JP2006256143A - 相変化型光記録媒体、スパッタリングターゲット及びスパッタリング装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 最高記録線速が速く、広い記録線速範囲で記録する場合でも再生エラーが少なく、特に内周部での再生エラーが改善された相変化型光記録媒体とその製造用スパッタリングターゲット及びスパッタリング装置の提供。
【解決手段】 （１）光ビームを照射することにより記録層に相変化を生じさせて情報を記録する光記録媒体において、記録層が、主成分のＳｂと原子半径がＳｂよりも小さい元素（以下、元素Ｍという）を含み、元素Ｍの濃度が面内方向で異なることを特徴とする相変化型光記録媒体。
（２）組成が異なるターゲットを同心円状に２個以上設け、各ターゲットのスパッタ率を調整する手段を備えたことを特徴とするスパッタリング装置。
【選択図】 図２

Description

本発明は、書換え可能な相変化記録層を有する高密度記録用の相変化型光記録媒体、例えば、ＤＶＤ−ＲＷ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ Ｄｉｓｃ ＲｅＷｒｉｔａｂｌｅ）、ＤＶＤ＋ＲＷ、ＤＶＤ−ＲＡＭ等に関する。

近年、相変化材料を記録層とした光記録媒体（以下、相変化光ディスク）の開発が盛んに行われている。
一般に相変化光ディスクは透明なプラスチック基板上に特定の溝を形成し、その上に薄膜を形成する。基板に用いられるプラスチック材料は主にポリカーボネートで、溝の形成には射出成形法がよく用いられる。基板上に成膜する薄膜は多層膜で、基板から順番に下部保護層、記録層、上部保護層、反射層の構成が基本的なものである。下部及び上部保護層には酸化物、窒化物、硫化物などが用いられるが、中でもＺｎＳとＳｉＯ_２を混合したＺｎＳ−ＳｉＯ_２がよく用いられる。記録層にはＳｂＴｅを主成分とした相変化材料がよく用いられる。具体的には、Ｇｅ−Ｓｂ−Ｔｅ、Ｉｎ−Ｓｂ−Ｔｅ、Ａｇ−Ｉｎ−Ｓｂ−Ｔｅ、Ｇｅ−Ｉｎ−Ｓｂ−Ｔｅ、Ｇｅ−Ｓｎ−Ｓｂ−Ｔｅなどが挙げられ、これら以外にもＧｅ−Ｔｅ、Ｉｎ−Ｓｂ、Ｇａ−Ｓｂ、Ｇｅ−Ｓｂなどが用いられる。反射層には金属材料が用いられるが、光学特性及び熱伝導率などからＡｌ、Ａｇ、Ａｕ、Ｃｕなどの金属材料及びそれらの合金材料がよく用いられる。
これらの多層膜の成膜方法には、抵抗線加熱法、電子ビーム蒸着法、スパッタ法、ＣＶＤ法など様々な成膜方法を用いることができるが、中でも量産性に優れている点からスパッタ法がよく用いられる。これらの多層膜を形成後、薄膜を保護する為に樹脂層をスピンコートにより被覆する。

このようにして作製された相変化光ディスクは、記録層に用いられている相変化材料がアモルファス状態であり、これを結晶化状態にする、所謂初期化工程を施すことが一般的である。相変化光ディスクの初期化にはディスクを回転させながら幅数μｍ、長さ数十〜数百μｍの半導体レーザからレーザ光を照射し、半径方向にレーザ光を移動させることで行う。レーザ光の照射にはフォーカシング機能を設けてより効率の良いレーザ照射を行う場合が多い。
作製した相変化光ディスクは任意に決められたレーザ発光パターン（以下、記録ストラテジ）を照射することにより任意のアモルファスマークを形成することができる。更に、相変化ディスクでは消去と記録を同時に行う、所謂ダイレクトオーバーライト記録が可能である。因みに消去とはアモルファス状態のマークを結晶化させることで、記録とは結晶状態からアモルファス状態のマークを形成することである。

よく用いられる記録ストラテジとしては記録パワー（Ｐｗ）、消去パワー（Ｐｅ）、バイアスパワー（Ｐｂ）の３値制御（Ｐｗ＞Ｐｅ＞Ｐｂ）がある。これらと種々のパルス幅を組み合わせて特定のマーク長を記録する。データ記録・再生の変調方式については、ＣＤで使われているＥＦＭ変調やＤＶＤで使われているＥＦＭ＋変調などがマークエッジ記録方式であることから、マーク長の制御が非常に重要である。このマーク長の制御の評価としてはジッター特性が一般的に用いられる。
このような相変化ディスクはＣＤ−ＲＷ、ＤＶＤ＋ＲＷ、ＤＶＤ−ＲＷなどに応用され、オーディオビジュアル用途及びコンピュータの情報記録用途として広く普及している。
最近では更なるデジタル容量の大容量化により、これらの光ディスクへの記録速度の向上が期待されている。相変化技術を用いた光ディスクへの高速記録には、より速い記録線速度での書換え性能と、より広い記録線速度範囲での書換え性能の双方が要求される。前者は最高記録速度であり、後者は記録可能な速度範囲に相当する。この点について以下に説明する。

記録方式として、記録回転数一定（角速度一定）で記録を行うＣＡＶ記録と線速度一定で行うＣＬＶ記録の２種類を考えた時、ＣＬＶ記録の場合は半径値により回転数が変わり、内周側になるほど高い回転数が要求される。このため、最高線速は光ディスク用記録再生装置が有する光ディスクの回転能力の限界で決まってしまい、それ以上の線速での記録が可能な場合は回転能力限界の回転数一定のＣＡＶ記録を用いる必要性が出てくる。
例えば、光ディスク用記録再生装置の回転数の限界を１００００ｒｐｍとすると、その限界回転数の場合、半径２４ｍｍでは約２５ｍ／ｓの線速であり、これをＤＶＤの基準線速３．５ｍ／ｓで規格化すると約７倍速に当り、これ以上の高速記録を行なおうとするとディスクの特定の半径範囲又は全面でＣＡＶ記録を行なうか、或いは、ディスク半径値に対応した複数の記録線速を利用するＺＣＬＶ記録を行う必要がある。以上のように、記録線速度の向上とは最高線速の向上だけでなく、ある一定の記録線速度範囲での書換え性能も同時に求められる。

このような高速記録に求められる、最高記録線速と広い記録線速範囲の実現を検討中に、本発明者等は従来知られていない新たな課題を見出した。即ち、ディスク特性としてジッター特性が実用レベルにある記録線速範囲内に再生エラーが多くなるという現象を見出した。因みに、ここでいう再生エラーとは、実際に記録された信号をデジタルデータに変換する際の確かさを表したもので、その値が低い程良好である。従来はジッター特性が良好であれば再生エラーも低く、両者が相反するという現象は確認されていない。唯一、相反する場合としては、ディスクに欠陥が多い場合にジッター特性と再生エラー特性が相反する場合が稀にあるが、本発明者等が見出した現象はその程度が全く異なる範囲であった。

この現象を更に調べたところ、特に３Ｔマークにエラーが多く発生することが分った。そこで、ジッター特性が実用レベルにある記録線速範囲内でも再生エラーが多くなる原因を調べるため、図１に示す記録ストラテジを用いて３Ｔマークと３Ｔスペースが交互に配列する単一パターンをディスクに記録し、アモルファスマーク形状を透過電子顕微鏡で観察した。その結果、殆どのアモルファスマーク形状は同じであるが、何個かのマークの形状は正常ではなく、アモルファス中に結晶が発生している記録マークが存在することが分かった。模式図を図２（ａ）に示す。マークＡとマークＣは正常な記録マークであるが、マークＢはアモルファス中に結晶が成長している。このような結晶がある場合の再生信号は図２（ｂ）に示す通りに正常な場合（点線）に対して歪んでしまう。その結果、２値化後の信号は図２（ｃ）のようになり、結晶がアモルファス中に成長しているマークＢのみが、３Ｔよりも短く再生されてしまう。このようなアモルファス中に結晶が成長しているマークが約１００〜１０００個に１個の割合で存在するため、再生ジッター特性が実用レベルであるにも拘わらず再生エラーが多くなることが分かった。

次に、ＣＡＶ記録のように、内周側で低速記録を行い、外周側で高速記録を行う場合、記録半径位置で再生エラーが変わるかどうかを調べた。図１に示す記録ストラテジで３Ｔマークと３Ｔスペースが交互に配列する単一パターンをディスクに記録し、３Ｔウインドウエラー（＝短マークの個数／正常なマークの個数）を測定した。記録線速は、内周（半径位置２３ｍｍ）で１１．５ｍ／ｓ、中周（半径位置４０ｍｍ）で２１ｍ／ｓ、外周（半径位置５６ｍｍ）で２７．９ｍ／ｓとした。結果を図３に示す。３Ｔウィンドウエラーは、外周が最も小さく、内周に行くほど悪くなることが分かった。この結果から、内周部の再生エラーが多くなってしまうことが、更に高速記録を進める上で今後の大きな課題になることが分った。
なお、ディスクの内周部と外周部で記録層や反射層などの組成を変えて特性の向上を図る発明は、特許文献１〜６に開示されているように本出願前公知であるが、何れの発明も、媒体全面において高密度・高速記録における再生エラーが少ない相変化型光記録媒体の提供を目的とする本発明とは構成や効果が異なる。
特許文献７には、構成元素の組成が異なる複数のリング状ターゲットを同心軸に配置し、記録膜を成膜する場合に、基板上での成膜速度が均一になるように前記複数のリング状ターゲットの各々に投入されるスパッタパワーを独立制御してスパッタリングを行う光ディスクの製造方法が開示されている。しかし、１つの電源で安定して製造することができ、高密度・高速記録で光記録媒体全面において再生エラーが少ない相変化ディスクの提供を目的としている本発明とは構成や効果が異なる。

特開昭６０−２１９６４５号公報 特許第２６７４８３７号号公報 特開平８−７７６００号号公報 特開平１１−３２１０９４号公報 特開２００２−３１２９８０号公報 特開平８−７７６００号公報 特開２００３−１９６８９２号公報

本発明は、最高記録線速が速く、広い記録線速範囲で記録する場合でも再生エラーが少なく、特に内周部での再生エラーが改善された相変化型光記録媒体とその製造用スパッタリングターゲット及びスパッタリング装置の提供を目的とする。
現在市販されている書き換え可能な相変化光ディスクは、ＤＶＤ−ＲＡＭのようにＧｅＳｂＴｅ化合物を発展させた材料系を記録層に用いた光ディスクと、ＣＤ−ＲＷ、ＤＶＤ＋ＲＷ、ＤＶＤ−ＲＷのようにＡｇＩｎＳｂＴｅ系を発展させたＳｂを主成分とする材料系を記録層に用いた光ディスクの主に２種類に分類される。
ある液体から結晶が析出するとき、結晶核の生成と結晶核の成長の２つのプロセスが含まれる。ＧｅＳｂＴｅ化合物系は核生成頻度が高く、アモルファス又は液相の全ての場所でランダムに核生成が起こり、ランダムに発生した核から結晶成長が起こる。アモルファスマークに消去パルスが照射された場合、アモルファスマーク中の全ての場所で結晶核が生成され、ランダムに発生したそれぞれの結晶核から結晶成長が進み、ほぼ同じ大きさの結晶が多数成長する。このようなメカニズムで記録・消去が繰り返されると、アモルファスマーク周辺にのみ平均より大きい結晶が析出し、消去率が悪くなることがある。

また、特開２００３−２４２６８３号公報に開示されているように、高転送レート実現のためには結晶化速度が速い光ディスクが必要であるが、結晶化速度が速い光ディスクに対して広い線速範囲で記録するときに問題が生じる。それは、記録マーク周辺には、一度融点まで温度上昇したのち冷却過程で周囲にある結晶核から結晶成長して結晶相となる再結晶領域が形成されるが、低線速度側で記録した場合、記録マーク周辺の再結晶領域の幅が広くなってしまい、所望のマーク幅を得ることができないという問題である。この再結晶領域は結晶成長速度に依存し、結晶成長速度が速いほどその幅が広くなる。この現象が起こる場合、記録した全てのマークに起こるため、マークの信号強度が低下して信号品質が劣化する不具合は生じるが、ジッタ特性が良いのに再生エラーが多くなることはない。

一方、ＡｇＩｎＳｂＴｅ系のようにＳｂを主成分とする材料系は、核生成頻度が小さいため、アモルファス又は液相の表面、他の層と接している界面、アモルファス又は液相中に存在する不純物や異種物質との界面などで起こる不均一核生成から結晶化が進む。アモルファスマークに消去パルスが照射された場合、ＡｇＩｎＳｂＴｅ系材料は、記録の過程でアモルファスマーク中に起こる核生成頻度が低いため、アモルファスマーク又は液相と結晶との界面から中心部に向かって結晶成長が起こる。繰り返し記録・消去を行っても、ＧｅＳｂＴｅ化合物系材料のようにアモルファスマーク周辺に大きい結晶が析出することはなく、消去率が良い。また、結晶成長が不均一核生成による場合、マークが小さくなるほどアモルファスマークを結晶化させるのにかかる時間が短くてすむため、均一核生成による材料系よりも、高密度記録、高速記録に有利である。

前述したように、本発明者等は、最高記録線速の向上と広い記録線速範囲の実現に向けて検討中に、従来知られていない新たな課題を見出した。即ち、ディスク特性としてジッター特性が実用レベルにある記録線速範囲内に再生エラーが多くなるという現象を見出した。この現象は、Ｓｂを主成分とするような不均一核生成により結晶化が起こる材料系、その中でも結晶化速度が速い場合に起こる。均一核生成により結晶化が起こる材料系では、レーザー照射により記録層が同じ温度まで上昇し同じ速度で冷却されると核生成が起こり、同じように多数の結晶が成長するため、全てのマークの周辺に結晶が大きく成長することがあっても、あるマークにのみ結晶が成長することは起こり得ない。また、不均一核生成により結晶化が起こる材料系でも、結晶化速度が遅い場合は、記録の過程でアモルファスマーク中に結晶が形成してしまうことはなかった。しかし結晶化速度が速い場合は、記録の過程での核生成頻度は低いものの、アモルファス中に核生成が生じてしまうと、結晶成長速度が速いため、生成された核が大きな結晶へと成長すると考えられる。
また、ＣＡＶ記録などのように内周部と外周部での記録線速が違う場合、特に記録線速が遅い内周部で再生エラーが多くなることが分った。前述したように、最高線速は光ディスク用記録再生装置が有する光ディスクの回転能力の限界で決まってしまい、それ以上の線速での記録が可能な場合は、回転能力限界のＣＡＶ記録やディスク半径値に対応した複数の記録線速を利用するＺＣＬＶ記録を用いる必要性が出てくる。そのため、今後、更なる高速化を実現するには内周部での再生エラーを少なくすることが必須の課題となる。

本発明者等は、記録層を構成する相変化材料に着目して鋭意研究を重ねた結果、主成分のＳｂと原子半径がＳｂよりも小さい元素（元素Ｍ）を含む相変化記録層を有し、元素Ｍの濃度を面内方向で変化させることにより、上記課題を解決できることを見出し、この知見に基づいて本発明を完成するに至った。
即ち、上記課題は、次の１）〜１６）の発明によって解決される。
１） 光ビームを照射することにより記録層に相変化を生じさせて情報を記録する光記録媒体において、記録層が、主成分のＳｂと原子半径がＳｂよりも小さい元素（以下、元素Ｍという）を含み、元素Ｍの濃度が面内方向で異なることを特徴とする相変化型光記録媒体。
２） 元素Ｍの濃度は、内周部側よりも外周部側の方が低く設定されていることを特徴とする１）記載の相変化型光記録媒体。
３） 元素Ｍが、Ｇｅ及び／又はＳｉであることを特徴とする１）又は２）記載の相変化型光記録媒体。
４） 少なくとも、基板と、Ｓｂを主成分とし元素Ｍを含まない第１相変化記録層と、該記録層に接し、面内方向に膜厚分布を持ち、原素Ｍを含みＳｂを含まない第２相変化記録層を有することを特徴とする１）記載の相変化型光記録媒体。
５） 第２相変化記録層の膜厚は、内周部側よりも外周部側の方が薄いことを特徴とする４）記載の相変化型光記録媒体。
６） 溶融初期化により第２相変化記録層材料が第１相変化記録層に拡散した状態にあることを特徴とする４）又は５）記載の相変化型光記録媒体。
７） 元素Ｍが、Ｇｅ及び／又はＳｉであることを特徴とする４）〜６）の何れかに記載の相変化型光記録媒体。
８） 主成分のＳｂと元素Ｍを含み、元素Ｍの濃度に面内分布があることを特徴とするスパッタリングターゲット。
９） 元素Ｍの濃度は、内周部側よりも外周部側の方が低く設定されていることを特徴とする８）記載のスパッタリングターゲット。
１０） 元素Ｍが、Ｇｅ及び／又はＳｉであることを特徴とする８）又は９）記載のスパッタリングターゲット。
１１） 組成が異なるターゲットが同心円状に２個以上設置され、各ターゲットのスパッタ率を調整する手段を備えたことを特徴とするスパッタリング装置。
１２） 各ターゲットに対応するマグネトロン装置を備え、スパッタ率を調整する手段が、マグネトロン装置のマグネットであることを特徴とする１１）記載のスパッタリング装置。
１３） 中心部に配置されたターゲットが円盤状であり、それ以外のターゲットは中心部に配置されたターゲットと中心が同じ輪状であることを特徴とする１１）又は１２）記載のスパッタリング装置。
１４） 組成が異なるターゲットは、Ｓｂを主成分として元素Ｍを含み、ターゲットによって元素Ｍの濃度が異なることを特徴とする１１）〜１３）の何れかに記載のスパッタリング装置。
１５） 中心部に配置されたターゲットの元素Ｍの濃度が最も高く、外側に配置されたターゲットほど元素Ｍの濃度が低いことを特徴とする１４）記載のスパッタリング装置。
１６） 元素Ｍが、Ｇｅ及び／又はＳｉであることを特徴とする１１）〜１５）の何れかに記載のスパッタリング装置。

以下、上記本発明について詳しく説明する。
本発明によれば、最高記録線速が速く、更に内周部と外周部で記録線速が異なる場合でも、記録領域全面で再生エラーを少なくすることができる。特に、元素Ｍの濃度を内周部側よりも外周部側の方が低くなるように設定することにより、外周部での高速記録が可能となり、かつ内周部でも再生エラーを少なくすることができる。
ここで、内周部側とは記録層の最内周部に近い方のことであり、外周部側とは記録層の最内周部に近い方のことである。例えば、ＤＶＤ＋ＲＷでは半径位置２２ｍｍが最内周部であり、この半径位置での元素Ｍの濃度が最も大きくなるようにする（膜厚の場合も同様に、最内周部で最も膜厚を厚くする）。また、半径位置５８ｍｍが最外周部であり、この半径位置での元素Ｍの濃度が最も小さくなるようにする（膜厚の場合も同様に、最外周部で最も膜厚を薄くする）。

濃度を変化させる態様としては、最内周部から最外周部に向って徐々に変化させても、段階的に変化させてもよい。また、濃度を一定にしておき、最内周部から最外周部に向って膜厚を徐々に変化させてもよい。
このような記録層を成膜するには、（１）組成を径方向に徐徐に変化させた円盤状のスパッタリングターゲットを用いる、（２）同心円状のスパッタリングターゲットを複数組み合わせた円盤状のスパッタリングターゲットを用いる、（３）基板よりも径が小さく、それぞれのスパッタリングターゲット組成が異なるカソードを複数設け、同時にスパッタリングを行う、などの方法を用いればよい。
また、記録層に相当する半径位置２２〜５８ｍｍの間を、幾つかの領域に分け、２〜４段階に濃度又は膜厚を変化させてもよく、このような場合は、スパッタリング装置にシールド板又はマスクを設けることにより、組成又は膜厚を領域ごとに変えればよい。
内周部側と外周部側の濃度差や膜厚差は、記録線速によって変わるため、一義的に特定できないが、例えばＤＶＤ＋ＲＷにおいて、内周（半径位置２３ｍｍ）で２１ｍ／ｓ記録、外周（半径位置５６ｍｍ）で４２ｍ／ｓ記録を行う場合は、半径位置２３ｍｍと半径位置５６ｍｍでの元素Ｍ濃度差を５〜１０％とするのが好ましい。また、記録層を二層設けた場合には、第２相変化記録層における膜厚差を２〜６ｎｍとするのが好ましい。

ある液体からの結晶の析出は、結晶核の生成と成長のプロセスにより起るが、核生成は下地等の界面や不純物粒子などからも大きな影響を受ける。不純物は、その種類によって成長抑制作用が変わるが、本発明者等が検討した結果、Ｓｂを主成分とする記録層材料を用いる場合に、Ｓｂよりも原子半径が大きい元素を添加すると、結晶核生成頻度が高くなり結晶化速度を速くするのに対し、Ｓｂよりも原子半径が小さい元素（元素Ｍ）を添加すると、結晶核生成頻度を低くすることができることが分った。特に内周部に元素Ｍを多く添加することにより、内周部の核形成が抑えられ、内周部でも再生エラーが少ない光記録媒体が得られることを見出した。
元素Ｍの一例として、Ｇｅ、Ｓｉ、Ｃ、Ｇａ、Ａｌ、Ｂ、Ａｓ、Ｐ、Ｎ、Ｔｅ、Ｓｅ、Ｓ、Ｏ、Ｈ、Ｚｎ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｍｎ、Ａｕ、Ａｇなどが挙げられ、再生エラーを少なくする効果がある。中でも、Ｇｅ及びＳｉは、再生エラーを少なくする効果が得られると共に、アモルファス及び結晶の安定性を向上させる効果もある。

相変化記録層を含んだ多層膜の成膜方法としては電子ビーム蒸着法やスパッタリング法など様々な成膜方法を用いることができるが、中でも量産性に優れている点からスパッタリング法がよく用いられる。蒸着法を用いて本発明の光記録媒体を製造する場合、記録層の作製方法の一例として、Ｓｂと元素Ｍを別々の蒸発源として設け、蒸発源と基板位置を調整することにより、元素Ｍの濃度を面内方向で変えることができる。この場合、元素Ｍは単体としてだけでなく、他の元素との化合物として蒸発源に用いることもできる。
また、量産性に優れているスパッタリング法では、一例として、記録層を作製するのに内周部から外周部にかけて元素Ｍの濃度が異なるスパッタリングターゲットを用いることにより、本発明の光記録媒体を製造することができる。この場合、ターゲット中心と基板中心との位置を合わせて対向させることにより、ディスク中心を対称軸とする組成の面内分布が得られる。Ｓｂを主成分とし元素Ｍの濃度が内周部から外周部にかけて低下するスパッタリングターゲットを用いれば、記録層の元素Ｍの濃度が内周部側よりも外周部側の方が低い相変化型光記録媒体を製造することができる。また、基板とターゲットの距離を短くすることにより、元素Ｍの濃度勾配を急峻なものとすることができる。

スパッタリング法で作製する場合、次の方法を用いることもできる。
即ち、基板上に、少なくとも、Ｓｂを主成分とし元素Ｍを含まない第１相変化記録層と、該記録層と接し、面内方向に膜厚分布を持ち、原素Ｍを含みＳｂを含まない第２相変化記録層を設ける。第１相変化記録層と第２相変化記録層を積層する順番はどちらでも良く、基板に近い方と反射層に近い方のどちらに第１相変化記録層を持ってきても良い。このとき、第２相変化記録層の膜厚を、内周部側よりも外周部側の方が薄くなるようにする。一例として、原素Ｍを含みＳｂを含まないスパッタリングターゲットを用い、ターゲットと基板の間に遮蔽版を設けることにより、膜厚分布を持った第２相変化記録層を作製することができる。また、ターゲット中心と基板中心との位置をずらして対向させてスパッタリングすることによっても、膜厚分布を持った第２相変化記録層を作製することができる。

このような方法で作製した第２相変化記録層材料は、前述した初期化工程、即ち、成膜した直後のアモルファス相から記録層全面を結晶状態に変化させる工程で、第１相変化記録層中に拡散させる。このときの初期化は、第１相変化記録層と第２相変化記録層の両方が完全に溶融する条件で行う必要がある。このような溶融初期化ではなく固相初期化で行った場合は、記録を行うことにより第２相変化記録層材料が第１相変化記録層に徐々に拡散していくため、繰り返し記録特性が悪くなる。しかし、溶融初期化を行った場合には、初期化工程で第２相変化記録層材料が第１相変化記録層中に拡散し完全に溶け合うため、繰り返し記録を行っても記録層に変化は起きない。したがって良好な繰り返し記録特性が得られる。
ＤＶＤ＋ＲＷでは、ディスクを回転させながら幅数μｍ、長さ数十〜数百μｍの半導体レーザからレーザ光を照射し、半径方向にレーザ光を移動させることで初期化を行うが、例えば線速８ｍ／ｓでディスクを回転させた場合、約７ｍＷ／μｍ^２以上のパワー密度で初期化を行うと記録層は溶融状態となる。このとき、記録層が溶融して第２相変化記録層材料が第１相変化記録層中に拡散したかどうかは、オージェ電子分光法（ＡＥＳ）により膜厚方向の組成分析を行うことで確認することができる。
上記のように、溶融初期化により第２相変化記録層材料を第１相変化記録層に拡散させるようにすれば、組成分布を持たせた特殊なターゲットを用いることなく、元素Ｍの濃度が面内方向で異なる記録層を有する相変化型光記録媒体が得られる。これにより記録領域全面で再生エラーが少なく、繰り返し記録特性が良好な相変化型光記録媒体が得られる。

スパッタリング法で作製する場合、次の方法を用いることもできる。
即ち、図４に示すように組成が異なるターゲットを同心円状に２個以上設け、各ターゲットのスパッタ率を調整する手段を設けたスパッタリング装置を用いる。この装置では、各ターゲットのスパッタ率を調整することにより、記録領域全面で均一な膜厚を得ることができる。記録層にＧｅＳｂＴｅ化合物組成を用いた場合には、特許文献７のように各ターゲットにそれぞれ電源を設け、個別にスパッタパワーを制御することも可能であるが、本発明で用いるＳｂを主成分とする記録層は、ＧｅＳｂＴｅ化合物組成に比べると抵抗率が２桁以上小さく導電性が良いため、各ターゲットが導通してしまい易いという不具合が生じる。これに対し、上記の装置では、電源が１つという簡易な構造とすることができるのに加え、スパッタ率を調整する手段によって各ターゲットからの堆積速度を制御できるため、各ターゲットを絶縁しなくても良いという利点がある。
スパッタ率を調整する手段として、図５のようなマグネトロンスパッタリング装置のマグネットを用いても良い。これにより、元素Ｍの濃度を面内方向で制御することができる。ターゲットと基板間距離を調整することによっても、面内方向の組成分布及び膜厚均一性を調整することができる。ターゲットは、中心部に配置されたターゲットが元素Ｍの濃度が最も高く、外側に配置されたターゲットほど元素Ｍの濃度を低くすることにより、記録層の元素Ｍの濃度が内周部側よりも外周部側で低く、外周部での高速記録が可能であり、かつ内周部の核形成が抑えられ、再生エラーが少ない相変化型光記録媒体が得られる。特に元素ＭとしてＧｅ又は／及びＳｉを用いることにより、記録領域全面で再生エラーが少なく、更に保存信頼性と高速記録特性を両立できる相変化型光記媒体が得られる。

本発明の相変化型光記録媒体の、高速仕様の実施の形態の一例について説明する。
即ち、基板上に少なくとも第１保護層、相変化記録層、第２保護層、反射層を形成する。記録層は、Ｓｂを主成分とし元素Ｍを含む相変化材料を用いる。ここで主成分とは、Ｓｂを５５原子％以上、好ましくは６０原子％以上含むことを意味する。Ｓｂを主成分とする相変化材料は、どのような組み合わせの元素を添加しても、核生成頻度はＧｅＳｂＴｅ化合物系と比較すると低く、アモルファスマークを消去する際は、アモルファス又は液相と結晶との界面から中心部に向かって結晶成長が起こる。
相変化記録層の組成を、ＳｂＸＺ（Ｘは元素Ｍ、ＺはＳｎ及び／又はＩｎ）とすることにより、最高記録線速が６倍速以上の相変化型光記録媒体が得られる。Ｓｎ及び／又はＩｎが含まれると、初期結晶化が容易になり均一な結晶が得られるし、結晶化速度も速くなる。顕著な効果を得るためには、Ｓｎ及び／又はＩｎの添加量を５原子％以上とするのが好ましい。元素Ｍの濃度を内周部側を高くすることにより、内周部での再生エラーが少なく、記録領域全面でも再生エラーが少ない相変化型光記録媒体が得られる。

元素Ｍとしては、各元素特有の添加効果もあるので必要に応じて適宜選択する。
Ｇａを添加するとアモルファス化を促進し、再現性よくアモルファスマークを記録できるので、ジッター特性が良くなる。Ｇａを添加するとマーク中に結晶が発生する頻度が低くなり再生エラーが良くなるが、多すぎると結晶化速度が遅くなるので、ＤＶＤ６倍速以上で記録したい場合は、１５原子％以下とするのが好ましい。Ｂｉを添加すると結晶化速度を更に速くすることができる。しかし、Ｂｉは核生成を促進するため、多く添加しすぎると再生エラーが悪くなるので、５原子％以下とするのが好ましい。Ｈ、Ｎ、Ｏを添加すると結晶化速度を更に速くすることができる。Ｔｅ、Ｓｅ、Ａｇ添加するとアモルファス生成能が上がるため、記録パワーが低めでも記録することが可能となり、記録感度を良くすることができる。Ａｕ、Ａｌ、Ｃｏ、Ｍｇ、Ｃａを添加すると記録層が酸化しにくくなり、長期保存後の結晶状態の変化が小さくなるため、保存信頼性が向上する。Ｎｉを添加すると、結晶化温度を下げる効果があるため、初期結晶化し易くなる。

相変化記録層の膜厚は１０〜２０ｎｍが好ましく、１０ｎｍより薄いと光吸収能が低下し記録層としての機能を失うことがある。また２０ｎｍより厚いと記録感度が悪くなる。
記録層の形成は、スパッタリング法により行なうのが好ましい。スパッタリングターゲットの作製方法の一例を挙げると、予め仕込み量を秤量してガラスアンプル中で加熱溶融し、その後、これを取り出して粉砕機により粉砕し、得られた粉末を加熱焼結することによって円盤状のターゲットを得ることができる。
記録層に接する少なくとも１つの保護層にはＺｎＳ−ＳｉＯ_２を用いるのが好ましい。本発明者等が見出した、ジッター特性が実用レベルにある記録線速範囲内で再生エラーが多くなる現象は核生成に起因する。そのため、再生エラーの発生は、記録層組成以外に、記録層に接する界面層にも関係する。そこで記録層に接する界面層の検討を行った結果、ＺｎＳ−ＳｉＯ_２及び窒化物は核生成を抑え、再生エラーを少なくすることが分った。殆どの酸化物は核生成を促進し再生エラーが多くなってしまったが、ＳｉＯ_２にＺｎＳを混合したＺｎＳ−ＳｉＯ_２は再生エラーが少なくなった。また、ＺｎＳ−ＳｉＯ_２＝６０〜９０：４０〜１０（モル％）としたとき、ＤＶＤ６倍速以上で繰り返し記録可能であり、かつ再生エラーが少ない相変化型光記録媒体が得られた。
また、記録層に接する少なくとも１つの保護層に窒化物を用いるのが好ましい。窒化物に関しては、何種類か試したところ、特にＡｌＮ及びＧｅＮの効果が顕著であった。

上記の結晶化に関する現象は、記録層及び界面での核生成や結晶成長速度によるので、レーザーの波長が変わっても同様の効果がある。また、生成された結晶が小さい場合、マーク長が長いＣＤ−ＲＷでは問題にならなかったのが、ＤＶＤ＋ＲＷ、更にはＢｌｕｅ−ｒａｙ ｄｉｓｃとマーク長が短くなるほど影響が大きくなる。
相変化記録層の膜厚は１０〜２０ｎｍが好ましく、１０ｎｍより薄いと光吸収能が低下し記録層としての機能を失うことがある。また２０ｎｍより厚いと記録感度が悪くなる。
記録層の形成は、スパッタリング法により行なうのが好ましい。スパッタリングターゲットの作製方法の一例を挙げると、予め仕込み量を秤量してガラスアンプル中で加熱溶融し、その後、これを取り出して粉砕機により粉砕し、得られた粉末を加熱焼結することによって円盤状のターゲットを得ることができる。
記録層の初期結晶化は、相変化型光記録媒体を１０〜２５ｍ／ｓの範囲内の一定線速度で回転させ、パワー密度１５〜４０ｍＷ／μｍ^２で行うのが好ましい。初期結晶化の条件により繰返し記録初期特性が決まるが、高速結晶化の材料ほど、初期結晶化も高速で行なうのが良い。１０ｍ／ｓ未満の線速では、大きな結晶粒が成長してしまうため、アモルファスマークエッジが不均一になり易く、ジッタ特性が悪化する。また、線速が２５ｍ／ｓを超えると、ディスクの追従性が悪化するため、反射率に分布が生じ易い。また、パワー密度１５ｍＷ／μｍ^２以下では、パワー不足により均一な結晶が得られず、４０ｍＷ／μｍ^２以上ではパワーが強すぎて繰返し記録特性が悪化する。

透明基板は、通常、表面にトラッキング用の案内溝を有し、直径１２ｃｍ、厚さ０．６ｍｍのディスク状のものを用いる。低吸水性、光学特性、加工性、コストなどの点から、ポリカーボネート基板が好適である。例えば、本発明をＤＶＤに適用する場合、トラッキング用の案内溝は、ピッチ０．７４±０．０３μｍ、溝深さ２２〜４０ｎｍ、溝幅０．２〜０．４μｍの蛇行溝とすることが好ましい。特に溝を深くすることにより、光ディスクの反射率が下がり、変調度を大きくすることができる。
第一保護層の膜厚は、５０〜２５０ｎｍ、好ましくは５０〜１００ｎｍとする。厚すぎると製膜時に基板への熱ダメージが大きくなり、膜剥離が生じ易くなる。また、薄すぎると記録時の基板への熱ダメージが大きく、繰り返し記録特性が悪くなる。特に高速記録になるほど、安定なアモルファスマークを形成するには急冷しなければならないため高いパワーで記録することになるので、基板は大きな熱ダメージを受け易い。
第二保護層の膜厚は、５〜２０ｎｍ、好ましくは５〜１５ｎｍとする。膜厚が薄い方が急冷構造となり高速記録でも変調度が大きくなるので好ましいが、５ｎｍより薄いと記録感度が悪くなってしまう。再生エラーを少なくするという観点からも、第二保護層の膜厚は薄い方が良い。また、違う材料の層を２層以上組み合わせても良い。

反射層には、熱伝導率が高いＡｇ、又はＡｇ−Ｉｎ、Ａｇ−Ｐｄ、Ａｇ−Ｐｄ−Ｃｕ、Ａｇ−Ｃｕ等のＡｇ合金が適している。結晶化速度が速いと、アモルファスマーク周辺からの再結晶化が起こり易くなり、マークが細くなり、変調度が小さくなり易い。この再結晶化領域をなるべく小さくするには、再結晶化が起こる温度に保持される時間をなるべく短くした方が良いので、反射層に熱伝導率が高いＡｇ又はＡｇ合金を用いた急冷構造とするのが好ましい。
反射層の膜厚は１４０〜３００ｎｍが好ましい。高速記録では、膜厚が厚いほど変調度が大きくなるし、再生エラーを少なくするという観点からも、膜厚を厚くして、なるべく熱を逃がし易くするのが良い。したがって、１４０ｎｍ以上とすることが好ましいが、厚すぎると膜剥離が生じ易くなるので３００ｎｍ以下が好ましい。
反射層にＡｇ又はＡｇ合金を用い、第二保護層にＳを含む材料を用いる場合には、反射層と第二保護層の間に硫化防止層を設けるとよい。硫化防止層は第二保護層に含まれているＳと反射層に含まれているＡｇの反応によるＡｇ_２Ｓの生成を防ぐ役割を果す。
好ましい材料としては、ＴｉＣ、ＴｉＯ、ＴｉＣとＴｉＯの混合物、ＳｉＣ、Ｓｉ，ＳｉＯ_２，Ｔａ_２Ｏ_５、Ａｌ_２Ｏ_３等が挙げられる。特に、ＴｉＣとＴｉＯの混合物を用いることにより、過酷な環境下でも膜浮きが発生しにくく、長期保存信頼性が良好な光記録媒体が得られる。

本発明によれば、最高記録線速が速く、広い記録線速範囲で記録する場合でも再生エラーが少なく、特に内周部での再生エラーが改善された相変化型光記録媒体とその製造用スパッタリングターゲット及びスパッタリング装置を提供できる。

以下、実施例及び比較例により本発明を更に具体的に説明するが、本発明は、これらの実施例によって限定されるものではない。

実施例１、比較例１
相変化型光記録媒体（ディスク）を次のようにして作製した。
トラックピッチ０．７４μｍ、溝深さ２７ｎｍの案内溝を有する、直径１２ｃｍ、厚さ０．６ｍｍのポリカーボネート基板上に、スパッタリング法により、第１保護層、記録層、第２保護層、硫化防止層、反射層を順に製膜した。
第１保護層は、（ＺｎＳ）８０モル％（ＳｉＯ_２）２０モル％をターゲットに用い、膜厚を６０ｎｍとした。
相変化記録層は、直径２００ｍｍで、半径位置に依存する組成勾配を設けたターゲットを用いた。即ち、ターゲットの中心の組成がＳｂ_６７．６Ｓｎ_１４．４Ｇｅ_１８（原子％）、ターゲットの最も外側の組成がＳｂ_７２．５Ｓｎ_１５．５Ｇｅ_１２（原子％）であり、それぞれの半径位置での平均組成をほぼ線形に変化させたターゲットを用いた。膜厚は１４ｎｍとした。
第２保護層は、（ＺｎＳ）８０モル％（ＳｉＯ_２）２０モル％をターゲットに用い、膜厚を８ｎｍとした。
硫化防止層は、（ＴｉＣ）７０重量％（ＴｉＯ）３０重量％をターゲットに用い、膜厚を６ｎｍとした。
反射層は、Ａｇをターゲットに用い、膜厚を２００ｎｍとした。
更に、反射層上に、スピナーでアクリル系硬化樹脂（大日本インキ社製ＳＤ３１８）を厚さ約８μｍ塗布した後、紫外線硬化させて有機保護膜を形成し、その上に、接着剤を用いて、直径１２ｃｍ、厚さ０．６ｍｍのポリカーボネート基板を貼り合わせて実施例１の相変化型光記録媒体を得た。
この相変化型光記録媒体に対し、出力波長８１０ｎｍ、幅約１μｍ、長さ７５μｍのレーザー光にフォーカシング機能を付加したレーザーヘッドを有する初期化装置（日立ＣＰ社製ＰＯＰ１２０−７ＡＨ）を用いて初期結晶化を行なった。初期化条件は、レーザー出力１８００ｍＷ、走査速度２０ｍ／ｓ、ヘッド送り５０μｍ／ｒとした。
オシロスコープにより初期結晶化後のＲＦ信号を観察したところ、周内での反射率分布は小さく、初期結晶化は均一であった。

次いで、ＤＶＤ用評価装置であるパルステック工業製ＤＤＵ１０００を用いて記録再生を行なった。マーク中に結晶が成長し再生エラーが悪くなるのは、最短マークである３Ｔマークが一番多いことが分っているため、マーク中に結晶が成長しているマークが存在する頻度を簡易的に調べるため、次のような評価を行った。
即ち、Ｙｏｋｏｇａｗａ製のタイムインターバルアナライザ（ＴＩＡ）を用いて２値化後のマーク長を検出した。図７に示すように正常な３Ｔマーク分布以外の２．５Ｔよりも短いマークがマーク中に結晶が成長している短マークである。
図１に示す記録ストラテジでオンパルス幅を固定し、オフパルス幅を変化させて、それぞれ３Ｔマークと３Ｔスペースが交互に配列する単一パターンを記録し、３Ｔウインドウエラー（＝短マークの個数／正常なマークの個数）を測定し、最も大きい値を３Ｔウインドウエラー最大値とした。記録線速は、内周（半径位置２３ｍｍ）で１１．５ｍ／ｓ、中周（半径位置４０ｍｍ）で２１ｍ／ｓ、外周（半径位置５６ｍｍ）で２７．９ｍ／ｓとし、繰り返し記録１０回後の３Ｔウインドウエラー最大値を評価した。
一方、比較例１として、記録層の成膜に、組成が均一であるＳｂ_７２．５Ｓｎ_１５．５Ｇｅ_１２（原子％）ターゲットを用いた点以外は、実施例１と同様にして相変化型光記録媒体を作成し初期化したのち、評価を行なった。
実施例１と比較例１の結果を図８に示す。図から分るように、比較例１では、内周に行くほど３Ｔウインドウエラー最大値が大きくなるのに対し、実施例１では、３Ｔウインドウエラー最大値が、内周、中周共に外周部と同等であり、内周及び中周のエラーを抑えることができた。

次に、比較例１に関して、最も３Ｔウインドウエラー最大値が悪かった半径位置２３ｍｍに、記録速度１１．５ｍ／ｓで３Ｔ単一パターンを記録し、この試料を日本電子製透過電子顕微鏡ＪＥＭ−２０１０により、１万倍又は４万倍の倍率でマーク観察を行なった。その結果、殆どのマークは同じマーク形状であったが、およそ１００個に１個の割合で、マーク中に結晶粒が成長し、アモルファス部分が小さく正常なマークよりも短いマークが観察された。図９に正常な３Ｔマーク形状、図１０にマーク中に大きな結晶粒が成長している３Ｔマーク形状の模式図を示す。
実施例１に関しても同様な観察を行ったところ、１５００個のマークについて、全てのマークの長さはほぼ同じであり、マーク中に大きな結晶粒が成長している短いマークは観察されなかった。
次に、比較例１に関して、ランダムパターンを記録し、同様にしてマーク観察を行なったところ、３Ｔ単一パターンと同様に、３Ｔマーク中に結晶が成長しているマークが時々観察されたが、３Ｔマーク以外でも、時々マーク中に結晶が成長しているマークが観察された。図１１にマーク中に大きな結晶粒が成長している４Ｔマーク形状の模式図を示す。
実施例１に関しても同様な観察を行ったところ、１５００個のマークについて、マーク中に大きな結晶粒が成長しているマークは観察されなかった。

実施例２、比較例２
相変化型光記録媒体（ディスク）を次のようにして作製した。
トラックピッチ０．７４μｍ、溝深さ２７ｎｍの案内溝を有する、直径１２ｃｍ、厚さ０．６ｍｍのポリカーボネート基板上に、スパッタリング法により、第１保護層、記録層、第２保護層、硫化防止層、反射層を順に製膜した。
第一保護層は、（ＺｎＳ）８０モル％（ＳｉＯ_２）２０モル％をターゲットに用い、膜厚を６０ｎｍとした。
相変化記録層は、直径１００ｍｍで組成がＳｂ_７８Ｉｎ_１４Ｓｉ_８（原子％）の中心ターゲットの外側に、内径１００ｍｍ、外径２００ｍｍのドーナツ状で組成がＳｂ_８４Ｉｎ_１５Ｓｉ_１（原子％）のターゲットを配置した同心円状ターゲットを用い、膜厚を１４ｎｍとした。記録層の成膜は、図５〜図６に示すように、同心円状ターゲットの各々にマグネットを備えたマグネトロンスパッタリング装置を用いて行なった。内側のターゲットに強度の強いマグネットを用いた。図６は、図５のスパッタリング装置の配線図である。
第２保護層は、（ＺｎＳ）８０モル％（ＳｉＯ_２）２０モル％をターゲットに用い、膜厚を８ｎｍとした。
硫化防止層は、（ＴｉＣ）７０重量％（ＴｉＯ）３０重量％をターゲットに用い、膜厚を６ｎｍとした。
反射層は、Ａｇをターゲットに用い、膜厚を２００ｎｍとした。
続いて、実施例１と同様にして有機保護膜を形成し、その上にポリカーボネート基板を貼り合せて実施例２の相変化型光記録媒体を得たのち、初期結晶化を行なった。
オシロスコープにより初期結晶化後のＲＦ信号を観察したところ、周内での反射率分布は小さく、初期結晶化は均一であった。

次いで、記録線速を、内周（半径位置２３ｍｍ）で２１ｍ／ｓ、中周（半径位置４０ｍｍ）で３２ｍ／ｓ、外周（半径位置５６ｍｍ）で４２ｍ／ｓに変えた点以外は、実施例１と同様にして記録再生を行ない、繰り返し記録１０回後の３Ｔウインドウエラー最大値を評価した。
一方、比較例２として、記録層の成膜に、組成が均一であるＳｂ_８４Ｉｎ_１５Ｓｉ_１（原子％）ターゲットを用いた点以外は、実施例２と同様にして相変化型光記録媒体を作成し初期化したのち、評価を行なった。
実施例２と比較例２の結果を図１２に示す。図から分るように、比較例２では、内周に行くほど３Ｔウインドウエラー最大値が大きくなるのに対し、実施例２では、３Ｔウインドウエラー最大値が、内周、中周共に外周部と同等であり、内周及び中周のエラーを抑えることができた。

実施例３、比較例３
相変化型光記録媒体（ディスク）を次のようにして作製した。
トラックピッチ０．７４μｍ、溝深さ２７ｎｍの案内溝を有する、直径１２ｃｍ、厚さ０．６ｍｍのポリカーボネート基板上に、スパッタリング法により、第１保護層、記録層、第２保護層、硫化防止層、反射層を順に製膜した。
第一保護層は、（ＺｎＳ）８０モル％（ＳｉＯ_２）２０モル％をターゲットに用い、膜厚を６０ｎｍとした。
相変化記録層は、直径１００ｍｍで組成がＧａ_５Ｓｂ_６８Ｓｎ_１８Ｇｅ_９（原子％）の中心ターゲットの外側に、内径１００ｍｍ、外径２００ｍｍのドーナツ状で組成がＧａ_５Ｓｂ_７０Ｓｎ_１７Ｇｅ_８（原子％）のターゲットを配置した同心円状ターゲットを用い、膜厚を１４ｎｍとした。成膜は、実施例２と同様の装置を用いて行なった。
第２保護層は、（ＺｎＳ）８０モル％（ＳｉＯ_２）２０モル％をターゲットに用い、膜厚を８ｎｍとした。
硫化防止層は、（ＴｉＣ）７０重量％（ＴｉＯ）３０重量％をターゲットに用い、膜厚を６ｎｍとした。
反射層は、Ａｇをターゲットに用い、膜厚を２００ｎｍとした。
続いて、実施例１と同様にして有機保護膜を形成し、その上にポリカーボネート基板を貼り合せて実施例３の相変化型光記録媒体を得たのち、初期結晶化を行なった。
オシロスコープにより初期結晶化後のＲＦ信号を観察したところ、周内での反射率分布は小さく、初期結晶化は均一であった。

次いで、実施例１と同様にして記録再生を行ない、繰り返し記録１０回後の３Ｔウインドウエラー最大値を評価した。
一方、比較例３として、記録層の成膜に、組成が均一であるＧａ_５Ｓｂ_７０Ｓｎ_１７Ｇｅ_８（原子％）ターゲットを用いた点以外は、実施例３と同様にして相変化型光記録媒体を作成し初期化したのち、評価を行なった。
実施例３と比較例３の結果を図１３に示す。図から分るように、比較例３では、内周に行くほど３Ｔウインドウエラー最大値が大きくなるのに対し、実施例３では、３Ｔウインドウエラー最大値が、内周、中周共に外周部と同等であり、内周及び中周のエラーを抑えることができた。

比較例４
記録層の成膜に、組成が均一であるＧａ_５Ｓｂ_６８Ｓｎ_１８Ｇｅ_９（原子％）ターゲットを用いた点以外は、実施例３と同様にして相変化型光記録媒体を作成し初期化したのち、評価を行なった。
しかし、結晶化速度が遅いため、繰り返し記録したときにアモルファスマークを結晶化することができず、繰り返し記録１０回後には殆どがアモルファスになってしまい、信号を読み取ることができなかった。

実施例４〜８
記録層のターゲット組成を下記のように変更した点以外は、実施例２と同様にして実施例４〜８の相変化型光記録媒体を得たのち、初期結晶化を行なった。
実施例４では、中心ターゲットにＳｂ_６４．７Ｓｎ_２０．３Ｇｅ_１５（原子％）、外側のドーナツ状ターゲットにＳｂ_７０Ｓｎ_２２Ｇｅ_８（原子％）を用いた。
実施例５では、中心ターゲットにＳｂ_７２．９Ｓｎ_１９．１Ｍｎ_８（原子％）、外側のドーナツ状ターゲットにＳｂ_７６Ｓｎ_２０Ｍｎ_４（原子％）を用いた。
実施例６では、中心ターゲットにＳｂ_７１Ｓｎ_１４Ｚｎ_１５（原子％）、外側のドーナツ状ターゲットにＳｂ_７５．２Ｓｎ_１４．８Ｚｎ_１０（原子％）を用いた。
実施例７では、中心ターゲットにＳｂ_７１Ｓｎ_１４Ｚｎ_１５（原子％）、外側のドーナツ状ターゲットにＳｂ_７５．２Ｓｎ_１４．８Ｚｎ_１０（原子％）を用いた。
実施例８では、中心ターゲットにＳｂ_６７．１Ｉｎ_１８．９Ｓｅ_１４（原子％）、外側のドーナツ状ターゲットにＳｂ_７１Ｉｎ_２０Ｓｅ_９（原子％）を用いた。
記録層の膜厚は、記録層のみを製膜して、分光エリプソメトリ（Ｊ．Ａ．Ｗｏｏｌａｍ製ＷＶＡＳＥ３２）により測定した。半径位置２３ｍ、４０ｍｍ、５６ｍｍでの膜厚は、それぞれ１４．５ｎｍ、１４．１ｎｍ、１４．３ｎｍであり、ディスク全面で均一な膜厚になっていた。
オシロスコープにより初期結晶化後のＲＦ信号を観察したところ、何れも周内での反射率分布は小さく、初期結晶化は均一であった。

次いで、実施例４と５については、実施例１と同様にして記録再生を行ない、繰り返し記録１０回後の３Ｔウインドウエラー最大値を評価した。
また、実施例６と７については、記録線速を、内周（半径位置２３ｍｍ）で２１ｍ／ｓ、中周（半径位置４０ｍｍ）で３２ｍ／ｓ、外周（半径位置５６ｍｍ）で４２ｍ／ｓに変えた点以外は、実施例１と同様にして記録再生を行ない、繰り返し記録１０回後の３Ｔウインドウエラー最大値を評価した。
また、実施例８については、記録線速を、内周（半径位置２３ｍｍ）で２１ｍ／ｓ、中周（半径位置４０ｍｍ）で３８ｍ／ｓ、外周（半径位置５６ｍｍ）で５６ｍ／ｓに変えた点以外は、実施例１と同様にして記録再生を行ない、繰り返し記録１０回後の３Ｔウインドウエラー最大値を評価した。
実施例４〜８の結果を図１４に示す。図から分るように、何れも、内周部から外周部までの記録領域全面で３Ｔウインドウエラーが小さく、内周部、中周部のエラーを抑えることができた。

実施例９、比較例５
相変化型光記録媒体（ディスク）を次のようにして作製した。
トラックピッチ０．７４μｍ、溝深さ２７ｎｍの案内溝を有する、直径１２ｃｍ、厚さ０．６ｍｍのポリカーボネート基板上に、スパッタリング法により、第１保護層、第１相変化記録層、第２相変化記録層、第２保護層、硫化防止層、反射層を順に製膜した。
層構成の概略図を図１５に示す。
第１保護層は、（ＺｎＳ）８０モル％（ＳｉＯ_２）２０モル％をターゲットに用い、膜厚を６０ｎｍとした。
第１相変化記録層は、Ｓｉをターゲットに用い、ターゲットと基板の間に遮蔽版を設けた。分光エリプソメータ（Ｊ．Ａ．Ｗｏｏｌｌａｍ製ＷＶＡＳＥ３２）により、ディスク内周部と外周部のそれぞれの堆積速度を測定し、Ｓｉの膜厚が内周部で４ｎｍ、外周部で１ｎｍになるように製膜を行った。
第２相変化記録層は、Ｓｂ_７７Ｓｎ_２３（原子％）をターゲットに用い、膜厚を１３ｎｍとした。
第２保護層は、（ＺｎＳ）８０モル％（ＳｉＯ_２）２０モル％をターゲットに用い、膜厚を６ｎｍとした。
硫化防止層は、（ＴｉＣ）７０重量％（ＴｉＯ）３０重量％をターゲットに用い、膜厚を６ｎｍとした。
反射層は、Ａｇをターゲットに用い、膜厚を２００ｎｍとした。
続いて、実施例１と同様にして有機保護膜を形成し、その上にポリカーボネート基板を貼り合せて実施例９の相変化型光記録媒体を得たのち、初期結晶化を行なった。
オシロスコープにより初期結晶化後のＲＦ信号を観察したところ、周内での反射率分布は小さく、初期結晶化は均一であった。

次いで、実施例１と同様にして記録再生を行ない、繰り返し記録１０回後の３Ｔウインドウエラー最大値を評価した。
一方、比較例５として、相変化記録層を１層だけにし、Ｓｂ_７７Ｓｎ_２３（原子％）をターゲットに用いて膜厚を１４ｎｍとした点以外は、実施例９と同様にして相変化型光記録媒体を作成し初期化したのち、評価を行なった。
実施例９と比較例５の結果を図１６に示す。図から分るように、比較例５では、内周に行くほど３Ｔウインドウエラー最大値が大きくなるのに対し、実施例９では、３Ｔウインドウエラー最大値が、内周、中周共に外周部と同等であり、内周及び中周のエラーを抑えることができた。

実施例１０、比較例６
第１相変化記録層のターゲットをＧｅに変え、Ｇｅの膜厚が内周部で５ｎｍ、外周部で１ｎｍになるように製膜を行なうと共に、第２相変化記録層のターゲットをＳｂ_８２Ｉｎ_１８（原子％）に変えた点以外は、実施例９と同様にして実施例１０の相変化型光記録媒体を得たのち、初期結晶化を行なった。
オシロスコープにより初期結晶化後のＲＦ信号を観察したところ、周内での反射率分布は小さく、初期結晶化は均一であった。
次いで、記録線速を、内周（半径位置２３ｍｍ）で２１ｍ／ｓ、中周（半径位置４０ｍｍ）で３２ｍ／ｓ、外周（半径位置５６ｍｍ）で４２ｍ／ｓに変えた点以外は、実施例１と同様にして記録再生を行ない、繰り返し記録１０回後の３Ｔウインドウエラー最大値を評価した。
一方、比較例６として、相変化記録層を１層だけにし、Ｓｂ_８２Ｉｎ_１８（原子％）をターゲットに用いて膜厚を１４ｎｍとした点以外は、実施例１０と同様にして相変化型光記録媒体を作成し初期化したのち、評価を行なった。
実施例１０と比較例６の結果を図１７に示す。図から分るように、比較例６では、内周に行くほど３Ｔウインドウエラー最大値が大きくなるのに対し、実施例１０では、３Ｔウインドウエラー最大値が、内周、中周共に外周部と同等であり、内周及び中周のエラーを抑えることができた。

実施例１１、比較例７
第１相変化記録層のターゲットをＴｅに変え、第２相変化記録層のターゲットをＳｂ_８４Ｉｎ_１６（原子％）に変えた点以外は、実施例９と同様にして実施例１１の相変化型光記録媒体を得たのち、初期結晶化を行なった。
オシロスコープにより初期結晶化後のＲＦ信号を観察したところ、周内での反射率分布は小さく、初期結晶化は均一であった。
次いで、記録線速を、内周（半径位置２３ｍｍ）で２１ｍ／ｓ、中周（半径位置４０ｍｍ）で３２ｍ／ｓ、外周（半径位置５６ｍｍ）で４２ｍ／ｓに変えた点以外は、実施例１と同様にして記録再生を行ない、繰り返し記録１０回後の３Ｔウインドウエラー最大値を評価した。
一方、比較例７として、相変化記録層を１層だけにし、Ｓｂ_８４Ｉｎ_１６（原子％）をターゲットに用いて膜厚を１４ｎｍとした点以外は、実施例１１と同様にして相変化型光記録媒体を作成し初期化したのち、評価を行なった。
実施例１１と比較例７の結果を図１８に示す。図から分るように、比較例７では、内周に行くほど３Ｔウインドウエラー最大値が大きくなるのに対し、実施例１１では、３Ｔウインドウエラー最大値が、内周、中周共に外周部と同等であり、内周及び中周のエラーを抑えることができた。

実施例１２
実施例１の相変化型光記録媒体について、内周部は記録線速１１．５ｍ／ｓ、外周部は記録線速２７．９ｍ／ｓとし、記録密度０．２６７μｍ／ｂｉｔ、ＥＦＭ＋変調方式でランダムパタンを記録し、８０℃８５％ＲＨ環境下に３００時間保存した後、記録済みのマークを再生したときのデータ・ツー・クロック（ｄａｔａ ｔｏ ｃｌｏｃｋ）ジッタを評価した。結果を図１９に示す。
図から分るように、低線速で記録した内周及び高線速で記録した外周共に、ジッターに変化はみられず、良好な保存特性を示した。

記録ストラテジを示す図。 アモルファス中に結晶が発生している記録マークの説明図。（ａ）記録マークの模式図、（ｂ）再生信号、（ｃ）２値化後の信号。 内周側で低速記録を行い、外周側で高速記録を行う場合の、記録半径位置と３Ｔウインドウエラーの関係を調べた図。 組成が異なるターゲットを同心円状に２個以上設けた例を示す図。 マグネトロンスパッタリング装置を示す図。 図５のスパッタリング装置の配線図。 正常な３Ｔマーク分布以外の２．５Ｔよりも短いマークの分布を示す図。 実施例１と比較例１の記録半径位置と３Ｔウインドウエラー最大値の関係の評価結果を示す図。 正常な３Ｔマーク形状を示す模式図。 マーク中に大きな結晶粒が成長している３Ｔマーク形状の模式図。 マーク中に大きな結晶粒が成長している４Ｔマーク形状の模式図。 実施例２と比較例２の記録半径位置と３Ｔウインドウエラー最大値の関係の評価結果を示す図。 実施例３と比較例３の記録半径位置と３Ｔウインドウエラー最大値の関係の評価結果をを示す図。 実施例４〜８の記録半径位置と３Ｔウインドウエラー最大値の関係の評価結果をを示す図。 実施例９の相変化型光記録媒体の層構成を示す図。 実施例９と比較例５の記録半径位置と３Ｔウインドウエラー最大値の関係の評価結果をを示す図。 実施例１０と比較例６の記録半径位置と３Ｔウインドウエラー最大値の関係の評価結果をを示す図。 実施例１１と比較例７の記録半径位置と３Ｔウインドウエラー最大値の関係の評価結果をを示す図。 実施例１２のデータ・ツー・クロックジッタの評価結果を示す図。

符号の説明

Ｐｗ 記録パワー
Ｐｅ 消去パワー
Ｐｂ バイアスパワー
Ｔ 基本クロック周期
Ａ 正常なマーク
Ｂ アモルファス中に結晶が成長しているマーク
Ｃ 正常なマーク

Claims (16)

1. 光ビームを照射することにより記録層に相変化を生じさせて情報を記録する光記録媒体において、記録層が、主成分のＳｂと原子半径がＳｂよりも小さい元素（以下、元素Ｍという）を含み、元素Ｍの濃度が面内方向で異なることを特徴とする相変化型光記録媒体。
2. 元素Ｍの濃度は、内周部側よりも外周部側の方が低く設定されていることを特徴とする請求項１記載の相変化型光記録媒体。
3. 元素Ｍが、Ｇｅ及び／又はＳｉであることを特徴とする請求項１又は２記載の相変化型光記録媒体。
4. 少なくとも、基板と、Ｓｂを主成分とし元素Ｍを含まない第１相変化記録層と、該記録層に接し、面内方向に膜厚分布を持ち、原素Ｍを含みＳｂを含まない第２相変化記録層を有することを特徴とする請求項１記載の相変化型光記録媒体。
5. 第２相変化記録層の膜厚は、内周部側よりも外周部側の方が薄いことを特徴とする請求項４記載の相変化型光記録媒体。
6. 溶融初期化により第２相変化記録層材料が第１相変化記録層に拡散した状態にあることを特徴とする請求項４又は５記載の相変化型光記録媒体。
7. 元素Ｍが、Ｇｅ及び／又はＳｉであることを特徴とする請求項４〜６の何れかに記載の相変化型光記録媒体。
8. 主成分のＳｂと元素Ｍを含み、元素Ｍの濃度に面内分布があることを特徴とするスパッタリングターゲット。
9. 元素Ｍの濃度は、内周部側よりも外周部側の方が低く設定されていることを特徴とする請求項８記載のスパッタリングターゲット。
10. 元素Ｍが、Ｇｅ及び／又はＳｉであることを特徴とする請求項８又は９記載のスパッタリングターゲット。
11. 組成が異なるターゲットが同心円状に２個以上設置され、各ターゲットのスパッタ率を調整する手段を備えたことを特徴とするスパッタリング装置。
12. 各ターゲットに対応するマグネトロン装置を備え、スパッタ率を調整する手段が、マグネトロン装置のマグネットであることを特徴とする請求項１１記載のスパッタリング装置。
13. 中心部に配置されたターゲットが円盤状であり、それ以外のターゲットは中心部に配置されたターゲットと中心が同じ輪状であることを特徴とする請求項１１又は１２記載のスパッタリング装置。
14. 組成が異なるターゲットは、Ｓｂを主成分として元素Ｍを含み、ターゲットによって元素Ｍの濃度が異なることを特徴とする請求項１１〜１３の何れかに記載のスパッタリング装置。
15. 中心部に配置されたターゲットの元素Ｍの濃度が最も高く、外側に配置されたターゲットほど元素Ｍの濃度が低いことを特徴とする請求項１４記載のスパッタリング装置。
16. 元素Ｍが、Ｇｅ及び／又はＳｉであることを特徴とする請求項１１〜１５の何れかに記載のスパッタリング装置。