JP5838306B2 - 情報記録媒体とその製造方法 - Google Patents
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Description
背景技術で述べたように、多層情報記録媒体の半透過型の情報層においては、その透過率を向上させるために、透過率調整膜の材料として、屈折率の高いBiおよびTiの酸化物が適当であると考えられる。従来構成においては、透過率調整膜は中間分離層に接して設けられている。この情報記録媒体に、温度50℃のような過酷な環境下で、情報を繰り返し記録した場合、繰り返しサイクル特性が悪いことが分かった。詳細な評価・解析を進めた結果、この繰り返しサイクル特性の悪化は、通常使用する環境下では全く見られず、過酷な環境下(50℃のような高温下)でのみ見られることが分かった。そして繰り返し特性の悪化要因が、信号のオーバーライトによる消去率低下ではなく、再生光が照射され続けることによるシェルフ(shelf)特性の悪化であることが分かった。再生光が照射され続けることによるシェルフ特性は、信号が記録されていない部分(未記録部分)に再生光が照射され続けたときに、当該部分において変質が生じるまでの期間によって決定される。
前記隔離膜を形成する工程が、前記情報層を光入射側とは反対の側で他の情報層から分離する中間分離層を形成した後に続けて実施され、かつ、波長405nmにおける光学定数の屈折率が1.8以下であり、消衰係数が0.05以下である膜が得られるように、ターゲットをスパッタリングすることを含み、
前記透過率調整膜を形成する工程が、前記隔離膜を形成する工程を実施した後に続けて実施され、Bi、TiおよびOを含む誘電体から成るターゲットをスパッタリングすることを含む
ことを特徴とする、情報記録媒体の製造方法を提供する。
前記隔離膜を形成する工程が、前記情報層を光入射側とは反対の側で他の情報層から分離する中間分離層を形成した後に続けて実施され、かつ、波長405nmにおける光学定数の屈折率が1.8以下であり、消衰係数が0.05以下である膜が得られるように、ターゲットをスパッタリングすることを含み、
前記透過率調整膜を形成する工程が、前記隔離膜を形成する工程を実施した後に続けて実施され、Bi、TiおよびOを含む誘電体から成るターゲットをスパッタリングすることを含む
ことを特徴とする。本明細書において、2つの層または膜を形成する工程を「続けて実施する」とは、2つの工程の間に、別の膜または層を形成する工程が実質的に存在しないことを意味する。そのように2つの工程を実施することにより、形成される膜が、厚さ方向において互いに接している構成を得ることができる。
前記第2誘電体膜を形成する工程が、ZnSとSiO2を含む誘電体から成るターゲットを用いてスパッタリングすることを含み、
前記第3誘電体膜を形成する工程が、前記第2誘電体膜を形成した後に続けて実施され、かつ、SiおよびAlより選ばれる少なくとも一つの元素の酸化物を含む誘電体から成るターゲットを用いてスパッタリングすることを含み、
前記第3誘電体膜を形成する工程を実施した後に、前記情報層を光入射側で他の情報層から分離する中間分離層または前記情報層を保護するカバー層が続けて形成されることが好ましい。
本発明の実施の形態1として、レーザ光を用いて情報の記録及び再生を行う情報記録媒体の一例を説明する。図1に、その光学的情報記録媒体の一部断面を示す。本実施の形態の情報記録媒体1は、情報を記録再生する情報層を3層含んでおり、片面からのエネルギービーム(一般的には、レーザ光)10の照射により、各情報層に対して情報を記録再生できる多層光学的情報記録媒体である。レーザビーム10は、波長405nm付近の青紫色域のレーザ光である。情報記録媒体1は、基板11上に、中間分離層13および15を介して、順次積層された、第1情報層12、第2情報層14および第3情報層16を有し、第3情報層に接してカバー層17が設けられている。第1情報層12は全反射型の情報層であり、第2情報層14および第3情報層16は半透過型の情報層である。この情報記録媒体において、第2情報層14および第3情報層16が、光入射側に位置する情報層であり、レーザ光がそれを通過して、別の情報層に情報を記録し、または別の情報層から情報を再生できるような透過率を有する情報層である。
本明細書中では、3つの情報層を積層した状態で測った各情報層の反射率を、実効反射率と定義する。特に断りがない限り、「実効」と記載していなければ、積層しないで測った反射率を指す。また、Rcgは記録層が結晶相であるときの情報層の溝部反射率、Ragは記録層が非晶質相であるときの情報層の溝部反射率である。ここで、「溝部」とは、基板において後述する案内溝が形成された部分を指し、溝部反射率とは溝部を有する部分の上方に位置する情報層の反射率である。反射率比はRcg/Ragと定義する。反射率コントラストは(Rcg−Rag)/(Rcg+Rag)と定義する。ここで、記録層が結晶相であるときの情報層の鏡面部反射率をRc、記録層が非晶質相であるときの情報層の鏡面部反射率をRaとすると、RcはRcgの1.2〜1.4倍で、RaもRagの1.2〜1.4倍である。ここで、「鏡面部」とは、基板に案内溝が形成されていない部分(平坦な部分)を指す。
基板11は円盤状の透明な基板であり、支持体として機能し、また情報層を保護する。基板11の材料としては、例えば、ポリカーボネート、アモルファスポリオレフィン、またはPMMA等の樹脂、あるいはガラスを挙げることができる。基板11の情報層を形成する側の表面には、必要に応じてレーザ光10を導くための凹凸の案内溝が形成されていてもよい。基板11の情報層が形成される側とは反対側の面は、平滑であることが好ましい。なお、図示した形態において、基板11は、1.1mm程度の厚みを有し、約120mmの直径を有することが好ましい。また、案内溝を基板11に形成した場合、本明細書においては、レーザ光10に近い側にある面を便宜的に「グルーブ面」と呼び、レーザ光10から遠い側にある面を便宜的に「ランド面」と呼ぶ。たとえば、媒体1をBlu−ray Disc(BD)として使用する場合、グルーブ面とランド面の段差(「グルーブの深さ」ともいう)は、10nm以上30nm以下であることが好ましい。BDでは、グルーブ面のみに記録を行う。BD用の基板11において、グルーブ−グルーブ間の距離(グルーブ面中心からグルーブ面中心までの距離。「トラックピッチ」とも呼ぶ)は、約0.32μmであることが好ましい。
SiOx (1)(式中、xは、1≦x≦4を満たす。)
AlOy (2)(式中、yは、1≦y≦4を満たす。)
MgOz (3)(式中、zは、1≦z≦4を満たす。)
AlSimOn(4)(式中、mは、0.5≦m≦10を満たし、nは、1≦n≦25を満たす。)
MgSiqOr (5)(式中、qは、0.5≦q≦10を満たしし、rは、1≦r≦25を満たす。)
LaFs (6)(式中、sは、1≦s≦6を満たす。)
CeFt (7)(式中、tは、1≦t≦6を満たす。)
透過率調整膜121は、透過率調整膜111と同様の材料を用いて形成することができる。透過率調整膜121の機能および形状も、透過率調整膜111のそれらと同様である。
第1界面膜124は、第1界面膜114と同様の材料を用いて形成することができる。第1界面膜124の機能および形状も、第1界面膜114のそれら同様である。なお、第1界面膜124は、第1誘電体123から核生成膜125および/または記録層126の元素拡散が生じる場合等に、必要に応じて設けることができる。
記録膜126は、記録膜116と同様の材料(可逆的相変化材料)を用いて形成することができる。記録膜126の機能も、記録膜116のそれと同様である。記録膜116の厚みは、第3情報層16の透過率を高くするため、なるべく小さくすることが好ましく、具体的には、3nm〜8nm範囲内にあることがより好ましい。また、記録膜116と同様に、記録膜126は、好ましくはGeaM1bM2cTe100−(a+b+c)(原子%)で表される材料を含み、より好ましくはそのような材料から実質的に成る。小さい厚みでも光学変化量を大きくし、情報記録媒体におけて反射率コントラストを高くして、大きな信号振幅を得るためには、当該材料にはGe50Te50がより多い量で含まれることが好ましい。
第2誘電体膜128は、第2誘電体膜118と同様の材料を用いて形成することができる。第2誘電体膜128の機能および形状も、第2誘電体膜118のそれらと同様である。
第3誘電体膜129は、第3誘電体膜119と同様の材料を用いて形成することができる。第3誘電体膜129の機能および形状も、第3誘電体膜119のそれらと同様である。第3情報層16の表面にはカバー層17が形成されるため、第3誘電体膜129は、第2誘電体膜128とカバー層17との間に位置する。
第1情報層12を構成する反射膜、第1誘電体膜、第1界面膜、記録膜、第2界面膜、第2誘電体膜および透過率調整膜は、気相成膜法の一つであるスパッタリング法により形成できる。まず、基板11(例えば、厚み1.1mm)を成膜装置内に配置する。
続けて、反射膜112上に第1誘電体膜113を形成する。第1誘電体膜113は、前述した第1誘電体膜102と同様の方法で形成できる。
続いて、第1誘電体膜113上に第1界面膜114を形成する。第1界面膜114は、前述した第1界面膜103と同様の方法で形成できる。
続けて、核生成膜115上に記録膜116を形成する。記録膜116は、前述した記録膜104と同様の方法で形成できる。
続けて、第2界面膜117上に第2誘電体膜118を形成する。第2誘電体膜118は、前述した第2誘電体膜106と同様の方法で形成できる。
まず、中間分離層15上に隔離膜120を形成する。隔離膜120は前述した隔離膜110と同様の方法で形成できる。
続けて、隔離膜120上に透過率調整膜121を形成する。透過率調整膜120は、前述した透過率調整膜111と同様の方法で形成できる。
続けて、透過率調整膜121上に反射膜122を形成する。反射膜122は、前述した反射膜112と同様の方法で形成できる。
続けて、第1誘電体膜123上に第1界面膜124を形成する。第1界面膜124は、前述した第1界面膜114と同様の方法で形成できる。
続けて、核生成膜125上に記録膜126を形成する。記録膜126は、前述した記録膜116と同様の方法で形成できる。
続けて、第2界面膜127上に第2誘電体膜128を形成する。第2誘電体膜128は、前述した第2誘電体膜118と同様の方法で形成できる。
続けて、第2誘電体膜128上に第3誘電体膜129を形成する。第3誘電体膜129は、前述した第2誘電体膜119と同様の方法で形成できる。
このようにして、実施の形態1の情報記録媒体1を製造することができる。
(実施例1)
本実施例では図1に示す情報記録媒体1の一例を説明する。以下に、本実施例の情報記録媒体1の製造方法を説明する。
まず、基板11として、案内溝(深さ20nm、トラックピッチ0.32μm)が形成されたポリカーボネート基板(厚さ1.1mm、直径120mm)を用意した。その基板11の案内溝が形成された面に、反射膜101として、厚さ100nmのAg−Ga−Cu(Agを96wt%以上含む)膜、第1誘電体膜102として、厚さ10nmの(Bi2O3)40(TiO2)60(mol%)膜、第1界面膜103として、厚さ5nmの(ZrO2)35(SiO2)35(Cr2O3)30(mol%)膜、記録膜104として、GeTeとIn2Te3を22:1の比で混合した混合物にSbを0.5原子%混合した、厚さ10nmのGe44.7In4.0Sb0.5Te50.8(原子%)膜、第2界面膜105として、厚さ3nmの組成式:(ZrO2)35(SiO2)35(Cr2O3)30(mol%)で表される膜、第2誘電体膜106として、(ZnS)80(SiO2)20(mol%)膜を、順次スパッタリング法により成膜した。第2誘電体膜106の厚みは、マトリクス法に基づく計算により決定した。具体的には、405nmのレーザ光に対して、第2情報層14および第3情報層16がない場合の第1情報層12のRcg(記録膜104が結晶相であるときの反射率)が22〜25%になるように、厚みを決定した。
ディスクNo.1−101〜1−107の媒体および比較例としてのディスクNo.1−001の媒体を評価した結果を表2に示す。
ディスクNo.1−101〜1−107の媒体および比較例としてのディスクNo.1−001の媒体を評価した結果を表3に示す。
以上のように、本発明によれば、従来の媒体を上回る繰り返し書き換え特性を有する情報記録媒体が得られた。
本実施例では図1に示す情報記録媒体1の別の一例を説明する。本実施例では、情報記録媒体1の第3情報層16の隔離膜120をSiO2で形成し、隔離膜120の厚みを変化させて、第3情報層16の透過率および繰り返し書き換え特性を評価した。
ディスクNo.2−101〜1−107の媒体および比較例としてのNo.1−001の媒体を評価した結果を表4に示す。
これらの結果から、隔離膜120の厚みは3nm以上20nm以下であることがより好ましいことがわかった。
本実施例では図1に示す情報記録媒体1の別の一例を説明する。本実施例では、情報記録媒体1の第3情報層16の隔離膜120をSiO2で形成し、透過率調整膜121を(Bi2O3)33.3(TiO2)66.7(mol%)で形成した例を示す。
ディスクNo.3−101および3−001の媒体を評価した結果を表5に示す。
本実施例では図1に示す情報記録媒体1の別の一例を説明する。本実施例では、情報記録媒体1の第3情報層16の隔離膜120をSiO2で形成し、第3誘電体膜129の材料を変化させて、第3情報層16の透過率、耐湿性および繰り返し書き換え特性を評価した。
ディスクNo.4−101〜4−107の媒体、および比較例としてのNo.4−001の媒体を評価した結果を表6に示す。
以上のように、本発明によれば、従来の媒体を上回る繰り返し書き換え特性を有する情報記録媒体が得られた。
本実施例では図1に示す情報記録媒体1の別の一例を説明する。本実施例では、情報記録媒体1の第3情報層16の隔離膜120をSiO2で形成し、第3誘電体膜129の厚みを変化させて、第3情報層16の透過率および繰り返し書き換え特性を評価した。
これらの情報記録媒体1について、第3情報層16の透過率と50℃雰囲気下における繰り返し書き換え特性の評価を行った。それぞれの評価方法は実施例1のそれと同様である。
ディスクNo.5−101〜5−106の媒体を評価した結果を表7に示す。
これらの結果から、第3誘電体129の厚みは5nm以上20nm以下であることがより好ましいことがわかった。
本実施例では図1に示す情報記録媒体1の別の一例を説明する。本実施例では、情報記録媒体1の第3情報層16の隔離膜120をSiO2で形成し、さらに第2情報層14の隔離膜110を形成して、第2情報層14の透過率および繰り返し書き換え特性を評価した。
ディスクNo.6−101および6−001の媒体を評価した結果を表8に示す。
以上のように、本発明によれば、従来の媒体を上回る繰り返し書き換え特性を有する情報記録媒体が得られた。
12、14、16 情報層
11 基板
101、112、122 反射膜
102、113、123 第1誘電体膜
106、118、128 第2誘電体膜
119、129 第3誘電体膜
103、114、124 第1界面膜
105、117、127 第2界面膜
104、116、126 記録膜
110、120 隔離膜
111、121 透過率調整膜
115、125 核生成膜
13、15 中間分離層
17 カバー層
10 レーザ光(エネルギービーム)
Claims (12)
- 3層以上の情報層を含む、光の照射により、情報を記録し再生することが可能な情報記録媒体であって、光入射側に配置される少なくとも一つの情報層が情報を書き換え可能な情報層であって、光入射側より少なくとも記録膜、Bi、TiおよびOを含む誘電体からなる透過率調整膜、および隔離膜をこの順に有し、前記隔離膜が、前記透過率調整膜と、前記情報層を光入射側とは反対の側で他の情報層から分離する中間分離層との間に、これらに接して設けられ、前記隔離膜の波長405nmにおける光学定数の屈折率が1.8以下であり、消衰係数が0.05以下であることを特徴とする情報記録媒体。
- 前記隔離膜がSiおよびAlから選ばれる少なくとも一つ元素の酸化物を含む、請求項1に記載の情報記録媒体。
- 前記隔離膜がSiO2もしくはAl2O3、またはAl6Si2O13から実質的に成る、請求項1に記載の情報記録媒体。
- 前記隔離膜の厚みが3nm以上20nm以下である、請求項1に記載の情報記録媒体。
- 光入射側に配置され、前記隔離膜を有する少なくとも1つの情報層が、光入射側より少なくとも第3誘電体膜、第2誘電体膜、記録膜および第1誘電体膜をこの順に有し、前記第3誘電体膜が、前記第2誘電体膜と、前記情報層を光入射側で他の情報層から分離する中間分離層または前記情報層を保護するカバー層との間に、これらに接して設けられ、前記第2誘電体膜がZnSとSiO2とを含み、前記第3誘電体膜の波長405nmにおける光学定数の屈折率が1.8以下であり、消衰係数が0.05以下であることを特徴とする、請求項1に記載の情報記録媒体。
- 前記第3誘電体膜がSiおよびAlから選ばれる少なくとも一つ元素の酸化物を含む、請求項5に記載の情報記録媒体。
- 前記第3誘電体膜がSiO2もしくはAl2O3、またはAl6Si2O13から実質的に成る、請求項5に記載の情報記録媒体。
- 前記第3誘電体膜の厚みが5nm以上20nm以下である、請求項5に記載の情報記録媒体。
- 3以上の情報層を含む、光により情報を記録し再生することが可能な情報記録媒体の製造方法であって、情報層を形成する工程を3以上含み、光入射側に配置される少なくとも1つの情報層を形成する工程が、Bi、TiおよびOを含む誘電体からなる透過率調整膜を形成する工程と、隔離膜を形成する工程と、光の照射により結晶相と非晶質相との間で可逆的に相変化し得る記録膜を形成する工程とを含み、
前記隔離膜を形成する工程が、前記情報層を光入射側とは反対の側で他の情報層から分離する中間分離層を形成した後に続けて実施され、かつ、波長405nmにおける光学定数の屈折率が1.8以下であり、消衰係数が0.05以下である膜が得られるように、ターゲットをスパッタリングすることを含み、
前記透過率調整膜を形成する工程が、前記隔離膜を形成する工程を実施した後に続けて実施され、Bi、TiおよびOを含む誘電体から成るターゲットをスパッタリングすることを含む
ことを特徴とする情報記録媒体の製造方法。 - 前記隔離膜を形成するために用いるターゲットがSiO2もしくはAl2O3、またはAl6Si2O13から実質的に成る、請求項9に記載の情報記録媒体の製造方法。
- 前記透過率調整膜を形成する工程と、前記隔離膜を形成する工程と、前記記録膜を形成する工程とを含む、前記少なくとも1つの情報層を形成する工程が、第3誘電体膜を形成する工程と第2誘電体膜を形成する工程とをさらに含み、
前記第2誘電体膜を形成する工程が、ZnSとSiO2を含む誘電体から成るターゲットを用いてスパッタリングすることを含み、
前記第3誘電体膜を形成する工程が、前記第2誘電体膜を形成した後に続けて実施され、かつ、SiおよびAlより選ばれる少なくとも一つの元素の酸化物を含む誘電体から成るターゲットを用いてスパッタリングすることを含み、
前記第3誘電体膜を形成する工程を実施した後に、前記情報層を光入射側で他の情報層から分離する中間分離層または前記情報層を保護するカバー層が続けて形成されることを特徴とする、請求項9に記載の情報記録媒体の製造方法。 - 前記第3誘電体膜を形成するために用いるターゲットがSiO2もしくはAl2O3、またはAl6Si2O13から実質的に成る、請求項11に記載の情報記録媒体の製造方法。
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