JPH02265051A - 光記録媒体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 発明の技術分野 本発明は、保護膜を有する光記録媒体に係り、さらに詳
しくは、膜割れが発生せず、記録層の保護性能に優れた
保護膜を有する光記録媒体に関する。

発明の技術的背景ならびにその問題点 レーザ光等のエネルギービームを記録層に照射すること
により、記録層に情報を記録したり、記録された情報を
再生することができる光記録媒体としては、コンパクト
ディスク（ＣＤ）やＣＤＲＯＭなどのような再生専用型
の光記録媒体と、情報の記録は可能であるが消去不可能
な追記型（Ｗｒｉｔｅ−Ｏｎｃｅ）の光記録媒体と、情
報の書換えが自由にできる書換え型（Ｒｅ−Ｗｒｉｔａ
ｂｌｅ）の光記録媒体とが知られている。書換え型の光
記録媒体は、情報の書換えが自由にできるという利便性
がら、近年特に注目されている。

書換え型の記録媒体として、記録層を構成する膜の膜面
に対して垂直な方向に一軸磁気異方性を有する光磁気記
録層を持つ光磁気記録媒体と非晶結晶間の相変化を利用
した相変化光記録媒体が開発されている。

光磁気記録媒体では、記録層に情報再生用のレーザ光を
照射すると、その部分の磁化状態（大きさ、方向）に対
応して透過光もしくは反射光の偏光面が回転するため、
その現象（ファラデー効果、カー効果）を利用して情報
の再生を可能にしている。情報再生装置のコンパクト化
を図るためには、反射光の偏光面の回転角（カー回転角
）を検出する方が楽なことから、カー効果を利用して情
報の再生を行う方式の光磁気記録媒体が現在では主流で
ある。

ところで、カー回転角が大きい程、情報再生時の読み出
しエラーが少なくなることから、カー回転角を増大させ
るための種々の試みがなされている。

たとえば、特開昭５６−１５６．９４３号公報では、光
磁気記録膜と透明基板との間にカー効果を高めるための
エンハンス膜としての透明誘電体膜から成る保護膜を介
在させ、見掛は上のカー回転角の増大を図っている。カ
ー効果エンハンス膜としての透明誘電体膜から成る保護
膜を構成する祠質としては、ＺｒＯ、ＴｉＯＳＢＩ　　
Ｏ、ＳｉＯなどの酸化物、ＣｄＳ、Ｓｉ　　Ｎ　　、Ａ
、ｃｌＮ、ＳｉＣＳＺｎ　Ｓなどの非酸化物を用いるこ
とが知られている。非酸化物の透明誘電体膜は、酸化物
のものに比べ光磁気記録膜の耐酸化性または耐腐食性を
向上させる保護性能に優れていることがら、保護膜とし
て好ましく用いられ得る。その中でも、５１３Ｎ４は特
に記録膜の保護性能に優れていることから、保護膜とし
て用いられることが期待されている。

しかしながら、５１３Ｎ４から成る透明誘電体膜は、保
護膜としての機能はたとえ十分であっても、屈折率が１
．８〜２．０であり、他の非酸化物系の誘電体膜形成材
料（Ｚｎ　５ＳＣｄ　Ｓ、ＳｌＣ等）の屈折率に比較し
て低く、カー効果のエンハンス効果が低いという問題点
を有する。

このような問題点を解決するために、特開昭６１−２２
４５８号公報に示すように、窒化シリコン５１３Ｎ４を
主成分とし、Ｔｉ５Ｚｒ、Ｍｏ等の元素を第三成分とし
て含む透明誘電体薄膜を保護膜兼カー効果エンハンス膜
として用いる技術が開発されている。

しかしながら、Ｓｉ３Ｎ４から成る誘電体薄膜に、この
ように第三成分としての元素を含ませ、これを基板上に
積層させ、保護膜兼カー効果エンハンス膜として用いる
場合には、保護膜の膜割れが生じやすくなると共に、記
録層の保護性能が低下する虞があった。

本発明者等は、光磁気記録媒体および相変化光記録媒体
等を含む光記録媒体の保護膜について鋭意研究した結果
、Ｓｉ、ＣｒおよびＮを少なくとも含む透明誘電体薄膜
を、光記録媒体の保護膜として用いた場合に、膜割れが
発生せず、耐腐食性に優れ、かつ光学的エンハンス効果
に優れた保護膜が得られることを見出し、本発明を完成
するに至った。

発明の目的 本発明は、このような実情に鑑みてなされ、膜割れが発
生せず、耐腐食性に優れ、しがも光学的エンハンス効果
をも有する保護膜を持つ光記録媒体を提供することを目
的とする。

発明の概要 本発明に係る光記録媒体は、基板上に記録層を有し、こ
の記録層の光反射側および／または光透過側に保護膜を
有する光記録媒体であって、前記保護膜が、少なくとも
Ｓｉ、ＣｒおよびＮを含むことを特徴としている。

保護膜中に含まれるＳｌとＣｒとの原子数比は、Ｓｊ　
　　　Ｃｒ　　中のＸで表わした場合に、１−　ｘ　　
　　　　ｘ Ｏ８０５≦Ｘ≦０，４であることが好ましい。

このような本発明に係る光記録媒体によれば、保護膜中
に、ＳｉおよびＮ以外にＣｒも含有しているので、保護
膜の膜割れが発生しにくくなると共に、記録層の保護性
能も向上する。

また、このような保護膜を基板もしくは記録層上に成膜
するに際しては、Ｃｒを含まない窒化シリコン膜を成膜
する場合には採用できない直流電源（Ｄ　Ｃ）反応性ス
パッタリング法を採用することが可能になり、成膜の作
業性が大幅に向上する。

発明の詳細な説明 以下、本発明を図面に示す実施例を参照しつつ、具体的
に説明する。

第１図は本発明の一実施例に係る光記録媒体の断面図、
第２図は本発明の他の実施例に係る光記録媒体の断面図
である。

本発明に係る光記録媒体１は、たとえば第１図に示すよ
うに、基板２上に保護膜３と記録層４とがこの順で積層
された構造を有している。また、本発明では、保護膜３
は、基板２と記録層４との間には設けないで、記録層４
の表面にのみ積層させるようにして、光記録媒体を構成
するようにしても良く、また基板／保護膜／記録層／保
護膜の順序で積層されていてもよい。また記録層４の表
面には第２図に示すように、反射膜５を積層させるよう
にしても良く、記録層の上に積層した保護膜上にさらに
反射膜を積層してもよい。

第１，２図に示す実施例は、基板２側からレーザ光等の
エネルギービームが矢印Ａ方向から入射し、逆方向に反
射する光の光学特性変化を検出するタイプの光記録媒体
を示す。この実施例では、基板２と記録層４との間に保
護膜３が積層されていることから、この保護膜３は光の
光学特性変化をエンハンスするエンハンス膜としても機
能する。

本発明では、上記のような基板２の材質は特に限定され
ないが、透明基板であることが好ましく、具体的には、
ガラスやアルミニウム等の無機材料の他に、ポリメチル
メタクリレート、ポリエーテル−１・、ポリカーボネー
トとポリスチレンのポリマーアロイ、米国特許第４８１
４７７８号明細書に示されるような非晶質ポリオレフィ
ン、ポリ４−メチル１−ペンテン、エポキシ樹脂、ポリ
エーテルザルフォン、ポリサルフォン、ポリエーテルイ
ミド、エチレン・テトランクロドデセン共重合体等の有
機材料等を使用できる。

また本発明では、記録層４の材質も特に限定されないが
、記録層４が光磁気記録層である場合には、記録層４は
、（ｉ）３ｄ遷移金属から選ばれる少なくとも１種と、
（ｉｉｉ　）希土類から選ばれる少なくとも］種の元素
とからなっているが、または（ｉ）３ｄ遷移金属から選
ばれる少なくとも１種と、（ｉｉ　）耐腐食性金属と、
（ｉｉｉ　）希土類から選ばれる少なくともコ一種の元
素とからなっていることが好ましい。

］）３ｄ遷移金属としては、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｔｊ。

■、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｎｉ　ＸＣＩＪ、Ｚｎなどが用いられ
るが、このうちＦｅまたはＣｏあるいはこの両者である
ことが好ましい。

（ｉｉ　）耐腐食性金属は、記録層４に含ませることに
よって、この光磁気記録層の耐酸化、性を高めることが
できる。このような耐腐食性金属としては、ＰＬ、Ｐｄ
、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｔａ、Ｍｏ、Ｎｂなどが用いられるが、
このうちＰＬ、Ｐｄ、Ｔｉが好ましくとくにｐｔまたは
Ｐｄあるいはこの両者であることが好ましい。

（ｉｉｔ　）希土類元素としては、たとえばＧｄ５Ｔｂ
、ＤｙＸＨｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｙｌ）、Ｌｕ５Ｌａ。

Ｃｅ、Ｐｒ、ＮｄＳＰｍ、Ｓｍ、Ｅｕなとが挙げられる
が、このうちＧｄＸＴｂ、Ｄｙ５Ｈｏ。

Ｎ　ｄ　ＸＳ　ｍ　ＸＰ　ｒが好ましく用いられる。

記録層４が光磁気記録層以外の、たとえば相変化型記録
層である場合には、記録層４は、たとえば、Ｔｅを主成
分とした合金薄膜、Ｔ　ｅ−Ｇ　ｃ−３ｂ合金薄膜、Ｉ
　ｎ−３ｂ−Ｔ　ｅ合金簿膜、Ｓｅを主成分とした合金
薄膜等で構成される。

また本発明では、第２図に示すような反射膜５の材質も
特に限定されないが、たとえば、熱伝導率が２Ｊ／ｃｍ
−８ｅｃ−に以下好ましくは］−Ｊ　／　ｃｍ・５ｅＣ
−に以下であるような金属または合金から構成されてい
ることが望ましい。

さらに好ましくは、反射膜５は、反射率か５０％以上好
ましくは７０％以」二であり、かつ熱伝導率が２Ｊ／ｃ
ｍ−８ｅｃ−に以下好ましくはＩ　Ｊ　／　ｃｍ・５ｅ
ｅ−に以下であるような金属または合金から構成されて
いる。

具体的には、反射膜５は、熱伝導率が２　Ｊ　／　ｃｍ
・５ｅｃ−に以下のニッケル系合金、熱伝導率が０、　
７１．　Ｊ　／ｃｍ　・５ｅｃ−にであるｐｔ、熱伝導
率が０．７６Ｊ／ｃｍ−ｓｅｃ−にであるＰｄ、熱伝導
率が０．２２Ｊ／ｃｍ−ｓｅｃ−にであるＴｊ、または
熱伝導率が０．９９Ｊ／ｃｍ−ｓｅｃ　−にであるＣｏ
、熱伝導率が０．２３Ｊ／ｃｍ−ｓｅｃ　−にであるＺ
ｒあるいはこれらの合金か例示できる。

本発明では、このような光記録媒体１における保護膜３
を、少なくともＳｉ　　ＣｒおよびＮを含む薄膜で構成
している。保護膜３１１のＳｊ　　ＣｒおよびＮの含有
原子数比は、式１−ｘ　　　Ｘ　　Ｉ−ｙ　Ｎ、中のｘ
、ｙで表わしくＳｊ　　　Ｃｒ　　） た場合に、０．０５≦Ｘ≦０．４、好ましくは０．１≦
Ｘ≦０．３．０≦ｙ≦０．９、好ましくは０．２≦ｙ≦
４／７である。

このような範囲でＳｉ、ＣｒおよびＮを含ませることに
よって、膜割れが発生せず、さらに記録層の保護性能に
優れた保護膜が得られると共に、Ｃｒを含まない場合に
比べて光学的エンハンス効］１ 果を大きくすることができる。また、」二を己したよう
な範囲でＣｒを含まぜることにより、Ｃｒを含まないＳ
　ｉ−Ｎ薄膜を成膜する際には、採用することかできな
かった直流電源による反応性スパッタリングに・よる保
護膜の成膜が可能になり、成膜作業性が大幅に向」二す
る。

本発明では、記録層４の膜厚は、好ましくは５０〜５０
００人、特に好ましくは１．００〜２０００人であり、
保護膜３の膜厚は、５０〜５０００人、特（こ好ましく
は１００〜３０００人である。

このような保護膜３を基板２」二または記録層３上に成
膜するには、Ｓｉターゲット」二にＣｒチップを並べた
複合ターゲットまたはＳ　ｉ−Ｃｒ合金ターゲットを用
い、希ガスとＮ２の混合カス雰囲気中で反応性スパッタ
リングを行う。特に陰極カソードとして、Ｓ　ｉ−Ｃｒ
合金ターゲットを用いる場合は、ＤＣ反応性スパッタリ
ングで行なうことが好ましい。ＤＣ反応性スパッタリン
グは、ＲＦに比べて、成膜速度が速く、成膜作業性に優
れている。希ガスとしては、Ｈｅ、Ｎｅ、Ａｒ、Ｋｒ等
が例示されるが、好ましくはＡｒを用いる。

本発明では、Ｓ　ｉ−Ｃｒ合金ターゲットを用いること
によって、このＤＣ反応性スパッタリングが可能になっ
た。これはターゲット中にＣｒを含有させることにより
、スパッタリング時のグロー放電が安定化するためと考
えられる。

保護膜を成膜するための反応性スパッタリング時におけ
る希ガスとＮ２の流量比は、９：１〜０゜１０、好まし
くは７：３〜２：８である。

発明の効果 このような本発明に係る光記録媒体によれば、エンハン
ス膜中に、ＳｉおよびＮ以外にＣｒも含有しているので
、保護膜の膜割れが発生しにくくなると共に、記録層の
保護性能も向上する。

また、このような保護膜を基板もしくは記録層上に成膜
するに際しては、Ｃｒを含まない窒化シリコン膜を成膜
する場合には採用、できないＤＣ反応性スパッタリング
法を採用することが可能になり、成膜の作業性か大幅に
向上する。

］　３ ［実施例］ 以下、本発明をさらに具体的な実施例により説明するが
、本発明はこれら実施例に限定されない。

実施例Ｉ Ｓｉ　ターゲット上にＣｒチップを並べた複合ターゲッ
トをカソードとして用い　Ａｒ２０ＳＣＣＭ　５Ｎ２２
０　ＳＣＣＭの混合ガス雰囲気中（約］、　、　　５　
ｍｍ　Ｔｏｒｒ）で、ＲＦ５００Ｗのパフーテ反応性ス
パッタリングを行い、非晶質ポリオレフィンから成る基
板上に、Ｓｉ　　ＣｒおよびＮを含む約１０００人の保
護膜を得た。保護膜中のＳｊとＣｒの原子数比は、６７
　：　３３であった。

次にＴ　ｂ−Ｆ　ｅ−Ｃｏ合金ターゲットを用い、ＤＣ
マグネトロンスパッタ法により２０〜５０℃でＡｒ雰囲
気下、真空到達度１　、　　ＯＸ　］、　０　７Ｔｏｒ
ｒ以下の条件で約１０００人のＴ　ｂ−Ｆ　ｅ−Ｃｏか
らなる記録層を前記保護膜上に設け、さらに前記と同じ
方法で、この記録層」二に約１．　ＯＯ０人のＳｉＣｒ
−Ｎからなる保護膜と成膜して光記録媒体を得た。この
光記録媒体を８５℃、相対湿度８５ＲＨで１０００時間
放置した後のライフテストを行なった。この時、記録層
の保磁力（Ｈｅ　）に変化はなかった。

また、保護膜の光学定数、膜割れ試験の結果を表１に示
す。保護膜の光学定数は、エリプソメータ（波長８３９
ｍｍ）にて測定した。なお膜割れ試験は記録層と記録層
を設ける前の基板／保護膜について行なった。

実施例２ ＳｉとＣｒの焼結体合金ターゲラｈ（Ｃｒ２０原子％）
をカソードとして用いた以外は、実施例１と同様にして
基板上および記録層上に５ｌＣｒおよびＮを含む保護膜
を積層させて光記録媒体を得た。保護膜中のＳｊ　とＣ
ｒの原子数比は８０　：　２０であった。実施例１と同
様にライフテストを行なった結果、Ｈｃに変化がなかっ
た。また、実施例］と同様にして保護膜の光学定数およ
び膜割れ試験を行ない、その結果を表１に示す。

実施例３ 印加電圧をＤＣ３００ＷとしてＤＣ反応性スバッタリン
グを行った以外は、実施例２と同様にして基板上および
記録層」二にＳｉ　　ＣｒおよびＮを含む保護膜を積層
させて光記録媒体を得た。保護膜中のＳｉ　とＣｒの原
子数比は８０・２０てあった。保護膜形成時には、グロ
ー放電が安定であることが確認された。また実施例］と
同様にしてライフテストを行なった結果、Ｈｅに変化が
なかった。

このエンハンス膜の光学定数と膜割れについての試験を
実施例１と同様に行ない結果を表１に示す。

比較例］ Ｓｉ　ターゲットを単独でカソードとして用いた以外は
、実施例３と同様にして成膜を試みた。しかし、放電か
安定せず、保護膜を作製することができなかった。

比較例２ Ｓｉ　ターゲット」二に並べたチップをＭｏとした以外
は、実施例１と同様にして基板上および記録層」二に保
護膜を積層させて光記録媒体を得た。

試験結果を表１に示す。

比較例３ Ｓｉ　ターゲット上に並べたチップをＮｄとした以外は
、実施例］と同様にして基板上および記録層」二に保護
膜を積層させて光記録媒体を得た。

試験結果を表１に示す。

比較例４ Ｓｉ　ターゲット」二に並べたチップをＴｂとした以外
は、実施例］と同様にして基板」二および記録層上に保
護膜を積層させて光記録媒体を得た。

試験結果を表１に示す。

比較例５ Ｓ１ターゲット上に並べたチップをＧｄとした以外は、
実施例１と同様にして基板上および記録層上に保護膜を
積層させて光記録媒体を得た。

試験結果を表１に示す。

比較例６ Ｓｉターゲット上に並べたチップをＣｏとした以外は、
実施例］と同様にして基板上および記録層上に保護膜を
積層させて光記録媒体を１１？た。

試験結果を表１に示す。

比較例７ Ｓ１ターゲ・ソト」二（こ並べたチップをＴｉ　とした
以外は、実施例１−と同様にして基板上および記録層上
に保護膜を積層させて光記録媒体を得た。保護膜中のＳ
ｉとＴＩの原子数比は、６９：３１であった。

試験結果を表１に示す。

比較例８ Ｓｉターゲット上に並べたチップをＺｒとした以外は、
実施例］と同様にして基板上および記録層上に保護膜を
積層させて光記録媒体を得た。保護膜中のＳｉとＺｒの
原子数比は、９２：８であった。

試験結果を表１に示す。

［考　　察］ 実施例では、比較例に比べて膜割れがなく、しかも屈折
率が高く、保護膜もしくは光学的エンハンス膜としても
十分使えることが確３、召された。

表

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例に係る光記録媒体の断面図、
第２図は本発明の他の実施例に係る光記録媒体の断面図
である。 １・・・光記録媒体　　　　２・・基板３・・・保護膜
　　　　　　４・・・記録層性）「膜割れ」の欄て○は
、これらが 観察されなかったことを示し、 ×は観察されたことを示す。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）基板上に記録層を有し、この記録層の光反射側およ
   び／または光透過側に保護膜を有する光記録媒体であっ
   て、 前記保護膜が、少なくともＳｉ、ＣｒおよびＮを含むこ
   とを特徴とする光記録媒体。 ２）前記保護膜中に含まれるＳｉとＣｒとの原子数比を
   、次式Ｓｉ＿１＿−＿ｘＣｒ＿ｘ中のｘで表わした場合
   に、０．０５≦ｘ≦０．４であることを特徴とする請求
   項第１項に記載の光記録媒体。 ３）前記記録層が、記録層を構成する膜の膜面に対して
   垂直な方向に一軸磁気異方性を有する光磁気記録層であ
   ることを特徴とする請求項第１項または第２項に記載の
   光記録媒体。 ４）前記記録層がエネルギービームの入射によって、反
   射率および／または透過率等の光学的特性が変化する記
   録材料からなる薄膜であることを特徴とする請求項第１
   項または第２項に記載の光記録媒体。