JPH02265052A - 光記録媒体の製造方法 - 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、光記録媒体の保護膜を製造する方法に係り、
さらに詳しくは、膜割れが発生せず、光学的エンハンス
効果に優れた保護膜を成膜作業性良く製造する方法に関
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てきる書換え型（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てきるという利便性
から、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か開発されている。

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かなされている。

たとえば、特開昭５［１−１５６，９４３号公報では、
光磁気記録膜と透明基板との間にカー効果エンハンス膜
としての透明誘電体膜を介在させ、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
透明誘電体膜を構成する４、ｌ質としては、ＺｒＯ、Ｔ
ｉＯ、Ｂｉ　　Ｏ，５ｊ０などの酸化物、ＣｄＳ、Ｓｔ
　　Ｎ　　、ＡρＮ１Ｓｉ　Ｃ５Ｚｎ　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記録膜の保護性能に優れてい
ることから、カー効果エンハンス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、カー効果エンハンス膜とし
て用いられることが期待されている。

しかしなから、５１３Ｎ４から成る透明誘電体膜は、屈
折率がおよそ１．８〜２．０であり、他の非酸化物系の
誘電体膜形成飼料（Ｚｎ　Ｓ、Ｃｄ５５Ｓｉ　Ｃ等）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６１２２４
５８号公報に示すように、窒化シリコン５１３Ｎ４を主
成分とし、Ｔ’ｊ　、　Ｚｒ　、　Ｍｏ等の元素を第三
成分（α）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か開発されている。

しかしなから、Ｓ　ｌ　３　Ｎ　４から成る誘電体薄膜
に、このように第三成分としてのα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、この膜の膜割れか発生しやすくな
る虞があった。

また、このような組成のエンハンス膜 成膜するには、従来では、５１３Ｎ４ターゲットとα元
素ターゲットとを同時にスパッタリングする方法、５１
３Ｎ４」二にα元素チップを並べた複合ターゲットを用
いてスパッタリングする方法、ＳＩ　ターゲットとα元
素のターゲラとを同時に反応性スパッタリングする方法
、さらにはＳ１ターゲツト」二にα元素チップを並べた
複合ターゲ、ソトを用いて反応性スパッタリングを行な
う方法が採用されている。しかしなから、５１３Ｎ４タ
ゲツＩ・を用いた場合は、Ｓｉ３Ｎ４の電気絶縁性が高
いことから、また、Ｓｉ　ターゲットを用いた場合には
、Ｓｉの比電気抵抗が高く、さらには反応性スパッタリ
ングによりＳｉ　ターゲラＩ・表面に絶縁性の薄膜か形
成されることから、高周波（ＲＦ）スパッタリングを採
用せざるを得ず、直流電圧印加ＩＭ（１）Ｃ）スパッタ
リングを採用することができなかった。ＤＣスパッタリ
ングは、ＲＦスパッタリングに比べて、成膜速度が速く
、成膜作業性に優れていることから、ＤＣスパッタリン
グ法による保護膜の成膜技術の開発が望まれていた。

本発明者等は、光記録媒体の保護膜の製造方法について
鋭意研究した結果、Ｓｉより比電気抵抗の小さい金属元
素、半金属元素、半導体元素の中から選ばれる少なくと
も１種以上の元素と、Ｓｉとからなる合金ターゲット、
さらに好ましくはＣｒとＳｉ　とからなる合金ターゲッ
トを陰極カソードとし、少なくとも希ガスとＮ２ガスを
含んだ混合ガス雰囲気中でＤＣマグネトロンスパッタリ
ング法にて成膜を行なった際に、安定なりＣ反応性スパ
ッタリングか可能であり、このようにして作製した透明
誘電体薄膜は、膜割れが発生せず耐腐食性に優れた保護
膜および／またはカー効果、ファラデー効果もしくはそ
の他の光学特性のエンハンス膜となることを見出し、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
生せず耐腐食性等に優れた保護膜を、ＤＣ反応性スパッ
タリング法により成膜作業性良く基板上および／または
記録層上に成膜することを目「自とする。

発明の概要 本発明に係る光記録媒体の製造方法は、基板上に形成さ
れた記録層の光反射側および／または光透過側に保護膜
を成膜して光記録媒体を製造する方法において、Ｓｔよ
り比電気抵抗が小さい金属元素、半金属元素、半導体元
素の中から選ばれる少なくとも１種以上の元素とＳｉか
らなる合金ターゲット、好ましくはｓｌとＣｒからなる
合金ターゲットを陰極カソードとし、少なくとも希ガス
とＮ２ガスを含んだ混合ガス雰囲気中てＤＣマグネトロ
ンスパッタリング法にて保護膜を成膜することを特徴と
している。

このような本発明に係る光記録媒体の製造方法によれば
、保護膜中にＳｔおよびＮ以外にＣｒ等の元素も含有し
ているので、膜割れが発生せず、しかも、光学的エンハ
ンス効果にも優れた保護膜を作製することができる。ま
た、このような保護膜を基板もしくは記録膜上に成膜す
るに際しては、Ｓ　ｉ−Ｃｒ等の合金ターゲットを用い
ることにより、窒化シリコン膜を成膜する場合には採用
できない直流電圧印加型（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１，２図は本発明の一実施例に係る製造方法で製造さ
れ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。記録層４の表面には第２図に
示すように、反ｎ・Ｊ膜５もしくは保護膜を積層させる
ようにしても良い。また、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２／保護膜３／記録層４／保護膜３の順に積
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は記ＢＷｉの光
学特性をエンハンスするエンハンス膜としても機能する
。

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、ポリカーボネート、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４６１４７７８号明細
書に示されるような非品質ポリオレフィン、ポリ４−メ
チル刊−ペンテン、エポキシ樹脂、ポリエーテルサルフ
ォン、ポリザルフォン、ポリエーテルイミド、エチレン
・テトラシ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、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）３
ｄ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１種の元素とからなっ
ているか、または（ｉ）３ｄ遷移金属から選ばれる少な
くとも１種と（ｉｔ　）耐腐食性金属と（ｉｉｉ　）希
土類から選ばれる少なくとも１種の元素とからなってい
ることが好ましい。

（ｉ）３ｄ遷移金属としては、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｔｉ　。

ＶＳＣｒ、Ｍｎ、Ｎｉ　、Ｃｕ、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、Ｐｔ５Ｐｄ、
Ｔｉ、Ｚｒ、ＴａＳＭｏ、Ｎｌ）なとが用いられるが、
このうちＰｉ、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。

（ｉｉｉ　）希土類元素としては、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ。

Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｙｂ５ＬｕＳＬａ、Ｃｅ。

Ｐｒ、ＮｄＳＰｍ、Ｓｍ、Ｅｕなとか例示できるが、こ
のうちＧｄ、Ｔｂ５Ｄｙ、ＳＨｏ、Ｎｄ。

Ｓｍ、Ｐｒ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　ｅ−３ｂ合金薄膜、Ｉ
　ｎ−８ｂ−Ｔ　ｅ合金薄膜、Ｓｅを主成分とした合金
薄膜等で構成される。

本発明方法における記録層４の膜厚は、５０〜５０００
人が好ましく、特（こ１００〜３０００人が好ましい。

また、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１．　Ｊ　／ｃｍ−ｓｅｃ　−にコ］ 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、反射率が５０％以上好
ましくは７０％以上であり、かつ熱伝導率が２Ｊ／ｃｍ
−８ｅＣ−に以下好ましくはＩ　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。

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０．７
１Ｊ／ｃｍ−８ｅｃ−にであるｐｉ、熱伝導率が０．７
６Ｊ／ｃｍ−８ｅＣ−にであるＰｄ、熱伝導率が０．２
２Ｊ／ｃｍ−ｓｅｃ−にであるＴｉ、または熱伝導率が
０．９９Ｊ／ｃｍ−８ｅＣ−にであるＣｏ、熱伝導率が
０．２３Ｊ／ｃｍ−ｓｅｃ　−にであるＺｒあるいはこ
れらの合金が例示できる。

本発明では、このような光記録媒体］における記録層４
の保護膜３を、少なくともＳｉ　　Ｃｒ等のＳｉより比
電気抵抗の小さい元素およびＮを含む薄膜で構成するた
めに、以下のような製造方法で保護膜３を基板２上に成
膜する。

］２ すなわち、Ｓｉと８１より比電気抵抗の小さい元素との
合金ターゲット、たとえばＳ　ｊ−Ｃｒ合金ターゲット
を用い、希ガスとＮ２の混合ガス雰囲気中で反応性スパ
ッタリングを行う。反応性スパッタリングは、直流電圧
印加型（ＤＣ）で行う。

ＤＣ反応性スパッタリングは、高周波印加型（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、ＨａＳＮｒ。

Ａｒ　ＳＫｒなどが用いられるが、好ましくはＡｒを用
いる。

本発明では、ＳｉとＣｒ等の合金ターゲットを用いるこ
とにより、ＤＣ反応性スパッタリングを安定に行なうこ
とが可能になっている。これは、Ｓｉより比電気抵抗の
小さいＣｒがターゲット中に含まれることから、スパッ
タリンク′時のグロ放電が安定化するためと考えられる
。

保護膜を成膜するだ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・１〜０１０、好ましく
は７：３〜２：８である。

得られる保護膜３中の５ｉＳＣｒおよびＮの含有原子数
比は、式（Ｓｉ　　　Ｃｒ　　）　　　Ｎ　　中１−ｘ
　　　ｘ　　ｉ−ｙ　　ｙ のＸ％　ｙで表わした場合に、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、エンハンス効果を増大させつつ、膜割れの発生
しない記録層の保護性能に優れた保護膜を得ることがで
きる。また、上記したような範囲でＣｒを含ませること
により、Ｃｒを含まないＳ　Ｉ−Ｎ薄膜を成膜する際に
は、採用することができなかった直流電圧による反応性
スパッタリングによる保護膜の成膜が可能になり、成膜
作業性が向上する。

本発明方法によって得られる保護膜３の膜厚は、好まし
くは５０〜５０００人、特に好ましくは１００〜３００
０人である。

このようにして保護膜が基板２上に成膜された後に、そ
の」二に記録層４が成膜される。また本発明方法は、基
板２上に記録層４が成膜された後に、その上に保護膜３
が成膜される場合や基板２の」二］　４ に保護膜３が成膜され、その上に記録膜４か積層され、
この記録膜４の上に保護膜３か成膜される場合も含むも
のである。

また本発明では、記録膜や保護膜の表面に反射膜を設け
てもよい。

発明の効果 このような本発明に係る光記録媒体のエンハンス膜の製
造方法によれば、保護膜中に、Ｓｉお、よびＮ以外にＣ
ｒ等の比電気抵抗が小さい元素も含有させているので、
膜割れが発生ぜず、耐腐食性が向上し、さらに光学的エ
ンハンス効果に優れた保護膜を有する光記録媒体を得る
ことができる。

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、Ｓ　ｉ−Ｃｒ等の合金タゲットをカソ
ードとして用いることにより、Ｃｒ等を含まない窒化シ
リコン膜を成膜する場合には採用できない直流型［（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。

［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。

参考例１ 真空チャンバー内を５　Ｘ　］、　０　　”Ｔｏｒｒ以
下の真空に引いた後、Ｓｉ　とＣｒの焼結体合金ターゲ
ット（組成：　５ＪｏＣｒ２ｏ１サイス：直径４インチ
）を陰極カソードとして用い、Ａｒガス２０　ＳＣＣＭ
とＮ２ガス２０　ＳＣＣＭの混合ガス雰囲気中（約２ｍ
Ｔｏｒｒ）で、ＤＣ３００Ｗのパワーを投入することに
よって反応性スパッタリングを行なった。この時、安定
にグロー放電が行なわれていることを確認した。次に真
空チャンバー内に空気を導入し、大気圧に一旦戻し、再
びチャンバー内を５×１０５Ｔｏｒ「以下の真空に引い
た後、前記成膜方法と同様にしてＤＣ反応性スパッタリ
ングを行なった。この時も、安定にグロー放電が行なわ
れていることを確認した。

実施例１〜７ 真空チャンバー内を５　Ｘ　１０−５Ｔｏｒｒ以下の真
空に引いた後、ＳｔとＣｒの焼結体合金ターゲラト（組
成’　９　］　ｓ　ｏ　Ｃｒ　２０１ザイス　直径４イ
ンチ）を陰極カソードとして用い、ＡｒガスとＮ２ガス
の種々のガス流量比での混合ガス雰囲気中（約２ｍＴｏ
ｒｒ）で、ＤＣ３００Ｗのパワーを投入することによっ
て反応性スパッタリングを行ない、非晶質ポリオレフィ
ン基板上に約１０００人のＳ　ｊ−ＣｒＮ保護膜を成膜
した。

次に、Ｔｂ、Ｆｅ、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］、、ＯＸ１．０７Ｔ　ｏｒｒ以下の条
件で約１．０００人のＴ　ｂ−Ｆ　（３−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
、この記録層上に約１．０００人のＳ　ｉ−Ｃｒ−Ｎか
らなる保護膜を成膜して、光記録媒体を得た。この光記
録媒体を８５°Ｃ１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ところ、Ｈｃ　　（
保磁力）は変化しなかった。

また、保護膜を作製したときのガス流量比と成膜速度お
よび保護膜の光学定数を表１に示す。

］７ 比較例１ 陰極カソードをＳｉとした以外は、実施例１と同様にし
て放電安定性の試験を行なった。ところが、最初の反応
性スパッタリングでは、グロー放電が安定に行なわれる
ことを確認できたが、真空チャンバー内に空気を導入し
、大気圧に一旦戻し、再びチャンバー内を５×１０−５
以下の真空に引いた後、実施例１と同様の方法で反応性
スパッタリングを試みたがグロー放電が確認されなかっ
た。

そこで、再び真空チャンバー内に空気を導入し、大気圧
に戻した後、Ｓｉツタ−ットの表面をサンド・ペーパー
にて研磨し、前記方法と同様の方法にてＤＣ反応性スパ
ッタリングを行なったところ、今度は安定にグロー放電
が行なわれていることが確認された。これは、Ｓｔを陰
極カソードとして用いたＤＣ反応性スパッタリングでは
、Ｓｉ表面上に絶縁性の誘電体層が形成されるために放
電が安定に行えないことを示している。そのため、Ｓｔ
　ターゲットを用いてＤＣ反応性スパッタリングを行な
う場合には、事前にＳｉ　ターゲットをす］８ ン ド ペーパ 等で研磨する必要があり、 作業効 重性が劣ることが確認された。

４、

【図面の簡単な説明】

第１゜ ２図は本発明の一実施例に係る製造方法で製造される光
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

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）基板上に記録層と保護膜とを有する光記録媒体を製
   造する方法において、Ｓｉより比電気抵抗の小さい金属
   元素、半金属元素、半導体元素から選ばれた少なくとも
   １種以上の元素とＳｉとからなる合金ターゲットを陰極
   カソードとし、少なくとも希ガスとＮ＿２ガスを含んだ
   混合ガス雰囲気中でＤＣマグネトロンスパッタリング法
   にて前記保護膜の成膜を行なうことを特徴とする光記録
   媒体の製造方法。 ２）前記保護膜は記録層の光反射側および／または光透
   過側に形成される請求項第１項に記載の光記録媒体の製
   造方法。 ３）Ｓｉより比電気抵抗の小さい元素がＣｒ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の製造方
   法。