JPH10255323A - 光記録媒体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】多数回の記録・消去を行ってもセクター始端部
分、終端部分の劣化が少ない光記録媒体。 【解決手段】記録層に光を照射することによって、情報
の記録、消去、再生が可能であり、情報の記録及び消去
が、非晶相と結晶相の間の相変化により行われる光記録
媒体であって、基板上に少なくとも強化層、第１誘電体
層、記録層、第２誘電体層および反射層をこの順に有
し、前記強化層のヤング率が前記第１誘電体層のヤング
率よりも大きく、かつ単位面積当たりの強化層の熱容量
をＨ０、第１誘電体層の熱容量をＨ１、第２誘電体層の
熱容量をＨ２としたとき、Ｈ０またはＨ１がＨ２よりも
大きいことを特徴とする光記録媒体。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、光の照射により、
情報の記録、消去、再生が可能である光情報記録媒体に
関するものである。

【０００２】特に、本発明は、記録情報の消去、書換機
能を有し、情報信号を高速かつ、高密度に記録可能な光
ディスク、光カード、光テープなどの書換可能相変化型
光記録媒体に関するものである。

【０００３】

【従来の技術】従来の書換可能相変化型光記録媒体の技
術は、以下のごときものである。これらの光記録媒体
は、テルルなどを主成分とする記録層を有し、記録時
は、結晶状態の記録層に集束したレーザー光パルスを短
時間照射し、記録層を部分的に溶融する。溶融した部分
は熱拡散により急冷され、固化し、アモルファス状態の
記録マークが形成される。この記録マークの光線反射率
は、結晶状態より低く、光学的に記録信号として再生可
能である。

【０００４】また、消去時には、記録マーク部分にレー
ザー光を照射し、記録層の融点以下、結晶化温度以上の
温度に加熱することによって、アモルファス状態の記録
マークを結晶化し、もとの未記録状態にもどす。

【０００５】これらの書換可能相変化型光記録媒体の記
録層の材料としては、Ｇｅ₂ Ｓｂ₂Ｔｅ₅ などの合金
（N.Yamada et al.Proc.Int.Symp.on Optical Memory 1
987 p61-66）が知られている。

【０００６】これらＴｅ合金を記録層とした光記録媒体
では、結晶化速度が速く、照射パワーを変調するだけ
で、円形の１ビームによる高速のオーバーライトが可能
である。これらの記録層を使用した光記録媒体では、通
常、記録層の両面に耐熱性と透光性を有する誘電体層を
それぞれ１層ずつ設け、記録時に記録層に変形、開口が
発生することを防いでいる。さらに、光ビーム入射方向
と反対側の誘電体層に、光反射性のＡｌなどの金属反射
層を積層して設け、光学的な干渉効果により再生時の信
号コントラストを改善する技術が知られている。

【０００７】前述の従来の書換可能相変化型光記録媒体
における課題は、以下のようなものである。すなわち、
従来のディスク構造では、記録の書換の繰り返しによ
り、セクターの記録の開始端および終了端の記録波形が
劣化するという課題がある。特に、従来のピットポジシ
ョン記録に替わり高密度化が可能なマーク長記録を採用
した場合には前記の課題は、より重大なものとなってく
る。さらに、従来のグルーブのみに記録を行うグルーブ
記録に替わって、ランドにも記録を行う高密度記録であ
るランド・グルーブ記録を行うと、繰り返しによりジッ
タが悪化するという問題点がある。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、書換
の繰り返しにおける始終端劣化、およびジッタ特性が良
好な書換可能相変化型光記録媒体を提供することにあ
る。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は、記録層に光を
照射することによって、情報の記録、消去、再生が可能
であり、情報の記録及び消去が、非晶相と結晶相の間の
相変化により行われる光記録媒体であって、基板上に少
なくとも強化層、第１誘電体層、記録層、第２誘電体層
および反射層をこの順に有し、前記強化層のヤング率が
前記第１誘電体層のヤング率よりも大きく、かつ単位面
積当たりの強化層の熱容量をＨ０、第１誘電体層の熱容
量をＨ１、第２誘電体層の熱容量をＨ２としたとき、Ｈ
０またはＨ１がＨ２よりも大きいことを特徴とする光記
録媒体に関するものである。

【００１０】

【発明の実施の形態】本発明の光記録媒体の構成部材の
代表的な層構成は、例えば、透明基板／強化層／第１誘
電体層／記録層／第２誘電体層／反射層の積層体を部材
として構成するものである。但しこれに限定するもので
はない。

【００１１】本発明の光記録媒体は、強化層として適切
な材料を選ぶことにより、記録書換繰り返しにおける始
終端の劣化およびジッタの悪化を改良するように構成で
きる。本発明の強化層の材料は、第１誘電体層よりもヤ
ング率の高い材料から選ばれることが必要である。

【００１２】記録書換繰り返しにおける始終端の劣化
は、記録の書き換えの繰り返しにともなう膨張、収縮に
よる記録層の移動が原因と考えられ、強化層のヤング率
を第１誘電体層よりも高くすることにより、この、膨
張、収縮による変形を抑制でき、記録書換繰り返しによ
る記録膜の移動を抑制できる。

【００１３】また、強化層、第１誘電体層、第２誘電体
層の熱膨張係数は、記録層をはさむ上下の層の熱膨張係
数の差による記録層への応力軽減のために、第１誘電体
層と第２誘電体層の熱膨張係数の差あるいは強化層と第
２誘電体層の熱膨張係数の差は２０％以内であることが
好ましい。

【００１４】さらに、記録消去のために記録層に集光さ
れたレーザー光による熱を速やかに冷却して、記録マー
クの形成や消去特性を良好にするため、および記録層へ
の熱負荷を軽減するために、第２誘電体層の厚さは、薄
い方が好ましく、５０nm以下が好ましい。しかし、薄く
なりすぎると、反射層による冷却効果が大きくなりす
ぎ、記録消去に高パワーのレーザーが必要となってしま
う。また、薄くなり過ぎると、クラック等の欠陥を生
じ、繰り返し耐久性が低下するために好ましくなく、３
ｎｍ以上が好ましい。より良好な消去特性や繰り返し耐
久性を得るために、また、特にマーク長記録の場合に良
好な記録・消去特性を得るために、４０nm以下がより効
果的である。さらに、好ましくは５ｎｍ以上２３ｎｍ以
下である。

【００１５】また、記録層に与えられた熱の、基板側へ
の熱拡散を考察すると、記録層の熱負荷を少なくするこ
とと、基板への熱ダメージを小さくすることから、単位
面積当たりの強化層の熱容量をＨ０、第１誘電体層の熱
容量をＨ１、第２誘電体層の熱容量をＨ２としたとき、
Ｈ０またはＨ１がＨ２よりも大きいことが必要である。
さらに、強化層は第１誘電体層よりも熱伝導率が大きい
ことが好ましい。第１誘電体層と強化層がこのような熱
的関係にあることにより、十分な感度を実現し、かつ記
録消去の繰り返し性に優れ、さらに、基板へのダメージ
も少ない光記録媒体が得られる。

【００１６】このような強化層の材料としては、金属酸
化物、金属窒化物、金属炭化物、金属硫化物、金属セレ
ン化物などの金属化合物、およびその混合物などがあ
る。強化層は記録消去に用いるレーザー光の波長におけ
る透過率が高いことが好ましく、安定性、取り扱い易
さ、製造面でのコストを考慮すると、酸化物、窒化物な
どの化合物およびその混合物であることが好ましい。強
化層の材質として、より具体的には、例えば、Ｓｉ、Ｇ
ｅ、Ａｌ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｔａ、Ｎｂ、Ｉｎ、Ｓｂ、Ｐ
ｂ、Ｈｆなどの金属の酸化物の薄膜（例えばＳｉＯ
_x（１≦ｘ≦２）、Ａｌ₂Ｏ₃、ＴｉＯ₂、Ｔａ₂Ｏ₅、Ｎｂ
₂Ｏ₃、ＭｇＯ、ＳｒＴｉＯ₃、ＩＴＯなど）、光学ガラ
ス（例えば、ＢＫ７など）、Ｓｉ、Ａｌ、Ｇｅ、Ｚｒ、
Ｔｉ、Ｔａ、Ｎｂなどの窒化物の薄膜（例えばＳｉ
₃Ｎ₄、ＡｌＮなど）、およびこれらの化合物の混合物の
膜が好ましい。

【００１７】膜形成速度、材料コスト、実用性などを鑑
みると、 ＳｉＯ_x（１≦ｘ≦２）、Ｔａ₂Ｏ_5-x（０≦ｘ
≦１）、 Ａｌ₂Ｏ_x（２≦ｘ≦３）、ＴｉＯ_x（１≦ｘ≦
２）、Ｔａ₂Ｏ_x（３≦ｘ≦５）、Ｎｂ₂Ｏ_x（３≦ｘ≦
５）、 ＺｒＯ_x（１≦ｘ≦２）、Ｓｉ₃Ｎ_x（１．５≦ｘ
≦４）、 ＡｌＮ_x（０．５≦ｘ≦１）、 ＴｉＮ_x（０．
５≦ｘ≦１）、Ｉｎ−Ｓｎ−Ｏ（いわゆるＩＴＯ）など
がより好ましい。

【００１８】本発明の強化層を形成する時は、これらの
１種あるいは２種以上を同時蒸着して形成したり、ある
いは、一つのターゲットとして蒸着してもかまわない。

【００１９】本発明の強化層、第１および第２誘電体層
には、上述したように、記録時に基板、記録層などが熱
によって変形し、記録特性が劣化することを防止する効
果と、光学的な干渉効果により、再生時の信号コントラ
ストを改善する効果とがある。実用的な強化層および第
１誘電体層の厚みを可能にする光学設計を容易にする点
から、強化層の屈折率、第１誘電体層の屈折率の少なく
とも一方は、基板の屈折率よりも０．１以上大きいこと
が好ましい。

【００２０】第１誘電体層の材質は、ＺｎＳ、Ｓｉ
Ｏ₂、酸化アルミニウム、窒化シリコン、ＺｒＣ、Ｚｎ
Ｓｅなどの金属硫化物、金属酸化物、金属窒化物、金属
炭化物、金属セレン化物の金属化合物、およびその混合
物である。

【００２１】第１誘電体層の具体的な材料としては、Ｚ
ｎＳの薄膜、Ｓｉ、Ｇｅ、Ａｌ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｔａ、Ｎ
ｂなどの金属の酸化物の薄膜、Ｓｉ、Ａｌなどの窒化物
の薄膜、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆまどの炭化物の薄膜およびこ
れらの化合物の混合物の膜が、耐熱性が高いことから好
ましい。また、これらに炭素、ＳｉＣなどの炭化物、Ｍ
ｇＦ₂などのフッ化物を混合したものも、膜の残留応力
が小さいことから好ましい。特に、ＺｎＳとＳｉＯ₂の
混合物あるいは、ＺｎＳとＳｉＯ₂ と炭素の混合物は、
膜の残留応力がさいこと、記録、消去の繰り返しによっ
ても、記録感度、キャリア対ノイズ比（Ｃ／Ｎ）、消去
率などの劣化が起きにくいことから好ましい。

【００２２】強化層と第１誘電体層の厚さは、光学的な
条件から決められるが、両者の和はおおよそ１０ｎｍ〜
５００ｎｍである。記録層から剥離し難く、クラックな
どの欠陥が生じ難いこと、信頼性、コスト、生産性を考
慮すると、５０〜４００ｎｍが好ましい。

【００２３】本発明の第２誘電体層の材質は、強化層や
第１誘電体層の材料としてあげたものと同様のものでも
良いし、異種の材料であってもよい。例えば、第２誘電
体層の材質は、ＺｎＳ、ＳｉＯ₂ 、酸化アルミニウム、
窒化シリコン、ＺｒＣ、ＺｎＳｅなどの金属硫化物、金
属酸化物、金属窒化物、金属炭化物、金属セレン化物の
金属化合物、およびその混合物である。また、これら透
明な材料でもよいが、透明でない材料から形成されるこ
とが好ましい。この層で光を吸収し、記録、消去に効率
的に熱エネルギーとして用いることができる。

【００２４】本発明の記録層としては、特に限定するも
のではないが、Ｉｎ−Ｓｅ合金、Ｇｅ−Ｓｂ−Ｔｅ合
金、Ｉｎ−Ｓｂ−Ｔｅ合金、Ｐｄ−Ｇｅ−Ｓｂ−Ｔｅ合
金、Ｐｔ−Ｇｅ−Ｓｂ−Ｔｅ合金、Ｎｂ−Ｇｅ−Ｓｂ−
Ｔｅ合金、Ｎｉ−Ｇｅ−Ｓｂ−Ｔｅ合金、Ｃｏ−Ｇｅ−
Ｓｂ−Ｔｅ合金、Ａｇ−Ｉｎ−Ｓｂ−Ｔｅ合金、Ｐｄ−
Ｎｂ−Ｇｅ−Ｓｂ−Ｔｅ合金などがある。

【００２５】特にＧｅ−Ｓｂ−Ｔｅ合金、Ｐｄ−Ｇｅ−
Ｓｂ−Ｔｅ合金、Ｐｔ−Ｇｅ−Ｓｂ−Ｔｅ合金、Ｎｂ−
Ｇｅ−Ｓｂ−Ｔｅ合金、Ｐｄ−Ｎｂ−Ｇｅ−Ｓｂ−Ｔｅ
合金は、消去時間が短く、かつ多数回の記録、消去の繰
り返しが可能であり、Ｃ／Ｎ、消去率などの記録特性に
優れることから好ましい。

【００２６】本発明の記録層の厚さとしては、５ｎｍ以
上４０ｎｍ以下であることが好ましい。記録層の厚さが
上記よりも薄い場合は、繰返しオーバーライトによる記
録特性の劣化が著しく、また、記録層の厚さが上記より
も厚い場合は、繰返しオーバーライトによる記録層の移
動が起りやすくジッタが悪化が激しくなる。特に、マー
ク長記録を採用する場合は、ピットポジション記録の場
合に比べ、記録、消去による記録層の移動が起こりやす
く、これを防ぐため、記録時の記録層の冷却をより大き
くする必要があり、記録層の厚さは、好ましくは１０ｎ
ｍ〜３５ｎｍ、より好ましくは１０ｎｍ〜２４ｎｍであ
る。

【００２７】反射層の材質としては、光反射性を有する
金属、合金、および金属と金属化合物の混合物などがあ
げられる。金属としては、Ａｌ、Ａｕ、Ａｇ、Ｃｕなど
の高反射率の金属、合金としてはこれらを主成分として
８０原子％以上含有し、Ｔｉ、Ｔｅ、Ｃｒ、Ｈｆなどの
添加元素を含む合金、金属化合物としては、Ａｌ、Ｓｉ
などの金属窒化物、金属酸化物、金属カルコゲン化物な
どの金属化合物が好ましい。

【００２８】Ａｌ、Ａｕなどの金属、及びこれらを主成
分とする合金は、光反射性が高く、かつ熱伝導率を高く
できることから好ましい。前述の合金の例として、Ａｌ
にＳｉ、Ｍｇ、Ｃｕ、Ｐｄ、Ｔｉ、Ｃｒ、Ｈｆ、Ｔａ、
Ｎｂ、Ｍｎなどの少なくとも１種の元素を合計で５原子
％以下、０．５原子％以上加えたもの、あるいは、Ａｕ
にＣｒ、Ａｇ、Ｃｕ、Ｐｄ、Ｐｔ、Ｎｉなどの少なくと
も１種の元素を合計で２０原子％以下１原子％以上加え
たものなどがある。特に、材料の価格が安くできること
から、Ａｌを主成分とする合金が好ましい。

【００２９】とりわけ、Ａｌ合金としては、耐腐食性が
良好なことから、ＡｌにＴｉ、Ｃｒ、Ｔａ、Ｈｆ、Ｚ
ｒ、Ｍｎ、Ｐｄから選ばれる少なくとも１種以上の金属
を合計で５原子％以下０．５原子％以上添加した合金あ
るいは、Ａｌに合計で５原子％以下のＳｉとＭｎを加え
た合金が好ましい。

【００３０】特に、耐腐食性、熱安定性が高く、ヒロッ
クなどの発生が起り難いことから反射層を、添加元素を
合計で３原子％未満、０．５原子％以上含む、Ａｌ−Ｈ
ｆ−Ｐｄ合金、Ａｌ−Ｈｆ合金、Ａｌ−Ｔｉ合金、Ａｌ
−Ｔｉ−Ｈｆ合金、Ａｌ−Ｃｒ合金、Ａｌ−Ｔａ合金、
Ａｌ−Ｔｉ−Ｃｒ合金、Ａｌ−Ｓｉ−Ｍｎ合金のいずれ
かのＡｌを主成分とする合金で構成することが好まし
い。反射層の厚さとしては、通常、おおむね１０ｎｍ以
上３００ｎｍ以下である。記録感度を高く、再生信号強
度が大きくできることから２０ｎｍ以上２００ｎｍ以下
が好ましい。

【００３１】また、高線速、高密度化にともない、オー
バーライト時にオーバーライト前の記録膜の状態が結晶
相か非晶相かにより、記録マーク歪みが生じるが、この
ような場合は、記録膜が結晶相の場合と非晶相の場合の
光吸収量差を調整することを主な目的として、反射層と
第２誘電体層の間に光を一部吸収したり、透過させたり
できる層厚さで、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｃｒ、Ｔａ、Ｍ
ｏ、Ｍｎ、Ｗ、Ｎｂ、Ｒｈ、Ｎｉ、Ｆｅ、Ｐｔ、Ｏｓ、
Ｃｏ、Ｚｎ、Ｐｄ、Ｓｉやこれらの合金、Ｔｉ、Ｎｂ、
ＭｏあるいはＴｅを必須とする高融点の炭化物、酸化
物、ホウ化物、窒化物、およびこれらの混合物などから
なる吸収量補正層を形成することが好ましい。記録感度
が高く、高速でシングルビーム・オーバーライトが可能
であり、かつ消去率が大きく消去特性が良好であり、か
つ、記録の書換の繰り返しによる記録の始終端の劣化が
少なく、ジッタ悪化が少ないことから、次のごとく、光
記録媒体の主要部を構成することが好ましい。

【００３２】すなわち、強化層がＳｉＯ_x（１≦ｘ≦
２）やＳｉＯ_xを主成分とする誘電体層や、Ｓｉ₃Ｎ
_x（１．５≦ｘ≦４）やＳｉ₃Ｎ_xを主成分とする誘電体
層などの、酸化物、窒化物の単一膜や混合膜、複合膜を
用い、第１誘電体層がＳｉＯ₂ の混合比が１５〜３５モ
ル％のＺｎＳとＳｉＯ₂ の混合膜や、ＺｎＳとＳｉＯ₂
と炭素の混合膜、Ａｌ₂Ｏ_x（２≦ｘ≦３）、ＴｉＯ
_x（１≦ｘ≦２）、Ｔａ₂Ｏ_x（３≦ｘ≦５）、ＧｅＯ
_x（１≦ｘ≦２）、ＺｒＯ_x（１≦ｘ≦２）、 ＡｌＮ
_x（０．５≦ｘ≦１）、 ＴｉＮ_x（０．５≦ｘ≦１）、
Ｉｎ−Ｓｎ−Ｏであり、かつ記録層としてＧｅ、Ｓｂ、
Ｔｅの元素を少なくとも含む合金を用い、かつ、第２誘
電体層がＳｉＯ₂ の混合比が１５〜３５モル％のＺｎＳ
とＳｉＯ₂ の混合膜や、ＺｎＳとＳｉＯ₂ と炭素の混合
膜や、 Ａｌ₂Ｏ_x（２≦ｘ≦３）、ＴｉＯ_x（１≦ｘ≦
２）、Ｔａ₂Ｏ_x(３≦ｘ≦５）、ＧｅＯ_x（１≦ｘ≦２）
などであり、第２誘電体層の厚さを３ｎｍ以上５０ｎｍ
以下で構成し、かつ記録層の厚さを５ｎｍ以上４０ｎｍ
以下で構成し、かつ記録層の組成が次式で表される範囲
にあることが好ましい。

【００３３】 （Ｍ_x Ｓｂ_y Ｔｅ_1-x-y ）_1-z （Ｔｅ_0.5 Ｇｅ_0.5 ）_z ０≦ｘ≦０．０５ ０．３５≦ｙ≦０．６５ ０．２≦ｚ≦０．５ ここで、Ｍはパラジウム、ニオブ、白金、銀、金、コバ
ルトから選ばれる少なくとも１種の金属、Ｓｂはアンチ
モン、Ｔｅはテルル、Ｇｅはゲルマニウムを表す。ま
た、ｘ、ｙ、ｚおよび数字は、各元素の原子数比（各元
素のモル比）を表す。また、上記構成の第２誘電体層上
に、反射層としてＡｌ合金を、厚さ２０ｎｍ〜２００ｎ
ｍで構成することが好ましい。

【００３４】本発明の基板の材料としては、透明な各種
の合成樹脂、透明ガラスなどが使用できる。ほこり、基
板の傷などの影響をさける目的で、透明基板を用い、集
束した光ビームで基板側から記録を行なうことが好まし
く、この様な透明基板材料としては、ガラス、ポリカー
ボネート、ポリメチル・メタクリレート、ポリオレフィ
ン樹脂、エポキシ樹脂、ポリイミド樹脂などがあげられ
る。

【００３５】特に、光学的複屈折が小さく、吸湿性が小
さく、成形が容易であることからポリカーボネート樹
脂、アモルファス・ポリオレフィン樹脂が好ましい。ま
た耐熱性が要求される場合には、エポキシ樹脂が好まし
い。

【００３６】基板の厚さは特に限定するものではない
が、０．０１ｍｍ〜５ｍｍが実用的である。０．０１ｍ
ｍ未満では、基板側から集束した光ビ−ムで記録する場
合でも、ごみの影響を受け易くなり、５ｍｍ以上では、
対物レンズの開口数を大きくすることが困難になり、照
射光ビームスポットサイズが大きくなるため、記録密度
をあげることが困難になる。基板はフレキシブルなもの
であっても良いし、リジッドなものであっても良い。フ
レキシブルな基板は、テープ状、シート状、カ−ド状で
使用する。リジッドな基板は、カード状、あるいはディ
スク状で使用する。また、これらの基板は、記録層など
を形成した後、２枚の基板を用いて、エアーサンドイッ
チ構造、エアーインシデント構造、密着張合せ構造とし
てもよい。

【００３７】本発明の光記録媒体の記録に用いる光源と
しては、レーザー光、ストロボ光のごとき高強度の光源
であり、特に半導体レーザー光は、光源が小型化できる
こと、消費電力が小さいこと、変調が容易であることか
ら好ましい。

【００３８】記録は結晶状態の記録層にレーザー光パル
スなどを照射してアモルファスの記録マークを形成して
行う。また、反対に非晶状態の記録層に結晶状態の記録
マークを形成してもよい。消去はレーザー光照射によっ
て、アモルファスの記録マークを結晶化するか、もしく
は、結晶状態の記録マークをアモルファス化して行うこ
とができる。記録速度を高速化でき、かつ記録層の変形
が発生しにくいことから記録時はアモルファスの記録マ
ークを形成し、消去時は結晶化を行う方法が好ましい。
また、記録マーク形成時は光強度を高く、消去時はやや
弱くし、１回の光ビームの照射により書換を行う１ビー
ム・オーバーライトは、書換の所要時間が短くなること
から好ましい。

【００３９】次に、本発明の光記録媒体の製造方法につ
いて述べる。強化層、第１誘電体層、記録層、第２誘電
体層、反射層などを基板上に形成する方法としては、真
空中での薄膜形成法、例えば真空蒸着法、イオンプレー
ティング法、スパッタリング法などがあげられる。特に
組成、膜厚のコントロールが容易であることから、スパ
ッタリング法が好ましい。形成する記録層などの厚さの
制御は、水晶振動子膜厚計などで、堆積状態をモニタリ
ングすることで、容易に行える。

【００４０】記録層などの形成は、基板を固定したま
ま、あるいは移動、回転した状態のどちらでもよい。膜
厚の面内の均一性に優れることから、基板を自転させる
ことが好ましく、さらに公転を組合わせることが、より
好ましい。

【００４１】また、本発明の効果を著しく損なわない範
囲において、反射層を形成した後、傷、変形の防止など
のため、ＺｎＳ、ＳｉＯ₂ 、ＺｎＳ−ＳｉＯ₂ 、などの
誘電体層あるいは紫外線硬化樹脂などの保護層などを必
要に応じて設けてもよい。また、基板にはハブなどを必
要に応じて設けてもよい。さらにまた、反射層を形成し
た後、あるいはさらに前述の樹脂保護層を形成した後、
２枚の基板を対向して、接着剤で張り合わせてもよい。

【００４２】記録層は、実際に記録を行なう前に、予め
レーザ光、キセノンフラッシュランプなどの光を照射し
たり、加熱して結晶化させておくことが好ましい。

【００４３】

【実施例】以下、本発明を実施例に基づいて説明する。 （分析，測定方法）反射層、記録層の組成は、ＩＣＰ発
光分析（セイコー電子工業（株）製）により確認した。
また、ジッタはタイムインターバルアナライザにより測
定した。記録部の始終端の劣化距離（波形の潰れ）はオ
シロスコープにより観察した。

【００４４】強化層、記録層、誘電体層、反射層の形成
中の膜厚は、水晶振動子膜厚計によりモニターした。ま
た各層の厚さは、走査型あるいは透過型電子顕微鏡で断
面を観察することにより測定した。

【００４５】（実施例１）厚さ０．６ｍｍ、直径１２ｃ
ｍ、１．４８μｍピッチ（ランド幅０．７４μｍ、グル
ーブ幅０．７４μｍ）のスパイラルグルーブ付きポリカ
ーボネート製基板を毎分３０回転で回転させながら、高
周波スパッタ法により、強化層、誘電体層、記録層、反
射層を形成した。

【００４６】まず、真空容器内を１×１０^-3Ｐａまで排
気した後、２×１０^-1ＰａのＡｒガス零囲気中でＡｌ₂
Ｏ₃ターゲットをスパッタし、基板上に５０ｎｍの強化
層を形成した。さらに、Ｓｉ₃Ｎ₄をスパッタし、基板上
に膜厚７０ｎｍの第１誘電体層を形成した。Ａｌ₂Ｏ₃の
ヤング率は４０×１０¹⁰Ｎ／ｍ²であり、熱伝導率は４
６Ｗ／ｍＫ、熱膨張係数は５×１０^-6Ｋ^-1、屈折率は
１．８である。また、ＳｉＮのヤング率は６×１０¹⁰Ｎ
／ｍ²であり、熱伝導率は３１Ｗ／ｍＫ、熱膨張係数は
２×１０^-6Ｋ^-1、屈折率は２．１である。

【００４７】続いて、Ｇｅ、Ｓｂ、Ｔｅ、Ｐｄからなる
合金ターゲットをスパッタして、組成Ｇｅ_0.170 Ｓｂ
_0.278 Ｔｅ_0.551Ｐｄ_0.001からなる記録層を２０ｎｍ形
成し、さらにＳｉＯ₂を２０ｍｏｌ％添加したＺｎＳを
スパッタし、第２誘電体層を２０ｎｍ形成した。さらに
また、この上に、Ａｌ_98.1Ｈｆ_1.7 Ｐｄ_0.2 合金をスパ
ッタして膜厚１５０ｎｍの反射層を形成し、本発明の光
記録媒体を得た。

【００４８】このとき、強化層、第１誘電体層、第２誘
電体層の単位面積当たりの熱容量はそれぞれ、１．６×
１０^-4Ｊ／（ｇ・Ｋ）×ｋｇ／ｍ³×ｍ、２．７×１０
^-4Ｊ／（ｇ・Ｋ）×ｋｇ／ｍ³×ｍ 、１．５×１０^-4Ｊ
／（ｇ・Ｋ）×ｋｇ／ｍ³×ｍ であった。

【００４９】この光記録媒体に波長８３０ｎｍの半導体
レーザのビームでディスク全面の記録層を結晶化し初期
化した。次に、グルーブに、線速度６ｍ／秒の条件で、
対物レンズの開口数０．６、半導体レーザの波長６８０
ｎｍの光学ヘッドを使用して、８／１６変調のランダム
パターンをエッジ記録によって１０万回オーバーライト
した。

【００５０】この時、記録レーザー波形は、公知の技術
であるマルチパルスを用いた。また、この時のウィンド
ウ幅は、３４ｎｓとした。また、この時の記録パワー、
消去パワーはそれぞれ、１０．５ｍＷ、４．５ｍＷとし
た。なお、オーバーライトの際にはデータ（記録マー
ク）の書き始めと、書き終わりを、ディスク上の一つの
点に固定した。

【００５１】１０万回オーバーライト後の、データの書
き始め部分と、書き終わり部分の波形の潰れを観察した
ところ、それぞれ、５μｍ、２μｍであり実用上問題が
ないと確認できた。さらに、１０万回オーバーライト後
のジッタを測定したところ、ウインドウ幅の１０％と実
用上十分小さいと確認できた。

【００５２】（実施例２）Ｇｅ、Ｓｂ、Ｔｅからなる合
金ターゲットをスパッタして、記録層を Ｇｅ_{0.2 07} Ｓ
ｂ_0.257 Ｔｅ_0.536とし、第２誘電体層をＳｉ₃Ｎ₄、厚
さを２５ｎｍとし、反射層の厚さを１００ｎｍとした他
は、実施例１と同様のディスクを作製した。このとき、
第２誘電体層の単位面積当たりの熱容量は０．８×１０
^-4Ｊ／（ｇ・Ｋ）×ｋｇ／ｍ³×ｍ であった。

【００５３】実施例１と同様な測定を行ったところ、１
０万回オーバーライト後の書き始め部分と書き終わり部
分の波形の潰れは、それぞれ、５μｍ、３μｍであり実
用上十分小さいと確認できた。また、１０万回オーバー
ライト後のジッタは、ウィンドウ幅の１２％と実用上十
分に小さいと確認できた。

【００５４】（実施例３）第１誘電体層をＳｉＯ₂を２
０ｍｏｌ％添加したＺｎＳとし、記録層をＰｄ、Ｎｂ、
Ｇｅ、Ｓｂ、Ｔｅからなる合金ターゲットをスパッタし
て、組成Ｎｂ_{0.00 3} Ｐｄ_0.002 Ｇｅ_0.185 Ｓｂ_0.27 Ｔ
ｅ_0.54の膜厚２０ｎｍとした他は実施例１と同様のディ
スクを作製した。このとき、第１誘電体層の単位面積当
たりの熱容量は５．４×１０^-4Ｊ／（ｇ・Ｋ）×ｋｇ／
ｍ³×ｍ であった。

【００５５】実施例１と同様な測定を行ったところ、１
０万回オーバーライト後の書き始め部分と書き終わり部
分の波形の潰れは、それぞれ、６μｍ、１μｍと実用上
十分小さいと確認できた。また、１０万回オーバーライ
ト後のジッタは、ウィンドウ幅の１２．５％と十分に小
さいと確認できた。

【００５６】（実施例４）強化層をＳｉＯ2ターゲット
をスパッタして形成したＳｉＯ₂の８０ｎｍの膜とし、
第１誘電体層を厚さ１１０ｎｍのＳｉＯ₂を２０ｍｏｌ
％添加したＺｎＳとし、第２誘電体層の厚さを１５ｎ
ｍ、反射層の厚さを１００ｎｍとした他は実施例１と同
様なディスクを作製した。ＳｉＯ₂のヤング率は９×１
０10Ｎ／ｍ²であり、熱伝導率は９Ｗ／ｍＫ、熱膨張係
数は１×１０^-6Ｋ^-1、屈折率は１．５である。

【００５７】このとき、強化層、第１誘電体層、第２誘
電体層の単位面積当たりの熱容量はそれぞれ、１．７×
１０^-4Ｊ／（ｇ・Ｋ）×ｋｇ／ｍ³×ｍ、８．４×１０
^-4Ｊ／（ｇ・Ｋ）×ｋｇ／ｍ³×ｍ 、１．２×１０^-4Ｊ
／（ｇ・Ｋ）×ｋｇ／ｍ³×ｍ であった。

【００５８】実施例１と同様な測定を行ったところ、１
０万回オーバーライト後の書き始め部分と書き終わり部
分の波形の潰れを観察したところ、それぞれ、３μｍ、
１μｍと十分に小さいことが確認できた。また、１０万
回オーバーライト後のジッタは、ウィンドウ幅の９％と
十分に小さいと確認できた。

【００５９】（実施例５）強化層を、ＡｌＮターゲット
をスパッタして形成した厚さ６０ｎｍのＡｌＮ膜とし、
第１誘電体層を厚さ５０ｎｍのＳｉＯ₂を２０ｍｏｌ％
添加したＺｎＳとし、第２誘電体層の厚さを１５ｎｍ、
反射層の厚さを１００ｎｍとした他は実施例１と同様な
ディスクを作製した。ＡｌＮのヤング率は４０×１０¹⁰
Ｎ／ｍ²であり、熱伝導率は２５Ｗ／ｍＫ、熱膨張係数
は４×１０^-6Ｋ^-1、屈折率は１．９である。

【００６０】このとき、強化層、第１誘電体層、第２誘
電体層の単位面積当たりの熱容量はそれぞれ、０．８×
１０^-4Ｊ／（ｇ・Ｋ）×ｋｇ／ｍ³×ｍ、３．８×１０
^-4Ｊ／（ｇ・Ｋ）×ｋｇ／ｍ³×ｍ 、１．２×１０^-4Ｊ
／（ｇ・Ｋ）×ｋｇ／ｍ³×ｍ であった。

【００６１】表１のように、高硬度層の材質を変えた他
は、実施例１と同様のディスクを得た。１０万回オーバ
ーライト後のかき始め部分と書き終わり部分の波形潰れ
は、それぞれ３μｍ、１μｍと十分に小さいことが確認
できた。また、１０万回オーバーライト後のジッタ、ウ
ィンドウ幅の１０％と十分に小さいと確認できた。

【００６２】（実施例６）強化層を厚さ３０ｎｍのＺｒ
Ｏ₂とし、第１誘電体層を厚さ６０ｎｍのＳｉＯ₂を２０
ｍｏｌ％添加したＺｎＳとし、記録層の厚さを２４ｎｍ
とし、反射層の厚さを１００ｎｍとした他は実施例１と
同様なディスクを作製した。ＺｒＯ₂のヤング率は３０
×１０¹⁰Ｎ／ｍ₂であり、熱伝導率は３Ｗ／ｍＫ、熱膨
張係数は７×１０^-6Ｋ^-1、屈折率は２．２である。

【００６３】このとき、強化層、第１誘電体層、第２誘
電体層の単位面積当たりの熱容量はそれぞれ、１．３×
１０^-4Ｊ／（ｇ・Ｋ）×ｋｇ／ｍ³×ｍ、４．６×１０
^-4Ｊ／（ｇ・Ｋ）×ｋｇ／ｍ³×ｍ 、１．５×１０^-4Ｊ
／（ｇ・Ｋ）×ｋｇ／ｍ³×ｍ であった。

【００６４】表１のように、高硬度層の材質を変えた他
は、実施例１と同様のディスクを得た。実施例１と同様
な測定を行ったところ、１０万回オーバーライト後のか
き始め部分と書き終わり部分の波形潰れは、それぞれ４
μｍ、２μｍと十分に小さいことが確認できた。また、
１０万回オーバーライト後のジッタ、ウィンドウ幅の
９．５％と十分に小さいと確認できた。

【００６５】（実施例７）強化層の厚さを６０ｎｍ、第
１誘電体層を厚さ６０ｎｍのＳｉＯ₂とし、記録層の厚
さを２４ｎｍとした他は、実施例１と同様なディスクを
作製した。このとき、強化層、第１誘電体層の単位面積
当たりの熱容量はそれぞれ、１．９×１０^-4Ｊ／（ｇ・
Ｋ）×ｋｇ／ｍ³×ｍ、１．３×１０^-4Ｊ／（ｇ・Ｋ）
×ｋｇ／ｍ³×ｍ であった。

【００６６】実施例１と同様な測定を行ったところ、１
０万回オーバーライト後のかき始め部分と書き終わり部
分の波形潰れは、それぞれ５μｍ、１μｍと十分に小さ
いことが確認できた。また、１０万回オーバーライト後
のジッタ、ウィンドウ幅の９％と十分に小さいと確認で
きた。

【００６７】（実施例８）強化層の厚さを４０ｎｍ、第
１誘電体層を厚さ４０ｎｍのＳｉＯ₂とし、記録層の厚
さを１５ｎｍとし、第２誘電体層を厚さ２５ｎｍのＳｉ
Ｏ₂とし、反射層の厚さを１００ｎｍとした他は、実施
例１と同様なディスクを作製した。このとき、強化層、
第１誘電体層の単位面積当たりの熱容量はそれぞれ、
１．２×１０^-4Ｊ／（ｇ・Ｋ）×ｋｇ／ｍ³×ｍ、０．
８×１０^-4Ｊ／（ｇ・Ｋ）×ｋｇ／ｍ3×ｍ、０．５×
１０^-4Ｊ／（ｇ・Ｋ）×ｋｇ／ｍ³×ｍであった。

【００６８】実施例１と同様な測定を行ったところ、１
０万回オーバーライト後のかき始め部分と書き終わり部
分の波形潰れは、それぞれ４μｍ、１μｍと十分に小さ
いことが確認できた。また、１０万回オーバーライト後
のジッタ、ウィンドウ幅の１０％と十分に小さいと確認
できた。

【００６９】（比較例１）強化層を省いた他は、実施例
１と同様なディスクを作製した。これを実施例１と同様
に測定したところ、１０万回オーバーライト後のジッタ
は２０％よりも大きく、書き始め部分と、書き終わり部
分の波形の潰れは、それぞれ、２００μｍ、５０μｍと
大きく、正確なデータの再生が困難であることがわかっ
た。

【００７０】（比較例２）第２誘電体層の厚さを１８０
ｎｍとした他は、実施例１と同様なディスクを作製し
た。このとき、第２誘電体層の単位面積当たりの熱容量
は、１３．５×１０^-4Ｊ／（ｇ・Ｋ）×ｋｇ／ｍ³×ｍ
であり、強化層および第１誘電体層の単位面積当たりの
熱容量よりも大きかった。

【００７１】これを実施例１と同様に測定したところ、
１０万回オーバーライト後のジッタは、ウインドウ幅の
２０％よりも大きく、さらに、書き始め部分と、書き終
わり部分の波形の潰れは、それぞれ、比較例１よりもさ
らに大きく、正確なデータの再生が困難であることがわ
かった。

【００７２】

【発明の効果】本発明の光記録媒体によれば、以下の効
果が得られた。

【００７３】(1) 多数回の記録・消去を行ってもセクタ
ー始端部分、終端部分の劣化が少ない。

【００７４】(2) スパッタ法により容易に製作できる。

フロントページの続き (72)発明者 新井 猛 滋賀県大津市園山１丁目１番１号 東レ株 式会社滋賀事業場内

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 記録層に光を照射することによって、情
   報の記録、消去、再生が可能であり、情報の記録及び消
   去が、非晶相と結晶相の間の相変化により行われる光記
   録媒体であって、基板上に少なくとも強化層、第１誘電
   体層、記録層、第２誘電体層および反射層をこの順に有
   し、前記強化層のヤング率が前記第１誘電体層のヤング
   率よりも大きく、かつ単位面積当たりの強化層の熱容量
   をＨ０、第１誘電体層の熱容量をＨ１、第２誘電体層の
   熱容量をＨ２としたとき、Ｈ０またはＨ１がＨ２よりも
   大きいことを特徴とする光記録媒体。
2. 【請求項２】 強化層の熱伝導率が第１誘電体層の熱伝
   導率よりも高い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】 強化層が、酸化物、窒化物、もしくはこ
   れらの混合物であることを特徴とする請求項１記載の光
   記録媒体。
4. 【請求項４】 強化層の熱膨張係数と第２誘電体層の熱
   膨張係数の差が２０％以内、あるいは第１誘電体層の熱
   膨張係数と第２誘電体層の熱膨張係数の差が２０％以内
   であることを特徴とする請求項１記載の光記録媒体。
5. 【請求項５】 記録消去に用いるレーザー波長における
   強化層の屈折率もしくは第１誘電体層の屈折率の少なく
   とも一方が、基板の屈折率よりも０．１以上大きいこと
   を特徴とする請求項１記載の光記録媒体。
6. 【請求項６】 記録層の厚さが５ｎｍ以上４０ｎｍ以下
   であることを特徴とする請求項１記載の光記録媒体。
7. 【請求項７】 第２誘電体層の厚さが３ｎｍ以上５０ｎ
   ｍ以下であることを特徴とする請求項１記載の光記録媒
   体。