JP4350326B2 - Multilayer phase change optical recording medium - Google Patents

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JP4350326B2 JP2001206861A JP2001206861A JP4350326B2 JP 4350326 B2 JP4350326 B2 JP 4350326B2 JP 2001206861 A JP2001206861 A JP 2001206861A JP 2001206861 A JP2001206861 A JP 2001206861A JP 4350326 B2 JP4350326 B2 JP 4350326B2
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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、レーザーなどの光により情報の記録・再生などを行なう光記録媒体に関し、特に多層相変化型光記録媒体に関する。
【0002】
【従来の技術】
CD−RやCD−RWなどの光ディスクは、ポリカーボネートなどのプラスチックからなる円形基板の上に記録層を設け、更にその上にアルミニウム、金、銀などの金属を蒸着又はスパッタリングして反射層を形成したもので、基板面側からレーザー光を入射して、信号の記録・再生を行なう。
近年、コンピューター等で扱う情報量が増加したことから、DVD−RAM、DVD−RWのような光ディスクの信号記録容量の増大、及び信号情報の高密度化が進んでいる。現在、CDの記録容量は650MB程度、DVDは4.7GB程度であるが、更なる高記録密度化が要求されている。
このような高記録密度媒体を実現する手段として、使用するレーザー波長を青色光領域まで短波長化することが提案されている。また、記録・再生用ピックアップに用いる対物レンズの開口数を大きくすることにより、光記録媒体に照射されるレーザー光のスポットサイズを小さくすれば高記録密度が可能となる。
しかし、レーザーの短波長化や対物レンズの開口数の増大などによりスポットサイズを小さくして記録密度を高める方法には限界があるため、情報記録層を片面に2層設けることによって容量を高める技術が、特許第2702905号公報などで提案されている。
【0003】
しかしながら、上記2層相変化型光ディスクには多くの課題があり、まだ実用化には至っていない。例えば、レーザー光照射側から見て手前に位置する記録層がレーザー光を十分に透過できなければ、奥側に位置する記録層の記録・再生はできない。そこでレーザー光を十分に透過させるためにAgやAlなどの反射膜をなくすか、極薄にしなければならない。
一般に相変化型光記録では、記録膜にレーザー光を照射させて急冷することにより非晶質マークを形成するが、反射膜のない記録層では熱拡散が小さいためにマークを形成することが困難になる。特に、消去比がよく、CD−RWなどの相変化型光ディスクに用いられているAg−In−Sb−Te四元系記録材料においては、急冷構造が必要なため、反射膜がないことによる不都合は尚更である。そこで熱拡散効果を高めるために、保護膜にAlNを用いることが、特開2000−21016号公報で提案されている。
しかしながら、AlNを用いた光ディスクの場合、AlNのスパッタ膜は結晶であって膜応力が大きいし、また、AlN膜は加水分解を起こしてアンモニアを発生する可能性があり、更に硬くて脆いため保存特性が劣化するといった問題もあった。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記従来技術の問題点を解決し、大容量かつ消去比に優れた多層構造の相変化型光記録媒体の提供を目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】
上記課題は、次の1)〜)の発明(以下、本発明1〜という。)によって解決される。
1) 光照射による結晶状態と非晶質状態との相変化によって情報が記録される記録膜とこれに隣接する保護膜を有する情報記録層を複数備えた光記録媒体において、光入射側からみて最も奥側に位置する情報記録層以外の少なくとも1層の情報記録層が、光入射側から見て記録膜の奥側又は手前側に、次の組成式で表される材料からなる保護膜を有し、
(Al 100−a Si 100−x (40≦x≦60、1≦a≦10)
奥側の保護膜の膜厚は3〜50nmであり、手前側の保護膜の膜厚は30〜170nmであることを特徴とする相変化型光記録媒体。
2) 光入射側から見て最も奥側に位置する情報記録層以外の少なくとも1層が、Ag−In−Sb−Te四元系合金からなる記録膜を有することを特徴とする1)記載の多層相変化型光記録媒体。
3) 光入射側から見て最も奥側に位置する情報記録層以外の情報記録層の少なくとも1層に厚さが1〜10nmの反射膜を設けたことを特徴とする1)又は2)記載の相変化型光記録媒体。
【0006】
以下、上記本発明について詳細に説明する。
図1は、本発明の一実施形態に係わる2層光記録媒体の概略断面図である。
光透過層3の上に、第1情報記録層1、透明層4、第2情報記録層2、保護基板5を順次積層した構造からなるものである。
第1情報記録層1は、第1下部保護膜11、第1記録膜12、第1上部保護膜13からなり、第2情報記録層2は、第2下部保護膜21、第2記録膜22、第2上部保護膜23、反射膜24からなる。
光透過層3、透明層4、保護基板5の材料は、通常ガラス、セラミックス又は樹脂であり、成形性、コストの点で樹脂基板が好適である。
樹脂の例としては、ポリカーボネート、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、ポリスチレン、アクリロニトリル−スチレン共重合体樹脂、ポリエチレン、ポリプロピレン、シリコーン系樹脂、フッ素系樹脂、ABS樹脂、ウレタン樹脂などが挙げられるが、成形性、光学特性、コストの点で優れたポリカーボネートやポリメチルメタクリレート(PMMA)などのアクリル樹脂が好ましい。
【0007】
光透過層3又は透明層4には、射出成形又はフォトポリマー法によって案内溝などの凹凸パターンが形成されている。
透明層4の厚さは、記録・再生を行なう際に、ピックアップが第1情報記録層と第2情報記録層とを識別し、光学的に分離できる30〜50μmとすることが好ましい。50μmより厚いと、第2情報記録層を記録・再生する際に、球面収差が発生し、記録・再生が困難になってしまう。
記録膜12、22の材料としては、Ge−Te系、Ge−Te−Sb系、Ge−Sn−Te系等のカルコゲン系合金薄膜を用いることが多いが、記録(アモルファス化)感度・速度、及び消去比が極めて良好なことから、Ag−In−Sb−Te四元系合金薄膜が好ましい。また、記録膜12、22に同一組成の合金を用いても構わない。
これらの記録膜材料には更なる性能向上、信頼性向上などを目的として他の元素や不純物を添加することもできる。
無機材料を用いた記録膜の形成方法としては、各種気相成長法、例えば真空蒸着法、スパッタリング法、プラズマCVD法、光CVD法、イオンプレーティング法、電子ビーム蒸着法などが挙げられるが、中でもスパッタリング法が量産性、膜質等に優れているので好ましい。
【0008】
反射膜24としては、Al、Au、Ag、Cu、Taなどの金属材料、又はそれらの合金などを用いることができる。また、添加元素としては、Cr、Ti、Si、Pdなどが使用される。
このような反射膜は、各種気相成長法、例えば真空蒸着法、スパッタリング法、プラズマCVD法、光CVD法、イオンプレーティング法、電子ビーム蒸着法などによって形成でき、中でもスパッタリング法が、量産性、膜質等に優れているので好ましい。
反射膜の膜厚は、50〜200nm、好ましくは80〜150nmとする。
50nmより薄くなると反射率が小さくなり、200nmより厚くなると感度の低下を生じるので好ましくない。
また、図には示されていないが、第1上部保護膜13と透明層4の間に、前述と同様の材料を用いた反射膜14を設けることも出来る。反射膜14を設けることにより、記録時の第1記録膜12の熱が、第1上部保護膜13を介して反射膜14に拡散されるので、より冷却速度が速くなる。また、光学シミュレーションによれば、結晶部の反射率と非晶質の反射率の差を大きくすることができるので、大きな再生信号振幅を得られる。
しかしながら、第2情報記録層へ透過するレーザー光の量を考慮すると、反射膜14の膜厚は1〜10nmであることが好ましい。10nmより厚いと、透過率が減少し、第2情報記録層の記録・再生が困難になる。
【0009】
保護膜11、13、21、23は、記録膜12、22の劣化変質を防ぎ、記録膜12、22の接着強度を高め、かつ記録特性を高めるなどの目的で設けられるもので、その融点は記録膜よりも高いことが必要である。
その材料としては、SiO、SiO、ZnO、SnO、Al、TiO、In、MgO、ZrOなどの金属酸化物;Si、AlN、TiN、BN、ZrNなどの窒化物;ZnS、In、TaSなどの硫化物;SiC、TaC、BC、WC、TiC、ZrCなどの炭化物;ダイヤモンド状カーボン等が挙げられる。
これらの材料は、単体で保護膜とすることもできるが、互いの混合物としてもよい。また、必要に応じて不純物を含んでもよい。
このような保護膜は、各種気相成長法、例えば真空蒸着法、スパッタリング法、プラズマCVD法、光CVD法、イオンプレーティング法、電子ビーム蒸着法などによって形成できる。中でもスパッタリング法が、量産性、膜質等に優れているので好ましい。
【0010】
更に、前記保護膜11、13、21、23のうち、第1下部保護膜11及び/又は第1上部保護膜13の材料として熱伝導度の大きいものを用いること、具体的にはAl、Si、Nを構成元素とする材料を用いることが本発明の特徴である。
前述のように、透過率の観点から第1情報記録層に反射膜を設けることは難しく、設けたとしても1〜10nmの厚さなのでアモルファスマーク形成時の熱拡散効果が十分に得られない。そこでこの問題を解決するため保護膜に熱伝導度の大きな材料を用いる。熱伝導度の大きな誘電体としてはAlNが挙げられるが、AlN保護膜は、スパッタ法で製膜を行なうと、結晶膜となり膜応力が大きい。また、加水分解を起こしてアンモニアを発生する可能性があり記録膜を劣化させてしまう。更に、硬くて脆いといった性質から保存特性がよくないという問題がある。
本発明者らは、AlNにSiを添加すれば、膜応力が小さくなり、加水分解も生じ難くなるため、保存特性が改善されることを見出した。
特に、記録材料として消去比の優れたAg−In−Sb−Te四元系合金を用いる場合、急冷構造かつ保存性の優れた構造を実現できるので本発明による効果は大きい。
【0011】
AlNにSiを添加した保護膜材料の組成式を(Al100−aSi100−xとした場合、40≦x≦60、1≦a≦10とする
xが40未満になると、吸収係数kが大きくなり、透過率が低下してしまう。xが60より大きいと、生産が困難になる上に非常に脆い膜になってしまい保存特性がよくない。また、aが1未満になると、本発明の機能を果さなくなるし、10を越えると、熱伝導度が低下し高記録密度でのジッターが上昇してしまう。
上記組成の材料を用いた第1上部保護膜13の厚さは3〜50nm、好適には5〜30nmとする。50nmを越えると繰り返し記録性能が低下してしまうし、3nm未満になると、本発明としての機能を果たさなくなる。
上記組成の材料を用いた第1下部保護膜11の厚さは30〜170nmとする。30nm未満では、記録した際に熱が基板に影響を与え、基板が変形してしまう恐れがある。また、170nmを越えると、量産性の優れた光記録媒体(ディスク)を製造するのが困難になる。
【0012】
【実施例】
以下、実施例及び比較例を挙げて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。
【0013】
実施例1〜8、比較例1〜6
表面に連続溝状のトラッキングガイド用凹凸を持つ直径12cm、厚さ0.6mmのポリカーボネート基板上に、第1下部保護膜、AgInSb70Te22からなる膜厚6nmの第1記録膜、第1上部保護膜を順に製膜し、第1情報記録層を作成した。各実施例及び比較例における第1下部保護膜、第1上部保護膜の組成及び膜厚は表1に示す通りである。
各膜の製膜方法は何れもスパッタ法を採用し、ZnS・SiOからなる保護膜及び第1記録膜についてはArガス雰囲気中で、(Al100−aSi100−xからなる保護膜についてはAl100−aSiターゲットを用い、成膜時にArガス雰囲気中に窒素ガスを導入した。なお、膜中の窒素濃度は、保護膜形成時の窒素ガス導入量を調整することによって変えることが出来る。
このようにして作成した第1情報記録層の透過率を測定した。結果を表1に示す。
次に、第1情報記録層上に、2P(photo polymarization)法によって、連続溝状のトラッキングガイド用凹凸を持つ膜厚40μmの透明層を形成した。
更に、その上に、ZnS・SiOからなる膜厚40nmの第2下部保護膜、AgInSb70Te22からなる膜厚12nmの第2記録膜、ZnS・SiOからなる膜厚15nmの第2上部保護膜、AlTiからなる膜厚150nmの反射膜を順に製膜し、第2情報記録層を形成した。各膜の製膜方法はArガス雰囲気中のスパッタ法である。
続いて、第2情報記録層上に、スピンコーターを用いてオーバーコート層を設け、2層相変化型光ディスクを作成した。
最後に、大口径の半導体レーザーを有する初期化装置によって、光ディスクの記録層の初期化処理を行なった。
【0014】
上記のようにして作成した各光ディスクについて、下記の条件で記録した後、線密度0.20μm/bitでの第1情報記録層のジッター、及び100回記録後のジッターを測定した。結果を表1に示す。
・レーザー波長=407nm
・NA(開口率)=0.65
・線速=6.5m/s
・トラックピッチ=0.40μm
次に、各光ディスクを80℃、85%RHの環境下で100時間保存した後、アーカイバル特性評価として、ジッターの測定を行なった。評価基準は次の通りである。結果を表1に示す。
○…透過率45%以上、ジッター14%未満
×…透過率45%未満、ジッター14%以上
また、実施例1〜3及び比較例1、2の、保存前後のジッターのSi濃度依存性を示したのが図2であり、a(Siの量)が1未満になると保存後のジッターが悪くなり、10を越えると保存前の初期ジッターが悪くなることが判る。
窒素濃度は、40未満になると透過率が悪くなり、60を越えた場合には成形することができなかった。
更に、(Al100−aSi100−xからなる上部保護膜の膜厚が3nm未満、又は50nmを越えると、初期ジッターが悪くなることが判った。
また、(Al100−aSi100−xからなる下部保護膜の膜厚が30nm未満になると、熱による基板の変形が見られ、初期ジッターが良好ではなかった。
【0015】
実施例9〜10、比較例7
第1情報記録層上にAgからなる反射膜を形成した点以外は、実施例1と同様にして2層相変化型光ディスクを作成し、実施例1の場合と同様にして記録、評価を行なった。結果を表1に示す。
表1から判るように、Agを10nm以下の膜厚で設けたディスクでは、透過率が50%以上になり、保存前後のジッターも良好であった。これに対し、Agを膜厚20nm設けたディスクでは、透過率が20%となり、第2情報記録層への記録・再生が行なえなかった。
【0016】
実施例11
表面に連続溝状のトラッキングガイド用凹凸を持つ直径12cm、厚さ0.6mmのポリカーボネート基板上に、ZnS・SiOからなる膜厚150nmの第1下部保護膜、AgInSb70Te22からなる膜厚6nmの第1記録膜、(Al100−aSi100−xからなる膜厚40nmの第1上部保護膜の順に製膜し、第1記録層を形成した。
各膜の製膜方法は何れもスパッタ法を採用し、ZnS・SiOからなる保護膜及び第1記録膜についてはArガス雰囲気中で、(Al100−aSi100−xからなる保護膜についてはAl100−aSiターゲットを用い、成膜時にArガス雰囲気中に窒素ガスを導入した。なお、膜中の窒素濃度は、保護膜形成時の窒素ガス導入量を調整することによって変えることが出来る。
次に、第1記録層上に、2P(photo polymarization)法によって、連続溝状のトラッキングガイド用凹凸を持つ膜厚30μmの透明層を形成した。
更にその上に、ZnS・SiOからなる膜厚150nmの第2下部保護膜、AgInSb70Te22からなる膜厚6nmの第2記録膜、(Al100−aSi100−xからなる膜厚40nmの第2上部保護膜を順に製膜し、第2記録層を形成した。製膜方法は第1記録層の場合と同様である。
次に、第2記録層上に、2P法により、連続溝状のトラッキングガイド用凹凸を持つ膜厚30μmの透明層を形成した。
次に、その上に、ZnS・SiOからなる膜厚50nmの第2下部保護膜、AgInSb70Te22からなる膜厚12nmの第2記録膜、ZnS・SiOからなる膜厚15nmの第2上部保護膜、AlTiからなる膜厚150nmの反射膜を順に製膜し、第3記録層を形成した。
続いて、その上に、スピンコーターを用いてオーバーコート層を設け、3層相変化型光ディスクを作成した。
最後に、大口径の半導体レーザーを有する初期化装置によって、光ディスクの記録層の初期化処理を行なった。
【0017】
この光ディスクの第1、2記録層に対して、実施例1の場合と同様の条件で記録、評価を行なった。結果を表1に示す(ジッター値は、第1情報記録層、第2情報記録層の順番に記してある)。
表から判るように、第1情報記録層、第2情報記録層共に、保存前後のジッターは良好であった。
【表1】

Figure 0004350326
【0018】
【発明の効果】
本発明1によれば、保護膜にAl、Si、Nを構成元素とする材料を用いたので、保存後の特性が改善された多層相変化型光記録媒体を提供できる。
また、保護膜の材料組成を特定したので、透過率が高く、生産性に優れ、保存前後の特性がより改善された多層相変化型光記録媒体を提供できる。
また、(Al100−aSi100−xからなる上部保護膜の膜厚範囲を特定したので、記録消去の繰り返し特性の優れた多層相変化型光記録媒体を提供できる。
また、(Al100−aSi100−xからなる下部保護膜の膜厚範囲を特定したので、記録特性がよく、量産性のよい多層相変化型光記録媒体を提供できる。
本発明によれば、記録層の構成元素を特定したので、消去比に優れ、保存前後の特性がよい多層相変化型光記録媒体を提供できる。
本発明によれば、最も奥側に位置する情報記録層以外の情報記録層の少なくとも1層に特定の膜厚範囲の反射層を設けたので、透過率を大きく下げることなく、再生信号振幅の大きい多層相変化型光記録媒体を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態に係わる2層光記録媒体の概略断面図。
【図2】保存前後のジッターのSi濃度依存性を示す図。
【符号の説明】
1 第1情報記録層
2 第2情報記録層
3 光透過層
4 透明層
5 保護基板
11 第1下部保護膜
12 第1記録膜
13 第1上部保護膜
21 第2下部保護膜
22 第2記録膜
23 第2上部保護膜
24 反射膜[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an optical recording medium for recording / reproducing information by light such as a laser, and more particularly to a multilayer phase change optical recording medium.
[0002]
[Prior art]
For optical disks such as CD-R and CD-RW, a recording layer is provided on a circular substrate made of plastic such as polycarbonate, and a reflective layer is formed thereon by depositing or sputtering a metal such as aluminum, gold, or silver. The laser beam is incident from the substrate surface side to record and reproduce signals.
In recent years, since the amount of information handled by computers and the like has increased, the signal recording capacity of optical disks such as DVD-RAM and DVD-RW has increased and the density of signal information has increased. At present, the recording capacity of a CD is about 650 MB and the DVD is about 4.7 GB, but further higher recording density is required.
As a means for realizing such a high recording density medium, it has been proposed to shorten the wavelength of the laser used to the blue light region. Further, by increasing the numerical aperture of the objective lens used for the recording / reproducing pickup, the spot density of the laser beam irradiated onto the optical recording medium can be reduced, so that a high recording density can be achieved.
However, since there is a limit to the method of increasing the recording density by reducing the spot size by shortening the laser wavelength or increasing the numerical aperture of the objective lens, a technology for increasing the capacity by providing two information recording layers on one side. Is proposed in Japanese Patent No. 2702905.
[0003]
However, the two-layer phase change optical disc has many problems and has not yet been put into practical use. For example, if the recording layer positioned in front of the laser beam irradiation side cannot sufficiently transmit the laser beam, the recording layer positioned on the back side cannot be recorded / reproduced. Therefore, in order to sufficiently transmit the laser light, the reflecting film such as Ag or Al must be eliminated or made extremely thin.
In general, in phase change optical recording, an amorphous mark is formed by irradiating a recording film with laser light and rapidly cooling, but it is difficult to form a mark in a recording layer without a reflective film due to small thermal diffusion. become. In particular, the Ag-In-Sb-Te quaternary recording material used for phase change optical disks such as CD-RW has a good erasure ratio and requires a rapid cooling structure. Is even more so. In order to enhance the thermal diffusion effect, use of AlN for the protective film is proposed in Japanese Patent Laid-Open No. 2000-21016.
However, in the case of an optical disk using AlN, the sputtered film of AlN is crystal and has a large film stress, and the AlN film may be hydrolyzed to generate ammonia, and is harder and more brittle. There was also a problem that the characteristics deteriorated.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
An object of the present invention is to solve the above-mentioned problems of the prior art and to provide a phase change optical recording medium having a large capacity and an excellent erasing ratio.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
The above problems are solved by the following inventions 1) to 3 ) (hereinafter referred to as the present invention 1 to 3 ).
1) In an optical recording medium having a plurality of information recording layers having a recording film on which information is recorded by a phase change between a crystalline state and an amorphous state by light irradiation and a protective film adjacent thereto, as viewed from the light incident side At least one information recording layer other than the information recording layer located on the innermost side is provided with a protective film made of a material represented by the following composition formula on the back side or the near side of the recording film when viewed from the light incident side. Have
(Al 100-a Si a ) 100-x N x (40 ≦ x ≦ 60, 1 ≦ a ≦ 10)
A phase change optical recording medium , wherein the thickness of the protective film on the back side is 3 to 50 nm, and the thickness of the protective film on the near side is 30 to 170 nm .
2) at least one layer other than the information recording layer located farthest side when viewed from the light incident side, 1 and having a recording film made of Ag-In-Sb-Te quaternary alloy) according Multi-layer phase change optical recording medium.
3) 1) or 2), wherein a reflective film having a thickness of 1 to 10 nm is provided on at least one of the information recording layers other than the information recording layer located on the innermost side when viewed from the light incident side. Phase change type optical recording medium.
[0006]
Hereinafter, the present invention will be described in detail.
FIG. 1 is a schematic sectional view of a two-layer optical recording medium according to an embodiment of the present invention.
The first information recording layer 1, the transparent layer 4, the second information recording layer 2, and the protective substrate 5 are sequentially laminated on the light transmission layer 3.
The first information recording layer 1 includes a first lower protective film 11, a first recording film 12, and a first upper protective film 13. The second information recording layer 2 includes a second lower protective film 21 and a second recording film 22. The second upper protective film 23 and the reflective film 24 are included.
The material of the light transmission layer 3, the transparent layer 4, and the protective substrate 5 is usually glass, ceramics, or resin, and a resin substrate is preferable in terms of moldability and cost.
Examples of the resin include polycarbonate, acrylic resin, epoxy resin, polystyrene, acrylonitrile-styrene copolymer resin, polyethylene, polypropylene, silicone resin, fluorine resin, ABS resin, urethane resin, and the like. Acrylic resins such as polycarbonate and polymethyl methacrylate (PMMA), which are excellent in terms of optical properties and cost, are preferred.
[0007]
The light transmission layer 3 or the transparent layer 4 is provided with an uneven pattern such as a guide groove by injection molding or a photopolymer method.
The thickness of the transparent layer 4 is preferably 30 to 50 μm so that the pickup can distinguish between the first information recording layer and the second information recording layer and perform optical separation when recording / reproducing is performed. When the thickness is larger than 50 μm, spherical aberration occurs when recording / reproducing the second information recording layer, and recording / reproducing becomes difficult.
As the material of the recording films 12 and 22, chalcogen-based alloy thin films such as Ge—Te, Ge—Te—Sb, Ge—Sn—Te are often used, but recording (amorphization) sensitivity / speed, In addition, an Ag—In—Sb—Te quaternary alloy thin film is preferable because the erase ratio is extremely good. Further, an alloy having the same composition may be used for the recording films 12 and 22.
Other elements and impurities can be added to these recording film materials for the purpose of further improving performance and reliability.
Examples of the method for forming a recording film using an inorganic material include various vapor deposition methods such as vacuum deposition, sputtering, plasma CVD, photo CVD, ion plating, and electron beam deposition. Among these, the sputtering method is preferable because it is excellent in mass productivity and film quality.
[0008]
As the reflective film 24, a metal material such as Al, Au, Ag, Cu, Ta, or an alloy thereof can be used. Further, Cr, Ti, Si, Pd or the like is used as an additive element.
Such a reflective film can be formed by various vapor deposition methods such as vacuum deposition, sputtering, plasma CVD, photo CVD, ion plating, electron beam deposition, etc. It is preferable because of excellent film quality.
The thickness of the reflective film is 50 to 200 nm, preferably 80 to 150 nm.
If the thickness is less than 50 nm, the reflectance decreases, and if it is more than 200 nm, the sensitivity is lowered, which is not preferable.
Although not shown in the drawing, a reflective film 14 using the same material as described above can be provided between the first upper protective film 13 and the transparent layer 4. By providing the reflective film 14, the heat of the first recording film 12 during recording is diffused to the reflective film 14 via the first upper protective film 13, so that the cooling rate is further increased. Also, according to the optical simulation, the difference between the reflectance of the crystal part and the reflectance of the amorphous part can be increased, so that a large reproduction signal amplitude can be obtained.
However, in consideration of the amount of laser light transmitted to the second information recording layer, the thickness of the reflective film 14 is preferably 1 to 10 nm. If it is thicker than 10 nm, the transmittance is reduced, and recording / reproduction of the second information recording layer becomes difficult.
[0009]
The protective films 11, 13, 21, and 23 are provided for the purpose of preventing deterioration and deterioration of the recording films 12 and 22, increasing the adhesive strength of the recording films 12 and 22, and improving the recording characteristics. It must be higher than the recording film.
Examples of the material include metal oxides such as SiO, SiO 2 , ZnO, SnO 2 , Al 2 O 3 , TiO 2 , In 2 O 3 , MgO, and ZrO 2 ; Si 3 N 4 , AlN, TiN, BN, and ZrN. Nitrides such as ZnS, sulfides such as In 2 S 3 and TaS 4 ; carbides such as SiC, TaC, B 4 C, WC, TiC and ZrC; diamond-like carbon and the like.
These materials can be used alone as a protective film, but may also be a mixture of each other. Moreover, you may contain an impurity as needed.
Such a protective film can be formed by various vapor phase growth methods, for example, vacuum deposition method, sputtering method, plasma CVD method, photo CVD method, ion plating method, electron beam deposition method and the like. Among these, the sputtering method is preferable because it is excellent in mass productivity and film quality.
[0010]
Further, among the protective films 11, 13, 21, and 23, a material having high thermal conductivity is used as the material of the first lower protective film 11 and / or the first upper protective film 13, specifically, Al, Si , N is a feature of the present invention.
As described above, it is difficult to provide a reflective film on the first information recording layer from the viewpoint of transmittance, and even if it is provided, the thickness is 1 to 10 nm, so that a sufficient thermal diffusion effect at the time of forming an amorphous mark cannot be obtained. In order to solve this problem, a material having a high thermal conductivity is used for the protective film. A dielectric having a high thermal conductivity is AlN. When the AlN protective film is formed by sputtering, it becomes a crystal film and has a large film stress. Further, there is a possibility that ammonia is generated due to hydrolysis and the recording film is deteriorated. Furthermore, there is a problem that the storage characteristics are not good due to the property of being hard and brittle.
The present inventors have found that when Si is added to AlN, the film stress is reduced and hydrolysis is less likely to occur, so that the storage characteristics are improved.
In particular, when an Ag—In—Sb—Te quaternary alloy having an excellent erasing ratio is used as a recording material, a rapid cooling structure and a structure having excellent storage stability can be realized, and the effect of the present invention is great.
[0011]
When the composition formula of the protective film material obtained by adding Si to AlN and (Al 100-a Si a) 100-x N x, and 40 ≦ x ≦ 60,1 ≦ a ≦ 10.
When x is less than 40, the absorption coefficient k increases and the transmittance decreases. When x is larger than 60, the production becomes difficult and the film becomes very brittle, so that the storage characteristics are not good. On the other hand, when a is less than 1, the function of the present invention is not achieved. When a is more than 10, the thermal conductivity decreases and the jitter at high recording density increases.
The thickness of the first upper protective layer 13 including a material having the above composition is 3 to 50 nm, preferably shall be the 5 to 30 nm. If it exceeds 50 nm, the repetitive recording performance deteriorates, and if it is less than 3 nm, the function of the present invention is not achieved.
The thickness of the first lower protective layer 11 with a material of the composition shall be the 30~170Nm. If the thickness is less than 30 nm, heat may affect the substrate during recording, and the substrate may be deformed. On the other hand, when the thickness exceeds 170 nm, it becomes difficult to produce an optical recording medium (disk) having excellent mass productivity.
[0012]
【Example】
EXAMPLES Hereinafter, although an Example and a comparative example are given and this invention is demonstrated concretely, this invention is not limited by these Examples.
[0013]
Examples 1-8, Comparative Examples 1-6
A 6 nm-thick first recording film comprising a first lower protective film and Ag 1 In 7 Sb 70 Te 22 on a polycarbonate substrate having a diameter of 12 cm and a thickness of 0.6 mm having continuous groove-like irregularities on the surface. Then, the first upper protective film was sequentially formed to form the first information recording layer. The compositions and film thicknesses of the first lower protective film and the first upper protective film in each example and comparative example are as shown in Table 1.
Each film is formed by sputtering, and the protective film made of ZnS.SiO 2 and the first recording film are made of (Al 100-a Si a ) 100-x N x in an Ar gas atmosphere. As the protective film, an Al 100-a Si a target was used, and nitrogen gas was introduced into the Ar gas atmosphere at the time of film formation. The nitrogen concentration in the film can be changed by adjusting the amount of nitrogen gas introduced when forming the protective film.
The transmittance of the first information recording layer thus prepared was measured. The results are shown in Table 1.
Next, a 40 μm-thick transparent layer having continuous groove-shaped tracking guide irregularities was formed on the first information recording layer by a 2P (photo polymerization) method.
Furthermore, thereon, ZnS · SiO 2 composed of thickness 40nm second lower protective layer of, Ag 1 In 7 Sb 70 consists Te 22 film thickness 12nm second recording film, film thickness 15nm made of ZnS · SiO 2 The second upper protective film and a 150 nm-thick reflective film made of AlTi were sequentially formed to form a second information recording layer. A method for forming each film is a sputtering method in an Ar gas atmosphere.
Subsequently, an overcoat layer was provided on the second information recording layer using a spin coater to produce a two-layer phase change optical disc.
Finally, the recording layer of the optical disk was initialized by an initialization apparatus having a large-diameter semiconductor laser.
[0014]
Each optical disk produced as described above was recorded under the following conditions, and then the jitter of the first information recording layer at a linear density of 0.20 μm / bit and the jitter after recording 100 times were measured. The results are shown in Table 1.
・ Laser wavelength = 407 nm
・ NA (aperture ratio) = 0.65
・ Linear speed = 6.5m / s
・ Track pitch = 0.40μm
Next, after each optical disk was stored in an environment of 80 ° C. and 85% RH for 100 hours, jitter was measured as an archival characteristic evaluation. The evaluation criteria are as follows. The results are shown in Table 1.
○ ... Transmittance 45% or more, Jitter less than 14% x ... Transmittance less than 45%, Jitter 14% or more Also shows the Si concentration dependence of jitter before and after storage in Examples 1 to 3 and Comparative Examples 1 and 2. FIG. 2 shows that when a (amount of Si) is less than 1, the jitter after storage deteriorates, and when it exceeds 10, the initial jitter before storage deteriorates.
When the nitrogen concentration was less than 40, the transmittance deteriorated, and when it exceeded 60, molding could not be performed.
Furthermore, it has been found that the initial jitter deteriorates when the thickness of the upper protective film made of (Al 100-a Si a ) 100-x N x is less than 3 nm or more than 50 nm.
Further, when the thickness of the lower protective film made of (Al 100-a Si a ) 100-x N x was less than 30 nm, the substrate was deformed by heat, and the initial jitter was not good.
[0015]
Examples 9-10, Comparative Example 7
A two-layer phase change type optical disc was prepared in the same manner as in Example 1 except that a reflective film made of Ag was formed on the first information recording layer, and recording and evaluation were performed in the same manner as in Example 1. It was. The results are shown in Table 1.
As can be seen from Table 1, in the disk provided with Ag having a film thickness of 10 nm or less, the transmittance was 50% or more and the jitter before and after storage was good. On the other hand, the disk with Ag having a thickness of 20 nm had a transmittance of 20%, and recording / reproduction on the second information recording layer could not be performed.
[0016]
Example 11
On a polycarbonate substrate having a diameter of 12 cm and a thickness of 0.6 mm with continuous groove-shaped irregularities on the surface, a 150 nm-thick first lower protective film made of ZnS · SiO 2 , Ag 1 In 7 Sb 70 Te 22 A first recording film having a thickness of 6 nm and a first upper protective film having a thickness of 40 nm made of (Al 100-a Si a ) 100-x N x were formed in this order to form a first recording layer.
Each film is formed by sputtering, and the protective film made of ZnS.SiO 2 and the first recording film are made of (Al 100-a Si a ) 100-x N x in an Ar gas atmosphere. As the protective film, an Al 100-a Si a target was used, and nitrogen gas was introduced into the Ar gas atmosphere at the time of film formation. The nitrogen concentration in the film can be changed by adjusting the amount of nitrogen gas introduced when forming the protective film.
Next, a 30 μm-thick transparent layer having continuous groove-shaped tracking guide irregularities was formed on the first recording layer by a 2P (photo polymerization) method.
Furthermore, a 150 nm thick second lower protective film made of ZnS · SiO 2, a 6 nm thick second recording film made of Ag 1 In 7 Sb 70 Te 22 , (Al 100-a Si a ) 100- order to form a film of the second upper protective layer of thickness 40nm consisting x N x, to form a second recording layer. The film forming method is the same as that for the first recording layer.
Next, a 30 μm thick transparent layer having continuous groove-shaped irregularities for tracking guide was formed on the second recording layer by the 2P method.
Next, on the second lower protective layer of thickness 50nm made of ZnS · SiO 2, second recording film having a film thickness 12nm made of Ag 1 In 7 Sb 70 Te 22 , the film thickness made of ZnS · SiO 2 A 15 nm second upper protective film and a 150 nm thick reflective film made of AlTi were sequentially formed to form a third recording layer.
Subsequently, an overcoat layer was provided thereon using a spin coater to produce a three-layer phase change optical disc.
Finally, the recording layer of the optical disk was initialized by an initialization apparatus having a large-diameter semiconductor laser.
[0017]
Recording and evaluation were performed on the first and second recording layers of this optical disc under the same conditions as in Example 1. The results are shown in Table 1 (jitter values are listed in the order of the first information recording layer and the second information recording layer).
As can be seen from the table, both the first information recording layer and the second information recording layer had good jitter before and after storage.
[Table 1]
Figure 0004350326
[0018]
【The invention's effect】
According to the first aspect of the present invention, since the material containing Al, Si, and N as the constituent elements is used for the protective film, a multilayer phase change optical recording medium having improved characteristics after storage can be provided.
Further , since the material composition of the protective film is specified, it is possible to provide a multilayer phase change optical recording medium having high transmittance, excellent productivity, and improved properties before and after storage.
Further , since the film thickness range of the upper protective film made of (Al 100-a Si a ) 100-x N x is specified, it is possible to provide a multilayer phase change optical recording medium having excellent recording / erasing repetition characteristics.
In addition , since the thickness range of the lower protective film made of (Al 100-a Si a ) 100-x N x is specified, it is possible to provide a multilayer phase change optical recording medium with good recording characteristics and good mass productivity.
According to the second aspect of the present invention, since the constituent elements of the recording layer are specified, it is possible to provide a multilayer phase change type optical recording medium having excellent erasure ratio and good characteristics before and after storage.
According to the third aspect of the present invention, since the reflective layer having a specific film thickness range is provided in at least one of the information recording layers other than the information recording layer located on the innermost side, the reproduction signal amplitude is not greatly reduced. Can be provided.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of a two-layer optical recording medium according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a graph showing the Si concentration dependence of jitter before and after storage.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 1st information recording layer 2 2nd information recording layer 3 Light transmission layer 4 Transparent layer 5 Protective substrate 11 1st lower protective film 12 1st recording film 13 1st upper protective film 21 2nd lower protective film 22 2nd recording film 23 Second upper protective film 24 Reflective film

Claims (3)

光照射による結晶状態と非晶質状態との相変化によって情報が記録される記録膜とこれに隣接する保護膜を有する情報記録層を複数備えた光記録媒体において、光入射側からみて最も奥側に位置する情報記録層以外の少なくとも1層の情報記録層が、光入射側から見て記録膜の奥側又は手前側に、次の組成式で表される材料からなる保護膜を有し、
(Al 100−a Si 100−x (40≦x≦60、1≦a≦10)
奥側の保護膜の膜厚は3〜50nmであり、手前側の保護膜の膜厚は30〜170nmであることを特徴とする相変化型光記録媒体。
In an optical recording medium provided with a plurality of information recording layers having a recording film on which information is recorded by a phase change between a crystalline state and an amorphous state by light irradiation and a protective film adjacent thereto, as viewed from the light incident side, At least one information recording layer other than the information recording layer located on the side has a protective film made of a material represented by the following composition formula on the back side or the near side of the recording film when viewed from the light incident side. ,
(Al 100-a Si a ) 100-x N x (40 ≦ x ≦ 60, 1 ≦ a ≦ 10)
A phase change optical recording medium , wherein the thickness of the protective film on the back side is 3 to 50 nm, and the thickness of the protective film on the near side is 30 to 170 nm .
光入射側から見て最も奥側に位置する情報記録層以外の少なくとも1層が、Ag−In−Sb−Te四元系合金からなる記録膜を有することを特徴とする請求項記載の多層相変化型光記録媒体。At least one layer other than the information recording layer located farthest side when viewed from the light incident side, a multilayer of claim 1, wherein further comprising a recording film made of Ag-In-Sb-Te quaternary alloy Phase change type optical recording medium. 光入射側から見て最も奥側に位置する情報記録層以外の情報記録層の少なくとも1層に厚さが1〜10nmの反射膜を設けたことを特徴とする請求項1又は2記載の相変化型光記録媒体。 3. The phase according to claim 1, wherein a reflective film having a thickness of 1 to 10 nm is provided on at least one of the information recording layers other than the information recording layer located farthest from the light incident side. Changeable optical recording medium.
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