer. The cover layer of the Blu-ray Disc is formed by attaching a 0.1 mm thick sheet on the first dielectric layer with an ultraviolet curable resin adhesive, and spinning the ultraviolet curable resin on the first dielectric layer. A method of forming a cover layer by applying uniformly by a coating method and curing an ultraviolet curable resin by ultraviolet irradiation has been proposed.
Blu−ray Discの記録層の形成材料としては、例えば、特許2941848に開示されているAg−In−Sb−Te系記録材料が用い得る。また、この文献にはAg−In−Sb−Te系記録材料に第5元素及び第6元素を添加した材料の組成についても詳細に開示されている。 As a material for forming a recording layer of Blu-ray Disc, for example, an Ag—In—Sb—Te recording material disclosed in Japanese Patent No. 2941848 can be used. This document also discloses in detail the composition of a material obtained by adding a fifth element and a sixth element to an Ag—In—Sb—Te recording material.
また、記録型DVDを大容量化する方法として、0.6mm厚の基板上に従来と同様の順序で各層を積層した光ディスクを作製し、レーザー光の波長405nm、対物レンズNAを0.65として情報を記録する方法も提案されている。この方法は、上述のBlu−ray Discのような0.1mm厚のカバー層を用いる方法と比べて、対物レンズNAが小さいためにレーザースポット径が大きく、記録密度は低くなる。しかしながら、基板の剛性を保つことが容易であり、記録層の多層化が容易になるという利点がある。また、媒体上の埃や傷の影響を小さくすることができるという利点もある。 Also, as a method for increasing the capacity of a recordable DVD, an optical disk in which each layer is laminated on a 0.6 mm-thick substrate in the same order as in the past, the laser light wavelength is 405 nm, and the objective lens NA is 0.65. A method of recording information has also been proposed. This method has a larger laser spot diameter and a lower recording density because the objective lens NA is smaller than a method using a cover layer having a thickness of 0.1 mm such as the aforementioned Blu-ray Disc. However, there is an advantage that the rigidity of the substrate can be easily maintained and the recording layer can be easily multi-layered. There is also an advantage that the influence of dust and scratches on the medium can be reduced.
ところで、上述した光ディスクのように可換型情報記録媒体では、様々な情報記録装置に対する互換性が極めて重要である。例えば、DVD−RAM媒体では既にCLV回転制御による2倍速記録(転送レート:22Mbps)に対応したDVD−RAMドライブが市場に存在するが、CAV制御記録(22〜55Mbps)用のDVD−RAM媒体をこの2倍速CLV対応ドライブで記録再生することを保証することは消費者の利益の観点から重要なことである。また、逆に、2倍速CLV対応ドライブにより記録されたCAV対応DVD−RAM媒体を、CAV対応ドライブで記録再生できることを保障することも当然ながら非常に重要なことである。 By the way, in a replaceable information recording medium such as the optical disk described above, compatibility with various information recording apparatuses is extremely important. For example, DVD-RAM media already have DVD-RAM drives compatible with double speed recording (transfer rate: 22 Mbps) by CLV rotation control, but DVD-RAM media for CAV control recording (22 to 55 Mbps) are available. It is important from the viewpoint of the consumer's benefit to ensure that recording / reproduction is performed with this double speed CLV compatible drive. On the other hand, it is of course very important to ensure that the CAV compatible DVD-RAM medium recorded by the double speed CLV compatible drive can be recorded and reproduced by the CAV compatible drive.
近い将来、DVD−RAMドライブの記録方法(基板側からレーザー光を照射して記録する方法)を踏襲する青色レーザーを用いたドライブ(HD DVD)が市場に導入されるので、青色レーザーを搭載したドライブの需要は確実に伸びるものと予測される。また、青色レーザーを搭載した1倍速記録ドライブの普及に伴い、赤色レーザーを用いたDVD−RAMドライブの場合と同様に、より高速記録可能な2倍速及び3倍速対応ドライブの需要が発生することは容易に予測される。このような状況では、1倍速記録ドライブと高速記録可能な2倍速及び3倍速対応ドライブとの互換性を維持することが重要となる。 In the near future, a blue laser drive (HD DVD) that follows the DVD-RAM drive recording method (method of recording by irradiating laser light from the substrate side) will be introduced to the market. Drive demand is expected to grow steadily. In addition, with the widespread use of 1x speed recording drives equipped with blue lasers, as with DVD-RAM drives using red lasers, demand for 2x and 3x speed compatible drives capable of recording at higher speeds will arise. Easy to predict. In such a situation, it is important to maintain compatibility between the 1 × speed recording drive and the 2 × and 3 × speed compatible drives capable of high-speed recording.
本発明の目的は、Bi−Ge−Te系相変化材料を記録層として用いた情報記録媒体において、青色レーザーで情報記録する場合にも、データの繰返し記録に対する耐久性が高く、高速記録が可能で、且つ、対応可能な記録線速の範囲が広い情報記録媒体を提供することである。 The object of the present invention is to have high durability against repeated data recording and high-speed recording even when information recording is performed with a blue laser in an information recording medium using a Bi-Ge-Te phase change material as a recording layer. In addition, an information recording medium having a wide range of recording linear velocities that can be handled is provided.
本発明の情報記録媒体を説明する前に、本発明に到った経緯について説明する。本発明者らは、上述の従来の相変化材料のうち、Bi−Ge−Te系相変化材料を記録層として用い、記録層中のBi、Ge及びTeの組成比率をBi、Ge及びTeの三角組成図上の以下の各点により囲まれた組成範囲にすることにより、記録データの信頼性が高く且つデータの繰返し記録に対する耐久性の高い情報記録媒体が得られること検証実験により見出した。
B2(Bi2,Ge47,Te51)
C2(Bi3,Ge47,Te50)
D2(Bi4,Ge47,Te49)
D6(Bi16,Ge37,Te47)
C8(Bi30,Ge22,Te48)
B7(Bi19,Ge26,Te55)
Bi、Ge及びTeの三角組成図上における上記各点により囲まれた組成範囲を、図3に示した。図3中の太線で囲まれた組成範囲が、記録データの信頼性が高く且つデータの繰返し記録に対する耐久性の高い情報記録媒体を得るために最適な記録層の組成範囲である。
Before explaining the information recording medium of the present invention, the background to the present invention will be described. Among the above-described conventional phase change materials, the present inventors use a Bi—Ge—Te phase change material as a recording layer, and set the composition ratio of Bi, Ge, and Te in the recording layer to Bi, Ge, and Te. It was found by a verification experiment that an information recording medium with high reliability of recorded data and high durability against repeated recording of data can be obtained by making the composition range surrounded by the following points on the triangular composition diagram.
B2 (Bi 2, Ge 47, Te 51)
C2 (Bi 3 , Ge 47 , Te 50 )
D2 (Bi 4 , Ge 47 , Te 49 )
D6 (Bi 16, Ge 37, Te 47)
C8 (Bi 30 , Ge 22 , Te 48 )
B7 (Bi 19 , Ge 26 , Te 55 )
The composition range surrounded by the above points on the triangular composition diagram of Bi, Ge, and Te is shown in FIG. The composition range surrounded by the thick line in FIG. 3 is the optimum composition range of the recording layer in order to obtain an information recording medium with high reliability of recording data and high durability against repeated recording of data.
従来例(特開昭62−209741)には、Bi−Ge−Te系相変化材料の実用的な組成範囲がBi、Ge及びTeを頂点とする三角組成図上でGeTeとBi2Te3とを結ぶ線上の領域に存在することが開示されている。しかしながら、本発明者らの検証実験によると、GeTeとBi2Te3を結ぶ線上よりさらにGeが過剰に添加された領域の組成を有するBi−Ge−Te系相変化材料を記録層として用いることにより、信号品質が良好で、且つ、繰返し記録に対する耐久性に優れていることを見出した。 In the conventional example (Japanese Patent Laid-Open No. 62-209741), the practical composition range of the Bi-Ge-Te phase change material is GeTe and Bi 2 Te 3 on the triangular composition diagram with Bi, Ge and Te as vertices. It exists in existing in the area | region on the line which connects. However, according to the present inventors' verification experiment, a Bi-Ge-Te phase change material having a composition of a region where Ge is excessively added to the line connecting GeTe and Bi 2 Te 3 is used as the recording layer. Thus, it was found that the signal quality was good and the durability against repeated recording was excellent.
これは以下のような理由によるものと考えられる。Bi−Ge−Te系相変化材料には、現在までに明らかになっている範囲では、GeTe、Bi2Te3、Bi2Ge3Te6、Bi2GeTe4及びBi4GeTe7の化合物が存在する。記録層の所定部分に情報を記録する(アモルファス化する)ために光ビームを照射して溶融した直後に、溶融領域の一部が再結晶化が起こるような場合、記録層の組成によって異なるが、以上に挙げた化合物、Bi、Ge及びTeのうち融点が高い物質から順に溶融領域外縁部から再結晶化するものと考えられる。これらの物質を融点が高い順に並べると以下のようになる。
Ge:約937℃
GeTe:約725℃
Bi2Ge3Te6:約650℃
Bi2Te3:約590℃
Bi2GeTe4:約584℃
Bi4GeTe7:約564℃
Te:約450℃
Bi:約271℃
This is thought to be due to the following reasons. Bi-Ge-Te phase change materials include compounds of GeTe, Bi 2 Te 3 , Bi 2 Ge 3 Te 6 , Bi 2 GeTe 4 and Bi 4 GeTe 7 to the extent that has been clarified so far. To do. When a part of the melted region is recrystallized immediately after being melted by irradiating a light beam to record (amorphize) information in a predetermined part of the recording layer, it depends on the composition of the recording layer. It is considered that the compound, Bi, Ge and Te mentioned above are recrystallized from the outer edge of the melting region in order from the material having the highest melting point. When these substances are arranged in descending order of melting point, they are as follows.
Ge: about 937 ° C
GeTe: about 725 ° C
Bi 2 Ge 3 Te 6 : about 650 ° C.
Bi 2 Te 3 : about 590 ° C
Bi 2 GeTe 4 : about 584 ° C
Bi 4 GeTe 7 : about 564 ° C.
Te: about 450 ° C.
Bi: about 271 ° C
上述のようにGeの融点が最も高いため、Bi、Ge及びTeを頂点とする三角組成図のGeTeとBi2Te3を結ぶ線上の組成材料より、Geを過剰に添加した相変化材料を記録層として用いた情報記録媒体では、溶融領域の外縁部にGeが偏析し易くなるものと考えられる。溶融領域の外縁部にGeが過剰に存在すると、溶融領域の外縁部の結晶化速度が遅くなり外縁部からの再結晶化を抑制できる。それゆえ、多数回書換えにより生じる再結晶化の「帯」の発生を抑制することができる。また、同時にトラック中心(溶融領域の中心部)付近では結晶化速度が高速となり、高速記録時においても良好な消去性能を得ることができる。しかしながら、Geの添加量が多すぎると記録膜全体の結晶化速度が低下してしまうので、過剰に添加するGeの量を適度な量に設定することが重要である。 Since the melting point of Ge is the highest as described above, the phase change material in which Ge is excessively added is recorded from the composition material on the line connecting GeTe and Bi 2 Te 3 in the triangular composition diagram with Bi, Ge and Te as vertices. In the information recording medium used as the layer, it is considered that Ge is easily segregated at the outer edge of the melted region. When Ge is excessively present at the outer edge portion of the melting region, the crystallization speed of the outer edge portion of the melting region is reduced, and recrystallization from the outer edge portion can be suppressed. Therefore, it is possible to suppress the occurrence of recrystallization “bands” caused by rewriting many times. At the same time, the crystallization speed is high near the track center (the center of the melted region), and good erasing performance can be obtained even during high-speed recording. However, if the amount of Ge added is too large, the crystallization speed of the entire recording film decreases, so it is important to set the amount of Ge added excessively to an appropriate amount.
溶融領域の外縁部からの再結晶化を抑制できれば、再生信号振幅を向上させるためにレーザーパワーを高めて、幅広い領域を溶融させる必要がなくなり、隣接トラックに記録されていた記録マークを消去してしまう問題(クロスイレーズ)も解消できる。 If recrystallization from the outer edge of the melting area can be suppressed, it is not necessary to increase the laser power in order to improve the reproduction signal amplitude, and it is not necessary to melt a wide area, and the recording mark recorded on the adjacent track is erased. The problem (cross erase) can be solved.
また、相変化記録方式の情報記録媒体の記録層に用いる相変化材料としては、アモルファス状態にある記録マークの保存寿命の観点から、アモルファス状態の相が複数存在せず、材料の結晶化温度が高く、さらにアモルファスが結晶化する際の活性化エネルギーが大きいことが重要である。本発明者らはBi、Ge及びTeを頂点とする三角組成図のGe50Te50付近では上記条件を満足することを検証実験により見出した。これは、従来例にも記載されているように、GeTeの結晶化温度が200℃程度と高く、組成がBi2Te3に近づくに伴い、結晶化温度が低下することが原因の一つであると考えられる。また、本発明者らは、検証実験によりGe50Te50付近の組成では長期保存後でも、アモルファスの状態が変化し難く、良好な消去特性が得られることを見出した。しかしながら、GeTe量が多すぎると結晶化速度が低下し、高速記録は不可能となる。逆に、Bi2Te3量が多すぎると、結晶化温度が低下するため保存寿命が悪化する。それゆえ、最適なBi−Ge−Te系相変化材料の組成は、Ge50Te50に適当な量のBi2Te3を添加した組成であり、且つ、過剰なGeが存在する領域の組成である。 In addition, as a phase change material used for a recording layer of an information recording medium of a phase change recording method, from the viewpoint of the storage life of a recording mark in an amorphous state, a plurality of phases in an amorphous state do not exist, and the crystallization temperature of the material is It is important that the activation energy is high when the amorphous material is crystallized. The present inventors have found through a verification experiment that the above condition is satisfied in the vicinity of Ge 50 Te 50 in a triangular composition diagram having Bi, Ge, and Te as vertices. As described in the conventional example, this is one of the causes that the crystallization temperature of GeTe is as high as about 200 ° C., and the crystallization temperature is lowered as the composition approaches Bi 2 Te 3. It is believed that there is. In addition, the present inventors have found through a verification experiment that the composition in the vicinity of Ge 50 Te 50 hardly changes the amorphous state even after long-term storage and that good erasing characteristics can be obtained. However, if the amount of GeTe is too large, the crystallization speed decreases and high-speed recording becomes impossible. On the other hand, if the amount of Bi 2 Te 3 is too large, the crystallization temperature is lowered and the storage life is deteriorated. Therefore, the optimum composition of the Bi-Ge-Te phase change material is a composition in which an appropriate amount of Bi 2 Te 3 is added to Ge 50 Te 50 and a composition in a region where excess Ge is present. is there.
また、Bi、Ge及びTeを頂点とする三角組成図のGe50Te50付近の組成とすることにより、従来例で示したGe−Sb−Sn−Te系、Ge−Sb−Te系、Ag−In−Sb−Te系記録材料に比べて、波長405nmの青色領域における結晶部とアモルファス部の光学定数の差(Δn、Δk)が大きくなるため、記録部と未記録部の反射率差(コントラスト)を大きくすることができ、再生信号振幅を大きくすることが可能となる。 Further, by setting the composition in the vicinity of Ge 50 Te 50 in the triangular composition diagram with Bi, Ge, and Te as vertices, the Ge—Sb—Sn—Te system, the Ge—Sb—Te system, the Ag— Compared with the In-Sb-Te recording material, the difference in optical constant (Δn, Δk) between the crystal part and the amorphous part in the blue region having a wavelength of 405 nm is large, so the difference in reflectance between the recorded part and the unrecorded part (contrast) ) Can be increased, and the reproduction signal amplitude can be increased.
また、更なる情報の高密度化のために波長405nmの青色レーザーを用いて記録を行った場合、Bi−Ge−Te系相変化材料の組成を、Bi、Ge及びTeを頂点とする三角組成図のGeTeとBi2Te3を結ぶ線上の組成よりもGeを過剰に添加した組成にすることにより、下記の問題点を解決することができることを見出した。 In addition, when recording is performed using a blue laser with a wavelength of 405 nm in order to further increase the density of information, the composition of the Bi-Ge-Te phase change material is the triangular composition with Bi, Ge, and Te as vertices. It has been found that the following problems can be solved by using a composition in which Ge is added in excess of the composition on the line connecting GeTe and Bi 2 Te 3 in the figure.
(1)一般に、レーザービームのスポット径はレーザー波長λ、レンズ開口数NAとしたときにλ/NAに比例することが知られている。波長405nmの半導体レーザー、開口数NA0.85の対物レンズを用いた場合のレーザースポット径は、従来のDVDで用いられている波長650nmの半導体レーザー(赤色レーザー)、開口数NA0.60の対物レンズを用いた場合のレーザースポット径の約半分の径となる。また、波長405nmの半導体レーザー、開口数NA0.65の対物レンズを用いた場合にも、そのレーザースポット径は、従来のDVDの場合のレーザースポット径の約6割程度のサイズとなる。それゆえ、従来のDVDと同一の線速度で、青色レーザービームを用いてオーバーライトを試みた場合、スポット径が小さくなるので、記録トラック上のある地点を加熱する時間が従来のDVDよりも短くなる。その結果、情報のオーバーライトを行った際に消え残りが生じ易くなる。 (1) It is generally known that the spot diameter of a laser beam is proportional to λ / NA when the laser wavelength is λ and the lens numerical aperture is NA. When using a semiconductor laser with a wavelength of 405 nm and an objective lens with a numerical aperture NA of 0.85, the laser spot diameter is a semiconductor laser with a wavelength of 650 nm (red laser) used in a conventional DVD and an objective lens with a numerical aperture of NA 0.60. The diameter is about half of the laser spot diameter when using. Even when a semiconductor laser with a wavelength of 405 nm and an objective lens with a numerical aperture NA of 0.65 are used, the laser spot diameter is about 60% of the laser spot diameter in the case of a conventional DVD. Therefore, when overwriting is attempted using a blue laser beam at the same linear velocity as that of a conventional DVD, the spot diameter becomes smaller, so the time for heating a point on the recording track is shorter than that of the conventional DVD. Become. As a result, when information is overwritten, the remaining information is likely to remain.
(2)一般に、レーザービームが短波長化されると、記録層内の結晶部(未記録部)とアモルファス部(記録部)との光学定数の差(Δn、Δk)が小さくなる。それゆえ、記録部と未記録部の反射率差(コントラスト)が小さくなり再生信号振幅が低下する。 (2) Generally, when the wavelength of a laser beam is shortened, the difference (Δn, Δk) in the optical constant between the crystal part (unrecorded part) and the amorphous part (recorded part) in the recording layer becomes small. Therefore, the difference in reflectance (contrast) between the recorded portion and the unrecorded portion is reduced, and the reproduction signal amplitude is reduced.
(3)青色レーザーを用いた場合、ビーム径がより絞り込まれるので、ビーム中心のエネルギー強度が赤色レーザーの場合よりも高くなる。その結果、多数回書換えによる記録層へ与えるダメージが大きくなる。 (3) When a blue laser is used, the beam diameter is further narrowed, so that the energy intensity at the center of the beam is higher than that in the case of a red laser. As a result, damage to the recording layer due to rewriting many times increases.
(4)多数回の再生による情報の劣化も大きくなる。 (4) Deterioration of information due to a large number of reproductions also increases.
(5)高記録密度化を図るため、トラックピッチを狭くした場合や、記録トラックとして基板に設けられた溝(グルーブ)と溝間(ランド)の両方を用いた場合、隣接トラックに記録されたマークの一部を結晶化してしまうクロスイレーズが顕著になる。クロスイレーズの問題が発生するとトラックピッチを狭くすることが困難になり、青色レーザーによりビーム径を小さくした効果を十分に活かすことができなくなってしまう。 (5) When the track pitch is narrowed in order to increase the recording density, or when both the groove (groove) and the groove (land) provided on the substrate are used as the recording track, the data is recorded on the adjacent track. Cross erase that crystallizes a part of the mark becomes remarkable. When the problem of cross erase occurs, it becomes difficult to reduce the track pitch, and the effect of reducing the beam diameter by the blue laser cannot be fully utilized.
以上、説明したように、上述のような組成範囲のBi−Ge−Te系記録材料は青色レーザーを用いて情報記録するための材料として優れた記録材料である。しかしながら、本発明者らの検証実験により、Bi−Ge−Te系記録材料で形成された記録層に青色レーザーで情報記録する際に、さらにいくつかの問題が発生するおそれがあることが明らかになった。以下、その問題について説明する。 As described above, the Bi-Ge-Te recording material having the composition range as described above is an excellent recording material as a material for recording information using a blue laser. However, according to the verification experiment of the present inventors, it is clear that some problems may occur when recording information with a blue laser on a recording layer formed of a Bi—Ge—Te recording material. became. The problem will be described below.
(1)一つ目の問題は、青色レーザーによる情報の書換可能回数が少なくなるおそれがあるということである。記録層材料としてBi−Ge−Te系記録材料のBi、Ge及びTeの三角組成図上のGeTeとBi2Te3を結ぶ線上よりも、Geを適度に過剰に添加された組成のBi−Ge−Te系記録材料を用いた場合、青色レーザーを用いて多数回情報の書換えを行ったところ、書換可能回数は約1000回となった。この書換可能回数は、次世代製品Blu−ray discやHD DVDの規格で定められた書換可能回数であることや、青色レーザーのエネルギー強度を考えれば十分な回数であると考えられる。しかしながら、実際のドライブでの使用を考えた場合、例えば、書換え毎に高パワーのトップパルスがトラック内の同じ部分に照射されたり、トラック内の一部の領域のみを繰り返し書き始めの位置を同じにして書換えることがあり得る。それゆえ、ディスクの所定部分は、高パワーの青色レーザーで多数回書換えられることが想定され、実際には1000回以上の書換耐久性を有することが望ましい。 (1) The first problem is that the number of times information can be rewritten by the blue laser may be reduced. Bi-Ge having a composition in which Ge is added in an appropriate amount over the line connecting GeTe and Bi 2 Te 3 on the triangular composition diagram of Bi, Ge, and Te of the Bi—Ge—Te recording material of the Bi—Ge—Te recording material. When the Te recording material was used and information was rewritten many times using a blue laser, the number of rewritable times was about 1000 times. This rewritable number of times is considered to be a sufficient number of times when considering the rewritable number of times defined in the standards of the next-generation product Blu-ray disc and HD DVD and the energy intensity of the blue laser. However, when considering use in an actual drive, for example, a high power top pulse is applied to the same part of the track every time rewriting, or only a part of the area in the track is repeatedly written at the same starting position. It can be rewritten as Therefore, it is assumed that a predetermined portion of the disk can be rewritten many times with a high-power blue laser, and in practice, it is desirable to have a rewriting durability of 1000 times or more.
なお、上記Bi−Ge−Te系記録材料の組成で書換可能回数が約1000回程度となる原因は以下にように推測される。一般に記録媒体上の同一場所にオーバーライトを繰り返した場合、記録層材料は融解・凝固を繰り返す。融解は溶融領域の中央部から、凝固は溶融領域の周辺部から始まる。凝固の際には、記録層材料を構成する元素または化合物のうち、Geなどは先に凝固し、Bi、Te、Bi4GeTe7などは後で凝固する。この場合、後で凝固する成分(Bi、Te、Bi4GeTe7など)は溶融領域の周辺部から中央部への凝固の進行に伴い中央部に移動するので、後で凝固する成分の濃度が周辺部で減少し中央部では増大して偏析する。この際、先に凝固する成分(Geなど)の濃度は、溶融領域外縁部で高くなり、溶融領域中心部に行くに従って低くなる。 The reason why the number of rewritable times becomes about 1000 times with the composition of the Bi-Ge-Te recording material is estimated as follows. Generally, when overwriting is repeated at the same place on a recording medium, the recording layer material repeats melting and solidification. Melting begins from the center of the melting region and solidification begins from the periphery of the melting region. In the solidification, among the elements or compounds constituting the recording layer material, Ge and the like are solidified first, and Bi, Te, Bi 4 GeTe 7 and the like are solidified later. In this case, components that solidify later (Bi, Te, Bi 4 GeTe 7 and the like) move to the central portion as the solidification progresses from the peripheral portion to the central portion of the molten region. It decreases at the periphery and increases and segregates at the center. At this time, the concentration of the component (such as Ge) that solidifies first increases at the outer edge of the melting region and decreases as it goes to the center of the melting region.
一方、融解の際には、後で凝固した成分(Bi、Te、Bi4GeTe7など)が先に融解して、凝固の際に生じたBi、Te、Bi4GeTe7などの濃度勾配により溶融領域の中央部から周辺部へ拡散する。一般に各元素及び化合物に濃度勾配が生じていると、それらの濃度勾配をなくすように、各元素及び化合物は濃度の高いところから低いところに向かって拡散する。しかしながら、Bi、Te、Bi4GeTe7などが溶融領域の中央部から周辺部へ拡散しても、凝固の際に記録層中に生じたBi、Te、Bi4GeTe7などの濃度勾配を完全になくすまでには至らない。従って、同一場所でオーバーライトを多数回繰り返すと、凝固時に発生する溶融領域外縁のGeなどの偏析成分の増加が融解時の溶融領域内の各元素及び各化合物の濃度勾配による拡散で打ち消されるようになるまで各元素及び各化合物の偏析が進行する。溶融領域外縁でGeなどの偏析が進行するほど、記録マークからの反射率の分散が大きくなり、記録マークの消え残りが生じるなどの要因でノイズが増加する。 On the other hand, at the time of melting, components solidified later (Bi, Te, Bi 4 GeTe 7 etc.) are melted first, and due to the concentration gradient of Bi, Te, Bi 4 GeTe 7 etc. produced during the solidification. It diffuses from the center to the periphery of the melting region. In general, when a concentration gradient occurs in each element and compound, each element and compound diffuses from a high concentration to a low concentration so as to eliminate the concentration gradient. However, even if Bi, Te, Bi 4 GeTe 7 or the like diffuses from the central part to the peripheral part of the molten region, the concentration gradient of Bi, Te, Bi 4 GeTe 7 or the like generated in the recording layer during solidification is completely eliminated. It doesn't go away. Therefore, if overwriting is repeated many times at the same location, the increase in segregation components such as Ge at the outer edge of the melting region that occurs during solidification will be canceled by diffusion due to the concentration gradient of each element and each compound in the melting region during melting. The segregation of each element and each compound proceeds until. As the segregation of Ge or the like progresses at the outer edge of the melting region, the dispersion of the reflectance from the recording mark increases, and the noise increases due to factors such as the disappearance of the recording mark.
また、書換可能回数が少なくなる原因として次のような原因も考えられる。Ge原子は比較的原子半径が大きく、融解時の拡散速度が遅いあるいは拡散し難いために、上記のGe原子の偏析が進行し易くなるためであると推測される。また、多数回書換えることにより、Ge原子がGe単体で偏析できなくなり、溶融領域外縁の再結晶化を抑制する効果が小さくなることが原因とも考えられる。 In addition, the following causes can be considered as a cause of a decrease in the number of rewritable times. This is presumably because Ge atoms have a relatively large atomic radius and the diffusion rate at the time of melting is slow or difficult to diffuse, so that the segregation of Ge atoms is likely to proceed. In addition, it is considered that the reason why Ge atoms cannot be segregated by Ge alone by rewriting many times, and the effect of suppressing recrystallization at the outer edge of the molten region is reduced.
(2)二つ目の問題は、青色レーザーによる情報記録の際に、対応可能な記録線速の範囲が狭く、高速記録が難しくなるおそれがあるということである。上述のBi−Ge−Te系相変化材料は赤色レーザーを使用するDVD−RAMのCAV(Constant Angular Verosity:一定角速度)記録用に開発された記録層材料であり、現在のDVD−RAMの2倍速記録(転送速度22Mbps)から5倍速記録(55Mbps)までの記録線速範囲で良好な記録再生特性を実現することができる。この記録速度は、CLV(Constant Linear Velocity:一定線速度)の記録線速に換算すると8.2m/sec〜21.0m/secの範囲となる。
(2) The second problem is that when recording information with a blue laser, the range of recording linear velocities that can be handled is narrow and high-speed recording may be difficult. The above-described Bi-Ge-Te phase change material is a recording layer material developed for CAV (Constant Angular Velocity) recording of DVD-RAM using a red laser, and is double the speed of current DVD-RAM. Good recording / reproducing characteristics can be realized in a recording linear velocity range from recording (
青色レーザーを用いて上記記録線速に対応した情報記録を行うためには、記録層材料の結晶化速度をさらに速くし、高速記録時の消去比を一層向上させる必要がある。これは、青色レーザーのスポット径が赤色レーザーのスポット径の約半分であることから、同一の線速度でオーバーライトを試みた場合、赤色レーザーで記録する場合に比べて記録トラック上のある地点を通過する時間が約半分と短くなるため、以前に記録した情報のオーバーライトによる消え残りが生じ易くなるからである。 In order to perform information recording corresponding to the recording linear velocity using a blue laser, it is necessary to further increase the crystallization speed of the recording layer material and further improve the erasure ratio during high-speed recording. This is because the spot diameter of the blue laser is about half of the spot diameter of the red laser, so when overwriting at the same linear velocity, a certain point on the recording track is compared to when recording with the red laser. This is because the passing time is shortened to about half, and the remaining information is easily lost due to overwriting of previously recorded information.
現在、規格審議が進んでいる青色レーザー使用の次世代光ディスク(HD DVD)の記録線速は5.64m/sec〜6.01m/sec(転送速度36Mbps)である。この記録速度であれば、Bi−Ge−Te系相変化材料で十分対応可能である。しかしながら、2倍速記録、3倍速記録まで想定すると、このような高記録速度の範囲では消去比が不足し、書換えが困難になるおそれがある。特に、3倍速記録の場合、消去比不足となる可能性が高い。また、高速記録を行う場合、より高い記録パワーが必要となり、記録感度が悪くなるというおそれもある。 The recording linear velocity of the next-generation optical disc (HD DVD) using a blue laser, which is currently under deliberation on standards, is 5.64 m / sec to 6.01 m / sec (transfer rate 36 Mbps). At this recording speed, a Bi—Ge—Te phase change material can be used sufficiently. However, assuming 2 × speed recording and 3 × speed recording, the erasure ratio is insufficient in such a high recording speed range, and rewriting may be difficult. In particular, in the case of triple speed recording, there is a high possibility that the erasure ratio will be insufficient. In addition, when performing high-speed recording, higher recording power is required, and there is a possibility that recording sensitivity is deteriorated.
本発明は以上のような課題を解決するためになされたものであり、本発明の第1の態様に従えば、情報記録媒体であって、基板と、基板上に設けられ、Bi、Ge、Te及びこれらの元素以外の元素MAを含む相変化材料で形成された記録層とを備え、Geの一部が元素MAで置換されており、該記録層中のBi、(Ge+MA)及びTeの組成比率がBi、(Ge+MA)及びTeの三角組成図上の以下の各点により囲まれた組成範囲にあり、
B2’(Bi2,(Ge+MA)47,Te51)
C2’(Bi3,(Ge+MA)47,Te50)
D2’(Bi4,(Ge+MA)47,Te49)
D6’(Bi16,(Ge+MA)37,Te47)
C8’(Bi30,(Ge+MA)22,Te48)
B7’(Bi19,(Ge+MA)26,Te55)
元素MAがSiであり、該記録層中の元素MAの含有量が1〜20原子%の範囲であることを特徴とする情報記録媒体が提供される。
The present invention has been made to solve the above-described problems. According to the first aspect of the present invention, there is provided an information recording medium, which is provided on a substrate, Bi, Ge, A recording layer formed of a phase change material containing Te and an element MA other than these elements, wherein a part of Ge is replaced by the element MA, and Bi, (Ge + MA), and Te in the recording layer The composition ratio is in the composition range surrounded by the following points on the triangular composition diagram of Bi, (Ge + MA) and Te,
B2 ′ (Bi 2 , (Ge + MA) 47 , Te 51 )
C2 ′ (Bi 3 , (Ge + MA) 47 , Te 50 )
D2 ′ (Bi 4 , (Ge + MA) 47 , Te 49 )
D6 ′ (Bi 16 , (Ge + MA) 37 , Te 47 )
C8 ′ (Bi 30 , (Ge + MA) 22 , Te 48 )
B7 ′ (Bi 19 , (Ge + MA) 26 , Te 55 )
An information recording medium is provided in which the element MA is Si and the content of the element MA in the recording layer is in the range of 1 to 20 atomic%.
本発明の第2の態様に従えば、情報記録媒体であって、基板と、基板上に設けられ、Bi、Ge、Te及びこれらの元素以外の元素MAを含む相変化材料で形成された記録層とを備え、Geの一部が元素MAで置換されており、該記録層中のBi、(Ge+MA)及びTeの組成比率がBi、(Ge+MA)及びTeの三角組成図上の以下の各点により囲まれた組成範囲にあり、
B2’(Bi2,(Ge+MA)47,Te51)
C2’(Bi3,(Ge+MA)47,Te50)
D2’(Bi4,(Ge+MA)47,Te49)
D6’(Bi16,(Ge+MA)37,Te47)
C8’(Bi30,(Ge+MA)22,Te48)
B7’(Bi19,(Ge+MA)26,Te55)
元素MAがBであり、該記録層中の元素MAの含有量が1〜10原子%の範囲であることを特徴とする情報記録媒体が提供される。
According to the second aspect of the present invention, there is provided an information recording medium, which is a recording medium formed of a phase change material provided on the substrate and containing Bi, Ge, Te, and an element MA other than these elements. And a part of Ge is replaced by the element MA, and the composition ratio of Bi, (Ge + MA) and Te in the recording layer is Bi, (Ge + MA) and Te on the triangular composition diagram shown below. In the composition range surrounded by dots,
B2 ′ (Bi 2 , (Ge + MA) 47 , Te 51 )
C2 ′ (Bi 3 , (Ge + MA) 47 , Te 50 )
D2 ′ (Bi 4 , (Ge + MA) 47 , Te 49 )
D6 ′ (Bi 16 , (Ge + MA) 37 , Te 47 )
C8 ′ (Bi 30 , (Ge + MA) 22 , Te 48 )
B7 ′ (Bi 19 , (Ge + MA) 26 , Te 55 )
An information recording medium is provided in which the element MA is B and the content of the element MA in the recording layer is in the range of 1 to 10 atomic%.
本発明者らは、Bi−Ge−Te系相変化材料を用い且つ記録層中のBi、Ge及びTeの組成比率がBi、Ge及びTeの三角組成図上の以下の各点により囲まれた組成範囲の相変化材料を形成母材とし、その形成母材のGeの一部をSi及びBのうち少なくとも一種の元素(置換元素MA)で置換した相変化材料を記録層材料として用いることにより、青色レーザーで情報記録した際にも溶融領域の再結晶化が抑制され、多数回書換の耐久性が改善されることを見出した。
B2(Bi2,Ge47,Te51)
C2(Bi3,Ge47,Te50)
D2(Bi4,Ge47,Te49)
D6(Bi16,Ge37,Te47)
C8(Bi30,Ge22,Te48)
B7(Bi19,Ge26,Te55)
The inventors of the present invention used a Bi—Ge—Te phase change material, and the composition ratio of Bi, Ge, and Te in the recording layer was surrounded by the following points on the triangular composition diagram of Bi, Ge, and Te. By using a phase change material having a composition range as a forming base material, and using a phase change material in which a part of Ge of the forming base material is replaced with at least one element (substitution element MA) of Si and B as a recording layer material. The present inventors have found that even when information is recorded with a blue laser, recrystallization of the molten region is suppressed, and the durability of rewriting many times is improved.
B2 (Bi 2, Ge 47, Te 51)
C2 (Bi 3 , Ge 47 , Te 50 )
D2 (Bi 4 , Ge 47 , Te 49 )
D6 (Bi 16, Ge 37, Te 47)
C8 (Bi 30 , Ge 22 , Te 48 )
B7 (Bi 19 , Ge 26 , Te 55 )
上記記録層の形成母材のGeの一部をSiで置換した場合、SiはGeやGeTeよりも融点が高いので、溶融部外縁部では結晶化速度の小さいSiTeが生成されて偏析するので再結晶化が抑制される。また、Si原子の原子半径は小さいので、SiTeは、凝固時には速やかに偏析し、溶融時には速やかに拡散する。さらに、SiはTe以外の記録層材料中の構成元素、すなわちBi及びGeとは化合物を形成し難いので、多数回書換を行ってもSiTeは安定して存在し、再結晶化抑制効果が阻害される可能性は低い。 When a part of Ge of the base material for forming the recording layer is replaced with Si, Si has a higher melting point than Ge and GeTe. Crystallization is suppressed. Further, since the atomic radius of Si atoms is small, SiTe segregates quickly when solidified and diffuses rapidly when melted. Furthermore, since Si is difficult to form a compound with constituent elements in the recording layer material other than Te, that is, Bi and Ge, SiTe exists stably even if rewritten many times, and the recrystallization suppression effect is inhibited. It is unlikely to be done.
上記記録層の形成母材のGeの一部をBで置換した場合、B原子は原子半径が1.2Å以下と小さいので、B原子は凝固時に速やかに溶融領域外縁に偏析する。さらに、B原子は溶融時には比較的速やかに拡散するので、多数回書換を行っても溶融領域外縁におけるGe原子の偏析の増加を抑制することができる。 When a part of Ge in the base material for forming the recording layer is replaced with B, since B atoms have a small atomic radius of 1.2 mm or less, B atoms are segregated quickly to the outer edge of the molten region during solidification. Furthermore, since B atoms diffuse relatively quickly during melting, an increase in the segregation of Ge atoms at the outer edge of the melting region can be suppressed even if rewriting is performed many times.
ただし、置換元素MA(Si及び/又はB)の含有量が多くなると、記録層材料中の結晶部とアモルファス部の光学定数の差(Δn、Δk)が小さくなるため、置換元素MAがSiの場合には、Siの含有量は1〜20原子%の範囲にする必要があり、置換元素MAがBの場合には、Bの含有量は1〜10原子%の範囲にする必要がある。なお、置換元素MAの総含有量が1原子%未満では、上述のような置換元素MAよる効果(再結晶化抑制効果など)が得られない。 However, when the content of the substitution element MA (Si and / or B) increases, the difference (Δn, Δk) between the optical constants of the crystal part and the amorphous part in the recording layer material becomes small. In some cases, the Si content needs to be in the range of 1 to 20 atomic%. When the substitution element MA is B, the B content needs to be in the range of 1 to 10 atomic%. In addition, when the total content of the substitution element MA is less than 1 atomic%, the above-described effects (such as a recrystallization suppressing effect) by the substitution element MA cannot be obtained.
本発明の第3の態様に従えば、情報記録媒体であって、基板と、基板上に設けられ、Bi、Ge、Te及びこれらの元素以外の元素MBを含む相変化材料で形成された記録層とを備え、Geの一部が元素MBで置換されており、該記録層中のBi、(Ge+MB)及びTeの組成比率がBi、(Ge+MB)及びTeの三角組成図上の以下の各点により囲まれた組成範囲にあり、
B2’(Bi2,(Ge+MB)47,Te51)
C2’(Bi3,(Ge+MB)47,Te50)
D2’(Bi4,(Ge+MB)47,Te49)
D6’(Bi16,(Ge+MB)37,Te47)
C8’(Bi30,(Ge+MB)22,Te48)
B7’(Bi19,(Ge+MB)26,Te55)
元素MBがSn及びPbのうち少なくとも一種の元素であり、該記録層中の元素MBの含有量が1〜20原子%の範囲であることを特徴とする情報記録媒体が提供される。
According to the third aspect of the present invention, there is provided an information recording medium, which is a recording medium formed on a substrate and a phase change material including Bi, Ge, Te, and an element MB other than these elements. And a part of Ge is replaced by the element MB, and the composition ratio of Bi, (Ge + MB) and Te in the recording layer is as follows on the triangular composition diagram of Bi, (Ge + MB) and Te. In the composition range surrounded by dots,
B2 ′ (Bi 2 , (Ge + MB) 47 , Te 51 )
C2 ′ (Bi 3 , (Ge + MB) 47 , Te 50 )
D2 ′ (Bi 4 , (Ge + MB) 47 , Te 49 )
D6 ′ (Bi 16 , (Ge + MB) 37 , Te 47 )
C8 ′ (Bi 30 , (Ge + MB) 22 , Te 48 )
B7 ′ (Bi 19 , (Ge + MB) 26 , Te 55 )
An information recording medium is provided in which the element MB is at least one element of Sn and Pb, and the content of the element MB in the recording layer is in the range of 1 to 20 atomic%.
本発明者らは、Bi−Ge−Te系相変化材料を用い且つ記録層中のBi、Ge及びTeの組成比率がBi、Ge及びTeの三角組成図上の上記各点(B2、C2、D2、D6、C8及びB7)により囲まれた組成範囲の相変化材料を形成母材とし、その形成母材のGeの一部をSn及びPbのうち少なくとも一種の元素(置換元素MB)で置換した相変化材料を記録層材料として用いることにより、青色レーザーで情報記録した際にも、SnTe、PbTeが記録層中で結晶核として形成されて核生成速度が向上するので、高速記録時の消去不足を補うことができることを見出した。 The inventors of the present invention use the Bi-Ge-Te phase change material and the above-described points (B2, C2, and Bi) in the triangular composition diagram in which the composition ratio of Bi, Ge, and Te in the recording layer is Bi, Ge, and Te. A phase change material having a composition range surrounded by D2, D6, C8, and B7) is used as a forming base material, and a part of Ge in the forming base material is replaced with at least one element (substitution element MB) of Sn and Pb. When the recorded phase change material is used as a recording layer material, SnTe and PbTe are formed as crystal nuclei in the recording layer even when information is recorded with a blue laser, so that the nucleation speed is improved. I found that I could make up for the shortage.
また、上記形成母材のGeの一部をSn及びPbのうち少なくとも一種の元素で置換することにより、記録層中にSnTe、PbTeの結晶核が多く形成され、結晶核からの結晶成長が抑制されるので、低線速記録時の再結晶化を抑制する効果も期待できる。 Further, by replacing a part of Ge of the formation base material with at least one element of Sn and Pb, a large number of SnTe and PbTe crystal nuclei are formed in the recording layer, and crystal growth from the crystal nuclei is suppressed. Therefore, an effect of suppressing recrystallization at the time of low linear velocity recording can be expected.
Sn及びPbは単体で低融点の元素であるため、Geの一部をSn及びPbのうち少なくとも一種の元素で置換することにより、より低記録パワーでの情報記録が可能になり、高速記録時の記録感度劣化を抑えることができる。さらに、低線速記録時においても記録パワーを小さくすることができるため、多数回書換による記録層のダメージを低減すことができ、書換耐久性を向上させることができる。 Since Sn and Pb are simple elements having a low melting point, information can be recorded at a lower recording power by replacing a part of Ge with at least one element of Sn and Pb. Recording sensitivity deterioration can be suppressed. Further, since the recording power can be reduced even at the time of low linear velocity recording, damage to the recording layer due to rewriting many times can be reduced, and rewriting durability can be improved.
ただし、置換元素MB(Sn及びPbのうち少なくとも一種の元素)の含有量が多くなると、記録層材料中の結晶部とアモルファス部の光学定数の差(Δn、Δk)が小さくなるので、置換元素MBの総含有量は1〜20原子%の範囲にする必要がある。なお、置換元素MBの総含有量が1原子%未満では、上述のような置換元素MBの効果(消去不足の解消など)が得られない。 However, when the content of the substitution element MB (at least one element of Sn and Pb) increases, the difference in optical constant (Δn, Δk) between the crystal part and the amorphous part in the recording layer material becomes small. The total content of MB needs to be in the range of 1-20 atom%. If the total content of the substitution element MB is less than 1 atomic%, the effect of the substitution element MB as described above (such as elimination of insufficient erasure) cannot be obtained.
本発明の第4の態様に従えば、情報記録媒体であって、基板と、基板上に設けられ、Bi、Ge、Te及びこれらの元素以外の元素Mを含む相変化材料で形成された記録層とを備え、Geの一部が元素Mで置換されており、該記録層中のBi、(Ge+M)及びTeの組成比率がBi、(Ge+M)及びTeの三角組成図上の以下の各点により囲まれた組成範囲にあり、
B2’(Bi2,(Ge+M)47,Te51)
C2’(Bi3,(Ge+M)47,Te50)
D2’(Bi4,(Ge+M)47,Te49)
D6’(Bi16,(Ge+M)37,Te47)
C8’(Bi30,(Ge+M)22,Te48)
B7’(Bi19,(Ge+M)26,Te55)
元素Mが元素MA及び元素MBを含み、元素MAがSiであり、元素MBがSn及びPbのうち少なくとも一種の元素であり、該記録層中の元素MA及び元素MBの総含有量が1〜20原子%の範囲であることを特徴とする情報記録媒体が提供される。
According to the fourth aspect of the present invention, there is provided an information recording medium, which is a recording medium formed of a phase change material provided on the substrate and containing Bi, Ge, Te, and an element M other than these elements. And a part of Ge is replaced by the element M, and the composition ratio of Bi, (Ge + M) and Te in the recording layer is as follows on the triangular composition diagram of Bi, (Ge + M) and Te. In the composition range surrounded by dots,
B2 ′ (Bi 2 , (Ge + M) 47 , Te 51 )
C2 ′ (Bi 3 , (Ge + M) 47 , Te 50 )
D2 ′ (Bi 4 , (Ge + M) 47 , Te 49 )
D6 ′ (Bi 16 , (Ge + M) 37 , Te 47 )
C8 ′ (Bi 30 , (Ge + M) 22 , Te 48 )
B7 ′ (Bi 19 , (Ge + M) 26 , Te 55 )
The element M includes the element MA and the element MB, the element MA is Si, the element MB is at least one element of Sn and Pb, and the total content of the element MA and the element MB in the recording layer is 1 to An information recording medium characterized by being in the range of 20 atomic% is provided.
本発明の第5の態様に従えば、情報記録媒体であって、基板と、基板上に設けられ、Bi、Ge、Te及びこれらの元素以外の元素Mを含む相変化材料で形成された記録層とを備え、Geの一部が元素Mで置換されており、該記録層中のBi、(Ge+M)及びTeの組成比率がBi、(Ge+M)及びTeの三角組成図上の以下の各点により囲まれた組成範囲にあり、
B2’(Bi2,(Ge+M)47,Te51)
C2’(Bi3,(Ge+M)47,Te50)
D2’(Bi4,(Ge+M)47,Te49)
D6’(Bi16,(Ge+M)37,Te47)
C8’(Bi30,(Ge+M)22,Te48)
B7’(Bi19,(Ge+M)26,Te55)
元素Mが元素MA及び元素MBを含み、元素MAがBであり、元素MBがSn及びPbのうち少なくとも一種の元素であり、該記録層中の元素MAの含有量が1〜10原子%の範囲であり、且つ、元素MA及び元素MBの総含有量が1〜20原子%の範囲であることを特徴とする情報記録媒体が提供される。
According to a fifth aspect of the present invention, there is provided an information recording medium, which is a recording medium formed on a substrate and a phase change material provided on the substrate and containing Bi, Ge, Te, and an element M other than these elements. And a part of Ge is replaced by the element M, and the composition ratio of Bi, (Ge + M) and Te in the recording layer is as follows on the triangular composition diagram of Bi, (Ge + M) and Te. In the composition range surrounded by dots,
B2 ′ (Bi 2 , (Ge + M) 47 , Te 51 )
C2 ′ (Bi 3 , (Ge + M) 47 , Te 50 )
D2 ′ (Bi 4 , (Ge + M) 47 , Te 49 )
D6 ′ (Bi 16 , (Ge + M) 37 , Te 47 )
C8 ′ (Bi 30 , (Ge + M) 22 , Te 48 )
B7 ′ (Bi 19 , (Ge + M) 26 , Te 55 )
The element M includes the element MA and the element MB, the element MA is B, the element MB is at least one element of Sn and Pb, and the content of the element MA in the recording layer is 1 to 10 atomic% There is provided an information recording medium characterized in that the total content of element MA and element MB is in the range of 1 to 20 atomic%.
本発明の第4及び第5の態様に従う情報記録媒体では、Bi−Ge−Te系相変化材料を用い且つ記録層中のBi、Ge及びTeの組成比率がBi、Ge及びTeの三角組成図上の上記各点(B2、C2、D2、D6、C8及びB7)により囲まれた組成範囲の相変化材料を形成母材とし、その形成母材のGeの一部を上述の置換元素MA(Si及び/又はB)及び置換元素MB(Sn及びPbのうち少なくとも一種の元素)で置換した相変化材料を記録層材料として用いた。 In the information recording medium according to the fourth and fifth aspects of the present invention, a Bi—Ge—Te phase change material is used, and the composition ratio of Bi, Ge, and Te in the recording layer is a triangular composition diagram of Bi, Ge, and Te. A phase change material having a composition range surrounded by the above points (B2, C2, D2, D6, C8, and B7) is used as a forming base material, and a part of Ge in the forming base material is replaced with the above-described substitution element MA ( A phase change material substituted with Si and / or B) and a substitution element MB (at least one element of Sn and Pb) was used as the recording layer material.
上述したように、記録層の形成母材のGeを置換元素MA(Si及び/又はB)で置換した場合には低線速記録時における再結晶化抑制効果があり、置換元素MB(Sn及びPbのうち少なくとも一種の元素)で置換した場合には高線速記録時における消去比不足解消効果がある。それゆえ、本発明の第4及び第5の態様に従う情報記録媒体のように、形成母材中のGeの一部を置換元素MA及びMBで置換する事により、上述のような置換元素MA及びMBによる効果を併せ持った情報記録媒体が得られる。すなわち、本発明の第4及び第5の態様に従う情報記録媒体では、低線速記録時における再結晶化の課題が解消され且つ高線速記録時における消去比不足が解消されるので、記録可能な線速範囲をより広くすることが可能になる。 As described above, when Ge of the base material for forming the recording layer is replaced with the substitution element MA (Si and / or B), there is an effect of suppressing recrystallization at the time of low linear velocity recording, and the substitution element MB (Sn and Substitution with at least one element of Pb has the effect of eliminating the lack of erasure ratio during high linear velocity recording. Therefore, as in the information recording media according to the fourth and fifth aspects of the present invention, by replacing a part of Ge in the forming base material with the substitution elements MA and MB, the substitution elements MA and An information recording medium having the effect of MB can be obtained. That is, in the information recording medium according to the fourth and fifth aspects of the present invention, the problem of recrystallization at the time of low linear velocity recording is solved and the lack of erasure ratio at the time of high linear velocity recording is eliminated, so that recording is possible. It is possible to widen the linear speed range.
しかしながら、記録層中の置換元素MA及びMBの総含有量が多くなると、置換元素MAによる効果と置換元素MBによる効果とが互いに相殺してしまうので、置換元素MA及びMBの総含有量は制限され、1〜20原子%にする必要がある。ただし、置換元素MAにBを用いた場合には、記録層中の元素MAの含有量が1〜10原子%の範囲であり且つ、置換元素MA及びMBの総含有量は1〜20原子%の範囲にする必要がある。 However, if the total content of the substitution elements MA and MB in the recording layer increases, the effect of the substitution element MA and the effect of the substitution element MB cancel each other, so the total content of the substitution elements MA and MB is limited. 1 to 20 atomic%. However, when B is used as the substitution element MA, the content of the element MA in the recording layer is in the range of 1 to 10 atom%, and the total content of the substitution elements MA and MB is 1 to 20 atom%. It is necessary to be in the range.
また、置換元素MA及びMBの総含有量が20原子%を超えると記録材料の結晶部とアモルファス部の光学定数の差(Δn、Δk)が小さくなり、一方、なお、置換元素MA及びMBの総含有量が1原子%未満では、上述のような置換元素MA及びMBの効果が得られない。 Further, when the total content of the substitution elements MA and MB exceeds 20 atomic%, the difference in optical constant (Δn, Δk) between the crystal part and the amorphous part of the recording material becomes small, while the substitution elements MA and MB When the total content is less than 1 atomic%, the effects of the substitution elements MA and MB as described above cannot be obtained.
本発明の第1〜5の態様に従う情報記録媒体で使用される記録層材料をまとめると、以下に示す組成系の相変化材料となる。本発明では、記録層中のBi、Ge及びTe以外の元素の含有量を調節することにより対応可能な線速度範囲を調整することができる。
4元系記録層材料:Bi−Ge−Si−Te,B−Bi−Ge−Te,Bi−Ge−Sn−Te,Bi−Ge−Pb−Te
5元系記録層材料:B−Bi−Ge−Si−Te,Bi−Ge−Pb−Sn−Te,Bi−Ge−Si−Pb−Te,Bi−Ge−Si−Sn−Te、B−Bi−Ge−Pb−Te,B−Bi−Ge−Sn−Te
6元系記録層材料:B−Bi−Ge−Pb−Sn−Te,Bi−Ge−Pb−Si−Sn−Te,B−Bi−Ge−Si−Sn−Te,B−Bi−Ge−Pb−Si−Te,
7元系記録層材料:B−Bi−Ge−Pb−Si−Sn−Te
以上のような多元系の組成を適宜調整することにより、記録層材料の性能をよりきめ細かに制御することが可能となる。
When the recording layer materials used in the information recording medium according to the first to fifth aspects of the present invention are put together, the following phase change materials of the composition system are obtained. In the present invention, the applicable linear velocity range can be adjusted by adjusting the content of elements other than Bi, Ge, and Te in the recording layer.
Quaternary recording layer materials: Bi-Ge-Si-Te, B-Bi-Ge-Te, Bi-Ge-Sn-Te, Bi-Ge-Pb-Te
Five-element recording layer materials: B—Bi—Ge—Si—Te, Bi—Ge—Pb—Sn—Te, Bi—Ge—Si—Pb—Te, Bi—Ge—Si—Sn—Te, B—Bi -Ge-Pb-Te, B-Bi-Ge-Sn-Te
6-element recording layer materials: B—Bi—Ge—Pb—Sn—Te, Bi—Ge—Pb—Si—Sn—Te, B—Bi—Ge—Si—Sn—Te, B—Bi—Ge—Pb -Si-Te,
7-element recording layer material: B-Bi-Ge-Pb-Si-Sn-Te
By appropriately adjusting the multi-component composition as described above, the performance of the recording layer material can be controlled more finely.
本発明の第1〜5の態様に従う情報記録媒体では、上記情報記録媒体の情報記録に用いられる光ビームの波長が390nm〜420nmであることが好ましい。 In the information recording medium according to the first to fifth aspects of the present invention, the wavelength of the light beam used for information recording of the information recording medium is preferably 390 nm to 420 nm.
情報記録媒体の情報記録時に用いる光ビームとして、波長が390nm〜420nmの光ビームを用いることは、ビームスポット径が小さくなるので大容量化には極めて有効である。しかしながら、CDやDVDで一般に用いられている波長650nm〜780nm程度の光ビームに比べて、(1)エネルギー強度が高く多数回書換えが困難である、(2)アモルファス状態と結晶状態との屈折率差が小さいため信号強度が小さくなる、といった問題が生じる。 The use of a light beam having a wavelength of 390 nm to 420 nm as the light beam used when recording information on the information recording medium is extremely effective for increasing the capacity because the beam spot diameter is reduced. However, compared with a light beam having a wavelength of about 650 nm to 780 nm generally used for CDs and DVDs, (1) the energy intensity is high and it is difficult to rewrite many times. (2) Refractive index between the amorphous state and the crystalline state There arises a problem that the signal intensity becomes small because the difference is small.
本発明者らは、検証実験により、本発明の第1〜5の態様に従う情報記録媒体で用いた相変化材料を記録層として用いることにより、波長が390nm〜420nmの光ビームを用いて情報を記録しても、記録データの信頼性が高く且つデータの繰返し記録に対する耐久性の高い好適な特性を有する情報記録媒体が得られることを見出した。 The inventors of the present invention conducted a verification experiment by using the phase change material used in the information recording medium according to the first to fifth aspects of the present invention as a recording layer, thereby using a light beam having a wavelength of 390 nm to 420 nm. It has been found that an information recording medium having suitable characteristics with high reliability of recorded data and high durability against repeated recording of data can be obtained even after recording.
本発明の第1〜5の態様に従う情報記録媒では、上記基板上に同心円状あるいはスパイラル状の溝が形成されており、該溝及び溝間の少なくともいずれか一方を記録トラックとして用いることが好ましく、特に、上記溝及び上記溝間の両方を記録トラックとして用いることが好ましい。 In the information recording medium according to the first to fifth aspects of the present invention, it is preferable that concentric or spiral grooves are formed on the substrate, and at least one of the grooves and the grooves is used as a recording track. In particular, it is preferable to use both the groove and the groove as recording tracks.
溝(グルーブ)及び溝間(ランド)の両方を記録トラックとして用いる方法は、グルーブあるいはランドのどちらか一方のみを記録トラックで用いる場合に比べて、トラックピッチを狭くすることができるので、大容量化に極めて有効な方法である。しかしながら、グルーブ及びランドの両方を記録トラックとして用いた場合、グルーブとランドとの形状の違いに起因するグルーブとランドとの熱特性の違いから、記録層のグルーブ部とランド部ではその熱履歴が異なる。その結果、情報の記録消去特性においてグルーブとランドで差が生じたり、上述のクロスイレーズが発生するなどの問題が生じる。 The method of using both the groove (groove) and the space between the grooves (land) as the recording track can reduce the track pitch as compared with the case where only one of the groove and the land is used as the recording track. This is an extremely effective method for the conversion. However, when both the groove and the land are used as recording tracks, the thermal history of the groove portion and the land portion of the recording layer is different from the difference in the thermal characteristics between the groove and the land due to the difference in shape between the groove and the land. Different. As a result, there arises a problem that a difference occurs between the groove and the land in the information recording and erasing characteristics, and the above-mentioned cross erase occurs.
しかしながら、本発明者らは、検証実験により、本発明の第1〜5の態様に従う情報記録媒体で用いた相変化材料を記録層材料として用いることにより、グルーブ及びランドの両方を記録トラックとして用いる場合でも、好適な特性が得られることを見出した。 However, the present inventors have used both the groove and the land as the recording track by using the phase change material used in the information recording medium according to the first to fifth aspects of the present invention as the recording layer material through a verification experiment. Even in this case, it was found that suitable characteristics can be obtained.
本発明の第1〜5の態様に従う情報記録媒体では、上記情報記録媒体の記録トラックのトラックピッチTPと、情報の記録再生に用いられる光ビームの波長λと、光ビームを集光するための対物レンズの開口数NAとの間に、
0.35×(λ/NA)≦TP≦0.7×(λ/NA)
なる関係が成立することが好ましい。
In the information recording medium according to the first to fifth aspects of the present invention, the track pitch TP of the recording track of the information recording medium, the wavelength λ of the light beam used for recording / reproducing information, and the light beam for condensing the light beam Between the numerical aperture NA of the objective lens,
0.35 × (λ / NA) ≦ TP ≦ 0.7 × (λ / NA)
It is preferable that this relationship is established.
情報の大容量化を図るために、トラックピッチを狭くすることは極めて有効な方法である。しかしながら、トラックピッチを狭くすると、情報記録時に隣接トラックに記録されたマークの一部が結晶化してしまうという現象(いわゆる、クロスイレーズ)が極めて現れ易くなる。しかしながら、本発明者らは、検証実験により、本発明の第1〜5の態様に従う情報記録媒体で用いた相変化材料を記録層として用いることにより、トラックピッチTPが0.35×(λ/NA)≦TP≦0.7×(λ/NA)(λ:光ビームの波長、NA:対物レンズの開口数)となるような狭トラックピッチの場合であっても、クロスイレーズを大幅に低減できることを見出した。 In order to increase the capacity of information, it is an extremely effective method to reduce the track pitch. However, when the track pitch is narrowed, a phenomenon (so-called cross erase) that a part of the mark recorded on the adjacent track is crystallized at the time of information recording is very likely to appear. However, the present inventors have conducted a verification experiment by using the phase change material used in the information recording medium according to the first to fifth aspects of the present invention as the recording layer, so that the track pitch TP is 0.35 × (λ / NA) ≦ TP ≦ 0.7 × (λ / NA) (λ: wavelength of light beam, NA: numerical aperture of objective lens) Even in the case of a narrow track pitch, cross erase is greatly reduced. I found out that I can do it.
本発明の第1〜5の態様に従う情報記録媒体では、上記情報記録媒体が、さらに、界面層を備え、該界面層が上記記録層の少なくとも一方の側の表面に接して設けられていることが好ましい。 In the information recording medium according to the first to fifth aspects of the present invention, the information recording medium further includes an interface layer, and the interface layer is provided in contact with the surface on at least one side of the recording layer. Is preferred.
上述の第1〜5の態様に従う情報記録媒体において、本発明者らは、記録層の少なくとも一方の界面に接して界面層を形成することにより、書換回数や保存寿命が飛躍的に向上することを検証実験により見出した。 In the information recording media according to the first to fifth aspects described above, the inventors of the present invention dramatically improve the number of rewrites and the storage life by forming an interface layer in contact with at least one interface of the recording layer. Was found by a verification experiment.
本発明の第1〜5の態様に従う情報記録媒体では、記録層に接してBi2Te3、SnTe、PbTe等を含有した核生成層を設けても良い。記録層に接して核生成層を設けると、記録マーク周辺の再結晶化の抑制効果がさらに向上する。これは、結晶核の増加速度が大きい場合、それぞれの結晶核から成長した結晶がその隣の結晶核から成長した結晶とすぐにぶつかり合い結晶成長を抑制するためであると考えられる。また、本発明の第1〜5の態様に従う情報記録媒体では、記録層の形成材料が上述の組成範囲の関係を維持していれば、たとえ、不純物が混入していたとしても、不純物の原子%が1%以内であれば、本発明の効果は失われない。 In the information recording medium according to the first to fifth aspects of the present invention, a nucleation layer containing Bi 2 Te 3 , SnTe, PbTe or the like may be provided in contact with the recording layer. When the nucleation layer is provided in contact with the recording layer, the effect of suppressing recrystallization around the recording mark is further improved. This is presumably because when the rate of increase of crystal nuclei is large, crystals grown from each crystal nucleus collide with crystals grown from the adjacent crystal nuclei immediately and suppress crystal growth. Further, in the information recording medium according to the first to fifth aspects of the present invention, as long as the forming material of the recording layer maintains the above-described composition range relationship, even if impurities are mixed, the atoms of the impurities If% is within 1%, the effect of the present invention is not lost.
また、本発明の第1〜5の態様に従う情報記録媒体は、エネルギービームの照射により熱が発生し、この熱により原子配列の変化が起こり、これにより情報の記録が行われる情報記録媒体に適用可能であるので、特に情報記録媒体の形状によらず、光カード等の円盤状情報記録媒体以外の情報記録媒体にも適用できる。なお、本明細書では、本発明の情報記録媒体を相変化型光ディスク、あるいは単に光ディスクと記載することもある。また、本明細書中では上記したエネルギービームを光ビーム、または単にレーザー光と表現することもある。 In addition, the information recording medium according to the first to fifth aspects of the present invention is applied to an information recording medium in which heat is generated by irradiation of an energy beam, and the atomic arrangement is changed by this heat, thereby recording information. Therefore, the present invention can be applied to information recording media other than the disc-shaped information recording medium such as an optical card, regardless of the shape of the information recording medium. In the present specification, the information recording medium of the present invention may be described as a phase change type optical disc or simply an optical disc. In the present specification, the energy beam described above may be expressed as a light beam or simply a laser beam.
また、本発明の第1〜5の態様に従う情報記録媒体では、記録層の光ビーム入射側に基板が配置されるような構成を前提としているが、記録層の光ビーム入射側とは反対側に基板を配置し、光ビーム入射側には、基板よりも薄い保護シート等の保護材を配置しても良い。 In the information recording medium according to the first to fifth aspects of the present invention, it is assumed that the substrate is disposed on the light beam incident side of the recording layer, but the side opposite to the light beam incident side of the recording layer. A substrate may be disposed on the light beam incident side, and a protective material such as a protective sheet thinner than the substrate may be disposed on the light beam incident side.
また、本発明の第1〜5の態様に従う情報記録媒体に照射されるエネルギービームとしては、情報記録媒体上に熱を発生させることが可能なエネルギービームであれば同様の効果が得られるので、電子ビーム等のエネルギービームを使用しても良い。 Further, as the energy beam irradiated to the information recording medium according to the first to fifth aspects of the present invention, the same effect can be obtained as long as the energy beam can generate heat on the information recording medium. An energy beam such as an electron beam may be used.
本発明の情報記録媒体によれば、Bi、Ge及びTeを含む相変化材料のGeの一部を上述した置換元素MA及び/又は置換元素MBで置換し、且つ、置換元素の総含有量を上述した範囲(置換元素にBだけを用いる場合は1〜10原子%、それ以外は1〜20原子%)とすることにより、青色レーザーで情報記録した場合にも、データの繰返し記録に対する耐久性が高く、高速記録が可能で、且つ、対応可能な記録線速の範囲が広い情報記録媒体が得られる。 According to the information recording medium of the present invention, part of Ge of the phase change material containing Bi, Ge, and Te is substituted with the above-described substitution element MA and / or substitution element MB, and the total content of substitution elements is set. By using the above-mentioned range (1 to 10 atomic% when only B is used as a substitution element, 1 to 20 atomic% otherwise), even when recording information with a blue laser, durability against repeated recording of data Therefore, an information recording medium that is high in speed, capable of high-speed recording, and has a wide range of recording linear velocities can be obtained.
以下、本発明の情報記録媒体の実施例を説明するが、本発明はこれに限定されるものでない。 Examples of the information recording medium of the present invention will be described below, but the present invention is not limited thereto.
[情報記録媒体及びその製造方法]
実施例1で作製した情報記録媒体は相変化型光ディスクであり、その概略断面図を図1に示した。この例で作製した光ディスク10は、図1に示すように、基板1上に第1保護層2、第1界面層3、記録層4、第2界面層5、第2保護層6、熱拡散層7、紫外線硬化樹脂層8が順次積層された構造を有する。次に、この例の光ディスク10の作製方法を説明する。なお、この例で作製した光ディスク10では、グルーブとランドの両方に情報を記録する、いわゆる、ランド・グルーブ記録方式を採用した。
[Information recording medium and manufacturing method thereof]
The information recording medium manufactured in Example 1 is a phase change type optical disc, and a schematic cross-sectional view thereof is shown in FIG. As shown in FIG. 1, an
まず、基板1には、直径120mm、厚さ0.6mmのポリカーボネート製基板を用いた。基板1は射出成形により作製し、基板1の半径23.8mmから58.6mmの情報の記録領域には、ランドトラック及びグルーブトラックの各トラックピッチが0.34μmとなるような溝を形成した。また、トラックには93チャネルビットの周期でウォブルを施した。 First, a polycarbonate substrate having a diameter of 120 mm and a thickness of 0.6 mm was used as the substrate 1. The substrate 1 was produced by injection molding, and grooves were formed in the information recording area of the radius of 23.8 mm to 58.6 mm of the substrate 1 so that each track pitch of the land track and groove track was 0.34 μm. The track was wobbled at a cycle of 93 channel bits.
次に、基板1上に、第1保護層2として(ZnS)80(SiO2)20をスパッタリングにより60nmの膜厚で形成した。次いで、第1保護層2上に、第1界面層3としてGe8Cr2−N(相対比表示)をスパッタリングにより2nmの膜厚で形成した。
Next, (ZnS) 80 (SiO 2 ) 20 was formed as a first
次に、第1界面層3上に、記録層4をスパッタリングにより11nmの膜厚で形成した。記録層4はBi3Ge47Te50又はBi30Ge22Te48を形成母材としてGeの一部をSi(添加元素MA)に置換した種々の材料で形成した。記録層4の形成方法は次の通りである。スパッタリングターゲットとして、Ge50Te50とBi2Te3ターゲット以外に、Geの一部をSiと置換するために、さらにSi50Te50ターゲットを用意して3種類のダーゲットで同時スパッタリングして記録層を形成した。この際、記録層の組成が、所望の組成となるように、各々のターゲットに印加するスパッタリングパワーを調整した。なお、この例では、Si元素の含有量を1〜25原子%の範囲で変化させた種々の光ディスクを形成した。なお、比較のため、Si元素を含まない光ディスク、すなわち、記録層4を形成母材(Bi3Ge47Te50又はBi30Ge22Te48)のみで形成した光ディスクも作製した。
Next, the recording layer 4 was formed to a thickness of 11 nm on the
上記方法で形成された記録層4上に、第2界面層5としてGe8Cr2−N(相対比表示)をスパッタリングにより2nmの膜厚で形成した。次いで、第2界面層5上に、第2保護層6(中間層ともいう)として(ZnS)50(SiO2)50をスパッタリングにより40nmの膜厚で形成した。さらに、第2保護層6上に、熱拡散層7としてAl99Ti1をスパッタリングにより150nmの膜厚で形成した。
On the recording layer 4 formed by the above method, Ge 8 Cr 2 —N (relative ratio display) was formed as the
次に、熱拡散層7上に、紫外線硬化樹脂層8としてUV樹脂をこの上に塗布し、その上に、さらに厚さ0.6mmのポリカーボネート製の透明基板(不図示)を載置して、透明基板越しにUV照射を行い、UV樹脂を硬化させることにより透明基板を紫外線硬化樹脂層8上に張り合わせた。以上の製造方法により、図1に示した光ディスク10を得た。
Next, a UV resin is applied as an ultraviolet
上記の作製方法で得られた種々の光ディスクに対して、初期化装置(不図示)を用いて、波長810nm、ビームスポットの長径が96μm、短径が1μmである楕円ビームのレーザー光を照射して初期化を行った。 Various optical disks obtained by the above production method were irradiated with an elliptical laser beam having a wavelength of 810 nm, a beam spot major axis of 96 μm, and a minor axis of 1 μm using an initialization apparatus (not shown). Was initialized.
なお、この例では、図1に示すように、従来のDVD−RAM等の製品と同様の膜構成で光ディスクを作製したが、図1とは逆の順序で基板1上に各層を積層した構造の光ディスクであっても本発明と同様の効果が得られる。また、吸収率制御層を必要に応じて、所定の位置に積層しても良い。 In this example, as shown in FIG. 1, an optical disc was manufactured with a film configuration similar to that of a conventional product such as a DVD-RAM. However, each layer was laminated on the substrate 1 in the reverse order of FIG. The same effects as those of the present invention can be obtained even with this optical disc. Moreover, you may laminate | stack an absorptance control layer in a predetermined position as needed.
[情報記録再生装置]
この例で作製した種々の光ディスクに対して情報の記録及び再生を行うための情報記録再生装置の概略構成図を図2に示した。この例で用いた情報記録再生装置20は、図2に示すように、主に、この例で作製した光ディスク10を回転させるためのモーター21と、光ディスク10にレーザー光を照射する光ヘッド22と、トラッキング制御のためのL/Gサーボ回路23と、再生信号処理系24と、記録信号処理系27とから構成される。再生信号処理系24は、図2に示すように、再生信号のゲインを調整するプリアンプ回路25と、再生信号に基づいて情報再生を行う1−7復調器26とから構成される。記録信号処理系27は、図2に示すように、入力信号を所定の変調方式で変調する1−7変調器30と、記録信号波形を生成する記録波形発生回路29と、レーザー光の発光を制御するレーザー駆動回路28とから構成される。
[Information recording / playback device]
FIG. 2 shows a schematic configuration diagram of an information recording / reproducing apparatus for recording and reproducing information with respect to various optical disks produced in this example. As shown in FIG. 2, the information recording / reproducing
この例で用いた光ヘッド22は、波長405nmの半導体レーザーと、開口数NAが0.65の対物レンズを備えている(不図示)。一般的に、波長λのレーザー光を開口数NAの対物レンズにより集光した場合、レーザー光のスポット径はおよそ0.9×λ/NAとなるので、この例の場合、レーザー光のスポット径は約0.6μmとなる。ただし、この例では、レーザー光の偏光を円偏光とした。また、この例では、トラックピッチTPを0.34μmとしたので、トラックピッチTPと、波長λと、開口数NAとの間には、
TP=0.55×(λ/NA)
の関係が成立する。
The
TP = 0.55 × (λ / NA)
The relationship is established.
また、この例で作製した光ディスクはランド・グルーブ記録方式の光ディスクであるので、図2に示した情報記録再生装置20もランド・グルーブ記録方式に対応している。この例の情報記録再生装置20では、図2中のL/Gサーボ回路23により、ランドとグルーブに対するトラッキングを任意に選択することができる。
In addition, since the optical disk manufactured in this example is a land / groove recording type optical disk, the information recording / reproducing
以下に、情報記録再生装置20の動作を図2を用いて説明する。なお、記録再生を行う際のモーター制御方法としては、記録再生を行うゾーン毎にディスクの回転数を変化させるZCLV方式を採用した。また、この例では、情報記録の際に、マークエッジ方式を用い、1−7変調方式で光ディスク10上に情報を記録した。この変調方式では、情報は2T〜8Tのマーク長で記録される。ここで、Tとは情報記録時のクロックの周期を表しており、この例ではT=15.4nsとした。すなわち、この例では、最短2Tのマーク長はおよそ0.17μm、最長8Tのマーク長は約0.7μmとなる。また、この例では、記録線速を5.64m/sec(1倍速)、11.28m/sec(2倍速)及び16.92m/sec(3倍速)の3種類で記録した。
The operation of the information recording / reproducing
まず、情報記録に必要な信号が記録装置外部から1−7変調器30に入力される。次いで、1−7変調器30に入力された信号は1−7変調方式で変調され、2T〜8Tのデジタル信号が出力される。次いで、1−7変調器30から出力された2T〜8Tのデジタル信号は記録波形発生回路29に入力される。
First, a signal necessary for information recording is input to the 1-7
記録波形発生回路29では、入力された2T〜8Tのデジタル信号に基づいて、情報記録時のレーザー光照射に必要なマルチパルス記録波形が生成される。この例では、マルチパルス記録波形の高パワーレベル領域を、幅を約T/2の高パワーパルスと、高パワーパルス間に形成された幅が約T/2の低パワーパルスとで構成された一連のパルス列で形成した。また、マルチパルス記録波形の上記一連のパルス列の間の領域は中間パワーレベルのパルスで構成した。この際、記録層に記録マークを形成(アモルファス化)するための高パワーレベルのパルス強度と、記録マークを結晶化させるための中間パワーレベルのパルス強度を、記録再生を行う光ディスク毎に最適な値に調整した。
The recording
また、記録波形発生回路29内では、2T〜8Tのデジタル信号波形を時系列的に交互に「0」と「1」に対応させ、「0」の場合には、中間パワーレベルのレーザーパルスを照射し、「1」の場合には、上述の高パワーパルスと低パワーパルスで構成された一連のパルス列を照射するようにした。この際、中間パワーレベルのレーザーパルスが照射された光ディスク10上の部分は結晶となり、上述の高パワーパルスと低パワーパルスで構成された一連のパルス列が照射された部分はアモルファス(マーク部)に変化する。さらに、記録波形発生回路29は、上述の高パワーパルスと低パワーパルスで構成された一連のパルス列を形成する際に、マーク部の前後のスペース長に応じてマルチパルス波形の先頭パルス幅と最後尾のパルス幅を変化させる方式(適応型記録波形制御)に対応したマルチパルス波形テーブルを有しており、これによりマーク間に発生するマーク間熱干渉の影響を極力排除できるマルチパルス記録波形を発生している。
In the recording
次に、上述の記録波形発生回路29で生成されたマルチパルス記録波形は、レーザー駆動回路28に転送され、レーザー駆動回路28は、入力されたマルチパルス記録波形に基づいて、光ヘッド22内の半導体レーザーの発光を制御する。そして、半導体レーザーから出射されたレーザー光を光ヘッド22内の対物レンズにより光ディスク10の記録層上に絞り込み、マルチパルス記録波形に対応したタイミングでレーザー光を照射することにより、情報の記録を行った。
Next, the multi-pulse recording waveform generated by the above-described recording
上述のように記録された情報の再生動作を次に説明する。まず、光ヘッド22からレーザー光を光ディスク10の記録マーク上に照射し、記録マークと記録マーク以外の部分(未記録部分)からの反射光を光ヘッド22で検出して再生信号を得る。この再生信号の振幅をプリアンプ回路25により所定のゲインで増幅し、1−7復調器26に転送する。1−7復調器26では、入力された再生信号に基づいて情報を復調し再生データを出力する。以上の動作により、記録されたマークの再生が完了する。
Next, the reproducing operation of the information recorded as described above will be described. First, a laser beam is irradiated onto the recording mark of the
なお、後述するエラーレート測定の際には上記2T〜8Tを含むランダムパターンの信号の記録再生を行った。 In the measurement of the error rate described later, a random pattern signal including 2T to 8T was recorded and reproduced.
[記録層材料の評価]
上記製造方法で作製した記録層に含まれるSi(置換元素MA)の含有量を変化させた種々の光ディスクに対して以下のような測定を行い評価した。
[Evaluation of recording layer material]
The following measurements were performed on various optical disks in which the content of Si (substitution element MA) contained in the recording layer produced by the above production method was changed and evaluated.
上記製造方法で作製した種々の光ディスクを、図2に示した情報記録再生装置に装着して、1倍速及び2倍速の記録線速度におけるエラーレート(ただし、ランダムパターンを10回書換後のエラーレート)を測定した(以下では、これらの評価項目を1倍速記録エラーレート及び2倍速記録エラーレートという)。この試験結果から、各光ディスクの記録消去性能及び信号品質を評価した。ここでは、エラーレートの測定は、連続する5トラックの内周から外周方向に順番にランダムパターン(2T〜8Tのランダムパターン)を記録した後に、5トラックの中心トラックにおけるエラーレートを測定した。
Various optical discs manufactured by the above manufacturing method are mounted on the information recording / reproducing apparatus shown in FIG. 2, and the error rate at the recording linear velocity of 1 × speed and 2 × speed (however, the error rate after rewriting the
また、この例では、記録層の書換寿命の評価をするために、1倍速記録及び2倍速記録おける1000回書換え後のエラーレートを測定した(以下では、これらの評価項目を1000回書換え後の1倍速記録エラーレート及び2倍速記録エラーレートという)。なお、この例で作製した光ディスクではランド・グルーブ記録を採用しているが、ここではランドとグルーブにそれぞれ情報を記録した際の平均値を示した。なお、各評価の目標値は以下の通りである。
エラーレート(10回書換後):5×10−5以下
1000回書換後のエラーレート:1×10−4以下
In this example, in order to evaluate the rewritable life of the recording layer, the error rate after 1000 rewrites in 1 × speed recording and 2 × speed recording was measured (in the following, these evaluation items were rewritten after 1000 rewrites). 1x speed recording error rate and 2x speed recording error rate). The optical disk produced in this example employs land / groove recording, but here, the average value when information is recorded on each land and groove is shown. The target values for each evaluation are as follows.
Error rate (after 10 rewrites): 5 × 10 −5 or less Error rate after 1000 rewrites: 1 × 10 −4 or less
まず、この例では、記録層の形成母材にBi3Ge47Te50を用いて作製した光ディスクの中から、Si元素の含有量が5原子%の光ディスクについて、上記各試験を行い性能評価を行った。その結果、1倍速記録エラーレートは3.5×10−5、2倍速記録エラーレートは4.5×10−5、1000回書換後の1倍速記録エラーレートは8.0×10−5、そして、1000回書換後の2倍速記録エラーレートは9.5×10−5となり、全ての評価項目で目標レベルを達成することができた。 First, in this example, performance evaluation was performed by performing each of the above tests on an optical disk having a Si element content of 5 atomic% among optical disks manufactured using Bi 3 Ge 47 Te 50 as a base material for forming a recording layer. went. As a result, the 1 × speed recording error rate is 3.5 × 10 −5 , the 2 × speed recording error rate is 4.5 × 10 −5 , the 1 × speed recording error rate after 1000 rewrites is 8.0 × 10 −5 , The double speed recording error rate after 1000 rewrites was 9.5 × 10 −5 , and the target level could be achieved for all evaluation items.
次に、この例で記録層の形成母材にBi3Ge47Te50を用いて作製した光ディスクのうち、Si元素の含有量が0、1、2、20及び25原子%である光ディスクをそれぞれ100枚作製し、作製した全ての光ディスクに対して上記各試験を行い性能評価を行った。その結果を表1に示した。ただし、この表では、Si元素の各含有量毎に作製した100枚の光ディスクのうち、各評価項目の上述した目標レベルを達成した光ディスクが何枚であったかを調べた(以下では、合格率という)。表1は記録層の形成母材にBi3Ge47Te50を用いた光ディスクの各評価項目の合格率であり、Si元素の含有量に対する各評価項目の合格率を示した。なお、表1中における合格率の表記は、(合格枚数)/100枚で表した。例えば、100枚中50枚目標レベルに到達した場合には50/100と記載した。 Next, among the optical discs manufactured using Bi 3 Ge 47 Te 50 as the recording layer forming base material in this example, optical discs having Si element contents of 0, 1, 2, 20 and 25 atomic% are respectively shown. 100 sheets were produced, and the performance was evaluated by performing the above tests on all the produced optical disks. The results are shown in Table 1. However, in this table, out of 100 optical disks produced for each content of Si element, the number of optical disks that achieved the above-mentioned target level of each evaluation item was examined (hereinafter referred to as a pass rate). ). Table 1 shows the pass rate of each evaluation item of the optical disk using Bi 3 Ge 47 Te 50 as the base material for forming the recording layer, and shows the pass rate of each evaluation item with respect to the Si element content. In addition, the notation of the pass rate in Table 1 was represented by (pass number of sheets) / 100 sheets. For example, 50/100 is described when the target level reaches 50 out of 100 sheets.
表1から明らかなように、記録層の形成母材にBi3Ge47Te50を用いた場合、Si元素を添加しない光ディスクでは、1倍速記録エラーレート、2倍速記録エラーレート及び1000回書換後の2倍速記録エラーレートの評価項目で合格率が100%(100枚中100枚合格)であったが、1000回書換後の1倍速記録エラーレートでは合格率が100枚中25枚となり、残り75枚は目標レベルに到達しなかった。 As is apparent from Table 1, when Bi 3 Ge 47 Te 50 is used as the base material for forming the recording layer, the optical disc without addition of Si element has a 1 × speed recording error rate, a 2 × speed recording error rate, and 1000 times after rewriting. In the evaluation item of the double speed recording error rate, the pass rate was 100% (passed 100 out of 100 sheets), but at the single speed recording error rate after 1000 rewrites, the pass rate was 25 out of 100 sheets, and the rest 75 sheets did not reach the target level.
また、記録層中のSi元素の含有量が1〜20原子%の光ディスクでは、表1から明らかなように、全ての評価項目で合格率が100%となった。 Further, in the optical disc having the Si element content in the recording layer of 1 to 20 atomic%, as is clear from Table 1, the pass rate was 100% in all the evaluation items.
記録層中のSi元素の含有量が25原子%の光ディスクでは、表1から明らかなように、1倍速記録エラーレート及び2倍速記録エラーレートともに合格率が100枚中25枚となり、残り75枚は目標レベルに到達しなかった。目標レベルに到達しなかった光ディスクでは信号変調度が小さくなっていた。また、記録層中のSi元素の含有量が25原子%の光ディスクでは、1000回書換後の1倍速記録エラーレート及び2倍速記録エラーレートともに合格率が100枚中80枚となり、残り20枚は目標レベルに到達しなかった。 As is clear from Table 1, the pass rate for both the 1 × speed recording error rate and the 2 × speed recording error rate is 25 out of 100 sheets, and the remaining 75 sheets for the optical disk having the Si element content of 25 atomic% in the recording layer. Did not reach the target level. An optical disc that did not reach the target level had a low signal modulation. Also, in the case of an optical disk having a Si element content of 25 atomic% in the recording layer, the pass rate is 80 out of 100 for both the 1 × speed recording error rate and the 2 × speed recording error rate after 1000 rewrites, and the remaining 20 are The target level was not reached.
また、この例の光ディスクにおける記録層の形成母材としてBi2Ge47Te51及びBi4Ge47Te49を用いた場合にも形成母材にBi3Ge47Te50を用いた場合と同様の特性が得られた。 Further, when Bi 2 Ge 47 Te 51 and Bi 4 Ge 47 Te 49 are used as the forming base material of the recording layer in the optical disc of this example, the same as the case where Bi 3 Ge 47 Te 50 is used as the forming base material. Characteristics were obtained.
次に、この例では、記録層の形成母材にBi30Ge22Te48を用いて作製した光ディスクの中から、Si元素の含有量が5原子%の光ディスクに対して、上記各試験を行い性能評価を行った。その結果、1倍速記録エラーレートは4.8×10−5、2倍速記録エラーレートは3.5×10−5、1000回書換後の1倍速記録エラーレートは9.5×10−5、そして、1000回書換後の2倍速記録エラーレートは8.8×10−5となり、全ての評価項目で目標レベルを達成することができた。 Next, in this example, each of the above tests was performed on an optical disk having a Si element content of 5 atomic% from among optical disks manufactured using Bi 30 Ge 22 Te 48 as a base material for forming a recording layer. Performance evaluation was performed. As a result, the 1 × speed recording error rate is 4.8 × 10 −5 , the 2 × speed recording error rate is 3.5 × 10 −5 , and the 1 × speed recording error rate after 1000 rewrites is 9.5 × 10 −5 , The double speed recording error rate after 1000 rewrites was 8.8 × 10 −5 , and the target level could be achieved for all evaluation items.
また、この例で記録層の形成母材にBi30Ge22Te48を用いて作製した光ディスクのうち、Si元素の含有量が0、1、2、20及び25原子%である光ディスクをそれぞれ100枚作製し、作製した全ての光ディスクに対して上記各試験を行い性能評価を行った。その結果を表2に示した。表2はこの例で記録層の形成母材にBi30Ge22Te48を用いて作製した光ディスクの各評価項目の合格率であり、Si元素の含有量に対する各評価項目の合格率を示した。 In this example, among the optical disks manufactured using Bi 30 Ge 22 Te 48 as the base material for forming the recording layer, 100 optical disks each having a Si element content of 0, 1, 2, 20, and 25 atomic% were obtained. Each of the manufactured optical disks was subjected to the above tests, and performance evaluation was performed. The results are shown in Table 2. Table 2 shows the pass rate of each evaluation item of the optical disk manufactured using Bi 30 Ge 22 Te 48 as the base material for forming the recording layer in this example, and shows the pass rate of each evaluation item with respect to the content of Si element. .
表2から明らかなように、記録層の形成母材にBi30Ge22Te48を用いた場合、Si元素を添加しない光ディスクでは、1倍速記録エラーレート、2倍速記録エラーレート及び1000回書換後の2倍速記録エラーレートの評価項目で合格率が100%(100枚中100枚合格)であったが、1000回書換後の1倍速記録エラーレートでは合格率が100枚中50枚となり、残り50枚は目標レベルに到達しなかった。 As is apparent from Table 2, when Bi 30 Ge 22 Te 48 is used as the base material for forming the recording layer, the optical disk not containing Si element has a 1 × speed recording error rate, a 2 × speed recording error rate, and 1000 times after rewriting. The pass rate was 100% (100 out of 100 passes) in the evaluation item of 2 × speed recording error rate, but the pass rate was 50 out of 100 copies at the 1 × speed recording error rate after 1000 rewrites, and the rest 50 sheets did not reach the target level.
また、記録層中のSi元素の含有量が1〜20原子%の光ディスクでは、表2から明らかなように、全ての評価項目で合格率が100%となった。 Further, in the optical disk having the Si element content of 1 to 20 atomic% in the recording layer, as is clear from Table 2, the pass rate was 100% in all evaluation items.
記録層中のSi元素の含有量が25原子%の光ディスクでは、表2から明らかなように、1倍速記録エラーレート及び2倍速記録エラーレートともに合格率が100枚中20枚となり、残り80枚は目標レベルに到達しなかった。目標レベルに到達しなかった光ディスクでは信号変調度が小さくなっていた。また、記録層中のSi元素の含有量が25原子%の光ディスクでは、表2から明らかなように、1000回書換後の1倍速記録エラーレート及び2倍速記録エラーレートともに合格率が100枚中80枚となり、残り20枚は目標レベルに到達しなかった。 As can be seen from Table 2, the optical disk with the Si element content of 25 atomic% in the recording layer has a pass rate of 20 out of 100 for both the 1x recording error rate and the 2x recording error rate, and the remaining 80 discs. Did not reach the target level. An optical disc that did not reach the target level had a low signal modulation. In addition, as is apparent from Table 2, in the case of an optical disc in which the Si element content in the recording layer is 25 atomic%, the pass rate is 100 out of 100 for both the 1 × speed recording error rate and the 2 × speed recording error rate after 1000 rewrites. 80 sheets, and the remaining 20 sheets did not reach the target level.
また、この例の光ディスクにおける記録層の形成母材にBi16Ge37Te47及びBi19Ge26Te55を用いた場合にも、記録層の形成母材にBi30Ge22Te48を用いた光ディスクと同様の特性が得られた。 Further, when Bi 16 Ge 37 Te 47 and Bi 19 Ge 26 Te 55 are used as the base material for forming the recording layer in the optical disc of this example, Bi 30 Ge 22 Te 48 is used as the base material for forming the recording layer. The same characteristics as the optical disk were obtained.
上述の結果から、Bi2Ge47Te51、Bi4Ge47Te49、Bi3Ge47Te50、Bi16Ge37Te47、Bi19Ge26Te55及びBi30Ge22Te48を記録層の形成母材とし、各母材中のGeの一部をSi(置換元素MA)で置換した材料で記録層を形成した光ディスクでは、記録層中の置換元素MAの含有量を1〜20原子%とすることにより、全評価項目において目標値が達成された。 From the above results, Bi 2 Ge 47 Te 51 , Bi 4 Ge 47 Te 49 , Bi 3 Ge 47 Te 50 , Bi 16 Ge 37 Te 47 , Bi 19 Ge 26 Te 55 and Bi 30 Ge 22 Te 48 are recorded. In the optical disk in which the recording layer is formed with a material in which a part of Ge in each base material is replaced with Si (substitution element MA) as a forming base material, the content of the substitution element MA in the recording layer is 1 to 20 atomic%. As a result, target values were achieved for all evaluation items.
すなわち、記録層中の添加元素MAにSiを用いた場合には、記録層中のBi、(Ge+MA)及びTeの組成比率を、Bi、(Ge+MA)及びTeの三角組成図上の以下の各点により囲まれた組成範囲に設定し、
B2’(Bi2,(Ge+MA)47,Te51)
C2’(Bi3,(Ge+MA)47,Te50)
D2’(Bi4,(Ge+MA)47,Te49)
D6’(Bi16,(Ge+MA)37,Te47)
C8’(Bi30,(Ge+MA)22,Te48)
B7’(Bi19,(Ge+MA)26,Te55)
且つ、記録層中の添加元素MA(Si)の含有量を1〜20原子%とすることにより、青色レーザーで情報記録した場合でも、データの繰返し記録に対する耐久性が高く、高速記録が可能で、且つ、対応可能な記録線速の範囲が広い情報記録媒体が得られることが分かった。
That is, when Si is used as the additive element MA in the recording layer, the composition ratios of Bi, (Ge + MA), and Te in the recording layer are set as follows on the triangular composition diagrams of Bi, (Ge + MA), and Te. Set the composition range surrounded by dots,
B2 ′ (Bi 2 , (Ge + MA) 47 , Te 51 )
C2 ′ (Bi 3 , (Ge + MA) 47 , Te 50 )
D2 ′ (Bi 4 , (Ge + MA) 47 , Te 49 )
D6 ′ (Bi 16 , (Ge + MA) 37 , Te 47 )
C8 ′ (Bi 30 , (Ge + MA) 22 , Te 48 )
B7 ′ (Bi 19 , (Ge + MA) 26 , Te 55 )
In addition, by setting the content of the additive element MA (Si) in the recording layer to 1 to 20 atomic%, even when information is recorded with a blue laser, durability against repeated data recording is high and high-speed recording is possible. It was also found that an information recording medium having a wide range of recording linear velocities that can be handled can be obtained.
実施例2の光ディスクでは、記録層の形成母材にBi3Ge47Te50及びBi30Ge22Te48を用い、各母材中のGeの一部をB(置換元素MA)に置換した材料で記録層を形成した。この例の光ディスクにおける記録層の形成方法は次の通りである。 In the optical disk of Example 2, Bi 3 Ge 47 Te 50 and Bi 30 Ge 22 Te 48 are used as the base material for forming the recording layer, and a part of Ge in each base material is replaced with B (substitution element MA). A recording layer was formed. The method for forming the recording layer in the optical disc of this example is as follows.
Ge50Te50及びBi2Te3ターゲットを用意し、同時スパッタリングを行い記録層4を形成した。この際、Geの一部をBで置換するために、スパッタリングターゲット上に、Bチップを貼り付けて成膜を行った。また、記録層4の組成が、所望の組成となるように、各々のターゲットに印加するスパッタリングパワーを調整した。なお、この例では、記録層中のBの含有量を1〜15原子%の範囲で変化させて種々の光ディスクを作製した。なお、比較のため、Bを含まない光ディスク、すなわち、記録層を形成母材(Bi3Ge47Te50又はBi30Ge22Te48)のみで形成した光ディスクも作製した。なお、記録層以外は実施例1と同様にして光ディスクを作製した。 Ge 50 Te 50 and Bi 2 Te 3 targets were prepared, and simultaneous recording was performed to form the recording layer 4. At this time, in order to replace a part of Ge with B, film formation was performed by attaching a B chip on the sputtering target. Further, the sputtering power applied to each target was adjusted so that the composition of the recording layer 4 was a desired composition. In this example, various optical disks were manufactured by changing the B content in the recording layer in the range of 1 to 15 atomic%. For comparison, an optical disk that does not contain B, that is, an optical disk in which the recording layer is formed only with a forming base material (Bi 3 Ge 47 Te 50 or Bi 30 Ge 22 Te 48 ) was also manufactured. An optical disk was manufactured in the same manner as in Example 1 except for the recording layer.
また、この例では、Bの含有量が0、1、2、10及び15原子%である光ディスクをそれぞれ100枚作製し、作製した全ての光ディスクに対して実施例1と同様に1倍速記録エラーレート及び2倍速記録エラーレートと、1000回書換え後の1倍速記録エラーレート及び2倍速記録エラーレートを測定して評価した。なお、各評価項目の目標値は実施例1と同様とした。 Further, in this example, 100 optical discs having B contents of 0, 1, 2, 10 and 15 atomic% were produced, respectively, and a 1 × speed recording error was applied to all the produced optical discs as in Example 1. The rate and the double speed recording error rate, and the single speed recording error rate and double speed recording error rate after 1000 rewrites were measured and evaluated. In addition, the target value of each evaluation item was the same as that of Example 1.
この例で記録層の形成母材にBi3Ge47Te50を用いて作製した光ディスクに対して行った上記試験の評価結果を表3に示した。なお、表3は記録層の形成母材にBi3Ge47Te50を用いた光ディスクの各評価項目の合格率であり、Bの含有量に対する各評価項目の合格率を示した。 Table 3 shows the evaluation results of the above test performed on an optical disk manufactured using Bi 3 Ge 47 Te 50 as a base material for forming the recording layer in this example. Table 3 shows the pass rate of each evaluation item of the optical disk using Bi 3 Ge 47 Te 50 as the base material for forming the recording layer, and shows the pass rate of each evaluation item with respect to the B content.
表3から明らかなように、記録層の形成母材にBi3Ge47Te50を用いた場合、B元素を添加しない光ディスクでは、1倍速記録エラーレート、2倍速記録エラーレート及び1000回書換後の2倍速記録エラーレートの評価項目で合格率が100%(100枚中100枚合格)であったが、1000回書換後の1倍速記録エラーレートでは合格率が100枚中25枚となり、残り75枚は目標レベルに到達しなかった。 As is apparent from Table 3, when Bi 3 Ge 47 Te 50 is used as the base material for forming the recording layer, the optical disc without addition of the B element has a 1 × speed recording error rate, a 2 × speed recording error rate, and 1000 times after rewriting. In the evaluation item of the double speed recording error rate, the pass rate was 100% (passed 100 out of 100 sheets), but at the single speed recording error rate after 1000 rewrites, the pass rate was 25 out of 100 sheets, and the rest 75 sheets did not reach the target level.
また、記録層中のB元素の含有量が1〜10原子%の光ディスクでは、表3から明らかなように、全ての評価項目で合格率が100%となった。 Further, in the optical disk having the B element content in the recording layer of 1 to 10 atomic%, as is apparent from Table 3, the pass rate was 100% for all the evaluation items.
記録層中のB元素の含有量が15原子%の光ディスクでは、表3から明らかなように、1倍速記録エラーレート及び2倍速記録エラーレートともに合格率が100枚中25枚となり、残り75枚は目標レベルに到達しなかった。目標レベルに到達しなかった光ディスクでは信号変調度が小さくなっていた。また、記録層中のB元素の含有量が15原子%の光ディスクでは、1000回書換後の1倍速記録エラーレート及び2倍速記録エラーレートともに合格率が100枚中80枚となり、残り20枚は目標レベルに到達しなかった。 As is apparent from Table 3, in the optical disk having the B element content of 15 atomic% in the recording layer, the pass rate was 25 out of 100 for both the 1x recording error rate and the 2x recording error rate, and the remaining 75 discs. Did not reach the target level. An optical disc that did not reach the target level had a low signal modulation. In addition, in the case of an optical disk having a B element content of 15 atomic% in the recording layer, the pass rate is 80 out of 100 for both the 1 × speed recording error rate and the 2 × speed recording error rate after 1000 rewrites, and the remaining 20 are The target level was not reached.
また、この例の光ディスクにおける記録層の形成母材としてBi2Ge47Te51及びBi4Ge47Te49を用いた場合にも、形成母材にBi3Ge47Te50を用いた場合と同様の特性が得られた。 Further, when Bi 2 Ge 47 Te 51 and Bi 4 Ge 47 Te 49 are used as the formation base material of the recording layer in the optical disc of this example, the same as when Bi 3 Ge 47 Te 50 is used as the formation base material. The characteristics were obtained.
次に、この例で記録層の形成母材にBi30Ge22Te48を用いて作製した光ディスクに対して行った上記試験の評価結果を表4に示した。なお、表4は記録層の形成母材にBi30Ge22Te48を用いた光ディスクの各評価項目の合格率であり、B元素の含有量に対する各評価項目の合格率を示した。 Next, Table 4 shows the evaluation results of the above test performed on the optical disk manufactured using Bi 30 Ge 22 Te 48 as the base material for forming the recording layer in this example. Table 4 shows the pass rate of each evaluation item of the optical disk using Bi 30 Ge 22 Te 48 as the base material for forming the recording layer, and shows the pass rate of each evaluation item with respect to the content of B element.
表4から明らかなように、記録層の形成母材にBi30Ge22Te48を用いた場合、B元素を添加しない光ディスクでは、1倍速記録エラーレート、2倍速記録エラーレート及び1000回書換後の2倍速記録エラーレートの評価項目で合格率が100%(100枚中100枚合格)であったが、1000回書換後の1倍速記録エラーレートでは合格率が100枚中50枚となり、残り50枚は目標レベルに到達しなかった。 As is apparent from Table 4, when Bi 30 Ge 22 Te 48 is used as the base material for forming the recording layer, the optical disc without the addition of B element has a 1 × speed recording error rate, a 2 × speed recording error rate, and 1000 times after rewriting. The pass rate was 100% (100 out of 100 passes) in the evaluation item of 2 × speed recording error rate, but the pass rate was 50 out of 100 copies at the 1 × speed recording error rate after 1000 rewrites, and the rest 50 sheets did not reach the target level.
また、記録層中のB元素の含有量が1〜10原子%の光ディスクでは、表4から明らかなように、全ての評価項目で合格率が100%となった。 Further, in the optical disk having the B element content in the recording layer of 1 to 10 atomic%, as is clear from Table 4, the pass rate was 100% for all the evaluation items.
記録層中のB元素の含有量が15原子%の光ディスクでは、表4から明らかなように、1倍速記録エラーレート及び2倍速記録エラーレートともに合格率が100枚中20枚となり、残り80枚は目標レベルに到達しなかった。目標レベルに到達しなかった光ディスクでは信号変調度が小さくなっていた。また、記録層中のB元素の含有量が15原子%の光ディスクでは、表4から明らかなように、1000回書換後の1倍速記録エラーレート及び2倍速記録エラーレートともに合格率が100枚中80枚となり、残り20枚は目標レベルに到達しなかった。 As is apparent from Table 4, in the optical disk having the B element content of 15 atomic% in the recording layer, the pass rate was 20 out of 100 for both the 1 × speed recording error rate and the 2 × speed recording error rate, and the remaining 80 sheets. Did not reach the target level. An optical disc that did not reach the target level had a low signal modulation. Further, in the case of an optical disc having a B element content of 15 atomic% in the recording layer, as is clear from Table 4, the pass rate is 100 out of 100 for both the 1 × speed recording error rate and the 2 × speed recording error rate after 1000 rewrites. 80 sheets, and the remaining 20 sheets did not reach the target level.
また、この例の光ディスクにおける記録層の形成母材としてBi16Ge37Te47及びBi19Ge26Te55を用いた場合にも、記録層の形成母材にBi30Ge22Te48を用いた光ディスクと同様の特性が得られた。 Further, when Bi 16 Ge 37 Te 47 and Bi 19 Ge 26 Te 55 are used as the base material for forming the recording layer in the optical disc of this example, Bi 30 Ge 22 Te 48 is used as the base material for forming the recording layer. The same characteristics as the optical disk were obtained.
上述の結果から、Bi2Ge47Te51、Bi4Ge47Te49、Bi3Ge47Te50、Bi16Ge37Te47、Bi19Ge26Te55及びBi30Ge22Te48を記録層の形成母材とし、各母材中のGeの一部をB(置換元素MA)で置換した材料で記録層を形成した光ディスクでは、記録層中のBの含有量を1〜10原子%とすることにより、全評価項目において目標値が達成された。 From the above results, Bi 2 Ge 47 Te 51 , Bi 4 Ge 47 Te 49 , Bi 3 Ge 47 Te 50 , Bi 16 Ge 37 Te 47 , Bi 19 Ge 26 Te 55 and Bi 30 Ge 22 Te 48 are recorded. In the optical disk in which the recording layer is formed with a material in which a part of Ge in each base material is replaced with B (substitution element MA) as a forming base material, the content of B in the recording layer is 1 to 10 atomic%. As a result, target values were achieved for all evaluation items.
すなわち、記録層中の添加元素MAにBを用いた場合には、記録層中のBi、(Ge+MA)及びTeの組成比率を、Bi、(Ge+MA)及びTeの三角組成図上の以下の各点により囲まれた組成範囲に設定し、
B2’(Bi2,(Ge+MA)47,Te51)
C2’(Bi3,(Ge+MA)47,Te50)
D2’(Bi4,(Ge+MA)47,Te49)
D6’(Bi16,(Ge+MA)37,Te47)
C8’(Bi30,(Ge+MA)22,Te48)
B7’(Bi19,(Ge+MA)26,Te55)
且つ、記録層中の添加元素MA(B)の含有量を1〜10原子%とすることにより、青色レーザーで情報記録した場合でも、データの繰返し記録に対する耐久性が高く、高速記録が可能で、且つ、対応可能な記録線速の範囲が広い情報記録媒体が得られることが分かった。
That is, when B is used as the additive element MA in the recording layer, the composition ratios of Bi, (Ge + MA), and Te in the recording layer are set to the following triangular composition diagrams of Bi, (Ge + MA), and Te. Set the composition range surrounded by dots,
B2 ′ (Bi 2 , (Ge + MA) 47 , Te 51 )
C2 ′ (Bi 3 , (Ge + MA) 47 , Te 50 )
D2 ′ (Bi 4 , (Ge + MA) 47 , Te 49 )
D6 ′ (Bi 16 , (Ge + MA) 37 , Te 47 )
C8 ′ (Bi 30 , (Ge + MA) 22 , Te 48 )
B7 ′ (Bi 19 , (Ge + MA) 26 , Te 55 )
In addition, by setting the content of the additive element MA (B) in the recording layer to 1 to 10 atomic%, even when information is recorded with a blue laser, durability against repeated data recording is high and high-speed recording is possible. It was also found that an information recording medium having a wide range of recording linear velocities that can be handled can be obtained.
実施例3の光ディスクでは、記録層の形成母材にBi3Ge47Te50及びBi30Ge22Te48を用い、各母材中のGeの一部をSn(置換元素MB)に置換した材料で記録層を形成した。この例の光ディスクにおける記録層の形成方法は次の通りである。 In the optical disk of Example 3, Bi 3 Ge 47 Te 50 and Bi 30 Ge 22 Te 48 are used as the base material for forming the recording layer, and a part of Ge in each base material is replaced with Sn (substitution element MB). A recording layer was formed. The method for forming the recording layer in the optical disc of this example is as follows.
この例ではGe50Te50とBi2Te3ターゲット以外に、Geの一部をSnと置換するために、さらにSn50Te50ターゲットを用意して3種類のダーゲットで同時スパッタリングして記録層を形成した。この際、記録層の組成が、所望の組成となるように、各々のターゲットに印加するスパッタリングパワーを調整した。なお、この例では、記録層中のSnの含有量を1〜25原子%の範囲で変化させて種々の光ディスクを作製した。なお、比較のため、Snを含まない光ディスク、すなわち、記録層を形成母材(Bi3Ge47Te50又はBi30Ge22Te48)のみで形成した光ディスクも作製した。なお、記録層以外は実施例1と同様にして光ディスクを作製した。 In this example, in addition to the Ge 50 Te 50 and Bi 2 Te 3 targets, in order to replace a part of Ge with Sn, an Sn 50 Te 50 target is further prepared, and the recording layer is formed by simultaneous sputtering with three types of target. Formed. At this time, the sputtering power applied to each target was adjusted so that the composition of the recording layer was a desired composition. In this example, various optical disks were manufactured by changing the Sn content in the recording layer in the range of 1 to 25 atomic%. For comparison, an optical disk that does not contain Sn, that is, an optical disk in which the recording layer is formed only with a forming base material (Bi 3 Ge 47 Te 50 or Bi 30 Ge 22 Te 48 ) was also manufactured. An optical disk was manufactured in the same manner as in Example 1 except for the recording layer.
この例では、この例で作製した種々の光ディスクについて、1倍速及び3倍速の記録線速度におけるエラーレート(以下では、これらの評価項目を1倍速記録エラーレート及び3倍速記録エラーレートという)と、1倍速記録及び3倍速記録における1000回書換え後のエラーレート(以下では、これらの評価項目を1000回書換え後の1倍速記録エラーレート及び3倍速記録エラーレートという)を測定して評価した。なお、各評価項目の目標値は実施例1と同様とした。 In this example, for the various optical discs produced in this example, error rates at 1 × and 3 × recording linear velocities (hereinafter, these evaluation items are referred to as 1 × speed recording error rate and 3 × speed recording error rate), The error rate after 1000 rewrites in 1 × speed recording and 3 × speed recording (hereinafter, these evaluation items are referred to as 1 × speed recording error rate and 3 × speed recording error rate after 1000 times rewriting) and evaluated. In addition, the target value of each evaluation item was the same as that of Example 1.
まず、この例では、記録層の形成母材にBi3Ge47Te50を用いて作製した光ディスクの中から、Snの含有量が10原子%の光ディスクに対して上記の各試験を行い性能評価を行った。その結果、1倍速記録エラーレートは4.5×10−5、3倍速記録エラーレートは3.4×10−5、1000回書換後の1倍速記録エラーレートは8.8×10−5、そして、1000回書換後の3倍速記録エラーレートは9.4×10−5となり、全ての評価項目で目標レベルを達成することができた。 First, in this example, performance evaluation is performed by performing each of the above tests on an optical disk having a Sn content of 10 atomic% from among optical disks manufactured using Bi 3 Ge 47 Te 50 as a base material for forming a recording layer. Went. As a result, the 1 × speed recording error rate is 4.5 × 10 −5 , the 3 × speed recording error rate is 3.4 × 10 −5 , the 1 × speed recording error rate after 1000 rewrites is 8.8 × 10 −5 , The triple speed recording error rate after 1000 rewrites was 9.4 × 10 −5 , and the target level could be achieved for all evaluation items.
次に、この例で記録層の形成母材にBi3Ge47Te50を用いて作製した光ディスクのうち、Snの含有量が0、1、2、20及び25原子%である光ディスクをそれぞれ100枚作製し、作製した全ての光ディスクに対して上記各試験を行い性能評価を行った。その結果を表5に示した。なお、表5は記録層の形成母材にBi3Ge47Te50を用いた光ディスクの各評価項目の合格率であり、Snの含有量に対する各評価項目の合格率を示した。 Next, among the optical disks manufactured using Bi 3 Ge 47 Te 50 as the recording layer forming base material in this example, 100 optical disks with Sn contents of 0, 1, 2, 20, and 25 atomic% were respectively obtained. Each of the manufactured optical disks was subjected to the above tests, and performance evaluation was performed. The results are shown in Table 5. Table 5 shows the pass rate of each evaluation item of the optical disk using Bi 3 Ge 47 Te 50 as the base material for forming the recording layer, and shows the pass rate of each evaluation item with respect to the Sn content.
表5から明らかなように、記録層の形成母材にBi3Ge47Te50を用いた場合、Snを添加しない光ディスクでは、1倍速記録エラーレートで合格率が100%となったが、3倍速記録エラーレートでは100枚中25枚となり、残り75枚は目標レベルに到達しなかった。また、表5から明らかなように、1000回書換後の1倍速記録エラーレート及び3倍速記録エラーレートの評価項目ではともに合格率が100枚中20枚となり、残り80枚は目標レベルに到達しなかった。 As can be seen from Table 5, when Bi 3 Ge 47 Te 50 was used as the base material for forming the recording layer, the pass rate was 100% at the single-speed recording error rate in the optical disk not containing Sn. The double speed recording error rate was 25 out of 100 sheets, and the remaining 75 sheets did not reach the target level. Further, as is clear from Table 5, in the evaluation items of the 1 × speed recording error rate and the 3 × speed recording error rate after 1000 rewritings, the pass rate was 20 out of 100 sheets, and the remaining 80 sheets reached the target level. There wasn't.
また、記録層中のSnの含有量が1〜20原子%の光ディスクでは、表5から明らかなように、全ての評価項目で合格率が100%となった。 Moreover, in the optical disc having the Sn content of 1 to 20 atomic% in the recording layer, as is clear from Table 5, the pass rate was 100% for all the evaluation items.
記録層中のSnの含有量が25原子%の光ディスクでは、表5から明らかなように、1倍速記録エラーレート及び3倍速記録エラーレートともに合格率が100枚中5枚となり、残り95枚は目標レベルに到達しなかった。目標レベルに到達しなかった光ディスクでは信号変調度が小さくなっていた。また、記録層中のSnの含有量が25原子%の光ディスクでは、1000回書換後の1倍速記録エラーレート及び3倍速記録エラーレートともに合格率が100枚中80枚となり、残り20枚は目標レベルに到達しなかった。 As is apparent from Table 5, the optical disk having a Sn content of 25 atomic% in the recording layer has a pass rate of 5 out of 100 for both the 1 × recording error rate and the 3 × recording error rate, and the remaining 95 are The target level was not reached. An optical disc that did not reach the target level had a low signal modulation. Further, in the case of an optical disc having a Sn content of 25 atomic% in the recording layer, the pass rate is 80 out of 100 for both the 1 × speed recording error rate and the 3 × speed recording error rate after 1000 rewrites, and the remaining 20 are the target. Did not reach the level.
また、この例の光ディスクにおける記録層の形成母材としてBi2Ge47Te51及びBi4Ge47Te49を用いた場合にも、形成母材にBi3Ge47Te50を用いた場合と同様の特性が得られた。 Further, when Bi 2 Ge 47 Te 51 and Bi 4 Ge 47 Te 49 are used as the formation base material of the recording layer in the optical disc of this example, the same as when Bi 3 Ge 47 Te 50 is used as the formation base material. The characteristics were obtained.
さらに、記録層中のSnの一部若しくは全てをPbに置き換えた場合にも上記と同様の結果が得られた。なお、置換元素にPbを用いた場合の記録層の形成方法は次の通りである。Ge50Te50とBi2Te3ターゲット以外に、Geの一部をPbと置換するために、さらにPb50Te50ターゲットを用意して3種類のダーゲットで同時スパッタリングして記録層を形成した。この際、記録層の組成が、所望の組成となるように、各々のターゲットに印加するスパッタリングパワーを調整した。 Furthermore, the same result as above was obtained when part or all of Sn in the recording layer was replaced with Pb. The recording layer formation method when Pb is used as the substitution element is as follows. In addition to the Ge 50 Te 50 and Bi 2 Te 3 targets, a Pb 50 Te 50 target was prepared in order to replace part of Ge with Pb, and a recording layer was formed by simultaneous sputtering with three types of target. At this time, the sputtering power applied to each target was adjusted so that the composition of the recording layer was a desired composition.
次に、この例では、記録層の形成母材にBi30Ge22Te48を用いて作製した光ディスクの中から、Snの含有量が10原子%の光ディスクに対して上記各試験を行い性能評価を行った。その結果、1倍速記録エラーレートは4.9×10−5、3倍速記録エラーレートは3.0×10−5、1000回書換後の1倍速記録エラーレートは9.6×10−5、そして、1000回書換後の3倍速記録エラーレートは8.5×10−5となり、全ての評価項目で目標レベルを達成することができた。 Next, in this example, each of the above tests is performed on an optical disk having a Sn content of 10 atomic% among optical disks manufactured using Bi 30 Ge 22 Te 48 as a base material for forming a recording layer, and performance evaluation is performed. Went. As a result, the 1 × speed recording error rate is 4.9 × 10 −5 , the 3 × speed recording error rate is 3.0 × 10 −5 , and the 1 × speed recording error rate after 1000 rewrites is 9.6 × 10 −5 , The triple speed recording error rate after 1000 rewrites was 8.5 × 10 −5 , and the target level could be achieved for all evaluation items.
また、この例で記録層の形成母材にBi30Ge22Te48を用いて作製した光ディスクのうち、Snの含有量が0、1、2、20及び25原子%である光ディスクをそれぞれ100枚作製し、作製した全ての光ディスクに対して上記各試験を行い性能評価を行った。その結果を表6に示した。表6は記録層の形成母材にBi30Ge22Te48を用いた光ディスクの各評価項目の合格率であり、Snの含有量に対する各評価項目の合格率を示した。 In this example, among the optical discs manufactured using Bi 30 Ge 22 Te 48 as the base material for forming the recording layer, 100 optical discs with Sn contents of 0, 1, 2, 20, and 25 atomic% are respectively used. The above tests were performed on all manufactured optical disks, and performance evaluation was performed. The results are shown in Table 6. Table 6 shows the pass rate of each evaluation item of the optical disc using Bi 30 Ge 22 Te 48 as the base material for forming the recording layer, and shows the pass rate of each evaluation item with respect to the Sn content.
表6から明らかなように、記録層の形成母材にBi30Ge22Te48を用いた場合、Snを添加しない光ディスクでは、1倍速記録エラーレートで合格率が100%(100枚中100枚合格)であったが、3倍速記録エラーレートでは合格率が100枚中40枚となり、残り60枚は目標レベルに到達しなかった。また、Snを添加しない場合には、1000回書換後の1倍速記録エラーレート及び3倍速記録エラーレートの評価項目で合格率が100枚中30枚となり、残り70枚は目標レベルに到達しなかった。 As can be seen from Table 6, when Bi 30 Ge 22 Te 48 is used as the base material for forming the recording layer, the pass rate is 100% (100 out of 100 sheets) at a single-speed recording error rate in an optical disk not containing Sn. However, at the triple speed recording error rate, the pass rate was 40 out of 100 sheets, and the remaining 60 sheets did not reach the target level. When Sn is not added, the pass rate is 30 out of 100 sheets in the evaluation items of the 1 × speed recording error rate and the 3 × speed recording error rate after 1000 rewrites, and the remaining 70 sheets do not reach the target level. It was.
また、記録層中のSnの含有量が1〜20原子%の光ディスクでは、表6から明らかなように、全ての評価項目で合格率が100%となった。 Further, in the optical disc having the Sn content of 1 to 20 atomic% in the recording layer, as is clear from Table 6, the pass rate was 100% for all the evaluation items.
記録層中のSnの含有量が25原子%の光ディスクでは、表6から明らかなように、1倍速記録エラーレート及び3倍速記録エラーレートともに合格率が100枚中10枚となり、残り90枚は目標レベルに到達しなかった。目標レベルに到達しなかった光ディスクでは信号変調度が小さくなっていた。また、記録層中のSnの含有量が25原子%の光ディスクでは、表6から明らかなように、1000回書換後の1倍速記録エラーレート及び3倍速記録エラーレートともに合格率が100枚中80枚となり、残り20枚は目標レベルに到達しなかった。 As is apparent from Table 6, the optical disk having a Sn content of 25 atomic% in the recording layer has a pass rate of 10 out of 100 for both the 1x recording error rate and the 3x recording error rate, and the remaining 90 are The target level was not reached. An optical disc that did not reach the target level had a low signal modulation. In addition, as is apparent from Table 6, in the optical disk having the Sn content of 25 atomic% in the recording layer, the pass rate is 80 out of 100 for both the 1 × speed recording error rate and the 3 × speed recording error rate after 1000 rewrites. The remaining 20 sheets did not reach the target level.
また、この例の光ディスクにおける記録層の形成母材としてBi16Ge37Te47及びBi19Ge26Te55を用いた場合にも、記録層の形成母材にBi30Ge22Te48を用いた光ディスクと同様の特性が得られた。さらに、記録層中のSnの一部若しくは全てをPbに置き換えた場合にも上記と同様の結果が得られた。 Further, when Bi 16 Ge 37 Te 47 and Bi 19 Ge 26 Te 55 are used as the base material for forming the recording layer in the optical disc of this example, Bi 30 Ge 22 Te 48 is used as the base material for forming the recording layer. The same characteristics as the optical disk were obtained. Furthermore, the same result as above was obtained when part or all of Sn in the recording layer was replaced with Pb.
上述の結果から、Bi2Ge47Te51、Bi4Ge47Te49、Bi3Ge47Te50、Bi16Ge37Te47、Bi19Ge26Te55及びBi30Ge22Te48を記録層の形成母材とし、各母材中のGeの一部をSn及びPbのうち少なくとも一種の元素(置換元素MB)で置換した材料で記録層を形成した光ディスクでは、記録層中の置換元素MBの総含有量を1〜20原子%とすることにより、全評価項目で目標値が達成された。 From the above results, Bi 2 Ge 47 Te 51 , Bi 4 Ge 47 Te 49 , Bi 3 Ge 47 Te 50 , Bi 16 Ge 37 Te 47 , Bi 19 Ge 26 Te 55 and Bi 30 Ge 22 Te 48 are recorded. In an optical disk in which a recording layer is formed with a material in which a part of Ge in each base material is replaced with at least one element (substitution element MB) of Sn and Pb as a formation base material, the substitution element MB in the recording layer By setting the total content to 1 to 20 atomic%, target values were achieved for all evaluation items.
すなわち、記録層中のBi、(Ge+MB)及びTeの組成比率を、Bi、(Ge+MB)及びTeの三角組成図上の以下の各点により囲まれた組成範囲に設定し、
B2’(Bi2,(Ge+MB)47,Te51)
C2’(Bi3,(Ge+MB)47,Te50)
D2’(Bi4,(Ge+MB)47,Te49)
D6’(Bi16,(Ge+MB)37,Te47)
C8’(Bi30,(Ge+MB)22,Te48)
B7’(Bi19,(Ge+MB)26,Te55)
且つ、記録層中の添加元素MBの含有量を1〜20原子%とすることにより、青色レーザーで情報記録した場合でも、データの繰返し記録に対する耐久性が高く、高速記録が可能で、且つ、対応可能な記録線速の範囲が広い情報記録媒体が得られることが分かった。
That is, the composition ratio of Bi, (Ge + MB) and Te in the recording layer is set to a composition range surrounded by the following points on the triangular composition diagram of Bi, (Ge + MB) and Te,
B2 ′ (Bi 2 , (Ge + MB) 47 , Te 51 )
C2 ′ (Bi 3 , (Ge + MB) 47 , Te 50 )
D2 ′ (Bi 4 , (Ge + MB) 47 , Te 49 )
D6 ′ (Bi 16 , (Ge + MB) 37 , Te 47 )
C8 ′ (Bi 30 , (Ge + MB) 22 , Te 48 )
B7 ′ (Bi 19 , (Ge + MB) 26 , Te 55 )
In addition, by setting the content of the additive element MB in the recording layer to 1 to 20 atomic%, even when information is recorded with a blue laser, durability against repeated recording of data is high, high-speed recording is possible, and It was found that an information recording medium having a wide range of recording linear velocities that can be handled was obtained.
実施例4の光ディスクでは、記録層の形成母材にBi3Ge47Te50及びBi30Ge22Te48を用い、各母材中のGeの一部をSi(置換元素MA)及びSn(置換元素MB)に置換した材料で記録層を形成した。この例の光ディスクにおける記録層の形成方法は次の通りである。 In the optical disk of Example 4, Bi 3 Ge 47 Te 50 and Bi 30 Ge 22 Te 48 are used as the base material for forming the recording layer, and part of Ge in each base material is Si (substitution element MA) and Sn (substitution). A recording layer was formed of a material substituted with the element MB). The method for forming the recording layer in the optical disc of this example is as follows.
この例では、Geの一部をSi及びSnで置換するために、Sn50Te50チップを貼り付けたGe50Te50と、Bi2Te3ターゲットと、Si50Te50ターゲットとを用意し、同時スパッタリングして記録層を形成した。この際、記録層の組成が、所望の組成となるように、各々のターゲットに印加するスパッタリングパワーを調整した。なお、この例では、記録層中のSi及びSnの含有量をそれぞれ変化させて種々の光ディスクを作製した。具体的には、Si及びSnの含有量をそれぞれ1〜20原子%の範囲で変化させ且つSi及びSnの含有量の組み合せを変化させた種々の光ディスクを作製した。なお、比較のため、Si及びSnを含まない光ディスク、すなわち、記録層を形成母材(Bi3Ge47Te50又はBi30Ge22Te48)のみで形成した光ディスクも作製した。なお、記録層以外は実施例1と同様にして光ディスクを作製した。 In this example, in order to replace a part of Ge with Si and Sn, a Ge 50 Te 50 bonded with a Sn 50 Te 50 chip, a Bi 2 Te 3 target, and a Si 50 Te 50 target are prepared. A recording layer was formed by co-sputtering. At this time, the sputtering power applied to each target was adjusted so that the composition of the recording layer was a desired composition. In this example, various optical disks were produced by changing the contents of Si and Sn in the recording layer. Specifically, various optical disks were produced in which the Si and Sn contents were changed in the range of 1 to 20 atomic% and the combinations of the Si and Sn contents were changed. For comparison, an optical disk that does not contain Si and Sn, that is, an optical disk in which the recording layer is formed using only a forming base material (Bi 3 Ge 47 Te 50 or Bi 30 Ge 22 Te 48 ) was also manufactured. An optical disk was manufactured in the same manner as in Example 1 except for the recording layer.
この例では、この例で作製した種々の光ディスクに対して、実施例1と同様に、1倍速記録エラーレート及び3倍速記録エラーレート(ランダムパターンを10回書換えた後のエラーレート)と、1000回書換え後の1倍速記録エラーレート及び3倍速記録エラーレートとを測定して評価した。なお、各評価項目の目標値は実施例1と同様とした。
In this example, with respect to the various optical discs produced in this example, as in Example 1, the 1 × speed recording error rate and the 3 × speed recording error rate (error rate after rewriting the
まず、この例では、記録層の形成母材にBi3Ge47Te50を用いて作製した光ディスクの中から、Siの含有量が5原子%であり且つSnの含有量が10原子%である光ディスクに対して上記試験を行い評価した。その結果、1倍速記録エラーレートは2.0×10−5、3倍速記録エラーレートは2.5×10−5、1000回書換後の1倍速記録エラーレートは6.0×10−5、そして、1000回書換後の3倍速記録エラーレートは7.0×10−5となり、全ての評価項目で目標レベルを達成することができた。 First, in this example, the Si content is 5 atomic% and the Sn content is 10 atomic% from an optical disk manufactured using Bi 3 Ge 47 Te 50 as the base material for forming the recording layer. The above test was performed on an optical disk and evaluated. As a result, the 1 × speed recording error rate is 2.0 × 10 −5 , the 3 × speed recording error rate is 2.5 × 10 −5 , and the 1 × speed recording error rate after 1000 rewrites is 6.0 × 10 −5 , The triple speed recording error rate after 1000 rewrites was 7.0 × 10 −5 , and the target level could be achieved for all evaluation items.
次に、この例で記録層の形成母材にBi3Ge47Te50を用いて作製した光ディスクのうち、Si及びSnの含有量の組み合わせ(以下、[Si,Sn]原子%と記す)が[Si,Sn]=[0,0]、[1,1]、[1,19]、[1,20]、[19,1]及び[20,1]原子%である光ディスクをそれぞれ100枚作製し、作製した全ての光ディスクに対して上記各試験を行い性能評価を行った。その結果を表7に示した。なお、表7は記録層の形成母材にBi3Ge47Te50を用いた光ディスクの各評価項目の合格率であり、Si及びSnの含有量の組み合わせに対する各評価項目の合格率を示した。 Next, in this example, a combination of Si and Sn contents (hereinafter referred to as [Si, Sn] atomic%) in an optical disk manufactured using Bi 3 Ge 47 Te 50 as a base material for forming a recording layer is described. [Si, Sn] = [0,0], [1,1], [1,19], [1,20], [19,1], and [20,1] atomic% 100 optical disks, respectively The above tests were performed on all manufactured optical disks, and performance evaluation was performed. The results are shown in Table 7. Table 7 shows the pass rate of each evaluation item of the optical disk using Bi 3 Ge 47 Te 50 as the base material for forming the recording layer, and shows the pass rate of each evaluation item with respect to the combination of the Si and Sn contents. .
表7から明らかなように、記録層の形成母材にBi3Ge47Te50を用いた場合、Si及びSnを添加しない光ディスク([Si,Sn]=[0,0]原子%の光ディスク)では、1倍速記録エラーレートで合格率が100%となったが、3倍速記録エラーレートでは100枚中25枚となり、残り75枚は目標レベルに到達しなかった。また、Si及びSnを添加しない場合には、表7から明らかなように、1000回書換後の1倍速記録エラーレート及び3倍速記録エラーレートの評価項目でともに合格率が100枚中20枚となり、残り80枚は目標レベルに到達しなかった。 As is apparent from Table 7, when Bi 3 Ge 47 Te 50 is used as the base material for forming the recording layer, an optical disk to which Si and Sn are not added ([Si, Sn] = [0, 0] atomic% optical disk) The pass rate was 100% at the 1 × speed recording error rate, but the 3 × speed recording error rate was 25 out of 100 sheets, and the remaining 75 sheets did not reach the target level. In addition, when Si and Sn are not added, as is clear from Table 7, the pass rate is 20 out of 100 sheets for both the 1 × speed recording error rate and the 3 × speed recording error rate after 1000 rewrites. The remaining 80 sheets did not reach the target level.
また、記録層中のSi及びSnの総含有量が1〜20原子%([Si,Sn]=[1,1]、[1,19]及び[19,1]原子%)の光ディスクでは、表7から明らかなように、全ての評価項目で合格率が100%となった。 Further, in the optical disk having a total content of Si and Sn in the recording layer of 1 to 20 atomic% ([Si, Sn] = [1,1], [1,19] and [19,1] atomic%), As is clear from Table 7, the pass rate was 100% for all evaluation items.
記録層中のSi及びSnの総含有量が21原子%([Si,Sn]=[1,20]及び[20,1]原子%)の光ディスクでは、表7から明らかなように、1倍速記録エラーレート及び3倍速記録エラーレートともに合格率が100枚中10枚となり、残り90枚は目標レベルに到達しなかった。目標レベルに到達しなかった光ディスクでは信号変調度が小さくなっていた。また、記録層中のSi及びSnの総含有量が21原子%の光ディスクでは、1000回書換後の1倍速記録エラーレート及び3倍速記録エラーレートともに合格率が100枚中90枚となり、残り10枚は目標レベルに到達しなかった。 As is apparent from Table 7, in the case of an optical disk having a total content of Si and Sn in the recording layer of 21 atomic% ([Si, Sn] = [1,20] and [20,1] atomic%) For both the recording error rate and the triple speed recording error rate, the pass rate was 10 out of 100 sheets, and the remaining 90 sheets did not reach the target level. An optical disc that did not reach the target level had a low signal modulation. Further, in the case of an optical disc having a total content of Si and Sn in the recording layer of 21 atomic%, the pass rate is 90 out of 100 for both the 1 × speed recording error rate and the 3 × speed recording error rate after 1000 rewrites, and the remaining 10 The sheet did not reach the target level.
また、この例の光ディスクにおける記録層の形成母材としてBi2Ge47Te51及びBi4Ge47Te49を用いた場合にも、形成母材にBi3Ge47Te50を用いた場合と同様の特性が得られた。さらに、記録層中のSnの一部若しくは全てをPbに置き換えた場合にも上記と同様の結果が得られた。 Further, when Bi 2 Ge 47 Te 51 and Bi 4 Ge 47 Te 49 are used as the formation base material of the recording layer in the optical disc of this example, the same as when Bi 3 Ge 47 Te 50 is used as the formation base material. The characteristics were obtained. Furthermore, the same result as above was obtained when part or all of Sn in the recording layer was replaced with Pb.
次に、この例では、記録層の形成母材にBi30Ge22Te48を用いて作製した光ディスクの中から、Siの含有量が5原子%であり且つSnの含有量が10原子%である光ディスクについて上記各試験を行い評価した。その結果、1倍速記録エラーレートは2.1×10−5、3倍速記録エラーレートは2.3×10−5、1000回書換後の1倍速記録エラーレートは5.5×10−5、そして、1000回書換後の3倍速記録エラーレートは6.0×10−5となり、全ての評価項目で目標レベルを達成することができた。 Next, in this example, the Si content is 5 atomic% and the Sn content is 10 atomic% from an optical disk manufactured using Bi 30 Ge 22 Te 48 as a recording layer forming base material. Each optical disk was evaluated by performing the above tests. As a result, the 1 × speed recording error rate is 2.1 × 10 −5 , the 3 × speed recording error rate is 2.3 × 10 −5 , and the 1 × speed recording error rate after 1000 rewrites is 5.5 × 10 −5 , The triple speed recording error rate after 1000 rewrites was 6.0 × 10 −5 , and the target level could be achieved for all evaluation items.
また、この例で記録層の形成母材にBi30Ge22Te48を用いて作製した光ディスクのうち、Si及びSnの含有量の組み合わせが[Si,Sn]=[0,0]、[1,1]、[1,19]、[1,20]、[19,1]及び[20,1]原子%の光ディスクをそれぞれ100枚作製し、作製した全ての光ディスクに対して上記各試験を行い性能評価を行った。その結果を表8に示した。なお、表8は記録層の形成母材にBi30Ge22Te48を用いた光ディスクの各評価項目の合格率であり、Si及びSnの含有量の組み合わせに対する各評価項目の合格率を示した。 In this example, among the optical disks manufactured using Bi 30 Ge 22 Te 48 as the base material for forming the recording layer, the combination of Si and Sn content is [Si, Sn] = [0, 0], [1 , 1], [1, 19], [1, 20], [19, 1], and [20, 1] atomic% optical discs, respectively, 100, and the above tests were performed on all the optical discs produced. The performance was evaluated. The results are shown in Table 8. Table 8 shows the pass rate of each evaluation item of the optical disc using Bi 30 Ge 22 Te 48 as the base material for forming the recording layer, and shows the pass rate of each evaluation item with respect to the combination of the Si and Sn contents. .
表8から明らかなように、記録層の形成母材にBi30Ge22Te48を用いた場合、Si及びSnを添加しない光ディスク([Si,Sn]=[0,0]原子%の光ディスク)では、1倍速記録エラーレートで合格率が100%となったが、3倍速記録エラーレートでは100枚中25枚となり、残り75枚は目標レベルに到達しなかった。また、B及びSnを添加しない場合には、表8から明らかなように、1000回書換後の1倍速記録エラーレート及び3倍速記録エラーレートの評価項目でともに合格率が100枚中20枚となり、残り80枚は目標レベルに到達しなかった。 As is apparent from Table 8, when Bi 30 Ge 22 Te 48 is used as the base material for forming the recording layer, an optical disk to which Si and Sn are not added (an optical disk having [Si, Sn] = [0, 0] atomic%) The pass rate was 100% at the 1 × speed recording error rate, but the 3 × speed recording error rate was 25 out of 100 sheets, and the remaining 75 sheets did not reach the target level. In addition, when B and Sn are not added, as is clear from Table 8, the pass rate is 20 out of 100 for both the 1 × speed recording error rate and the 3 × speed recording error rate after 1000 rewrites. The remaining 80 sheets did not reach the target level.
また、記録層中のSi及びSnの総含有量が1〜20原子%([Si,Sn]=[1,1]、[1,19]及び[19,1]原子%)の光ディスクでは、表8から明らかなように、全ての評価項目で合格率が100%となった。 Further, in the optical disk having a total content of Si and Sn in the recording layer of 1 to 20 atomic% ([Si, Sn] = [1,1], [1,19] and [19,1] atomic%), As is clear from Table 8, the pass rate was 100% for all evaluation items.
記録層中のSi及びSnの総含有量が21原子%([Si,Sn]=[1,20]及び[20,1]原子%)の光ディスクでは、表8から明らかなように、1倍速記録エラーレート及び3倍速記録エラーレートともに合格率が100枚中20枚となり、残り80枚は目標レベルに到達しなかった。目標レベルに到達しなかった光ディスクでは信号変調度が小さくなっていた。また、記録層中のSi及びSnの総含有量が21原子%の光ディスクでは、1000回書換後の1倍速記録エラーレート及び3倍速記録エラーレートともに合格率が100枚中85枚となり、残り15枚は目標レベルに到達しなかった。 As is clear from Table 8, in the case of an optical disk having a total content of Si and Sn in the recording layer of 21 atomic% ([Si, Sn] = [1,20] and [20,1] atomic%), the speed is 1 ×. For both the recording error rate and the triple speed recording error rate, the pass rate was 20 out of 100 sheets, and the remaining 80 sheets did not reach the target level. An optical disc that did not reach the target level had a low signal modulation. Further, in the case of an optical disc having a total content of Si and Sn in the recording layer of 21 atomic%, the pass rate is 85 out of 100 for both the 1 × speed recording error rate and the 3 × speed recording error rate after 1000 rewrites, and the remaining 15 The sheet did not reach the target level.
また、この例の光ディスクにおける記録層の形成母材としてBi16Ge37Te47及びBi19Ge26Te55を用いた場合にも、記録層の形成母材にBi30Ge22Te48を用いた光ディスクと同様の特性が得られた。さらに、記録層中のSnの一部若しくは全てをPbに置き換えた場合にも上記と同様の結果が得られた。 Further, when Bi 16 Ge 37 Te 47 and Bi 19 Ge 26 Te 55 are used as the base material for forming the recording layer in the optical disc of this example, Bi 30 Ge 22 Te 48 is used as the base material for forming the recording layer. The same characteristics as the optical disk were obtained. Furthermore, the same result as above was obtained when part or all of Sn in the recording layer was replaced with Pb.
上述の結果から、Bi2Ge47Te51、Bi4Ge47Te49、Bi3Ge47Te50、Bi16Ge37Te47、Bi19Ge26Te55及びBi30Ge22Te48を記録層の形成母材とし、各母材中のGeの一部をSi(置換元素MA)と、Sn及びPbのうち少なくとも一種の元素(置換元素MB)とで置換した材料で記録層を形成した光ディスクでは、記録層中の置換元素MA及びMBの総含有量を1〜20原子%とすることにより、全評価項目で目標値が達成された。 From the above results, Bi 2 Ge 47 Te 51 , Bi 4 Ge 47 Te 49 , Bi 3 Ge 47 Te 50 , Bi 16 Ge 37 Te 47 , Bi 19 Ge 26 Te 55 and Bi 30 Ge 22 Te 48 are recorded. In an optical disk in which a recording layer is formed of a material in which a part of Ge in each base material is replaced with Si (substitution element MA) and at least one element of Sn and Pb (substitution element MB) as a formation base material By setting the total content of the substitution elements MA and MB in the recording layer to 1 to 20 atomic%, the target values were achieved for all evaluation items.
すなわち、置換元素MAにSiを用いた場合には、記録層中のBi、(Ge+MA+MB)及びTeの組成比率を、Bi、(Ge+MA+MB)及びTeの三角組成図上の以下の各点により囲まれた組成範囲に設定し、
B2’(Bi2,(Ge+MA+MB)47,Te51)
C2’(Bi3,(Ge+MA+MB)47,Te50)
D2’(Bi4,(Ge+MA+MB)47,Te49)
D6’(Bi16,(Ge+MA+MB)37,Te47)
C8’(Bi30,(Ge+MA+MB)22,Te48)
B7’(Bi19,(Ge+MA+MB)26,Te55)
且つ、記録層中の置換元素MA及びMBの総含有量を1〜20原子%とすることにより、青色レーザーで情報記録した場合でも、データの繰返し記録に対する耐久性が高く、高速記録が可能で、且つ、対応可能な記録線速の範囲が広い情報記録媒体が得られることが分かった。
That is, when Si is used as the substitution element MA, the composition ratio of Bi, (Ge + MA + MB) and Te in the recording layer is surrounded by the following points on the triangular composition diagram of Bi, (Ge + MA + MB) and Te. Set the composition range,
B2 ′ (Bi 2 , (Ge + MA + MB) 47 , Te 51 )
C2 ′ (Bi 3 , (Ge + MA + MB) 47 , Te 50 )
D2 ′ (Bi 4 , (Ge + MA + MB) 47 , Te 49 )
D6 ′ (Bi 16 , (Ge + MA + MB) 37 , Te 47 )
C8 ′ (Bi 30 , (Ge + MA + MB) 22 , Te 48 )
B7 ′ (Bi 19 , (Ge + MA + MB) 26 , Te 55 )
In addition, by setting the total content of the substitutional elements MA and MB in the recording layer to 1 to 20 atomic%, even when information is recorded with a blue laser, durability against repeated data recording is high and high-speed recording is possible. It was also found that an information recording medium having a wide range of recording linear velocities that can be handled can be obtained.
実施例5の光ディスクでは、記録層の形成母材にBi3Ge47Te50及びBi30Ge22Te48を用い、各母材中のGeの一部をB(置換元素MA)及びSn(置換元素MB)に置換した材料で記録層を形成した。この例の光ディスクにおける記録層の形成方法は次の通りである。 In the optical disk of Example 5, Bi 3 Ge 47 Te 50 and Bi 30 Ge 22 Te 48 are used as the base material for forming the recording layer, and part of Ge in each base material is B (substitution element MA) and Sn (substitution). A recording layer was formed of a material substituted with the element MB). The method for forming the recording layer in the optical disc of this example is as follows.
この例では、Geの一部をB及びSnで置換するために、Sn50Te50チップを貼り付けたGe50Te50と、Bi2Te3ターゲットとを用意し、スパッタリングターゲット上にBチップを貼り付けて、同時スパッタリングして記録層を形成した。この際、記録層の組成が、所望の組成となるように、各々のターゲットに印加するスパッタリングパワーを調整した。なお、この例では、記録層中のB及びSnの含有量をそれぞれ変化させて種々の光ディスクを作製した。具体的には、Bの含有量を1〜11原子%の範囲で変化させ、Snの含有量を1〜20原子%の範囲で変化させ、且つ、B及びSnの含有量の組み合せを変化させた種々の光ディスクを作製した。なお、比較のため、B及びSnを含まない光ディスク、すなわち、記録層を形成母材(Bi3Ge47Te50又はBi30Ge22Te48)のみで形成した光ディスクも作製した。なお、記録層以外は実施例1と同様にして光ディスクを作製した。 In this example, in order to replace a part of Ge with B and Sn, Ge 50 Te 50 with a Sn 50 Te 50 chip attached and a Bi 2 Te 3 target are prepared, and the B chip is placed on the sputtering target. The recording layer was formed by pasting and co-sputtering. At this time, the sputtering power applied to each target was adjusted so that the composition of the recording layer was a desired composition. In this example, various optical disks were produced by changing the contents of B and Sn in the recording layer. Specifically, the B content is changed in the range of 1 to 11 atomic%, the Sn content is changed in the range of 1 to 20 atomic%, and the combination of the B and Sn contents is changed. Various optical discs were prepared. For comparison, an optical disk that does not contain B and Sn, that is, an optical disk in which a recording layer is formed only with a forming base material (Bi 3 Ge 47 Te 50 or Bi 30 Ge 22 Te 48 ) was also produced. An optical disk was manufactured in the same manner as in Example 1 except for the recording layer.
まず、この例では、記録層の形成母材にBi3Ge47Te50を用い、B及びSnの含有量の組み合わせが[B,Sn]=[0,0]、[1,1]、[1,19]、[1,20]、[10,1]、[10,10]、[10,11]及び[11,1]原子%である光ディスクをそれぞれ100枚作製し、作製した全ての光ディスクに対して、実施例1と同様に、1倍速記録エラーレート及び3倍速記録エラーレート(ランダムパターンを10回書換えた後のエラーレート)と、1000回書換え後の1倍速記録エラーレート及び3倍速記録エラーレートとを測定して評価した。なお、各評価項目の目標値は実施例1と同様とした。その結果を表9に示した。なお、表9は記録層の形成母材にBi3Ge47Te50を用いた光ディスクの各評価項目の合格率であり、B及びSnの含有量の組み合わせに対する各評価項目の合格率を示した。
First, in this example, Bi 3 Ge 47 Te 50 is used as the base material for forming the recording layer, and the combination of the contents of B and Sn is [B, Sn] = [0, 0], [1, 1], [ 1,19], [1,20], [10,1], [10,10], [10,11], and [11,1] atomic% 100 optical disks, respectively, Similar to the first embodiment, the 1 × speed recording error rate and the 3 × speed recording error rate (error rate after rewriting the
表9から明らかなように、記録層の形成母材にBi3Ge47Te50を用いた場合、B及びSnを添加しない光ディスク([B,Sn]=[0,0]原子%の光ディスク)では、1倍速記録エラーレートで合格率が100%となったが、3倍速記録エラーレートでは100枚中25枚となり、残り75枚は目標レベルに到達しなかった。また、B及びSnを添加しない場合には、表9から明らかなように、1000回書換後の1倍速記録エラーレート及び3倍速記録エラーレートの評価項目でともに合格率が100枚中20枚となり、残り80枚は目標レベルに到達しなかった。 As is apparent from Table 9, when Bi 3 Ge 47 Te 50 is used as the base material for forming the recording layer, an optical disk to which B and Sn are not added (an optical disk having [B, Sn] = [0, 0] atomic%) The pass rate was 100% at the 1 × speed recording error rate, but the 3 × speed recording error rate was 25 out of 100 sheets, and the remaining 75 sheets did not reach the target level. In addition, when B and Sn are not added, as is clear from Table 9, the pass rate is 20 out of 100 in both the 1 × speed recording error rate and the 3 × speed recording error rate evaluation items after 1000 rewrites. The remaining 80 sheets did not reach the target level.
また、記録層中のB及びSnの総含有量が1〜20原子%であり、且つ、Bの含有量が1〜10原子%である場合([B,Sn]=[1,1]、[1,19]、[10,1]及び[10,10]原子%)の光ディスクでは、表9から明らかなように、全ての評価項目で合格率が100%となった。 Further, when the total content of B and Sn in the recording layer is 1 to 20 atomic% and the content of B is 1 to 10 atomic% ([B, Sn] = [1, 1], As shown in Table 9, the pass rate of all the evaluation items was 100% in the optical discs of [1, 19], [10, 1] and [10, 10] atomic%).
なお、記録層中のB及びSnの総含有量は20原子%以下であるが、Bの含有量が10原子%を超えている光ディスク、すなわち、[B,Sn]=[11,1]原子%の光ディスクでは、表9から明らかなように、全ての評価項目で合格率が100枚中20枚となり、残り80枚は目標レベルに到達しなかった。目標レベルに到達しなかった光ディスクでは信号変調度が小さくなっていた。 The total content of B and Sn in the recording layer is 20 atomic% or less, but the optical disk in which the B content exceeds 10 atomic%, that is, [B, Sn] = [11, 1] atoms. As can be seen from Table 9, the% pass rate was 20 out of 100 in all the evaluation items, and the remaining 80 did not reach the target level. An optical disc that did not reach the target level had a low signal modulation.
また、記録層中のB及びSnの含有量の組合せが[B,Sn]=[1,20]原子%の光ディスクでは、表9から明らかなように、全ての評価項目で合格率が100枚中10枚となり、残り90枚は目標レベルに到達しなかった。また、記録層中のB及びSnの含有量の組合せが[B,Sn]=[10,11]原子%の光ディスクでは、表9から明らかなように、全ての評価項目で合格率が100枚中20枚となり、残り80枚は目標レベルに到達しなかった。これらの記録層中のB及びSnの総含有量が21原子%となる光ディスクでは、信号変調度が小さくなっていた。 Further, as shown in Table 9, when the combination of B and Sn contents in the recording layer is [B, Sn] = [1,20] atomic%, the pass rate is 100 sheets for all evaluation items. 10 in the middle, and the remaining 90 did not reach the target level. In addition, in the case of an optical disc in which the combination of the contents of B and Sn in the recording layer is [B, Sn] = [10, 11] atomic%, as shown in Table 9, the pass rate is 100 for all evaluation items. 20 in the middle, and the remaining 80 did not reach the target level. In the optical disc in which the total content of B and Sn in these recording layers is 21 atomic%, the signal modulation degree is small.
また、この例の光ディスクにおける記録層の形成母材としてBi2Ge47Te51及びBi4Ge47Te49を用いた場合にも、形成母材にBi3Ge47Te50を用いた場合と同様の特性が得られた。さらに、記録層中のSnの一部若しくは全てをPbに置き換えた場合にも上記と同様の結果が得られた。 Further, when Bi 2 Ge 47 Te 51 and Bi 4 Ge 47 Te 49 are used as the formation base material of the recording layer in the optical disc of this example, the same as when Bi 3 Ge 47 Te 50 is used as the formation base material. The characteristics were obtained. Furthermore, the same result as above was obtained when part or all of Sn in the recording layer was replaced with Pb.
次に、記録層の形成母材にBi30Ge22Te48を用い、B及びSnの含有量の組み合わせが[B,Sn]=[0,0]、[1,1]、[1,19]、[1,20]、[10,1]、[10,10]、[10,11]及び[11,1]原子%の光ディスクをそれぞれ100枚作製し、作製した全ての光ディスクに対して上記各試験を行い性能評価を行った。その結果を表10に示した。なお、表10は記録層の形成母材にBi30Ge22Te48を用いた光ディスクの各評価項目の合格率であり、B及びSnの含有量の組み合わせに対する各評価項目の合格率を示した。 Next, Bi 30 Ge 22 Te 48 is used as the base material for forming the recording layer, and the combination of the contents of B and Sn is [B, Sn] = [0, 0], [1, 1], [1, 19 ], [1,20], [10,1], [10,10], [10,11] and [11,1] atomic% optical discs, respectively, 100, and for all the manufactured optical discs The above tests were performed to evaluate the performance. The results are shown in Table 10. Table 10 shows the pass rate of each evaluation item of the optical disc using Bi 30 Ge 22 Te 48 as the base material for forming the recording layer, and shows the pass rate of each evaluation item with respect to the combination of B and Sn contents. .
表10から明らかなように、記録層の形成母材にBi30Ge22Te48を用いた場合、B及びSnを添加しない光ディスク([B,Sn]=[0,0]原子%の光ディスク)では、1倍速記録エラーレートで合格率が100%となったが、3倍速記録エラーレートでは100枚中25枚となり、残り75枚は目標レベルに到達しなかった。また、B及びSnを添加しない場合には、表10から明らかなように、1000回書換後の1倍速記録エラーレート及び3倍速記録エラーレートの評価項目でともに合格率が100枚中20枚となり、残り80枚は目標レベルに到達しなかった。 As can be seen from Table 10, when Bi 30 Ge 22 Te 48 is used as the base material for forming the recording layer, an optical disk to which B and Sn are not added (an optical disk with [B, Sn] = [0, 0] atomic%) The pass rate was 100% at the 1 × speed recording error rate, but the 3 × speed recording error rate was 25 out of 100 sheets, and the remaining 75 sheets did not reach the target level. In addition, when B and Sn are not added, as is clear from Table 10, the pass rate is 20 out of 100 for both the 1 × speed recording error rate and the 3 × speed recording error rate evaluation items after 1000 rewrites. The remaining 80 sheets did not reach the target level.
また、記録層中のB及びSnの総含有量が1〜20原子%であり、且つ、Bの含有量が1〜10原子%である場合([B,Sn]=[1,1]、[1,19]、[10,1]及び[10,10]原子%)の光ディスクでは、表10から明らかなように、全ての評価項目で合格率が100%となった。 Further, when the total content of B and Sn in the recording layer is 1 to 20 atomic% and the content of B is 1 to 10 atomic% ([B, Sn] = [1, 1], As shown in Table 10, the pass rate was 100% for all evaluation items in the optical discs of [1, 19], [10, 1] and [10, 10] atomic%).
記録層中のB及びSnの総含有量は20原子%以下であるが、Bの含有量が10原子%を超えている光ディスク、すなわち、[B,Sn]=[11,1]原子%の光ディスクでは、表10から明らかなように、全ての評価項目で合格率が100枚中25枚となり、残り75枚は目標レベルに到達しなかった。目標レベルに到達しなかった光ディスクでは信号変調度が小さくなっていた。 The total content of B and Sn in the recording layer is 20 atomic% or less, but the optical disk in which the B content exceeds 10 atomic%, that is, [B, Sn] = [11, 1] atomic%. As is clear from Table 10, the pass rate was 25 out of 100 for all the evaluation items, and the remaining 75 discs did not reach the target level. An optical disc that did not reach the target level had a low signal modulation.
また、記録層中のB及びSnの含有量の組合せが[B,Sn]=[1,20]原子%の光ディスクでは、表10から明らかなように、全ての評価項目で合格率が100枚中15枚となり、残り85枚は目標レベルに到達しなかった。また、記録層中のB及びSnの含有量の組合せが[B,Sn]=[10,11]原子%の光ディスクでは、表10から明らかなように、全ての評価項目で合格率が100枚中30枚となり、残り70枚は目標レベルに到達しなかった。これらの記録層中のB及びSnの総含有量が21原子%となる光ディスクでは、信号変調度が小さくなっていた。 Further, as shown in Table 10, the pass rate is 100 sheets for all the evaluation items in the optical disc in which the combination of the B and Sn contents in the recording layer is [B, Sn] = [1,20] atomic%. Of the 15 sheets, the remaining 85 did not reach the target level. In addition, in the optical disc in which the combination of the contents of B and Sn in the recording layer is [B, Sn] = [10, 11] atomic%, as shown in Table 10, the pass rate is 100 sheets for all evaluation items. 30 in the middle and the remaining 70 did not reach the target level. In the optical disc in which the total content of B and Sn in these recording layers is 21 atomic%, the signal modulation degree is small.
また、この例の光ディスクにおける記録層の形成母材としてBi16Ge37Te47及びBi19Ge26Te55を用いた場合にも、記録層の形成母材にBi30Ge22Te48を用いた光ディスクと同様の特性が得られた。さらに、記録層中のSnの一部若しくは全てをPbに置き換えた場合にも上記と同様の結果が得られた。 Further, when Bi 16 Ge 37 Te 47 and Bi 19 Ge 26 Te 55 are used as the base material for forming the recording layer in the optical disc of this example, Bi 30 Ge 22 Te 48 is used as the base material for forming the recording layer. The same characteristics as the optical disk were obtained. Furthermore, the same result as above was obtained when part or all of Sn in the recording layer was replaced with Pb.
上述の結果から、Bi2Ge47Te51、Bi4Ge47Te49、Bi3Ge47Te50、Bi16Ge37Te47、Bi19Ge26Te55及びBi30Ge22Te48を記録層の形成母材とし、各母材中のGeの一部をB(置換元素MA)と、Sn、Pbのうち少なくとも一種の元素(置換元素MB)とで置換した材料で記録層を形成した光ディスクでは、記録層中の置換元素MA(B)及びMBの総含有量を1〜20原子%とし且つ置換元素MA(B)の含有量を1〜10原子%することにより、全評価項目で目標値が達成された。 From the above results, Bi 2 Ge 47 Te 51 , Bi 4 Ge 47 Te 49 , Bi 3 Ge 47 Te 50 , Bi 16 Ge 37 Te 47 , Bi 19 Ge 26 Te 55 and Bi 30 Ge 22 Te 48 are recorded. In an optical disk in which a recording layer is formed by a material in which a part of Ge in each base material is replaced with B (substitution element MA) and at least one element of Sn and Pb (substitution element MB) as a formation base material By setting the total content of the substitution elements MA (B) and MB in the recording layer to 1 to 20 atomic% and the content of the substitution element MA (B) to 1 to 10 atomic%, the target values are obtained for all evaluation items. Was achieved.
すなわち、置換元素MAにBを用いた場合には、記録層中のBi、(Ge+MA+MB)及びTeの組成比率を、Bi、(Ge+MA+MB)及びTeの三角組成図上の以下の各点により囲まれた組成範囲に設定し、
B2’(Bi2,(Ge+MA+MB)47,Te51)
C2’(Bi3,(Ge+MA+MB)47,Te50)
D2’(Bi4,(Ge+MA+MB)47,Te49)
D6’(Bi16,(Ge+MA+MB)37,Te47)
C8’(Bi30,(Ge+MA+MB)22,Te48)
B7’(Bi19,(Ge+MA+MB)26,Te55)
且つ、記録層中の置換元素MA(B)及びMBの総含有量を1〜20原子%とし且つ置換元素MA(B)の含有量を1〜10原子%することにより、青色レーザーで情報記録した場合でも、データの繰返し記録に対する耐久性が高く、高速記録が可能で、且つ、対応可能な記録線速の範囲が広い情報記録媒体が得られることが分かった。
That is, when B is used as the substitution element MA, the composition ratio of Bi, (Ge + MA + MB) and Te in the recording layer is surrounded by the following points on the triangular composition diagram of Bi, (Ge + MA + MB) and Te. Set the composition range,
B2 ′ (Bi 2 , (Ge + MA + MB) 47 , Te 51 )
C2 ′ (Bi 3 , (Ge + MA + MB) 47 , Te 50 )
D2 ′ (Bi 4 , (Ge + MA + MB) 47 , Te 49 )
D6 ′ (Bi 16 , (Ge + MA + MB) 37 , Te 47 )
C8 ′ (Bi 30 , (Ge + MA + MB) 22 , Te 48 )
B7 ′ (Bi 19 , (Ge + MA + MB) 26 , Te 55 )
In addition, by recording the total content of the substitution elements MA (B) and MB in the recording layer in the range of 1 to 20 atomic% and the content of the substitution element MA (B) in the range of 1 to 10 atomic%, information recording is performed with a blue laser. Even in this case, it was found that an information recording medium having high durability against repeated data recording, high-speed recording, and a wide range of applicable recording linear speeds can be obtained.
上記実施例1〜5では波長405nmの青色レーザーを用いて情報の記録再生を行った例を説明したが、本発明はこれに限定されず、波長640nm〜665nmの赤色レーザーを用いて情報の記録再生を行っても同様の結果が得られる。 In the above-described Examples 1 to 5, an example in which information is recorded and reproduced using a blue laser with a wavelength of 405 nm has been described. However, the present invention is not limited to this, and information recording is performed using a red laser with a wavelength of 640 to 665 nm. Similar results can be obtained even if playback is performed.
[最適構成]
以下に、本発明の情報記録媒体を構成する各層の最適組成及び最適膜厚について説明する。
[Optimum configuration]
The optimum composition and optimum film thickness of each layer constituting the information recording medium of the present invention will be described below.
(第1保護層)
第1保護層の光ビーム入射側に存在する物質はポリカーボネート等のプラスチック基板、あるいは、紫外線硬化樹脂等の有機物である。また、これらの屈折率は1.4〜1.6程度である。上記有機物と第1保護層の間で反射を効果的に起こすためには、第1保護層の屈折率は2.0以上であることが望ましい。第1保護層の屈折率は光学的には光ビーム入射側に存在する物質(本実施例では基板に相当する)の屈折率よりも大きい値であり、光の吸収が発生しない範囲で第1保護層の屈折率がより大きいほうが良い。具体的には、第1保護層は、屈折率nが2.0〜3.0の間であり、光を吸収しない材料で形成され、特に金属の酸化物、炭化物、窒化物、硫化物、セレン化物等を含有することが望ましい。
(First protective layer)
The substance present on the light beam incident side of the first protective layer is a plastic substrate such as polycarbonate or an organic substance such as an ultraviolet curable resin. Moreover, these refractive indexes are about 1.4-1.6. In order to effectively cause reflection between the organic material and the first protective layer, the refractive index of the first protective layer is desirably 2.0 or more. The refractive index of the first protective layer is optically larger than the refractive index of the substance (corresponding to the substrate in this embodiment) existing on the light beam incident side, and the first protective layer is within the range where light absorption does not occur. The higher the refractive index of the protective layer is better. Specifically, the first protective layer has a refractive index n of 2.0 to 3.0 and is formed of a material that does not absorb light, and in particular, a metal oxide, carbide, nitride, sulfide, It is desirable to contain selenide.
また、第1保護層の熱伝導率は少なくとも2W/mk以下であることが望ましい。特に、ZnS−SiO2系の化合物は熱伝導率が低いので、第1保護層として最適である。さらに、SnO2、あるいはSnO2にZnS,CdS、SnS、GeS、PbS等の硫化物を添加した材料、あるいはSnO2にCr2O3、Mo3O4等の遷移金属酸化物を添加した材料は、熱伝導率が低いだけでなく、ZnS−SiO2系材料より熱的に安定であるので、特に第1保護層として優れた特性を示す。 The thermal conductivity of the first protective layer is desirably at least 2 W / mk. In particular, a ZnS—SiO 2 -based compound has a low thermal conductivity, and is optimal as the first protective layer. Furthermore, the material with the addition of SnO 2 or ZnS to SnO 2, CdS, SnS, GeS, the added material a sulfide such as PbS or SnO 2 in the Cr 2 O 3, Mo 3 O transition metal oxides, such as 4, Not only has a low thermal conductivity, but also is more thermally stable than a ZnS—SiO 2 -based material, and thus exhibits particularly excellent characteristics as the first protective layer.
また、光ビームの波長が405nm程度の場合、基板と記録層との間の光学干渉を有効に利用するためには、第1保護層の最適膜厚は40nm〜100nmである。 When the wavelength of the light beam is about 405 nm, the optimum thickness of the first protective layer is 40 nm to 100 nm in order to effectively use the optical interference between the substrate and the recording layer.
(第1界面層)
本発明の情報記録媒体の記録層に用いる相変化材料の融点は650℃以上と高温であるため、第1保護層と記録層の間に熱的に極めて安定な第1界面層を設けることが望ましい。具体的には、第1界面層の形成材料としては、Cr2O3、Ge3N4、SiC等の高融点酸化物、高融点窒化物、高融点炭化物が望ましく、これらの材料は熱的に安定であり、長期間保存後も膜はがれによる劣化が発生しない。
(First interface layer)
Since the melting point of the phase change material used for the recording layer of the information recording medium of the present invention is as high as 650 ° C. or higher, a thermally extremely stable first interface layer may be provided between the first protective layer and the recording layer. desirable. Specifically, the material for forming the first interface layer is desirably a high-melting point oxide such as Cr 2 O 3 , Ge 3 N 4 , SiC, high-melting point nitride, or high-melting point carbide. It is stable and does not deteriorate due to film peeling even after long-term storage.
また、第1界面層にBi、Sn、Pb等の記録層の結晶化を促進する材料が含有されていると、記録層の再結晶化を抑制する効果が得られるのでさらに望ましい。特に、Bi、Sn、PbのTe化物、酸化物、あるいは、Bi、Sn、PbのTe化物、酸化物と窒化ゲルマニウムとの混合物、あるいは、Bi、Sn、PbのTe化物、酸化物と遷移金属酸化物、遷移金属窒化物との混合物が望ましい。遷移金属は価数を容易に変化させるため、たとえBi、Sn、Pb、Te等の元素が遊離しても、上記遷移金属が価数を変え、遷移金属とBi、Sn、Pb、Te等の間で結合が起こり、熱的に安定な化合物を生成するからである。特に、Cr、Mo及びWは融点が高く、価数を変えやすく、上記金属との間で、熱的に安定な化合物を生成しやすいため優れた材料である。 In addition, it is more desirable that the first interface layer contains a material such as Bi, Sn, or Pb that promotes crystallization of the recording layer, because an effect of suppressing recrystallization of the recording layer can be obtained. In particular, Te, oxide of Bi, Sn, Pb, Te oxide of Bi, Sn, Pb, a mixture of oxide and germanium, or Te oxide of Bi, Sn, Pb, oxide and transition metal Mixtures with oxides and transition metal nitrides are desirable. Since transition metals easily change their valence, even if elements such as Bi, Sn, Pb, and Te are liberated, the transition metal changes the valence, and transition metals and Bi, Sn, Pb, Te, etc. This is because bonding occurs between them to produce a thermally stable compound. In particular, Cr, Mo, and W are excellent materials because they have a high melting point, can easily change the valence, and can easily generate a thermally stable compound with the metal.
第1界面層の膜厚は0.5nm以上であればその効果を発揮する。しかしながら、第1界面層の膜厚が2nmより薄い場合、第1保護層の形成材料が第1界面層通過して記録層に溶け込み、多数回書換え後の再生信号品質を劣化させる場合がある。それゆえ、第1界面層の膜厚は2nm以上であることが望ましい。また、第1界面層の膜厚が10nmより厚くなると、光学的に悪影響を与えるため、反射率低下、信号振幅低下等の弊害がある。従って、第1界面層の膜厚は2nm〜10nmが望ましい。 The effect is exhibited if the thickness of the first interface layer is 0.5 nm or more. However, when the film thickness of the first interface layer is less than 2 nm, the material for forming the first protective layer may pass through the first interface layer and dissolve in the recording layer, which may deteriorate the reproduction signal quality after many rewrites. Therefore, the film thickness of the first interface layer is desirably 2 nm or more. In addition, when the thickness of the first interface layer is greater than 10 nm, it adversely affects optically, and thus there are adverse effects such as a decrease in reflectivity and a decrease in signal amplitude. Therefore, the film thickness of the first interface layer is desirably 2 nm to 10 nm.
(記録層)
記録層の形成材料については、すでに実施例等で詳細に説明しているが、情報記録媒体で使用される記録層材料をまとめると、以下に示す組成系の相変化材料となる。本発明では、記録層中のBi、Ge及びTe以外の元素の含有量を調節することにより対応可能な線速度範囲を調整することができる。
4元系記録層材料:Bi−Ge−Si−Te,B−Bi−Ge−Te,Bi−Ge−Sn−Te,Bi−Ge−Pb−Te
5元系記録層材料:B−Bi−Ge−Si−Te,Bi−Ge−Pb−Sn−Te,Bi−Ge−Si−Pb−Te,Bi−Ge−Si−Sn−Te、B−Bi−Ge−Pb−Te,B−Bi−Ge−Sn−Te
6元系記録層材料:B−Bi−Ge−Pb−Sn−Te,Bi−Ge−Pb−Si−Sn−Te,B−Bi−Ge−Si−Sn−Te,B−Bi−Ge−Pb−Si−Te,
7元系記録層材料:B−Bi−Ge−Pb−Si−Sn−Te
以上のような多元系の組成を適宜調整することにより、記録層材料の性能をよりきめ細かに制御することが可能となる。
(Recording layer)
The recording layer forming material has already been described in detail in Examples and the like. However, when the recording layer materials used in the information recording medium are put together, the following phase change material is obtained. In the present invention, the applicable linear velocity range can be adjusted by adjusting the content of elements other than Bi, Ge, and Te in the recording layer.
Quaternary recording layer materials: Bi-Ge-Si-Te, B-Bi-Ge-Te, Bi-Ge-Sn-Te, Bi-Ge-Pb-Te
Five-element recording layer materials: B—Bi—Ge—Si—Te, Bi—Ge—Pb—Sn—Te, Bi—Ge—Si—Pb—Te, Bi—Ge—Si—Sn—Te, B—Bi -Ge-Pb-Te, B-Bi-Ge-Sn-Te
6-element recording layer materials: B—Bi—Ge—Pb—Sn—Te, Bi—Ge—Pb—Si—Sn—Te, B—Bi—Ge—Si—Sn—Te, B—Bi—Ge—Pb -Si-Te,
7-element recording layer material: B-Bi-Ge-Pb-Si-Sn-Te
By appropriately adjusting the multi-component composition as described above, the performance of the recording layer material can be controlled more finely.
なお、本発明の情報記録媒体に使用される記録層材料の各構成元素が上述の実施例等で示した組成範囲の関係を維持していれば、たとえ、不純物が混入していたとしても、不純物の原子%が1%以内であれば、本発明の効果は失われない。 In addition, as long as each constituent element of the recording layer material used in the information recording medium of the present invention maintains the relationship of the composition range shown in the above-described examples etc., even if impurities are mixed, If the atomic% of impurities is within 1%, the effect of the present invention is not lost.
また、本発明の情報記録媒体の構造では記録層の膜厚を5nm〜15nmに設定することが光学的に最適である。特に7nm〜11nmの膜厚で記録層を形成した場合、多数回書換え時の記録膜流動による再生信号劣化を抑制し、さらに光学的に変調度を最適化することができる。 In the structure of the information recording medium of the present invention, it is optically optimal to set the film thickness of the recording layer to 5 nm to 15 nm. In particular, when the recording layer is formed with a film thickness of 7 nm to 11 nm, it is possible to suppress the deterioration of the reproduction signal due to the flow of the recording film at the time of rewriting many times, and to further optimize the modulation degree optically.
(第2界面層)
本発明の情報記録媒体の記録層に用いられる相変化材料の融点は650℃以上と高温であるため、第2保護層と記録層との間に熱的に極めて安定な第2界面層を設けることが望ましい。具体的には、第2界面層として、Cr2O3、Ge3N4、SiC等の高融点酸化物、高融点窒化物、高融点炭化物が望ましい。これらの材料は熱的に安定であり、長期保存後も膜はがれによる劣化が発生しない。
(Second interface layer)
Since the melting point of the phase change material used for the recording layer of the information recording medium of the present invention is as high as 650 ° C. or higher, a thermally extremely stable second interface layer is provided between the second protective layer and the recording layer. It is desirable. Specifically, high melting point oxides such as Cr 2 O 3 , Ge 3 N 4 , SiC, high melting point nitrides, and high melting point carbides are desirable as the second interface layer. These materials are thermally stable and do not deteriorate due to film peeling even after long-term storage.
また、第2界面層にBi、Sn、Pb等の記録層の結晶化を促進する材料が含有されていると、記録層の再結晶化を抑制する効果が得られるのでさらに望ましい。特に、Bi、Sn、PbのTe化物、酸化物、あるいは、Bi、Sn、PbのTe化物、酸化物と窒化ゲルマニウムとの混合物、あるいは、Bi、Sn、PbのTe化物、酸化物と遷移金属酸化物、遷移金属窒化物との混合物が望ましい。遷移金属は価数を容易に変化させるため、たとえBi、Sn、Pb、Te等の元素が遊離しても、上記遷移金属が価数を変え、遷移金属とBi、Sn、Pb、Teの間で結合が起こり、熱的に安定な化合物を生成するからである。特に、Cr、Mo、Wは融点が高く、価数を変えやすく、上記金属との間で熱的に安定な化合物を生成しやすいため優れた材料である。 In addition, it is more desirable that the second interface layer contains a material such as Bi, Sn, or Pb that promotes crystallization of the recording layer, because an effect of suppressing recrystallization of the recording layer can be obtained. In particular, Te, oxide of Bi, Sn, Pb, Te oxide of Bi, Sn, Pb, a mixture of oxide and germanium, or Te oxide of Bi, Sn, Pb, oxide and transition metal Mixtures with oxides and transition metal nitrides are desirable. Since transition metals easily change their valence, even if elements such as Bi, Sn, Pb, and Te are liberated, the transition metal changes the valence, and between the transition metal and Bi, Sn, Pb, and Te. This is because bonding occurs in order to produce a thermally stable compound. In particular, Cr, Mo, and W are excellent materials because they have a high melting point, easily change their valence, and easily generate a thermally stable compound with the above metal.
第2界面層の膜厚は0.5nm以上であれば上記効果を発揮する。しかしながら、その膜厚が1nmより薄くなると、第2保護層の形成材料が第2界面層を通過して記録層に溶け込み、多数回書換え後の再生信号品質を劣化させる場合がある。それゆえ、第2界面層の膜厚は1nm以上であることが望ましい。また、第2界面層の膜厚が5nmより厚くなると、光学的に悪影響を与えるため、反射率低下、信号振幅低下等の弊害がある。従って、第2界面層の膜厚は1nm〜5nmが望ましい。 The above effects are exhibited when the thickness of the second interface layer is 0.5 nm or more. However, if the film thickness is thinner than 1 nm, the material for forming the second protective layer may pass through the second interface layer and dissolve in the recording layer, which may deteriorate the reproduction signal quality after many rewrites. Therefore, the film thickness of the second interface layer is preferably 1 nm or more. Further, when the film thickness of the second interface layer is greater than 5 nm, it adversely affects optically, and thus there are problems such as a decrease in reflectivity and a decrease in signal amplitude. Therefore, the film thickness of the second interface layer is desirably 1 nm to 5 nm.
(第2保護層)
第2保護層は光を吸収しない材料で形成され、特に金属の酸化物、炭化物、窒化物、硫化物、セレン化物を含有することが望ましい。また、第2保護層の熱伝導率は少なくとも2W/mk以下であることが望ましい。特に、ZnS−SiO2系の化合物は熱伝導率が低いので第2保護層として最適である。さらに、SnO2、あるいは、SnO2にZnS,CdS、SnS、GeS,PbS等の硫化物を添加した材料、あるいは、SnO2にCr2O3、Mo3O4等の遷移金属酸化物を添加した材料は、熱伝導率が低いだけでなく、ZnS−SiO2系材料よりも熱的に安定であるため、第2界面層の膜厚が1nm未満となった場合においても、記録層への第2界面層の形成材料の溶け込みが発生しないため、特に第2保護層として優れた特性を示す。
(Second protective layer)
The second protective layer is formed of a material that does not absorb light, and particularly preferably contains a metal oxide, carbide, nitride, sulfide, or selenide. The thermal conductivity of the second protective layer is preferably at least 2 W / mk or less. In particular, a ZnS—SiO 2 -based compound is optimal as the second protective layer because of its low thermal conductivity. Furthermore, SnO 2 or, ZnS to SnO 2, CdS, SnS, added GeS, material was added sulfides such as PbS, or a Cr 2 O 3, Mo 3 O 4 or the like transition metal oxides in the SnO 2 Since the material has not only low thermal conductivity, but is also more thermally stable than the ZnS-SiO 2 material, even when the thickness of the second interface layer is less than 1 nm, Since the material for forming the second interface layer does not melt, it exhibits particularly excellent characteristics as the second protective layer.
また、情報記録媒体が第2保護層と熱拡散層との間に吸収率制御層を備え、光ビームの波長が405nm程度の場合、記録層と吸収率制御層との間の光学干渉を有効に利用するためには、第2保護層の最適膜厚は25nm〜60nmである。 In addition, when the information recording medium includes an absorptance control layer between the second protective layer and the thermal diffusion layer, and the light beam wavelength is about 405 nm, optical interference between the recording layer and the absorptivity control layer is effective. In order to use this, the optimum film thickness of the second protective layer is 25 nm to 60 nm.
(熱拡散層)
熱拡散層の形成材料としては、高反射率、高熱伝導率の金属あるいは合金が望ましく、Al、Cu、Ag、Au、Pt、Pdの総含有量が90原子%以上である材料が望ましい。また、熱拡散層の形成材料としてCr、Mo、W等の高融点で硬度の大きい材料及びこれらの材料の合金もまた望ましく、これらの材料を用いると、多数回書換え時の記録層材料の流動による劣化を防止することができる。
(Thermal diffusion layer)
As a material for forming the thermal diffusion layer, a metal or alloy having high reflectivity and high thermal conductivity is desirable, and a material having a total content of Al, Cu, Ag, Au, Pt, and Pd of 90 atomic% or more is desirable. In addition, a material having a high melting point and high hardness such as Cr, Mo, W and the like and an alloy of these materials are also desirable as a material for forming the thermal diffusion layer, and when these materials are used, the flow of the recording layer material during multiple rewrites It is possible to prevent deterioration due to.
具体的には、特に、Alを95原子%以上含有する材料で熱拡散層を形成した情報記録媒体では、廉価であり、高CNR、高記録感度及び多数回書換え耐性が優れるといった効果だけでなく、クロスイレーズ低減効果が極めて大きくなるという効果が得られる。また、上記熱拡散層がAlを95原子%以上含有する材料で形成されている場合、廉価でしかも耐食性に優れた情報記録媒体を実現することができる。Alに対する添加元素としてはCo、Ti、Cr、Ni、Mg、Si、V、Ca、Fe、Zn、Zr、Nb、Mo、Rh、Sn、Sb、Te、Ta、W、Ir、Pb、B、C等が耐食性の点において優れているが、添加元素にCo、Cr、Ti、Ni、Feを用いた場合、特に耐食性向上に大きな効果がある。 Specifically, in particular, an information recording medium in which a thermal diffusion layer is formed of a material containing 95 atomic% or more of Al is not only inexpensive, but also has an effect of having high CNR, high recording sensitivity, and excellent resistance to multiple rewriting. The effect of reducing the cross erase is extremely large. In addition, when the thermal diffusion layer is formed of a material containing 95 atomic% or more of Al, an information recording medium that is inexpensive and excellent in corrosion resistance can be realized. As additive elements for Al, Co, Ti, Cr, Ni, Mg, Si, V, Ca, Fe, Zn, Zr, Nb, Mo, Rh, Sn, Sb, Te, Ta, W, Ir, Pb, B, C and the like are excellent in terms of corrosion resistance. However, when Co, Cr, Ti, Ni, or Fe is used as an additive element, there is a great effect in improving corrosion resistance.
熱拡散層の膜厚は、30nm〜100nmであることが望ましい。熱拡散層の膜厚が30nmより薄い場合、記録層において発生した熱が拡散し難くなるため、特に青色レーザーで1000回程度書換えた際に、記録層が劣化し易くなり、また、クロスイレーズが発生し易くなる恐れがある。また、熱拡散層の膜厚が30nmより薄い場合、光を透過してしまうため熱拡散層として使用することが困難になり再生信号振幅が低下する恐れがある。また、熱拡散層の膜厚は100nmより厚くなると、情報書換え時に記録層に与えられた熱が拡散しやすくなるため、記録層が結晶化温度以上に保持される時間が短くなり、記録マークを充分に結晶化することができなくなる恐れがある。さらに、熱拡散層の膜厚は200nm以上となると、生産性が悪くなり、また、熱拡散層の内部応力により、基板のそり等が発生し、情報の記録再生を正確に行うことができなくなる恐れがある。また、熱拡散層の膜厚は、30nm〜90nmであれば、耐食性、生産性の点で優れており、さらに望ましい。 The thickness of the thermal diffusion layer is desirably 30 nm to 100 nm. When the film thickness of the thermal diffusion layer is less than 30 nm, the heat generated in the recording layer is difficult to diffuse. Therefore, the recording layer is liable to be deteriorated particularly when rewritten about 1000 times with a blue laser, and cross erase is caused. It is likely to occur. Further, when the thickness of the thermal diffusion layer is less than 30 nm, light is transmitted, making it difficult to use as the thermal diffusion layer, and the reproduction signal amplitude may be reduced. Also, if the thickness of the thermal diffusion layer is greater than 100 nm, the heat applied to the recording layer during information rewriting is likely to diffuse, so the time during which the recording layer is held above the crystallization temperature is shortened, and the recording mark is There is a possibility that it cannot be crystallized sufficiently. Further, when the film thickness of the thermal diffusion layer is 200 nm or more, the productivity is deteriorated, and the substrate is warped due to the internal stress of the thermal diffusion layer, and information recording / reproduction cannot be performed accurately. There is a fear. Moreover, if the film thickness of a thermal-diffusion layer is 30 nm-90 nm, it is excellent in the point of corrosion resistance and productivity, and is more desirable.
また、情報記録媒体が第2保護層と熱拡散層との間に吸収率制御層を備え、吸収率制御層に含まれる金属元素と熱拡散層に含まれる金属元素が同じ場合、生産上は大きな利点がある。この場合、同一ターゲットを用いて吸収率制御層と熱拡散層の2層の層を製膜することができる。すなわち、吸収率制御層製膜時にはAr−O2混合ガス、Ar−N2混合ガス等の混合ガスによりスパッタリングして、スパッタリング中に金属元素と酸素、あるいは窒素を反応させることにより適当な屈折率の吸収率制御層を形成し、熱拡散層の製膜時にはArガスによりスパッタリングし熱伝導率が高い金属の熱拡散層を形成することができる。 In addition, when the information recording medium includes an absorptance control layer between the second protective layer and the thermal diffusion layer, and the metal element contained in the absorptance control layer is the same as the metal element contained in the thermal diffusion layer, the production is There is a big advantage. In this case, two layers of an absorptivity control layer and a thermal diffusion layer can be formed using the same target. That is, when forming an absorptance control layer, sputtering is performed with a mixed gas such as an Ar—O 2 mixed gas or an Ar—N 2 mixed gas, and an appropriate refractive index is obtained by reacting a metal element with oxygen or nitrogen during the sputtering. When the thermal diffusion layer is formed, a metal thermal diffusion layer having a high thermal conductivity can be formed by sputtering with Ar gas.
上述のように、本発明の情報記録媒体では、Bi、Ge及びTeを含む相変化材料のGeの一部を実施例1〜5で示した置換元素MA及び/又はMBで置換した材料で記録層を形成することにより、青色レーザーで情報記録をしても、記録データの信頼性が高く、データの繰返し記録に対する耐久性が向上し、高速記録が可能になり、且つ、対応可能な記録線速の範囲が広い情報記録媒体が提供される。 As described above, in the information recording medium of the present invention, recording is performed using a material in which part of Ge of the phase change material containing Bi, Ge, and Te is substituted with the substitution element MA and / or MB described in the first to fifth embodiments. By forming a layer, even when information is recorded with a blue laser, the recording data is highly reliable, the durability against repeated data recording is improved, high-speed recording is possible, and compatible recording lines An information recording medium having a wide speed range is provided.
1 基板
2 第1保護層
3 第1界面層
4 記録層
5 第2界面層
6 第2保護層
7 熱拡散層
8 紫外線硬化樹脂層
10 光ディスク
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (10)
基板と、
基板上に設けられ、Bi、Ge、Te及びこれらの元素以外の元素MAを含む相変化材料で形成された記録層とを備え、
Geの一部が元素MAで置換されており、該記録層中のBi、(Ge+MA)及びTeの組成比率がBi、(Ge+MA)及びTeの三角組成図上の以下の各点により囲まれた組成範囲にあり、
B2’(Bi2,(Ge+MA)47,Te51)
C2’(Bi3,(Ge+MA)47,Te50)
D2’(Bi4,(Ge+MA)47,Te49)
D6’(Bi16,(Ge+MA)37,Te47)
C8’(Bi30,(Ge+MA)22,Te48)
B7’(Bi19,(Ge+MA)26,Te55)
元素MAがSiであり、該記録層中の元素MAの含有量が1〜20原子%の範囲であることを特徴とする情報記録媒体。 An information recording medium,
A substrate,
A recording layer provided on a substrate and formed of a phase change material containing Bi, Ge, Te, and an element MA other than these elements;
A part of Ge is replaced by the element MA, and the composition ratio of Bi, (Ge + MA) and Te in the recording layer is surrounded by the following points on the triangular composition diagram of Bi, (Ge + MA) and Te In the composition range,
B2 ′ (Bi 2 , (Ge + MA) 47 , Te 51 )
C2 ′ (Bi 3 , (Ge + MA) 47 , Te 50 )
D2 ′ (Bi 4 , (Ge + MA) 47 , Te 49 )
D6 ′ (Bi 16 , (Ge + MA) 37 , Te 47 )
C8 ′ (Bi 30 , (Ge + MA) 22 , Te 48 )
B7 ′ (Bi 19 , (Ge + MA) 26 , Te 55 )
An information recording medium, wherein the element MA is Si, and the content of the element MA in the recording layer is in the range of 1 to 20 atomic%.
基板と、
基板上に設けられ、Bi、Ge、Te及びこれらの元素以外の元素MAを含む相変化材料で形成された記録層とを備え、
Geの一部が元素MAで置換されており、該記録層中のBi、(Ge+MA)及びTeの組成比率がBi、(Ge+MA)及びTeの三角組成図上の以下の各点により囲まれた組成範囲にあり、
B2’(Bi2,(Ge+MA)47,Te51)
C2’(Bi3,(Ge+MA)47,Te50)
D2’(Bi4,(Ge+MA)47,Te49)
D6’(Bi16,(Ge+MA)37,Te47)
C8’(Bi30,(Ge+MA)22,Te48)
B7’(Bi19,(Ge+MA)26,Te55)
元素MAがBであり、該記録層中の元素MAの含有量が1〜10原子%の範囲であることを特徴とする情報記録媒体。 An information recording medium,
A substrate,
A recording layer provided on a substrate and formed of a phase change material containing Bi, Ge, Te, and an element MA other than these elements;
A part of Ge is replaced by the element MA, and the composition ratio of Bi, (Ge + MA) and Te in the recording layer is surrounded by the following points on the triangular composition diagram of Bi, (Ge + MA) and Te In the composition range,
B2 ′ (Bi 2 , (Ge + MA) 47 , Te 51 )
C2 ′ (Bi 3 , (Ge + MA) 47 , Te 50 )
D2 ′ (Bi 4 , (Ge + MA) 47 , Te 49 )
D6 ′ (Bi 16 , (Ge + MA) 37 , Te 47 )
C8 ′ (Bi 30 , (Ge + MA) 22 , Te 48 )
B7 ′ (Bi 19 , (Ge + MA) 26 , Te 55 )
An information recording medium, wherein the element MA is B, and the content of the element MA in the recording layer is in the range of 1 to 10 atomic%.
基板と、
基板上に設けられ、Bi、Ge、Te及びこれらの元素以外の元素MBを含む相変化材料で形成された記録層とを備え、
Geの一部が元素MBで置換されており、該記録層中のBi、(Ge+MB)及びTeの組成比率がBi、(Ge+MB)及びTeの三角組成図上の以下の各点により囲まれた組成範囲にあり、
B2’(Bi2,(Ge+MB)47,Te51)
C2’(Bi3,(Ge+MB)47,Te50)
D2’(Bi4,(Ge+MB)47,Te49)
D6’(Bi16,(Ge+MB)37,Te47)
C8’(Bi30,(Ge+MB)22,Te48)
B7’(Bi19,(Ge+MB)26,Te55)
元素MBがSn及びPbのうち少なくとも一種の元素であり、該記録層中の元素MBの含有量が1〜20原子%の範囲であることを特徴とする情報記録媒体。 An information recording medium,
A substrate,
A recording layer provided on a substrate and formed of a phase change material containing Bi, Ge, Te, and an element MB other than these elements;
A part of Ge is replaced by the element MB, and the composition ratio of Bi, (Ge + MB) and Te in the recording layer is surrounded by the following points on the triangular composition diagram of Bi, (Ge + MB) and Te. In the composition range,
B2 ′ (Bi 2 , (Ge + MB) 47 , Te 51 )
C2 ′ (Bi 3 , (Ge + MB) 47 , Te 50 )
D2 ′ (Bi 4 , (Ge + MB) 47 , Te 49 )
D6 ′ (Bi 16 , (Ge + MB) 37 , Te 47 )
C8 ′ (Bi 30 , (Ge + MB) 22 , Te 48 )
B7 ′ (Bi 19 , (Ge + MB) 26 , Te 55 )
An information recording medium, wherein the element MB is at least one element of Sn and Pb, and the content of the element MB in the recording layer is in the range of 1 to 20 atomic%.
基板と、
基板上に設けられ、Bi、Ge、Te及びこれらの元素以外の元素Mを含む相変化材料で形成された記録層とを備え、
Geの一部が元素Mで置換されており、該記録層中のBi、(Ge+M)及びTeの組成比率がBi、(Ge+M)及びTeの三角組成図上の以下の各点により囲まれた組成範囲にあり、
B2’(Bi2,(Ge+M)47,Te51)
C2’(Bi3,(Ge+M)47,Te50)
D2’(Bi4,(Ge+M)47,Te49)
D6’(Bi16,(Ge+M)37,Te47)
C8’(Bi30,(Ge+M)22,Te48)
B7’(Bi19,(Ge+M)26,Te55)
元素Mが元素MA及び元素MBを含み、元素MAがSiであり、元素MBがSn及びPbのうち少なくとも一種の元素であり、該記録層中の元素MA及び元素MBの総含有量が1〜20原子%の範囲であることを特徴とする情報記録媒体。 An information recording medium,
A substrate,
A recording layer provided on a substrate and formed of a phase change material containing Bi, Ge, Te, and an element M other than these elements;
A part of Ge is substituted with the element M, and the composition ratio of Bi, (Ge + M) and Te in the recording layer is surrounded by the following points on the triangular composition diagram of Bi, (Ge + M) and Te In the composition range,
B2 ′ (Bi 2 , (Ge + M) 47 , Te 51 )
C2 ′ (Bi 3 , (Ge + M) 47 , Te 50 )
D2 ′ (Bi 4 , (Ge + M) 47 , Te 49 )
D6 ′ (Bi 16 , (Ge + M) 37 , Te 47 )
C8 ′ (Bi 30 , (Ge + M) 22 , Te 48 )
B7 ′ (Bi 19 , (Ge + M) 26 , Te 55 )
The element M includes the element MA and the element MB, the element MA is Si, the element MB is at least one element of Sn and Pb, and the total content of the element MA and the element MB in the recording layer is 1 to An information recording medium characterized by being in the range of 20 atomic%.
基板と、
基板上に設けられ、Bi、Ge、Te及びこれらの元素以外の元素Mを含む相変化材料で形成された記録層とを備え、
Geの一部が元素Mで置換されており、該記録層中のBi、(Ge+M)及びTeの組成比率がBi、(Ge+M)及びTeの三角組成図上の以下の各点により囲まれた組成範囲にあり、
B2’(Bi2,(Ge+M)47,Te51)
C2’(Bi3,(Ge+M)47,Te50)
D2’(Bi4,(Ge+M)47,Te49)
D6’(Bi16,(Ge+M)37,Te47)
C8’(Bi30,(Ge+M)22,Te48)
B7’(Bi19,(Ge+M)26,Te55)
元素Mが元素MA及び元素MBを含み、元素MAがBであり、元素MBがSn及びPbのうち少なくとも一種の元素であり、該記録層中の元素MAの含有量が1〜10原子%の範囲であり、且つ、元素MA及び元素MBの総含有量が1〜20原子%の範囲であることを特徴とする情報記録媒体。 An information recording medium,
A substrate,
A recording layer provided on a substrate and formed of a phase change material containing Bi, Ge, Te, and an element M other than these elements;
A part of Ge is substituted with the element M, and the composition ratio of Bi, (Ge + M) and Te in the recording layer is surrounded by the following points on the triangular composition diagram of Bi, (Ge + M) and Te In the composition range,
B2 ′ (Bi 2 , (Ge + M) 47 , Te 51 )
C2 ′ (Bi 3 , (Ge + M) 47 , Te 50 )
D2 ′ (Bi 4 , (Ge + M) 47 , Te 49 )
D6 ′ (Bi 16 , (Ge + M) 37 , Te 47 )
C8 ′ (Bi 30 , (Ge + M) 22 , Te 48 )
B7 ′ (Bi 19 , (Ge + M) 26 , Te 55 )
The element M includes the element MA and the element MB, the element MA is B, the element MB is at least one element of Sn and Pb, and the content of the element MA in the recording layer is 1 to 10 atomic% The information recording medium is characterized in that the total content of the element MA and the element MB is in the range of 1 to 20 atomic%.
0.35×(λ/NA)≦TP≦0.7×(λ/NA)
なる関係が成立することを特徴とする請求項1〜8のいずれか一項に記載の情報記録媒体。 Between the track pitch TP of the recording track of the information recording medium, the wavelength λ of the light beam used for recording / reproducing information, and the numerical aperture NA of the objective lens for condensing the light beam,
0.35 × (λ / NA) ≦ TP ≦ 0.7 × (λ / NA)
The information recording medium according to claim 1, wherein the following relationship is established.
The information recording medium further includes an interface layer, and the interface layer is provided in contact with a surface on at least one side of the recording layer. The information recording medium described.
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