JP2009059450A - 情報記録媒体 - Google Patents

Abstract

【課題】青色レーザを使用し低速から高速に亘る情報の記録が可能で、情報の繰返し記録に対する耐久性に優れる情報記録媒体を提供する。
【解決手段】光透過性の基板１１と、光の波長λでの屈折率ｎ_１且つ膜厚ｄ_１の第１誘電体層１２、屈折率ｎ_２且つ膜厚ｄ_２の第１界面層１３、相変化材料を含む記録層１４、第２界面層１５、第２誘電体層１６及び反射層１８を少なくとも備え、下記（１）式で表す関係を満たす情報記録媒体。

【選択図】図１

Description

本発明は、情報記録媒体に関し、より詳しくは、情報の書換え可能な情報記録媒体に関する。

ＤＶＤ−ＲＡＭ、ＤＶＤ−ＲＷ等の書換え可能な記録型ＤＶＤでは、情報を記録する記録層に相変化材料を用いる相変化記録方式を採用している。相変化記録方式では、「０」及び「１」の情報を、それぞれ相変化材料の結晶状態及びアモルファス状態に対応させて記録する。
記録層の所定の位置をアモルファス状態にする（通常、この動作を「記録」と呼ぶ）には、比較的高パワーのレーザ光を照射し、記録層の温度が相変化材料の融点以上になるように加熱する。所定の位置を結晶状態にする（通常、この動作を「消去」と呼ぶ）には、比較的低パワーのレーザ光を照射し、記録層の温度が相変化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。
また、相変化材料を用いる記録型ＤＶＤの転送レートを向上させる方法としては、媒体の回転数を上げ、短時間で記録消去を行う方法が一般的である。このような高転送レートに対応する記録層の材料としては、例えば、Ｇｅ−Ｓｎ−Ｓｂ−Ｔｅ系材料に、Ａｇ、Ａｌ、Ｃｒ、Ｍｎ等の金属を添加した材料が報告されている（特許文献１参照）。

特開２００１−３２２３５７号公報

ところで、書換え型の情報記録媒体の大容量化を図るために青色レーザ（波長４００ｎｍ〜４１０ｎｍ）が使用され、これに適合する様々な記録層用の材料が提案されている。また、高速化に対応するように、転送速度の増大が可能な記録膜が報告されている。
しかしながら、相変化材料を使用し、低速でも高速でも記録が可能な書換え型情報記録媒体について検討が進んでいないのが実情である。すなわち、高速記録に対応する結晶化速度が速い相変化材料を含む記録層に低速で記録する場合、記録層を形成する相変化材料の記録後の冷却速度が遅いために再結晶化するという問題がある。
また、結晶化速度が速い相変化材料を含む記録層に、低速の記録速度で繰り返し情報の記録を行うと、１００回程度の書換え記録回数で、情報の再生特性が劣化するという問題がある。
さらに、記録したデータを再生専用のプレーヤで読み出す際、トラッキングサーボに必要なＤＰＤ（Ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅ Ｐｈａｓｅ Ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ）信号が十分に得られないという問題がある。

本発明の目的は、青色レーザを使用して繰り返し情報を記録する情報記録媒体において、低速から高速に亘る情報の記録が可能で、情報の繰返し記録に対する耐久性に優れ、良好なＤＰＤ信号振幅を得る情報記録媒体を提供することにある。

かくして本発明によれば、下記（１）〜（５）が提供される。
（１） 光の照射により情報の記録又は書換えが可能な情報記録媒体であって、光透過性の基板と、基板上に、光の入射側から見て順に、光の波長λでの屈折率ｎ_１且つ膜厚ｄ_１の第１誘電体層と、光の波長λでの屈折率ｎ_２且つ膜厚ｄ_２の界面層と、相変化材料を含み、光の照射による原子配列の変化により情報を記録する記録層と、第２誘電体層及び反射層、とを少なくとも備え、第１誘電体層と界面層とが、下記（１）式で表す関係を満たすことを特徴とする情報記録媒体。

（２） 第２誘電体層は、光の波長λでの屈折率ｎ_３且つ膜厚ｄ_３であり、さらに、下記（２）式で表す関係を満たすことを特徴とする（１）に記載の情報記録媒体。

（３） 光の波長λでの屈折率ｎ_３且つ膜厚ｄ_３の第２誘電体層と反射層との間に、さらに、光の波長λでの屈折率ｎ_４且つ膜厚ｄ_４の第２界面層と、光の波長λでの屈折率ｎ_５且つ膜厚ｄ_５の保護層と、を有し、第２誘電体層、第２界面層及び保護層とが、下記（３）式で表す関係を満たすことを特徴とする（１）に記載の情報記録媒体。

（４） 記録層中の相変化材料が、少なくとも、Ｂｉ元素、Ｇｅ元素及びＴｅ元素を含むことを特徴とする（１）に記載の情報記録媒体。
（５） 第１誘電体層及び第２誘電体層が、ＺｎＳ−ＳｉＯ_２材料を含むことを特徴とする（１）に記載の情報記録媒体。

本発明によれば、相変化材料を用いる書換え型の情報記録媒体に、低速から高速に亘る情報の記録が可能である。
また、書換え型の情報記録媒体に繰り返して情報を記録する場合、情報の繰返し記録に対する耐久性が向上する。

以下、本発明を実施するための最良の形態（以下、発明の実施の形態）について詳細に説明する。尚、本発明は、以下の実施の形態に限定されるものではなく、その要旨の範囲内で種々変形して実施することが出来る。また、使用する図面は本実施の形態を説明するためのものであり、実際の大きさを表すものではない。

（情報記録媒体）
図１は、本実施の形態としての情報記録媒体の層構造の一例を示す図である。図１に示すように、情報記録媒体１０は、光透過性材料からなる基板１１と、この基板１１上のレーザ光Ｌが入射する側と反対側に、第１誘電体層１２、第１界面層１３、相変化材料を含む記録層１４、第２界面層１５、第２誘電体層１６、保護層１７、反射層１８、接着剤層１９及びダミー基板２０とを順次積層する構造を有する。

第１誘電体層１２は、レーザ光Ｌの波長λでの屈折率ｎ_１且つ膜厚ｄ_１を有する。第１界面層１３は、レーザ光Ｌの波長λでの屈折率ｎ_２且つ膜厚ｄ_２を有する。記録層１４は、相変化材料を含みレーザ光Ｌの照射による原子配列の変化により情報を記録する。第２界面層１５は、レーザ光Ｌの波長λでの屈折率ｎ_３且つ膜厚ｄ_３を有する。第２誘電体層１６は、レーザ光Ｌの波長λでの屈折率ｎ_４且つ膜厚ｄ_４を有する。
保護層１７は、レーザ光Ｌの波長λでの屈折率ｎ_５且つ膜厚ｄ_５を有する。
尚、基板１１の表面は、所定の規格に基づく物理フォーマットに基くトラッキング用のプリグルーブ１１ａを有する。

また、情報記録媒体１０に情報を記録又は再生するために、レーザ光Ｌとして、例えば、波長４１０ｎｍ以下の青色レーザ（波長４００〜４１０ｎｍ）を使用する。レーザ光Ｌは、レーザビーム又は単に光と記すことがある。本実施の形態では、レーザ光Ｌは、情報記録媒体１０上に熱を発生させることが可能な光ビームであり、複数の屈折率が異なる干渉層により、多重干渉効果を得る光ビームである。また、本実施の形態は、青色レーザ（波長４００〜４１０ｎｍ）を使用するが、これに限定されず、例えば、赤色レーザ、紫外線レーザ等の比較的短波長のレーザを使用する高密度光情報記録媒体に対しても効果を発揮する。

（基板１１）
基板１１は、光透過性材料を用いて形成する。本実施の形態では、ポリカーボネート樹脂を用いて、内径（センターホール）１５ｍｍ、外径１２０ｍｍ、厚さ０．６ｍｍのディスク状に形成する。基板１１の表面には、所定の規格に基づく物理フォーマットで、螺旋状のプリグルーブ１１ａを形成する。プリグルーブ１１ａには、ディスク認識情報やアドレス情報等を予め記録する。これらの情報はプリピットによっても形成可能である。なお、情報記録用のトラックとしては溝又は溝間のどちらか一方を用いる。本実施の形態では、プリグルーブ１１ａは、トラックピッチ０．４μｍ、溝深さ２８ｎｍである。

基板１１の材料としては、特に限定されないが、例えば、アクリル系樹脂、メタクリル系樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリオレフィン系樹脂（特に非晶質ポリオレフィン）、ポリエステル系樹脂、ポリスチレン樹脂、エポキシ樹脂等の合成樹脂；ガラス、ガラス上に光硬化性樹脂等の樹脂層を設けたもの等が挙げられる。中でも、射出成型性の観点からポリカーボネート樹脂が好ましい。ポリカーボネート樹脂を用いる場合、基板１１の青色レーザでの屈折率は１．６前後である。

（第１誘電体層１２）
第１誘電体層１２は、記録層１４中の相変化材料の相変化の際に、例えば、ポリカーボネート樹脂製の基板１１への熱ダメージを低減する目的で設ける。第１誘電体層１２の材料は、特に限定されないが、例えば、ＺｎＳ・ＳｉＯ_２の混合物；ＳｉＯ_２、Ａｌ_２Ｏ_３、Ｃｒ_２Ｏ_３、ＳｎＯ_２、Ｔａ_２Ｏ_５等の酸化物；ＳｉＮ、ＧｅＮ、ＴａＮ、ＡｌＮ等の窒化物等が挙げられる。中でも、ＺｎＳ−ＳｉＯ_２材料を含むことが好ましい。
本実施の形態では、第１誘電体層１２は、基板１１上に、スパッタリングにより、（ＺｎＳ）_８０（ＳｉＯ_２）_２０（モル％）の混合物の膜を形成する。

第１誘電体層１２の膜厚ｄ_１は、後述する（１）式の関係を満たすように調節し、この範囲内であれば特に限定されないが、通常、４０ｎｍ〜１５０ｎｍで、好ましくは、５０ｎｍ〜７０ｎｍである。
第１誘電体層１２の青色レーザでの屈折率ｎ_１は、後述する（１）式の関係を満たす範囲内であれば特に限定されないが、通常、基板１１の屈折率より大きいことが好ましく、さらに、屈折率が２．０以上であることが特に好ましい。これにより、基板１１と第１誘電体層１２の間において光の反射が起こり、この反射を利用する光学干渉効果により、記録層１４の未記録部（結晶）と記録部（アモルファス）の反射率変化を大きくすることができる。

（第１界面層１３）
第１界面層１３は、第１誘電体層１２と記録層１４との間で両層の構成元素が互いに侵入、拡散及び化学反応することを防止し、両層の剥離を抑制する。第１界面層１３は、例えば、（Ｃｒ−Ｔａ−Ｏ）をスパッタリングすることにより製膜する。本実施の形態では、第１界面層１３は、（Ｔａ_２Ｏ_５）_４０（Ｃｒ_２Ｏ_３）_６０のスパッタリングにより、膜を形成する。

第１界面層１３の膜厚ｄ_２は、後述する（１）式の関係を満たすように調節し、この範囲内であれば特に限定されないが、通常、１ｎｍ〜６ｎｍである。
第１界面層１３の青色レーザでの屈折率ｎ_２は、後述する（１）式の関係を満たす範囲内であれば特に限定されないが、通常、基板１１の屈折率より大きいことが好ましく、さらに、屈折率が２．０以上であることが特に好ましい。

（記録層１４）
記録層１４は、レーザ光Ｌの照射により原子配列が２つの異なる状態間（アモルファス相−結晶相）で可逆的に変化する相変化材料を含む。
相変化材料としては、例えば、ＳｂＴｅ合金、ＧｅＴｅ合金、ＧｅＳｂＴｅ合金、ＩｎＳｂＴｅ合金、ＡｇＩｎＳｂＴｅ合金、ＭＡＧｅＳｂＴｅ合金（ＭＡはＡｕ、Ｃｕ、Ｐｄ、Ｔａ、Ｗ、Ｉｒ、Ｓｃ、Ｙ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｖ、Ｎｂ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｒｕ、Ｃｏ、Ｒｈ、Ｎｉ、Ａｇ、Ｔｌ、Ｓ、Ｓｅ及びＰｔのうちの少なくとも１元素）、ＳｎＳｂＴｅ合金、ＩｎＳｅＴｌ合金、ＩｎＳｅＴｌＭＢ合金（ＭＢはＡｕ、Ｃｕ、Ｐｄ、Ｔａ、Ｗ、Ｉｒ、Ｓｃ、Ｙ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｖ、Ｎｂ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｒｕ、Ｃｏ、Ｒｈ、Ｎｉ、Ａｇ、Ｔｌ、Ｓ、Ｓｅ及びＰｔのうちの少なくとも１元素）、ＳｎＳｂＳｅ合金、ＳｎＧｅＳｂＴｅ合金、ＧｅＳｂＴｅ合金、ＢｉＧｅＴｅ合金等が挙げられる。なかでも、相変化材料が、少なくとも、Ｂｉ元素、Ｇｅ元素及びＴｅ元素を含むことが好ましく、ＢｉＧｅＴｅ合金が、さらに好ましい。記録層１４の厚さは、通常、１５ｎｍ以下、好ましくは１０ｎｍ以下、さらに好ましくは、４ｎｍ〜８ｎｍである。

本実施の形態では、第１界面層１３上に、ＢｉＧｅＴｅターゲットをＡｒガス雰囲気中でスパッタし、所定の膜厚のＢｉＧｅＴｅ膜を形成する。この記録層１４に波長４１０ｎｍ以下のレーザ光Ｌを照射することにより、相変化材料の原子配列がアモルファス相−結晶相間で可逆的に変化し、２つの異なる原子配列の状態により情報を記録する。

（第２誘電体層１６）
第２誘電体層１６は、記録層１４中の相変化材料の相変化による基板１１への熱ダメージを低減する目的で設ける。第２誘電体層１６の材料は、前述の第１誘電体層１２の材料と同様なものが挙げられ、特に限定されない。本実施の形態では、第１誘電体層１２は、基板１１上に、スパッタリングにより、（ＺｎＳ）_８０（ＳｉＯ_２）_２０（モル％）の混合物の膜を形成する。

第２誘電体層１６の膜厚ｄ_３は、後述する（２）式の関係を満たすように調節し、この範囲内であれば特に限定されないが、通常、５ｎｍ〜２０ｎｍで、好ましくは、６ｎｍ〜１０ｎｍである。
第１誘電体層１２の青色レーザでの屈折率ｎ_３は、後述する（２）式の関係を満たす範囲内であれば特に限定されないが、通常、２．０以上であることが特に好ましい。

（第２界面層１５）
第２界面層１５は、記録層１４と第２誘電体層１６との間で両層の構成元素が互いに侵入、拡散及び化学反応することを防止するために、必要に応じて設ける。第２界面層１５は、前述した第１界面層１３と同様な材料のほか、Ｃｒ_２Ｏ_３等をスパッタリングすることにより製膜する。

第２界面層１５の膜厚ｄ_４は、後述する（３）式の関係を満たすように調節し、この範囲内であれば特に限定されないが、通常、１ｎｍ〜６ｎｍである。
第２界面層１３の青色レーザでの屈折率ｎ_４は、後述する（３）式の関係を満たす範囲内であれば特に限定されないが、通常、２．０以上であることが好ましい。

（保護層１７）
保護層１７は、第２誘電体層１６と反射層１８との化学反応を防止するために、必要に応じて設けられる。
保護層１７の膜厚ｄ_５は、後述する（３）式の関係を満たすように調節し、この範囲内であれば特に限定されないが、通常、０．５ｎｍ〜１０ｎｍである。
保護層１７の青色レーザでの屈折率ｎ_５は、後述する（３）式の関係を満たす範囲内であれば特に限定されないが、通常、１．７以上であることが好ましい。
本実施の形態では、保護層１７は、第２誘電体層１６上に、スパッタリングにより、膜厚５ｎｍ以下の（Ｔａ_２Ｏ_５）_８０（Ｃｒ_２Ｏ_３）_２０の膜を形成する。

（反射層１８）
反射層１８は、基板１１側から入射し、記録層１４を透過する波長４１０ｎｍ以下のレーザ光Ｌを反射するとともに、情報の記録・再生時に、相変化材料を含む記録層１４から発生する熱を逃がすための層である。
反射層１８は、金属または合金をスパッタリングにより、膜厚５０〜２００ｎｍで形成する。具体的な材料としては、例えば、Ａｕ、Ａｌ、Ａｇ、Ｃｕ、Ｔｉ、Ｃｒ、Ｎｉ、Ｐｔ、Ｔａ、ＣｒおよびＰｄの金属を単独又は合金が挙げられる。さらに、これらを主成分として、例えば、Ｍｇ、Ｓｅ、Ｈｆ、Ｖ、Ｎｂ、Ｒｕ、Ｗ、Ｍｎ、Ｒｅ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｒｈ、Ｉｒ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｃｄ、Ｇａ、Ｉｎ、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｔｅ、Ｐｂ、Ｐｏ、Ｓｎ、Ｂｉ等の金属および半金属を含むこともできる。これらの中でも、Ａｇを９０ｍｏｌ％以上含有するＡｇ合金がさらに好ましい。

（接着剤層１９）
接着剤層１９に使用する接着剤は、接着力が高く、硬化接着時の収縮率が小さく、環境保存安定性が高い材料が好ましい。また、反射層１８にダメージを与えない材料が望ましい。接着剤としては、例えば、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂、電子線硬化性樹脂、紫外線硬化性樹脂、感圧式両面テープ等が挙げられる。中でも、紫外線硬化性樹脂が好ましい。この場合、接着剤層１９は、紫外線硬化性樹脂を塗布し、紫外光を照射して硬化することによって形成する。塗布方法としては、スピンコート法、スクリーン印刷、キャスト法等の塗布法等の方法が挙げられる。中でもスピンコート法が好ましい。

（ダミー基板２０）
ダミー基板２０の材料は、機械的安定性が高く、剛性が大きく、射出成形等の成形性に優れるものであれば特に限定されない。また、吸湿性が小さいことが好ましい。このような材料としては、基板１１に用いる材料の他、ＡＢＳ樹脂、フィラー含有エポキシ樹脂、Ａｌを主成分とした例えばＡｌ−Ｍｇ合金等が挙げられる。ダミー基板２０は、基板１１のように光透過性や光学特性を備える必要はない。本実施の形態では、ダミー基板２０として、厚さ０．６ｍｍのポリカーボネート樹脂製基板を、接着剤層１９により反射層１８上に貼着する。

（第１誘電体層１２及び第１界面層１３の光学特性）
本実施の形態としての情報記録媒体１０は、レーザ光Ｌの波長λでの屈折率ｎ_１且つ膜厚ｄ_１を有する第１誘電体層１２と、レーザ光Ｌの波長λでの屈折率ｎ_２且つ膜厚ｄ_２を有する第１界面層１３とが、下記（１）式で表す関係を満たす光学特性を有する。

第１誘電体層１２と第１界面層１３とを、（１）式で表す関係を満たすように形成することにより、情報記録媒体１０の低速から高速に亘る情報の記録が可能となる。また、情報の繰返し記録に対する耐久性が向上する。
（１）式で表す左辺の数値が０．４８未満では、ＤＰＤが仕様値を満足することができない。また、（１）式で表す左辺の数値が０．５７を超える場合は、反射率が仕様値を下回ってしまう。
従来、相変化材料を使用する書換え型の情報記録媒体では、相変化材料を含む記録層に対して光の入射側に設ける第１誘電体層（屈折率ｎ_１，膜厚ｄ_１）及び第１界面層（屈折率ｎ_２，膜厚ｄ_２）は、前述の（１）式の左辺（｛（ｎ_１ｄ_１＋ｎ_２ｄ_２）／λ｝）が、（３／８）＝０．３７５前後になるように設定されている。
しかし、この条件では、相変化材料を含む記録層に情報を低速で記録する場合の熱分布と、高速で記録する場合の熱分布との変化が大きくなり、記録層を構成する相変化材料の結晶化速度の設定が困難となる。

本実施の形態としての情報記録媒体１０の場合は、前述の（１）式の左辺（｛（ｎ_１ｄ_１＋ｎ_２ｄ_２）／λ｝）の数値を、従来の場合と比べ大きくなるように、第１誘電体層１２及び第１界面層１３の屈折率及び膜厚を設定する。具体的には、第１誘電体層１２または第１界面層１３の膜厚を厚くし、好ましくは第１誘電体層１２の膜厚を厚くし、基板１１側から入射するレーザ光Ｌの記録層１４までの光路長を長くすることにより、情報記録媒体１０の低速から高速に亘る情報の記録が可能となり、記録パワー感度の劣化を抑制する。

（第２誘電体層１６の光学特性）
本実施の形態では、レーザ光Ｌの入射側から見て反射層１８の手前に設ける第２誘電体層１６（屈折率ｎ_３，膜厚ｄ_３）は、情報記録媒体１０は、下記（２）式で表す関係を満たす光学特性を有することが好ましい。

（２）式で表す左辺の数値が過度に小さい場合は、反射率が高く、変調度が悪く、ＤＰＤが低下する傾向がある。

（第２誘電体層１６、第２界面層１５及び保護層１７の光学特性）
さらに、本実施の形態では、レーザ光Ｌの入射側から見て第２誘電体層１６（屈折率ｎ_３，膜厚ｄ_３）の手前に第２界面層１５（屈折率ｎ_４，膜厚ｄ_４）を設け、第２誘電体層１６の後ろ側に保護層１７（屈折率ｎ_５，膜厚ｄ_５）を設ける場合は、情報記録媒体１０は下記（３）式で表す関係を満たす光学特性を有することが好ましい。

（３）式で表す左辺の数値が過度に小さい場合では、ＤＰＤが仕様値を満足することができない傾向がある。また、（３）式で表す左辺の数値が過度に大きい場合は、反射率が仕様値を下回る傾向がある。
具体的には、情報記録媒体１０の記録層１４と反射層１８との間に設ける第２誘電体層１６の膜厚を薄くすることにより、記録層１４から反射層１８への熱伝導が容易となる。その結果、記録層１４に低速で記録する場合の熱分布と、高速で記録する場合の熱分布の変化を少なく抑えることができる。
また、第２誘電体層１６の膜厚を薄くすることにより考えられる反射率の増加、記録パワー感度の劣化の問題は、前述のように、レーザ光Ｌの入射側から見て記録層１４の手前に設ける第１誘電体層１２及び第１界面層１３の膜厚を、（１）式の関係を満たすように厚くすることにより抑制する。

（スパッタ装置）
本実施の形態において、情報記録媒体１０を調製する際に使用するスパッタ装置としては、例えば、複数のチャンバーを有し、各チャンバーに一つのスパッタターゲットを設け、情報記録媒体用の基板を、順次、各チャンバー間に搬送する枚葉式のスパッタ装置が好ましい。
本実施の形態では、合計１２室のチャンバーを備えるスパッタ装置を使用する。１２室のチャンバーの中、成膜プロセスに使用するプロセスチャンバーが９室、スパッタ中の基板加熱による基板変形を避けるためのクーリングチャンバーが２室有する。さらに、スパッタ装置に基板を搬送するとともに、成膜後の情報記録媒体をスパッタ装置から搬出するためのロードロックチャンバーを１室有する。

各プロセスチャンバーは、それぞれの層を形成するのに適したスパッタ電源、複数のスパッタガス配管、スパッタガス流量を制御するためのマスフローコントローラー等を備える。各基板をそれぞれのチャンバーにセットし、各チャンバーにそれぞれ適したスパッタガスを導入し、その後、各チャンバーにおいてスパッタリングを行う。
クーリングチャンバーは、基板を冷却するための冷却板と、基板の熱を冷却板に放熱させるＨｅガスをクーリングチャンバーに導入するためのガス配管とを備える。
また、各基板を搬送するためのキャリアには、基板回転用の小型真空モーターを備え付ける。このモーターの電源には電源ケーブルが使用できないため、各キャリアが各チャンバーにセットされると同時に、各チャンバーとの接触部から電源を供給する。小型真空モーターにより基板回転を行うことにより、基板上に製膜する各層の組成均一性、膜厚均一性が大幅に向上する。

以下に、実施例に基づき本実施の形態をさらに詳細に説明する。なお、本実施の形態は以下の実施例に限定されない。

（情報記録再生装置）
本実施例で調製する情報記録媒体に情報を記録及び再生するための情報記録再生装置について説明する。
図２は、本実施例において使用する情報記録再生装置の概略構成図である。図２に示すように、情報記録再生装置２００は、モーター５１と、光ヘッド５２と、Ｌ／Ｇサーボ回路５３と、再生信号処理系５４と、記録信号処理系６４とを備える。
再生信号処理系５４は、増幅器５５、アナログディジタル変換機５６、等化器５７、ヴィタビ復合器５８、評価値算出器６３を有する。
評価値算出器６３は、遅延回路５９、状態判定器６１、参照テーブル６２、評価値計算機６０を有する。記録信号処理系６４は、１−１０変調器６８、プリコーダ（ＮＲＺＩ）６７、記録波形発生回路６６、レーザ駆動回路６５を有する。

本実施例では、光ヘッド５２は、波長４０５ｎｍの半導体レーザ、開口数ＮＡ０．６５の対物レンズを備える（不図示）。波長λのレーザ光のスポット径（およそ０．９×λ／ＮＡ）は、約０．６μｍとなる。レーザ光の偏光を円偏光とする。
本実施例で使用する情報記録媒体のトラックピッチＴＰは０．４μｍであり、トラックピッチＴＰと、波長λと、開口数ＮＡとの間には、ＴＰ＝０．６４×（λ／ＮＡ）の関係が成立する。尚、情報記録再生装置２００は、Ｌ／Ｇサーボ回路５３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。

次に、情報記録再生装置２００の動作を説明する。記録再生を行う際のモーター制御方法は、記録再生を行うゾーン毎にディスクの回転数を変えるＺＣＬＶ方式を採用する。また、情報記録の際に、マークエッジ方式を用い、ＥＴＭ，ＲＬＬ（１、１０）変調方式で情報記録媒体上に情報を記録する。この変調方式により、情報を２Ｔ〜１１Ｔのマーク長で記録する。ここで、Ｔは情報記録時のクロックの周期を表し、本実施例ではＴ＝１５．４ｎｓである。この場合、最短２Ｔのマーク長はおよそ０．２０μｍ、最長１１Ｔのマーク長は約１．１２μｍとなる。すなわち、最短２Ｔのマーク長が、レーザ光のスポット径（約０．６μｍ）の約１／３になる。また、本実施例では、記録線速６．６１ｍ／ｓｅｃを１倍速とし、２倍速の記録速度は１３．２２ｍ／ｓｅｃとする。

先ず、１−１０変調器６８は記録装置外部から入力する情報を、上述の変調方式で変調し、２Ｔ〜１１Ｔのデジタル信号として出力する。次いで、プリコーダ６７はデジタル信号をＮＲＺＩ符号に変換し、記録波形発生回路６６に入力する。記録波形発生回路６６は、２Ｔ〜１１Ｔのデジタル信号に基づいて、情報記録時のレーザ光照射に必要なマルチパルス記録波形を生成する。本実施例では、マルチパルス記録波形の高パワーレベル領域を、幅約Ｔ／２の高パワーパルスと、高パワーパルス間に形成する幅約Ｔ／２の低パワーパルスとで構成する一連のパルス列で形成する。また、マルチパルス記録波形の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する。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、記録再生を行う情報記録媒体毎に最適な値に調整する。

記録波形発生回路６６は、２Ｔ〜１１Ｔのデジタル信号波形を時系列的に交互に「０」と「１」に対応させる。「０」の場合は、中間パワーレベルのレーザパルスを照射し、「１」の場合は、高パワーパルスと低パワーパルスで構成する一連のパルス列を照射する。この際、情報記録媒体上の、中間パワーレベルのレーザパルスを照射する部分は結晶となり、高パワーパルスと低パワーパルスで構成する一連のパルス列を照射する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６６は、高パワーパルスと低パワーパルスで構成する一連のパルス列を形成する際、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が変化する方式（適応型記録波形制御）に対応するマルチパルス波形テーブルを有する。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するマルチパルス記録波形を発生し、レーザ駆動回路６５に転送する。
レーザ駆動回路６５は、マルチパルス記録波形に基づき、光ヘッド５２内の半導体レーザの発光を制御する。そして、半導体レーザから出射するレーザ光を光ヘッド５２内の対物レンズにより情報記録媒体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光を照射し、情報を記録する。

次に、情報記録媒体に記録した情報の再生動作を説明する。情報記録再生装置２００は、本実施例で使用する情報記録媒体のグルーブ記録方式に対応する。
光ヘッド５２からレーザ光を情報記録媒体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５２で検出して再生信号を得る。増幅器５５は、再生信号の振幅を所定のゲインで増幅し、次いで、ＡＤ変換器５６は、増幅した再生信号をデジタル再生信号に変換する。次に、等化器５７はデジタル再生信号を使用するＰＲ特性に応じた波形（再生信号系列）へと等化し、ヴィタビ復合器５８及び評価値算出器６３へ送る。
ヴィタビ復合器５８は、再生信号系列を二値の識別データに復合する。識別データは、必要に応じて復調、誤り訂正等の処置を施された後、記録情報の再生が完了する。また、ヴィタビ復合器５８は、出力する識別データも、評価値算出器６３へ送る。一方、等化器５７から評価値算出器６３へ送るＰＲ特性に応じた波形は、遅延回路５９を介し評価値計算機６０に入力する。
評価値算出器６３は、等化器５７から入力するＰＲ特性に応じた波形と、ヴィタビ復合器５８から入力する識別データとを用いてビットエラーレートを計算する。
尚、以下の実施例、参考例においては、図１に示す層構造を有する書換え型の情報記録媒体を使用する。

（実施例１〜実施例１１、参考例１〜参考例６）
トラックピッチ０．４μｍ、溝深さ２８ｎｍ、厚さ０．６ｍｍのグルーブ記録用ポリカーボネート製の基板上に、スパッタ装置を用いて各層を製膜し、表１に示すように、第１誘電体層、第１界面層及び第２誘電体層の膜厚が異なる１７種類の情報記録媒体（Ａ〜Ｑ）を調製する。尚、各層を構成する材料及び厚さは以下の通りである。
第１誘電体層：（ＺｎＳ）_８０（ＳｉＯ_２）_２０（厚さｄ_１６０ｎｍ〜１０５ｎｍ）
第１界面層：（Ｔａ_２Ｏ_５）_４０（Ｃｒ_２Ｏ_３）_６０（厚さｄ_２５．５ｎｍ）
記録層：Ｂｉ_４Ｇｅ_４６Ｔｅ_５０（厚さ１３ｎｍ）
第２界面層：Ｃｒ_２Ｏ_３（厚さｄ_４３ｎｍ）
第２誘電体層：（ＺｎＳ）_８０（ＳｉＯ_２）_２０（厚さｄ_３６ｎｍ〜１４ｎｍ）
保護層：（Ｔａ_２Ｏ_５）_８０（Ｃｒ_２Ｏ_３）_２０（厚さｄ_５３ｎｍ）
熱拡散層：Ａｇ_９５Ｒｕ_１Ｃｕ_４（厚さ１００ｎｍ）

次に、エリプソメータを使用し、各情報記録媒体における第１誘電体層、第１界面層、第２界面層、第２誘電体層及び保護層の、記録再生レーザ光の波長４０５ｎｍでの屈折率（ｎ_１，ｎ_２，ｎ_３，ｎ_４，ｎ_５）を測定する。
各情報記録媒体（Ａ〜Ｑ）の屈折率の測定結果は以下の通りである。
第１誘電体層（ＺｎＳ）_８０（ＳｉＯ_２）：屈折率（ｎ_１）２．３
第１界面層（Ｔａ_２Ｏ_５）_４０（Ｃｒ_２Ｏ_３）_６０：屈折率（ｎ_２）２．０５
第２界面層：Ｃｒ_２Ｏ_３：屈折率（ｎ_４）２．４５
第２誘電体層：（ＺｎＳ）_８０（ＳｉＯ_２）_２０：屈折率（ｎ_３）２．３
保護層：（Ｔａ_２Ｏ_５）_８０（Ｃｒ_２Ｏ_３）_２０：屈折率（ｎ_５）２．３

これら１７種類の情報記録媒体について、表１に示す項目について再生信号特性を測定した。結果を表１に示す。尚、表１における測定項目は以下の通りである。
・情報記録媒体の（１）式の左辺の値
・情報記録媒体の（３）式の左辺の値
・反射率（規格値０．０９〜０．１８）
・変調度（規格値≧０．４）
・Ｓ１ＰＷ：１Ｘ記録の最適記録パワー（規格値≦１０）
・ＳｂＥＲ１−１０：１Ｘ記録の１０回書換え後の再生信号エラーレート（規格値≦５×１０^−５）
・ＳｂＥＲ１−１００００：１Ｘ記録の１００００回書換え後の再生信号エラーレート（規格値≦５×１０^−５）
・Ｓ２ＰＷ：２Ｘ記録の最適記録パワー（規格値≦１３）
・ＳｂＥＲ２−１０：２Ｘ記録の１０回書換え後の再生信号エラーレート（規格値≦５×１０^−５）
・ＳｂＥＲ２−１００００：２Ｘ記録の１００００回書換え後の再生信号エラーレート（規格値≦５×１０^−５）
・ＤＰＤ：Ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅ Ｐｈａｓｅ Ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ信号（規格値≧０．２）

表１の結果から、相変化材料を含む記録層に対して光の入射側に設ける第１誘電体層（屈折率ｎ_１，膜厚ｄ_１）及び第１界面層（屈折率ｎ_２，膜厚ｄ_２）を、前述の（１）式の左辺（｛（ｎ_１ｄ_１＋ｎ_２ｄ_２）／λ｝）が０．４８〜０．５７の範囲になる情報記録媒体（実施例１〜実施例１１）は、（１）式の左辺がこの範囲以外の設定で調製する情報記録媒体（参考例１〜参考例６）と比べて、変調度、記録パワー、ＳｂＥＲ１−１０、ＳｂＥＲ２−１０、ＳｂＥＲ２−１００００、ＤＰＤが良好である。これより、低速から高速に亘る情報の記録が可能であり、且つ、情報の繰返し記録に対する耐久性に優れることが分かる。

本実施の形態としての情報記録媒体の層構造の一例を示す図である。 実施例で使用する情報記録再生装置の概略構成図である。

符号の説明

１０…情報記録媒体、１１…基板、１２…第１誘電体層、１３…第１界面層、１４…記録層、１５…第２界面層、１６…第２誘電体層、１８…反射層

Claims (5)

1. 光の照射により情報の記録又は書換えが可能な情報記録媒体であって、
   光透過性の基板と、
   前記基板上に、光の入射側から見て順に、
   前記光の波長λでの屈折率ｎ_１且つ膜厚ｄ_１の第１誘電体層と、
   前記光の波長λでの屈折率ｎ_２且つ膜厚ｄ_２の界面層と、
   相変化材料を含み、前記光の照射による原子配列の変化により情報を記録する記録層と、
   第２誘電体層及び反射層、とを少なくとも備え、
   前記第１誘電体層と前記界面層とが、下記（１）式で表す関係を満たす
   ことを特徴とする情報記録媒体。
   

   
2. 前記第２誘電体層は、前記光の波長λでの屈折率ｎ_３且つ膜厚ｄ_３であり、さらに、下記（２）式で表す関係を満たすことを特徴とする請求項１に記載の情報記録媒体。
   

   
3. 前記光の波長λでの屈折率ｎ_３且つ膜厚ｄ_３の前記第２誘電体層と前記記録層との間に、さらに、当該光の波長λでの屈折率ｎ_４且つ膜厚ｄ_４の第２界面層と、
   前記第２誘電体層と前記反射層との間に前記光の波長λでの屈折率ｎ_５且つ膜厚ｄ_５の保護層と、を有し、
   前記第２誘電体層、前記第２界面層及び前記保護層とが、下記（３）式で表す関係を満たすことを特徴とする請求項１に記載の情報記録媒体。
   

   
4. 前記記録層中の前記相変化材料が、少なくとも、Ｂｉ元素、Ｇｅ元素及びＴｅ元素を含むことを特徴とする請求項１に記載の情報記録媒体。
5. 前記第１誘電体層及び前記第２誘電体層が、ＺｎＳ−ＳｉＯ_２材料を含むことを特徴とする請求項１に記載の情報記録媒体。

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