JP4006410B2 - 情報記録媒体 - Google Patents

Description

本発明は、光ディスクに用いられる情報記録媒体に関する。

レーザ光を照射して薄膜（記録膜）に情報を記録する原理は種々知られているが、そのうちで膜材料の相変化（相転移、相変態とも呼ばれる）など、レーザ光の照射による原子配列変化を利用するものは、薄膜の変形をほとんど伴わないため、２枚のディスク部材を直接貼り合わせて両面ディスク構造の情報記録媒体が得られるという長所を持つ。
通常、これら情報記録媒体は基板上に第１保護層、ＧｅＳｂＴｅ系等の記録膜、上部保護層、反射層という構成からなる。特開２００１−２６６４０８号には、第１保護層として、（ＺｎＳ）_６０（ＳｉＯ_２）_３０Ｃ_１０を用い、その膜厚を５０ｎｍから４００ｎｍとすることが記載されている。

なお、本明細書では、結晶−非晶質間の相変化ばかりでなく、融解（液相への変化）と再結晶化、結晶状態−結晶状態間の相変化も含むものとして「相変化」という用語を使用する。また、マークエッジ記録とは、記録マークのエッジ部分を信号の“１”に、マーク間およびマーク内を信号の“０”に対応させた記録方式のことをいう。本明細書において光ディスクとは、光の照射によって再生できる情報が記載された円板（ディスク）、及び／または光の照射によって情報の再生を行う装置をいう。
また、特開２０００−２１５５１０号には、Ｇｅを１０％以上４０％以下、Ｓｂを８％以上、Ｔｅを４５％以上６５％以下含むＧｅＳｂＴｅ系の記録膜が記載されている。なお、記録層の膜厚は、１層で１４ｎｍ以上、２層の合計で１５ｎｍ以上３５ｎｍ以下である。

特開２００１−２６６４０８号

特開２０００−２１５５１０号

ＤＶＤ−ＲＡＭなどの書換え可能光ディスクでは、記録トラックはアドレスピットなどを設けたプリフォーマット部とトラッキング用の溝（グルーブ）を持ち、記録を行うユーザデータ部とよりなり、アドレスを確認し，クロックや同期の信号を検出してから情報の記録や読出しを行う。
しかし、第１保護層が１００ｎｍ以上と厚く、積層膜と基板との間に働く応力によって生ずる変形が、プリフォーマット部とユーザデータ部で異なるため、記録トラックがプリフォーマット部に対して曲がった状態になり、トラッキング用のグルーブに対してプッシュプルトラッキングした場合はプリフォーマット部のアドレスデータが読めず、プリフォーマット部に対して正常な位置になるようにトラッキングオフセットを補正すると，記録領域でオフセットして隣接トラックのデータを一部消去してしまったりする問題点が生ずる。

さらに、特開２００１−２６６４０８号記載のように、第１保護層が５０ｎｍ以上と厚い場合には、製膜に時間がかかるためスパッタリングのタクトタイムが遅く、量産性が低い、また材料コストがかかるという問題が生じる。そこで第１保護層を薄くすることが考えられるが、第１保護層が薄いと多数回書換時に記録膜で発生する熱が基板に伝わり、基板が劣化しやすいという問題がある。また、コントラストが低くなり、ジッタが高いという問題も生じる。

また、特開２０００−２１５５１０号のような媒体では、ＧｅＳｂＴｅ系の記録膜膜厚の合計が１５ｎｍ以上３５ｎｍ以下と厚く、再結晶化しやすいという問題がある。加えて、記録膜形成時に７５℃に加熱するプロセスを用いており、加熱プロセスは時間がかかるため、タクトタイムを短く出来ないという問題もある。
そこで、本発明の目的は、これら問題点を解決し、材料費、量産性に優れ、さらに多数回書換時にジッタが低い情報記録媒体を提供することに有る。

上記の問題点を解決するために本発明の情報記録用媒体では，次の解決策を用いる。すなわち，具体的には，第１保護層の膜厚を１８ｎｍ以上６５ｎｍ以下と薄くし、記録膜がＧｅとＳｂまたはＢｉのいずれか一つとＴｅからなり、かつ、前記記録膜中にＧｅが３６．９原子％以上４５．５原子％以下、ＢｉとＳｂの合計が３．６原子％以上１０．５原子％以下、Ｔｅが５０．９原子％以上５２．６原子％以下の範囲にさせる。これにより、１０回書換え後の変調度が５０％以上となり、材料コストと書換え特性の両者を兼ね備える効果があるためである。

更に、前記第１保護層の膜厚は１８ｎｍ以上６５ｎｍ以下、かつ前記第１保護層に、Ｍｇ化合物が１０モル％以上含有される第１保護層とすれば、より好ましい。変調度が５０％以上で、かつさらに材料コストが低くなり、コストと書換え特性の両者を兼ね備える効果があるためである。
なお、上記記録膜組成は、Ｇｅを多く含んでいるが、Ｇｅはその性質上、アモルファスと結晶状態の体積比が大きいことと、融点が９３７℃と非常に高いため、多数回書換えを行う、書換型の相変化記録膜には向かないと考えられていた。しかし、検討の結果、本願構成では、１００回オーバーライトを行っても、性能が劣化することがなかった。

また、第１の保護層を１８ｎｍ以上６５ｎｍ以下と薄くし、記録膜組成の９７原子％以上がＧｅとＢｉとＴｅからなることを特徴とすることにより、材料コストと書換え特性の両者を兼ね備える効果があるためである。
さらに、前記記録膜が４ｎｍ以上１８ｎｍ以下の膜厚からなり、かつ記録膜組成の９７原子％以上がＧｅとＢｉとＴｅからなり、かつ前記記録膜中にＧｅが３０原子％以上５０原子％以下、Ｂｉが２原子％以上２２原子％以下、Ｔｅが４０原子％以上６５原子％以下含有されると書換え特性がより向上する効果がある。

また、第１保護層を１８ｎｍ以上６５ｎｍ以下と薄くし、記録膜が５ｎｍ以上１３ｎｍ以下の膜厚とし、かつ記録膜組成の９７原子％以上がＧｅとＳｂとＴｅからなり、かつ前記記録膜中にＧｅが３７原子％以上４６原子％以下、Ｓｂが４原子％以上１１原子％以下、Ｔｅが５０原子％以上５３原子％以下とする。このような記録膜厚さ、組成とすることにより、量産性と書換え特性の両方を兼ね備えるという効果がある。
本発明の相変化記録媒体を用いる記録装置（光ディスクドライブ）の基本的な技術は下記のとおりである。

（１ビームオーバーライト）
相変化記録媒体は、オーバーライト（あらかじめ消去することなく重ね書きによって情報の書換えを行うこと）により書換えを行うのが普通である。図２にその原理を示した。高いレーザパワーで記録膜を融解させれば照射後急冷されて前の状態が結晶でも非晶質でも非晶質状態の記録マークになり、中間のレーザパワーで融点以下の結晶化速度の速い温度まで加熱すれば、前に非晶質状態だったところは結晶状態になる。元々結晶状態だったところはそのまま結晶状態に留まる。ＤＶＤ−ＲＡＭでは動画像を記録することが多いと考えられるので、１度に長い情報を記録することになる。この場合、予め全部消去してから記録するのでは２倍時間がかかり、また、膨大なバッファーメモリーが必要になる可能性もある。従ってオーバーライト可能なことは必須の条件である。

（マークエッジ記録）
ＤＶＤ−ＲＡＭおよびＤＶＤ−ＲＷには高密度記録が実現できるマークエッジ記録方式が採用されている。マークエッジ記録とは、記録膜に形成する記録マークの両端の位置をディジタルデータの１に対応させるもので、これにより、最短記録マークの長さを基準クロック１個でなく２〜３個分に対応させて高密度化することもできる。ＤＶＤ−ＲＡＭでは８−１６変調方式を採用しており、基準クロック３個分に対応させている。図３に比較を示したように、円形記録マークの中心位置をディジタルデータの１に対応させるマークポジション記録に比べると、記録マークを極端に小さくしなくても高密度記録できるという長所がある。ただし、記録マークの形状歪みが極めて小さいことが記録媒体に要求される。

（フォーマット）
図４に各セクターの始めのヘッダー部の配置を示したように、ＤＶＤ−ＲＡＭは１周を２４のセクターに分割したフォーマットであるため、ランダムアクセス記録が可能である。これらにより、パソコン内蔵の記憶装置から、ＤＶＤビデオカメラ、ＤＶＤビデオレコーダーまで、広い用途に用いることができる。

（ランド・グルーブ記録）
ＤＶＤ−ＲＡＭでは図５に示したようにトラッキング用の溝内と溝と溝の間の凸部の両方に記録するランド・グルーブ記録によってクロストークを小さくしている。ランド・グルーブ記録では、明暗（濃淡）の記録マークに対して溝深さをλ／６ｎ（λはレーザ波長、ｎは基板の屈折率）付近にした時、ランドでもグルーブでも隣接トラックの記録マークが見えにくくなる現象を利用しているので、４．７ＧＢ ＤＶＤ−ＲＡＭの例ではトラックピッチを０．６１５μｍと狭くできている。記録マークとそれ以外の部分の位相差、すなわち再生信号の位相差成分はクロストークが発生しやすくなる方向に働き，十分に小さくなるように設計することが求められる。再生信号の位相差成分はランドとグルーブの濃淡再生信号に逆位相で足し合わされるので，ランドとグルーブの再生信号レベルのアンバランスの原因ともなる。

（ＺＣＬＶ記録方式）
相変化記録媒体では、記録波形を変えない場合、良好な記録再生特性を得るのに結晶化速度に対応した最適線速度で記録するのが望ましい。しかし、ディスク上の半径の異なる記録トラック間をアクセスする時、線速度を同じにするために回転数を変えるのには時間がかかる。そこでＤＶＤ−ＲＡＭでは、図６に示したように、アクセス速度が小さくならないようにディスクの半径方向を２４のゾーンに分け、ゾーン内では一定回転数とし、別のゾーンにアクセスしなければならない時だけ回転数を変えるＺＣＬＶ（Ｚｏｎｅｄ Ｃｏｎｓｔａｎｔ Ｌｉｎｅａｒ Ｖｅｌｏｃｉｔｙ）方式を採用している。この方式では、ゾーン内の１番内周のトラックと一番外周のトラックで線速度が少し異なるので記録密度も少し異なるが、ディスク全域にわたってほぼ最大の密度で記録することができる。

（記録波形）
記録波形と記録マーク形状との間には下記のような関係がある。例えば４．７ＧＢ ＤＶＤ−ＲＡＭでは最短マーク長が０．４２μｍで線速度が８．２ｍ／ｓであることにより、１つの記録マークを形成する記録パルスを複数に分割するが、正確に記録マークを形成するために、熱の蓄積防止よりも正確な加熱に重点を置き、図８に示したように、消去パワーレベルから下がる部分が少ないか、全く無い記録波形としている。また、既に述べたように、記録マークを形成する最初のパルスと最後のパルスの幅の適応制御も必要である（適応制御：注目するスペースの長さと前のマークの長さに応じて、前のマークを形成する最後のパルスの終わる位置と後のマークを形成する最初のパルスの開始位置を調節する）。

高性能化技術をまとめると下記のようになる。
１． 狭トラックピッチ化に寄与する技術
ランド・グルーブ記録、吸収率調整、第１保護層の薄膜化、反射層薄膜化
２． 狭ビットピッチ化に寄与する技術
マークエッジ記録、ＺＣＬＶ記録方式、吸収率調整、界面層、適応制御記録波形
３． 高速化に寄与する技術
１ビームオーバーライト、記録膜組成、吸収率調整、界面層
上記のように１つの層が複数の役割を持ち、各層の機能が複雑にからみあっている。第１保護層薄膜化による応力低減もグルーブ変形を防いで狭トラックピッチ化に寄与する。従って、積層膜の組み合わせや膜厚を最適に選ぶことが高性能化のために極めて重要である。

以上説明したように、本発明によると高密度の記録・再生を行う情報記録用媒体において、７チャンバーの製造装置で製膜でき、材料コスト、書換え特性に優れ、量産性の高い媒体を得ることができる。

以下、本発明を実施例によって詳細に説明する。

（本発明の情報記録媒体の構成、製法）
図１は、この発明の第１実施例のディスク状情報記録媒体の断面構造図を示す。この媒体は次のようにして製作された。
まず、直径１２ｃｍ、厚さ０．６ｍｍで表面にトラックピッチが０．６１５ミクロンでランド・グルーブ記録のトラッキング用の溝を有し、トラックセンターからずれた位置、すなわち、ほぼランドとグルーブの境界線の延長線上にアドレス情報などを表すピット列を有するポリカーボネート基板１上に、（ＭｇＦ_２）_５０（ＺｎＳ）_５０よりなる第１保護層２を３０ｎｍの膜厚に形成した。次にＣｒ_２Ｏ_３膜よりなる下部界面層３を膜厚２ｎｍに形成、続いてＧｅ_３８．１Ｓｂ_９．５Ｔｅ_５２．４よりなる記録膜４を膜厚８ｎｍ，ＳｎＯ_２よりなる第２保護層５を３３ｎｍ，Ｃｒ_９０（Ｃｒ_２Ｏ_３）_１０よりなる吸収率調整層６を３４ｎｍ，Ａｌ_９９Ｔｉ_１よりなる反射層７を６０ｎｍ、順次形成した。ただし、ここではＣｒと酸素の比が２：３から多少ずれたもの、Ｓｉと酸素の比が１：２から多少ずれたものもＣｒ_２Ｏ_３やＳｉＯ_２と呼ぶ。多少のずれは、±２０％以内を指し、２：３から多少ずれたものは、ここでは２：２．４〜２：３．６の範囲を意味する。

このように本発明の情報記録媒体は６層以下の積層膜から形成され、スパッタ装置のチャンバーが６室の量産装置にて製膜を行うことが出来る。
また、全膜厚は１６０ｎｍ以下と量産性に優れている。また、図１０及び表１に示したように、第１保護層が薄いため、１３０ｎｍの従来ディスク（比較例１）に比べて材料コストが低く抑えられる。材料比コストは、膜厚１３０ｎｍの場合を１とした際の比で示した。

このように、６５ｎｍ以下の場合、材料コストを１／２に低減できることがわかる。
組成比はいずれも原子％（ａｔｏｍｉｃ％）か、モル％で記載した。膜の形成はＡｒガスを用いてマグネトロン・スパッタリング装置により行った。こうして第１のディスク部材を得た。
他方、全く同様の方法により、第１のディスク部材と同じ構成を持つ第２のディスク部材を得た。その後，前記第１のディスク部材および第２のディスク部材の膜表面に紫外線硬化樹脂による保護コート２２を行い，それぞれの紫外線硬化樹脂層同士を接着剤層を介して貼り合わせ、図１に示すディスク状情報記録媒体を得た。第２のディスク部材の代わりに保護基板を用いてもよい。

（初期結晶化方法）
前記のようにして製作したディスクの記録膜に次のようにして初期結晶化を行った。ディスクを記録トラック上の点の線速度が６ｍ／ｓであるように回転させ、スポット形状が媒体の半径方向に長い長円形の半導体レーザ（波長約８１０ｎｍ）のレーザ光パワーを６００ｍＷにして基板１を通して記録膜４に照射した。スポットの移動は、媒体の半径方向のスポット長の１／４ずつずらした。こうして、初期結晶化を行った。この初期結晶化は１回でもよいが２回繰り返すと初期結晶化によるノイズ上昇を少し低減できた。

（記録・消去・再生方法）
上記記録媒体に対して情報記録再生評価機により、情報の記録再生を行った。以下に本情報記録再生評価機の動作を説明する。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ＺＣＡＶ（Ｚｏｎｅｄ Ｃｏｎｓｔａｎｔ Ｌｉｎｅａｒ Ｖｅｌｏｃｉｔｙ）方式を採用している。ディスク線速度は約８．２ｍ／ｓである。

ディスクに情報を記録する際には、情報８ビットを１６ビットに変換する記録方式、いわゆる８−１６変調方式を用い記録が行われた。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変調器に伝送される。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の記録マーク長での情報の記録を行っている。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１７．１ｎｓとした。８−１６変調器により変換された３Ｔ〜１４Ｔのデジタル信号は記録波形発生回路に転送される。上記記録波形発生回路内において、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パワーを照射し、「１」の場合には高パワーパルス、またはパルス列を照射するようにしている。高パワーパルスの幅を約３Ｔ／２〜Ｔ／２とし、４Ｔ以上の記録マークを形成する際は、複数の高パワーレベルのパルスより成るパルス列を用い、パルス列のパルス間では幅が約Ｔ／２の低パワーレベルのレーザ照射を行い、上記パルス列とパルス列の間の記録マークを形成しない部分では中間パワーレベルのレーザ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を１１ｍＷ、記録マークの消去が可能な中間パワーレベルを５ｍＷ、中間パワーレベルより低い低パワーレベルを５ｍＷとした。このように低パワーレベルを中間パワーレベルと同じにしても良いし、別のレベルにしてもよい。また、この際、光ディスク上の中間パワーレベルレーザービームが照射された領域は結晶となり（スペース部）、高パワーレベルのパルス列を照射された領域は非晶質の記録マークに変化する。また、上記記録波形発生回路内は、マーク部を形成するための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部の長さ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する方式（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。また、この記録媒体の反射率は結晶状態の方が高く、記録され非晶質状態になった領域の反射率が低くなっている。記録波形発生回路により生成された記録波形は、レーザ駆動回路に転送され、レーザ駆動回路はこの波形をもとに、光ヘッド内の半導体レーザの出力パワーを変化させる。本記録装置に搭載された光ヘッドには、情報記録用のエネルギービームとして波長６６０ｎｍのレーザビームを照射することにより、情報の記録を行った。

以上の条件でマークエッジ記録を行った場合、最短マークである３Ｔマークのマーク長は約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。記録信号には、情報信号の始端部、終端部に４Ｔマークと４Ｔスペースの繰り返しのダミーデータが含まれている。始端部にはＶＦＯも含まれている。
このような記録方法では、既に情報が記録されている部分に対して消去することなく、重ね書きによって新たな情報を記録すれば、新たな情報に書き換えられる。すなわち、単一のほぼ円形の光スポットによるオーバーライトが可能である。

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（Ｌ／Ｇ）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を用いて行った。１ｍＷのレーザビームを記録トラック上に照射し、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により増大させ、８−１６復調器で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、記録された情報の再生が完了する。

（書換特性の評価）
実施例１のディスクについて、３Ｔ〜１１Ｔがランダムに含まれる記録パターン（ランダムパターン）を記録し、１０回オーバーライト後の変調度を調べた。変調度はランドが５２％、グルーブが６０％と５０％以上の良好な値が得られた。１０回オーバーライト後のジッタは６．７％と良好な値を示した。ジッタは、ランドとグルーブの平均値をクロックの周期Ｔで割った値を記載した。
次に、ジッタが１３％以下である、オーバーライト回数について調べた。本実施例のディスクについては、図１１及び表２に示されるように、第１保護層膜厚を１８ｎｍ以上の場合にオーバーライト１００００回以上と大きく出来る。

（記録膜の組成）
実施例１のディスクについて、３Ｔ〜１１Ｔがランダムに含まれる記録パターン（ランダムパターン）を記録し、１０回オーバーライト後のジッタを調べた。１０回オーバーライト後のジッタはランド・グルーブの平均が６．７％と良好な値を示した。ジッタは、ランドとグルーブの平均値をクロックの周期Ｔで割った値を記載した。
次に、記録膜の組成を変えながら、ジッタを調べた結果を表３に纏めた。

以上より、Ｇｅが３６．９原子％以上４５．５原子％以下、Ｓｂが３．６原子％以上１０．５原子％以下、Ｔｅが５０．９原子％以上５２．６原子％以下の場合、ジッタが９％以下と書換え特性が良好だった。これは、第１保護層が薄い媒体の場合コントラストが低いが、Ｇｅ−Ｓｂ−Ｔｅ系の材料を上記組成で使用することにより、記録膜材料の結晶状態と非晶質状態のコントラストが大きいなどの光学的な特性を満たすことによって向上し、かつ消去比も大きいため、書換え時のジッタを低く抑えることが可能になるためである。

さらに、Ｇｅが３６．９原子％以上４３．２原子％以下、Ｓｂが５．４原子％以上１０．５原子％以下、Ｔｅが５１．４原子％以上５２．６原子％以下の場合、ジッタが８％以下とより良い書換え特性が得られた。
加えて、Ｇｅが３６．９原子％以上３９．１原子％以下、Ｓｂが８．７原子％以上１０．５原子％以下、Ｔｅが５２．２原子％以上５２．６原子％以下の場合、ジッタが７％以下と特に良い書換え特性が得られた。

（第１保護層の組成および膜厚）
前記第１保護層の材料を、ＭｇＦ２とＺｎＳのモル比を変えながら、１００００回書換え後の反射率変化を調べた。また、ＭｇＦ２量により、製膜速度が変化するので（ＺｎＳ）８０（ＳｉＯ２）２０との比を調べ、これらの結果を表４に示した。

以上より、ＭｇＦ２量が１０モル％以上９０モル原子％以下の場合、反射率変化が１０ｍＶ以下と書換え特性が良好で製膜速度も０．７以上と良好だった。さらに、ＭｇＦ２量が２０モル％以上７５モル原子％以下の場合、反射率変化が６ｍＶ以下と書換え特性がより良好で製膜速度も１以上とより良好な結果が得られた。これは、ＭｇＦ_２−ＺｎＳ系の材料を上記組成で使用することにより、Ｍｇ化合物の硬いため、１００００回書換え時に記録膜流動や基板変形によって反射率が変化するのを抑制する特性とＺｎＳ材料が製膜速度が大きいという特性の両方を合わせ持つことことが出来るためである。

また、前記第１保護層中のＭｇＦ_２を別のＭｇ化合物、例えばＭｇＯに置き換えても同様の書換え特性、製膜特性が得られた。ＭｇＦ_２は、ＭｇＯに比べて屈折率ｎが小さく、コントラストを１．０５倍大きく出来、好ましい。一方、ＭｇＯは、ＭｇＦ_２に比べて材料コストが６０％と低く押さえられる点が好ましい。
また、前記第１保護層中のＺｎＳの一部をＳｎＯ_２、Ｔａ_２Ｏ_５、Ｉｎ_２Ｏ_３、あるいは上記材料の混合物のいずれかで置き換えても、同様の書換え特性、製膜特性が得られた。

Ｉｎ_２Ｏ_３を含む材料では、ターゲットの電気抵抗が低いためにＤＣスパッタリングが可能で、さらに短いタクトタイムを実現できるのでより好ましい。ＺｎＳを含む場合、材料費がＳｎＯ_２、Ｔａ_２Ｏ_５、Ｉｎ_２Ｏ_３に比べ約８０％と低いので、ターゲット製作コストを抑えることが出来た。ＳｎＯ_２を含む場合、界面層や基板との接着性が良く、９０℃、湿度８０％における加速試験の結果、ＺｎＳ、Ｔａ_２Ｏ_５、Ｉｎ_２Ｏ_３に比べ２倍以上保存寿命が大きく、膜剥がれが生じない。Ｔａ_２Ｏ_３を含む材料では、硬いため、ＳｎＯ_２、ＺｎＳ、Ｉｎ_２Ｏ_３に比べ１万回以上書換えた場合の反射率変化を８０％に抑えることが出来た。

この他、前記第１保護層中のＺｎＳをＣｒ_２Ｏ_３，Ａｌ_２Ｏ_３、ＳｉＯ_２、あるいは上記材料の混合物のいずれかで置き換えても、同様に反射率変化を抑制する効果が大きく、ＳｎＯ_２に比べて反射率変化は１／２になった。製膜速度は、ＳｎＯ_２の場合に比べて１／２となった。この中で、Ｃｒ_２Ｏ_３を含む場合、界面層や基板との接着性が良く、９０℃、湿度８０％における加速試験の結果、Ａｌ_２Ｏ_３、ＳｉＯ_２に比べ３倍以上保存寿命が大きく、膜剥がれが生じない。Ａｌ_２Ｏ_３を含む場合、吸収係数ｋが小さく、Ｃｒ_２Ｏ_３に比べコントラストを１．０５倍に大きく出来る。ＳｉＯ_２を含む場合は、Ｃｒ_２Ｏ_３，Ａｌ_２Ｏ_３に比べて材料コストが約６０％と低く、ターゲット製造コストを抑えることが出来た。
第１保護層構成元素に対する不純物元素が５原子％以上になると、コントラストが低下し、ジッタが１％以上大きくなるため、不純物元素は５原子％未満であることが好ましい。より好ましくは３原子％未満である。

（記録膜の組成と膜厚）
本実施例の記録膜のいずれかの構成元素の含有量が上記の組成から３原子％以上ずれた場合、結晶化速度が速過ぎて記録時の記録膜融解後の冷却中に再結晶化が起こり、記録マーク形状が歪む、あるいは結晶化速度が遅過ぎて消え残りが生ずるなどの問題点が起こった。従って、不純物元素は３原子％未満であることが好ましい。より好ましくは１原子％未満である。

記録膜膜厚が薄過ぎると消去時の結晶核形成が不足し、また第１保護層の薄いディスクではコントラストが低くなり、再生信号強度も低下するので再生信号ジッタが許容範囲を越えてしまうため、５ｎｍ以上が好ましい。また、記録膜膜厚が１３ｎｍ以上と厚過ぎると再結晶化領域が広くなりすぎるために１０回オーバーライトでジッタが１３％を越えてしまうため、１３ｎｍ未満が好ましい。

（界面層の組成と膜厚）
界面層のＣｒ_２Ｏ_３は、保護層材料成分の記録膜中への拡散の防止、結晶化速度の向上という効果がある。これにより、第１保護層とも併せて、書換可能回数を大きくする働きがある。
また、Ａｒのみの雰囲気ガスで製膜できること、他の層との接着性が優れていること、などの長所が有る。Ｃｒ_２Ｏ_３に代えて，Ｔａ−Ｏ系材料、Ｇｅ_５０Ｃｒ_１０Ｎ_４０などの組成の、ＧｅまたはＳｉを３０原子％以上６０原子％以下、Ｃｒを５原子％以上２０原子％以下含むＧｅ−Ｃｒ−Ｎ系材料、あるいはＳｉ−Ｃｒ−Ｎ系材料、あるいはＧｅ−Ｓｉ−Ｃｒ−Ｎ系材料、Ｔｉ_６０Ｎ_４０などのＴｉ−Ｎ系材料，Ｔａ_５５Ｎ_４５などのＴａ−Ｎ系材料，Ｓｎ_７０Ｎ_３０などのＳｎ−Ｎ系材料などの窒化物を用いると、結晶化速度向上効果が大きいが、書換え可能回数は２０〜３０％少なくなる。Ｃｒ_２Ｏ_３の一部を上記材料で置き換えた場合には、全てを置き換えた場合に比べて、書換可能回数の減少は抑えられるが、結晶化速度向上効果も少なめとなる。

線速度が１０ｍ／ｓ以下では、ＳｎＯ_２などのＳｎ酸化物でも記録膜の結晶化速度の面で問題無い上、製膜速度がＣｒ_２Ｏ_３の３倍大きい点が好ましいが、書換え可能回数は２０％少なくなる。Ｓｎ−Ｏ−Ｎでもよい。これらＳｎを含む材料の熱伝導率は比較的低いため、界面層と保護層を兼ねさせ、単層化することも可能であった。特にＣｒとＧｅの酸化物あるいは窒化物が６０ｍｏ１％以上含まれていると保存寿命が向上し、高温高湿の環境に置かれても高性能を維持できる。また、ＧｅＮ， ＧｅＯなどのＧｅ含有組成は製膜時のスパッタレートが他に比べ速いため、製造時のタクトタイムを短縮することができ好ましい。ただし、材料費は比較的高価である。

次いで、ＳｉＯ_２，Ａｌ_２Ｏ_３、Ｔａ_２Ｏ_５，Ｔａ_２Ｏ_５とＣｒ_２Ｏ_３またはＣｒ−Ｎ，Ｇｅ−Ｎ，Ｇｅ−Ｏの混合物、その次にＺｎＯ_２、ＺｒＯ_２，Ｙ_２Ｏ_３，Ｃｒ_２Ｏ_３またはＣｒ−Ｎ，Ｇｅ−Ｎ，Ｔａ_２Ｏ_５との混合物が好ましい。ＣｏＯ，Ｃｒ_２Ｏ，ＮｉＯは初期結晶化時の結晶粒径が均一になり、書き換え初期のジッタ上昇が小さくより好ましい。また，ＡｌＮ，ＢＮ，ＣｒＮ，Ｃｒ２Ｎ，ＧｅＮ，ＨｆＮ，Ｓｉ_３Ｎ_４，Ａｌ−Ｓｉ−Ｎ系材料（例えばＡｌＳｉＮ_２）、Ｓｉ−Ｎ系材料，Ｓｉ−Ｏ−Ｎ系材料，ＴａＮ，ＴｉＮ，ＺｒＮ，などの窒化物も接着カが大きくなり、外部衝撃による情報記録媒体の劣化が小さく、より好ましい。

界面層は、膜厚１ｎｍ以上で多数回オーバーライトでＺｎＳなどの保護層材料が記録膜中へ拡散する悪影響が現れるのを避ける効果及び接着性向上効果が有る。結晶化速度向上効果を十分に得るには、膜厚２ｎｍ以上であるのが望ましい．ただし、光入射側の界面層の場合、Ｃｒ_２Ｏ_３では膜厚が３ｎｍを越えると、この層の光吸収のために反射率が低下するなどの問題点が生じるために５ｎｍ以下が望ましいが、上下の熱拡散のバランスをとるためにやや厚め、例えば７ｎｍとしてもよい。の点から好ましく、１０ｎｍ以下であるとより好ましい。

以上より、光入射側の界面層膜厚は１ｎｍ以上８ｎｍ以下が好ましい。また、界面層に接する保護層が酸化物または窒化物の場合には、保護層が結晶化速度向上効果を持つので界面層は接着性向上の目的から用いられるため、第１保護層の４０モル％以上が酸化物または酸化・窒化物、窒化物からなる場合には、光入射側の界面層膜厚は１ｎｍ以上３ｎｍ以下が好ましい。
この他、例えばＧｅ−Ｃｒ−Ｎのように吸収率がＣｒ_２Ｏ_３より低い界面層では、もっと厚い膜厚としても問題無かった。しかしながら、界面層材料はスパッタレートが遅いため、２０ｎｍとすることが生産性の点から好ましい。

界面層構成元素に対する不純物元素が５原子％以上になると、結晶化速度が低下し、オーバーライト時のジッタ上昇が１％以上になるため、不純物元素は５原子％未満であることが好ましい。より好ましくは３原子％未満である。

（反射層の組成および膜厚）
反射層は吸収率比調整かつコントラストを高く保つためにはＣｒやＡｌ、Ｉｎ，Ｎｉ，Ｍｏ，Ｐｔ，Ｐｄ，Ｔｉ，Ｗ，Ｇｅ，Ｓｂ，Ｂｉおよびこれらのいずれかを含む合金または化合物を用いる。合金あるいは化合物中における、これらの元素の含有量は５０原子％以上が好ましい。この層は適度に光吸収し、適度に光透過することにより、反射率の低い記録マーク部分で記録膜を透過した光が反射層で反射されて再び記録膜に吸収され、温度が上がり過ぎないようにし、Ａｃ／Ａａを１以上にすることができる。熱拡散を調節するためにＡｕ，Ａｇ，Ｃｕ、Ａｌのうちの少なくとも１元素との合金にするのも再生信号品質向上に効果が有った。

高密度相変化光ディスクではトラックピッチが狭いことにより、隣接トラックにすでに書かれている記録マークの一部が消去されるクロスイレーズと呼ばれる現象に対する配慮が必要になるが、このクロスイレーズを防止するには、上記の熱の縦方向拡散が重要である。縦方向拡散により熱が隣接トラック方向に行きにくくなることが１つの理由である。Ａｃ／Ａａが１より大きければ隣接トラックの記録マーク部分の温度上昇が少なくなり、クロスイレーズ防止の面でも良い方向に働く。

クロスイレーズを防止するには再結晶化の防止も重要である。図８に示したように、記録時の記録膜融解後の周辺部からの再結晶化で非晶質記録マークとして残る部分が狭まる場合は所定の大きさの記録マークを形成するのにより広い領域を融解させる必要が有り、隣接トラックの温度が上昇しやすくなるからである。熱が縦方向に拡散すれば再結晶化も防止できる。記録マーク形成時に中央部の熱が横方向に拡散して融解領域周辺部の冷却が遅くなり、結晶化しやすくなるのを防げるからである。

反射層の材料としては、Ｃｒ，Ｃｒ−Ａｌ，Ｃｒ−Ａｇ，Ｃｒ−Ａｕ、Ｃｒ−Ｇｅ，Ｃｒ−Ｔｉ，ＣｒまたはＣｒ合金を主成分とするもの、ついでＡｌ−Ｔｉ，Ａｌ−Ｃｒ，Ａｌ−Ｉｎ等Ａｌ合金を主成分とするもの、Ｇｅ−Ｃｒ，Ｇｅ−Ｓｉ，Ｇｅ−Ｎが好ましい。この他、Ｃｏ，Ｎｉ，Ｍｏ，Ｐｔ，Ｗ，Ｇｅ，Ｓｂ，Ｂｉ，Ａｇ，Ａｕ，Ｃｕを主成分とするものも使用可能である。

Ｃｒ等以外の元素の含有量は、０．５原子％以上２０原子％以下の範囲にすると、多数回書き換え時の特性およびビットエラーレートが良くなり、１原子％以上１０原子％以下の範囲ではより良くなった。Ｃｒ中に２０原子％以下の酸素（Ｏ）を添加すると、膜剥がれが生じにくくなり好ましかった。Ｔｉを添加しても同様の効果があった。
Ａｌ等以外の元素の含有量は、３原子％以上２０原子％以下の範囲にすると、多数回書き換え時の特性およびビットエラーレートが良くなり、５原子％以上１５原子％以下の範囲ではより良くなった。

Ｇｅ等以外の元素の含有量は、０原子％以上８０原子％以下の範囲にすると、多数回書き換え時の特性およびビットエラーレートが良くなり、２原子％以上５０原子％以下の範囲ではより良くなった
Ａｇ−Ｐｄ，Ａｇ−Ｃｒ，Ａｇ−Ｔｉ，Ａｇ−Ｐｔ，Ａｇ−Ｃｕ，Ａｇ−Ｐｄ−Ｃｕ等Ａｇ合金を主成分とするもの、次いでＡｕ−Ｃｒ，Ａｕ−Ｔｉ，Ａｕ−Ａｇ，Ａｕ−Ｃｕ，Ａｕ−Ｎｄ等Ａｕ合金を主成分とするもの，Ｃｕ合金を主成分とするものも、反射率が高く、再生特性が良好であるが、Ｐｔ，Ａｕは貴金属のため高価であり、Ｃｒ，Ａｌ、Ｃｏ，Ｎｉ，Ｍｏ，Ａｇ，Ｗ，Ｇｅ，Ｓｂ，Ｂｉに比ベコストが上がる場合がある。

反射層構成元素に対する不純物元素が５原子％以上になると、熱伝導率の低下し、多数回書き換え時のジッタ上昇が大きくなるため、不純物元素は５原子％未満であることが好ましい。より好ましくは３原子％未満である。
これより、反射層の膜厚は、１０ｎｍ以上７０ｎｍ以下が好ましい。膜厚が薄過ぎると変調度が小さくなるうえ、熱冷却も十分に行なわれないため多数回書換時のジッタ増加が生じる。また厚すぎると吸収率比が小さくオーバーライト時のジッタ増加が生じる上に、基板の応力グルーブ変形の原因にもなる。

（第２保護層の組成および膜厚）
第２保護層には、ＳｎＯ_２などのＳｎ−ＯあるいはＳｎ−Ｏ−Ｎ材料、ＳｎＯ_２−ＳｉＯ_２，ＳｎＯ_２−Ｓｉ_３Ｎ_４，ＳｎＯ_２−ＳｉＯ_２−Ｓｉ_３Ｎ_４，などのＳｎ−Ｓｉ−Ｏ、Ｓｎ−Ｓｉ−ＮあるいはＳｎ−Ｓｉ−Ｏ−Ｎ材料，ＳｎＯ_２−Ａｌ_２Ｏ_３，ＳｎＯ_２−ＡｌＮ，ＳｎＯ_２−Ａｌ_２Ｏ_３−ＡｌＮなどのＳｎ−Ａｌ−Ｏ、Ｓｎ−Ａｌ−ＮまたはＳｎ−Ａｌ−Ｏ−Ｎ材料，ＳｎＯ_２−Ｃｒ_２Ｏ_３，ＳｎＯ_２−ＣｒＮ，ＳｎＯ_２−Ｃｒ_２Ｏ_３−ＣｒＮなどのＳｎ−Ｃｒ−Ｏ、Ｓｎ−Ｃｒ−ＮまたはＳｎ−Ｃｒ−Ｏ−Ｎ材料、ＳｎＯ_２−Ｍｎ_３Ｏ_４，ＳｎＯ_２−Ｍｎ_５Ｎ_２，ＳｎＯ_２−Ｍｎ_３Ｏ_４−Ｍｎ_５Ｎ_２などのＳｎ−Ｍｎ−Ｏ、Ｓｎ−Ｍｎ−ＮまたはＳｎ−Ｍｎ−Ｏ−Ｎ材料，ＳｎＯ_２−Ｔａ_２Ｏ_５，ＳｎＯ_２−Ｔａ_２Ｎ，ＳｎＯ_２−Ｔａ_２Ｏ_５−Ｔａ_２ＮなどのＳｎ−Ｔａ−Ｏ、Ｓｎ−Ｔａ−ＮまたはＳｎ−Ｔａ−Ｏ−Ｎ材料，ＳｎＯ_２−ＧｅＯ_２，ＳｎＯ_２−Ｇｅ_３Ｎ_４，ＳｎＯ_２−ＧｅＯ_２−Ｇｅ_３Ｎ_４，などのＳｎ−Ｇｅ−Ｏ、Ｓｎ−Ｇｅ−ＮあるいはＳｎ−Ｇｅ−Ｏ−Ｎ材料，ＳｎＯ_２−ＴｉＯ_２，ＳｎＯ_２−Ｔｉ_２Ｎ，ＳｎＯ_２−ＴｉＯ_２−Ｔｉ_２Ｎ，などのＳｎ−Ｔｉ−Ｏ、Ｓｎ−Ｔｉ−ＮあるいはＳｎ−Ｔｉ−Ｏ−Ｎ材料，ＳｎＯ_２−ＭｏＯ_３，ＳｎＯ_２−Ｍｏ_２Ｎ−ＭｏＮ，ＳｎＯ_２−ＭｏＯ_２−Ｍｏ_２Ｎ−ＭｏＮ，などのＳｎ−Ｍｏ−Ｏ、Ｓｎ−Ｍｏ−ＮあるいはＳｎ−Ｍｏ−Ｏ−Ｎ材料，ＳｎＯ_２−ＺｒＯ_２，ＳｎＯ_２−ＺｒＮ，ＳｎＯ_２−ＺｒＯ_２−ＺｒＮ，などのＳｎ−Ｚｒ−Ｏ、Ｓｎ−Ｚｒ−ＮあるいはＳｎ−Ｚｒ−Ｏ−Ｎ材料，ＳｎＯ_２−Ｃｏ_２Ｏ_３，ＳｎＯ_２−Ｃｏ_２Ｎ，ＳｎＯ_２−Ｃｏ_２Ｏ_３−Ｃｏ_２ＮなどのＳｎ−Ｃｏ−Ｏ、Ｓｎ−Ｃｏ−ＮまたはＳｎ−Ｃｏ−Ｏ−Ｎ材料，ＳｎＯ２−Ｉｎ２Ｏ_３，ＳｎＯ_２−Ｉｎ−Ｎ，ＳｎＯ_２−Ｉｎ_２Ｏ_３−ＮなどのＳｎ−Ｉｎ−Ｏ、Ｓｎ−Ｉｎ−ＮまたはＳｎ−Ｉｎ−Ｏ−Ｎ材料，ＳｎＯ_２−ＺｎＯ，ＳｎＯ_２−Ｚｎ−Ｎ，ＳｎＯ_２−ＺｎＯ−Ｚｎ−ＮなどのＳｎ−Ｚｎ−Ｏ、Ｓｎ−Ｚｎ−ＮまたはＳｎ−Ｚｎ−Ｏ−Ｎ材料，ＳｎＯ_２−Ｇｄ_２Ｏ_３，ＳｎＯ_２−Ｇｄ_２Ｎ，ＳｎＯ_２−Ｇｄ_２Ｏ_３−Ｇｄ_２ＮなどのＳｎ−Ｇｄ−Ｏ、Ｓｎ−Ｇｄ−ＮまたはＳｎ−Ｇｄ−Ｏ−Ｎ材料，ＳｎＯ_２−Ｂｉ_２Ｏ_３，ＳｎＯ_２−Ｂｉ―Ｎ，ＳｎＯ_２−Ｂｉ_２Ｏ_３−Ｂｉ―ＮなどのＳｎ−Ｂｉ−Ｏ、Ｓｎ−Ｂｉ−ＮまたはＳｎ−Ｂｉ−Ｏ−Ｎ材料，ＳｎＯ_２−Ｎｉ_２Ｏ_３，ＳｎＯ_２−Ｎｉ―Ｎ，ＳｎＯ_２−Ｎｉ_２Ｏ_３−Ｎｉ―ＮなどのＳｎ−Ｎｉ−Ｏ、Ｓｎ−Ｎｉ−ＮまたはＳｎ−Ｎｉ−Ｏ−Ｎ材料，ＳｎＯ_２−Ｎｂ_２Ｏ_３，ＳｎＯ_２−ＮｂＮ，ＳｎＯ_２−Ｎｂ_２Ｏ_３−ＮｂＮなどのＳｎ−Ｎｂ−Ｏ、Ｓｎ−Ｎｂ−ＮまたはＳｎ−Ｎｂ−Ｏ−Ｎ材料，ＳｎＯ_２−Ｎｄ_２Ｏ_３，ＳｎＯ_２−ＮｄＮ，ＳｎＯ_２−Ｎｄ_２Ｏ_３−ＮｄＮなどのＳｎ−Ｎｄ−Ｏ、Ｓｎ−Ｎｄ−ＮまたはＳｎ−Ｎｄ−Ｏ−Ｎ材料，ＳｎＯ_２−Ｖ_２Ｏ_３，ＳｎＯ_２−ＶＮ，ＳｎＯ_２−Ｖ_２Ｏ_３−ＶＮなどのＳｎ−Ｖ−Ｏ、Ｓｎ−Ｖ−ＮまたはＳｎ−Ｖ−Ｏ−Ｎ材料，あるいは、Ｓｎ−Ｃｒ−Ｓｉ−Ｏ−Ｎ材料やＳｎ−Ａｌ−Ｓｉ−Ｏ−Ｎ材料，Ｓｎ−Ｃｒ−Ｃｏ−Ｏ−Ｎ材料など上記材料を混合したものが、第２保護層として使用可能であった。

これらの中でＳｎ−ＯあるいはＳｎ−Ｏ−Ｎ材料は、製膜速度が従来材料である（ＺｎＳ）_８０（ＳｉＯ_２）_２０の約２倍と非常に早く、量産に適している点でより好ましかった。また、混合材料中のＳｎ−ＯあるいはＳｎ−Ｏ−Ｎ材料が全体の７０ｍｏｌ％以上であると、製膜速度が（ＺｎＳ）_８０（ＳｉＯ_２）_２０の約１．５倍と速く、混合材料中のＣｒ−Ｏ，Ｃｒ−Ｏ−Ｎ材料が全全体の７０ｍｏｌ％以上であると、Ｓｎ−ＯあるいはＳｎ−Ｏ−Ｎ材料に比べて熱安定性が良く書換え時の消去比の劣化が生じにくい。Ｃｒ−Ｏ，Ｃｒ−Ｏ−Ｎ材料の代わりに、Ｍｎ−Ｏ，Ｍｎ−Ｏ−Ｎを使用しても同様の効果が見られた。

Ｓｎ−Ｇｄ−Ｏ、Ｓｎ−Ｇｄ−ＮまたはＳｎ−Ｇｄ−Ｏ−Ｎ材料，Ｓｎ−Ｂｉ−Ｏ、Ｓｎ−Ｂｉ−ＮまたはＳｎ−Ｂｉ−Ｏ−Ｎ材料，Ｓｎ−Ｚｒ−Ｏ、Ｓｎ−Ｚｒ−ＮまたはＳｎ−Ｚｒ−Ｏ−Ｎ材料も安定性が高いが、Ｓｎ−Ｃｒ−Ｏ、Ｓｎ−Ｃｒ−Ｏ−Ｎ，Ｓｎ−Ｍｏ−Ｏ，Ｓｎ−Ｍｎ−Ｏ−Ｎに比べると約１割スパッタレートが低い。また、Ｓｎ−Ｇｅ−Ｏ、Ｓｎ−Ｇｅ−ＮあるいはＳｎ−Ｇｅ−Ｏ−Ｎ材料を用いると、記録膜との接着力が大きくなり、保存寿命が向上した。Ｓｎ−Ｇｅ−Ｏ、Ｓｎ−Ｇｅ−Ｎ，Ｓｎ−Ｇｅ−Ｏ−Ｎ材料の代わりに、Ｓｎ−Ｍｏ−Ｏ，Ｓｎ−Ｍｏ−Ｏ−Ｎ材料を用いても同様の効果が得られた。

一方、Ｓｎ−Ｉｎ−Ｏ、Ｓｎ−Ｉｎ−ＮまたはＳｎ−Ｉｎ−Ｏ−Ｎ材料，は電気抵抗が低く、ＤＣスパッタリングが可能という利点がある。ＩｎがＳｎより多いとスパッタレートを２倍以上に上げることが可能であるが、５００回以上書き換えると反射率変化が生じる。Ｓｎ−Ｚｎ−Ｏ、Ｓｎ−Ｚｎ−ＮまたはＳｎ−Ｚｎ−Ｏ−Ｎ材料もＤＣスパッタリングが可能であった。
Ｇｅ５０Ｃｒ１０Ｎ４０などの組成の、ＧｅまたはＳｉを３０原子％以上６０原子％以下、Ｃｒを５原子％以上２０原子％以下含むＧｅ−Ｃｒ−Ｎ系材料、あるいはＳｉ−Ｃｒ−Ｎ系材料、あるいはＧｅ−Ｓｉ−Ｃｒ−Ｎ系材料、あるいはＺｎとＯを主成分とする（合計７０原子％以上）材料では熱拡散率が低くできるので、記録感度の低下も少ない。

第２保護層の熱伝導率が大きすぎると、記録時に熱が横に広がりクロスイレーズが発生しやすくなるため、ＺｎＳ及び熱伝導率の大きい材料（ＳｉＯ_２、Ａｌ_２Ｏ_３、Ｃｒ_２Ｏ_３、Ｔａ_２Ｏ_５）の混合材料の組成比はＺｎＳが６０ｍｏｌ％以上９０ｍｏｌ以下が好ましい。ＳｉＯ_２より熱伝導率の小さい材料（Ｉｎ_２Ｏ_３−ＳｎＯ_２、Ｉｎ_２Ｏ_３、ＴｉＯ_２，ＺｎＯ，ＳｎＯ_２）と、ＺｎＳを混合させた場合については、ＺｎＳは５０ｍｏｌ％以上８５ｍｏｌ以下が好ましかった。これらの範囲を外れ、熱伝導率が大きすぎるとクロスイレーズによるジッタ上昇が３％以上となる。また、Ｇｅ_５０Ｃｒ_１０Ｎ_４０などのＧｅ−Ｃｒ−Ｎ系材料や、Ｓｉ_５０Ｃｒ_１０Ｎ_４０などのＳｉ−Ｃｒ−Ｎ系材料をＳｉＯ２等熱伝導率の大きい酸化物の代わりに用いることも出来るが、スパッタレートがやや低いために生産性はやや悪くなる。

第２保護層構成元素に対する不純物元素が１０原子％以上になると、コントラストが低下し、ジッタが大きくなるため、不純物元素は１０原子％未満であることが好ましい。より好ましくは５原子％未満である。
第２保護層膜厚とクロスイレーズによるジッタ上昇及び初期化後の反射率の関係を調べたところ、以下のようになった（表５）。

これより、オーバーライト特性が実用レベルになるにはクロスイレーズによるジッタ上昇が３％未満、かつ反射率が１５％以上必要なため、第２保護層の好ましい膜厚は、１６ｎｍ以上４０ｎｍ以下の範囲、より好ましい範囲は２０ｎｍ以上３５ｎｍ以下の範囲であった。光学的には波長を屈折率で割った値の１／２の周期で、厚いところでも同じ条件になるが、膜の応力による基板の変形やクラックが発生するようになり、製膜時間も長くなるので実用的ではない。なお、媒体の反射率が１５％より低いと、記録再生信号の変調度が低い、ＡＦやトラッキングが不安定となり、記録出来ない、再生出来ないなどの問題が生じるため、１５％以上が好ましい。こういった理由等からＤＶＤ−ＲＡＭ規格においても、反射率は１５％以上と決められている。

（吸収率制御層）
前記吸収率制御層Ｃｒ_９０（Ｃｒ_２Ｏ_３）_１０膜中のＣｒに代わる材料としては，Ｍｏ，Ｗ，Ｆｅ，Ｓｂ，Ｍｎ，Ｔｉ，Ｃｏ，Ｇｅ，Ｐｔ，Ｎｉ，Ｎｂ，Ｐｄ，Ｂｅ，Ｔａを用いると同様の結果が得られた。また、Ｐｄ，Ｐｔは他の層との反応性が低く、書き換え可能回数がさらに大きくなり、より好ましかった。Ｎｉ，Ｃｏを用いると、他に比べ安価なターゲットを使用できるため、全体の製作費用を下げることができる。 Ｃｒ，Ｍｏは耐食性が強く、寿命試験の結果が他に比べて良好だった。Ｔｉも次いで耐食性が強く良好な特性が得られた。また、Ｔｂ，Ｇｄ，Ｓｍ，Ｃｕ，Ａｕ，Ａｇ，Ｃａ，Ａｌ，Ｚｒ，Ｉｒ，Ｈｆ等も使用可であった。

前記吸収率制御層Ｃｒ_９０（Ｃｒ_２Ｏ_３）_１０膜中のＣｒ_２Ｏ_３に代わる材料としては，ＳｉＯ_２，ＳｉＯ，Ａｌ_２Ｏ_３，ＢｅＯ，Ｂｉ_２Ｏ_３，ＣｏＯ，ＣａＯ，ＣｅＯ_２，Ｃｕ_２Ｏ，ＣｕＯ，ＣｄＯ，Ｄｙ_２Ｏ_３，ＦｅＯ，Ｆｅ_２Ｏ_３，Ｆｅ_３Ｏ_４，ＧｅＯ，ＧｅＯ_２，ＨｆＯ_２，Ｉｎ_２Ｏ_３，Ｌａ_２Ｏ_３，ＭｇＯ，ＭｎＯ，ＭｏＯ_２，ＭｏＯ_３，ＮｂＯ，ＮｂＯ_２，ＮｉＯ，ＰｂＯ，ＰｄＯ，ＳｎＯ，ＳｎＯ_２，Ｓｃ_２Ｏ_３，ＳｒＯ，ＴｈＯ_２，ＴｉＯ_２，Ｔｉ_２Ｏ_３，ＴｉＯ，Ｔａ_２Ｏ_５，ＴｅＯ_２，ＶＯ，Ｖ_２Ｏ_３，ＶＯ_２，ＷＯ_２，ＷＯ_３，Ｙ_２Ｏ_３，ＺｒＯ_２，などの酸化物，ＺｎＳ，Ｓｂ_２Ｓ_３，ＣｄＳ，Ｉｎ_２Ｓ_３，Ｇａ_２Ｓ_３，ＧｅＳ，ＳｎＳ_２，ＰｂＳ，Ｂｉ_２Ｓ_３，ＳｒＳ，ＭｇＳ，ＣｒＳ，ＣｅＳ，ＴａＳ_４，などの硫化物、ＳｎＳｅ_２，Ｓｂ_２Ｓｅ_３，ＣｄＳｅ，ＺｎＳｅ，Ｉｎ_２Ｓｅ_３，Ｇａ_２Ｓｅ_３，ＧｅＳｅ，ＧｅＳｅ_２，ＳｎＳｅ，ＰｂＳｅ，Ｂｉ_２Ｓｅ_３などのセレン化物、ＣｅＦ_３，ＭｇＦ_２，ＣａＦ_２，ＴｉＦ_３，ＮｉＦ_３，ＦｅＦ_２，ＦｅＦ_３などの弗化物、あるいはＳｉ，Ｇｅ，ＴｉＢ_２，Ｂ_４Ｃ，Ｂ，ＣｒＢ，ＨｆＢ_２，ＴｉＢ_２，ＷＢ，などのホウ素化物，Ｃ，Ｃｒ_３Ｃ_２，Ｃｒ_２３Ｃ_６，Ｃｒ_７Ｃ_３，Ｆｅ_３Ｃ，Ｍｏ_２Ｃ，ＷＣ，Ｗ_２Ｃ，ＨｆＣ，ＴａＣ，ＣａＣ_２，などの炭化物、Ｔａ−Ｎ，ＡｌＮ，ＢＮ，ＣｒＮ，Ｃｒ_２Ｎ，ＧｅＮ，ＨｆＮ，Ｓｉ_３Ｎ_４，Ａｌ−Ｓｉ−Ｎ系材料（例えばＡｌＳｉＮ_２）、Ｓｉ−Ｎ系材料，Ｓｉ−Ｏ−Ｎ系材料，ＴｉＮ，ＺｒＮ，などの窒化物または、上記の材料に近い組成のものを用いてもよい。また、これらの混合材料でもよい。

これらの中では、酸化物を用いると他に比べ安価なターゲットを使用できるため、全体の製作費用を下げることができる。酸化物の中でも、ＳｉＯ_２，Ｔａ_２Ｏ_５は反応性が低く、書き換え可能回数がさらに大きくなり、好ましかった。Ａｌ_２Ｏ_３は熱伝導率が高いため、反射層および／または反射層がない構造のディスクにした場合、他に比べて書き換え特性の劣化が少ない。Ｃｒ_２Ｏ_３は融点が高い上、熱伝導率も高く好ましかった。

また、硫化物を用いるとスパッタレートが大きくでき、製膜時間が短縮できる。炭化物を用いると、吸収率制御層の硬度が増し、多数回書き換え時の記録膜流動を抑制する働きも持つ。
金属元素および／または誘電体とも融点が記録膜の融点（約６００℃）より高いと、１万回書き換え時のジッタ上昇が小さくできる。両者の融点が６００℃以上の場合，３％以下に抑制できよりこのましい。

（基板）
本実施例では、表面に直接、トラッキング用の溝を有するポリカーボネート基板１を用いている。また、トラッキング用の溝を有する基板とは、基板表面全面または一部に、記録・再生波長をλとしたとき、λ／１０ｎ＾（ｎ＾は基板材料の屈折率）以上の深さの溝を持つ基板である。溝は一周で連続的に形成されていても、途中分割されていてもよい。溝深さが約λ／６ｎの時、クロストークが小さくなり好ましいことが分かった。また、その溝幅は場所により異なっていてもよい。内周ほど狭いと、多数回書換えで問題が起きにくい。溝部とランド部の両方に記録・再生が行えるフォーマットを有する基板でも、どちらか一方に記録を行うフォーマットの基板でも良い。貼り合わせ前に前記第１および第２のディスク部材の反射層上に紫外線硬化樹脂を厚さ約１０μｍ塗布し，硬化後に貼り合わせを行うと，エラーレートがより低くできる。本実施例では、２つのディスク部材を作製し、接着剤層を介して、前記第１および第２のディスク部材の反射層側７同士をはり合わせている。基板材料をポリカーボネートからポリオレフィンが主成分の材料に変えると、基板表面の固さが増し、熱による基板変形量が１割低減され好ましい。しかし、材料費は２倍以上高くなった。

実施例１のディスクと第１保護層のみ変えたディスク（実施例２）を作製し、実施例１と同様の方法でオーバーライト回数を測定したところ、実施例１より薄い場合にもオーバーライト回数が向上出来ることがわかった。
実施例２における第１保護層では、（ＭｇＯ）_６０（ＳｎＯ_２）_５０よりなる第１保護層２を３０ｎｍの膜厚に形成した。

（第１保護層の組成および膜厚）
前記第１保護層の材料を、ＭｇＯとＳｎＯ_２のモル比を変えながら、１００００回書換え後の反射率変化を調べた。また、ＭｇＦ２量により、製膜速度が変化するので（ＺｎＳ）_８０（ＳｉＯ_２）_２０との比を調べ、これらの結果を表６に示した。

以上より、ＭｇＯ量が１０モル％以上９０モル原子％以下の場合、反射率変化が１０ｍＶ以下と書換え特性が良好で製膜速度も０．７以上と良好だった。さらに、ＭｇＦ２量が２０モル％以上７５モル原子％以下の場合、反射率変化が６ｍＶ以下と書換え特性がより良好で製膜速度も１以上とより良好な結果が得られた。これは、ＭｇＯ−ＳｎＯ_２系の材料を上記組成で使用することにより、Ｍｇ化合物の硬いため、１００００回書換え時に記録膜流動や基板変形によって反射率が変化するのを抑制する特性とＳｎＯ_２材料が製膜速度が大きいという特性の両方を合わせ持つことことが出来るためである。

第１保護層構成元素に対する不純物元素が５原子％以上になると、コントラストが低下し、ジッタが１％以上大きくなるため、不純物元素は５原子％未満であることが好ましい。より好ましくは３原子％未満である。
また、前記第１保護層中のＭｇＯを別のＭｇ化合物、例えばＭｇＦ_２に置き換えても同様の書換え特性、製膜特性が得られた。ＭｇＯは、ＭｇＦ２に比べて材料コストが６０％と低く押さえられる点が好ましい。一方、ＭｇＦ_２は、ＭｇＯに比べて屈折率ｎが小さく、コントラストを１．０５倍大きく出来、好ましい。
また、前記第１保護層中のＳｎＯ_２の一部をＺｎＳ、Ｔａ_２Ｏ_５、Ｉｎ_２Ｏ_３、あるいは上記材料の混合物のいずれかで置き換えても、同様の書換え特性、製膜特性が得られた。

Ｉｎ_２Ｏ_３を含む材料では、ターゲットの電気抵抗が低いためにＤＣスパッタリングが可能で、さらに短いタクトタイムを実現できるのでより好ましい。ＺｎＳを含む場合、材料費がＳｎＯ_２、Ｔａ_２Ｏ_５、Ｉｎ_２Ｏ_３に比べ約８０％と低いので、ターゲット製作コストを抑えることが出来た。ＳｎＯ_２を含む場合、界面層や基板との接着性が良く、９０℃、湿度８０％における加速試験の結果、ＺｎＳ、Ｔａ_２Ｏ_５、Ｉｎ_２Ｏ_３に比べ２倍以上保存寿命が大きく、膜剥がれが生じない。Ｔａ_２Ｏ_３を含む材料では、硬いため、ＳｎＯ_２、ＺｎＳ、Ｉｎ_２Ｏ_３に比べ１万回以上書換えた場合の反射率変化を８０％に抑えることが出来た。

この他、前記第１保護層中のＳｎＯ_２をＣｒ_２Ｏ_３，Ａｌ_２Ｏ_３、ＳｉＯ_２、あるいは上記材料の混合物のいずれかで置き換えても、同様に反射率変化を抑制する効果が大きく、ＳｎＯ_２に比べて反射率変化は１／２になった。製膜速度は、ＳｎＯ_２の場合に比べて１／２となった。この中で、Ｃｒ_２Ｏ_３を含む場合、界面層や基板との接着性が良く、９０℃、湿度８０％における加速試験の結果、Ａｌ_２Ｏ_３、ＳｉＯ_２に比べ３倍以上保存寿命が大きく、膜剥がれが生じない。Ａｌ_２Ｏ_３を含む場合、吸収係数ｋが小さく、Ｃｒ_２Ｏ_３に比べコントラストを１．０５倍に大きく出来る。ＳｉＯ_２を含む場合は、Ｃｒ_２Ｏ_３，Ａｌ_２Ｏ_３に比べて材料コストが約６０％と低く、ターゲット製造コストを抑えることが出来た。

本実施例に記載されていない、例えば記録膜、界面層、第２保護層、吸収率制御層，反
射層の材料と膜厚範囲、評価方法等については、実施例１と同様である。

（比較例１）
実施例１のディスクと第１保護層と記録膜のみ変えたディスク（比較例１）を作製した。第１保護層は、（ＺｎＳ）_８０（ＳｉＯ_２）_２０膜を１３０ｎｍ、記録膜はＧｅ_２２Ｓｂ_２２Ｔｅ_５６膜を８ｎｍ形成した。実施例１と同様の方法で第１保護層の材料コストを比較したところ、図１０に示されるように、実施例１に比べて２倍以上となることがわかった。

実施例１のディスクと記録膜のみ変え、記録膜と上部保護層の間にＣｒ_２Ｏ_３界面層を２ｎｍ設けたディスク（実施例３）を作製し、実施例１と同様の方法で書換え特性を測定したところ、実施例１と同様良好なジッタが得られた。
実施例３における記録膜では、Ｇｅ_４１．４Ｂｉ_６．９Ｔｅ_５１．７よりなる記録膜を８ｎｍの膜厚に形成した。

（記録膜の組成）
実施例３のディスクについて、３Ｔ〜１１Ｔがランダムに含まれる記録パターン（ランダムパターン）を記録し、１０回オーバーライト後のジッタを調べた。１０回オーバーライト後のジッタはランド・グルーブの平均が６．８％と良好な値を示した。ジッタは、ランドとグルーブの平均値をクロックの周期Ｔで割った値を記載した。
次に、記録膜の組成を変えながら、ジッタを調べた結果を表７に纏めた。

以上より、Ｇｅが３６．９原子％以上４５．５原子％以下、Ｂｉが３．６原子％以上１０．５原子％以下、Ｔｅが５０．９原子％以上５２．６原子％以下の場合、ジッタが９％以下と書換え特性が良好だった。これは、第１保護層が薄い媒体の場合コントラストが低いが、Ｇｅ−Ｂｉ−Ｔｅ系の材料を上記組成で使用することにより、記録膜材料の結晶状態と非晶質状態のコントラストが大きいなどの光学的な特性を満たすことによって向上し、かつ消去比も大きいため、書換え時のジッタを低く抑えることが可能になるためである。

さらに、Ｇｅが３６．９原子％以上４３．２原子％以下、Ｂｉが５．４原子％以上１０．５原子％以下、Ｔｅが５１．４原子％以上５２．６原子％以下の場合、ジッタが８％以下とより良い書換え特性が得られた。
加えて、Ｇｅが４０．０原子％以上４２．４原子％以下、Ｂｉが６．１原子％以上８．０原子％以下、Ｔｅが５１．５原子％以上５２．０原子％以下の場合、ジッタが７％以下と特に良い書換え特性が得られた。

（界面層の組成と膜厚）
界面層のＣｒ２Ｏ３は、保護層材料成分の記録膜中への拡散の防止、結晶化速度の向上という効果がある。これにより、保護層とも併せて、書換可能回数を大きくする働きがある。
記録膜にＢｉが４原子％未満の場合には、実施例１に記載の材料が界面層として使用可能である。また、記録膜と第２保護層の間に界面層を設ける必要がない。しかし、Ｂｉが５原子％以上になると、第２保護層中のＳｎとＢｉが反応して反射率、結晶化速度を変化させてしまうため、界面層が必要となる。

Ｃｒ_２Ｏ_３に代えて、Ｃｒ−ＮなどのＣｒ化合物、Ｆｅ−Ｏ、Ｆｅ−ＮなどのＦｅ化合物、Ｍｏ−Ｏ、Ｍｏ−ＮなどのＭｏ化合物、Ｗ−Ｏ、Ｗ−ＮなどのＷ化合物、Ｒｕ−ＯなどのＲｕ化合物、これらの混合物がＢｉと反応しにくく特に好ましいので、５０モル％以上含むと良い。
この他、Ｔａ−Ｏ、Ｔａ−ＮなどのＴａ化合物、Ｔｉ−Ｏ、Ｔｉ−ＮなどのＴｉ化合物なども使用可能である。

記録膜と第２保護層の間の界面層膜厚は２ｎｍ以上８ｎｍ以下が好ましい。
界面層構成元素に対する不純物元素が５原子％以上になると、結晶化速度が低下し、オーバーライト時のジッタ上昇が１％以上になるため、不純物元素は５原子％未満であることが好ましい。より好ましくは３原子％未満である。
本実施例に記載されていない、例えば第１保護層、界面層、第２保護層、吸収率制御層，反射層の材料と膜厚範囲、評価方法等については、実施例１、２と同様である。

実施例３のディスクと記録膜のみ変えたディスク（実施例４）を作製し、実施例１と同様の方法で書換え特性を測定したところ、実施例１と同様良好なジッタが得られた。
実施例４における記録膜では、Ｇｅ_４０．０Ｂｉ_４．０Ｓｂ_４．０Ｔｅ_５２．０よりなる記録膜を８ｎｍの膜厚に形成した。

（記録膜の組成）
実施例４のディスクについて、３Ｔ〜１１Ｔがランダムに含まれる記録パターン（ランダムパターン）を記録し、１０回オーバーライト後のジッタを調べた。１０回オーバーライト後のジッタはランド・グルーブの平均が７．３％と良好な値を示した。ジッタは、ランドとグルーブの平均値をクロックの周期Ｔで割った値を記載した。
次に、記録膜の組成を変えながら、ジッタを調べた結果を表８に纏めた。

以上より、Ｇｅが３６．９原子％以上４５．５原子％以下、ＢｉとＳｂの合計が３．６原子％以上１０．５原子％以下、Ｔｅが５０．９原子％以上５２．６原子％以下の場合、ジッタが９％以下と書換え特性が良好だった。これは、第１保護層が薄い媒体の場合コントラストが低いが、Ｇｅ−Ｂｉ−Ｔｅ系の材料を上記組成で使用することにより、記録膜材料の結晶状態と非晶質状態のコントラストが大きいなどの光学的な特性を満たすことによって向上し、かつ消去比も大きいため、書換え時のジッタを低く抑えることが可能になるためである。

さらに、Ｇｅが３６．９原子％以上４３．２原子％以下、ＢｉとＳｂの合計が５．４原子％以上１０．５原子％以下、Ｔｅが５１．４原子％以上５２．６原子％以下の場合、ジッタが８％以下とより良い書換え特性が得られた。
本実施例に記載されていない、例えば第１保護層、界面層、第２保護層、吸収率制御層，反射層の材料と膜厚範囲、評価方法等については、実施例１、３と同様である。

（比較例２）
実施例１のディスクと第１保護層のみ変えたディスク（比較例２）を作製した。第１保護層としては、（ＺｎＳ）_６５（ＳｉＯ_２）_３５を３０ｎｍ形成した。
また、全膜厚は１６０ｎｍ以下と量産性に優れている。また、表９に示したように、第１保護層が薄いため、１３０ｎｍの従来ディスク（比較例１）に比べて材料コストが低く抑えられる。材料比コストは、膜厚１３０ｎｍの場合を１とした際の比で示した。

このように、６５ｎｍ以下の場合、材料コストを１／２に低減できることがわかる。

（書換特性の評価）
比較例２のディスクについて、３Ｔ〜１１Ｔがランダムに含まれる記録パターン（ランダムパターン）を記録し、１０回オーバーライト後の変調度を調べた。変調度はランドが５２％、グルーブが６０％と５０％以上の良好な値が得られた。１０回オーバーライト後のジッタは６．７％と良好な値を示した。ジッタは、ランドとグルーブの平均値をクロックの周期Ｔで割った値を記載した。
次に、ジッタが１３％以下である、オーバーライト回数について調べた。本実施例のディスクについては、図１１及び表１０に示されるように、第１保護層膜厚を３４ｎｍ以上の場合にオーバーライト１００００回以上と大きく出来る。

実施例１と同様に、１００００回オーバーライト後のランダムパターン記録時のジッタが１３％以下に出来る効果が得られた。このように、Ｍｇ化合物などの硬い材料以外の材料を用いると、Ｍｇ化合物入りの第１保護層に比べて厚く製膜する必要があった。
（ＺｎＳ）_６５（ＳｉＯ_２）_３５を、ＺｎＳ、ＳｉＯ_２の比を変えても使用可能であるが、ＺｎＳ量が２０モル％以上、７５モル％以下が、屈折率が適当でコントラストが大きくなり、変調度が５０％以上となるため好ましい。

この他、ＳｉＯ_２及び／またはＳｉＯ_２の一部または全部をＩｎ_２Ｏ_３，ＳｎＯ_２、Ａｌ_２Ｏ_３、Ｔａ_２Ｏ_５、ＴｉＯ_２、Ｃｒ_２Ｏ_３、ＺｎＯ、あるいは上記材料の混合物のいずれかで置き換えても、使用可能であった。
次いで、ＳｉＯ_２及び／またはＳｉＯ_２の一部または全部を、Ｉｎ−Ｎ，Ｓｎ−Ｎ，Ａｌ−Ｎ、Ｔａ−Ｎ、Ｔｉ−Ｎ、Ｃｒ−Ｎ、Ｓｉ−Ｎあるいは上記材料の混合物などの窒化物のいずれか１つで置き換えても、使用可能であった。窒化物量が多くなると膜剥がれが生じやすくなるため、膜中の含有量は２０モル％未満が好ましい。また、次いで第２保護層材料も使用可能であった。
本実施例に記載されていない、例えば第１保護層、界面層、第２保護層、吸収率制御層，反射層の材料と膜厚範囲、評価方法等については、実施例１、３、４と同様である。

実施例１のディスクと記録膜膜厚、記録膜組成のみ変えたディスク（実施例５）を作製し、１１Ｔの信号を記録したのち、ＤＣ光で消去して消去特性を調べた。不純物元素の量が増加するほど、消去比が低下し、記録膜中の不純物元素が１原子％では、２３ｄＢ以上の消去比が得られたが、不純物元素が３原子％では消去比が２０ｄＢ、５原子％になると、１６ｄＢに低下した。また、下部保護層が厚すぎるとコントラストが小さいため消去比も下がり、下部保護層が薄すぎると、記録時に基板が熱で劣化し十分消去されなかった。
ここで、不純物元素とは、構成元素に含まれない元素をいい、例えば、Ｓｅ、Ｓｎ，Ａｓ、Ｉｎ，Ｏなどがあげられる。また、Ｓｂも不純物元素の一つである。１０回程度のオーバーライト特性については問題が、Ｓｂが入ることにより結晶化速度が変化するため、再結晶化領域が影響する隣接トラックに記録時のクロスイレーズオーバーライト特性は１０％を超えるためである。

これより、下部保護層膜厚が１８ｎｍ以上６５ｎｍ以下、前記記録膜組成の９７原子％以上が、Ｇｅ、Ｂｉ、Ｔｅからなる記録膜を持つ媒体において、消去比２０ｄＢ以上が得られ、オーバーライトが可能であることがわかった。
次に、実用条件に近い、より厳しい条件での書換え特性を調べた。３Ｔ〜１１Ｔがランダムに含まれる記録パターン（ランダムパターン）を記録し、１００回オーバーライト後に、隣接トラックに１０回オーバーライトを行い、クロスイレーズオーバーライトジッタを測定した。ジッタはランドとグルーブの平均値をクロックの周期Ｔで割った値を示した（以後、クロスイレーズオーバーライトジッタと呼ぶ）。記録膜の組成、記録膜膜厚を変えながら、ジッタを調べた結果を以下に纏めた。
前記記録膜の膜厚と、記録膜の組成を、Ｔｅ量を４８原子％に一定に保ち、記録膜の組成を図１２に示した組成図中の［Ｂ１］の線上に沿ってＧｅ量を変えながら、クロスイレーズジッタを調べ、これらの結果を表１１、図１３に示した。

以上より、Ｇｅが３０原子％以上５０原子％以下、Ｂｉが２原子％以上２２原子％以下、記録膜膜厚が４ｎｍ以上１８ｎｍ以下の場合、クロスイレーズジッタが１０％以下と書換え特性が良好であることがわかった。これは、Ｇｅ量が多く、Ｂｉ量が少なすぎると、記録膜融点が高くなり、記録膜中へ保護層材料の溶け込みが生じるため結晶化速度が低下し、Ｇｅ量が少なく、Ｂｉ量が多すぎるとコントラストが小さくなり、ジッタが増加するのを防止できるためである。さらに、記録膜膜厚が厚すぎると再結晶化が生じるためクロスイレーズが大きくなり、記録膜が薄すぎるとコントラストが小さくなりジッタが増加するのも防止できるためである。

前記記録膜の膜厚を変えながら、記録膜の組成をＧｅ_３０Ｔｅ_７０とＧｅ_６５Ｂｉ_３５の間（図１２に示した組成図中の［Ｂ２］の線上）について、Ｔｅ量を変えながら、クロスイレーズジッタを調べ、これらの結果を表１２、図１４に示した。

以上より、Ｔｅが４０原子％以上６５原子％以下の場合、クロスイレーズジッタが１０％以下と書換え特性が良好であることがわかった。これは、Ｔｅ量が多すぎると、オーバーライト時に記録膜成分の偏析が生じ、Ｔｅ量が少すぎるとコントラストが小さくなり、ジッタが増加するのを防止できるためである。
記録膜の膜厚を８ｎｍ、記録膜の組成を、Ｔｅ量を４８原子％に一定に保ち、Ｂｉ量と下部保護層膜厚を変化させながら、クロスイレーズジッタを調べ、これらの結果を表１３、図１５に示した。

以上より、Ｂｉが２原子％以上２２原子％以下、Ｇｅが３０原子％以上５０原子％以下、Ｔｅが４０原子％以上６５原子％以下の場合、下部保護層膜厚１８ｎｍ以上６５ｎｍ以下の場合、クロスイレーズジッタが１０％以下と書換え特性が良好であることがわかった。これは、Ｇｅ量が多く、Ｂｉ量が少なすぎると、記録膜融点が高くなり、保護層材料の溶け込みが生じるため結晶化速度が低下し、Ｇｅ量が少なく、Ｂｉ量が多すぎるとコントラストが小さくなり、ジッタが増加するのを防止できるためである。また、下部保護層が厚すぎるとコントラストが小さくなり、薄すぎると書換え時に基板が熱で劣化しジッタが増加するのも防止できるためである。

これらを総合すると、記録膜の組成がＧｅが３０原子％以上５０原子％以下、Ｂｉが２原子％以上２２原子％以下、Ｔｅが４０原子％以上６５原子％以下、記録膜膜厚が４ｎｍ以上１８ｎｍ以下、下部保護層膜厚１８ｎｍ以上６５ｎｍ以下の場合、クロスイレーズジッタが１０％以下と実用条件における書換え特性が良好であることがわかった。
さらに、記録膜の組成がＧｅが３７原子％以上４６原子％以下、Ｂｉが６原子％以上１５原子％以下、Ｔｅが５２原子％以上６０原子％以下、記録膜膜厚が６ｎｍ以上１３ｎｍ以下、下部保護層膜厚２３ｎｍ以上５５ｎｍ以下の場合、クロスイレーズジッタが９％以下と実用条件における書換え特性がより良好で、マージンも取れることがわかった。
本実施例に記載されていない、例えば第１保護層、界面層、第２保護層、吸収率制御層，反射層の材料と膜厚範囲、評価方法等については、実施例１〜４と同様である。

実施例５のディスクと下部保護層、記録膜がＧｅ、Ｓｂ、Ｔｅからなる点のみ変えたディスクを作製し、実用条件に近い条件での書換え特性を調べた。３Ｔ〜１１Ｔがランダムに含まれる記録パターン（ランダムパターン）を記録し、１００回オーバーライト後に、隣接トラックに１０回オーバーライトを行い、クロスイレーズオーバーライトジッタを測定した。ジッタはランドとグルーブの平均値をクロックの周期Ｔで割った値を示した。
（以後、クロスイレーズオーバーライトジッタと呼ぶ）記録膜の組成、記録膜膜厚を変えながら、ジッタを調べた結果を表１４〜１６、図１６〜１８に纏めた。
前記記録膜の膜厚と、記録膜の組成を、Ｔｅ量を５２原子％に一定に保ち、記録膜中のＧｅ量を変えながら（図６のS1の線上）、クロスイレーズジッタを調べ、これらの結果を表１４、図１７に示した。

以上より、Ｇｅが３７原子％以上４６原子％以下、Ｓｂが４原子％以上１１原子％以下、記録膜膜厚が５ｎｍ以上１３ｎｍ以下の場合、クロスイレーズジッタが１０％以下と書換え特性が良好であることがわかった。これは、Ｇｅ量が多く、Ｓｂ量が少なすぎると、記録膜融点が高くなり、記録膜中へ保護層材料の溶け込みが生じるため結晶化速度が低下し、Ｇｅ量が少なく、Ｓｂ量が多すぎるとコントラストが小さくなり、ジッタが増加するのを防止できるためである。さらに、記録膜膜厚が厚すぎると再結晶化が生じるためクロスイレーズが大きくなり、記録膜が薄すぎるとコントラストが小さくなりジッタが増加するのも防止できるためである。

前記記録膜の膜厚を変えながら、記録膜の組成をＧｅ_３０Ｔｅ_７０とＧｅ_６５Ｓｂ_３５の間（図１６に示した組成図中の［Ｓ２］の線上）について、Ｔｅ量を変えながら、クロスイレーズジッタを調べ、これらの結果を表１５、図１８に示した。

以上より、Ｔｅが５０原子％以上５３原子％以下の場合、クロスイレーズジッタが１０％以下と書換え特性が良好であることがわかった。これは、Ｔｅ量が多すぎると、オーバーライト時に記録膜成分の偏析が生じ、Ｔｅ量が少すぎるとコントラストが小さくなり、ジッタが増加するのを防止できるためである。

記録膜の膜厚を８ｎｍ、記録膜の組成を、Ｔｅ量を５２原子％に一定に保ち、Ｓｂ量と下部保護層膜厚を変化させながら、クロスイレーズジッタを調べ、これらの結果を表１６、図１８に示した。

以上より、Ｓｂが４原子％以上１１原子％以下、Ｇｅが３７原子％以上４６原子％以下、Ｔｅが５０原子％以上５３原子％以下の場合、下部保護層膜厚１８ｎｍ以上６５ｎｍ以下の場合、クロスイレーズジッタが１０％以下と書換え特性が良好であることがわかった。これは、Ｇｅ量が多く、Ｓｂ量が少なすぎると、記録膜融点が高くなり、保護層材料の溶け込みが生じるため結晶化速度が低下し、Ｇｅ量が少なく、Ｓｂ量が多すぎるとコントラストが小さくなり、ジッタが増加するのを防止できるためである。また、下部保護層が厚すぎるとコントラストが小さくなり、薄すぎると書換え時に基板が熱で劣化しジッタが増加するのも防止できるためである。

これらを総合すると、記録膜の組成がＧｅが３７原子％以上４６原子％以下、Ｓｂが４原子％以上１１原子％以下、Ｔｅが５０原子％以上５３原子％以下、記録膜膜厚が５ｎｍ以上１３ｎｍ以下、下部保護層膜厚１８ｎｍ以上６５ｎｍ以下の場合、クロスイレーズジッタが１０％以下と実用条件における書換え特性が良好であることがわかった。
また、良好な書換え特性を持つ組成範囲において、不純物元素の量が増加するほど、消去比が低下するため、記録膜中の不純物元素が３原子％より多くなると、クロスイレーズジッタが１０％より大きくなり好ましくない。また、Ｇｅが３９原子％以上４２原子％以下、Ｓｂが６原子％以上９原子％以下、Ｔｅが５２原子％、前記下部保護層膜厚２３ｎｍ以上５５ｎｍ以下であると、クロスイレーズジッタが９％以下となり、更に好ましい。

ここで、不純物元素とは、構成元素に含まれない元素をいい、例えば、Ｓｅ、Ｓｎ，Ａｓ、Ｉｎ，Ｏなどがあげられる。また、Ｂｉも不純物元素の一つである。１０回程度のオーバーライト特性については問題が、Ｂｉが入ることにより結晶化速度が変化するため、再結晶化領域が影響する隣接トラックに記録時のクロスイレーズオーバーライト特性は１０％を超えるためである。
本実施例に記載されていない、例えば第１保護層、界面層、第２保護層、吸収率制御層，反射層の材料と膜厚範囲、評価方法等については、実施例１〜７と同様である。

実施例１のディスクと記録膜膜厚、記録膜組成、下部保護層材料、基板厚さを変えたディスク（実施例７）を作製し、青色レーザ（４１０ｎｍ）にてＮＡ０．８５のレーザビームにおいて、２Ｔから８Ｔの信号をランダムに記録したのち、ジッタを測定した。この場合の評価条件は、線速度は３．８ｍ／ｓ、イコライザーにはリミットイコライザー、検出窓幅は１５．２ｎｓ、レーザ光側の基板厚さは約０．１ｍｍｔである。下部保護層材料には、厚さ１８ｎｍから６５ｎｍまでの間のＳｎＯ_２膜を用いた。８Ｔを記録し、ＤＣ光で消去して消去特性を調べたところ、不純物元素の量が増加するほど、消去比が低下し、記録膜中の不純物元素が１原子％では、２３ｄＢ以上の消去比が得られたが、不純物元素が３原子％では消去比が２０ｄＢ、５原子％になると、１６ｄＢに低下した。また、下部保護層が厚すぎるとコントラストが小さいため消去比も下がり、下部保護層が薄すぎると、記録時に基板が熱で劣化し十分消去されなかった。

これより、下部保護層膜厚が１８ｎｍ以上６５ｎｍ以下、前記記録膜組成の９７原子％以上が、Ｇｅ、Ｂｉ、Ｔｅからなる記録膜を持つ媒体において、消去比２０ｄＢ以上が得られ、青色レーザでもオーバーライトが可能であることがわかった。
次に、実用条件に近い、より厳しい条件での書換え特性を調べた。２Ｔ〜８Ｔがランダムに含まれる記録パターン（ランダムパターン）を記録し、１０回オーバーライト後に、オーバーライトジッタを測定した。ジッタはグルーブの値をクロックの周期Ｔで割った値を示した。（以後、オーバーライトジッタと呼ぶ）記録膜の組成、記録膜膜厚を変えながら、ジッタを調べた結果を表１７に纏めた。
前記記録膜の膜厚と、記録膜の組成を、Ｔｅ量を４８原子％に一定に保ち、記録膜の組成を図１２に示した組成図中の［Ｂ１］の線上に沿ってＧｅ量を変えながら、クロスイレーズジッタを調べ、これらの結果を表１７に示した。

以上より、Ｇｅが３０原子％以上５０原子％以下、Ｂｉが２原子％以上２２原子％以下、記録膜膜厚が４ｎｍ以上１８ｎｍ以下の場合、オーバーライトジッタが１０％以下と書換え特性が良好であることがわかった。これは、Ｇｅ量が多く、Ｂｉ量が少なすぎると、記録膜融点が高くなり、記録膜中へ保護層材料の溶け込みが生じるため結晶化速度が低下し、Ｇｅ量が少なく、Ｂｉ量が多すぎるとコントラストが小さくなり、ジッタが増加するのを防止できるためである。さらに、記録膜膜厚が厚すぎると再結晶化が生じるためクロスイレーズが大きくなり、記録膜が薄すぎるとコントラストが小さくなりジッタが増加するのも防止できるためである。
前記記録膜の膜厚を８ｎｍ、記録膜の組成をＧｅ_３０Ｔｅ_７０とＧｅ_６５Ｂｉ_３５の間（図１２に示した組成図中の［Ｂ２］の線上）について、Ｔｅ量を変えながら、オーバーライトジッタを調べ、これらの結果を表１８に示した。

以上より、Ｔｅが４０原子％以上６５原子％以下の場合、オーバーライトジッタが１０％以下と書換え特性が良好であることがわかった。これは、Ｔｅ量が多すぎると、オーバーライト時に記録膜成分の偏析が生じ、Ｔｅ量が少なすぎるとコントラストが小さくなり、ジッタが増加するのを防止できるためである。
記録膜の膜厚を８ｎｍ、記録膜の組成を、Ｔｅ量を４８原子％に一定に保ち、Ｂｉ量と下部保護層膜厚を変化させながら、オーバーライトジッタを調べ、これらの結果を表１９に示した。

以上より、Ｂｉが２原子％以上２２原子％以下、Ｇｅが３０原子％以上５０原子％以下、Ｔｅが４０原子％以上６５原子％以下の場合、下部保護層膜厚１８ｎｍ以上６５ｎｍ以下の場合、オーバーライトジッタが１０％以下と書換え特性が良好であることがわかった。これは、Ｇｅ量が多く、Ｂｉ量が少なすぎると、記録膜融点が高くなり、保護層材料の溶け込みが生じるため結晶化速度が低下し、Ｇｅ量が少なく、Ｂｉ量が多すぎるとコントラストが小さくなり、ジッタが増加するのを防止できるためである。また、下部保護層が厚すぎるとコントラストが小さくなり、薄すぎると書換え時に基板が熱で劣化しジッタが増加するのも防止できるためである。

これらを総合すると、青色レーザ用媒体においても、記録膜の組成がＧｅが３０原子％以上５０原子％以下、Ｂｉが２原子％以上２２原子％以下、Ｔｅが４０原子％以上６５原子％以下、記録膜膜厚が４ｎｍ以上１８ｎｍ以下、下部保護層膜厚１８ｎｍ以上６５ｎｍ以下の場合、オーバーライトジッタが１０％以下と書換え特性が良好であることがわかった。

さらに、記録膜の組成がＧｅが３７原子％以上４６原子％以下、Ｂｉが６原子％以上１５原子％以下、Ｔｅが５２原子％以上６０原子％以下、記録膜膜厚が６ｎｍ以上１３ｎｍ以下、下部保護層膜厚２３ｎｍ以上５５ｎｍ以下の場合、オーバーライトジッタが９％以下と実用条件における書換え特性がより良好で、マージンも取れることがわかった。
また、前記第１保護層中のＳｎＯ_２の一部をＺｎＳ、Ｔａ_２Ｏ_５、Ｉｎ_２Ｏ_３あるいは上記材料の混合物のいずれかで置き換えても、同様の書換え特性、製膜特性が得られた。

この他、前記第１保護層中のＳｎＯ_２をＣｒ_２Ｏ_３，Ａｌ_２Ｏ_３、ＳｉＯ_２、あるいは上記材料の混合物のいずれかで置き換えても、同様に反射率変化を抑制する効果が大きく、ＳｎＯ_２に比べて反射率変化は１／２になった。製膜速度は、ＳｎＯ_２の場合に比べて１／２となった。この中で、Ｃｒ_２Ｏ_３を含む場合、界面層や基板との接着性が良く、９０℃、湿度８０％における加速試験の結果、Ａｌ_２Ｏ_３、ＳｉＯ_２に比べ３倍以上保存寿命が大きく、膜剥がれが生じない。Ａｌ_２Ｏ_３を含む場合、吸収係数ｋが小さく、Ｃｒ_２Ｏ_３に比べコントラストを１．０５倍に大きく出来る。ＳｉＯ２を含む場合は、Ｃｒ_２Ｏ_３，Ａｌ_２Ｏ_３に比べて材料コストが約６０％と低く、ターゲット製造コストを抑えることが出来た。

第１保護層構成元素に対する不純物元素が５原子％以上になると、コントラストが低下し、ジッタが１％以上大きくなるため、不純物元素は５原子％未満であることが好ましい。より好ましくは３原子％未満である。
本実施例に記載されていない、例えば第１保護層、界面層、第２保護層、吸収率制御層，反射層の材料と膜厚範囲、評価方法等については、実施例１〜６と同様である。

本発明による情報記録媒体の一例の断面模式図。 オーバーライト原理説明図。 マークポジション記録とマークエッジ記録の説明図。 基板のフォーマットのヘッダー部概略図。 基板のフォーマット概略図。 基板のフォーマットのゾーン配置概略図。 記録膜再結晶化領域概略図。 記録波形の適応制御とマーク長の関係の概略図。 従来例による情報記録媒体の一例の断面模式図。 本発明及び従来例の材料コストの関係。 本発明及び従来例のオーバーライト回数と第１保護層膜厚の関係。 実施例７において良好な書換え特性を持つ組成範囲。 本発明の実施例７におけるＧｅ含有量と記録膜膜厚とクロスイレーズジッタの関係。 本発明の実施例７におけるＴｅ含有量と記録膜膜厚とクロスイレーズジッタの関係。 本発明の実施例７におけるＢｉ含有量と下部保護層膜厚とクロスイレーズジッタの関係。 実施例８において良好な書換え特性を持つ組成範囲。 本発明の実施例８におけるＧｅ含有量と記録膜膜厚とクロスイレーズジッタの関係。 本発明の実施例８におけるＴｅ含有量と記録膜膜厚とクロスイレーズジッタの関係。 本発明の実施例７におけるＳｂ含有量と下部保護層膜厚とクロスイレーズジッタの関係。

符号の説明

１， １′…基板、２，２′…第１保護層、３，３′…界面層、４，４′…記録膜、５，
５′…第２保護層、６，６′…吸収率調整層、７、７‘…反射層、８…接着層、９，９′
…保護基板。

Claims (2)

1. 光の照射により原子配列が変化することによって記録を行う、多数回書換え可能な情報記録媒体であって、
   光照射側から、基板上に、１８ｎｍ以上６５ｎｍ以下の膜厚の第１保護層と、記録膜と、第２保護層と、反射層とを備え、
   かつ前記記録膜が４ｎｍ以上１８ｎｍ以下の膜厚からなり、
   かつ記録膜組成の９７原子％以上がＧｅとＢｉとＴｅからなり、
   かつ前記記録膜中にＧｅが３０原子％以上５０原子％以下、
   Ｂｉが２原子％以上２２原子％以下、
   Ｔｅが４０原子％以上６５原子％以下含有され、
   前記第１保護層は、ＭｇＦ _２ またはＭｇＯのいずれかからなるＭｇ化合物と、ＺｎＳ、ＳｎＯ _２ 、Ｔａ _２ Ｏ _５ 、Ｉｎ _２ Ｏ _３ 、Ｃｒ _２ Ｏ _３ 、Ａｌ _２ Ｏ _３ 、ＳｉＯ _２ のいずれか１種あるいはこれらのうちの数種の混合物と、からなり、前記Ｍｇ化合物を１０モル％以上９０モル％以下含むことを特徴とする情報記録媒体。
2. 前記記録膜中に、Ｇｅが３７原子％以上４６原子％以下、Ｂｉが６原子％以上１５原子％以下、Ｔｅが５２原子％以上６０原子％以下含まれており、前記記録膜膜厚が６ｎｍ以上１３ｎｍ以下、前記下部保護層膜厚が２３ｎｍ以上５５ｎｍ以下であることを特徴とする請求項１記載の情報記録媒体。

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