JP3532427B2 - 相変化光記録媒体 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は光を照射することに
より情報の記録、再生、消去が可能な相変化光記録媒体
及び光記録媒体に関する。

【０００２】

【従来の技術】光記録媒体は、大容量性、高速アクセス
性、媒体可搬性を兼ね備えた大容量記憶媒体として昨今
のパーソナルコンピュータシステムに採用されている。
光記録媒体には光磁気記録媒体や相変化光記録媒体等が
あるが中でも相変化光記録媒体はシンプルな記録原理を
有するものであり、情報の記録、再生、消去が可能な書
き換え型光記録媒体である。この相変化光記録媒体は単
一ビームでのオーバーライトが可能であり、かつそれに
用いる光学系も単純化できることから近年実用化されて
いる。

【０００３】従来の相変化型光記録媒体の部分断面図を
図７に示す。図７の相変化光記録媒体は、透明な基板１
上にカルコゲン化合物からなる記録層３と、記録層の直
上及び直下に設けられた透明な保護層２、２´と、記録
層の基板側とは反対側に設けた、金属からなる反射層４
とを備えた四層構造を有している。反射層は基板側から
照射されるレーザを反射させるとともに冷却層を兼ねた
ものである。透明基板１にはアドレス部とデータ部がプ
リフォーマットされている。（図示せず） その記録再生原理は、まず基板１側から半導体レーザを
記録層３に照射して記録部位を非晶質−結晶質と結晶状
態を変化させて情報を記録し、再生時は記録部位と非記
録部位との結晶状態の違いによる反射率の違いを記録情
報として読み取るものである。

【０００４】さらに具体的に説明すると、記録時には記
録層に比較的高出力で短パルスのレーザビームを照射し
て記録部位を融点以上までに加熱した後、冷却して非晶
質化させる。また消去時には記録層に記録時よりも低出
力・体パルスのレーザビームを照射して結晶化温度以上
融点未満に保持させて結晶化する。

【０００５】このような相変化型光記録媒体は現在一部
実用化されているが未だ解決すべき幾つかの課題があ
る。

【０００６】まず、高転送速度を確保するためのディス
クの高線速化に対応する媒体とすることが課題の一つで
ある。例えばディスクの線速が６ｍ／ｓである場合にお
いては細密パターンである３Ｔマークを記録するための
半導体レーザ照射時間は２０ｎｓ〜３０ｎｓである。し
かし線速が１２ｍ／ｓの場合は半分の１０〜１５ｎｓと
なる。このように照射時間が短くなっても媒体において
は記録部位と非記録部位との間で十分な結晶質−非晶質
の状態変化を生じる必要がある。

【０００７】このような短い照射時間で記録層に非晶質
マークを形成するには、短時間で記録層を融点以上に昇
温させるため蓄熱構造が必要となる。そこで記録層から
冷却層である反射層までの間隔を広げたり、反射層自体
の熱伝導率を小さくするために膜厚を薄くするなどの試
みがなされている。しかしながら反射層は本来光学的な
反射を目的としており、膜厚を薄くすると反射が十分で
なくなり、かえって非晶質化しにくくなり結晶部と非晶
質部のコントラストが小さくなり、ＣＮＲ (Carrier
to Noise Ratio)の低下につながる。

【０００８】したがって、高ＣＮＲを有したままディス
クの高線速化に対応するためには、半導体の光に体して
高反射率を有し、かつ十分な蓄熱構造を有する反射膜を
有する相変化光記録媒体が必要となるが、このような相
変化光記録媒体は未だ得られていない。

【０００９】一方、相変化光記録媒体に求められている
別の課題は記録密度のさらなる向上である。その実現方
法の一つとしてランド・グルーブ記録が試みられてい
る。

【００１０】通常、媒体に半導体の光を所望のトラック
に沿って誤りなく走査させるためには基板にあらかじめ
凸部（ランド部）と凹部（グルーブ部）が設けられてお
り、半導体レーザの光がそのランド部とグルーブ部によ
る段差を横切ろうとする際に検出されるトラッキングエ
ラー信号を利用して適切なトラッキングを行い半導体の
光を正しく走査させている。

【００１１】前述のランド・グルーブ記録とはこのラン
ド部とグルーブ部の両方に情報を記録し、記録密度を最
大限に高めるものである。

【００１２】しかしながらランド部とグルーブ部の両方
に同一条件で記録マークの形成または消去を行うと、記
録あるいは消去時にランド部とグルーブ部に位置する記
録層が経験する温度履歴が異なってしまい、均一な記録
マークが形成できず、ひいては均一に消去できなくなる
という問題点があった。

【００１３】図８はランド部とグルーブ部を記載した従
来の相変化光記録媒体の部分断面図である。図８の相変
化光記録媒体は基板１１上に記録層１３と、記録層の直
上及び直下に設けられた透明な保護層１２、１２´、記
録層の基板側とは反対側に設けた、金属からなる反射層
１４を備えた四層構造を有している。

【００１４】このような媒体に半導体光が照射された場
合、ランド部及びグルーブ部の中心付近は互いにほぼ近
い温度履歴を経る。

【００１５】しかしながらランド部とグルーブ部の境目
（トラック端）に近づくほど温度履歴の違いが現れる。
すなわち誘電体からなる保護層１２、１２´と基板１１
との熱伝導率が小さいのに対し金属からなる反射層１４
の熱伝導率は高いので熱流は反射層１４に向かって流れ
る。特にランド部の記録膜のトラック端近傍から反射層
までの最短距離ｔ_ａはグルーブ部上の記録膜のトラック
端近傍から反射層までの最短距離ｔ_ｂより短い。そのた
めランド部の熱はグルーブ部の熱よりも逃げやすくな
る。

【００１６】このようにランド部とグルーブ部では半導
体レーザを受けたときに経る熱履歴が異なるため、結果
としてランド部とグルーブ部ではマーク列の大きさの違
い、形状の違い、又は消去した場合の消去率の違いが現
れる。特にランド部に記録する条件でグルーブ部に記録
を行うと、熱の広がりが少ないためトラックの幅方向の
温度が不均一になり、消去時にはトラック全幅にわたる
消去ができにくくトラック端の消し残りが問題となる。

【００１７】したがって、ランド・グルーブ記録を行い
記録密度を高めるためにはランド部とグルーブ部が共に
同一条件で記録・消去を行っても良好な記録・消去特性
を呈する相変化光記録媒体が求められていた。

【００１８】

【発明が解決しようとする課題】本発明は上記問題点に
鑑みてなされたもので、本発明の第１の課題はディスク
を高線速化しても高ＣＮＲを保持し、高転送速度と高密
度記録が可能な相変化光記録媒体を提供することを目的
とする。

【００１９】また、本発明の第２の課題は、記録及び消
去時においてランド部とグルーブ部の両方が経る熱履歴
をほぼ等しくして、ランド部とグルーブ部で同一条件に
て記録・消去を行っても良好な記録消去特性を呈する高
記録密度の光記録媒体を提供することを目的とする。

【００２０】

【課題を解決するための手段】第１の発明は、光照射の
強度に応じて結晶状態が可逆的に変化する記録層と；記
録層に積層された反射部とを備えた相変化記録媒体にお
いて；反射部は、記録層側に形成された金属層と、半導
体又は絶縁体層を備えた積層体であることを特徴とする
相変化光記録媒体である。

【００２１】第２の発明は、光照射により惹起される状
態変化を利用してランド部及びグルーブ部にて情報の記
録及び消去を行う光記録媒体において；該光記録媒体
は、基板と；基板上に形成され、光照射の強度に応じて
状態が可逆的に変化する記録層と；基板と記録層の間に
設けられた第１の熱伝導性膜と；記録層の、基板とは反
対側に積層された第２の熱伝導性膜を備え；かつ下記式
（１）、式（２）、式（３）のうちの少なくとも１つを
満たすことを特徴とする光記録媒体である。 │ｄ１−ｄ２│／（ｄ１＋ｄ２）＜０．２ （１） │ｔ１−ｔ２│／（ｔ１＋ｔ２）＜０．２ （２） （ｔ１／ｋ１−ｔ２／ｋ２）／（ｔ１／ｋ１＋ｔ２／ｋ２）＜０．３ （３） （但しｄ１は第１の熱伝導性膜の膜厚、ｄ２は第２の熱
伝導性膜の膜厚、ｔ１は記録層のグルーブ部端部から第
１の熱伝導性膜までの最短距離、ｔ２は記録層のランド
部端部から第２の熱伝導性膜までの最短距離、ｋ１は記
録層のグルーブ部端部と第１の熱伝導性膜の間の材料の
熱伝導率、ｋ２は記録層のランド部端部と第２の熱伝導
性膜の間の材料の熱伝導率） 第１の発明は、第１の課題に対してなされたもので、第
１の発明によれば記録層に積層された反射部は、記録層
側に形成された金属層と、半導体又は絶縁体層との少な
くとも２層の積層構造を有し、記録層側に形成された金
属層により半導体レーザ入射光の光学的反射を担い、半
導体又は絶縁体層によって短時間で記録層における結晶
質−非晶質間の状態変化に必要な温度以上に昇温させる
ための蓄熱を担うため、ディスクを高線速化して高い半
導体レーザの照射を短パルス化しても高いＣＮＲを有す
る相変化光記録媒体を提供することができる。また、デ
ィスクを高線速化しても高い有効消去率を維持すること
も可能である。結果として高転送速度と高密度記録可能
な相変化光記録媒体を提供することができる。

【００２２】第２の発明は、第２の課題に対してなされ
たもので、第２の発明によれば、熱伝導性膜を記録層の
上下に付け、その膜厚、ランド部及びグルーブ部の記録
層端部から熱伝導性膜までの距離及び熱伝導率をある関
係を満たす設計にすることによりランド部とグルーブ部
の熱履歴をほぼ同じくすることができ、ランド部及びグ
ルーブ部共に同一条件で記録・消去を行った場合であっ
ても良好な記録・消去特性を示し、結果として高密度光
記録媒体を提供できる。

【００２３】

【発明の実施の形態】以下、第１の発明をさらに詳細に
説明する。

【００２４】図１は第１の発明の相変化光記録媒体の一
例を示す断面図である。

【００２５】図１の相変化光記録媒体においては基板１
と、保護層２、２´と、記録層３と、反射部７を備えて
いる。反射部７は記録層３側に設けられた金属層５と、
半導体又は絶縁体層６とが積層されている。

【００２６】記録層は、光照射により結晶状態と非晶質
状態との間の相変化が可逆的になされる材料により構成
される。その材料としてはカルコゲン系の金属化合物、
例えばＧｅＳｂＴｅ系、ＡｇＩｎＳｂＴｅ系、ＩｎＳｂ
Ｔｅ系化合物のいずれか又はこれらの混合物さらにそれ
らにＣｒ、Ｖ、Ｎ等を適宜微量添加した記録層材料とし
て従来より公知の材料を用いることができる。特にＧｅ
ＳｂＴｅ系化合物が好ましい。記録層の膜厚は５ｎｍ以
上３０ｎｍ以下であることが望ましい。

【００２７】基板は相変化光記録媒体の構成要素を物理
的に支持するためのものであり、材料としてはガラス、
ポリカーボネート樹脂、アクリル樹脂などの基板材料と
して従来より公知の材料を用いることができる。基板の
膜厚は５００μｍ以上１３００μｍ以下であることが望
ましい。

【００２８】保護層は透明な誘電体材料からなり記録層
の直上又は直下またはその両方に設けられるものであ
り、原理上無くてもよいが設けた方が実用上望ましい。

【００２９】保護層の材料としてはＺｎＳ、ＳｉＯ_２、
ＳｉＯ、Ｔａ_２Ｏ_５、Ａｌ_２Ｏ_３、ＡｌＮ、ＺｒＯ_２、
ＴｉＯ_２、ＭｇＯ、ＧｅＯ_２、Ｓｉ_３Ｎ_４、ＺｎＳ、Ｚ
ｎＴｅ、ＢＮのいずれかまたはこれらの混合物など、保
護層材料として従来より公知の材料を用いることができ
る。保護層２の膜厚は５０ｎｍ以上３００ｎｍ以下であ
ることが望ましい。

【００３０】第１の発明の反射部７は記録層３に対して
基板１とは反対側に積層される。反射部７は記録層３側
に設けられている金属層５と、半導体又は絶縁体層６を
備えている。

【００３１】反射部の金属層の熱伝導率は半導体又は絶
縁体層よりも大きい必要がある。金属層の熱伝導率は半
導体又は絶縁体層の１０倍以上であることが好ましく、
より好ましくは１００倍以上であると蓄熱特性が特に優
れ、高ＣＮＲを達成する上で望ましい。

【００３２】金属層の材料はＡｌ、Ａｕ、Ａｇ、Ｃｕ等
あるいはこれらの元素を主成分とする合金など熱伝導性
が高く光学的反射率の高い材料が望ましい。具体的には
Ａｌ合金またはＡｕが光学的反射率が高くまた化学的安
定性が高く好ましい。

【００３３】また半導体または絶縁体層は消衰係数ｋが
０．５以下の材料を用いると照射光が有効利用される点
で望ましい。具体的にはＳｉ、Ｚｎ、Ａｌ、Ｔａ、Ｔ
ｉ、Ｃｏ，Ｚｒ、Ｐｂ、Ａｇ、Ｚｎ、Ｓｎ、Ｃａ、Ｃ
ｅ、Ｖ、Ｃｕ、Ｆｅ、Ｍｇから選ばれる少なくとも１種
の元素の酸化物、窒化物、硫化物あるいは弗化物及びこ
れらの化合物の複合化合物が挙げられる。特に好ましく
はＳｉＯ_２、ＺｎＳ、ＺｎＯ、ＣｅＯ、Ｓｉ_３Ｎ_４とこ
れらの複合物が挙げられる。それは低熱伝導率と高屈折
率を両立できるからである。

【００３４】金属層の膜厚は１０ｎｍ以上５０ｎｍ以下
であると好ましい。それは記録層の蓄熱効果が得られる
からである。

【００３５】また半導体又は絶縁体層の膜厚は金属層の
膜厚によって任意に決められ、光学計算により結晶−非
晶質の反射率差が最大となるように選ばれる。

【００３６】反射部は金属層と半導体または絶縁体層を
少なくとも１層ずつ備えていれば良いが、金属層あるい
は半導体又は絶縁体層を複数層備え、交互に積層したも
のであってもよい。このとき複数層の金属層あるいは半
導体又は絶縁体層はそれぞれ同じ材料であっても異なる
材料であってもよい。また、最外層は金属層でも半導体
又は絶縁体層でも構わない。

【００３７】図２に第１の発明の相変化光記録媒体の別
の例を示す部分断面図を示す。図２中の数字は図１と同
様である。図２示すごとく反射部７において半導体又は
絶縁体層６を介して金属層５がｎ層（ｎは整数）積層さ
れた場合、第１層からｎ−１層までの金属層の膜厚はそ
れぞれ５０ｎｍ以下とし、第ｎ層の金属層すなわち最外
層の金属層の膜厚は５０ｎｍ以上１００ｎｍ以下とする
ことが光を透過させないため好ましい。半導体又は絶縁
体層の膜厚は光学計算により任意に決められる。

【００３８】第１の発明に係る反射部は他の層と同様に
一般的な物理蒸着法で形成することができる。ＲＦ／Ｄ
Ｃスパッタ法をはじめ、電子ビーム蒸着法、抵抗加熱蒸
着法、分子線エピタキシー（ＭＢＥ）法等あらゆる成膜
法で形成できる。反射部の熱伝導率は成膜プロセスによ
ってもある程度制御することができる。例えばＲＦスパ
ッタ法で成膜した後、膜の表面をバイアススパッタして
表面モフォロジーを改質することによりある程度熱伝導
率を変化させることができる。

【００３９】第１の発明においては上記した１〜４の各
層の他にも適宜必要な機能を有する層を有していて構わ
ない。

【００４０】例えば、記録層と基板との間にＡｕ、Ａ
ｇ、Ｓｉ、Ｃｕ等の金属からなる光学干渉の機能を有す
る層を設けてもよい。それにより非晶質に対する結晶の
光吸収率比Ａｃ／Ａａを１．０以上にしてオーバーライ
トジッターを低減する効果が得られ望ましい。

【００４１】また、同様の効果は記録層と反射層との間
にＧｅとＳｉから選ばれる少なくとも１種以上からなる
層を挿入しても得られる。

【００４２】また、反射部の最も外側には接着層を介し
て対向基板を貼りあわせるかレーベルを貼り付けてもよ
い。

【００４３】次に、第２の発明を説明する。

【００４４】図３は第２の発明の光記録媒体の１例を示
す断面図である。

【００４５】図３の光記録媒体においては基板１１と、
保護層１２、１２´と、記録層１３と、第１の熱伝導性
膜１５と第２の熱伝導性膜１６を備えている。

【００４６】第２の発明は相変化光記録媒体のみなら
ず、ランド部とグルーブ部の両方に記録を行う光記録媒
体に適用することができる。例えば光磁気記録媒体等に
も適用できる。

【００４７】光記録媒体が相変化光記録媒体である場合
には記録層は、光照射により結晶状態と非晶質状態との
間の相変化が可逆的になされる材料により構成される
が、その材料としてはカルコゲン系の金属化合物、例え
ばＧｅＳｂＴｅ系、ＡｇＩｎＳｂＴｅ系、ＩｎＳｂＴｅ
系化合物のいずれか又はこれらの混合物さらにそれらに
Ｃｒ、Ｖ、Ｎ等を適宜微量添加した記録層材料として従
来より公知の材料を用いることができる。特にＧｅＳｂ
Ｔｅ系化合物が好ましい。

【００４８】光記録媒体が光磁気記録媒体の場合には記
録層の材料としては希土類−遷移金属合金、例えばＴｂ
ＦｅＣｏ系、ＧｄＴｂＦｅＣｏ系の材料を用いることが
できる。記録層の膜厚は５ｎｍ以上３０ｎｍ以下である
ことが望ましい。

【００４９】基板は第１の発明の説明に記載したものと
同様の材料及び構成が適用できる。

【００５０】保護層は第１の発明の説明に記載したもの
と同様の材料及び構成が適用できる。

【００５１】第１の熱伝導性膜は、記録層と基板との間
に積層される。第２の熱伝導性膜は記録層に対して基板
とは反対側に積層される。第２の熱伝導性膜は反射層と
しての作用を示すものである。

【００５２】第１及び第２の熱伝導性膜の材料としては
Ａｌ、Ａｕ、Ａｇ、Ｃｕ等の金属あるいはＡｌ、Ａｕ、
Ａｇ、Ｃｕ等の元素を主成分とする合金、Ｓｉ、Ｇｅ、
ＳｂあるいはＳｉ、Ｇｅ、Ｓｂ等の元素を主成分とする
合金等の半導体などが誘電体に比較して熱伝導性が高く
望ましい。具体的にはＡｕ、Ａｇ、Ｃｕ、Ｓｉ、Ｇｅ及
びそれらの少なくとも１種を主成分とする合金が光学定
数と熱定数のバランスの点で好ましい。

【００５３】第２の発明においては式（１）、式
（２）、式（３）の少なくとも一つを満たすものであれ
ば良い。但しｄ１は第１の熱伝導性膜の膜厚、ｄ２は第
２の熱伝導性膜の膜厚、ｔ１は記録層のグルーブ部端部
から第１の熱伝導性膜までの最短距離、ｔ２は記録層の
ランド部端部から第２の熱伝導性膜までの最短距離、ｋ
１は記録層のグルーブ部端部と第１の熱伝導性膜の間の
材料の熱伝導率、ｋ２は記録層のランド部端部と第２の
熱伝導性膜の間の材料の熱伝導率を示す。（なおｔ１、
ｔ２については図３に図示。）式（１）において│ｄ１
−ｄ２│／（ｄ１＋ｄ２）の値が０．２未満であると上
下方向の熱流のバランスが取れ、ランド部の記録時、グ
ルーブ部記録時ともに幅、長さのそろったマークが形成
でき、最適記録パワーをそろえることができる。

【００５４】│ｄ１−ｄ２│／（ｄ１＋ｄ２）の値はよ
り好ましくは０．１５未満の範囲であることがあること
がより好ましい。この範囲であると上記に加えより幅の
揃ったマーク列となり、最適消去パワーをランド部とグ
ルーブ部でそろえることができ、とくにオーバーライト
ジッタの点で好ましい。

【００５５】式（２）において│ｔ１−ｔ２│／（ｔ１
＋ｔ２）の値が０．２未満であると記録層のグルーブ部
のトラック部の端部から第１の熱伝導性膜までの最短距
離ｔ１が小さくなるため熱が広がりやすくグルーブ部に
記録した場合もトラック全体にわたる消去が行いやす
い。また記録層のランド部の端部から第２の熱伝導性膜
までの最短距離ｔ２が小さくなるため熱が広がりやす
く、ランド部に記録した場合もトラック幅全体にわたる
消去が起こりやすくなる。

【００５６】式（２）において│ｔ１−ｔ２│／（ｔ１
＋ｔ２）の値はより好ましくは０．１５未満の範囲であ
ることがより好ましい。この範囲であるとランド部記録
とグルーブ部記録の最適消去パワーをそろえることがで
きる。

【００５７】式（３）において（ｔ１／ｋ１−ｔ２／ｋ
２）／（ｔ１／ｋ１＋ｔ２／ｋ２）の値が０．３未満で
あると光学的な条件を満足するため上下の膜厚ｄ１、ｄ
２に差が大きい場合でも実質的にグルーブ部、ランド部
共にどちらの熱条件も等しくすることができる。

【００５８】（ｔ１／ｋ１−ｔ２／ｋ２）／（ｔ１／ｋ
１＋ｔ２／ｋ２）の値はより好ましくは０．２未満の範
囲であることがあることがより好ましい。この範囲であ
ると記録マークの長さ、幅をランド部とグルーブ部で揃
えることができ、最適記録パワー、最適消去パワーを一
致させることができる。

【００５９】第２の発明に係る第１及び第２の熱伝導性
膜は他の層と同様に一般的な物理蒸着法で形成すること
ができる。ＲＦ／ＤＣスパッタ法をはじめ、電子ビーム
蒸着法、抵抗加熱蒸着法、分子線エピタキシー（ＭＢ
Ｅ）法等あらゆる成膜法で形成できる。反射部の熱伝導
率は成膜プロセスによってもある程度制御することがで
きる。例えばＲＦスパッタ法で成膜した後、膜の表面を
バイアススパッタして表面モフォロジーを改質すること
によりある程度熱伝導率を変化させることができる。

【００６０】第２の発明においては上記した１〜４の各
層の他にも第１の発明の説明にて記載したような適宜必
要な機能を有する層を有していて構わない。

【００６１】

【実施例】（実施例１〜実施例２、比較例１）図１に実
施例１に係る相変化光記録媒体の部分断面図を示す。本
実施例の相変化光記録媒体は以下のようにして製造し
た。まず成膜装置内で５×１０^-4（Ｐａ）まで排気した
条件で、ＺｎＳ−ＳｉＯ_２ターゲットにＲＦ電力５００
Ｗを印加することにより０．６ｍｍ厚のポリカーボネー
ト（ＰＣ）製の基板１上に保護層２として５０ｎｍ膜厚
のＺｎＳ−ＳｉＯ_２層を形成した。

【００６２】次にＧｅ_２Ｓｂ_２Ｔｅ_５ターゲットにＲＦ
電力５００Ｗを印加して前記保護層２上に２０ｎｍの記
録層３を形成し、さらに前記記録層３上にＺｎＳ（８
０）−ＳｉＯ_２（２０）ターゲットにＲＦ電力５００Ｗ
を印加して３０ｎｍの保護層２´を形成した。

【００６３】さらに反射部７として金属層５及び絶縁体
層６を形成した。ＡｕターゲットにＤＣ電力２００Ｗを
印加して前記保護層２´上に金属層５として５０ｎｍの
Ａｕ層を形成した。さらにＺｎＳ−ＳｉＯ_２ターゲット
にＲＦ電力５００Ｗを印加することにより絶縁体層６と
して膜厚１３０ｎｍのＺｎＳ−ＳｉＯ_２層を形成した。
以上のようにして得られた相変化光記録媒体を実施例１
とする。

【００６４】またさらに実施例１の相変化光記録媒体の
絶縁体層６上にＡｕターゲットにＤＣ電力２００Ｗを印
加して５０ｎｍのＡｕ層を設けた相変化光記録媒体を実
施例２とする。

【００６５】また、比較例１として実施例１の相変化光
記録媒体の金属層５及び絶縁体層６のかわりに２０ｎｍ
膜厚のＡｕ層を反射膜として形成した以外は実施例１と
同様にして相変化光記録媒体を得た。実施例１、実施例
２及び比較例１の各相変化光記録媒体の構成を表１に示
す。

【表１】 上記実施例1、２及び比較例1の相変化光記録媒体に０．
６ｍｍ厚のダミーＰＣ基板を張り合わせて評価に供し
た。評価条件は表2に示す通りである。

【表２】 評価は、一定の線速度の際の初期化前（非晶質状態）、
初期化後（結晶化状態）の反射率を測定し、また細密マ
ークのＣＮＲを測定した。各相変化光記録媒体の特性を
表３に示す。

【表３】 表３より明らかなように第１の発明に係る相変化光記録
媒体はディスクを高線速化しても結晶部と非晶質部にお
ける反射率比が高く高ＣＮＲを有していることが明らか
である。

【００６６】（実施例３、比較例２）実施例１と各層の
構成を変えて実施例３及び比較例２相変化光記録媒体を
形成した。但しＡｌ_２Ｏ_３はＲＦ１０００Ｗにて、Ｚｎ
Ｓ−Ａｌ_２Ｏ_３はＲＦ５００Ｗにて成膜した。実施例３
及び比較例２の相変化光記録媒体の構成を表４に示す。

【表４】 実施例３及び比較例２においては保護層と基板との間に
Ａｕ金属膜を設けた。これにより逆極性の相変化光記録
媒体となる。

【００６７】上記実施例３及び比較例２の相変化光記録
媒体に０．６ｍｍ厚のダミーＰＣ基板を張り合わせて評
価に供した。評価条件は実施例１と同様である。評価
は、線速度を変化させ、細密マークのＣＮＲを測定し
た。各相変化光記録媒体の特性を図４に示す。

【００６８】第１の発明に係る反射部を有する実施例３
の媒体は１５ｍ／ｓの高線速まで５２ｄＢ以上の高いＣ
ＮＲを維持しているのに対して、従来型の比較例２の媒
体は線速６ｍ／ｓ以上でＣＮＲの低下が著しい。このよ
うに第１の発明を用いれば高線速下においても高いＣＮ
Ｒを維持することができる。 （実施例４〜実施例５）実施例１と各層の構成を変えて
実施例４及び実施例５の相変化光記録媒体を作製した。
但しＺｎＳ−ＺｎＯはＲＦ１０００Ｗにて成膜した。Ａ
ｌＭｏはＲＦ１０００Ｗにて成膜した。実施例４及び実
施例５の相変化光記録媒体の構成を表４に示す。

【表５】 実施例３及び比較例２においては保護層と基板との間に
Ｓｉ膜又はＡｕ金属膜を設けた。これにより逆極性の相
変化光記録媒体となる。

【００６９】上記実施例４及び実施例５の相変化光記録
媒体に0.6mm厚のダミーＰＣ基板を張り合わせて評価に
供した。評価条件は実施例１と同様である。評価は、線
速度を変化させ、細密マークのＣＮＲ及びいったん書き
込んだマークを消去し、消去率を測定した。実施例４の
相変化光記録媒体の特性を図５に示す。実施例５の相変
化光記録媒体の特性を図６に示す。

【００７０】第１の発明に係る反射部を有する実施例４
の媒体は８ｍ／ｓ以上でも５２ｄＢ以上のＣＮＲと３０
ｄＢ前後の有効消去率が得られている。実施例５の媒体
は線速８ｍ／ｓ以上であっても５３ｄＢ以上のＣＮＲと
２５ｄＢ以上の有効消去率が得られている。このように
第１の発明を用いれば高線速下においても高いＣＮＲ及
び有効消去率を維持することができる。 （実施例６〜実施例８、比較例３〜比較例５）図３に実
施例６に係る相変化光記録媒体の部分断面図を示す。本
実施例の相変化光記録媒体は以下のようにして製造し
た。まず、直径１２０ｍｍ、０．６ｍｍ厚のポリカーボ
ネート（ＰＣ）製の基板１１を用意した。基板１１には
ランド部及びグルーブ部が設けられておりトラック幅は
共に０．６μｍ、グルーブ部の深さは７０ｎｍであっ
た。この基板１１にはまず第１の熱伝導性膜１５として
膜厚３０ｎｍのＳｉ半透明膜、次に保護層１２として膜
厚１０ｎｍのＺｎＳ（８０）−ＳｉＯ_２（２０）層、次
に記録層１３として次に膜厚２０ｎｍＧｅ_２ＳｂＴｅ _５
層、さらに前記記録層３上に保護層２´として膜厚９０
ｎｍのＺｎＳ（８０）−ＳｉＯ_２（２０）層、最後に第
２の熱伝導性膜１６として４０ｎｍのＡｌ層を形成し
た。以上のようにして得られた相変化光記録媒体を実施
例６とする。

【００７１】実施例６の相変化光記録媒体の光学的な設
計値はＲｃ（結晶状態の反射率）＝１％、Ｒａ（非晶質
状態の反射率）＝１６％、Ａｃ（結晶状態のときの記録
層による吸収率）／Ａａ（非晶質状態のときの記録層に
よる吸収率）＝１．３の典型的な吸収率調整形Ｌｏｗ
ｔｏ Ｈｉｇｈ構造である。また結晶部と非晶質部の反
射光の位相差はゼロに調整された膜構造である。

【００７２】各層の形成はマグネトロンスパッタリング
法を用い、スパッタガスは純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、 ＺｎＳ
（８０）−ＳｉＯ_２（２０）層が５００Ｗ、Ａｕ層が１
５０Ｗとした。基板は無バイアスであった。実施例６の
相変化光記録媒体の構成を表６に示す。

【表６】 また、実施例６と層構成を変えて実施例７、実施例８及
び比較例３〜比較例５の相変化光記録媒体を作製した。
実施例７、実施例８及び比較例３〜比較例５の相変化光
記録媒体の構成を表６に併記する。

【００７３】また、実施例６〜実施例８及び比較例３〜
比較例５の相変化光記録媒体の断面ＴＥＭをとり、記録
層のグルーブ部端部から第１の熱伝導性膜までの最短距
離ｔ１、記録層のランド部端部から第２の熱伝導性膜ま
での最短距離ｔ２を測定した。また、記録層のグルーブ
部端部と第１の熱伝導性膜の間の材料の熱伝導率ｋ１、
記録層のランド部端部と第２の熱伝導性膜の間の材料の
熱伝導率ｋ２を光交流法から求めた。第１の熱伝導性膜
の膜厚ｄ１、第２の熱伝導性膜の膜厚ｄ２、│ｄ１−ｄ
２│／（ｄ１＋ｄ２）、及び│ｔ１−ｔ２│／（ｔ１＋
ｔ２）、（ｔ１／ｋ１−ｔ２／ｋ２）／（ｔ１／ｋ１＋
ｔ２／ｋ２）の値と併せて表７に示す。

【表７】 上記実施例６〜実施例８、比較例３〜比較例５の相変化
光記録媒体に0.6mm厚のダミーＰＣ基板を張り合わせて
評価に供した。評価条件は表８に示す通りである。

【表８】 評価はまず、記録・消去のレーザ出力はランド部で最大
のＣＮＲ及びＥＥＲ（Effective Erase Ratio(有効消
去比)）が得られるよう設定した。ここでまずランド部
において細密マークである３Ｔの信号を印加した際のＣ
ＮＲを測定した。また１１Ｔの信号を１０回オーバーラ
イトした後に、３Ｔ相当の信号レベルから１１Ｔの消え
残りに相当する信号のレベルをさし引いてＥＥＲを測定
した。次にグルーブ部で同一条件で同様にＣＮＲ及びＥ
ＥＲを測定した。実施例６〜実施例８、比較例３〜比較
例５の相変化光記録媒体の特性を表９に示す。

【表９】 表９より明らかなように第２の発明に係る相変化光記録
媒体はランド部及びグルーブ部共に同一条件で記録・消
去を行ってもＣＮＲ、ＥＥＲのバランスが取れているこ
とが明らかである。

【００７４】比較例３の相変化記録媒体はＣＮＲのバラ
ンスか良いが、ＥＥＲのバランスが取れていない。これ
は基板と反対側の熱伝導性膜の膜厚が基板側の熱伝導性
膜の膜厚に比較して厚すぎるため、記録膜が冷却される
際、基板から熱伝導性膜に向かう方向の、ディスク面と
垂直な熱流が優勢となり、ランド部及びグルーブ部共に
幅全体にわたる均一な冷却過程が実現できないことに起
因すると考えられる。

【００７５】比較例４の相変化光記録媒体は記録層に関
して基板側に熱伝導性膜がない構成のため、記録層から
基板側方向に向かう放熱が期待できない。従って、グル
ーブ部端部からの熱拡散がランド部端部からに比較して
小さい。グルーブ部端部からもランド部と同様基板と反
対方向への放熱がありえるが、記録層から熱伝導性膜ま
での最短距離とランド部から熱伝導性膜までの最短距離
の比が大きく異なっている。また金属層でグルーブ部端
部から最近接の点はトラック端部の直上でありトラック
中心に近くビームの吸収で加熱される領域であるのに対
し、ランド部端部から最近接の点はトラック中心からよ
り離れており温度が低い。したがってより大きい温度差
があるため幅広い記録マークの消去には不利である。

【００７６】比較例５の相変化光記録媒体はＣＮＲのバ
ランスは良いが、ＥＥＲのバランスが取れていない。こ
れは記録層のランド部が冷却される際、最近接の熱伝導
性膜迄の距離すなわちｔ１が長いため、ランドトラック
幅全体にわたる均一な加熱が行われていないことに起因
すると考えられる。

【００７７】

【発明の効果】以上述べたごとく第１の発明によれば、
高線速動作にあっても高ＣＮＲを維持することができ、
結果として高転送速度と高密度記録可能な相変化光記録
媒体を提供することができる。

【００７８】また、第２の発明によれば記録及び消去時
においてランド部とグルーブ部の両方が経る熱履歴をほ
ぼ等しくして、ランド部とグルーブ部で同一条件にて記
録・消去を行っても良好な記録・消去特性を呈する高記
録密度の光記録媒体を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１の発明に係る相変化光記録媒体の一例を示
す部分断面図。

【図２】第１の発明に係る相変化光記録媒体の一例を示
す部分断面図。

【図３】第２の発明に係る光記録媒体の一例を示す部分
断面図。

【図４】実施例３及び比較例２の相変化光記録媒体の特
性図。

【図５】実施例４の相変化光記録媒体の特性図。

【図６】実施例５の相変化光記録媒体の特性図。

【図７】従来の相変化光記録媒体を示す部分断面図。

【図８】従来の相変化光記録媒体を示す部分断面図。

【符号の説明】

１…基板 ２…保護層 ２´…保護層 ３…記録層 ４…反射層 ５…金属層 ６…半導体又は絶縁体層 ７…反射部 １１…基板 １２…保護層 １２´…保護層 １３…記録層 １４…反射層 １５…第１の熱伝導性膜 １６…第２の熱伝導性膜

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 芦田 純生 神奈川県川崎市幸区小向東芝町１番地 株式会社東芝 研究開発センター内 (56)参考文献 特開 平８−50739（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−101442（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−58046（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G11B 7/24

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 光照射の強度に応じて結晶状態が可逆的
   に変化する記録層と光を反射する反射部とを含む積層構
   造を備えた相変化記録媒体において、 前記 反射部は、前記記録層側に形成された金属層と、半
   導体又は絶縁体層との積層体であり、前記金属層あるい
   は前記半導体又は絶縁体層を複数層備え、交互に積層し
   たものであることを特徴とする相変化光記録媒体。
2. 【請求項２】 前記金属層の熱伝導率が前記半導体又は
   絶縁体層の熱伝導率の１００倍以上である請求項１に記
   載の相変化光記録媒体。