JP3582452B2

JP3582452B2 - Phase change optical disk medium and method of manufacturing the same

Info

Publication number: JP3582452B2
Application number: JP2000119274A
Authority: JP
Inventors: 英嗣苅屋田
Original assignee: NEC Corp
Current assignee: NEC Corp
Priority date: 2000-04-20
Filing date: 2000-04-20
Publication date: 2004-10-27
Anticipated expiration: 2020-04-20
Also published as: JP2001307380A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、相変化型光デイスク媒体および相変化型光デイスク媒体の製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
レーザ光を用いた光情報記録再生方式は、大容量の情報を非接触かつ高速にアクセスできることから、各所で実用化がなされている。光情報記録再生方式を用いた光学式情報記録再生媒体は、コンパクトデイスクやレーザデイスクとして知られている再生専用型、ユーザ自身が記録を行える追記型、およびユーザにより繰返し記録再生が可能な書換型に分類される。
【０００３】
追記型および書換型の光学式情報記録再生媒体はコンピユータの外部メモリや文書、画像フアイルとして使用されつつある。書換型の光学式情報記録再生媒体には、記録膜の相変化を利用した相変化型光デイスクと垂直磁化膜の磁化方向の変化を利用した光磁気デイスクがある。このうち、相変化型光デイスクは、情報を記録する際に光磁気デイスクのように外部磁界を必要とせず、さらに記録情報の重ね書き、すなわちオーバライトが容易に行えることから、今後、書換型の光学式情報記録再生媒体の主流になるものと期待されている。
【０００４】
従来より、レーザ光の照射による記録膜の結晶−非晶質間の相変化を利用した書換可能な相変化型光デイスクが知られている。相変化型光デイスクでは、記録膜に高パワーのレーザ光を照射し、記録膜温度を局所的に上昇させることにより、記録膜の結晶−非晶質間の相変化を起こさせて記録を行う。記録した情報の再生は、記録時に比べて比較的低パワーのレーザ光を照射し、前記情報記録部の光学定数の変化を反射光強度差として検出することにより行われている。
【０００５】
相変化型光デイスクの記録膜の材料としては、カルコゲナイド系材料であるＧｅＳｂＴｅ系、ＩｎＳｂＴｅ系およびＡｇＩｎＳｂＴｅ系などが用いられている。これらの記録膜はいずれも抵抗加熱真空蒸着法、電子ビーム真空蒸着法、スパッタリング法などの成膜方法で形成される。成膜直後の記録膜の状態は一種の非晶質状態にあり、この記録膜に記録を行って、非晶質の記録部を形成するため、記録膜全体を結晶質にする初期化処理が行われる。記録はこの結晶化された状態の記録膜中に非晶質部分を形成することにより達成される。
【０００６】
一般的な相変化型光デイスクの記録再生方法では、レーザ光のパワーを２つのレベル間で変化させることにより、記録膜の結晶化あるいは非晶質化が行われる。すなわち、記録時には記録膜の温度を融点以上に上昇させることが可能なパワーのレーザ光を記録膜に照射し、その照射部分が冷却時に非晶質状態となる。また、情報を消去する場合には、記録膜の温度が結晶化温度以上、融点以下の温度に達するようなパワーのレーザ光を照射する。再生時には、低パワーのレーザ光を照射し、記録情報を反射光の強度差として読取る。
【０００７】
上述した相変化型光デイスクを構成する記録膜は、ディスクの中心を中心とする螺旋状もしくは同心円状の案内溝、すなわち記録トラック（ランド部：凹部およびグルーブ部：凸部）が予め配設された透明デイスク基板上に形成される。この記録トラックによって、情報記録再生装置の光ヘッドから出射されるレーザ光が情報列に沿ってガイドされる。
記録トラックの形状は、ディスクの半径方向において凹形と凸形が交互に配置されたものとなっている。光ヘッドからみて凹形、つまり遠い側をランド部と称し、逆に凸形、つまり近い側をグルーブ部と称す。またランド部もしくはグルーブ部の中心から隣のランド部もしくはグルーブ部の中心までの距離をトラックピッチと称している。
【０００８】
このような記録膜および基板によって相変化型光デイスク媒体を形成するには、透明デイスク基板上に第１の誘電体層、記録膜、第２の誘電体層を形成したり、透明デイスク基板上に第１の誘電体層、記録膜、第２の誘電体層、反射膜などを順次形成したり、あるいは透明デイスク基板上に第１の誘電体層、第２の誘電体層、記録膜、第３の誘電体層、反射膜などを順次形成するのが一般的である。
【０００９】
上述した相変化型光デイスク媒体は、通常、透明デイスク基板側からレーザ光が入射されて、上記記録膜に対して情報の記録および再生が行われている。
近年、記録密度の高密度化の要求に伴い、記録トラックのトラックピッチが縮小され、また、狭トラック化および案内溝の凹部（ランド部）とこのランド部の間にある凸部（グルーブ部）の両方に情報を記録するランド／グルーブ記録が一般的である。同時に、記録密度の向上のために、レーザ光のスポット径の微小化が進められている。
レーザ光のスポット径は、記録再生系のλ／ＮＡ（λ：レーザ光の波長、ＮＡ：対物レンズの開口数）に依存するため、レーザ光の波長をより短いものとし、対物レンズの開口数を増加させることで、レーザ光のスポット径が微小化され、記録密度の高密度化が可能となる。
【００１０】
しかしながら、対物レンズの開口数を増加させると、コマ収差が大きくなり、信号品質の劣化が懸念される。コマ収差はスキュー角（デイスクの光軸に対する傾斜角）とレーザ光が通過する透明基板の厚みと対物レンズの開口数の３乗の積に比例する量である。したがって、コマ収差を抑制するための一手段として、レーザ光が通過する箇所の厚みを薄くする方法が提案されている。
【００１１】
レーザ光が通過する箇所の厚みを薄くする方法としては、透明基板上に光反射層、記録層、薄い光透過層を順次形成し、前記薄い光透過層側からレーザ光を入射させて記録層に対して信号の記録および再生を行うものが提案されている。この方法は、上述した従来から広く用いられているような、透明基板側からレーザ光を入射させて信号の記録、再生を行う方法とはレーザ光の入射方向の点で異なっている。
上述した光透過層を形成する方法としては、透明基板上に、光反射層、記録層を順次積層した後、厚さ１００μｍ程度の樹脂シートを厚さ数μｍの接着剤層を介して貼りつける方法や、記録層上に紫外線硬化樹脂を滴下、展開後、紫外線を照射して硬化させ、薄い光透過層を形成する方法などが知られている。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような透明基板上に光反射層、記録層（誘電体層および相変化記録層を含む）を順次形成した後、前述した薄い光透過層を形成した相変化記録媒体においては、信号を記録し再生した際の再生信号に、かなり大きなノイズ成分が含まれるという問題点が生じることが判明した。ノイズ成分が大きいと、再生信号が劣化し、記録した信号を安定して再生することができないため、記録密度の向上に支障をきたす結果となる。
【００１３】
このようなノイズ増大の原因は、基板表面のミクロな荒れが光反射層に転写され、そのため光反射層の表面が荒れて、反射光の強度が変動することにある。
また、従来から提案されている透明樹脂基板上に直接、光反射層を形成した媒体では、透明樹脂基板側から、大気中の水分や酸素などが進入し、光反射層が劣化してしまうという問題がある。
本発明はこのような問題を解決するためになされたもので、その目的は、薄い光透過層を介して信号の記録再生を行っても、記録信号を安定して再生することができ、しかも、光反射層の劣化を回避できる信頼性の高い相変化型光デイスク媒体およびその製造方法を提供することにある。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記目的を達成するため、円盤状の基板と、前記基板上に形成された少なくとも１層以上の金属反射膜層から成る反射膜層と、前記反射膜層の上に形成された少なくとも１層以上の誘電体層からなる第１の誘電体層と、前記第１の誘電体層の上に形成された相変化記録層と、前記相変化記録層の上に形成された少なくとも１層以上の誘電体層からなる第２の誘電体層と、前記第２の誘電体層の上に形成された光透過層とを備えた相変化型光デイスク媒体であって、前記基板の上に１層以上の誘電体層から成る第３の誘電体層を形成し、その後、前記第３の誘電体層の表面に対してイオンエッチングを行い、つづいて、前記第３の誘電体層の上に前記反射膜層を形成したことを特徴とする。また、本発明は、円盤状の基板と、前記基板上に形成された少なくとも１層以上の金属反射膜層から成る反射膜層と、前記反射膜層の上に形成された少なくとも１層以上の誘電体層からなる第１の誘電体層と、前記第１の誘電体層の上に形成された相変化記録層と、前記相変化記録層の上に形成された少なくとも１層以上の誘電体層からなる第２の誘電体層と、前記第２の誘電体層の上に形成された光透過層とを備えた相変化型光デイスク媒体であって、前記基板と反射層との間に、１層以上の誘電体層から成る第３の誘電体層を備え、前記第３の誘電体層の表面が、平滑度を向上させるためにイオンエッチングされていることを特徴とする。
【００１５】
このように本発明の相変化型光デイスク媒体では、基板と反射膜層との間に第３の誘電体層が形成されているので、その表面の平滑度を高めることで第３の誘電体層の上に形成された反射膜層の平滑度を高めることができ、反射膜層による反射光強度の変動が少なくなって、再生信号に含まれるノイズ成分を低減させることが可能となる。
また、第３の誘電体層によって、基板を通じて侵入した大気中の水分や酸素が阻止されるため、反射膜層の劣化を防止することができる。
【００１６】
また、本発明は、円盤状の基板と、前記基板上に形成された少なくとも１層以上の金属反射膜層から成る反射膜層と、前記反射膜層の上に形成された少なくとも１層以上の誘電体層からなる第１の誘電体層と、前記第１の誘電体層の上に形成された相変化記録層と、前記相変化記録層の上に形成された少なくとも１層以上の誘電体層からなる第２の誘電体層と、前記第２の誘電体層の上に形成された光透過層とを備えた相変化型光デイスク媒体を製造する方法であって、前記基板の上に１層以上の誘電体層から成る第３の誘電体層を形成し、その後、前記第３の誘電体層の表面に対してイオンエッチングを行い、つづいて、前記第３の誘電体層の上に前記反射膜層を形成することを特徴とする。
【００１７】
本発明の相変化型光デイスク媒体の製造方法では、基板の上に第３の誘電体層を形成し、その表面をエッチングするので、第３の誘電体層の表面の平滑度が向上する。したがって、その後、第３の誘電体層の上に形成する反射膜層の平滑度を高めることができ、反射膜層による反射光強度の変動が少なくなって、再生信号に含まれるノイズ成分を低減させることが可能となる。
また、第３の誘電体層によって、基板を通じて侵入した大気中の水分や酸素が阻止されるため、反射膜層の劣化を防止することができる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
次に本発明の実施の形態例について図面を参照して説明する。
図１は本発明による相変化型光デイスク媒体の一例を示す断面側面図、図２は図１の相変化型光デイスク媒体をエッチング部分も含めて示した断面側面図、図３はエッチング量とノイズとの関係を示すグラフである。以下では、これらの図面を参照して本発明に相変化型光デイスク媒体の一例について説明し、同時に本発明の相変化型光デイスク媒体の製造方法の実施の形態例について説明する。
【００１９】
図１に示したように、本実施の形態例の相変化型光デイスク媒体１０は、円盤状の基板１と、基板１上に形成された反射膜層３と、反射膜層３の上に形成された第１の誘電体層４と、第１の誘電体層４の上に形成された相変化記録層５と、相変化記録層５の上に形成された第２の誘電体層６と、第２の誘電体層６の上に形成された光透過層７とを備え、そして、基板１と反射膜層３との間に、第３の誘電体層２を備えている。
【００２０】
基板１は、本実施の形態例では一例として透明樹脂により形成され、厚さは０．６ｍｍ、直径は１２０ｍｍである。また、基板表面にはレーザ光をガイドする不図示の案内溝が形成されている。
基板１上に形成する各層の厚さは、第１の誘電体層４が２５ｎｍ、層変化記録層が１５ｎｍ、第２の誘電体層６が１３０ｎｍ、光透過層７が１００μｍである。第３の誘電体層２の厚さはたとえば４０ｎｍである。
そして、第３の誘電体層２はＳｉＮ膜から成り、第１および第２の誘電体層４、６はＺｎＳ・ＳｉＯ_２膜、相変化記録層５はＧｅ_２Ｓｂ_２Ｔｅ_５膜、反射膜層３はＡｌＴｉ合金膜、光透過層７は紫外線硬化樹脂から成る。
【００２１】
このような相変化型光デイスク媒体１０は以下のようにして形成することができる。
レーザ光をガイドする案内溝があらかじめ形成された透明樹脂基板１上に、上述した各層を順次、インライン型のスパッタ装置を用いて、下記手順により形成する。
まず、ＳｉＮからなる厚さ５０ｎｍの第３の誘電体層２はＳｉターゲットを用い、アルゴンガスと窒素ガスの混合ガス雰囲気中で、ターゲットと基板間距離が１５ｃｍ、パワー密度が３．２（Ｗ／ｃｍ^２）、ガス圧が０．１（Ｐａ）の条件で成膜する。
【００２２】
ＡｌＴｉ合金膜からなる厚さ１００ｎｍの反射膜層３は、Ｔｉを２ｗｔ％含有するＡｌＴｉ合金ターゲットを用い、アルゴンガス雰囲気中でターゲットと基板間距離１５ｃｍ、パワー密度１．６（Ｗ／ｃｍ^２）、ガス圧０．０８（Ｐａ）の条件下で成膜する。
ＺｎＳ−ＳｉＯ_２膜からなる厚さ２５ｎｍの第１の誘電体層４は、ＺｎＳ・ＳｉＯ_２ターゲットを用い、アルゴンガス雰囲気中でターゲットと基板間距離１５ｃｍ、パワー密度２．２（Ｗ／ｃｍ^２）、ガス圧０．１（Ｐａ）の条件下で成膜する。
【００２３】
Ｇｅ_２Ｓｂ_２Ｔｅ_５膜からなる厚さ１５ｎｍの記録層５は、Ｇｅ_２Ｓｂ_２Ｔｅ_５ターゲットを用い、アルゴンガス雰囲気中でターゲットと基板間距離１５ｃｍ、パワー密度０．２７（Ｗ／ｃｍ^２）、ガス圧１．０（Ｐａ）の条件下で成膜する。
ＺｎＳ・ＳｉＯ_２膜からなる厚さ１３０ｎｍの第２の誘電体層６は、ＺｎＳ・ＳｉＯ_２ターゲットを用い、アルゴンガス雰囲気中でターゲットと基板間距離１５ｃｍ、パワー密度２．２（Ｗ／ｃｍ^２）、ガス圧０．１（Ｐａ）の条件で成膜する。
なお、各層の成膜時間は所望の膜厚になるように適宜、調整する。
【００２４】
成膜終了後、紫外線硬化樹脂を第２の誘電体層６上に塗布および展開し、紫外線を照射し硬化させて、厚さ１００μｍの光透過層７を形成する。ここで、紫外線硬化樹脂の塗布量および展開時間は所望の膜厚になるように適宜、調整する。そして、第３の誘電体層２の形成工程においては、ＳｉＮからなる厚さ５０ｎｍの第３の誘電体層２を形成した後、その表面をアルゴンガス雰囲気中で、パワー密度０．１３（Ｗ／ｃｍ^２）、ガス圧０．１（Ｐａ）の条件でイオンエッチングを行う。反射膜層３〜光透過層７の各層はこのようなイオンエッチングの後、第３の誘電体層２上に順次形成する。
【００２５】
本発明の発明者は、このような相変化型光デイスク媒体１０を実際に作製し、その際、上記イオンエッチング時間を適宜変化させて、第３の誘電体層２表層のイオンエッチング量が０ｎｍ〜２５ｎｍの範囲で種々に異なる相変化型光デイスク媒体１０を作製した。
図２に、一例として、第３の誘電体層２表層のイオンエッチング量を１０ｎｍとした場合の相変化型光デイスク媒体１０を示す。図２では、判り易くするため、イオンエッチング層８を図示している。ただし、このイオンエッチング層８はエッチングにより除去されるため、実際の相変化型光デイスク媒体１０にはこのような層は含まれず、したがって図１には示されていない。
【００２６】
上述したイオンエッチング量が種々に異なる相変化型光デイスク媒体１０を用いて、信号を記録するために一般的に行われている初期化を実施し、相変化記録層５を一様に結晶状態にした。その後、Ｒ／Ｗ（書き込み／読み出し）評価機を用いて、光透過層７を介しレーザ光を入射させて、戻り光のノイズ測定を実施した。なお、ノイズの測定周波数は１．８ＭＨｚとした。
図３のグラフはこの測定結果を示しており、縦軸はノイズの大きさを、横軸はエッチング量をそれぞれ表している。図３から分かるように、第３の誘電体層２表層のイオンエッチング量が０．９ｎｍ以下の範囲では、エッチング量の減少に伴い、ノイズが急激に増加している。一方、イオンエッチング量が１ｎｍ以上の範囲ではエッチング量に依らず、ノイズが下がりきり、ほぼ飽和した状態となっている。
【００２７】
以上のことから、第３の誘電体層２表層のイオンエッチング量は、１ｎｍ以上にすることが望ましいと言える。
また、エッチング量が２０ｎｍを超えてもノイズは低い値を示しているが、イオンエッチング前に積層した第３の誘電体層２の膜厚が５０ｎｍであることから、エッチング量が２０ｎｍを超えると、残り膜厚は３０ｎｍ以下となる。このように、透明樹脂基板１と反射膜層３との間の第３の誘電体層２の膜厚が３０ｎｍ以下となった場合には、透明樹脂基板側から大気中の水分や酸素などが進入することにより、反射膜層３が劣化する恐れが高まる。
したがって、第３の誘電体層２表層のイオンエッチング量は、１ｎｍ以上、かつ、前記第３の誘電体層２のイオンエッチング後の残膜厚が３０ｎｍ以上の範囲内とすることが望ましい。
【００２８】
なお、上記実施の形態例では、第３の誘電体層２表層のイオンエッチングを行う際には、アルゴンガスを用いるとしたが、成膜タクト、第３の誘電体層２の材質および第３の誘電体層２表層のイオンエッチング量の兼合いによっては、クリプトンガスやキセノンガスおよびこれらの混合ガスを用い、エッチングレートをあげて、生産性向上を図っても同様の効果が得られることはいうまでもない。
【００２９】
また、上記実施の形態例では、第１ないし第３の誘電体層４、６、２および反射膜層３はそれぞれ単一の層から成るとしたが、各層を２層以上の層により構成することも無論可能である。
そして、記録膜の組成、Ａｌ合金反射膜の組成、第１〜第３の誘電体層４、６、２の材料や層数および各々の膜の成膜方法などは、上述のものに限定されるものではなく、所望の記録再生特性および用途に応じて適宜選択することができ、その場合にも同様の効果を得ることができる。
また、基板１の材料および寸法は、上述した樹脂材料や寸法に限定されるものではなく、必要に応じて適宜選択することができ、その場合にも同様の効果を得ることができる。
【００３０】
【発明の効果】
以上説明したように本発明の相変化型光デイスク媒体では、基板と反射膜層との間に第３の誘電体層が形成されているので、その表面の平滑度を高めることで第３の誘電体層の上に形成された反射膜層の平滑度を高めることができ、反射膜層による反射光強度の変動が少なくなって、再生信号に含まれるノイズ成分を低減させることが可能となる。
また、第３の誘電体層によって、基板を通じて侵入した大気中の水分や酸素が阻止されるため、反射膜層の劣化を防止することができる。
【００３１】
また、本発明の相変化型光デイスク媒体の製造方法では、基板の上に第３の誘電体層を形成し、その表面をエッチングするので、第３の誘電体層の表面の平滑度が向上する。したがって、その後、第３の誘電体層の上に形成する反射膜層の平滑度を高めることができ、反射膜層による反射光強度の変動が少なくなって、再生信号に含まれるノイズ成分を低減させることが可能となる。
また、第３の誘電体層によって、基板を通じて侵入した大気中の水分や酸素が阻止されるため、反射膜層の劣化を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による相変化型光デイスク媒体の一例を示す断面側面図である。
【図２】図１の相変化型光デイスク媒体におけるエッチング部分をも示した断面側面図である。
【図３】エッチング量とノイズとの関係を示すグラフである。
【符号の説明】
１……基板、２……第３の誘電体層、３……反射膜層、４……第１の誘電体層、５……相変化記録層、６……第２の誘電体層、７……光透過層、８……イオンエッチング層、１０……相変化型光デイスク媒体。[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a phase change optical disk medium and a method for manufacturing the phase change optical disk medium.
[0002]
[Prior art]
The optical information recording / reproducing method using a laser beam has been put to practical use in various places because a large amount of information can be accessed in a non-contact and high-speed manner. Optical information recording / reproducing media using the optical information recording / reproducing method include a read-only type, which is known as a compact disk or a laser disk, a write-once type, in which a user can perform recording by himself, and a rewritable type, in which the user can repeatedly record and reproduce. are categorized.
[0003]
Write-once and rewritable optical information recording / reproducing media are being used as external memories of computers, documents, and image files. Rewritable optical information recording / reproducing media include a phase-change optical disk utilizing a phase change of a recording film and a magneto-optical disk utilizing a change in the magnetization direction of a perpendicular magnetization film. Of these, phase-change optical disks do not require an external magnetic field to record information, unlike magneto-optical disks, and can easily overwrite recorded information, that is, overwrite. Is expected to become the mainstream of optical information recording / reproducing media.
[0004]
2. Description of the Related Art A rewritable phase-change optical disk utilizing a phase change between a crystal and an amorphous phase of a recording film by laser light irradiation has been known. In a phase-change optical disk, recording is performed by irradiating a high-power laser beam to a recording film to locally raise the temperature of the recording film, thereby causing a phase change between the crystal and the amorphous of the recording film. . Reproduction of recorded information is performed by irradiating a laser beam having a relatively low power as compared with the time of recording and detecting a change in an optical constant of the information recording section as a reflected light intensity difference.
[0005]
As a material for the recording film of the phase-change optical disk, chalcogenide-based materials such as GeSbTe-based, InSbTe-based, and AgInSbTe-based materials are used. Each of these recording films is formed by a film forming method such as a resistance heating vacuum evaporation method, an electron beam vacuum evaporation method, and a sputtering method. The state of the recording film immediately after film formation is a kind of amorphous state. In order to perform recording on this recording film and form an amorphous recording portion, an initialization process for making the entire recording film crystalline is required. Done. Recording is achieved by forming an amorphous portion in the crystallized recording film.
[0006]
In a general phase change type optical disk recording / reproducing method, the recording film is crystallized or made amorphous by changing the power of the laser light between two levels. That is, at the time of recording, the recording film is irradiated with a laser beam having a power capable of raising the temperature of the recording film to the melting point or higher, and the irradiated portion becomes amorphous when cooled. When erasing information, a laser beam having a power such that the temperature of the recording film reaches a temperature higher than the crystallization temperature and lower than the melting point is applied. At the time of reproduction, a low-power laser beam is irradiated, and the recorded information is read as the intensity difference of the reflected light.
[0007]
The recording film constituting the above-described phase-change optical disk has a spiral or concentric guide groove centered on the center of the disk, that is, a recording track (land portion: concave portion and groove portion: convex portion). Formed on the transparent disk substrate. The laser beam emitted from the optical head of the information recording / reproducing apparatus is guided along the information sequence by the recording track.
The shape of the recording track is such that concave and convex are alternately arranged in the radial direction of the disk. When viewed from the optical head, the concave shape, that is, the far side is called a land portion, and the convex shape, that is, the near side is called a groove portion. The distance from the center of a land or groove to the center of an adjacent land or groove is called a track pitch.
[0008]
In order to form a phase-change optical disk medium using such a recording film and a substrate, a first dielectric layer, a recording film, and a second dielectric layer are formed on a transparent disk substrate, A first dielectric layer, a recording film, a second dielectric layer, a reflective film, etc. are sequentially formed on the transparent disk substrate, or a first dielectric layer, a second dielectric layer, a recording film, In general, a third dielectric layer, a reflection film, and the like are generally formed sequentially.
[0009]
In the above-described phase-change optical disk medium, usually, laser light is incident from the transparent disk substrate side to record and reproduce information on and from the recording film.
In recent years, with the demand for higher recording density, the track pitch of the recording track has been reduced, and the track width has been reduced, and the convex portion (groove portion) between the concave portion (land portion) of the guide groove and the land portion has been reduced. In general, land / groove recording in which information is recorded in both of them is common. At the same time, miniaturization of the spot diameter of the laser beam has been promoted in order to improve the recording density.
Since the spot diameter of the laser beam depends on λ / NA (λ: wavelength of the laser beam, NA: numerical aperture of the objective lens) of the recording / reproducing system, the wavelength of the laser beam is made shorter and the numerical aperture of the objective lens is reduced. By increasing the diameter of the laser beam, the spot diameter of the laser beam is reduced, and the recording density can be increased.
[0010]
However, when the numerical aperture of the objective lens is increased, coma aberration is increased, and there is a concern that signal quality may be degraded. The coma aberration is an amount proportional to the product of the skew angle (the tilt angle with respect to the optical axis of the disk), the thickness of the transparent substrate through which the laser beam passes, and the cube of the numerical aperture of the objective lens. Therefore, as one means for suppressing coma aberration, a method of reducing the thickness of a portion through which laser light passes has been proposed.
[0011]
As a method of reducing the thickness of a portion through which laser light passes, a light reflecting layer, a recording layer, and a thin light transmitting layer are sequentially formed on a transparent substrate, and the laser light is incident from the thin light transmitting layer side to form a recording layer. A device which records and reproduces a signal with respect to a signal has been proposed. This method is different from the above-described method in which a laser beam is incident from the transparent substrate side to record and reproduce a signal, which is widely used in the related art, in the incident direction of the laser beam.
As a method of forming the above-mentioned light transmission layer, a light reflection layer and a recording layer are sequentially laminated on a transparent substrate, and a resin sheet having a thickness of about 100 μm is attached via an adhesive layer having a thickness of several μm. A method and a method of dropping and developing an ultraviolet curable resin on a recording layer, irradiating with ultraviolet light after curing, and curing to form a thin light-transmitting layer are known.
[0012]
[Problems to be solved by the invention]
However, after a light reflection layer and a recording layer (including a dielectric layer and a phase change recording layer) are sequentially formed on such a transparent substrate, a signal is generated in the phase change recording medium in which the thin light transmission layer is formed. It has been found that a problem arises in that a reproduced signal obtained by recording and reproducing the data contains a considerably large noise component. If the noise component is large, the reproduced signal is degraded, and the recorded signal cannot be reproduced stably, which hinders the improvement of the recording density.
[0013]
The cause of such an increase in noise is that microscopic roughness of the substrate surface is transferred to the light reflection layer, so that the surface of the light reflection layer is roughened and the intensity of reflected light fluctuates.
Further, in a conventionally proposed medium in which a light reflection layer is formed directly on a transparent resin substrate, moisture or oxygen in the atmosphere enters from the transparent resin substrate side, and the light reflection layer is deteriorated. There's a problem.
The present invention has been made to solve such a problem, and its object is to stably reproduce a recorded signal even when recording and reproducing a signal through a thin light transmitting layer, and Another object of the present invention is to provide a highly reliable phase change type optical disk medium capable of avoiding deterioration of the light reflection layer and a method of manufacturing the same.
[0014]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the present invention provides a disk-shaped substrate, a reflective film layer comprising at least one metal reflective film layer formed on the substrate, and a reflective film layer formed on the reflective film layer. A first dielectric layer composed of at least one dielectric layer, a phase change recording layer formed on the first dielectric layer, and at least one dielectric layer formed on the phase change recording layer; A phase-change optical disc medium comprising: a second dielectric layer comprising at least two dielectric layers; and a light transmitting layer formed on the second dielectric layer, wherein Forming a third dielectric layer composed of one or more dielectric layers, and then performing ion etching on the surface of the third dielectric layer. The reflective film layer is formed thereon. Further, the present invention provides a disk-shaped substrate, a reflective film layer comprising at least one metal reflective film layer formed on the substrate, and at least one or more metal reflective film layers formed on the reflective film layer. A first dielectric layer composed of a dielectric layer; a phase change recording layer formed on the first dielectric layer; and at least one dielectric layer formed on the phase change recording layer A phase-change optical disc medium comprising: a second dielectric layer made of a layer; and a light transmission layer formed on the second dielectric layer, wherein a phase-change optical disc medium is provided between the substrate and the reflection layer. A third dielectric layer comprising at least one dielectric layer, wherein a surface of the third dielectric layer is ion-etched to improve smoothness.
[0015]
As described above, in the phase-change optical disk medium of the present invention, since the third dielectric layer is formed between the substrate and the reflective film layer, the third dielectric layer is formed by increasing the surface smoothness. The smoothness of the reflective film layer formed on the layer can be increased, the fluctuation of the reflected light intensity by the reflective film layer can be reduced, and the noise component included in the reproduced signal can be reduced.
In addition, since the third dielectric layer prevents moisture and oxygen in the air that have penetrated through the substrate, the deterioration of the reflective film layer can be prevented.
[0016]
Further, the present invention provides a disk-shaped substrate, a reflective film layer comprising at least one metal reflective film layer formed on the substrate, and at least one or more metal reflective film layers formed on the reflective film layer. A first dielectric layer composed of a dielectric layer; a phase change recording layer formed on the first dielectric layer; and at least one dielectric layer formed on the phase change recording layer A method for manufacturing a phase-change optical disk medium comprising a second dielectric layer comprising a layer and a light transmitting layer formed on the second dielectric layer, comprising: Forming a third dielectric layer composed of one or more dielectric layers, and then performing ion etching on the surface of the third dielectric layer; The reflective film layer is formed on the substrate.
[0017]
In the method of manufacturing a phase change optical disk medium according to the present invention, the third dielectric layer is formed on the substrate and the surface is etched, so that the smoothness of the surface of the third dielectric layer is improved. Therefore, after that, the smoothness of the reflective film layer formed on the third dielectric layer can be increased, the fluctuation of the reflected light intensity by the reflective film layer is reduced, and the noise component included in the reproduced signal is reduced. It is possible to do.
In addition, since the third dielectric layer prevents moisture and oxygen in the air that have penetrated through the substrate, the deterioration of the reflective film layer can be prevented.
[0018]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a cross-sectional side view showing an example of the phase-change optical disk medium according to the present invention, FIG. 2 is a cross-sectional side view showing the phase-change optical disk medium of FIG. 1 including an etched portion, and FIG. It is a graph which shows the relationship with noise. Hereinafter, an example of a phase change type optical disk medium according to the present invention will be described with reference to these drawings, and at the same time, an embodiment of a method of manufacturing a phase change type optical disk medium according to the present invention will be described.
[0019]
As shown in FIG. 1, a phase-change optical disk medium 10 according to the present embodiment includes a disc-shaped substrate 1, a reflective film layer 3 formed on the substrate 1, and a First dielectric layer 4 formed, phase change recording layer 5 formed on first dielectric layer 4, second dielectric layer 6 formed on phase change recording layer 5 And a light transmitting layer 7 formed on the second dielectric layer 6, and a third dielectric layer 2 between the substrate 1 and the reflective film layer 3.
[0020]
In the present embodiment, the substrate 1 is formed of, for example, a transparent resin, and has a thickness of 0.6 mm and a diameter of 120 mm. A guide groove (not shown) for guiding the laser beam is formed on the surface of the substrate.
The thickness of each layer formed on the substrate 1 is 25 nm for the first dielectric layer 4, 15 nm for the layer change recording layer, 130 nm for the second dielectric layer 6, and 100 μm for the light transmitting layer 7. Third dielectric layer 2 has a thickness of, for example, 40 nm.
The third dielectric layer 2 is made of a SiN film, the first and second dielectric layers 4 and 6 are ZnS.SiO ₂ films, the phase change recording layer 5 is a Ge ₂ Sb ₂ Te ₅ film, and a reflective film The layer 3 is made of an AlTi alloy film, and the light transmitting layer 7 is made of an ultraviolet curable resin.
[0021]
Such a phase-change optical disk medium 10 can be formed as follows.
The above-described layers are sequentially formed on the transparent resin substrate 1 in which guide grooves for guiding laser light have been formed in advance by the following procedure using an in-line type sputtering apparatus.
First, a 50 nm-thick third dielectric layer 2 made of SiN is formed using a Si target in a mixed gas atmosphere of argon gas and nitrogen gas, with a distance between the target and the substrate of 15 cm and a power density of 3.2 (W). / Cm ² ) and a gas pressure of 0.1 (Pa).
[0022]
The reflective film layer 3 made of an AlTi alloy film and having a thickness of 100 nm uses an AlTi alloy target containing 2 wt% of Ti, a distance between the target and the substrate of 15 cm in an argon gas atmosphere, and a power density of 1.6 (W / cm ² ). The film is formed under the conditions of a gas pressure of 0.08 (Pa).
The first dielectric layer 4 made of a ZnS—SiO ₂ film and having a thickness of 25 nm is formed by using a ZnS · SiO ₂ target in an argon gas atmosphere, a distance between the target and the substrate of 15 cm, and a power density of 2.2 (W / cm ^2). ), And a film is formed under the condition of a gas pressure of 0.1 (Pa).
[0023]
The 15 nm thick recording layer 5 made of a Ge ₂ Sb ₂ Te ₅ film is formed by using a Ge ₂ Sb ₂ Te ₅ target in an argon gas atmosphere, a distance between the target and the substrate of 15 cm, and a power density of 0.27 (W / cm ^2). ), And a film is formed under the conditions of a gas pressure of 1.0 (Pa).
The second dielectric layer 6 made of a ZnS.SiO ₂ film and having a thickness of 130 nm is formed by using a ZnS.SiO ₂ target, a distance between the target and the substrate of 15 cm in an argon gas atmosphere, and a power density of 2.2 (W / cm ^2). ), And a film is formed under the conditions of a gas pressure of 0.1 (Pa).
Note that the film formation time of each layer is appropriately adjusted so as to have a desired film thickness.
[0024]
After the film formation, an ultraviolet curable resin is applied and spread on the second dielectric layer 6, and is irradiated with ultraviolet light to be cured, thereby forming a light transmitting layer 7 having a thickness of 100 μm. Here, the application amount and the developing time of the ultraviolet curable resin are appropriately adjusted so as to obtain a desired film thickness. Then, in the step of forming the third dielectric layer 2, after forming the third dielectric layer 2 made of SiN and having a thickness of 50 nm, the surface thereof is subjected to a power density of 0.13 (W) in an argon gas atmosphere. / Cm ² ) and ion pressure of 0.1 (Pa). Each layer of the reflection film layer 3 to the light transmission layer 7 is sequentially formed on the third dielectric layer 2 after such ion etching.
[0025]
The inventor of the present invention actually manufactures such a phase change type optical disk medium 10 and, at that time, appropriately changes the ion etching time so that the ion etching amount of the surface of the third dielectric layer 2 is 0 nm. Various different phase-change optical disk media 10 were manufactured in the range of ２５25 nm.
FIG. 2 shows, as an example, the phase change type optical disk medium 10 in a case where the ion etching amount of the surface layer of the third dielectric layer 2 is 10 nm. FIG. 2 illustrates the ion etching layer 8 for easy understanding. However, since this ion etching layer 8 is removed by etching, such a layer is not included in the actual phase change type optical disk medium 10 and therefore is not shown in FIG.
[0026]
Using the phase change type optical disk medium 10 having various ion etching amounts described above, initialization which is generally performed for recording a signal is performed, and the phase change recording layer 5 is uniformly crystallized. I made it. Thereafter, using a R / W (write / read) evaluator, a laser beam was made incident through the light transmitting layer 7 to measure the noise of the return light. Note that the noise measurement frequency was 1.8 MHz.
The graph of FIG. 3 shows the measurement results, in which the vertical axis represents the magnitude of noise and the horizontal axis represents the etching amount. As can be seen from FIG. 3, in the range where the ion etching amount of the surface layer of the third dielectric layer 2 is 0.9 nm or less, the noise sharply increases as the etching amount decreases. On the other hand, when the ion etching amount is in the range of 1 nm or more, the noise is completely reduced and almost saturated regardless of the etching amount.
[0027]
From the above, it can be said that the ion etching amount of the surface of the third dielectric layer 2 is desirably 1 nm or more.
Although the noise shows a low value even when the etching amount exceeds 20 nm, the film thickness of the third dielectric layer 2 laminated before the ion etching is 50 nm. The remaining film thickness is 30 nm or less. As described above, when the thickness of the third dielectric layer 2 between the transparent resin substrate 1 and the reflective film layer 3 becomes 30 nm or less, moisture, oxygen, and the like in the atmosphere from the transparent resin substrate side. By entering, the possibility that the reflective film layer 3 is deteriorated increases.
Therefore, it is desirable that the ion etching amount of the surface layer of the third dielectric layer 2 is 1 nm or more, and the remaining film thickness of the third dielectric layer 2 after the ion etching is 30 nm or more.
[0028]
In the above-described embodiment, argon gas is used when performing ion etching on the surface of the third dielectric layer 2. However, the film forming tact, the material of the third dielectric layer 2 and the third Depending on the amount of ion etching of the surface layer of the dielectric layer 2, the same effect can be obtained even if the krypton gas, xenon gas, or a mixed gas thereof is used and the etching rate is increased to improve productivity. Needless to say.
[0029]
Further, in the above embodiment, the first to third dielectric layers 4, 6, 2 and the reflective film layer 3 are each composed of a single layer, but each layer is composed of two or more layers. Of course it is possible.
The composition of the recording film, the composition of the Al alloy reflective film, the material and the number of the first to third dielectric layers 4, 6, and 2 and the method of forming each film are limited to those described above. Instead, it can be appropriately selected according to the desired recording / reproducing characteristics and application. In that case, the same effect can be obtained.
In addition, the material and dimensions of the substrate 1 are not limited to the above-described resin materials and dimensions, but can be appropriately selected as needed, and the same effect can be obtained in that case.
[0030]
【The invention's effect】
As described above, in the phase-change optical disk medium of the present invention, since the third dielectric layer is formed between the substrate and the reflective film layer, the third dielectric layer is formed by increasing the surface smoothness. The smoothness of the reflection film layer formed on the dielectric layer can be increased, the fluctuation of the reflected light intensity by the reflection film layer can be reduced, and the noise component included in the reproduction signal can be reduced. .
In addition, since the third dielectric layer prevents moisture and oxygen in the air that have penetrated through the substrate, the deterioration of the reflective film layer can be prevented.
[0031]
In the method of manufacturing a phase change type optical disk medium according to the present invention, the third dielectric layer is formed on the substrate and the surface is etched, so that the smoothness of the surface of the third dielectric layer is improved. I do. Therefore, after that, the smoothness of the reflective film layer formed on the third dielectric layer can be increased, the fluctuation of the reflected light intensity by the reflective film layer is reduced, and the noise component included in the reproduced signal is reduced. It is possible to do.
In addition, since the third dielectric layer prevents moisture and oxygen in the air that have penetrated through the substrate, deterioration of the reflective film layer can be prevented.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a sectional side view showing an example of a phase change type optical disk medium according to the present invention.
FIG. 2 is a cross-sectional side view also showing an etched portion in the phase-change optical disk medium of FIG. 1;
FIG. 3 is a graph showing a relationship between an etching amount and noise.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... board | substrate, 2 ... 3rd dielectric layer, 3 ... reflective film layer, 4 ... 1st dielectric layer, 5 ... phase change recording layer, 6 ... 2nd dielectric layer 7: a light transmitting layer, 8: an ion etching layer, 10: a phase change type optical disk medium.

Claims

A disk-shaped substrate, a reflective film layer formed of at least one metal reflective film layer formed on the substrate, and a dielectric film layer formed of at least one dielectric layer formed on the reflective film layer A first dielectric layer, a phase change recording layer formed on the first dielectric layer, and at least one or more dielectric layers formed on the phase change recording layer. A phase change optical disk medium comprising: a dielectric layer; and a light transmitting layer formed on the second dielectric layer,
Forming a third dielectric layer comprising one or more dielectric layers on the substrate;
Thereafter, ion etching is performed on the surface of the third dielectric layer,
Subsequently, the reflection film layer is formed on the third dielectric layer ,
Furthermore, a phase change type optical disk medium characterized in that the surface of the phase change recording layer is not subjected to ion etching .

2. The phase change type optical disk medium according to claim 1, wherein an etching amount at the time of performing the ion etching is 1 nm or more.

2. The phase-change optical disk medium according to claim 1, wherein the thickness of the third dielectric layer after the ion etching is 30 nm or more.

2. The phase change optical disk medium according to claim 1, wherein a gas containing any one or more of Ar gas, Kr gas, and Xe gas is used as the introduction gas when performing the ion etching.

A disk-shaped substrate, a reflective film layer formed of at least one metal reflective film layer formed on the substrate, and a dielectric film layer formed of at least one dielectric layer formed on the reflective film layer A first dielectric layer, a phase change recording layer formed on the first dielectric layer, and at least one or more dielectric layers formed on the phase change recording layer. A phase change optical disk medium comprising: a dielectric layer; and a light transmitting layer formed on the second dielectric layer,
A third dielectric layer comprising one or more dielectric layers between the substrate and the reflective layer;
The surface of the third dielectric layer is ion-etched to improve smoothness ,
Furthermore, a phase change type optical disk medium characterized in that the surface of the phase change recording layer is not subjected to ion etching .

A disk-shaped substrate, a reflective film layer formed of at least one metal reflective film layer formed on the substrate, and a dielectric film layer formed of at least one dielectric layer formed on the reflective film layer A first dielectric layer, a phase change recording layer formed on the first dielectric layer, and at least one or more dielectric layers formed on the phase change recording layer. A method for manufacturing a phase change optical disk medium comprising a dielectric layer and a light transmitting layer formed on the second dielectric layer,
Forming a third dielectric layer comprising one or more dielectric layers on the substrate;
Thereafter, ion etching is performed on the surface of the third dielectric layer,
Subsequently, the reflection film layer is formed on the third dielectric layer ,
Furthermore, a method of manufacturing a phase change type optical disk medium, characterized in that after forming the phase change recording layer, ion etching is not performed on the surface of the phase change recording layer .

7. The method according to claim 6, wherein the amount of etching when performing the ion etching is 1 nm or more.

7. The method according to claim 6, wherein the thickness of the third dielectric layer after ion etching is 30 nm or more.

7. The phase change optical disk medium according to claim 6, wherein a gas containing any one or more of Ar gas, Kr gas, and Xe gas is used as the introduction gas when performing the ion etching. Method.