JP3654897B2 - Information recording medium - Google Patents
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Description
本発明は、エネルギービームの照射により情報の記録が行われる情報記録媒体に係り、特に、DVD−RAM、DVD−RW、DVD+RW等の赤色レーザー対応の光ディスク、Blu−ray等の青色レーザー対応の相変化光ディスクに関する。 The present invention relates to an information recording medium on which information is recorded by irradiation with an energy beam. In particular, the present invention relates to a red laser compatible optical disc such as DVD-RAM, DVD-RW, DVD + RW, and a blue laser compatible phase such as Blu-ray. It relates to a change optical disk.
近年、DVD−ROM、DVD−Video等の再生専用型光ディスク市場が拡大している。また、DVD−RAMやDVD−RW、DVD+RWといった書き換え可能なDVDが市場投入され、コンピュータ用バックアップ媒体、VTRに代わる映像記録媒体として、市場が急拡大しつつある。さらに、ここ数年、記録型DVDに対する転送レート、アクセススピード向上、および大容量化に対する市場の要求が増大してきている。 In recent years, the market for read-only optical disks such as DVD-ROM and DVD-Video has been expanded. In addition, rewritable DVDs such as DVD-RAM, DVD-RW, and DVD + RW have been put on the market, and the market is rapidly expanding as a backup medium for computers and a video recording medium replacing a VTR. Furthermore, in recent years, the market demand for transfer rate, access speed improvement, and capacity increase for recordable DVDs has increased.
DVD−RAM,DVD−RW等の記録消去可能な記録型DVD媒体では、相変化記録方式が採用されている。相変化記録方式では、基本的に「0」と「1」の情報を結晶とアモルファスに対応させ記録を行っている。また、結晶とアモルファスの屈折率が異なるため、結晶に変化させた部分とアモルファスに変化させた部分の反射率の差が最大になるように、各層の屈折率、膜厚を設計している。この結晶化した部分とアモルファス化した部分にレーザービームを照射し、反射光を再生することにより記録された「0」と「1」を検出できる。 A recordable DVD medium such as DVD-RAM and DVD-RW that can be recorded and erased employs a phase change recording method. In the phase change recording method, basically, information of “0” and “1” is recorded in correspondence with crystal and amorphous. In addition, since the refractive index of crystal and amorphous is different, the refractive index and film thickness of each layer are designed so that the difference in reflectance between the portion changed to crystal and the portion changed to amorphous is maximized. By irradiating the crystallized part and the amorphous part with a laser beam and reproducing the reflected light, recorded “0” and “1” can be detected.
また、所定の位置をアモルファスにする(通常、この動作を「記録」と呼ぶ)ためには、比較的高パワーのレーザービームを照射することにより、記録層の温度が記録層材料の融点以上になるように加熱し、所定の位置を結晶にする(通常、この動作を「消去」と呼ぶ)ためには、比較的低パワーのレーザービームを照射することにより、記録層の温度が記録層材料の融点以下の結晶化温度付近になるように加熱する。こうする事により、アモルファス状態と結晶状態を可逆的に変化させることができる。 Also, in order to make the predetermined position amorphous (usually this operation is called “recording”), the temperature of the recording layer becomes higher than the melting point of the recording layer material by irradiating a relatively high power laser beam. In order to make the crystal in a predetermined position (usually this operation is called “erasing”), the temperature of the recording layer is changed by irradiating a relatively low power laser beam. To a temperature near the crystallization temperature below the melting point. By doing so, the amorphous state and the crystalline state can be reversibly changed.
記録型DVDが転送レート向上に対する要求にこたえるためには、媒体の回転数を上げ、短時間で記録消去を行う方法が一般的である。この際、問題となるのは媒体に情報をオーバーライトする際の記録消去特性である。以下に詳細に以上の問題を説明する。 In order for the recordable DVD to meet the demand for improvement of the transfer rate, a method of increasing the number of rotations of the medium and performing recording / erasing in a short time is general. At this time, the problem is recording / erasing characteristics when information is overwritten on the medium. The above problems will be described in detail below.
ある所定の位置をアモルファスから結晶に変化させることを考える。媒体の回転数を上げた場合、レーザービームが上記所定の位置を通過する時間が短くなり、同時に、所定の位置が結晶化温度に保持される時間も短くなる。結晶化温度に保持される時間が短すぎると、十分に結晶成長することができないため、アモルファスが残ってしまうのである。これが、再生信号に反映され、再生信号品質が劣化するのである。 Consider changing a given position from amorphous to crystalline. When the rotation speed of the medium is increased, the time for the laser beam to pass through the predetermined position is shortened, and at the same time, the time for which the predetermined position is maintained at the crystallization temperature is also shortened. If the time for which the temperature is maintained at the crystallization temperature is too short, the crystal cannot be sufficiently grown, so that amorphous remains. This is reflected in the reproduction signal, and the reproduction signal quality deteriorates.
この問題を解決するための方法として、従来一般的に使用されているGe−Sb−Te系相変化記録材料にSnを添加した材料を使用する方法が知られている(例えば、特許文献1参照。)。特許文献1では、記録材料としてGe−Sn−Sb−Te系材料に、Ag,Al,Cr,Mn等の金属を添加した材料を使用することにより、高密度記録が可能で、繰り返し書換え性能に優れ、結晶化感度の経時劣化が少ない情報記録媒体が得られるとしている。また、特許文献1以外にもGe-Sb-Sn-Te系の記録層材料を用いた例がある(例えば、特許文献2参照。)。
As a method for solving this problem, there is known a method of using a material in which Sn is added to a Ge-Sb-Te phase change recording material generally used conventionally (see, for example, Patent Document 1). .) In
また、記録材料にBi−Ge−Te系相変化記録材料を用いた例があり(例えば、特許文献3参照。)、この文献ではBi−Ge−Te系相変化記録材料の実用的な組成範囲が規定されている。また、Bi−Ge−Se−Te系相変化記録材料の実用的な範囲を規定した例もある(例えば、特許文献4及び5参照。)。さらに、Bi−Ge−Sb−Te系相変化記録材料の実用的な範囲を規定した例もある(例えば、特許文献6参照。)。
In addition, there is an example in which a Bi—Ge—Te phase change recording material is used as a recording material (see, for example, Patent Document 3). In this document, a practical composition range of a Bi—Ge—Te phase change recording material is disclosed. Is stipulated. In addition, there is an example in which a practical range of a Bi—Ge—Se—Te phase change recording material is defined (see, for example,
また、DVD−RAMの2倍速から4倍速に対応できる記録材料としてGe−Sn−Sb−Te系材料が報告されている(例えば、非特許文献1参照。)。さらに、DVD−RAMの2倍速と5倍速に対応できる情報記録媒体が報告されている(例えば、非特許文献2参照。)。ここでの5倍速媒体は、新たに核生成層を付加した8層構造にすることによって5倍速を実現している。 Further, a Ge—Sn—Sb—Te-based material has been reported as a recording material that can cope with the double speed to the quadruple speed of DVD-RAM (for example, see Non-Patent Document 1). Furthermore, an information recording medium that can handle the double speed and the double speed of DVD-RAM has been reported (for example, see Non-Patent Document 2). The 5 × speed medium here realizes 5 × speed by adopting an 8-layer structure in which a nucleation layer is newly added.
記録型DVDを大容量化する技術として、レーザー光の波長を405nmと短波長化し、対物レンズNAを0.85と大きくすることによりレーザースポット径を小さくしてより高密度の情報を記録する方法が良く知られている(例えば、非特許文献3参照。)。 As a technique for increasing the capacity of a recordable DVD, a method of recording a higher density information by reducing the laser spot wavelength to 405 nm and increasing the objective lens NA to 0.85 to reduce the laser spot diameter. Is well known (for example, see Non-Patent Document 3).
この方法は通称Blu−ray Discの主要技術として利用されており、従来のDVDより薄い0.1mm基板を採用することによって、ディスクのチルトに対する影響を小さくしている。また、この0.1mm基板は記録層の機械的保護・電気化学的保護(腐食防止)といった重要な役割を果たす。DVD−RAM、DVD−RW等の従来の書換型の媒体は、0.6mmポリカーボネート(PC)基板上に誘電体層、相変化記録層、誘電体層、反射層の4層構造を基本とした積層構造をとり、0.6mm基板同士を貼り合せることによって実現できるが、前記大容量化技術の場合、0.1mm基板の剛性を保つことが難しいため、厚い基板、例えば1.1mmのPC基板上に反射層、誘電体層、相変化記録層、誘電体層と、従来の書換型媒体と逆の順序に積層し、最後に0.1mmカバー層を保護層として形成する方法によって作ることができる。 This method is used as the main technology of the so-called Blu-ray Disc, and the influence on the disc tilt is reduced by adopting a 0.1 mm substrate thinner than the conventional DVD. The 0.1 mm substrate plays important roles such as mechanical protection and electrochemical protection (corrosion prevention) of the recording layer. Conventional rewritable media such as DVD-RAM and DVD-RW are based on a four-layer structure of a dielectric layer, a phase change recording layer, a dielectric layer, and a reflective layer on a 0.6 mm polycarbonate (PC) substrate. This can be realized by taking a laminated structure and bonding 0.6 mm substrates together. However, in the case of the large capacity technology, it is difficult to maintain the rigidity of the 0.1 mm substrate, so a thick substrate, for example, a 1.1 mm PC substrate. A reflective layer, a dielectric layer, a phase change recording layer, a dielectric layer are laminated on the reverse order of a conventional rewritable medium, and finally a 0.1 mm cover layer is formed as a protective layer. it can.
Blu−ray Discの記録材料としては、Ag−In−Sb−Te系記録材料を用いることができる(例えば、特許文献7参照。)。また、この文献にはAg−In−Sb−Te系記録材料に第5元素、第6元素を添加した記録材料の組成についても詳細に記述されている。 As a Blu-ray Disc recording material, an Ag-In-Sb-Te recording material can be used (for example, see Patent Document 7). This document also describes in detail the composition of a recording material in which a fifth element and a sixth element are added to an Ag—In—Sb—Te recording material.
上記カバー層を形成する方法としては、0.1mm厚のシートを紫外線硬化樹脂接着剤で貼り付ける方法と、紫外線硬化樹脂をスピンコート法により均一に塗布し、紫外線照射により硬化させてカバー層を形成する方法とが提案されている。 As a method of forming the cover layer, a 0.1 mm thick sheet is attached with an ultraviolet curable resin adhesive, and an ultraviolet curable resin is uniformly applied by a spin coat method and cured by ultraviolet irradiation to form a cover layer. A forming method has been proposed.
一方で、0.6mm基板上に従来と同様の順序で積層した媒体を作製し、レーザー光の波長405nm、対物レンズNAを0.65として情報を記録する方法が提案されている。この方法は上記0.1mmカバー層を用いる方法と比べて、対物レンズNAが小さいためにレーザースポット径が大きく、記録密度は小さくなるが、基板の剛性を保つことができ、記録層の多層化をしやすいという利点がある。また、ディスク上の埃や傷の影響を小さくできるという利点がある。 On the other hand, a method has been proposed in which information is recorded with a medium laminated on a 0.6 mm substrate in the same order as in the past, with a laser beam wavelength of 405 nm and an objective lens NA of 0.65. Compared with the method using the 0.1 mm cover layer, this method has a small objective lens NA, so the laser spot diameter is large and the recording density is small, but the rigidity of the substrate can be maintained, and the recording layer can be multilayered. There is an advantage that it is easy to do. Moreover, there is an advantage that the influence of dust and scratches on the disk can be reduced.
上記のDVD−RAM、DVD−RW、DVD+RWやBlu−ray Disc等の技術においては、記録トラックを蛇行させるいわゆるウォブルトラックが採用されている。このウォブルにはアドレス情報、同期信号等が記録されており、記録信号は和信号で再生し、ウォブル信号は差信号で再生することによってフォーマットの高効率化を図ることができる。また、ウォブル信号からも同期信号を取ることができるためアドレス情報や記録情報の信頼性向上等に極めて有効な手段であることが知られている。 In the above-described techniques such as DVD-RAM, DVD-RW, DVD + RW, Blu-ray Disc, etc., a so-called wobble track that causes the recording track to meander is employed. Address information, a synchronization signal, and the like are recorded in the wobble. The format can be improved in efficiency by reproducing the recording signal as a sum signal and reproducing the wobble signal as a difference signal. Further, since it is possible to obtain a synchronization signal from a wobble signal, it is known that this is an extremely effective means for improving the reliability of address information and recorded information.
相変化記録方式を採用した光ディスクに情報を記録する際には、通常、CLV(Constant Linear Velocity:一定線速度)方式により光ディスクの回転数を制御する。すなわち、レーザービームと光ディスクの相対速度が常に一定となるような制御方法である。これに対して、CAV(Constant
Angular Velocity:一定角速度)方式は光ディスクを回転させる際の、角速度を一定にして回転を制御する方式である。
When recording information on an optical disk employing a phase change recording method, the rotational speed of the optical disk is usually controlled by a CLV (Constant Linear Velocity) method. That is, the control method is such that the relative speed between the laser beam and the optical disk is always constant. In contrast, CAV (Constant
The Angular Velocity (constant angular velocity) method is a method for controlling rotation while keeping the angular velocity constant when rotating an optical disk.
CLV方式の特徴は、(a)記録再生時のデータ転送レートが常に一定のため、信号処理回路を極めて簡素化できる、(b)レーザービームと光ディスクの相対速度を常に一定にできるため、記録消去時の記録層の温度履歴を一定にでき、そのため、情報記録媒体に対する負荷が小さい、(c)レーザービームを光ディスクの半径方向に動かした場合、半径位置に応じて、モーターの回転数を制御しなおす必要がある。このため、アクセス速度が大幅に低下する。 The features of the CLV method are: (a) the signal transfer circuit is always constant at the time of recording / reproducing, so that the signal processing circuit can be extremely simplified; (b) the relative speed between the laser beam and the optical disk can be always constant; The temperature history of the recording layer can be made constant, so the load on the information recording medium is small. (C) When the laser beam is moved in the radial direction of the optical disk, the motor rotation speed is controlled according to the radial position. I need to fix it. For this reason, the access speed is greatly reduced.
CAV方式の特徴は、(a)記録再生時のデータ転送レートが半径位置により異なるため、信号処理回路が増大する、(b)レーザービームと光ディスクの相対速度が、半径位置により異なるため、記録消去時の記録層の温度履歴が半径位置に大きく依存し、特別な構成の光ディスクが必要となる、(c)レーザービームを光ディスクの半径方向に動かした場合、半径位置に応じて、モーターの回転数を制御しなおす必要がないため、高速アクセスが可能となる。 The features of the CAV method are: (a) the data transfer rate at the time of recording / reproduction varies depending on the radial position, so that the signal processing circuit increases. The temperature history of the recording layer greatly depends on the radial position, and a specially configured optical disk is required. (C) When the laser beam is moved in the radial direction of the optical disk, the number of rotations of the motor depends on the radial position. Since there is no need to re-control this, high-speed access is possible.
発明者らは、前記従来例で開示されているBi−Ge−Te系相変化記録層材料を使用することにより、現在、開発を行っているディスク線速度が20m/sを超えるような高速記録においても、極めて良好な記録再生特性を実現できることを明らかにした。 The inventors have made use of the Bi—Ge—Te phase change recording layer material disclosed in the above-mentioned conventional example, so that the disc linear velocity currently being developed exceeds 20 m / s. It was also revealed that extremely good recording / reproducing characteristics can be realized.
しかしながら、前記従来例では、CAV記録を行う際の問題点を十分に考慮していないため、Bi−Ge−Te系相変化記録層材料の組成によっては、CAV記録を行う場合に、情報記録媒体の内周部において、記録された情報から再生される再生信号品質が大幅に劣化するという問題が発生した(課題1)。 However, since the conventional example does not sufficiently consider the problems in performing CAV recording, depending on the composition of the Bi-Ge-Te phase change recording layer material, an information recording medium may be used when performing CAV recording. There is a problem that the quality of the reproduced signal reproduced from the recorded information is greatly deteriorated in the inner periphery of the (No. 1).
また、発明者らは上記従来例のBi−Ge−Te系相変化記録材料を使用した場合、その組成によっては、1000回以上の多数回記録を行った場合、内周部においてのみ、再生信号が大幅に劣化する、特に記録マークのエッジ付近の形状が劣化するという問題を明らかにした。また、記録トラックをウォブルさせ、ウォブルにアドレス情報や同期信号情報を記録した場合に、和信号である再生信号の劣化が差信号であるウォブル信号に影響し、ウォブル信号の劣化が同時に起こるという問題点を明らかにした(課題2)。 In addition, when the Bi-Ge-Te phase change recording material of the above-described conventional example is used, the inventors, depending on the composition, when a large number of recordings of 1000 times or more are performed, the reproduction signal is only in the inner periphery. The problem was that the image quality deteriorated, especially the shape near the edge of the recording mark. Also, when wobble the recording track and record address information and synchronization signal information in the wobble, the deterioration of the reproduction signal as the sum signal affects the wobble signal as the difference signal, and the deterioration of the wobble signal occurs simultaneously The point was clarified (Problem 2).
また、発明者らは上記従来例のBi−Ge−Te系相変化記録材料を使用した場合、その組成によっては、内周部において記録された記録マーク(アモルファスマーク)と外周部において記録された記録マークの長期保存に対する保存寿命が異なり、外周部の記録マークの長期保存寿命を改善しようとすると、内周部に記録された記録マークの保存寿命が悪化し、反対に内周部の記録マークの長期保存寿命を改善しようとすると、外周部の記録マークの保存寿命が悪化する関係があることを明らかにした(課題3)。 In addition, when the inventors used the conventional Bi-Ge-Te phase change recording material, the recording mark (amorphous mark) recorded on the inner peripheral portion and the outer peripheral portion were recorded depending on the composition. The storage life of the record mark for long-term storage is different, and if you try to improve the long-term storage life of the recording mark on the outer periphery, the storage life of the recording mark recorded on the inner periphery will deteriorate, and conversely the recording mark on the inner periphery It has been clarified that there is a relationship that the storage life of the recording marks on the outer peripheral portion deteriorates when the long-term storage life is improved (Problem 3).
また、発明者らは上記従来例のBi−Ge−Te系相変化記録材料を使用した場合、その組成によっては、内周部においてのみ、記録マークを記録すると隣接トラックに記録されたマークの一部が結晶化してしまうという現象(いわゆる、クロスイレーズ)が発生してしまうことを明らかにした(課題4)。 In addition, when the inventors use the above-described conventional Bi—Ge—Te phase change recording material, depending on the composition, when the recording mark is recorded only in the inner peripheral portion, one mark recorded on the adjacent track is recorded. It has been clarified that the phenomenon that the portion crystallizes (so-called cross erase) occurs (Problem 4).
また、光ディスクのような可換型情報記録媒体にとって、様々な情報記録装置に対する互換性は極めて重要である。例えばDVD−RAM媒体を例にとると、既にCLV回転制御による2倍速記録(転送レート:22Mbps)に対応したDVD−RAMドライブが市場に存在する。このため、上記したCAV記録(22〜55Mbps)用DVD−RAM媒体の2倍速CLV対応ドライブによる記録再生を保証することは消費者の利益のためには欠かせないことである。また、2倍速CLV対応ドライブにより記録されたCAV対応DVD−RAM媒体に対する、CAV対応ドライブによる記録再生を保障することは、当然のことながら非常に重要なことである(発明者らは上記互換性に必要な性能をクロススピード性能と名づけた。)。 In addition, for interchangeable information recording media such as optical disks, compatibility with various information recording devices is extremely important. For example, taking a DVD-RAM medium as an example, there is already a DVD-RAM drive on the market that supports double-speed recording (transfer rate: 22 Mbps) by CLV rotation control. For this reason, it is indispensable for the benefit of the consumer to guarantee the recording / reproduction of the above-mentioned CAV recording (22 to 55 Mbps) DVD-RAM medium by the double speed CLV compatible drive. In addition, it is of course very important to ensure recording / reproduction by a CAV compatible drive for a CAV compatible DVD-RAM medium recorded by a double speed CLV compatible drive (the inventors have said compatibility) We named the performance required for the cross-speed performance.)
ここで、発明者らは、発明者らが開発したCAV対応DVD−RAM媒体のクロススピード性能を鋭意調査した結果、CAV回転制御により情報が記録された情報記録媒体に、CLV回転制御によって情報を再記録した際、あるいはCLV回転制御により記録された情報記録媒体に、CAV回転制御により情報を再記録した際に、記録層材料の組成によっては、以下に示す三つの問題が発生することを明らかにした。
(1)クロススピードオーバーライト性能の悪化(課題5)
(2)クロススピードクロストーク性能の悪化(課題6)
(3)クロススピードクロスイレーズの悪化(課題7)
これらの課題は、同一媒体の同一半径に、高速で記録された記録マークと比較的低速で記録された記録マークが混在して存在することに起因している。
Here, as a result of earnest investigation on the cross-speed performance of the CAV compatible DVD-RAM medium developed by the inventors, the inventors have recorded information on the information recording medium on which the information has been recorded by the CAV rotation control by the CLV rotation control. It is clear that the following three problems may occur depending on the composition of the recording layer material when re-recording or when information is re-recorded on the information recording medium recorded by CLV rotation control. I made it.
(1) Deterioration of cross-speed overwrite performance (Problem 5)
(2) Deterioration of cross-speed crosstalk performance (Problem 6)
(3) Deterioration of cross-speed cross erase (Problem 7)
These problems are caused by the presence of a recording mark recorded at a high speed and a recording mark recorded at a relatively low speed on the same radius of the same medium.
なお、CAV記録対応情報記録媒体は最内周部の線速度から最外周部の線速度まで広い線速度領域で記録再生が可能であるため、例えばCAV記録以外にも消費者の用途に応じて様々な使用方法が可能となる。例えば、内周部においても外周部相当の線速度になるように回転させることにより、アクセススピードは遅くなるが、媒体への平均転送レートは格段に向上する。また、同じ情報記録媒体に対して、再びCAV記録を行うようなことも考えられる。このような場合にも、内周部には外周部相当の高速記録された記録マークと内周部相当の低速記録された記録マークは混在することとなるため、上記クロススピード性能が重要となる。また、用途によっては、CAV記録とCLV記録の両方のメリットを取り入れ、光ヘッドの半径移動に伴う回転数変化が比較的大きい内周部では、通常よりも高速回転させたCAV方式で回転させ(例えば通常のCAV記録回転数の2倍程度)、外周部では、高速CLV記録再生を行うという使用方法(いわゆるパーシャルCAV方式)も考えられる。この場合においても、同一媒体に対して異なった回転制御により再記録する場合、様々な線速度で記録されたマークが存在することになるため、上記クロススピード性能がきわめて重要となる。 In addition, since the CAV recording-compatible information recording medium can perform recording and reproduction in a wide linear velocity region from the linear velocity at the innermost peripheral portion to the linear velocity at the outermost peripheral portion, for example, in addition to the CAV recording, depending on the consumer use Various uses are possible. For example, by rotating the inner peripheral portion so as to have a linear velocity equivalent to the outer peripheral portion, the access speed is reduced, but the average transfer rate to the medium is significantly improved. It is also conceivable to perform CAV recording again on the same information recording medium. Even in such a case, since the recording mark recorded at a high speed corresponding to the outer peripheral portion and the recording mark recorded at a low speed corresponding to the inner peripheral portion are mixed in the inner peripheral portion, the cross speed performance is important. . Further, depending on the application, the advantages of both CAV recording and CLV recording are incorporated, and the inner peripheral portion where the rotational speed change due to the radial movement of the optical head is relatively large is rotated by the CAV method rotated at a higher speed than usual ( For example, a usage method (so-called partial CAV method) in which high-speed CLV recording / reproduction is performed on the outer periphery is also conceivable. Even in this case, when re-recording is performed on the same medium by different rotation control, marks recorded at various linear velocities exist, and thus the cross-speed performance is extremely important.
また、CLV記録においても複数線速度記録に対応しようとした場合、例えばDVD-RAM媒体を例にとると、2倍速記録(転送レート:22Mbps)と3倍速記録(転送レート:33Mbps)に対応しようとする場合、CAV記録と同様に課題5,6,7に示される問題が発生する場合があることがわかった。またGe−Sn−Sb−Te系ではGeに変えてSnを増加させていくと屈折率変化量が少なくなり、反射率と変調度をDVD−RAMの仕様を満たすことが難しくなるという問題点があった。さらに、5倍速記録になると、従来のGe−Sb−Te系相変化記録材料では核生成層を少なくとも1層追加しなければ5倍速を実現出来ず、ディスクのコストアップ要因になる、ディスク構造が複雑になるといった問題点があった(課題8)。
In addition, when trying to support multiple linear velocity recording also in CLV recording, for example, taking a DVD-RAM medium as an example, support double-speed recording (transfer rate: 22 Mbps) and triple-speed recording (transfer rate: 33 Mbps). In this case, the problem shown in the
したがって、本発明の目的は、以上詳細に説明した以下の課題をすべて解決可能な情報記録媒体を提供することにある。
課題1:CAV記録時の最内周部の信号劣化
課題2:CAV記録時の最内周部における多数回書換え性能の劣化
課題3:CAV記録時の最内周部と最外周部の保存寿命劣化
課題4:CAV記録時の最内周部におけるクロスイレーズ性能の悪化
課題5:クロススピードオーバーライト性能の悪化
課題6:クロススピードクロストーク性能の悪化
課題7:クロススピードクロスイレーズ性能の悪化
課題8:クロススピード性能確保の為の総数増加(核生成層付加)
Accordingly, an object of the present invention is to provide an information recording medium capable of solving all the following problems described in detail above.
Problem 1: Signal degradation in the innermost part during CAV recording Problem 2: Degradation of multiple rewrite performance in the innermost part during CAV recording Problem 3: Storage life of the innermost and outermost parts during CAV recording Deterioration problem 4: Deterioration of cross erase performance at the innermost circumference during CAV recording 5: Deterioration problem of cross speed overwrite performance 6: Deterioration problem of cross speed cross talk performance 7: Deterioration problem of cross speed cross erase performance 8 : Increase total number to secure cross-speed performance (addition of nucleation layer)
次に、波長405nmの青色レーザービームを用いて相変化型光ディスクに情報を記録する際の問題点を説明する。 Next, problems in recording information on a phase change optical disk using a blue laser beam having a wavelength of 405 nm will be described.
一般的に、レーザービームのスポット径はレーザー波長λ、レンズ開口数NAとしたときにλ/NAに比例することが知られており、波長405nmの半導体レーザー、開口数NA0.85の対物レンズを用いる場合のレーザースポット径は、DVDで用いられている波長650nmの半導体レーザー、開口数NA0.60の対物レンズを用いる場合の約半分、波長405nmの半導体レーザー、開口数NA0.65の対物レンズを用いる場合でもDVDの場合の6割程度に小さくなる。従って、同一の線速度でオーバーライトを試みた場合、記録トラック上のある地点を通過する時間も短くなるため、以前に記録した情報のオーバーライトによる消え残りが生じやすくなる。 In general, it is known that the spot diameter of a laser beam is proportional to λ / NA when the laser wavelength is λ and the lens numerical aperture NA. A semiconductor laser with a wavelength of 405 nm and an objective lens with a numerical aperture NA of 0.85 are used. The laser spot diameter used is about half that of a semiconductor laser having a wavelength of 650 nm and an objective lens having a numerical aperture NA of 0.60, which is used in a DVD, and a semiconductor laser having a wavelength of 405 nm and an objective lens having a numerical aperture of NA 0.65. Even when it is used, it is reduced to about 60% of the case of DVD. Therefore, when overwriting is attempted at the same linear velocity, the time for passing through a certain point on the recording track is also shortened, so that the previously recorded information tends to disappear due to overwriting.
また、一般的に短波長化されると記録材料の結晶部とアモルファス部の光学定数の差(Δn、Δk)が小さくなるため、記録部と未記録部の反射率差(コントラスト)が小さくなり再生信号振幅が低下する。 In general, when the wavelength is shortened, the difference in optical constant (Δn, Δk) between the crystalline portion and the amorphous portion of the recording material becomes small, and thus the difference in reflectance (contrast) between the recorded portion and the unrecorded portion becomes small. The reproduction signal amplitude decreases.
また、青色レーザーの方が、ビームが絞り込まれている分ビーム中心のエネルギー強度が赤色レーザーの場合よりも高いため、多数回書換による記録層へのダメージが大きくなる。また、多数回の再生による情報の劣化も大きくなる。 In addition, since the blue laser has a higher energy intensity at the center of the beam than the red laser, the damage to the recording layer due to many rewrites becomes larger. In addition, deterioration of information due to a large number of reproductions also increases.
発明者等は、従来例に示した、Ge−Sb−Te系材料、Ge−Sn−Sb−Te系材料、Ag−In−Sb−Te系材料、Bi−Ge−Te系材料、Bi−Ge−Sb−Te系材料、Bi−Ge−Se−Te系材料等を検討し、青色レーザーを用いてもオーバーライトによる消え残りの少ない材料を開発したが、従来例の材料においては、上記の再生信号振幅が低下する問題点と多数回書換あるいは再生によるダメージの問題点を考慮していないため、1000回以上の書換によって信号が大幅に劣化したり、信号振幅が小さくなるなどの問題点を残したままであった。また、トラックピッチを狭くした場合や、記録トラックとして基板に設けられた溝(グルーブ)と溝間(ランド)の両方を用いた場合に隣接トラックに記録されたマークの一部を結晶化してしまうクロスイレーズが顕著になる問題点も残したままであった。クロスイレーズの問題が現れるとトラックピッチを狭くすることができず、青色レーザーによってビーム径を小さくした効果を十分に活かすことができなくなってしまう。 The inventors have disclosed Ge-Sb-Te-based materials, Ge-Sn-Sb-Te-based materials, Ag-In-Sb-Te-based materials, Bi-Ge-Te-based materials, Bi-Ge materials shown in the conventional examples. -Sb-Te-based materials, Bi-Ge-Se-Te-based materials, etc. were studied, and materials with little disappearance due to overwriting were developed even when a blue laser was used. Since the problem that the signal amplitude is reduced and the problem of damage caused by rewriting or reproduction many times are not taken into consideration, the problem that the signal is greatly deteriorated or the signal amplitude is reduced by rewriting more than 1000 times remains. It remained. Further, when the track pitch is narrowed or when both the groove (groove) and the space between the grooves (land) provided on the substrate are used as the recording track, a part of the mark recorded on the adjacent track is crystallized. The problem that cross erase becomes prominent remains. If the problem of cross erase appears, the track pitch cannot be reduced, and the effect of reducing the beam diameter by the blue laser cannot be fully utilized.
従って、本発明の目的は、以上詳細に説明した従来の記録層材料の問題をすべて解決可能な情報記録媒体を提供することにある。 Accordingly, an object of the present invention is to provide an information recording medium capable of solving all the problems of the conventional recording layer materials described above in detail.
課題を解決するための手段を説明するために、まず、はじめに、上記8つの課題をさらに整理して詳細に説明する。発明者らが実験を行い、その実験データを解析したところ、上記8つの課題は大きく四つの原因により引き起こされていることがわかった。すなわち、課題1、4、5、6、7、8は共通の原因(原因1:低線速記録時の記録マークの再結晶化)により引き起こされており、さらに課題2は別の原因(原因2:低線速記録を繰り返し行うことによる、記録層材料の偏析)により引き起こされていた。さらに課題3は二つの原因(原因3:記録マークのアモルファス状態の経時変化、原因4:記録マークの長期保存による結晶化)により引き起こされていた。以下に詳細に原因1、原因2、原因3、原因4と各課題の関係を説明し、その後、課題を解決するための手段を示す。
In order to explain the means for solving the problems, first, the above eight problems will be further organized and described in detail. When the inventors conducted experiments and analyzed the experimental data, it was found that the above eight problems were caused largely by four causes. That is, the
原因1:低線速記録時の記録マークの再結晶化
再結晶化とはレーザービームにより記録層材料を融点以上に加熱した直後の冷却過程で、溶融領域外縁から結晶成長が起こり、記録マークのサイズを小さくしてしまう現象(シュリンク)である。この現象は、記録層材料の結晶化速度を低下させることにより解決するため、現在、実用化されているCLV記録方式の相変化光ディスクでは問題となっていない。しかしながら、CAV記録を行う場合、内周部の再結晶化を抑制できる程度に記録層材料の結晶化速度を低下させた場合、外周部において記録マークの消去が不可能となり、再生信号品質を劣化させるという問題が発生するのである。
Cause 1: Recording mark recrystallization during low linear velocity recording Recrystallization is a cooling process immediately after the recording layer material is heated to the melting point or higher by a laser beam, and crystal growth occurs from the outer edge of the molten region. This is a phenomenon that shrinks the size (shrink). Since this phenomenon is solved by lowering the crystallization speed of the recording layer material, there is no problem in the phase change optical discs of the CLV recording method currently in practical use. However, when CAV recording is performed, if the crystallization speed of the recording layer material is reduced to such an extent that recrystallization of the inner peripheral portion can be suppressed, the recording mark cannot be erased at the outer peripheral portion, and the reproduction signal quality is deteriorated. The problem of making it occur.
再結晶化による記録マークのシュリンクが大きすぎる場合、課題1にあるように再生信号劣化が発生する。これは記録マークのシュリンクによって再生信号振幅が低下すること、再結晶化した部分の結晶サイズは正常に結晶化された部分と結晶粒径が異なることに起因する反射率分散がノイズを発生することによる。また、再生信号振幅を向上させるため、レーザーパワーを高め、幅広い領域を溶融させることも可能であるが、この場合、隣接トラックの記録マークを消去してしまうという問題が発生するのである(課題4)。高線速記録時には記録層溶融後の溶融領域の冷却速度が速くなるため、再結晶化は引き起こされないため、この問題は発生しないが、記録されたマークのサイズが大きいため、隣接トラックに低速記録がなされた場合、より一層、クロスイレーズの問題が深刻となる(課題7)。また、あるトラックに低速記録を行い、その隣接トラックに高速記録を行った場合に、隣接トラックに記録された記録マークの幅が大きくなるため、隣接トラックからの再生信号の漏れこみ(クロストーク)が発生しやすくなる(課題6)。さらに、低速記録された記録マークの上に高速記録を行った場合、高速に記録するために引き起こされる記録マークの消去不足と、すでに記録されている低速記録によるノイズが二重に再生信号を劣化させるためオーバーライト性能が大幅に劣化する(課題5)。以上のように課題1、4、5、6、7は低速記録時の再結晶化によって引き起こされているのである。従来まではこの課題1、4、5、6、7を解決するには、核生成層を従来のGe−Sb−Te系相変化記録材料に付加しなければならず、層数の増加はコスト的に不利である(課題8)。
When the shrinkage of the recording mark due to recrystallization is too large, reproduction signal deterioration occurs as in
原因2:低線速記録を繰り返し行うことによる、記録層材料の偏析
発明者らはCAV記録対応のDVD−RAM媒体用にBi−Ge−Te系材料を使用した際、最外周部の線速度に相当する高速記録(転送レート:55Mbps、線速度20.5m/s)を行った際には10万回の繰り返し記録を行っても全く再生信号劣化が発生しないにもかかわらず、最内周相当の線速度に相当する低速記録(転送レート22Mbps、線速度8.2M/s)を行うと、わずか1000回程度の繰り返し記録を行うと、再生信号が大幅に劣化するという現象を明らかにした。この繰り返し書換え耐性の相違は、低速記録時と高速記録時のレーザービーム照射時間の違いからだけでは説明できないほどの大きさである。この現象を詳細に調べた結果、最内周部の線速度に相当する記録速度で記録した場合、繰り返し記録に伴い、再結晶化量が徐々に増大しており、このために特に記録マークのエッジの形状が変化していることがわかった。これは、再結晶化領域の結晶化速度が繰り返し記録により、徐々に増大していることに起因していると考えられる。マークエッジ記録においては、マークポジション記録に比べ、記録膜の劣化が信号品質に及ぼす悪影響の程度が大きいため、特に再生信号の劣化が大きい。
Cause 2: Segregation of recording layer material due to repeated low-velocity recording When the inventors use a Bi-Ge-Te material for a CAV recording compatible DVD-RAM medium, the linear velocity at the outermost periphery When high-speed recording (transfer rate: 55 Mbps, linear velocity of 20.5 m / s) is performed, the innermost circumference is not affected even if repeated recording is performed 100,000 times, even though reproduction signal degradation does not occur at all. Clarified the phenomenon that when low-speed recording (transfer rate: 22 Mbps, linear speed: 8.2 M / s) corresponding to a considerable linear velocity is performed, repeated recording of only about 1000 times significantly degrades the reproduction signal. . This difference in resistance to repeated rewriting is so large that it cannot be explained only by the difference in laser beam irradiation time between low-speed recording and high-speed recording. As a result of examining this phenomenon in detail, when recording was performed at a recording speed corresponding to the linear velocity of the innermost peripheral portion, the recrystallization amount gradually increased with repeated recording. It was found that the shape of the edge changed. This is considered to be due to the fact that the crystallization speed of the recrystallization region gradually increases due to repeated recording. In mark edge recording, compared to mark position recording, the deterioration of the reproduction signal is particularly large because the degree of the adverse effect of the deterioration of the recording film on the signal quality is large.
原因3:記録マークのアモルファス状態の経時変化
最外周部相当の高速記録を行うと、記録マークの結晶化速度が長期保存に伴い徐々に低下し、最悪の場合、ほとんど、結晶化しなくなるという現象が発生する。この原因は長期保存により、記録マークのアモルファス状態が徐々に変化し、より安定なアモルファス状態に変化するためと考えられる。このように、複数のアモルファス状態が存在する理由は、明らかになっていないが、おそらく、溶融前の記録膜内に複数の結晶状態が存在し、その結晶状態が溶融後にも反映され、様々なアモルファス状態が分散して存在しているからと考えられる。この結果、アモルファスの結晶化速度が経時変化し、徐々に結晶化速度が低下していくのであろう。
Cause 3: Change over time in the amorphous state of the recording mark When high-speed recording equivalent to the outermost peripheral portion is performed, the crystallization speed of the recording mark gradually decreases with long-term storage, and in the worst case, it is almost impossible to crystallize. Occur. This is presumably because the amorphous state of the recording mark gradually changes due to long-term storage and changes to a more stable amorphous state. As described above, the reason for the existence of a plurality of amorphous states is not clear, but probably there are a plurality of crystal states in the recording film before melting, and the crystal states are reflected even after melting. This is probably because the amorphous state is dispersed. As a result, the crystallization speed of amorphous changes with time, and the crystallization speed gradually decreases.
原因4:記録マークの長期保存による結晶化
原因3で述べた現象とは反対に、最内周相当の低速記録を行った場合、長期保存により、記録マークが徐々に結晶化されてしまうという問題が発生する。この原因は、記録層材料の結晶化温度が低すぎ、かつ、アモルファスから結晶に変化する際の活性化エネルギーが小さいことに起因しているものと考えられる。また、低速記録時には溶融領域の冷却速度が小さいことから、冷却過程において、結晶核が生成されているからと考えられる。
Cause 4: Crystallization due to long-term storage of recording marks Contrary to the phenomenon described in
以上の詳細に説明したように、課題1、2、4、5、6、7、8は原因1,2により引き起こされており、原因1,2ともに再結晶化を抑制することにより解決可能となるものである。また、課題3を解決するためには記録マーク内のアモルファス状態が複数存在しないことが重要であり、かつ、記録層材料の結晶化温度が高く、さらにアモルファスが結晶化する際の活性化エネルギーが大きいことが重要である。
As described in detail above, the
上記特許文献3にもあるように、Bi−Ge−Te系相変化材料の、実用的な組成範囲はBi,Ge,Teを頂点とする三角組成図のGeTeとBi2Te3を結ぶ領域に存在するが、発明者らはGeTeとBi2Te3を結ぶ線上よりもGeが過剰に添加された領域が、高速記録、特にCAV記録に適していることを実験的に明らかにした。
As described in
このメカニズムを説明するための発明者らの仮説は以下の通りである。すなわち、Bi−Ge−Te系材料には、現在までに明らかになっている範囲では、GeTe、Bi2Te3、Bi2Ge3Te6、Bi2GeTe4、Bi4GeTe7の化合物が存在する。記録層の溶融直後に再結晶化が起こる場合、その組成によって異なるが、以上の化合物、およびBi,Ge,Teのうち融点が高いものから順に溶融領域外縁部から再結晶化するものと考えられる。以下に、これらの物質を融点が高い順に並べると以下のようになる。
Ge:約937℃
GeTe:約725℃
Bi2Ge3Te6:約650℃
Bi2Te3:約590℃
Bi2GeTe4:約584℃
Bi4GeTe7:約564℃
Te:約450℃
Bi:約271℃
The inventors' hypothesis for explaining this mechanism is as follows. That is, in the Bi-Ge-Te-based material, compounds of GeTe, Bi 2 Te 3 , Bi 2 Ge 3 Te 6 , Bi 2 GeTe 4 , and Bi 4 GeTe 7 exist within the range that has been clarified so far. To do. When recrystallization occurs immediately after the recording layer is melted, it depends on the composition, but it is considered that the above compound and Bi, Ge, Te are recrystallized from the outer edge of the melting region in order from the highest melting point. . In the following, these substances are arranged in descending order of melting point as follows.
Ge: about 937 ° C
GeTe: about 725 ° C
Bi 2 Ge 3 Te 6 : about 650 ° C.
Bi 2 Te 3 : about 590 ° C
Bi 2 GeTe4: about 584 ° C
Bi4GeTe7: about 564 ° C
Te: about 450 ° C.
Bi: about 271 ° C
以上のようにGeの融点が最も高いため、Bi,Ge,Teを頂点とする三角組成図のGeTeとBi2Te3を結ぶ線上よりも、Geを過剰に添加することによって、溶融領域の外縁部にGeが偏析しやすくなるものと考えられる。もし、溶融領域の外縁部にGeが過剰に存在すると、溶融領域の外縁部の結晶化速度が遅くなり、結果的に外縁部からの再結晶化を抑制できる。これにより、低速記録時においても再結晶化が発生せず、この結果、上記課題1,2、4,5,6,7、8を解決できるのである。これと同時にトラック中心付近では結晶化速度が高速となり、高速記録時においても良好な消去性能が得られるのである。しかしながら、過剰なGe原子の数が多すぎると結晶化速度が低下してしまい、外周部の記録速度に相当するような高速記録は不可能となるため適度に過剰なGeを添加することが重要である。
As described above, since the melting point of Ge is the highest, the outer edge of the melted region can be obtained by adding Ge in excess of the line connecting GeTe and Bi 2 Te 3 in the triangular composition diagram with Bi, Ge, Te as vertices. It is considered that Ge is easily segregated in the part. If Ge is excessively present at the outer edge portion of the melting region, the crystallization speed of the outer edge portion of the melting region is reduced, and as a result, recrystallization from the outer edge portion can be suppressed. As a result, recrystallization does not occur even during low-speed recording, and as a result, the
また、課題3を解決するためには記録マーク内のアモルファス状態が複数存在しないことが重要であり、かつ、記録層材料の結晶化温度が高く、さらにアモルファスが結晶化する際の活性化エネルギーが大きいことが重要である。発明者らはBi,Ge,Teを頂点とする三角組成図のGe50Te50付近では上記条件を満足することを明らかにした。これは、従来例にもあるようにGeTeの結晶化温度が200℃程度と高く、Bi2Te3に近づくに従って、結晶化温度が低下することが原因の一つである。また、発明者らは実験的にGe50Te50付近では長期保存後においても、アモルファスの状態が変化しにくく、良好な消去特性が得られることを明らかにした。しかしながら、GeTe量が多すぎると結晶化速度が低下し、外周部の記録速度に相当するような高速記録は不可能となる。また、Bi2Te3量が多すぎると、結晶化温度が低下するため保存寿命が悪化する。したがって、最適な組成はGe50Te50近傍であり、かつ適当な量のBi2Te3を添加した組成が良い。しかも、過剰なGeが存在する領域である。
In order to solve the
したがって、上記課題を解決するためには以下に示した情報記録媒体を用いればよい。 Therefore, in order to solve the above problems, the information recording medium shown below may be used.
(1)すでに説明したように、CAV記録は高速アクセスが可能になるという、ユーザメリットがあるが、それを実現するには多くの課題があり(課題1〜8)きわめて困難であった。基板と、レーザービームの照射による、相変化により情報の記録が行われ、複数回書換え可能な記録層を備え、上記レーザービームを相対的に走査することにより情報の記録が行われる情報記録媒体であって、上記情報記録媒体の形状が円盤状であり、半径R1における記録線速度V1とR1より外側の半径R2における記録線速度V2の関係がV2/V1≧R2/R1の関係を満足するような情報記録媒体においては、上記記録層材料がBi,GeおよびTeを含み、その組成が、Bi、Ge、Teを頂点とする三角組成図上の以下の各点により囲まれた範囲である組成の記録層を備えることによって、CAV記録が実現できることを本発明者らは見出した。
B2(Bi2,Ge47,Te51)
C2(Bi3,Ge47,Te50)
D2(Bi4,Ge47,Te49)
D6(Bi16,Ge37,Te47)
C8(Bi30,Ge22,Te48)
B7(Bi19,Ge26,Te55)
( 1 ) As described above, CAV recording has a user merit that high-speed access is possible, but there are many problems to realize it (
B2 (Bi 2, Ge 47, Te 51)
C2 (Bi 3 , Ge 47 , Te 50 )
D2 (Bi 4 , Ge 47 , Te 49 )
D6 (Bi 16, Ge 37, Te 47)
C8 (Bi 30 , Ge 22 , Te 48 )
B7 (Bi 19 , Ge 26 , Te 55 )
(2)特に、R2/R1≧1.5となるような媒体において、上記B2、C2、D2、D6、C8、B7で囲まれた範囲である組成の記録層を備えることによって、CAV記録が好適に実現できることを本発明者らは見出した。 ( 2 ) In particular, in a medium satisfying R2 / R1 ≧ 1.5, by providing a recording layer having a composition in a range surrounded by B2, C2, D2, D6, C8, and B7, CAV recording is suitably performed. The present inventors have found that this can be realized.
(3)さらに、R2/R1≧2.4となるような媒体においても、上記B2、C2、D2、D6、C8、B7で囲まれた範囲である組成の記録層を備えることによって、CAV記録が好適に実現できることを本発明者らは見出した。 ( 3 ) Further, even in a medium satisfying R2 / R1 ≧ 2.4, CAV recording is suitable by including a recording layer having a composition in a range surrounded by B2, C2, D2, D6, C8, and B7. The present inventors have found that this can be realized.
(4)上記(2)あるいは(3)において、8.14m/s≦V1≦8.61m/sである場合に、上記B2、C2、D2、D6、C8、B7で囲まれた範囲である組成の記録層を備えることによって、CAV記録が特に好適に実現できる。 ( 4 ) In the above ( 2 ) or ( 3 ), when 8.14 m / s ≦ V1 ≦ 8.61 m / s, the composition is in the range surrounded by B2, C2, D2, D6, C8, and B7. By providing the recording layer, CAV recording can be realized particularly suitably.
(5)上記(1)〜(4)の情報記録媒体において、Bi,GeおよびTeの組成が、Bi、Ge、Teを頂点とする三角組成図上の以下の各点により囲まれた範囲である組成の記録層を備えた場合には、情報の記録を10万回程度繰り返した場合においても、再生信号劣化が極めて小さいため、多数回書換えに対する信頼性が飛躍的に向上する。
F2(Bi2.5,Ge47,Te50.5)
C2(Bi3,Ge47,Te50)
D2(Bi4,Ge47,Te49)
D6(Bi16,Ge37,Te47)
C8(Bi30,Ge22,Te48)
F7(Bi19,Ge27,Te54)
(5) The information recording medium of (1) ~ (4), Bi, range set formed of Ge and Te are surrounded Bi, Ge, the following respective points on the diagram triangular composition whose vertices Te When the recording layer of the composition is provided, even when information recording is repeated about 100,000 times, the reproduction signal deterioration is extremely small, so that the reliability with respect to many rewrites is remarkably improved.
F2 (Bi 2.5 , Ge 47 , Te 50.5 )
C2 (Bi 3 , Ge 47 , Te 50 )
D2 (Bi 4 , Ge 47 , Te 49 )
D6 (Bi 16, Ge 37, Te 47)
C8 (Bi 30 , Ge 22 , Te 48 )
F7 (Bi 19 , Ge 27 , Te 54 )
なお、記録層に隣接してBi2Te3,SnTe,PbTe等を含有した核生成層を設けることにより、再結晶化を抑制する効果はさらに向上する。 The effect of suppressing recrystallization is further improved by providing a nucleation layer containing Bi 2 Te 3 , SnTe, PbTe, etc. adjacent to the recording layer.
また、本発明の情報記録媒体に使用される記録層材料が上記組成式であらわされる範囲の関係を維持していれば、たとえ、不純物が混入していたとしても、不純物の原子%が1%以内であれば、本発明の効果は失われない。 Further, if the recording layer material used in the information recording medium of the present invention maintains the relationship in the range represented by the above composition formula, even if impurities are mixed, the atomic% of impurities is 1%. Within the range, the effect of the present invention is not lost.
また、本発明では上記情報記録媒体を相変化光ディスク、あるいは単に光ディスクと表現することがあるが、本発明はエネルギービームの照射により熱が発生し、この熱により原子配列の変化が起こり、これにより情報の記録が行われる情報記録媒体であれば適用可能であるので、特に情報記録媒体の形状によらず、光カード等の円盤状情報記録媒体以外の情報記録媒体にも適用できる。 In the present invention, the information recording medium may be expressed as a phase change optical disk or simply an optical disk. However, in the present invention, heat is generated by irradiation of an energy beam, and this arrangement causes a change in atomic arrangement. Since the present invention can be applied to any information recording medium on which information is recorded, the present invention can be applied to information recording media other than a disk-shaped information recording medium such as an optical card, regardless of the shape of the information recording medium.
また、本明細書中では上記したエネルギービームをレーザービーム、または単にレーザー光あるいは光と表現することがあるが、上記したように本発明は情報記録媒体上に熱を発生させることが可能なエネルギービームであれば効果が得られるので、電子ビーム等のエネルギービームを使用した場合にも、本発明の効果は失われない。 In the present specification, the energy beam described above may be expressed as a laser beam, or simply laser light or light. However, as described above, the present invention is an energy capable of generating heat on an information recording medium. Since an effect can be obtained with a beam, the effect of the present invention is not lost even when an energy beam such as an electron beam is used.
また、本発明では記録層の光入射側に基板が配置されるような構成を前提としているが、記録層の光入射側とは反対側に基板を配置し、光入射側には、基板よりも薄い保護シート等の保護材を配置するような場合においても、本発明の効果は失われない。 In the present invention, it is assumed that the substrate is disposed on the light incident side of the recording layer. However, the substrate is disposed on the opposite side of the recording layer from the light incident side. Even when a protective material such as a thin protective sheet is disposed, the effect of the present invention is not lost.
以下に、本発明の情報記録媒体の実施例について図面を参照しながら具体的に説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。 Embodiments of the information recording medium of the present invention will be specifically described below with reference to the drawings, but the present invention is not limited thereto.
以下に図1〜16を用いて本発明の実施例1を示す。 A first embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS.
<媒体構成>
図1は本発明の情報記録媒体の基本構成である。すなわち、基板上に第1保護層、第1熱安定化層、記録層、第2熱安定化層、第2保護層、吸収率制御層、熱拡散層、紫外線硬化性保護層が順次積層された構造である。ここで、基板にはポリカーボネート製の厚さ0.6mmの基板を使用しており、基板にはあらかじめ4.7GBDVD−RAMと同じフォーマットの溝形状、および、プリピット形状が形成されている。具体的には記録領域内周23.8mmから外周58.6mmにランドとグルーブがトラックピッチ0.615μmで形成されている基板を用いた。各トラックはセクターに分割され、1セクターには43152チャネルビットの情報を格納した。このうちの2048チャネルビットはアドレス情報などを含むヘッダー信号領域、32チャネルビットはランドもグルーブも形成されていないミラー領域とした。記録可能領域41072チャネルビットは、ギャップ領域160+Jチャネルビット、ガード1領域320+(16×K)チャネルビット、VFO領域560チャネルビット、PS領域48チャネルビット、データ領域38688チャネルビット、ポストアンブル領域16チャネルビット、ガード2領域880−(16×K)チャネルビット、バッファー領域400−Jチャネルビットとし、同一のセクターに情報の書換(オーバーライト)を行う場合には、Jを0から15の間で、またKを0から7の間でランダムに変化させた。データ領域38688チャネルビットは32768チャネルビットのメインデータのほか、データID、エラーディテクションコード、エラーコレクションコード、パリティコード、SYNCコードなどからなる。トラックは186チャネルビットの周期でウォブルを施した。ウォブルC/Nは40dBであった。
<Media configuration>
FIG. 1 shows the basic configuration of the information recording medium of the present invention. That is, a first protective layer, a first thermal stabilization layer, a recording layer, a second thermal stabilization layer, a second protective layer, an absorptance control layer, a thermal diffusion layer, and an ultraviolet curable protective layer are sequentially laminated on the substrate. Structure. Here, a substrate made of polycarbonate having a thickness of 0.6 mm is used as the substrate, and a groove shape and a pre-pit shape in the same format as the 4.7 GB DVD-RAM are formed in advance on the substrate. Specifically, a substrate in which lands and grooves are formed at a track pitch of 0.615 μm from the recording area inner periphery of 23.8 mm to the outer periphery of 58.6 mm was used. Each track is divided into sectors, and 43152 channel bits of information are stored in one sector. Of these, 2048 channel bits are a header signal area including address information and the like, and 32 channel bits are a mirror area in which neither land nor groove is formed. The recordable area 41072 channel bits are: gap area 160 + J channel bits,
スパッタリングプロセスにより、上記基板上に、第1保護層として(ZnS)80(SiO2)20を135nm、第1熱安定化層としてCr2O3を7nm、後述する記録層を8nm、第2熱安定化層としてCr2O3を5nm、第2保護層として(ZnS)90(SiO2)20を33nm、吸収率制御層としてCr90(Cr2O3)10を40nm、熱拡散層としてAlを150nm製膜した。さらに、UV樹脂をこの上に塗布し、UV照射しながら、厚さ0.6mmの透明基板を張り合わせることにより、以下の実施例1に使用した情報記録媒体を得た。記録層材料の詳細な説明は後述する。 By sputtering process, (ZnS) 80 (SiO 2 ) 20 is 135 nm as the first protective layer, Cr 2 O 3 is 7 nm as the first thermal stabilization layer, 8 nm is the recording layer, which will be described later, and the second heat is formed on the substrate. Cr 2 O 3 is 5 nm as the stabilizing layer, (ZnS) 90 (SiO 2 ) 20 is 33 nm as the second protective layer, Cr 90 (Cr 2 O 3 ) 10 is 40 nm as the absorption control layer, and Al is used as the thermal diffusion layer. Was formed into a film of 150 nm. Further, an information recording medium used in Example 1 below was obtained by applying a UV resin thereon and pasting a transparent substrate having a thickness of 0.6 mm while UV irradiation. A detailed description of the recording layer material will be described later.
<本実施例に使用した情報記録再生装置>
以下に本発明の情報記録媒体の情報記録、再生、及び装置の動作を、図2を使用して説明する。なお、記録再生を行う際のモーター制御方法としては、記録再生を行うゾーン毎にディスクの回転数を変化させるCAV方式を採用している。ディスク線速度は最内周(半径24mm)で8.2m/秒、最外周(半径58.5mm)で20m/秒である。なお、本発明では、基本的に「内周部」とは約半径24mm、外周部とは約半径58.5mmを指している。また、実験の都合上、中周部(半径40mm)において、回転数を変えることにより、内周部相当の記録線速度、外周部相当の記録線速度で上記情報記録媒体を回転させ、実験を行うこともあるが、このような実験を行っても本発明の効果が失われないことは言うまでもない。
<Information recording / reproducing apparatus used in this embodiment>
The information recording / reproducing of the information recording medium of the present invention and the operation of the apparatus will be described below with reference to FIG. As a motor control method for recording / reproducing, a CAV method is employed in which the number of rotations of the disk is changed for each zone where recording / reproducing is performed. The disk linear velocity is 8.2 m / sec at the innermost circumference (
次に、記録再生の過程を以下に示す。まず、記録装置外部からの情報は8ビットを1単位として、8−16変調器2−8に伝送される。情報記録媒体(以下、光ディスクと呼ぶ)2−1上に情報を記録する際には、マークエッジ方式を用い、情報8ビットを16ビットに変換する変調方式、いわゆる8−16変調方式を用い記録を行う。この変調方式では媒体上に、8ビットの情報に対応させた3T〜14Tのマーク長の情報の記録を行っている。図中の8−16変調器2−8はこの変調を行っている。なお、ここでTとは情報記録時のクロックの周期を表しており、ここでは最内周で17.1ns、最外周で7nsとした。
Next, the recording / reproducing process will be described below. First, information from the outside of the recording apparatus is transmitted to the 8-16 modulator 2-8 in units of 8 bits. When information is recorded on an information recording medium (hereinafter referred to as an optical disk) 2-1, recording is performed using a mark edge method and a modulation method for converting
8−16変調器2−8により変換された3T〜14Tのデジタル信号は記録波形発生回路2−6に転送され、高パワーパルスの幅を約T/2とし、高パワーレベルのレーザー照射間に幅が約T/2の低パワーレベルのレーザー照射を行い、上記一連の高パワーパルス間に中間パワーレベルのレーザー照射が行われるマルチパルス記録波形が生成される。この際、記録マークを形成するための、高パワーレベルと、記録マークの結晶化が可能な中間パワーレベルを、測定する媒体、および半径位置ごとに最適な値に調整した。また、上記記録波形発生回路2−6内において、3T〜14Tの信号を時系列的に交互に「0」と「1」に対応させ、「0」の場合には中間パワーレベルのレーザーパワーを照射し、「1」の場合には高パワーレベルのパルスを含む一連の高パワーパルス列を照射するようにしている。この際、光ディスク2−1上の中間パワーレベルのレーザービームが照射された部位は結晶となり、高パワーレベルのパルスを含む一連の高パワーパルス列のレーザービームが照射された部位はアモルファス(マーク部)に変化する。また、上記記録波形発生回路2−6内は、マーク部を形成するための高パワーレベルを含む一連の高パワーパルス列を形成する際に、マーク部の前後のスペース長に応じて、マルチパルス波形の先頭パルス幅と最後尾のパルス幅を変化させる方式(適応型記録波形制御)に対応したマルチパルス波形テーブルを有しており、これによりマーク間に発生するマーク間熱干渉の影響を極力排除できるマルチパルス記録波形を発生している。 The digital signal of 3T to 14T converted by the 8-16 modulator 2-8 is transferred to the recording waveform generation circuit 2-6, and the width of the high power pulse is set to about T / 2, and during the laser irradiation of the high power level. Laser irradiation at a low power level with a width of about T / 2 is performed, and a multi-pulse recording waveform is generated in which laser irradiation at an intermediate power level is performed between the series of high power pulses. At this time, the high power level for forming the recording mark and the intermediate power level at which the recording mark can be crystallized were adjusted to optimum values for each medium to be measured and the radial position. Further, in the recording waveform generating circuit 2-6, the signals of 3T to 14T are alternately associated with “0” and “1” in time series, and in the case of “0”, the laser power of the intermediate power level is set. In the case of “1”, a series of high power pulse trains including high power level pulses are irradiated. At this time, the portion irradiated with the intermediate power level laser beam on the optical disc 2-1 becomes a crystal, and the portion irradiated with a series of high power pulse trains including a high power level pulse is amorphous (marked portion). To change. In the recording waveform generating circuit 2-6, when a series of high power pulse trains including a high power level for forming the mark portion is formed, a multi-pulse waveform is formed according to the space length before and after the mark portion. Has a multi-pulse waveform table that supports a method (adaptive recording waveform control) that changes the first pulse width and the last pulse width of the signal, thereby eliminating the effects of thermal interference between marks as much as possible. Multi-pulse recording waveform that can be generated.
記録波形発生回路2−6により生成された記録波形は、レーザー駆動回路2−7に転送され、レーザー駆動回路2−7はこの記録波形をもとに、光ヘッド2−3内の半導体レーザーを発光させる。本記録装置に搭載された光ヘッド2−3には、情報記録用のレーザービームとして光波長655nmの半導体レーザーが使用されている。また、このレーザー光をレンズNA0.6の対物レンズにより上記光ディスク2−1の記録層上に絞り込み、上記記録波形に対応したレーザーのレーザービームを照射することにより、情報の記録を行った。 The recording waveform generated by the recording waveform generating circuit 2-6 is transferred to the laser driving circuit 2-7. The laser driving circuit 2-7 uses the recording waveform to scan the semiconductor laser in the optical head 2-3. Make it emit light. In the optical head 2-3 mounted on this recording apparatus, a semiconductor laser having an optical wavelength of 655 nm is used as a laser beam for information recording. Information was recorded by squeezing the laser beam onto the recording layer of the optical disc 2-1 with an objective lens having a lens NA of 0.6 and irradiating a laser beam corresponding to the recording waveform.
一般的に、レーザー波長λのレーザー光をレンズ開口数NAのレンズにより集光した場合、レーザービームのスポット径はおよそ0.9×λ/NAとなる。したがって、上記条件の場合、レーザービームのスポット径は約0.98ミクロンである。この時、レーザービームの偏光を円偏光とした。 In general, when laser light having a laser wavelength λ is condensed by a lens having a lens numerical aperture NA, the spot diameter of the laser beam is approximately 0.9 × λ / NA. Therefore, in the case of the above conditions, the spot diameter of the laser beam is about 0.98 microns. At this time, the polarization of the laser beam was circularly polarized.
また、本記録装置はグルーブとランド(グルーブ間の領域)の両方に情報を記録する方式(いわゆるランドグルーブ記録方式)に対応している。本記録装置ではL/Gサーボ回路2−9により、ランドとグルーブに対するトラッキングを任意に選択することができる。記録された情報の再生も上記光ヘッド2−3を用いて行った。レーザービームを記録されたマーク上に照射し、マークとマーク以外の部分からの反射光を検出することにより、再生信号を得る。この再生信号の振幅をプリアンプ回路2−4により増大させ、8−16復調器2−10に転送する。8−16復調器2−10では16ビット毎に8ビットの情報に変換する。以上の動作により、記録されたマークの再生が完了する。以上の条件で上記光ディスク2−1に記録を行った場合、最短マークである3Tマークのマーク長はおよそ0.42μm、最長マークである14Tマークのマーク長は約1.96μmとなる。 The recording apparatus is compatible with a system (so-called land / groove recording system) for recording information on both the groove and the land (area between the grooves). In this recording apparatus, tracking for the land and the groove can be arbitrarily selected by the L / G servo circuit 2-9. The recorded information was also reproduced using the optical head 2-3. A reproduction signal is obtained by irradiating a laser beam onto a recorded mark and detecting reflected light from the mark and a portion other than the mark. The amplitude of the reproduction signal is increased by the preamplifier circuit 2-4 and transferred to the 8-16 demodulator 2-10. The 8-16 demodulator 2-10 converts the information into 8-bit information every 16 bits. With the above operation, the reproduction of the recorded mark is completed. When recording is performed on the optical disc 2-1 under the above conditions, the mark length of the 3T mark, which is the shortest mark, is approximately 0.42 μm, and the mark length of the 14T mark, which is the longest mark, is approximately 1.96 μm.
なお、内周部ジッター、外周部ジッターを行う際には上記3T〜14Tを含むランダムパターンの信号の記録再生を行い、再生信号に波形等価、2値化、PLL(Phase Locked Loop)処理を行い、ジッターを測定した。 When performing inner and outer peripheral jitter, a random pattern signal including 3T to 14T is recorded and reproduced, and the reproduced signal is subjected to waveform equalization, binarization, and PLL (Phase Locked Loop) processing. Jitter was measured.
<記録層材料の評価基準>
内周部および外周部の記録消去性能、信号品質を評価するため、内周部および外周部相当の記録線速度におけるジッター(ランダム信号を10回記録後のジッター)を測定した。また、書換寿命の試験を行うため、内周部および外周部相当の記録線速度における1万回書換え後のジッターをそれぞれ測定し、10回記録後のジッターからの上昇量を測定した。さらに、内周部相当の記録線速度で記録された記録マーク内の再結晶化の影響を評価するため、上記内周部相当の記録線速度と、外周部相当の記録線速度において11Tの単一周波数信号を記録し、内外周振幅比(内周部振幅/外周部振幅)を測定した。この際、レーザーパワー設定の誤差による影響を排除するため、最適パワーを記録開始パワーの1.7倍として記録を行った。また、保存寿命の評価を行うため加速試験を行った。具体的には測定対象媒体に内周部相当の線速度でランダム信号を10回記録し、そのジッターを測定しておき、90℃に加熱されたオーブンに20時間放置後のジッター上昇量との差を測定した(いわゆる、アーカイバル再生ジッター)。さらに、上記試験と同時に異なるトラックに外周部相当の記録線速度でランダム信号を10回記録後にジッターを測定しておき、90℃の温度で20時間維持した後に同一トラック上にオーバーライトを1回だけ行い、加速試験前のジッターとの差を測定した(いわゆる、アーカイバルオーバーライトジッター)。なお、本情報記録媒体ではランド-グルーブ記録を採用している。このため、ここではランドとグルーブに情報を記録した際の平均値を示した。なお、各性能の目標値は以下の通りである。
ジッター:10%以下
書換寿命:2%以下
内外周振幅比:0.8以上
保存寿命(内周):2%以下
保存寿命(外周):3%以下
<Evaluation criteria for recording layer materials>
In order to evaluate the recording / erasing performance and signal quality of the inner and outer peripheral portions, jitter (jitter after recording
Jitter: 10% or less Rewriting life: 2% or less Inner / outer amplitude ratio: 0.8 or more Storage life (inner periphery): 2% or less Storage life (outer periphery): 3% or less
なお、ジッターの目標値10%は規格値(9%以下)と比較して大きいが、先に説明したように本実施例に使用される情報記録媒体では、記録層の性能のみを比較するため、記録層の組成以外の構成は変化させていない。このため、各記録層に適した構成にした場合と比較して少なくとも、1%以上のジッター上昇が発生する。そこで、あえて、目標値を上げているのである。しかし、この試験により10%以下となったいくつかの記録層組成について、媒体構成の最適化を行ったところ、すべての媒体で、ジッターが9%以下に低下した。したがって、上記目標は記録層組成の性能を判断する上で妥当なものである。また、再結晶化量の評価として内周部振幅/外周部振幅を0.8以上とすることにしたが、以上の目標を達成した情報記録媒体では、十分に再結晶化が抑制されているため、最内周部におけるクロスイレーズ性能の悪化、クロススピードオーバーライト性能の悪化、クロススピードクロストーク性能の悪化、クロススピードクロスイレーズ性能の悪化といった問題は発生しなかった。一方、以上の目標を達成しなかった情報記録媒体では、上記のうち、いずれかの問題が発生する確率が格段に大きくなった。したがって、上記目標は妥当なものである。
Although the target value of
なお、図3〜8及び11〜14において本実施例の評価結果を◎、○、×で表記するが、判定基準は以下の通りである。
ジッター
◎:9%以下、○:10%以下、×:10%より大きい
書換寿命
◎:1%以下、○:2%以下、×:2%より大きい
内外周振幅比
◎:0.9以上、○:0.8以上、×:0.8より小さい
保存寿命(内周)
◎:1%以下、○:2%以下、×:2%より大きい
保存寿命(外周)
◎:2%以下、○:3%以下、×:3%より大きい
総合評価
◎:以上の評価項目すべてが◎の場合、
○:以上の評価項目中に×がなく、一つでも○がある場合、
×:以上の評価項目中に一つでも×の項目がある場合、
In addition, in FIGS. 3-8 and 11-14, although the evaluation result of a present Example is described with (double-circle), (circle), and x, the determination criteria are as follows.
Jitter ◎: 9% or less, ○: 10% or less, X: Rewrite life greater than 10% ◎: 1% or less, ○: 2% or less, X: Inner and outer circumference amplitude ratio greater than 2% ◎: 0.9 or more, ○: 0.8 or more, ×: Storage life smaller than 0.8 (inner circumference)
◎: 1% or less, ○: 2% or less, ×: Storage life longer than 2% (outer circumference)
◎: 2% or less, ○: 3% or less, ×: Comprehensive evaluation greater than 3% ◎: If all the above evaluation items are ◎,
○: If there is no x in the above evaluation items and there is at least one ○
×: If there is at least one item in the above evaluation items,
<記録層の製膜方法>
記録層の組成を変化させるため、本実施例ではGe50Te50とBi2Te3ターゲットの同時スパッタリングを行った。また、本実施例ではBi,Ge、Teを頂点とする三角組成図のGe50Te50とBi2Te3を結ぶ線上以外にも過剰なGeが添加されている組成、過剰なTeが添加されている組成についても検討を行ったが、この際には、Bi2Te3ターゲットにGeの小片、あるいはTeの小片を貼り付けたスパッタリングターゲットを用い、Ge50Te50のスパッタリングターゲットと同時にスパッタリングした。さらに、同時スパッタリングする2種類のターゲットに印加するスパッタリングパワーを、各々調整することにより所望の組成の記録層材料を得た。
<Method for forming recording layer>
In this embodiment, Ge 50 Te 50 and Bi 2 Te 3 targets were simultaneously sputtered in order to change the composition of the recording layer. In addition, in this embodiment, a composition in which excessive Ge is added in addition to a line connecting Ge 50 Te 50 and Bi 2 Te 3 in a triangular composition diagram having Bi, Ge, and Te as vertices, and excessive Te is added. In this case, sputtering was performed simultaneously with a sputtering target of Ge 50 Te 50 using a sputtering target in which a Ge piece or a Te piece was attached to a Bi 2 Te 3 target. . Further, a recording layer material having a desired composition was obtained by adjusting the sputtering power applied to the two types of targets to be simultaneously sputtered.
なお、この際、Ge50Te50ターゲットと、Bi2Te3ターゲットのサイズを同じにした場合、Bi2Te3のスパッタレートが大きすぎるため、Ge50Te50膜へのBi2Te3添加量を正確に制御することが困難となった。そこで、Ge50Te50ターゲットのサイズよりも、Bi2Te3ターゲットのサイズを小さくした。具体的には、Ge50Te50ターゲットのサイズを直径5インチの円盤状とし、Bi2Te3ターゲットのサイズを直径3インチの円盤状とした。 At this time, when the Ge 50 Te 50 target and the Bi 2 Te 3 target have the same size, the amount of Bi 2 Te 3 added to the Ge 50 Te 50 film is too high because the sputtering rate of Bi 2 Te 3 is too large. It became difficult to accurately control. Therefore, the size of the Bi 2 Te 3 target was made smaller than the size of the Ge 50 Te 50 target. Specifically, the Ge 50 Te 50 target size was a disk shape with a diameter of 5 inches, and the Bi 2 Te 3 target size was a disk shape with a diameter of 3 inches.
<記録層材料の評価結果>
1.A系列
A系列ではBi,Ge,Teを頂点とする三角組成図上のGe50Te50とBi2Te3を結ぶ線上よりも過剰にTeが添加されている記録層材料を有する情報記録媒体を作成し、評価を行った。この際、Bi−Te側のスパッタリングターゲットにより製膜された記録層材料の組成はBi35Te65であった。以下に各組成の記録層の評価結果を、図3を用いて説明する。
A1:記録層の組成はBi1Ge49Te50であった。内周部の書換寿命、外周部のジッター、および内外周振幅比が目標未達であった。このため、総合評価は×であった。
A2:記録層の組成はBi4Ge44Te52であった。内周部の書換寿命、および内外周振幅比が目標未達であった。このため、総合評価は×であった。
A3:記録層の組成はBi5Ge43Te52であった。内周部の書換寿命、および内外周振幅比が目標未達であった。このため、総合評価は×であった。
A4:記録層の組成はBi6Ge41Te53であった。内周部の書換寿命、および内外周振幅比が目標未達であった。このため、総合評価は×であった。
A5:記録層の組成はBi7Ge40Te53であった。内周部の書換寿命、および内外周振幅比が目標未達であった。このため、総合評価は×であった。
A6:記録層の組成はBi10Ge36Te54であった。内周部の書換寿命、および内外周振幅比が目標未達であった。このため、総合評価は×であった。
A7:記録層の組成はBi15Ge29Te56であった。内周部の書換寿命、および内外周振幅比が目標未達であった。このため、総合評価は×であった。
A8:記録層の組成はBi18Ge24Te58であった。内周部の書換寿命、外周部の保存寿命、および内外周振幅比が目標未達であった。このため、総合評価は×であった。
A9:記録層の組成はBi22Ge19Te59であった。内周部の書換寿命、内周部の保存寿命、外周部の保存寿命、および内外周振幅比が目標未達であった。このため、総合評価は×であった。
<Evaluation results of recording layer material>
1. A series In the A series, an information recording medium having a recording layer material to which Te is added in excess of the line connecting Ge 50 Te 50 and Bi 2 Te 3 on a triangular composition diagram having Bi, Ge, Te as apexes. Created and evaluated. At this time, the composition of the recording layer material formed by the sputtering target on the Bi-Te side was Bi 35 Te 65 . The evaluation results of the recording layer having each composition will be described below with reference to FIG.
A1: The composition of the recording layer was Bi 1 Ge 49 Te 50 . The rewriting life of the inner peripheral part, the jitter of the outer peripheral part, and the inner / outer amplitude ratio were not achieved. For this reason, comprehensive evaluation was x.
A2: The composition of the recording layer was Bi 4 Ge 44 Te 52 . The rewriting life of the inner periphery and the inner / outer amplitude ratio were not achieved. For this reason, comprehensive evaluation was x.
A3: The composition of the recording layer was Bi 5 Ge 43 Te 52 . The rewriting life of the inner periphery and the inner / outer amplitude ratio were not achieved. For this reason, comprehensive evaluation was x.
A4: The composition of the recording layer was Bi 6 Ge 41 Te 53 . The rewriting life of the inner periphery and the inner / outer amplitude ratio were not achieved. For this reason, comprehensive evaluation was x.
A5: The composition of the recording layer was Bi 7 Ge 40 Te 53 . The rewriting life of the inner periphery and the inner / outer amplitude ratio were not achieved. For this reason, comprehensive evaluation was x.
A6: The composition of the recording layer was Bi 10 Ge 36 Te 54 . The rewriting life of the inner periphery and the inner / outer amplitude ratio were not achieved. For this reason, comprehensive evaluation was x.
A7: The composition of the recording layer was Bi 15 Ge 29 Te 56 . The rewriting life of the inner periphery and the inner / outer amplitude ratio were not achieved. For this reason, comprehensive evaluation was x.
A8: The composition of the recording layer was Bi 18 Ge 24 Te 58 . The rewriting life of the inner peripheral portion, the storage life of the outer peripheral portion, and the inner / outer amplitude ratio were not achieved. For this reason, comprehensive evaluation was x.
A9: The composition of the recording layer was Bi 22 Ge 19 Te 59 . The rewriting life of the inner periphery, the storage life of the inner periphery, the storage life of the outer periphery, and the inner / outer amplitude ratio were not achieved. For this reason, comprehensive evaluation was x.
以上のように、Bi,Ge、Teを頂点とする三角組成図のGe50Te50とBi2Te3を結ぶ線上の記録層材料に、過剰なTeが添加された組成の記録層材料を使用した場合、すべての情報記録媒体で内周部ジッターおよび内周部の書換寿命が目標未達となり、CAV記録用情報記録媒体としては実用的ではないことがわかった。 As described above, a recording layer material having a composition in which excessive Te is added to the recording layer material on the line connecting Ge 50 Te 50 and Bi 2 Te 3 in a triangular composition diagram with Bi, Ge, and Te as vertices is used. In such a case, it was found that the inner peripheral jitter and the inner rewritable lifetime were not achieved in all information recording media, and it was not practical as an information recording medium for CAV recording.
2.B系列
B系列ではBi,Ge,Teを頂点とする三角組成図上のGe50Te50とBi2Te3を結ぶ線上の記録層材料を有する情報記録媒体を作成し、評価を行った。この際、Bi−Te側のスパッタリングターゲットにより製膜された記録層材料の組成はBi40Te60であった。以下に各組成の記録層の評価結果を、図4を用いて説明する。
B1:記録層の組成はBi1Ge49Te50であった。内周部の書換寿命、外周部のジッター、および内外周振幅比が目標未達であった。このため、総合評価は×であった。
B2:記録層の組成はBi2Ge47Te51であった。すべての項目で目標を達成しているが、外周部ジッターの評価が○であったため、総合評価は○であった。
B3:記録層の組成はBi3Ge46Te51であった。すべての項目で目標を十分に達成しているため、総合評価は◎であった。
B4:記録層の組成はBi6Ge42Te52であった。すべての項目で目標を十分に達成しているため、総合評価は◎であった。
B5:記録層の組成はBi7Ge41Te52であった。すべての項目で目標を十分に達成しているため、総合評価は◎であった。
B6:記録層の組成はBi12Ge35Te53であった。すべての項目で目標を達成していたが、内周部ジッター、内周部書換寿命、内周部保存寿命、外周部保存寿命、内外周振幅比の評価が○であったため、総合評価は○であった。
B7:記録層の組成はBi19Ge26Te55であった。すべての項目で目標を達成していたが、内周部ジッター、内周部書換寿命、内周部保存寿命、外周部保存寿命、内外周振幅比の評価が○であったため、総合評価は○であった。
B8:記録層の組成はBi21Ge24Te55であった。内周部の保存寿命が目標未達であったため、総合評価は×であった。
B9:記録層の組成はBi25Ge19Te56であった。内周部の保存寿命が目標未達であったため、総合評価は×であった。
2. B series In the B series, an information recording medium having a recording layer material on a line connecting Ge 50 Te 50 and Bi 2 Te 3 on a triangular composition diagram having Bi, Ge, and Te as vertices was created and evaluated. At this time, the composition of the recording layer material formed by the Bi-Te side sputtering target was Bi 40 Te 60 . The evaluation results of the recording layer having each composition will be described below with reference to FIG.
B1: The composition of the recording layer was Bi 1 Ge 49 Te 50 . The rewriting life of the inner peripheral part, the jitter of the outer peripheral part, and the inner / outer amplitude ratio were not achieved. For this reason, comprehensive evaluation was x.
B2: The composition of the recording layer was Bi 2 Ge 47 Te 51 . The target was achieved in all items, but the overall evaluation was ◯ because the evaluation of the outer periphery jitter was ◯.
B3: The composition of the recording layer was Bi 3 Ge 46 Te 51 . The overall evaluation was ◎ because the targets were sufficiently achieved in all items.
B4: The composition of the recording layer was Bi 6 Ge 42 Te 52 . The overall evaluation was ◎ because the targets were sufficiently achieved in all items.
B5: The composition of the recording layer was Bi 7 Ge 41 Te 52 . The overall evaluation was ◎ because the targets were sufficiently achieved in all items.
B6: The composition of the recording layer was Bi 12 Ge 35 Te 53 . The targets were achieved for all items, but the evaluation of the inner periphery jitter, inner periphery rewrite life, inner periphery storage life, outer periphery storage life, inner and outer periphery amplitude ratio was ○, so the overall evaluation was ○ Met.
B7: The composition of the recording layer was Bi 19 Ge 26 Te 55 . The targets were achieved for all items, but the evaluation of the inner periphery jitter, inner periphery rewrite life, inner periphery storage life, outer periphery storage life, inner and outer periphery amplitude ratio was ○, so the overall evaluation was ○ Met.
B8: The composition of the recording layer was Bi 21 Ge 24 Te 55 . Since the storage life of the inner periphery did not reach the target, the overall evaluation was x.
B9: The composition of the recording layer was Bi 25 Ge 19 Te 56 . Since the storage life of the inner periphery did not reach the target, the overall evaluation was x.
以上のように、Bi,Ge、Teを頂点とする三角組成図のGe50Te50とBi2Te3を結ぶ線上の記録層材料を使用した場合であって、かつGe量が26〜47%の場合にすべての情報記録媒体ですべての目標を達成しており、特にGe量が41〜46%の場合に極めて良好な性能を示すことがわかった。 As described above, the recording layer material on the line connecting Ge 50 Te 50 and Bi 2 Te 3 in the triangular composition diagram with Bi, Ge and Te as vertices is used, and the Ge amount is 26 to 47%. In this case, all the information recording media achieved all the targets, and it was found that extremely good performance was exhibited particularly when the Ge amount was 41 to 46%.
3.C系列
C系列ではBi,Ge,Teを頂点とする三角組成図上のGe50Te50とBi2Te3を結ぶ線上よりも過剰にGeが添加されている記録層材料を有する情報記録媒体を作成し、評価を行った。この際、Bi−Te側のスパッタリングターゲットにより製膜された記録層材料の組成はBi32Ge20Te48であった。以下に各組成の記録層の評価結果を、図5を用いて説明する。
C1:記録層の組成はBi2Ge48Te50であった。外周部ジッターが目標未達であったため、総合評価は×であった。
C2:記録層の組成はBi3Ge47Te50であった。すべての項目で目標を達成していたが、外周部ジッターの評価が○であったため、総合評価は○であった。
C3:記録層の組成はBi4Ge46Te50であった。すべての項目で目標を十分に達成しているため、総合評価は◎であった。
C4:記録層の組成はBi7Ge43Te50であった。すべての項目で目標を十分に達成しているため、総合評価は◎であった。
C5:記録層の組成はBi10Ge41Te49であった。すべての項目で目標を十分に達成しているため、総合評価は◎であった。
C6:記録層の組成はBi14Ge37Te49であった。すべての項目で目標を達成していたが、外周部の保存寿命の評価が○であったため、総合評価は○であった。
C7:記録層の組成はBi19Ge32Te49であった。すべての項目で目標を達成していたが、内周部ジッター、内周部書換寿命、内周部保存寿命、外周部保存寿命、内外周振幅比の評価が○であったため、総合評価は○であった。
C8:記録層の組成はBi30Ge22Te48であった。すべての項目で目標を達成していたが、内周部ジッター、内周部書換寿命、内周部保存寿命、外周部ジッター、外周部保存寿命、内外周振幅比の評価が○であったため、総合評価は○であった。
C9:記録層の組成はBi33Ge19Te48であった。外周部ジッターおよび外周部保存寿命が目標未達であったため、総合評価は×であった。
3. C series In the C series, an information recording medium having a recording layer material to which Ge is added more excessively than the line connecting Ge 50 Te 50 and Bi 2 Te 3 on a triangular composition diagram with Bi, Ge, Te as vertices. Created and evaluated. At this time, the composition of the recording layer material formed by the sputtering target on the Bi-Te side was Bi 32 Ge 20 Te 48 . The evaluation results of the recording layer having each composition will be described below with reference to FIG.
C1: The composition of the recording layer was Bi 2 Ge 48 Te 50 . Since the outer peripheral jitter did not reach the target, the overall evaluation was x.
C2: The composition of the recording layer was Bi 3 Ge 47 Te 50 . The target was achieved in all items, but the overall evaluation was ◯ because the evaluation of the outer periphery jitter was ◯.
C3: The composition of the recording layer was Bi 4 Ge 46 Te 50 . The overall evaluation was ◎ because the targets were sufficiently achieved in all items.
C4: The composition of the recording layer was Bi 7 Ge 43 Te 50 . The overall evaluation was ◎ because the targets were sufficiently achieved in all items.
C5: The composition of the recording layer was Bi 10 Ge 41 Te 49 . The overall evaluation was ◎ because the targets were sufficiently achieved in all items.
C6: The composition of the recording layer was Bi 14 Ge 37 Te 49 . The target was achieved in all items, but the overall evaluation was ◯ because the evaluation of the shelf life of the outer peripheral portion was ◯.
C7: The composition of the recording layer was Bi 19 Ge 32 Te 49 . The targets were achieved for all items, but the evaluation of the inner periphery jitter, inner periphery rewrite life, inner periphery storage life, outer periphery storage life, inner and outer periphery amplitude ratio was ○, so the overall evaluation was ○ Met.
C8: The composition of the recording layer was Bi 30 Ge 22 Te 48 . The target was achieved in all items, but the evaluation of inner circumference jitter, inner circumference rewriting life, inner circumference storage life, outer circumference jitter, outer circumference storage life, inner and outer circumference amplitude ratio was ○. The overall evaluation was ○.
C9: The composition of the recording layer was Bi 33 Ge 19 Te 48 . Since the outer peripheral jitter and the outer peripheral shelf life did not reach the targets, the overall evaluation was x.
以上のように、Bi,Ge、Teを頂点とする三角組成図のGe50Te50とBi2Te3を結ぶ線上の記録層材料に、過剰なGeを適当な量添加した組成の記録層材料を使用した場合であって、かつGe量が22〜47%の場合にすべての情報記録媒体ですべての目標を達成しており、特にGe量が41〜46%の場合に極めて良好な性能を示すことがわかった。 As described above, a recording layer material having a composition in which an appropriate amount of excess Ge is added to the recording layer material on the line connecting Ge 50 Te 50 and Bi 2 Te 3 in a triangular composition diagram with Bi, Ge and Te as vertices. And when the Ge amount is 22 to 47%, all the information recording media have achieved all the targets. Especially when the Ge amount is 41 to 46%, extremely good performance is achieved. I found out.
4.D系列
D系列ではBi,Ge,Teを頂点とする三角組成図上のC系列の組成線上よりも、さらに過剰にGeが添加されている記録層材料を有する情報記録媒体を作成し、評価を行った。この際、Bi−Te側のスパッタリングターゲットにより製膜された記録層材料の組成はBi30Ge26Te44であった。以下に各組成の記録層の評価結果を、図6を用いて説明する。
D1:記録層の組成はBi3Ge48Te49であった。外周部ジッターが目標未達であったため、総合評価は×であった。
D2:記録層の組成はBi4Ge47Te49であった。すべての項目で目標を達成していたが、外周部ジッターの評価が○であったため、総合評価は○であった。
D3:記録層の組成はBi5Ge46Te49であった。すべての項目で目標を十分に達成しているため、総合評価は◎であった。
D4:記録層の組成はBi8Ge44Te48であった。すべての項目で目標を十分に達成しているため、総合評価は◎であった。
D5:記録層の組成はBi10Ge42Te48であった。すべての項目で目標を十分に達成しているため、総合評価は◎であった。
D6:記録層の組成はBi16Ge37Te47であった。すべての項目で目標を達成していたが、外周部ジッターおよび外周部保存寿命の評価が○であったため、総合評価は○であった。
D7:記録層の組成はBi19Ge35Te46であった。外周部ジッターおよび外周部保存寿命が目標未達であったため、総合評価は×であった。
D8:記録層の組成はBi23Ge31Te46であった。外周部ジッターおよび外周部保存寿命が目標未達であったため、総合評価は×であった。
D9:記録層の組成はBi28Ge27Te45であった。外周部ジッターおよび外周部保存寿命が目標未達であったため、総合評価は×であった。
4). D series In the D series, an information recording medium having a recording layer material in which Ge is added more excessively than the C series composition line on the triangular composition diagram with Bi, Ge, Te as vertices is prepared and evaluated. went. At this time, the composition of the recording layer material formed by the sputtering target on the Bi-Te side was Bi 30 Ge 26 Te 44 . The evaluation results of the recording layer of each composition will be described below with reference to FIG.
D1: The composition of the recording layer was Bi 3 Ge 48 Te 49 . Since the outer peripheral jitter did not reach the target, the overall evaluation was x.
D2: The composition of the recording layer was Bi 4 Ge 47 Te 49 . The target was achieved in all items, but the overall evaluation was ◯ because the evaluation of the outer periphery jitter was ◯.
D3: The composition of the recording layer was Bi 5 Ge 46 Te 49 . The overall evaluation was ◎ because the targets were sufficiently achieved in all items.
D4: The composition of the recording layer was Bi 8 Ge 44 Te 48 . The overall evaluation was ◎ because the targets were sufficiently achieved in all items.
D5: The composition of the recording layer was Bi 10 Ge 42 Te 48 . The overall evaluation was ◎ because the targets were sufficiently achieved in all items.
D6: The composition of the recording layer was Bi 16 Ge 37 Te 47 . Although the targets were achieved in all items, the evaluation of the outer peripheral jitter and the outer peripheral shelf life was “good”, so the overall evaluation was “good”.
D7: The composition of the recording layer was Bi 19 Ge 35 Te 46 . Since the outer peripheral jitter and the outer peripheral shelf life did not reach the targets, the overall evaluation was x.
D8: The composition of the recording layer was Bi 23 Ge 31 Te 46 . Since the outer peripheral jitter and the outer peripheral shelf life did not reach the targets, the overall evaluation was x.
D9: The composition of the recording layer was Bi 28 Ge 27 Te 45 . Since the outer peripheral jitter and the outer peripheral shelf life did not reach the targets, the overall evaluation was x.
以上のように、Bi,Ge、Teを頂点とする三角組成図のGe50Te50とBi2Te3を結ぶ線上の記録層材料に、C系列と同様に、過剰なGeが適当な量添加された組成の記録層材料を使用した場合であって、かつGe量が37〜47%の場合にすべての情報記録媒体ですべての目標を達成しており、特にGe量が42〜46%の場合に極めて良好な性能を示すことがわかった。 As described above, an appropriate amount of excess Ge is added to the recording layer material on the line connecting Ge 50 Te 50 and Bi 2 Te 3 in a triangular composition diagram with Bi, Ge and Te as vertices, as in the C series. When the recording layer material having the above composition is used and the Ge amount is 37 to 47%, all the information recording media achieve all the targets, and in particular, the Ge amount is 42 to 46%. It was found that the case shows very good performance.
5.E系列
E系列ではBi,Ge,Teを頂点とする三角組成図上のD系列の組成線上よりも、さらに過剰にGeが添加されている記録層材料を有する情報記録媒体を作成し、評価を行った。この際、Bi−Te側のスパッタリングターゲットにより製膜された記録層材料の組成はBi27Ge32Te41であった。以下に各組成の記録層の評価結果を、図7を用いて説明する。
E1:記録層の組成はBi2Ge49Te49であった。外周部ジッターが目標未達であったため総合評価は×であった。
E2:記録層の組成はBi3Ge48Te49であった。外周部ジッターが目標未達であったため総合評価は×であった。
E3:記録層の組成はBi8Ge45Te47であった。外周部ジッターが目標未達であったため総合評価は×であった。
E4:記録層の組成はBi11Ge43Te46であった。外周部ジッターが目標未達であったため総合評価は×であった。
E5:記録層の組成はBi13Ge41Te46であった。外周部ジッターおよび外周部保存寿命が目標未達であったため、総合評価は×であった。
E6:記録層の組成はBi16Ge39Te45であった。外周部ジッターおよび外周部保存寿命が目標未達であったため、総合評価は×であった。
E7:記録層の組成はBi20Ge37Te43であった。外周部ジッターおよび外周部保存寿命が目標未達であったため、総合評価は×であった。
E8:記録層の組成はBi24Ge34Te42であった。外周部ジッターおよび外周部保存寿命が目標未達であったため、総合評価は×であった。
E9:記録層の組成はBi27Ge32Te41であった。外周部ジッターおよび外周部保存寿命が目標未達であったため、総合評価は×であった。
5. E series In the E series, an information recording medium having a recording layer material to which Ge is added more excessively than the D series composition line on the triangular composition diagram with Bi, Ge, and Te as vertices is prepared and evaluated. went. At this time, the composition of the recording layer material formed by the sputtering target on the Bi-Te side was Bi 27 Ge 32 Te 41 . The evaluation results of the recording layer having each composition will be described below with reference to FIG.
E1: The composition of the recording layer was Bi 2 Ge 49 Te 49 . Since the outer peripheral jitter did not reach the target, the overall evaluation was x.
E2: The composition of the recording layer was Bi 3 Ge 48 Te 49 . Since the outer peripheral jitter did not reach the target, the overall evaluation was x.
E3: The composition of the recording layer was Bi 8 Ge 45 Te 47 . Since the outer peripheral jitter did not reach the target, the overall evaluation was x.
E4: The composition of the recording layer was Bi 11 Ge 43 Te 46 . Since the outer peripheral jitter did not reach the target, the overall evaluation was x.
E5: The composition of the recording layer was Bi 13 Ge 41 Te 46 . Since the outer peripheral jitter and the outer peripheral shelf life did not reach the targets, the overall evaluation was x.
E6: The composition of the recording layer was Bi 16 Ge 39 Te 45 . Since the outer peripheral jitter and the outer peripheral shelf life did not reach the targets, the overall evaluation was x.
E7: The composition of the recording layer was Bi 20 Ge 37 Te 43 . Since the outer peripheral jitter and the outer peripheral shelf life did not reach the targets, the overall evaluation was x.
E8: The composition of the recording layer was Bi 24 Ge 34 Te 42 . Since the outer peripheral jitter and the outer peripheral shelf life did not reach the targets, the overall evaluation was x.
E9: The composition of the recording layer was Bi 27 Ge 32 Te 41 . Since the outer peripheral jitter and the outer peripheral shelf life did not reach the targets, the overall evaluation was x.
以上のように、Bi,Ge、Teを頂点とする三角組成図のGe50Te50とBi2Te3を結ぶ線上の記録層材料に、過剰なGeが過剰に添加された組成の記録層材料を使用した場合、外周部におけるオーバーライト性能が急激に悪化するため、CAV記録用の情報記録媒体としては、実用的ではないことがわかった。 As described above, a recording layer material having a composition in which excessive Ge is excessively added to the recording layer material on the line connecting Ge 50 Te 50 and Bi 2 Te 3 in a triangular composition diagram having Bi, Ge, and Te as vertices. It was found that the information recording medium for CAV recording is not practical because the overwriting performance in the outer peripheral portion deteriorates sharply when the recording medium is used.
6.最適な記録層材料組成範囲
以上の実施例1の、総合評価の結果を図8にまとめた。また、この結果をもとに総合評価が○となる組成範囲を図9の三角組成図に示した。すなわち、以下の組成点により囲まれる組成範囲である。
B2(Bi2,Ge47,Te51)
C2(Bi3,Ge47,Te50)
D2(Bi4,Ge47,Te49)
D6(Bi16,Ge37,Te47)
C8(Bi30,Ge22,Te48)
B7(Bi19,Ge26,Te55)
6). Optimal recording layer material composition range The results of comprehensive evaluation of the above Example 1 are summarized in FIG. In addition, based on this result, the composition range in which the overall evaluation becomes “◯” is shown in the triangular composition diagram of FIG. 9. That is, it is a composition range surrounded by the following composition points.
B2 (Bi 2, Ge 47, Te 51)
C2 (Bi 3 , Ge 47 , Te 50 )
D2 (Bi 4 , Ge 47 , Te 49 )
D6 (Bi 16, Ge 37, Te 47)
C8 (Bi 30 , Ge 22 , Te 48 )
B7 (Bi 19 , Ge 26 , Te 55 )
さらに、全ての評価項目で極めて良好な性能を示した総合評価が◎となる組成範囲を図10に示した。すなわち、以下の組成点により囲まれる組成範囲である。
B3(Bi3,Ge46,Te51)
C3(Bi4,Ge46,Te50)
D3(Bi5,Ge46,Te49)
D5(Bi10,Ge42,Te48)
C5(Bi10,Ge41,Te49)
B5(Bi7,Ge41,Te52)
Further, FIG. 10 shows a composition range in which a comprehensive evaluation showing extremely good performance in all evaluation items is ◎. That is, it is a composition range surrounded by the following composition points.
B3 (Bi 3 , Ge 46 , Te 51 )
C3 (Bi 4 , Ge 46 , Te 50 )
D3 (Bi 5, Ge 46, Te 49)
D5 (Bi 10, Ge 42, Te 48)
C5 (Bi 10 , Ge 41 , Te 49 )
B5 (Bi 7 , Ge 41 , Te 52 )
また、各ディスクに対して10万回の多数回書換えを行った場合の総合評価の結果を図11に示した。判定基準は1万回の多数回書換えを行った際と同じにしてある。図8との比較により明らかなように、B系列の総合評価が悪化している。この原因は図12に示した、B系列の各評価項目の評価結果から明らかである。B系列の媒体に対して10万回の多数回書換えを行った場合、外周部の書換寿命は1万回書換えを行った場合(図4)と同様に全ての条件で◎の評価となっている。これに対して、内周部相当の線速度で回転させ10万回の多数回書換えを行った場合、すべての媒体で目標未達となった。このようにB系列は1万回程度の書換え回数では、実用的であるが、10万回程度の多数回書換え可能回数が要求されるような用途では、実用的ではないことが明らかとなった。 In addition, FIG. 11 shows the result of comprehensive evaluation when rewriting is performed 100,000 times for each disk. The judgment criteria are the same as when 10,000 times of rewriting is performed. As is clear from comparison with FIG. 8, the overall evaluation of the B series is getting worse. The cause is clear from the evaluation results of the evaluation items of the B series shown in FIG. When a large number of rewrites are performed 100,000 times on a B-series medium, the rewrite life of the outer peripheral portion is evaluated as ◎ under all conditions as in the case of 10,000 rewrites (FIG. 4). Yes. On the other hand, when rewriting was performed many times 100,000 times by rotating at a linear velocity equivalent to the inner circumference, the target was not achieved for all the media. As described above, the B-series is practical when the number of rewrites is about 10,000 times, but it is not practical for applications that require a large number of possible rewrites of about 100,000 times. .
7.F系列
上記したように、記録層に含有されるBi、Ge、およびTeの組成比がGeTeとBi2Te3を結ぶ線上よりもGeが過剰に存在する範囲にあることにより、記録時における溶融領域の外縁部にGeが偏析しやすくなる。また、Geの結晶化速度は上記したTe化合物、Biと比較して、非常に遅い。この結果、溶融領域の外縁部の結晶化速度が遅くなり、結果的に溶融領域外縁部からの再結晶化を抑制できる。特に、上記再結晶化を抑制できることによって、多数回書換え後の記録膜組成の偏析による信号劣化を抑制できる。したがって、わずかでも上記過剰なGeが存在することにより、本発明の効果が発現する。一例として以下に示したF系列の実験結果を示す。
7. F series As described above, the composition ratio of Bi, Ge, and Te contained in the recording layer is within the range where Ge is in excess of the line connecting GeTe and Bi 2 Te 3 , so that melting during recording is possible. Ge is easily segregated at the outer edge of the region. Further, the crystallization rate of Ge is very slow as compared with the Te compound and Bi described above. As a result, the crystallization speed at the outer edge portion of the molten region becomes slow, and as a result, recrystallization from the outer edge portion of the molten region can be suppressed. In particular, by suppressing the recrystallization, signal deterioration due to segregation of the recording film composition after many rewrites can be suppressed. Therefore, the effects of the present invention are manifested by the presence of the above-described excess Ge. As an example, experimental results of the F series shown below are shown.
F系列では記録層中のBi,GeおよびTeの組成比が、B系列とC系列の間に位置している組成の記録層材料を使用した。すなわち、Bi、GeおよびTeの組成比がBi,Ge,Teを頂点とする三角組成図上のGe50Te50とBi2Te3を結ぶ線上の記録層材料を有する情報記録媒体を作成し、評価を行った。この際、Bi−Te側のスパッタリングターゲットにより製膜された記録層材料の組成はBi38Ge5Te57であった。また、書換え寿命の評価を行う際には、10万回の書換えを行い上記した判定基準により判定を行った。各組成の記録層の評価結果を、図13を用いて説明する。
F1:記録層の組成はBi1Ge49Te50であった。内周部の書換寿命、外周部のジッター、および内外周振幅比が目標未達であった。このため、総合評価は×であった。
F2:記録層の組成はBi2.5Ge47Te50.5であった。すべての項目で目標を達成しているが、外周部ジッターの評価が○であったため、総合評価は○であった。
F3:記録層の組成はBi3.5Ge46Te50.5であった。すべての項目で目標を十分に達成しているため、総合評価は◎であった。
F4:記録層の組成はBi6.5Ge42Te51.5であった。すべての項目で目標を十分に達成しているため、総合評価は◎であった。
F5:記録層の組成はBi7.5Ge41Te51.5であった。すべての項目で目標を十分に達成しているため、総合評価は◎であった。
F6:記録層の組成はBi13Ge35Te52であった。すべての項目で目標を達成していたが、内周部ジッター、内周部書換寿命、内周部保存寿命、外周部保存寿命、内外周振幅比の評価が○であったため、総合評価は○であった。
F7:記録層の組成はBi19Ge27Te54であった。すべての項目で目標を達成していたが、内周部ジッター、内周部書換寿命、内周部保存寿命、外周部保存寿命、内外周振幅比の評価が○であったため、総合評価は○であった。
F8:記録層の組成はBi22Ge24Te54であった。内周部の保存寿命が目標未達であったため、総合評価は×であった。
F9:記録層の組成はBi26Ge19Te55であった。内周部の保存寿命が目標未達であったため、総合評価は×であった。
In the F series, a recording layer material having a composition in which the composition ratio of Bi, Ge, and Te in the recording layer is located between the B series and the C series was used. That is, an information recording medium having a recording layer material on a line connecting Ge 50 Te 50 and Bi 2 Te 3 on a triangular composition diagram in which the composition ratio of Bi, Ge, and Te is Bi, Ge, Te is formed, Evaluation was performed. At this time, the composition of the recording layer material formed by the sputtering target on the Bi-Te side was Bi 38 Ge 5 Te 57 . Further, when evaluating the rewriting life, the rewriting was performed 100,000 times and the determination was made based on the above-described determination criteria. The evaluation results of the recording layer of each composition will be described with reference to FIG.
F1: The composition of the recording layer was Bi 1 Ge 49 Te 50 . The rewriting life of the inner peripheral part, the jitter of the outer peripheral part, and the inner / outer amplitude ratio were not achieved. For this reason, comprehensive evaluation was x.
F2: The composition of the recording layer was Bi 2.5 Ge 47 Te 50.5 . The target was achieved in all items, but the overall evaluation was ◯ because the evaluation of the outer periphery jitter was ◯.
F3: The composition of the recording layer was Bi 3.5 Ge 46 Te 50.5 . The overall evaluation was ◎ because the targets were sufficiently achieved in all items.
F4: The composition of the recording layer was Bi 6.5 Ge 42 Te 51.5 . The overall evaluation was ◎ because the targets were sufficiently achieved in all items.
F5: The composition of the recording layer was Bi 7.5 Ge 41 Te 51.5 . The overall evaluation was ◎ because the targets were sufficiently achieved in all items.
F6: The composition of the recording layer was Bi 13 Ge 35 Te 52 . The targets were achieved for all items, but the evaluation of the inner periphery jitter, inner periphery rewrite life, inner periphery storage life, outer periphery storage life, inner and outer periphery amplitude ratio was ○, so the overall evaluation was ○ Met.
F7: The composition of the recording layer was Bi 19 Ge 27 Te 54 . The targets were achieved for all items, but the evaluation of the inner periphery jitter, inner periphery rewrite life, inner periphery storage life, outer periphery storage life, inner and outer periphery amplitude ratio was ○, so the overall evaluation was ○ Met.
F8: The composition of the recording layer was Bi 22 Ge 24 Te 54 . Since the storage life of the inner periphery did not reach the target, the overall evaluation was x.
F9: The composition of the recording layer was Bi 26 Ge 19 Te 55 . Since the storage life of the inner periphery did not reach the target, the overall evaluation was x.
以上のように、Bi,Ge、Teを頂点とする三角組成図のGe50Te50とBi2Te3を結ぶ線上の記録層材料に、C系列と同様に、過剰なGeが適量添加された組成の記録層材料を使用した場合であって、かつGe量が27〜47%の場合に、すべての情報記録媒体ですべての目標を達成しており、特にGe量が41〜46%の場合に極めて良好な性能を示すことがわかった。 As described above, an appropriate amount of excess Ge was added to the recording layer material on the line connecting Ge 50 Te 50 and Bi 2 Te 3 in a triangular composition diagram with Bi, Ge and Te as vertices, as in the C series. When the recording layer material having the composition is used and the Ge amount is 27 to 47%, all of the information recording media achieve all the targets, and in particular, the Ge amount is 41 to 46%. It was found that it showed extremely good performance.
8.10万回の多数回書換寿命を有する最適な記録層材料組成範囲
以上の実施例の、総合評価の結果を図14にまとめた。また、この結果を元に総合評価が○となる組成範囲を図15の三角組成図に示した。すなわち、以下の組成点により囲まれる組成範囲である。
F2(Bi2.5,Ge47,Te50.5)
C2(Bi3,Ge47,Te50)
D2(Bi4,Ge47,Te49)
D6(Bi16,Ge37,Te47)
C8(Bi30,Ge22,Te48)
F7(Bi19,Ge27,Te54)
8. Optimum recording layer material composition range having a rewritable life of 100,000 times The results of comprehensive evaluation of the above examples are summarized in FIG. Further, based on this result, the composition range in which the overall evaluation becomes “◯” is shown in the triangular composition diagram of FIG. That is, it is a composition range surrounded by the following composition points.
F2 (Bi 2.5 , Ge 47 , Te 50.5 )
C2 (Bi 3 , Ge 47 , Te 50 )
D2 (Bi 4 , Ge 47 , Te 49 )
D6 (Bi 16, Ge 37, Te 47)
C8 (Bi 30 , Ge 22 , Te 48 )
F7 (Bi 19 , Ge 27 , Te 54 )
さらに、全ての評価項目で極めて良好な性能を示した総合評価が◎となる組成範囲を図16に示した。すなわち、以下の組成点により囲まれる組成範囲である。
F3(Bi3.5,Ge46,Te50.5)
C3(Bi4,Ge46,Te50)
D3(Bi5,Ge46,Te49)
D5(Bi10,Ge42,Te48)
C5(Bi10,Ge41,Te49)
F5(Bi7.5,Ge41,Te51.5)
Further, FIG. 16 shows a composition range in which a comprehensive evaluation showing extremely good performance in all evaluation items is ◎. That is, it is a composition range surrounded by the following composition points.
F3 (Bi 3.5, Ge 46, Te 50.5)
C3 (Bi 4 , Ge 46 , Te 50 )
D3 (Bi 5, Ge 46, Te 49)
D5 (Bi 10, Ge 42, Te 48)
C5 (Bi 10 , Ge 41 , Te 49 )
F5 (Bi 7.5, Ge 41, Te 51.5)
<最適構成>
本発明の情報記録媒体に使用される、各層の最適組成、および最適膜厚について説明する。
<Optimum configuration>
The optimum composition and optimum film thickness of each layer used in the information recording medium of the present invention will be described.
(第1保護層)
第1保護層の光入射側に存在する物質はポリカーボネート等のプラスチック基板、あるいは、紫外線硬化樹脂等の有機物である。また、これらの屈折率は1.4から1.6程度である。上記有機物と第1保護層の間で反射を効果的に起こすためには第1保護層の屈折率は2.0以上であることが望ましい。第1保護層は光学的には屈折率が光入射側に存在する物質(本実施例では基板に相当する)以上であり、光の吸収が発生しない範囲において屈折率が大きいほうが良い。具体的には屈折率nが2.0〜3.0の間であり、光を吸収しない材料であり、特に金属の酸化物、炭化物、窒化物、硫化物、セレン化物を含有することが望ましい。また、熱伝導率が少なくとも2W/mk以下である事が望ましい。特にZnS−SiO2系の化合物は熱伝導率が低く第1保護層として最適である。さらに、SnO2、あるいはSnO2にZnS,CdS、SnS、GeS,PbS等の硫化物を添加した材料、あるいはSnO2にCr2O3、Mo3O4等の遷移金属酸化物を添加した材料は、熱伝導率が低く、ZnS−SiO2系材料よりも、熱的に安定であるため、第1熱安定化層の膜厚が2nm以下となった場合においても、記録膜への溶け込みが発生しないため、特に第1保護層として優れた特性を示す。また、基板と記録層との間の光学干渉を有効に利用するためには、レーザーの波長が650nm程度の場合、第1保護層の最適膜厚は110nm〜145nmである。
(First protective layer)
The substance present on the light incident side of the first protective layer is a plastic substrate such as polycarbonate or an organic substance such as an ultraviolet curable resin. These refractive indexes are about 1.4 to 1.6. In order to effectively cause reflection between the organic material and the first protective layer, the refractive index of the first protective layer is desirably 2.0 or more. The first protective layer is optically higher in refractive index than the substance (corresponding to the substrate in this embodiment) existing on the light incident side, and preferably has a high refractive index in a range where light absorption does not occur. Specifically, the refractive index n is between 2.0 and 3.0, and it is a material that does not absorb light, and it is particularly desirable to contain a metal oxide, carbide, nitride, sulfide, or selenide. . Further, it is desirable that the thermal conductivity is at least 2 W / mk or less. In particular, a ZnS—SiO 2 -based compound has a low thermal conductivity and is optimal as the first protective layer. Furthermore, the material with the addition of SnO 2 or ZnS to SnO 2, CdS, SnS, GeS, the added material a sulfide such as PbS or SnO 2 in the Cr 2 O 3, Mo 3 O transition metal oxides, such as 4, Has a low thermal conductivity and is more thermally stable than a ZnS—SiO 2 -based material. Therefore, even when the film thickness of the first thermal stabilization layer is 2 nm or less, the film can be dissolved into the recording film. Since it does not occur, it exhibits particularly excellent characteristics as the first protective layer. In order to effectively use the optical interference between the substrate and the recording layer, the optimum thickness of the first protective layer is 110 nm to 145 nm when the wavelength of the laser is about 650 nm.
(第1熱安定化層)
本発明の相変化記録層材料の融点は650℃以上と高温であるため、第1保護層と記録層の間に熱的に極めて安定な第1熱安定化層を設けることが望ましい。具体的には、Cr2O3、Ge3N4、SiC等の高融点酸化物、高融点窒化物、高融点炭化物が熱的に安定で、長期保存時においても膜はがれによる劣化を引き起こさない材料が適している。また、第1熱安定化層にはBi,Sn,Pb等の記録層の結晶化を促進する材料が含有されていると、記録層の再結晶化を抑制する効果が得られるためさらに望ましい。特に、Bi,Sn,PbのTe化物、酸化物、あるいはBi,Sn,PbのTe化物、酸化物と窒化ゲルマニウムとの混合物、あるいはBi,Sn,PbのTe化物、酸化物と遷移金属酸化物、遷移金属窒化物との混合物が望ましい。遷移金属は価数を容易に変化させるため、たとえBi,Sn,Pb,Te等の元素が遊離しても、上記遷移金属が価数を変え、遷移金属とBi,Sn,Pb,Teの間で結合が起こり、熱的に安定な化合物を生成するからである。特に、Cr,Mo,Wは融点が高く、容易に価数を変えやすく、上記金属との間で、熱的に安定な化合物を生成しやすいため優れた材料である。第1熱安定化層中の上記Bi,Sn,PbのTe化物、酸化物の含有量は、記録層の結晶化を促進するためには可能な限り多いほうが、第1熱安定化層は第2熱安定化層と比較して、レーザービーム照射により、高温になりやすく記録膜に熱安定化層材料が溶け込む等の問題が発生するため、少なくともBi,Sn,PbのTe化物、酸化物の含有量を70%以下に抑える必要がある。
(First heat stabilization layer)
Since the melting point of the phase change recording layer material of the present invention is as high as 650 ° C. or higher, it is desirable to provide a thermally stable first heat stabilizing layer between the first protective layer and the recording layer. Specifically, high melting point oxides such as Cr 2 O 3 , Ge 3 N 4 , SiC, high melting point nitrides, and high melting point carbides are thermally stable and do not cause deterioration due to film peeling even during long-term storage. Material is suitable. In addition, it is more desirable that the first heat stabilization layer contains a material that promotes crystallization of the recording layer, such as Bi, Sn, or Pb, because an effect of suppressing recrystallization of the recording layer can be obtained. In particular, Te, oxides of Bi, Sn, Pb, Te oxides of Bi, Sn, Pb, mixtures of oxides and germanium, or Te oxides of Bi, Sn, Pb, oxides and transition metal oxides A mixture with a transition metal nitride is desirable. Since transition metals easily change their valence, even if elements such as Bi, Sn, Pb, and Te are liberated, the transition metal changes the valence, and the transition metal is between Bi, Sn, Pb, and Te. This is because bonding occurs in order to produce a thermally stable compound. In particular, Cr, Mo, and W are excellent materials because they have a high melting point, easily change their valence, and easily generate a thermally stable compound with the above metal. The Bi, Sn, Pb Te compound and oxide content in the first heat stabilization layer is as high as possible in order to promote crystallization of the recording layer. 2 Compared with the heat-stabilized layer, the laser beam irradiation tends to cause a high temperature, and the heat-stabilized layer material dissolves into the recording film. Therefore, at least Bi, Sn, Pb Te compounds and oxides It is necessary to suppress the content to 70% or less.
第1熱安定化層の膜厚は0.5nm以上であればその効果を発揮する。しかしながら、その膜厚が2nm以下の場合、第1保護層材料が第1熱安定化層通過し、記録層に溶け込み多数回書換え後の再生信号品質を劣化させる場合がある。したがって、2nm以上であることが望ましい。また、第1熱安定化層の膜厚が10nm以上と厚い場合、光学的に悪影響を与えるため、反射率低下、信号振幅低下等の弊害がある。したがって、第1熱安定化層の膜厚は2nm以上10nm以下が良い。 If the thickness of the first heat stabilization layer is 0.5 nm or more, the effect is exhibited. However, when the film thickness is 2 nm or less, the first protective layer material may pass through the first thermal stabilization layer, and may be melted into the recording layer to deteriorate the reproduction signal quality after many rewrites. Therefore, it is desirable that it is 2 nm or more. Further, when the film thickness of the first heat stabilization layer is as thick as 10 nm or more, there is an adverse effect on the optical effect, and there are such problems as a decrease in reflectivity and a decrease in signal amplitude. Therefore, the film thickness of the first heat stabilization layer is preferably 2 nm or more and 10 nm or less.
(記録層)
すでに述べたように、Bi−Ge−Te系相変化記録層材料の組成が以下の組成点B2,C2,D2,D6,C8,B7で囲まれている場合、Geの代わりに適当な量のSi,Sn,Pbを添加することにより、容易に、対応可能な線速度範囲を調整することができる。例えば、SiによりGeを置換した場合、GeやGeTeよりも融点が高く結晶化速度が小さいSiTeが生成するため、溶融部外縁部にSiTeが偏析し、再結晶化が抑制される。また、SnTeやPbTeによりGeTeを置換した場合、核生成速度が向上するため、高速記録時の消去不足を補うことができる。
B2(Bi2,Ge47,Te51)
C2(Bi3,Ge47,Te50)
D2(Bi4,Ge47,Te49)
D6(Bi16,Ge37,Te47)
C8(Bi30,Ge22,Te48)
B7(Bi19,Ge26,Te55)
(Recording layer)
As described above, when the composition of the Bi-Ge-Te phase change recording layer material is surrounded by the following composition points B2, C2, D2, D6, C8, B7, an appropriate amount is substituted for Ge. By adding Si, Sn, and Pb, the applicable linear velocity range can be easily adjusted. For example, when Ge is replaced by Si, SiTe having a melting point higher than that of Ge or GeTe and having a lower crystallization speed is generated, so that SiTe segregates at the outer edge of the melted portion, and recrystallization is suppressed. Further, when GeTe is replaced by SnTe or PbTe, the nucleation speed is improved, so that the lack of erasure during high-speed recording can be compensated.
B2 (Bi 2, Ge 47, Te 51)
C2 (Bi 3 , Ge 47 , Te 50 )
D2 (Bi 4 , Ge 47 , Te 49 )
D6 (Bi 16, Ge 37, Te 47)
C8 (Bi 30 , Ge 22 , Te 48 )
B7 (Bi 19 , Ge 26 , Te 55 )
すなわち、以下に示す組成系の記録層材料である。
4元系記録層材料:Bi−Ge−Si−Te,Bi−Ge−Sn−Te,Bi−Ge−Pb−Te
5元系記録層材料:Bi−Ge−Si−Sn−Te,Bi−Ge−Si−Pb−Te,Bi−Ge−Sn−Pb−Te
6元系記録層材料:Bi−Ge−Si−Sn−Pb−Te
That is, it is a recording layer material of the composition system shown below.
Quaternary recording layer materials: Bi-Ge-Si-Te, Bi-Ge-Sn-Te, Bi-Ge-Pb-Te
Five-element recording layer materials: Bi-Ge-Si-Sn-Te, Bi-Ge-Si-Pb-Te, Bi-Ge-Sn-Pb-Te
6-element recording layer material: Bi-Ge-Si-Sn-Pb-Te
以上のような多元系の組成にすることにより、記録層材料の性能をよりきめ細かに制御することが可能となる。 By using the multi-component composition as described above, the performance of the recording layer material can be controlled more finely.
さらに、本発明の情報記録媒体に使用される記録層材料にBを添加すると、再結晶化が、より一層抑制され優れた性能を示す情報記録媒体が得られる。これは、BがGeと同様に再結晶化を抑制する効果があるからであるが、B原子は非常に小さいため、速やかに偏析することが可能であるからと考えられる。 Furthermore, when B is added to the recording layer material used in the information recording medium of the present invention, recrystallization is further suppressed and an information recording medium exhibiting excellent performance can be obtained. This is because B has the effect of suppressing recrystallization similarly to Ge, but B atoms are very small and can be segregated quickly.
なお、本発明の情報記録媒体に使用される記録層材料が上記組成式であらわされる範囲の関係を維持していれば、たとえ、不純物が混入していたとしても、不純物の原子%が1%以内であれば、本発明の効果は失われない。 As long as the recording layer material used in the information recording medium of the present invention maintains the relationship in the range expressed by the above composition formula, even if impurities are mixed, the atomic% of impurities is 1%. Within the range, the effect of the present invention is not lost.
また、本発明の媒体構造では記録層の膜厚は、5nm以上15nm以下が光学的に最適である。特に7nm以上11nm以下の場合、多数回書換え時の記録膜流動による再生信号劣化を抑え、しかも光学的に変調度を最適にすることができるため、都合が良い。 In the medium structure of the present invention, the film thickness of the recording layer is optically optimal from 5 nm to 15 nm. Particularly, when the thickness is 7 nm or more and 11 nm or less, it is convenient because deterioration of the reproduction signal due to the flow of the recording film at the time of many rewrites can be suppressed and the modulation degree can be optically optimized.
(第2熱安定化層)
第1熱安定化層と同様に、本発明の相変化記録層材料の融点は650℃以上と高温であるため、第2保護層と記録層の間に熱的に極めて安定な第2熱安定化層を設けることが望ましい。具体的には、Cr2O3、Ge3N4、SiC等の高融点酸化物、高融点窒化物、高融点炭化物が熱的に安定で、長期保存時においても膜はがれによる劣化を引き起こさない材料が適している。また、第2熱安定化層にはBi,Sn,Pb等の記録層の結晶化を促進する材料が含有されていると、記録層の再結晶化を抑制する効果が得られるためさらに望ましい。
(Second heat stabilization layer)
Similar to the first heat stabilization layer, the melting point of the phase change recording layer material of the present invention is as high as 650 ° C. or higher, so that the second heat stability is extremely stable between the second protective layer and the recording layer. It is desirable to provide a chemical layer. Specifically, high melting point oxides such as Cr 2 O 3 , Ge 3 N 4 , SiC, high melting point nitrides, and high melting point carbides are thermally stable and do not cause deterioration due to film peeling even during long-term storage. Material is suitable. In addition, it is more desirable that the second heat stabilization layer contains a material such as Bi, Sn, or Pb that promotes crystallization of the recording layer because an effect of suppressing recrystallization of the recording layer can be obtained.
特に、Bi,Sn,PbのTe化物、酸化物、あるいはBi,Sn,PbのTe化物、酸化物と窒化ゲルマニウムとの混合物、あるいはBi,Sn,PbのTe化物、酸化物と遷移金属酸化物、遷移金属窒化物との混合物が望ましい。遷移金属は価数を容易に変化させるため、たとえBi,Sn,Pb,Te等の元素が遊離しても、上記遷移金属が価数を変え、遷移金属とBi,Sn,Pb,Teの間で結合が起こり、熱的に安定な化合物を生成するからである。特に、Cr,Mo,Wは融点が高く、容易に価数を変えやすく、上記金属との間で、熱的に安定な化合物を生成しやすいため優れた材料である。第1熱安定化層中の上記Bi,Sn,PbのTe化物、酸化物の含有量は、記録層の結晶化を促進するためには可能な限り多いほうが、第1熱安定化層は第2熱安定化層と比較して、レーザービーム照射により、高温になりやすく記録膜に熱安定化層材料が溶け込む等の問題が発生するため、少なくともBi,Sn,PbのTe化物、酸化物の含有量を70%以下に抑える必要がある。 In particular, Te, oxides of Bi, Sn, Pb, Te oxides of Bi, Sn, Pb, mixtures of oxides and germanium, or Te oxides of Bi, Sn, Pb, oxides and transition metal oxides A mixture with a transition metal nitride is desirable. Since transition metals easily change their valence, even if elements such as Bi, Sn, Pb, and Te are liberated, the transition metal changes the valence, and the transition metal is between Bi, Sn, Pb, and Te. This is because bonding occurs in order to produce a thermally stable compound. In particular, Cr, Mo, and W are excellent materials because they have a high melting point, easily change their valence, and easily generate a thermally stable compound with the above metal. The content of Te, oxides and oxides of Bi, Sn, and Pb in the first heat stabilization layer is as large as possible in order to promote crystallization of the recording layer. 2 Compared with the heat-stabilized layer, the laser beam irradiation tends to increase the temperature, and the heat-stabilized layer material dissolves into the recording film. Therefore, at least Bi, Sn, Pb Te compounds and oxides It is necessary to suppress the content to 70% or less.
第2熱安定化層の膜厚は0.5nm以上であればその効果を発揮する。しかしながら、その膜厚が1nm以下の場合、第2保護層材料が第2熱安定化層を通過し、記録層に溶け込み多数回書換え後の再生信号品質を劣化させる場合がある。したがって、1nm以上であることが望ましい。また、第2熱安定化層の膜厚が5nmより厚い場合、光学的に悪影響を与えるため、反射率低下、信号振幅低下等の弊害がある。したがって、第2熱安定化層の膜厚は1nm以上5nm以下が良い。 If the thickness of the second heat stabilization layer is 0.5 nm or more, the effect is exhibited. However, when the film thickness is 1 nm or less, the second protective layer material may pass through the second heat stabilizing layer, and may be dissolved in the recording layer to deteriorate the reproduction signal quality after many rewrites. Therefore, it is desirable to be 1 nm or more. Further, when the thickness of the second heat stabilization layer is larger than 5 nm, it adversely affects optically, so that there are problems such as a decrease in reflectivity and a decrease in signal amplitude. Therefore, the film thickness of the second heat stabilization layer is preferably 1 nm or more and 5 nm or less.
(第2保護層)
第2保護層は光を吸収しない材料であり、特に金属の酸化物、炭化物、窒化物、硫化物、セレン化物を含有することが望ましい。また、熱伝導率が少なくとも2W/mk以下である事が望ましい。特にZnS−SiO2系の化合物は熱伝導率が低く第2保護層として最適である。さらに、SnO2、あるいはSnO2にZnS、CdS、SnS、GeS、PbS等の硫化物を添加した材料、あるいはSnO2にCr2O3、Mo3O4等の遷移金属酸化物を添加した材料は、熱伝導率が低く、ZnS−SiO2系材料よりも、熱的に安定であるため、第2熱安定化層の膜厚が1nm以下となった場合においても、記録膜への溶け込みが発生しないため、特に第2保護層として優れた特性を示す。また、記録層と吸収率制御層との間の光学干渉を有効に利用するためには、レーザーの波長が650nm程度の場合、第2保護層の最適膜厚は25nm〜45nmである。
(Second protective layer)
The second protective layer is a material that does not absorb light, and particularly preferably contains a metal oxide, carbide, nitride, sulfide, or selenide. Further, it is desirable that the thermal conductivity is at least 2 W / mk or less. In particular, a ZnS—SiO 2 -based compound has a low thermal conductivity and is optimal as the second protective layer. Furthermore, the material with the addition of SnO 2 or ZnS to SnO 2, CdS, SnS, GeS, the added material a sulfide such as PbS or SnO 2 in the Cr 2 O 3, Mo 3 O transition metal oxides, such as 4, Has a low thermal conductivity and is more thermally stable than a ZnS—SiO 2 -based material. Therefore, even when the film thickness of the second heat stabilization layer is 1 nm or less, the film can be dissolved into the recording film. Since it does not occur, it exhibits particularly excellent characteristics as the second protective layer. In order to effectively use the optical interference between the recording layer and the absorptance control layer, the optimum thickness of the second protective layer is 25 nm to 45 nm when the wavelength of the laser is about 650 nm.
(吸収率制御層)
吸収率制御層は複素屈折率n、kが1.4<n<4.5、−3.5<k<−0.5の範囲が良く、特に2<n<4、−3.0<k<−0.5の材料が望ましい。吸収率制御層では光を吸収するため、熱的に安定な材料が好ましく、望ましくは融点が1000℃以上であることが要求される。また、保護層に硫化物を添加した場合、特に大きなクロスイレーズ低減効果があったが、吸収率制御層の場合、ZnS等の硫化物の含有量が少なくとも保護層に添加される上記硫化物の含有量よりも少ないことが望ましい。融点低下、熱伝導率低下、吸収率低下等の悪影響が現れる場合があるからである。上記吸収率制御層の組成として、金属と金属酸化物、金属硫化物、金属窒化物、金属炭化物との混合物であることが望ましく、CrとCr2O3の混合物が特に良好なオーバーライト特性向上効果を示した。特にCrが60〜95原子%の場合、本発明に適した熱伝導率、光学定数の材料を得ることができる。具体的には上記金属としてはAl、Cu、Ag、Au、Pt、Pd、Co、Ti、Cr、Ni、Mg、Si、V、Ca、Fe、Zn、Zr、Nb、Mo、Rh、Sn、Sb、Te、Ta、W、Ir、Pb混合物が望ましく、金属酸化物、金属硫化物、金属窒化物、金属炭化物としてはSiO2、SiO、TiO2、Al2O3、Y2O3、CeO、La2O3、In2O3、GeO、GeO2、PbO、SnO、SnO2、Bi2O3、TeO2、MO2、WO2、WO3、Sc2O3、Ta2O5、ZrO2が好ましい。この他にSi−O−N系材料、Si−Al−O−N系材料、Cr2O3などのCr−O系材料、Co2O3,CoOなどのCo−O系材料などの酸化物、TaN,AlN,Si3N4などのSi−N系材料、Al-Si−N系材料(例えばAlSiN2)、Ge−N系材料などの窒化物、ZnS,Sb2S3,CdS,In2S3,Ga2S3,GeS,SnS2,PbS,Bi2S3どの硫化物、SnSe3,Sb2S3,CdSe,ZnSe,In2Se3,Ga2Se3,GeSe,GeSe2,SnSe,PbSe,Bi2Se3などのセレン化物、あるいは、CeF3,MgF2,CaF2などの弗化物、または、上記の材料に近い組成のものを用いた吸収率制御層を用いてもよい。
(Absorption rate control layer)
The absorptance control layer preferably has a complex refractive index n, k in the range of 1.4 <n <4.5, −3.5 <k <−0.5, particularly 2 <n <4, −3.0 <. A material with k <−0.5 is desirable. In the absorptivity control layer, a thermally stable material is preferable because it absorbs light. Desirably, the melting point is required to be 1000 ° C. or higher. Further, when sulfide was added to the protective layer, there was a particularly large cross erase reduction effect. However, in the case of the absorptivity control layer, the content of sulfide such as ZnS is added to at least the protective layer. Desirably less than the content. This is because adverse effects such as a decrease in melting point, a decrease in thermal conductivity, and a decrease in absorption rate may appear. The composition of the absorptance control layer is preferably a mixture of metal and metal oxide, metal sulfide, metal nitride, or metal carbide, and a mixture of Cr and Cr 2 O 3 is particularly good in improving overwrite characteristics. Showed the effect. In particular, when Cr is 60 to 95 atomic%, a material having thermal conductivity and optical constant suitable for the present invention can be obtained. Specifically, the metals include Al, Cu, Ag, Au, Pt, Pd, Co, Ti, Cr, Ni, Mg, Si, V, Ca, Fe, Zn, Zr, Nb, Mo, Rh, Sn, A mixture of Sb, Te, Ta, W, Ir, and Pb is desirable. Examples of the metal oxide, metal sulfide, metal nitride, and metal carbide include SiO 2 , SiO, TiO 2 , Al 2 O 3 , Y 2 O 3 , and CeO. , La 2 O 3 , In 2 O 3 , GeO, GeO 2 , PbO, SnO, SnO 2 , Bi 2 O 3 , TeO 2 , MO 2 , WO 2 , WO 3 , Sc 2 O 3 , Ta 2 O 5 , ZrO 2 is preferred. In addition to Si-O-N-based material, Si-Al-O-N-based material, Cr-O-based material such as Cr 2 O 3, oxides such as CoO material such as Co 2 O 3, CoO Si—N materials such as TaN, AlN, and Si 3 N 4 , nitrides such as Al—Si—N materials (eg, AlSiN 2 ) and Ge—N materials, ZnS, Sb 2 S 3 , CdS, In 2 S 3 , Ga 2 S 3 , GeS, SnS 2 , PbS, Bi 2 S 3 which sulfide, SnSe 3 , Sb 2 S 3 , CdSe, ZnSe, In 2 Se 3 , Ga 2 Se 3 , GeSe, GeSe 2 , SnSe, PbSe, Bi 2 Se 3 or other selenides, CeF 3 , MgF 2 , CaF 2 fluorides, or an absorptivity control layer using a composition close to the above materials may be used. Good.
また、吸収率制御層の膜厚としては10nm以上100nm以下が望ましく、20nm以上50nm以下の場合、特に良好なオーバーライト特性向上効果が現れる。また、保護層、吸収率制御層の膜厚の和が溝深さ以上である場合、クロスイレーズ低減効果が顕著に現れる。先に説明したように吸収率制御層は光を吸収する性質を有している。このため、記録層が光を吸収して発熱するように吸収率制御層も光を吸収して発熱する。また、吸収率制御層における吸収率は記録層がアモルファス状態の場合に、記録層が結晶状態の場合よりも大きくすることが重要である。このように、光学設計することにより、記録層がアモルファス状態における記録層での吸収率Aaを、記録層が結晶状態における記録層での吸収率Acよりも小さくする効果が発現する。この効果によりオーバーライト特性を大幅に向上することができる。以上の特性を得るためには吸収率制御層での吸収率を30〜40%程度に高める必要がある。また、吸収率制御層における発熱量は、記録層の状態が結晶状態であるか、アモルファス状態であるかにより異なる。この結果、記録層から熱拡散層への熱の流れが、記録層の状態により変化することになり、この現象によりオーバーライトによるジッター上昇を抑制することができる。 Further, the film thickness of the absorptance control layer is preferably 10 nm or more and 100 nm or less, and when it is 20 nm or more and 50 nm or less, a particularly good overwrite characteristic improvement effect appears. Moreover, when the sum of the film thicknesses of the protective layer and the absorptance control layer is equal to or greater than the groove depth, the effect of reducing the cross erase appears remarkably. As described above, the absorptance control layer has a property of absorbing light. For this reason, the absorptance control layer also absorbs light and generates heat, as the recording layer absorbs light and generates heat. Further, it is important that the absorptance in the absorptance control layer is larger when the recording layer is in the amorphous state than when the recording layer is in the crystalline state. Thus, by optical design, an effect of reducing the absorption rate Aa in the recording layer when the recording layer is in an amorphous state to be smaller than the absorption rate Ac in the recording layer when the recording layer is in a crystalline state is exhibited. This effect can greatly improve the overwrite characteristics. In order to obtain the above characteristics, it is necessary to increase the absorption rate in the absorption rate control layer to about 30 to 40%. The amount of heat generated in the absorptance control layer varies depending on whether the recording layer is in a crystalline state or an amorphous state. As a result, the flow of heat from the recording layer to the thermal diffusion layer changes depending on the state of the recording layer, and this phenomenon can suppress an increase in jitter due to overwriting.
以上の効果は、吸収率制御層における温度が上昇することにより、記録層から熱拡散層への熱の流れを遮断する効果により発現する。この効果を有効に生かすためには、保護層と吸収率制御層の膜厚の和がランドグルーブ間の段差(基板上の溝深さ、レーザー波長の1/7〜1/5程度)以上である方がよい。保護層と吸収率制御層の膜厚の和がランドグルーブ間の段差以下の場合、記録層に記録した際に発生する熱が熱拡散層を伝熱し、隣接トラックに記録されている記録マークが消去されやすくなる。 The above effects are manifested by the effect of blocking the flow of heat from the recording layer to the thermal diffusion layer when the temperature in the absorptance control layer increases. In order to make effective use of this effect, the sum of the film thicknesses of the protective layer and the absorptivity control layer is not less than the step between the land grooves (groove depth on the substrate, about 1/7 to 1/5 of the laser wavelength). There should be. When the sum of the thicknesses of the protective layer and the absorptivity control layer is equal to or less than the step between the land grooves, the heat generated when recording on the recording layer is transferred to the thermal diffusion layer, and the recording mark recorded on the adjacent track is Easier to erase.
(熱拡散層)
熱拡散層としては高反射率、高熱伝導率の金属あるいは合金が良く、Al、Cu、Ag、Au、Pt、Pdの総含有量が90原子%以上であることが望ましい。また、Cr,Mo,W等の高融点で硬度が大きい材料、および、これらの材料の合金も多数回書換え時の記録層材料の流動による劣化を防止することができ好ましい。特にAlを95原子%以上含有する熱拡散層とした場合、廉価であり、高CNR、高記録感度、多数回書換え耐性に優れ、しかもクロスイレーズ低減効果が極めて大きい情報記録媒体を得ることができる。特に、上記熱拡散層の組成がAlを95原子%以上含有する場合、廉価でしかも耐食性に優れた情報記録媒体を実現することができる。Alに対する添加元素としてはCo、Ti、Cr、Ni、Mg、Si、V、Ca、Fe、Zn、Zr、Nb、Mo、Rh、Sn、Sb、Te、Ta、W、Ir、Pb、BおよびCが耐食性の点において優れているが、添加元素がCo、Cr、Ti、Ni、Feの場合、特に耐食性向上に大きな効果がある。また、上記熱拡散層の膜厚は、30nm以上、100nm以下であることが良い。熱拡散層の膜厚が30nmより薄い場合、記録層において発生した熱が拡散しにくくなるため、特に10万回程度書換えた際に、記録層が劣化しやすくなり、また、クロスイレーズが発生しやすくなる場合がある。また、光を透過してしまうため熱拡散層として使用することが困難になり再生信号振幅が低下する場合がある。また、吸収率制御層に含まれる金属元素と熱拡散層に含まれる金属元素が同じ場合、生産上は大きな利点がある。すなわち、同一ターゲットを用いて吸収率制御層と熱拡散層の2層の層を製膜することができるからである。つまり、吸収率制御層製膜時にはAr−O2混合ガス、Ar−N2混合ガス等の混合ガスによりスパッタリングして、スパッタリング中に金属元素と酸素、あるいは窒素を反応させることにより適当な屈折率の吸収率制御層を作成し、熱拡散層の製膜時にはArガスによりスパッタリングし熱伝導率が高い金属の熱拡散層を作成するのである。
(Thermal diffusion layer)
The heat diffusion layer is preferably a metal or alloy having high reflectivity and high thermal conductivity, and the total content of Al, Cu, Ag, Au, Pt, and Pd is desirably 90 atomic% or more. Further, a material having a high melting point such as Cr, Mo, W and the like, and an alloy of these materials, and an alloy of these materials are also preferable because deterioration due to the flow of the recording layer material at the time of many rewrites can be prevented. In particular, when a thermal diffusion layer containing 95 atomic% or more of Al is used, it is possible to obtain an information recording medium that is inexpensive, excellent in high CNR, high recording sensitivity, excellent in multiple rewriting, and extremely effective in reducing cross erase. . In particular, when the composition of the thermal diffusion layer contains 95 atomic% or more of Al, an information recording medium that is inexpensive and excellent in corrosion resistance can be realized. As additive elements for Al, Co, Ti, Cr, Ni, Mg, Si, V, Ca, Fe, Zn, Zr, Nb, Mo, Rh, Sn, Sb, Te, Ta, W, Ir, Pb, B and C is excellent in terms of corrosion resistance. However, when the additive element is Co, Cr, Ti, Ni, or Fe, there is a great effect in improving corrosion resistance. The film thickness of the thermal diffusion layer is preferably 30 nm or more and 100 nm or less. When the film thickness of the thermal diffusion layer is less than 30 nm, the heat generated in the recording layer is difficult to diffuse. Therefore, the recording layer is likely to deteriorate especially when rewritten about 100,000 times, and cross erase occurs. It may be easier. Further, since light is transmitted, it is difficult to use as a heat diffusion layer, and the reproduction signal amplitude may be reduced. Further, when the metal element contained in the absorptance control layer and the metal element contained in the thermal diffusion layer are the same, there is a great advantage in production. That is, two layers of the absorptance control layer and the thermal diffusion layer can be formed using the same target. That is, when forming an absorptance control layer, sputtering is performed with a mixed gas such as an Ar—O 2 mixed gas or an Ar—N 2 mixed gas, and an appropriate refractive index is obtained by reacting a metal element with oxygen or nitrogen during sputtering. An absorptivity control layer is prepared, and when a thermal diffusion layer is formed, a metal thermal diffusion layer having a high thermal conductivity is formed by sputtering with Ar gas.
熱拡散層の膜厚は200nm以上の場合、生産性が悪く、熱拡散層の内部応力により、基板のそり等が発生し、情報の記録再生を正確に行うことができなくなる場合がある。また、熱拡散層の膜厚は、30nm以上90nm以下であれば、耐食性、生産性の点で優れており、さらに望ましい。 When the film thickness of the thermal diffusion layer is 200 nm or more, the productivity is poor, and the internal stress of the thermal diffusion layer may cause warpage of the substrate, and information recording / reproduction may not be performed accurately. Moreover, if the film thickness of the thermal diffusion layer is 30 nm or more and 90 nm or less, it is more preferable in terms of corrosion resistance and productivity.
続いて図17を用いて青色レーザーを用いて記録する場合の本発明の実施例2を示す。 Subsequently, Example 2 of the present invention in the case of recording using a blue laser will be described with reference to FIG.
<媒体構成>
図17は本発明の情報記録媒体の基本構成である。すなわち、基板上に熱拡散層、第2保護層、第2熱安定化層、記録層、第1熱安定化層、第1保護層を順次積層し、最後にカバー層を形成している。ここで、基板にはポリカーボネート製の厚さ1.1mmの基板を使用しており、記録領域内周23.8mmから外周58.6mmにグルーブがトラックピッチ0.32μmで形成されている基板を用いた。
<Media configuration>
FIG. 17 shows the basic configuration of the information recording medium of the present invention. That is, a thermal diffusion layer, a second protective layer, a second thermal stabilization layer, a recording layer, a first thermal stabilization layer, and a first protective layer are sequentially laminated on the substrate, and finally a cover layer is formed. Here, a substrate made of polycarbonate having a thickness of 1.1 mm is used as the substrate, and a substrate in which grooves are formed with a track pitch of 0.32 μm from the inner periphery of the recording area to 28.6 mm to the outer periphery of 58.6 mm is used. It was.
スパッタリングプロセスにより、上記1.1mm厚の基板上に、熱拡散層としてAg98Ru1Au1(wt%)を100nm、第2保護層として(ZnS)80(SiO2)20を30nm、第2熱安定化層としてGe80Cr20−Nを2nm、後述する記録層を12nm、第1熱安定化層としてGe80Cr20−Nを2nm、第1保護層として(ZnS)80(SiO2)20を60nm製膜した。さらに、紫外線硬化樹脂層をスピンコート法により厚さ0.1mmで均一に塗布し、紫外線照射により硬化させてカバー層を形成して以下の実施例2に使用した情報記録媒体を得た。記録層材料の詳細な説明は後述する。
By sputtering process, Ag 98 Ru 1 Au 1 (wt%) is 100 nm as a thermal diffusion layer, and (ZnS) 80 (SiO 2 ) 20 is 30 nm as a second protective layer, on the 1.1 mm thick substrate. 2nm a Ge 80 Cr 20 -N as thermostable layer, 12 nm of the recording layer to be described later, a Ge 80 Cr 20 -N as a first thermostable layer 2nm, as the first
上記のように作製したディスクを、波長810nm、ビーム長径96μm、短径1μmの楕円ビームを持つレーザー光を照射することによって初期化をおこなった。 The disk manufactured as described above was initialized by irradiating a laser beam having an elliptical beam having a wavelength of 810 nm, a beam major axis of 96 μm, and a minor axis of 1 μm.
なお、本実施例では従来のDVD−RAM等の製品とは逆の順序に積層した構造のディスクを作製したが、従来と同様の順序で積層した構造をとっても本発明の効果は失われない。 In this embodiment, a disk having a structure laminated in the reverse order to that of a conventional product such as a DVD-RAM is produced. However, the effect of the present invention is not lost even if the structure is laminated in the same order as in the conventional case.
また、吸収率制御層を必要に応じて積層しても問題ない。 Moreover, there is no problem even if the absorption rate control layer is laminated as necessary.
<本実施例における記録再生条件>
以下に本発明の記録再生条件について説明する。モーター制御方法としては、ゾーンごとにディスクの回転数変化させるCAV方式を採用している。
<Recording / reproducing conditions in this embodiment>
The recording / reproducing conditions of the present invention will be described below. As a motor control method, a CAV method for changing the number of revolutions of the disk for each zone is adopted.
情報記録媒体(以下、光ディスクと呼ぶ)上に情報を記録する際には、マークエッジ方式を用い、(1−7)RLL変調方式を用い記録を行う。情報記録時のクロック周波数は内周で66MHzとし、線速が大きくなるに従って増大させた。なお、内周での線速度は5.28m/sとした。初期化を行ったディスクを回転させ、カバー層を介して波長405nmの半導体レーザー光を開口数0.85の対物レンズで集光させて、プッシュプル方式でトラッキング制御を行いながらオングルーブに情報の記録・再生を行った。ここで、オングルーブとは、基板に形成された凹凸のうち光ヘッドから見て近い側の領域とする。記録マークを形成するために記録パルスを複数に分割するマルチパルス記録波形を用いた。まず結晶化が可能な中間のパワーレベルのレーザー光を照射した後アモルファス化するための高パワーレベルのレーザー光をクロック周期T毎に照射し、各高パワーレベルのパルス間に低パワーレベルのレーザー照射を行った。さらに一連の高パワーレベルパルスのうち最終パルス照射直後に低パワーレベルの冷却パルスを照射した後、結晶化が可能な中間のレーザーパワーレベルに戻した。nT(n:2〜8)の長さのマークを形成するときには、高パワーのパルス数はn−1とし、パルス幅は、記録層材料、線速等によって適宜最適化した。高パワーのレーザーパワーは5mW、中間パワーは1.5mW、低パワーレベルは0.3mWとしたが、これらのパワーも記録層材料、線速等によって適宜最適化した。 When information is recorded on an information recording medium (hereinafter referred to as an optical disc), recording is performed using a mark edge method and (1-7) RLL modulation method. The clock frequency at the time of information recording was 66 MHz on the inner periphery, and was increased as the linear velocity increased. The linear velocity at the inner periphery was 5.28 m / s. The initialized disk is rotated, and a semiconductor laser beam having a wavelength of 405 nm is condensed by an objective lens having a numerical aperture of 0.85 through the cover layer, and information is transferred to the on-groove while performing tracking control by a push-pull method. Recorded and played back. Here, the on-groove is defined as a region on the side closer to the optical head among the irregularities formed on the substrate. In order to form a recording mark, a multi-pulse recording waveform that divides a recording pulse into a plurality of parts was used. First, irradiate laser light at an intermediate power level that can be crystallized, then irradiate laser light at high power level for amorphization every clock period T, and laser at low power level between each high power level pulse. Irradiation was performed. Further, a low power level cooling pulse was irradiated immediately after the final pulse irradiation in a series of high power level pulses, and then returned to an intermediate laser power level capable of crystallizing. When forming a mark having a length of nT (n: 2 to 8), the number of high-power pulses was set to n-1, and the pulse width was appropriately optimized depending on the recording layer material, linear velocity, and the like. The high power laser power was 5 mW, the intermediate power was 1.5 mW, and the low power level was 0.3 mW, but these powers were also optimized as appropriate depending on the recording layer material, linear velocity, and the like.
一般的に、レーザー波長λのレーザー光をレンズ開口数NAのレンズにより集光した場合、レーザービームのスポット径はおよそ0.9×λ/NAとなる。したがって、上記条件の場合、レーザービームのスポット径は約0.43μmである。この時、レーザービームの偏光を円偏光とした。 In general, when laser light having a laser wavelength λ is condensed by a lens having a lens numerical aperture NA, the spot diameter of the laser beam is approximately 0.9 × λ / NA. Therefore, in the case of the above conditions, the spot diameter of the laser beam is about 0.43 μm. At this time, the polarization of the laser beam was circularly polarized.
以上の条件で上記光ディスクに記録を行った場合、最短マークである2Tマークのマーク長はおよそ0.160μm、最長マークである8Tマークのマーク長は約0.64μmとなる。 When recording is performed on the optical disc under the above conditions, the mark length of the 2T mark, which is the shortest mark, is approximately 0.160 μm, and the mark length of the 8T mark, which is the longest mark, is approximately 0.64 μm.
なお、ジッター測定を行う際には上記2T〜8Tを含むランダムパターンの信号の記録再生を行い、再生信号に従来のイコライザーによる波形等価、リミットイコライザーによる波形等価、2値化、PLL(Phase Locked Loop)処理を行い、タイムインターバルアナライザー(TIA)を通してジッターを測定した。 When performing jitter measurement, the random pattern signal including 2T to 8T is recorded and reproduced, and the reproduced signal is waveform-equivalent by a conventional equalizer, waveform equivalent by a limit equalizer, binarization, PLL (Phase Locked Loop). ) Processing and jitter was measured through a time interval analyzer (TIA).
<記録層材料の評価基準>
内周部、および外周部の記録消去性能、信号品質を評価するため、内周部および外周部相当の記録線速度におけるジッター(ランダム信号を10回記録後のジッター)を測定した。ここでのジッター測定は、連続する5トラックの内周から外周方向に順番にランダムパターンを記録した後に、5トラックの中心トラックでジッターを測定した。また、書換寿命の試験を行うため、内周部および外周部相当の記録線速度における1万回書換え後のジッターをそれぞれ測定し、10回記録後のジッターからの上昇量を測定した。また、10万回書換後のジッターも同様に測定し、10回記録後のジッターからの上昇量を測定した。さらに、内周部相当の記録線速度で記録された記録マーク内の再結晶化の影響を評価するため、上記内周部相当の記録線速度と、外周部相当の記録線速度において8Tの単一周波数信号を記録し、内外振幅比(内周部振幅/外周部振幅)を測定した。また、保存寿命の評価を行うため加速試験を行った。具体的には測定対象媒体に内周部相当の線速度でランダム信号を10回記録し、そのジッターを測定しておき、90℃に加熱されたオーブンに20時間放置後のジッター上昇量との差を測定した(いわゆる、アーカイバル再生ジッター)。さらに、上記試験と同時に異なるトラックに外周部相当の記録線速度でランダム信号を10回記録後にジッターを測定しておき、90℃の温度で20時間維持した後に同一トラック上にオーバーライトを1回だけ行い、加速試験前のジッターとの差を測定した(いわゆる、アーカイバルオーバーライトジッター)。なお、各性能の目標値は以下の通りである。
ジッター:7%以下
書換寿命:2%以下
内外周振幅比:0.8以下
保存寿命(内周):2%以下
保存寿命(外周):3%以下
<Evaluation criteria for recording layer materials>
In order to evaluate the recording and erasing performance and signal quality of the inner and outer peripheral portions, the jitter at the recording linear velocity corresponding to the inner and outer peripheral portions (jitter after recording a
Jitter: 7% or less Rewriting life: 2% or less Inner / outer amplitude ratio: 0.8 or less Storage life (inner periphery): 2% or less Storage life (outer periphery): 3% or less
なお、ジッターの目標値7%は規格値(6%以下)と比較して大きいが、先に説明したように本実施例に使用される情報記録媒体では、記録層の性能のみを比較するため、記録層の組成以外の構成は変化させていない。このため、各記録層に適した構成にした場合と比較して少なくとも、1%以上のジッター上昇が発生する。そこで、あえて、目標値を上げているのである。しかし、この試験により7%以下となったいくつかの記録層組成について、媒体構成の最適化を行ったところ、すべての媒体で、ジッターが6%以下に低下した。したがって、上記目標は記録層組成の性能を判断する上で妥当なものである。また、再結晶化量の評価として内周部振幅/外周部振幅を0.8以上とすることにしたが、以上の目標を達成した情報記録媒体では、十分に再結晶化が抑制されているため、最内周部におけるクロスイレーズ性能の悪化、クロススピードオーバーライト性能の悪化、クロススピードクロストーク性能の悪化、クロススピードクロスイレーズ性能の悪化といった問題は発生しなかった。一方、以上の目標を達成しなかった情報記録媒体では、上記のうち、いずれかの問題が発生する確率が格段に大きくなった。したがって、上記目標は妥当なものである。
The target value of
本実施例の評価結果を◎、○、×で表記するが、判定基準は以下の通りである。
ジッター
◎:7%以下、○:8%以下、×:8%より大きい
書換寿命
◎:1%以下、○:2%以下、×:2%より大きい
内外周振幅比
◎:0.9以上、○:0.8以上、×:0.8より小さい
保存寿命(内周)
◎:1%以下、○:2%以下、×:2%より大きい
保存寿命(外周)
◎:2%以下、○:3%以下、×:3%より大きい
総合評価
◎:以上の評価項目すべてが◎の場合、
○:以上の評価項目中に×がなく、一つでも○がある場合、
×:以上の評価項目中に一つでも×の項目がある場合、
The evaluation results of this example are expressed as ◎, ○, ×, and the criteria for determination are as follows.
Jitter ◎: 7% or less, ○: 8% or less, X: Rewrite life greater than 8% ◎: 1% or less, ○: 2% or less, X: Inner and outer circumference amplitude ratio greater than 2% ◎: 0.9 or more, ○: 0.8 or more, ×: Storage life smaller than 0.8 (inner circumference)
◎: 1% or less, ○: 2% or less, ×: Storage life longer than 2% (outer circumference)
◎: 2% or less, ○: 3% or less, ×: Comprehensive evaluation greater than 3% ◎: If all the above evaluation items are ◎,
○: If there is no x in the above evaluation items and there is at least one ○
×: If there is at least one item in the above evaluation items,
<記録層の製膜方法>
記録層の製膜方法は実施例1と同様の方法で行った。
<Method for forming recording layer>
The recording layer was formed in the same manner as in Example 1.
<記録層材料の評価結果>
実施例1と同様にA〜F系列の記録層を検討し、実施例1と同様の結果が得られた。
<Evaluation results of recording layer material>
A to F series recording layers were examined in the same manner as in Example 1 and the same results as in Example 1 were obtained.
なお、本実施例ではトラックピッチ0.32μmのオングルーブ記録を行ったがランド・グルーブ記録を行っても同様の結果が得られた。 In this embodiment, on-groove recording was performed with a track pitch of 0.32 μm, but similar results were obtained even when land / groove recording was performed.
また、本実施例ではCAV記録方式の例を示したが、CLV記録方式においても同様の結果が得られた。 In this embodiment, an example of the CAV recording method is shown, but the same result was obtained in the CLV recording method.
さらに、実施例1で述べたように、Bi−Ge−Te系相変化記録層材料の組成が以下の組成点B2,C2,D2,D6,C8,B7で囲まれている場合、Geの代わりに同族元素であるSi,Sn,Pbを使用しても良く、Geの代わりに適当な量のSi,Sn,Pbを添加することにより、容易に、対応可能な線速度範囲を調整することができる。例えば、SiによりGeを置換した場合、GeやGeTeよりも融点が高く結晶化速度が小さいSiTeが生成するため、溶融部外縁部にSiTeが偏析し、再結晶化が抑制される。また、SnTeやPbTeによりGeTeを置換した場合、核生成速度が向上するため、高速記録時の消去不足を補うことができる。
B2(Bi2,Ge47,Te51)
C2(Bi3,Ge47,Te50)
D2(Bi4,Ge47,Te49)
D6(Bi16,Ge37,Te47)
C8(Bi30,Ge22,Te48)
B7(Bi19,Ge26,Te55)
Furthermore, as described in Example 1, when the composition of the Bi—Ge—Te phase change recording layer material is surrounded by the following composition points B2, C2, D2, D6, C8, B7, instead of Ge Si, Sn, Pb, which are the elements of the same group, may be used, and by adding an appropriate amount of Si, Sn, Pb instead of Ge, the applicable linear velocity range can be easily adjusted. it can. For example, when Ge is replaced by Si, SiTe having a melting point higher than that of Ge or GeTe and having a lower crystallization speed is generated, so that SiTe segregates at the outer edge of the melted portion, and recrystallization is suppressed. Further, when GeTe is replaced by SnTe or PbTe, the nucleation speed is improved, so that the lack of erasure during high-speed recording can be compensated.
B2 (Bi 2, Ge 47, Te 51)
C2 (Bi 3 , Ge 47 , Te 50 )
D2 (Bi 4 , Ge 47 , Te 49 )
D6 (Bi 16, Ge 37, Te 47)
C8 (Bi 30 , Ge 22 , Te 48 )
B7 (Bi 19 , Ge 26 , Te 55 )
すなわち、以下に示す組成系の記録層材料である。
4元系記録層材料:Bi−Ge−Si−Te,Bi−Ge−Sn−Te,Bi−Ge−Pb−Te
5元系記録層材料:Bi−Ge−Si−Sn−Te,Bi−Ge−Si−Pb−Te,Bi−Ge−Sn−Pb−Te
6元系記録層材料:Bi−Ge−Si−Sn−Pb−Te
That is, it is a recording layer material of the composition system shown below.
Quaternary recording layer materials: Bi-Ge-Si-Te, Bi-Ge-Sn-Te, Bi-Ge-Pb-Te
Five-element recording layer materials: Bi-Ge-Si-Sn-Te, Bi-Ge-Si-Pb-Te, Bi-Ge-Sn-Pb-Te
6-element recording layer material: Bi-Ge-Si-Sn-Pb-Te
以上のような多元系の組成にすることにより、記録層材料の性能をよりきめ細かに制御することが可能となる。 By using the multi-component composition as described above, the performance of the recording layer material can be controlled more finely.
さらに、本発明の情報記録媒体に使用される記録層材料にBを添加すると、再結晶化が、より一層抑制され優れた性能を示す情報記録媒体が得られる。これは、BがGeと同様に再結晶化を抑制する効果があるからであるが、B原子は非常に小さいため、速やかに偏析することが可能であるからと考えられる。 Furthermore, when B is added to the recording layer material used in the information recording medium of the present invention, recrystallization is further suppressed and an information recording medium exhibiting excellent performance can be obtained. This is because B has the effect of suppressing recrystallization similarly to Ge, but B atoms are very small and can be segregated quickly.
なお、本発明の情報記録媒体に使用される記録層材料が上記組成式であらわされる範囲の関係を維持していれば、たとえ不純物が混入していたとしても、不純物の原子%が1%以内であれば、本発明の効果は失われない。 As long as the recording layer material used in the information recording medium of the present invention maintains the relationship in the range represented by the above composition formula, even if impurities are mixed, the atomic% of impurities is within 1%. If so, the effect of the present invention is not lost.
また、本発明の媒体構造では記録層の膜厚は、5nm以上15nm以下が光学的に最適である。特に7nm以上11nm以下の場合、多数回書換え時の記録膜流動による再生信号劣化を抑え、しかも光学的に変調度を最適にすることができるため、都合が良い。 In the medium structure of the present invention, the film thickness of the recording layer is optically optimal from 5 nm to 15 nm. Particularly, when the thickness is 7 nm or more and 11 nm or less, it is convenient because deterioration of the reproduction signal due to the flow of the recording film at the time of many rewrites can be suppressed and the modulation degree can be optically optimized.
本発明の情報記録媒体により、以下の課題が全て解決する情報記録媒体を得ることができる。
課題1:CAV記録時の最内周部の信号劣化
課題2:CAV記録時の最内周部における多数回書換え性能の劣化
課題3:CAV記録時の最内周部と最外周部の保存寿命劣化
課題4:CAV記録時の最内周部におけるクロスイレーズ性能の悪化
課題5:クロススピードオーバーライト性能の悪化
課題6:クロススピードクロストーク性能の悪化
課題7:クロススピードクロスイレーズ性能の悪化
課題8:クロススピード性能確保の為の総数増加(核生成層付加)
With the information recording medium of the present invention, an information recording medium that solves all of the following problems can be obtained.
Problem 1: Signal degradation in the innermost part during CAV recording Problem 2: Degradation of multiple rewrite performance in the innermost part during CAV recording Problem 3: Storage life of the innermost and outermost parts during CAV recording Deterioration problem 4: Deterioration of cross erase performance at the innermost circumference during CAV recording 5: Deterioration problem of cross speed overwrite performance 6: Deterioration problem of cross speed cross talk performance 7: Deterioration problem of cross speed cross erase performance 8 : Increased total number to secure cross-speed performance (addition of nucleation layer)
2−1:光ディスク
2−2:モーター
2−3:光ヘッド
2−4:プリアンプ回路
2−6:記録波形発生回路
2−7:レーザー駆動回路
2−8:8−16変調器
2−9:L/Gサーボ回路
2−10:8−16復調器
2-1: Optical disk 2-2: Motor 2-3: Optical head 2-4: Preamplifier circuit 2-6: Recording waveform generation circuit 2-7: Laser drive circuit 2-8: 8-16 modulator 2-9: L / G servo circuit 2-10: 8-16 demodulator
Claims (5)
B2(Bi2,Ge47,Te51)
C2(Bi3,Ge47,Te50)
D2(Bi4,Ge47,Te49)
D6(Bi16,Ge37,Te47)
C8(Bi30,Ge22,Te48)
B7(Bi19,Ge26,Te55) Information is recorded by phase change due to laser beam irradiation, equipped with a rewritable recording layer, and the relationship between recording linear velocity V1 at radius R1 and recording linear velocity V2 at radius R2 outside R1 is V2 / in V1 ≧ R2 / R1 relationships become information recording medium, the recording layer contains Bi, Ge and Te, the set formed is, Bi, Ge, the following respective points on the diagram triangular composition whose vertices Te An information recording medium comprising a recording layer having a composition in an enclosed range.
B2 (Bi 2, Ge 47, Te 51)
C2 (Bi 3 , Ge 47 , Te 50 )
D2 (Bi 4 , Ge 47 , Te 49 )
D6 (Bi 16, Ge 37, Te 47)
C8 (Bi 30 , Ge 22 , Te 48 )
B7 (Bi 19 , Ge 26 , Te 55 )
F2(Bi2.5,Ge47,Te50.5)
C2(Bi3,Ge47,Te50)
D2(Bi4,Ge47,Te49)
D6(Bi16,Ge37,Te47)
C8(Bi30,Ge22,Te48)
F7(Bi19,Ge27,Te54) An information recording medium according to claim 1, Bi, set configuration of Ge and Te is, Bi, Ge, a composition is a range surrounded by the following respective points on the diagram triangular composition whose vertices Te An information recording medium comprising a recording layer.
F2 (Bi 2.5 , Ge 47 , Te 50.5 )
C2 (Bi 3 , Ge 47 , Te 50 )
D2 (Bi 4 , Ge 47 , Te 49 )
D6 (Bi 16, Ge 37, Te 47)
C8 (Bi 30 , Ge 22 , Te 48 )
F7 (Bi 19 , Ge 27 , Te 54 )
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