JP3500325B2 - 相変化記録媒体、その製造方法及び製造装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、相変化記録媒体、
その製造方法及び製造装置に関し、より詳しくは、光ビ
ームを照射して情報の記録・再生を行う相変化型の光記
録層を有する光記録媒体であって、記録層の堆積後に結
晶化させるための初期結晶化工程が不要な相変化記録媒
体、その製造方法及び製造装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】光ビームを照射して情報の記録・再生を
行う相変化型の光記録媒体は、大容量性、高速アクセス
性、媒体可搬性を兼備する他、競合する光磁気媒体に比
較して、再生原理がＣＤと同じ反射率変化形なのでＣＤ
互換ドライブが安価に提供出来る、信号品質が優れてい
るので高密度化し易い、１ビームオーバライトが容易な
ので記録データ転送速度が速い、等の利点を有してい
る。

【０００３】相変化記録媒体は、記録マークを形成する
ことにより情報の記録を行い、この記録マークを消去す
ることにより情報の消去を行うことができる。記録マー
クの形成は、記録レベルの光照射により記録層を溶融し
てランダムな状態にし、記録層の結晶化時間よりも短い
時間内に冷却してランダムな状態を室温にクエンチして
非晶質の記録マークを形成することにより行う。一方、
記録マークの消去は、消去レベルの光照射で記録層をそ
の融点未満且つ結晶化温度以上の温度に昇温し、この昇
温時間を記録層の結晶化時間よりも長く保持することに
よって結晶化させることにより行う。また、情報の再生
は、結晶と非晶質との反射率の違いを利用して行われ
る。

【０００４】相変化記録媒体は、記録前の状態が非晶質
か結晶かに関わらず記録が成立するので、１ビームでオ
ーバライトが出来るという利点を有する。

【０００５】相変化記録媒体の具体例としては、光ディ
スクを挙げることができる。光ディスクの構造は、代表
的には、ヘッダー部がプリフォーマット化され、データ
部がプリグループ化されたポリカーボネイト基板上に、
下側誘電体層、記録層、上側誘電体層、反射層を順次積
層した構造（４層構造）を有する。さらに、反射層の上
には接着層を介して対向基板を貼合わせるか、レーベル
を貼り付ける。

【０００６】記録層としては、カルコゲン系の金属化合
物、例えばＧｅＳｂＴｅ、ＡｇＩｎＳｂＴｅ、ＩｎＳｂ
ＴｅやそれらにＣｒ、Ｖ、Ｎ等を適宜微量添加した薄膜
が用いられる。

【０００７】誘電体層と反射層は、記録層の酸化防止、
積算オーバライトによる劣化の防止、記録時の熱応答の
調整、再生時の光学的エンハンス等の役割りを担ってい
る。特に、光学的エンハンスメント効果に関しては、下
側誘電体層は基板と記録層の間での多重干渉効果、上側
誘電体層は記録層と反射層と間での多重干渉効果によ
り、記録層単層の反射率変化量を増加させ、信号品質を
向上させることができる。

【０００８】以上説明したような相変化記録媒体は、Ｃ
Ｄ−ＲＷ（compact disc-rewritable）、ＤＶＤ−ＲＡ
Ｍ（digital versatile disc-random access memory）
などを始めとする各種の情報記録システムにおいて応用
され、今後も大容量化、データ転送速度の高速化、低価
格化などが望まれている。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかし、本発明者は、
独自の検討を続けた結果、このような相変化記録媒体に
は、未だ解決すべき種々の課題があることを認識した。
これらの課題について以下に列挙する。

【００１０】（転送速度向上技術の課題） 先ず、転送速度に関する従来技術の問題について説明す
る。データ転送速度の高速化に対する要求は、他の記録
媒体と同様に高い。しかし、相変化記録媒体において
は、記録時のデータ転送速度を向上するためには、記録
層の結晶化時間を短縮する必要がある。何故ならば、デ
ータ転送速度の高速化は、光スポットの通過時間の短縮
化を意味するからである。従来、結晶化時間を短縮する
手段としては、記録層に記録層を構成する主要元素以外
の元素を微量添加する、記録層の下地に結晶化制御用の
シード層を設ける、等の提案が為されている。しかし、
結晶化時間短縮の効果は不十分で、相変化記録媒体のデ
ータ転送速度は数１０Ｍｂｐｓ（mega bit per secon
d）以下に制約されている。

【００１１】（製造コスト低減に対する課題） 相変化記録媒体の従来の典型的な製造工程は、 （１）原盤のマスタリングプロセス （２）スタンパ作成プロセス （３）インジェクションによる基板の形成プロセス （４）スパッタによる膜付けプロセス （５）（必要に応じて貼り合せプロセス） （６）初期結晶化プロセス （７）ベリファイプロセス という流れに従っていた。

【００１２】この一連のプロセスの中で「（６）初期結
晶化プロセス」とは、アズデポ（as-depo.：堆積したま
まの状態）の相変化記録層をディスク全面に亘って結晶
化する工程である。この工程を設ける理由は、アズデポ
の非晶質状態の記録層は、光記録により形成する非晶質
マークとは異なり、記録化に要する時間が非常に長いか
らである。このため、従来の相変化記録媒体は、アズデ
ポのままで用いられることはなく、初期結晶化工程によ
り記録層を結晶化する必要があった。

【００１３】例えば、光ディスクを例に挙げると、「初
期結晶化工程」は、ディスク半径方向に長い楕円状のレ
ーザビームを高パワーで照射しながらディスクを比較的
低速で回転させ、さらに楕円ビームの長軸よりも短い送
りピッチでビームを半径方向に送ることにより、徐々に
記録層をアニールして結晶化する方式を採用している。
初期化に要する時間は、ディスク径、初期化時の線速
度、送りピッチに依存するが、フォーカシング時間も含
めると最低でも数分間を要し、甚だ生産性が悪い。現実
の製造ラインは、ディスク１枚当りのタクトが数秒にな
るように設計するので、初期化装置を数１０台並べて実
施する必要があり、装置コストがかさみ、装置設置面積
も必要とされ、装置保守も必要であり、記録媒体の生産
性が低く、製造コストが高くなるという課題があった。

【００１４】（記録媒体の構造の選択の自由度に対する
課題） 従来の相変化記録媒体が有するもうひとつの課題は、媒
体の構造の選択の自由度が制限されることである。すな
わち、従来の多くの相変化記録媒体は、Ｒｃ（結晶部の
光反射率）の方がＲａ（非晶質の記録マークの光反射
率）よりも高く設定されているが、これは、前述したよ
うに初期結晶化工程が必要であったことに起因してい
る。

【００１５】すなわち、媒体の初期状態が結晶である場
合には、ＲｃをＲａよりも高く設定することによって、
記録前の反射率が高く、アドレス部、及びデータ部の初
期状態の反射率が高く、ヘッダ信号やサーボ信号の品質
が向上してサーボの安定性が良好である。

【００１６】但し、媒体の初期状態が結晶であるという
制約を無くせば、各層の膜厚や材料の選択によって非晶
質マークの反射率（Ｒａ）を結晶部の反射率（Ｒｃ）よ
りも高くも低くも自由に設計することが可能となる。

【００１７】しかし、従来の相変化記録媒体は、Ｒｃが
高い為に、結晶状態の吸収率（Ａｃ）はそれほど高くす
ることが出来ず記録感度が悪い、マーク長記録に必須と
される吸収率調整がしにくい、初期化プロセスが必須な
ので製造プロセスコスト的には不利である、等の問題を
有していた。ここで「吸収率調整」とは、結晶状態の吸
収率Ａｃを非晶質状態の吸収率（Ａａ）よりも高く設定
する事であり、溶融潜熱を考慮した場合に溶融時の膜温
度を結晶部と非晶質部で等しくする、即ちオーバーライ
トジッタを低減する為の手段である。

【００１８】Ｒｃ＞Ｒａとされた、いわゆるHigh to Lo
w構造（以下、ＨｔｏＬ構造と略記する）の媒体では、
少なくも記録層以外に光吸収層が無く、かつ全反射形の
膜構造では自動的にＡｃ＜Ａａとなり吸収率調整が出来
ない。Ｒｃ＞ＲａのＨｔｏＬ媒体において吸収率調整を
実施する方法としては、反射膜を半透明化（極薄膜化）
する、記録層と反射層との間に光吸収層を設ける、など
の方法も考えられる。しかし、これらの方法によって
も、吸収率の比Ａｃ／Ａａは高々１．２程度であり、さ
らなる吸収率調整が必要とされる高線速動作には向かな
いという問題があった。

【００１９】これに対して、ＲｃがＲａよりも低く調整
されているＬｔｏＨ（Low to High）媒体は、記録感度
が高い、吸収率調整がし易いといった特長を有し、次世
代の光ディスクの主流として期待される。特に、前記し
た４層膜構造の基板と下側誘電体層との間に薄い金属か
らなる半透明膜を配した五層膜構造の媒体では、上下の
干渉膜厚を適切に選ぶとＡｃ／Ａａを１．５以上に設計
出来るので、結晶部の記録感度が高いことも合わせて高
線速動作に好適である。

【００２０】しかしながら、このようなＬｔｏＨ媒体に
おいても、Ａｃ／Ａａを高く設定するほど、また、再生
ＣＮＲを高く設定するほどＲｃが低下するので、Ｒｃ＞
Ｒａの媒体と同様に初期結晶化工程に供してしまうとア
ドレス部が読取りにくくなる、記録前の状態でのデータ
部のサーボ信号が読取りにくくなる、という問題があっ
た。

【００２１】（大容量化に対する課題） 相変化媒体の記録密度を向上する技術としては、光源の
短波長化、対物レンズのＮＡの増大、超解像薄膜の付与
などが挙げられる。これに対して、記録密度の向上を図
らずに記憶容量を向上させる手段として提案されている
のが、片面二層化である。片面二層は同一の光ビーム入
射面側から、数１０μｍ程度離れて配置された２層の記
録層を光ビームの焦点位置を調整するだけで記録再生す
るもので、ディスクを裏返す必要が無いため、ユーザか
ら見た場合には、ほぼ倍の記録密度を有する片面単層デ
ィスクと同等の性能を持つといえる。再生専用のＤＶＤ
では通称ＤＶＤ−９で知られる片面二層ディスクが知ら
れているが、書換え形では、記録層１層分の透過率が不
十分なため、光ビーム入射側に対して奥に配置される記
録層へ十分に光が届かず記録再生が困難と考えられてき
た。

【００２２】しかしながら、ＩＳＯＭ（International
Symposium on Optical Memory）’９８，Technical Dig
est,pp.144-145(Ｔｈ−Ｎ−０５）に開示されている様
に、書換え形の相変化媒体においても、片面二層化が可
能なことが示唆された。この技術のポイントは、光ビー
ムの入射側から第１記録層部、第２記録層部とした時
に、奥側に配置される第２記録層部へ十分に光が透過す
るように、第１記録層部の透過率を５０％程度と高めた
点、第１記録層部と第２記録層部からのサーボ信号、再
生信号のバランスを取るために第２記録層部の反射率を
高く、すなわち透過率を低く設定した点、オーバライト
ジッタを低減するために第１記録層部、第２記録層部共
に、結晶部の吸収率Ａｃを非晶質部の吸収率Ａａよりも
高く設定した点である。

【００２３】上記した設定を満足させるため、第１記録
層部は結晶部反射率Ｒｃが非晶質部反射率Ｒａよりも高
い、いわゆるHigh to Low構造（以下、ＨｔｏＬ構造と
略記する）で反射膜の無い３層構成、第２記録層部は結
晶部反射率Ｒｃが非晶質部反射率Ｒａよりも低いＬｔｏ
Ｈ構造の下側に薄いＡｕ半透明膜、上側に薄いＡｌ−Ｃ
ｒ反射膜を有する５層構成を採用している。

【００２４】この構成では、光ビーム入射側から見た時
の各記録層部の反射率は、第１記録層部が結晶部に対し
て９％、非晶質部に対して２％、第２記録層部が結晶部
に対して３％程度、非晶質部に対して９％程度となる。
従って、この片面二層相変化媒体を従来の製造工程に従
って初期結晶化した場合には、アドレス部とデータ部の
初期反射率は第１記録層で９％、第２記録層では３％程
度となり、例えば片面単層のＤＶＤ−ＲＡＭ規格の１５
％−２５％に比べてかなり低い。第１記録層の初期反射
率程度であれば、再生パワーを上昇させればアドレス信
号再生、データ部のサーボ信号再生が何とか可能ではあ
るが、第２記録層部の反射率は低すぎてこのままではア
ドレス信号、サーボ信号共に再生が困難となる。

【００２５】また、前記した書換え形に限定されず、片
面二層媒体に共通する課題として初期結晶化工程の煩雑
性を挙げることができる。すなわち、第１記録層部、第
２記録層部をそれぞれ初期結晶化すると、２倍の工程を
要するので生産性、製造コストに支障をきたす事にな
る。

【００２６】本発明は、係る種々の課題の認識に基づい
てなされたものである。すなわち、その主たる目的は、
相変化記録媒体の記録転送速度を向上させ、媒体の製造
コストを低減し、媒体の構造の選択の自由度を飛躍的に
拡げて特にＲｃ＜Ｒａ構造の媒体を実現し、さらに記憶
容量を増大することにある。

【００２７】さらに具体的には、記録層の結晶化に要す
る時間を短縮し、データ転送速度を向上することであ
り、アズデポ非晶質に高速結晶化性能を付与することに
より、初期結晶化工程を無くして製造コストを低減する
ことであり、さらに、Ｒｃ＜Ｒａの媒体をアズデポの非
晶質状態から使用可能として、媒体の構造の選択範囲を
広げることであり、片面２層媒体の反射率を向上させて
記憶容量の増加を実現させることにある。

【００２８】

【課題を解決するための手段】すなわち、本発明の相変
化光記録媒体は、光照射によって非晶質状態と結晶状態
との間を可逆的に相変化し光学的な特性が変化する第１
の記録層を備えた相変化記録媒体であって、前記第１の
記録層の前記非晶質状態における光反射率は、前記結晶
状態における光反射率よりも高く、前記記録層は、記録
前の状態が微細結晶核を含有するアズデポの非晶質状態
であり、且つオーバーライト後に前記記録層に形成され
る消去部としての前記結晶状態の部分を構成する結晶粒
の粒径に対する個数の分布が少なくとも２つの異なる粒
径でそれぞれ極大値を有し、前記微細結晶核の平均粒径
は、０．５ｎｍ以上４ｎｍ以下であり、前記少なくとも
２つの異なる極大値のうちの第１の極大値の粒径は４ｎ
ｍよりも大きく且つ２０ｎｍ以下であり、前記少なくと
も２つの異なる極大値のうちの第２の極大値の粒径は２
０ｎｍよりも大きく且つ１００ｎｍ以下であって、前記
第１の極大値を中心とする分布に属する結晶粒が全体に
対する面積比で２０％以上９０％以下であることを特徴
とする。ここで、前記アズデポの非晶質状態における前
記記録層の熱伝導率が０．８Ｗ／ｍＫ以上、６Ｗ／ｍＫ
以下であることを特徴とする。また、前記記録層は、Ｋ
ｒとＸｅの少なくともいずれかを０．２原子％以上１０
原子％以下の割合で含有することを特徴とする。また、
前記記録層は、トラックピッチよりもｅ^−２径の大きな
スポットサイズを有する記録光を照射した後に、トラッ
ク間にアズデポの非晶質状態のバンド部を有することを
特徴とする。また、光照射によって非晶質状態と結晶状
態との間を可逆的に相変化し光学的な特性が変化する第
２の記録層と、前記第１の記録層と前記第２の記録層と
の間に設けられた分離層と、をさらに備えたことを特徴
とする。一方、本発明の相変化記録媒体の製造方法は、
光照射によって非晶質状態と結晶状態との間を可逆的に
相変化し光学的な特性が変化する第１の記録層を備えた
相変化記録媒体であって、前記第１の記録層の前記非晶
質状態における光反射率は、前記結晶状態における光反
射率よりも高く、前記記録層は、記録前の状態が微細結
晶核を含有するアズデポの非晶質状態であり、且つオー
バーライト後に前記記録層に形成される消去部としての
前記結晶状態の部分を構成する結晶粒の粒径に対する個
数の分布が少なくとも２つの異なる粒径でそれぞれ極大
値を有し、前記微細結晶核の平均粒径は、０．５ｎｍ以
上４ｎｍ以下であり、前記少なくとも２つの異なる極大
値のうちの第１の極大値の粒径は４ｎｍよりも大きく且
つ２０ｎｍ以下であり、前記少なくとも２つの異なる極
大値のうちの第２の極大値の粒径は２０ｎｍよりも大き
く且つ１００ｎｍ以下であって、前記第１の極大値を中
心とする分布に属する結晶粒が全体に対する面積比で２
０％以上９０％以下であることを特徴とする相変化記録
媒体の製造方法であって、基板上に前記第１の記録層を
堆積している間または前記基板上に前記記録層を堆積し
た後に、赤外線ランプにより照射される光に対して実質
的に吸収を有しない材料により前記基板を支持しつつ前
記赤外線ランプの加熱により前記基板の温度をその熱変
形温度未満としつつ前記記録層を室温よりも高い温度に
昇温することにより、前記記録層を前記微細結晶核を含
有する非晶質状態とすることを特徴とする。または、本
発明の相変化記録媒体の製造装置は、光照射によって非
晶質状態と結晶状態との間を可逆的に相変化し光学的な
特性が変化する第１の記録層を備えた相変化記録媒体で
あって、前記第１の記録層の前記非晶質状態における光
反射率は、前記結晶状態における光反射率よりも高く、
前記記録層は、記録前の状態が微細結晶核を含有するア
ズデポの非晶質状態であり、且つオーバーライト後に前
記記録層に形成される消去部としての前記結晶状態の部
分を構成する結晶粒の粒径に対する個数の分布が少なく
とも２つの異なる粒径でそれぞれ極大値を有し、前記微
細結晶核の平均粒径は、０．５ｎｍ以上４ｎｍ以下であ
り、前記少なくとも２つの異なる極大値のうちの第１の
極大値の粒径は４ｎｍよりも大きく且つ２０ｎｍ以下で
あり、前記少なくとも２つの異なる極大値のうちの第２
の極大値の粒径は２０ｎｍよりも大きく且つ１００ｎｍ
以下であって、前記第１の極大値を中心とする分布に属
する結晶粒が全体に対する面積比で２０％以上９０％以
下であることを特徴とする相変化記録媒体を製造する製
造装置であって、基板上に前記第１の記録層を堆積して
いる間または前記基板上に前記記録層を堆積した後に、
赤外線ランプ加熱により前記基板の温度をその熱変形温
度未満としつつ前記記録層を室温よりも高い温度に昇温
することにより前記記録層を前記微細結晶核を含有する
非晶質状態とする加熱手段と、 前記基板を支持する基
板ホルダであって、 前記基板ホルダの前記基板との接
触部は、前記赤外線ランプ加熱により照射されるランプ
光に対して実質的に吸収を有しない材料により構成され
ている基板ホルダと、を備えたことを特徴とする。

【００２９】本発明によれば、上述した各構成により、
相変化記録媒体の記録転送速度を向上させ、媒体の製造
コストを低減し、媒体の構造の選択の自由度を飛躍的に
拡げて特にＲｃ＜Ｒａ構造の媒体を実現し、さらに記憶
容量を増大することができる。

【００３０】さらに具体的には、記録層の結晶化に要す
る時間を短縮し、データ転送速度を向上し、アズデポ非
晶質に高速結晶化性能を付与することにより、初期結晶
化工程を無くして製造コストを低減することができ、さ
らに、Ｒｃ＜Ｒａの媒体をアズデポの非晶質状態から使
用可能として、媒体の構造の選択範囲を広げ、片面２層
媒体の反射率を向上させて記憶容量の増加を実現させる
ことができる。

【００３１】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照しつつ本発明の
実施の形態について説明する。

【００３２】（第１の実施の形態） まず、本発明の第１の実施の形態について説明する。本
実施の形態においては、相変化記録媒体の初期状態、す
なわち堆積したまま（as-depo.：アズデポ）の状態が非
晶質状態であり、且つこの非晶質状態が独特の近距離秩
序構造を有する点にひとつの特徴を有する。

【００３３】図１（ａ）〜（ｃ）は、本実施形態による
相変化記録媒体の記録層の微細構造を従来の相変化記録
媒体と比較しつつ表した模式図である。すなわち、図１
（ａ）は、本実施形態の記録層の微細構造、図１（ｂ）
は、従来技術により作成した記録層のアズデポ状態の微
細構造、図１（ｃ）は、本実施形態及び従来技術により
作成した記録層に光記録を行うことにより形成した結晶
部の微細構造を各々表す模式図である。

【００３４】従来技術により作成した記録層のアズデポ
の状態（図１（ｂ））は、長距離秩序も近距離秩序もみ
られないランダムな配列を呈している。これに対して、
本実施形態により作成したアズデポ状態の記録層の場合
には、長距離秩序は見られないが、０．５ｎｍ（８個程
度の原子からなる極微細結晶核）から４ｎｍ（４０００
個程度の原子からなる微結晶核）のサイズの近距離秩序
が見られた（図１（ａ）において符号Ａで例示した）。

【００３５】一方、本実施形態で作成した記録層と従来
技術により作成した記録層に光記録によって形成した結
晶部においては、約２０ｎｍ以上の長距離秩序を有する
多結晶状態が観察された。ここで、後述するように、本
発明と従来技術とでは、結晶部の粒径分布は異なってい
たが、数１０ｎｍ以上の領域にわたり規則的に原子が配
列する構造を呈する点では一致する。

【００３６】図１（ａ）に示した記録層は、以下に説明
する種々の手段で作成することが出来る。まず、本実施
形態の具体例を説明する前に、本実施形態の相変化記録
媒体の記録層の作成する上での基本的なコンセプトを説
明する。

【００３７】相変化記録に使用される記録膜は通常スパ
ッタ法で成膜され、成膜直後には非晶質状態にある。ス
パッタリング法は、高エネルギーのアルゴン（Ａｒ）イ
オン衝撃により、ターゲット面からスパッタ放出された
スパッタ粒子（気相）がランダムに基板面上に到着し、
ランダムな状態で表面をマイグレート（migrate）した
後に膜という固相状態に転移して所定の膜を作成する技
術である。

【００３８】スパッタ粒子は、一般に数ｅＶのエネルギ
ーを持つといわれている。１ｅＶは１０^４ Ｋに相当
し、室温の熱エネルギーに比較して非常に高い。また、
スパッタ粒子が基板状において気相から固相へ転移する
速度は通常１０^１２Ｋ／秒程度である。即ち、数ｅＶ
（数万Ｋ）のランダム状態から室温の固相に変化するに
要する時間は１０ナノ秒程度であり、融点から結晶化温
度の間の温度帯を通過する時間は高々１ナノ秒程度と推
定される。一方、ＧｅＳｂＴｅ，ＩｎＳｂＴｅ系記録膜
の結晶化に必要な結晶化保持時間は、数１０ナノ秒であ
る。つまり、従来のスパッタ法により膜が堆積する際に
は、結晶化保持時間よりもはるかに短い時間で冷却され
るので、スパッタ成膜直後の記録層は図１（ｂ）に表し
たように、近距離秩序の無い非晶質状態になる。

【００３９】この成膜直後の非晶質状態は、光記録によ
り形成される非晶質状態とは異なる。何故ならば、光記
録時の冷却速度は、線速や、媒体の層構造にも依存する
が、典型的には１０^１０Ｋ／秒程度とスパッタ成膜過程
のそれよりも二桁程度遅いからである。つまり、スパッ
タ成膜時の膜付着過程における冷却速度がきわめて速
く、記録時の非晶質部形成過程の冷却速度二桁程度速い
ことから、ａｓ−ｄｅｐｏ．状態の膜においては、光記
録後の非晶質部に比較してよりランダムネス（無秩序
性）の高い、換言すれば、近距離秩序が小さい非晶質が
形成されると考えられる。

【００４０】スパッタ成膜直後の非晶質状態が光記録で
形成される非晶質状態と同質であれば、初期結晶化工程
を経ずに記録再生動作が可能であるが、実際には冷却速
度の差に起因して、スパッタ成膜直後の非晶質状態は光
記録で形成される非晶質状態とは異なるために、Ｒｃ＞
Ｒａの媒体でもＲｃ＜Ｒａの媒体でも初期結晶化工程を
経ないと光記録が困難であった。光記録により形成され
た非晶質状態は、冷却過程における結晶化保持時間が、
記録層の結晶化時間に近いために、長距離においては無
定型状態を呈するが近距離秩序は有することを本発明者
は発見した。さらに、この発見に基づき、記録層及びそ
の上下の干渉層のスパッタリングプロセスに工夫を加え
て、アズデポの非晶質状態中に光記録で形成した非晶質
状態と同様の近距離秩序を形成することに成功して本発
明をなすに至った。

【００４１】具体的な本発明のプロセスとは、スパッタ
リングプロセスにおけるスパッタリング粒子の冷却速度
を低下させて、スパッタ成膜直後の非晶質状態を光記録
で形成される非晶質状態に近づけることであり、もうひ
とつは、スパッタ成膜直後の記録層に圧縮性応力を付与
して、記録層が結晶化しやすい状態にすることである。
これらは、もちろん組み合わせても良い。

【００４２】スパッタ直後の非晶質状態を光記録で形成
される非晶質状態に近づける為には基板上に入射するス
パッタ粒子のエネルギーを低下させるか、表面マイグレ
ーションの時間が長くなるように制御する。より具体的
には、スパッタガスとして、通常用いられるＡｒガスよ
りも、ＧｅＳｂＴｅ系スパッタ粒子に対しての冷却効果
が顕著なＫｒ（クリプトン）、Ｘｅ（キセノン）もしく
は、これらの混合ガスを用いるか、基板にバイアスを印
加して表面マイグレーションを助長するなどの方法が効
果的である。この様にして形成したディスクはスパッタ
成膜直後の状態が、光記録で形成される非晶質状態に近
く、長距離的には非晶質状態だが、近距離秩序を有する
微細構造を呈する。

【００４３】一方、スパッタ成膜直後の記録層に圧縮性
応力を付与して近距離秩序の形成を助長する為には、記
録層自体の圧縮応力を高めるか、記録層の上下に配され
る干渉に圧縮応力を付与して記録層が収縮し易くするこ
とが有用である。記録層は近距離秩序の全く無い非晶質
状態にある時よりも近距離秩序を有する非晶質状態にあ
る時の方が、若干ではあるが体積が小さい。従って、圧
縮応力を付与することにより、体積収縮しやすい、すな
わち近距離秩序を形成しやすくなる。圧縮応力の付与は
スパッタ膜の場合は一般的に成膜時に基板上に高エネル
ギの粒子を入射させる事で実現可能である。具体的手法
としては、記録層もしくは上下の干渉層の形成時に、ガ
ス圧力を低下させて基板に入射するスパッタ粒子のエネ
ルギを増加させるか、基板にバイアスを印加してガスイ
オンを加速させ、積極的に基板に入射させることが効果
的である。

【００４４】これらの手法の内で、記録層形成時のガス
圧力を低下させる方法は前記した一つ目のスパッタ粒子
のエネルギを低くする方法と相反するが、基板上でのス
パッタ粒子の冷却速度を適度に低下させて、かつ記録層
に適度な圧縮応力を付与する条件が本発明を実施する上
で好適であり、それは他の手法との関連の中で見出され
るものである。但し、好ましくは記録膜は重希ガスを用
いた高圧の条件でスパッタ成膜し（基板にバイアスを印
加すると同時に圧縮応力を付与する上で好適である）、
上下の干渉膜の形成時は低圧ガススパッタして大きな圧
縮応力を付与する方法が最も望ましい。上記が本発明の
相変化記録媒体の作成方法の基本的な考えである。

【００４５】以下、本発明の具体例について説明する。

【００４６】図２は本発明の相変化記録媒体の断面構成
図である。図２において、１０１はディスク基板、１０
２は半透明層、１０３は下部干渉層、１０４は記録層、
１０５は上部干渉層、１０６は反射層である。基板１０
１はプリフォーマットされた直径１２０ｍｍ、板厚０．
６ｍｍのポリカーボネイト基板であり、プリピット列か
らなるアドレス部（図示せず）と、プリグルーブの形成
されたデータ部（図示せず）とからなる。基板の作成方
法は、通常の原盤マスタリング、メッキによるスタンパ
作成、スタンパ上へのポリカーボネイト樹脂のインジェ
クション形成である。本具体例では、グルーブ、ランド
共にトラック幅は第１世代ＤＶＤ−ＲＡＭ規格の０．７
４μｍ、グルーブ深さはクロストークキャンセル仕様の
７０ｎｍとした。

【００４７】この基板上に形成した相変化媒体の構造
は、基板面から順番に、膜厚１０ｎｍのＡｕ半透明膜１
０２、膜圧８５ｎｍのＺｎＳ−ＳｉＯ_２下部干渉膜１０
３、膜厚１０ｎｍのＧｅＳｂＴｅ記録層１０４、膜厚３
０ｎｍのＺｎＳ−ＳｉＯ_２上部干渉膜１０５、膜厚１０
０ｎｍのＡｌＭｏ反射膜１０６である。ＺｎＳ−ＳｉＯ
_２の組成は上部、下部共にＳｉＯ_２が２０ａｔ．％、Ｇ
ｅＳｂＴｅは、Ｇｅ：Ｓｂ：Ｔｅ＝２：２：５の標準的
な組成とした。

【００４８】上記膜構造のディスクの光学的な設計値
（ミラー面）は、Ｒｃ：５％，Ｒａ：２０％，Ａｃ／Ａ
ａ：１．３の典型的な吸収率調整形ＬｔｏＨ構造であ
る。また、反射光の位相差は零に調整された膜構造であ
る。各層の形成は、記録層を除外して全て通常の実験で
使用される典型的なスパッタリング方法と条件で行っ
た。即ちスパッタ方法としてマグネトロンスパッタリン
ダ方法、スパッタガスとして純Ａｒガス、ガス圧力とし
て０．６７Ｐａ、ターゲットヘの投入パワーは数１０〜
数１００Ｗ、基板は無バイアスである。ＧｅＳｂＴｅ膜
の成膜は本発明のディスクを得る為に特殊な手法と条件
を用いた。以下に記録層の形成方法の具体例を説明す
る。

【００４９】まず、半透明層１０２と下側干渉層１０３
の形成された基板１０１を、記録層１０４を形成するた
めのスパッタチャンバ内に導入し、ターゲットに対向す
る基板ホルダ上に固定する。次に、スパッタチャンバ内
を真空排気し、ガス導入系から２０％のＫｒガスを含有
するＫｒ−Ｘｅ混合ガスをトータル流量２００ｓｃｃｍ
で導入する。排気系７のコンダクタンスを調整してスパ
ッタ室の内部のガス圧力を６．７Ｐａに調整した後、ス
パッタ源に電源５から５０ＷのＲＦパワーを投入し、同
時に表面マイグレーション制御系を動作させて基板上に
１０Ｗの弱いＲＦパワーを投入し、ＧｅＳｂＴｅターゲ
ットを５分間バイアスマグネトロンスパッタして、下側
干渉膜上に膜厚１０ｎｍのＧｅＳｂＴｅ記録層１０４を
形成する。

【００５０】通常のスパッタとの違いは、スパッタガス
としてＫｒ−Ｘｅ混合ガスを用いＧｅＳｂＴｅスパッタ
粒子が気相中でエネルギを失いやすくした点、ガス圧力
を高く設定してＧｅＳｂＴｅスパッタ粒子の気相中での
冷却を助長し、かつターゲットヘ入射するガスイオンの
エネルギを低くしスパッタ粒子がターゲットから放出す
る時のエネルギーを低く調整した点、スパッタ源に投入
するパワーを比較的低く設定し、スパッタ粒子の放出時
のエネルギをさらに低下させた点、基板に弱いバイアス
を印加してポリカーボネイト基板が熱的にダメージを受
けない範囲で、成膜中基板上にガスイオンを入射させ
て、基板上でのスパッタ粒子の表面マイグレーション時
間を長くした点である。

【００５１】上記した点は、基板へ入射するスパッタ粒
子のエネルギを低くし、かつ基板上でランダムな液相状
態から固相状態へと転移する間の時間を長くする即ちス
パッタ粒子の冷却速度を低下させる上で効果的である。
この様な手段によってスパッタ成膜過程におけるＧｅＳ
ｂＴｅスパッタ粒子の冷却速度を従来法の１０^１２Ｋ／
ｓｅｃから、光記録時の１０^１０Ｋ／ｓｅｃのオーダ迄
遅くすることが出来、それによって成膜直後の非晶質状
態中に光記録時の非晶質状態と同様の０．５ｎｍから１
０ｎｍのサイズの近距離秩序を形成することが出来る。
成膜直後の非晶質状態を光記録時の非晶質状態に近づけ
る為には、前記の記録膜材料に合わせたスパッタガスの
選定、ガス圧力の増加、スパッタパワーの低下、基板バ
イアスの印加の全てを行う必要性は無く、適宜幾つかを
組合せて実施しても効果的である。また、上記手段に加
えて、成膜中に基板を数１０℃程度加熱する、副次的な
イオン源を設けて成膜中の基板面にイオンシャワーを照
射する、等の手段でスパッタ粒子の基板上での表面マイ
グレーションを助長する、ターゲット面から放出したス
パッタ粒子をイオン化して減速電界中を通過させる、タ
ーゲットと基板との間の距離を離す、ターゲットに対し
て基板を偏心させてターゲット面から斜めにスパッタ放
出した粒子のみで成膜する、等の手段で基板に入射する
スパッタ粒子のエネルギを低下させる、等の手段を列記
することが出来、これらを適宜組合せることで、スパッ
タ成膜直後の非晶質状態を光記録時の非晶質状態に近づ
けることが可能である。

【００５２】また、上記した例は全て記録層１０４の成
膜を最も実用的なスパッタリング法で実施する場合を記
述したが、基板へ入射する記録膜材料粒子のエネルギを
低く設定する上では、真空蒸着法、ガス中蒸着法、ＭＢ
Ｅ（molecular beam expitaxy）法、プラズマＣＶＤ（c
hemical vapor deposition）法、ＭＯＣＶＤ（metal-or
ganic chemical vapor deposition）法等を記録層の成
膜に適用することも効果的である。

【００５３】前記したＫｒ−Ｘｅガス中、高圧、低パワ
ー、基板バイアスマグネトロンスパッタ法で作成したＧ
ｅＳｂＴｅ記録膜１０４の上に、通常のマグネトロンス
パッタ法を用いて、上側干渉層１０５、反射層１０６を
順次形成してスパッタ室から取出す。この５層膜構成の
ディスクを、膜の設けられていない直径：１２０ｍｍ、
板厚：０．６ｍｍのポリカーボネイト基板とＵＶ硬化型
接着層を介して貼合せ、本発明の効果を検証する為のサ
ンプルとする。

【００５４】比較例として、上記実施例と同一の膜構成
で作成方法が異なるディスクも作成した。比較ディスク
は、記録層の形成を通常のスパッタリング方法・条件で
行ない貼合せ構造にした後に、従来の製造工程に従って
長円形ビームで一部を初期結晶化したものである。比較
例で用いた記録層のスパッタリング条件は前記した本発
明の実施例における記録層以外の膜のスパッタリング条
件と同一のマグネトロンスパッタリング方法、スパッタ
ガスとして純Ａｒガス、ガス圧力として０．６７Ｐａ、
ターゲットへの投入パワーは数１０〜数１００Ｗ、基板
は無バイアスとした。

【００５５】本発明のディスクと比較ディスクの初期結
晶化部は以下の手段で評価した。波長：６５０ｎｍ、対
物レンズのＮＡ：０．６の記録再生光学系を有する光デ
ィスク評価システムを使用し、先ずはアドレス部ミラー
面の反射率を測定した。次に、データ部に対して、線
速：６ｍ／秒で、最短ビット長：０．４１μｍ／ｂｉｔ
の８／１６変調のランダムパターン信号を、隣接する各
々１０トラックのランドとグルーブに記録し、再生信号
をタイムインターバルアナライザーを用いて検出しウィ
ンドウ幅に対するジッタ比（％）を測定した。ジッタ測
定は初回記録時、１０回オーバライト時、１００回オー
バライト時でランドトラックとグルーブトラックに対し
て各々行った。上記した評価条件は第１世代のＤＶＤ−
ＲＡＭ規格に準拠したものであり、ＤＶＤ−ＲＡＭでは
ミラー部反射率が１５％以上、ランダムデータに対する
許容ジッタ量は８．５％と規定されている。表１に評価
データを示す。

【００５６】 表１から明らかな様に、本発明のディスクはミラー面反
射率が高く、アドレス信号品質が優れており、また、初
回からデータ部の反射率が高くトラッキングサーボ信号
品質が良好であり、かつ初回記録からデータ部のジッタ
が低く良好な記録が出来ていることが判る。

【００５７】一方で従来技術に従って作成した比較ディ
スクでは、全面に亘り初期結晶化しているので、データ
部のジッタ特性は初回記録から良好な値を示すものの、
ミラー部反射率が低く、また、初回記録時のデータ部反
射率も低い為にアドレス信号、トラッキングサーボ信号
共に本発明のディスクに比較すると品質が劣る。また、
本発明のもう一つの大きな効果としては、製造工程にお
いて初期結晶化工程を省くことができるので、ディスク
が低価格で提供できるという点があることは説明するま
でも無い。

【００５８】記録後の本発明のディスクと比較ディスク
をＴＥＭ（transmission electron microscope：透過電
子顕微鏡）観察に供して微細構造を観察した。ＴＥＭ観
察に際しては、アズデポの部分、記録部（光記録した非
晶質部と結晶部）を切出した小片試料を作成し、対向基
板をＵＶ接着層共々剥がして取り除いた後に、樹脂に埋
め込んで研磨し媒体膜断面部を露呈させた。そして、媒
体膜断面部の記録層の部分を高分解能電子顕微鏡により
観察した。

【００５９】この観察結果が、前述した図１である。す
なわち、図１（ａ）は、本発明の相変化媒体の記録層１
０４のアズデポ状態と光記録によって形成した非晶質マ
ーク部の微細構造を表し、図１（ｃ）は、本発明の記録
層１０４の光記録によって形成した結晶スペースの規則
的原子配列の状態を表し、図１（ｂ）は、従来技術で作
成した比較例の相変化媒体のアズデポ状態（初期結晶化
していない部分）の微細構造を表す。また、従来技術で
作成した相変化媒体の初期結晶化後の状態と光記録で形
成した結晶部の状態は図１（ｃ）と同様であり、従来技
術で作成した相変化媒体の初期結晶部に光記録で形成し
た非晶質部の微細構造は図１（ａ）と同様であった。

【００６０】次に、ＯＷ繰返し回数とＣＮＲ（carrier
to noise ratio）の関係について、本発明に従って形成
したアズデポの相変化媒体と、従来技術に従って形成し
たアズデポ（初期結晶化していない部分）の相変化媒体
を対象に調べた。図３は、この測定結果を表すグラフ図
である。図３から明らかなように、本発明に従って形成
した相変化記録媒体（図３では「本発明」と表される）
においては、アズデポ後の初回記録からＯＷ繰返しに亘
り５２ｄＢを超える高いＣＮＲが得られたのに対して、
従来技術に従って作成した媒体（図３では「比較例」と
表される）ではアズデポ後の初回記録ではＣＮＲが２０
ｄＢ程度と低く、１００回程度ＯＷを繰り返さないと無
初期化媒体並みのＣＮＲが得られないことが判る。本発
明の記録媒体は、長距離的には非晶質だが、近距離秩序
を具備するために近距離秩序が結晶核として作用し、ア
ズデポから良好な記録が実現したものと考えられる。

【００６１】次に、アズデポ初回のＣＮＲと近距離秩序
のサイズとの関係を調べた。近距離秩序のサイズは、前
述した記録層および上下干渉層のスパッタリングプロセ
スを調整することにより制御した。例えば、記録層成膜
時のガス圧力が高いほど、ターゲットへのスパッタ入力
が低いほど、また、基板に印加するバイアス電圧が高い
ほど、近距離秩序を為すサイズは大きくなった。その結
果、アズデポ初回記録から良好なＣＮＲを得る上では、
原子が８個程度からなるクラスターの存在が必要である
ことが判った。このクラスタのサイズは、高分子能電子
顕微鏡観察の結果では０．５ｎｍということが分かっ
た。また、近距離秩序（微結晶核）が５ｎｍ以上、即ち
原子８０００個程度が規則的に配列する様になると、近
距離秩序クラスター間の距離も短くなり、非晶質中に近
距離秩序が点在する微細構造から多結晶的な構造へ変化
した。このような多結晶構造は、従来技術で作成した相
変化媒体の初期結晶化工程後の構造もしくは光記録によ
って形成した結晶部の構造に類似したものである。つま
り、本発明の目的の一つであるＬｔｏＨ媒体に適用する
とアズデポの反射率が低くなってしまい、不適当である
ことが判明した。

【００６２】上記実施例では、上下の干渉膜は通常の特
に大きな圧縮応力を記録層に付与しない方法で作成した
例を説明したが、記録層の形成を通常のスパッタ条件で
行い、上下の干渉層の形成をＡｒガス圧０．１Ｐａ、基
板バイアス５０Ｗの条件で実施し、上記実施例と同様に
ディスクの試作を行い評価した結果も、表１に示した本
発明の評価結果と同等であった。また、記録膜の形成を
重希ガス高圧スパッタ形成、上下の干渉膜を低圧バイア
ススパッタした場合にも同等の結果を得た。これらの評
価は６ｍ／ｓの線速で実施したが、高線速動作で結晶化
保持時間が短くなるほどに、複数の手段を複数、相補的
に用いる方が初回からの記録特性が良好であった。

【００６３】以上説明したように、本実施形態によれ
ば、アズデポ状態から良好な記録特性を得ることが出来
るので、ＬｔｏＨ構造の媒体のアドレス信号、サーボ信
号の品質を向上出来る他、相変化媒体の製造工程から初
期結晶化工程を削除することが出来るので、媒体製造コ
ストの削減、製造工程の省力化、省スペース化が実現可
能である。

【００６４】（第２の実施の形態） 次に、本発明の第２の実施の形態について説明する。本
実施形態は、相変化記録媒体が結晶状態にある時に、そ
の結晶粒の粒径の個数に対する分布が複数の極大を有す
るというユニークな特徴を有する。

【００６５】以下、本実施形態の実施に必要な手段とそ
の作用を詳述する。 前述したように、従来はａｓ−ｄ
ｅｐｏ．の光記録膜を結晶化するために必要とされるレ
ーザパワーと、溶融非晶質化（すなわち記録）によって
形成された非晶質部を結晶化するために必要なレーザパ
ワー及び結晶化時間とは異なっていた。この理由は、ａ
ｓ−ｄｅｐｏ．の非晶質状態とその後の光記録により形
成した非晶質状態とでは、微細構造に相違がある為であ
る。すなわち、スパッタ成膜時の膜付着過程における冷
却速度がきわめて速く（１０^１２Ｋ／秒と見積もられ
る）、記録時の非晶質部形成過程の冷却速度（１０^１０
〜１０^１１Ｋ／秒とみられる）よりも一桁から二桁速
い。このために、ａｓ−ｄｅｐｏ．状態の記録層におい
ては、記録後の非晶質部と比較してより無秩序性の高
い、換言すれば近距離秩序性が小さい非晶質が形成され
ていると考えられる。

【００６６】これに対して、本発明者は、理論的な検討
と試作実験とを繰り返すことにより、初期結晶化工程を
経ることなく直ちに記録（ａｓ−ｄｅｐｏ．記録）が可
能な記録層を得た。そして、その微細構造を詳細に調べ
た結果、結晶化後の結晶粒の分布において、従来とは異
なる独特の特徴を有することを知得するに至った。すな
わち、本実施形態の光記録媒体においては、消去レベル
のレーザビームを照射して形成される結晶状態は、いず
れも異なる結晶粒径の微結晶の集合体であり、該微結晶
の粒径分布が複数の極大を持つことが判明した。

【００６７】具体的には、本実施形態の光記録媒体は、
光照射により結晶状態と非晶質状態との間を可逆的に変
化する相変化記録層を備えた光記録媒体であって、前記
相変化記録層が前記結晶状態にある時、その記録層を構
成する結晶粒の粒径に対する個数の分布が少なくとも２
つの異なる粒径において極大値を有することを特徴とす
る。

【００６８】すなわち、記録層は多結晶体であり、その
多結晶体は、大きな結晶粒と小さな結晶粒にそれぞれピ
ークをもった粒径分布を有する。

【００６９】また、前記少なくとも２つの異なる粒径の
うちの小なる粒径における極大値を中心とした分布に属
する結晶粒が前記相変化記録層に占める割合は、面積比
で２０％以上９０％以下の範囲であることが望ましい。

【００７０】また、前記少なくとも２つの異なる粒径の
うちの小なる粒径は、４ｎｍよりも大きく２０ｎｍ以下
であり、前記少なくとも２つの異なる粒径のうちの大な
る粒径は、２０ｎｍよりも大きく１００ｎｍ以下である
ことが望ましい。

【００７１】ａｓ−ｄｅｐｏ．記録を実現するために
は、ディスクを記録／再生装置にセットして実使用時と
同様の高線速で動作させ、消去パワーレベルのレーザビ
ーム照射をしたときに一回の照射で十分に結晶化し、デ
ィスク反射率が完全に結晶化レベルになることが必要と
される。ここでいう高線速とは、具体的には例えば６ｍ
／秒以上の値をさす。ピックアップ光が波長６３０〜６
６０ｎｍ、ＮＡ０．５５〜０．６５程度の場合、記録時
のレーザパワーは、消去レベルＰｅと記録レベルＰｗ、
そして読み出しレベルＰｒの３値とされ、具体的にはＰ
ｅ＝３〜６ｍＷ、Ｐｗ＝１０〜１５ｍＷ、Ｐｒ＝１．０
ｍＷ程度のパワーが選択される。

【００７２】記録を行うと、Ｐｅレベルの照射を受けた
部分は結晶化し、Ｐｗレベルの照射を受けた部分は非晶
質化する。レーザビームの照射を受けない部分（対象ト
ラック以外の部分）は、ａｓ−ｄｅｐｏ．の非晶質のま
まである。ａｓ−ｄｅｐｏ．記録についていえば、初回
記録時の結晶化領域（すなわちマーク間の領域）からの
信号レベルと、２回以上オーバーライトしたときの結晶
化領域からの信号レベルに違いがないことが重要であ
る。この様子は、例えば、再生波形をオシロ・スコープ
で観察することにより確認できる。

【００７３】ａｓ−ｄｅｐｏ．記録に適した記録膜を使
用する上では、ディスクを「Ｌｏｗ−ｔｏ−Ｈｉｇｈ」
すなわち結晶部からの反射率が非晶質部からの反射率よ
りも低くなるように設計することが望ましい。これは、
トラッキングを容易にするとともに、あらかじめ基板に
埋め込まれた凹凸で構成されるヘッダ部の情報読み取り
を容易にするためである。Ｌｏｗ−ｔｏ−Ｈｉｇｈで
は、消去部（結晶質）からの再生信号レベルは記録マー
ク部（非晶質）からのものよりも低い。理想的には１回
のみの記録によって、Ｐｅレベルの照射部分を光学的に
完全に結晶化し、Ｐｗレベルの照射部分は光学的に完全
に非晶質となることが望ましい。

【００７４】すなわちＬｏｗ−ｔｏ−Ｈｉｇｈにおいて
は、Ｐｅレベル照射部からの信号が十分に「Ｌｏｗ」す
なわち下がることが望ましい。しかし、従来の光記録媒
体の場合は、１回のＰｅ照射では再生信号レベルが十分
には下がらず、２回以上オーバーライトすることで徐々
に下がる傾向が認められた。これに対して、本実施形態
の記録媒体の場合は、上述したような信号で変調したレ
ーザビームを１回照射しただけで、Ｐｅ照射部からの信
号レベルが十分低下することが確認された。すなわち、
本実施形態の記録媒体の場合には、２回以上繰り返して
オーバーライトしても、Ｐｅ照射部からの信号レベルに
変化がなく、一回目の照射のみで十分に結晶化したこと
が分かった。一方、本実施形態の記録媒体においては、
Ｐｗ照射部からの信号レベルはａｓ−ｄｅｐｏ．領域か
らのものと同一であった。

【００７５】本実施形態の光記録媒体は、ａｓ−ｄｅｐ
ｏ．状態から１回だけ記録した場合でも、マーク間（消
去レベルＰｅ照射部）において十分に結晶化が生じ、粒
径が比較的大きい結晶粒の周りを粒径が比較的小さい多
数の結晶粒が取り囲んだような微細構造を有する。この
ような微細構造は、例えば、ＴＥＭ（Transmission Ele
ctron Microscope：透過電子顕微鏡）により観察し、特
定することができる。

【００７６】すなわち、ＴＥＭ観察により得られるＴＥ
Ｍ像においては、記録マーク部（非晶質部）はコントラ
ストの乏しい一様な領域として観察される。一方、マー
ク間のＰｅ照射部（結晶部）は、その結晶化の度合いに
応じて結晶粒が観察され、十分に結晶化した場合には、
結晶方位により異なるコントラストを持つ微結晶の集合
体として観察される。この傾向は一般的にどのディスク
の記録膜でも同様である。

【００７７】図４は、本実施形態の光ディスクのマーク
間部分の記録層のＴＥＭ像の一例を表す概略図である。
ここで、同図は、本実施形態の光ディスクにおいて、記
録層の堆積後に１回だけＰｅレベルのレーザビームを照
射した後の状態を表す。同図から分かるように、本実施
形態の記録層においては、マーク間のすべての部分にお
いて結晶粒が観察され、完全に結晶化して多結晶体とな
っている。また、その結晶粒径に着目すると、粒径が比
較的大きい結晶粒の周りを粒径が比較的小さい多数の結
晶粒が取り囲んで埋め尽くしている微細構造を有するこ
とが分かる。

【００７８】一方、本実施形態の光ディスクに対して、
１０回のオーバーライトを行い、マーク間部分の記録層
をＴＥＭ観察した結果、図４とほぼ同様のＴＥＭ像が得
られた。つまり、本実施形態の光ディスクにおいては、
記録層のマーク間の微細構造はａｓ−ｄｅｐｏ．状態か
らの一回目の消去レベルのレーザ照射により完全に結晶
化して決定され、その後のオーバーライトにより変化し
ないことが分かった。

【００７９】ここで、ＴＥＭ観察のための試料の作成方
法について説明すると以下の如くである。すなわち、ま
ず、記録媒体に上述した方法により記録を行った後、金
属反射膜と基板とを除去し、金属メッシュ上にとって観
察サンプルとする。この際の基板の除去は、有機溶媒を
用いて行うことができる。しかし、試料作成の際に熱的
な影響が加わることを避ける必要がある。このため、イ
オンミリング法などを用いる場合にも、試料が１５０℃
以上に加熱されないように十分に注意する必要がある。

【００８０】さて、図４に例示したようなＴＥＭ像を画
像処理により解析して、粒径分布を定量的に求めること
ができる。

【００８１】図５は、本実施形態の光ディスクのマーク
間部分の結晶粒径の分布を表すグラフ図である。ここ
で、同図は、図４に例示したようなＴＥＭ像において符
号Ａで表したような粒径２０ｎｍ以上の大きい結晶粒の
出現頻度分布をプロットしたものである。図４の例で
は、前記少なくとも２つの異なる粒径のうちの小なる粒
径における極大値を中心とした分布に属する結晶粒が占
める割合は、面積比で約７５％である。なお、この分布
は、ＴＥＭ像において無作為に抽出した約８．５μｍ角
の領域において得られたものである。また、ここで「粒
径」とは、一個の結晶粒に注目した場合その最長径と最
短径とを測定し、その平均と定義する。

【００８２】図５の（ａ）は、ａｓ−ｄｅｐｏ．状態か
ら１回だけ記録した場合を表し、（ｂ）は、１０回のオ
ーバーライトを行った場合を表す。同図５から、大きい
結晶粒は、概ね２０〜１００ｎｍの範囲に分布している
ことが分かる。また、（ｂ）で表したように１０回のオ
ーバーライトを繰り返した後も、この結晶粒径の分布に
は実質的な差異が認められない。大きい結晶粒に属する
結晶粒の径の平均は、（ａ）では５０．５ ｎｍ、
（ｂ）では６０．８ ｎｍであった。以上の結果から、
本実施形態の光記録媒体は、ａｓ−ｄｅｐｏ．状態から
１回記録するだけで十分に結晶化が進行したことが分か
る。

【００８３】ここで、図４において符号Ａで表した大き
い結晶粒の粒径は、記録膜の組成や製造方法などの諸条
件に依存する傾向がある。しかし、本発明者が種々の相
変化記録媒体について比較検討をした結果によれば、大
きい結晶粒の粒径は、概ね２０〜１００ｎｍの範囲にあ
ることが判明した。

【００８４】また、図４に示したように、符号Ａで表し
た大きい結晶粒の周りに多数の微細な結晶粒があること
が分かる。この微細な結晶粒についても、同様に粒径の
分布を測定した。

【００８５】図６は、微細な結晶粒の粒径分布を表すグ
ラフ図である。ここで、同図は、図４に例示したような
ＴＥＭ像において符号Ｂで表したような粒径２０ｎｍ以
下の小さい結晶粒の出現頻度分布をプロットしたもので
ある。なお、この分布は、ａｓ−ｄｅｐｏ．状態から１
回だけ記録した試料のＴＥＭ像を観察し、無作為に抽出
した約２μｍ角の領域において観察された２０ｎｍ以下
のサイズの約３００個の結晶粒の出現頻度分布の例をグ
ラフ化したものである。

【００８６】図６から、小さい結晶粒の粒径は、概ね４
〜２０ｎｍの範囲に分布していることが分かる。分布の
極大値に対応する粒径は約７〜８ｎｍであった。また、
１０回のオーバーライトを繰り返した後においても、こ
の分布は実質的に変化しなかった。

【００８７】これに対して、従来の光ディスクの場合を
説明すると以下の如くである。 すなわち、従来の光デ
ィスクの場合には、１回のＰｅレベルのレーザ照射では
結晶化せず、結晶粒は観察されないが、オーバーライト
を繰り返すと結晶化が進行し、Ｐｅ照射部において比較
的大きい結晶粒が観察されるようになる。その粒径分布
を画像処理により解析すると、記録膜の組成に応じて粒
径は異なるが、ある平均値を中心にある範囲に単一的に
分布しており、複数の極大値はもたない。たとえばＧｅ
_２ Ｓｂ_２ Ｔｅ_５ の場合は、粒径７０〜１５０ｎｍ
の範囲に分布しており、結晶化部はこのようなサイズの
結晶粒に埋め尽くされている。すなわち、記録層は、大
きい結晶粒により埋め尽くされ、粒径分布は単一の極大
をもつ。

【００８８】従来の光ディスクを、初期化装置によって
初期化した場合も同様である。すなわち、７０〜１５０
ｎｍ程度の粒径をもつ比較的大きい結晶粒により埋め尽
くされることが分かった。

【００８９】以上、従来の光ディスクと比較しつつ説明
したように、本実施形態の光ディスクの特徴は、消去レ
ベルのレーザビームを１回だけ照射しただけで十分に結
晶化がおこり、その粒径分布が大きい結晶粒と微細な結
晶粒の２つの極大値を有することである。

【００９０】本実施形態の光ディスクの記録層において
は、ａｓ−ｄｅｐｏ．状態でも、結晶化の初期核となり
得る多数のきわめて小さい微細規則構造がすでに存在し
ている。このような微細規則構造は、０．５〜４ｎｍ程
度の微細結晶核を有する。

【００９１】本実施形態の記録膜は、従来の初期化装置
によって初期化した場合も同様の微細構造を示す。すな
わち、４〜２０ｎｍ程度の微細結晶粒に取り囲まれて２
０〜１００ｎｍの粗大な結晶粒が存在する状態となる。
この場合にも、多くの結晶粒の粒径が微細であることか
ら、非晶質から結晶化する際の結晶化時間が短くて済
む。すなわち、より高線速に適した記録膜であり、消去
率の向上に効果がある。

【００９２】また、本実施形態の光記録媒体は、ＴＥＭ
像において、小さい粒径に属する結晶粒が全体に対する
面積比で２０％以上９０％以下であることを特徴とす
る。さらに、本発明者の検討の結果によれば、この面積
比が４０％以上８０％以下の場合により安定して確実な
結晶化を実現できることが分かった。すなわち、結晶化
してこのような粒径分布を示す場合に、結晶核生成と結
晶成長とのバランスが最も良好で、高い消去率が実現で
きると共にａｓ−ｄｅｐｏ．記録にも適した記録膜とな
る。

【００９３】本実施形態による独特の構成を有する光記
録媒体を製造する方法としては、例えば、前述したよう
にクリプトン（Ｋｒ）及び／またはキセノン（Ｘｅ）を
スパッタガスとして用いる方法を挙げることができる。

【００９４】ＫｒやＸｅがゲルマニウム（Ｇｅ）、アン
チモン（Ｓｂ）、テルル（Ｔｅ）などのスパッタ粒子に
対して冷却効果に優れる理由をより詳細に説明すると以
下の如くである。すなわち、スパッタ法による成膜に際
しては、ターゲットからたたき出されたスパッタ粒子は
基板に到達する過程で雰囲気ガス粒子に衝突する。その
際に失う運動エネルギーは衝突の相手の質量に依存す
る。剛体衝突モデルで近似すると、入射粒子と衝突する
相手ガスの粒子が同一の質量を持ち、衝突する相手が静
止していると仮定すると、正面衝突ならば入射粒子の運
動エネルギーは１００％相手の粒子に移動する。正面衝
突以外では衝突パラメータ（インパクトパラメータ）に
応じた割合で運動エネルギーが移動するが、全衝突パラ
メータに関して積分すると、同一種類の粒子同士の衝突
では一回あたり、平均して半分の運動エネルギーが相手
に移動する。剛体衝突モデルを仮定すると、衝突する粒
子の質量をｍ1 、衝突される粒子の質量をｍ2 として、
失うエネルギーの割合は、２ｍ1 ｍ2 ／（ｍ1 ＋ｍ2 ）
^２ と表される。

【００９５】Ｇｅ、Ｓｂ、Ｔｅ原子の優勢な質量数はそ
れぞれ、７３、１２２、１２３である。たとえば、Ｓｂ
がＡｒ（質量数４０）に衝突する場合、持っていたエネ
ルギーの３７％しか移動しないのに対し、Ｘｅに衝突す
る場合は５０．０％が移動する。一個の粒子が複数回の
衝突を経る場合は、特にガス種による違いが顕著とな
る。一般に、衝突する二個の粒子同士の質量数が近い
程、効率良く運動エネルギーを失う。このためスパッタ
粒子がＫｒ、Ｘｅに衝突する過程を経ると、十分にその
エネルギーが低下し、すなわち温度が低くなって基板に
到達することになる。そのため、基板上において室温ま
で持ち来される過程での冷却速度が小さくなり、そのた
めに膜のランダムネスが小さくなる。その結果として、
光記録後の非晶質部に近いランダムネスを持った非晶質
が得られる。ここで、スパッタ粒子が運動エネルギーを
失う程度は衝突頻度も依存するが、衝突頻度νはν＝１
／ｎσ（σは衝突断面積、ｎ＝ｐ／ｋ_ＢＴはガス粒子密
度）と表され、雰囲気ガス圧によって好適な範囲に調節
することができる。

【００９６】以下、具体的な実施例を例示しつつ本実施
形態の実施の形態についてさらに詳細に説明する。

【００９７】（実施例１） 図７は、本実施形態の第１実施例に係る相変化光記録媒
体の概念断面図である。 同図において、２０１は基
板、２０２は第１干渉層、２０３は記録層、２０４は第
２干渉層、２０５は反射層である。この媒体は、以下の
手段で作製した。まず、０．６μｍ幅のグルーブが設け
られたポリカーボネイト製の光ディスク基板２０１を多
室スパッタリング装置の基板ホルダーに装着する。そし
て、ＺｎＳ−ＳｉＯ２コンポジットターダットを具備す
るスパッタ室において、ＲＦスパッタ法により膜厚８０
ｎｍの第１干渉層２０２を成膜し、次にＧｅＳｂＴｅタ
ーゲットを具備するスパッタ室においてＤＣスパッタ法
により膜厚２０ｎｍの記録層２０３を成膜し、続いてＺ
ｎＳ−ＳｉＯ２コンポジットターゲットを具備するスパ
ッタ室において、ＲＦスパッタ法により膜厚３０ｎｍの
第２干渉層２０４を成膜し、最後にＡｌターゲットを具
備するスパッタ室において、ＤＣスパッタ法により膜厚
５０ｎｍの反射層２０５を成膜する。

【００９８】ここで、記録層２０３以外の成膜には純Ａ
ｒを用いてスパッタしたが、記録層２０３の成膜に際し
てはスパッタガスとしてＡｒ＋Ｋｒの混合ガスを用い
た。ガスの組成はＡｒ：Ｋｒ＝１：１０とし、全圧は
４．０Ｐａとした。ガス圧を測定する真空計は全圧測定
に適したダイアフラムゲージを用い、その測定子はガス
導入口の直近ではなく、ガス圧の位置分布の影響を受け
ない位置に設置した。成膜終了後に取り出したディスク
基板にもう一枚のダミー基板（厚さ０．６ｍｍ）をＵＶ
樹脂で接着し、評価媒体とした。

【００９９】この記録媒体を線速一定の条件で評価し
た。記録膜はａｓ−ｄｅｐｏ．状態のままで、線速８．
２ｍ／秒、クロック周波数１１６．４５ＭＨｚの３Ｔ信
号をａｓ−ｄｅｐｏ．のディスクに記録したところ、５
２．５ｄＢのＣＮＲを得た。また、やはりａｓ−ｄｅｐ
ｏ．状態の異なるトラックに３Ｔから１１Ｔまでのラン
ダム信号を記録したところ、８．２％のジッタ値を得
た。このトラックにオーバーライトを操り返したとこ
ろ、１０回目で８・４％となった。さらにオーバーライ
トを繰り返し、１００回、１０００回後にジッタ値を測
定したが、いずれも８〜９％の範囲であった。

【０１００】このように、ａｓ−ｄｅｐｏ．のトラック
に直接記録することで良好なジッタと繰り返し特性を得
ることができた。

【０１０１】次に、本実施形態の記録膜に形成された結
晶化部の結晶状態をＴＥＭで調べた。まず、ａｓ−ｄｅ
ｐｏ．トラック上に上記の線速及び記録クロック周波数
で１１Ｔ信号で変調したレーザビームを一回だけ照射し
てマーク列を形成し、再生信号波形を観察した。この実
験において、消去レベルのレーザパワーＰｅとマーク間
からの再生信号レベルの関係を測定したところ、Ｐｅ＝
４．５ｍＷで最小になった。ここで、再生信号レベル
は、レーザビームが読み出しているトラックからの反射
率を反映する。従って、再生信号レベルの最小は最適な
結晶化条件であることを示す。このようにして最適消去
パワーを見出した。

【０１０２】次に、ＴＥＭ観察を行う試料を形成した。
すなわち、別のａｓ−ｄｅｐｏ．トラックにＰｅ＝４．
５ｍＷ、Ｐｗ＝１２ｍＷでディスク一回転分だけ１１Ｔ
信号の書き込みを行った。ＴＥＭ試料として観察しやす
いように、これを複数のトラックに対して行った。この
部分を以下に「ａｓ−ｄｅｐｏ．記録部」と称する。ま
た、比較のために、別のトラックに対して同じ記録条件
で複数回のオーバーライトした試料も作製した。そし
て、Ａｌ反射層２０５と基板２０１を除去し、金属メッ
シュ上にとって観察サンプルとした。Ａｌ反射層２０５
は膜にメッシュ状の傷をつけ、テープを接着剤で貼り付
けてはがす方法によって除去した。また、基板２０１は
有機溶剤により溶かし去った。これらの方法によれば、
結晶状態に変化を及ぼすような熱過程は存在しない。

【０１０３】まず、ａｓ−ｄｅｐｏ．記録部のマーク間
部分のＴＥＭ明視野像を観察した。この結果から、消去
部分は図４に例示したものと同様の多結晶体であり、Ｔ
ＥＭで分解できない微結晶あるいは非晶質の部分は特に
観察されなかった。個々の結晶粒はその結晶方位により
異なるコントラストを持つ微結晶の集合体として観察さ
れた。

【０１０４】撮影したＴＥＭ像をもとに、結晶粒の粒径
を測定し、その出現頻度を調べた。解析の結果、ａｓ−
ｄｅｐｏ．記録部のＰｅ照射領域、繰り返しオーバーラ
イト後のＰｅ照射領域の両方とも、８ｎｍを中心として
４〜２０ｎｍの範囲に属する微細な結晶粒と、２０〜１
００ｎｍの範囲に分布する大きい結晶粒の２種類に明確
に区別出来ることが判明した。これらの大きい結晶粒と
微細な結晶粒の粒径分布を解析すると、図５及び図６と
ほぼ同様のグラフが得られた。

【０１０５】このように、ａｓ−ｄｅｐｏ．記録に適し
た本実施形態の記録膜の特徴は、一回だけ消去レベルの
レーザを照射することにより多結晶化し、形成される結
晶粒の粒径分布が、２０〜１００ｎｍの範囲に分布する
比較的に大きい粒径の結晶粒と、その周りを埋め尽くす
４〜２０ｎｍの範囲に分布する結晶粒とによって構成さ
れることが判明した。言い換えれば、粒径の出現頻度を
粒径に関する関数として考えたときに、その分布が複数
の極大をもつことが特徴であることが判明した。また複
数回オーバーライトした場合でも同様に、結晶化部の粒
径分布は同様に複数の極大を持つことが判明した。

【０１０６】本実施例では記録膜にＧｅＳｂＴｅを用い
たが、このほかＩｎＳｂＴｅ、ＡｇＩｎＳｂＴｅ、Ａｕ
ＩｎＳｂＴｅ系やその他の相変化記録膜、またそれに添
加元素を加えた材料系に対しても当然本実施形態の効果
が生じる。また繰り返し可能媒体のみならず、いわゆる
ＣＤ−Ｒ、ＣＤ−ＲＷなどの一回書込み型、複数回書き
込み型の記録媒体としても効果を発揮する。

【０１０７】（比較例） 上記実施例に対する比較のため、記録膜２０３の成膜プ
ロセスを通常のプロセスで形成した光ディスクを用意
し、同様の実験を行った。ここで、ディスクの膜構成、
膜厚は実施例と同一である。成膜は、記録膜以外は第１
実施例と同一の方法によった。記録膜は、スパッタガス
にＡｒを用い、ガス圧を１．０Ｐａに調節した。

【０１０８】本ディスクに対し、まず、ａｓ−ｄｅｐ
ｏ．トラック上に第１実施例と同様の線速及び記録クロ
ック周波数で１１Ｔ信号で変調したビーム照射を一回行
ってマーク列を形成し、再生信号波形を観察した。その
結果、Ｐｅ照射部分からの信号レベルは一回のＰｅ照射
では十分に下がらなかった。さらにＰｅを変えて実験し
たが、２．５ｍＷ未満ではまったく変化が見られず、
２．５ｍＷ以上、６ｍＷ未満ではやや反射率低下が見ら
れたが飽和レベルにはほど遠く、ａｓ−ｄｅｐｏ．部か
らの信号レベルに近かった。また、６ｍＷ以上のパワー
では反射率低下は、まったく見られなかった。これは、
パワーが高すぎて記録層が部分的に溶融し、冷却時に再
非晶質化したことによるものと考えられる。

【０１０９】Ｐｅ＝２．５ｍＷ以上、６ｍＷ未満として
２回以上のオーバーライトすると、オーバーライトの繰
り返しで徐々に反射率が下がった。５回以上のオーバー
ライトによってＰｅ照射部からの信号レベルは飽和レベ
ルに達した。そこで、実使用時の最適Ｐｅレベルを、１
０回オーバーライト時のマーク間からの信号レベルがも
っとも低くなるパワーとし、求めたところ、その値はＰ
ｅ＝４．０ｍＷであった。

【０１１０】次に、ＴＥＭ観察を行う試料を形成した。
すなわち、異なるａｓ−ｄｅｐｏ．トラックにＰｅ＝
４．０ｍＷ、Ｐｗ＝１２ｍＷでディスク一回転分だけ１
１Ｔ信号の書き込みを行った。ＴＥＭ試料として観察し
やすいように、これを複数のトラックに対して行った。
この部分を「ａｓ−ｄｅｐｏ．記録部」と称する。ま
た、比較のため別なトラックに対し同じ記録条件で複数
回のオーバーライトした部分も用意した。

【０１１１】次に、Ａｌ反射膜と基板を除去し、金属メ
ッシュ上にとって観察サンプルとした。まず、一回のみ
記録した部位の個Ｍ像を観察したところ、Ｐｅ照射部
は、ａｓ−ｄｅｐｏ．記録した場合は一様なコントラス
トで結晶粒が判然とせず、依然として非晶質であること
が分かった。これは、同部分の電子線回折パターンとし
てハロー状のパターンしか観察されなかったことからも
裏付けられる。また、記録マーク部（非晶質）はコント
ラストに乏しい一様な領域として観察された。

【０１１２】一方、同ディスクに繰り返しオーバーライ
トした場合のＰｅ照射部は結晶粒が明らかであった。そ
の粒径分布を画像処理により解析すると、ほとんどの粒
径が７０〜１５０ｎｍの範囲にあることが判明した。

【０１１３】図８は、個々の結晶粒径を測定し、出現頻
度をプロットしたグラフ図である。すなわち、同図は、
ＴＥＭ写真上において任意に得られた約４．５μｍ角の
領域から、すべての結晶の粒径の出現頻度分布をプロッ
トしたものである。図８からわかるように、従来の光デ
ィスクにおいては、粒径の分布は単一の極大をもち、そ
の極大値は１１０ｎｍ程度であった。つまり、記録層
は、比較的大きな結晶粒によってほぼ埋め尽くされてい
ることが分かった。

【０１１４】また、比較のために２回記録を行ったトラ
ックについて同様のＴＥＭ観察で調べたところ、十分に
結晶化が進行しておらず、結晶粒が部分的に認められた
ものの、それ以外の大部分の領域は非晶質状態であるこ
とが判明した。

【０１１５】（実施例２） 以下、本実施形態の第２の実施例に係る相変化光記録媒
体について説明する。

【０１１６】本実施例の相変化光記録媒体も、図７に表
したものと同様の断面構成を有する。但し、各層の膜厚
は、記録膜２０３が結晶状態の時に反射率が高くなる、
いわゆるＨｉｇｈ−ｔｏ−Ｌｏｗの構成に合わせて設計
した。

【０１１７】すなわち、各層の材料は本実施形態の第１
実施例と同様にしつつ、第１干渉層２０２の膜厚を１６
０ｎｍ、記録層２０３の膜厚を２０ｎｍ、第２干渉層２
０４の膜厚を５ｎｍ、反射層２０５の膜厚を１５０ｎｍ
とした。記録媒体の作成手順も、本実施形態の第１実施
例と同様とした。

【０１１８】次に、このようにして作成した記録媒体を
初期化装置にかけ、全面初期化を行った。使用した装置
のレーザビームは、９５μｍ×１μｍのサイズの長円形
ビームである。初期化条件は線速２ｍ／秒とし、送りピ
ッチ１２μｍ、レーザパワー３００ｍＷとした。

【０１１９】次に、このようして初期化した記録媒体
を、線速一定の条件で評価した。まず、線速８．２ｍ／
ｓ、クロック周波数１１６．４５ＭＨｚの３Ｔ信号を記
録したところ、５１．２ｄＢのＣＮＲを得た。さらに、
本ディスクの別の初期化部に１１Ｔ信号を一回記録した
ところ、１１ＴのＣＮＲとして５６．５ｄＢと良好な値
を得た。

【０１２０】次に、この１１Ｔ信号を３Ｔ信号によりオ
ーバーライトしたところ、その信号強度は以下の如くで
あった。

【０１２１】 ここで、「有効消去比」とは、書き込んだ１１Ｔ信号の
信号強度とオーバーライトされた３Ｔ信号の信号強度と
の差として定義される。

【０１２２】次に、やはり初期化した異なるトラックに
３Ｔから１１Ｔまでのランダム信号を記録したところ、
９．５％のジッタ値を得た。このトラックにオーバーラ
イトを繰り返したところ、８〜９％の範囲で推移し、極
めて良好なジッタ特性を有することが確認された。

【０１２３】このように良好な繰り返し特性を得ること
ができた理由は、消去率が３４．７ｄＢと良いことから
もわかるように、記録した非晶質マークがオーバーライ
トで十分良く消去できたことに起因する。

【０１２４】次に、本記録膜の結晶状態をＴＥＭで調べ
た。観察したのはディスクのうちの初期化しただけで何
も記録していない部分である。ここで、比較のために、
初期化部分に多数回のオーバーライトを行ったトラック
も形成した。

【０１２５】第１実施例と同様の方法で試料を作成し、
まず、初期化部のＴＥＭ明視野像を観察した。その結果
は図４に例示したものと同様で明らかに多結晶であり、
ＴＥＭで分解できない微結晶あるいは非晶質の部位は特
に検出されなかった。個々の結晶粒はその結晶方位によ
り異なるコントラストを持つ微結晶の集合体として観察
された。 撮影したＴＥＭ像をもとに、結晶粒の粒径を
測定し、その出現頻度を調べた。方法は、８μｍ角の範
囲で明視野像を撮影し、まず大きい粒径に属する結晶粒
の径を測定した。具体的には、それぞれの結晶粒の最長
径と最短径を測定し、その平均をとって記録した。個々
の結晶粒の径は２０〜１００ｎｍの範囲に分布してお
り、その平均は６０ｎｍであった。

【０１２６】次に、それ以外の部分の小さい粒径に属す
る結晶粒を高倍率で観察したところ、どの部分も４〜２
０ｎｍの粒径をもつ比較的小さい結晶粒の集まりであっ
た。

【０１２７】また、オーバーライト繰り返しで形成され
た結晶部の観察では、同様に大きい結晶粒と、それを取
り囲んで微細な結晶に埋め尽くされた部分に分けられる
事が判明した。

【０１２８】なお、本実施例においても記録膜２０３の
材料としてＧｅＳｂＴｅを用いたが、このほかＩｎＳｂ
Ｔｅ、ＡｇＩｎＳｂＴｅ、ＡｕＩｎＳｂＴｅ系やその他
の相変化記録膜、またそれに添加元素を加えた材料系に
対しても当然本実施形態の効果が生じる。また繰り返し
可能媒体のみならず、いわゆるＣＤ−Ｒ、ＣＤ−ＲＷな
どの一回書込み型、複数回書き込み型の記録媒体として
も効果を発揮する。

【０１２９】以上、具体例を例示しつつ本実施形態の実
施の形態について説明した。しかし、本実施形態はこれ
らの具体例に限定されるものではない。

【０１３０】例えば、上記した具体例では、光ディスク
として、基板からＺｎＳ−ＳｉＯ_２ ／ＧｅＳｂＴｅ／
ＺｎＳ−ＳｉＯ_２ ／Ａｌをスパッタ成膜した４層構造
のものを例示した。しかし、これ以外にも、例えば、こ
れにＡｕ半透明膜を挿入した５層構造のものでも良く、
また、記録層のスパッタ条件や初期化条件が本実施形態
の実施にとって重要である他は、特に各層の膜材料、膜
厚、記録膜以外の成膜方法・条件には制約されない。

【０１３１】例えば、５層膜構造の場合に、半透明層と
しては、Ａｕの他に銀（Ａｇ），銅（Ｃｕ），シリコン
（Ｓｉ）などや、誘電体母材中に金属微粒子を分散した
構造の膜を用いることができる。

【０１３２】また、５層構成の半透明膜のかわりに、屈
折率の異なる２種類以上の透明膜材料を用いた２層以上
の積層膜を用いることもできる。例えば、膜厚を適切に
選んだＺｎＳ膜あるいはＺｎＳとＳｉＯ_２ との混合
膜、同じくＳｉＯ_２ 膜、同じくＺｎＳ膜あるいはＺｎ
ＳとＳｉＯ２ との混合膜、を順に積層した膜を用いる
ことにより、さらに高密度記録に適した媒体を提供でき
る。

【０１３３】また、干渉層としては、ＺｎＳ−ＳｉＯ
_２ 以外に、Ｔａ_２ Ｏ_５ ，Ｓｉ_３ Ｎ_４ ，ＳｉＯ
_２ ，Ａｌ_２ Ｏ_３ ，ＡｌＮ等の誘電体膜材料、記録
層としてはＧｅＳｂＴｅの他にＩｎＳｂＴｅ，ＡｇＩｎ
ＳｂＴｅ，ＧｅＴｅＳｅなどのカルゴゲン系膜材料、反
射層としてはＡｌの他にも、ＡｌＭｏ、ＡｌＣｒ、Ａｌ
ＴｉなどのＡｌ合金系膜材料などから適宜選択して用い
ることができる。

【０１３４】さらに、上述した具体例においては、光記
録媒体の一例として光ディスクを例に挙げて説明した
が、本実施形態はこれに限定されるものではなく、その
他にも、例えば、光記録カードなど種々の形態の光記録
媒体に同様に適用し、同様の効果を得ることができる。

【０１３５】本実施形態は、以上説明した形態で実施さ
れ、以下に説明する効果を奏する。

【０１３６】まず、本実施形態によれば、記録膜の初期
結晶化という付加的な工程を経ることなく、ａｓ−ｄｅ
ｐｏ．状態で直ちに使用でき、かつ記録特性、高繰返し
オーバライト特性に優れた光記録媒体を提供できる。

【０１３７】その結果として、初期結晶化に必要な設備
投資、運転費用、時間を削減し、より安価且つ高性能な
光記録媒体を提供できる。

【０１３８】例えば、従来の光記録媒体の場合には、デ
ィスク１枚あたりの成膜工程のタクトタイムが数秒であ
るのに対して、初期化工程のタクトタイムが数分もかか
り、製造上の大きなボトルネックとなっていた。これに
対して、本実施形態によれば、このような初期化工程を
削減することができ、製造スループットを大幅に改善す
ることもできる。

【０１３９】（第３の実施の形態） 次に、本発明の第３の実施の形態について説明する。

【０１４０】本実施形態は上記した目的を実現する手段
として、外部からの光照射によって結晶相と非晶質相と
の間の相変化を生ずる記録層を備えた相変化光記録媒体
であって、前記記録層は、クリプトンとキセノンの少な
くともいずれかを含有することを特徴とする相変化光記
録媒体を提供する。

【０１４１】ここで、前記記録層における前記クリプト
ンとキセノンの含有率は、あわせて０．２〜１０ａｔ．
％（原子パーセント）の範囲内であることが望ましい。

【０１４２】これは、スパッタ成膜直後すなわちａｓ−
ｄｅｐｏ．の状態での記録層の非晶質状態を光記録後の
非晶質状態に近づけ、初期結晶化工程無しに記録再生動
作を可能とするものである。

【０１４３】本発明者は、ａｓ−ｄｅｐｏ．の状態で好
適なランダムネスを持った非晶質を制御性よく成膜する
方法として、膜中にクリプトン（Ｋｒ）及び／またはキ
セノン（Ｘｅ）を含有し、特にＫｒ及び／またはＸｅの
原子分率が０．２〜１０％の場合に光記録媒体の記録膜
として最も好適な特性が得られることを見出した。

【０１４４】このようにして形成された相変化光ディス
クのアズデポの状態に非晶質マークの記録を実行する
と、独特の構成が形成される。すなわち、マーク間が結
晶化してトラック幅よりも狭い結晶化バンド中に非晶質
マークが点在する状態となる。ここで、マークの幅は結
晶化バンドよりも狭いか若しくは等しい。等しい場合に
は非晶質部がネットワーク状に連結し、その中に結晶化
したマーク間領域が存在する状態となる。線速が速くな
くて、非晶質マーク端部が結晶化する場合には、トラッ
ク幅よりも若干狭い結晶バンドが形成され、そのバンド
中にバンド幅よりも若干狭い非晶質マークが存在する状
態となる。結晶バンドの間の領域はスパッタ形成直後の
非晶質状態を保持する。

【０１４５】すなわち、本実施形態は、光検出側から見
て、結晶部の反射率（Ｒｃ）が非晶質部の反射率（Ｒ
ａ）よりも低く調整された相変化光ディスクにおいて、
記録状態が、トラック幅よりも狭い結晶バンド中に、こ
の結晶バンドと幅が等しいか狭い非晶質マーク列を有す
る態様を呈する事を特徴とする相変化光ディスクを、更
には、光検出側から見て、ＲｃがＲａよりも低く調整さ
れた相変化光ディスクにおいて、アドレス部の相変化記
録層が非晶質状態にあることを特徴とする相変化光ディ
スクを、提供するものである。

【０１４６】結晶バンドと非晶質マークの幅が等しい形
態では、非晶質マークの端部は結晶バンド間の非晶質バ
ンドと連結する形態を取る。この場合マーク幅は定義し
にくいが本実施形態においては、マーク幅と非晶質バン
ドが連結している形態におけるマーク幅は結晶バンドと
一致すると定義する。

【０１４７】また、一般的に光ディスク基板にはトラッ
キングガイド用の溝（グループ）が設けられ、この上に
媒体膜が成膜されるので、トラック間の領域はグループ
段差部となる。本実施形態の光ディスクは、このグルー
プ段差部の少なくとも一部が非晶質状態にあることを特
徴とする。トラック間の非晶質状態は、未記録状態のデ
ィスクに少なくとも１回記録を行った後に形成されてい
れば良く、多数回のオーバーライト後は、トラック間が
結晶状態に移行するものであってもよい。少なくとも１
回記録後にトラック間が非晶質なのか、結晶なのかは、
例えば、電子ビームを絞って照射する電子線回折法によ
り判断することができる。

【０１４８】以下、図面を参照しつつ本実施形態の実施
例について説明する。

【０１４９】図９は、本実施形態の実施例にかかる相変
化光ディスクを表す概略断面図である。同図において、
３０１は基板、３０２は第１干渉層、３０３は記録層、
３０４は第２干渉層、３０５は反射層である。図９の光
ディスクは例えば以下の方法で作製できる。まず、０．
６μｍ幅のグルーブが設けられたポリカーボネイト製光
ディスク基板３０１を多室スパッタリング装置の基板ホ
ルダーに設置する。

【０１５０】図１０は、本実施形態の実施に使用したス
パッタリング装置の要部概略構成図である。すちわち同
図において、３１１はスパッタ室、３１２はディスク基
板、３１３はスパッタリングターゲット、３１４はスパ
ッタリング源、３１５はスパッタ電源、３１６はガス導
入系、３１７は排気系、３１８は基板表面マイグレーシ
ョン制御系である。図１０のスパッタ室は、記録層３０
３の形成に使用したものであり、他の各層については図
１０と類似構成の他のスパッタ室においてそれぞれのス
パッタリング方法・条件を用いて成膜した。

【０１５１】基板３０１は、まず、ＺｎＳ−ＳｉＯ_２コ
ンポジットターゲットを具備するスパッタ室に搬送さ
れ、ＲＦスパッタ法により膜厚約８０ｎｍの第１干渉層
３０２を成膜する。次に、ＧｅＳｂＴｅターゲットを具
備するスパッタ室に搬送してＤＣスパッタ法により膜厚
約２０ｎｍの記録層３０３を成膜する。続いて、ＺｎＳ
−ＳｉＯ_２コンポジットターゲットを具備するスパッタ
室に再び搬送して、ＲＦスパッタ法により膜厚約３０ｎ
ｍの第２干渉層３０４を成膜する。最後に、Ａｌターゲ
ットを具備するスパッタ室に搬送して、ＤＣスパッタ法
により膜厚約５０ｎｍの反射層３０５を成膜する。

【０１５２】ここで、記録層３０３の成膜時には、スパ
ッタガスとしてＡｒとＸｅとの混合ガスを用いた。ガス
の組成はＡｒ：Ｘｅ＝１：４とし、ガス圧は２．０Ｐａ
とした。

【０１５３】記録層３の成膜と同一条件で成膜した試料
をラザフォードバックスキャタリング（ＲＢＳ）で分析
したところ、含有されるＸｅの組成は２．５原子％であ
ることが判明した。

【０１５４】この光ディスクを初期結晶化工程に供する
ことなく、線速一定の条件で評価した。線速８．２ｍ／
秒で、ＤＶＤ規格にのっとりクロック周波数１１６．４
５ＭＨｚの３Ｔ信号をａｓ−ｄｅｐｏ．のディスクに記
録した結果、５２．５ｄＢのＣＮＲ値を得た。やはりａ
ｓ−ｄｅｐｏ．の異なるトラックに３Ｔから１１Ｔまで
のランダム信号を記録したところ８．５％のジッタ値を
得た。このトラックにオーバーライトを繰り返したとこ
ろ徐々にジッタ値が低下し、１０回目で８．４％となっ
た。さらにオーバーライトを繰り返し、１００回目、及
び１０００回目でのジッタ値を測定したが、どちらも８
〜９％の範囲であった。

【０１５５】このように、本実施形態によれば、初期結
晶化が必要とされず、ａｓ−ｄｅｐｏ．のトラックに直
接記録しても良好なＣＮＲ、繰り返し特性を得ることが
できた。

【０１５６】本発明者は、記録層３０３に含有される希
ガスの量とディスクの特性との関係についてさらに詳細
に検討した。

【０１５７】図１１は、記録層に含有されるＫｒ量と３
Ｔジッタ特性との関係を示すグラフ図である。ここで、
Ｋｒの含有量は、ＲＢＳにより測定した。また、記録層
へのＫｒの含有比は、記録層の成膜時のＫｒガス圧力、
成膜速度、基板バイアスなどに依存する。すなわち、ガ
ス圧力が高い程、あるいは成膜速度が遅い程、膜中へＫ
ｒが取込まれる傾向がある。また、基板バイアスパワー
に対しては、適当なバイアス印加時に最もＫｒ含有比が
高くなった。一般に、Ｋｒの含有量が多い程、記録層の
ランダムネスが低下し、光記録後の非晶質状態に近づく
ものと考えられる。

【０１５８】図１１において、塗りつぶしのプロット
は、成膜後初期化せずに１回３Ｔマーク列を記録した時
のジッタ量を示し、白抜きのプロットは、３Ｔマーク列
記録とＤＣ消去とを１００回繰り返した後に３Ｔマーク
列を記録した時のジッタ量を示す。ここで、グラフの縦
軸のジッタ量はウィンドウ幅に対するパーセント表示と
した。

【０１５９】ドライブとしての実用的な動作マージンを
含めた３Ｔジッタ許容量の目安は８％である。ジッタが
これ未満の場合には、信頼性の高い低ＢＥＲ（bit erro
r rate）動作が確保され、これ以上の場合は信頼性に欠
けることを意味する。図１１から明らかなように、初期
記録ジッタ（黒丸）は、Ｋｒ含有比が０．２ａｔ％（原
子パーセント）未満では８％よりも高く、低ＢＥＲ動作
が困難なことが判る。一方、Ｋｒ含有比が２０ａｔ％以
上ではジッタが再度８％を超えた。すなわち、これらの
間の含有量において、良好なジッタ特性が得られること
が分かった。

【０１６０】Ｋｒ含有比０．２ａｔ％未満でジッタが高
い理由は、この範囲では成膜時の記録層の冷却速度の緩
和が不十分であり、近距離秩序状態の形成が不足して、
無初期化の非晶質状態からの結晶化が困難なためであ
る。一方で、Ｋｒ含有比２０ａｔ％以上でのジッタの急
激な上昇は、ＣＮＲの低下によるものであり、信号振幅
が低下したことによる。これは、２０ａｔ％以上もの過
剰なＫｒを含有する記録層では、結晶と非晶質間の光学
的特性の変化が少なくなることに起因すると考えられ
る。

【０１６１】繰返し記録後のジッタ（白丸）は、Ｋｒを
含有しない従来技術の記録層（図１１の左端の白丸。こ
こで、左向き矢印の０中の“０”はＫｒを含有しないこ
とを意味する。）から、Ｋｒ含有比１０ａｔ％の膜まで
十分に低い値を保持し、１０ａｔ％以上でジッタは急激
に増加する。Ｋｒを１０ａｔ％以上含有する膜の場合に
は、加熱冷却サイクルを繰り返すことによって、記録層
中の原子拡散が進行して相分離状態になるためである。
従って、初期化工程を経ることなく、初回記録から繰り
返し記録後に亘り低ジッタ動作が可能なＫｒ含有比の範
囲は０．２〜１０ａｔ％の範囲であることが判る。同様
の実験をＸｅについても実施した結果、０．２〜１２ａ
ｔ％とＫｒよりもやや広い範囲で初回記録から繰り返し
記録に亘り低ジッタ特性が得られた。

【０１６２】すなわち、本実施形態によれば、ＫｒやＸ
ｅなどのガスを用いてスパッタリング成膜するととも
に、これらのガスが所定の組成範囲で含有されるような
成膜条件を選択することにより、ａｓ−ｄｅｐｏ．状態
での短距離秩序状態を促進し、初期結晶化工程を経るこ
となく、極めて良好な光書込み特性を得ることができ
る。

【０１６３】なお、本実施形態では記録層の材料として
ＧｅＳｂＴｅを用いたが、この他にもＩｎＳｂＴｅやそ
れに添加元素を加えた材料系についても当然に本実施形
態の効果が生じる。また繰り返し可能媒体のみならず、
いわゆるＣＤ−Ｒ（compact disc-recordable），ＣＤ
−ＲＷなどの一回書込み型、複数回書き込み型の記録媒
体としても効果を発揮する。

【０１６４】次に、本実施形態において記録後のトラッ
クの状態を調べた実施例について説明する。

【０１６５】図１２は、本実施形態の光ディスクの概略
構成を表す断面図である。すなわち、本実施形態の光デ
ィスクは、基板３２１の上に、半透明膜３２２、下側干
渉膜３２３、記録層３２４、上側干渉膜３２５、反射膜
３２６がこの順番に積層された構成を有する。基板３２
１は、プリフォーマットされた直径：１２０ｍｍ、板
厚：０．６ｍｍのポリカーボネイト基板であり、プリピ
ット列からなるアドレス部とプリグルーブの形成された
データ部とからなる。基板３２１の作成方法は、通常の
原盤マスタリング、メッキによるスタンパー作成、スタ
ンパー上へのポリカーボネイト樹脂のインジェクション
形成である。本実施形態では、グルーブＧとランドＬの
トラック幅はいずれも、第１世代ＤＶＤ−ＲＡＭ（digi
tal versatile disc-random access memeory）規格の
０．７４μｍとし、グルーブＧの深さＤはクロストーク
キャンセル仕様の７０ｎｍとした。

【０１６６】この基板３２１の上に形成した各層は、基
板面から順番に、膜厚１０ｎｍのＡｕ半透明層３２２、
膜厚８５ｎｍのＺｎＳ−ＳｉＯ_２下側干渉層３２３、膜
厚１０ｎｍのＧｅＳｂＴｅ記録層３２４、膜厚３０ｎｍ
のＺｎＳ−ＳｉＯ_２上側干渉層３２５、膜厚１００ｎｍ
のＡｌＭｏ反射層３２６である。ＺｎＳ−ＳｉＯ_２の組
成は下側、上側共にＳｉＯ_２が２０ａｔ．％とし、Ｇｅ
ＳｂＴｅはＧｅ：Ｓｂ：Ｔｅ＝２：２：５の標準的な組
成とした。この構造の光ディスクの光学的な設計値（ミ
ラー面）は、Ｒｃ（結晶部の反射率）が５％で、Ｒａ
（非晶質部の反射率）が２０％で、Ａｃ（結晶部の吸収
率）／Ａａ（非晶質部の吸収率）が１．３であり、典型
的な吸収率調整形ＬｔｏＨ構造である。

【０１６７】また、結晶部と非晶質部の反射光の位相差
は零に調整された膜構造である。記録層３２４以外の各
層の形成は、全て通常の実験で使用される典型的なスパ
ッタリング方法と条件により行った。すなわち、スパッ
タ方法として、マグネトロンスパッタリング方法を用
い、スパッタガスとして純Ａｒガス、ガス圧力は０．６
７Ｐａ、ターゲットへの投入パワーは数１０〜数１００
Ｗ、基板は無バイアスとした。

【０１６８】一方、ＧｅＳｂＴｅ記録層３２４の成膜
は、本実施形態による独特の手法と条件を用いた。その
形成方法について図１０を参照しつつ以下に説明する。
まず、半透明層３２２と下側干渉層３２３が形成された
基板３２１を記録層を形成するためのスパッタ室３１１
内に搬送し、図１０に示した様なターゲット３１３に対
向する基板ホルダに取り付ける。そして、スパッタ室３
１１を真空排気後、ガス導入系３１６から２０％のＫｒ
ガスを含有するＫｒとＸｅの混合ガスをトータル流量２
００ｓｃｃｍで導入した。排気系３１７のコンダクタン
スを調整してスパッタ室３１１内部のガス圧力を６．７
Ｐａに調整した後、スパッタ源３１４に電源３１５から
５０ＷのＲＦパワーを投入し、同時に表面マイグレーシ
ョン制御系３１８を動作して基板上に１０Ｗの弱いＲＦ
パワーを投入し、ＧｅＳｂＴｅターゲット３１３を５分
間バイアスマグネトロンスパッタして、下側干渉層３２
３の上に膜厚１０ｎｍのＧｅＳｂＴｅ記録層３２４を形
成した。

【０１６９】通常のスパッタとの違いは、（１）スパッ
タガスとしてＫｒとＸｅとの混合ガスを用いＧｅＳｂＴ
ｅスパッタ粒子が気相中でエネルギーを失いやすくした
点、 （２）ガス圧力を高く設定してＧｅＳｂＴｅスパッタ粒
子の気相中での冷却を助長し、且つターゲットへ入射す
るガスイオンのエネルギーを低くしスパッタ粒子がター
ゲットから放出する時のエネルギーを低く調整した点、 （３）スパッタ源に投入するパワーを比較的低く設定
し、スパッタ粒子の放出時のエネルギーをさらに低下さ
せた点、 （４）基板に弱いバイアスを印加してポリカーボネイト
基板２１が熱的にダメージを受けない範囲で、成膜中基
板上にガスイオンを入射させて、基板上でのスパッタ粒
子の表面マイグレーション時間を長くした点である。

【０１７０】上記したような相違点は、基板へ入射する
スパッタ粒子のエネルギーを低くし、かつ基板上でラン
ダムな液相状態から固相状態へと転移する間の時間を長
くする即ちスパッタ粒子の冷却速度を低下させる上で効
果的である。この様な手段によって、スパッタ成膜過程
におけるＧｅＳｂＴｅスパッタ粒子の冷却速度を従来法
の１０^１２Ｋ／秒から、光記録時の１０^１０Ｋ／秒のオ
ーダまで遅くすることができ、それによって成膜直後の
非晶質状態を光記録時の非晶質状態に近づけることがで
きる。

【０１７１】成膜直後の非晶質状態を光記録時の非晶質
状態に近づけるためには、前記の記録層材料に合わせた （１）スパッタガスの選定、 （２）ガス圧力の増加、 （３）スパッタパワーの低下、 （４）基板バイアスの印加の全てを同時に行う必要性は
無く、適宜幾つかを組合せて実施しても効果的である。

【０１７２】また、上記手段に加える付加的な手段とし
て、 （５）成膜中に基板を数１０℃程度まで加熱する、 （６）副次的なイオン源を備えて成膜中基板面にイオン
シャワーを照射する、等の手段により、スパッタ粒子の
基板上での表面マイグレーションを助長し、あるいはタ
ーゲット面から放出したスパッタ粒子をイオン化して減
速電界中を通過させる方法も効果的である。

【０１７３】さらに、 （７）ターゲットと基板の間の距離を離す、 （８）ターゲットに対して基板を偏心させてターゲット
面から斜めにスパッタ放出した粒子のみで成膜する、等
の手段で基板に入射するスパッタ粒子のエネルギーを低
下させる方法も効果的である。

【０１７４】これらの方法を適宜組合せることにより、
スパッタ成膜直後の非晶質状態を光記録時の非晶質状態
に近づけることが可能である。また、上記した例はいず
れも記録層２４の成膜を最も実用的なスパッタリング法
で実施する場合を挙げたが、基板へ入射する記録層の材
料粒子のエネルギーを低く設定する限りにおいては、真
空蒸着法、ガス中蒸着法、ＭＢＥ（molecular beam epi
taxy）法、プラズマＣＶＤ（chemical vapor depositio
n）法、ＭＯＣＶＤ（metal-organic chemical vapor de
position）法等を記録層の成膜に適用することも効果的
である。

【０１７５】さて、前記した（１）Ｋｒ−Ｘｅ混合ガ
ス、（２）高圧雰囲気、（３）低パワー、（４）基板バ
イアスマグネトロンスパッタ法を用いて作成したＧｅＳ
ｂＴｅ記録層３２４の上に、通常のマグネトロンスパッ
タ法を用いて、上側干渉層３２５、反射層３２６を順次
形成してスパッタ室から取出した。この５層構成のディ
スクを、膜の設けられていない直径：１２０ｍｍ、板
厚：０．６ｍｍのポリカーボネイト基板とＵＶ硬化型接
着層を介して貼合せ、本実施形態の効果を検証する為の
サンプルとした。

【０１７６】また、比較例として、上記光ディスクと同
一の層構成で作成方法が異なる光ディスクも作成した。
比較ディスクは、記録層の形成を通常のスパッタリング
方法・条件で行ない、貼合せ構造にした後に、従来の製
造工程に従って長円形ビームで初期結晶化したものであ
る。ここで、比較例で用いた記録層のスパッタリング条
件は、前記した本実施形態における記録層以外の膜のス
パッタリング条件と同一であり、マグネトロンスパッタ
リング方法、スパッタガスとして純Ａｒガス、ガス圧力
として０．６７Ｐａ、ターゲットへの投入パワーは数１
０〜数１００Ｗ、基板は無バイアスとした。

【０１７７】本実施形態の光ディスクと比較ディスクと
は以下の手段で光記録した。すなわち、波長が６５０ｎ
ｍ、対物レンズのＮＡが０．６の記録再生光学系を有す
る光ディスク評価システムを使用した。レーザスポット
のｅ^−２径は約０．９μｍである。一方、ディスクのト
ラックピッチは０．７４μｍとビームスポットのｅ^−２
径よりも小さい。このようなレーザ光を用いて、データ
部に対して、線速６ｍ／秒で、最短ビット長０．４１μ
ｍ／ｂｉｔの８／１６変調のランダムパターン信号を、
隣接する各々１０トラックのランドとグルーブに記録し
た。

【０１７８】本発明者は、初期結晶化をせずに光記録し
た本実施形態の図１２のディスクと比較ディスクを透過
電子顕微鏡（ＴＥＭ）観察に供して、その記録状態を観
察した。ＴＥＭ観察は、記録部を切出した小片試料を作
成し、ＵＶ接着層共々対向基板を剥がして取り除いた後
に、基板を溶解して除去し、媒体膜部のみをメッシュに
救い上げ、第１層のＡｕをイオンミリングにより除去し
て行った。

【０１７９】図１３は、本実施形態の光ディスクの初期
記録後のパターンを表す概略図であり、図１４は、本実
施形態の光ディスクの１００回目のオーバライト時（Ｏ
Ｗ１００）のパターンを表す概略図である。いずれにお
いても、図中のＬ_ｉ−１，Ｌ_ｉは各々ｉ−１，ｉ番目の
ランドトラック、Ｇ_ｉはｉ番目のグルーブトラック、Ａ
は非晶質記録マーク部、Ｃは結晶質マーク間部、ＣＢは
結晶バンド幅、ＡＢは結晶バンド間の非晶質バンドの
幅、ＭＷはマークの幅をそれぞれ表す。また、図１３で
は、ＭＷは明記していないが、同図のパターンでは、Ｍ
ＷとＣＢは一致する。

【０１８０】一方、従来技術に従って作成した比較ディ
スクでは、初期結晶化を必要とするので、当然のことな
がら初期記録後もＯＷ後も図１４において非晶質バンド
ＡＢ部が無く、結晶状態のネットワーク中に非晶質の記
録マークが点在するパターンを呈した。

【０１８１】また、本実施形態のディスクに対してラン
ダムデータを１２ｍ／ｓの高速動作条件で記録し、同様
に記録パターンのＴＥＭ観察を行った結果、ＯＷ後も図
１３に近いパターンを呈した。

【０１８２】これらの観察結果は、以下のように解釈出
来る。すなわち、記録時には記録マークになる部分は溶
融し、その周囲は結晶化可能な温度帯に昇温される。線
速が遅いか、ＯＷ回数が多いとマークエッジの結晶化可
能な温度帯に昇温されている積算時間が長く、非晶質マ
ークの周囲に結晶部が生成される。従って、本実施形態
のディスクは、低線速であるほど、また、ＯＷ回数が増
加するほど、図１４に示したパターンに近づき、逆に高
線速であるほど、また、ＯＷ回数が少ないほど、図１３
に示したパターンに近づく。

【０１８３】つまり、本実施形態の光ディスクは、いづ
れの場合にも、光検出側から見て、結晶部の反射率が非
晶質部の反射率よりも低く調整された相変化光ディスク
であって、記録状態が、トラック幅よりも狭い結晶バン
ド（結晶バンドと結晶バンドの間には非晶質のバンドが
形成されている）中に、この結晶バンドと幅が等しいか
あるいは狭い非晶質マーク列が形成されたパターンを有
し、同時にアドレス部の相変化記録層は非晶質状態にあ
ることを特徴とする。

【０１８４】以上、具体例を参照しつつ本実施形態の実
施例について説明した。しかし、本実施形態はこれらの
具体例に限定されるものではない。

【０１８５】例えば、上記した具体例では、Ｒｃ＜Ｒａ
の膜構造の媒体として、基板からＺｎＳ−ＳｉＯ_２／Ｇ
ｅＳｂＴｅ／ＺｎＳ−ＳｉＯ_２／ＡｌまたはＡｌＭｏ膜
をスパッタ成膜した４層構造のもの、または、これにＡ
ｕ半透明膜を挿入した５層構造のものを例示したが、本
実施形態はＲｃ＜Ｒａの媒体であれば何でも良く、ま
た、記録層のスパッタ条件や初期化条件が本実施形態の
実施にとって重要である他は、特に各層の膜材料、膜
厚、記録膜以外の成膜方法・条件には制約されない。

【０１８６】例えば、五層膜構造の場合に、半透明層と
しては、Ａｕの他に銀（Ａｇ），銅（Ｃｕ），シリコン
（Ｓｉ）などや、誘電体母材中に金属微粒子を分散した
構造の膜を用いることができる。また、干渉層として
は、ＺｎＳ−ＳｉＯ_２以外に、Ｔａ_２Ｏ_５，Ｓｉ
_３Ｎ_４，ＳｉＯ_２，Ａｌ_２Ｏ_３，ＡｌＮ等の誘電体膜材
料、記録層としてはＧｅＳｂＴｅの他にＩｎＳｂＴｅ，
ＡｇＩｎＳｂＴｅ，ＧｅＴｅＳｅなどのカルゴゲン系膜
材料、反射層としてはＡｌＭｏの他、ＡｌＣｒ，ＡｌＴ
ｉなどのＡｌ合金系膜材料などから適宜選択して用いる
ことができる。

【０１８７】さらに、上述した具体例においては、光記
録媒体の一例として光ディスクを例に挙げて説明した
が、本実施形態はこれに限定されるものではなく、その
他にも、例えば、光記録カードなど種々の形態の光記録
媒体に同様に適用し、同様の効果を得ることができる。

【０１８８】本実施形態は、以上説明した形態で実施さ
れ、以下に説明する効果を奏する。

【０１８９】まず、本実施形態によれば、結晶部の反射
率が非晶質部の反射率よりも低く設定された相変化光記
録媒体の、アドレス信号やサーボ信号の品質を向上さ
せ、かつデータ部のジッタを初回記録時から低減でき
る。

【０１９０】また、本実施形態によれば、記録膜の初期
結晶化という付加的な工程を経ることなく、ａｓ−ｄｅ
ｐｏ．の状態で直ちに使用でき、かつ記録特性、高繰返
しオーバライト特性に優れた相変化光記録媒体を提供で
きる。

【０１９１】その結果として、初期結晶化に必要な設備
投資、運転費用、時間を削減し、より安価且つ高性能な
光記録媒体を提供できる。

【０１９２】以上説明したように、本実施形態によれ
ば、従来よりも高性能でしかも製造工程を簡素化するこ
とができる相変化光記録媒体を提供することができ産業
上のメリットは多大である。

【０１９３】（第４の実施の形態） 次に、本発明の第４の実施の形態について説明する。本
実施形態においては、相変化記録媒体の記録層が独特の
範囲の熱伝導率を有する点にひとつの特徴を有する。

【０１９４】本実施形態は上記した目的を実現する手段
として、第１に、外部からの光照射によって結晶状態と
非晶質状態との間の相変化を生ずる記録層を備えた相変
化光記録媒体であって、非晶質状態の熱伝導率が０．８
Ｗ／ｍＫ以上６Ｗ／ｍＫ以下であることを特徴とし、前
記記録層は、アドレス部とデータ部とを有し、前記アド
レス部は、実質的に非晶質状態であることを特徴とする
相変化記録媒体を提供する。

【０１９５】相変化記録媒体のアドレス部には、ユーザ
によりデータは書き込まれない。つまり、アドレス部
は、初期状態が保たれる。本実施形態においては、後に
詳述する方法により堆積した記録層は、上記した熱伝導
率を有し、アズデポ状態で直ちにデータの記録が可能で
あるので、初期結晶化工程を経る必要がなくなる。つま
り、本実施形態の記録媒体は、製造後ユーザにより使用
された後においても、アドレス部が上記した構成上の特
徴を有する。

【０１９６】なお、本願明細書において、「実質的に非
晶質状態」とは、光学的にみて非晶質といえる状態であ
ることをいう。例えば、記録媒体の特性として重要な光
反射率が、結晶スペースの反射率よりも非晶質マークの
反射率に近い場合を指す。

【０１９７】または、本実施形態は、外部からの光照射
によって結晶状態と非晶質状態との間の相変化を生ずる
記録層を備えた相変化光記録媒体であって、前記記録層
は、アドレス部とデータ部とを有し、前記データ部は、
データを記録する前の未記録状態において実質的に非晶
質状態であって、且つその熱伝導率が０．８Ｗ／ｍＫ以
上６Ｗ／ｍＫ以下であることを特徴とする相変化記録媒
体を提供する。

【０１９８】つまり、本実施形態の媒体は、初期結晶化
工程を経る必要がないので、データ部にデータが書き込
まれる前の未使用状態であれば、本実施形態の媒体のデ
ータ部は、上記したような構成上の特徴を有する。

【０１９９】ここで、前記熱伝導率が２Ｗ／ｍＫ以上４
Ｗ／ｍＫ以下であることがさらに望ましい。

【０２００】また、前記記録層は、ＧｅＳｂＴｅまたは
ＡｇＩｎＳｂＴｅを主成分とすることが望ましい。

【０２０１】本発明者は、アズデポ（as-depo.：堆積し
たままの状態）の非晶質部の熱伝導率が上記した範囲に
調整されている記録媒体においては、初期結晶化工程を
経ずにアズデポ非晶質状態のままで記録しても良好な記
録特性が得られることを見出した。

【０２０２】上記した本実施形態の相変化記録層は、初
期状態すなわち記録層をスパッタ法などにより堆積した
ままの状態での非晶質部の熱伝導率は、従来の相変化記
録層の非晶質部の熱伝導率よりも低いこと、制御範囲が
広いことを特徴としている。従来よりも熱伝導率が低く
設定されていることで、光学的にＡａが小さく調整され
ている場合でも非晶質部の温度は上がり易く、良好な消
去特性が得られる。また、本実施形態の相変化記録層は
その作成の仕方によって幅広い範囲で熱伝導率が制御可
能なので、熱応答設計の自由度が向上する。

【０２０３】本実施形態は基本的には材料物性に関する
ものであるが、所定の熱伝導率を得るためには製造方法
が重要なので、以下に本実施形態の相変化記録媒体の製
造方法の概要を説明する。

【０２０４】相変化記録に使用される記録層は通常はス
パッタ法で成膜され、成膜直後には非晶質状態にある。
スパッタリング法は、高エネルギーのアルゴン（Ａｒ）
イオン衝撃により、ターゲット面からスパッタ放出され
たスパッタ粒子（気相）が基板面上にランダムに到着
し、ランダムな状態（液相）で表面をマイグレートした
後に膜という固相状態に転移して所定の膜を作成すると
いう技術である。スパッタ粒子が気相から固相へ転移す
る際の冷却速度は通常１０^１２Ｋ／秒程度である。即
ち、数ｅＶ（数万Ｋ）のランダム状態から室温の固相に
変化するに要する時間は１０ナノ秒程度であり、融点か
ら結晶化温度の間の温度帯を通過するに要する時間（結
晶化保持時間）は高々１ナノ秒程度と推定される。

【０２０５】一方で、ＧｅＳｂＴｅ、ＩｎＳｂＴｅ系記
録層の結晶化時間は、数１０ナノ秒である。膜が結晶化
する条件は、膜の結晶化時間が前記した結晶化保持時間
よりも短いことであるので、スパッタ成膜直後の記録層
は非晶質状態になる訳である。ここで重要なのは、成膜
直後の非晶質状態が、光記録で形成される非晶質状態と
は異なるということである。何故ならば、光記録時の冷
却速度は、ビームの線速、媒体の層構造にも依存する
が、典型的には１０^１０Ｋ／秒程度であり、スパッタ成
膜過程の冷却速度よりも二桁程度遅いからである。溶融
状態（スパッタ成膜におけるマイグレーション過程と光
記録時の溶融過程の両方を意味する）からの冷却速度の
違いは、ランダムネスに反映される。即ち、冷却速度が
速い程ランダムネスは高く、冷却速度が遅い場合にはマ
クロスコピックにはランダムだが、近距離秩序を有する
微細構造を呈する。

【０２０６】この微細構造の違いは、熱伝導率に反映さ
れる。一般的に、熱伝導率はランダムな状態の方が低
い。これは熱伝導が格子振動による場合でも電子伝導に
よる場合でも、ランダム系の方が散乱が大きい為であ
る。従って、非晶質状態と結晶状態とを比較すると、非
晶質状態の熱伝導率の方が明らかに低い。非晶質状態中
に近距離秩序（ナノクリスタルと言っても良い）を含有
する場合には、単純な重み付き平均を取れば、非晶質状
態と結晶状態の中間的な値の熱伝導率を示すと考えられ
る。

【０２０７】しかし、本発明者は、詳細な熱伝導測定の
結果、ナノクリスタルを含有する非晶質の方が、ナノク
リスタルを含有しない非晶質に比較して、反って熱伝導
率が低いことを発見した。推定される理由は幾つか有る
が、ナノクリスタルを含有する非晶質の方が、ナノクリ
スタル付近での非晶質部のダングリングボンドが多いの
というが一つの有力な理由である。もう一つの理由は、
非晶質部よりも熱容量の低いナノクリスタル部で熱吸収
が発生して、全体としての熱伝導を阻害するというメカ
ニズムを挙げることが出来る。

【０２０８】本実施形態の熱伝導率を有する記録層を具
備する相変化記録媒体を形成する具体的な方法は、スパ
ッタプロセスにおけるスパッタ粒子の冷却速度を低下さ
せて、堆積直後の非晶質状態を光記録で形成される非晶
質状態に近づけることである。スパッタ直後の非晶質状
態を光記録で形成される非晶質状態に近づける為には基
板上に入射するスパッタ粒子のエネルギを低下させる
か、表面マイグレーションの時間を長く制御する。より
具体的には、スパッタガスとしてＧｅＳｂＴｅ系スパッ
タ粒子に対する冷却効果が通常用いられるアルゴン（Ａ
ｒ）ガスよりも顕著なクリプトン（Ｋｒ）、キセノン
（Ｘｅ）もしくはそれらの混合ガスを用いるか、基板に
軽くバイアスを印加して表面マイグレーションを助長す
る等の方法が効果的である。この様にして形成したディ
スクはスパッタ成膜直後の状態が、光記録で形成される
非晶質状態に近い。従って、ナノクリタル含有非晶質に
特有の低い熱伝導率を呈する。

【０２０９】以下、図面を参照しつつ本実施形態の実施
例について説明する。

【０２１０】図１５及び図１６は、本実施形態の実施例
にかかる相変化記録媒体の断面構造を例示する概念図で
ある。これらの図面においては、同一の機能を有する部
材は同一の符号で示した。図１５は、典型的なＬｔｏＨ
構造の媒体を表し、図１６は典型的なＨｔｏＬ構造（Ｒ
ｃ＞Ｒａ）の媒体を表す。

【０２１１】図１５、図１６において、４０１はトラッ
キンググルーブの設けられたポリカーボネイト基板、４
０２は半透明膜、４０３は下部干渉膜、４０４は記録
層、４０５は上部干渉膜、４０６は反射膜である。

【０２１２】図１７は、記録媒体の平面構成の一例を表
す概念図である。すなわち、同図は、ＤＶＤ−ＲＡＭの
平面構成を表し、下側はディスクの全体構造図、上側は
その一部拡大図である。ディスクには、「ランド・トラ
ック」と「グルーブ・トラック」とが交互に形成され、
円周上に沿って複数の「セクタ」に分けられている。そ
れぞれの「セクタ」の先端部には「ヘッダ部」すなわち
「アドレス部」が設けられている。「ヘッダ部」には、
アドレスなどのセクター情報がプリピット列として設け
られる。この「ヘッダ部」にはデータの記録再生動作は
行われず、データの記録再生動作は「データ部」に行わ
れる。

【０２１３】従って、記録媒体の「ヘッダ部」は、製品
を出荷した後にその結晶或いは非晶質状態が変化するこ
とはない。いいかえると、仮に媒体の初期状態が非晶質
状態の場合には、「ヘッダ部」は非晶質状態のまま維持
される。逆に、従来の媒体のように、結晶化工程を経る
場合には、この「ヘッダ部」は結晶状態のまま維持され
ることとなる。

【０２１４】そして、後に詳述するように、本実施形態
の記録媒体は、初期結晶化工程を経ないので、この「ヘ
ッダ部」が実質的に非晶質状態にあり、しかもその熱伝
導率が従来にない独特の範囲にある。

【０２１５】または、本実施形態の記録媒体は、未使用
状態にあっては、「データ部」も同様に実質的に非晶質
状態にあり、しかもその熱伝導率が従来にない独特の範
囲にある。

【０２１６】本実施形態の相変化記録媒体は、以下の手
順で作成することが出来る。まず、ポリカーボネイト基
板１は、通常の光ディスク基板のマスタリングプロセス
により作成可能である。例えば、板厚０．６ｍｍ、直径
１２０ｍｍ、トラックピッチ０．６μｍ、グルーブ深さ
７０ｎｍの形状を有する。

【０２１７】各層の形成は、例えばマグネトロンスパッ
タリング装置を用いて実施可能であり、基板４０１のグ
ルーブ面上に順次、図１５の場合には、例えば膜厚１０
ｎｍのＡｕ半透明膜４０２、膜厚８０ｎｍのＺｎＳ−Ｓ
ｉＯ２下部干渉膜４０３、膜厚２０ｎｍのＧｅＳｂＴｅ
記録層４０４、膜厚３０ｎｍのＺｎＳ−ＳｉＯ２上部干
渉膜４０５、膜厚１００ｎｍのＡｌ合金反射膜４０６を
スパッタリング成膜する。図１６の記録媒体の場合に
は、例えば膜厚１２０ｍのＺｎＳ−ＳｉＯ２下部干渉膜
４０３、膜厚１５ｎｍのＧｅＳｂＴｅ膜４０４、膜厚２
０ｎｍのＺｎＳ−ＳｉＯ２上部干渉膜４０５、膜厚１０
ｎｍのＡｕ反射膜４０６をスパッタリング成膜して得る
ことが出来る。

【０２１８】各層成膜後の媒体は、スパッタ装置から取
出した後、例えばブランク基板と貼り合せることによ
り、相変化記録媒体を得ることができる。

【０２１９】本実施形態においては、上記した作成手順
の中で、記録層の形成条件と上下の干渉膜の形成条件と
を調節することによって、従来よりも低い非晶質の熱伝
導率と、広い範囲での非晶質の熱伝導率の制御を行う。
具体的には、 （１）記録層の形成時に、従来技術で使用されるＡｒガ
スの代りに、Ｇｅ、Ｓｂ、Ｔｅ系スパッタ粒子に対する
冷却効率の高いＫｒ、Ｘｅ、Ｋｒ−Ｘｅガスを使用する
こと、 （２）スパッタ粒子の輸送過程での冷却を促進する為
に、ガス圧力を従来技術の典型値である０．２５〜０．
６７Ｐａよりも高めに設定すること、 （３）ＧｅＳｂＴｅターゲットヘの入力を低めに設定し
て陰極降下電圧を低下しスパッタ粒子の放出エネルギー
を抑制すること、 （４）成膜中に基板ホルダーに弱いＲＦバイアスを印加
してスパッタ粒子の基板上でのマイグレーション時間を
長くすること、及びこれらの適当な組合せの条件を採用
する。

【０２２０】上記条件の採用により、スパッタ粒子の基
板上での冷却速度を低下させ、アズデポの記録層中に近
距離秩序を有する微結晶核を生成することができる。そ
れによって、アズデポ非晶質部の熱伝導率を従来よりも
低くできる。同時に、スパッタ粒子の基板上での冷却速
度を成膜条件で制御することによって、幅広い範囲で非
晶質部の熱伝導率を制御することが出来る。

【０２２１】記録層中への近距離秩序の形成は、上記し
た記録層の成膜条件の調整に加えて上下の干渉膜の成膜
条件に工夫を施すことでも可能である。具体的には、干
渉膜の形成を、通常用いられるガス圧力よりも低い圧力
において実施すること、スパッタ入力パワーを通常の数
１００Ｗ〜数ｋＷよりも高めに設定することなどであ
る。この様にして形成した干渉膜は、圧縮性の応力を示
し、記録層の体積収縮を助長する。記録層は、同一原子
数で比較した場合に、結晶部の体積の方が非晶質部の体
積よりも小さい。従って、上下の膜から体積収縮を助長
する作用があると、記録層中に非晶質部よりも体積の小
さい近距離秩序を形成し易くなる。

【０２２２】本発明者は、上記した手段で図１５及び図
１６に表した相変化記録媒体を形成した。また、その効
果を明確化するために、比較例として従来の成膜方法を
用いて同様の断面構造を有する比較用の相変化記録媒体
を作成した。ここで、従来の成膜方法とは、例えば記録
層の形成にＡｒガスを用い、ガス圧力を０．４Ｐａ程度
とし、スパッタ入力を数１００Ｗとし、上下干渉膜の形
成時に０．６７Ｐａ程度のガス圧力、数１００Ｗのスパ
ッタ入力を選択したことを意味する。

【０２２３】以下、本実施形態の成膜方法により作成し
た図１５の構造の媒体を本実施形態の「ディスク１」、
本実施形態の成膜方法で作成した図１６の構造の媒体を
本実施形態の「ディスク２」、従来の成膜方法で作成し
た図１５の構造の媒体を「比較ディスク１」、従来の成
膜方法で作成した図１６の構造の媒体を「比較ディスク
２」と略記する。

【０２２４】上述した手法で作成した本実施形態の相変
化記録媒体と比較の為の従来技術の相変化記録媒体の記
録層の熱伝導率の測定は、「高速時間分解（ピコセカン
ド）熱反射率測定法」によって実施した。これは、通商
産業省・工業技術院・計量研究所・計測システム部・計
測情報研究室の馬場らのグループが開発した手法であ
り、その詳細は、例えば、Proc.Themophysical Propert
ies 17、p43、Prc.EUROTHERM'57"Microscale Heat Tran
sfer" 等に開示されている。

【０２２５】この測定法は、物質の反射率が物質の温度
に依存するという光熱物性を利用している。反射率の温
度に対する変化は、物質の種類に依存するが、例えばＡ
ｌの場合は１０^−５（Ｋ^−１）程度の絶対反射率の変化
を示す。この現象は、物理的には、格子の熱振動が電子
状態に微妙に影響を与えることに起因する熱反射率の変
化として説明できる。この測定法では、物質の表面加熱
の手段としてピコセカンド程度のパルス幅のポンプ光を
用いる。パルス光照射により表面温度が上昇し、反射率
が変化し、一般的に増加する。ポンプ光をオフすると、
表面から試料の厚さ方向に熱が拡散し、表面温度が低下
して反射率が低下する。数１０ｎｍの薄膜試料では、膜
厚方向の熱拡散の時定数は膜の熱伝導率に依存し、数１
０ピコ秒から数ナノ秒の間の値を示す。ポンプ光オフ後
の表面反射率の変化を、表面が加熱しない程度の低いパ
ワーのプローブ光でモニタすると、膜厚方向への熱拡散
の時定数が測定される。この時定数から膜厚方向への熱
浸透率に変換し、さらにそれを熱伝導率に換算（膜厚方
向への一次元熱伝導と仮定）すれば熱伝導率の値を得る
ことができる。

【０２２６】高速時間分解（ピコセカンド）熱反射率測
定法は、膜厚が数１０ｎｍの薄膜試料の熱伝導率を精度
良く測定することができる世界唯一の手法である。例え
ば、従来良く用いられてきた「光交流法」などと比較す
ると、測定値の信頼性は格段に高い。元来、光交流法
は、数１００μｍ程度の膜厚の試料の熱伝導測定用に開
発されたものである。しかし、数１０〜数１００ｎｍの
厚みの薄膜試料に適した測定手法が無かったために、薄
膜に対しても光交流法を適用せざるをえなかった、とい
うことが実態であった。光交流法によって相変化記録媒
体に使用される膜材料の熱伝導率を測定した例は、例え
ば、Jpn.Appl.Phys.28-3、pp.123-128 に開示されてお
り、本実施形態に関連するＧｅＳｂＴｅ記録層の非晶質
部の熱伝導率の測定値として、０．５８Ｗ／ｍＫという
値が明示されている。この測定値は、同文献に開示され
ているＺｎＳ−ＳｉＯ_２ の熱伝導率よりも低い点、Ｇ
ｅＳｂＴｅ膜の結晶部の熱伝導率と同一の測定値である
点、及び、Ｇｅ、Ｓｂ、Ｔｅ各々のバルクの熱伝導率の
いずれより著しく低い点、で甚だしく疑わしい。

【０２２７】本発明者も光交流法による測定の追試を試
みたが、実際の相変化記録媒体に用いられる数１０ｎｍ
厚の試料では測定値が大きくばらついて全く有意な測定
は出来なかった。さらに、光交流法が適用可能とされる
数１０μｍ厚の試料について測定した場合においても、
測定値のバラツキはプラスマイナス数１０％を超え、信
頼性あるデータの取得は不可能であった。

【０２２８】これに対して、高速時間分解（ピコセカン
ド）熱反射率測定法は、前述したように、試料の膜厚方
向への熱拡散を高速時間分解測定するもので、ポンプ光
により試料表面を加熱した後、プローブ光により試料表
面反射率の変化をピコセカンドオーダで観察するもので
ある。表面加熱後、熱が膜厚方向に拡散していくと表面
温度が低下して熱反射率が低下する挙動を精密測定する
手法である。熱反射率感度の高い、例えばＡｌ等に対す
る測定精度が特に高いが、全ての膜材料に対して有用な
手法である。何故ならば、反射率の低い例えば透明な材
料に対しても、表面にＡｌ薄膜をコートすれば、透明な
薄膜材料の膜厚方向への熱拡散に伴うＡｌコート膜表面
温度の時間変化を調べることによって、透明な薄膜材料
の熱伝導率を知ることが出来るからである。

【０２２９】本発明者は、数１０ｎｍ厚の薄膜試料を用
いて熱伝導率の詳細な測定を行った。熱伝導率の測定に
は、図１５及び図１６のディスクサンプルと、別途記録
層のみを例えばＳｉウェーハ上に作成し、その上に熱反
射率測定用のＡｌ膜をコートした試料を用いた。後者の
場合は、Ｓｉ上に膜厚１００ｎｍのＧｅＳｂＴｅ膜を前
述した本実施形態の成膜方法もしくは従来技術の成膜方
法で形成し、連続して例えば膜厚２０ｎｍのＡｌ膜をコ
ートした。前者のディスクサンプルを直接用いる場合
は、貼り合せた対向ブランク基板を剥離後、テープをを
Ａｌ合金系反射膜側に貼り付けてピールオフする等の方
法で記録層を露出し、その上に膜厚１０〜２０ｎｍ程度
のＡｌ膜をコートした。

【０２３０】測定の結果、前者及び後者の熱伝導率は、
プラスマイナス５％の範囲内で一致した。本明細書にお
いては、測定値として、後者即ちＳｉウェーハ上に作成
した試料を用いた場合の値を示す。

【０２３１】従来技術で作成した記録層の非晶質状態の
熱伝導率は、典型的には７（Ｗ／ｍＫ）であり、形成条
件に依存して６．８〜７．２（Ｗ／ｍＫ）の範囲の値を
示した。また、結晶状態の熱伝導率は、従来の記録層に
おいても本実施形態の記録層においても、８．８〜１
０．１（Ｗ／ｍＫ）の範囲にあり、従来の記録層の非晶
質状態の熱伝導率の１．３〜１．４倍程度の値を示し
た。

【０２３２】一方、本実施形態の記録層の熱伝導率は、
アズデポ状態すなわち非晶質状態で０．８〜６（Ｗ／ｍ
Ｋ）の範囲にあった。この範囲内での値の変動は、記録
層の作成方法、即ち非晶質中に含まれる微細結晶核のサ
イズや含有比率に依存するものと考えられる。

【０２３３】本実施形態の記録層は、非晶質状態におい
て微細結晶核を有すると推測されるので、その熱伝導率
は、従来の記録層における非晶質状態の熱伝導率と、結
晶状態の熱伝導率との中間的な値を示すことが予測され
た。これに反して、本実施形態の記録層が非晶質状態に
おいて、従来の結晶状態と非晶質状態のいずれよりもか
なり低い値を示した原因は、前述したように、微細結晶
核界面でのダングリングなどに起因して熱抵抗が高いこ
とであると推測される。

【０２３４】図１８は、熱伝導率（κ）の測定値と、図
１５の構造のディスクサンプルを用いて測定したＤＣ消
去率との関係を表すグラフ図である。

【０２３５】ＤＣ消去率の測定は、以下の方法により実
施した。すなわち、図１５の構造のディスクを、波長６
５０ｎｍの光源とＮＡが０．６の対物レンズを有する評
価システムにセットする。そして、線速１０ｍ／秒で回
転し、最適記録パワー（この場合には１０〜１３ｍＷ）
で１１Ｔ相当のマークを記録した後、ＣＮＲを測定し、
消去パワー（４〜６ｍＷ）をＤＣ的に照射して、１１Ｔ
キャリアレベルの低下量を測定した。ここで、記録層の
初期結晶化は、本実施形態のディスク及び従来技術のデ
ィスク共に行わなかった。

【０２３６】図１８において、黒丸は本実施形態の相変
化記録媒体の熱伝導率κとＤＣ消去率のプロット、白丸
は従来技術の相変化記録媒体のそれを表す。従来技術の
ディスクでは、ＤＣ消去率は高々５ｄＢ程度であり、消
去特性が極めて悪かった。それに比較して、本実施形態
のディスクにおいては、κが０．８〜６Ｗ／ｍＫの範囲
で３５ｄＢ以上の高い消去率が得られた。特に、κが２
〜４Ｗ／ｍＫの範囲では、４０ｄＢ以上の極めて高い消
去率が得られた。これは、本実施形態の相変化記録媒体
では、記録層の非晶質状態の熱伝導率κが従来技術より
も低く調整されているために、同じ光吸収率でもより高
い温度に昇温保持される時間が長いためであると考えら
れる。

【０２３７】図１９は、無初期化・初回記録の３Ｔ−Ｃ
ＮＲと熱伝導率κとの関係を示すグラフ図である。同図
においても、黒丸が本実施形態、白丸が従来技術のデー
タをそれぞれ表す。図１９から明らかなように、従来の
媒体のＣＮＲは２０ｄＢ程度と低いが、本実施形態の相
変化記録媒体においては、無初期化の状態で初回記録か
ら５２ｄＢ程度の極めて高いＣＮＲが得られる。これ
は、本実施形態の記録層は、アズデポ状態においても非
晶質中に近距離秩序の微結晶核が存在し、アズデポ状態
での初回記録においても高速に結晶スペースの形成が進
んだためであると推測される。そして、本実施形態の媒
体においては、微結晶化核の存在が、前述したメカニズ
ムによって熱伝導率に反映したものと考えられる。

【０２３８】以上の説明から明らかなように、本実施形
態の相変化記録媒体は、記録層の堆積後に初期化工程が
不要であり、アズデポ状態の初期状態を非晶質として直
ちに使用することが可能である。

【０２３９】図１６に表したＨｔｏＬ媒体においても上
記と同様の評価を行い、図１５の媒体と２ｄＢ程度の差
異の俺囲内で同様の結果が得られた。つまり、本実施形
態は、ＬｔｏＨ及びＨｔｏＬのいずれの構成の媒体に対
しても効果を奏することが分かった。但し、ＨｔｏＬ媒
体を無初期化状態で使用する場合は初期反射率が低いの
で、アドレス信号、サーボ信号の品質はＬｔｏＨ媒体を
無初期化で使用する場合に比較すると劣る。従って、図
１６の記録媒体を実施する際には、非晶質部の反射率を
１０％程度と高めに設定してサーボが安定するように調
整することが望ましい。

【０２４０】上記実施例では、記録層としてＧｅＳｂＴ
ｅ膜を使用した場合について例示したが、本実施形態は
ＧｅＳｂＴｅに他の元素を添加した場合でも適用出来、
熱伝導率κの値は数％ずれるのみで、概ね効果的なκの
範囲は０．８〜６Ｗ／ｍＫであった。

【０２４１】以上例示した具体例は、ＧｅＳｂＴｅ系の
記録層を用いた場合であるが、本実施形態は、ＡｇＩｎ
ＳｂＴｅを用いた場合にも同様に適用することができ
る。すなわち、ＧｅＳｂＴｅ系の典型的組成は、Ｇｅ：
０．２２、Ｓｂ：０．２２、Ｔｅ：０．５６付近である
のに対して、ＡｇＩｎＳｂＴｅ系の典型的な組成は、例
えば、Jpn.Appl.Phys.、32、pp.5241-5247 に開示され
ているように、Ａｇ：０．０８、Ｉｎ：０．１３、Ｓ
ｂ：０．４９、Ｔｅ：０．３０付近である。つまり、い
ずれもＳｂ、Ｔｅが主成分であり、熱伝導率κが１０％
程度ずれた範囲でＧｅＳｂＴｅと同等の良好な特性が得
られた。

【０２４２】さらに詳しくは、記録層の材料としては、
上記の他にも、カルコゲン系の金属化合物、例えばＧｅ
−Ｓｂ−Ｔｅ，Ａｇ−Ｉｎ−Ｓｂ−ＴｅやそれらにＣ
ｒ，Ｖ，Ｎ等を適宜微量添加した材料を用いることがで
きる。相変化記録媒体として好ましい組成範囲は、結晶
化温度以上の温度における高速結晶化と室温付近におけ
る非晶質状態の熱的安定性とを両立する組成範囲であ
る。

【０２４３】図２０は、ＧｅＳｂＴｅ系３元合金系にお
ける結晶化時間の分布を例示したグラフ図である。同図
においては、結晶化時間が短いほうが高速で結晶化が可
能である。

【０２４４】図２１は、ＧｅＳｂＴｅ系３元合金系にお
ける結晶化温度の分布を例示したグラフ図である。同図
においては、結晶化温度が高いほうが非晶質状態が熱的
に安定であるといえる。

【０２４５】図２０や図２１のデータは、例えば J.App
l.Phys.,69(5),pp.2849-2856(1991)に開示されている。
これらの図から分かるように、高速結晶化と非晶質状態
の安定性が両立しうる組成範囲は、ＧｅＴｅとＳｂ_２
Ｔｅ_３ との二つの金属化合物組成を結ぶ線上で、Ｇｅ
Ｔｅ：Ｓｂ_２ Ｔｅ_３ の比率が５：２から１：６の間
の組成線分を中心にＧｅ，Ｓｂ，Ｔｅの組成範囲が各々
プラスマイナス５原子％の組成範囲である。

【０２４６】図２２は、Ａｇ−Ｉｎ−Ｓｂ−Ｔｅ系４元
合金における望ましい組成範囲を表すグラフ図である。
すなわち、同図には、（ＡｇＳｂＴｅ_２ ）_ｘ （Ｉｎ
_１−ｙ Ｓｂ_ｙ ）_１−ｘ と表した組成式のｘとｙが
それぞれグラフの横軸と縦軸にプロットされている。同
図においては、符号Ｂで表した組成範囲が記録層として
望ましく、符号Ａで表した組成範囲は記録層の材料とし
てさらにより望ましい。すなわち、ｘ＝０．３７〜０．
４２、ｙ＝Ｏ．６２〜０．７９で示される組成範囲が望
ましい組成範囲である。

【０２４７】以上詳述したように、本実施形態によれ
ば、アズデポ状態から直ちに高いＣＮＲでの記録が可能
となるので、相変化記録媒体の製造工程から初期結晶化
工程を除外することができる。その結果として、製造コ
ストを低減させ、相変化記録媒体を広く普及させること
ができるようになる。

【０２４８】（関連技術） 次に、本発明に関連する技術について説明する。本関連
技術においては、相変化記録媒体の記録層をスパッタリ
ングにより形成する際の条件を独特の範囲とすることに
より、初期結晶化工程が不要となるような製造方法を提
供する。

【０２４９】すなわち、基板と前記基板上に堆積された
記録膜とを有する相変化記録媒体の製造方法であって、
前記基板上に前記記録膜をスパッタリングにより堆積す
る際に、ターゲットに印加する電圧Ｖｄｃとターゲット
構成元素のスパッタ閾値電圧Ｖｔｈとの関係をＶｔｈ＜
Ｖｄｃ≦１０Ｖｔｈとすることを特徴とする相変化記録
媒体の製造方法を提供する。

【０２５０】ここで、本関連技術の望ましい実施例とし
て、前記電圧Ｖｄｃと前記スパッタ閾値電圧Ｖｔｈとの
関係を３Ｖｔｈ≦Ｖｄｃ≦８Ｖｔｈとすることを特徴と
する。

【０２５１】また、前記スパッタリングの際に生成され
る負グロープラズマ中のイオン密度Ｎｉが、１０
^１１（ｃｍ^−３）＜Ｎｉなる範囲にあることを特徴とす
る。

【０２５２】また、前記記録膜は、ＧｅＳｂＴｅまたは
ＡｇＩｎＳｂＴｅを主成分とすることを特徴とする。

【０２５３】一方、本関連技術の相変化記録媒体の製造
装置は、基板と前記基板上に堆積された記録膜とを有す
る相変化記録媒体を製造する製造装置であって、前記基
板上に前記記録膜をスパッタリングにより堆積するため
のターゲットと、前記ターゲットに電力を印加して負グ
ロープラズマを生成するための電源と、前記負グロープ
ラズマの密度を高めるために設けられたプラズマ密度増
加手段と、を備えたことを特徴とする。

【０２５４】本発明者は、本関連技術の目的を実現する
ために、アズデポの非晶質状態を初期化プロセスの後の
光記録で形成する非晶質状態に近づけるべく、記録層の
スパッタ条件とスパッタ方法を検討した結果、上記した
技術に至った。相変化記録層を形成する際に用いられる
ターゲットの構成元素としては、Ｇｅ、Ｓｂ、Ｔｅ、Ａ
ｇ、Ｉｎが代表的である。これらの元素のスパッタ閾値
電圧（Ｖｔｈ）は、元素の種類とスパッタガスの種類に
依存するが、概ね２０ｅＶ前後の値を示す。従来は、成
膜速度を速めるために、典型的なＶｄｃの値は３００Ｖ
〜６００Ｖとされ、Ｖｔｈの１５〜３０倍の値が採用さ
れていた。本発明者は、記録層のスパッタ条件を詳細に
変えながら、初期化プロセス無しの記録層の記録特性、
特に初期化無しで初回記録した際の反射率の変化量に着
目して実験を行った結果、従来用いられていたＶｄｃよ
りもかなり低いＶｄｃの範囲で良好な無初期化記録特性
が得られることを見出した。

【０２５５】すなわち、無初期化状態すなわちアズデポ
状態で実用的に十分な初回記録特性が得られるＶｄｃの
範囲は、Ｖｔｈ＜Ｖｄｃ≦１０Ｖｔｈである。 ここ
で、Ｖｄｃは、一般的には気体放電において、放電陰極
と負グロープラズマとの間に印加する電圧である。スパ
ッタリングにおいては、ターゲットが陰極に相当し、負
グロー中の正イオンは陰極降下部でターゲット方向に加
速され、ほぼＶｄｃに相当するエネルギでターゲットに
入射し、ターゲット物質をスパッタ放出する。Ｖｄｃは
ＤＣ放電でもＲＦ放電でも存在し、ＲＦ放電の場合には
しばしば「自己バイアス電圧」とも呼称される。Ｖｔｈ
はターゲット物質がスパッタ放出する閾値エネルギであ
り、ターゲットに入射するイオンのエネルギがＶｔｈ未
満の領域では実質的なスパッタ放出は起こらないことを
意味する。

【０２５６】本発明者は、本関連技術に至る過程で、ア
ズデポから光照射を繰返した場合の記録層の微細構造の
変化の様子を詳細に調べた。この調査においては、記録
層の成膜は従来技術に従い、Ｖｄｃ＞１０Ｖｔｈの条
件、より具体的にはＶｄｃ＝４００Ｖの条件で行った
（Ｖｔｈについては後記する）。アズデポの非晶質状態
に結晶化レベルの強度の光照射を繰り返すと徐々に記録
層が結晶化し、反射率が非晶質レベルから結晶レベルに
遷移し、１００回以上の繰返し照射で完全に結晶化レベ
ルに移行する。非晶質と結晶の中間状態の反射率を持つ
媒体の記録層と、アズデポの非晶質の記録層、及び２０
０回光照射を繰り返して完全に結晶化した記録層の各々
を高分解能の透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）によって観察
した。

【０２５７】その結果、アズデポの非晶質の記録層にお
いては、特に微細構造は見えず、電子線回折パターンも
非晶質特有のハローパターンを呈した。一方、完全に結
晶化した記録層は、粒径５０ｎｍ程度の結晶粒の集合体
であり、電子線回折もスポッティなパターンを呈した。
これらの構造は、従来から良く知られている構造であ
る。

【０２５８】これに対して、媒体反射率が非晶質レベル
と結晶レベルの中間に位置する中間状態は、数ｎｍの微
細な結晶核が非晶質中に点在する構造を呈し、光照射回
数に応じて、結晶核の密度の増加と、結晶核の粒成長が
起こっている様子が観察された。本発明者は、この結果
から、アズデポで微細結晶核が点在する構造の記録層が
形成出来れば、アズデポ状態から記録が出来る、という
着想に至った。

【０２５９】アズデポの非晶質状態中に微細結晶核を形
成すべく、記録層のスパッタ条件とスパッタ方法とにつ
いて検討した結果、スパッタ中のＶｄｃを本実施形態に
規定する範囲に制御すればアズデポから記録が可能なこ
とを見出した。相変化記録層を形成する際に用いられる
ターゲットの構成元素は、Ｇｅ，Ｓｂ，Ｔｅ，Ａｇ，Ｉ
ｎが代表的である。これらの元素のスパッタ閾値電圧
（Ｖｔｈ）は、元素の種類、スパッタガスの種類に依存
するが、１２〜３０ｅＶ前後の値を示す。表１に上記し
た各元素のＶｔｈを各種希ガスに対して示す。

【０２６０】 表１のデータは、スパッタリングイールドの報告値と、
本発明者が行った成膜速度とＶｄｃとの関係を調べた実
験結果の内挿値（成膜速度が実質的に”０”になるＶｄ
ｃ）をまとめたものである。

【０２６１】多成分系の材料、多成分系のスパッタガス
を用いる場合には、表１の値の相加平均を用いれば良
い。又、微量添加元素、酸素、窒素、水素などの反応性
ガスの微量添加は表１の値には大きな影響は与えない。

【０２６２】従来は、成膜速度を速めるために、典型的
なＶｄｃの値は、４００〜６００ＶとＶｔｈの１０数倍
以上の値が採用されていた。これに対して、本発明者は
記録層をスパッタする際のＶｄｃを変えながら媒体を試
作し、結晶化レベルの光を１回照射した後の反射率に着
目して実験を繰り返した結果、従来用いられていたＶｄ
ｃよりもかなり低いＶｄｃの範囲で、記録層中への微細
な結晶核の生成と、それによる良好なアズデポ記録特性
が得られることを見出した。有意な高速初期化特性が得
られるＶｄｃの範囲は、Ｖｄｃ≦１０Ｖｔｈであった。
ＶｄｃがＶｔｈ以下では膜が形成されないので、Ｖｄｃ
の下限がＶｔｈであることは言うまでもない。

【０２６３】Ｖｔｈ＜Ｖｄｃ≦１０Ｖｔｈなる範囲に調
整するとアズデポ非晶質中に微細な結晶核が生成される
理由は以下の通りである。すなわち、前述したように相
変化記録層は、その結晶化温度以上で融点未満の温度帯
では結晶化が進行する。記録層が結晶化温度以上で融点
未満の温度帯に保持される時間を「結晶化保持時間」と
呼ぶが、この結晶化保持時間が、記録層の材料毎に特有
の「結晶化時間」よりも十分に長ければ記録層は完全に
結晶化し、短ければ殆ど結晶化しない。

【０２６４】ここで、結晶化時間は、アレニウス式もし
くはジョンソンメールアブラミ式における結晶化の時定
数に相当する。スパッタリングの過程を考えると、ター
ゲットからスパッタ放出されたスパッタ粒子（Ｇｅ，Ｓ
ｂ，Ｔｅ，Ａｇ，Ｉｎ及びそれらのダイマー、トリマー
等）は、数ｅＶ程度（数万Ｋ）のエネルギを有する気相
の状態で基板上に入射し、薄膜という固相状態に変態す
る。気相から固相へ変化する際にも、融点未満から結晶
化温度の結晶化可能温度帯を通過するが、従来のＶｄｃ
条件では、基板へ入射する際のスパッタ粒子のエネルギ
ーが極めて高かったために、基板上でのスパッタ粒子の
冷却速度が極めて早く、結晶化保持時間が記録層の結晶
化時間よりもはるかに短すぎた。それゆえ、従来技術で
形成した相変化記録層のアズデポ状態においては、結晶
核は存在せず、極めてランダムネスの高い非晶質状態に
なっていた。このようなアズデポ非晶質の膜は結晶化す
るに多大な時間を要する。

【０２６５】これに対して、本関連技術のＶｄｃの範囲
を用いると、ターゲットから放出するスパッタ粒子のエ
ネルギが低下するため、基板に入射するスパッタ粒子の
エネルギも低下する。その結果として、スパッタ粒子の
基板上での冷却速度が低下し、気相から固相へ変化する
際の結晶化保持時間が長くなって微細な結晶核が生成さ
れる。そして、このような微細結晶核の存在によって、
光照射を１回するだけで完全に結晶化することができ
る。

【０２６６】前述したように、良好な高速初期化特性を
得るためには、Ｖｔｈ＜Ｖｄｃ≦１０Ｖｔｈとするのが
良いが、これらの範囲は従来用いられてきたＶｄｃより
も低い。しかし、単純にＶｄｃを低く設定すると、記録
層の成膜速度が低下してスパッタ工程の生産効率上好ま
しくない。工程全体の効率を向上させるためには、Ｖｄ
ｃは良好なアズデポ記録特性が得られる範囲に設定しつ
つ、スパッタ工程の生産効率の低下分（成膜速度の低下
分）を初期化工程削減効果が上回るように、工程全体の
コストを上げずにスループットを高めるか、もしくは工
程全体のスループットを損ねることなくコストを低減化
すること重要である。工程全体の効率は、製造規模、デ
ィスク１枚当りの製造時間などを前提とする設計事項な
ので一義的には決まらないが、本発明者の実験（後に詳
述する）からは、Ｖｔｈ＜Ｖｄｃ≦１０Ｖｔｈの範囲全
体に亘り、工程全体の効率が向上するという結果が得ら
れている。

【０２６７】また、スパッタ工程の生産効率の向上はス
パッタ工程自体に更なる工夫を施すことでも実現出来
る。例えば、Ｖｄｃは良好な無初期化初回記録特性が得
られる範囲に設定しつつ、ターゲットに流入するイオン
電流密度（Ｉｉ）の増加、即ち負グロープラズマ中のイ
オン密度（Ｎｉ）の増加を試みることが挙げられる。こ
こでスパッタ放出量は、スパッタリングイールドをγ、
ターゲット面積をＳｔとおくと、γ（Ｖｄｃ）・Ｉｉ・
Ｓｔと表すことが出来る。γ（Ｖｄｃ）は、γがＶｄｃ
（ターゲットに入射するイオンのエネルギーに比例す
る）の関数であることを表わし、γ（Ｖｔｈ）＝０であ
る。また、ＩｉとＮｉとの間には、Ｉｉ＝ｅ・Ｎｉ・ｖ
ｉ／４なる関係がある。ここで、ｅは素電荷量、ｖｉは
負グロープラズマ中のイオンのランダム速度である。従
って、Ｖｄｃが低くてもＮｉが高ければ高い成膜速度を
実現することが可能である。Ｖｄｃを低い値に保持した
ままＮｉを増加させる手段としては、マグネトロンプラ
ズマ用磁石の磁界強度の増加、プラズマ励起電源の高周
波数化、ホローカソード電子源、イオン源、誘導結合プ
ラズマ生成コイル、などの補助的なプラズマ密度増加手
段を挙げることが出来る。また、エネルギ制御可能な高
密度プラズマ源としてＥＣＲプラズマ、ヘリコンプラズ
マなどを用いることも効果的である。

【０２６８】これらの手段を適用して実験を繰り返した
結果、Ｎｉが１０^１１（ｃｍ^−３）＜Ｎｉに調整されて
いる場合に良好な無初期化初回記録特性を保持したま
ま、高速成膜が可能であることを見出した。Ｎｉの下限
は、実用的な成膜速度、例えばＶｄｃが２Ｖｔｈ程度の
低い値の場合でも０．５ｎｍ／秒以上であり、Ｖｄｃが
１０Ｖｔｈの場合には２ｎｍ／秒程度の十分に速い成膜
速度を得る為の条件である。Ｎｉに特に上限は無いが、
プラズマ密度の過度な増加は基板の加熱を誘発するの
で、好ましくはＮｉ＜１０^１２（ｃｍ^−３）とするのが
良い。本関連技術の相変化記録媒体の製造装置ではプラ
ズマ密度増加手段を設けているので、Ｖｔｈ＜Ｖｄｃ≦
１０Ｖｔｈの範囲において、Ｎｉが１０^１１（ｃ
ｍ^−３）以上の高密度プラズマを生成できる。

【０２６９】ここで、Ｖｄｃは通常スパッタ装置に付随
して設置されているモニタから直読出来る。Ｖｄｃは、
ターゲットに電圧プローブを取付けることによってもモ
ニタでき、ＲＦ放電の場合には高周波高耐圧のプローブ
を用いて、オシロスコープで電圧波形観測をすればモニ
ターすることが出来る。Ｎｉは、プローブ法で測定する
ことが出来る。プローブ法の詳細は、例えば、堤井信カ
著「プラズマ基礎光学」（内田老鶴圃出版）に詳述され
ている。

【０２７０】以下、図面を参照しつつ本関連技術の実施
例について説明する。 図２３は、本関連技術の実施に
使用したマグネトロンスパッタリング装置の構成を表す
概念図である。図２３に表した装置は、主に記録層の形
成に使用されるものであり、干渉層、反射層など記録層
以外の膜の形成は従来と同一のスパッタリング装置を用
いることが出来る。もちろん、記録層以外の膜の形成に
図２３の装置を用いても構わない。

【０２７１】図２３において、５０１は成膜容器、５０
２はスパッタ源、５２１はスパッタ源５０２を構成する
スパッタリングターゲット、５２２はスパッタ源５０２
を構成するターゲットハウジシグ、５２３はスパッタ源
５０２を構成するマグネット、５０３はスパッタ電源、
５３１はスパッタ電源５０３を構成する直流遮断容量、
５３２はスパッタ電源５０３を構成するＲＦ（１３．５
６ＭＨｚ）電源、５０４はＶｄｃモニタ系、５４１はモ
ニタ系５０４を構成するＶｄｃモニタ、５４２はモニタ
系５０４を構成する高周波高耐圧プローブとオシロスコ
ープ、５０５は基板ホルダ、５０６は光ディスク基板、
５０７はスパッタガス供給系、５０８は排気系、５０９
はプラズマプローブ、５１０はプローブ回路、５１１は
マグネトロンプラズマ、５１２は誘導結合コイルであ
る。

【０２７２】本具体例では、ＲＦマグネトロン放電の例
を示すが、ターゲットヘの電力供給はＤＣでも構わず、
また、マグネトロン放電では無い通常の二極放電でも本
関連技術の実施に支障は無い。当然の事であるが、スパ
ッタ電源には電力計が取付けられておりスパッタ入力を
モニタする。上記構成中、Ｖｄｃモニタ５４１はスパッ
タリング装置に予め取付けられているもので、ＲＦ遮断
とチューニング用のＬＣ回路と直流電圧（Ｖｄｃ）モニ
タから成立っている。プローブとオシロスコープからな
るモニタ５４２は、特に本関連技術の実施には必要無い
が、本関連技術の本質的パラメータであるＶｄｃの確認
測定用に設置した。プラズマプローブ５０９は、通常の
相変化記録媒体のスパッタリング装置には取付けられて
いないもので、ここでは本関連技術に関わるプラズマ電
位、イオン密度などのプラズマパラメータを測定する目
的で取付けた。プローブ回路は通常のもので、プローブ
ヘの電圧印加系、プローブ電流モニタ系から成立ってい
る。ここでは、マグネトロンプラズマ密度（イオン密
度）は磁界の影響が少ないイオン飽和電流から算定し
た。誘導結合コイル５１２は本実施形態の実施の為に特
別に取付けたもので、プラズマ密度とターゲットヘ入射
するイオン電流密度を増加させる目的で設置したもので
ある。

【０２７３】また、図２３は所謂、静止対向型スパッタ
装置の構成を例示するが、本関連技術はターゲットと基
板との配置関係には限定されず、基板がターゲットに対
して偏心し自転もしくは自公転する構成でも構わない。
スパッタガスはとしては、アルゴン（Ａｒ）が一般的だ
が、Ｈｅ，Ｎｅ，Ｋｒ，Ｘｅもしくはそれらの混合ガス
を用いても良く、また、必要に応じて酸素、窒素、水素
などの反応性ガスを添加しても構わない。

【０２７４】上記した装置を用いて以下の手順で本関連
技術を実施した。

【０２７５】（第１の具体例） 本具体例では、本関連技術の基本的な具体例として特に
プラズマ密度を高める工夫を施さない場合のＶｄｃと無
初期化初回記録特性及び成膜速度の関係を調べた結果に
ついて示す。図２３に表した装置を用いて以下の手順で
実施した。

【０２７６】図２４は、本具体例において試作した記録
媒体の断面構造を表す概念図である。

【０２７７】同図において、５０６はトラッキンググル
ーブの設けられたポリカーボネイト基板である。基板５
０６としては、直径１２０ｍｍ、板厚０．６ｍｍ、トラ
ックピッチ０．６μｍの試作品を使用した。無初期化状
態での初回記録特性を調べる目的で基板上に形成する媒
体膜の構成は、膜厚１０ｎｍの金（Ａｕ）半透明層５６
２、膜厚８０ｎｍのＺｎＳ−Ｓｉ０_２ 第１干渉層５６
３、膜厚２０ｎｍのＧｅＳｂＴｅ（２：２：５）記録層
５６４、膜厚３０ｎｍのＺｎＳ−Ｓｉ０２ 第２干渉層
５６５、膜厚５０ｎｍのＡｌ合金反射層５６６からなる
５層構成とした。

【０２７８】記録層が非晶質状態にある時の反射率は２
０％、結晶状態にある時の反射率は５％の所謂ＬｔｏＨ
（low to high ）構成の媒体構成である。ＬｔｏＨ構成
を採用した理由は、無初期化状態即ちアズデポの非晶質
状態での反射率を高めて、トラッキングサーボ信号の安
定性を向上するためである。結晶反射率の方が非晶質反
射率よりも高い所謂ＨｔｏＬ構成の媒体でも本実施形態
の適用は可能であり、その様な場合は非晶質反射率を十
分にサーボの安定性が得られる値に設計すれば良い。

【０２７９】図２３のスパッタリング装置は記録層の形
成に使用する。記録層以外の層の形成は、図２３とは独
立したスパッタリング装置で行っても良く、図２３と連
結したスパッタリング装置で行っても良い。以下の説明
では、記録層以外の層は、通常のスパッタリング装置、
即ち図２３からＶｄｃ確認用のオシロスコープ系５４
２、プラズマプローブ５１０、誘導結合コイル５１２を
除いた構成のスパッタリング装置を用いた場合について
述べる。また、成膜後の記録層の表面酸化を防止するた
めに、連結形の装置を使用し、真空中で連続して各層の
形成を行う。

【０２８０】まず、基板５０６上に前記したＡｕ半透明
層５６２、ＺｎＳ−ＳｉＯ２第１干渉層５６３を形成し
た後、基板５０６を基板ホルダー５０５と共に図２３の
スパッタリング装置の成膜容器５０１内に搬送する。前
記した様に、本具体例においては、記録層の形成に際し
てプラズマ密度増加用の誘導結合コイルは動作させな
い。スパッタガス供給系のマスフローコントローラを調
整して成膜容器内に１００ｓｃｃｍのアルゴン（Ａｒ）
ガスを導入し、排気系を調整して容器内のガス圧力を２
Ｐａに保持する。

【０２８１】次に、ＲＦ電源５０３をオンしてスパッタ
源５０２にＰ（Ｗ）の電力を投入すると、ＧｅＳｂＴｅ
ターゲット５２１の上部の空間にドーナツ状のマグネト
ロンプラズマが生成し、Ｖｄｃモニタ５０４にＰに依存
してＶｄｃが表示される。ここで、Ｐは放電パラメータ
として成膜毎に変化させる。Ｖｄｃのモニタ値は、装置
に付随のモニタ５４１の読みと、確認用の電圧プローブ
とオシロスコープの系での測定値は、プラスマイナス５
Ｖの範囲で一致したので、以下ではスパッタ装置に付随
するモニタ５４１の直読値を説明する。

【０２８２】ＰをＶｄｃで除した値がターゲットに入射
する平均的なイオン電流密度となる。予め調べた成膜速
度を参考にして、膜厚２０ｎｍのＧｅＳｂＴｅ記録層５
６４が第１干渉層５６３の上に堆積されるまでスパッタ
放電を継続した後、ＲＦ電源５０３をオフしガス遮断
後、記録層５６４が堆積された基板を第２干渉層５６
５、反射層５６６の成膜室に順次移動して相変化ディス
クを形成する。

【０２８３】得られたディスクは、媒体膜の設けられて
いないダミー基板と貼り合せ、アズデポの状態のまま記
録再生動作に供した。媒体膜の形成においては、成膜時
間が比較的短い場合が多く、成膜中にプローブ測定する
事が困難であるため、成膜と同一条件で別途プローブ測
定を行い、イオン密度を導出することが望ましい。ター
ゲットに入射するイオン電流密度と、プラズマ中のイオ
ン密度については、次の実施例に関して言及することと
し、ここではＶｄｃと無初期化状態での初回記録特性及
び成膜速度の関係について説明する。

【０２８４】図２５は、Ｖｄｃ／Ｖｔｈと無初期化初回
記録特性及び成膜速度の関係を表すグラフ図である。こ
こで、Ｖｔｈは、Ｇｅ、Ｓｂ、Ｔｅ各元素のＶｔｈの重
み付き相加平均を用いても良く、また、成膜速度とＶｄ
ｃのデータから実験的に求めても良い（成膜速度が零に
なるＶｄｃの内挿値がＶｔｈを与える）。ここでは、ス
パッタデータブックに記載されているＧｅ、Ｓｂ、Ｔｅ
各元素のＶｔｈの重み付き相加平均値と実験的に求めた
Ｖｔｈとがほぼ２０Ｖで一致した。

【０２８５】縦軸の（Ｒａ−Ｒｃ１）／（Ｒａ−Ｒｃ）
は、アズデポの非晶質反射率（Ｒａ）と、アズデポで初
回記録を行い形成した結晶スペースの反射率（Ｒｃ１）
と、１００回以上のオーバライトを行った後の結晶スペ
ースの反射率（Ｒｃ）を用いて求めたものである。Ｒｃ
はいわば従来技術に従って初期結晶化工程を施した後の
結晶部の反射率に相当するものなので、（Ｒａ−Ｒｃ
１）／（Ｒａ−Ｒｃ）はアズデポでの初回記録で如何に
良好な結晶スペースが形成されたかの指標になる。この
値が１００％ならば、初回から完全に結晶スペースが形
成できており、ｘ％の時には（１００−ｘ）％分は未だ
十分に結晶にならずに非晶質の残渣が存在していること
を意味する。

【０２８６】図２５から、本関連技術に従ってＶｔｈ＜
Ｖｄｃ≦１０Ｖｔｈとすることで、良好な無初期化初回
記録特性が得られることがわかる。つまり、相変化記録
媒体の製造工程から初期結晶化工程を除外することでき
る。特に、Ｖｄｃ≦８Ｖｔｈの範囲では、（Ｒａ−Ｒｃ
１）／（Ｒａ−Ｒｃ）は１００％と完全な値を示し、か
つその再現性も十分に高かった。

【０２８７】なお、Ｖｄｃが３Ｖｔｈよりも小さくなる
と成膜速度が極端に遅くなり、膜密度が減少して耐酸化
性が若干劣化する傾向が見られるため、３Ｖｔｈ≦Ｖｄ
ｃであることがより望ましい。

【０２８８】図２５の右側の縦軸のＤＲは、記録層の成
膜速度を表す。本関連技術の第１具体例により得られた
成膜速度は、同図において「実施例１」として表した。

【０２８９】同図からわかるように、記録層の成膜速度
は、Ｖｄｃが低くなるほど低下する。例えば、Ｖｄｃを
２Ｖｔｈとした場合、記録層の成膜速度は約０．５ｎｍ
／秒となる。従来の方法による成膜速度の典型値は２ｎ
ｍ程度であるので、Ｖｄｃ＝２Ｖｔｈにおいては、成膜
速度が従来の典型値の１／４程度に低下する。しかし、
この場合においても初期化工程を削減できる効果の方が
大きい。

【０２９０】以下に、ディスク１枚当りの製造時間を従
来と同一とする条件で製造コストの比較を行う。スパッ
タリング装置の価格は、典型的には初期化装置価格の１
０〜２０倍程度である。記録層成膜速度の低下分をスパ
ッタ室の増分に置換えると、スパッタ室一室の増加は、
スパッタリング装置全体の価格の５〜１０％程度の価格
上昇をもたらすので、成膜速度の１／４の低下は初期化
装置４台分の価格に置換えられる。しかし、従来は、ス
パッタ装置１台当り１０台程度の初期化装置を設置して
いた。これに対して、本関連技術によれば１０台の初期
化装置が不要となるので、前記した成膜速度の低下分の
初期化装置換算分（４台）を大幅に上回ることができ
る。

【０２９１】以上の試算は、本関連技術のＶｔｈ＜Ｖｄ
ｃ≦１０Ｖｔｈのほぼ全範囲に亘って成立する。Ｖｄｃ
の下限は、上記試算に従えば成膜速度が従来の１／１０
に低下するＶｄｃとなり、本具体例では１．３Ｖｔｈと
なる。但し、工程全体の効率の算出方法は、工程の設計
に依存して変化する。ここでＶｄｃをＶｔｈを含まない
Ｖｔｈ以上と規定する。

【０２９２】また、本具体例ではＶｄｃを主に放電入力
（Ｐ）によって制御したが、Ｖｄｃはガスの種類、ター
ゲット構成元素の種類によっても僅かではあるものの変
化する。また、発明者などの実験結果から、ＤＲはγ
（Ｖｄｃ）・Ｉｉに比例することが確認された。具体例
１におけるＩｉは、Ｖｄｃ／Ｖｔｈ：２〜１０の範囲に
おいて、０．４〜０．８ｍＡ／ｃｍ^２ 、Ｎｉは、２ｘ
１０^１０〜４×１０^１Ｏ（ｃｍ^−３）であった。

【０２９３】（第２の具体例） 図２６は、本具体例において作成した相変化記録媒体の
断面構造を例示する概念図である。同図において、５７
１は光ディスク基板、５７２は下側干渉層、５７３は記
録層、５７４は上側干渉眉、５７５は反射層である。

【０２９４】本具体例では、記録層５７３以外の層につ
いては、図２３のスパッタリング装置では無く、純Ａ
ｒ、通常のマゲネット（１Ｔ級）、１３．５６ＭＨｚ電
源、フィードバックク無しの手法を採用した。また、全
ての層の形成は真空中で一環して行った。

【０２９５】なお、本具体例では、典型的な相変化記録
媒体の層構造として４層構造を採用したが、本関連技術
は特に媒体の層構造には限定されるものではなく、例え
ば、Ｊｏｉｎｔ−ＭＯＲＩＳ／ＩＳＯＭ１９９７のテク
ニカルダイジェストｐｐ．６６−６７のＦｉｇ．４に示
されている構造、同ｐｐ．７４−７５のＦｉｇ．１に開
示されている構造、同ポストデッドラインペーパ・テク
ニカルダイジェストｐｐ．２３−２４のＦｉｇ．１
（ｂ）に開示されている構造、第１０回相変化記録研究
会シンポジウム講演論文集ｐｐ．１０４−１０９のＦｉ
ｇ．１に開示されている欄造、特開平１０−２２６１７
３号公報に開示されている構造、など幅広く適用可能で
ある。

【０２９６】ディスク基板としては、プリフォーマット
されたポリカーポネイト製の円盤を用いるのが一般的で
ある。基板の直径は６４ｍｍ，８０ｍｍ，１２０ｍｍ，
１３５ｍｍ，３００ｍｍ等であり、基板の厚みは０．６
ｍｍまたは１．２ｍｍが代表的である。本実施例では、
ＤＶＤ−ＲＡＭフォーマットのディスク基板を用いた。
上下の干渉層には、ＺｎＳ−２０％ＳｉＯ２が主に用い
られるが、その他にも、Ｔａ−Ｏ，Ｓｉ−０，Ｓｉ−
Ｎ，Ａｌ−Ｎ，Ｔｉ−Ｏ，Ｂ−Ｎ，Ａｌ−Ｏなど透明誘
電体材料の中から自由に用いることも可能である。

【０２９７】記録層としては、Ｇｅ−Ｓｂ−Ｔｅ系また
はＡｇ−Ｉｎ−Ｓｂ−Ｔｅ系が代表的であり、本実施例
ではＧｅ_２ Ｓｂ_２ Ｔｅ_５ を用いた。 反射層とし
ては、Ａｌ合金、Ａｕ，Ｃｕ，Ａｇ、Ｔｉ−Ｎなどの高
反射率材料を用いることが出来、本具体例ではＡｌ−Ｍ
ｏ合金を採用した。

【０２９８】膜厚は、下側干渉層５７２が１２０ｎｍ、
記録層５７３が２０ｎｍ、上側干渉層５７４が１５ｎ
ｍ、反射層５７５が１００ｎｍとした。光学計算上、波
長６５０ｎｍの光に対して非晶質部の反射率は５％、結
晶部反射率は２０％となる媒体構成である。

【０２９９】次に、図２６の構成の相変化記録媒体の作
成手順を説明する。スパッタリング装置に基板５７１を
装着し、真空排気して従来条件で下側干渉層５７２を形
成した後、図２３の構成のスパッタリング装置内に基板
を搬送して、記録層５７３形成を以下の手順で実施し
た。

【０３００】すなわち、成膜容器５０１は予め真空排気
されており、下側干渉層５７２の形成室から基板は基板
ホルダー５０５とともに真空中を搬送されてくる。ガス
導入系５０７からＡｒ−Ｋｒ混合ガスを２００ｓｃｃｍ
導入し、成膜容器５０１の内部の圧力を２Ｐａに維持し
つつ、パルス変調ＲＦ電源５３２を投入してＧｅＳｂＴ
ｅターゲット５２１の上部空間にドーナツ状のマグネト
ロンプラズマ５１１を生成する。

【０３０１】この負グロープラズマとターダットとの間
には陰極降下部が形成され、ターゲットは接地電位に対
して−Ｖｄｃの電位を持つ。プラズマ中のイオンの中、
陰極降下部に拡散してきたものは、ターゲットに向けて
加速され、ほぼＶｄｃのエネルギでターゲットを衝撃
し、ターゲット構成元素をスパッタ放出する。スパッタ
放出時のエネルギは、入射したイオンのエネルギ即ちＶ
ｄｃにほぼ比例するので、本関連技術ではスパッタ粒子
のエネルギは従来よりも低く抑えられる。

【０３０２】以上説明したようにして記録層を堆積した
後に、再度従来のスパッタリング方法により、上側干渉
層５７４、反射層５７５を順次積層して、ディスクを大
気中に取出した。

【０３０３】本具体例においても、Ｖｄｃをパラメータ
として多数の光記録媒体を試作し、そのアズデポ状態で
の記録特性について評価した。その結果、Ｖｄｃ／Ｖｔ
ｈと無初期化初回記録特性及び成膜速度との関係は、図
２５に表したものとほぼ同様であり、Ｖｔｈ＜Ｖｄｃ≦
１０Ｖｔｈなる範囲において良好な無初期化初回記録特
性が得られた。

【０３０４】なお、後に詳述するように、スパッタ放出
量は、前述した各種のプラズマ密度増加手段を用いて高
密度プラズマを生成することにより、従来より低いＶｄ
ｃにおいても、従来と同等の数ｎｍ／秒程度の高い値を
得ることができる。

【０３０５】（第３の具体例） 前述した第１及び第２具体例は、主にＶｄｃと無初期化
初回記録特性との関係に着目した本関連技術の基本的な
形態である。この第３具体例は、Ｖｄｃを無初期化状態
での初回記録特性上の好ましい範囲に設定したままの状
態で、成膜速度を高めるべくプラズマ密度増加手段をさ
らに備える。

【０３０６】記録層の成膜に用いるスパッタリング装置
の構成は図２３と同様であるが、本実施例では、マグネ
トロンプラズマ生成用磁石５２３の磁界強度の増加、誘
導結合プラズマ生成用コイル５１２、及びそれらの併用
を試みる。磁界強度の増加、誘導結合プラズマの生成に
よりＶｄｃが変化するが、Ｖｄｃは基本的に良好な無初
期化初回記録特性が得られる範囲である２Ｖｔｈ≦Ｖｄ
ｃ≦１０Ｖｔｈの範囲になる様に、スパッタ源への放電
入力（Ｐ）も含めて調整する。

【０３０７】図２３の構成の装置による第３具体例の実
施手順は、前述した第１具体例の実施手順に以下の改良
を施せば良い。即ち、磁石５２３を通常の１〜１．５ｋ
Ｇ級の磁界を発生させる部材から、２〜２．５ｋＧ級の
磁界を発生させるものに変える、もしくはスパッタ源へ
の電力の印加と同時に誘導結合プラズマコイル５１２に
電力を供給する。あるいは、それらの両方を実施しても
良い。

【０３０８】磁界強度の増加は、磁石の構成材料を高Ｂ
ｓ材料に代えるか、磁気回路の設計に工夫を施せばすれ
ば良い。誘導結合プラズマコイルとは、半導体プロセス
装置などに使用されている所謂誘導結合プラズマ（ＩＣ
Ｐ）を生成させる為のもので、ＣｕもしくはＳｉＯ_２
被覆Ｃｕコイルを成膜容器内のターゲット付近に設置
し、外部からＲＦ電力を投入してＩＣＰを生成するもの
である。

【０３０９】本具体例では、Ｖｄｃをモニタすると共
に、プラズマプローブ５０９を用いてイオン密度（Ｎ
ｉ）の計測を行い、第１具体例と同様に無初期化状態で
の初回記録特性、成膜速度を調べた。無初期化状態での
初回記録特性は、誘導結合プラズマの生成のような補助
的なプラズマ密度増加手段の実施、マグネトロン磁界強
度の増加の様な工夫を施した場合においても、Ｖｔｈ＜
Ｖｄｃ≦１０Ｖｔｈの範囲で良好な値を示した。これは
無初期化状態での初回記録特性、ひいてはアズスパッタ
膜の微細構造が、記録層の成膜時のプラズマ密度には依
らず、Ｖｄｃ即ちターゲットに入射するイオンエネルギ
ひいてはターゲットからスパッタ放出するスパッタ粒子
のエネルギによって支配されていることを意味する。

【０３１０】成膜速度は、第１具体例と同様にγ（Ｖｄ
ｃ）・Ｉｉに比例し、Ｉｉは前述したようにプラズマ中
のイオン密度（Ｎｉ）とプラズマ中のイオンのランダム
速度（ｖｉ）によって、Ｉｉ＝ｅ・Ｎｉ・ｖｉ／４と表
記出来る。ｖｉはイオン温度がほぼ１０００Ｋであるこ
とを考慮すると約５ｘ１０^５ （ｃｍ／秒）であるか
ら、プローブ測定のＮｉからＩｉを推定でき、それから
成膜速度を推定出来る。前述の第１具体例、すなわちプ
ラズマ密度を特に増加させる工夫を施さない場合は、良
好な無初期化初回記録特性が得られるＶｄｃ／Ｖｔｈ＝
１〜１０の範囲において、Ｎｉは、２ｘ１０^１０〜４ｘ
１０^１０（ｃｍ^−３）、Ｉｉは０．４〜０．８ｍＡ／ｃ
ｍ２ であった。これに対して、本具体例では、Ｖｄｃ
／Ｖｔｈ＝２〜１０の範囲において、Ｎｉは１０
^１１（ｃｍ^−３）以上、Ｉｉは２ｍＡ／ｃｍ^２ 以上の
高い値を示した。

【０３１１】本具体例において得られた成膜速度（Ｄ
Ｒ）を図２５に「実施例３」として表した。同図から分
かるように、本具体例に従って高密度プラズマを生成し
た場合は、Ｖｄｃ≦８Ｖｔｈの範囲では、記録層の成膜
速度は従来の典型値を上回っており、工程全体の効率向
上が顕著に図れることが明白である。

【０３１２】以上説明した具体例においては、プラズマ
密度増加手段として、マグネトロン磁界強度の増加、補
助的なプラズマ生成手段としての誘導結合プラズマコイ
ルを用いた例を示したが、この他に、ホローカソード型
の電子源の設置、イオン源の設置（動作圧力がスパッタ
室よりも低い場合には差動排気系も合わせて設置すれば
良い）、ＥＣＲプラズマ、ヘリコンプラズマの利用な
ど、各種の手段を同様に用いることができる。

【０３１３】（第４の具体例） 本具体例では、Ａｒ−１０％Ｋｒ混合ガスを用いた。質
量数の重いＫｒを添加することで低イオンエネルギでも
スパッタ放出の効率を上げることが出来る。Ｖｄｃを低
下するためには、質量数の軽いガスを用いた方が好まし
いので、希ガスを用いる場合にはＨｅ，Ｎｅ，Ｋｒ，Ｘ
ｅを適当な比率で混合するのが良い。

【０３１４】スパッタ源は、図２３では典型的なマグネ
トロンスパッタ源の例を示したが、図２３のマグネット
がターゲット裏面にあるタイプの他にも、ターゲットの
基板側と同一の面側にマグネットが配置されているタイ
プでも良い。また、マグネトロンスパッタ源以外に、通
常の二極スパッタ源（非マグネトロンタイプ）、ＥＣＲ
スパッタ源などでも良い。さらに、前述したようにプラ
ズマ密度を高めるための、補助的なプラズマ生成手段が
附加されているのが好ましい。本具体例では、プラズマ
密度増加手段として、ＮｄＦｅＢ系の強力な磁界源（＞
２Ｔ級）のマグネットを採用し、負グロー中の電子の捕
捉効率を高めた。スパッタ電源はＤＣでもＲＦでも構わ
ず、通常の１３．５６ＭＨｚのＲＦ以外にも適当な周波
数の交流電源を用いても良く、また、高密度化の為にパ
ルス変調プラズマを用いても良い。

【０３１５】本具体例では、１０ｋＨｚでパルス変調さ
れた１３．５６ＭＨｚのＲＦ電源を使用した。１０ｋＨ
ｚのパルス変調をかけることにより、負グロー中からの
イオン・電子の両極性拡散損失が低減されて、プラズマ
密度が増加する。本関連技術は、Ｖｄｃの制御がポイン
トなので、放電中のＶｄｃは適時モニターし、外乱によ
るＶｄｃの変化を抑制するためにフィードバック回路を
用いて、常に所定のＶｄｃになるようにスパッタ電源を
制御するのが望ましい。フィードバック系の採用によ
り、ＶｄｃとＮｉの変動は、プラスマイナス１％未満に
抑制することが出来る。

【０３１６】以上説明した以外の構成は、従来型のスパ
ッタリング装置と同等で構わない。本具体例と従来のス
パッタリングプラズマとを比較すると、従来の純Ａｒ、
通常のマグネット（〜１Ｔ級）、１３．５６ＭＨｚ電
源、フィードバック無しの場合のＮｉは３ｘ１０
^１０（ｃｍ^−３）以下であったのに対して、本具体例に
おいてはＮｉが１０^１１（ｃｍ^−３）以上と大幅に改善
されて高成膜速度を実現することが出来た。

【０３１７】ここで、Ｎｉは、従来型の場合は投入パワ
ーに依存するが２ｋＷ程度の高パワーを投入してもせい
ぜい３ｘ１０^１０（ｃｍ^−３）程度の値に留まった。ま
た、フィードバック無しの場合、放電中のＮｉの変動量
はプラスマイナス２０％程度の範囲で変動した。

【０３１８】（第５の具体例） 高速初期化特性は、本質的にＶｄｃに依存し、ターゲッ
トに入射するイオン数即ちＮｉには依存しない。従っ
て、特にプラズマ密度を高めなくても本関連技術は実施
可能である。プラズマ密度が１０^１１（ｃｍ^−３）未満
の条件、例えばＮｉ＝４ｘ１０^１０（ｃｍ^−３）の条件
で本関連技術を実施した例を以下に示す。

【０３１９】対象とした媒体は、上記した第１具体例と
同一である。記録層の成膜は、純Ａｒ、通常のマグネッ
ト（〜１Ｔ級）、１３．５６ＭＨｚ電源、フィードバッ
ク無しの手法を採用した。

【０３２０】Ｖｄｃ＝１０Ｖｔｈの条件では、従来の
（典型的にはＶｄｃ＞１３Ｖｔｈ）条件により作成した
記録媒体と比較してはるかに優れ、実用的に使い得るア
ズデポ記録特性が得られた。この時の、記録層の成膜速
度は、従来の典型値の９０％程度を維持しており、工程
全体の効率向上が図れることは明白である。

【０３２１】また、Ｖｄｃを２Ｖｔｈと低い値に設定し
た場合、記録層の成膜速度は従来の典型値の１／８程度
に低下する。これは、初期化装置８台分のコスト増だが
初期化工程の削減効果は初期化装置１０台分なので、工
程全体の効率は向上する。

【０３２２】ＶｄｃがＶｔｈに近すぎると、成膜速度の
低下分の方が初期化工程削除による高遠化よりも顕著と
なる。このバランスポイントは、例えば、成膜速度が従
来の１／１０に低下する条件とすることができる。この
条件は、本具体例の場合には、Ｖｄｃ＝１．７Ｖｔｈ前
後といえる。

【０３２３】（第６の具体例） 次に、記録層材料を上記したＧｅ−Ｓｂ−Ｔｅ系からＡ
ｇ_８ Ｉｎ_１３Ｓｂ_４９Ｔｅ_３０（原子％）に変えて、
Ｇｅ−Ｓｂ−Ｔｅ系を用いて前述した各具体例で実施し
たのと同様の手法で、本関連技術を実施した。

【０３２４】その結果、従来技術に従って記録層を作成
した比較例共々、Ｇｅ−Ｓｂ−Ｔｅ系の場合と同様に、
Ｖｔｈ＜Ｖｄｃ≦１０Ｖｔｈの全範囲で、良好なアズデ
ポ記録特性が得られ、初期化工程削減効果の方が、成膜
速度低下率を上回り工程全体の効率が向上することが確
認出来た。

【０３２５】以上、具体例を参照しつつ本関連技術の具
体例について詳細に説明した。しかし、本関連技術は、
これらの具体例に限定されるものではない。

【０３２６】すなわち、記録層のスパッタ条件が本関連
技術の実施にとって重要である他は、特に各層の膜材
料、膜厚、記録膜以外の成膜方法・条件には制約されな
い。例えば、記録層の材料としては、上記の他にも、カ
ルコゲン系の金属化合物、例えばＧｅ−Ｓｂ−ＴｅやＡ
ｇ−Ｉｎ−Ｓｂ−ＴｅなどにＣｒ，Ｖ，Ｎ等を適宜微量
添加した材料を用いることができる。

【０３２７】また、５層膜構造の場合に、半透明層とし
ては、Ａｕの他に銀（Ａｇ），銅（Ｃｕ），シリコン
（Ｓｉ）などや、誘電体母材中に金属微粒子を分散した
構造の膜を用いることができる。また、干渉層として
は、ＺｎＳ−ＳｉＯ_２ 以外に、Ｔａ_２ Ｏ_５ ，Ｓｉ
_３ Ｎ_４ ，ＳｉＯ_２ ，Ａｌ_２ Ｏ_３ ，ＡｌＮ等の
誘電体膜材料、記録層としてはＧｅＳｂＴｅの他にＩｎ
ＳｂＴｅ，ＡｇＩｎＳｂＴｅ，ＧｅＴｅＳｅなどのカル
ゴゲン系膜材料、反射層としてはＡｌＭｏの他、ＡｌＣ
ｒ，ＡｌＴｉなどのＡｌ合金系膜材料などから適宜選択
して用いることができる。

【０３２８】さらに、上述した具体例においては、光記
録媒体の一例として光ディスクを例に挙げて説明した
が、本関連技術はこれに限定されるものではなく、その
他にも、例えば、光記録カードなど種々の形態の相変化
光記録媒体に同様に適用し、同様の効果を得ることがで
きる。

【０３２９】本関連技術によれば、アズデポ状態から直
ちに高いＣＮＲでの記録が可能となるので、相変化記録
媒体の製造工程から初期結晶化工程を除外することがで
きる。その結果として、製造コストを低減させ、相変化
記録媒体を広く普及させることができるようになる。

【０３３０】（第５の実施の形態） 次に、本発明の第５の実施の形態について説明する。本
実施の形態は、独特の条件において基板上の記録層を加
熱する点に特徴を有し、初期結晶化工程を不要とする相
変化記録媒体の製造方法及び製造装置を提供するもので
ある。

【０３３１】上記した目的を達成するために、本実施形
態の相変化記録媒体の製造方法は、基板と前記基板上に
堆積された記録膜とを有する相変化記録媒体の製造方法
であって、前記基板上に前記記録膜を堆積している間ま
たは前記基板上に前記記録膜を堆積した後に、前記基板
の温度をその熱変形温度未満としつつ前記記録膜を室温
よりも高い温度に昇温することにより、前記記録膜中に
微細結晶核を生成させることを特徴とする。

【０３３２】一方、本実施形態の相変化記録媒体の製造
装置は、基板と前記基板上に堆積された記録膜とを有す
る相変化記録媒体を製造する製造装置であって、前記基
板の温度をその熱変形温度未満としつつ前記記録膜を室
温よりも高い温度に昇温する加熱手段を備えたことを特
徴とし、前記記録膜中に微細結晶核を生成させるように
したことを特徴とする。

【０３３３】または、本実施形態の相変化記録媒体の製
造装置は、基板と前記基板上に堆積された記録膜とを有
する相変化記録媒体を製造する製造装置であって、前記
基板上に前記記録膜を堆積するための手段と、前記記録
膜の堆積中に、前記基板の温度をその熱変形温度未満と
しつつ前記記録膜を室温よりも高い温度に昇温する加熱
手段と、を備えたことを特徴とし、前記記録膜中に微細
結晶核を生成させるようにしたことを特徴とする。

【０３３４】ここで、本実施形態の望ましい実施例とし
て、前記加熱手段は赤外線ランプ加熱を用いたものであ
ることを特徴とする、また、前記基板を支持する基板ホ
ルダをさらに備え、前記基板ホルダの前記基板との接触
部は、前記ランプ加熱により照射される赤外線ランプ光
に対して実質的に吸収を有しない材料により構成されて
いることを特徴とする。

【０３３５】本実施形態の基本的考えは、相変化記録層
の成膜中もしくは成膜直後に記録層を昇温して、結晶化
するか、もしくは非晶質ネットワーク中に微細な結晶核
を生成するということである。従来は、光ディスク用の
基板として実用的な樹脂基板を用いた場合には、基板の
熱変形温度の方が記録層の結晶化温度よりも低いがため
に、成膜中でも成膜後でも記録層の結晶化温度以上に昇
温することが不可能であった。

【０３３６】本発明者は、成膜中もしくは成膜直後で有
れば基板の熱変形温度未満に記録層を昇温すれば、完全
な結晶化は出来ないものの、非晶質ネットワーク中に結
晶核を形成することが可能なことを発見して第１乃至第
３の発明に至った。

【０３３７】さらに、工夫を加えて、急速加熱と急速冷
却が可能な赤外線ランプ加熱方式を採用すれば、熱容量
の大きい基板には熱負荷を与えない時間内で、熱容量の
極めて小さい記録膜だけを昇温でき、非晶質ネットワー
ク中に微細な結晶核が点在する構造のみならず、結晶状
態の記録膜の形成も可能であることを見出し第４の発明
に至った。

【０３３８】また、第４の発明の実施に当り、基板ホル
ダの基板との接触部に用いる材料としてランプ光を吸収
しない材料を用いれば、記録膜を結晶化するために十分
に長い時間ランプ加熱しても、基板の熱変形は皆無であ
ることを発見し第５の発明に至った。

【０３３９】ここで、本実施形態により形成される記録
膜、すなわち非晶質ネットワーク中に微細結晶核を点在
する構造の記録膜で、何故に本実施形態の目的とする初
期結晶化工程の削減が図れるのかを簡単に説明する。前
記したように、相変化記録原理から考えれば記録マーク
は非晶質であり、この記録マークの非晶質部は長時間の
アニール無しに数１０ナノ秒程度の時間の消去ビームの
照射によって結晶化するのであるから、一見初期結晶化
工程を経ずに、アズデポの非晶質に対して記録動作を行
っても差し支えないように思える。しかしながら、現実
にはアズデポの非晶質には、結晶スペースの形成ができ
ないために、記録することができない。これに対して、
一旦初期結晶化してしまえば、その後光照射で非晶質マ
ークを形成しても、この非晶質マークは消去ビームの照
射によって高速に結晶化する。

【０３４０】アズデポの非晶質と光記録で形成した非晶
質は、通常のＸ線回折や電子線回折では有意差が見られ
ない。本発明者は、高分解能電子顕微鏡を用いてアズデ
ポの非晶質と光記録の非晶質部とを詳細に観察した。そ
の結果、アズデポの非晶質には、特に規則的な構造が認
められなかった一方で、光記録により形成された非晶質
中にはサブｎｍ（ナノメータ）から数ｎｍ程度のサイズ
の近距離秩序が観察された。つまり、ランダムネスが高
く秩序性の全く無いアズデポの非晶質部は高速結晶化が
出来ないが、近距離秩序を含有する非晶質は近距離秩序
が結晶化を促進して高速結晶化が可能になることを発見
した。

【０３４１】本実施形態は、この発見に基づいてなされ
たものである。すなわち、本実施形態によれば、相変化
記録媒体の基板にダメージを与えることなく、記録層を
効果的に加熱して、高速結晶化が可能な近距離秩序を形
成することができる。その結果として、初期結晶化工程
が不要となり、製造コストを低減して相変化記録媒体を
広く普及させることができる。

【０３４２】アレニウスの扱いにおいては、非晶質中の
結晶領域の比率（Ｘ）は、結晶化定数をαとおくと、ｘ
＝１−ｅｘｐ（−αｔ）で与えられる。ここで、ｔは時
間である。αは、結晶化の頻度因子（ν）と結晶化の活
性化エネルギ（Ｅａ）とを用いて、α＝νｅｘｐ（−Ｅ
ａ／ｋＴ）と表わすことが出来る。ここで、ｋはボルツ
マン定数、Ｔは絶対温度である。従って、結晶化は温度
と時間の両方に依存して進行すること、及び室温であっ
ても数１０年というような長期間の経過によって徐々に
結晶化が進展することが分かる。

【０３４３】本実施形態における微細結晶核生成のため
の加熱時間あるいは結晶化のための加熱時間は、相変化
記録媒体の製造タクトに対応し、数秒間から数分間であ
る。この時間範囲では、所謂、ＤＳＣ測定で得られた結
晶化温度より低温側においても微細結晶核は発生する。
このことは、レーザ光照射による数１０ナノ秒から１０
０ナノ秒程度の加熱でも、２００〜３００℃程度に加熱
すれば容易に結晶化する事実からも類推できる。

【０３４４】本発明者が実験的に求めた加熱時間と加熱
温度との関係は以下の通りである。すなわち、微細結晶
核を非晶質中に分散させた構造（光学的には実質的に非
晶質状態である）の記録層を形成する場合は、数分の加
熱時間に対しては８０〜９０℃、数秒から１０秒程度の
短時間加熱では１００〜１１０℃、１秒以下では１２０
度以上であることが、各々望ましい。

【０３４５】一方で、記録層を結晶化させようとする場
合には、数分の加熱時間に対しては１１０〜１２０℃、
１０数秒の加熱時間に対しては１３０〜１４０℃、１秒
以下の加熱時間の場合は１５０℃以上であることが望ま
しい。

【０３４６】なお、成膜中に加熱を行うとスパッタ粒子
の基板面上でのマイグレーションが促進されるため、マ
イグレーションが完了して固体化した後である成膜後に
加熱を行って固相拡散を助長するよりも近距離秩序が形
成されやすいため好ましい。

【０３４７】次に、相変化記録媒体の基板の材料につい
て説明する。 相変化記録媒体の基板としては、熱変形
温度が１２０℃程度のポリカーボネイト基板が一般的に
用いられている。ポリカーボネイト以外の基板材料とし
ては、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）またはア
モルファスポリオレフィン（ＰＯ）が、光学特性的に光
ディスク用の基板の材料として使用可能である。ＰＭＭ
Ａの熱変形温度は、射出成形品では８５℃、キャスト品
では１００℃程度である。また、ＰＯの熱変形温度は、
１３０℃程度である。本願発明は、ポリカーボネイト基
板以外にも、ＰＭＭＡやＰＯを基板として採用する場合
にも有効である。

【０３４８】さらに、将来的に採用が検討されている新
たな光ディスク基板材料を用いた場合についても適用す
ることができる。本実施形態の赤外線ランプ加熱で記録
層のみを選択的に加熱する場合においては、基板の熱変
形温度が記録層の結晶化温度（ＤＳＣ測定値が目安とな
る）よりも低い場合でも効果的であり、製造性の点から
も赤外線ランプ加熱の方が急速に加熱・冷却可能である
というメリットがある。

【０３４９】さらに、基板ホルダの基板との接触部を赤
外線ランプ加熱により照射されるランプ光に対して実質
的に光吸収を有しない材料で構成すると、記録膜を選択
的に加熱することができるため、基板の熱変形を抑制す
ることができる。

【０３５０】以下、図面を参照しつつ本実施形態の実施
例について説明する。 図２７は、本実施形態において
用いる相変化記録膜の形成装置の構成を例示する概念図
である。同図において、６０１は成膜容器、６０２は基
板ホルダ、６０３は抵抗加熱ヒータ、６０４はヒータ電
源、６０５は光ディスク基板、６０６は相変化記録膜、
６０７はスパッタ源、６０８はＧｅＳｂＴｅターゲッ
ト、６０９はスパッタ電源、６１Ｏはガス供給系、６１
１は排気系、６１２は基板加熱用赤外線ランプである。

【０３５１】本実施形態の第１の実施例では、図２７に
おいて記録膜の昇温には抵抗加熱ヒータ６０３を主に用
い、第２の実施例では、記録膜の昇温には赤外線ランプ
を用いる。但し、記録膜の昇温に、抵抗加熱ヒータと赤
外線ランプ照射を併用しても構わない。また、成膜容器
６０１は、単独のバッチ式でも、ローディング／アンロ
ーディング室の設けられたバッチ式でも、複数の成膜容
器を連結してなるインラインタイプもしくは枚葉式の中
の一室でも構わない。

【０３５２】（第１の実施例） 本実施例では、相変化記録膜の昇温に抵抗加熱ヒータ６
０３のみを使用した。前記した図２７の構成を用いて、
以下の手順で本実施形態を実施した。成膜容器は、枚葉
式スパッタ装置の中の一室であり、ポリカーボネイトの
基板６０５は装置の前室に取付けられ排気された後、各
成膜容器に受け渡されていくという構成を有する。記録
膜６０６を成膜する前に基板５の上には所定の方法に従
ってＺｎＳ−ＳｉＯ２からなる第１干渉膜が形成されて
いる。第１干渉膜の形成された基板５は真空排気された
成膜容器６０１に受け渡されてくる。ここで、基板６０
５とホルダ６０２は一体となって移動する形式でも、そ
うでなくても構わない。

【０３５３】ヒータ６０３を通電して、基板温度を例え
ば８５℃に保持した後、ガス供給系６１０から例えばＡ
ｒガスを２００ｓｃｃｍ供給し、容器中のガス圧力を例
えば０．２５Ｐａに保持し、スパッタ電源６０９をオン
しスパッタ源６０７にＲＦ電力を投入すると、ターゲッ
ト６０８の近傍にマグネトロンプラズマが生成される。
プラズマ中のＡｒイオンはターゲットとプラズマ間に形
成される陰極降下部においてターゲットの方向に加速さ
れ、数１００ｅＶのエネルギでターゲット表面を衝撃す
る。すると、ターゲットを構成するＧｅ，Ｓｂ，Ｔｅな
どの粒子がスパッタ放出され、対向して配置されている
基板６０５の上にＧｅＳｂＴｅ膜が堆積される。この
後、別の成膜容器に受け渡された基板の上には、第２干
渉膜として例えばＺｎＳ−ＳｉＯ_２、反射膜として例え
ばＡｌ合金膜が順次堆積されて大気中に取出される。記
録層の成膜以外の部分で基板を熱変形温度未満の温度帯
で昇温してもしなくても良い。

【０３５４】本実施例においては、媒体の層構成は、結
晶反射率の方が非晶質反射率よりも高い通常のＨｔｏＬ
（high to low ）構成とし、各層の膜厚を調整して非晶
質の反射率を１０％、結晶反射率を３５％とした。これ
らの設定は本実施形態の効果を検証する目的で実施した
ものであり、アズデポ状態が非晶質状態である場合にお
いてサーボ信号が安定して得られるだけの反射率に設定
したということを意味する。但し、本実施形態は上記し
た反射率の構成以外に、ＬｔｏＨ構成にも適用可能であ
る。

【０３５５】以上の手順で形成された相変化記録媒体
を、「第１実施例の媒体１」とする。即ち、第１実施例
の媒体１は、記録膜の成膜中に抵抗加熱ヒータ６０３を
用いて基板の熱変形温度未満の温度帯に昇温して得たも
のである。このようにして、成膜時の基板温度を変えつ
つ、第１実施例の媒体１を複数形成した。

【０３５６】次に、前述と同様の手順で、記録膜成膜時
には基板加熱をせずに、記録膜の成膜後にヒータ６０３
を通電して数分間の加熱を行い、前記と同一の層構成の
相変化記録媒体を得た。これを「第１実施例の媒体２」
とする。この場合にも、記録膜成膜後のアニール温度を
パラメータとして複数のディスクを試作した。

【０３５７】次に、比較例として、記録膜の成膜中も成
膜後も全く基板の昇温を行わずに、前記したものと同一
の層構成のディスクを作成した。これを「比較媒体」と
する。

【０３５８】上記した手順に従って得た「第１実施例の
媒体１」、「第１実施例の媒体２」及び「比較媒体」
は、それぞれ以下の手順で評価した。まず、スパッタ装
置から取出したディスクは、対向ブランク基板と貼り合
せた後に、初期結晶化工程を経ずにディスク評価機にセ
ットする。そして、線速度８．２ｍ／秒、記録ビット長
０．２８μｍ／ｂｉｔの条件で信号の記録を行った。

【０３５９】また、基板昇温による基板ダメージを調べ
る目的で、ノイズレベルの測定も行った。記録前にディ
スク反射率を調べたところ、第１実施例の媒体１，２及
び比較媒体ともに、ほぼ１０％程度の値を示し、初期状
態すなわちアズデポ状態がマクロ的には非晶質であるこ
とが示唆された。

【０３６０】図２８は、ディスク評価結果を表すグラフ
図である。同図の白丸は比較媒体の評価結果、黒丸は第
１実施例の媒体２の評価結果、黒三角は第１実施例の媒
体１の評価結果をそれぞれ表す。ノイズレベルを見る
と、成膜中加熱でも成膜後加熱でも８０℃程度までは特
にノイズの上昇は無く、１００℃程度から基板のグルー
ブの熱変形または基板の「ソリ」の増加に伴うと思われ
るノイズ増加が見られた。図中にはプロットしていない
がポリカーボネイトの熱変形温度である１２０℃を超え
ると「ソリ」が激しく、対向基板との貼り合せが旨くい
かないか、貼り合せは出来ても安定したサーボ信号を得
ることが出来ず評価に供し得なかった。

【０３６１】アズデポ初回記録のＣＮＲをみると、本実
施形態に従って成膜中、もしくは成膜後に記録膜の加熱
をした場合には、初回から高いＣＮＲを示すことが明ら
かである。記録膜の好ましい加熱温度帯は７０〜１１０
℃、より好ましくは７５〜１０５℃、最も好ましくは８
５℃付近であった。成膜中加熱（媒体１）と成膜後加熱
（媒体２）を比較すると成膜中加熱の方がＣＮＲが良好
であった。これは本実施形態によって形成した相変化記
録膜は前述したように、非晶質ネットワーク中に微細な
結晶核が点在する構造を呈すると考えられるが、成膜中
にスパッタ粒子が基板面上でマイグレートしている最中
に加熱してマイグレーションを促進させた方が、成膜後
即ちマイグレーションが完了して固体化した後に加熱し
て固相拡散を助長する場合に比べて、近距離秩序が形成
されやすいためと考えられる。

【０３６２】（第２の実施例） 本実施例では、図２７の構成で抵抗加熱ヒータ６０３は
用いずに、赤外線ランプ６１２を記録膜の加熱に使用し
た。ランプ加熱は連続的には行わず、基板ホルダの温度
上昇を避けるために、設定温度に到達したら一旦ランプ
をオフして５０℃程度まで冷却し再度設定温度まで加熱
するという「サイクル加熱」を３サイクル繰り返した。
この方法によって記録層が設定された温度に加熱されて
いる時間は、概ね数秒〜１０秒程度であった。

【０３６３】また、本実施例では、図２７に示した通常
のＳＵＳ部材からなる基板ホルダ６０２と、赤外線に対
して実質的に吸収を有しない部材からなる基板ホルダと
を用いた。

【０３６４】図２９は、ランプ光を吸収しない基板ホル
ダを例示する概念図である。同図において、６２１はＳ
ＵＳ製の構造部材、６２２は赤外波長に対して透明であ
り吸収率が低い材料からなる部材、６２３は赤外線を吸
収して昇温する構造部材６２１の熱を透明な部材６２２
に伝達するのを防止するための空隙、透明部材６２２に
接触して載せられる６０５はディスク基板、６０６は基
板６０５の上に設けられる所定の膜である。ここで、透
明部材６２２は、マコール、バイコール等の加工性の良
好なガラス部材もしくは石英、アルミナ等からなるもの
とすることができる。

【０３６５】実施例１と同様に、基板温度は基板外周部
を局部的に加工し、基板の記録膜が設けられる面に対し
てターゲットとは反対側の位置に取付けた。ランプ加熱
の場合には、熱電対自体がランプ光を直接吸収して加熱
されてしまい正しい温度が測定出来ないので、熱電対を
挿入した部分のターゲットに対向する位置にはランプ光
をほぼ１００％近く反射する薄膜を設けた。この様にす
ることで記録膜の温度を正しく測ることができる。

【０３６６】評価に当っては、まず記録膜の反射率の測
定を行った。その結果、ランプ加熱温度が１４０℃以上
の場合は、反射率は３０％程度の値を示し、記録膜が結
晶化していることが判明した。加熱温度が１３０℃以下
の場合は、反射率は１０％程度であり記録膜は非晶質状
態であり、ランプ加熱温度が１３０〜１４０℃の間の場
合は部分結晶化を反映する反射率が得られた。

【０３６７】図３０は、ＣＮＲとノイズレベルの評価結
果を表すグラフ図である。同図で黒丸は図２７の基板ホ
ルダ６０２を用いた場合、白丸は図２９に表した基板ホ
ルダを用いた場合の結果である。本実施例においては、
加熱温度が１３０℃以上になるとノイズレベルが上昇す
る傾向が見られる。図２８に示したデータ、すなわち抵
抗加熱ヒータで加熱した場合と比較すると、本実施例の
方がノイズレベルが上昇する加熱温度が高い温度側にシ
フトしていることが分かる。

【０３６８】抵抗加熱では、基板ホルダを加熱し、その
熱によって基板を加熱し、さらにその熱によって記録膜
を加熱する。このため、基板の熱変形が低い温度から発
生する。これに対して、本実施例においては記録膜を直
接加熱するため、図２７のようなＳＵＳ製基板ホルダを
用いても、加熱と冷却をサイクリックに実施した場合に
は基板の熱変形は格段に抑制される。さらに、図２９の
ホルダを用いて記録膜のみを選択的に加熱し基板は加熱
しない場合（光ディスクに通常使用されるポリカーボネ
イト基板は赤外線に対して透明である）には、基板の熱
変形は格段に抑制されることが分かる。

【０３６９】図２７のホルダを用いた場合には、１２０
℃以上の加熱で基板の変形に伴うノイズレベルの上昇と
初回ＣＮＲの低下が観測されたが、図２９のホルダを使
用した場合には、１７０℃の加熱に対してもノイズ上昇
は皆無であった。初回ＣＮＲは、図２８に示した抵抗加
熱の場合と同様に、８０℃以上の温度でノイズレベルが
発生しない限りにおいては高い値を示し、本実施形態の
効果が検証された。

【０３７０】以上、具体例を参照しつつ本実施形態の実
施例について詳細に説明した。しかし、本実施形態は、
これらの具体例に限定されるものではない。

【０３７１】例えば、上述した具体例においては、Ｒｃ
＜Ｒａの膜構造の媒体として、基板からＺｎＳ−ＳｉＯ
_２ ／ＧｅＳｂＴｅ／ＺｎＳ−ＳｉＯ_２ ／Ａｌ合金膜
をスパッタ成膜した４層構造のものを例示したが、これ
以外にも、例えば、これにＡｕ半透明膜を挿入した５層
構造としても良い。

【０３７２】また、記録層の加熱条件が本実施形態の実
施にとって重要である他は、特に各層の膜材料、膜厚、
記録膜以外の成膜方法・条件には制約されない。例え
ば、記録層の材料としては、上記の他にも、カルコゲン
系の金属化合物、例えばＧｅ−Ｓｂ−ＴｅやＡｇ−Ｉｎ
−Ｓｂ−ＴｅなどにＣｒ，Ｖ，Ｎ等を適宜微量添加した
材料を用いることができる。

【０３７３】また、５層膜構造の場合に、半透明層とし
ては、Ａｕの他に銀（Ａｇ），銅（Ｃｕ），シリコン
（Ｓｉ）などや、誘電体母材中に金属微粒子を分散した
構造の膜を用いることができる。また、干渉層として
は、ＺｎＳ−ＳｉＯ_２ 以外に、Ｔａ_２ Ｏ_５ ，Ｓｉ
_３ Ｎ_４ ，ＳｉＯ_２ ，Ａｌ_２ Ｏ_３ ，ＡｌＮ等の
誘電体膜材料、記録層としてはＧｅＳｂＴｅの他にＩｎ
ＳｂＴｅ，ＡｇＩｎＳｂＴｅ，ＧｅＴｅＳｅなどのカル
ゴゲン系膜材料、反射層としてはＡｌＭｏの他、ＡｌＣ
ｒ，ＡｌＴｉなどのＡｌ合金系膜材料などから適宜選択
して用いることができる。

【０３７４】さらに、上述した具体例においては、光記
録媒体の一例として光ディスクを例に挙げて説明した
が、本実施形態はこれに限定されるものではなく、その
他にも、例えば、光記録カードなど種々の形態の相変化
光記録媒体に同様に適用し、同様の効果を得ることがで
きる。

【０３７５】以上詳述したように、本実施形態によれ
ば、アズデポ状態から直ちに高いＣＮＲでの記録が可能
となるので、相変化記録媒体の製造工程から初期結晶化
工程を除外することができる。その結果として、製造コ
ストを低減させ、相変化記録媒体を広く普及させること
ができるようになる。

【０３７６】（第６の実施の形態） 次に、本発明の第６の実施の形態について説明する。

【０３７７】本実施形態においては、複数の記録層を設
けることにより記憶容量を倍増しつつ、アドレス信号や
サーボ信号を安定に獲得し、さらに初期結晶化工程に伴
う生産性の低下も防ぐことができる相変化記録媒体、そ
の製造方法及び製造装置を提供する。

【０３７８】相変化媒体の記録密度を向上する技術とし
ては、光源の短波長化、対物レンズの高ＮＡ化、超解像
薄膜の付与などが挙げられる。

【０３７９】記録密度の向上を図らずに記憶容量を向上
させる手段として提案されているのが、片面二層化であ
る。片面二層は同一の光ビーム入射面側から、数１０μ
ｍ程度離れて配置された２層の記録層を光ビームの焦点
位置を調整するだけで記録再生するもので、ディスクを
裏返す必要が無いためユーザから見た場合には、ほぼ倍
の記録密度を有する片面単層ディスクと同等の性能を持
つ。再生専用のＤＶＤでは通称ＤＶＤ−９で知られる片
面二層ディスクが知られているが、書換え形では、記録
層１層分の透過率が不十分なため、光ビーム入射側に対
して奥に配置される記録層へ十分に光が届かず記録再生
が困難と考えられてきた。

【０３８０】しかしながら、ＩＳＯＭ（International
SymposiumonOptical Memory）'98,TechnicalDigest,pp.
144-145（Ｔｈ−Ｎ−０５）に開示される様に、書換え
形の相変化媒体においても、片面二層化が可能な事が示
唆された。この技術のポイントは光ビームの入射側から
第１記録層部、第２記録層部とした時に、奥側に配置さ
れる第２記録層部へ十分に光が透過するように、第１記
録層部の透過率を５０％程度と高めた点、第１記録層部
と第２記録層部からのサーボ信号、再生信号のバランス
を取るために第２記録層部め反射率を高く、すなわち透
過率を低く設定した点、オーバライトジッタを低減する
ために第１記録層部、第２記録層部共に、結晶部の吸収
率Ａｃを非晶質部の吸収率Ａａよりも高く設定した点で
ある。

【０３８１】上記した設定を満足させるため、第１記録
層部は結晶部反射率Ｒｃが非晶質部反射率Ｒａよりも高
い、いわゆるＨｔｏＬ構造で反射膜の無い３層構成、第
２記録層部は結晶部反射率Ｒｃが非晶質部反射率Ｒａよ
りも低い、いわゆるＬｔｏＨ構造の下側に薄いＡｕ半透
明膜、上側に薄いＡｌ−Ｃｒ反射膜を有する５層構成を
採用している。

【０３８２】この構成では、光ビーム入射側から見た時
の各記録層部の反射率は、第１記録層部が結晶部に対し
て９％、非晶質部に対して２％、第２記録層部が結晶部
に対して３％程度、非晶質部に対して９％程度となる。
従って、この片面二層相変化媒体を従来の製造工程に従
って初期結晶化した場合には、アドレス部とデータ部の
初期反射率は第１記録層で９％、第２記録層では３％程
度となり、例えば片面単層のＤＶＤ−ＲＡＭ規格の１５
％〜２５％に比べてかなり低い。第１記録層の初期反射
率程度であれば、再生パワーを上昇させればアドレス信
号再生、データ部のサーボ信号再生が何とか可能ではあ
るが、第２記録層部の反射率は低すぎてこのままではア
ドレス信号、サーボ信号共に再生が困難となる。

【０３８３】また、前記した書換え形に限定されず、片
面二層媒体に共通する課題として初期結晶化工程の煩雑
性がある。すなわち第１記録層部、第２記録層部をそれ
ぞれ初期結晶化すると２倍の工程を要するので生産性、
製造コストに支障をきたす事になる。

【０３８４】本実施形態は掲記した従来の片面二層媒体
の課題に鑑みてなされたものであり、良好なアドレス信
号、サーボ信号の再生ができる相変化記録媒体と、初期
結晶化工程が煩雑化して生産性を損ねるという課題を解
決できる相変化記録媒体の製造方法、製造装置を提供す
ることを目的としている。

【０３８５】本実施形態は上記の目的を達成するために
本実施形態においては、光照射によって結晶状態と非晶
質状態との間の相変化を生じる第１記録層部とこの第１
記録層部上に形成された分離層と、この分離層上に形成
されかつ光照射によって結晶状態と非晶質状態との間の
相変化を生じる第２記録層部とを具備し、前記第１及び
第２記録層部のうち少なくとも一方のアドレス部がデー
タ部の非晶質記録マークと実質的に同一のランダムネス
を有する非晶質状態であることを特徴とする相変化記録
媒体を提供する。

【０３８６】または、第１基板と、この基板上に形成さ
れた第１下側干渉層と、この下側干渉層上に形成されか
つ光照射によって結晶状態と非晶質状態との間の相変化
を生じる第１記録層と、この第１記録層上に形成された
第１上側干渉層とを有する第１記録層部と、前記第１上
側干渉層上に形成された分離層と；この分離層上に形成
された第２下側干渉層と、この第２下側干渉層上に形成
されかつ光照射によって結晶状態と非晶質状態との間の
相変化を生じる第２記録層と、この第２記録層上に形成
された第２上側干渉層と、この第２上側干渉層上に形成
された反射層とを有する第２記録層部とを具備し、前記
第１及び第２記録層部のうち少なくとも一方のアドレス
部がデータ部の非晶質記録マークと実質的に同一のラン
ダムネスを有する非晶質状態であることを特徴とする相
変化記録媒体を提供する。

【０３８７】本実施形態の相変化記録媒体において好ま
しい態様を以下に列挙する。

【０３８８】（１）データ部の非晶質記録マークと実質
的に同一のランダムネスを有する非晶質状態を有するア
ドレス部の熱伝導率が０．８〜６Ｗ／ｍＫであること。

【０３８９】（２）熱伝導率が０．８〜６Ｗ／ｍＫのア
ドレス部を有する記録層のデータ部の結晶スペースが、
結晶粒子の粒径に対する個数の分布が少なくとも２つの
異なる粒径でそれぞれ極大値を有していること。

【０３９０】（３）（２）のデータ部の非晶質記録マー
クがトラック幅よりも狭い結晶スペース内に列状に形成
されており、列状マークのそれぞれは結晶スペース以下
の幅を有し、かつトラック幅が動作波長と対物レンズの
開口数で決まるレーザスポット径よりも狭いこと。

【０３９１】まず本実施形態の相変化記録媒体に関して
説明する。

【０３９２】初期状態がアズデポの非晶質状態にある場
合、一般的には記録（結晶スペースの形成）は困難とな
り、何回も同一トラックをオーバライトしないと有意な
再生信号が得られないが、例えば前述した第３実施形態
に関して詳述した技術を用いると、アズデポの非晶質状
態でも１回目から有意な再生信号を得ることができる。

【０３９３】第３実施形態で提案している技術の要旨を
簡単に説明すると、レーザビームを用いた光記録により
形成された非晶質記録マークにアズデポの非晶質状態を
近づけることで、初期結晶化工程なしでも１回目のオー
バーライトから有意な再生信号を得ることができるよう
になる。

【０３９４】本実施形態において、前述した第３実施形
態の技術を、片面二層の内の特にＬｔｏＨ構造の記録層
に適用すると、アドレス信号、サーボ信号の品質が大幅
に改善され、更には初期結晶化工程が不要となるため生
産性が向上する。

【０３９５】ところで、媒体のアドレス部はユーザによ
ってデータが書き込まれることはないため、オーバーラ
イト後もアズデボの非晶質状態が維持される。本実施形
態による第１、第２記録層部のうち少なくとも一方のア
ドレス部における非晶質状態の熱伝導率は０．８〜６Ｗ
／ｍＫの範囲であることが、本発明者の研究により判明
している。

【０３９６】更にデータ部に関して言えば、データ部の
結晶スペースが、結晶粒子の粒径に対する個数の分布が
少なくとも２つの異なる粒径でそれぞれ極大値を有して
おり、また非晶質記録マークが結晶スペース内に列状に
形成され、列状マークのそれぞれが結晶スペース以下の
幅を有し、トラック幅が動作波長と対物レンズの開口数
で決まるレーザスポット径よりも狭いことも判明してい
る。

【０３９７】前記したＩＳＯＭ（International Sympos
ium on Optical Memory）'98,Technical Digest,pp.144
-145（Ｔｈ−Ｎ−０５）に開示される片面二層相変化記
録媒体に本実施形態を適用した場合には、第２記録層部
のみへの適用が効果的で第１記録層部は従来通り初期結
晶化工程を経ることになるが、本実施形態はそれに限定
されず、例えば第１記録層部に透過率の高いＬｔｏＨ構
造の媒体を使用した場合には、第１記録層部も初期状態
を非晶質状態とすることができ、又、第１記録層部に高
透過率のＬｔｏＨ構造、第２記録層部に高反射率のＨｔ
ｏＬ構造を使用する場合には、第１記録層部のみ初期状
態を非晶質状態とし、第２記録層部は従来通り初期結晶
化工程を経るという製造方法を適用することができる。

【０３９８】いずれの態様においても、単にＬｔｏＨ構
造の記録層部のアドレス信号、サーボ信号の安定性を確
保するだけではなく、第１及び第２の記録層部のうち１
っだけがＬｔｏＨの場合には初期結晶化工程が従来の片
面単層ディスクと同等になり、第１及び第２の記録層部
が共にＬｔｏＨの場合には従来以上に製造工程が簡略化
されて生産性の向上ひいては製造コスト低減に繋がる。

【０３９９】また本実施形態によるアズデポの非晶質状
態を有する記録層は、特にＬｔｏＨ構造の記録層に有効
ではあるが、ＨｔｏＬ構造の記録層に適用することも可
能である。

【０４００】以下、図面を参照して本実施形態の実施例
を説明する。

【０４０１】（第１、第２の実施例） 図３１，図３２はそれぞれ本実施形態の第１、第２の実
施例に係る相変化記録媒体としての相変化光ディスクの
２つの例を示す概略断面図である。図３１，２を通じて
同等の機能を有する部分は同一の符号で示してある。

【０４０２】図３１，図３２において記録再生用の光ビ
ームは図の下側から照射される。図３１，図３２におい
て７０１は第１記録層部、７０２は第２記録層部、７３
１は第１基板、７３２は第２基板、７０４は第１及び第
２記録層部を分離する分離層であり、共通である。

【０４０３】図３１と図３２では第１記録層部７０１の
膜構造と第２の記録層部７０２の膜構造が異なる。

【０４０４】図３１においては第１記録層部７０１を構
成する膜は光ビーム入射側から第１下側干渉層７１１、
第１記録層７１２、上側干渉層７１３、第２の記録層部
７０２を構成する膜は光ビーム入射側から半透明層７２
１、第２下側干渉層７２２、第２記録層７２３、第２上
側干渉層７２４、反射層７２５である。

【０４０５】一方、図３２では第１記録層部７０１を構
成する膜は下側干渉層７１４・下側干渉層７１５・下側
干渉層７１６の３層で構成される第１下側干渉層、第１
記録層７１７、第１上側干渉層７１８、第２記録層部７
０２を構成する膜は第２下側干渉層７２６、第２記録層
７２７、第２上側干渉層７２８、反射層７２９である。

【０４０６】図３１のディスクでは、第１記録層部７０
１はＨｔｏＬ構造、第２記録層部７０２はＬｔｏＨ構造
となっており、図３２のディスクでは第１記録層部７０
１はＬｔｏＨ構造、第２記録層部７０２はＨｔｏＬ構造
である。

【０４０７】図３１、図３２のディスクは例えば以下の
手順で作成した。

【０４０８】トラッキンググルーブとプリピットヘッダ
ー部を有する例えば０．５８ｍｍ厚のポリカーボネイト
を用いた第１基板７３１と、例えば０．６ｍｍ厚のポリ
カーボネイトを用いた第２基板７３２は通常の光ディス
ク基板製造プロセスに従って得ることができる。

【０４０９】第１基板７３１上への膜の形成は例えば以
下の手順に従って実施する。

【０４１０】図３１のディスクにおいては、第１基板７
３１をマグネトロンスパッタリング装置の基板ホルダに
装着し真空排気後、ＺｎＳ−ＳｉＯ２ターゲットをスパ
ッタ源に装着するスパッタ室内で、例えば０．４Ｐａの
Ａｒガスプラズマ雰囲気でターゲットをスパッタして、
第１下側干渉層７１１を例えば８０ｎｍの平均膜厚で形
成する。続いて、ＧｅＳｂＴｅターゲットを装着するス
パッタ室で例えば０．４ＰａのＡｒガスプラズマ雰囲気
でターゲットをスパッタして、平均膜厚７ｎｍの第１記
録層７１２を形成、次に再度ＺｎＳ−ＳｉＯ２ターゲッ
トをスパッタ源に装着するスパッタ室内で、例えば０．
４ＰａのＡｒガスプラズマ雰囲気でターゲットをスパッ
タして平均膜厚３０ｎｍの第１上側干渉層７１３を形成
してスパッタリング装置から取り出す。

【０４１１】続いて第２基板７３２をスパッタリング装
置に装着し、例えば０．４ＰａのＡｒガスプラズマ雰囲
気で平均膜厚１０ｎｍのＡｕを用いた反射層２５を形
成、続いて例えば０．１ＰａのＡｒガスプラズマ雰囲気
で平均膜厚２５ｎｍのＺｎＳ−ＳｉＯ２を用いた第２上
側干渉層７２４、続いて例えば４ＰａのＫｒガスプラズ
マ雰囲気で平均膜厚１２ｎｍのＧｅＳｂＴｅを用いた記
録層７２３、続いて例えば０．１ＰａのＡｒガスプラズ
マ雰囲気で平均膜厚８５ｎｍのＺｎＳ−ＳｉＯ２を用い
た第２下側干渉層７２２を形成、最後に例えば０．４Ｐ
ａのＡｒガスプラズマ雰囲気で平均膜厚８ｎｍのＡｕを
用いた半透明層７２１を形成してスパッタリング装置か
ら取出す。

【０４１２】このようにして各膜を形成した第１及び第
２基板７３１，７３２の第１記録層部１、第２記録層部
７０２を形成した側を透明接着シートもしくはＵＶ硬化
型接着層を用いて４０μｍのスペーシングで貼り合せて
分離層７０４を形成し、第１の実施例に係る図３１のデ
ィスクを得た。

【０４１３】図３２のディスクは例えば以下の手順で作
成した。

【０４１４】第１基板７３１をマグネトロンスパッタリ
ング装置の基板ホルダーに装着し真空排気後、ＺｎＳ−
ＳｉＯ２ターゲットをスパッタ源に装着するスパッタ室
内で、例えば０．４ＰａのＡｒガスプラズマ雰囲気でタ
ーゲットをスパッタして、下側干渉層７１４を例えば６
０ｎｍの平均膜厚に形成する。続いて、ＳｉＯ２ターゲ
ットを装着するスパッタ室で例えば０．４ＰａのＡｒガ
スプラズマ雰囲気でターゲットをスパッタして、平均膜
厚１００ｎｍの下側干渉層７１５を形成、次に再度Ｚｎ
Ｓ−ＳｉＯ２ターゲットをスパッタ源に装着するスパッ
タ室内で、例えば０．１ＰａのＡｒガスプラズマ雰囲気
でターゲットをスパッタして平均膜厚６０ｎｍの下側干
渉層１６を形成する。これにより下側干渉層７１４・下
側干渉層７１５・下側干渉層７１６からなる第１下側干
渉層が作製される。続いて、ＧｅＳｂＴｅターゲットを
装着するスパッタ室内で、例えば８ＰａのＫｒガスプラ
ズマ雰囲気でターゲットをスパッタして、平均膜厚８ｎ
ｍの第２記録層７１７を形成、次にＺｎＳ−ＳｉＯ２タ
ーゲットをスパッタ源に装着するスパッタ室内で、例え
ば０．１ＰａのＡｒガスプラズマ雰囲気でターゲットを
スパッタして平均膜厚４０ｎｍの第１上側干渉層７１８
を形成して取り出す。

【０４１５】第２基板７３２上には、例えば０．４Ｐａ
のＡｒガスプラズマ雰囲気で平均膜厚１０ｎｍのＡｌを
用いた反射層７２９を形成、続いて例えば０．４Ｐａの
Ａｒガスプラズマ雰囲気で膜厚２５ｎｍのＺｎＳ−Ｓｉ
Ｏ２第２上側干渉層７２８、続いて例えば０．４Ｐａの
Ａｒガスプラズマ雰囲気で平均膜厚１２ｎｍのＧｅＳｂ
Ｔｅを用いた第２記録層７２７、続いて例えば０．４Ｐ
ａのＡｒガスプラズマ雰囲気で平均膜厚８５ｎｍのＺｎ
Ｓ−ＳｉＯ２を用いた第２下側干渉層７２２を形成して
スパッタリング装置から取出す。

【０４１６】このようにして各膜を形成した基板７３
１，７３２の第１記録層部１、第２記録層部２を形成し
た側を透明接着シートもしくはＵｖ硬化型接着層を用い
て、４０μｍのスペーシングで貼り合せて分離層７０４
を形成し、第２の実施例に係る図３２のディスクを得
た。

【０４１７】（第１、第２の実施例のプロセス） 上記した成膜プロセスの中で特徴的なプロセスはＬｔｏ
Ｈ構造部の記録層と記録層を挟む上下の干渉層の成膜プ
ロセスである。上記したような記録層の重希ガス高圧ス
パッタと、上下干渉層の低圧スパッタは記録膜の初期状
態をアズデポの非晶質状態に保ちながら、初回からの記
録特性を確保する上で重要である。これらの成膜プロセ
スは、基本的にはスパッタ粒子が基板面で冷却する際の
冷却速度の制御を特徴とする。

【０４１８】以下、アズデポの非晶質状態に対して初期
化工程なしに記録を行うための手法について、基本的な
考え方を説明する。この非晶質状態とは実質的に非晶質
な状態であって、光学的に見て非晶質と言える状態をい
う。これは例えば、記録媒体の特性として重要な光反射
率が結晶スペースの反射率よりも非晶質記録マークの反
射率に近い状態を指す。

【０４１９】相変化記録に使用される記録層は通常スパ
ッタリング法で成膜され、成膜直後には非晶質状態にあ
る。スパッタリング法は高エネルギーのＡｒイオン衝撃
により、ターゲットのターゲット面からスパッタ放出さ
れた気相のスパッタ粒子がランダムに基板面上に到着
し、液相のランダムな状態表面をマイグレートした後に
膜という固相状態に転移して所定の膜を作成する技術で
ある。

【０４２０】スパッタ粒子が気相から固相へ転移する速
度は通常１０^１２Ｋ／ｓｅｃ程度である。すなわち数ｅ
Ｖ（数万Ｋ）のランダムな状態から室温の固相に変化す
るに要する時間は１０ナノ秒程度であり、融点から結晶
化温度の間の温度帯を通過するに要する時間である結晶
化保持時間は高々１ナノ秒程度と推定される。

【０４２１】一方でＧｅＳｂＴｅ，ＩｎＳｂＴｅ系記録
膜の結晶化時間は数１０ナノ秒であり、膜が結晶化する
条件は膜の結晶化時間が結晶化保持時間よりも短いこと
であるので、スパッタ成膜直後の記録層は非晶質状態に
なる。

【０４２２】この成膜直後の非晶質状態は光記録で形成
される非晶質状態とは通常は異なる。何故ならば光記録
時の冷却速度は、線速、ディスクの層構造にも依存する
が、典型的には１０^１０Ｋ／ｓｅｃ程度とスパッタ成膜
過程のそれよりも二桁程度遅いためである。スパッタ成
膜直後の非晶質状態が光記録で形成される非晶質状態と
同質であれば、初期結晶化工程を経ずに記録再生動作が
可能であるが、実際には冷却速度の差に起因してスパッ
タ成膜直後の非晶質状態は光記録で形成される非晶質状
態とは異なるために、Ｒｃ＞ＲａのディスクでもＲｃ＜
Ｒａのディスクでも初期結晶化工程を経ないと１回目か
らは記録が困難となってしまう。

【０４２３】第１、第２実施例のＲｃ＜Ｒａ、すなわち
ＬｔｏＨのディスクを具備する相変化記録媒体を形成す
る方法は、この初期結晶化工程を経ずとも１回目から記
録できる方法である。

【０４２４】この方法を実現するための具体的手段は、
スパッタプロセスにおけるスパッタ粒子の冷却速度を低
下させて、スパッタ直後の非晶質状態を光記録で形成さ
れる非晶質状態に近づけることである。あるいは、スパ
ッタ成膜直後の記録層に圧縮性応力を付与して記録層が
結晶化しやすい状態にすることであり、又はこれらの組
合せである。

【０４２５】スパッタ直後の非晶質状態を光記録で形成
される非晶質状態に近づけるためには、基板上に入射す
るスパッタ粒子のエネルギーを低下させる、表面マイグ
レーションの時間を長くする等の方法を用いることがで
きる。

【０４２６】本発明者の研究によれば、溶融状態からの
冷却速度の違いはランダムネスに反映される。すなわち
冷却速度が速いほどランダムネスは高くなって完全な非
晶質状態に近くなるが、冷却速度が遅い場合には、巨視
的にはランダムであるが微視的には近距離秩序を有する
微細結晶核が点在する構造をとる。すなわち光記録時で
形成される非晶質状態は冷却速度が遅いため、このよう
な微細結晶構造を有する。アズデポの非晶質状態におい
ても、このような微細結晶構造を形成、すなわち光記録
で形成される非晶質記録マークと実質的に同一のランダ
ムネスを形成することができれば、１回目から記録を行
うことが可能となる。これは、微細結晶核が結晶成長の
種として機能するため、結晶成長の種を有していない純
粋な非晶質状態とは異なって十分に結晶化が進行するか
らである。

【０４２７】尚、「実質的に同一のランダムネス」と
は、結晶性、結晶構造を評価する通常のＸ線回折によっ
ては特に有意な結晶ピークが検出されない程度のランダ
ムネスを呈し、かつ高分解能の透過型電子顕微鏡によっ
て原子レベルの微細構造を観察した際に、数ｎｍ未満、
典型的には０．５〜４ｎｍ程度の大きさの規則的な原子
配列を呈する微細結晶核のサイズ分布が±５０％程度の
範囲内で一致していることを意味している。ここで、サ
イズ分布とは平均粒径、粒径分散によって表されるもの
である。また「粒径」とは、１個の結晶の最長径と最短
径との平均を意味している。

【０４２８】微細結晶核の分布を調べる方法としては、
例えばディスクの記録層部をディスク面から無作為にサ
ンプリングし、数μｍ角程度の領域を高分解能の電子顕
微鏡で観察する方法が採用される。

【０４２９】また「近距離秩序」とは、規則的な原子配
列が数ｎｍ未満の領域、典型的には０．５〜４ｎｍ程度
の領域に存在する原子配列の秩序性を意味している。

【０４３０】（第１、第２の実施例の評価） 図３１，図３２に戻って説明を続ける。図３１，図３２
に示した相変化光ディスクを、ＬｔｏＨ構造の部分はア
ズデポの非晶質状態のまま、ＨｔｏＬ構造の部分は通常
の初期結晶化工程を施した後、光ディスクテスターを用
いて評価した。評価条件はレーザ波長６５０ｎｍ、対物
レンズのＮＡ：０．６、線速度：８．２ｍ／ｓ、最短ビ
ット長は０．３１μｍ／ｂｉｔであり、トラックピッチ
は上述した通り０．６μｍである。

【０４３１】結果は、図３１，図３２のディスク共に、
二つの記録層部からの未記録状態での反射率は１０％前
後の値を示し、現行のＤＶＤ−ＲＡＭの規格に比較すれ
ばやや暗いが、再生信号を若干高めに設定するなどすれ
ば、実用上十分なアドレス信号品質、サーボ信号品質が
得られた。又、オーバライト記録後のジッタ値は、図３
１，図３２のディスクの二つの記録層部共に、１０％前
後の良好な値を示した。

【０４３２】（第１、第２の実施例の比較例） 比較のため、図３１，図３２のＬｔｏＨ部の形成を通常
のスパッタプロセスで形成した媒体を用意して、上記し
たと同様の評価を試みたところ、両媒体共ＬｔｏＨ部か
らは１０％程度の高い反射率が得られたものの、初回か
ら数１０回のオーバライトジッタは１５％以上と実用外
の値に留まった。通常のスパッタプロセスで形成した記
録層はランダム性が高く近距離秩序を有する微細結晶核
がないため、結晶スペースの形成が困難で初回から数１
０回のオーバライト記録を行った程度では有意なジッタ
特性が得られないものと考えられる。又、さらなる比較
として、上記した通常のスパッタプロセスで形成しだＬ
ｔｏＨ部を初期結晶化した所、初期反射率が２−３％程
度と極串て低い値となり、アドレス信号品質、サーボの
安定性を大幅に損ねた。

【０４３３】（第１、第２の実施例の変形例） 第１、第２の実施例のスパッタプロセスにしたがって形
成しだＬｔｏＨの記録層部を有する相変化光ディスク
の、簡単でかつ製造コスト低減効果の大きい変形例は、
図３１，図３２のＬｔｏＨの記録層部を２層積層する構
造である。すなわち、第１、第２実施例のスパッタプロ
セスに従って第１、第２記録層共に作成し、初期結晶化
工程を経ずにアズデポの非晶質状態から両層とも記録す
れば最も好ましい態様となる。

【０４３４】第１、第２記録層部共にＬｔｏＨの記録層
部を有するディスクは、例えば図３１，２のＬｔｏＨの
記録層部を組合せれば実現可能である。この場合には第
１、第２記録層部を成膜した後に、両記録層部とも初期
結晶化工程を施すことなく、実動作に供することが出来
る。

【０４３５】試作した両記録層部ともＬｔｏＨの記録層
部を有するディスクは、レーザ波長６５０ｎｍ、対物レ
ンズのＮＡ：０．６、線速度：８．２ｍ／ｓ、最短ビッ
ト長：０．３１μｍ／ｂｉｔで評価した。トラックピッ
チは前記と同様に０．６μｍである。結果は、二つの記
録層部からの未記録状態での反射率は１０％前後の値を
示し、現行のＤＶＤ−ＲＡＭの規格に比較すればやや暗
いが、再生信号を若干高めに設定するなどすれば、実用
上十分なアドレス信号品質、サーボ信号品質が得られ
た。又、オーバライト記録後のジッタ値は、２つの記録
層部共に、１０％前後の良好な値を示した。

【０４３６】（関連技術） 本実施形態の関連技術について説明する。この関連技術
は、第１、第２記録層部共にＨｔｏＬ構造の記録層部を
有する相変化光ディスクの初期結晶化方法と初期結晶化
を行う製造装置に関するものである。手法的には上述の
実施例と異なるが、アドレス信号、サーボ信号の安定性
を向上させる点、製造工程の煩雑化を回避して製造コス
トを低減する上では同等の効果が得られる。

【０４３７】図３３は本実施形態の関連技術に係る相変
化光ディスクを初期結晶化するために試作した、初期結
晶化を行う製造装置の概略断面図である。

【０４３８】図３３において、７０１は第１基板７３１
上に堆積された第１記録層部、７０２は第２基板７３２
上に堆積された第２記録層部、７０５は第１、第２基板
を保持する第１、第２保持部として機能しディスクを回
転させるためのスピンドルモータ、７０６はスピンドル
モータ７０５のモータ軸、７０７は初期結晶化用光ビー
ムを照射するための光照射部、７０８は光学系としての
収束レンズである。光照射部７０７は一般的に初期化装
置と呼ばれる。また第１、第２保持部は別々に設けても
良い。

【０４３９】第１記録層部７０１、第２記録層部７０２
にはＨｔｏＬ構造が用いられるのが好ましく、例えば、
第１記録層部７０１には、図３１の第１記録層部７０
１、第２記録層部７０２には図３２の第２記録層部７０
２を用いる事ができる。第１基板７３１、第２基板７３
２は第１、第２の実施例と同様のものを用いることがで
きる。

【０４４０】図３３の装置を用いて以下の手順でディス
クを製造することが可能である。まず、通常のスパッタ
リングプロセスで作成した第１記録層部１を有する第１
基板７３１、同じく通常のスパッタリングプロセスで作
成した第２記録層部７０２を有する第２基板７３２を図
３３の装置のスピンドルモータ７０５の軸７０６に同軸
状に取付ける。

【０４４１】次に、スピンドルモータ７０５を駆動して
例えば、第１、第２基板７３１，７３２を２ｍ／ｓ程度
の線速度で回転し、また光照射部７０７を駆動してディ
スク半径方向に長い初期結晶化用光ビームを第１記録層
部７０１に照射する。照射ビームの５０％程度は第１記
録層部７０１を通過して発散する。この発散ビームは従
来の初期結晶化工程では利用されていなかったが、本実
施例では、第１記録層部７０１を通過して発散したビー
ムを第１、第２基板７３１，７３２の間に配した収束レ
ンズ７０８によって再度集光し第２記録層部７０２に照
射する。

【０４４２】初期結晶化用光ビームはディスク半径方向
に数１００μｍ、ディスク周方向に数μｍ程度の長円形
のブロードビームなので、単板の第１、第２基板７３
１，７３２に反りがあっても、第１記録層部７０１、第
２記録層部７０２共に、十分に高い初期結晶化エネルギ
ーを与えることが可能である。

【０４４３】また収束レンズ７０８の焦点距離は、第１
基板７３１と第２基板７３２との間隔の約１／２に設定
される。レンズの形状は一般的な点対称形の凸レンズ形
状でも良いが、初期結晶化用光ビームの長軸方向の曲率
が短軸方向の曲率よりも小さく設定された蒲鉾形形状に
するのが、第１記録層部７０１上でのビームプロファイ
ルと第２記録層部７０２上でのビームプロファイルを一
致させる上で好ましい。

【０４４４】また、必要に応じて、ボイスコイルモータ
などを用いて、収束レンズ７０７を上下方向に駆動させ
ても良い。

【０４４５】このようにして両記録層部を同じ光ビーム
でほぼ同時に初期結晶化した後に、先述したような通常
の貼り合せ工程で貼り合せれば、本関連技術に係るディ
スクが完成する。ディスク面の反射率、記録特性は前述
の第１、第２の実施例におけるＨｔｏＬの記録層部と同
等であることはいうまでもない。

【０４４６】（関連技術の変形例） 両記録層部をほぼ同時に初期結晶化するもう１つの方法
は、装置に焦点位置の異なる二つの光ヘッドを設けて光
照射部とする方法である。１つ目のヘッドからの初期結
晶化用光ビームは第１記録層部を照射して初期結晶化
し、二つ目のヘツドからの初期結晶化用光ビームは第２
記録層部を照射して初期結晶化するようにすれば良
い。］

【０４４７】以上、具体例を参照しつつ本実施形態の実
施例について説明した。しかし本実施形態はこれらの具
体例に限定されるものではない。

【０４４８】例えば上述の具体例では記録層としてＧｅ
ＳｂＴｅを例に挙げて説明したが、本実施形態ではＧｅ
ＳｂＴｅの他、ＩｎＳｂＴｅ，ＡｇＩＮＳｂＴｅ，Ｇｅ
ＴｅＳｅ，ＳｎＳｅＴｅ，ＧｅＳｅＳｎ，ＩｎＳｅＴｌ
等を用いても良い。またこれらの材料にＣｏ，Ｐｔ，Ｐ
ｄ，Ａｕ，Ａｇ，Ｉｒ，Ｎｂ，Ｔａ，Ｖ，Ｗ，Ｔｉ，Ｃ
ｒ，Ｚｒ等を少なくとも１種以上微量添加しても記録層
として良好な特性が得られる。さらに窒素などの還元性
ガスを微量添加してもよい。

【０４４９】第１記録層の平均膜厚ｔ。は必要最低限の
光吸収と第２記録層以降への光透過量確保のためにも５
ｎｍ以上２０ｎｍ以下であることが望ましい。また同様
の効果を保つために第２記録層以降の平均膜厚ｔ_ｎはｔ
_ｎ≧ｔ_ｎ−１の関係を満足することが望ましい。

【０４５０】また分離層としては、光ビームのエネルギ
ー損失を最小限にすることを考えると、消衰係数ｋが光
源波長に対して０．１以下である透明材料を用いること
ことが望ましい。このような材料としては紫外線（Ｕ
Ｖ）硬化樹脂の他、例えばポリメチルメタクリレート、
ポリカーボネイトなどの樹脂材料、あるいは、Ｓｉ
Ｏ_２，Ａｌ_２Ｏ_３，ＴａＯ，Ｖ_２Ｏ_５，ＣａＯ，ＺｒＯ
_２，Ｐｂ_２Ｏ_３，ＳｎＯ_２，ＣｏＯ，ＣｕＯ，Ｃｕ
_２Ｏ，ＡｇＯ，ＺｎＯ，Ｆｅ_２Ｏ_３等の酸化物やＳｉ_３
Ｎ_４，ＳｉＯＮ，ＳｉＡｌＯＮ等の窒化物、ＭｇＦ_２，
ＣａＦ_２等の弗化物が適している。記録層を光ビームの
焦点深度以上に分離するため、分離層の平均膜厚は１０
μｍ以上が必要となる。よってこのような厚膜作製にお
いて有利な塗布型の樹脂材料がより好ましい。これらの
材料は必要に応じて混合物として、あるいは積層させて
用いることができる。また余り厚すぎると透過量や２層
以上の記録層に対する焦点深度の観点から望ましくない
ため５０μｍ以下が好ましい。

【０４５１】また半透明層としてＡｇ，Ｃｕ，Ｓｉや誘
電体母材中に金属微粒子を分散した構造の膜等を用いて
も良い。その平均膜厚は、例えば６５０ｎｍの動作波長
に対して、Ａｇ，Ｃｕについては上述したＡｕ同様に３
〜２０ｎｍ、より好ましくは５〜１５ｎｍとするのが良
く、Ｓｉの場合には１０〜８０ｎｍ、より好ましくは３
０〜６０ｎｍとするのが良い。誘電体中に金属微粒子を
分散した構造の膜の場合には、膜中の金属微粒子の体積
含有率をｑとして、０．２５≦ｑ≦０．７５の範囲にお
いて（５〜２０）／ｑ（ｎｍ）に設定することが好まし
い。これらの平均膜厚を採用することにより、第２記録
層部の光利用効率を向上させることができ、第１記録層
部を透過した低強度光によっても高感度に記録が可能と
なる。また第２記録層部における結晶スペースの光吸収
係数と非晶質記録マークの光吸収係数の比率を１以上
１．５以下に設計できるので、オーバーライトジッタの
低減にも効果的であり、かつ第２記録層部の反射率を高
く設定できるので、第１記録層部を透過した光の第２記
録層部における反射光量が大きくなるという点でも好ま
しい。

【０４５２】反射層としては、例えばＡｌＴｉ，Ｔｉ
Ｎ，ＡｌＭｏ，ＡｌＣｕ，Ａｇ，Ｃｕ，Ｐｔ，Ｐｄ，Ｉ
ｒ等を用いることもできる。反射層の平均膜厚は２０〜
２００ｎｍの範囲であることが、反射率確保と冷却速度
確保の観点から好ましい。

【０４５３】干渉層は記録層へ効率よく光を吸収させる
ために、消衰係数ｋが０．５以下であることが好まし
い。干渉層としてはＺｎＯ，Ｔａ_２Ｏ_５，ＳｉＯ，Ａｌ
_２Ｏ_３，Ｃｕ_２Ｏ，ＣｕＯ，ＴａＯ，Ｙ_２Ｏ_３，ＺｒＯ
_２，ＣａＦ_２，ＭｇＦ_２，Ｓｉ_３Ｎ_４，ＡｌＮ及びこれ
らの複合物等も用いることができる。透過量を確保する
ためには干渉層の平均膜厚が３００ｎｍ以下であること
が望ましい。

【０４５４】また以上の実施例では相変化光ディスクを
例に挙げて説明したが、本実施形態は相変化光ディスク
に限定されるものではなく、光記録カード、光磁気テー
プ等の各種の相変化記録媒体に適用可能である。

【０４５５】以上詳述したように本実施形態によれば、
良好なアドレス信号、サーボ信号の再生ができる相変化
記録媒体と、初期結晶化工程が煩雑化して生産性を損ね
るという課題を解決できる相変化記録媒体の製造方法、
製造装置を提供することが可能となる。

【０４５６】

【発明の効果】本発明によれば、上述した各構成によ
り、相変化記録媒体の記録転送速度を向上させ、媒体の
製造コストを低減し、媒体の構造の選択の自由度を飛躍
的に拡げて特にＲｃ＜Ｒａ構造の媒体を実現し、さらに
記憶容量を増大することができる。

【０４５７】さらに具体的には、記録層の結晶化に要す
る時間を短縮し、データ転送速度を向上し、アズデポ非
晶質に高速結晶化性能を付与することにより、初期結晶
化工程を無くして製造コストを低減することができ、さ
らに、Ｒｃ＜Ｒａの媒体をアズデポの非晶質状態から使
用可能として、媒体の構造の選択範囲を広げ、片面２層
媒体の反射率を向上させて記憶容量の増加を実現させる
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１（ａ）〜（ｃ）は、本実施形態による相変
化記録媒体の記録層の微細構造を従来の相変化記録媒体
と比較しつつ表した模式図である。すなわち、図１
（ａ）は、本実施形態の記録層の微細構造、図１（ｂ）
は、従来技術により作成した記録層のアズデポ状態の微
細構造、図１（ｃ）は、本実施形態及び従来技術により
作成した記録層に光記録を行うことにより形成した結晶
部の微細構造を各々表す模式図である。

【図２】図２は本発明の相変化記録媒体の断面構成図で
ある。

【図３】ＯＷ繰返し回数とＣＮＲ（carrier to noise r
atio）の関係について、本発明に従って形成したアズデ
ポの相変化媒体と、従来技術に従って形成したアズデポ
（初期結晶化していない部分）の相変化媒体を対象に調
べた測定結果を表すグラフ図である。

【図４】本発明の光ディスクのマーク間部分の記録層の
ＴＥＭ像の一例を表す概略図である。

【図５】本発明の光ディスクのマーク間部分において２
０ｎｍよりも大きい結晶粒の結晶粒径の分布を表すグラ
フ図である。

【図６】本発明の光ディスクの微細な結晶粒の粒径分布
を表すグラフ図である。

【図７】本発明の第１実施例に係る相変化光記録媒体の
概念断面図である。

【図８】比較例において、個々の結晶粒径を測定し、出
現頻度をプロットしたグラフ図である。

【図９】第３実施形態の実施例にかかる相変化光ディス
クを表す概略断面図である。

【図１０】第３実施形態の実施に使用したスパッタリン
グ装置の要部概略構成図である。

【図１１】記録層に含有されるＫｒ量と３Ｔジッタ特性
との関係を示すグラフ図である。

【図１２】第３実施形態の第２実施例の光ディスクの概
略構成を表す断面図である。

【図１３】第２実施例の光ディスクの初期記録後のパタ
ーンを表す概略図であり、

【図１４】第２実施例の光ディスクの１００回目のオー
バライト時（ＯＷ１００）のパターンを表す概略図であ
る。

【図１５】第４実施形態の実施例にかかる相変化記録媒
体の断面構造を例示する概念図である。

【図１６】第４実施形態の実施例にかかる相変化記録媒
体の断面構造を例示する概念図である。

【図１７】記録媒体の平面構成の一例を表す概念図であ
る。

【図１８】熱伝導率（κ）の測定値と、図１５の構造の
ディスクサンプルを用いて測定したＤＣ消去率との関係
を表すグラフ図である。

【図１９】無初期化・初回記録の３Ｔ−ＣＮＲと熱伝導
率κとの関係を示すグラフ図である。

【図２０】ＧｅＳｂＴｅ系３元合金系における結晶化時
間の分布を例示したグラフ図である。

【図２１】ＧｅＳｂＴｅ系３元合金系における結晶化温
度の分布を例示したグラフ図である。

【図２２】Ａｇ−Ｉｎ−Ｓｂ−Ｔｅ系４元合金における
望ましい組成範囲を表すグラフ図である。

【図２３】関連技術の実施に使用したマグネトロンスパ
ッタリング装置の構成を表す概念図である。

【図２４】関連技術の実施例において試作した記録媒体
の断面構造を表す概念図である。

【図２５】Ｖｄｃ／Ｖｔｈと無初期化初回記録特性及び
成膜速度の関係を表すグラフ図である。

【図２６】関連技術の第２具体例において作成した相変
化記録媒体の断面構造を例示する概念図である。

【図２７】第５実施形態において用いる相変化記録膜の
形成装置の構成を例示する概念図である。

【図２８】ディスク評価結果を表すグラフ図である。

【図２９】ランプ光を吸収しない基板ホルダを例示する
概念図である。

【図３０】ＣＮＲとノイズレベルの評価結果を表すグラ
フ図である。

【図３１】第６実施形態の第１の実施例に係る相変化光
ディスクの概略断面図。

【図３２】第６実施形態の第２の実施例に係る相変化光
ディスクの概略断面図。

【図３３】第６実施形態の第３の実施例に係る相変化光
ディスクを初期結晶化するための製造装置の概略断面
図。

【符号の説明】

１０１、２０１、３２１、４０６、５０６ 基板 １０２、３２２、４０２、５６２ 半透明層 １０３、２０２、３２３、４０３、５６３ 下側干渉層 １０４、２０３、３２４、４０４、５６４ 記録層 １０５、２０４、３２５、４０５、５６５ 上側干渉層 １０６、２０５、３２６、４０６、５６６ 反射膜 ３１１ スパッタ室 ３１２ ディスク基板 ３１３ スパッタリングターゲット ３１４ スパッタリング源 ３１５ スパッタ電源 ３１６ ガス導入系 ３１７ 排気系 ３１８ 基板表面マイグレーション制御系 ５０１ 成膜容器 ５０２ スパッタ源 ５２１ スパッタリングターゲット ５２２ ターゲットハウジシグ ５２３ マグネット ５０３ スパッタ電源 ５３１ 直流遮断容量 ５３２ ＲＦ（１３．５６ＭＨｚ）電源 ５０４ Ｖｄｃモニタ系 ５４１ Ｖｄｃモニタ ５４２ 高周波高耐圧プローブとオシロスコープ ５０５ 基板ホルダ ５０６ 光ディスク基板 ５０７ スパッタガス供給系 ５０８ 排気系 ５０９ プラズマプローブ ５１０ プローブ回路 ５１１ マグネトロンプラズマ ５１２ 誘導結合コイル ６０１ 成膜容器 ６０２ 基板ホルダ ６０３ 抵抗加熱ヒータ ６０４ ヒータ電源 ６０５ 光ディスク基板 ６０６ 相変化記録膜 ６０７ スパッタ源 ６０８ ＧｅＳｂＴｅターゲット ６０９ スパッタ電源 ６１０ ガス供給系 ６１１ 排気系 ６１２ 基板加熱用赤外線ランプ ６２１ ＳＵＳ製の構造部材 ６２２ 透明部材 ６２３ 空隙 ６０５ ディスク基板 ６０６ 膜 ７０１ 第１記録層部 ７０２ 第２記録層部 ７０５ スピンドルモータ ７０６ モータ軸 ７０７ 光照射部 ７０８ 光学系としての収束レンズ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 永 瀬 俊 彦 神奈川県川崎市幸区小向東芝町１ 株式 会社東芝 研究開発センター内 (72)発明者 中 村 直 正 神奈川県川崎市幸区柳町70番地 株式会 社東芝 柳町工場内 (56)参考文献 特開 平２−94134（ＪＰ，Ａ) 特開2000−353343（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−300821（ＪＰ，Ａ) 特開2001−209970（ＪＰ，Ａ) 国際公開98／038636（ＷＯ，Ａ１) 国際公開91／005342（ＷＯ，Ａ１) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B41M 5/26 G11B 7/24 511

Claims (7)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】光照射によって非晶質状態と結晶状態との
   間を可逆的に相変化し光学的な特性が変化する第１の記
   録層を備えた相変化記録媒体であって、 前記第１の記録層の前記非晶質状態における光反射率
   は、前記結晶状態における光反射率よりも高く、 前記記録層は、記録前の状態が微細結晶核を含有するア
   ズデポの非晶質状態であり、且つオーバーライト後に前
   記記録層に形成される消去部としての前記結晶状態の部
   分を構成する結晶粒の粒径に対する個数の分布が少なく
   とも２つの異なる粒径でそれぞれ極大値を有し、 前記微細結晶核の平均粒径は、０．５ｎｍ以上４ｎｍ以
   下であり、 前記少なくとも２つの異なる極大値のうちの第１の極大
   値の粒径は４ｎｍよりも大きく且つ２０ｎｍ以下であ
   り、 前記少なくとも２つの異なる極大値のうちの第２の極大
   値の粒径は２０ｎｍよりも大きく且つ１００ｎｍ以下で
   あって、 前記第１の極大値を中心とする分布に属する結晶粒が全
   体に対する面積比で２０％以上９０％以下であることを
   特徴とする相変化光記録媒体。
2. 【請求項２】前記アズデポの非晶質状態における前記記
   録層の熱伝導率が０．８Ｗ／ｍＫ以上、６Ｗ／ｍＫ以下
   であることを特徴とする請求項１記載の相変化記録媒
   体。
3. 【請求項３】前記記録層は、ＫｒとＸｅの少なくともい
   ずれかを０．２原子％以上１０原子％以下の割合で含有
   することを特徴とする請求項１または２に記載の相変化
   記録媒体。
4. 【請求項４】前記記録層は、トラックピッチよりもｅ
   ^−２径の大きなスポットサイズを有する記録光を照射し
   た後に、トラック間にアズデポの非晶質状態のバンド部
   を有することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つ
   に記載の相変化記録媒体。
5. 【請求項５】光照射によって非晶質状態と結晶状態との
   間を可逆的に相変化し光学的な特性が変化する第２の記
   録層と、 前記第１の記録層と前記第２の記録層との間に設けられ
   た分離層と、 をさらに備えたことを特徴とする請求項１〜４のいずれ
   か１つに記載の相変化記録媒体。
6. 【請求項６】請求項１記載の相変化記録媒体の製造方法
   であって、 基板上に前記第１の記録層を堆積している間または前記
   基板上に前記記録層を堆積した後に、赤外線ランプによ
   り照射される光に対して実質的に吸収を有しない材料に
   より前記基板を支持しつつ前記赤外線ランプの加熱によ
   り前記基板の温度をその熱変形温度未満としつつ前記記
   録層を室温よりも高い温度に昇温することにより、前記
   記録層を前記微細結晶核を含有する非晶質状態とするこ
   とを特徴とする相変化記録媒体の製造方法。
7. 【請求項７】請求項１記載の相変化記録媒体を製造する
   製造装置であって、 基板上に前記第１の記録層を堆積している間または前記
   基板上に前記記録層を堆積した 後に、赤外線ランプ加熱により前記基板の温度をその熱
   変形温度未満としつつ前記記録層を室温よりも高い温度
   に昇温することにより前記記録層を前記微細結晶核を含
   有する非晶質状態とする加熱手段と、 前記基板を支持する基板ホルダであって、 前記基板ホ
   ルダの前記基板との接触部は、前記赤外線ランプ加熱に
   より照射されるランプ光に対して実質的に吸収を有しな
   い材料により構成されている基板ホルダと、 を備えたことを特徴とする相変化記録媒体の製造装置。