JP2006277839A - Optical recording medium - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、次世代DVD(ディジタル・バーサタイル・ディスク)と称される光記録媒体に関する。 The present invention relates to an optical recording medium called a next generation DVD (digital versatile disk).
次世代DVDとして、レーザー波長が405nm(青色)、対物レンズの開口数NA=0.85の光学系を利用するものが提案されていて、片面に2層の情報層を有し、書換え速度が1倍速(線速度約5.0m/s)の書換え型光記録媒体が製品化されている。 A next-generation DVD has been proposed that uses an optical system having a laser wavelength of 405 nm (blue) and a numerical aperture NA = 0.85 of an objective lens. It has two information layers on one side, and has a rewriting speed. A rewritable optical recording medium having a single speed (linear velocity of about 5.0 m / s) has been commercialized.
このような次世代DVDにおいて、更なる記憶容量の増大、高速記録化が要求されている。 In such a next-generation DVD, further increase in storage capacity and higher speed recording are required.
上記のような、片面に2層、あるいは、更に多くの情報層を有する光記録媒体では、レーザービームの光入射面から最も遠い情報層以外の情報層は、光入射面から最も遠い情報への記録及び再生を可能とするために半透過としている。 In the optical recording medium having two layers or more information layers on one side as described above, the information layers other than the information layer farthest from the light incident surface of the laser beam are not connected to the information farthest from the light incident surface. Semi-transmission is used to enable recording and reproduction.
この場合、情報層に含まれる相変化記録膜の膜厚を薄くする必要があるが、この膜厚を薄くしていくと、結晶化速度及び消去率が低下し、記録マーク(アモルファス)の消去(結晶化)が困難になり、書換え速度が低下してしまうという問題点を生じる。 In this case, it is necessary to reduce the thickness of the phase change recording film included in the information layer. However, as the film thickness is reduced, the crystallization speed and the erasure rate decrease, and the recording mark (amorphous) is erased. (Crystallization) becomes difficult and the rewriting speed is reduced.
又、上記消去率の低下は、レーザービームのスポットサイズが相変化記録膜のある一点を通過する時間が短くなるほど顕著となる。即ち、線速度が速いほど消去率が低下してしまう。従って、光記録媒体が高密度大容量であるほど書換え速度を向上させることが困難となる。 The reduction in the erasure rate becomes more remarkable as the time for the laser beam spot size to pass through a certain point on the phase change recording film becomes shorter. That is, the higher the linear velocity, the lower the erasure rate. Therefore, the higher the density and capacity of the optical recording medium, the more difficult it is to improve the rewriting speed.
上記のような相変化記録膜の結晶化速度を向上させる手段としては、例えば、特許文献1に記載されるように、Ge4Sb2Te7等の化合物系相変化材料からなる相変化記録膜の界面層としてCr2O3を用いることが開示されていて、記録膜中へのZnSの拡散防止による書換え回数の向上、結晶化速度の向上という効果が得られるとされている。 As a means for improving the crystallization speed of the phase change recording film as described above, for example, as described in Patent Document 1, a phase change recording film made of a compound phase change material such as Ge 4 Sb 2 Te 7 is used. It is disclosed that Cr 2 O 3 is used as the interface layer, and the effect of improving the number of rewrites by preventing the diffusion of ZnS into the recording film and improving the crystallization speed can be obtained.
しかしながら、GeSbTe、GeBiTe等の化合物系相変化材料は、融点が600℃以上と非常に高く、これに対して、多層光記録媒体における半透過情報層では、膜厚が薄いことからレーザービームの熱を吸収し難くなっていて、この半透過情報層における相変化記録膜を溶融させるために必要なレーザーパワーが大きくなってしまう。更に、光記録媒体における書換え速度が速くなるに連れて、前述のように、レーザービームが相変化記録膜を通過する時間が短くなることから、記録膜と溶融するためにレーザーパワーをより大きくしなければならない。 However, compound-based phase change materials such as GeSbTe and GeBiTe have a very high melting point of 600 ° C. or higher. On the other hand, in the semi-transmissive information layer in the multilayer optical recording medium, the film thickness is thin, so the heat of the laser beam Therefore, the laser power required to melt the phase change recording film in the semi-transmissive information layer is increased. Furthermore, as the rewriting speed in the optical recording medium increases, the time for the laser beam to pass through the phase change recording film is shortened as described above, so that the laser power is increased to melt with the recording film. There must be.
しかしながら、上記の波長405nmのレーザービームを出力する半導体レーザーは、実用化されたばかりであって、高出力タイプの半導体レーザーは未だ実用化されず、従って、次世代DVDの分野において、半透過情報層における相変化膜として、前記のような融点が高いGeSbTe、GeBiTe等の化合物系材料を用いて高速記録をすることができなかった。 However, the semiconductor laser that outputs a laser beam having a wavelength of 405 nm has just been put into practical use, and a high-power type semiconductor laser has not yet been put into practical use. High-speed recording could not be performed using a compound material such as GeSbTe or GeBiTe having a high melting point as described above.
これに対して、相変化記録膜として、Sbを主成分とするSbTe共晶系材料を用いると、Sbの含有量により結晶化速度を制御することができ、又、融点が、化合物系材料よりも低く600℃以下であるので、アモルファスマークを形成するためのレーザービームのパワーを小さくすることができる。 In contrast, when an SbTe eutectic material containing Sb as a main component is used as the phase change recording film, the crystallization rate can be controlled by the Sb content, and the melting point is higher than that of the compound material. Since the temperature is 600 ° C. or lower, the power of the laser beam for forming the amorphous mark can be reduced.
しかしながら、このSbTe共晶系材料を記録膜として用いた場合に、高速記録に対応させるためにSb含有量を増加していくと、結晶化・活性化エネルギーが低下してアモルファスマークの熱安定性が損なわれるという問題点を生じる。 However, when this SbTe eutectic material is used as a recording film, if the Sb content is increased in order to cope with high-speed recording, the crystallization / activation energy decreases and the thermal stability of the amorphous mark This causes the problem of damage.
本発明は上記問題点に鑑みてなされたものであって、アモルファスマークを形成するためのレーザーパワーを大きくすることなく、且つ、アモルファスマークの熱安定性が損なわれることなく高速記録ができる光記録媒体を提供することを課題とする。 The present invention has been made in view of the above problems, and can perform high-speed recording without increasing the laser power for forming an amorphous mark and without impairing the thermal stability of the amorphous mark. It is an object to provide a medium.
本発明者は鋭意研究の結果、半透過情報層における相変化材料の記録膜を、SbとGeを主成分、Mgを添加成分として形成し、且つ、この記録膜に対して、レーザービームの光入射側に隣接する界面層を、Cr2O3から形成することによって、レーザーパワーを過大とすることなく、且つ、アモルファスマークの熱安定性を損なうことなく、高速記録をすることができることを見出した。 As a result of diligent research, the present inventor has formed a recording film of a phase change material in the semi-transmissive information layer with Sb and Ge as main components and Mg as an additive component, and laser beam light is applied to the recording film. It has been found that by forming the interface layer adjacent to the incident side from Cr 2 O 3 , high-speed recording can be performed without excessive laser power and without impairing the thermal stability of the amorphous mark. It was.
即ち、以下の本発明により上記課題を解決するものである。 That is, the following problems are solved by the present invention.
(1)基板と、この基板におけるレーザービームの光入射側に設けられた第1の情報層と、この第1の情報層よりも更に光入射側に設けられた少なくとも1層の半透過情報層と、を有してなり、前記半透過情報層は、記録膜及びこの記録膜の光入射側に隣接して設けられた界面層を含んで構成されると共に、前記レーザービームに対する光透過率が30〜80%とされ、且つ、Sb、Geを主成分とし、対物レンズの開口数をNA、レーザービームの波長をλとしたときλ/NA≦650nmの光学系により書換え可能な相変化材料で形成され、前記界面層はCr2O3から形成されていることを特徴とする光記録媒体。 (1) A substrate, a first information layer provided on the light incident side of the laser beam in the substrate, and at least one semi-transmissive information layer provided further on the light incident side than the first information layer The semi-transmissive information layer includes a recording film and an interface layer provided adjacent to the light incident side of the recording film, and has a light transmittance with respect to the laser beam. It is a phase change material that can be rewritten by an optical system of λ / NA ≦ 650 nm with 30 to 80%, Sb and Ge as main components, NA of the objective lens and NA of the wavelength of the laser beam. An optical recording medium formed, wherein the interface layer is made of Cr 2 O 3 .
(2)前記記録膜は、Sbが70at%以上94at%以下、Geが5at%以上21at%以下とされたことを特徴とする(1)に記載の光記録媒体。 (2) The optical recording medium according to (1), wherein the recording film has Sb of 70 at% to 94 at% and Ge of 5 at% to 21 at%.
(3)前記記録膜は、Mgを添加成分として1at%以上10at%以下を含むことを特徴とする(1)又は(2)に記載の光記録媒体。 (3) The optical recording medium according to (1) or (2), wherein the recording film contains 1 at% or more and 10 at% or less with Mg as an additive component.
(4)前記界面層の膜厚が、0.2nm以上8nm以下であることを特徴とする(1)、(2)又は(3)に記載の光記録媒体。 (4) The optical recording medium according to (1), (2), or (3), wherein the thickness of the interface layer is 0.2 nm or more and 8 nm or less.
(5)前記界面層の膜厚が、0.2nm以上5nm以下であることを特徴とする(1)、(2)又は(3)に記載の光記録媒体。 (5) The optical recording medium according to (1), (2) or (3), wherein the thickness of the interface layer is 0.2 nm or more and 5 nm or less.
この発明の光記録媒体においては、記録膜をSbGe共晶系材料により形成し、且つそのレーザービーム入射側にCr2O3からなる界面層を形成することによって、推測ではあるが、Cr2O3の界面層により、記録膜界面からの結晶核生成が促進され、この生成された結晶核から急速に結晶成長が行われ、結晶化時間が短縮され、レーザーパワーを大きくすることなく、且つ、アモルファスマークの熱安定性を損なうことなく、高速記録が可能となった。 In the optical recording medium of the present invention, the recording film is made of an SbGe eutectic material, and an interface layer made of Cr 2 O 3 is formed on the laser beam incident side, but it is estimated that Cr 2 O The interfacial layer 3 promotes the generation of crystal nuclei from the interface of the recording film, the crystal nuclei are rapidly grown from the generated crystal nuclei, the crystallization time is shortened, without increasing the laser power, and High-speed recording is possible without impairing the thermal stability of the amorphous mark.
最良の形態に係る光記録媒体は、基板と、この基板におけるレーザービームの光入射側に設けられた第1の情報層と、この第1の情報層よりも更に光入射側に設けられた半透過情報層と、を有してなり、前記半透過情報層は、記録膜及びこの記録膜の光入射側に隣接して設けられた界面層を含んで構成されると共に、前記レーザービームに対する光透過率が30〜80%とされ、且つ、Sb、Geを主成分とし、且つ、対物レンズの開口数をNA、レーザービームの波長をλとしたときλ/NA≦650nmの光学系により書換え可能な相変化材料で形成され、前記界面層はCr2O3から形成されている。 An optical recording medium according to the best mode includes a substrate, a first information layer provided on the light incident side of the laser beam on the substrate, and a half provided on the light incident side further than the first information layer. A translucent information layer, and the semi-transparent information layer includes a recording film and an interface layer provided adjacent to the light incident side of the recording film, and is configured to emit light for the laser beam. Rewriting is possible with an optical system of λ / NA ≦ 650 nm when the transmittance is 30 to 80%, Sb and Ge are the main components, the numerical aperture of the objective lens is NA, and the wavelength of the laser beam is λ. The interface layer is made of Cr 2 O 3 .
前記半透過情報層の構成例としては、基板上に、第1誘電体層、反射層、第2誘電体層、記録膜(層)、界面層、第3誘電体層、放熱層を順次積層したものが挙げられる。 As a configuration example of the transflective information layer, a first dielectric layer, a reflective layer, a second dielectric layer, a recording film (layer), an interface layer, a third dielectric layer, and a heat dissipation layer are sequentially stacked on a substrate. The thing which was done is mentioned.
第1誘電体層は反射層の保護及び光透過率調整のために設けられ、材料は特に限定されるものではなく、Ti、Zr、Hf、Ta、Si、Al、Mg、Y、Ce、Zn、In、Cr、Nb等から選ばれる少なくとも1種の金属を含む酸化物、窒化物、硫化物、炭化物、フッ化物、あるいはこれらの複合物等が用いられる。最良の実施形態では酸化ジルコニウムを主成分として含む材料によって形成される。ここでの主成分とは、全体に占めるモル比が60%以上のことである。第1誘電体層の膜厚D1は、1nm≦D1≦60nmが好ましい。1nm未満では反射層の保護が不十分であり、60nmより厚いと光透過率が好ましい範囲を外れる。 The first dielectric layer is provided for protecting the reflective layer and adjusting the light transmittance, and the material is not particularly limited. Ti, Zr, Hf, Ta, Si, Al, Mg, Y, Ce, Zn An oxide, nitride, sulfide, carbide, fluoride, or a composite thereof containing at least one metal selected from In, Cr, Nb, or the like is used. In the best mode, it is formed of a material containing zirconium oxide as a main component. The main component here means that the molar ratio to the whole is 60% or more. The film thickness D 1 of the first dielectric layer is preferably 1 nm ≦ D 1 ≦ 60 nm. If the thickness is less than 1 nm, the protection of the reflective layer is insufficient, and if it is thicker than 60 nm, the light transmittance is out of the preferred range.
反射層は、放熱と光干渉効果のために設けられ、材料として好ましくはAg合金が用いられ、その膜厚Trは、半透過構造とするために0<Tr<30nmである。より好ましくは0<Tr<20nmである。記録膜(層)の好ましい膜厚Trecは、2nm≦Trec≦12nmであり、好ましくは2.5nm≦Trec≦8nmである。 The reflective layer is provided for heat dissipation and optical interference effect, and an Ag alloy is preferably used as the material, and the film thickness Tr is 0 <Tr <30 nm for a semi-transmissive structure. More preferably, 0 <Tr <20 nm. The preferred film thickness Trec of the recording film (layer) is 2 nm ≦ Trec ≦ 12 nm, preferably 2.5 nm ≦ Trec ≦ 8 nm.
これらにより、半透過情報層全体の記録波長における光透過率が30%以上80%以下となるようにされている。半透過情報層の光透過率が30%未満であると、レーザービームの光入射面から最も遠い情報層への記録が困難となり、80%を越えると半透過情報層への記録が困難となるためである。 Accordingly, the light transmittance at the recording wavelength of the entire transflective information layer is set to be 30% or more and 80% or less. If the light transmittance of the semi-transmissive information layer is less than 30%, it becomes difficult to record on the information layer farthest from the light incident surface of the laser beam, and if it exceeds 80%, it becomes difficult to record on the semi-transmissive information layer. Because.
記録膜(層)は、少なくともSb及びGeから構成される。又Mg、Al、Si、Mn、Zn、Ga、Sn、Bi、In等から選ばれる少なくとも1種の添加成分を含んでも良い。 The recording film (layer) is composed of at least Sb and Ge. Further, at least one additive component selected from Mg, Al, Si, Mn, Zn, Ga, Sn, Bi, In, and the like may be included.
Sbの好ましい原子重量比は、70≦Sb≦94であり、より好ましくは、77≦Sb≦90である。Sbが70at%未満では、結晶化速度が低下してしまい、マークの消去が困難となる。又、マークの熱安定性が損なわれてしまう。Geの好ましい原子重量比は、5≦Ge<22であり、より好ましくは8≦Ge≦21である。Geが5at%未満では、マークの熱安定性が損なわれてしまう。又、22at%以上では、結晶化速度が低下して消去困難となる。Mg等から選ばれる少なくとも1種の添加成分の好ましい原子重量比は、1≦Mg≦10である。Mgが1at%未満ではノイズ低減効果が得られない。又、10at%より多いと、結晶化速度が低下し消去困難となる。 A preferable atomic weight ratio of Sb is 70 ≦ Sb ≦ 94, and more preferably 77 ≦ Sb ≦ 90. If Sb is less than 70 at%, the crystallization speed decreases, and it becomes difficult to erase the mark. In addition, the thermal stability of the mark is impaired. A preferred atomic weight ratio of Ge is 5 ≦ Ge <22, and more preferably 8 ≦ Ge ≦ 21. If Ge is less than 5 at%, the thermal stability of the mark is impaired. On the other hand, if it is 22 at% or more, the crystallization speed is lowered and erasure becomes difficult. A preferable atomic weight ratio of at least one additive component selected from Mg or the like is 1 ≦ Mg ≦ 10. If Mg is less than 1 at%, a noise reduction effect cannot be obtained. On the other hand, if it exceeds 10 at%, the crystallization speed is lowered and erasure becomes difficult.
第2誘電体層は、記録層と反射層の保護及び記録層から反射層への放熱性を制御する。材料は特に限定されるものではなく、Ti、Zr、Hf、Ta、Si、Al、Mg、Y、Ce、Zn、In、Cr、Nb等から選ばれる少なくとも1種の金属を含む酸化物、窒化物、硫化物、炭化物、フッ化物、あるいはこれらの複合物等が用いられる。本発明の実施形態では酸化ジルコニウムを主成分として含む材料によって形成される。主成分とは、全体に占めるモル比が60%以上のことである。膜厚D2は、2nm≦D2≦20nmが好ましい。2nm未満では記録層及び反射層の保護が不十分であり、20nmより厚いと記録層からの熱が速やかに反射層へと逃げることができず、冷却速度が低下して正確にアモルファスマークを形成することが困難となる。 The second dielectric layer controls the protection of the recording layer and the reflective layer and controls the heat dissipation from the recording layer to the reflective layer. The material is not particularly limited, and is an oxide or nitride containing at least one metal selected from Ti, Zr, Hf, Ta, Si, Al, Mg, Y, Ce, Zn, In, Cr, Nb, and the like. Sulphides, sulfides, carbides, fluorides, or composites thereof. In the embodiment of the present invention, it is formed of a material containing zirconium oxide as a main component. The main component means that the molar ratio to the whole is 60% or more. The film thickness D 2 is preferably 2 nm ≦ D 2 ≦ 20 nm. If the thickness is less than 2 nm, the protection of the recording layer and the reflective layer is insufficient. If the thickness is greater than 20 nm, the heat from the recording layer cannot quickly escape to the reflective layer, and the cooling rate decreases to accurately form an amorphous mark. Difficult to do.
界面層は、結晶化速度の制御を行なう。界面層としてCr2O3を用いることで、結晶化速度を向上させることができる。界面層の膜厚Tiは、0.2nm≦Ti≦8nmである。界面層の膜厚が0.2nm未満では書換え可能な最大線速度は得られず、また8nmより厚いと書換え可能な最大線速度は向上するが、Cr2O3膜による光吸収により半透過情報層の光透過率を減少させてしまう。 The interface layer controls the crystallization rate. By using Cr 2 O 3 as the interface layer, the crystallization speed can be improved. The film thickness Ti of the interface layer is 0.2 nm ≦ Ti ≦ 8 nm. If the film thickness of the interface layer is less than 0.2 nm, the rewritable maximum linear velocity cannot be obtained, and if it is thicker than 8 nm, the rewritable maximum linear velocity is improved. However, the transflective information is obtained by light absorption by the Cr 2 O 3 film. It reduces the light transmittance of the layer.
第3誘電体層は、光学特性の調整及び記録層から放熱層への放熱性の制御を行なう。材料は特に限定されるものではなく、Ti、Zr、Hf、Ta、Si、Al、Mg、Y、Ce、Zn、In、Cr、Nb等から選ばれる少なくとも1種の金属を含む酸化物、窒化物、硫化物、炭化物、フッ化物、あるいはこれらの複合物等が用いられる。好ましくは、ZnSとSiO2の混合物によって形成される。好ましいZnSとSiO2のモル比は、50:50から95:5である。この範囲を外れると、ZnSとSiO2の混合物の屈折率が変化し、光学特性の調整が困難となる。第3誘電体層の膜厚D3は、5nm≦D3≦50nmが好ましい。5nmより薄いと記録層の保護及び光学特性の調整が困難となり、50nmより厚いと記録層から放熱層への放熱性が低下する。 The third dielectric layer adjusts optical characteristics and controls heat dissipation from the recording layer to the heat dissipation layer. The material is not particularly limited, and is an oxide or nitride containing at least one metal selected from Ti, Zr, Hf, Ta, Si, Al, Mg, Y, Ce, Zn, In, Cr, Nb, and the like. Sulphides, sulfides, carbides, fluorides, or composites thereof. Preferably, it is formed by a mixture of ZnS and SiO 2 . A preferred molar ratio of ZnS to SiO 2 is 50:50 to 95: 5. Outside this range, the refractive index of the mixture of ZnS and SiO 2 changes, making it difficult to adjust the optical characteristics. The thickness D 3 of the third dielectric layer is preferably 5 nm ≦ D 3 ≦ 50 nm. If the thickness is less than 5 nm, it is difficult to protect the recording layer and adjust the optical characteristics. If the thickness is more than 50 nm, the heat dissipation from the recording layer to the heat dissipation layer decreases.
放熱層は、記録層からの放熱を制御し、記録層の冷却効果を高めて正確にアモルファスマークを形成し易くするためのものである。材料は特に限定されないが、第3誘電体層の材料よりも熱伝導率の高い材料が好ましく、AlN、SiN、BN、Al2O3、TiO2等が好ましい。最良の実施形態では、AlNによって形成される。放熱層の好ましい膜厚Theatは、15≦Theat<150nmであり、更に好ましくは20≦Taln<120nmである。放熱層の膜厚が15nm未満であると、記録層からの放熱効果が小さくなり、又、150nm以上になると成膜に要する時間が長くなり生産性の低下を引き起こす。 The heat dissipation layer is for controlling the heat dissipation from the recording layer and enhancing the cooling effect of the recording layer to facilitate the accurate formation of the amorphous mark. The material is not particularly limited, but a material having higher thermal conductivity than the material of the third dielectric layer is preferable, and AlN, SiN, BN, Al 2 O 3 , TiO 2 and the like are preferable. In the best embodiment, it is formed by AlN. A preferred film thickness Theat of the heat dissipation layer is 15 ≦ Theat <150 nm, and more preferably 20 ≦ Taln <120 nm. When the film thickness of the heat dissipation layer is less than 15 nm, the heat dissipation effect from the recording layer is reduced, and when it is 150 nm or more, the time required for film formation becomes long and the productivity is lowered.
なお、第1、第2、第3誘電体層は、単層でも2層以上の複数の誘電体層から構成されても良い。 The first, second and third dielectric layers may be composed of a single layer or a plurality of dielectric layers of two or more layers.
以下図1を参照して、本発明の実施例1に係る光記録媒体10について詳細に説明する。
Hereinafter, an
この光記録媒体10は、基板12と、この基板12におけるレーザービームの光入射側(図1において上側)に設けられた第1の情報層14と、この第1の情報層14よりも更に光入射側に設けられた半透過情報層である第2の情報層16と、を有してなり、前記第2の情報層16は、記録膜18及びこの記録膜18の光入射側に隣接して設けられた界面層20を含んで構成されている。
The
前記第1の情報層14と第2の情報層16との間にはスペーサ層22が設けられ、又、前記第2の情報層16の光入射側には光透過層24が設けられている。
A spacer layer 22 is provided between the
前記第2の情報層16は、スペーサ層22側から、例えば膜厚5nmのZrO2膜からなる第1誘電体層26と、例えば膜厚10nmのAgPdCu(98:1:1at%)膜からなる反射層28と、例えば膜厚4nmのZrO2膜からなる第2誘電体層30と、膜厚6nmの前記記録膜18と、例えば膜厚5nmのCr2O3膜からなる前記界面層20と、例えば膜厚10nmのZnS:SiO2(80:20mol%)膜からなる第3誘電体層32と、例えば膜厚50nmのAlN膜からなる放熱層34とをこの順でスパッタリングにより形成して構成されている。
The
又、前記基板12は厚さ1.1mmのポリカーボネートからなり、スペーサ層22は厚さが25μmとされ、前記光透過層24は、紫外線硬化型樹脂を用いてスピンコート法により75μmの厚さで形成されている。この光透過層24は、前記第2の情報層を初期化機により結晶化させた後に形成される。
The
この実施例1において、前記記録膜18の材料は、SbGeMg(84.0:14.0:2.0at%)を用いている。 In Example 1, the recording film 18 is made of SbGeMg (84.0: 14.0: 2.0 at%).
この実施例1に係る光記録媒体10に対して、波長405nmのレーザービームにより、NA=0.85の光学系を用い、記録信号(1,7)RLL変調信号の条件で記録をし、サンプル評価をした。ここで、記録・消去の線速度は、各サンプルにおいて最適な線速度で行ない、再生は線速度5.3m/sで行なった。
Recording is performed on the
上記実施例1の光記録媒体10に対して、記録膜と第3誘電体層(ZnS:SiO2膜)との間に界面層を設けない比較例の光記録媒体を用意し、これにも、前記と同様の条件で記録し、サンプル評価をした。上記実施例1の光記録媒体10と比較例の光記録媒体について、次のように、消去特性の比較を行ない、界面層による結晶化速度の変化を調べた。
For the
まず、線速度10.5m/sで、8T信号を記録した後、線速度を変えながら、各線速度でDC消去を1回行ない、キャリアレベルの変化を測定して、各線速度での消去率を測定した。このとき、8T信号記録のパワーは、Pw(記録パワー)/Pe(消去パワー)/Pb(バイアスパワー)=9.6/3.2/0.3mW、DC消去の消去パワーは3.5mWとした。 First, after recording an 8T signal at a linear velocity of 10.5 m / s, DC erasure was performed once at each linear velocity while changing the linear velocity, and the change in carrier level was measured to determine the erasure rate at each linear velocity. It was measured. At this time, the power of 8T signal recording is Pw (recording power) / Pe (erasing power) / Pb (bias power) = 9.6 / 3.2 / 0.3 mW, and the erasing power of DC erasing is 3.5 mW. did.
測定された、線速度と消去率との関係を、図2において、実施例1の光記録媒体の場合を実線、比較例の場合を一点鎖線でそれぞれ示している。 In FIG. 2, the measured relationship between the linear velocity and the erasure rate is indicated by a solid line in the case of the optical recording medium of Example 1 and by a one-dot chain line in the case of the comparative example.
この図2からは、界面層をCr2O3から形成することにより、高い線速度においても高い消去率を得ることができ、記録膜材料の組成を変えずに結晶化速度を増大できることが分かる。 From FIG. 2, it can be seen that by forming the interface layer from Cr 2 O 3 , a high erasure rate can be obtained even at a high linear velocity, and the crystallization rate can be increased without changing the composition of the recording film material. .
又、前記実施例1の光記録媒体10と、比較例の情報層の光透過率を分光測定器により測定したところ、実施例1で41%、比較例の第3誘電体層(ZnS:SiO2膜)では43.5%であった。
Further, when the optical transmittance of the
なお、実施例1の光記録媒体10において、記録膜18の基板12側にCr2O3からなる基板側界面層を設けた場合は、消去率に変化はなかった。これは、基板側と比較して、光入射側の界面層20での記録・消去時の到達温度が高いためと考えられる。
In the
又、他の比較例として、InSbTeGe(1.0:76.0:18.0:5.0at%)記録膜と、InSbTeGeMn(0.9:72.6:17.2:4.8:4.5at%)記録膜を用い、且つそれぞれにCr2O3の界面層を形成した光記録媒体を作成し、Cr2O3界面層による結晶化速度向上の効果が得られるかを確認した結果を、図3及び図4にそれぞれ示す。 As another comparative example, an InSbTeGe (1.0: 76.0: 18.0: 5.0 at%) recording film and an InSbTeGeMn (0.9: 72.6: 17.2: 4.8: 4) are used. .5at%) using a recording film, and each creates an optical recording medium in which to form an interface layer of Cr 2 O 3, a result of the check the effect of improving the crystallization rate due to Cr 2 O 3 interface layer is obtained Are shown in FIGS. 3 and 4, respectively.
この図3、4から、SbTe共晶系記録膜材料では、Cr2O3界面層による結晶化速度向上効果は見られず、InSbTeGeMn記録膜では逆に結晶化速度が低下していることが分かる。 FIGS. 3 and 4 show that the SbTe eutectic recording film material does not show the effect of improving the crystallization speed due to the Cr 2 O 3 interface layer, and the InSbTeGeMn recording film has a lower crystallization speed. .
以上のことから、Sbを主成分とする共晶系記録膜材料であっても、SbGe共晶系材料ではCr2O3界面層により結晶化速度が向上し、これに対して、SbTe共晶系材料では、結晶化速度に変化が見られないか、逆に低下することが分かる。又、Cr2O3界面層による結晶化速度向上効果は、この界面層に接する相変化記録膜の材料に大きく依存することが分かる。 From the above, even in the case of a eutectic recording film material containing Sb as a main component, the crystallization speed is improved by the Cr 2 O 3 interface layer in the SbGe eutectic material, whereas the SbTe eutectic is It can be seen that there is no change in the crystallization rate in the system material, or it is decreased. It can also be seen that the effect of improving the crystallization speed by the Cr 2 O 3 interface layer greatly depends on the material of the phase change recording film in contact with the interface layer.
前記結晶化速度の向上効果の理由の1つとしては、明確ではないが、次のように推測することができる。 One reason for the effect of improving the crystallization rate is not clear, but can be estimated as follows.
Cr2O3界面層により、相変化記録膜の界面からの結晶核生成が促進され、これにより生成された結晶核から急速に結晶成長が行なわれ、結晶化時間が短縮されたと考えられる。上記のSbGe共晶系材料では、結晶成長のみでなく、結晶核生成も生じていると考えられ、従って、相変化記録膜の結晶核生成の効率が、Cr2O3界面層により大きく促進され、結晶化速度が向上すると考えられる。 It is considered that the Cr 2 O 3 interface layer promotes the generation of crystal nuclei from the interface of the phase change recording film, and crystal growth is rapidly performed from the crystal nuclei generated thereby, thereby shortening the crystallization time. In the above SbGe eutectic material, it is considered that not only crystal growth but also crystal nucleation occurs, and therefore the efficiency of crystal nucleation of the phase change recording film is greatly promoted by the Cr 2 O 3 interface layer. It is considered that the crystallization speed is improved.
他方、SbTe共晶系材料では、結晶化においては、結晶核生成がほとんど見られず、結晶成長が支配的であることが分かっていて、Cr2O3界面層を設けても、SbTe共晶系の相変化記録膜材料では、結晶核生成を促進することができず、これにより結晶化速度が向上しないと考えられる。 On the other hand, in the SbTe eutectic material, crystal nucleation is hardly observed in crystallization, and it is known that crystal growth is dominant. Even if a Cr 2 O 3 interface layer is provided, the SbTe eutectic material is provided. In the case of the system phase change recording film material, it is considered that crystal nucleation cannot be promoted and thus the crystallization speed is not improved.
なお、上記実施例1に係る光記録媒体での、線速度21.0m/sの条件で記録パワーを変化させたときのジッター値測定の結果を、図5に示す。 FIG. 5 shows the result of jitter value measurement when the recording power was changed under the condition of the linear velocity of 21.0 m / s in the optical recording medium according to Example 1.
ここで、消去パワーと記録パワーの比率(Pe/Pw)は0.3と一定にして記録パワーと消去パワーを変化させて記録を行ない、ジッター値測定を行なった。又、バイアスパワーPbは0.5mWとした。図5からは、線速度21.0m/sの高線速において、実用的なジッター値10%以下の良好なジッター特性を得ることができた。更に、最適記録パワーは約10〜11mWと、十分に低いパワーで高速記録が可能であったことが分かる。 Here, the ratio of erasing power to recording power (Pe / Pw) was kept constant at 0.3, recording was performed while changing the recording power and erasing power, and the jitter value was measured. The bias power Pb was 0.5 mW. From FIG. 5, it was possible to obtain good jitter characteristics with a practical jitter value of 10% or less at a high linear velocity of 21.0 m / s. Furthermore, it can be seen that the optimum recording power was about 10 to 11 mW, and high-speed recording was possible with a sufficiently low power.
次に、前記実施例1におけると同様の構成の光記録媒体(サンプル1〜7)であって、記録膜の材料として、SbGeMg(85.0:13.0:2.0at%)を用いて、Cr2O3界面層の膜厚を0.0nm、0.2nm、0.5nm、0.9nm、3nm、5nm、8nmとしたときの消去率変化を線速度との関係において測定した結果を表1に示す。 Next, an optical recording medium (samples 1 to 7) having the same configuration as in Example 1 was used, and SbGeMg (85.0: 13.0: 2.0 at%) was used as the recording film material. The results of measuring the change in erasure rate in relation to the linear velocity when the film thickness of the Cr 2 O 3 interface layer is 0.0 nm, 0.2 nm, 0.5 nm, 0.9 nm, 3 nm, 5 nm, and 8 nm. Table 1 shows.
条件としては、サンプル1〜7の光記録媒体に、8Tマーク信号の記録を行ない、消去パワー4mWで消去の線速度を変えながらDC消去を行ない、消去率測定を行なった。Cr2O3の膜厚0nmと0.2nmの場合は、記録線速度を9.8m/sとし、膜厚0.5〜8nmでは、記録線速度を19.6m/sとした。消去率測定を行なった後、消去率25dBとなる最大の線速度を求め、これを書換え可能な線速度とした。 As conditions, 8T mark signals were recorded on the optical recording media of Samples 1 to 7, DC erasing was performed while changing the erasing linear velocity at an erasing power of 4 mW, and the erasing rate was measured. When the Cr 2 O 3 film thickness was 0 nm and 0.2 nm, the recording linear velocity was 9.8 m / s, and when the film thickness was 0.5 to 8 nm, the recording linear velocity was 19.6 m / s. After performing the erasure rate measurement, the maximum linear velocity at which the erasure rate was 25 dB was obtained, and this was set as the rewritable linear velocity.
この結果、Cr2O3の好ましい膜厚は0.2nm以上8nm以下である。0.2nmよりも薄いと、書換え可能な最大線速度向上の効果が得られず、又8nmよりも厚いと書換え可能な最大線速度は大きく向上するが、Cr2O3膜による光吸収により情報層の光透過率が減少してしまうからである。更に、Cr2O3はスパッタレートが遅いため薄い方が生産性が高く、この生産性の観点と最大線速度とのバランスからは5nm以下(5nmを越えると最大線速度の増加率が小さくなる)が望ましく、情報層を含めた全体の層厚を薄くするためには、Cr2O3膜の膜厚は0.9nm以下が好ましい。 As a result, the preferable film thickness of Cr 2 O 3 is 0.2 nm or more and 8 nm or less. If the thickness is thinner than 0.2 nm, the effect of improving the rewritable maximum linear velocity cannot be obtained, and if it is thicker than 8 nm, the rewritable maximum linear velocity is greatly improved. However, information is absorbed by light absorption by the Cr 2 O 3 film. This is because the light transmittance of the layer is reduced. Furthermore, since Cr 2 O 3 has a slower sputter rate, the thinner the one, the higher the productivity. From the viewpoint of this productivity and the maximum linear velocity, the maximum linear velocity is less than 5 nm. In order to reduce the total layer thickness including the information layer, the thickness of the Cr 2 O 3 film is preferably 0.9 nm or less.
上記表1に示される結果を、Cr2O3の膜厚毎に消去線速度と消去率との関係を図6に示す。又、Cr2O3膜厚と書換え可能な最大線速度との関係を図7にそれぞれ示す。 The results shown in Table 1 above are shown in FIG. 6 for the relationship between the erase linear velocity and the erase rate for each Cr 2 O 3 film thickness. FIG. 7 shows the relationship between the Cr 2 O 3 film thickness and the maximum rewritable linear velocity.
実施例3は、SbGeMg記録膜の組成を変化させた実施例1と同様の光記録媒体(サンプル8〜15)を作成し、前記と同様に、8Tマークを記録後、線速度を変えながらDC消去パワー4mWで1回消去したときの消去率を測定した。又、この消去線速度と消去率との関係から、消去可能の目安である消去率25dBが得られる線速度を求めた。この消去可能な最大線速度が、書換え可能な最大線速度となり、数値が大きいほど高速記録可能となる。
In Example 3, an optical recording medium (
測定結果を、表2に示す。表2から分かるように、サンプル8は、線速度40m/sでも消去可能であったが、記録マーク形成後の信号再生マークが一部結晶化していき、再生劣化を起していた。これは、結晶化速度が速すぎるために、アモルファスの熱安定性が低下した結果と考えられる。
The measurement results are shown in Table 2. As can be seen from Table 2,
又、サンプル15では、マークの消去ができなかった。これは結晶化速度が著しく低下していた結果と考えられる。以上の結果から、Sb、Geの好ましい組成範囲は、Sbが77at%以上90at%以下、Geが8at%以上21at%以下となる。
In
又、本発明者の実験によれば、Mgが1at%未満ではノイズ低減効果が得られず、10at%より多いと結晶化速度が低下するので、Mgの組成は1at%以上10at%以下となる。 Further, according to the experiment by the present inventor, when Mg is less than 1 at%, the noise reduction effect cannot be obtained, and when it exceeds 10 at%, the crystallization speed decreases, so the Mg composition becomes 1 at% or more and 10 at% or less. .
[比較例]
比較例は、記録膜組成をGeSbTeおよびGeBiTeの化合物組成として、実施例1と同様に光記録媒体を作成したものであり、この光記録媒体に、8Tマークを記録後、線速度を変えながらDC消去パワー4mWで1回消去を行い、Cr2O3界面層有無による消去可能な最大線速度を求めた。
[Comparative example]
In the comparative example, an optical recording medium was prepared in the same manner as in Example 1 with a recording film composition of GeSbTe and GeBiTe, and after recording an 8T mark on this optical recording medium, the linear velocity was changed. Erasing was performed once with an erasing power of 4 mW, and the maximum linear velocity at which erasing was possible with or without the Cr 2 O 3 interface layer was determined.
結果を表3に示す。なお、記録膜組成の数値は各元素の比率を示している。 The results are shown in Table 3. The numerical value of the recording film composition indicates the ratio of each element.
以上より、短波長・高NAによる高密度記録では、化合物記録膜組成のみの場合、これとCr2O3界面層とを組み合わせた場合のいずれも、高速結晶化が得られず、高速記録を実現することが困難なことがわかった。これは、アモルファスの結晶化過程が、核生成のみに依存しており、核生成後の結晶成長が起きないために界面層による核生成促進効果が、結晶化速度向上に寄与できないためだと推測される。 From the above, high-density recording with a short wavelength and high NA does not provide high-speed crystallization in both the compound recording film composition and the combination of this and the Cr 2 O 3 interface layer. It turned out to be difficult to achieve. This is presumed to be because the amorphous crystallization process depends only on nucleation, and crystal growth after nucleation does not occur, so the nucleation promotion effect by the interface layer cannot contribute to the improvement of crystallization speed. Is done.
なお、上記実施例は、情報層が2層の光記録媒体についてのものであるが、本発明はこれに限定されるものでなく、情報層が3層以上の光記録媒体についても適用されるものである。 The above embodiment is for an optical recording medium having two information layers. However, the present invention is not limited to this, and can be applied to an optical recording medium having three or more information layers. Is.
10…光記録媒体
12…基板
14…第1の情報層
16…第2の情報層(半透過情報層)
18…記録膜
20…界面層
22…スペーサ層
24…光透過層
DESCRIPTION OF
18 ... Recording
Claims (5)
前記半透過情報層は、記録膜及びこの記録膜の光入射側に隣接して設けられた界面層を含んで構成されると共に、前記レーザービームに対する光透過率が30〜80%とされ、且つ、Sb、Geを主成分とし、対物レンズの開口数をNA、レーザービームの波長をλとしたときλ/NA≦650nmの光学系により書換え可能な相変化材料で形成され、前記界面層はCr2O3から形成されていることを特徴とする光記録媒体。 A substrate, a first information layer provided on the light incident side of the laser beam in the substrate, and at least one semi-transmissive information layer provided on the light incident side further than the first information layer, Have
The semi-transmissive information layer includes a recording film and an interface layer provided adjacent to the light incident side of the recording film, and has a light transmittance of 30 to 80% with respect to the laser beam. , Sb, Ge as main components, NA of the objective lens and NA of the laser beam, where λ / NA ≦ 650 nm. An optical recording medium formed of 2 O 3 .
前記記録膜は、Sbが70at%以上94at%以下、Geが5at%以上21at%以下とされたことを特徴とする光記録媒体。 In claim 1,
The optical recording medium, wherein the recording film has Sb of 70 at% to 94 at% and Ge of 5 at% to 21 at%.
前記記録膜は、Mgを添加成分として1at%以上10at%以下を含むことを特徴とする光記録媒体。 In claim 1 or 2,
The optical recording medium, wherein the recording film contains 1 at% or more and 10 at% or less with Mg as an additive component.
前記界面層の膜厚が、0.2nm以上8nm以下であることを特徴とする光記録媒体。 In claim 1, 2 or 3,
An optical recording medium, wherein the interface layer has a thickness of 0.2 nm to 8 nm.
前記界面層の膜厚が、0.2nm以上5nm以下であることを特徴とする光記録媒体。 In claim 1, 2 or 3,
An optical recording medium, wherein the interface layer has a thickness of 0.2 nm to 5 nm.
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