JP2014199703A - 書き換え型３層光記録媒体 - Google Patents

Abstract

【課題】相変化材料からなる３層の情報層を有し、記録特性を低下させることなく記録線密度を高めることが可能な書き換え型３層光記録媒体を提供することを課題とする。【解決手段】書き換え型３層光記録媒体１０は、基板１２上に設けられたＬ０層２０、半透過層であるＬ１層３０とＬ２層４０の３層構造であり、Ｌ０層２０、Ｌ１層３０及びＬ２層４０は、それぞれ主成分としてのＳｂ、Ｔｅと、副成分としてのＧｅとから構成されるＬ０記録膜２１、主成分としてのＳｂ、Ｔｅと、副成分としてのＧｅとから構成されるＬ１記録膜３１、及び、主成分としてのＳｂ、Ｇｅと、副成分としてのＭｇとから構成されるＬ２記録膜４１を有している。【選択図】図２

Description

この発明は、ブルーレイディスク（Ｂｌｕ−ｒａｙ（登録商標） Ｄｉｓｃ、以下ＢＤと略す）と称される光記録媒体、特に、相変化材料からなる３層の情報層を有する書き換え型光記録媒体に関する。

記録再生レーザー波長が４０５ｎｍ（青色）、対物レンズの開口数ＮＡ＝０．８５（λ／ＮＡ≦６５０ｎｍ）の光学系を利用する、ＢＤと称される光記録媒体が製品化されている。又、このＢＤの１つとして、情報層が２層で、５０ＧＢの記憶容量を持つ書換え可能なＢＤ−ＲＥが実用化されている。

このような２層の書き換え型光ディスクを実現するためには、光入射面に近い情報層が４０％以上の透過率を有し、光入射面から遠い情報層は高い記録感度を有することが必要である。

この場合、光入射面に近い情報層の透過率を高めるには記録膜の膜厚を薄くする必要があるが、記録膜の膜厚を薄くすると、記録膜の結晶化速度が低下して、記録マークの消去が困難になってしまう。これに対して、特許文献１に係る出願により、Ｔｅ主成分の記録膜材料を用いることで透過率を高め、且つ、十分な消去特性を得ることができる２層の書き換え型光ディスクが提案されている。

現在は、ＢＤ−ＲＥについても、記憶容量の更なる増大が必要とされ、例えば１００ＧＢ以上の記憶容量が求められている。

１００ＧＢの記憶容量を実現するためには、情報層を３層とすることが考えられ、この場合、１層当たりの記憶容量は現在の２層の場合の２５ＧＢから３３．４ＧＢに高める必要があり、記録精密度を高くしなければならない。

ところが、記録マークを短くすると、次のような種々の問題点が発生してしまう。

まず、記録マークが短くなると、マーク部分とブランク部分のコントラストが小さくなり、記録後の再生時に記録マークの認識が容易でなくなり、又、記録マークの間隔が短くなり、記録マーク形成時の熱が次の記録マークの形成に影響する熱干渉が生じ、正確な形状の記録マーク形成が困難となってしまう。このコントラスト低下と熱干渉の影響は情報層が多いほど大きくなってしまう。

更に又、情報層が多層になると、光入射面から最も遠い情報層にレーザー光が届くようにするために、これよりも光入射面側の情報層の透過率を高める必要があるが、次のように、記録膜の薄膜化による高透過率化には限界があり、且つ、反射膜の薄膜化が、反射率の低下と放熱性の低下を引き起こす。

即ち、書き換え型光記録媒体の情報層は、複数の透明な誘電体層、記録膜、反射膜から構成され、透過率を高めるためには、金属膜である記録膜又は反射膜の膜厚を薄くすることが考えられるが、記録膜を薄くすると結晶化速度が低下して記録マークとなるアモルファスの結晶化（消去）が困難となり、書き換え不能となる。

又、反射膜を薄くすれば反射率の低下が生じ、これはマーク部とブランク部の反射率差（コントラスト）低下となり記録特性を悪化させてしまい、又、薄膜化による放熱性の低下は、記録時に記録マークに溜まる熱の冷却速度を遅くして熱干渉の影響を有し、記録特性を悪化させてしまうという問題点がある。

特開２００６−３５８６３号公報

本発明は、Ｌ_０層、Ｌ_１層、及び、Ｌ_２層の３層の情報層を有し、各々の情報層の記録膜材料の組成が、各情報層に要求される特性を満たすことができるようにした書き換え型３層光記録媒体を提供することを課題とする。

以下の実施例により上記課題を解決することができる。

即ち、基板と、この基板におけるレーザービームの光入射面側に設けられたＬ_０層及びこのＬ_０層の更に光入射面側に順に設けられた半透過層であるＬ_１層とＬ_２層の３層の情報層を有してなり、前記Ｌ_０層、Ｌ_１層及びＬ_２層は、それぞれ主成分としてのＳｂ、Ｔｅと、副成分としてのＧｅとから構成されるＬ_０記録膜、主成分としてのＳｂ、Ｔｅと、副成分としてのＧｅとから構成されるＬ_１記録膜、及び、主成分としてのＳｂ、Ｇｅと、副成分としてのＭｇとから構成されるＬ_２記録膜を有することを特徴とする書き換え型３層光記録媒体により、上記課題を解決することができる。

本発明は、Ｌ_０層及びＬ_１層における記録膜材料を、主成分としてのＳｂ、Ｔｅと、副成分としてのＧｅとから、Ｌ_２層における記録膜材料を、主成分としてのＳｂ、Ｇｅと、副成分としてのＭｇとから、それぞれ構成することによって、Ｌ_０層については、遅い結晶化速度（膜の線速度）の要求特性に対応して、膜の線速度を９〜１３ｍ／ｓとすることができる。

また、Ｌ_１層については、３層の情報層の中間に位置するため、高透過率及び高反射率が求められ、且つ、マーク部とブランク部の反射率差＝信号出力が大きくなるようにして、要求される膜の線速度９〜１７ｍ／ｓに対応することができる。

更に、Ｌ_２層については、これが、３層の情報層のうち最も光入射面に近く、最も高い透過率が求められ、金属膜である反射膜の膜厚を薄くする必要があり、しかも、反射膜を薄くしても放熱性が低下して記録マーク形成が困難となることがないようにしなければならない。また、高温保存後のアーカイバル（Archival）信号上に１回上書き時にマーク形成が困難となり、信号品質が大きく悪化するという問題（Ow-Shelf特性の悪化）が生じる。

本発明に係るＬ_２層では、反射膜を薄くしても記録マーク形成が困難とならず、更に、高温保存後のアーカイバル信号上への１回上書き時に、マーク形成を容易とすることができる。

又、線速度を９〜１７ｍ／ｓとすることができる。

本発明によれば、書き換え型３層光記録媒体において、記録特性を低下させることなく、記録線密度を高くすることができるという効果を有する。

本発明の実施例に係る書き換え型３層光記録媒体を模式的に示す断面図 同実施例におけるＬ_２層を拡大して模式的に示す断面図 同実施例におけるＬ_１層を拡大して模式的に示す断面図 同実施例におけるＬ_０層を拡大して模式的に示す断面図 オーバライトシェルフテストの過程を示すフローチャート

以下図面を参照して本発明の実施形態を詳細に説明する。

図１に示されるように、本発明の実施例に係る書き換え型３層光記録媒体１０は、図において上端がレーザービームの光入射面１０Ａとされ、且つ、基板１２と、この基板１２における光入射面１０Ａ側に設けられたＬ_０層２０及びこのＬ_０層２０の更に光入射面側に順に設けられたＬ_１層３０とＬ_２層４０の３層の情報層を含んで構成されている。

Ｌ_１層３０とＬ_２層４０とは、共に半透過情報層であり、又、Ｌ_０層２０、Ｌ_１層３０及びＬ_２層４０は、それぞれ相変化材料からなるＬ_０記録膜２１、Ｌ_１記録膜３１及びＬ_２記録膜４１を有している。

図１において、符号１４はＬ_２層４０を覆う透明なカバー層、１６はＬ_２層４０とＬ_１層３０の間のスペーサ層、１８はＬ_１層３０とＬ_０層２０の間のスペーサ層をそれぞれ示す。

Ｌ_０記録膜２１の記録膜材料は、Ｓｂ、Ｔｅを主成分、Ｇｅを副成分とし、Ｌ_１記録膜３１の記録膜材料は、Ｓｂ、Ｔｅを主成分、Ｇｅを副成分とし、Ｌ_２記録膜４１の記録膜材料は、Ｓｂ、Ｇｅを主成分、Ｍｇを副成分として含んでいる。

更に詳細には、各情報層は以下のような膜構成となっている。

図２に示されるように、Ｌ_２層４０は、光入射面１０Ａ側から基板１２に向かって順に配置された、第１誘電体層４２、前記Ｌ_２記録膜４１、第２誘電体層４４、反射膜４６、第３誘電体層４８から構成されている。

第１誘電体層４２は、Ｌ_２記録膜４１の光入射面側に隣接する外側第１界面層４２Ａと、その光入射面側に隣接する外側第２界面層４２Ｂと、その更に外側に隣接する最外側層４２Ｃとの３層構造とされている。

第２誘電体層４４は、Ｌ_２記録膜４１に対して、外側第１界面層４２Ａの反対側で隣接する奥側第１界面層４４Ａと、奥側第１界面層４４Ａ及び反射膜４６の間でこれらに隣接する奥側第２界面層４４Ｂとの２層構造とされている。

第３誘電体層４８は、反射膜４６から基板１２側に向かって順に配置された、第１誘電体膜４８Ａ、第２誘電体膜４８Ｂ、及び、第３誘電体膜４８Ｃの３層構造の透過率調整層とされている。

図３に示されるように、Ｌ_１層３０は、光入射面１０Ａ側から基板１２に向かって順に配置された、第１誘電体層３２、前記Ｌ_１記録膜３１、第２誘電体層３４、反射膜３６、第３誘電体層３８から構成されている。

第１誘電体層３２は、Ｌ_１記録膜３１の光入射面側に隣接する外側第１界面層３２Ａと、その光入射面側に隣接する外側第２界面層３２Ｂと、その更に外側に隣接する最外側層３２Ｃとの３層構造とされている。

第２誘電体層３４は、Ｌ_１記録膜３１に対して、外側第１界面層３２Ａの反対側で隣接する奥側第１界面層３４Ａと、奥側第１界面層３４Ａ及び反射膜３６の間でこれらに隣接する奥側第２界面層３４Ｂとの２層構造とされている。

第３誘電体層３８は、反射膜３６から基板１２側に向かって順に配置された、第１誘電体膜３８Ａ、第２誘電体膜３８Ｂ、及び、第３誘電体膜３８Ｃの３層構造の透過率調整層とされている。

図４に示されるように、Ｌ_０層２０は、光入射面１０Ａ側から基板１２に向かって順に配置された、第１誘電体層２２、前記Ｌ_０記録膜２１、第２誘電体層２４、及び、反射膜２６から構成されている。

第１誘電体層２２は、Ｌ_０記録膜２１の光入射面側に隣接する外側界面層２２Ａと、その光入射面側に隣接する最外側層２２Ｂとの２層構造とされている。

第２誘電体層２４は、Ｌ_０記録膜２１に対して、外側界面層２２Ａの反対側で隣接する奥側第１界面層２４Ａ、及び、奥側第１界面層２４Ａと反射膜２６との間でこれらに隣接する奥側第２界面層２４Ｂとの２層構造とされている。

Ｌ_２記録膜４１における材料の組成は、Ｓｂ、Ｇｅ、Ｍｇの成分量をｘ２、ｙ２、ｚ２、としたとき、８０．５≦ｘ２≦８６、４．８≦ｘ２／ｙ２≦７．１、１≦ｚ２≦４、ｘ２＋ｙ２＋ｚ２＝１００とされている。

又、Ｌ_１記録膜３１における材料の組成は、Ｓｂ、Ｔｅ、Ｇｅの成分量をｘ１、ｙ１、ｚ１、としたとき、７７≦ｘ１≦８３、６≦ｘ１／ｙ１≦９、ｘ１＋ｙ１＋ｚ１＝１００とされている。

更に、Ｌ_０記録膜２１における材料の組成は、Ｓｂ、Ｔｅ、Ｇｅの成分量をｘ０、ｙ０、ｚ０、としたとき、７１≦ｘ０≦７４．５、３．１≦ｘ０／ｙ０≦３．７、ｘ０＋ｙ０＋ｚ０＝１００とされている。

ここで、ｘ０、ｙ０、ｚ０と、ｘ１、ｙ１、ｚ１と、ｘ２、ｙ２、ｚ２とは、それぞれの記録膜材料全体の組成に対するａｔ％であるが、Ｌ_０記録膜は、記録膜材料全体の組成に対して２ａｔ％まで、Ａｇ、Ｉｎ、Ｓｎの添加物を含むことが可能であり、Ｌ_１記録膜は、記録膜材料全体の組成に対して２ａｔ％まで、Ａｇ、Ｉｎ、Ｓｎの添加物を含むことが可能であり、Ｌ_２記録膜は、記録膜材料全体の組成に対して２ａｔ％まで、Ｔｅ、Ｉｎの添加物を含むことが可能である。

Ｌ_０記録膜及びＬ_１記録膜は２ａｔ％以上の添加物を含むと、変調度が低下してしまう。また、Ｌ_２記録膜は、２ａｔ％以上の添加物を含むと、ＯＷ−shelf特性が悪化してしまう。

従って、この明細書において、記録膜Ｌ_０、Ｌ₁、Ｌ₂の組成が、ｘ０＋ｙ０＋ｚ０＝１００、ｘ１＋ｙ１＋ｙ１＝１００、ｘ２＋ｙ２＋ｚ２＝１００の意味は、各々、２ａｔ％未満の添加物がある場合も含むものとする。

上記の膜構成で、Ｌ_０層の記録膜を、主成分を、Ｔｅ、Ｓｂ、副成分をＧｅとして、表１に示されるようなサンプル１〜７のＬ_０記録膜を作成し、このＬ_０記録膜の評価を行った。

なお、サンプル６は、Ｓｂ、Ｔｅ、Ｇｅの他にα元素としてＩｎを加えた。

サンプル評価は、波長＝４０５ｎｍ、ＮＡ＝０．８５の光学系を用い、線速度＝７．３６ｍ／ｓ、クロック周波数＝１３２ＭＨｚ、最短マーク長１１２ｕｍ、１層あたりの記録容量は３３．４ＧＢの条件で、記録線速度、記録特性、消去率、変調度、保存特性としてアーカイバルとＯＷ−Shelf特性の項目について行った。

評価結果を、表１の右半部に示す。

評価項目について説明すると、記録線速度は、以下のようにして求めた。最長マークである８Ｔ単一信号を１０回記録した後、線速度を変化させながら、ＤＣ消去パワーを１回照射して８Ｔ単一信号を消去した時の消去率を測定し、消去率が２５ｄＢ以上を維持できる最大の消去線速度を求めた。この線速度が９ｍ／ｓ〜１３ｍ／ｓの範囲であれば○とした。

記録特性は、８Ｔ単一信号を１０回記録した時のＣＮＲを測定し、５０ｄＢ以上ならば○とした。

変調度は、最長マークである８Ｔ信号を記録した時の信号出力を反射率で規格化した値であり、４０％以上なら○とした。

消去率は、８Ｔ単一信号を１０回記録後、ＤＣ消去パワーでＤＣ消去を１回行ないその消去率が２５ｄＢ以上なら○とした。

アーカイバル特性は、図５に示されるように、混合信号を記録した後、８０℃ドライ環境下で１２時間保存した後に、保存前に記録した信号を再生し、記録信号の評価指標値であるｉ−ＭＬＳＥを測定した。保存前後のｉ−ＭＬＳＥの変化量が１％以内であれば○とした。

ＯＷ−Shelf特性は、混合信号を記録した後、８０℃ドライ環境下で１２時間保存した後に、保存前に記録した信号上に１回信号を上書きし、記録信号の評価指標値であるｉ−ＭＬＳＥを測定する。上書き毎保存前のｉ−ＭＬＳＥ値の変化量が２％以内であれば○とした。

表１に示される評価結果から、Ｌ_０記録膜としての好ましい記録線速度が９〜１３ｍ／ｓを達成でき、且つ、記録特性、変調度、消去率、アーカイバル、ＯＷ−Shelfにおいて全てが○のサンプル１〜４において、Ｓｂ、Ｔｅ、Ｇｅの成分量をｚ０、ｙ０、ｚ０としたとき、ｘ０＋ｙ０＋ｚ０＝１００であって、７１≦ｘ０≦７４．５，３．１≦ｘ０／ｙ０≦３．７を充足する範囲となった。

又、上記と同様に、Ｌ_１記録膜のサンプル８〜１９（表２参照）を作成し、評価を行った。

評価結果から、好ましい記録線速度の範囲が９〜１７ｍ／ｓを達成し、全ての評価項目において○となったサンプル８〜１２において、Ｓｂ、Ｔｅ、Ｇｅの成分量をｘ１、ｙ１、ｚ１としたとき、ｘ１＋ｙ１＋ｚ１＝１００であり、且つ、７７≦ｘ１≦８３、６≦ｘ１／ｙ１≦９の範囲となった。

更に上記Ｌ_０記録膜及びＬ_１記録膜と同様に、表３に示されるようにＳｂ、Ｇｅ、Ｍｇの組成を変えてＬ_２記録膜のサンプル２０〜２４を作成して、これを上記６項目の範囲で評価した。

評価の結果、好ましい線速度の範囲が９〜１７ｍ／ｓを達成し、全ての項目において○となったサンプル２０〜２２において、記録膜材料の成分は、Ｓｂ、Ｇｅ、Ｍｇの成分量をｘ２、ｙ２、ｚ２としたとき、ｘ２＋ｙ２＋ｚ２＝１００であり、且つ、８０．５≦ｘ２≦８６、４．８≦ｘ２／ｙ２≦７．１、１≦ｚ２≦４の範囲となった。

なお、Ｌ_２記録膜についてのサンプル２０〜２４は、Ｍｇが２％に固定であったので、表４に示されるように、Ｓｂ、Ｇｅは表３における全項目において○となった範囲で、Ｍｇを変化させたサンプル２５〜２９と、Ｍｇに代えてＴｅを用いたサンプル３０、３１を作成し、評価したところ、Ｍｇの組成をｚ２としたとき、１≦ｚ２≦４の範囲でノイズ及びＯＷ−Shelfの項目が○となった。

ここで、新たな評価項目である「ノイズ」は、信号を記録していない未記録部分を再生し、スペクトラムアナライザーを用いて、最長マーク長である８Ｔ信号に対応する４．１ＭＨｚの周波数のノイズレベルを測定するものである。

次に、上記Ｌ_０層２０、Ｌ_１層３０、Ｌ_２層４０を構成する各層及び膜について詳細に説明する。

最外側層：
最外側層は、記録膜からの放熱を制御し、記録膜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、ＡｌＮ、ＳｉＮ、ＢＮ、Ａｌ_２０_３等が好ましい。特に、ＡｌＮが好ましい。最外側層の好ましい厚さは２０ｎｍ〜５０ｎｍである。厚さが、２０ｎｍ未満では記録膜からの放熱効果が小さくなり、又、５０ｎｍを超え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。

外側界面層、外側第２界面層：
最外側層に接する外側界面層及び外側第２界面層は、光学特性の調整および記録膜から最外側層への放熱の制御を行う。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ＳｉＯ_２の混合物によって形成される。好ましいＺｎＳとＳｉＯ_２のモル比は、ＺｎＳ：ＳｉＯ_２＝７０：３０〜９０：１０の範囲であり、最良の実施形態では、ＺｎＳ：ＳｉＯ_２＝８０：２０である。上記範囲を外れると、ＺｎＳとＳｉＯ_２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。膜厚は、１０ｎｍ〜３０ｎｍが好ましく、１０ｎｍよりも薄いと光学特性の調整が困難となり、３０ｎｍよりも厚いと記録膜から最外側層への放熱性が低下する。

外側第１界面層：
外側第１界面層は記録膜との密着力の制御を行う。外側第１界面層の材料は少なくともＺｒとＣｒとＯを含むようにされており、好ましくは、ＺｒＯ_２とＣｒ_２Ｏ_３によって構成される。Ｃｒ_２Ｏ_３は記録膜との密着力を高め、ＺｒＯ_２は膜の透明性を高める。Ｃｒ_２Ｏ_３の比率が高すぎると膜の透明性が低下し、半透過情報層の透過率が低下する。ＺｒＯ_２の比率が高すぎると、記録膜との密着力が低下してしまう。外側第１界面層を構成する好ましいＣｒ_２Ｏ_３の比率は４０〜８０ｍｏｌ％である。また、ＺｒＯ_２は、好ましくは希土類酸化物を数ｍｏｌ％含んだ安定化ＺｒＯ_２を用いる。希土類酸化物としては、Ｙ_２Ｏ_３が好ましく、安定化ＺｒＯ_２の１００ｍｏｌ％のうちＹ_２Ｏ_３の比率は２〜１０ｍｏｌ％である。膜厚は１ｎｍ〜７ｎｍが好ましく、１ｎｍよりも薄いと記録膜との密着力が低下し、高温高湿度保存後に膜剥離を引き起こす。７ｎｍよりも厚いと透過率が低下してしまう。

記録膜：
記録膜材料はＳｂを主成分とするＳｂ共晶系材料と、ＧｅＴｅを主成分とするＧｅＴｅ化合物系材料が主流である。Ｓｂ共晶系材料では、ＳｂＴｅ主成分系、ＳｂＧｅ主成分系があり、ＧｅＴｅ化合物系材料では、少量のＳｂまたはＢｉを含んだＧｅＳｂＴｅ系、ＧｅＢｉＴｅ系がある。本発明ではＳｂ共晶系材料を用いた。

Ｌ_０記録膜の記録膜厚は９ｎｍから１３ｎｍが好ましく、１１ｎｍが最も好ましい。９ｎｍよりも薄いと結晶化速度が低下し、アモルファスマークの消去（結晶化）が困難となる。１３ｎｍよりも厚いと、結晶化速度が速すぎてしまい、アモルファスマークの正確な形成（記録）が困難となり、記録特性が悪化する。

Ｌ_１記録膜の記録膜厚は３ｎｍから７ｎｍが好ましく、５ｎｍが最も好ましい。３ｎｍよりも薄いと結晶化速度が低下し、アモルファスマークの消去（結晶化）が困難となる。７ｎｍよりも厚いとＬ_１層の透過率が低下してしまい、Ｌ_０層からの反射光量が低下してしまう。

Ｌ_２記録膜の記録膜厚は３ｎｍから７ｎｍが好ましく、５ｎｍが最も好ましい。３ｎｍよりも薄いと結晶化速度が低下し、アモルファスマークの消去（結晶化）が困難となる。７ｎｍよりも厚いとＬ_２層の透過率が低下してしまい、Ｌ_１層およびＬ_０層からの反射光量が低下してしまう。

奥側第１界面層：
奥側第１界面層は記録膜との密着力の制御を行う。奥側第１界面層の材料は少なくともＺｒとＣｒとＯを含むようにされており、好ましくは、ＺｒＯ_２とＣｒ_２Ｏ_３によって構成される。Ｃｒ_２Ｏ_３は記録膜との密着力を高め、ＺｒＯ_２は膜の透明性を高める。Ｃｒ_２Ｏ_３の比率が高すぎると膜の透明性が低下し、半透過情報層の透過率が低下する。ＺｒＯ_２の比率が高すぎると、記録膜との密着力が低下してしまう。奥側第１界面層を構成する好ましいＣｒ_２Ｏ_３の比率は４０〜８０ｍｏｌ％である。また、ＺｒＯ_２は、好ましくは、希土類酸化物を数ｍｏｌ％含んだ安定化ＺｒＯ_２を用いる。希土類酸化物としては。Ｙ_２Ｏ_３が好ましく、安定化ＺｒＯ_２の１００ｍｏｌ％のうちＹ_２Ｏ_３の比率は２〜１０ｍｏｌ％である。膜厚は１ｎｍ〜７ｎｍが好ましい。１ｎｍよりも薄いと記録膜との密着力が低下し、高温高湿度保存後に膜剥離を引き起こす。７ｎｍよりも厚いと透過率が低下してしまう。

奥側第２界面層：
奥側第２界面層は、光学特性の調整および記録膜から反射膜への放熱の制御を行う。奥側第２界面層の材料は少なくともＺｒとＣｒとＯを含むようにされており、好ましくは、ＺｒＯ_２とＣｒ_２Ｏ_３によって構成される。Ｃｒ_２Ｏ_３の比率が高すぎると膜の透明性が低下し、半透過情報層の透過率が低下する。奥側第１界面層を構成する好ましいＣｒ_２Ｏ_３の比率は０〜３０ｍｏｌ％である。また、ＺｒＯ_２は、好ましくは、希土類酸化物を数ｍｏｌ％含んだ安定化ＺｒＯ_２を用いる。希土類酸化物としては。Ｙ_２Ｏ_３が好ましく、安定化ＺｒＯ_２の１００ｍｏｌ％のうちＹ_２Ｏ_３の比率は２〜１０ｍｏｌ％である。膜厚は、奥側第１界面層と合計して、８ｎｍ〜１６ｎｍが好ましい。８ｎｍよりも薄いと反射膜への放熱性が高まり、記録時のレーザーの記録パワーが高くなってしまい、記録特性が悪化する。１６ｎｍよりも厚いと透過率が低下してしまう。

反射膜：
反射膜は、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合金が用いられる。

Ｌ_０層の反射膜厚は３０ｎｍから５０ｎｍが好ましく、４０ｎｍが最も好ましい。３０ｎｍより薄いと放熱性が低下し、アモルファスマークの正確な形成（記録）が困難となり、記録特性が悪化する。５０ｎｍよりも厚いと、厚膜化によるＡｇ合金の表面性が悪化していき、ノイズレベルが悪化する。

Ｌ_１層の反射膜厚は１１ｎｍから１５ｎｍが好ましく、１３ｎｍが最も好ましい。１１ｎｍよりも薄いと放熱性が低下し、アモルファスマークの正確な形成（記録）が困難となり、記録特性が悪化する。１５ｎｍよりも厚いとＬ_１層の透過率が低下してしまい、Ｌ_０層からの反射光量が低下してしまう。

Ｌ_２層の記録膜厚は９ｎｍから１３ｎｍが好ましく、１１ｎｍが最も好ましい。９ｎｍよりも薄いと結晶化速度が低下し、アモルファスマークの正確な形成（記録）が困難となり、記録特性が悪化する。１３ｎｍよりも厚いとＬ_２層の透過率が低下してしまい、Ｌ_１層およびＬ_０層からの反射光量が低下してしまう。

第１誘電体膜：
第１誘電体膜は、反射膜と第２誘電体膜ＺｎＳ−ＳｉＯ_２とのバリア層として機能する。第１誘電体膜の材料はＳを含まない酸化物、あるいは窒化物が好ましく、ＴｉＯ_２が好ましい。膜厚は１ｎｍ〜５ｎｍが好ましい。１ｎｍよりも薄いとバリア層として機能せず、第２の第３誘電体膜ＺｎＳ−ＳｉＯ_２のＳが反射膜へ拡散し、反射膜材料であるＡｇ合金が硫化してしまう。５ｎｍよりも厚いと、第２誘電体膜の機能である、透過率、変調度などの光学特性向上効果を低下させてしまう。

第２誘電体膜：
第２誘電体膜は、透過率、変調度等の光学特性を制御する。材料は、λ＝４０５ｎｍでの屈折率が２．２〜２．４、消衰係数＝０である誘電体材料が好ましく、ＺｎＳとＳｉＯ_２の混合物によって形成される。好ましいＺｎＳとＳｉＯ_２のモル比は、ＺｎＳ：ＳｉＯ_２＝７０：３０からＺｎＳ：ＳｉＯ_２＝９０：１０の間であり、最良の実施形態ではＺｎＳ：ＳｉＯ_２＝８０：２０によって形成される。この範囲を外れると、ＺｎＳとＳｉＯ_２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。好ましい膜厚は１５ｎｍ〜３０ｎｍであり、１５ｎｍよりも薄いと、半透明情報層に求められる透過率が得られなくなり、３０ｎｍよりも厚いと反射率が高くなりすぎ、変調度が低下してしまう。

第３誘電体膜：
第３誘電体膜は、光学特性を制御する。材料は、λ＝４０５ｎｍでの屈折率が１．４〜１．６、消衰係数＝０である誘電体材料が好ましく、ＳｉＯ_２によって形成される。低屈折率のＳｉＯ_２を用いることで、基板からの脱ガス等の影響により、基板上に最初にスパッタにより形成される誘電体層の膜厚が変動した場合でも、反射率、透過率等の光学特性には影響を与えず、生産性を高めることが可能となる。好ましいＳｉＯ_２の膜厚は２ｎｍ〜１５ｎｍである。２ｎｍよりも薄いと、膜厚変動による光学特性変化の抑制が不十分で生産性改善効果が得られず、１５ｎｍよりも厚いと成膜に要する時間が長くなり逆に生産性低下を引き起こす。

透過率：
Ｌ_１層の透過率は４７％から５１％の範囲が好ましく、４９％が最も好ましい。４７％よりも低いと、Ｌ_０層からの反射光量が低下してしまう。５１％よりも高いと、Ｌ_１層自身の記録特性が悪化してしまう。

Ｌ_２層の透過率は５４％から５８％の範囲が好ましく、５６％が最も好ましい。５４％よりも低いと、Ｌ_１層およびＬ_０層からの反射光量が低下してしまう。５８％よりも高いと、Ｌ_２層自身の記録特性が悪化してしまう。

Ｌ_０層、Ｌ_１層、Ｌ_２層を構成する各膜及び層を上記の範囲から選択して、書き換え型３層光記録媒体を構成する。

本発明は、Ｌ_０記録膜の材料をＳｂ、Ｔｅ、Ｇｅの成分量をｘ０、ｙ０、ｚ０、として、７１≦ｘ０≦７４．５、３．１≦ｘ０／ｙ０≦３．７、ｘ０＋ｙ０＋ｚ０＝１００の範囲で選択するとき、Ｌ_１記録膜の材料はＳｂ、Ｔｅが主成分、Ｇｅが副成分として含まれる範囲、Ｌ_２記録膜の材料はＳｂ、Ｇｅが主成分、Ｍｇが副成分として含まれる範囲から選択し、且つ、Ｌ_１記録膜、Ｌ_２記録膜の材料は、更に具体的には試行錯誤により上記の範囲内で設定し、必ずしもサンプル８〜１２、及び、サンプル２０〜２２の範囲に限定されない。

本発明は同様に、Ｌ_１記録膜の材料をＳｂ、Ｔｅ、Ｇｅの成分量をｘ１、ｙ１、ｚ１、として、７７≦ｘ１≦８３、６≦ｘ１／ｙ１≦９、ｘ１＋ｙ１＋ｚ１＝１００の範囲で選択するとき、Ｌ_０記録膜の材料はＳｂ、Ｔｅが主成分、Ｇｅが副成分として含まれる範囲、Ｌ_２記録膜の材料は、Ｓｂ、Ｇｅが主成分、Ｍｇが副成分として含まれる範囲から選択し、且つ、Ｌ_０記録膜、Ｌ_２記録膜の材料は、更に具体的には試行錯誤により上記の範囲内で設定し、必ずしもサンプル１〜４、及び、サンプル２０〜２２の範囲に限定されない。

本発明は同様に、Ｌ_２記録膜の材料をＳｂ、Ｇｅ、Ｍｇの成分量をｘ２、ｙ２、ｚ２、として、８０．５≦ｘ２≦８６、４．８≦ｘ２／ｙ２≦７．１、１≦ｚ２≦４、ｘ２＋ｙ２＋ｚ２＝１００の範囲で選択するとき、Ｌ_１記録膜の材料はＳｂ、Ｔｅが主成分、Ｇｅが副成分として含まれる範囲、Ｌ_０記録膜の材料は、Ｓｂ、Ｔｅが主成分、Ｇｅが副成分として含まれる範囲から選択し、且つ、Ｌ_１記録膜、Ｌ_０記録膜の材料は、更に具体的には試行錯誤により上記の範囲内で設定し、必ずしもサンプル８〜１２、及び、サンプル１〜４の範囲に限定されない。

［実験例１］
実験例に係る書き換え型３層光記録媒体は、厚さ１．１ｍｍのポリカーボネート製基板上に、Ｌ_０層、厚さ２５μｍのスペーサ層、Ｌ_１層、厚さ１８μｍのスペーサ層、Ｌ_２層、厚さ５７μｍのカバー層を順に設けて構成した。Ｌ_０記録膜、Ｌ_１記録膜及びＬ_２記録膜はともに相変化材料から構成した。

Ｌ_０層は、反射膜としてＡｇＮｄＣｕ（厚さ：４０ｎｍ）、奥側第２界面層としてＣｅＯ_２−Ａｌ_２Ｏ_３（組成８０：２０、５ｎｍ）、奥側第１界面層としてＺｎＳ−ＳｉＯ_２（５０：５０、１０ｎｍ）、Ｌ_０記録膜（１１ｎｍ）、外側界面層としてＺｎＳ−ＳｉＯ_２（８０：２０、３３ｎｍ）、最外側層としてＳｉＮ（４０ｎｍ）をスパッタにより順に設けて構成した。

次に、Ｌ_０層の上のスペーサ層上に、第３誘電体膜としてＳｉＯ_２（６ｎｍ）、第２誘電体膜としてＺｎＳ−ＳｉＯ_２（８０：２０、２０ｎｍ）、第１誘電体膜としてＴｉＯ_２（１ｎｍ）、反射膜としてＡｇＣｕ（１３ｎｍ）、奥側第２界面層としてＺｒＯ_２−Ｃｒ_２Ｏ_３（９０：１０、１０ｎｍ）、奥側第１界面層としてＺｒＯ_２−Ｃｒ_２Ｏ_３（５０：５０、２ｎｍ）、Ｌ_１記録膜（５．２ｎｍ）、外側第１界面層としてＺｒＯ_２−Ｃｒ_２Ｏ_３（５０：５０、２ｎｍ）、外側第２界面層としてＺｎＳ−ＳｉＯ_２（８０：２０、１５ｎｍ）、最外側層としてＡｌＮ（３０ｎｍ）をスパッタにより順に設けて、Ｌ_１層とした。

次に、Ｌ_１層の上のスペーサ層上に、第３誘電体膜としてＳｉＯ_２（６ｎｍ）、第２誘電体膜としてＺｎＳ−ＳｉＯ_２（８０：２０、１８ｎｍ）、第１誘電体膜としてＴｉＯ_２（１ｎｍ）、反射膜としてＡｇＣｕ（１１ｎｍ）、奥側第２界面層としてＺｒＯ_２−Ｃｒ_２Ｏ_３（９０：１０、１０ｎｍ）、奥側第１界面層としてＺｒＯ_２−Ｃｒ_２Ｏ_３（５０：５０、２ｎｍ）、Ｌ_２記録膜（５．２ｎｍ）、外側第１界面層としてＺｒＯ_２−Ｃｒ_２Ｏ_３（５０：５０、２ｎｍ）、外側第２界面層としてＺｎＳ−ＳｉＯ_２（８０：２０、１５ｎｍ）、最外側層としてＡｌＮ（３０ｎｍ）をスパッタにより順に設けて、Ｌ_２層を作成した。

また、Ｌ_２層において、外側第１界面層及び奥側第１界面層は、共に、４０〜８０ｍｏｌ％のＣｒ_２Ｏ_３を含み、膜厚が１〜７ｎｍの誘電体材料から構成されていて、奥側第２界面層は、０〜３０ｍｏｌ％のＣｒ_２Ｏ_３を含む誘電体材料から構成されている。

Ｌ_０層、Ｌ_１層及びＬ_２層の構成を実施例の範囲内とし、Ｌ_０記録膜、Ｌ_１記録膜及びＬ_２記録膜の少なくとも一つを、対応するサンプル１〜４、８〜１２、２０〜２２の範囲内と、残りを、これがＬ_０記録膜又はＬ_１記録膜の場合はＳｂ、Ｔｅが主成分、Ｇｅが副成分として含まれるとし、Ｌ_２記録膜の場合はＳｂ、Ｇｅが主成分、Ｍｇが副成分として含まれるようにすれば、その範囲で組成を変更しても、高い記録線密度を達成することができるという効果が得られた。

更に、Ｌ_２層に関して、外側第１界面層と奥側第１界面層の材料をＺｒＯ_２−Ｃｒ_２Ｏ_３として、Ｃｒ_２Ｏ_３の組成を変化させたＬ_２層のサンプル３２〜３７（表５参照）を作成し、カバー層を塗布して、Ｌ_２記録膜を初期化後に、８０℃８０％ＲＨ環境に５０時間保存した。保存後に光学顕微鏡にて、奥側第１界面層とＬ_２記録膜との間で、膜剥離を確認した。その結果を表５に示している。

表５から、Ｌ_２記録膜の両側に接する２つの界面層を共に、Ｃｒ_２Ｏ_３量が４０〜８０ｍｏｌ％であれば膜剥離が起きないことが分かった。又、両界面層共にＣｒ_２Ｏ_３のみとすると高温高湿度保存による膜剥離が起きなかったが、保存前から膜欠陥が発生していた。これはＣｒ_２Ｏ_３ターゲットから数μｍサイズのＣｒ_２Ｏ_３の塊がスパッタされて基板に付着したため、これが膜欠陥となっていることが分かった。

次に、第１奥側界面層及び第１外側界面層を共にＺｒＯ_２−Ｃｒ_２Ｏ_３（５０：５０）として、奥側第２界面層のＣｒ_２Ｏ_３の組成を変化させたサンプル３８〜４３を作成し、Ｌ_２層に必要な透過率５４％以上を確保できるか確認した。その結果を表６に示す。

表６から、奥側第２界面層では、Ｃｒ_２Ｏ_３が３０ｍｏｌ％以下であれば、必要な透過率を確保できることが分かる。

記録層を３層として、記録容量を増大した、青色レーザー光を用いるＢＤに応用できる。

１０…書き換え型３層光記録媒体
１０Ａ…光入射面
１２…基板
１４…カバー層
１６…スペーサ層（Ｌ_１Ｌ_２間）
１８…スペーサ層（Ｌ_１Ｌ_０間）
２０…Ｌ_０層
２１…Ｌ_０記録膜
２２、３２、４２…第１誘電体層
２２Ａ…外側界面層
３２Ａ、４２Ａ…外側第１界面層
３２Ｂ、４２Ｂ…外側第２界面層
２２Ｂ、３２Ｃ、４２Ｃ…最外側層
２４、３４、４４…第２誘電体層
２４Ａ、３４Ａ、４４Ａ…奥側第１界面層
２４Ｂ、３４Ｂ、４４Ｂ…奥側第２界面層
２６、３６、４６…反射膜
３０…Ｌ_１層
３１…Ｌ_１記録膜
３８、４８…第３誘電体層
３８Ａ、４８Ａ…第１誘電体膜
３８Ｂ、４８Ｂ…第２誘電体膜
３８Ｃ、４８Ｃ…第３誘電体膜
４０…Ｌ_２層
４１…Ｌ_２記録膜

Claims (11)

1. 基板と、この基板におけるレーザービームの光入射面側に設けられたＬ_０層及びこのＬ_０層の更に光入射面側に順に設けられた半透過層であるＬ_１層とＬ_２層の３層の情報層を有してなり、
   前記Ｌ_０層、Ｌ_１層及びＬ_２層は、それぞれ主成分としてのＳｂ、Ｔｅと、副成分としてのＧｅとから構成されるＬ_０記録膜、主成分としてのＳｂ、Ｔｅと、副成分としてのＧｅとから構成されるＬ_１記録膜、及び、主成分としてのＳｂ、Ｇｅと、副成分としてのＭｇとから構成されるＬ_２記録膜を有することを特徴とする書き換え型３層光記録媒体。
2. 請求項１において、
   前記Ｌ_０記録膜の材料は、Ｓｂ、Ｔｅ、Ｇｅの成分量をｘ０、ｙ０、ｚ０、としたとき、７１≦ｘ０≦７４．５、３．１≦ｘ０／ｙ０≦３．７、ｘ０＋ｙ０＋ｚ０＝１００であることを特徴とする書き換え型３層光記録媒体。
3. 請求項１又は２において、
   前記Ｌ_１記録膜の材料は、Ｓｂ、Ｔｅ、Ｇｅの成分量をｘ１、ｙ１、ｚ１、としたとき、７７≦ｘ１≦８３、６≦ｘ１／ｙ１≦９、ｘ１＋ｙ１＋ｚ１＝１００であることを特徴とする書き換え型３層光記録媒体。
4. 請求項１乃至３のいずれかにおいて、
   前記Ｌ_２記録膜の材料は、Ｓｂ、Ｇｅ、Ｍｇの成分量をｘ２、ｙ２、ｚ２、としたとき、８０．５≦ｘ２≦８６、４．８≦ｘ２／ｙ２≦７．１、１≦ｚ２≦４、ｘ２＋ｙ２＋ｚ２＝１００であることを特徴とする書き換え型３層光記録媒体。
5. 請求項１乃至４のいずれかにおいて、
   前記Ｌ_２層は、光入射面側から前記基板側に向けて順に配置された、第１誘電体層、前記Ｌ_２記録膜、第２誘電体層、反射膜及び第３誘電体層から構成され、
   前記第１誘電体層は、前記Ｌ_２記録膜の光入射面側に隣接する外側第１界面層を含み、
   前記第２誘電体層は、前記Ｌ_２記録膜に対して、前記外側第１界面層の反対側で隣接する奥側第１界面層、及び、前記奥側第１界面層と前記反射膜との間でこれらに隣接する奥側第２界面層からなる２層構造とされ、
   前記第３誘電体層は、前記反射膜側から前記基板側に向けて、順に配置された、第１誘電体膜、第２誘電体膜及び第３誘電体膜の３層構造の透過率調整層とされ、
   たことを特徴とする書き換え型３層光記録媒体。
6. 請求項５において、
   前記外側第１界面層及び奥側第１界面層は、各々４０〜８０ｍｏｌ％のＣｒ_２Ｏ_３を含み、膜厚が１〜７ｎｍの誘電体材料からなることを特徴とする書き換え型３層光記録媒体。
7. 請求項５又は６において、
   前記奥側第２界面層は、０〜３０ｍｏｌ％のＣｒ_２Ｏ_３を含む誘電体材料からなることを特徴とする書き換え型３層光記録媒体。
8. 請求項５乃至７のいずれかにおいて、
   前記第３誘電体層における、前記第３誘電体膜は屈折率が１．６未満の材料から構成され、前記第２誘電体膜は屈折率が２．２〜２．４の材料から構成され、前記第１誘電体膜はＳ成分を含まないＴｉＯ_２から構成されていることを特徴とする書き換え型３層光記録媒体。
9. 請求項５乃至７のいずれかにおいて、
   前記第１誘電体層は前記外側第１界面層、前記外側第１界面層の光入射面側に隣接する外側第２界面層、その光入射面側に隣接する最外側層からなる３層構造であることを特徴とする書き換え型３層光記録媒体。
10. 請求項９において、
    前記最外側層はＡｌＮ層からなることを特徴とする書き換え型３層光記録媒体。
11. 請求項５乃至１０のいずれかにおいて、
    前記外側第１界面層及び奥側第１界面層は、いずれもＺｒＯ_２−Ｃｒ_２Ｏ_３の材料からなり、Ｃｒ_２Ｏ_３が４０ｍｏｌ％以上８０ｍｏｌ％以下であることを特徴とする書き換え型３層光記録媒体。

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