JP4996610B2 - 光学的情報記録媒体 - Google Patents
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Description
前記Ge−Sb−Bi−Te系材料の組成が、Ge、Sb−Bi、及びTeを頂点とする三角座標図において、A(Ge41.2,(Sb-Bi)7.4,Te51.4)、B(Ge39.8,(Sb-Bi)10.5,Te49.7)、C(Ge28.5,(Sb-Bi)21.7,Te49.8)、及びD(Ge30.6,(Sb-Bi)15.8,Te53.6)の各組成点で囲まれる領域内に存在し、かつ、前記Ge−Sb−Bi−Te系材料に含まれるBiの含有量が4原子%以上13原子%未満であることを特徴とする光学的情報記録媒体を提供する。ここで言う「原子%」とは、Ge、Bi、Sb、Te原子を合わせた数を基準(100%)として表された含有量であることを示している。記録層は、Ge、Sb−Bi、及びTe以外の元素を含んでよい。あるいは、記録層は、Ge、Sb−Bi、及びTeのみから成っていてよい。その場合、上記Ge−Sb−Bi−Te系材料の組成は、記録層それ自体の組成となる。
図1に示す光学的情報記録媒体は、基板101上に、第一の保護層102、第一の界面層103、記録層104、第二の界面層105、第二の保護層106、光吸収層107、および反射層108がこの順に形成された構成を有する。図示していないが、通常、反射層108の表面には接着層(紫外線硬化性樹脂)が形成されて、保護基板が貼り合わされる。
・(ZrO2)M(Cr2O3)100-M(mol%)
(式中、Mはmol%で示される組成比を表し、20≦M≦80である)
・(ZrO2)X(Cr2O3)Y(SiO2)100-X-Y(mol%)
(式中、XおよびYはそれぞれ、mol%で示される組成比を表し、20≦X≦70および20≦Y≦60の範囲内にあり、且つ60≦X+Y≦90である)
これらの式において、ZrO2は、その一部(例えば、10mol%以下)が、Y2O3で置き換えられた、部分安定化ZrO2であってよい。これらの混合物は、記録層に含まれるGe−Sb−Bi−Te系材料と相乗的に、記録媒体の記録特性、サイクル特性および環境信頼性を向上させる。
1)従来の記録媒体(記録層を、GeTe化合物と、Sb2Te3化合物と、Bi2Te3化合物とから構成し、Bi2Te3化合物の量で結晶化速度を調整した媒体)に比べて、例えば、8.2m/sで行う低速度記録から、20.5m/sで行う高速度記録までのジッタ特性がより良好であり、かつ、
2)低速度アーカイバル劣化および高速度アーカイバルオーバーライト劣化のいずれも抑制される
記録媒体を得ることができる。
光反射性を有するAl、Au、およびAgなどの金属単体、およびこれらの合金;
Al、Au、およびAgから選択される1または複数の金属を主成分とし、Ti、Cr、Co、Ni、Se、Ge、Zr、In、Sn、Sb、Te、Pt、Pb、Bi、Pd、Cu、Ga、Hf、La、Ce、Pr、Nd、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、およびEr等から選択される1または複数の添加元素を含む合金;ならびに
Al、Au、およびAgから選択される1または複数の金属に、Alおよび/もしくはSiなどの金属窒化物、金属酸化物、ならびに/または金属カルコゲン化物などの金属化合物を混合したもの
などが挙げられる。
実施例1では、図1に示す構成のディスク形状の光学的情報記録媒体を作製した。
透明基板として、ポリカーボネート樹脂からなり、直径12cm、厚さ0.6mm、グルーブピッチ1.23μm、グルーブ深さ約55nmの基板を準備した。この透明基板のグルーブが形成された表面上に、(ZnS)80(SiO2)20からなる膜厚134nmの第一の保護層、(ZrO2)46(Y2O3)4(Cr2O3)50からなる膜厚2nmの第一の界面層、膜厚8nmの記録層、(ZrO2)46(Y2O3)4(Cr2O3)50からなる膜厚2nmの第一の界面層、(ZnS)80(SiO2)20からなる膜厚45nmの第二の保護層、CrSi2からなる膜厚30nmの光吸収層、およびAg98In2からなる膜厚100nmの反射層の各層を、スパッタリング法により順次積層した。記録層は、GeTe化合物と(Sb-Bi)2Te3化合物のmol比率;GeTe/〔(Sb-Bi)2Te3〕が8であり、Bi含有量が7原子%である組成に、Sbを2原子%添加することにより得られた組成物で形成した。
下記の表1に、各特性を評価する際に使用した記号の意味をまとめる。
記録層を、GeTe化合物と(Sb-Bi)2Te3化合物のモル比率;GeTe/〔(Sb-Bi)2Te3〕が8であり、Bi含有量が9.0原子%である組成に、Sbを4.0原子%添加することにより得られた組成物で形成したこと以外は、実施例1と同様の方法で記録媒体を作製した。X線マイクロアナライザ法により調べた記録層の組成は、Ge:36.6原子%、Sb:4.3原子%、Te:50.4原子%、Bi:8.7原子%(Sb−Bi;13.0原子%)であった。この記録層の組成を、図3中、K点として示す。
記録層を、GeTe化合物と(Sb-Bi)2Te3化合物のモル比率;GeTe/〔(Sb-Bi)2Te3〕が8であり、Bi含有量が6原子%である組成に、Sbを1原子%添加することにより得られた組成物で形成したこと以外は、実施例1と同様の方法で記録媒体を作製した。X線マイクロアナライザ法により調べた記録層の組成は、Ge;37.7原子%、Sb;4.5原子%、Te;51.9原子%、Bi;5.9原子%(Sb−Bi;10.4原子%)であった。この記録層の組成を、図3中、L点として示す。
記録層を、GeTe化合物と(Sb-Bi)2Te3化合物のモル比率;GeTe/〔(Sb-Bi)2Te3〕が4であり、Bi含有量が7原子%である組成に、Sbを2原子%添加することにより得られた組成物で形成したこと以外は、実施例1と同様の方法で記録媒体を作製した。X線マイクロアナライザ法により調べた記録層の組成は、Ge;30.2原子%、Sb;10.2原子%、Te;52.7原子%、Bi;6.9原子%(Sb−bi;17.1原子%)であった。この記録層の組成を、図3中、M点として示す。
記録層を、GeTe化合物と(Sb-Bi)2Te3化合物のモル比率;GeTe/〔(Sb-Bi)2Te3〕が4であり、Bi含有量が12原子%である組成に、Sbを7原子%添加することにより得られた組成物で形成したこと以外は、実施例1と同様の方法で記録媒体を作製した。X線マイクロアナライザ法により調べた記録層の組成は、Ge;28.8原子%、Sb;9.7原子%、Te;50.3原子%、Bi;11.2原子%(Sb−Bi;20.9原子%)であった。この記録層の組成を、図3中、N点として示す。
記録層を、GeTe化合物と(Sb-Bi)2Te3化合物のモル比率;GeTe/〔(Sb-Bi)2Te3〕が12であり、Bi含有量が6.5原子%である組成に、Sbを1.5原子%添加することにより得られた組成物で形成したこと以外は、実施例1と同様の方法で記録媒体を作製した。X線マイクロアナライザ法により調べた記録層の組成は、Ge;40.8原子%、Sb;1.9原子%、Te;50.9原子%、Bi;6.4原子%(Sb−Bi;8.3原子%)であった。この記録層の組成を、図3中、O点として示す。
記録層を、GeTe化合物と(Sb-Bi)2Te3化合物のモル比率;GeTe/〔(Sb-Bi)2Te3〕が8であり、Bi含有量が9原子%である組成に、Sbを6原子%添加することにより得られた組成物で形成したこと以外は、実施例1と同様の方法で記録媒体を作製した。X線マイクロアナライザ法により調べた記録層の組成は、Geが35.9原子%、Sbが6.2原子%、Teが49.4原子%、Biが8.5原子%(Sb−Bi;14.7原子%)であった。このときの記録層の組成を図4の三角座標図にQ点として示す。
記録層を、GeTe化合物と(Sb-Bi)2Te3化合物のモル比率;GeTe/〔(Sb-Bi)2Te3〕が3.8であり、Bi含有量が7原子%である組成に、Sbを2原子%添加することにより得られた組成物で形成したこと以外は、実施例1と同様の方法で記録媒体を作製した。X線マイクロアナライザ法により調べた記録層の組成は、Ge;29.6原子%、Sb;10.7原子%、Te;52.8原子%、Bi;6.9原子%(Sb−Bi;17.6原子%)であった。このときの記録層の組成を図4の三角座標図にR点として示す。
記録層を、GeTe化合物と(Sb-Bi)2Te3化合物のモル比率;GeTe/〔(Sb-Bi)2Te3〕が13であり、Bi含有量が6原子%である組成に、Sbを1原子%添加することにより得られた組成物で形成したこと以外は、実施例1と同様の方法で記録媒体を作製した。X線マイクロアナライザ法により調べた記録層の組成は、Ge;41.5原子%、Sb;1.4原子%、Te;51.2原子%、Bi;5.9原子%(Sb−Bi;7.3原子%)であった。このときの記録層の組成を図4の三角座標図にS点として示す。
記録層を、GeTe化合物と(Sb-Bi)2Te3化合物のモル比率;GeTe/〔(Sb-Bi)2Te3〕が12であり、Bi含有量が3.5原子%である組成物で形成したこと以外は、実施例1と同様の方法で記録媒体を作製した。X線マイクロアナライザ法により調べた記録層の組成は、Ge;41.4原子%、Sb;3.4原子%、Te;51.7原子%、Bi;3.5原子%(Sb−Bi;6.9原子%)であった。
記録層を、GeTe化合物と(Sb-Bi)2Te3化合物のモル比率;GeTe/〔(Sb-Bi)2Te3〕が12であり、Bi含有量が4.5原子%である組成に、Sbを0.5原子%添加することにより得られた組成物で形成したこと以外は、実施例1と同様の方法で記録媒体を作製した。X線マイクロアナライザ法により調べた記録層の組成は、Ge;41.2原子%、Sb;2.9原子%、Te;51.4原子%、Bi;4.5原子%(Sb−Bi;7.4原子%)であった。
記録層を、GeTe化合物と(Sb-Bi)2Te3化合物のモル比率;GeTe/〔(Sb-Bi)2Te3〕が12であり、Bi含有量が5.5原子%である組成に、Sbを0.5原子%添加することにより得られた組成物で形成したこと以外は、実施例1と同様の方法で記録媒体を作製した。X線マイクロアナライザ法により調べた記録層の組成は、Ge;41.2原子%、Sb;1.9原子%、Te;51.4原子%、Bi;5.5原子%(Sb−Bi;7.4原子%)であった。
記録層を、GeTe化合物と(Sb-Bi)2Te3化合物のモル比率;GeTe/〔(Sb-Bi)2Te3〕が4であり、Bi含有量が11原子%である組成に、Sbを6原子%添加することにより得られた組成物で形成したこと以外は、実施例1と同様の方法で記録媒体を作製した。X線マイクロアナライザ法により調べた記録層の組成は、Ge;29.0原子%、Sb;9.8原子%、Te;50.8原子%、Bi;10.4原子%(Sb−Bi;20.2原子%)であった。
記録層を、GeTe化合物と(Sb-Bi)2Te3化合物のモル比率;GeTe/〔(Sb-Bi)2Te3〕が4であり、Bi含有量が13原子%である組成に、Sbを8原子%添加することにより得られた組成物で形成したこと以外は、実施例1と同様の方法で記録媒体を作製した。X線マイクロアナライザ法により調べた記録層の組成は、Ge;28.5原子%、Sb;8.2原子%、Te;49.9原子%、Bi;13.4原子%(Sb−Bi;21.6原子%)であった。
第一の界面層の組成を、(ZrO2)25(SiO2)25(Cr2O3)50としたこと以外は、実施例1と同様の方法で記録媒体を作製した。実施例10の記録媒体を評価した結果を表4に示す。すべての評価項目で◎が得られ、総合評価としては○であった。
第一の界面層の組成を、(ZrO2)50(Cr2O3)50としたこと以外は、実施例1と同様の方法で記録媒体を作製した。実施例11の記録媒体を評価した結果を表4に示す。すべての評価項目で◎が得られ、総合評価としては○であった。
第一の界面層の組成を、Ge−N(Ge;55原子%、N;45原子%)としたこと以外は、実施例1と同様の方法で記録媒体を作製した。実施例12の記録媒体を評価した結果を表4に示す。総合評価は○であったが、△の数が多く、実施例12および13よりは特性の劣るものであった。
102 第一の保護層
103 第一の界面層
104 記録層
105 第二の界面層
106 第二の保護層
107 光吸収層
108 反射層
110 レーザ光
Claims (13)
- 透明基板、光ビームの照射により可逆的に相変化し得る記録層、第一の保護層(Mg化合物を含むものを除く)、第二の保護層(Mg化合物を含むものを除く)および反射層を含み、光ビームの入射面に近い側から順に、第一の保護層、記録層、第二の保護層および反射層が設けられており、第一の保護層と記録層との間に位置する第一の界面層および第二の保護層と記録層との間に位置する第二の界面層のいずれか一方または両方を有する、光学的情報記録媒体であって、
前記記録層が、Ge、Sb、Bi及びTeから成るGe−Sb−Bi−Te系材料を含み、
前記Ge−Sb−Bi−Te系材料が、GeTe化合物、Sb2Te3化合物、およびBi2Te3化合物から成る材料であって、(Sb-Bi)2Te3化合物に対するGeTe化合物のモル比率(GeTe化合物/(Sb-Bi)2Te3化合物の値)が4以上12以下である材料に、SbもしくはBi、またはSbおよびBiの両方が添加されてなる組成を有し、
前記Ge−Sb−Bi−Te系材料の組成が、Ge、Sb−Bi、及びTeを頂点とする三角座標図において、A(Ge41.2、(Sb-Bi)7.4、Te51.4)、B(Ge39.8、(Sb-Bi)10.5、Te49.7)、C(Ge28.5、(Sb-Bi)21.7、Te49.8)、及びD(Ge30.6、(Sb-Bi)15.8、Te53.6)の各組成点で囲まれる領域内に存在し、かつ、前記Ge−Sb−Bi−Te系材料に含まれるBiの含有量が4原子%以上13原子%未満であり、
前記界面層(酸化ハフニウムおよび酸化セリウムならびに炭素および炭化物を含むものを除く)が、Zr酸化物を含む、
光学的情報記録媒体。 - 前記記録層が、Ge、Sb−Bi、及びTeのみから成る、請求項1に記載の光学的情報記録媒体。
- 記録層が、更にAg、In、Se、Sn、Al、Ti、V、Mn、Fe、Co、Cr、Ni、Cu、Zn、Zr、Ga、Si、Dy、Pd、Pt、Au、N、O、S、B、CおよびPから選択される少なくとも1つの元素を含有し、該元素の合計含有量が5原子%以下である請求項1記載の光学的情報記録媒体。
- 第一の保護層は、ZnSを60mol%以上含み、その膜厚が100nm以上150nm未満である請求項1に記載の光学的情報記録媒体。
- 第二の保護層は、ZnSを60mol%以上含み、その膜厚が35nm以上55nm未満であることを特徴とする請求項1に記載の光学的情報記録媒体。
- 第一の界面層および第二の界面層の一方または両方が、下記の式
(ZrO2)M(Cr2O3)100-M(mol%)
(式中、Mはmol%で示される組成比を表し、20≦M≦80である)
で表される混合物から成る請求項1に記載の光学的情報記録媒体。 - 第一の界面層は、その膜厚が0.5nm以上10nm未満である請求項1に記載の光学的情報記録媒体。
- 第一の界面層および第二の界面層の一方または両方が、下記の式
(ZrO2)X(Cr2O3)Y(SiO2)100-X-Y(mol%)
(式中、XおよびYはそれぞれ、mol%で示される組成比を表し、20≦X≦70および20≦Y≦60の範囲内にあり、且つ60≦X+Y≦90である)
で表される混合物から成る請求項1に記載の光学的情報記録媒体。 - 第二の界面層は、その膜厚が0.5nm以上10nm未満である請求項1に記載の光学的情報記録媒体。
- 記録層の膜厚は、5nm以上15nm以下であることを特徴とする請求項1に記載の光学的情報記録媒体。
- 反射層は、Agを90原子%以上含む材料であって、その膜厚が60nm以上140nm未満であることを特徴とする請求項1に記載の光学的情報記録媒体。
- 光吸収層を含み、光吸収層が、反射層と第二の保護層との間に設けられている、請求項1に記載の光学的情報記録媒体。
- 記録層を二以上備え、少なくとも1つの記録層が、前記Ge−Sb−Bi−Te系材料を含む、請求項1に記載の光学的情報記録媒体。
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