JPH05174438A - 光記録媒体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 光ディスクの回転速度の変化による記録感度
の変化が小さい技術を提供することである。 【構成】 光照射によって情報の記録及び／又は再生が
行われる基板上に記録層及び反射層が構成された光記録
媒体であって、前記反射層は、多結晶質の金属から構成
されてなり、かつ、その結晶面が基板面に平行に配向し
てなる光記録媒体。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、光照射によって情報の
記録及び／又は再生が行われる光記録媒体に関するもの
である。

【０００２】

【発明の背景】高密度・大容量の情報記録媒体として光
磁気ディスクや相変化光ディスクが提案されて来てい
る。尚、光磁気ディスクは、希土類と遷移金属との非晶
質合金を蒸着手段やスパッタ手段で基板上に設けること
により記録層（磁性膜）を構成したものであり、相変化
光ディスクは、光学的特性（光透過率や反射率）が常温
では安定なＴｅ系合金を蒸着手段やスパッタ手段で基板
上に設けることにより記録層を構成したものである。

【０００３】そして、このような光記録媒体に対する情
報信号の書き込みは、相変化型光ディスクにおいては、
照射されるレーザー光の熱的エネルギーにより、記録膜
材料の結晶状態を変化させることによって書き込みが行
われるものであり、又、光磁気ディスクにおいては、磁
性膜をキュリー点以上に加熱して常磁性状態にし、冷却
過程で外部磁界方向に磁化させることを利用して情報の
書き込みが行われるものである。又、書き込まれた情報
を光ディスクから読み出すには、光ディスクに照射され
たレーザー光の反射率または反射光の偏光状態の変化に
より情報の読み出しが行われる。

【０００４】ところで、光照射による記録層を加熱し、
記録層の磁化状態、結晶構造あるいは電子状態を変化さ
せることにより情報の書き込みが行われているものの、
反射率あるいは反射光の偏光状態の変化は一般には小さ
く、この為に記録層上に直接または誘電体層を介して金
属反射層を設けることにより増幅させる手段が採用され
ている。この金属反射層を設ける等の手段は、光磁気デ
ィスクにおいては、記録層上に誘電体膜を形成すること
によってカー効果を増加させたり、反射層に金属多結晶
質のものを用いることによってファラデー効果を有効に
利用し、そしてこれらの併用によりカー効果とファラデ
ー効果との相乗作用でＣ／Ｎを高めようとしているもの
であり、相変化光ディスクにおいては、結晶と非晶質で
の反射率の相違及び透過率の相違等によりＣ／Ｎを高め
ているのである。尚、このような技術思想を開示したも
のとして、金属反射膜としてアルミニウムを用いたもの
（特開昭５８−８３３４６号公報、特開昭５９−１３２
４３４号公報）、金属反射膜としてアルミニウム系合金
を用いたもの（特開昭６２−１３７７４３号公報）、金
属反射膜として銅を用いたもの（特開昭５９−８１５０
号公報）、金属反射膜としてステンレスを用いたもの
（特開昭５９−１７１０５４号公報）、金属反射膜とし
てテレルを用いたもの（特開昭６２−５２７４４号公
報）、金属反射膜として非晶質合金を用いたもの（特開
昭６１−５７０５３号公報）等が報告されている。

【０００５】しかしながら、このような提案にもかかわ
らず、Ｃ／Ｎが低かったり、エラーの増加が認められる
場合が有った。

【０００６】

【発明の開示】前記の問題点に対する検討が加えられて
行った結果、次のようなことが判明して来た。すなわ
ち、光ディスクに情報を書き込む場合、記録層を記録材
料の物性値であるキュリー温度、結晶化温度、融点など
のある特定の温度に加熱する必要が有り、記録層はレー
ザーパルスの照射によって加熱されるものである。この
際のレーザーパワーには最適値が有り、これが記録感度
と呼ばれている。この記録感度は、記録層のキュリー温
度、結晶化温度、融点、ディスクの反射率及び層構成に
よって異なるものであるが、それだけではなく、ディス
クの回転速度や記録ピットの大きさによっても変化す
る。すなわち、記録条件が固定されていると、記録層の
キュリー温度、結晶化温度、融点、ディスクの反射率及
び層構成によって記録感度を調整できるものの、ディス
クの回転速度や記録ピットの大きさが変化してしまう
と、その変化量次第でＣ／Ｎの低下やエラーが増加して
来たのである。

【０００７】このような知見に沿って本発明がなされた
ものであり、本発明の目的は、光ディスクの回転速度の
変化による記録感度の変化が小さい技術を提供すること
である。この本発明の目的は、光照射によって情報の記
録及び／又は再生が行われる基板上に記録層及び反射層
が構成された光記録媒体であって、前記反射層は、多結
晶質の金属から構成されてなり、かつ、その結晶面が基
板面に平行に配向してなることを特徴とする光記録媒体
によって達成される。

【０００８】尚、反射層は面心立方格子を有する結晶構
造のものであることが好ましく、そして反射層の結晶の
（１１１）面が基板面に平行に配向してなるものが好ま
しい。又、反射層は、アルミニウム又はアルミニウム合
金で構成されたものが好ましい。例えば、アルミニウム
又はアルミニウム合金を対向ターゲットスパッタ法によ
り成膜すると、面心立方格子の（１１１）面が基板面に
平行に配向した多結晶質のアルミニウム又はアルミニウ
ム合金膜が構成される。

【０００９】以下、本発明について詳細に説明する。光
照射によって情報の記録及び／又は再生が行われる基板
上に記録層及び反射層が構成された光記録媒体におい
て、情報の記録は記録層を所定の温度まで加熱すること
によって行われるから、記録感度のディスク回転速度
（線速度）依存性を改善する為には、記録層を所定の温
度まで加熱するのに要する照射光の強度がディスク回転
速度によってあまり変化しないように記録層周辺の熱の
伝播を制御する必要がある。

【００１０】ところで、結晶の配向がない多結晶質ある
いは非晶質の反射膜が設けられてなる場合には、この反
射膜中における熱の伝播方向は、隣接する層（下地の誘
電体や記録層、あるいはオーバーコート層）との界面を
除いて、温度勾配とスカラー量的に与えられる熱伝導率
によって決まる。これに対して、反射層が、多結晶質の
金属から構成されてなり、かつ、その結晶面が基板面に
平行に配向してなる場合、特に面心立方格子の（１１
１）面が基板面に平行に配向してなる場合、この反射膜
中における熱の伝播に異方性が起き、基板面に平行ある
いは垂直方向に促進され、光ディスクの回転速度の変化
による記録感度の変化が小さいものとなる。従って、光
記録媒体の反射層を、多結晶質の金属で構成し、かつ、
結晶面が基板面に平行に配向しているようにすれば、光
記録媒体の回転速度に変動があったとしても、記録感度
の変化が起きにくいものとなる。

【００１１】尚、例えば（１１１）面が基板面と平行な
方向以外の方向に配向した場合、膜面内における熱の伝
播が等方的でなくなり、その結果記録磁区形状が非対称
となったり、不均一になったりして、再生信号の特性を
低下させることになり、好ましくない。又、ある結晶面
が基板面と平行な方向に配向した膜であるものか否かは
次のようにして判定される。すなわち、基板とＸ線の入
射方向のなす角度をθとし、θ／２θ法でスキャンした
時、各結晶面による回折ピークが各結晶面の電子密度、
面間隔を反映した位置や強度をもって現れる。この現れ
た各ピークの強度比を、ＡＳＴＭカードに記載された同
じ結晶型で組成の似通った粉末の回折強度比と比較し、
下記の〜のいずれかである場合には、ある特定の結
晶面が基板面と平行な方向に配向した膜であるものと判
定される。 ある特定の結晶面か、その面に平行な高次の面によ
る回折ピークしか現れない。 最強ピークを示す結晶面がＡＳＴＭカードと異な
る。 最強ピークを示す結晶面がＡＳＴＭカードと一致す
るが、最強ピークと他のピークの強度比が異なり、最強
ピークを示す結晶面とその面と平行な高次の面以外の結
晶面以外の結晶面によるピークの強度比がＡＳＴＭカー
ドの値と比較して全て小さい。 最強ピークを示す結晶面がＡＳＴＭカードと一致す
るが、最強ピークと他のピークの強度比が異なり、か
つ、最強ピークを除くある一つのピーク又はそのピーク
を示す結晶面と平行な高次の面によるピークの強度比が
ＡＳＴＭカードの値の２倍以上になっている。

【００１２】次に、多結晶質の金属からなる反射層の結
晶面、例えば面心立方格子の（１１１）面を基板面に平
行に配向させる方法について述べる。多結晶薄膜の結晶
配向は、下地膜、成膜方法や条件によって異なる。作為
的に配向膜を作製する方法としては、ある面で切り出し
た単結晶基板上にエピタキシャル成長させる方法が有る
ものの、光ディスクの反射膜の下地は非晶質であること
が多く、このような方法を採用することは出来ない。と
ころが、対向ターゲットを用いたスパッタ手段が用いら
れると、特に低ガス圧、高電圧での対向ターゲットスパ
ッタリングによれば、基板上に飛来するスパッタ粒子は
他の方式による場合のものに比べて大きな運動エネルギ
ーを持っていると考えられ、その結果面心立方格子で最
も原子密度の高い（１１１）面が基板上に並び、そして
（１１１）面の配向膜が形成されて行く。従って、本発
明の実施に際しては、特に低ガス圧、高電圧での対向タ
ーゲットを用いたスパッタ手段が採用される。又、比較
的高い加速電圧でイオンビームスパッタリングを行うこ
とによっても、（１１１）面の配向膜が形成されると考
えられる。

【００１３】以下、具体的な実施例を挙げて説明する。

【００１４】

【実施例】

〔実施例１〕直径１３０ｍｍのプリフォーマット付きポ
リカーボネート基板面上に高周波反応スパッタ法により
窒化珪素を１００ｎｍの厚さ堆積させた。尚、窒化珪素
膜の製膜条件は、直径６インチのＳｉターゲットを用
い、Ａｒガス流量２０ｓｃｃｍ、Ｎ₂ ガス流量８ｓｃｃ
ｍ、全圧５ｍＴｏｒｒ、投入電力１．７３ｋＷであり、
ポリカーボネート基板を自転及び公転させながら行っ
た。その後、同様にしてＴｂＦｅＣｏの磁性膜を２２ｎ
ｍの厚さ設け、さらに窒化珪素膜を２５ｎｍの厚さ設け
た。

【００１５】その後、対向ターゲットスパッタ法により
Ａｌを４０ｎｍの厚さ設けた。このＡｌ反射膜の製膜条
件は、１６ｃｍ×１０ｃｍのＡｌターゲット二枚を対向
配置し、Ａｒガス流量２０ｓｃｃｍ、全圧１ｍＴｏｒ
ｒ、ＤＣ放電電流５．３Ａ、時間４分２２秒であり、基
板を自転及び公転させながら行った。尚、製膜されたＡ
ｌ反射膜の特性を調べる為に、基板上に高周波反応スパ
ッタ法により窒化珪素を１００ｎｍの厚さ堆積させ、そ
の後対向ターゲットスパッタ法によりＡｌ膜を１００ｎ
ｍの厚さ設けたものを用意し、このもののＸ線回折パタ
ーンを調べた。その結果は図１に示す通りであり、（１
１１）面と（２２２）面の回折ピークが認められるのみ
であり、Ａｌ多結晶質の面心立方格子における（１１
１）面が基板面に平行に配向してなることが判る。

【００１６】その後、紫外線硬化樹脂（大日本インキ化
学工業製ＳＤ３０１）を８μｍ厚の厚さ塗布し、紫外線
を照射して硬化させ、光磁気ディスクを作成した。 〔実施例２〕直径１３０ｍｍのプリフォーマット付きポ
リカーボネート基板面上に高周波反応スパッタ法により
窒化珪素を１００ｎｍの厚さ堆積させた。尚、窒化珪素
膜の製膜条件は、直径６インチのＳｉターゲットを用
い、Ａｒガス流量２０ｓｃｃｍ、Ｎ₂ ガス流量８ｓｃｃ
ｍ、全圧５ｍＴｏｒｒ、投入電力１．７３ｋＷであり、
ポリカーボネート基板を自転及び公転させながら行っ
た。その後、同様にしてＴｂＦｅＣｏの磁性膜を２２ｎ
ｍの厚さ設け、さらに窒化珪素膜を２５ｎｍの厚さ設け
た。

【００１７】その後、対向ターゲットスパッタ法により
Ａｌ−３ａｔ％Ｔａ（発光分析法による）を４０ｎｍの
厚さ設けた。このＡｌ−Ｔａ反射膜の製膜条件は、１６
ｃｍ×１０ｃｍのＡｌターゲット上に１ｃｍ×１ｃｍ×
１ｍｍのＴａ金属チップ４枚を置いて対向配置し、Ａｒ
ガス流量２０ｓｃｃｍ、全圧１ｍＴｏｒｒ、ＤＣ放電電
流５．３Ａ、時間３分３８秒であり、基板を自転及び公
転させながら行った。

【００１８】その後、紫外線硬化樹脂（大日本インキ化
学工業製ＳＤ３０１）を８μｍ厚の厚さ塗布し、紫外線
を照射して硬化させ、光磁気ディスクを作成した。尚、
本実施例におけるＡｌ−３ａｔ％ＴａのＸ線回折パター
ンは、図１に示すのと同様であり、Ａｌ−３ａｔ％Ｔａ
多結晶質の面心立方格子における（１１１）面が基板面
に平行に配向してなるものであった。

【００１９】〔実施例３〕実施例１において、Ａｌ製膜
時のガス圧を０．５、３．０又は５．０ｍＴｏｒｒと
し、そしてＤＣ放電電流を５．０又は４．０Ａとして同
様に行い、光磁気ディスクを作成した。尚、本実施例に
おけるＡｌ反射膜も多結晶質の面心立方格子における
（１１１）面が基板面に平行に配向してなるものであっ
た。

【００２０】〔実施例４〕実施例２において、Ａｌ−３
ａｔ％Ｔａの反射膜を構成する代わりにＡｌ−３ａｔ％
Ｔｉの反射膜を構成し、同様にして光磁気ディスクを作
成した。尚、本実施例におけるＡｌ−３ａｔ％ＴｉのＸ
線回折パターンは、図１に示すのと同様であり、Ａｌ−
３ａｔ％Ｔｉ多結晶質の面心立方格子における（１１
１）面が基板面に平行に配向してなるものであった。

【００２１】〔比較例１〕直径１３０ｍｍのプリフォー
マット付きポリカーボネート基板面上に高周波反応スパ
ッタ法により窒化珪素を１００ｎｍの厚さ堆積させた。
尚、窒化珪素膜の製膜条件は、直径６インチのＳｉター
ゲットを用い、Ａｒガス流量２０ｓｃｃｍ、Ｎ₂ ガス流
量８ｓｃｃｍ、全圧５ｍＴｏｒｒ、投入電力１．７３ｋ
Ｗであり、ポリカーボネート基板を自転及び公転させな
がら行った。その後、同様にしてＴｂＦｅＣｏの磁性膜
を２２ｎｍの厚さ設け、さらに窒化珪素膜を２５ｎｍの
厚さ設けた。

【００２２】その後、平行マグネトロンスパッタ法によ
りＡｌを４０ｎｍの厚さ設けた。このＡｌ反射膜の製膜
条件は、直径８インチのＡｌターゲットを用い、Ａｒガ
ス流量１００ｓｃｃｍ、全圧１ｍＴｏｒｒ、投入電力Ｄ
Ｃ２ｋＷ、基板を自転及び公転させながら行った。尚、
製膜されたＡｌ反射膜の特性を調べる為に、基板上に高
周波反応スパッタ法により窒化珪素を１００ｎｍの厚さ
堆積させ、その後上記と同様にしてＡｌ膜を１００ｎｍ
の厚さ設けたものを用意し、このもののＸ線回折パター
ンを調べた。その結果は図２に示す通りであり、（１１
１）面、（２００）面、（２２０）面、（３１１）面及
び（２２２）面の回折ピークが認められる。

【００２３】その後、紫外線硬化樹脂（大日本インキ化
学工業製ＳＤ３０１）を８μｍ厚の厚さ塗布し、紫外線
を照射して硬化させ、光磁気ディスクを作成した。 〔比較例２〕直径１３０ｍｍのプリフォーマット付きポ
リカーボネート基板面上に高周波反応スパッタ法により
窒化珪素を１００ｎｍの厚さ堆積させた。尚、窒化珪素
膜の製膜条件は、直径６インチのＳｉターゲットを用
い、Ａｒガス流量２０ｓｃｃｍ、Ｎ₂ ガス流量８ｓｃｃ
ｍ、全圧５ｍＴｏｒｒ、投入電力１．７３ｋＷであり、
ポリカーボネート基板を自転及び公転させながら行っ
た。その後、同様にしてＴｂＦｅＣｏの磁性膜を２２ｎ
ｍの厚さ設け、さらに窒化珪素膜を２５ｎｍの厚さ設け
た。

【００２４】その後、平行マグネトロンスパッタ法によ
りＡｌ−３ａｔ％Ｔａ（発光分析法による）を４０ｎｍ
の厚さ設けた。このＡｌ−Ｔａ反射膜の製膜条件は、直
径８インチのＡｌ−３ａｔ％Ｔａターゲットを用い、Ａ
ｒガス流量１００ｓｃｃｍ、全圧１ｍＴｏｒｒ、投入電
力ＤＣ２ｋＷ、基板を自転及び公転させながら行った。

【００２５】その後、紫外線硬化樹脂（大日本インキ化
学工業製ＳＤ３０１）を８μｍ厚の厚さ塗布し、紫外線
を照射して硬化させ、光磁気ディスクを作成した。尚、
本比較例におけるＡｌ−３ａｔ％ＴａのＸ線回折パター
ンは、図２に示すのと同様であった。

【００２６】

【特性】上記のようにして得られた光ディスクについ
て、光ディスクの回転速度（線速度）により記録感度が
どのように変わるかを調べた。すなわち、実施例１の光
ディスクと比較例１の光ディスクについて、記録感度の
線速度依存性を測定すると、図３に示す通りであり、こ
れより本発明の光ディスクは記録感度の変化が小さく、
回転速度が変わっても（再生装置が別タイプのものとな
っても）再生特性の低下が起きにくいことが窺える。

【００２７】又、実施例２の光ディスクと比較例２の光
ディスクについて、記録感度の線速度依存性を測定する
と、図４に示す通りであり、これより本発明の光ディス
クは記録感度の変化が小さく、回転速度が変わっても
（再生装置が別タイプのものとなっても）再生特性の低
下が起きにくいことが窺える。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明における反射膜のＸ線回折図である。

【図２】比較例の反射膜のＸ線回折図である。

【図３】記録感度の線速度依存性を示すグラフである。

【図４】記録感度の線速度依存性を示すグラフである。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 光照射によって情報の記録及び／又は再
   生が行われる基板上に記録層及び反射層が構成された光
   記録媒体であって、前記反射層は、多結晶質の金属から
   構成されてなり、かつ、その結晶面が基板面に平行に配
   向してなることを特徴とする光記録媒体。
2. 【請求項２】 反射層の結晶が面心立方格子を有するも
   のであることを特徴とする請求項１記載の光記録媒体。
3. 【請求項３】 反射層の結晶の（１１１）面が基板面に
   平行に配向してなることを特徴とする請求項１または請
   求項２記載の光記録媒体。