JP3255172B2

JP3255172B2 - 光学的情報記録用媒体

Info

Publication number: JP3255172B2
Application number: JP2001000938A
Authority: JP
Inventors: 孝志大野; 正明水野; 正枝久保; 奏子坪谷; 通和堀江
Original assignee: Mitsubishi Chemical Corp
Current assignee: Mitsubishi Chemical Corp
Priority date: 2001-01-09
Filing date: 2001-01-09
Publication date: 2002-02-12
Anticipated expiration: 2016-12-05
Also published as: JP2001236690A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】書き換え可能な相変化媒体を
利用した、高密度記録可能な光ディスクに関する。詳し
くは、低反射率ながらＣＤフォーマットと互換性がとれ
るよう溝信号が限定され、かつ高コントラストで、多数
回のデータの書き換えに対し劣化の少ない相変化媒体に
関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、情報量の増大に伴い高密度でかつ
高速に大量のデータの記録・再生ができる記録媒体が求
められているが、光ディスクはまさにこうした用途に応
えるものとして期待されている。光ディスクには一度だ
け記録が可能な追記型と、記録・消去が何度でも可能な
書き換え型がある。

【０００３】書き換え型光ディスクとしては、光磁気効
果を利用した光磁気記録媒体や、可逆的な結晶状態の変
化に伴う反射率変化を利用した相変化媒体があげられ
る。相変化媒体は外部磁界を必要とせず、レーザー光の
パワーを変調するだけで記録・消去が可能であり、記録
・再生装置を小型化できるという利点を有する。さら
に、現在主流の８００ｎｍ程度の波長での記録消去可能
な媒体から、特に記録層等の材料を変更することなく短
波長光源による高密度化が可能であるといった利点を有
する。

【０００４】このような、相変化型の記録層材料として
は、カルコゲン系合金薄膜を用いることが多い。例え
ば、ＧｅＳｂＴｅ系、ＩｎＳｂＴｅ系、ＧｅＳｎＴｅ
系、ＡｇＩｎＳｂＴｅ系合金があげられる。現在、実用
化されている書換可能相変化型記録媒体では、未記録・
消去状態を結晶状態とし、非晶質のビットを形成する。

【０００５】非晶質ビットは記録層を融点より高い温度
まで加熱し、急冷することによって形成される。記録層
のこのような加熱処理による蒸発・変形を防ぐため、通
常は、記録層の上下を耐熱性でかつ化学的にも安定な誘
電体保護膜で挟みこむ。記録過程においては、この保護
層は記録層からの熱拡散を促し過冷却状態を実現して非
晶質ビットの形成にも寄与している。

【０００６】さらに、上記サンドイッチ構造の上部に金
属反射層を設けた４層構造とすることで、熱拡散をさら
に促し、非晶質ビットを安定に形成せしめるのが普通で
ある。消去（結晶化）は、記録層の結晶化温度よりは高
く、融点よりは低い温度まで記録層を加熱して行う。こ
の場合、上記誘電体保護層は、記録層を固相結晶化に十
分な高温に保つ蓄熱層として働く。

【０００７】いわゆる１ビームオーバーライト可能な相
変化媒体においては、上記、消去と再記録過程を１つの
集束光ビームの強度変調のみによって行うことが可能で
ある（Ｊｐｎ．Ｊ．Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．，２６（１９
８７），ｓｕｐｐｌ．２６−４，ｐｐ．６１−６
６）。

【０００８】１ビームオーバーライト可能な相変化媒体
では、記録媒体の層構成及びドライブの回路構成が簡単
になる。このため、安価で高密度な大容量記録システム
として注目されている。近年、書換可能なコンパクトデ
ィスク（ＣＤ−Ｅｒａｓａｂｌｅ、ＣＤ−Ｅ）が提唱さ
れている（「ＣＤ−ＲＯＭｐｒｏｆｅｓｓｉｏｎａ
ｌ」誌（米国）、１９９６年９月号、２９−４４ペー
ジ、あるいは、相変化光記録シンポジウム予稿集、１９
９５年、４１−４５ページ）。

【０００９】ＣＤ−Ｅでは、７０％以上という高反射率
まで含めたＣＤとの互換性は困難であるものの、１５〜
２５％の範囲内では、記録信号及び溝信号の点でＣＤと
の互換性が確保でき、少なくとも、反射率の低いことを
カバーするための増幅系を再生系に付加すれば、現行Ｃ
Ｄドライブ技術の範疇で互換性を確保できる。図１にそ
の模式図を示したが、ＣＤ−Ｅでは、基板１に溝２を設
け、溝内記録を行うが、この溝２にはアドレス情報を含
む蛇行を使用するものと考えられる（特開平５−２１０
８４９号公報）。

【００１０】蛇行は搬送波周波数２２．０５ｋＨｚで周
波数（ＦＭ）変調されており、その振幅（Ｗｏｂｂｌｅ
Ａｍｐｌｉｔｕｄｅ）は溝ピッチ１．６μｍにくらべ
て非常に小さく３０ｎｍ程度である。この蛇行はウオブ
ル（Ｗｏｂｂｌｅ）といわれ、蛇行を周波数変調し、あ
るトラックの特定の位置のアドレス情報を組み込んだも
のをＡＴＩＰ信号（ＡｂｓｏｌｕｔｅＴｉｍｅＩｎ
Ｐｒｅ−ｇｒｏｏｖｅ）といい、記録可能なライトワ
ンスディスク（ＣＤ−Ｒｅｃｏｒｄａｂｌｅ、ＣＤ−
Ｒ）で既に利用されている（「ＣＤファミリー」、中島
平太郎・井橋孝夫・小川博司共著、オーム社（１９９
６）、第４章）。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】上記相変化媒体の記録
プロセスでは、記録層を溶融せしめるとともに、数十ナ
ノ秒以内に融点以下に急冷するという、過激な熱サイク
ルが生じる。いくら誘電体保護層で覆われているといっ
ても、数千−数万回の繰り返しオーバーライトで微小な
変形や、偏析が蓄積し、ついには、光学的に認識でき
る、ノイズの上昇や、ミクロンオーダーの局所欠陥の発
生につながる（Ｊ．Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．，７８（１９
９５），ｐｐ６９８０−６９８８）。

【００１２】記録層や保護層材料、あるいは層構成を工
夫する事で、大幅な改善はなされているものの、本質的
に書き換え可能回数に上限が有り、それは、通常の磁気
記録媒体や光磁気記録媒体にくらべて１桁以上少ない。
前述の低反射率ＣＤ−Ｅ媒体では、記録条件としてＣＤ
線速の高々６倍という低線速、かつマーク長変調記録を
行うため、繰り返しオーバーライト耐久性の観点からは
より厳しい方向である。

【００１３】加えて、本発明者らの検討によれば、ＣＤ
ドライブとの溝信号の互換性を確保するための溝形状
は、相変化媒体の繰り返しオーバーライト耐久性を低下
させる方向であることが明らかになった。すなわち、波
長７８０ｎｍの集束光でトラッキングサーボ（プッシュ
プル及び３ビーム法）に支障がない溝形状の範囲（深さ
２０〜１００ｎｍ、幅０．２〜０．８μｍ）では、溝内
記録をした場合に、ＣＤ−ＲＯＭと互換性を取るため
に、記録後のプッシュプル信号をＲＯＭ規格と同程度
（０．０４〜０．０９前後）にするためには、溝深さが
６０ｎｍ未満、幅が０．３〜０．６μｍの範囲に限られ
る（特開平８−２１２５５０号公報、ただし、この特許
では繰り返しオーバーライト耐久性に関してはいっさい
考慮されていない）。この関係は、相変化媒体の層構成
にほとんど依存しない、実質的に溝形状のみによって決
まるパラメータである。

【００１４】一方で、溝幅が狭く・深い方が繰り返しオ
ーバーライト耐久性にすぐれるという傾向がある。本発
明者等の検討によれば、繰り返しオーバーライト耐久性
は溝深さが５０ｎｍより浅くなると急激に劣化すること
がわかった。従って、従来型のＣＤと溝信号の互換性を
とろうとすると、オーバーライト耐久性をある程度犠牲
にしなければならなくなるが、その犠牲は最小限にとど
めたい。

【００１５】一方、上記溝信号からくる制限とともに、
相変化媒体を利用したＣＤ−Ｅ媒体では、繰り返しオー
バーライトによりウオブル信号が記録信号に漏れこむと
いう新たな劣化現象が見出された。浅溝化によるオーバ
ーライト耐久性を解消するために、細溝化を指向する
と、記録光ビーム端が溝壁に熱ダメージを与えるため
に、ウオブル信号に由来する信号の劣化が促進されると
考えられる。

【００１６】さらに、溝底部も記録層の発熱により変形
を生じる。下部保護層は、熱絶縁効果により基板表面の
温度上昇を抑制するとともに、機械的に基板変形を押え
込む機能があるので、その熱伝導、機械物性からＺｎ
Ｓ：ＳｉＯ₂混合膜等が広く用いられる。

【００１７】本発明者らの検討によれば、ＣＤ規格との
互換性をとるための光学的要件から、下部保護層膜厚に
課される制限から、繰り返しオーバーライト耐久性と生
産性をともに満足することは極めて困難であることがわ
かった。上述のようなＣＤ規格との互換性確保のために
課される付加的条件により、繰り返し可能回数はさらに
１桁以上少なくなり、数千回程度となる。

【００１８】ウオブルは、書き換え可能なＣＤにおいて
も情報が記録されるべき未記録領域を検出する上で必須
のアドレス情報を付与するために必須の手法である。書
き換え可能ＣＤ媒体で、光磁気ディスクのようなセクタ
ー単位での記録書き換えを行うような使用方法は、まだ
確立されていないが、その場合には特定のセクターへの
書き換え回数が１０００回を越えることは十分考えら
れ、上記オーバーライトによる劣化の問題は一層深刻な
ものとなる。

【００１９】現行ＣＤドライブとできるだけ互換性を取
りつつ、繰り返しオーバーライト耐久性を改善すること
が信頼性の高いＣＤ−Ｅを実現するために、緊急の課題
であった。

【００２０】

【課題を解決するための手段】すなわち、本発明の要旨
は、蛇行する案内溝を設けた基板上に下部保護層、相変
化型記録層、上部保護層、反射層をこの順に設け、反射
率が１５％以上２５％以下の結晶状態を未記録状態と
し、反射率１０％未満の非晶質状態を記録状態として、
案内溝内に基板の記録層とは反対側の面より集束光を用
いて光強度の２値以上の変調により、非晶質マークの記
録・再生・消去を行う光学的情報記録用媒体において、
記録層がＭ_w（Ｓｂ_zＴｅ_1-z）_1-w（ただし、０≦ｗ＜
０．３、０．５＜ｚ＜０．９、ＭはＩｎ，Ｇａ，Ｚｎ，
Ｇｅ，Ｓｎ，Ｓｉ，Ｃｕ，Ａｕ，Ａｇ，Ｐｄ，Ｐｔ，Ｐ
ｂ，Ｃｒ，Ｃｏ，Ｏ，Ｓ，Ｓｅのうち少なくとも１種）
の合金薄膜であり、その膜厚が１５ｎｍ以上３０ｎｍ以
下であり、下部保護層の膜厚が、結晶状態の反射率が極
小値となる膜厚より０ｎｍを超えて３０ｎｍ以下厚いこ
とを特徴とする光学的情報記録用媒体を提供することで
ある。

【００２１】あるいは、蛇行する案内溝を設けた基板上
に第一下部保護層、第二下部保護層、相変化型記録層、
上部保護層、反射層をこの順に設け、反射率が１５％以
上２５％以下の結晶状態を未記録状態とし反射率１０％
未満の非晶質状態を記録状態として、案内溝内に基板の
記録層とは反対側の面より集束光を用いて光強度の２値
以上の変調により非晶質マークの記録・再生・消去を行
う光学的情報記録用媒体において、記録層がＭ_w（Ｓｂ_z
Ｔｅ_1-z）_1-w（０≦ｗ＜０．３、０．５＜ｚ＜０．９、
ＭはＩｎ，Ｇａ，Ｚｎ，Ｇｅ，Ｓｎ，Ｓｉ，Ｃｕ，Ａ
ｕ，Ａｇ，Ｐｄ，Ｐｔ，Ｐｂ，Ｃｒ，Ｃｏ，Ｏ，Ｓ，Ｓ
ｅのうち少なくとも１種）の合金薄膜であり、その膜厚
が１５ｎｍ以上３０ｎｍ以下であり、第一下部保護層の
屈折率と基板の屈折率との差が０．０５未満であり、第
二下部保護層の膜厚が結晶状態の反射率が極小値となる
最小膜厚より０ｎｍを超えて３０ｎｍ以下薄いことを特
徴とする光学的情報記録用媒体を提供することである。

【００２２】本発明は相変化媒体を利用したＣＤ−Ｅ
（書換可能コンパクトディスク、ＣＤ−Ｅｒａｓａｂｌ
ｅ）の開発過程において、溝信号の互換性に留意し、Ａ
ＴＩＰ信号を記載するためのウオブルを形成することに
より、繰り返しオーバーライト時の劣化が促進されるこ
とを見出したことに起因する。詳細な評価結果の説明に
入る前に、本発明に用いられるような相変化媒体の構造
及び記録方法について説明しておく。

【００２３】本発明の光学的記録用媒体は、基板には、
ポリカーボネート、アクリル、ポリオレフィンなどの透
明樹脂、あるいはガラスを用いることができる。なかで
も、ポリカーボネート樹脂はＣＤにおいて最も広く用い
られている実績もあり、安価でもあるので最も好まし
い。

【００２４】相変化型記録層は、その上下を保護層で被
覆されていることが望ましい。さらに望ましくは図２に
示すように、基板１／誘電体下部保護層３／記録層４／
誘電体上部保護層５／反射層６の構成を有し、その上を
紫外線もしくは熱硬化性の樹脂で被覆（保護コート層
７）されていることが望ましい。

【００２５】記録層４、保護層３，５、反射層６はスパ
ッタリング法などによって形成される。記録膜用ターゲ
ット、保護膜用ターゲット、必要な場合には反射層材料
用ターゲットを同一真空チャンバー内に設置したインラ
イン装置で膜形成を行うことが各層間の酸化や汚染を防
ぐ点で望ましい。

【００２６】記録時の高温による変形を防止するため、
基板１表面には下部保護層３が、記録層４上には上部保
護層５が、通常は、１０から５００ｎｍの厚さに設けら
れている。誘電体等からなる保護層の厚みが１０ｎｍ未
満であると、基板１や記録膜４の変形防止効果が不十分
であり、保護層としての役目をなさない傾向がある。５
００ｎｍを超えると誘電体自体の内部応力や基板１との
弾性特性の差が顕著になって、クラックが発生しやすく
なる。

【００２７】上下の保護層の材料としては、屈折率、熱
伝導率、化学的安定性、機械的強度、密着性等に留意し
て決定される。一般的には透明性が高く高融点であるＭ
ｇ，Ｃａ，Ｓｒ，Ｙ，Ｌａ，Ｃｅ，Ｈｏ，Ｅｒ，Ｙｂ，
Ｔｉ，Ｚｒ，Ｈｆ，Ｖ，Ｎｂ，Ｔａ，Ｚｎ，Ａｌ，Ｓ
ｉ，Ｇｅ，Ｐｂ等の酸化物、硫化物、窒化物やＣａ，Ｍ
ｇ，Ｌｉ等のフッ化物を用いることができる。

【００２８】これらの酸化物、硫化物、窒化物、フッ化
物は必ずしも化学量論的組成をとる必要はなく、屈折率
等の制御のために組成を制御したり、混合して用いるこ
とも有効である。繰り返し記録特性を考慮すると誘電体
混合物がよい。より具体的にはＺｎＳや希土類硫化物と
酸化物、窒化物、炭化物等の耐熱化合物の混合物が挙げ
られる。

【００２９】これらの保護層の膜密度はバルク状態の８
０％以上であることが機械的強度の面から望ましい（Ｔ
ｈｉｎＳｏｌｉｄＦｉｌｍｓ，第２７８巻（１９
９６年）、７４−８１ページ）。混合物誘電体薄膜を用
いる場合には、バルク密度として下式の理論密度を用い
る。 ρ（バルク密度）＝Σｍｉ（各成分ｉのモル濃度）ρｉ
（単独のバルク密度）本発明においては、特に下部保護層に関しては、下部保
護層を単層で形成する場合にはその膜厚を７０ｎｍ以
上、１５０ｎｍ未満、好ましくは７０ｎｍ以上、９０ｎ
ｍ以下とする。好ましくい材質としては（ＺｎＳ）_1-X
（ＳｉＯ₂）_X（ただし、０．１３≦Ｘ≦０．１７）であ
り、一方上部保護層の好ましい態様としては、厚さ２０
ｎｍ以上、３０ｎｍ以下の（ＺｎＳ）_1-Y（ＳｉＯ₂）_Y
（ただし、０．１８≦Ｙ≦０．２２）である。

【００３０】また、下部保護層を２層構造にする場合に
は、基板側にある第一下部保護層の屈折率と基板の屈折
率の差が０．０５未満であり、かつ記録層側の第二下部
保護層の膜厚は、結晶状態の時の反射率が極小値になる
最小膜厚より０ｎｍを超えて３０ｎｍ以下薄く、かつ第
一下部保護層と第二下部保護層を合わせた膜厚を７０ｎ
ｍ以上、１５０ｎｍ未満、好ましくは７０ｎｍ以上、９
０ｎｍ以下とするのが良い。

【００３１】本発明の媒体の記録層は相変化型の記録層
であり、その厚みは１５ｎｍから３０ｎｍの範囲であ
る。ＣＤと互換性をとれるほどのコントラストを得るた
めにこの範囲が好適である。１５ｎｍ未満では反射率が
低くなりすぎ、３０ｎｍより厚いと熱容量が大きくなり
記録感度が悪くなる。

【００３２】記録層としては後述の光学特性の制限か
ら、Ｓｂ₇₀Ｔｅ₃₀共晶点近傍のＳｂＴｅ合金を主成分と
する、Ｍ_w（Ｓｂ_zＴｅ_1-z）_1-w（ただし、０≦ｗ＜０．
３、０．５＜ｚ＜０．９、ＭはＩｎ，Ｇａ，Ｚｎ，Ｇ
ｅ，Ｓｎ，Ｓｉ，Ｃｕ，Ａｕ，Ａｇ，Ｐｄ，Ｐｔ，Ｐ
ｂ，Ｃｒ，Ｃｏ，Ｏ，Ｓ，Ｓｅのうち少なくとも１種）
合金薄膜が用いられる。この合金薄膜は結晶・非晶質い
ずれの状態も安定でかつ、両状態間の高速の相転移が可
能である。さらに、繰り返しオーバーライトを行った時
に偏析が生じにくいといった利点があり、最も実用的な
材料である。

【００３３】より具体的で好ましい例として、ＡｇαＩ
ｎβＳｂγＴｅη（ただし、３＜α＜１０、３＜β＜
８、５５＜γ＜６５、２５＜η＜３５、６＜α＋β＜１
３、α＋β＋γ＋η＝１００）なる組成を有する記録層
があげられる。本発明者らの検討によれば、上記のよう
に組成を限定することにより、特にＣＤ−Ｅとして高々
ＣＤ線速の６倍速程度でオーバーライトする場合に、繰
り返しオーバーライト耐久性と経時安定性にすぐれた組
成として選択的に用いることができることがわかった。

【００３４】線速依存性は主成分であるＳｂとＴｅによ
って決まり、Ｓｂが６５ａｔ．％（原子％）を超えて含
まれると低線速での非晶質マーク形成が困難になり、５
５ａｔ．％未満では結晶化速度が遅すぎて十分消去でき
ない。この範囲内でＳｂ／Ｔｅ比が大きいほど結晶化速
度が速くなるが、層構成によって決まる熱分布を考慮し
て最適な組成が選ばれる。

【００３５】Ｉｎは結晶化温度を上昇させて経時安定性
を高める効果があり、室温での保存安定性を確保するた
めには少なくとも３ａｔ．％以上は必要である。８ａ
ｔ．％を超えて含まれると相分離が生じ易く、繰りしオ
ーバーライトにより偏析が起きやすくなるため好ましく
ない。

【００３６】Ａｇは成膜直後の非晶質膜の初期化を容易
にするために用いられる。初期化方法にもよるが１０ａ
ｔ．％以下の添加で十分であり、多すぎるとかえって経
時安定性を損ねるので好ましくない。また、ＡｇとＩｎ
をあわせて１３ａｔ．％を超えることは繰り返しオーバ
ーライト時に偏析を生じ易いので好ましくない。

【００３７】もう一種の好適な記録層の例としてＭ_zＧ
ｅ_y（Ｓｂ_xＴｅ_1-x）_1-y-z（ただし、ＭはＡｇもしくは
Ｚｎの少なくとも１種であり、０．６０≦ｘ≦０．８
５、０．０１≦ｙ≦０．２０、０．０１≦ｚ≦０．１
５、０．０２≦ｙ＋ｚ＜０．３０である）なる組成を有
する合金があげられる。これは上記のＡｇＩｎＳｂＴｅ
合金における低融点金属ＩｎおよびＩｎ化合金の析出の
しやすさを改善することができる。

【００３８】反射層を設けるのは、光学的な干渉効果を
より積極的に利用して信号振幅を大きくするためと、放
熱層として機能することで非晶質マークの形成に必要な
過冷却状態が得られやすいようにするためである。この
ため、反射層としては、高反射率、高熱伝導率の金属が
望ましく、具体的にはＡｕ，Ａｇ，Ａｌ等があげられ
る。しかしながら、より光学的な設計の自由度を増すた
めに、Ｓｉ，Ｇｅ等の半導体を用いることもある。

【００３９】経済的、および耐蝕性の観点からはＡｌに
Ｔａ，Ｔｉ，Ｃｒ，Ｍｏ，Ｍｇ，Ｚｒ，Ｖ，Ｎｂ等を
０．５ａｔ．％以上、５ａｔ．％以下添加したＡｌ合金
が望ましい。特に好ましくはＴａとＴｉである。一般的
にＡｌに混合する不純物量が多いと熱伝導が低下する性
質を利用して熱伝導率を制御する。特に、Ｔａの添加は
高耐蝕性材料が得られる（特開平１−１６９７５１号公
報）。また、最大５ａｔ．％までの低下により純Ａｌの
１／３〜１／４まで熱伝導率を広範に制御できるという
利点もある。

【００４０】反射層の組成及び膜厚は、非晶質形成のた
めに上部保護層を介して冷却する冷却速度を制御する観
点から最適化される。厚くしすぎると感度の低下を招く
ので２００ｎｍ以下が望ましい。５０ｎｍ未満では冷却
効果が不十分になりやすい。また、反射層の冷却効果を
有効に利用するためには、上部保護層膜厚は２０ｎｍ以
上３０ｎｍ以下が望ましい。

【００４１】より具体的に好ましい例として、記録感度
を低下させず、十分な冷却効果を得るための層構成とし
て、上部保護層膜厚は２５ｎｍ以上、３０ｎｍ以下と厚
めで、反射層に高熱伝導率のＡｌ_1-VＴａ_V、０．０１≦
Ｖ≦０．０２を５０ｎｍ以上、１５０ｎｍ以下設けると
よい。

【００４２】記録層及び保護層の厚みについてより詳し
く説明する。機械的強度、信頼性の面からの制限の他
に、多層構成に伴う干渉効果も考慮して、レーザー光の
吸収効率が良く、記録信号の振幅、すなわち記録状態と
未記録状態のコントラストが大きくなるように選ばれ
る。

【００４３】ＣＤ−Ｅとして互換性を確保するために
は、ＣＤ規格で定められる変調度を高くとらねばならな
い。変調度は、図３に示されるようにＥＦＭ信号を記録
したときのＤＣ再生信号（直流成分を含む再生信号）に
おいて、１１Ｔマークのトップの信号強度Ｉｔｏｐと、
信号振幅Ｉ₁₁との比Ｉ₁₁／Ｉｔｏｐとして定義される。
Ｉｔｏｐは実際上、未記録部（結晶状態）の溝内での反
射率に相当する。Ｉ₁₁は相変化媒体の結晶部分と非晶質
部分から反射光の強度差及び位相差が問題となる。

【００４４】反射光の強度差は基本的に結晶状態と非晶
質状態の反射率差で決まる。一方、幅１μｍ程度より狭
い溝内に記録した非晶質マークを、同程度の径の集束光
ビームで読み出した場合には平面波の干渉を考慮しなけ
ればならない。すなわち、非晶質マークと結晶状態の反
射光の間の位相差を考慮する必要がある。

【００４５】位相差δは前述の多層構成を有する記録媒
体を、基板裏面側から再生光ビームを入射して反射光を
読み取る場合の、次式 δ＝（結晶領域を通過した反射波の位相）−（非晶質領
域を通過した反射波の位相）によって定義される（図４参照）。δが負の場合は非晶
質状態の位相が進み、δが正の場合は結晶状態の位相が
進んでいることを意味する。

【００４６】一方、グルーブ記録を行う場合、下式で表
される溝深さによる位相差が生じる。 Φ＝（グルーブ部からの反射波の位相）−（ランド部か
らの反射波の位相）基板面入射光から見て、ランド部の方が遠くに有り位相
が進むからΦ＜０である。さきのδにΦが加わると、集
束光ビーム内で局所的な平面波の干渉が起こって、溝内
に記録された非晶質部の反射率が下がり、単なる結晶状
態と非晶質状態の反射率差以上にコントラストがとれる
場合がある。このための条件は −π＜δ＜０である。ただし、位相は２πの周期で既約化できる。

【００４７】本発明における基板上に下部保護層、記録
層、上部保護層、反射層を設けた４層構成においては、
下部保護層膜厚依存性が最も顕著である。図５に典型的
な４層構成における反射率及び結晶と非晶質の位相差の
計算例を示した。図５（ａ）は本発明記録層材料の例と
してＡｇ₅Ｉｎ₆Ｓｂ₆₀Ｔｅ₂₉記録層の場合、図５（ｂ）
は有望な相変化媒体材料であるが本発明には適さないＧ
ｅ ₂₂Ｓｂ₂₅Ｔｅ₄₃記録層の場合である。各層の屈折率は
実測値を用いている。また、記録層、上部保護層、反射
層はそれぞれ、２０ｎｍ、２２．５ｎｍ、２００ｎｍと
した。

【００４８】下部保護層依存性を見る限り、通常は振幅
の変化は小さく、分母であるＩｔｏｐ、すなわち結晶状
態の反射率に強く依存する。したがって、結晶状態反射
率は可能な限り低いことが望ましい。図５の計算例で
は、ｎ＝２．１の（ＺｎＳ）₈₀（ＳｉＯ₂）₂₀を想定し
たが、第１の極小値ｄ₁では６０ｎｍ以上、８０ｎｍ以
下、第２の極小値ｄ₂では２５０ｎｍ以上、２７０ｎｍ
以下になる。以後は周期的に変化する。

【００４９】結晶状態の反射率が極小となる下部保護層
膜厚は反射率が高い記録層であれば実質上、保護層の屈
折率のみで決まる。この点は図５（ａ），（ｂ）いずれ
においてもほぼ同じ極小点となることからわかる。

【００５０】ｄ₁、ｄ₂に２．１／ｎをかければ、ほぼ他
の屈折率ｎにおける極小点膜厚が得られるが、通常ｎ＝
１．８〜２．３であるから、ｄ₁は高々８５ｎｍ程度で
ある。下部保護層の屈折率が１．８よりも小さいと極小
点における反射率が増加して変調度が著しく低下し、
０．５未満となるので好ましくない。逆に、２．３以上
とすると、極小点の反射率が低くなりすぎ２０％を達成
できず、フォーカスやトラッキングサーボが困難になる
ので好ましくない。

【００５１】さて、位相差は前述のように非晶質状態の
位相差が進むことが望ましいが、あまり影響が大きいと
記録と同時に溝形状が変化するのと同等の効果が生じる
のでサーボが不安定になり易い。特に、溝深さによる位
相Φと結晶と非晶質の位相差δの和がπとなる近傍で
は、プッシュプル信号が得にくくなるので好ましくな
い。

【００５２】溝深さによる位相差は、本発明の場合、高
々０．０８πである。位相差δは０．５π未満であるこ
とが望ましい。

【００５３】記録層の膜厚２０ｎｍ付近では図５（ｂ）
では、結晶状態反射率の極小点近傍で位相差δがπに近
くなるので好ましくない。また、下部保護層膜厚の変化
に対して、位相差δが急激に変化することも好ましくな
い。Ｇｅ₂₂Ｓｂ₂₅Ｔｅ₄₃記録層は、相変化媒体として有
望なＧｅ₂Ｓｂ₂Ｔｅ₅組成近傍でありながら、反射率極
小点を利用する本発明記録媒体には適さないことがわか
る。

【００５４】Ｓｂ₇₀Ｔｅ₃₀共晶点近傍組成に高々３０原
子％程度の添加元素を加えた本発明に係る記録層では、
図５（ａ）とほぼ類似の光学特性が発揮される。これ
は、従来ＧｅＴｅ−Ｓｂ₂Ｔｅ₃擬似２元合金で提唱され
た他の発明と本発明との着眼点の大きな差である。

【００５５】一般に、誘電体保護膜はＺｎＳ：ＳｉＯ₂
のような混合膜であろうと、Ｔａ₂Ｏ ₅のような化合物で
あろうと、金属膜に比べでスパッタ法による成膜レート
が極めて遅く、数分の１以下である。このため図５にお
ける第２の極小値となる膜厚は成膜時間がかかり好まし
くない。生産性の観点からは下部保護層膜厚は１５０ｎ
ｍ未満にとどめるのが望ましい。なぜなら、現状では誘
電体保護層のスパッタ法による成膜速度は高々１５ｎｍ
／秒であり、その成膜に１０秒以上かけることはコスト
を上昇させるからである。

【００５６】また、膜厚変動の許容値が厳しくなるので
生産上好ましくない。すなわち、図５からわかるよう
に、反射率は所望の膜厚ｄ₀からΔｄずれると、第１の
極小値ｄ₁近傍であろうが、第２の極小値ｄ₂近傍であろ
うが同じだけ変動する。一方、製造上膜厚分布はｄ₀に
対して何％かで決まり、通常はｄ₀±２〜３％が均一性
の限度である。

【００５７】従って、ｄ₀が薄いほど膜厚の変動幅Δｄ
は小さくなり、ディスク面内あるいはディスク間の反射
率変動を抑制できるので有利である。基板自公転機構を
有しない安価な静止対向タイプのスパッタ装置では、結
果として大量生産可能な第１の極小値ｄ₁近傍の膜厚を
採用せざるを得ない。

【００５８】一方、基板変形を抑制するためには、ある
程度の下部保護層膜厚が必要である。図６に繰り返しオ
ーバーライト耐久性の下部保護層膜厚依存性を示した。
溝幅は０．５５μｍでほぼ一定である。下部保護層膜厚
が７０ｎｍ未満になると、耐久性が急激に悪化する。特
に、繰り返し回数が数百回未満の初期に急激にジッタが
増加する。繰り返し初期のジッタの悪化は、下部保護層
膜厚に著しく依存する。

【００５９】本発明者らの原子間力顕微鏡（ＡＦＭ）に
よる観察によれば、この初期劣化は基板表面が２〜３ｎ
ｍ程度へこむ変形によるものであることがわかった。基
板変形を抑制するためには、記録層の発熱を伝えないた
めに熱絶縁効果があり、かつ、機械的に変形を押え込む
ような保護層膜厚が必要であり、この種の媒体に必要と
される最低１０００回の耐久性を達成するためには、７
０ｎｍ以上好ましくは８０ｎｍ以上が必要であることが
わかる。

【００６０】従って、高変調度を維持しつつ、この種の
書き換え可能媒体に最低限必要とされる、１０００回の
オーバーライト耐久性が実現するためには、Ｉｔｏｐを
極小値近傍に保ちつつできるだけ厚い膜厚を狙う必要が
ある。この際、図５からわかるように位相差δは振幅が
取れない方向に動くが、たとえ結晶状態の位相が進むδ
＞０の状態になっても、｜δ｜＜０．５πであれば問題
無い。δ＞０．５πとなると位相差の悪影響を及ぼし、
反射率差から期待される振幅がとれない。このための要
件は第１の極小点ｄ₁より０〜３０ｎｍ以内の膜厚を採
用することである。

【００６１】本発明のもう一つの形態として、上記位相
差を積極的に利用する方法がある。光学的には同一反射
率差に対して変調度が大きくとれ好ましい方向である。
このために反射率の極小点より０ｎｍを超え３０ｎｍ以
下薄い下部保護層を用いるのが好ましい。

【００６２】しかし、図６から明らかに繰り返しオーバ
ーライト耐久性が不足している。これを解決するために
は、図７に示すように下部保護層３を第一下部保護層
３’と第二下部保護層３”の２層に分割するのが良い。

【００６３】第二下部保護層３”より上の層構成の設計
は光学的な特性を優先して設計し、第二下部保護層３”
の膜厚を反射率の極小点より０ｎｍを超え、３０ｎｍ以
下、好ましくは２〜３０ｎｍ薄くする。下部保護層３は
第一下部保護層３’と第二下部保護層３”の合計膜厚と
して７０ｎｍ以上として機械的強度を増し、繰り返しオ
ーバーライト耐久性を改善するために用いる。

【００６４】この際、第一下部保護層の屈折率ｎ₁を基
板の屈折率ｎｓｕｂとほぼ等しくすることにより、光学
的設計とは切り離して自由に膜厚を設計できるようにす
る。すなわち、光学的要件と耐久性要件を実際上独立し
て最適化できる。ｎ₁とｎｓｕｂは全く等しいのが理想
であるが、その差が０．０５未満であれば実際上問題は
ない。

【００６５】代表的なポリカーボネート樹脂基板のｎｓ
ｕｂは１．５５であるから、ｎ₁として１．５から１．
６の誘電体を用いるのがよい。そのための材料としては
具体的にはＳｉＯ₂やＺｎＳとＭｇＦ₂もしくはＣａＦ₂
との混合物がある。ＳｉＯ₂、ＳｉＣ、Ｙ₂Ｏ₃の混合
物、ＺｎＳ、ＳｉＯ₂、ＭｇＦ₂もしくはＣａＦ₂の混合
物がそれ自身の耐久性に優れており、より好ましい。こ
うして高変調度と生産性及び繰り返しオーバーライト耐
久性のバランスに配慮した層構成を採用することで記録
信号品質は低反射率であることを除いて、実質上ＣＤ互
換性を維持できる。

【００６６】以下では、溝信号の互換性を考慮した場合
に、溝形状に由来する繰り返しオーバーライトによる劣
化現象が問題となることを実験例によって示す。

【００６７】直径１２０ｍｍ、厚さ１．２ｍｍの射出成
形されたポリカーボネート基板上に、溝ピッチは１．６
μｍで、溝幅は約０．５μｍ、深さは約４０ｎｍの溝を
スパイラル上に設けた。溝には２２．０５ｋＨｚの信号
で、溝横断方向にウオブルを形成している。ウオブル振
幅は２７ｎｍ、２０ｎｍ、１３．５ｎｍ、０ｎｍ（ウオ
ブルなし）の４種類とした。ウオブル振幅はＣＤ−Ｒ規
格で定められた測定法によるが、絶対値そのものは参照
値で、相対的な大きさを管理できればよい。

【００６８】この基板上に、下部保護層として（Ｚｎ
Ｓ）₈₀（ＳｉＯ₂）₂₀（ｍｏｌ％）を１００ｎｍ、その
上に記録層としてＡｇ₅Ｉｎ₆Ｓｂ₆₁Ｔｅ₂₈を２０ｎｍ、
上部保護層として（ＺｎＳ）₈₀（ＳｉＯ₂）₂₀を２０ｎ
ｍ、反射層としてＡｌ_97.5Ｔａ₂ _.5を１００ｎｍ順次積
層し、この上に紫外線硬化樹脂（ＳＤ３１８、大日本イ
ンキ製）を数μｍコートして相変化媒体を作成した。

【００６９】なお、記録は溝内に行い、結晶領域中に非
晶質マークを形成した。この媒体に対して、いわゆるＣ
Ｄの２倍速（２．８ｍ／ｓ）で図８（ａ）に示すような
基準クロック周期Ｔに対して３Ｔから１１Ｔの長さのマ
ーク長を記録するＥＦＭランダム信号を用い繰り返しオ
ーバーライトを行った。ＥＦＭ信号はＣＤ規格において
用いられる。

【００７０】記録は各長さの信号を図８（ｂ）に示すパ
ルスに分割する方法を用いており、記録パワーＰｗは１
１ｍＷ、消去パワーＰｅは６ｍＷ、バイアスパワーＰｂ
は０．８ｍＷである。信号品質はもっとも厳しい３Ｔジ
ッタで評価した。結果を図９に示す。

【００７１】ジッタは２倍速では１７．５ｎｓｅｃ程度
より小さいことがＣＤの規格上必要である。図９から明
らかなように、ウオブル振幅のない溝では１００００回
のオーバーライト後もほとんどジッタの劣化はないが、
ウオブル振幅の増大とともに、劣化が著しくなり、１０
００回程度で劣化が著しくなることがわかる。

【００７２】上記、ウオブルの存在による劣化促進のメ
カニズムは必ずしも明らかではないが、図１０に示すよ
うに、記録用光ビーム９の一部が溝の側壁１０に照射さ
れやすくなるためではないかと考えられる。

【００７３】すなわち、トラッキングサーボがかかった
集束光ビーム９はウオブルの蛇行には追従せず、溝中心
部を直進して行く。溝壁１０の蛇行があれば、図１０の
ように光ビーム９が、わずかではあるが溝壁１０に照射
されやすくなる（図１０はウオブル振幅を誇張して描い
てあるが、この傾向は正しいと考えられる）。溝壁１０
は薄膜の密着性が悪い溝壁部や溝角部で応力集中が起き
やすい等により、繰り返しオーバーライト時の熱ダメー
ジによる劣化が起きやすいと考えられるので、ここに光
ビームの一部でも照射されれば、劣化は促進されると考
えられる。

【００７４】図１１はウオブル振幅及び溝深さはそれぞ
れ２０ｎｍ，３１ｎｍで一定とし、溝幅を変化させた場
合の繰り返しオーバーライト耐久性を示した。測定方法
及び層構成は図９と同様に行った。初期ジッタはいずれ
も１０ｎｓｅｃ程度である。相変化媒体の溝記録では深
溝、細溝であるほど耐久性が良いという傾向があるが、
ウオブルが存在する場合、溝幅が狭すぎるとかえって上
述の溝壁部の劣化現象が顕著になるため劣化が著しいこ
とがわかる。

【００７５】すなわち、繰り返しオーバーライト耐久性
の面から溝幅に制限があり、０．４μｍ以上０．６μｍ
以下であることが望ましい。より好ましくは０．４５μ
ｍ以上、０．５５μｍ以下である。

【００７６】ＣＤの互換性の観点からは、たとえば特開
平８−２１２５５０号公報に開示されたような溝信号に
配慮する必要がある。この特許で好ましいとして具体的
に開示されている溝形状は、溝深さ５０〜６０ｎｍ、溝
幅０．３〜０．６μｍである。本発明者らの検討によれ
ば、上記変調度、生産性、繰り返しオーバーライト耐久
性を考慮した層構成においては、溝深さが４５ｎｍ未満
でなければ、記録後のプッシュプル値が０．１より過剰
に大きくなりやすい、記録後のラジアルコントラスト値
が０．６以上と記録前の値０．１〜０．２に比べて過剰
に大きくなり、サーボの安定性に問題が生じることがわ
かった。

【００７７】ここでラジアル・コントラストＲＣは以下
のように定義される。ＲＣ＝２（Ｉ_L−Ｉ_G）／（Ｉ_L＋Ｉ_G）ここで、Ｉ_L、Ｉ_Gはそれぞれランド部、グルーブ部にの
反射光強度である。反射光強度はトラック中心に対して
左右に配置された光検出器の和信号Ｉ₁＋Ｉ₂である。実
際はフォーカスサーボのみをかけて得られるトラック横
断信号の溝部とランド部強度を測定する。記録前後で定
義されるが、記録後のラジアル・コントラストは記録に
よる反射率低下部の信号強度を低域通過フィルタによっ
て平均化した強度を用いる。

【００７８】一方、記録後のプッシュプル値ＰＰａは、
やはり、差信号の平均値を用いて、ＰＰａ＝（Ｉ₁−Ｉ₂）／Ｉｔｏｐで定義される。

【００７９】いずれも一般的な定義（「コンパクトディ
スク読本」、中島平太郎、小川博司共著、オーム社、第
１版、第６章６節等に詳しい解説がある）であるが、よ
り詳しくは、ＣＤの規格書（レッドブック、オレンジブ
ック）に明記されている。同じＣＤ互換の書換媒体であ
りながら、前記特許ではドライブ設計に関わる溝信号等
を規定しているが、それ実施するためのディスクの具体
的構成については実施例における下部保護層膜厚がすべ
て２００ｎｍである。このため、具体的に例示されてい
る溝深さの推奨値が５０〜６０ｎｍと深めになってい
る。

【００８０】前記公開特許との差違が生じるのは下部保
護層膜厚が本発明範囲を超えて厚いことによると考えら
れる。すなわち、下部保護層膜厚が厚いと、溝が埋めら
れて記録層面で見た溝形状が実質上浅くなるため、溝形
状を深めに設定する必要があったと考えられる。

【００８１】本発明は光学特性のみならず、信頼性・生
産性のバランスを考慮して記録媒体の層構成と溝形状を
セットで設計した点で、上記公知文献とは全体的な設計
思想に大きな相違が存在し、結果として実施の態様に差
が生じたと言わざるをえない。

【００８２】一方、溝深さを浅くしすぎるとスタンパ製
造や基板の成形が困難になる、あるいはラジアル・コン
トラストやプッシュプルの下限規格を下回るため、２５
ｎｍより浅くはできない。図６に示す繰り返しオーバー
ライト耐久性の溝深さ依存性を考慮すれば３０〜４０ｎ
ｍであることが一層望ましい。

【００８３】溝幅は記録後のラジアル・コントラストの
観点から０．４５μｍ以上、ウオブルと溝形状に関した
オーバーライト耐久性の観点から０．６μｍ以下である
ことが望ましい。０．６μｍより広いと相変化媒体一般
の現象として、また、０．４μｍより狭いとウオブルの
存在によるオーバーライト耐久性による劣化が著しくな
るので好ましくない。より好ましくは０．４５μｍ以上
０．５５μｍ以下である。本発明は、低反射率ながらＣ
Ｄと互換性のある書き換え可能媒体を意図したために生
じる種々の制約を克服し、単なる最適化の手順を超えて
トレードオフ要因間のバランスをとるための具体的方策
を見出したものである。個々の要素のみに注目すれば先
行する相変化媒体技術を飛躍的に超えるものではない
が、ＣＤ互換書き換え可能媒体の産業上の利用価値は大
きい。

【００８４】

【実施例】以下、ＣＤとの互換性を考慮しつつ高信頼
性、高生産性を達成したＣＤ−Ｅ媒体の具体例について
実施例を用いて説明するが、本発明は、その要旨を越え
ない限り以下の実施例に限定されるものではない。

【００８５】実施例１−１、実施例１−２表１、２には、ウオブル振幅は一定とし、溝幅及び溝深
さを変化させた場合の繰り返しオーバーライト耐久性、
光学特性、溝信号特性をまとめた。実験に用いた層構成
は下部保護層（ＺｎＳ）₈₀（ＳｉＯ₂）₂₀が８０ｎｍ、
Ａｇ₅Ｉｎ₅Ｓｂ₆₀Ｔｅ₃₀記録層２０ｎｍ、上部保護層
（ＺｎＳ）₈₀（ＳｉＯ₂）₂₀が２３ｎｍ、反射層Ａｌ₉₈
Ｔａ₂が１００ｎｍである。

【００８６】（ＺｎＳ）₈₀（ＳｉＯ₂）₂₀保護層の膜密
度は３．５ｇ／ｃｍ³で理論的バルク密度３．７２ｇ／
ｃｍ³の９４％であった。すべての薄膜はスパッタ法で
真空を解除せずに作成した。また、基板は射出成形で作
成した。各層組成は蛍光Ｘ線分析、原子吸光分析、Ｘ線
励起光電子分光法等を組み合わせて確認した。成膜直後
の記録層は非晶質であり、バルクイレーザー（日立コン
ピュータ機器、ＰＯＰ１２０、商品名）により線速３ｍ
／ｓで初期化パワー５００ｍＷを照射して全面結晶化さ
せ初期（未記録）状態とした。このパワーでは記録層は
いったん溶融して再凝固する再に結晶化していると考え
られる。

【００８７】下部保護層膜厚は図５の反射率の極小点ｄ
₁＝７５ｎｍより５ｎｍ厚くしている。基板は厚さ１．
２ｍｍのポリカーボネート基板で、射出成形により１．
６μｍピッチで振幅、周期、変調信号等ＣＤ−Ｒ規格
（オレンジブック、パート２）に準じたウオブルが形成
されている。

【００８８】記録には図８のパルスストラテジーを用い
た。記録パワーＰｗと消去パワーＰｅ、バイアスパワー
Ｐｂはそれぞれ１２ｍＷ、６ｍＷ、０．８ｍＷとした。
このパワー近傍において最も良好なジッタが得られた。
記録用光学ヘッドは波長７８０ｎｍ、ＮＡ＝０．５５で
あり、記録時の線速はいわゆるＣＤ線速の２倍速（２．
４ｍ／ｓ）である。

【００８９】オーバーライト耐久性の回数とは２倍速で
繰り返しオーバーライトしたときに３Ｔマークのジッタ
がＣＤ規格の上限値である１７．５ｎｓｃ以下に保たれ
る回数とした。また、同表には記録後のラジアルコント
ラスト値ＲＣｂ、ＲＣａも記入されているが、深溝化で
溝深さが４５ｎｍを超すとＲＣａが０．６を上回るよう
になり好ましくない。

【００９０】また５０ｎｍより深くなると記録後のプッ
シュプルＰＰａが０．１を上回るようになり好ましくな
い。また、溝内反射率が低下して、１５％ぎりぎりもし
くはそれ以下となり、トラッキングサーボが不安定にな
った。溝幅は０．４〜０．６μｍの範囲でないと繰り返
しオーバーライト回数１０００回が達成できない。溝深
さが２５ｎｍ未満であると記録前後のラジアルコントラ
スト比が０．３を大きく下回り、また繰り返しオーバー
ライト回数も５００−６００回未満となり好ましくな
い。

【００９１】実施例２−１、実施例２−２実施例２−１及び実施例２−２では、下部保護層を反射
率の極小近傍（７５ｎｍ、及び２５０ｎｍ）となる２つ
の膜厚８０ｎｍ（実施例２−１）と、２６０ｎｍ（実施
例２−２）でディスクを作成した。いずれも同一スパッ
タ装置内で作成した。保護層の膜密度はバルクの約９３
％であった。

【００９２】記録層Ａｇ₅Ｉｎ₆Ｓｂ₅₉Ｔｅ₃₀の膜厚は２
０ｎｍ、上部保護層膜厚は２３ｎｍ、反射層は１００ｎ
ｍである。光学的には同等の特性が得られる。しかし、
反射率分布を測定した結果、図１２、図１３に示すよう
に、明らかに実施例２−２の２６０ｎｍの方がディスク
面内の反射率分布が大きいという結果が得られた。

【００９３】ここで図１２、図１３はそれぞれ実施例２
−１、２−２のディスクの反射率の半径方向分布を示
す。図中、中央の折れ線は各半径における平均値、上下
の点折れ線は各半径における最大値と最小値を示す。変
動率がわかりやすいように全測定点の平均値を＜Ｒｔｏ
ｐ＞として、＜Ｒｔｏｐ＞で規格化している。

【００９４】周方向分布も含めると実施例２−２では平
均値＋１１％、−７％の範囲になった。一方、実施例２
−１では平均値±６％に収まった。本実験ではスパッタ
成膜装置において平均値±約３％の膜厚分布を生じてい
るので、各々±約２．５ｎｍ、８ｎｍの分布を含んでい
る。これは現状の静止対向型スパッタ装置では極めて良
好な部類の分布である。

【００９５】一方、いずれの膜厚でも同一の膜厚変化Δ
ｄに対して同じだけ反射率が変化するから、±約８ｎｍ
も分布がある実施例２−２の場合は反射率分布が大きく
なる。反射率分布は同一ディスク面内では±１０％に入
るのが光ディスクでは望ましい。この観点から、また、
成膜時間・材料コストも約１／３になることから、生産
性の観点からは明らかに最初の極小点近傍の下部保護層
膜厚を用いることが望ましいことが確認された。

【００９６】実施例３Ａｇ₅Ｉｎ₅Ｓｂ₅₉Ｔｅ₃₁記録層を２０ｎｍ、（ＺｎＳ）
₈₀（ＳｉＯ₂）₂₀上部保護層を２３ｎｍ、Ａｌ₉₈Ｔａ₂反
射層を１００ｎｍとし、下部保護層ＺｎＳ：ＳｉＯ₂の
組成及び膜厚依存性を検討した。溝深さは３５ｎｍ、溝
幅は０．５３μｍである。

【００９７】ＺｎＳ：ＳｉＯ₂混合膜の屈折率ｎ_abは、
ＺｎＳ（屈折率ｎ_a＝２．３）、ＳｉＯ₂（屈折率ｎ_b＝
１．４５）のモル比に比例して決まる。すなわち、（Ｚ
ｎＳ） _1-m（ＳｉＯ₂）_mなる組成に対して、ｎ_ab＝ｎ_a（１−ｍ）＋ｎ_bｍである。

【００９８】図１４に、ｍ＝０．１５、０．２０、０．
２５の場合の、第１の反射率極小点近傍での反射率及び
変調度の下部保護層膜厚依存性を示した。変調度につい
ては図中各点の近くに数値で示している。

【００９９】ＳｉＯ₂のモル比が大きくなり、屈折率が
低下すると極小点における反射率が増加する。この場合
変調度を大きく低下させずに厚膜化できる範囲が狭くな
り、高々５ｎｍ程度である。一方、ＳｉＯ₂を減らして
ｍ＝０．１５とし屈折率を大きくすると、溝内反射率１
５％を維持するためにはむしろ極小点をはずす必要があ
る。１０〜２０ｎｍ厚膜化する余地が生じ、同一の反射
率・変調度を維持しつつ、オーバーライト耐久性を向上
できる。

【０１００】図６で示したようにこの膜厚領域では５ｎ
ｍでも厚膜化した方が耐久性に有利である。実際、図１
５に図１４中に１、２、３として示した下部保護層にお
ける繰り返しオーバーライト耐久性を図１１と同様に評
価した結果を示す。特に、図中３で示した下部保護層が
光学的特性、繰り返しオーバーライト耐久性のバランス
がとれ、本発明の好適な例であることがわかる。

【０１０１】ただし、保護層自身の耐久性はｍ＝０．２
０がベストであり、ｍとして０．１未満は好ましくな
い。また、ｍが０．３より大であると経時安定性に問題
があるのでやはり好ましくない。上下の保護層とも同一
組成を用いるか、下部保護層は０．１３≦ｍ≦０．１
７、上部保護層は０．１８≦ｍ≦０．２２として若干組
成差（屈折率差）をつけるかは、光学的要件の厳しさに
より適宜選択できる。

【０１０２】実施例４実施例１−１（ｂ）の基板及び層構成において、記録層
のみをＺｎ₃Ｇｅ₈Ｓｂ ₆₁Ｔｅ₂₈合金層に変更して同様に
ディスクを作成し、バルクイレーザーで初期化した後、
図８の記録パルスストラテジーを照射してＣＤの２倍速
でのオーバーライトを行った。Ｐｗ＝１３ｍＷ，Ｐｅ＝
６．５ｍＷ、Ｐｂ＝０．８ｍＷの時、ジッタはクロック
周期Ｔ＝１１５ｎｓｅｃの１０％未満、変調度は０．７
０、反射率は１８．１％、ＰＰａ＝０．０７６、ＲＣｂ
＝０．１６、ＲＣａ＝０．５１（ＲＣｂ／ＲＣａ＝０．
３１）を得た。繰り返しオーバーライト耐久性は２００
０回以上であった。

【０１０３】

【表１】

【０１０４】

【表２】

【図面の簡単な説明】

【図１】ウォブルの説明図である。

【図２】本発明に関わる光学的記録用媒体の一例を示
す説明図である。

【図３】変調度の説明のための図である。

【図４】位相差δの説明図である。

【図５】４層構成における反射率と、結晶と非晶質の
位相差の説明図である。

【図６】オーバーライト耐久性と、下部保護層膜厚の
関係を説明する図である。

【図７】本発明に関わる光学的記録用媒体の一例を示
す説明図である。

【図８】ＥＦＭランダム信号の一例を示す図である。

【図９】ウォブル振幅によるオーバーライト特性の変
化を説明するための図である。

【図１０】ウォブルと記録用光ビームの関係の説明図
である。

【図１１】溝幅によるオーバーライト特性の変化を説
明するための図である。

【図１２】本発明の実施例におけるディスクの反射率
の分布の説明図である。

【図１３】本発明の実施例におけるディスクの反射率
の分布の説明図である。

【図１４】反射率と変調度の下部保護層膜厚依存性を
説明する図である。

【図１５】下部保護層膜厚に対するオーバーライト耐
久性を説明する図である。

【符号の説明】１基板２溝３下部保護層４記録層５上部保護層６反射層７保護コート層

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩＧ１１Ｂ 7/24 ５３５Ｇ１１Ｂ 7/24 ５３５Ｈ５６１５６１Ｍ (72)発明者坪谷奏子神奈川県横浜市青葉区鴨志田町1000番地三菱化学株式会社横浜総合研究所内 (72)発明者堀江通和神奈川県横浜市青葉区鴨志田町1000番地三菱化学株式会社横浜総合研究所内 (56)参考文献特開平８−63781（ＪＰ，Ａ) 特開平８−315425（ＪＰ，Ａ) 特開平８−321077（ＪＰ，Ａ) 特開平５−89519（ＪＰ，Ａ) 特開平１−211249（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G11B 7/24

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】蛇行する案内溝を設けた基板上に下部保
護層、相変化型記録層、上部保護層、反射層をこの順に
設け、反射率が１５％以上２５％以下の結晶状態を未記
録状態とし反射率１０％未満の非晶質状態を記録状態と
して、案内溝内に基板の記録層とは反対側の面より集束
光を用いて光強度の２値以上の変調により、非晶質マー
クの記録・再生・消去を行う光学的情報記録用媒体にお
いて、記録層がＭ_w（Ｓｂ_zＴｅ_1-z）_1-w（ただし、０≦ｗ＜
０．３、０．５＜ｚ＜０．９、ＭはＩｎ，Ｇａ，Ｚｎ，
Ｇｅ，Ｓｎ，Ｓｉ，Ｃｕ，Ａｕ，Ａｇ，Ｐｄ，Ｐｔ，Ｐ
ｂ，Ｃｒ，Ｃｏ，Ｏ，Ｓ，Ｓｅからなる群より選ばれる
少なくとも１種）合金薄膜であり、その膜厚が１５ｎｍ
以上３０ｎｍ以下であり、下部保護層の膜厚が、結晶状態の反射率が極小値となる
膜厚より０ｎｍを超えて３０ｎｍ以下厚いことを特徴と
する光学的情報記録用媒体。
【請求項２】下部保護層が厚さ７０ｎｍ以上、１５０
ｎｍ以下の（ＺｎＳ）_1-X（ＳｉＯ₂）_X （ただし、０．
１３≦Ｘ≦０．１７）であり、上部保護層が厚さ２０ｎ
ｍ以上、３０ｎｍ以下の（ＺｎＳ）_1-Y（ＳｉＯ₂）
_Y （ただし、０．１８≦Ｙ≦０．２２）である請求項１
記載の光学的情報記録用媒体。
【請求項３】蛇行する案内溝を設けた基板上に第一下
部保護層、第二下部保護層、相変化型記録層、上部保護
層、反射層をこの順に設け、反射率が１５％以上２５％
以下の結晶状態を未記録状態とし反射率１０％未満の非
晶質状態を記録状態として、案内溝内に基板の記録層と
は反対側の面より集束光を用いて光強度の２値以上の変
調により、非晶質マークの記録・再生・消去を行う光学
的情報記録用媒体において、記録層がＭ_w（Ｓｂ_zＴｅ_1-z）_1-w（ただし、０≦ｗ＜
０．３、０．５＜ｚ＜０．９、ＭはＩｎ，Ｇａ，Ｚｎ，
Ｇｅ，Ｓｎ，Ｓｉ，Ｃｕ，Ａｕ，Ａｇ，Ｐｄ，Ｐｔ，Ｐ
ｂ，Ｃｒ，Ｃｏ，Ｏ，Ｓ，Ｓｅのうち少なくとも１種）
合金薄膜であり、その膜厚が１５ｎｍ以上３０ｎｍ以下
であり、第一下部保護層の屈折率と基板の屈折率との差が０．０
５未満であり、第二下部保護層の膜厚が結晶状態の反射
率が極小値となる最小膜厚より０ｎｍを超えて３０ｎｍ
以下薄いことを特徴とする光学的情報記録用媒体。
【請求項４】案内溝の深さが２５ｎｍ以上４５ｎｍ以
下、幅が０．４μｍ以上０．６μｍ以下である請求項１
乃至３のいずれかに記載の光学的情報記録用媒体。
【請求項５】下部保護層の膜厚又は第一下部保護層と
第二下部保護層の合計の膜厚が７０ｎｍ以上９０ｎｍ以
下であり、上部保護層の膜厚が１０ｎｍ以上３０ｎｍ以
下であり、反射層が５０ｎｍ以上２００ｎｍ以下のＡｌ
_1-VＭ_V （ただし、０．００５≦Ｖ≦０．０５、ＭはＴａ
又はＴｉ）である請求項１乃至４のいずれかに記載の光
学的情報記録用媒体。
【請求項６】相変化型記録層が、ＡｇαＩｎβＳｂγ
Ｔｅη（ただし、３＜α＜１０、３＜β＜８、５５＜γ
＜６５、２５＜η＜３５、６＜α＋β＜１３、α＋β＋
γ＋η＝１００）である請求項１乃至５のいずれかに記
載の光学的情報記録用媒体。