JP4214115B2 - 光学的情報記録媒体及びその製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、レーザビーム等の照射により、複数設けられた情報層に対して光学的に情報を記録、消去、書き換え、再生できる多層構造の光学的情報記録媒体とその製造方法とに関する。

書き換え可能な媒体として用いられる相変化型の光学的情報記録媒体とは、結晶相と非晶質相との間で可逆的に相変化を起こす記録層を利用して、情報の記録、消去及び書き換えを行うものである。このような記録層に高パワーのレーザビームを照射した後で急冷すると、照射された部分が非晶質相となる。また、記録層の非晶質部分に低パワーのレーザビームを照射した後に徐冷すると、照射された部分が結晶相となる。したがって、相変化型の光学的情報記録媒体では、高パワーレベルと低パワーレベルとの間でパワーを変調させたレーザビームを記録層に照射することによって、記録層を非晶質相または結晶相に自由に変化させることができる。このような光学的情報記録媒体では、非晶質相における反射率と結晶相における反射率との差を利用して情報の記録が行われる。

近年、光学的情報記録媒体の記録密度を向上させるために、さまざまな技術が研究されている。例えば、比較的波長の短い青紫色レーザビームを使用してより小さい記録マークを記録する技術や、レーザビーム入射側に配置された基板を薄くするとともに開口数（ＮＡ）が大きいレンズを使用してより小さい記録マークを記録する技術等が研究されている。また、記録層を含む情報層が二つ設けられ、片側から入射したレーザビームを用いて二つの情報層それぞれに対して記録・再生を行う技術も研究されている（例えば、特許文献１参照）。

図４には、二つの情報層が設けられた従来の光学的情報記録媒体の構成例が示されている。従来の光学的情報記録媒体１０１には、第1の基板１０２と第２の基板１０６との間に、レーザビーム入射側から順に、第1の情報層１０３、光学分離層１０４及び第２の情報層１０５が設けられている。第１の情報層１０２には、レーザビーム入射側から順に、保護層１０３１、記録層１０３２、保護層１０３３、反射層１０３４及び透過率調整層１０３５が配置されている。

このように、片側から照射されるレーザビームにより二つの情報層に対してそれぞれ記録・再生が行なわれる光学的情報記録媒体１０１では、レーザビーム入射側に配置されている第１の情報層１０３を透過したレーザビームを用いて、レーザビーム入射側と反対側に配置された第２の情報層１０５の記録再生が行われる。

このような光学的情報記録媒体１０１に記録・再生を行うためには、第１の情報層１０３はできるだけ高い透過率を有することが好ましい。そこで、第１の情報層１０３には、透過率を高くするために高屈折率誘電体材料からなる透過率調整層１０３５が反射層１０３４に接して設けられている。高屈折率誘電体材料としては、例えばＴｉＯ₂、Ｎｂ₂Ｏ₅及びそれらを含む材料等が挙げられる。

以上のような透過率調整層１０３５を備えた光学的情報記録媒体１０１は、成膜しやすさの観点から、一般的に下記の工程順に作製される。

（ａ）第２の基板１０６上に第２の情報層１０５を形成する工程
（ｂ）第２の情報層１０５上に光学分離層１０４を形成する工程
（ｃ）光学分離層１０４上に第１の情報層１０３を形成する工程
（ｄ）第１の情報層１０３上に第１の基板１０２を接着する工程
すなわち、従来の光学的情報記録媒体１０１では、（ｃ）の光学分離層１０４上に第１の情報層１０３を形成する際、光学分離層１０４の上にまず高屈折率誘電体材料を用いて透過率調整層１０３５を成膜する。
特開２０００−３６１３０号公報

しかしながら、発明者らが、複数の成膜室を有する枚葉式成膜装置で透過率調整層１０３５を作製したところ、高屈折率誘電体材料を用いて第一の成膜室で透過率調整層１０３５を成膜する場合、高屈折率誘電体材料が成膜雰囲気に非常に敏感であるため、基材（第２の基板１０６上に第２の情報層１０５及び光学分離層１０４が形成された状態のもの）が含んでいる水分等の影響を受けて成膜レートにばらつきが生じやすいことが明らかになった。この問題を解決する目的で成膜室に基材を投入する最初の部屋であるロードロック室の真空引きを長時間にすると、この成膜レートのばらつきを抑えることができるが、生産性の観点から見ると、真空引きの時間を長くして結果的に成膜タクトが長くなるので好ましくない。

本発明の光学的情報記録媒体は、基板と、前記基板上に設けられた複数の情報層と、互いに隣接する情報層間に設けられた光学分離層と、を含み、レーザビームの照射により情報の記録または再生が行なわれる光学的情報記録媒体であって、前記複数の情報層のうち最もレーザビーム入射側に配置された情報層を第１の情報層とし、前記第１の情報層に接して配置された光学分離層を第１の光学分離層とすると、前記第１の情報層は、レーザビーム入射側から順に、光学的に互いに異なる二つの状態間を変化しうる記録層と、前記第１の情報層の透過率を調整する透過率調整層と、前記透過率調整層と前記第１の光学分離層との間に配置された低屈折率層とを含み、前記レーザビームに対する前記低屈折率層の屈折率をｎ１、前記第１の光学分離層の屈折率をｎ４とすると、ｎ１及びｎ４が、｜ｎ１−ｎ４｜≦０．５の関係を満たし、前記レーザビームに対する前記透過率調整層の屈折率をｎ２、消衰係数をｋ２とすると、ｎ２及びｋ２が、２．０≦ｎ２、且つｋ２≦０．１を満たすことを特徴としている。

本発明の光学的情報記録媒体の製造方法は、光学分離層を介して互いに積層された第１の情報層及び第２の情報層を少なくとも含み、最もレーザビーム入射側に配置された情報層を前記第１の情報層とする、光学的情報記録媒体の製造方法であって、
（ａ）前記第２の情報層を形成する工程と、
（ｂ）前記第２の情報層上に前記光学分離層を形成する工程と、
（ｃ）前記光学分離層上に前記第１の情報層を形成する工程と、
を含み、前記（ｃ）の工程は、前記光学分離層上に低屈折率層を形成する工程と、前記低屈折率層上に透過率調整層を形成する工程と、記録層を形成する工程と、を順に含み、情報の記録または再生の際に用いられるレーザビームに対し、前記（ｃ）の工程にて形成される前記低屈折率層の屈折率をｎ１、前記光学分離層の屈折率をｎ４とすると、ｎ１及びｎ４が、｜ｎ１−ｎ４｜≦０．５の関係を満たすように前記低屈折率層及び前記光学分離層が形成され、前記レーザビームに対し、前記（ｃ）の工程にて形成される前記透過率調整層の屈折率をｎ２、消衰係数をｋ２とすると、ｎ２及びｋ２が、２．０≦ｎ２、且つｋ２≦０．１を満たすように前記透過率調整層が形成されることを特徴としている。

本発明の光学的情報記録媒体及びその製造方法によれば、情報層が複数設けられた光学的情報記録媒体に含まれる透過率調整層の成膜レートのばらつきを抑制できるので、透過率調整層の安定成膜が可能となる。これにより、複数の情報層を有しながらも記録感度が良好で、十分なＣ／Ｎ比の得られる光学的情報記録媒体が提供できる。

本発明の光学的情報記録媒体は、最もレーザビーム入射側に配置されている第１の情報層において、透過率調整層と第１の光学分離層との間に低屈折率層が設けられている。したがって、透過率調整層の成膜レートのばらつきを抑制できるので、透過率調整層の安定成膜が可能となる。これにより、複数の情報層を有しながらも記録感度が良好で、十分なＣ／Ｎ比の得られる光学的情報記録媒体が提供できる。

本発明の光学的情報記録媒体においては、前記レーザビームに対する前記低屈折率層の屈折率をｎ１、前記第１の光学分離層の屈折率をｎ４とすると、ｎ１及びｎ４が、
｜ｎ１−ｎ４｜≦０．５
の関係を満たすことが好ましく、
｜ｎ１−ｎ４｜≦０．１
の関係を満たすことがより好ましい。良好な反射率特性が得られるからである。

本発明の光学的情報記録媒体においては、前記第１の情報層に含まれる前記記録層が、結晶状態と非晶質状態との間を変化しうる材料にて形成されており、前記記録層が結晶状態であるときの前記レーザビームに対する前記第１の情報層の透過率をＴｃ１（％）、前記記録層が非晶質状態であるときの前記レーザビームに対する前記第１の情報層の透過率をＴａ１（％）とすると、Ｔｃ１及びＴａ１が、
４０＜Ｔｃ１ 且つ ４０＜Ｔａ１
の関係を満たすことが好ましい。レーザビーム入射側から見て第１の情報層よりも奥側に配置された情報層に、十分な光量のレーザビームを到達させることができるからである。

本発明の光学的情報記録媒体においては、前記第１の情報層が、前記記録層と前記透過率調整層との間に配置された反射層をさらに含み、前記レーザビームに対する前記透過率調整層の屈折率をｎ２、消衰係数をｋ２とし、前記レーザビームに対する前記反射層の屈折率をｎ３、消衰係数をｋ３とすると、
１．０≦（ｎ２−ｎ３）≦３．０
及び
１．０≦（ｋ３−ｋ２）≦４．０
のうち少なくとも何れか一方の関係が成立することが好ましい。反射層に対して屈折率が大きく、且つ消衰係数が小さい透過率調整層に光が閉じ込められて、光の干渉効果が大きくなるため、第１の情報層の透過率を高めることができるからである。

本発明の光学的情報記録媒体においては、前記低屈折率層は、ＳｉＯ₂、Ａｌ₂Ｏ₃、ＬａＦ₃、ＺｒＳｉＯ₄及びＺｒＯ₂から選ばれる少なくとも一つを含むことが好ましい。これらの材料は、一般的に光学分離層に用いられる材料との屈折率差が小さく、且つ安定な材料だからである。

本発明の光学的情報記録媒体においては、前記低屈折率層の膜厚が１ｎｍ以上２５ｎｍ以下であることが好ましい。低屈折率層を形成することによる全体の成膜タクトの低下を抑制できるからである。

本発明の光学的情報記録媒体の製造方法によれば、光学分離層上に低屈折率層を形成してから透過率調整層を形成するので、透過率調整層の成膜レートのばらつきが抑制され、透過率調整層の安定成膜が可能となる。これにより、複数の情報層を有しながらも記録感度が良好で、十分なＣ／Ｎ比の得られる光学的情報記録媒体を作製できる。

本発明の光学的情報記録媒体の製造方法においては、情報の記録または再生の際に用いられるレーザビームに対し、前記（ｃ）の工程にて形成される前記低屈折率層の屈折率をｎ１、前記光学分離層の屈折率をｎ４とすると、ｎ１及びｎ４が、
｜ｎ１−ｎ４｜≦０．５
の関係を満たすように、前記低屈折率層及び光学分離層が形成されることが好ましい。良好な反射率特性を有する光学的情報記録媒体が作製できるからである。

本発明の光学的情報記録媒体の製造方法においては、前記（ｃ）の工程において、前記低屈折率層は、ＳｉＯ₂、Ａｌ₂Ｏ₃、ＬａＦ₃、ＺｒＳｉＯ₄及びＺｒＯ₂から選ばれる少なくとも一つを含む材料にて形成されることが好ましい。これらの材料は、一般的に光学分離層に用いられる材料との屈折率差が小さく、且つ安定な材料だからである。

本発明の光学的情報記録媒体の製造方法においては、前記（ｃ）の工程において、前記低屈折率層は、１ｎｍ以上２５ｎｍ以下の膜厚に形成されることが好ましい。低屈折率層を形成することによる全体の成膜タクトの低下を抑制できるからである。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら具体的に説明する。なお、本発明はこれらの図面によって限定されるものではない。

（実施の形態１）
本発明の光学的情報記録媒体の一実施形態について説明する。なお、本発明の光学的情報記録媒体は光学分離層によって互いに分離された複数の情報層を含む記録媒体であるが、本実施の形態では、一例として、二つの情報層を含む光学的情報記録媒体について説明する。

図１は、本実施の形態に係るディスク形状の光学的情報記録媒体１（以下、光ディスク１と記載する。）について、積層構成の概略を示す半径方向の断面図である。図１に示すように、光ディスク１には、第１の基板１１、第１の情報層１２、光学分離層（第１の光学分離層）１３、第２の情報層１４及び第２の基板１５がこの順に積層されている。光学分離層１３を介して積層された二つの情報層１２，１４は、それぞれ記録層（図示せず。）を含んでおり、情報はこれら二つの情報層１２，１４に記録される。

図２には、光ディスク１における第１の情報層１２及び第２の情報層１４の具体的な構成例が示されている。光ディスク１には、情報の記録または再生に用いられるレーザビーム２が第１の基板１１側から入射する。第１の情報層１２は、レーザビーム２の入射側から、下側保護層１２１、下側界面層１２２、記録層１２３、上側保護層１２４、反射層１２５、透過率調整層１２６及び低屈折率層１２７が順次積層されて形成されている。第２の情報層１４は、レーザビーム入射側から、下側保護層１４１、記録層１４２、上側保護層１４３及び反射層１４４が順次積層されて形成されている。なお、界面層及び保護層の名称において、下側とは、記録層に対してレーザビーム２の入射側に配置されていることを意味し、上側とは、記録層に対してレーザビーム２の入射側とは反対側に配置されていることを意味する。また、第１の情報層１２及び第２の情報層１４に含まれる各層の形成方法としては、通常、電子ビーム蒸着法、スパッタリング法、ＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）法、レーザスパッタリング法等が適用される。

以下に、光ディスク１に含まれる各層について、詳細に説明する。

光学分離層１３及び第１の基板１１の材料には、光硬化型樹脂（特に紫外線硬化型樹脂）や遅効性熱硬化型樹脂等の樹脂等が使用可能である。光学分離層１３及び第１の基板１１は、複数の樹脂を積層させることにより形成することもできる。また、光学分離層１３及び第１の基板１１の材料としては、使用するレーザビーム２に対して光吸収が小さいことが好ましく、短波長域において光学的に複屈折率が小さいことが好ましい。また、第１の基板１１には、透明で円盤状のポリカーボネート、アモルファスポリオレフィンまたはポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）等の樹脂、あるいはガラスを用いてもよい。この場合、第１の基板１１は、光硬化型樹脂（特に紫外線硬化型樹脂）や遅効性熱硬化型樹脂等の樹脂によって、第１の情報層１２の下側保護層１２１に貼り合わせることにより形成できる。

第２の基板１５は、円盤状の基板である。第２の基板１５には、例えば、ポリカーボネート、アモルファスポリオレフィンまたはＰＭＭＡ等の樹脂、あるいはガラスを用いることができる。第２の基板１５における第２の情報層１４側の表面には、必要に応じてレーザビーム２を導くための案内溝が形成されていてもよい。また、第２の基板１５において、第２の情報層１４側と反対側の表面は、平滑であることが好ましい。第２の基板１５の材料としては、転写性・量産性に優れ、低コストであることから、ポリカーボネートが特に有用である。なお、第２の基板１５の厚さは、十分な強度を有し、且つ光ディスク１の厚さが１２００μｍ程度となるよう、４００μｍ〜１３００μｍの範囲内であることが好ましい。なお、第１の基板１１の厚さが６００μｍ程度（ＮＡ＝０．６にて良好な記録再生が可能な厚さ。）の場合、第２の基板１５の厚さは５５０μｍ〜６５０μｍの範囲内であることが好ましい。また、第１の基板１１の厚さが１００μｍ程度（ＮＡ＝０．８５にて良好な記録再生が可能な厚さ。）の場合、第２の基板１５の厚さは１１５０μｍ〜１２５０μｍの範囲内であることが好ましい。

以上のような構成によれば、片側からのレーザビーム２の照射であっても、第１の情報層１２を透過したレーザビーム２によって第２の情報層１４に記録再生することができる。

なお、第１の情報層１２及び第２の情報層１４のいずれかを、再生専用型の情報層（ＲＯＭ（Read Only Memory））、あるいは１回のみ書き込み可能な追記型の情報層（ＷＯ（Write Once））としてもよい。

レーザビーム２の波長λは、レーザビーム２を集光した際のスポット径が波長λによって決定される（波長λが短いほど、より小さなスポット径に集光可能となる。）。このため、高密度記録の場合、特に４５０ｎｍ以下であることが好ましい。また、波長λが３５０ｎｍ未満の場合、光学分離層１３や第１の基板１１等による光吸収が大きくなってしまう。これらの理由から、波長λは３５０ｎｍ〜４５０ｎｍの範囲内であることがより好ましい。

次に、第１の情報層１２を構成する各層について詳細に説明する。

下側保護層１２１は、誘電体材料にて形成される。下側保護層１２１は、記録層１２３の酸化、腐食、変形を防止する働きと、光学距離を調整して記録層１２３の光吸収効率を高める働きと、記録前後の反射光量の変化を大きくして信号振幅を大きくする働きと、を有する。下側保護層１２１には、例えば、ＳｉＯ_x（ただし、ｘは０．５〜２．５）、Ａｌ₂Ｏ₃、ＴｉＯ₂、Ｔａ₂Ｏ₅、ＺｒＯ₂、ＺｎＯ、Ｔｅ−Ｏ等の酸化物を用いることができる。また、Ｃ−Ｎ、Ｓｉ−Ｎ、Ａｌ−Ｎ、Ｔｉ−Ｎ、Ｔａ−Ｎ、Ｚｒ−Ｎ、Ｇｅ−Ｎ、Ｃｒ−Ｎ、Ｇｅ−Ｓｉ−Ｎ、Ｇｅ−Ｃｒ−Ｎ等の窒化物を用いることもできる。また、ＺｎＳ等の硫化物やＳｉＣ等の炭化物を用いることもできる。また、上記材料の混合物を用いることもできる。例えば、ＺｎＳとＳｉＯ₂との混合物であるＺｎＳ−ＳｉＯ₂は、下側保護層１２１の材料として特に優れている。ＺｎＳ−ＳｉＯ₂は、非晶質材料で、屈折率が高く、成膜速度が速く、さらに機械特性及び耐湿性が良好だからである。

下側保護層１２１の膜厚は、マトリクス法（例えば、久保田広著「波動光学」岩波書店、１９７１年、第３章を参照。）に基づく計算により、記録層１２３が結晶相である場合とそれが非晶質相である場合との間で反射光量の変化が大きく、且つ第１の情報層１２の透過率が大きくなる条件を満足するように厳密に決定することができる。

上側保護層１２４は、光学距離を調整して記録層１２３の光吸収率を高める働きと、記録前後の反射光量の変化を大きくして信号振幅を大きくする働きと、を有する。上側保護層１２４には、例えば、ＳｉＯ₂、Ａｌ₂Ｏ₃、Ｂｉ₂Ｏ₃、Ｎｂ₂Ｏ₅、ＴｉＯ₂、Ｔａ₂Ｏ₅、ＺｒＯ₂、ＺｎＯ等の酸化物を用いることができる。また、Ｃ−Ｎ、Ｓｉ−Ｎ、Ａｌ−Ｎ、Ｔｉ−Ｎ、Ｔａ−Ｎ、Ｚｒ−Ｎ、Ｇｅ−Ｎ、Ｃｒ−Ｎ、Ｇｅ−Ｓｉ−Ｎ、Ｇｅ−Ｃｒ−Ｎ、Ｎｂ−Ｎ等の窒化物を用いることもできる。また、ＺｎＳ等の硫化物、ＳｉＣ等の炭化物またはＣを用いることもできる。また、上記材料の混合物を用いることもできる。上記保護層１２４に窒化物を用いる場合、上側保護層１２４は記録層１２３の結晶化を促進する働きも有する。この場合、Ｇｅ−Ｎを含む材料は反応性スパッタリングで形成しやすく、機械特性・耐湿性に優れているため好ましい。さらにこの中でも、特にＧｅ−Ｓｉ−Ｎ、Ｇｅ−Ｃｒ−Ｎといった複合窒化物が好ましい。また、ＺｎＳとＳｉＯ₂との混合物であるＺｎＳ−ＳｉＯ₂も、非晶質材料で、屈折率が高く、成膜速度が速く、機械特性及び耐湿性が良好であるため、上側保護層１２４としても優れた材料である。

上側保護層１２４の膜厚ｄ５は、上側保護層１２４の屈折率をｎ５とした時、（１／６４）λ／ｎ５≦ｄ５≦（１／４）λ／ｎ５の範囲内であることが好ましく、（１／６４）λ／ｎ５≦ｄ５≦（１／８）λ／ｎ５の範囲内であることがより好ましい。なお、例えば、レーザビーム２の波長λと上側保護層１２４の屈折率ｎ５とを３５０ｎｍ≦λ≦４５０ｎｍ、１．５≦ｎ５≦３．０とすると、膜厚ｄ５は、２ｎｍ≦ｄ５≦７５ｎｍの範囲内であることが好ましく、２ｎｍ≦ｄ５≦４０ｎｍの範囲内であることがより好ましいことになる。膜厚ｄ５をこの範囲内で選ぶことによって、記録層１２３で発生した熱を効果的に反射層１２５側に拡散させることができる。

透過率調整層１２６は誘電体材料からなり、第１の情報層１２の透過率を調整する機能を有する。この透過率調整層１２６によって、記録層１２３が結晶相である場合の第１の情報層１２の透過率Ｔｃ（％）と記録層１２３が非晶質相である場合の第１の情報層１２の透過率Ｔａ（％）とを共に高くすることができる。具体的には、透過率調整層１２６を備える第１の情報層１２では、透過率調整層１２６がない場合に比べて、２％〜１０％程度透過率が上昇する。また、透過率調整層１２６は、記録層１２３で発生した熱を効果的に拡散させる機能も有する。

透過率調整層１２６の屈折率ｎ２及び消衰係数ｋ２は、第１の情報層１２の透過率Ｔｃ及びＴａを高める作用をより大きくするため、２．０≦ｎ２、且つｋ２≦０．１を満たすことが好ましく、２．０≦ｎ２≦３．０、且つｋ２≦０．０５を満たすことがより好ましい。

透過率調整層１２６の膜厚ｄ２は、（１／３２）λ／ｎ２≦ｄ２≦（３／１６）λ／ｎ２または（１７／３２）λ／ｎ２≦ｄ２≦（１１／１６）λ／ｎ２の範囲内であることが好ましく、（１／１６）λ／ｎ２≦ｄ２≦（５／３２）λ／ｎ２または（９／１６）λ／ｎ２≦ｄ２≦（２１／３２）λ／ｎ２の範囲内であることがより好ましい。なお、例えば、レーザビーム２の波長λと透過率調整層１２６の屈折率ｎ２とを３５０ｎｍ≦λ≦４５０ｎｍ、２．０≦ｎ２≦３．０とすると、膜厚ｄ２は３ｎｍ≦ｄ２≦４０ｎｍまたは６０ｎｍ≦ｄ２≦１３０ｎｍの範囲内であることが好ましく、７ｎｍ≦ｄ２≦３０ｎｍまたは６５ｎｍ≦ｄ２≦１２０ｎｍの範囲内であることがより好ましいことになる。膜厚ｄ２をこの範囲内で選ぶことによって、第１の情報層１２の透過率Ｔｃ及びＴａを共に高くすることができる。

透過率調整層１２６には、例えばＴｉＯ₂、ＺｒＯ₂、ＺｎＯ、Ｎｂ₂Ｏ₅、Ｔａ₂Ｏ₅、Ｂｉ₂Ｏ₃等の酸化物を用いることができる。また、Ｔｉ−Ｎ、Ｚｒ−Ｎ、Ｎｂ−Ｎ、Ｔａ−Ｎ、Ｓｉ−Ｎ、Ｇｅ−Ｎ、Ｃｒ−Ｎ、Ａｌ−Ｎ、Ｇｅ−Ｓｉ−Ｎ、Ｇｅ−Ｃｒ−Ｎ等の窒化物を用いることもできる。また、ＺｎＳ等の硫化物を用いることもできる。また、上記材料の混合物を用いることもできる。これらの中でも、特にＴｉＯ₂及びＴｉＯ₂を主成分とする材料を用いることが好ましい。これらの材料は屈折率が大きく（ｎ２＝２．５〜２．８）、消衰係数も小さい（ｋ２＝０．０〜０．０５）ため、第１の情報層１２の透過率を高める作用が大きくなる。また、透過率調整層１２６には、さらに、ＳｉＯ₂、Ａｌ₂Ｏ₃、等の酸化物が含まれていてもよい。

低屈折率層１２７は誘電体からなり、透過率調整層１２６を成膜する際に、透過率調整層１２６の成膜がなされる基材（透過率調整層１２６が成膜される前の状態のもの）に吸着している水分が成膜室へ混入するのを防ぐ機能を有する。高屈折率誘電体材料からなる透過率調整層１２６をスパッタリングにて形成する際、この高屈折率誘電体材料は成膜雰囲気に非常に敏感である。このため、低屈折率層１２７が設けられていない場合には、光学分離層１３が含んでいる水分等の影響を受けて成膜レートにばらつきが生じやすいが、本実施の形態のように低屈折率層１２７を設けることにより、成膜レートのばらつきを抑制できる。

なお、低屈折率層１２７の光学的な役割は必要ないので、低屈折率層１２７の屈折率ｎ１は、接する光学分離層１３の屈折率ｎ４との差が小さいことが好ましく、｜ｎ１−ｎ４|≦０.５を満たすことが好ましい。さらに、十分な膜厚の低屈折率層１２７を設けるためには、屈折率差がより小さい｜ｎ１−ｎ４|≦０.１を満たすことがより好ましい。

枚葉式成膜装置では、成膜時間が最も長い部屋に律速して全体の成膜タクトが決定される。低屈折率層１２７の膜厚ｄ１は、全体の成膜タクトを低下させないために１ｎｍ以上２５ｎｍ以下の範囲内であることが好ましく、５ｎｍ以上１５ｎｍ以下の範囲内であることがより好ましい。膜厚ｄ１をこの範囲内で選ぶことによって、成膜タクトを低屈折率層１２７に律速させることなく、透過率調整層１２６成膜時に基材からの酸素が成膜室雰囲気に影響を与えるのを防ぐのに有効な低屈折率層１２７を設けることができる。

低屈折率層１２７には、例えばＳｉＯ₂、Ａｌ₂Ｏ₃、ＬａＦ₃、ＺｒＳｉＯ₄またはＺｒＯ₂等を用いることができる。また、上記材料の混合物を用いることもできる。これらの中でも、特にＳｉＯ₂及びＳｉＯ₂を含む材料を用いることが好ましい。これらの材料は屈折率が１．４〜１．６であり、一般的に光学分離層１３に用いられる材料の屈折率と大きな差がなく、且つ安定な材料であるため、低屈折率層１２７の材料として適している。

下側界面層１２２は、繰り返し記録によって下側保護層１２１と記録層１２３との間で生じる物質移動を防止する働きを有する。下側界面層１２２には、例えばＣ−Ｎ、Ｔｉ−Ｎ、Ｚｒ−Ｎ、Ｎｂ−Ｎ、Ｔａ−Ｎ、Ｓｉ−Ｎ、Ｇｅ−Ｎ、Ｃｒ−Ｎ、Ａｌ−Ｎ、Ｇｅ−Ｓｉ−Ｎ、Ｇｅ−Ｃｒ−Ｎ等の窒化物、Ｃｒ₂Ｏ₃等の酸化物、もしくはこれらの系を含む窒化酸化物を用いることができる。また、Ｃを用いることもできる。これらの中でも、Ｇｅ−Ｎを含む材料は反応性スパッタリングで形成しやすく、機械特性・耐湿性に優れた界面層である。この中でも、特にＧｅ−Ｓｉ−Ｎ、Ｇｅ−Ｃｒ−Ｎといった複合窒化物が好ましい。界面層が厚いと、第１の情報層１２の反射率や吸収率が大きく変化して記録・消去性能に影響を与える。従って、界面層の膜厚は１ｎｍ〜１０ｎｍの範囲内であることが望ましく、２ｎｍ〜５ｎｍの範囲内にあることがより好ましい。

記録層１２３と上側保護層１２４との間の界面にさらに上側界面層を配置してもよい。この場合、上側界面層には、下側界面層１２２について説明した材料を用いることができる。また、下側界面層１２２と同様の理由により、膜厚は１ｎｍ〜１０ｎｍ（より好ましくは２ｎｍ〜５ｎｍ）の範囲内であることが好ましい。

上側保護層１２４と反射層１２５との間、及び反射層１２５と透過率調整層１２６との間には、界面層を配置してもよい。これらの界面層は、特に、高温高湿の環境下や記録時における、上側保護層１２４と反射層１２５との間、及び反射層１２５と透過率調整層１２６との間の物質移動を防止する働きがある。この場合、界面層には、下側界面層１２２について説明した材料を用いることができる。また、下側界面層１２２と同様の理由により、膜厚は１ｎｍ〜１０ｎｍ（より好ましくは２ｎｍ〜５ｎｍ）の範囲内であることが好ましい。

記録層１２３は結晶状態と非晶質状態との間で変化しうる物質（相変化材料）を含んでいればよく、例えばＴｅ、ＩｎまたはＳｅ等を主成分として含む相変化材料にて形成できる。よく知られた相変化材料の主成分としては、Ｔｅ−Ｓｂ−Ｇｅ、Ｔｅ−Ｇｅ、Ｔｅ−Ｇｅ−Ｓｎ、Ｔｅ−Ｇｅ−Ｓｎ−Ａｕ、Ｓｂ−Ｓｅ、Ｓｂ−Ｔｅ、Ｓｂ−Ｓｅ−Ｔｅ、Ｉｎ−Ｔｅ、Ｉｎ−Ｓｅ、Ｉｎ−Ｓｅ−Ｔｌ、Ｉｎ−Ｓｂ、Ｉｎ−Ｓｂ−Ｓｅ、Ｉｎ−Ｓｅ−Ｔｅ等があげられる。中でも、記録消去の繰り返し特性が良好な材料及びその材料組成を実験によって調べたところ、Ｇｅ、Ｓｂ、Ｔｅの３元素系を主成分とした材料が好ましいことがわかった。また、それぞれの元素の原子量比をＧｅ_xＳｂ_yＴｅ_zと表すと、０．１≦ｘ≦０．６、ｙ≦０．５、０．４≦ｚ≦０．６５（ただし、ｘ＋ｙ＋ｚ＝１）で表される組成が特に優れていることもわかった。

本実施の形態の光ディスク１では、記録層１２３の膜厚は、記録再生の際に必要なレーザ光量を第２の情報層１４に到達させるため、なるべく薄くして第１の情報層１２の透過率を高くする必要がある。記録層１２３の膜厚は３ｎｍ〜９ｎｍの範囲内であることが好ましく、４ｎｍ〜８ｎｍの範囲内であることが好ましい。

反射層１２５は、記録層１２３に吸収される光量を増大させるという光学的な機能を有する。また、反射層１２５は、記録層１２３で生じた熱を速やかに拡散させ、記録層１２３を非晶質化しやすくするという熱的な機能も有する。さらに、反射層１２５は、使用する環境から多層膜を保護するという機能も有する。

反射層１２５の材料には、例えば、Ａｇ、Ａｕ、ＣｕまたはＡｌ等の熱伝導率の高い単体金属を用いることができる。また、これらの金属元素の１つまたは複数を主成分とし、耐湿性の向上または熱伝導率の調整等のために１つまたは複数の他の元素を添加した合金を用いることができる。具体的には、Ａｌ−Ｃｒ、Ａｌ−Ｔｉ、Ａｕ−Ｐｄ、Ａｕ−Ｃｒ、Ａｇ−Ｐｄ、Ａｇ−Ｐｄ−Ｃｕ、Ａｇ−Ｐｄ−Ｔｉ、Ａｇ−Ｒｕ−Ａｕ、またはＣｕ−Ｓｉといった合金を用いることができる。特にＡｇ合金は、熱伝導率が大きく、光の透過率も高いため、反射層１２５の材料として好ましい。

反射層１２５の屈折率ｎ３及び消衰係数ｋ３は、第１の情報層１２の透過率をより高くするため、ｎ３≦２．０、且つ１．０≦ｋ３を満たすことが好ましく、０．１≦ｎ３≦１．０、且つ１．５≦ｋ３≦４．０を満たすことがより好ましい。

第１の情報層１２の透過率Ｔｃ及びＴａをできるだけ高くするため、反射層１２５の膜厚ｄ３は３ｎｍ〜１５ｎｍの範囲内であることが好ましく、８ｎｍ〜１２ｎｍの範囲内であることがより好ましい。反射層１２５の膜厚ｄ３を３ｎｍ以上とすることにより、十分な熱拡散機能が得られ、且つ第１の情報層１２の十分な反射率が得られる。また、反射層１２５の膜厚ｄ３を１５ｎｍ以下とすることにより、第１の情報層１２の十分な透過率が得られる。

透過率調整層１２６の屈折率ｎ２、消衰係数ｋ２と、反射層１２５の屈折率ｎ３、消衰係数ｋ３との間において、１．０≦（ｎ２−ｎ３）≦３．０または１．０≦（ｋ３−ｋ２）≦４．０を満たすことが好ましく、２．０≦（ｎ２−ｎ３）≦３．０または１．５≦（ｋ３−ｋ２）≦３．０を満たすことがより好ましい。この関係を満たす場合には、反射層１２５に対して屈折率が大きく、且つ消衰係数が小さい透過率調整層１２６に光が閉じ込められて、光の干渉効果が大きくなるため、第１の情報層１２の透過率を高めることができる。例えば、透過率調整層１２６としてＴｉＯ₂、反射層１２５としてＡｇ合金を用いた場合、波長４０５ｎｍにおいて、ｎ２＝２．７、ｋ２＝０．０、ｎ３＝０．２、ｋ３＝２．０であり、（ｎ２−ｎ３）＝２．５、（ｋ３−ｋ２）＝２．０となり、上記関係を満たすことができる。

光学分離層１３は、第１の情報層１２と第２の情報層１４とを光学的に分離する機能に加え、第１の情報層１２のフォーカス位置を区別する機能も有している。光学分離層１３の厚さは、対物レンズの開口数ＮＡとレーザビーム２の波長λによって決定される焦点深度ΔＺ以上であることが必要である。焦光点の強度の基準を無収差の場合の８０％を仮定した場合、ΔＺはΔＺ＝λ／｛２（ＮＡ）²｝で近似できる。λ＝４００ｎｍ、ＮＡ＝０．６の時、ΔＺ＝０．５５６μｍとなり、±０．６μｍ以内は焦点深度内となる。そのため、この場合には、光学分離層１３の厚さは１．２μｍ以上であることが必要である。第１の情報層１２、との間の距離は、対物レンズを用いてレーザビーム２を集光可能な範囲となるようにすることが望ましい。従って、光学分離層１３の厚さの合計は、対物レンズが許容できる公差内（例えば５０μｍ以下）にすることが好ましい。

光学分離層１３において、レーザビーム２の入射側の表面には、必要に応じてレーザビーム２を導くための案内溝が形成されていてもよい。

第１の情報層１２の透過率Ｔｃ及びＴａは、記録再生の際に必要なレーザ光量を、レーザビーム２の入射側から見て第１の情報層１２の反対側にある情報層に到達させるため、４０＜Ｔｃ１、且つ４０＜Ｔａ１を満たすことが好ましく、４３＜Ｔｃ１、且つ４３＜Ｔａ１を満たすことがより好ましい。

第１の情報層１２の透過率Ｔｃ及びＴａは、−５≦（Ｔｃ１−Ｔａ１）≦５を満たすことが好ましく、−３≦（Ｔｃ１−Ｔａ１）≦３を満たすことがより好ましい。Ｔｃ１、Ｔａ１がこの条件を満たすことにより、第２の情報層１４の記録再生の際、第１の情報層１２の記録層１２３の状態による透過率の変化の影響が小さく、良好な記録再生特性が得られる。

第１の情報層１２の反射率Ｒｃ１及びＲａ１は、Ｒａ１＜Ｒｃ１を満たすことが好ましい。このことにより、情報が記録されていない初期の状態で反射率が高く、安定に記録再生動作を行うことができる。また、反射率差（Ｒｃ１−Ｒａ１）を大きくして良好な記録再生特性が得られるように、Ｒｃ１、Ｒａ１は、０．１≦Ｒａ１≦５または４≦Ｒｃ１≦１５を満たすことが好ましく、０．５≦Ｒａ１≦３または４≦Ｒｃ１≦１０を満たすことがより好ましい。

次に、第２の情報層１４の構成について詳細に説明する。第２の情報層１４は、レーザビーム２の入射側から順に配置された下側保護層１４１、記録層１４２、上側保護層１４３及び反射層１４４にて形成されている。第２の情報層１４は、第１の基板１１、第１の情報層１２及び光学分離層１３を透過したレーザビーム２によって記録再生が行われる。

下側保護層１４１は、下側保護層１２１と同様に、誘電体材料にて形成される。この下側保護層１４１は、記録層１４２の酸化、腐食、変形を防止する働きと、光学距離を調整して記録層１４２の光吸収効率を高める働きと、及び記録前後の反射光量の変化を大きくして信号振幅を大きくする働きと、を有する。下側保護層１４１には、例えばＳｉＯ_x（ｘは、０．５〜２．５）、Ａｌ₂Ｏ₃、ＴｉＯ₂、Ｔａ₂Ｏ₅、ＺｒＯ₂、ＺｎＯ、Ｔｅ−Ｏ等の酸化物を用いることができる。また、Ｃ−Ｎ、Ｓｉ−Ｎ、Ａｌ−Ｎ、Ｔｉ−Ｎ、Ｔａ−Ｎ、Ｚｒ−Ｎ、Ｇｅ−Ｎ、Ｃｒ−Ｎ、Ｇｅ−Ｓｉ−Ｎ、Ｇｅ−Ｃｒ−Ｎ等の窒化物を用いることもできる。また、ＺｎＳ等の硫化物やＳｉＣ等の炭化物を用いることもできる。また、上記材料の混合物を用いることもできる。下側保護層１２１の場合と同様に、ＺｎＳ−ＳｉＯ₂は下側保護層１４１の材料として特に優れている。

下側保護層１４１の膜厚は、下側保護層１２１と同様に、例えばマトリクス法に基づく計算により、記録層１４２の結晶相である場合とそれが非晶質相である場合の反射光量の変化が大きく、且つ第１の情報層１２の透過率が大きくなる条件を満足するように厳密に決定することができる。

上側保護層１４３には、上側保護層１２４の場合と同様に、光学距離を調整して記録層１４２の光吸収率を高める働きと、及び記録前後の反射光量の変化を大きくして信号振幅を大きくする働きと、を有する。上側保護層１４３には、上側保護層１２４の場合と同様に、例えばＳｉＯ₂、Ａｌ₂Ｏ₃、Ｂｉ₂Ｏ₃、Ｎｂ₂Ｏ₅、ＴｉＯ₂、Ｔａ₂Ｏ₅、ＺｒＯ₂、ＺｎＯ等の酸化物を用いることができる。また、Ｃ−Ｎ、Ｓｉ−Ｎ、Ａｌ−Ｎ、Ｔｉ−Ｎ、Ｔａ−Ｎ、Ｚｒ−Ｎ、Ｇｅ−Ｎ、Ｃｒ−Ｎ、Ｇｅ−Ｓｉ−Ｎ、Ｇｅ−Ｃｒ−Ｎ、Ｎｂ−Ｎ等の窒化物を用いることもできる。また、ＺｎＳ等の硫化物、ＳｉＣ等の炭化物またはＣを用いることもできる。また、上記材料の混合物を用いることもできる。上側保護層１４３に窒化物を用いる場合には、上側保護層１２４の場合と同様に、記録層１２３の結晶化を促進する働きがある。この場合、Ｇｅ−Ｎを含む材料は反応性スパッタリングで形成しやすく、機械特性・耐湿性に優れている。この中でも、特にＧｅ−Ｓｉ−Ｎ、Ｇｅ−Ｃｒ−Ｎといった複合窒化物が好ましい。また、ＺｎＳ−ＳｉＯ₂も、上側保護層１２４の場合と同様に、上側保護層１４３としても優れた材料である。

記録層１４２と上側保護層１４３との間、もしくは記録層１４２と下側保護層１４１との間の界面に界面層を配置してもよい。この場合、界面層には、下側界面層１２２について説明した材料を用いることができる。また、下側界面層１２２と同様の理由により、膜厚は１ｎｍ〜１０ｎｍ（より好ましくは２ｎｍ〜５ｎｍ）の範囲内であることが好ましい。

本実施の形態における記録層１４２の材料は、記録層１２３の場合と同様に、レーザビーム２の照射によって結晶相と非晶質相との間で可逆的な相変化を起こす材料からなる。記録層１４２は、記録層１２３の場合と同様に、例えばＴｅ、ＩｎまたはＳｅ等を主成分とする相変化材料である。よく知られた相変化材料の主成分としては、Ｔｅ−Ｓｂ−Ｇｅ、Ｔｅ−Ｇｅ、Ｔｅ−Ｇｅ−Ｓｎ、Ｔｅ−Ｇｅ−Ｓｎ−Ａｕ、Ｓｂ−Ｓｅ、Ｓｂ−Ｔｅ、Ｓｂ−Ｓｅ−Ｔｅ、Ｉｎ−Ｔｅ、Ｉｎ−Ｓｅ、Ｉｎ−Ｓｅ−Ｔｌ、Ｉｎ−Ｓｂ、Ｉｎ−Ｓｂ−Ｓｅ、Ｉｎ−Ｓｅ−Ｔｅ等があげられる。なかでも記録消去の繰り返し特性が良好な材料及びその材料組成を実験によって調べたところ、Ｇｅ、Ｓｂ、Ｔｅの３元素系を主成分とした構成が好ましいことがわかった。それぞれの元素の原子量比をＧｅ_xＳ_yＴｅ_zと表すと、０．１≦ｘ≦０．６、ｙ≦０．５、０．４≦ｚ≦０．６５（ただし、ｘ＋ｙ＋ｚ＝１）で表される組成が特に優れている。

記録層１４２の膜厚は、第２の情報層１４の記録感度を高くするため、６ｎｍ〜２０ｎｍの範囲内であることが好ましい。この範囲内においても、記録層１４２が厚い場合には熱の面内方向への拡散による隣接領域への熱的影響が大きくなり、記録層１４２が薄い場合には第２の情報層１４の反射率が小さくなる。従って、記録層１４２の膜厚は、９ｎｍ〜１５ｎｍの範囲内であることがより好ましい。

反射層１４４は、反射層１２５の場合と同様に、記録層１４２に吸収される光量を増大させるという光学的な機能を有する。また、反射層１４４は、反射層１２５の場合と同様に、記録層１４２で生じた熱を速やかに拡散させ、記録層１４２を非晶質化し易くするという熱的な機能も有する。さらに、反射層１４４は、反射層１２５の場合と同様に、使用する環境から多層膜を保護するという機能も有する。

反射層１４４の材料には、反射層１２５の場合と同様に、例えばＡｇ、Ａｕ、ＣｕまたはＡｌ等熱伝導率の高い単体金属を用いることができる。具体的には、Ａｌ−Ｃｒ、Ａｌ−Ｔｉ、Ａｕ−Ｐｄ、Ａｕ−Ｃｒ、Ａｇ−Ｐｄ、Ａｇ−Ｐｄ−Ｃｕ、Ａｇ−Ｐｄ−Ｔｉ、Ａｇ−Ｒｕ−Ａｕ、またはＣｕ−Ｓｉといった合金を用いることができる。特にＡｇ合金は、熱伝導率が大きく、光の透過率も高いため、反射層１４４の材料として好ましい。第２の情報層１４は、レーザビーム入射側からみて最も奥に位置する情報層である。従って、第２の情報層１４は、高い透過率を必要としないため、反射層１４４の膜厚は、熱拡散機能が十分となる３０ｎｍ以上であることが好ましい。この範囲内においても、反射層１４４が２００ｎｍより厚い場合には、その熱拡散機能が大きくなりすぎて第２の情報層１４の記録感度低下する。従って、反射層１４４の膜厚は、３０ｎｍ〜２００ｎｍの範囲内であることが好ましい。

上側保護層１４３と反射層１４４との間の界面に金属層を配置してもよい。この場合、金属層には、反射層１４４について説明した材料を用いることができる。また、膜厚は３ｎｍ〜１００ｎｍ（より好ましくは１０ｎｍ〜５０ｎｍ）の範囲内であることが好ましい。

（実施の形態２）
本発明の光学的情報記録媒体の製造方法の一実施形態について説明する。本実施の形態においては、実施の形態１で説明した光ディスク１（図２参照。）を製造する方法について説明する。

まず、第２の基板１５上に第２の情報層１４を形成する。具体的には、まず第２の基板１５（厚さが例えば１１００μｍ）を用意し、成膜装置内に配置する。

続いて、第２の基板１５上に、反射層１４４を成膜する。反射層１４４は、Ａｒガス雰囲気中、またはＡｒガスと反応ガス（酸素ガス及び窒素ガスから選ばれる少なくとも一つのガス）との混合ガス雰囲気中で、反射層１４４を構成する元素を含むスパッタリングターゲットをスパッタリングすることによって形成できる。この時、第２の基板１５にレーザビーム２を導くための案内溝が形成されている場合には、案内溝が形成された側の面に反射層１４４を成膜する。

続いて、反射層１４４上に、上側保護層１４３を成膜する。上側保護層１４３は、Ａｒガス雰囲気中、またはＡｒガスと反応ガスとの混合ガス雰囲気中で、上側保護層１４３を構成する元素を含むスパッタリングターゲットをスパッタリングすることによって形成できる。

続いて、上側保護層１４３上に、記録層１４２を成膜する。また、必要に応じて、上側保護層１４３と記録層１４２の間に界面層を成膜する。
記録層１４２は、その組成に応じて、Ｔｅ、ＩｎまたはＳｅ等を主成分とする材料からなるスパッタリングターゲットを、一つの電源を用いて、スパッタリングすることによって形成できる。

スパッタリングの雰囲気ガス（スパッタリングガス）には、Ａｒガス、Ｋｒガス、Ａｒガスと反応ガスとの混合ガス、またはＫｒガスと反応ガスとの混合ガスを用いることができる。

実施の形態１で説明したように、記録層１４２の膜厚は６ｎｍ〜２０ｎｍの範囲内であることが好ましく、９ｎｍ〜１５ｎｍの範囲内であることがより好ましい。記録層１４２の成膜レートは、電源の投入パワーで制御できる。成膜レートを下げすぎた場合には、成膜時間が長くなることに加え、雰囲気中のガスが必要以上に記録層中に混入してしまう。また、成膜レートを上げすぎた場合には、成膜時間を短くできるが、膜厚を正確に制御することが難しくなる。従って、記録層１４２の成膜レートは、０．１ｎｍ／秒〜６ｎｍ／秒の範囲内であることが好ましい。

続いて、記録層１４２上に、下側保護層１４１を成膜する。下側保護層１４１は、Ａｒガス雰囲気中、またはＡｒガスと反応ガスとの混合ガス雰囲気中で、下側保護層１４１を構成する元素を含むスパッタリングターゲットをスパッタリングすることによって形成できる。また、必要に応じて、記録層１４２と下側保護層１４１の間に界面層を成膜する。

このようにして、第２の情報層１４を形成する。続いて、第２の情報層１４の下側保護層１４１上に光学分離層１３を形成する。光学分離層１３は、光硬化型樹脂（特に紫外線硬化型樹脂）または遅効性熱硬化型樹脂を下側保護層１４１上に塗布してスピンコートした後、樹脂を硬化させることによって形成できる。なお、光学分離層１３がレーザビーム２の案内溝を備える場合には、溝が形成された転写用基板（型）を硬化前の樹脂に密着させた後、樹脂を硬化させ、その後、転写用基板（型）をはがすことによって案内溝を形成できる。

なお、下側保護層１４１を成膜した後、または光学分離層１３を形成した後、必要に応じて、記録層１４２の全面を結晶化させる初期化工程を行ってもよい。記録層１４２の結晶化は、レーザビーム２を照射することによって行うことができる。

続いて、光学分離層１３上に第１の情報層１２を形成する。具体的には、まず、第２の基板１５上に第２の情報層１４及び光学分離層１３が形成された状態のもの（基材）を成膜装置内に配置し、光学分離層１３上に低屈折率層１２７を成膜する。低屈折率層１２７は、Ａｒガス雰囲気中、またはＡｒガスと反応ガスとの混合ガス雰囲気中で、低屈折率層１２７を構成する元素を含むスパッタリングターゲットをスパッタリングすることによって形成できる。

続いて、低屈折率層１２７上に、透過率調整層１２６を成膜する。透過率調整層１２６は、Ａｒガス雰囲気中、またはＡｒガスと反応ガスとの混合ガス雰囲気中で、透過率調整層１２６を構成する元素を含むスパッタリングターゲットをスパッタリングすることによって形成できる。

続いて、透過率調整層１２６上に、反射層１２５を成膜する。反射層１２５は、Ａｒガス雰囲気中、またはＡｒガスと反応ガスとの混合ガス雰囲気中で、反射層１２５を構成する元素を含むスパッタリングターゲットをスパッタリングすることによって形成できる。

続いて、反射層１２５上に、上側保護層１２４を成膜する。上側保護層１２４は、Ａｒガス雰囲気中、またはＡｒガスと反応ガスとの混合ガス雰囲気中で、上側保護層１２４を構成する元素を含むスパッタリングターゲットをスパッタリングすることによって形成できる。

続いて、上側保護層１２４上に、記録層１２３を成膜する。記録層１２３は、その組成に応じて、Ｔｅ、ＩｎまたはＳｅ等を主成分とする材料からなるスパッタリングターゲットを、一つの電源を用いて、スパッタリングすることによって形成できる。

スパッタリングの雰囲気ガスには、Ａｒガス、Ｋｒガス、Ａｒガスと反応ガスとの混合ガス、またはＫｒガスと反応ガスとの混合ガスを用いることができる。

実施の形態１で説明したように、記録層１２３の膜厚は３ｎｍ〜９ｎｍの範囲内であることが好ましく、４ｎｍ〜８ｎｍの範囲内であることがより好ましい。記録層１２３の成膜レートは、電源の投入パワーで制御できる。成膜レートを下げすぎた場合には、成膜時間が長くなることに加え、雰囲気中のガスが必要以上に記録層１２３中に混入してしまう。また、成膜レートを上げすぎた場合には、成膜時間を短くできるが、膜厚を正確に制御することが難しくなる。従って、記録層１２３の成膜レートは、０．１ｎｍ／秒〜６ｎｍ／秒の範囲内であることが好ましい。

続いて、記録層１２３上に、必要に応じて下側界面層１２２を成膜する。下側界面層１２２は、Ａｒガス雰囲気中、またはＡｒガスと反応ガスとの混合ガス雰囲気中で、下側界面層１２２を構成する元素を含むスパッタリングターゲットをスパッタリングすることによって形成できる。

続いて、記録層１２３上に、または下側界面層１２２上に、下側保護層１２１を成膜する。下側保護層１２１は、上側保護層１２４と同様の方法で形成できる。これらの保護層を形成する際に用いられるスパッタリングターゲットの組成は、保護層の組成及びスパッタリングガスに応じて選択される。即ち、組成が同一のスパッタリングターゲットを用いてこれらの保護層を形成する場合もあるし、組成が異なるスパッタリングターゲットを用いてこれらの保護層を形成する場合もある。

なお、上側保護層１２４と反射層１２５との間、及び反射層１２５と透過率調整層１２６との間に、界面層を成膜してもよい。この場合の界面層は、下側界面層１２２と同様の方法で形成できる（以下の界面層についても同様である。）。

最後に、下側保護層１２１上に第１の基板１１を形成する。第１の基板１１は、光硬化型樹脂（特に紫外線硬化型樹脂）または遅効性熱硬化型樹脂を下側保護層１２１上に塗布してスピンコートした後、樹脂を硬化させることによって形成できる。また、第１の基板１１には、透明な円盤状のポリカーボネートまたはアモルファスポリオレフィンまたはＰＭＭＡ等の樹脂またはガラス等の基板を用いてもよい。この場合、光硬化型樹脂（特に紫外線硬化型樹脂）や遅効性熱硬化型樹脂等の樹脂を下側保護層１２１上に塗布して、基板を下側保護層１２１に密着させてスピンコートした後、樹脂を硬化させることによって形成できる。

なお、下側保護層１２１を成膜した後、または第１の基板１１を形成した後、必要に応じて、記録層１２３の全面を結晶化させる初期化工程を行ってもよい。記録層１２３の結晶化は、レーザビーム２を照射することによって行うことができる。以上のようにして、光ディスク１を製造できる。

（実施の形態３）
実施の形態３では、実施の形態１で説明した光ディスク１に対して情報の記録再生を行う方法について説明する。

まず、本実施の形態における記録再生方法に用いられる記録再生装置について説明する。図３には、本実施の形態の記録再生方法に用いられる記録再生装置３の一部の構成が、模式的に示されている。記録再生装置３は、光ディスク１を回転させるためのスピンドルモータ３１と、半導体レーザ３３を備える光学ヘッド３２と、半導体レーザ３３から出射されるレーザビーム２を集光する対物レンズ３４とを含んでいる。光ディスク１は実施の形態１で説明した光学的情報記録媒体であり、二つの情報層（第１の情報層１２、第２の情報層１４）を備えている。なお、第１の情報層１２は記録層１２３を、第２の情報層１４は記録層１４２をそれぞれ備えている。対物レンズ３４は、レーザビーム２を情報層（第１の情報層１２の場合は記録層１２３、第２の情報層１４の場合は記録層１４２）上に集光させる。

光ディスク１（第１の情報層１２または第２の情報層１４）への情報の記録、消去、及び上書き記録は、レーザビーム２のパワーを、高パワーのピークパワー（Ｐｐ（ｍＷ））と低パワーのバイアスパワー（Ｐｂ（ｍＷ））とに変調させることによって行う。ピークパワーのレーザビーム２を照射することによって、記録層１２３または記録層１４２の局所的な一部分に非晶質相が形成され、その非晶質相が記録マークとなる。記録マーク間では、バイアスパワーのパワーのレーザビーム２、結晶相（消去部分）が形成される。なお、ピークパワーのレーザビーム２を照射する場合には、パルスの列で形成する、いわゆるマルチパルスとするのが一般的である。なお、マルチパルスはピークパワー、バイアスパワーのパワーレベルだけで変調されてもよいし、０ｍＷ〜ピークパワーの範囲のパワーレベルによって変調されてもよい。

また、ピークパワー、バイアスパワーのいずれのパワーレベルよりも低く、そのパワーレベルでのレーザビーム２の照射によって記録マークの光学的な状態が影響を受けず、且つ光ディスク１から記録マーク再生のための十分な反射光量が得られるパワーを再生パワー（Ｐｒ（ｍＷ））とし、再生パワーのレーザビーム２を照射することによって得られる光ディスク１からの信号を検出器で読み取ることにより、情報信号の再生が行われる。

対物レンズ３４の開口数（ＮＡ）は、レーザビームのスポット径を０．４μｍ〜０．７μｍの範囲内に調整するため、０．５〜１．１の範囲内（より好ましくは、０．６〜１．０の範囲内）であることが好ましい。レーザビーム２の波長は、４５０ｎｍ以下（より好ましくは、３５０ｎｍ〜４５０ｎｍの範囲内）であることが好ましい。情報を記録する際の光ディスク１の線速度は、再生光による結晶化が起こりにくく、且つ十分な消去率が得られる３ｍ／秒〜２０ｍ／秒の範囲内（より好ましくは、４ｍ／秒〜１５ｍ／秒の範囲内）であることが好ましい。

第１の情報層１２に対して記録を行う際には、レーザビーム２の焦点を記録層１２３に合わせ、第１の基板１１を透過したレーザビーム２によって記録層１２３に情報を記録する。再生は、記録層１２３によって反射され、第１の基板１１を透過してきたレーザビーム２を用いて行う。第２の情報層１４に対して記録を行う際には、レーザビーム２の焦点を記録層１４２に合わせ、第１の基板１１、第１の情報層１２、及び光学分離層１３を透過したレーザビーム２によって情報を記録する。再生は、記録層１４２によって反射され、光学分離層１３、第１の情報層１２、及び第１の情報層１２を透過してきたレーザビーム２を用いて行う。

なお、第２の基板１５、光学分離層１３にレーザビーム２を導くための案内溝が形成されている場合、情報は、レーザビーム２の入射側から近い方の溝面（グルーブ）に行われてもよいし、遠い方の溝面（ランド）に行われてもよい。グルーブとランドの両方に情報を記録してもよい。

以下に、実施例を用いて本発明をさらに詳細に説明する。

実施例１では、低屈折率層を設けた場合の透過率調整層の成膜レートと、低屈折率層を設けない場合の透過率調整層の成膜レートとを比較した。本実施例における成膜レートの測定は以下のようにして行った。

低屈折率層を設けるサンプル及び低屈折率層を設けないサンプルを、それぞれ５つずつ作製した。低屈折率層を設けるサンプル（サンプル１−ａ，１−ｂ，１−ｃ，１−ｄ，１−ｅ）は、レート測定用基板を用意し、その基板上に、低屈折率層としてＳｉＯ₂（厚さ：１０ｎｍ）、透過率調整層としてＴｉＯ₂（厚さ：２０ｎｍ）を順次スパッタリングによって積層することにより形成した。低屈折率層を設けないサンプル（サンプル１−ｆ，１−ｇ，１−ｈ，１−ｉ，１−ｊ）は、レート測定用基板を用意し、その基板上に透過率調整層としてＴｉＯ₂（厚さ：２０ｎｍ）をスパッタリングによって積層した。各サンプルの膜厚を測定することにより、ＴｉＯ₂の成膜レート安定性を検討した。

低屈折率層を設ける場合と設けない場合の膜厚測定結果を表１に示す。なお、ＴｉＯ₂の成膜レートは２２．０Å／ｓｅｃ付近であるため、成膜レートが２２．０Å／ｓｅｃから±１％以内であれば○、±３％以内であれば△、±３％以上であれば×と判定した。

この結果、低屈折率層を設けたサンプル１−ａ、１−ｂ、１−ｃ、１−ｄ、１−ｅの場合には、ＴｉＯ₂の成膜レートは安定でばらつきが小さく、十分再現性の高い成膜を行うことができた。一方、低屈折率層を設けないサンプル１−ｆ、１−ｇ、１−ｈ、１−ｉ、１−ｊの場合には、ＴｉＯ₂の成膜レートは不安定でばらつきが大きいことがわかった。また、透過率調整層がＴｉＯ₂、低屈折率層がＳｉＯ₂でない場合、例えば透過率調整層がＮｂ₂Ｏ₅、低屈折率層がＡｌ₂Ｏ₃の場合においても同様の結果が認められた。以上の結果から、透過率調整層の成膜レートを安定させるために低屈折率層を設ける構成が有効であることが確認された。

実施例２では、光ディスク１（図２参照。）の第１の情報層１２を作製し、低屈折率層１２７の屈折率ｎ１及び膜厚ｄ１と第１の情報層１２の反射率（Ｒｃ１，Ｒｃ２）との関係を調べた。具体的には、低屈折率層１２７の材料、膜厚が異なる第１の情報層１２を作製し、第１の情報層１２上にさらに第１の基板１１を形成したサンプルを作製した。作製したサンプルについて、第１の情報層１２の反射率を測定した。

サンプルは以下のようにして製造した。まず、基板としてポリカーボネート基板（直径１２０ｍｍ、厚さ１１００μｍ、屈折率１.６２）を用意した。そして、そのポリカーボネート基板上に低屈折率層１２７、透過率調整層１２６としてＴｉＯ₂層（厚さ：２０ｎｍ）、反射層１２５として、Ａｇ−Ｐｄ−Ｃｕ層（厚さ：１０ｎｍ）、上側保護層１２４としてＺｒ−Ｓｉ−Ｃｒ−Ｏ層（厚さ：１０ｎｍ）、記録層１２３としてＧｅＳｂＴｅ層（厚さ：６ｎｍ）、下側界面層１２２としてＺｒ−Ｓｉ−Ｃｒ−Ｏ層（厚さ：５ｎｍ）、下側保護層１２１としてＺｎＳ−ＳｉＯ₂層（厚さ：４０ｎｍ、ＺｎＳ：８０ｍｏｌ％、ＳｉＯ₂：２０ｍｏｌ％）を順次スパッタリング法によって積層した。低屈折率層１２７としては、ＳｉＯ₂層、Ａｌ₂Ｏ₃層、ＺｒＯ₂層、ＺｎＳ−ＳｉＯ₂層を用いた。最後に、紫外線硬化型樹脂を下側保護層１２１上に塗布し、ポリカーボネート基板（直径１２０ｍｍ、厚さ９０μｍ）を下側保護層１２１に密着させてスピンコートした後、紫外線を照射して樹脂を硬化させることによって、第１の基板１１を形成した。以上のようにして、低屈折率層１２７の材料及び膜厚が異なる複数の反射率測定用サンプルを製造した。

このようにして得られたサンプルについて、最初に記録層１２３が非晶質相である場合の反射率Ｒａ１（％）を測定した。その後、記録層１２３を結晶化させる初期化工程を行い、記録層１２３が結晶相である場合の反射率Ｒｃ１（％）を測定した。反射率の測定には、図３に示した記録再生装置３を用いた。具体的には、スピンドルモータ３１でサンプルを回転させ、波長４０５ｎｍのレーザビーム２を第１の情報層１２の記録層１２３に集光して照射し、その反射光量を測定することによって行った。

表２に、各サンプルにおける第１の情報層１２の反射率（Ｒｃ１，Ｒａ１）の測定結果を示す。さらに、表２には、各サンプルにおける低屈折率層の材料、波長４０５ｎｍのレーザビームに対する低屈折率層１２７の屈折率ｎ１と光学分離層１３の屈折率ｎ４との差の絶対値（｜ｎ１−ｎ４｜）も示されている。なお、ＳｉＯ₂層の波長４０５ｎｍにおける屈折率ｎ１は１．４９、Ａｌ₂Ｏ₃層の波長４０５ｎｍにおける屈折率ｎ１は１．７０、ＺｒＯ₂層の波長４０５ｎｍにおける屈折率ｎ１は２．１２、ＺｎＳ−ＳｉＯ₂層の波長４０５ｎｍにおける屈折率ｎ１は２．３４であった。また、波長４０５ｎｍにおける透過率調整層１２６の屈折率ｎ４は１．６２であった。さらに、判定については、記録層１２３が結晶相である場合の第１の情報層１２の基板の鏡面部における反射率Ｒｃ１が４≦Ｒｃ１≦１５の範囲内であり、記録層１２３が非晶質相である場合の第１の情報層１２の基板の鏡面部における反射率Ｒａ１が０．１≦Ｒａ１≦５の範囲内であれば○、いずれか一方が範囲外であれば△とした。

この結果、低屈折率層１２７の材料がＳｉＯ₂で、膜厚ｄ１が１ｎｍ〜３０ｎｍのサンプル２−ａ、２−ｂ、２−ｃ、２−ｄ、２−ｅ、２−ｆで反射率が４≦Ｒｃ１≦１５、０．１≦Ｒａ１≦５を満たし、より好ましい反射率が得られることがわかった。

また、低屈折率層１２７の材料がＡｌ₂Ｏ₃で、膜厚ｄ１が１ｎｍ〜３０ｎｍのサンプル２−ｇ、２−ｈ、２−ｉ、２−ｊ、２−ｋ、２−ｌで反射率が４≦Ｒｃ１≦１５、０．１≦Ｒａ１≦５を満たし、より好ましい反射率が得られることがわかった。

また、低屈折率層１２７の材料がＺｒＯ₂で、膜厚ｄ１が１ｎｍ〜２５ｎｍのサンプル２−ｍ、２−ｎ、２−ｏ、２−ｐ、２−ｑで反射率が４≦Ｒｃ１≦１５、０．１≦Ｒａ１≦５を満たし、より好ましい反射率が得られることがわかった。また、膜厚ｄ１が３０ｎｍのサンプル２−ｒでは、反射率Ｒａ１が５％より大きくなった。

また、低屈折率層１２７の材料がＺｎＳ−ＳｉＯ₂で、膜厚ｄ１が１ｎｍ~１０ｎｍのサンプル２−ｓ、２−ｔ、２−ｕで反射率が４≦Ｒｃ１≦１５、０．１≦Ｒａ１≦５を満たし、より好ましい反射率が得られることがわかった。また、膜厚ｄ１が２０〜３０ｎｍのサンプル２−ｖ、２−ｗ、２−ｘでは、反射率Ｒａ１が５％より大きくなった。

また、表２に示すように、低屈折率層１２７に屈折率ｎ１が大きな材料を用いると、Ｒｃ１とＲａ１が大きくなることがわかった。

以上の結果から、低屈折率層１２７を全体の成膜タクトを低下させない厚み範囲（１ｎｍ〜２５ｎｍ）で形成した場合に、より好ましい反射率特性（４≦Ｒｃ１≦１５、０．１≦Ｒａ１≦５）を得るためには、低屈折率層１２７の屈折率ｎ１と光学分離層１３の屈折率ｎ４とが｜ｎ１−ｎ４|≦０．５の関係を満たすようにすることが好ましいことが確認された。また、｜ｎ１−ｎ４|の値をさらに小さくすれば、膜厚ｄ１が２５ｎｍを超えた場合であっても良好な反射率特性が得られることも確認された。

本発明の光学的情報記録媒体及びその製造方法によれば、情報層が複数設けられた光学的情報記録媒体に含まれる透過率調整層の成膜レートのばらつきを抑制できるので、透過率調整層の安定成膜が可能となる。これにより、複数の情報層を有しながらも記録感度が良好で、十分なＣ／Ｎ比の得られる光学的情報記録媒体が提供できる。

本発明の光学的情報記録媒体の一実施形態を示す断面図である。 図１に示す光学的情報記録媒体の構成をより詳細に示す断面図である。 本発明の光学的情報記録媒体に対して情報の記録再生を行う記録再生装置の一部構成を概略的に示す説明図である。 二層の情報層を含む従来の光学的情報記録媒体の構成例を示す断面図である。

Claims (9)

1. 基板と、前記基板上に設けられた複数の情報層と、互いに隣接する情報層間に設けられた光学分離層と、を含み、レーザビームの照射により情報の記録または再生が行なわれる光学的情報記録媒体であって、
   前記複数の情報層のうち最もレーザビーム入射側に配置された情報層を第１の情報層とし、前記第１の情報層に接して配置された光学分離層を第１の光学分離層とすると、前記第１の情報層は、レーザビーム入射側から順に、光学的に互いに異なる二つの状態間を変化しうる記録層と、前記第１の情報層の透過率を調整する透過率調整層と、前記透過率調整層と前記第１の光学分離層との間に配置された低屈折率層とを含み、
   前記レーザビームに対する前記低屈折率層の屈折率をｎ１、前記第１の光学分離層の屈折率をｎ４とすると、ｎ１及びｎ４が、
   ｜ｎ１−ｎ４｜≦０．５
   の関係を満たし、
   前記レーザビームに対する前記透過率調整層の屈折率をｎ２、消衰係数をｋ２とすると、ｎ２及びｋ２が、２．０≦ｎ２、且つｋ２≦０．１を満たすことを特徴とする光学的情報記録媒体。
2. 前記ｎ１及びｎ４が、
   ｜ｎ１−ｎ４｜≦０．１
   の関係を満たす請求項１に記載の光学的情報記録媒体。
3. 前記第１の情報層に含まれる前記記録層が、結晶状態と非晶質状態との間を変化しうる材料にて形成されており、
   前記記録層が結晶状態であるときの前記レーザビームに対する前記第１の情報層の透過率をＴｃ１（％）、前記記録層が非晶質状態であるときの前記レーザビームに対する前記第１の情報層の透過率をＴａ１（％）とすると、Ｔｃ１及びＴａ１が、
   ４０＜Ｔｃ１ 且つ ４０＜Ｔａ１
   の関係を満たす請求項１に記載の光学的情報記録媒体。
4. 前記第１の情報層が、前記記録層と前記透過率調整層との間に配置された反射層をさらに含み、
   前記レーザビームに対する前記反射層の屈折率をｎ３、消衰係数をｋ３とすると、
   前記レーザビームに対する前記透過率調整層の屈折率ｎ２、消衰係数ｋ２と、前記レーザビームに対する前記反射層の屈折率ｎ３、消衰係数ｋ３とにおいて、
   １．０≦（ｎ２−ｎ３）≦３．０
   及び
   １．０≦（ｋ３−ｋ２）≦４．０
   のうち少なくとも何れか一方の関係が成立する請求項１に記載の光学的情報記録媒体。
5. 前記低屈折率層は、ＳｉＯ ₂ 、Ａｌ ₂ Ｏ ₃ 、ＬａＦ ₃ 、ＺｒＳｉＯ ₄ 及びＺｒＯ ₂ から選ばれる少なくとも一つを含む請求項１に記載の光学的情報記録媒体。
6. 前記低屈折率層の膜厚が１ｎｍ以上２５ｎｍ以下である請求項１に記載の光学的情報記録媒体。
7. 光学分離層を介して互いに積層された第１の情報層及び第２の情報層を少なくとも含み、最もレーザビーム入射側に配置された情報層を前記第１の情報層とする、光学的情報記録媒体の製造方法であって、
   （ａ）前記第２の情報層を形成する工程と、
   （ｂ）前記第２の情報層上に前記光学分離層を形成する工程と、
   （ｃ）前記光学分離層上に前記第１の情報層を形成する工程と、
   を含み、
   前記（ｃ）の工程は、前記光学分離層上に低屈折率層を形成する工程と、前記低屈折率層上に透過率調整層を形成する工程と、記録層を形成する工程と、を順に含み、
   情報の記録または再生の際に用いられるレーザビームに対し、前記（ｃ）の工程にて形成される前記低屈折率層の屈折率をｎ１、前記光学分離層の屈折率をｎ４とすると、ｎ１ 及びｎ４が、
   ｜ｎ１−ｎ４｜≦０．５
   の関係を満たすように前記低屈折率層及び前記光学分離層が形成され、
   前記レーザビームに対し、前記（ｃ）の工程にて形成される前記透過率調整層の屈折率をｎ２、消衰係数をｋ２とすると、ｎ２及びｋ２が、２．０≦ｎ２、且つｋ２≦０．１を満たすように前記透過率調整層が形成されることを特徴とする光学的情報記録媒体の製造方法。
8. 前記（ｃ）の工程において、前記低屈折率層は、ＳｉＯ ₂ 、Ａｌ ₂ Ｏ ₃ 、ＬａＦ ₃ 、ＺｒＳｉＯ ₄ 及びＺｒＯ ₂ から選ばれる少なくとも一つを含む材料にて形成される請求項７に記載の光学的情報記録媒体の製造方法。
9. 前記（ｃ）の工程において、前記低屈折率層は、１ｎｍ以上２５ｎｍ以下の膜厚に形成される請求項７に記載の光学的情報記録媒体の製造方法。

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