JP5148629B2 - 情報記録媒体、及びその製造法、ならびに記録再生装置 - Google Patents

情報記録媒体、及びその製造法、ならびに記録再生装置 Download PDF

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Description

本発明は、レーザ光照射等の光学的な手段を用い、高密度および高速度で情報の記録および再生が可能な情報記録媒体、及びその製造方法、ならびにその記録再生装置に関するものである。
高速度での情報の記録および再生が可能な大容量の記録媒体として、光情報記録媒体(例えば、光ディスク)が知られている。この媒体への情報の記録は、レーザ光を記録材料(記録層を構成する材料を指す)に照射した際に生じる熱によって、記録材料が光学的に区別可能な異なる状態へ変化することを利用して行う。この記録媒体は、必要に応じて、それにランダムアクセスが可能であり、かつ可搬性にも優れるという大きな利点を有している。そのため、近年ますますその重要性が高まっている。
従来提案されている光情報記録媒体として、多数回の書換が可能な書換型媒体、および1回のみ書き込み可能な追記型媒体が挙げられる。追記型媒体は、一般に、書換型媒体と比較して、少ない層数で構成され得るため、製造が容易であり、低コストで提供され得る。また、追記型媒体に記録した情報は書換えされ得ないことから、追記型媒体は、破壊されたくないデータを書きこむ媒体として好都合に使用される。これらの理由により、保存寿命が長く、信頼性の高い追記型媒体は、アーカイバル用途の媒体として、大きな需要がある。例えば、追記型媒体は、コンピュータを利用して、個人データまたは映像情報等を記録および保存するために用いられ、医療分野および学術分野において広く用いられている。また、追記型媒体は、家庭用ビデオテープに代わるものとして利用されている。
現在、アプリケーションの高性能化および画像情報の高性能化、ならびに急速な市場の発展に伴い、追記型記録媒体の大容量をさらに大きくすること、および追記型記録媒体のコストをさらに低下させることが求められている。
光情報記録媒体の容量を増やす技術は、大きく2種類に分けられる。1つは、光源の短波長化、対物レンズの高NA化、および超解像記録などによって、面記録密度を高める方法である。もう一方は、記録層の数を媒体の厚さ方向で増やして、記録層の総面積を増やす方法である。現在、光情報記録媒体の容量は、この両者を組み合わせる方法によって、大きくされようとしている。
また、光情報記録媒体を製造するのに要するコストは、媒体を構成する材料の費用、製造装置の費用、製造に要する時間、および媒体製造における歩留まりなど、多くの製造パラメータによって決定される。特に、光情報記録媒体の製造コストは、情報層を構成する材料のコストに大きく依存する。地球上に存在する数ある元素の中でも、PdおよびAuなどの貴金属は、埋蔵量が少ないことから、高価な材料として知られている。例えば、2007年8月時点で、Pdについては1200円/g程度、Auについては1g2500円/g程度で売買が行われている。これらの金属は、例えばCuが1円/g程度であることを考慮すると、非常に高価であるといえる。そのため、低コストの追記型記録媒体を実現するためには、貴金属の使用量を可能な限り減らすことが好ましい。
DVDレコーダーの爆発的な普及に伴い、追記型媒体に対する需要は急増している。これは、ハードディスクに録画した映像を追記型媒体に保存する使い方が、一般的になりつつあるためである。当然、次世代DVDレコーダーを用いる場合においても消費者は同様の使用方法を用いると想定できることから、ハイビジョン放送の録画に適した低コストの大容量の追記型媒体に対する注目が集まっている。
レーザ光を利用して情報を高密度に記録し、記録した情報をレーザ光を利用して再生する技術は公知である。このような記録および再生に用いる記録媒体として、基板上にTeとTeOの混合物であるTeO(0<x<2)を主成分とする薄膜を設けた媒体が知られている(特許文献1参照)。このTeOに、記録速度および記録感度を向上させるためにPdを添加した材料であるTe−O−Pd記録材料は、信号振幅を十分に大きくし、また、媒体の信頼性を非常に高くすることが知られている(特許文献2参照)。しかし、特許文献2に記載の材料において、Pdの含有量は8〜35原子%である。このように多量のPdを使用すると、低コストで追記型記録媒体を作製するのが困難である。また、Te−O−Pd記録層と、屈折率が1.5以上である誘電体層とから成る構成も報告されている(特許文献3参照)。この構成は、青紫色レーザ光で情報を記録する追記型記録媒体において良好なC/N比を確保し、媒体の容量をさらに大きくすることを可能にする。
これらTe−O−Pd系記録材料を用いた記録媒体における記録メカニズムは次のように考えられる。成膜後のTe−O−Pd薄膜は、TeOの中にTe−Pd、TeまたはPdが微粒子として一様に分散している複合材料である。記録のためにレーザ光を照射すると、Te、Te−PdおよびPdが溶融し、より大きな結晶粒子が析出する。それにより、光学状態が変化し、レーザ光が照射された部分とされていない部分の光学状態の差を信号として検出できる。Pdを添加することにより、結晶粒子をより高速に析出させることができ、また、記録媒体の信頼性を高くすることができる。
特開昭50−46317号 特開昭61−68296号 特開2002−133712号
Te−O−Pd記録材料は、前述したように高価なPdを多量に含む。そのため、この記録材料を用いると、低コストの追記型記録媒体を実現するのが困難であった。またTe−O−Pd記録材料を用いた追記型記録媒体については、経年劣化により反射率が低下するため、長期にわたって記録した情報を安定に再生することができないといった課題があることもわかった。
本発明はこれらの課題を解決するためになされたものであり、経年劣化による反射率の低下が抑制されて、優れた信号品質を与える記録媒体を、低コストで実現することを目的とする。即ち、本発明は、高密度記録が可能であり、長期にわたって記録データを安定に再生することができる低コストの情報記録媒体及びその製造方法を提供することを目的とする。
前記目的を達成するため、本発明は、基板と、記録層を有する情報層とを備え、レーザ光の照射により情報の記録及び再生を行う情報記録媒体であって、
前記記録層が、Te、O、M(MはAuおよびPdから選ばれる少なくとも1種の元素である)及びM(MはAg、CuおよびNiから選ばれる少なくとも1種の元素である)から成るTe−O−M−M材料を含み、
前記Te−O−M−M材料において、Te原子の含有割合が10原子%以上50原子%以下であり、O原子の含有割合が40原子%以上70原子%以下であり、M原子の含有割合が3原子%以上15原子%以下であり、M原子の含有割合が3原子%以上15原子%以下である情報記録媒体を提供する。この情報記録媒体によれば、経年劣化による反射率の低下がない又は抑えられた、低コストの情報記録媒体を実現できる。
本発明の情報記録媒体において、Te−O−M−M材料におけるM原子の含有割合XとM原子の含有割合Xの和に対するM原子の含有割合の比{X/(X+X)}は、0.25以上0.75以下であることが好ましい。経年劣化による反射率の低下をより抑制することができるからである。
本発明の情報記録媒体において、Te−O−M−M材料を構成するM原子は、Pdであることが好ましい。高速記録において良好な信号品質を確保できるからである。
本発明の情報記録媒体において、Te−O−M−M材料を構成するM原子は、Cuであることが好ましい。良好な信号品質を確保できるからである。
本発明の情報記録媒体において、記録層の厚さは2nm以上50nm以下であることが好ましい。良好な信号品質を確保できるからである。
本発明の情報記録媒体は、情報層を2以上含むものであってよい。その場合、少なくとも1つの情報層は、前記Te−O−M−M材料を含む記録層を有する。この構成により、当該少なくとも1つの情報層において、良好な信号品質を確保できる。
本発明の情報記録媒体は、波長が350nm以上500nm以下であるレーザ光を用いて情報を記録および再生するものであることが好ましい。そのようなレーザ光を使用すれば、高密度で情報を記録できるからである。
また、本発明は、上記本発明の情報記録媒体の製造方法であって、記録層を形成する工程が、Te、O、M(MはAuおよびPdから選ばれる少なくとも1種の元素である)及びM(MはAg、CuおよびNiから選ばれる少なくとも1種の元素である)から成る材料を含むスパッタリングターゲットを使用して、希ガスを含む雰囲気中で、スパッタリングすることを含む、情報記録媒体の製造方法を提供する。この製造方法は、経年劣化による反射率の低下がない又は抑えられた、低コストの情報記録媒体を製造するのに適している。
さらに、本発明は、上記本発明の情報記録媒体の製造方法であって、記録層を形成する工程が、Te、M(MはAuおよびPdから選ばれる少なくとも1種の元素である)及びM(MはAg、Cu、Niから選ばれる少なくとも1種の元素である)から成る材料を含むスパッタリングターゲットを使用して、希ガスと酸素との混合ガスを含む雰囲気中で、反応性スパッタリングすることを含む、情報記録媒体の製造方法を提供する。この製造方法は、経年劣化による反射率の低下がない又は抑えられた、低コストの情報記録媒体を製造するのに適している。
本発明の情報記録媒体は、記録層として、上述したTe、O、M(MはAuおよびPdから選ばれる少なくとも1種の元素である)及びM(MはAg、CuおよびNiから選ばれる少なくとも1種の元素である)から成るTe−O−M−M材料を主成分として含み、Te−O−M−M材料において各原子が所定の割合で含まれていることを特徴とする。この特徴によって、高密度でデータを記録でき、かつ長期にわたって記録データを安定に再生することができる、情報記録媒体を、低コストで提供することができる。また、本発明の情報記録媒体の製造方法によれば、上記の効果を有する情報記録媒体を作製することができる。
本発明の情報記録媒体の一構成例の断面図 本発明の情報記録媒体の一構成例の断面図 本発明の情報記録媒体の一構成例の断面図 本発明の情報記録媒体の一構成例の断面図 本発明の情報記録媒体の記録再生に用いられる記録再生装置の構成の一部を模式的に示す図
以下本発明の実施の形態を、図面を参照しながら説明する。なお、以下の実施の形態は一例であり、本発明は以下の実施形態に限定されない。また、以下の実施形態では、同一の部分または要素には同一の符号を付して、重複する説明を省略する場合がある。
図1、図2、図3及び図4は、本発明の情報記録媒体(以下の説明を含む本明細書において、単に「媒体」または「記録媒体」と呼ぶことがある)の一構成例をそれぞれ示す。
図1に示す情報記録媒体1は、基板2上に、反射層3、第1の誘電体層4、記録層5、第2の誘電体層6から成る情報層が設けられた構成を有する。図示した形態においては、情報層の上に光透明層7(カバー層または保護層とも呼ばれる)が形成されている。記録特性等に影響がなければ、反射層3、第1の誘電体層4、および第2の誘電体層6のいずれか又は全部を、形成しなくてよい。層の数が少なければ、コストを低くできる。あるいは、必要に応じて、第1の誘電体層4と記録層5との間、および/または第2の誘電体層6と記録層5との間に、物質移動を防止するための界面層を形成してよい。この情報記録媒体について、記録再生は、光透明層7の側からレーザ光8を照射して行う。
図2に示す情報記録媒体9は、基板10上に第1の情報層15及び第2情報層21がこの順に設けられた構成を有する。2つの情報層の間には中間層16を介在させ、各情報層を光学的に分離して不要な光学干渉を排除する。さらに第2の情報層21の上に光透明層22を形成する。この情報記録媒体について、記録再生は、光透明層22の側からレーザ光23を照射して行う。第1の情報層15について、記録再生は、第2情報層21を透過したレーザ光を用いて行われる。
第1の情報層15は、高反射率と高信号品質の両方を確保するために、反射層11、第1の誘電体層12、記録層13および第2の誘電体層14を順次積層した構成を有する。第2の情報層21は、第1の情報層と同様に、反射層17、第1の誘電体層18、記録層19および第2の誘電体層20から成る。ただし、高透過率と高信号品質の両方を確保するために、記録層と反射層の厚さを、第1の情報層のそれらの厚さよりも、薄くしてよい。記録特性等に影響がなければ、コストを低くするために、第1の情報層および第2の情報層における反射層、第1の誘電体層、および第2の誘電体層のいずれか又は全部は、形成しなくてよい。
図3に示す情報記録媒体24は、基板25上に第1の情報層30、第2情報層36及び第3の情報層41がこの順に設けられた構成を有する。隣り合う情報層の間には、中間層31、37をそれぞれ介在させ、各情報層を光学的に分離して不要な光学干渉を排除する。さらに第3の情報層41の上に光透明層42を形成する。この情報記録媒体について、記録再生は、光透明層42の側からレーザ光43を照射して行う。第1の情報層30について、記録再生は、第2の情報層36および第3の情報層41を通過したレーザ光を用いて行われる。第2の情報層36について、記録再生は、第3の情報層41を通過したレーザ光を用いて行われる。
第1の情報層30は、高反射率と高信号品質の両方を確保するために、反射層26、第1の誘電体層27、記録層28、及び第2の誘電体層29を順次積層した構成を有する。第2の情報層36は、第1の情報層と同様に反射層32、第1の誘電体層33、記録層34、及び第2の誘電体層35から成る。ただし、高透過率と高信号品質の両方を確保するために、記録層と反射層の厚さを、第1の情報層のそれらの厚さよりも薄くしてよい。
第3の情報層41は、高透過率と高信号品質の両方を確保するために、第1の誘電体層38、記録層39、および第2の誘電体層40から成る。第3の情報層41は、第1の情報層30および第2の情報層36と異なり、反射層を有しない。これは、第3の情報層41の透過率を高くするためである。
記録特性等に影響がなければ、コストを低くするために、第1の情報層および第2の情報層における、反射層、第1の誘電体層、および第2の誘電体層のいずれか又は全部を形成しなくてよい。あるいは、信号品質を向上させるために、第3の情報層に反射層を適宜形成してよい。
図4に示す情報記録媒体44は、基板45上に第1の情報層50、第2情報層55、・・・、第nの情報層60(n≧4)がこの順に設けられた構成を有する。隣り合う情報層の間には中間層51、56・・・を介在させ、各情報層を光学的に分離して不要な光学干渉を排除する。この情報記録媒体44について、記録再生は、光透明層61の側からレーザ光62を照射して行う。第kの情報層(kは1以上(n−1)以下の整数である)について、記録再生は、第nの情報層60から、第k+1の情報層までを通過したレーザ光を用いて行われる。
第1の情報層50は、高反射率と高信号品質の両方を確保するために、反射層46、第1の誘電体層47、記録層48および第2の誘電体層49を順次積層した構成を有する。第2の情報層55から第nの情報層60までの情報層は、高透過率と高信号品質の両方を確保するために、第1の誘電体層52、・・・、57、記録層53、・・・、58、第2の誘電体層54、・・・、59から成る。第1の誘電体層と中間層の間には、信号品質を高めるために反射層を適宜挿入してもよい。記録特性等に影響がなければ、コストを低くするために、各情報層における、反射層、第1の誘電体層および第2の誘電体層のいずれか又は全部は、形成しなくてよい。
基板2、10、25、45は、透明で円盤形状のものである。基板の材料として、ポリカーボネート樹脂、ポリメチルメタクリレート樹脂、ポリオレフィン樹脂、ノルボルネン系樹脂、紫外線硬化性樹脂(エポキシ樹脂もしくはアクリル樹脂等)、ガラス、またはこれらを組み合わせたものを用いることができる。基板2、10、25、45の厚さは、特に限定されないが、0.01mm以上1.5mm以下であってよい。
光透明層7、22、42、61は、透明で円盤形状のものである。光透明層の材料として、使用するレーザ光8、23、43、62の波長に対して、光吸収が小さく、短波長域において光学的に小さい複屈折率を有する材料が好ましく用いられる。具体的には、ポリカーボネート樹脂、ポリメチルメタクリレート樹脂、ポリオレフィン樹脂、ノルボルネン系樹脂、紫外線硬化性樹脂(エポキシ樹脂もしくはアクリル樹脂等)、ガラス、またはこれらを組み合わせたものを用いることができる。光透明層7、22、42、61の厚さは、特に限定されないが、0.01mm以上1.5mm以下であってよい。
記録および再生に使用する対物レンズの開口数が0.75以上0.95以下である場合、記録媒体の製造時の強度を保つために基板2、10、25、45の厚さは、1.00mm以上1.20mm以下の範囲内にあることが好ましい。また、光透明層7、22、42、61の厚さは、チルトに対する許容幅を小さくするために、0.03mm以上0.20mm以下の範囲内にあることが好ましい。
一方、対物レンズの開口数が0.55以上0.75以下の場合、基板2、10、25、45の厚さは0.50mm以上0.70mm以下の範囲内にあることが好ましい。また、光透明層7、22、42、61の厚さは、0.50mm以上0.70mm以下の範囲内にあることが好ましい。
中間層16、31、37、51、56の材料として、光透明層と同様に、ポリカーボネート樹脂、ポリメチルメタクリレート樹脂、ポリオレフィン樹脂、ノルボルネン系樹脂、紫外線硬化性樹脂(エポキシ樹脂もしくはアクリル樹脂等)、ガラス、またはこれらを組み合わせたもの等を用いることができる。
中間層16、31、37、51、56の厚さは、第1の情報層、第2の情報層、第3の情報層及び第nの情報層のいずれか一つを再生する際に、他の情報層からのクロストークが小さくなるように、少なくとも対物レンズの開口数NAとレーザ光の波長λにより決定される焦点深度以上であることが必要である。また、中間層16、31、37、51、56の厚さは、全ての情報層が集光可能な範囲に収まるように、選択する必要がある。3以上の情報層を積層する場合は、それぞれの中間層の厚さが異なっていることが好ましい。なぜなら、中間層が同じ厚さである場合、情報層の位置が等間隔となり、レーザ光から遠い層(第m層)を記録再生する際に、2つ手前に位置する層(第m+2層)でレーザ光が焦点を結ぶ可能性があり、それによりクロストークが大きくなる可能性があるためである。
1つの情報記録媒体において、基板2、10、25、45、光透明層7、22、42、61、および中間層16、31、37、51、56のいずれかに、レーザ光を導くための案内溝或いはピットが、情報層の位置する側に形成されていることが好ましい。
記録層5、13、19、28、34、39、48、53、58は光学特性が異なる2つ以上の状態をとりうる材料から構成する。追記型の記録媒体の記録層の材料は、ある状態から、光学特性の異なる状態に、非可逆的に変化しうるものであることが好ましい。本発明においては、Te−O−M−M材料(MはAuおよびPdから選ばれる少なくとも1種の元素であり、MはAg、CuおよびNiから選ばれる少なくとも1種の元素)を記録材料として用いる。この材料を用いて記録層を形成すると、高密度記録が可能であり、長期にわたって記録データを安定に再生することができる、低コストの記録媒体が実現される。したがって、Te−O−M−M材料は、図1〜4に示す記録媒体のすべての記録層に適用することが好ましい。しかし、例えば、多層構造の記録媒体において各層の記録感度を互いに調整する必要がある場合には、Te−O−M−M材料を含む層とこの材料を含まない層とが、混在していてよい。
Te−O−M−M材料において、M原子として、AuおよびPdから選ばれる少なくとも1種の元素を用い、M原子としてAg、CuおよびNiから選ばれる少なくとも1種の元素を用いることによって、経年劣化による反射率の低下がない、低コストの記録媒体を実現できる。M原子はPdであることがより好ましい。これは、高速記録において良好な信号品質を確保できるからである。M原子は、Cuであることがより好ましい。これは、良好な信号品質を確保できるからである。以下に、TeOに添加するMおよびMとして、上記の元素を選択した理由を説明する。
TeO記録材料(添加原子を含まない)の特徴として、情報を記録した直後に信号を再生するため微弱なレーザを照射すると、記録マークが徐々に変化することが知られている。Teの結晶構造は六方晶系に属しており、基本的な格子はTe−Teの共有結合によるコイル状の鎖状格子である。コイル同士は互いにファンデルワールス力で凝集し、六方格子となる。Teの鎖状構造は、融点より相当高い温度でも保存されて、基本的には2配位であり、ところどころにおいて、鎖間のファンデルワールス結合により、共有結合性を帯びる場所が生じて、3配位になって等方性が増す傾向になっている。記録の際に、TeOを融点以上(Te単体の融点は450℃)に加熱して、液体とした後、急冷すると、3配位の部分も凍結される。この3配位の部分は、固体状態において、非常に不安定である。この歪んだ状態を緩和するために、微弱なレーザ照射により記録マークが変化する(ここでは増感現象とよぶ)と考えられる。
この増感現象を防ぐために、TeOに別の材料(元素)を添加することが検討されてきた。添加材料に求められる条件の一つは、Oと結合せずに(すなわち酸化物として母材になるのではなく)、Teと結合して安定な結晶を形成することである。さらに、この結晶は、単体のTeに比べて高い結晶構造の対称性を有することが好ましい。対称性が高い結晶は、上述した増感現象が生じにくいものであり、また、高い結晶化速度を有するからである。
表1に代表的な添加材料の酸化物生成エンタルピーとTe化物の結晶構造とを示す。Pd、Au、Ag、Cu、Niは、その酸化物生成エンタルピーの絶対値が、Teのそれより小さいので、相対的に酸化物を作りにくい。そのため、これらの原子は、レーザ照射によって、熱エネルギーが加えられた際に、TeO母材中に入らず、Teと相互作用すると考えられる。一方、Biは、その酸化物生成エンタルピーがTeのそれよりも大きく、酸化物を作りやすいので、TeO母材中に入りやすいと考えられる。
Figure 0005148629
これらの添加材料の中でも、PdとAuは結晶化速度が大きい添加材料として知られている。例えば、Te−O−Pdを記録材料として用いた記録媒体にBD規格の8倍速で記録した信号は、良好な信号品質を有するという報告もなされている。しかし、PdおよびAuは高価であるから、低コストで情報記録媒体を作製するために、その使用量を減らすことが好ましい。他方、従来の3元系のTe−O−Pd記録材料において、Pd量を減らした場合、記録データを再生する程度のパワーのレーザ光の照射によって、信号品質が劣化し、記録の際に多大なレーザパワーが必要となるといった問題が生じていた。このことは、実用上好ましくなかった。またPdの添加量によらず、経年劣化によって反射率が低下する現象が発生し、長期にわたって記録データを安定に再生することができないといった問題も判明した。
そこで、(1)高速記録性、(2)低コスト、(3)記録感度、(4)再生耐久性、および(5)保存信頼性に関する要求を満たすために、Te、O、M及びM(MはAuおよびPdから選ばれる少なくとも1種の元素であり、MはAg、CuおよびNiから選ばれる少なくとも1種の元素)から成る、4成分系の材料を、本発明において使用している。
Te−O−M−M材料を含む記録層における、記録メカニズムは次のように考えられる。成膜後のTe−O−M−M薄膜は、TeOの中に、Te−M、Te−M、Te、M、およびMが微粒子として、一様に分散している複合材料である。記録のためのレーザ光照射により、Te−M、Te−M、Te、M、Mが溶融し、より大きな結晶粒子が析出する。それにより、Te−O−M−M材料の光学状態が変化し、レーザ光が照射された部分とされていない部分の光学状態の差が信号として検出できる。PdまたはAuを適量添加することにより、結晶粒子をより高速に析出することができ、また、高い信頼性を確保することができる。さらに、Ag、CuおよびNiから選択される少なくとも1種の元素を適量添加することにより、記録感度を向上させることができる。
記録層5、13、19、28、34、39、48、53、58が、Te−O−M−M材料を含む場合、当該材料を構成する4種類の原子(Te、O、M、M)が合わせて、記録層に含まれる全原子の80%以上を占めることが好ましい。記録層において、4種類の原子の含有割合が合わせて80原子%未満であると(即ち、Te−O−M−M材料を構成しない原子の含有割合が20原子%を越えると)、Te−O−M−M材料を使用することによる効果を得られない。即ち、Te−O−M−M材料は、主成分として、記録層に含まれることを要する。
記録層5、13、19、28、34、39、48、53、58に含まれるTe−O−M−M材料において、Te原子の含有割合は10原子%以上50原子%以下であり、O原子の含有割合は40原子%以上70原子%以下であり、M原子の含有割合は3原子%以上15原子%以下であり、M原子の含有割合は3原子%以上15原子%以下である。また、このTe−O−M−M材料において、M原子の含有割合は3原子%以上10原子%以下であることがより好ましく、M原子の含有割合は3原子%以上10原子%以下であることがより好ましい。特にM原子がPdである場合、Pdの含有割合は3原子%以上5原子%以下であることがより好ましい。
Te−O−M−M材料において、各原子の含有割合が上記の範囲にある理由を、以下に述べる。
Te−O−M−M材料において、Te原子の含有割合が低すぎると、記録層5、13、19、28、34、39、48、53、58に含まれるTeOの量が少なくなり、後述するように、十分な耐湿性および良好なコントラストを得られない。また、Oと結合しないTeの量が少ないと、良好なコントラストを得られない。Te原子の含有割合が50原子%を超えると、信号を記録後、再生用のレーザ光により、記録マークが劣化しやすくなる。よって、Te原子の含有割合は、10原子%以上50原子%以下とする。
記録層中のO原子はその大半がTeと結合してTeOを形成して存在している。このTeOは記録材料の耐湿性を高くする役割を果たし、TeOの量が多いほど、記録層はより優れた耐湿性を有する。また、TeOの量が少なすぎると、熱伝導率が高くなるため、記録層の面内における熱拡散が大きくなり、良好なコントラストが得られにくい。そのため、O原子の含有割合は40原子%以上であることが好ましい。しかし、TeOの量が多い場合には、相対的にTe、M、Mの割合が低下する。その結果、レーザ光の吸収効率が低下して記録感度が低下し、また、記録前後における反射率の変化量が小さくなり良好な信号品質が得られなくなる。そのため、O原子の含有割合は70原子%以下であることが好ましい。したがってO原子の含有割合は40原子%以上70原子%以下とする。
Te−O−M−M材料におけるTe原子の含有割合をXTeとし、O原子の含有割合をXとした場合に、X/XTeの比は、1.1以上1.6以下であることが好ましい。X/XTeが1.1未満であると、良好なコントラストを得られないことがあり、X/XTeが1.6を超えると、記録感度が低下することがある。
Te−O−M−M材料において、M原子の含有割合が3原子%未満であると、記録層5、13、19、28、33、38において、PdTeの結晶核(M=Pdの場合)またはAuTeの結晶核(M=Auの場合)が少なくなる。これらの結晶核が少ないと、記録層を高速に結晶化することが困難である。また、M原子の含有割合が低いと、信号を記録した後に再生光を照射することによって記録マークが劣化するといった問題がある。一方、M原子の含有割合が15原子%を超える場合には、記録前後の反射率変化が低下するため、良好な信号品質を確保することが難しい。したがって、M原子の含有割合は3原子%以上15原子%以下とする。また、M原子の含有割合が3原子%以上10原子%以下の範囲内にあると、非晶質の反射率と結晶の反射率との差が十分に大きくなり、良好な信号品質が得られやすくなる。さらに、M原子がPdである場合に、Pdの含有割合が3原子%以上5原子%以下であると、高密度で記録した場合にも良好な信号品質を得ることができる。
Te−O−M−M材料において、M原子の含有割合が3原子%未満であると、記録層5、13、19、28、33、38のレーザ光の吸収効率が低下し、記録感度が悪化する。一方、M原子の含有割合が15原子%を超える場合には、記録前後の反射率変化が低下するため、良好な信号品質を確保することが難しい。したがって、M原子の含有割合は3原子%以上15原子%以下とすることが好ましい。また、M原子の量が3原子%以上10原子%以下の範囲内にあると、非晶質の反射率と結晶の反射率との差が十分に大きくなり、良好な信号品質が得られやすくなる。
前記Te−O−M−M材料におけるM原子の含有割合XとM原子の含有割合Xの和に対するM原子の含有割合の比{X/(X+X)}は、0.25以上0.75以下であることが好ましい。X/(X+X)が0.25未満であると、経年劣化による反射率の低下が見られ、X/(X+X)が0.75を超えると、経年劣化による反射率の上昇が見られる。記録媒体を長期間にわたって安定的に使用するという観点から、経年劣化による反射率の変化(低下および上昇)は、抑制されることが好ましい。X/(X+X)は、より好ましくは、0.375以上0.625以下である。
記録層5、13、19、28、34、39、48、53、58の厚さは、2nm以上50nm以下とすることが好ましい。厚さを2nm以上とすることにより、記録材料が途切れのない層を形成しやすく(即ち、島状構造となりにくく)、十分なC/N比を得ることできるからである。また、厚さが50nmより厚い場合には、記録層面内の熱拡散が大きいため、C/N比が低下する。図2に示すような2つの情報層を有する情報記録媒体のレーザ入射側に位置する情報層(第2の情報層)は、高い透過率を有することが求められるので、記録層19の厚さを2nm以上30nm以下とすることが好ましい。また、図3および図4に示すような3以上の情報層を有する情報記録媒体のレーザ入射側に位置する情報層(例えば、図3における第2の情報層36、第3の情報層41、図4における第2の情報層55、第nの情報層60)は、より高い透過率を有することが求められるので、記録層34、39、53、58の厚さは2nm以上20nm以下とすることが好ましい。
また、記録層5、13、19、28、34、39、48、53、58は、Te−Oを主成分として含む膜と、MおよびMを主成分として含む膜とを交互に積層した構成とすることもできる。この場合、記録層を形成するための工程数が増えるものの、各層の厚さを微調整することにより、Te−Oと、MおよびMとの混合比を容易に調整することができる。よって、そのような積層構成を、必要に応じて用いてよい。
記録層5、13、19、28、34、39、48、53、58には、Te、O、M及びM(MはAuおよびPdから選ばれる少なくとも1種の元素であり、MはAg、CuおよびNiから選ばれる少なくとも1種の元素)以外の元素が含まれていてもよい。例えば、熱伝導率もしくは光学定数の調整、または耐熱性もしくは環境信頼性の向上等を目的として、S、N、F、B及びCから選ばれる少なくとも1種の元素を添加してもよい。これらの元素の含有割合は、記録層全体の20原子%以下とすることが好ましい。
第1の誘電体層4、12、18、27、33、38、47、52、57と第2の誘電体層6、14、20、29、35、40、49、54、59は、情報層での効果的な光吸収を可能にするための光学特性の調節、および記録層の保護を主な目的として設けられる。第1の誘電体層および第2の誘電体層は、ZnS等の硫化物、ZnSe等のセレン化物、Si−O、Al−O、Ti−O、Ta−O、Zr−O、Cr−O、Zn−O、およびSb−O等の酸化物、Ge−N、Cr−N、Si−N、Al−N、Nb−N、Mo−N、Ti−N、Zr−N、およびTa−N等の窒化物、Ge−O−N、Cr−O−N、Si−O−N、Al−O−、Nb−O−N、Mo−O−N、Ti−O−N、Zr−O−N、およびTa−O−N等の窒酸化物、Ge−C、Cr−C、Si−C、Al−C、Ti−C、およびZr−C、Ta−C等の炭化物、Si−F、Al−F、Ca−F、La−F、およびMg−F等の弗化物、又はこれらの適当な組み合わせ(例えば、ZnS−SiO等)が主成分として(例えば、80mol%以上の量で)含まれるように形成される。
第1の誘電体層の厚さ及び第2の誘電体層の厚さはいずれも、1nm以上100nm以下であることが好ましい。記録再生特性において十分なC/N比が得やすいためである。誘電体層の厚さが1nm未満であると、記録層を保護するのに不十分であり、誘電体層の厚さが100nmより厚い場合には、成膜の際に多くの時間を要し、生産性の面で好ましくない。
反射層3、11、17、26、32、46は、放熱効果、および記録層での効果的な光吸収を可能にする光学的効果を得るために設ける。反射層の材料として、Au、Ag、Cu、Al、Ni、Cr、Ti等の金属、またはこれらから2以上選択された金属の合金などが用いられる。レーザ光8、23、43、62の波長が350nm〜500nmである場合、十分な反射率を確保するためにAg合金やAl合金が好ましく用いられる。特に放熱性および耐湿性の観点から、Ag−Pd−Cu、Ag−Ga−Cu、Ag−Bi、Al−CrまたはAl−Niを用いることがより好ましい。反射層の厚さは1nm以上であることが好ましい。反射層3、11、17、26、32、46の厚さが1nm未満であると、反射層は均一な層とならず、十分な熱的および光学的な効果が得られないためである。
なお、本発明は、図1、図2、図3および図4に示した情報記録媒体1、9、24、44に限定されるものではなく、種々の構成に適用することができる。例えば、図示した情報記録媒体において、低コスト化のために、反射層3、11、17、26、32、46、第1の誘電体層4、12、18、27、33、38、47、52、57、または第2の誘電体層6、14、20、29、35、40、49、54、59を、必要に応じて設けなくてよい。
例えば、図2に示す情報記録媒体において、2つの情報層15および21はともに反射層を有する構成であるが、いずれか一方の情報層は、コストを低くすること、および/または透過率を高めることを目的として、反射層を有しない構成を有してよい。図4に示す情報記録媒体においては、第1の情報層50のみが、反射層46を有する構成であるが、第2の情報層55〜第nの情報層60が反射層を有していてもよいし、或いは第1の情報層50が反射層46を有しない構成であってもよい。
一般に、反射層を設けると情報層の透過率は低下するが、その放熱効果および光学的効果により、高い信号品質を容易に得ることができる。このため、レーザ光の入射側に位置する、図2における第2の情報層21、図3における第2の情報層36および第3の情報層41、図4における第2の情報層55から第nの情報層60については、反射層を設けるかどうかを適切に決定する必要がある。反射層を設けた場合、その反射層を非常に薄くして(例えば10nm以下)、情報層の高い透過率を保つように、反射層を設計する必要がある。反射層の屈折率n及び消衰係数kのより好ましい範囲は、それぞれ2.0未満及び2.0以上である。
本発明はまた、基板上に、第2の誘電体層、記録層、第1の誘電体層および反射層がこの順に積層され、光透過層として、ダミー基板が貼り合わされた構成の記録媒体に適用してよい。そのような記録媒体について、記録再生は、基板の側からレーザ光を照射して行う。
図2〜図4に示すような多層記録媒体においては、レーザ入射側の層(例えば図2における第2の情報層21)に本発明のTe−O−M−M材料を適用すると、従来のTe−O−Pd記録材料に比べて良好なコントラストが得られ、より優れた信号品質が確保される。
上記の情報層を構成する各薄膜は、例えば、真空蒸着法、スパッタリング法、イオンプレーティング法、CVD(Chemical Vapor Deposition)法、MBE(Molecular Beam Epitaxy)法等の気相薄膜堆積法によって形成することができる。
次に、本発明の情報記録媒体の製造方法を説明する。各層の作製順序は、図1に示す情報記録媒体は、基板2上に、反射層3、第1の誘電体層4、記録層5、および第2の誘電体層6をこの順に成膜し、その上に光透明層7を形成することによって作製できる。光透明層7は、第2の誘電体層6まで作製した媒体と、接着樹脂を片面に有する基材(例えば、板、シート、またはフィルム)とを貼り合わせることによって形成してもよい。あるいは、光透明層7は、第2の誘電体層6まで作製した媒体とシート状の基材とを、紫外線硬化性樹脂によって貼り合わせることにより形成してもよい。あるいはまた、光透明層は、第2の誘電体層6まで作製した媒体上に紫外線硬化樹脂をスピンコート法により塗布した後、樹脂を紫外線によって硬化させる方法により形成してもよい。
図2、図3、図4に示す情報媒体も同様に、成膜工程、ならびに中間層および光透明層の形成工程を実施して、作製することができる。中間層は、紫外線硬化性樹脂を用いて、スピンコート法により形成することができる。あるいは、中間層は、シート状の基材を貼り合わせる方法によって形成することができる。
Te−O−M−M材料を含む記録層は、好ましくはスパッタリングにより形成される。スパッタリングは、以下の2つの方法のいずれかにより実施することが好ましい。
第1の方法において、スパッタリングは、Te、O、M(MはAuおよびPdから選ばれる少なくとも1種の元素である)及びM(MはAg、CuおよびNiから選ばれる少なくとも1種の元素である)から成る材料を含むスパッタリングターゲットを使用して、希ガスを含む雰囲気中で、実施される。このスパッタリング方法は、記録層に含まれるべきTe−O−M−M材料の組成と同じ又は類似する組成のターゲットを用いる方法である。希ガスを含む雰囲気ガス(成膜ガスとも呼ばれる)は、好ましくは希ガスを80体積%以上含む。希ガスは、Arガス、Krガス、およびXeガスのいずれでもよい。第1の方法において、スパッタリングは、直流(DC)電源を用いて実施することが好ましい。
第2の方法において、スパッタリングは、Te、M(MはAuおよびPdから選ばれる少なくとも1種の元素である)及びM(MはAg、CuおよびNiから選ばれる少なくとも1種の元素である)から成る材料を含むスパッタリングターゲットを使用して、希ガスと酸素との混合ガスを含む雰囲気中で、実施される。よって、第2の方法においては、反応性スパッタリングが実施される。このスパッタリング方法で形成される記録層において、Te原子、M原子およびM原子は、Te−M−M材料から成るスパッタリングターゲットから与えられ、酸素は、雰囲気ガスから与えられる。雰囲気ガスは、好ましくは希ガスと酸素との混合ガスを80体積%以上含む。酸素ガスの割合を調節することによって、記録層に含まれる酸素の含有割合を調節することができる。雰囲気ガスは、酸素ガスを、例えば、0.1体積%以上70体積%以下含んでよい。
上記第1および第2の方法において、2以上の異なるスパッタリングターゲットを(例えば、第1の方法においては、Te―Oから成るスパッタリングターゲットと、M−Mから成るスパッタリングターゲットを、第2の方法においては、Teから成るスパッタリングターゲットと、M−Mから成るスパッタリングターゲット)を同時にスパッタリングしてよい。
これらいずれかの方法で記録層を成膜することによって、高密度で情報を記録することが可能であり、長期にわたって記録データを安定に再生することができる、低コストの情報記録媒体を得ることができる。
次に、本発明の情報記録媒体の記録再生装置および記録および再生方法の一例を説明する。
図5に、光ディスクの記録および再生に用いる装置の一例の概略を示す。信号の記録および再生には、レーザ光を集光させる対物レンズ66およびレーザ67と搭載した光学ヘッド(図示省略)と、レーザ光を照射する位置を所定の位置へ導くための駆動装置(図示省略)、トラック方向及び膜面に垂直な方向の位置を制御するためのトラッキング制御装置及びフォーカシング制御装置(図示省略)と、レーザパワーを変調するためのレーザ駆動装置(図示省略)、媒体を回転させるためのスピンドルモータ69とを備えた記録再生装置を用いる。
信号の記録は、媒体をスピンドルモータ69により回転させながら、光学系(即ち、対物レンズ)によりレーザ光を微小スポットに絞りこんで、媒体へレーザ光を照射することにより行う。レーザ光が照射された部分は、記録マークを形成する。信号の再生は、レーザ光を照射し、媒体からの信号を光検出器68で読みとることによって行う。信号の再生に用いるレーザ光のパワーレベルP1は、信号の記録に用いるレーザ光のパワーレベルP2よりも低く、かつそのパワーレベルP1でのレーザ照射によって記録マークの光学的な状態が影響を受けず、かつそのパワーレベルP1でのレーザ照射によって、媒体から記録マークの再生のために十分な光量が得られるように選択される。
記録再生に用いるレーザ光の波長は、350nm以上500nm以下であることが好ましい。例えば、波長405nmのレーザ光とNA0.85のレンズとを用いることによって、直径12cmの情報記録媒体において、1つの情報層につき、23GB〜35GBの高密度記録を実現できる。あるいは、波長405nmのレーザ光とNA0.65のレンズを用いることによって、直径12cmの情報記録媒体において、1つの情報層につき、15GB〜20GB程度の高密度記録を実現できる。
次に、実施例を用いて本発明を詳細に説明する。
(実施例1)
実施例1では、記録材料として、Te−O−Pd−Cu材料を用いた場合に、記録層の組成がC/N比、再生耐久性に及ぼす影響を調べた。記録層の組成がそれぞれ異なる複数の情報記録媒体をサンプルとして作製し、評価した。以下にその詳細を示す。
本実施例では、図1に示す構成を有する情報記録媒体1を作製した。基板2として、ポリカーボネート樹脂から成る基板を用いた。基板は、直径12cm及び厚さ1.1mmのものであり、一方の表面に案内溝を有していた。案内溝は、0.32μmのグルーブピッチ(隣り合うグルーブの中心間の距離)、および20nmのグルーブ深さを有していた。
基板2のグルーブが形成された側の表面上に、AgPdCu(重量比98.1:0.9:1.0)ターゲットを用いて厚さ80nmのAgPdCu反射層をスパッタリングにより形成した。次に、反射層3の上に、ZrO−SiO−Cr−LaF(分子数比23:23:31:23)ターゲットを用いて、第1の誘電体層4として、ZrO−SiO−Cr−LaF層をスパッタリングにより形成した。第1の誘電体層4の厚さは、サンプルにより異なっている。第1の誘電体層4の厚さは、記録層の組成に応じて記録再生を安定に行うことができる反射率が確保され、また、コントラストが最大となるように、3〜40nmの範囲から選択した。第1の誘電体層4の上に、Te−Pd−Cuから成るターゲットを用いて、厚さ20nmのTe−O−Pd−Cu材料から成る記録層5をスパッタリングにより形成した。記録層の組成は、サンプルにより異なり、表2に示すとおりである。次に、記録層5の上に、ZnS−SiO(分子数比80:20)ターゲットを用いて、第2の誘電体層6として、ZnS−SiO層をスパッタリングにより形成した。また、第1の誘電体層は、屈折率が1.6〜2.8となるように形成した。第2の誘電体層6の厚さは、サンプルにより異なっており、記録層の組成に応じて誘電体層が適切な屈折率および消衰係数を有するように、3〜40nmの範囲から選択した。また、第2の誘電体層は、屈折率が1.6〜2.8となるように形成した。
各層の成膜工程においては、直径100mm、厚さ6mm程度のターゲットを用いた。各層の成膜工程で使用した電源および出力は、反射層についてDC電源および200W、誘電体層についてRF電源および300W、記録層についてDC電源および100Wであった。また、反射層および誘電体層の成膜は、Ar25sccmのガスの雰囲気中で、ガス圧を0.13Paに保って実施した。記録層の成膜は、Ar25sccmと酸素との混合ガスの雰囲気中で、ガス圧を約0.13Paに保って実施した。第2の誘電体層6を形成した後、その表面上に、レーザ光に対して透明な紫外線硬化樹脂(アクリル樹脂)を用いて、厚さ100μmの光透明層を、スピンコート法により形成した。以上で情報記録媒体1の作製が完了した。
記録媒体の信号特性の記録層材料組成依存性を調べるため、記録層の組成が互いに異なるサンプルを作成した。記録層中のTe含有割合、Pd含有割合およびCu含有割合は、スパッタリングターゲットの組成を調整して、調整した。記録層中のO含有割合は、スパッタリングを実施する雰囲気ガス中のOガス量を調整して、調整した。
次に情報記録媒体の評価手法について説明する。情報記録媒体1に情報を記録するために、情報記録媒体1を回転させるスピンドルモータ69と、レーザ光65を発する半導体レーザと、レーザ光65を情報記録媒体1の記録層上に集光させる対物レンズ66とを備えた光学ヘッドを具備した一般的な構成の情報記録システムを用いた。記録した信号の評価の際、単一信号のC/N比の評価にはスペクトラムアナライザーを、ジッタ値の評価にはタイムインターバルアナライザーを用いた。情報記録媒体1の評価においては、波長405nmの半導体レーザと開口数0.85の対物レンズとを使用して、情報を記録した。各サンプルについて、一面あたり25GB容量相当、30GB容量相当、33.4GB容量相当の情報記録を実施した。情報記録媒体を回転させる線速度は、いずれの容量の情報を記録する場合にも、19.68m/s(144Mbps、BD4倍速相当)とした。
C/N比は以下の手順で評価した。上記のシステムを用いて、レーザ光を高パワーレベルのピークパワーと低パワーレベルのバイアスパワーとの間でパワー変調しながら情報記録媒体1に向けて照射して、マーク長2Tの単一信号を記録層のグルーブ表面に1回記録した後、スペクトルアナライザーによってC/N比を測定した。ここで43dBより大きいC/N比が得られれば、きわめて良好な信号品質を得ることが可能であることから◎、40dBより大きく43dB以下の場合には良好な信号品質が得られることから○、38dBより大きく40dB以下の場合には信号品質にやや問題があることから△、38dB以下の場合には信号品質が優れていないことから×と判定した。
記録感度は以下の手順で評価した。ここでは上記システムを用いて、マーク長2Tから8Tのランダム信号を記録層のグルーブ表面に1回記録した後、平均ジッタを測定した。次に、バイアスパワーとピークパワーの比を一定値に固定し、ピークパワーを種々変化させた各記録条件について、平均ジッタ値を測定し、平均ジッタ値が最小値になるピークパワー値を求め、これを記録感度とした。記録は4倍速(144Mbps)で行った。ここで8mW以下であれば◎、8mWより大きく9mW以下であれば○、9mWより大きく10mW以下であれば△、10mWより大きい場合には×と判定した。総合評価は、25GB相当の情報を記録したときのCN比、記録感度、反射率変動およびコストのうち、最低の評価であったものに合わせて、◎、○、△、×で評価した。例えば、サンプル1は、コストが×であるので、総合評価も×とした。サンプル8は、反射率変動が△であるので、総合評価も△とした。
反射率変動は、以下の条件で測定した。情報記録媒体を温度85℃、湿度85%RHの環境下において50時間保持することにより加速試験を実施した。加速試験の前後における反射率の変動率{100×(初期反射率−加速試験後の反射率)/初期反射率}を測定することにより、反射率変動を評価した。ここでは、反射率の変動率が5%以下であれば◎、5%より大きく15%以下であれば○、15%より大きく25%以下であれば△、25%より大きければ×と判定した。
コストは歩留まりおよび成膜時間などによっても左右されるが、ここでは記録層を成膜するのに必要な費用を判断基準とした。すなわち、記録層中に含まれるPdの量が少ないほど、コスト的に有利であるといえる。ここでは、記録層中のPd含有割合が10原子%以下であれば◎、10原子%より多く15原子%以下であれば○、15原子%より多いのであれば×と判定した。
次に記録層中の元素比率(各原子の含有割合)の測定方法について説明する。情報記録媒体における記録層中の元素の比率は、組成分析用のサンプルを作成し、X線マイクロアナライザにより測定した。組成分析用のサンプルは、情報記録媒体の各サンプルの記録層を形成するのに使用したスパッタリングターゲットおよび成膜条件を使用して、厚さ1mmのSi基板上に、厚さが500nmのTe−O−M−M材料の層を形成することによって、作成した。情報記録媒体の各サンプルの記録層の組成として、本方法により分析した結果を示す。以下の実施例においても同様である。
実施例1では、表2に示されるように、記録層がTe−O−Pd−Cu材料から成る情報記録媒体を作製し、上記評価を行った。比較例としてTe−O−Pd材料から成る情報記録媒体についても同様の評価を行った。評価結果を表2に示す。
Figure 0005148629
表2に示されるように、記録層がTe−O−Pd−CuもしくはTe−O−Pdから成る情報記録媒体について、記録層の組成が異なると、C/N比、記録感度、反射率変動(およびコスト)の評価が異なっていた。
記録層がTe−O−Pdから成る場合(サンプル14、15、16、17)には、反射率変動が大きかった。一方、記録層がTe−O−Pd−Cuから成る場合には、記録層中のPd含有割合およびCu含有割合が3原子%未満(サンプル6)であると、C/N比、記録感度、および反射率変動の評価が低くなった。また、Pd含有割合およびCu含有割合が15原子%より多いと(サンプル1)、C/N比とコストの評価が低くなった。
また、記録層中のPd含有割合とCu含有割合の和に対するCu含有割合の比が0.25以上0.75以下の範囲であると、反射率変動の点では問題がなかった。この比が前記範囲を外れると(実施例1ではサンプル8と10)、反射率変動が大きかった。
また、記録層中のO含有割合が70原子%より大きい場合(サンプル12)、C/N比と記録感度の評価が低かった。O含有割合が40原子%以下の場合(サンプル11)、C/N比の評価が低かった。
また、記録層中のTe含有割合が50原子%より大きい場合(サンプル13)、C/N比の評価が低かった。
原子の含有割合XとM原子の含有割合Xの和に対するM原子の含有割合の比{X/(X+X)}が、0.25未満であるもの(サンプル10)、または0.75を超えるもの(サンプル8)は、反射率変動がやや大きくなった。
したがって、C/N比、記録感度、反射率変動、およびコストを考慮すると、Te原子の含有割合が10原子%以上50原子%以下であり、O原子の含有割合が40原子%以上70原子%以下であり、M原子の含有割合が3原子%以上15原子%以下であり、M原子の含有割合が3原子%以上15原子%以下である、組成のTe−O−M−M材料が、記録層を構成するのに適していると考えられる。また、M原子の含有割合が3原子%以上10原子%以下であり、M原子の含有割合が3原子%以上10原子%以下である組成のTe−O−M−M材料を用いると、C/N比、記録感度、反射率変動、およびコストのすべての点で良好な結果が得られた(サンプル3〜5:総合評価はすべて◎)。よって、そのような組成の材料は、記録層を形成するのに特に好ましいといえる。また、Pd原子の含有割合が3原子%以上5原子%以下である組成のTe−O−Pd−Cu材料を用いると、記録密度を高くして情報を記録した場合(30GB〜33.4GB容量/面)でも、良好なCN比、即ち、良好な信号品質を得ることできた。
本実施例の結果より、記録層を構成するTe−O−M−M材料の組成を、Te原子の含有割合が10原子%以上50原子%以下であり、O原子の含有割合が40原子%以上70原子%以下であり、M原子の含有割合が3原子%以上15原子%以下であり、M原子の含有割合が3原子%以上15原子%以下であるように選択すると、良好な信号品質を示し、長期にわたって記録データを安定に再生することができる、低コストの情報記録媒体が実現されることを確認した。さらに、記録層を構成するTe−O−M−M材料の組成を、Te原子の含有割合が10原子%以上50原子%以下であり、O原子の含有割合が40原子%以上70原子%以下であり、M原子の含有割合が3原子%以上10原子%以下であり、M原子の含有割合が3原子%以上10原子%以下であるように選択すると、特に良好な特性を示す情報記録媒体が実現されることを確認した。また、記録層を構成するTe−O−Pd−Cu材料の組成を、Pd原子の含有割合が3原子%以上5原子%以下であるように選択すると、特に良好な信号品質を示す、高密度記録(30GB〜33.4GB容量/面)可能な情報記録媒体が実現されることを確認した。
(実施例2)
実施例2では、記録材料として、Te−O−Pd−Ag材料、Te−O−Pd−Ni材料、Te−O−Au−Ag材料、Te−O−Au−Ni材料、およびTe−O−Au−Cu材料を用いた場合に、記録材料がC/N比、記録感度、反射率変動、コストに及ぼす影響を調べた。情報記録媒体は実施例1と同様の方法で作製し、評価条件も実施例1で採用した条件と同様である。サンプルを評価した結果を表3に示す。
Figure 0005148629
表3に示されるように、記録層材料として、Te−O−Pd−Ag材料、Te−O−Pd−Ni材料、Te−O−Au−Ag材料、Te−O−Au−Ni材料、およびTe−O−Au−Cu材料を用いた場合に、C/N比、記録感度、反射率変動、コストの点で実施例1と同様に良好な結果が得られた。
本実施例の結果より、記録層が、Te−O−Pd−Ag材料、Te−O−Pd−Ni材料、Te−O−Au−Ag材料、Te−O−Au−Ni材料、およびTe−O−Au−Cu材料から成る記録媒体は、記録層がTe−O−Pd−Cu材料から成る記録媒体と、同様の特性を有することを確認した。
(実施例3)
実施例3では、2つの情報層から成る情報記録媒体に、Te−O−M−M材料(ここでは代表例としてTe−O−Pd−Cuを使用)及びTe−O−Pdを適用し、実施例1と同様に、記録層の組成が、C/N比、記録感度、および反射率変動を評価した。
図2に示す構成を有する情報記録媒体を作製した。基板10として、ポリカーボネート樹脂から成る基板を用いた。基板は、直径12cmおよび厚さ1.1mmのものであり、一方の表面に案内溝を有していた。案内溝は、0.32μmのグルーブピッチ、20nmのグルーブ深さを有していた。
基板10のグルーブが形成された側の表面上に、第1の情報層15を形成した。第1の情報層15は、反射層14、第1の誘電体層12、記録層13、および第2の誘電体層14を有する構成とした。まず、AgPdCu(重量比98.1:0.9:1.0)ターゲットを用いて、厚さ80nmのAgPdCu反射層11をスパッタリングにより形成した。次に、ZrO−SiO−Cr−LaF(分子数比23:23:31:23)ターゲットを用いて、厚さ10nmのZrO−SiO−Cr−LaF誘電体層12(屈折率:1.98)をスパッタリングにより形成した。次に、Te−Pd−CuまたはTe−Pdから成るターゲットを用いて、厚さ20nmのTe−O−Pd−Cu材料(サンプル24)またはTe−O−Pd材料(サンプル23)から成る記録層13を形成した。次に、ZnS−SiO(分子数比80:20)ターゲットを用いて、厚さ5nmのZnS−SiO誘電体層14(屈折率:2.30)をスパッタリングにより形成した。
第1の情報層15の表面上に、紫外線硬化性樹脂(アクリル樹脂)をスピンコート法により塗布した。次いで、基板に形成された案内溝と相補的な形状の凹凸が形成された板を、紫外線硬化性樹脂に密着させた。板を密着させたまま、紫外線硬化性樹脂を硬化させ、その後、板を取り除いた。それにより、案内溝を有する、厚さ約25μmの中間層16を形成した。
中間層16の表面上に、第2の情報層21を形成した。第2の情報層21は、反射層17、第1の誘電体層18、記録層19、および第2の誘電体層20を有する構成とした。まず、AgPdCu(重量比98.1:0.9:1.0)ターゲットを用いて、厚さ12nmのAgPdCu反射層17をスパッタリングにより形成した。次に、ZrO−SiO−Cr−LaF(分子数比23:23:31:23)ターゲットを用いて、厚さ14nmのZrO−SiO−Cr−LaF誘電体層18(屈折率:1.98)をスパッタリングにより形成した。次に、Te−Pd−CuまたはTe−Pdから成るターゲットを用いて、厚さ12nmのTe−O−Pd−Cu(サンプル24)またはTe−O−Pd(サンプル23)から成る記録層19をスパッタリングにより形成した。次に、ZnS−SiO(分子数比80:20)ターゲットを用いて、厚さ10nmのZnS−SiO誘電体層20(屈折率:2.30)をスパッタリングにより形成した。この第2の情報層の表面上に、紫外線硬化性樹脂(アクリル樹脂)を用いて、厚さ約75μmの光透明層22をスピンコート法により形成した。記録層の組成は、実施例1のサンプル4と同様であった。各層の成膜条件、記録層組成の分析方法、C/N比、記録感度、反射率変動の評価方法は、実施例1で採用したそれらと同じである。この実施例で作製した、情報記録媒体(サンプル23、24)の評価結果を表4に示す。
Figure 0005148629
表4に示されるように、第1の情報層と第2の情報層の記録層を、Te:O:Pd:Cu=32:58:5:5[原子%]の組成比を有するTe−O−Pd−Cu材料で構成すると、実施例1のサンプル4と同様にC/N比、記録感度、および反射率変動について良好な評価結果が得られた。
また、サンプル23とサンプル24のCN比を比較すると、第1の情報層において、組成の違いによるCN比の差は見られなかったものの、第2の情報層において、組成の違いによるCN比の差が生じた。具体的には、第2の情報層が、Te:O:Pd:Cu=32:58:5:5[原子%]の組成比を有するTe−O−Pd−Cu材料で構成したサンプル24において、より良好なCN比が得られた。
ここでは、記録層がTe:O:Pd:Cu=32:58:5:5[原子%]の組成を有するサンプルの評価結果を示している。第1の情報層と第2の情報層の記録層が、実施例1および2で使用した他の組成の材料から成る場合でも、同様の傾向を示すことを確認した。
本実施例の結果より、記録層を構成するTe−O−M−M材料の組成を、Te原子の含有割合が10原子%以上50原子%以下であり、O原子の含有割合が40原子%以上70原子%以下であり、M原子の含有割合が3原子%以上15原子%以下であり、M原子の含有割合が3原子%以上15原子%以下であるように選択すると、良好な信号品質を示す2層の情報記録媒体を実現できることを確認した。また、多層構造の情報記録媒体において、Te−O−M−M材料から成る記録層は、レーザ入射側に配置された場合に、Te−O−Pd材料と比較して、より良好なC/N特性を与えることを確認した。
(実施例4)
実施例4では、3つの情報層から成る情報記録媒体に、Te−O−M−M材料(ここでは代表例としてTe−O−Pd−Cuを使用)を適用し、実施例1と同様に、C/N比、記録感度、および反射率変動を評価した。
図3に示す構成を有する情報記録媒体を作製した。基板25として、ポリカーボネート樹脂から成る基板を用いた。基板は、直径12cmおよび厚さ1.1mmのものであり、一方の表面に案内溝を有していた。案内溝は、0.32μmのグルーブピッチ、20nmのグルーブ深さを有していた。
基板25のグルーブが形成された側の表面上に、第1の情報層30を形成した。第1の情報層は、反射層26、第1の誘電体層27、記録層28、および第2の誘電体層29を有する構成とした。まず、AgPdCu(重量比98.1:0.9:1.0)ターゲットを用いて、厚さ80nmのAgPdCu反射層26をスパッタリングにより形成した。次に、ZrO−SiO−Cr−LaF(分子数比23:23:31:23)ターゲットを用いて、厚さ10nmのZrO−SiO−Cr−LaF誘電体層27(屈折率:1.98)をスパッタリングにより形成した。次に、Te−Pd−Cuから成るターゲットを用いて、厚さ20nmのTe−O−Pd−Cu材料から成る記録層28をスパッタリングにより形成した。次に、ZnS−SiO(分子数比80:20)ターゲットを用いて、厚さ10nmのZnS−SiO誘電体層29(屈折率:2.30)をスパッタリングにより形成した。
第1の情報層30の表面上に、紫外線硬化性樹脂(アクリル樹脂)をスピンコート法により塗布した。次いで、基板に形成された案内溝と相補的な形状の凹凸が形成された板を、紫外線硬化性樹脂に密着させた。板を密着させたまま、紫外線硬化性樹脂を硬化させ、その後、板を取り除いた。それにより、案内溝を有する、厚さ約25μmの中間層31を形成した。
中間層31の表面上に、第2の情報層36を形成した。第2の情報層36は、反射層32、第1の誘電体層33、記録層34、第2の誘電体層35を有する構成とした。まず、AgPdCu(重量比98.1:0.9:1.0)ターゲットを用いて、厚さ12nmのAgPdCu反射層32をスパッタリングにより形成した。次に、ZrO−SiO−Cr−LaF(分子数比23:23:31:23)ターゲットを用いて、厚さ14nmのZrO−SiO−Cr−LaF誘電体層33(屈折率:1.98)をスパッタリングにより形成した。次に、Te−Pd−Cuから成るターゲットを用いて、厚さ10nmのTe−O−Pd−Cu材料から成る記録層34を、スパッタリングにより形成した。次に、ZnS−SiO(分子数比80:20)ターゲットを用いて、厚さ11nmのZnS−SiO誘電体層35(屈折率:2.30)をスパッタリングにより形成した。
この第2の情報層36の表面上に、厚さ約18μmの中間層37を形成した。中間層37は、中間層31と同様の方法で形成した。
この中間層37の表面上に、第3の情報層41を形成した。第3の情報層41は、第1の誘電体層38、記録層39、および第2の誘電体層40を有する構成とした。まず、AlNターゲットを用いて、厚さ15nmのAlN誘電体層38(屈折率:2.05)をスパッタリングにより形成した。次に、Te−Pd−Cuから成るターゲットを用いて、厚さ12nmのTe−O−Pd−Cu材料から成る記録層39を形成した。次に、ZnS−SiO(分子数比80:20)ターゲットを用いて、厚さ41nmのZnS−SiO誘電体層40(屈折率:2.30)をスパッタリングにより形成した。この第3の情報層41の表面上に、紫外線硬化性樹脂(アクリル樹脂)を用いて厚さ約57μmの光透明層42をスピンコート法により形成した。記録層の組成は、実施例1のサンプル4と同様にした。各層の成膜条件、および記録層組成の分析方法は、実施例1で採用したそれらと同じである。
本実施例では、C/N比、記録感度、および反射率変動の評価の際に、1層あたり34GBの容量の情報を記録した。具体的には、記録再生は、実施例1で用いた波長405nmの半導体レーザと開口数0.85の対物レンズを使用して行い、信号検出はPR12221MLを使用して行った。この実施例で作製した、情報記録媒体(サンプル25)の評価結果を表5に示す。
Figure 0005148629
表5に示されるように、第1の情報層、第2の情報層および第3の情報層の記録層を、Te:O:Pd:Cu=32:58:5:5[原子%]の組成比を有するTe−O−Pd−Cu材料で構成すると、実施例1のサンプル4と同様にC/N比、記録感度、および反射率変動について良好な評価結果が得られた。
ここでは、記録層がTe:O:Pd:Cu=32:58:5:5[原子%]の組成を有するサンプルの評価結果を示している。第1、第2、および第3の情報層の記録層が、実施例1および2で使用した他の組成の材料から成る場合でも、同様の傾向を示すことを確認した。
本実施例の結果より、記録層を構成するTe−O−M−M材料の組成を、Te原子の含有割合が10原子%以上50原子%以下であり、O原子の含有割合が40原子%以上70原子%以下であり、M原子の含有割合が3原子%以上15原子%以下であり、M原子の含有割合が3原子%以上15原子%以下であるように選択すると、良好な信号品質を示す3層の情報記録媒体を実現できることを確認できた
(実施例5)
実施例5では、4つの情報層から成る情報記録媒体に、Te−O−M−M材料(ここでは代表例としてTe−O−Pd−Cuを使用)を適用し、実施例1と同様に、C/N比、記録感度、および反射率変動を評価した。
図4に示す構成構成を有する情報記録媒体(n=4)を作製した。基板44としては、ポリカーボネート樹脂から成る基板を用いた。基板は、直径12cmおよび厚さ1.1mmのものであり、一方の表面に案内溝を有していた。案内溝は、0.32μmのグルーブピッチ、20nmのグルーブ深さを有していた。
基板44のグルーブが形成された側の表面上に、第1の情報層50を形成した。第1の情報層は、反射層46、第1の誘電体層47、記録層48、および第2の誘電体層49を有する構成とした。まず、AgPdCu(重量比98.1:0.9:1.0)ターゲットを用いて、厚さ80nmのAgPdCu反射層46をスパッタリングにより形成した。次に、ZrO−SiO−Cr−LaF(分子数比23:23:31:23)ターゲットを用いて、厚さ10nmのZrO−SiO−Cr−LaF誘電体層47(屈折率:2.05)をスパッタリングにより形成した。次に、Te−Pd−Cuから成るターゲットを用いて、厚さ30nmのTe−O−Pd−Cu材料から成る記録層48をスパッタリングにより形成した。次に、ZnS−SiO(分子数比80:20)ターゲットを用いて、厚さ10nmのZnS−SiO誘電体層49(屈折率:2.30)をスパッタリングにより形成した。
この第1の情報層の表面上に、紫外線硬化性樹脂(アクリル樹脂)をスピンコート法により塗布した。次いで、基板に形成された案内溝と相補的な形状の凹凸が形成された板を、紫外線硬化性樹脂に密着させた。板を密着させたまま、紫外線硬化性樹脂を硬化させ、その後、板を取り除いた。それにより、案内溝を有する、厚さ約13.5μmの中間層51を形成した。
中間層51の表面上に、第2の情報層55を形成した。第2の情報層55は、第1の誘電体層52、記録層53、および第2の誘電体層54を有する構成とした。まず、AlNターゲットを用いて、厚さ5nmのAlN誘電体層52(屈折率:2.05)を形成した。次に、Te−Pd−Cuから成るターゲットを用いて、厚さ17nmのTe−O−Pd−Cu材料から成る記録層53をスパッタリングにより形成した。次に、ZnSターゲットを用いて、厚さ20nmのZnS誘電体層54(屈折率:2.52)をスパッタリングにより形成した。この第2の情報層55の表面上に、案内溝を有する厚さ約17.5μmの中間層56を形成した。中間層56は、中間層51と同様の方法で形成した。
この中間層の表面上に、第3の情報層を形成した。第3の情報層は、第1の誘電体層、記録層、および第2の誘電体層を有する構成した。まず、AlNターゲットを用いて、厚さ10nmのAlN誘電体層(屈折率:2.05)をスパッタリングにより形成した。次に、Te−Pd−Cuから成るターゲットを用いて、厚さ10.5nmのTe−O−Pd−Cuから成る記録層をスパッタリングにより形成した。次に、ZnS−SiO(分子数比80:20)ターゲットを用いて、厚さ33nmのZnS−SiO誘電体層(屈折率:2.30)をスパッタリングにより形成した。この第3の情報層の表面上に、案内溝を有する厚さ約9.5μmの中間層を形成した。中間層は、中間層51と同様の方法で形成した。
この中間層の表面上に、第4の情報層60を形成した。第4の情報層60は、第1の誘電体層57、記録層58、および第2の誘電体層59を有する構成とした。まず、AlNターゲットを用いて、厚さ15nmのAlN誘電体層57(屈折率:2.05)をスパッタリングにより形成した。次に、Te−Pd−Cuから成るターゲットを用いて、厚さ7.5nmのTe−O−Pd−Cu材料から成る記録層58をスパッタリングにより形成した。次に、ZnS−SiO(分子数比80:20)ターゲットを用いて、厚さ46nmのZnS−SiO誘電体層59(屈折率:2.30)をスパッタリングにより形成した。この第4の情報層の表面上に、紫外線硬化性樹脂(アクリル樹脂)を用いて、厚さ約59.5μmの光透明層61をスピンコート法により形成した。
記録層の組成は、実施例1のサンプル4と同様にした。各層の成膜条件、記録層組成の分析方法、C/N比、記録感度、および反射率変動の評価方法は、実施例1で採用したそれらと同じである。この実施例で作製した、情報記録媒体(サンプル26)の評価結果を表6に示す。
Figure 0005148629
表6に示されるように、第1の情報層、第2の情報層、第3の情報層および第4の情報層の記録層を、Te:O:Pd:Cu=32:58:5:5[原子%]の組成比を有するTe−O−Pd−Cu材料で構成すると、実施例1のサンプル4と同様にC/N比、記録感度、および反射率変動について良好な評価結果が得られた。
ここでは、記録層がTe:O:Pd:Cu=32:58:5:5[原子%]の組成を有するサンプルの評価結果を示している。第1、第2、第3および第4の情報層の記録層が、実施例1および2で使用した他の組成の材料から成る場合でも、同様の傾向を示すことを確認した。
本実施例の結果より、記録層を構成するTe−O−M−M材料の組成を、Te原子の含有割合が10原子%以上50原子%以下であり、O原子の含有割合が40原子%以上70原子%以下であり、M原子の含有割合が3原子%以上15原子%以下であり、M原子の含有割合が3原子%以上15原子%以下であるように選択すると、良好な信号品質を示す4層の情報記録媒体を実現できることを確認した。
(実施例6)
実施例6では、6つの情報層から成る情報記録媒体に、Te−O−M−M材料(ここでは代表例としてTe−O−Pd−Cuを使用)を適用し、実施例1と同様に、記録層の組成が、C/N比、記録感度、および反射率変動を評価した。
図4に示す構成を有する情報記録媒体(n=6)を作製した。基板44としては、ポリカーボネート樹脂から成る基板を用いた。基板は、直径12cmおよび厚さ1.1mmのものであり、一方の表面に案内溝を有していた。案内溝は、0.32μmのグルーブピッチ、20nmのグルーブ深さを有していた。
基板44のグルーブが形成された側の表面上に、第1の情報層50を形成した。第1の情報層は、反射層46、第1の誘電体層47、記録層48、および第2の誘電体層49を有する構成とした。まず、AgPdCu(重量比98.1:0.9:1.0)ターゲットを用いて、厚さ80nmのAgPdCu反射層46をスパッタリングにより形成した。次に、ZrO−SiO−Cr−LaF(分子数比23:23:31:23)ターゲットを用いて、厚さ20nmのZrO−SiO−Cr−LaF誘電体層47(屈折率:1.98)をスパッタリングにより形成した。次に、Te−Pd−Cuから成るターゲットを用いて、厚さ20nmのTe−O−Pd−Cu材料から成る記録層48を、スパッタリングにより形成した。次に、ZnS−SiO(分子数比80:20)ターゲットを用いて、厚さ20nmのZnS−SiO誘電体層49(屈折率:2.30)をスパッタリングにより形成した。
第1の情報層50の表面上に、紫外線硬化性樹脂(アクリル樹脂)をスピンコート法により塗布した。次いで、基板に形成された案内溝と相補的な形状の凹凸が形成された板を、紫外線硬化性樹脂に密着させた。板を密着させたまま、紫外線硬化性樹脂を硬化させ、その後、板を取り除いた。それにより、案内溝を有する、厚さ約20.0μmの中間層51を形成した。
中間層51の表面上に、第2の情報層55を形成した。第2の情報層55は、第1の誘電体層52、記録層53、および第2の誘電体層54を有する構成とした。まず、AlNターゲットを用いて、厚さ5nmのAlN誘電体層52をスパッタリングにより形成した。次に、Te−Pd−Cuから成るターゲットを用いて、厚さ15nmのTe−O−Pd−Cu材料から成る記録層53をスパッタリングにより形成した。次に、ZnSターゲットを用いて、厚さ5nmのZnS誘電体層(屈折率:2.52)をスパッタリングにより形成した。次に、TiOターゲットを用いて、厚さ18nmのTiO誘電体層(屈折率:2.68)をスパッタリングにより形成した。即ち、第2の誘電体層54は、ZnS誘電体層とTiO誘電体層の2層構成とした。この第2の情報層55の表面上に、案内溝を有する厚さ約23.0μmの中間層56を形成した。中間層56は、中間層51と同様の方法で形成した。
この中間層56の表面上に、第3の情報層を形成した。第3の情報層は、第1の誘電体層、記録層、および第2の誘電体層を有する構成とした。まず、AlNターゲットを用いて厚さ10nmのAlN誘電体層(屈折率:2.05)をスパッタリングにより形成した。次に、Te−Pd−Cuから成るターゲットを用いて、厚さ8nmのTe−O−Pd−Cu材料から成る記録層をスパッタリングにより形成した。次に、ZnS−SiO(分子数比80:20)ターゲットを用いて、厚さ39nmのZnS−SiO誘電体層(屈折率:2.30)をスパッタリングにより形成した。この第3の情報層の表面上に、案内溝を有する厚さ約13.0μmの中間層を形成した。中間層は、中間層51と同様の方法で形成した。
この中間層の表面上に、第4の情報層を形成した。第4の情報層は、第1の誘電体層、記録層、および第2の誘電体層を有する構成とした。まず、AlNターゲットを用いて、厚さ10nmのAlN誘電体層(屈折率:2.05)をスパッタリングにより形成した。次に、Te−Pd−Cuから成るターゲットを用いて、厚さ5nmのTe−O−Pd−Cu材料から成る記録層をスパッタリングにより形成した。次に、ZnS−SiO(分子数比80:20)ターゲットを用いて、厚さ53nmのZnS−SiO誘電体層(屈折率:2.30)をスパッタリングにより形成した。この第4の情報層の表面上に、案内溝を有する厚さ約17.0μmの中間層を形成した。中間層は、中間層51と同様の方法で形成した。
この中間層の表面上に、第5の情報層を形成した。第5の情報層は、第1の誘電体層、記録層、および第2の誘電体層を有する構成とした。まず、AlNターゲットを用いて、厚さ15nmのAlN誘電体層(屈折率:2.05)をスパッタリングにより形成した。次に、Te−Pd−Cuから成るターゲットを用いて、厚さ5nmのTe−O−Pd−Cu材料から成る記録層を形成した。次に、ZnS−SiO(分子数比80:20)ターゲットを用いて、厚さ54nmのZnS−SiO誘電体層(屈折率:2.30)をスパッタリングにより形成した。この第5の情報層の表面上に、案内溝を有する厚さ約10.0μmの中間層を形成した。中間層は、中間層51と同様の方法で形成した。
この中間層の表面上に、第6の情報層60を形成した。第6の情報層60は、第1の誘電体層57、記録層58、および第2の誘電体層59を有する構成とした。まず、AlNターゲットを用いて、厚さ15nmのAlN誘電体層57(屈折率:2.05)をスパッタリングにより形成した。次に、Te−Pd−Cuから成るターゲットを用いて、厚さ4nmのTe−O−Pd−Cu材料から成る記録層58をスパッタリングにより形成した。次に、ZnS−SiO(分子数比80:20)ターゲットを用いて、厚さ57nmのZnS−SiO誘電体層59(屈折率:2.30)をスパッタリングにより形成した。この第6の情報層の表面上に、紫外線硬化性樹脂(アクリル樹脂)を用いて、スピンコート法により、厚さ約37.0μmの光透明層61を形成した。
各記録層の組成は、実施例1のサンプル4と同様にした。各層の成膜条件、記録層組成の分析方法、C/N比、記録感度、反射率変動の評価方法は、実施例1で採用したそれらと同じである。この実施例で作製した、情報記録媒体(サンプル27)の評価結果を表7に示す。
Figure 0005148629
表7に示されるように、第1の情報層、第2の情報層、第3の情報層、第4の情報層、第5の情報層および第6の情報層の記録層を、Te:O:Pd:Cu=32:58:5:5[原子%]の組成比を有するTe−O−Pd−Cu材料で構成すると、実施例1のサンプル4と同様にC/N比、記録感度、および反射率変動について良好な評価結果が得られた。
ここでは、記録層がTe:O:Pd:Cu=32:58:5:5[原子%]の組成を有するサンプルの評価結果を示している。第1、第2、第3、第4、第5および第6の情報層の記録層が、実施例1および2で使用した他の組成の材料から成る場合でも、同様の傾向を示すことを確認した。
本実施例の結果より、記録層を構成するTe−O−M−M材料の組成を、Te原子の含有割合が10原子%以上50原子%以下であり、O原子の含有割合が40原子%以上70原子%以下であり、M原子の含有割合が3原子%以上15原子%以下であり、M原子の含有割合が3原子%以上15原子%以下であるように選択すると、良好な信号品質を示す4層の情報記録媒体を実現できることを確認した。
(実施例7)
実施例7では、記録材料としてTe−O−Pd−Cu材料を用いた場合に、記録層の厚さがC/N比に及ぼす影響を調べた。情報記録媒体は実施例1で用いた方法と同様の方法で作製し、評価条件も実施例1で採用した条件と同様である。記録層の厚さが互いに異なるサンプル28−34を評価した結果を表8に示す。
Figure 0005148629
表8に示されるように、記録層がTe−O−Pd−Cu材料から成る情報記録媒体について、C/N比は記録層の厚さにより変化した。
表8によると、記録層の厚さが2nm未満であると(サンプル28)、C/N比が低かった。これは、記録層が途切れのない層になっていなかったためであると考えられる。記録層の厚さが2nm以上50nm以下の範囲内にあると(サンプル29〜33)では、記録材料が連続した層になりやすく、良好なC/N比を得ることができた。特に、記録層の厚さが10nm以上30nm以下の範囲内にあると(サンプル31〜32)、十分な光学変化が得られ、かつ面内の熱拡散も小さいことから、より良好なC/N比を得ることができた。記録層の厚さが50nmを超えると(サンプル34)、記録層面内の熱拡散が大きくなるので、C/N比が低下した。したがって、C/N比を考慮すると、Te−O−M−M材料を含む記録層の厚さは2nm以上50nm以下が適していると考えられる。
ここでは、記録材料としてTe−O−Pd−Cu材料を用いた例を説明した。Te−O−Pd−Ag材料、Te−O−Pd−Ni材料、Te−O−Au−Ag材料、Te−O−Au−Ni材料、Te−O−Au−Cu材料を用いた場合でも、同様の特性が得られることを確認した。
図2に示される2つの情報層を有する情報記録媒体において、第1の情報層の記録層の適当な厚さは、同様に2nm以上50nm以下であった。一方、第2の情報層は高い透過率を有する必要があるので、第2の情報層の記録層の適当な厚さは、2nm以上30nm以下であることがわかった。
図3に示される3つの情報層を有する情報記録媒体において、第1の情報層の記録層の適当な厚さは、同様に2nm以上50nm以下であった。一方、第2の情報層は高い透過率と高反射率を有する必要があるので、第2の情報層の記録層の適当な厚さは、2nm以上30nm以下であることがわかった。また、第3の情報層は、高い透過率を有する必要があるので、第3の情報層の記録層の適当な厚さは、2nm以上20nm以下であることがわかった。
図4に示される構成を有し、nが4である情報記録媒体において、第1の情報層の記録層の適当な厚さは、同様に2nm以上50nm以下であった。一方、第2の情報層〜第4の情報層は、高透過率を有する必要があるので、これらの情報層の記録層の適当な厚さは、2nm以上20nm以下であることがわかった。
図4に示される構成を有し、nが6である情報記録媒体においては、第1の情報層の記録層の適当な厚さは、同様に2nm以上50nm以下であった。一方、第2の情報層〜第6の情報層は、高透過率を有する必要があるので、これらの情報層の記録層の適当な厚さは、2nm以上20nm以下であることがわかった。
本実施例の結果より、記録媒体が情報層を1つのみ有する場合には、記録層の厚さを2nm以上50nm以下とすることにより、良好な信号品質を示す情報記録媒体を実現できることを確認した。また、記録媒体が情報層を2つ有する場合には、レーザ入射側からみて、奥側の情報層の記録層の厚さを2nm以上50nm以下とし、レーザ入射側からみて手前側の情報層の記録層の厚さを2nm以上30nm以下とすることによって、良好な信号品質を示す情報記録媒体を実現できることを確認した。
さらに、記録媒体が情報層を3つ有する場合には、第1の情報層の記録層の厚さを2nm以上50nm以下とし、第2の情報層の記録層の厚さを2nm以上30nm以下とし、第3の情報層の記録層の厚さを2nm以上20nm以下とすることによって、良好な信号品質を示す情報記録媒体を実現できることを確認した。さらにまた、記録媒体がn個(nは4以上の整数である)の情報層を有する場合、第1の情報層の記録層の厚さを2nm以上50nm以下とし、第2〜第nの情報層の記録層の厚さを2nm以上20nm以下とすることにより、良好な信号品質を示す情報記録媒体を実現できることを確認した。
本発明の情報記録媒体及びその製造方法は、追記型の情報記録媒体であるDVD−RディスクおよびBD−Rディスクおよびその製造方法として有用である。
1、9、24、44、64 情報記録媒体
2、10、25、45 基板
4、12、18、27、33、38、47、52、57 第1の誘電体層
5、13、19、28、34、39、48、53、58 記録層
7、22、42、61 光透明層
8、23、43、45、62、65 レーザ光
3、11、17、26、32、46 反射層
6、14、20、29、35、40、49、54、59 第2の誘電体層
15、30、50 第1の情報層
16、31、37、51、56 中間層
21、36、55、 第2の情報層
41 第3の情報層
60 第nの情報層
63 記録再生装置
66 対物レンズ
67 レーザ
68 光検出器
69 スピンドルモータ

Claims (9)

  1. 基板と、記録層を有する情報層とを備え、レーザ光の照射により情報の記録及び再生を行う情報記録媒体であって、
    前記記録層が、Te、O、M(MはAuおよびPdから選ばれる少なくとも1種の元素である)及びM(MはAg、CuおよびNiから選ばれる少なくとも1種の元素である)から成るTe−O−M−M材料を含み、
    前記Te−O−M−M材料において、Te原子の含有割合が10原子%以上50原子%以下であり、O原子の含有割合が40原子%以上70原子%以下であり、M原子の含有割合が3原子%以上15原子%以下であり、M原子の含有割合が3原子%以上15原子%以下であり、
    前記Te−O−M −M 材料におけるM 原子の含有割合X とM 原子の含有割合X の和に対するM 原子の含有割合の比{X /(X +X )}が、0.25以上0.75以下である、
    情報記録媒体。
  2. 原子がPd原子である、請求項1に記載の情報記録媒体。
  3. Pd原子の含有割合が、3原子%以上5原子%以下である、請求項に記載の情報記録媒体。
  4. 原子がCu原子である、請求項1〜のいずれかに記載の情報記録媒体。
  5. 前記記録層の厚さが2nm以上50nm以下である、請求項1〜のいずれかに記載の情報記録媒体。
  6. 前記情報層を2以上含み、前記2以上の情報層のうち少なくとも1つの情報層が、前記Te−O−M−M材料を含む記録層を有する、請求項1に記載の情報記録媒体。
  7. 波長が350nm以上500nm以下であるレーザ光を用いて情報を記録および再生する、請求項1〜のいずれかに記載の情報記録媒体。
  8. 請求項1に記載の情報記録媒体の製造方法であって、記録層を形成する工程が、Te、O、M(MはAuおよびPdから選ばれる少なくとも1種の元素である)及びM(MはAg、CuおよびNiから選ばれる少なくとも1種の元素である)から成る材料を含むスパッタリングターゲットを使用して、希ガスを含む雰囲気中で、スパッタリングすることを含む、情報記録媒体の製造方法。
  9. 請求項1に記載の情報記録媒体の製造方法であって、記録層を形成する工程が、Te、M(MはAuおよびPdから選ばれる少なくとも1種の元素である)及びM(MはAg、CuおよびNiから選ばれる少なくとも1種の元素である)から成る材料を含むスパッタリングターゲットを使用して、希ガスと酸素との混合ガスを含む雰囲気中で、反応性スパッタリングすることを含む、情報記録媒体の製造方法。
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