JP4272934B2 - Phase change optical recording medium - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、相変化型光記録媒体に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
半導体レーザービーム照射により情報の記録・再生及び消去可能な光記録媒体には、磁化の反転を行い記録消去する光磁気記録方式と、結晶と非晶質の可逆的相変化を利用し記録消去する相変化記録方式がある。後者は単一ビームによる繰り返し記録が可能であり、ドライブ側の光学系もより単純であることを特徴とし、コンピューター関連や映像音響に関する記録媒体として応用されている。
相変化型光記録媒体は基板上の記録層薄膜にレーザー光を照射することにより記録層を加熱し、記録層構造を結晶と非晶質間で相変化させることによりディスク反射率を変えて情報を記録・消去するものである。通常は全面が結晶化された状態を初期状態とし、そこに、非晶質マークと結晶スペースからなるデータを記録する。
【０００３】
相変化型光ディスクに非晶質マークを記録する方法として通常使用されている方式を図１に示した。レーザーパワーを記録パワーＰｗ、消去パワーＰｅ、バイアスパワーＰｂ（Ｐｗ＞Ｐｅ＞Ｐｂ）の３値に変調して記録・消去を行う。マーク部では、ＰｗとＰｂからなるパルス列を照射する。Ｐｗにより記録層は溶融し、その後Ｐｂに変調することにより急冷されるため、溶融領域は非晶質相となる。更にＰｅに変調することにより、非晶質部の後端を結晶化し、所定の長さのマークを形成する。繰り返し記録する際には、既に記録されているトラック上に、同様に変調されたレーザーを照射することで、既に記録されている非晶質マークを結晶化して消去しながら同時に新しいマークを所定位置に形成する直接繰り返し記録が可能である。
【０００４】
相変化型光記録媒体の最も簡単な構成としては、透明基板上に、下部保護層、記録層、上部保護層、反射層がこの順番、或いは、逆順に成膜されているもので、下部保護層側からレーザーを照射して記録再生を行う。上下の保護層としては通常、ＺｎＳとＳｉＯ２の混合物、記録層としてはＡｇ、Ｉｎ、Ｇｅ、Ｓｂ、Ｔｅ等からなる混合物、反射層としてはＡｌ合金やＡｇ合金が用いられる。Ａｇ合金が用いられる場合には上部保護層と反射層との間に硫化防止層が設けられることもある。記録層の組成等に依っても異なるが、このような構成の光記録媒体に繰り返し記録を行うと、数百から数千回の繰り返し記録で次第にジッターが増大して使用に耐えられなくなってしまう。
【０００５】
そこで、繰り返し記録耐久性を向上するために、記録層に接する保護層の一部又は全部にＺｒＯ２を含む材料を用いることが提案されている。これらは、ＺｒＯ２の優れた耐熱性・機械強度に注目したものである。しかし、ＺｒＯ２を含む材料を記録層に接するような構成とするだけでは、広い記録パワー領域において十分な繰り返し記録耐久性を発揮することはできない。特に記録パワーが低い場合には十分低いジッターを得ることができない。
例えば特許文献１〜４に開示された発明では、光学条件及び熱条件が最適化された構成とはなっていないので、広い記録パワーマージンで繰り返し記録耐久性がある光記録媒体を実現できない。ＺｒＯ２を含む層の組成も本発明とは異なる。
また、特許文献５に開示された発明では、ＺｒＯ２を含む層を記録層に接するように用いてはいるが、下部保護層側の界面に限定されている。
【０００６】
また、特許文献６には、記録層と反射層の間に、誘電体保護層及び光吸収性保護層を設けた情報記録媒体に係る発明が開示されている。しかし、この発明の目的は、記録層の非晶質状態と結晶状態との光吸収性の差を改善し高密度記録化に適した情報記録媒体を得ることであって、本発明とは全く異なる。また、実施例において光吸収性保護層の材料として用いているＺｎＳ−ＳｉＯ２−Ｗは当然ながら光吸収性を有するものであり、本発明で界面層に用いている光吸収性が殆どない（従って特許文献６の発明に用いることはできない）酸化物からなる材料とは全く異なる。
【０００７】
【特許文献１】
特開平５−１４４０８５号公報
【特許文献２】
特開平８−１８０４５８号公報
【特許文献３】
特開２０００−３４８３８０号公報
【特許文献４】
特開２０００−１８２２７７号公報
【特許文献５】
特開平１１−３３９３１４号公報
【特許文献６】
特開平８−９６４１１号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、広い記録パワーマージンを持ち、繰り返し記録耐久性に優れた相変化型光記録媒体の提供を目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記課題は、次の１）〜１６）の発明によって解決される。
１） 透明基板上に少なくとも下部保護層／記録層／上部界面層／上部保護層／反射層がこの順、又は逆順に形成され、該上部界面層が、Ｚｒの酸化物と、周期律表の第３周期〜第６周期の２族〜１４族から選ばれる１種以上の元素（但し、Ｚｒは除く）の酸化物からなり、かつ、前記Ｚｒの酸化物と、前記１種以上の元素の酸化物との固溶体を含有することを特徴とする相変化型光記録媒体。
２） 下部保護層と記録層との間に、Ｚｒの酸化物と、周期律表の第３周期〜第６周期の２族〜１４族から選ばれる１種以上の元素（但し、Ｚｒは除く）の酸化物からなる下部界面層を有することを特徴とする１）記載の光記録媒体。
３） 下部界面層が、Ｚｒの酸化物と、少なくとも周期律表の第３周期〜第６周期の２族及び３族から選ばれる１種以上の元素の酸化物との固溶体を含有することを特徴とする２）記載の相変化型光記録媒体。
４） 上部界面層又は下部界面層が、周期律表の第３周期〜第６周期の２族〜５族及び１２族〜１４族から選ばれる１種以上の元素（但し、Ｚｒは除く）の酸化物を含有することを特徴とする１）〜３）の何れかに記載の相変化型光記録媒体。
５） 上部界面層又は下部界面層が、Ｚｎの硫化物を含有することを特徴とする１）〜４）の何れかに記載の相変化型光記録媒体。
６） Ｚｒの酸化物がＺｒＯ２であることを特徴とする１）〜５）の何れかに記載の光記録媒体。
７） Ｚｒの酸化物固溶体を含む混合物が下記式で表されることを特徴とする１）〜６）の何れかに記載の相変化型光記録媒体。
〔（ＺｒＯ２）１００−α（Ｘ）α〕β（Ｚ）γ（ＺｎＳ）δ
Ｘ：ＭｇＯ、ＣａＯ、Ｓｃ２Ｏ３、Ｙ２Ｏ３、ＣｅＯ２から選ばれる１種
以上の元素の酸化物
Ｚ：ＴｉＯ２、ＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３、ＭｇＯ、Ｔａ２Ｏ５、ＺｎＯから
選ばれる１種以上の酸化物
α：２〜１５（モル％）
β：４０〜１００（モル％）
γ：０〜６０（モル％）
δ：０〜６０（モル％）
β＋γ＋δ＝１００（モル％）
８） 上部界面層の膜厚が１〜１８ｎｍであることを特徴とする１）〜７）の何れかに記載の相変化型光記録媒体。
９） 下部界面層の膜厚が１〜１００ｎｍであることを特徴とする２）〜８）の何れかに記載の相変化型光記録媒体。
１０） 上部保護層材料として、少なくともバルク状態の熱伝導率が１０Ｗ／（ｍ・Ｋ）以下の材料を用いることを特徴とする１）〜９）の何れかに記載の相変化型光記録媒体。
１１） 上部保護層材料がＺｎＳとＳｉの酸化物の混合物からなることを特徴とする１）〜１０）の何れかに記載の相変化型光記録媒体。
１２） ＺｎＳとＳｉの酸化物の混合物が下記式で表されることを特徴とする１１）記載の相変化型光記録媒体。
（ＺｎＳ）１００−ε（ＳｉＯ２）ε〔ε：１０〜１００（モル％）〕
１３） 上部保護層の膜厚が２〜２０ｎｍであることを特徴とする１）〜１２）の何れかに記載の相変化型光記録媒体。
１４） 記録層が少なくともＳｂ、Ｔｅ、Ｇｅを含み、ＳｂとＴｅの原子比率Ｓｂ／（Ｓｂ＋Ｔｅ）が、０．６５〜０．８５、Ｇｅの含有量が２〜７原子％であることを特徴とする１）〜１３）の何れかに記載の相変化型光記録媒体。
１５） 記録層が、更に１〜７原子％のＩｎ又はＧａを含有することを特徴とする１４）記載の相変化型光記録媒体。
１６） 記録層の膜厚が８〜２２ｎｍであることを特徴とする１４）又は１５）記載の相変化型光記録媒体。
【００１０】
以下、上記本発明について詳しく説明する。
本発明は、少なくとも下部保護層／記録層／上部保護層／反射層をこの順、又は逆順に有する相変化型光記録媒体において、記録層と上部保護層との間に、Ｚｒの酸化物と、周期律表の第３周期〜第６周期の２族〜１４族から選ばれる１種以上の元素（但し、Ｚｒは除く）の酸化物からなり、かつ、前記Ｚｒの酸化物と、前記１種以上の元素の酸化物との固溶体を含有する上部界面層を設けることを特徴とする。なお、本発明における「族」の表記は、ＩＵＰＡＣ無機化学命名法改訂版（１９８９）によるものとする。
この構成により、記録のパワーマージンが広く、繰り返し記録耐久性に優れた相変化型光記録媒体を得ることができる。
更に、下部保護層と記録層との間に、Ｚｒの酸化物と、周期律表の第３周期〜第６周期の２族〜１４族から選ばれる１種以上の元素（但し、Ｚｒは除く）の酸化物からなる下部界面層を設けた構成にしても良く、上部界面層及び／又は下部界面層を構成する酸化物の組成を工夫したり、界面層以外の他の層構成を工夫すること、例えば上部保護層として、少なくともバルクの熱伝導率が１０Ｗ／（ｍ・Ｋ）以下の材料を用いることなどによって、一層優れた相変化型光記録媒体を得ることができる。
【００１１】
繰り返し記録耐久性を向上させるためには、結晶−非晶質間の相転移を繰り返し速やかに行う必要がある。繰り返し記録によりジッターが上昇してしまう場合、マーク間及び短マークの反射率が低下する現象が見られる。これは、繰り返し記録の際、消去、即ち結晶化がうまく行われず、一部初期の結晶状態に戻らない反射率の低い部分が蓄積されていったためと推測される。
本発明の構成とすることにより、繰り返し記録によってもマーク間や短マークにおける反射率の低下は見られなくなり、ジッターの上昇が抑えられる。これは、Ｚｒの酸化物を含む層に核形成促進効果があり、比較的低温における結晶化を促進しているためと推測される。
【００１２】
結晶化は結晶核の生成と結晶成長の２つのプロセスを経て進行するが、ＳｂとＴｅの原子比が３：１付近のＳｂ−Ｔｅ二元系を母相とした材料の場合は、記録・消去の際、均一核生成は殆ど起らず、非晶質部は、結晶部との界面からの結晶成長によって結晶化が進行する。図２に非晶質マークにレーザーが照射され、結晶部との界面から結晶成長が進行し、結晶化していく様子を模式的に示した。
図３には温度と結晶成長速度の関係を示した。図３から分るように結晶成長が高速で進行するのは融点直下の特定の温度範囲である。従って、マークの端が結晶成長が高速で進行できる温度に達しなかった場合には、結晶成長の進行が遅いために消し残りが生じてしまう。
【００１３】
ビームが照射されたとき、結晶成長が高速で進行する温度以上になる領域がマークの幅に対して十分大きければ、マークの端部から高速に結晶化が進行するが、マークの幅と同程度であると、マークの太さが均一でなく一部太くなってしまっている場合や、記録ビームのトラッキングが中心部から少しずれてしまった場合に、必ずしもマークの端の全てが結晶成長が高速に進行する温度にはならないことがあるため、消し残りが生じてしまうことになる。
上記Ｚｒの酸化物などからなる界面層を用いた場合には、結晶核生成が促進されるために、マークの端の温度が低めで結晶成長速度が十分速くない場合でもマーク内部に結晶核が生成され、結晶核からの結晶成長により結晶化が進行するので、消し残りが生じ難くなり、繰り返し記録耐久性が向上していると推測される。
【００１４】
上記Ｚｒの酸化物などからなる界面層を用いた場合に、何故、結晶核形成が促進されるのかは明らかでないが、結晶核形成が促進されていることは以下のような実験で確認できる。即ち、マークを記録した光記録媒体を一定線速で回転させ、再生パワーよりやや高めのパワーを連続的に照射する。これによりマーク部は１００〜２００℃程度でアニールされた状態になり、マーク内部に結晶核が生成し結晶化していく。再生パワーよりやや高めのパワーを連続照射しながら、ジッターをモニターすると、マークが結晶化していく様子はジッターの上昇として計測できる。
【００１５】
基板上に下部保護層／記録層／上部保護層／反射層を順に積層した光記録媒体を標準層構成とし、下部保護層と記録層との間に界面層を厚さ２ｎｍ程度挿入した層構成の光記録媒体とジッターの上昇の様子を比較する。界面層を挿入した分、下部保護層の膜厚を減らし、反射率等の光学特性は同じになるようにする。上部保護層側ではなく下部保護層側に界面層を挿入するのは、上部保護層側へ挿入すると、２ｎｍ程度の膜厚の界面層でも、例え光学特性を同じにしたとしても温度が変わってしまうが、下部保護層側へ挿入した場合には、光学特性さえ同じであれば、温度には殆ど影響しないからである。記録層で吸収した熱は、殆どが反射層のある上部保護層側へ拡散するため、上部保護層側の熱拡散の条件を同じにしないと温度が変わってしまい、同一温度での核形成の比較ができなくなってしまう。
【００１６】
このような比較を行ったときのジッターの上昇の様子を図１５に示す。照射パワーは１．４ｍＷ、回転線速は３．５ｍ／ｓである。図から界面層を設けた場合の方がジッターの上昇が速く起こっており、核形成が促進されていることが確認できる。
上述したように、光吸収により記録層で発生した熱は主に反射層へ拡散し、冷却が行われる。従って、記録層の膜厚方向では上部保護層側から冷却され、結晶化が始まる。このため、上部保護層側に結晶核生成促進効果のある界面相を設けると効果的に結晶化が促進される。更に、下部保護層側にも界面相を設けることにより、結晶化が一層促進されるので、繰り返し記録耐久性は一層向上する。
【００１７】
Ｚｒの酸化物の代表例はＺｒＯ２である。ＺｒＯ２は波長６６０ｎｍにおける屈折率が２．２程度と十分に高く吸収は殆どない。光学的にはＺｎＳとＳｉＯ２の混合物と類似の性質を示すことから、界面層として用いるだけではなく、上部保護層を全てＺｒＯ２を含む層とする構成も考えられる。しかし、これだけでは後述する比較例に示すように低パワー側の記録特性が劣化してしまう。この理由として、ＺｒＯ２を含む層の熱伝導率がＺｎＳ−ＳｉＯ２に比べて大きく、記録層の温度が上がらないためと考えられる。そこで、この欠点を、ＺｒＯ２を含む層の膜厚を厚くすることにより補おうと試みたが、ジッターが全体的に劣化してしまい、記録層と反射層の間にＺｒＯ２を含む混合物からなる層のみを設けて、広いパワー領域で良好な特性を得ることは非常に困難であった。
【００１８】
バルク状態で種々の熱伝導率を持つ、表１に示した酸化物や窒化物を、ＺｒＯ２を含む材料からなる上部界面層と反射層との間に上部保護層として形成して確認したところ、ＳｉＯ２や、（ＺｎＳ）８０モル％（ＳｉＯ２）２０モル％の材料を上部保護層として用いた場合に低パワー側の記録特性を劣化させない効果があることが分った。これらは比較的熱伝導率が小さく、何れも１０Ｗ／（ｍ・Ｋ）以下である。薄膜の熱伝導率を測定することは困難であるが、バルク状態の熱伝導率の特性がある程度反映されると考えられる。但し、ＺｒＯ２を含む材料のように、バルクの熱伝導率は１０Ｗ／（ｍ・Ｋ）以下であっても不十分な場合もあり、形成された薄膜の構造等の違いにより、バルク状態の熱伝導率の関係が全てそのまま適用できる訳ではないことに注意が必要である。
以上のように、記録層と反射層との間に、記録層に接するようにＺｒＯ２を含む層を設け、更に、少なくともバルクの熱伝導率が１０Ｗ／（ｍ・Ｋ）以下の上部保護層を設けた構成とすることにより、広いパワー領域で繰り返し記録耐久性に優れた相変化光記録媒体を形成することができる。
【００１９】
【表１】
次に、Ｚｒの酸化物及びこれと組み合わせる他の酸化物の物性及び組成について説明する。
Ｚｒの酸化物の代表例であるＺｒＯ２は、室温では単斜晶であるが、約１０００℃前後で正方晶へ、更に、２３７０℃で立方晶へと相転移することが知られている。特に、１０００℃前後の相転移は大きな体積変化（４．０〜７．４％）を伴うため、記録中に大きな体積変化により膜剥がれ等を起こしてしまう可能性もある。また、スパッタリングターゲットの作成中に割れてしまうという問題も引き起こす。そこで低原子価酸化物を作る周期律表の第３周期〜第６周期の２族及び３族から選ばれる１種以上の酸化物をＺｒＯ２に固溶し、部分安定化ジルコニア、或いは安定化ジルコニアとする。これにより、部分的又は全体的にＺｒＯ２の最高温相である立方晶が室温まで安定相として存在することができ、相転移による大きな体積変化が回避され、ターゲット作成中の割れ、或いは、光記録媒体の膜剥がれを防止できる。ＺｒＯ２に固溶させる周期律表の第３周期〜第６周期の２族及び３族の酸化物の好ましい具体例としては、ＭｇＯ、ＣａＯ、Ｓｃ２Ｏ３、Ｙ２Ｏ３、ＣｅＯ２が挙げられる。固溶させる量は、酸化物の種類によっても異なるが、おおよそＺｒＯ２に対し２〜１５モル％（α＝２〜１５）、より好ましくは、３〜１０モル％である。
【００２１】
更に、周期律表の第３周期〜第６周期の２族〜１４族から選ばれる１種以上の元素、より好ましくは第３周期〜第６周期の２族〜５族及び１２族〜１４族から選ばれる１種以上の元素の酸化物を混合しても良く、特に、ＴｉＯ２、ＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３、ＭｇＯ、Ｔａ２Ｏ５、ＺｎＯが好ましい（ここで、ＭｇＯは、前記固溶させるＭｇＯとは別に混合させるものである）。これは、上記のようにＺｒＯ２にＭｇＯ、ＣａＯ、Ｓｃ２Ｏ３、Ｙ２Ｏ３、ＣｅＯ２を適量固溶し部分安定化ジルコニア、或いは、安定化ジルコニアとしただけでは、核形成促進効果が大きいため、繰り返し記録における結晶化促進効果が得られる反面、８０℃程度の高温における非晶質マークの保存安定性が損なわれてしまうためである。ＴｉＯ２、ＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３、ＭｇＯ、Ｔａ２Ｏ５、ＺｎＯ等を混合することにより、結晶化促進効果はやや劣るものの、保存安定性には有利になる。
【００２２】
上記酸化物を混合させる割合は、記録層自身の保存安定性とも関連してくる。
記録層の保存安定性が良く、ＺｒＯ２にＭｇＯ、ＣａＯ、Ｓｃ２Ｏ３、Ｙ２Ｏ３、ＣｅＯ２を適量固溶し部分安定化ジルコニア、或いは、安定化ジルコニアとしただけの材料を用いても特に問題が無い場合もある。しかし、記録層の保存安定性がそれ程よくない場合には、前記酸化物をある程度混合させるが、混合割合が６０モル％を越えるとＺｒＯ２の結晶化促進効果が明確ではなくなるので、上限は６０モル％とする（γ＝０〜６０）。より好ましくは１０〜４０モル％である。
更にＺｎの硫化物であるＺｎＳを混合しても良い。ＺｒＯ２は成膜速度が遅く、膜厚を厚くしたい場合には時間がかかり過ぎて基板変形を起したり、タクトが長くなりコスト高になってしまう。一方、ＺｎＳはＺｒＯ２に比べると１０倍以上の速度で成膜が可能であり、これを混合することによってＺｒＯ２の成膜速度も速くすることができる。但し、６０モル％を越えるとＺｒＯ２の結晶化促進効果が明確ではなくなるので、上限は６０モル％（δ＝０〜６０）、より好ましくは２０モル％以下とする。
なお、ＺｒＯ２の特性を活かすためには、ＺｒＯ２にＭｇＯ、ＣａＯ、Ｓｃ２Ｏ３、Ｙ２Ｏ３、ＣｅＯ２を適量固溶し部分安定化ジルコニア、或いは、安定化ジルコニアを少なくとも４０モル％（β＝４０〜１００）、より好ましくは６０モル％以上含有させる必要がある。
【００２３】
ＺｒＯ２を含む層の膜厚は、１ｎｍより薄いと効果が明確でないため、１ｎｍ以上とする。上部界面層として用いる場合は上限を１８ｎｍ、より好ましくは２〜１４ｎｍとする。これより厚くなると記録層の到達温度が不足している分を上部保護層で補う場合に、反射層と記録層との間の上部界面層と上部保護層の合計膜厚が厚くなってしまい、反射率が低くなり過ぎてしまう。下部界面層として用いる場合には、光学特性のみを考慮すればよいが、１００ｎｍより厚いと成膜効率が悪く、膜の応力に起因する膜剥がれも起り易くなるので、１００ｎｍ以下、より好ましくは２〜２０ｎｍとする。
【００２４】
上部保護層材料としては前述したように、少なくともバルクの反射率が１０Ｗ／（ｍ・Ｋ）以下の材料を用いるが、中でもＺｎＳとＳｉＯ２の混合物は低パワー側の記録特性を良好にする効果が大きい。ＺｎＳは屈折率ｎが大きいので光学的な調整効果が大きく、また、成膜速度も速いという利点があるが、単体では熱伝導率が大きく低パワー側の記録特性を良好にする効果が得られないため、熱伝導率の小さいＳｉＯ２を混合して用いる。ＳｉＯ２は１０モル％以上混合すれば、低パワー側の記録特性を良好にする効果が得られる。また、ＳｉＯ２は単体で用いてもよい（ε：１０〜１００）。ＳｉＯ２は屈折率ｎがＺｎＳ程は大きくないが、熱伝導率が小さいので低パワー側の記録特性を良好にする効果が得られる。また、Ｓを含まないため、反射層としてＡｇ又はＡｇ合金を用いた場合でも上部保護層と反射層との間に硫化防止層を設ける必要がない。
上部保護層の膜厚は、２ｎｍ以上とすることで低パワー側の記録特性を良好にする効果が得られる。上限は上部界面層との兼ね合いで決まるが、２０ｎｍより厚くすると冷却速度が遅くなり過ぎて、特に高線速で記録する場合には良好な記録が行えなくなり、また、再生光により劣化し易くなってしまうので、２０ｎｍ以下とする。
【００２５】
次に、記録層について説明する。
ここでは、記録層として原子比が３：１近傍のＳｂ−Ｔｅを母相とした材料について詳しく説明するが、モル比が２：１のＧｅＴｅ−Ｓｂ２Ｔｅ３の混合物を母相とした記録層にも適用できる。
記録・消去の際の結晶化は、前者の場合は非晶質との界面からの結晶成長により進行し、後者の場合は非晶質中の均一核形成により進行する。どちらの場合でも、界面相としてＺｒＯ２を含む材料を用いることにより核生成が促進されるので、消し残りが生じ難くなり、繰り返し記録耐久性は向上する。
【００２６】
ＳｂとＴｅの原子比が３：１近傍のＳｂ−Ｔｅは繰り返し記録特性に優れた相変化記録材料である。ＳｂとＴｅの配合比を変えることにより、結晶化速度を調整することが可能であり、Ｓｂの比率を高くすると結晶化速度を速くすることができる。本発明者らの実験によれば、Ｓｂが６５原子％以上であれば、少なくともＣＤの１Ｘの線速（１．２ｍ／ｓ）で記録が可能である。Ｓｂがこれよりも少ないと、１．２ｍ／ｓでも繰り返し記録によるジッターの上昇が大きく、良好な記録を行えなかった。Ｓｂ比を高くしていくにつれて、結晶化速度も速くなり、より高線速で良好な記録が可能になっていく。評価装置等の制約により、どの程度の線速まで良好な記録が可能であるかの上限は確定できていないが、少なくともＤＶＤ５倍速（１７．５ｍ／ｓ）までは繰り返し記録が可能である。しかし、Ｓｂが８５原子％を越えると結晶化速度の上昇率が急激になり、非晶質マークの形成が殆どできなくなってしまった。従って、Ｓｂ−Ｔｅ二元系におけるＳｂの比率は６５原子％以上、８５原子％以下とすることが好ましい。
【００２７】
しかし、Ｓｂ−Ｔｅの二元系だけでは非晶質相の安定性が悪く、例えば、７０〜８０℃程度の高温環境下では５０時間以内に非晶質マークが結晶化してしまうという問題がある。そのため非晶質相の安定性を高められるような第３元素を１種類以上添加して用いる。
このような第３元素としては、Ｇｅが有効であり、少量の添加でも保存信頼性を飛躍的に向上できる。添加量は２原子％以上であれば、ＤＶＤ２倍速相当以上の結晶化速度の速い記録層においても非晶質安定性を向上させる効果が期待できる。添加量が増える程その効果は高くなるものの、特に結晶化速度が速く、高線速記録に適した記録層の場合、添加量が多すぎると、記録感度及び繰り返し記録特性の低下を招くため、多くても７原子％以下とすることが望ましい。
【００２８】
更に、Ｉｎ又はＧａを添加すると、結晶化速度を速くし、かつ、結晶化温度を上げることにより保存安定性を向上させることができる。
前述したＧｅは保存安定性向上に効果的ではあるが、結晶化速度を遅くしてしまうため、一定の結晶化速度を確保するためにはＧｅの添加に伴い、Ｓｂ比率を高くする必要がある。しかし、Ｓｂ比率が高くなると記録感度が低下する傾向がある。
これに対し、ＩｎやＧａを添加すれば、Ｓｂ比率を高くせずに結晶化速度を速くすることができ、記録感度に優れた記録層とすることができる。ＩｎやＧａの添加量は、１原子％より少ないと効果が明確でなく、多すぎると繰り返し記録特性及び再生光安定性が低下してしまうため７原子％以下とすることが望ましい。
【００２９】
その他に、結晶化速度の調整等の目的でＡｇ、Ｂｉ、Ｃ、Ｃａ、Ｃｒ、Ｃｕ、Ｄｙ、Ｍｇ、Ｍｎ、Ｓｅ、Ｓｉ、Ｓｎ等を添加しても良い。
以上のように、少なくともＧｅ、Ｉｎ又はＧａ、Ｓｂ、Ｔｅを適切に組み合わせて用いることにより所望の記録線速において繰り返し記録特性、記録感度、保存安定性に優れた記録層を形成することができる。
記録層の膜厚は、８ｎｍより薄いと変調度が小さく、また、再生光安定性も低下してしまうため８ｎｍ以上とし、２２ｎｍより厚いと繰り返し記録によるジッターの上昇が大きいため、２２ｎｍ以下とする。
【００３０】
反射層としては従来Ａｌを主成分とした合金が使用されている。Ａｌは反射率が高く、熱伝導率も高いことに加え、ディスク化した場合の経時安定性にも優れている。しかし、記録層材料の結晶化速度が速い場合には、反射層として従来よく使用されているＡｌ合金を用いたディスクでは、記録マークが細くなり易く、十分な変調度を有する記録を行うことは困難な場合があった。この理由としては、結晶化速度が速いと記録時に溶融領域の再結晶化領域が大きくなってしまい、形成される非晶質領域が小さくなってしまうことが挙げられる。
再結晶化領域を小さくするためには、上部保護層を薄くして急冷構造とすればよいが、単純に上部保護層を薄くしただけでは、記録層が十分に昇温されず、溶融領域が小さくなってしまうため、再結晶化領域を小さくできたとしても、結局、形成される非晶質領域は小さくなってしまう。
【００３１】
しかし、波長６５０〜６７０ｎｍにおける屈折率（ｎ＋ｉｋ）のｎ、ｋが共にＡｌより小さい金属を反射層に用いると、記録層の吸収率は向上し、変調度も大きくすることができる。
ｎ、ｋ共にＡｌより小さい金属としてはＡｕ、Ａｇ、Ｃｕ、及びそれらを主成分とした合金が挙げられる。ここで、主成分とするとは、９０原子％以上含有することを意味し、好ましくは９５原子％以上である。
これらの純金属について、λ＝６６０ｎｍにおけるスパッタ膜の屈折率の実測値、及び、熱伝導率の文献値（バルク）の値を表２に示す。
【表２】
表２より、Ａｕ、Ａｇ、Ｃｕは、何れもＡｌより熱伝導率が高いことが分る。従って、これらを反射層として用いると、記録層の光吸収率を向上させ、記録層の温度を上昇させて溶融領域を大きくする効果があると同時に、冷却速度も向上させるため冷却時の再結晶化領域が小さくなり、Ａｌ合金を用いた場合よりも大きな非晶質領域を形成することが可能になる。
記録マークの変調度は光学的な変調度とマークの大きさによって決まり、光学的な変調度が大きくマークが大きい程大きくなる。従って、記録層として、結晶化速度が速い材料を用いて、高線速記録を行う場合でも、上記反射層を用いれば、吸収率が大きく冷却速度が速いことから大きな記録マークが形成でき、また、結晶と非晶質の反射率差も大きいことから変調度の大きい記録が可能になる。
【００３３】
Ａｕ、Ａｇ、Ｃｕ、及びそれらを主成分とする合金の中でも、特に、Ａｇ及びＡｇ合金は比較的安価であり、また、同様に安価なＣｕ及びＣｕ合金に比べて酸化し難いため、経時安定性に優れた媒体を形成することができ、反射層として好ましい。但し、硫化には弱いため、上部保護層にＳを含むような材料を用いる場合には、硫化防止層が必要となる。
硫化防止層は、３ｎｍ以上の厚さがあれば、スパッタにより形成された膜はほぼ均一になり、硫化防止機能を発揮する。これより薄いと、部分的に欠陥を生じる確率が急に高くなってしまう。
【００３４】
硫化防止層の材料に要求される性質としては、Ｓを含まないこと、Ｓを透過しないこと等が挙げられる。
本発明者らが、種々の酸化膜や窒化膜等を硫化防止層として形成し、記録特性や保存信頼性の評価を行ったところ、ＳｉＣ、Ｓｉ、又はそれらの何れかを主成分とする材料が硫化防止層として優れた機能を持つことが分った。ここで、主成分とするとは、材料中にＳｉＣ又はＳｉを９０モル％以上含有することを意味し、好ましくは９５モル％以上である。
反射層の膜厚は９０ｎｍ以上であれば透過光が殆どなくなり、光を効率的に利用できるので、９０ｎｍ以上とする。膜厚は厚い程冷却速度が速くなり、結晶化速度の速い記録層を使用する場合には有利であるが、２００ｎｍ以下で冷却速度は飽和し、２００ｎｍより厚くしても記録特性に変化がなく、成膜に時間がかかるだけなので、２００ｎｍ以下とすることが好ましい。
【００３５】
下部保護層は耐熱性の保護膜としての役割の他に、光学的特性を調整する役割を担う。膜厚は４０ｎｍより薄いと耐熱性が悪く、繰り返し記録によるジッター上昇が大きくなってしまうため４０ｎｍ以上とする。また、２２０ｎｍより厚いと成膜効率が悪く、膜の応力に起因する膜剥がれ等も起り易くなるため好ましくない。よって、４０〜２２０ｎｍの範囲内、より好ましくは４０〜８０ｎｍの範囲内で、反射率及び変調度が大きく取れるような膜厚を選ぶ。
下部界面層を使用する場合には、下部界面層の分だけ、下部保護層の膜厚を減らすなど、全体で光学特性を満足するように調整する。
【００３６】
【実施例】
以下、実施例及び比較例により本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例により限定されるものではない。なお、何れの実施例及び比較例の場合も、直径１２ｃｍ、厚さ０．６ｍｍ、トラックピッチ０．７４μｍの案内溝付きポリカーボネートディスク基板上に下部保護層、（下部界面層）、記録層、上部界面層、上部保護層、硫化防止層、反射層をこの順にスパッタにより成膜し、更に、反射層上にスピンコートで形成された有機保護膜を介して、直径１２ｃｍ、厚さ０．６ｍｍのポリカーボネートディスクを接着したものを、大口径ＬＤにより初期結晶化して試料として用いた。
評価は、基板側から波長６６０ｎｍ、ＮＡ０．６５のレーザー光を照射し、記録ビット長０．２６７μｍ／ｂｉｔ、ＥＦＭ＋変調方式でランダムパターンを繰り返し記録することにより行った。
【００３７】
実施例１
下部保護層として（ＺｎＳ）８０モル％（ＳｉＯ２）２０モル％を膜厚６５ｎｍ、記録層としてＡｇ１Ｉｎ３Ｓｂ７２Ｔｅ２０Ｇｅ４を膜厚１５ｎｍ、上部界面層として（ＺｒＯ２−３モル％Ｙ２Ｏ３）８０モル％（ＴｉＯ２）２０モル％を膜厚２ｎｍ、上部保護層として（ＺｎＳ）８０モル％（ＳｉＯ２）２０モル％を膜厚１０ｎｍ、硫化防止層としてＳｉを膜厚４ｎｍ、反射層としてＡｇを膜厚１４０ｎｍ形成したディスクを初期結晶化した後、繰り返し記録特性を評価した。
図４に線速１４ｍ／ｓ、Ｐｗ＝１５ｍＷ、１７ｍＷ、１９ｍＷ、Ｐｅ＝４．４〜５．６ｍＷ、Ｐｂ＝０．１ｍＷで、１００００回まで繰り返し記録した場合のジッター（ｄａｔａ ｔｏ ｃｌｏｃｋジッター、クロストークなし）の変化の様子を示した。
図から分るように、何れもジッターは１０％以下であり、広いパワー領域で繰り返し記録耐久性に優れた光記録媒体を得ることができた。繰り返し記録による反射率低下も見られなかった。
【００３８】
実施例２
上部界面層として（ＺｒＯ２−３モル％Ｙ２Ｏ３）４０モル％（ＴｉＯ２）４０モル％（ＳｉＯ２）２０モル％を膜厚２ｎｍ形成した点以外は、実施例１と全く同様にしてディスクを作成し、繰り返し記録特性を評価した。
図５に線速１４ｍ／ｓ、Ｐｗ＝１５ｍＷ、１７ｍＷ、１９ｍＷ、Ｐｅ＝４．４〜５．６ｍＷ、Ｐｂ＝０．１ｍＷで、１００００回まで繰り返し記録した場合のジッター（ｄａｔａ ｔｏ ｃｌｏｃｋジッター、クロストークなし）の変化の様子を示した。
図から分るように、何れもジッターは１０％以下であり、広いパワー領域で繰り返し記録耐久性に優れた光記録媒体を得ることができた。繰り返し記録による反射率低下も見られなかった。
【００３９】
実施例３
記録層としてＳｂ７６Ｔｅ２０Ｇｅ４を膜厚１５ｎｍ形成した点以外は実施例１と全く同様にしてディスクを作成し、繰り返し記録特性を評価した。
図６に線速１４ｍ／ｓ、Ｐｗ＝１５ｍＷ、１７ｍＷ、１９ｍＷ、Ｐｅ＝４．４〜５．６ｍＷ、Ｐｂ＝０．１ｍＷで、１００００回まで繰り返し記録した場合のジッター（ｄａｔａ ｔｏ ｃｌｏｃｋジッター、クロストークなし）の変化の様子を示した。
図から分るように、何れもジッターは１０％以下であり、広いパワー領域で繰り返し記録耐久性に優れた光記録媒体を得ることができた。繰り返し記録による反射率低下も見られなかった。
【００４０】
実施例４
下部保護層として（ＺｎＳ）８０モル％（ＳｉＯ２）２０モル％を膜厚６３ｎｍ、下部界面層として（ＺｒＯ２−３モル％Ｙ２Ｏ３）４０モル％（ＴｉＯ２）４０モル％（ＳｉＯ２）２０モル％を膜厚２ｎｍ、記録層としてＡｇ１Ｉｎ３Ｓｂ７２Ｔｅ２０Ｇｅ４を膜厚１５ｎｍ、上部界面層として（ＺｒＯ２−３モル％Ｙ２Ｏ３）８０モル％（ＴｉＯ２）２０モル％を膜厚２ｎｍ、上部保護層として（ＺｎＳ）８０モル％（ＳｉＯ２）２０モル％を膜厚１０ｎｍ、硫化防止層としてＳｉを膜厚４ｎｍ、反射層としてＡｇを膜厚１４０ｎｍ形成したディスクを初期結晶化した後、繰り返し記録特性を評価した。
図７に線速１４ｍ／ｓ、Ｐｗ＝１５ｍＷ、１７ｍＷ、１９ｍＷ、Ｐｅ＝４．４〜５．６ｍＷ、Ｐｂ＝０．１ｍＷで、１００００回まで繰り返し記録した場合のジッター（ｄａｔａ ｔｏ ｃｌｏｃｋジッター、クロストークなし）の変化の様子を示した。
図から分るように、何れもジッターは１０％以下であり、広いパワー領域で繰り返し記録耐久性に優れた光記録媒体を得ることができた。繰り返し記録による反射率低下も見られなかった。
【００４１】
比較例１
上部界面層を設けず、上部保護層として（ＺｎＳ）８０モル％（ＳｉＯ２）２０モル％を膜厚１２ｎｍ形成した点以外は、実施例１と全く同様にしてディスクを作成し、繰り返し記録特性を評価した。
図８に線速１４ｍ／ｓ、Ｐｗ＝１５ｍＷ、１７ｍＷ、１９ｍＷ、Ｐｅ＝４．４〜５．６ｍＷ、Ｐｂ＝０．１ｍＷで、１００００回まで繰り返し記録した場合のジッター（ｄａｔａ ｔｏ ｃｌｏｃｋジッター、クロストークなし）の変化の様子を示した。
図から分るように、Ｐｗ＝１５ｍＷと１７ｍＷの場合は、繰り返し記録１００００回までジッターが１０％以下であるが、Ｐｗ＝１９ｍＷの場合は、１００回を越えると１０％を越えてしまった。Ｐｗ＝１９ｍＷの場合には繰り返し記録によって１％程度の反射率低下も見られた。
【００４２】
実施例５
上部界面層として（ＺｒＯ２−３モル％Ｙ２Ｏ３）８０モル％（ＴｉＯ２）２０モル％を膜厚１４ｎｍ、上部保護層として（ＺｎＳ）８０モル％（ＳｉＯ２）２０モル％を膜厚６ｎｍ形成した点以外は、実施例１と全く同様にしてディスクを作成し、繰り返し記録特性を評価した。
図９に線速１４ｍ／ｓ、Ｐｗ＝１５ｍＷ、１７ｍＷ、１９ｍＷ、Ｐｅ＝４．４〜５．６ｍＷ、Ｐｂ＝０．１ｍＷで、１００００回まで繰り返し記録した場合のジッター（ｄａｔａ ｔｏ ｃｌｏｃｋジッター、クロストークなし）の変化の様子を示した。
図から分るように、何れもジッターは１０％以下であり、広いパワー領域で繰り返し記録耐久性に優れた光記録媒体を得ることができた。繰り返し記録による反射率低下も見られなかった。
【００４３】
比較例２〜３
下部保護層として（ＺｎＳ）８０モル％（ＳｉＯ２）２０モル％を膜厚６５ｎｍ、記録層としてＡｇ１Ｉｎ３Ｓｂ７２Ｔｅ２０Ｇｅ４を膜厚１５ｎｍ、上部保護層として（ＺｒＯ２−３モル％Ｙ２Ｏ３）８０モル％（ＴｉＯ２）２０モル％を膜厚１６ｎｍ（比較例２）、或いは膜厚１８ｎｍ（比較例３）、反射層としてＡｇを膜厚１４０ｎｍ形成したディスクを初期結晶化した後、繰り返し記録特性を評価した。
図１０、図１１に、それぞれ比較例２、比較例３のディスクに対し、線速１４ｍ／ｓ、Ｐｗ＝１５ｍＷ、１７ｍＷ、１９ｍＷ、Ｐｅ＝４．４〜５．６ｍＷ、Ｐｂ＝０．１ｍＷで、１００００回まで繰り返し記録した場合のジッター（ｄａｔａ ｔｏ ｃｌｏｃｋジッター、クロストークなし）の変化の様子を示した。
図１０から分るように、比較例２の場合は、Ｐｗ＝１７ｍＷ、１９ｍＷと高パワー側では良好な繰り返し記録特性が得られたが、Ｐｗ＝１５ｍＷでは初回から良好な特性が得られなかった。
また、上部保護層の膜厚を厚くして記録層の到達温度を上げ、低パワー側の記録特性も良くしようとしたのが比較例３であるが、図１１から分るように、全体的にジッターが上昇してしまい、低パワー側の特性の改善効果も見られなかった。
【００４４】
実施例６
上部界面層として（ＺｒＯ２−３モル％Ｙ２Ｏ３）８０モル％（ＴｉＯ２）２０モル％を膜厚６ｎｍ、上部保護層としてＳｉＯ２を膜厚８ｎｍ形成した点以外は、実施例１と全く同様にしてディスクを作成し、繰り返し記録特性を評価した。
図１２に線速１４ｍ／ｓ、Ｐｗ＝１５ｍＷ、１７ｍＷ、１９ｍＷ、Ｐｅ＝４．４〜５．６ｍＷ、Ｐｂ＝０．１ｍＷで、１００００回まで繰り返し記録した場合のジッター（ｄａｔａ ｔｏ ｃｌｏｃｋジッター、クロストークなし）の変化の様子を示した。
図から分るように、何れもジッターは１０％以下であり、広いパワー領域で繰り返し記録耐久性に優れた光記録媒体を得ることができた。繰り返し記録による反射率低下も見られなかった。
【００４５】
実施例７
上部界面層として（ＺｒＯ２−８モル％ＭｇＯ）８０モル％（ＴｉＯ２）２０モル％を膜厚２ｎｍ形成した点以外は、実施例１と全く同様にしてディスクを作成し、繰り返し記録特性を評価した。
図１３に線速１４ｍ／ｓ、Ｐｗ＝１５ｍＷ、１７ｍＷ、１９ｍＷ、Ｐｅ＝４．４〜５．６ｍＷ、Ｐｂ＝０．１ｍＷで、１００００回まで繰り返し記録した場合のジッター（ｄａｔａ ｔｏ ｃｌｏｃｋジッター、クロストークなし）の変化の様子を示した。
図から分るように、何れもジッターは１０％以下であり、広いパワー領域で繰り返し記録耐久性に優れた光記録媒体を得ることができた。繰り返し記録による反射率低下も見られなかった。
【００４６】
実施例８
上部界面層として（ＺｒＯ２−８モル％ＭｇＯ）８０モル％（Ａｌ２Ｏ３）２０モル％を膜厚２ｎｍ形成した点以外は、実施例１と全く同様にしてディスクを作成し、繰り返し記録特性を評価した。
図１４に線速１４ｍ／ｓ、Ｐｗ＝１５ｍＷ、１７ｍＷ、１９ｍＷ、Ｐｅ＝４．４〜５．６ｍＷ、Ｐｂ＝０．１ｍＷで、１００００回まで繰り返し記録した場合のジッター（ｄａｔａ ｔｏ ｃｌｏｃｋジッター、クロストークなし）の変化の様子を示した。
図から分るように、何れもジッターは１０％以下であり、広いパワー領域で繰り返し記録耐久性に優れた光記録媒体を得ることができた。繰り返し記録による反射率低下も見られなかった。
【００４７】
【発明の効果】
本発明１〜１２によれば、広いパワー領域で繰り返し記録耐久性に優れた光記録媒体を提供できる。
本発明１３〜１６によれば、少なくともＣＤ１Ｘ（１．２ｍ／ｓ）〜ＤＶＤ５Ｘ（１７．５ｍ／ｓ）までの広い線速領域で良好な繰り返し記録特性、保存安定性を有する優れた光記録媒体を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】相変化型光ディスクに非晶質マークを記録する方法として通常使用されている方式を示す図。
【図２】非晶質マークにレーザーが照射され、結晶部との界面から結晶成長が進行し、結晶化していく様子を模式的に示す図。
【図３】温度と結晶成長速度の関係を示す図。
【図４】実施例１の光記録媒体に対し、１００００回まで繰り返し記録した場合のジッターの変化の様子を示す図。
【図５】実施例２の光記録媒体に対し、１００００回まで繰り返し記録した場合のジッターの変化の様子を示す図。
【図６】実施例３の光記録媒体に対し、１００００回まで繰り返し記録した場合のジッターの変化の様子を示す図。
【図７】実施例４の光記録媒体に対し、１００００回まで繰り返し記録した場合のジッターの変化の様子を示す図。
【図８】比較例１の光記録媒体に対し、１００００回まで繰り返し記録した場合のジッターの変化の様子を示す図。
【図９】実施例５の光記録媒体に対し、１００００回まで繰り返し記録した場合のジッターの変化の様子を示す図。
【図１０】比較例２の光記録媒体に対し、１００００回まで繰り返し記録した場合のジッターの変化の様子を示す図。
【図１１】比較例３の光記録媒体に対し、１００００回まで繰り返し記録した場合のジッターの変化の様子を示す図。
【図１２】実施例６の光記録媒体に対し、１００００回まで繰り返し記録した場合のジッターの変化の様子を示す図。
【図１３】実施例７の光記録媒体に対し、１００００回まで繰り返し記録した場合のジッターの変化の様子を示す図。
【図１４】実施例８の光記録媒体に対し、１００００回まで繰り返し記録した場合のジッターの変化の様子を示す図。
【図１５】界面層がある場合とない場合のジッターの上昇の様子を比較した結果を示す図。
【符号の説明】
Ｐｗ 記録パワー
Ｐｅ 消去パワー
Ｐｂ バイアスパワー
Ｔ 基準クロック[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a phase change optical recording medium.
[0002]
[Prior art]
For optical recording media capable of recording / reproducing and erasing information by irradiation with a semiconductor laser beam, recording / erasing is performed by using a magneto-optical recording method in which magnetization is reversed and recording / erasing is performed, and a reversible phase change between crystal and amorphous is used. There is a phase change recording method. The latter is capable of repetitive recording with a single beam and has a simpler optical system on the drive side, and is applied as a computer-related and audio-visual recording medium.
Phase change optical recording media heats the recording layer by irradiating the recording layer thin film on the substrate with laser light, and changes the disk reflectivity by changing the recording layer structure between crystal and amorphous, thereby changing the information. Is recorded / erased. Usually, the entire surface is crystallized as an initial state, and data including amorphous marks and crystal spaces is recorded therein.
[0003]
A method generally used as a method for recording an amorphous mark on a phase change optical disk is shown in FIG. Recording / erasing is performed by modulating the laser power into three values of recording power Pw, erasing power Pe, and bias power Pb (Pw>Pe> Pb). In the mark part, a pulse train composed of Pw and Pb is irradiated. Since the recording layer is melted by Pw and then rapidly cooled by being modulated to Pb, the melted region becomes an amorphous phase. Further, by modulating to Pe, the rear end of the amorphous part is crystallized to form a mark having a predetermined length. When repetitive recording is performed, a previously modulated track is irradiated with a similarly modulated laser to crystallize and erase the already recorded amorphous mark while simultaneously locating a new mark at a predetermined position. It is possible to record directly and repeatedly.
[0004]
The simplest configuration of a phase change optical recording medium is that a lower protective layer, a recording layer, an upper protective layer, and a reflective layer are formed on a transparent substrate in this order or in reverse order. Recording and reproduction is performed by irradiating a laser from the layer side. As the upper and lower protective layers, usually ZnS and SiO 2 The recording layer is made of Ag, In, Ge, Sb, Te or the like, and the reflective layer is made of Al alloy or Ag alloy. When an Ag alloy is used, a sulfidation preventing layer may be provided between the upper protective layer and the reflective layer. Depending on the composition of the recording layer, etc., if repeated recording is performed on an optical recording medium having such a configuration, jitter will gradually increase after several hundreds to thousands of repeated recordings, making it unusable for use. .
[0005]
Therefore, in order to improve repeated recording durability, a part or all of the protective layer in contact with the recording layer may be ZrO. 2 It has been proposed to use a material containing. These are ZrO 2 It pays attention to excellent heat resistance and mechanical strength. However, ZrO 2 By simply adopting a configuration in which the material containing the material is in contact with the recording layer, sufficient repeated recording durability cannot be exhibited in a wide recording power region. Particularly when the recording power is low, a sufficiently low jitter cannot be obtained.
For example, in the inventions disclosed in
In the invention disclosed in
[0006]
[0007]
[Patent Document 1]
Japanese Patent Laid-Open No. 5-144085
[Patent Document 2]
JP-A-8-180458
[Patent Document 3]
JP 2000-348380 A
[Patent Document 4]
JP 2000-182277 A
[Patent Document 5]
JP 11-339314 A
[Patent Document 6]
JP-A-8-96411
[0008]
[Problems to be solved by the invention]
An object of the present invention is to provide a phase change optical recording medium having a wide recording power margin and excellent in repeated recording durability.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
The above problems are solved by the following inventions 1) to 16).
1) At least a lower protective layer / recording layer / upper interface layer / upper protective layer / reflective layer are formed in this order or in the reverse order on a transparent substrate, and the upper interface layer is composed of an oxide of Zr and a periodic table. It is made of an oxide of one or more elements selected from
2) Between the lower protective layer and the recording layer, an oxide of Zr and one or more elements selected from
3) under The partial interface layer contains a solid solution of an oxide of Zr and an oxide of at least one element selected from
4) The upper interface layer or the lower interface layer is made of one or more elements selected from
5) The phase change optical recording medium according to any one of 1) to 4), wherein the upper interface layer or the lower interface layer contains a sulfide of Zn.
6) Zr oxide is ZrO 2 The optical recording medium as described in any one of 1) to 5) above.
7) The phase change optical recording medium as described in any one of 1) to 6) above, wherein the mixture containing the Zr oxide solid solution is represented by the following formula:
[(ZrO 2 ) 100-α (X) α] β (Z) γ (ZnS) δ
X: MgO, CaO, Sc 2 O 3 , Y 2 O 3 ,
Oxides of the above elements
Z: TiO 2 , SiO 2 , Al 2 O 3 , MgO, Ta 2 O 5 From ZnO
One or more oxides selected
α: 2 to 15 (mol%)
β: 40 to 100 (mol%)
γ: 0 to 60 (mol%)
δ: 0 to 60 (mol%)
β + γ + δ = 100 (mol%)
8) The phase change optical recording medium according to any one of 1) to 7), wherein the upper interface layer has a thickness of 1 to 18 nm.
9) The phase change optical recording medium according to any one of 2) to 8), wherein the thickness of the lower interface layer is 1 to 100 nm.
10) The phase-change optical recording medium according to any one of 1) to 9), wherein a material having at least a bulk thermal conductivity of 10 W / (m · K) or less is used as the upper protective layer material. .
11) The phase change optical recording medium according to any one of 1) to 10), wherein the upper protective layer material comprises a mixture of an oxide of ZnS and Si.
12) The phase change optical recording medium according to 11), wherein a mixture of oxides of ZnS and Si is represented by the following formula.
(ZnS) 100-ε (SiO 2 ) Ε [ε: 10 to 100 (mol%)]
13) The phase change optical recording medium according to any one of 1) to 12), wherein the thickness of the upper protective layer is 2 to 20 nm.
14) The recording layer contains at least Sb, Te and Ge, the atomic ratio Sb / (Sb + Te) of Sb and Te is 0.65 to 0.85, and the Ge content is 2 to 7 atomic%. The phase change optical recording medium according to any one of 1) to 13).
15) The phase change optical recording medium according to 14), wherein the recording layer further contains 1 to 7 atomic% of In or Ga.
16) The phase change optical recording medium according to 14) or 15), wherein the recording layer has a thickness of 8 to 22 nm.
[0010]
Hereinafter, the present invention will be described in detail.
The present invention relates to a phase change optical recording medium having at least a lower protective layer / recording layer / upper protective layer / reflective layer in this order or in the reverse order, and an oxide of Zr between the recording layer and the upper protective layer. And an oxide of one or more elements selected from
With this configuration, a phase change optical recording medium having a wide recording power margin and excellent repeated recording durability can be obtained.
Furthermore, between the lower protective layer and the recording layer, an oxide of Zr and one or more elements selected from
[0011]
In order to improve the repeated recording durability, it is necessary to repeat the phase transition between crystal and amorphous quickly. When jitter increases due to repeated recording, there is a phenomenon that the reflectivity between marks and short marks decreases. This is presumably because, during repeated recording, erasure, that is, crystallization was not performed well, and a portion having a low reflectance that did not return to the initial crystalline state was accumulated.
By adopting the configuration of the present invention, a decrease in reflectivity between marks or at a short mark is not observed even by repeated recording, and an increase in jitter is suppressed. This is presumably because the layer containing an oxide of Zr has a nucleation promoting effect and promotes crystallization at a relatively low temperature.
[0012]
Crystallization proceeds through two processes: generation of crystal nuclei and crystal growth. The Sb-Te binary system having an atomic ratio of Sb to Te of around 3: 1 is used as a parent system. phase In the case of the material described above, uniform nucleation hardly occurs at the time of recording / erasing, and crystallization of the amorphous part proceeds by crystal growth from the interface with the crystal part. FIG. 2 schematically shows how the amorphous mark is irradiated with laser, crystal growth proceeds from the interface with the crystal part, and crystallization occurs.
FIG. 3 shows the relationship between temperature and crystal growth rate. As can be seen from FIG. 3, the crystal growth proceeds at a high speed in a specific temperature range immediately below the melting point. Accordingly, when the end of the mark does not reach a temperature at which crystal growth can proceed at a high speed, the crystal growth proceeds slowly, resulting in unerasure.
[0013]
If the region where the temperature is higher than the temperature at which crystal growth proceeds at a high speed when irradiated with the beam is sufficiently large relative to the width of the mark, crystallization proceeds at high speed from the edge of the mark. If the mark thickness is not uniform and partly thick, or if the tracking of the recording beam is slightly off the center, the crystal growth is not always fast at all the edges of the mark. In some cases, the temperature does not reach a certain temperature, resulting in unerased residue.
When the interface layer made of the oxide of Zr or the like is used, the formation of crystal nuclei is promoted. Therefore, even when the temperature at the edge of the mark is low and the crystal growth rate is not sufficiently high, the crystal nuclei are formed inside the mark. Since it is generated and crystallization proceeds by crystal growth from the crystal nucleus, it is assumed that unerased residue is less likely to occur, and that repeated recording durability is improved.
[0014]
Although it is not clear why the crystal nucleation is promoted when the interface layer made of the oxide of Zr is used, it can be confirmed by the following experiment that the crystal nucleation is promoted. That is, the optical recording medium on which the mark is recorded is rotated at a constant linear velocity, and a power slightly higher than the reproduction power is continuously irradiated. As a result, the mark portion is annealed at about 100 to 200 ° C., and crystal nuclei are generated and crystallized inside the mark. If the jitter is monitored while continuously irradiating a slightly higher power than the reproduction power, the mark crystallization can be measured as an increase in jitter.
[0015]
An optical recording medium in which a lower protective layer / recording layer / upper protective layer / reflective layer are laminated in order on a substrate has a standard layer structure, and an interface layer is inserted between the lower protective layer and the recording layer with a thickness of about 2 nm. Comparison of optical recording medium and jitter rise. The thickness of the lower protective layer is reduced by inserting the interface layer so that the optical characteristics such as reflectance are the same. Lower part, not upper protective layer protection The interface layer is inserted on the layer side when inserted on the upper protective layer side, even if the interface layer has a thickness of about 2 nm, even if the optical characteristics are the same, the temperature changes. This is because, when inserted, the temperature is hardly affected as long as the optical characteristics are the same. Since most of the heat absorbed by the recording layer diffuses to the upper protective layer side with the reflective layer, the temperature will change unless the conditions of thermal diffusion on the upper protective layer side are the same, and nucleation at the same temperature will occur. It becomes impossible to compare.
[0016]
FIG. 15 shows how the jitter increases when such a comparison is made. The irradiation power is 1.4 mW and the rotational linear velocity is 3.5 m / s. From the figure, it can be confirmed that when the interface layer is provided, the jitter rises faster and the nucleation is promoted.
As described above, the heat generated in the recording layer by light absorption is mainly diffused to the reflective layer, and cooling is performed. Therefore, in the film thickness direction of the recording layer, cooling starts from the upper protective layer side and crystallization starts. For this reason, crystallization is effectively promoted by providing an interface phase having a crystal nucleation promoting effect on the upper protective layer side. Furthermore, by providing an interface phase on the lower protective layer side, crystallization is further promoted, so that repeated recording durability is further improved.
[0017]
A typical example of an oxide of Zr is ZrO 2 It is. ZrO 2 Has a sufficiently high refractive index of about 2.2 at a wavelength of 660 nm and almost no absorption. Optically, ZnS and SiO 2 In addition to being used as an interface layer, the upper protective layer is entirely made of ZrO. 2 A configuration in which a layer including is also conceivable. However, this alone deteriorates the recording characteristics on the low power side as shown in a comparative example described later. This is because ZrO 2 The thermal conductivity of the layer containing ZnS-SiO 2 This is probably because the temperature of the recording layer does not rise. Therefore, this disadvantage is reduced to ZrO. 2 Attempts were made to compensate by increasing the film thickness of the layer containing ZrO, but the jitter deteriorated as a whole, and ZrO was interposed between the recording layer and the reflective layer. 2 It was very difficult to obtain a good characteristic in a wide power region by providing only a layer made of a mixture containing.
[0018]
The oxides and nitrides shown in Table 1 having various thermal conductivities in the bulk state are converted into ZrO. 2 It was confirmed that it was formed as an upper protective layer between the upper interface layer and the reflective layer made of a material containing 2 (ZnS) 80 mol% (SiO 2 It was found that when 20 mol% of the material was used as the upper protective layer, there was an effect of not deteriorating the recording characteristics on the low power side. These have relatively low thermal conductivity, and all are 10 W / (m · K) or less. Although it is difficult to measure the thermal conductivity of a thin film, it is considered that the thermal conductivity characteristics in the bulk state are reflected to some extent. However, ZrO 2 In some cases, the thermal conductivity of the bulk is 10 W / (m · K) or less, as in the case of a material containing, and the thermal conductivity of the bulk state depends on the structure of the formed thin film. Note that not all relationships can be applied directly.
As described above, the ZrO layer is in contact with the recording layer between the recording layer and the reflective layer. 2 Phase change light with excellent repeated recording durability in a wide power range by providing a layer including a protective layer and an upper protective layer having a bulk thermal conductivity of 10 W / (m · K) or less. A recording medium can be formed.
[0019]
[Table 1]
Next, physical properties and compositions of Zr oxide and other oxides combined therewith will be described.
ZrO, a representative example of Zr oxide 2 Is monoclinic at room temperature, but is known to undergo a phase transition to tetragonal crystals at about 1000 ° C. and further to cubic crystals at 2370 ° C. Particularly, since the phase transition around 1000 ° C. is accompanied by a large volume change (4.0 to 7.4%), there is a possibility that film peeling or the like occurs due to the large volume change during recording. Moreover, the problem that it breaks during preparation of a sputtering target is also caused. Therefore, the third to sixth periods of the periodic table for making low-
[0021]
Furthermore, one or more elements selected from Group 3 to Group 14 of
[0022]
The mixing ratio of the oxide is also related to the storage stability of the recording layer itself.
The storage stability of the recording layer is good and ZrO 2 MgO, CaO, Sc 2 O 3 , Y 2 O 3 , CeO 2 There is a case where there is no particular problem even if a material obtained by dissolving a proper amount of bismuth and partially stabilized zirconia or just using stabilized zirconia is used. However, when the storage stability of the recording layer is not so good, the oxide is mixed to some extent, but if the mixing ratio exceeds 60 mol%, ZrO 2 Therefore, the upper limit is set to 60 mol% (γ = 0 to 60). More preferably, it is 10-40 mol%.
Furthermore, ZnS which is a sulfide of Zn may be mixed. ZrO 2 The film formation speed is slow, and when it is desired to increase the film thickness, it takes too much time, causing the substrate to be deformed, and the tact becomes longer and the cost is increased. On the other hand, ZnS is ZrO. 2 The film can be formed at a
ZrO 2 In order to take advantage of the properties of ZrO 2 MgO, CaO, Sc 2 O 3 , Y 2 O 3 , CeO 2 It is necessary to dissolve a proper amount of partially stabilized zirconia or partially stabilized zirconia or at least 40 mol% (β = 40 to 100), more preferably 60 mol% or more.
[0023]
ZrO 2 If the thickness of the layer containing is less than 1 nm, the effect is not clear. When used as the upper interface layer, the upper limit is 18 nm, more preferably 2 to 14 nm. If it is thicker than this, if the upper protective layer compensates for the shortage of the temperature reached by the recording layer, the total thickness of the upper interface layer and the upper protective layer between the reflective layer and the recording layer will be increased, The reflectivity becomes too low. When used as the lower interface layer, only the optical characteristics should be considered, but if it is thicker than 100 nm, the film formation efficiency is poor, and film peeling due to the film stress is likely to occur, so it is less than 100 nm, more preferably 2 ˜20 nm.
[0024]
As described above, as the upper protective layer material, a material having at least a bulk reflectance of 10 W / (m · K) or less is used. 2 This mixture has a great effect of improving the recording characteristics on the low power side. Although ZnS has a large refractive index n, it has a large optical adjustment effect and has an advantage that the film forming speed is fast. However, the single substance has a large thermal conductivity and an effect of improving the recording characteristics on the low power side. Because of its low thermal conductivity, SiO 2 Are mixed and used. SiO 2 If 10 mol% or more is mixed, the effect of improving the recording characteristics on the low power side can be obtained. In addition, SiO 2 May be used alone (ε: 10 to 100). SiO 2 The refractive index n is not as great as that of ZnS, but since the thermal conductivity is small, the effect of improving the recording characteristics on the low power side can be obtained. Further, since S is not included, it is not necessary to provide a sulfidation preventing layer between the upper protective layer and the reflective layer even when Ag or an Ag alloy is used as the reflective layer.
By setting the film thickness of the upper protective layer to 2 nm or more, an effect of improving the recording characteristics on the low power side can be obtained. The upper limit is determined by the balance with the upper interface layer, but if it is thicker than 20 nm, the cooling rate becomes too slow, particularly when recording at a high linear velocity, good recording cannot be performed, and it tends to deteriorate due to reproduction light. Therefore, the thickness is set to 20 nm or less.
[0025]
Next, the recording layer will be described.
Here, the recording layer will be described in detail with respect to a material in which Sb—Te having an atomic ratio of about 3: 1 is used as a parent phase, but GeTe—Sb having a molar ratio of 2: 1. 2 Te 3 It can also be applied to a recording layer having a mixture of
Crystallization at the time of recording / erasing proceeds by crystal growth from the interface with the amorphous material in the former case, and proceeds by uniform nucleation in the amorphous material in the latter case. In either case, ZrO as the interfacial phase 2 Since nucleation is promoted by using a material containing, unerased residue hardly occurs, and repeated recording durability is improved.
[0026]
Sb—Te having an atomic ratio of Sb to Te of around 3: 1 is a phase change recording material having excellent repeated recording characteristics. It is possible to adjust the crystallization speed by changing the blending ratio of Sb and Te, and increasing the Sb ratio can increase the crystallization speed. According to the experiments by the present inventors, when Sb is 65 atomic% or more, recording is possible at least at a linear velocity of 1 × CD (1.2 m / s). When Sb was less than this, the increase in jitter due to repeated recording was large even at 1.2 m / s, and good recording could not be performed. As the Sb ratio is increased, the crystallization speed increases, and good recording becomes possible at a higher linear velocity. Although there is no upper limit on how much linear velocity can be recorded due to restrictions of the evaluation apparatus or the like, repetitive recording is possible at least up to 5 × DVD (17.5 m / s). However, when Sb exceeds 85 atomic%, the rate of increase in the crystallization rate becomes abrupt, and amorphous marks can hardly be formed. Therefore, the Sb ratio in the Sb—Te binary system is preferably 65 atomic% or more and 85 atomic% or less.
[0027]
However, the stability of the amorphous phase is poor only with the binary system of Sb-Te, and there is a problem that, for example, the amorphous mark crystallizes within 50 hours in a high temperature environment of about 70 to 80 ° C. . Therefore, one or more third elements that can improve the stability of the amorphous phase are added and used.
As such a third element, Ge is effective, and storage reliability can be drastically improved even when a small amount is added. If the addition amount is 2 atomic% or more, an effect of improving the amorphous stability can be expected even in a recording layer having a high crystallization speed equivalent to DVD double speed or higher. Although the effect increases as the amount added increases, especially in the case of a recording layer suitable for high linear velocity recording with a high crystallization speed, if the amount added is too large, the recording sensitivity and repeated recording characteristics will be reduced. It is desirable that the content be at most 7 atomic%.
[0028]
Furthermore, when In or Ga is added, the storage stability can be improved by increasing the crystallization speed and raising the crystallization temperature.
Although the above-mentioned Ge is effective in improving the storage stability, it slows the crystallization speed, so in order to ensure a constant crystallization speed, it is necessary to increase the Sb ratio with the addition of Ge. . However, the recording sensitivity tends to decrease as the Sb ratio increases.
On the other hand, if In or Ga is added, the crystallization speed can be increased without increasing the Sb ratio, and a recording layer having excellent recording sensitivity can be obtained. If the addition amount of In or Ga is less than 1 atomic%, the effect is not clear, and if it is too large, the repetitive recording characteristics and the reproduction light stability are lowered.
[0029]
In addition, Ag, Bi, C, Ca, Cr, Cu, Dy, Mg, Mn, Se, Si, Sn, or the like may be added for the purpose of adjusting the crystallization rate.
As described above, it is possible to form a recording layer excellent in repetitive recording characteristics, recording sensitivity, and storage stability at a desired recording linear velocity by using an appropriate combination of at least Ge, In or Ga, Sb, and Te. .
If the thickness of the recording layer is less than 8 nm, the degree of modulation is small and the stability of the reproduction light is also reduced, so that it is 8 nm or more. If it is thicker than 22 nm, the increase in jitter due to repetitive recording is large. .
[0030]
Conventionally, an alloy mainly composed of Al is used as the reflective layer. In addition to high reflectivity and high thermal conductivity, Al is also excellent in stability over time when made into a disk. However, when the crystallization speed of the recording layer material is high, the recording mark is likely to be thin on a disk using an Al alloy that is often used as a reflective layer, and recording with a sufficient degree of modulation is not possible. It was sometimes difficult. The reason for this is that if the crystallization speed is high, the recrystallized area of the melted area becomes large during recording, and the formed amorphous area becomes small.
In order to reduce the recrystallized region, the upper protective layer may be thinned to have a rapid cooling structure. However, simply reducing the thickness of the upper protective layer does not sufficiently raise the temperature of the recording layer, resulting in a molten region. Therefore, even if the recrystallized region can be made small, the formed amorphous region becomes small eventually.
[0031]
However, if a metal whose refractive indices (n + ik) at wavelengths 650 to 670 nm are smaller than Al is used for the reflective layer, the absorptance of the recording layer can be improved and the degree of modulation can be increased.
Examples of metals smaller than Al for both n and k include Au, Ag, Cu, and alloys containing them as main components. Here, the main component means containing 90 atomic% or more, and preferably 95 atomic% or more.
Table 2 shows the measured values of the refractive index of the sputtered film at λ = 660 nm and the literature values (bulk) of the thermal conductivity for these pure metals.
[Table 2]
From Table 2, it can be seen that Au, Ag, and Cu all have higher thermal conductivity than Al. Therefore, when these are used as a reflective layer, the light absorption rate of the recording layer is improved, and the temperature of the recording layer is increased to enlarge the melting region. Thus, it becomes possible to form a larger amorphous region than when an Al alloy is used.
The modulation degree of the recording mark is determined by the optical modulation degree and the size of the mark, and becomes larger as the optical modulation degree is larger and the mark is larger. Therefore, even when high linear velocity recording is performed using a material having a high crystallization speed as the recording layer, if the above reflective layer is used, a large recording mark can be formed because the absorption rate is large and the cooling speed is high. Since the difference in reflectance between the crystal and the amorphous is large, recording with a high degree of modulation becomes possible.
[0033]
Among Au, Ag, Cu, and alloys based on them, in particular, Ag and Ag alloys are relatively inexpensive, and are less susceptible to oxidation than similarly inexpensive Cu and Cu alloys, so that they are stable over time. A medium excellent in properties can be formed, which is preferable as a reflective layer. However, since it is weak against sulfidation, when a material containing S is used for the upper protective layer, a sulfidation prevention layer is required.
If the anti-sulfurization layer has a thickness of 3 nm or more, the film formed by sputtering becomes almost uniform and exhibits an anti-sulfuration function. If the thickness is smaller than this, the probability that a defect is partially generated increases suddenly.
[0034]
Properties required for the material of the sulfidation prevention layer include not containing S, not transmitting S, and the like.
The present inventors formed various oxide films, nitride films, etc. as an anti-sulfuration layer, and evaluated the recording characteristics and storage reliability. As a result, SiC, Si, or a material mainly containing one of them was used. Has been found to have an excellent function as an antisulfurization layer. Here, the main component means that the material contains 90 mol% or more of SiC or Si, and preferably 95 mol% or more.
If the thickness of the reflective layer is 90 nm or more, the transmitted light is almost eliminated and the light can be used efficiently. The thicker the film, the faster the cooling rate, which is advantageous when using a recording layer with a high crystallization rate. However, the cooling rate is saturated at 200 nm or less, and there is no change in the recording characteristics even when the thickness is greater than 200 nm. Since it only takes time to form a film, it is preferable to set the thickness to 200 nm or less.
[0035]
The lower protective layer plays a role of adjusting optical characteristics in addition to a role as a heat-resistant protective film. If the film thickness is less than 40 nm, the heat resistance is poor and the increase in jitter due to repetitive recording becomes large. On the other hand, if it is thicker than 220 nm, the film formation efficiency is poor, and film peeling due to the film stress tends to occur, which is not preferable. Therefore, the film thickness is selected so that the reflectance and the degree of modulation are large within the range of 40 to 220 nm, more preferably within the range of 40 to 80 nm.
When the lower interface layer is used, adjustment is performed so as to satisfy the optical characteristics as a whole, such as reducing the thickness of the lower protective layer by the amount of the lower interface layer.
[0036]
【Example】
EXAMPLES Hereinafter, although an Example and a comparative example demonstrate this invention concretely, this invention is not limited by these Examples. In any of the examples and comparative examples, a lower protective layer, a (lower interface layer), a recording layer, an upper portion are formed on a polycarbonate disk substrate with a guide groove having a diameter of 12 cm, a thickness of 0.6 mm, and a track pitch of 0.74 μm. An interface layer, an upper protective layer, an anti-sulfurization layer, and a reflective layer are formed in this order by sputtering, and further, an organic protective film formed by spin coating on the reflective layer has a diameter of 12 cm and a thickness of 0.6 mm. A polycarbonate disk bonded was initially crystallized with a large aperture LD and used as a sample.
Evaluation is performed by irradiating a laser beam having a wavelength of 660 nm and NA of 0.65 from the substrate side. Recording bit length A random pattern was repeatedly recorded by 0.267 μm / bit, EFM + modulation method.
[0037]
Example 1
(ZnS) 80 mol% (
FIG. 4 shows jitter (data to clock jitter, cross) when recording is repeated up to 10,000 times at a linear velocity of 14 m / s, Pw = 15 mW, 17 mW, 19 mW, Pe = 4.4 to 5.6 mW, Pb = 0.1 mW. (No talk).
As can be seen from the figure, the jitter was 10% or less, and an optical recording medium excellent in repeated recording durability in a wide power range could be obtained. There was no decrease in reflectance due to repeated recording.
[0038]
Example 2
As the upper interface layer (ZrO 2 -3 mol% Y 2 O 3 ) 40 mol% (TiO 2 ) 40 mol% (SiO 2 ) A disc was prepared in the same manner as in Example 1 except that 20 mol% was formed to a thickness of 2 nm, and the recording characteristics were evaluated repeatedly.
FIG. 5 shows jitter (data to clock jitter, cross) when recording is repeated up to 10,000 times at a linear velocity of 14 m / s, Pw = 15 mW, 17 mW, 19 mW, Pe = 4.4 to 5.6 mW, Pb = 0.1 mW. (No talk).
As can be seen from the figure, the jitter was 10% or less, and an optical recording medium excellent in repeated recording durability in a wide power range could be obtained. There was no decrease in reflectance due to repeated recording.
[0039]
Example 3
Sb as recording layer 76 Te 20 Ge 4 A disk was prepared in the same manner as in Example 1 except that the film thickness was 15 nm, and repeated recording characteristics were evaluated.
FIG. 6 shows jitter (data to clock jitter, cross) when recording is repeated up to 10,000 times at a linear velocity of 14 m / s, Pw = 15 mW, 17 mW, 19 mW, Pe = 4.4 to 5.6 mW, Pb = 0.1 mW. (No talk).
As can be seen from the figure, the jitter was 10% or less, and an optical recording medium excellent in repeated recording durability in a wide power range could be obtained. There was no decrease in reflectance due to repeated recording.
[0040]
Example 4
(ZnS) 80 mol% (
FIG. 7 shows jitter (data to clock jitter, cross) when recording is repeated up to 10,000 times at a linear velocity of 14 m / s, Pw = 15 mW, 17 mW, 19 mW, Pe = 4.4 to 5.6 mW, Pb = 0.1 mW. (No talk).
As can be seen from the figure, the jitter was 10% or less, and an optical recording medium excellent in repeated recording durability in a wide power range could be obtained. There was no decrease in reflectance due to repeated recording.
[0041]
Comparative Example 1
No upper interface layer is provided, and the upper protective layer is (ZnS) 80 mol% (SiO 2 2 ) A disc was prepared in the same manner as in Example 1 except that 20 mol% was formed to a film thickness of 12 nm, and repeated recording characteristics were evaluated.
FIG. 8 shows jitter (data to clock jitter, cross) when recording is repeated up to 10,000 times at a linear velocity of 14 m / s, Pw = 15 mW, 17 mW, 19 mW, Pe = 4.4 to 5.6 mW, Pb = 0.1 mW. (No talk).
As can be seen from the figure, in the case of Pw = 15 mW and 17 mW, the jitter is 10% or less up to 10,000 times of repeated recording, but in the case of Pw = 19 mW, it exceeds 10% when it exceeds 100 times. In the case of Pw = 19 mW, a decrease in reflectance of about 1% was also observed by repeated recording.
[0042]
Example 5
As the upper interface layer (ZrO 2 -3 mol% Y 2 O 3 ) 80 mol% (TiO 2 ) 20 mol% as a film thickness of 14 nm, (ZnS) 80 mol% (
FIG. 9 shows jitter (data to clock jitter, cross) when recording is repeated up to 10,000 times at a linear velocity of 14 m / s, Pw = 15 mW, 17 mW, 19 mW, Pe = 4.4 to 5.6 mW, Pb = 0.1 mW. (No talk).
As can be seen from the figure, the jitter was 10% or less, and an optical recording medium excellent in repeated recording durability in a wide power range could be obtained. There was no decrease in reflectance due to repeated recording.
[0043]
Comparative Examples 2-3
(ZnS) 80 mol% (
FIGS. 10 and 11 show the linear velocity of 14 m / s, Pw = 15 mW, 17 mW, 19 mW, Pe = 4.4 to 5.6 mW, and Pb = 0.1 mW for the disks of Comparative Example 2 and Comparative Example 3, respectively. This shows how the jitter (data to clock jitter, no crosstalk) changes when recording is repeated up to 10,000 times.
As can be seen from FIG. 10, in the case of Comparative Example 2, good repetitive recording characteristics were obtained on the high power side with Pw = 17 mW and 19 mW, but good characteristics were not obtained from the first time with Pw = 15 mW. .
In Comparative Example 3, the thickness of the upper protective layer was increased to increase the temperature reached by the recording layer to improve the recording characteristics on the low power side, but as shown in FIG. However, the jitter increased, and the effect of improving the characteristics on the low power side was not observed.
[0044]
Example 6
As the upper interface layer (ZrO 2 -3 mol% Y 2 O 3 ) 80 mol% (TiO 2 ) 20mol% film thickness 6nm, SiO as upper protective layer 2 A disc was prepared in the same manner as in Example 1 except that the film thickness was 8 nm, and repeated recording characteristics were evaluated.
FIG. 12 shows jitter (data to clock jitter, cross) when recording is repeated up to 10,000 times at a linear velocity of 14 m / s, Pw = 15 mW, 17 mW, 19 mW, Pe = 4.4 to 5.6 mW, Pb = 0.1 mW. (No talk).
As can be seen from the figure, the jitter was 10% or less, and an optical recording medium excellent in repeated recording durability in a wide power range could be obtained. There was no decrease in reflectance due to repeated recording.
[0045]
Example 7
As the upper interface layer (ZrO 2 -8 mol% MgO) 80 mol% (TiO 2 ) A disc was prepared in the same manner as in Example 1 except that 20 mol% was formed to a thickness of 2 nm, and the recording characteristics were evaluated repeatedly.
FIG. 13 shows jitter (data to clock jitter, cross) when recording is repeated up to 10,000 times at a linear velocity of 14 m / s, Pw = 15 mW, 17 mW, 19 mW, Pe = 4.4 to 5.6 mW, Pb = 0.1 mW. (No talk).
As can be seen from the figure, the jitter was 10% or less, and an optical recording medium excellent in repeated recording durability in a wide power range could be obtained. There was no decrease in reflectance due to repeated recording.
[0046]
Example 8
As the upper interface layer (ZrO 2 -8 mol% MgO) 80 mol% (Al 2 O 3 ) A disc was prepared in the same manner as in Example 1 except that 20 mol% was formed to a thickness of 2 nm, and the recording characteristics were evaluated repeatedly.
FIG. 14 shows jitter (data to clock jitter, cross) when recording is repeated up to 10,000 times at a linear velocity of 14 m / s, Pw = 15 mW, 17 mW, 19 mW, Pe = 4.4 to 5.6 mW, Pb = 0.1 mW. (No talk).
As can be seen from the figure, the jitter was 10% or less, and an optical recording medium excellent in repeated recording durability in a wide power range could be obtained. There was no decrease in reflectance due to repeated recording.
[0047]
【The invention's effect】
According to the first to twelfth aspects of the present invention, it is possible to provide an optical recording medium excellent in repeated recording durability in a wide power region.
According to the
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram showing a method that is normally used as a method for recording an amorphous mark on a phase change optical disc.
FIG. 2 is a diagram schematically showing a state in which an amorphous mark is irradiated with laser, crystal growth proceeds from an interface with a crystal part, and crystallization occurs.
FIG. 3 is a graph showing the relationship between temperature and crystal growth rate.
FIG. 4 is a diagram showing a change in jitter when recording is repeated up to 10,000 times on the optical recording medium of Example 1.
FIG. 5 is a diagram showing a change in jitter when recording is repeated up to 10,000 times on the optical recording medium of Example 2.
FIG. 6 is a diagram showing a change in jitter when recording is repeated up to 10,000 times on the optical recording medium of Example 3.
7 is a diagram showing a change in jitter when recording is repeated up to 10,000 times on the optical recording medium of Example 4. FIG.
FIG. 8 is a diagram showing a change in jitter when recording is repeated up to 10,000 times on the optical recording medium of Comparative Example 1;
FIG. 9 is a view showing a change in jitter when recording is repeated up to 10,000 times on the optical recording medium of Example 5.
FIG. 10 is a diagram showing a change in jitter when recording is repeated up to 10,000 times on the optical recording medium of Comparative Example 2;
FIG. 11 is a diagram showing a change in jitter when recording is repeated up to 10,000 times on the optical recording medium of Comparative Example 3;
FIG. 12 is a diagram showing a change in jitter when recording is repeated up to 10,000 times on the optical recording medium of Example 6.
FIG. 13 is a diagram showing a change in jitter when recording is repeated up to 10,000 times on the optical recording medium of Example 7.
FIG. 14 is a diagram showing a change in jitter when recording is repeated up to 10,000 times on the optical recording medium of Example 8.
FIGS. 15A and 15B are diagrams showing results of comparing the state of increase in jitter with and without an interface layer. FIGS.
[Explanation of symbols]
Pw recording power
Pe erasing power
Pb Bias power
T Reference clock
Claims (16)
〔（ＺｒＯ２）１００−α（Ｘ）α〕β（Ｚ）γ（ＺｎＳ）δ
Ｘ：ＭｇＯ、ＣａＯ、Ｓｃ２Ｏ３、Ｙ２Ｏ３、ＣｅＯ２から選ばれる
１種以上の元素の酸化物
Ｚ：ＴｉＯ２、ＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３、ＭｇＯ、Ｔａ２Ｏ５、ＺｎＯから
選ばれる１種以上の酸化物
α：２〜１５（モル％）
β：４０〜１００（モル％）
γ：０〜６０（モル％）
δ：０〜６０（モル％）
β＋γ＋δ＝１００（モル％）The phase change optical recording medium according to any one of claims 1 to 6, wherein the mixture containing a solid solution of Zr oxide is represented by the following formula.
[(ZrO 2 ) 100-α (X) α] β (Z) γ (ZnS) δ
X: selected from MgO, CaO, Sc 2 O 3 , Y 2 O 3 , and CeO 2
Oxides of one or more elements Z: TiO 2, SiO 2, Al 2 O 3, MgO, from Ta 2 O 5, ZnO
One or more oxides selected α: 2 to 15 (mol%)
β: 40 to 100 (mol%)
γ: 0 to 60 (mol%)
δ: 0 to 60 (mol%)
β + γ + δ = 100 (mol%)
（ＺｎＳ）１００−ε（ＳｉＯ２）ε〔ε：１０〜１００（モル％）〕12. The phase change optical recording medium according to claim 11, wherein the mixture of oxides of ZnS and Si is represented by the following formula.
(ZnS) 100-ε (SiO 2 ) ε [ε: 10 to 100 (mol%)]
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