JPH10269630A - 光記録媒体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 グルーブとランドの記録特性差を少なくし、
また、多数の書換の繰り返しにおけるセクターの始端部
分、終端部分の劣化が少なく、なおかつ、ジッタ特性が
ランドとグルーブともに良好な書換可能相変化光記録媒
体を提供すること。 【解決手段】 基板の記録層を設けた面にスパイラル状
の案内溝が形成されており、該案内溝（グルーブ）と案
内溝間（ランド）の両方の部分の記録トラックに記録を
行う相変化型書換可能光記録媒体であって、案内溝と案
内溝間の間の傾斜部分の傾きが０．２５以上０．６０以
下である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。特に本発明は、案内溝（グルーブ）
および案内溝間（ランド）の両方の部分に記録情報の消
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。

【０００２】

【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。

【０００３】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。これらの書換可能型相変化光記録媒体として、光
ディスクが例にあげられるが、光ディスクの基板上には
あらかじめ溝が刻まれ、ランドとグルーブが形成されて
いる。このランドもしくはグルーブの平坦部にレーザー
光が集光されることにより情報信号の記録消去もしくは
再生が行われる。一般的な光ディスクにおいては、通常
ランドもしくはグルーブのどちらか一方にのみ情報信号
が記録され、他方は隣接するトラックを分離するガード
バンドとなっている。このような光ディスクの記録容量
を増加させるために、例えば、光ディスクの信号記録用
の案内溝間（基板に刻まれた凸部（以下単にランドと称
す））と、案内溝（基板に刻まれた凹部（以下単にグル
ーブと称す））の両方に信号を記録して記録容量を増加
させる技術（以下ランド・グルーブ記録と称す）は知ら
れている（特公昭６３−５７８５９号公報）。さらに、
例えば位置情報を検出するなどのために案内溝間と案内
溝を波打たせることにより（これをウォブルという）、
信頼性を向上させたり、アクセス速度を高めたり、記録
容量を増加させる技術が考案されている。

【０００７】しかしながら、上述したランド・グルーブ
記録では、ランドとグルーブで記録特性が異なったり、
記録消去の繰り返し耐久性が異なる場合がある。これ
は、ランドとグルーブの光学的な違いや、ランドとグル
ーブで放熱状態が異なることなどが主な原因であると考
えられる。このようにランドとグルーブで記録感度や繰
り返し耐久性に差があると、ランドとグルーブで記録パ
ワーを変える必要があり、装置が複雑になる。

【０００８】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。この原因の
一つとして、ランドとグルーブの放熱状態が異なること
により、ランドとグルーブの記録の書換の繰り返しによ
る記録層のトラック方向および半径方向への移動の程度
に差が生じることが考えられる。このことは、さらに記
録の書換の繰り返しによるトラッキングの安定性の低下
の原因にもなっていると考えられる。

【０００９】特に、ランドとグルーブをウォブルさせる
場合は、繰り返しに関して、記録膜の流動による特性低
下やトラッキングへの悪影響が著しく、ランドおよびグ
ルーブにおいて、良好な繰り返し耐久性を得るのが難し
い。

【００１０】ランドとグルーブの記録特性の違いを解決
する方法として、例えば特開平７−１３０００６号公報
では、基板上に形成された凹部の反射層の膜厚が凸部の
反射層の膜厚より厚い、あるいは、凸部の第２誘電体層
の膜厚が凹部の第２誘電体層の膜厚より厚い、等のいず
れかの手段で、ランド部とグルーブ部を同じ放熱条件と
する方法が提案されている。しかし、この方法では反射
層や誘電体層の膜厚を溝幅のオーダーで制御して製膜す
る必要があり、製作時に非常に高度な技術、装置が必要
となり、製造コストが高くなると考えられる。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、グル
ーブとランドの記録特性差を少なくし、また、書換の繰
り返し耐久性を改善し、さらにランドとグルーブにおけ
る書換の繰り返し耐久性の差を少なくした書換可能相変
化型光記録媒体を提供することにある。

【００１２】

【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、基板の記録
層を設けた面にスパイラル状の案内溝が形成されてお
り、該案内溝（以下グルーブと呼ぶ）と案内溝間（以下
ランドと呼ぶ）の両方の部分に記録を行い、かつグルー
ブとランドの間の傾斜部分の傾きが０．１５以上１．８
以下であることを特徴とする光記録媒体に関するもので
ある。

【００１３】

【発明の実施の形態】本発明の光記録媒体の案内溝と案
内溝間の間の傾斜部分の傾きは０．１５以上１．８以下
とするものである。ここで、案内溝と案内溝間の傾斜部
分の傾きは、第１図に示すとおり、溝の底から１０％の
位置と溝の頂部から１０％の位置の間での傾きｙ／ｘを
指す。

【００１４】ランドとグルーブの放熱状態の違いについ
ては次のように考えられる。例えば、基板上に第１保護
層、記録層、第２保護層、反射層をこの順に形成して用
いる場合、グルーブに信号を記録する時には、レーザー
光で照射されたグルーブ上の記録層が時間とともに昇温
し、やがて融点を越えて融解する。その後レーザー光の
照射が終わると融解された部分が冷却され、アモルファ
スとなる。反射層の熱伝導率が記録層の熱伝導率に比
べ、非常に大きいために、記録層からの放熱は第２の保
護層を介して反射層へ熱流として拡散する。次に、ラン
ドに信号を記録する時は、ランドはレーザー光投入側に
対して反対側に凸になっているためランドの両端からの
反射層への熱拡散は、上方向だけでなく、斜め上方へも
行われる。すなわちランドではグルーブよりも熱拡散が
起きやすいために、記録層が昇温しにくく、また融解後
の冷却速度は大きい。この記録層の昇温、冷却過程の差
が光ディスクのランドとグルーブにおける記録特性の差
および繰り返し耐久性の差の原因と考えられる。

【００１５】上述したように、ランドとグルーブでは幾
何学的関係が異なるため、ランドの方が放熱が大きく、
ランドとグルーブに同じように記録した場合、ランドの
方がマークが小さくなったり、不鮮明になる傾向がある
という問題がある。そこで、発明者らはランドにおける
斜め上方向への熱拡散を小さくするために、ランドとグ
ルーブの間の傾斜を大きくすることを見出した。こうす
ることにより、ランドとグルーブの幾何学的熱拡散の差
を小さくできるが、その効果を得るためには、この傾き
は０．１５以上であることが必要である。また、通常、
基板はスタンパーと称する溝を形成した型を用いて加
圧、成形して作製するが、成形時の離型が良好で、機械
特性が良好な基板が得られることから、１．８以下であ
ることが必要である。好ましくは０．２５以上１．０以
下であり、製造上のマージン等を考慮すると、０．３以
上、０．７以下がより好ましい。このように、傾斜角度
を成型時の離型に問題にならない程度に大きくすること
により、クロスイレーズ耐久性も向上できる。

【００１６】また、ランドとグルーブにおける書換の繰
り返しによる記録層の流動がトラッキングを乱す原因と
考えられるが、グルーブとランドがウォブルしている場
合はこの現象がさらに増幅されるため、ウォブルの幅
は、ウォブルの信号が検出できる範囲で小さい方が好ま
しく、グルーブおよびランドの幅の１％以上、１０％以
下が好ましい。より好ましくは２％以上、８％以下であ
る。

【００１７】また、本発明の記録媒体では、グルーブと
ランドの間の傾斜部の幅がトラックピッチの２５％以下
であると、グルーブが矩形状に近くなり、傾斜部分で記
録した際の熱を遮断し、クロスイレーズ耐久性が向上す
るので好ましい。ただし、グルーブとランドの間の傾斜
部の幅がトラックピッチの３％未満の場合、傾斜角が大
きすぎる場合と同様、基板成形の際、スタンパーから基
板を剥離しにくくなる。すなわち、グルーブとランドの
間の傾斜部の幅は３％以上、２５％以下が好ましい。

【００１８】さらに、本発明の光記録媒体では、クロス
トークを減少させて、ランドとグルーブの記録特性差を
小さくできる点から、グルーブ深さを再生光の波長の１
／７以上１／５以下の光路長とすることが好ましい。グ
ルーブ深さが再生光の波長の１／７未満もしくは１／５
を越える光路長の場合は、クロストークが大きくなり、
正確な再生が困難になる。

【００１９】さらにまた、本発明のトラックピッチ（Ｔ
ｐ）（μm）は、クロスイレーズを小さくすることと、
高密度記録の観点から Ｔｐ＝ａ・λ／ＮＡ（λは記録再生光波長（μm）、Ｎ
Ａはレンズ開口数） ０．９≦ａ≦１．５ の範囲におさめることが好ましい。また、トラックピッ
チに対するランドおよびグルーブの平坦部の割合は、ラ
ンドとグルーブの再生信号の振幅差を少なくすることか
ら、０．４以上、０．６以下が好ましい。結局、トラッ
クピッチがλ／ＮＡ以上、１．５λ／ＮＡ以下であり、
ランドとグルーブの平坦部の割合を０．４以上、０．６
以下であることにより、高密度記録で、ランドとグルー
ブの記録特性をそろえることができることから好まし
い。

【００２０】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／第１誘電体層／第２誘電
体層／記録層／第３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
なく、第１誘電体層と第２誘電体層が同じ材料であって
もかまわない。

【００２１】また、ランドとグルーブの熱的環境の違い
による再生信号の違いを補正するためと、さらに、ウォ
ブルしたランドやグルーブで記録消去の繰り返しを行う
時にウォブルによる流動の悪化、トラッキングの悪化を
防ぐため、さらにまた、再生信号振幅を大きく取る点
や、クロスイレーズの発生を防いだり、クロストークを
低減するために、予め記録層におけるランドの幅とグル
ーブの幅、記録マークの幅を、（Ｗag−Ｗw）／２≦Ｗm
g≦Ｗag−Ｗw、および、（Ｗal−Ｗw）／２≦Ｗml≦Ｗa
l−Ｗwとすることが好ましい。

【００２２】ただし、記録層におけるグルーブの幅：Ｗ
ag（μm）、記録層におけるランドの幅：Ｗal（μm）、
ランドおよびグルーブのウォブル幅：Ｗw（μm）、グル
ーブに記録された記録マークの幅：Ｗmg（μm）、ラン
ドに記録された記録マークの幅：Ｗml（μm）、であ
る。ウォブルの幅とランドおよびグルーブの幅およびラ
ンドとグルーブに記録された記録マークの幅の関係を第
２図に示す。記録マークがこの上記範囲内であると、書
換の繰り返しによる消し残りや流動がウォブルの影響を
受けにくく、好ましい。再生時の信号強度も考慮する
と、より好ましくは ０．５×（Ｗag−Ｗw）≦Ｗmg≦０．９×（Ｗag−Ｗw） および ０．５×（Ｗal−Ｗw）≦Ｗml≦０．９×（Ｗal−Ｗw） である。

【００２３】本発明の光記録媒体において、基板と記録
層の間の誘電体層は、熱伝導率、硬度、ヤング率、ある
いは記録層に対するぬれ性、拡散性、などの、主として
記録層との関係から適切な材料が選択される。一方、こ
の選択された誘電体の特性が、基板との関係では必ずし
も適切ではない場合がある。そのため、基板と記録層の
間の誘電体層を基板側と記録層側とで異なった材料によ
る第１誘電体層と第２誘電体層による２層構成とするこ
とにより、ランド・グルーブ記録の記録書換繰り返しに
おけるランドとグルーブの始終端の劣化およびジッタの
悪化がおこりにくく、また、ランドとグルーブでこれら
の特性に差が生じにくくなるように改良するように構成
できる。

【００２４】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、第１誘電体層あ
るいは第２誘電体層の熱伝導率が、第３誘電体層の熱伝
導率以上であることが好ましい。このように設計するこ
とにより、記録層からの熱拡散による放熱があり、上述
したランドとグルーブの幾何学的関係によるランドとグ
ルーブの記録層からの放熱状態の違いを小さくできる。
また、第１誘電体層の熱伝導率が大きい場合、感度をあ
まり下げることなく基板側に熱拡散による放熱があるこ
とから、より好ましい。

【００２５】さらに、入射光を取り込みやすくするため
に、第１誘電体層は記録光波長において実質的に透明で
あり、かつその屈折率は第２誘電体層の屈折率よりも小
さいことが好ましい。

【００２６】このような第１誘電体層の材料としては、
例えば、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
合物である。 高硬度層の材質としては、より具体的に
は、例えば、Ｓｉ、Ｇｅ、Ａｌ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｔａ、Ｎ
ｂ、Ｉｎ、Ｓｎ、Ｐｂなどの金属の酸化物の薄膜（例え
ばＳｉＯ_x （１≦ｘ≦２）、Ａｌ₂Ｏ₃、ＴｉＯ₂ 、Ｔａ
₂Ｏ₅、Ｎｂ₂Ｏ₃、ＭｇＯ、ＳｒＴｉＯ₃ 、ＩＴＯな
ど）、光学ガラス（例えば、ＢＫ７など）、Ｓｉ、Ａ
ｌ、Ｇｅ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｔａ、Ｎｂなどの窒化物の薄膜
（例えばＳｉ₃ Ｎ₄ 、ＡｌＮなど）、Ｓｉ、Ｔｉ、Ｚ
ｒ、Ｈｆなどの炭化物の薄膜及びこれらの化合物の混合
物の膜が好ましい。また、これらに炭素、ＳｉＣなどの
炭化物、ＭｇＦ₂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。

【００２７】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）、ＧｅＯ_x （１≦ｘ≦
２）、 Ｔａ₂Ｏ_5-x（０≦ｘ≦１）、Ａｌ₂Ｏ_3-x（０≦
ｘ≦１）、ＴｉＯ_2-x （０≦ｘ≦１）、Ｔａ₂Ｏ_5-x（０
≦ｘ≦１）、ＺｒＯ_2-x （０≦ｘ≦１）、Ｎｂ₂Ｏ
_5-x（０≦ｘ≦１）、Ｓｉ₃Ｎ_4-x（０≦ｘ≦１）、 Ａｌ
Ｎ_x（０．５≦ｘ≦１）、光学ガラスなどがより好まし
い。

【００２８】本発明の第１誘電体層を形成する時は、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。

【００２９】膜形成速度、材料コスト、実用性などを鑑
みると、基板保護層は、反応性スパッタリング法により
成膜することが好ましい。特に、金属ターゲットとＤＣ
電源を用い、反応性スパッタリング法を行って、上記の
基板保護層を成膜すれば、装置の価格を安くでき、なお
かつ、成膜速度を早くできるのでさらに好ましい。

【００３０】本発明の第１、第２および第３誘電体層に
は、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。

【００３１】ディスクの光学的な設計を容易にする点か
ら、第１誘電体層の屈折率、第２誘電体層の屈折率の少
なくともどちらかが、１．６以上であり、第３誘電体層
の屈折率と第１誘電体層の屈折率の差が、−０．２以
上、０．２以下、もしくは、第３誘電体層の屈折率と第
２誘電体層の屈折率の差が、−０．２以上、０．２以下
であることが好ましい。

【００３２】第２誘電体層の材質としては、ＺｎＳの薄
膜、Ｓｉ、Ｇｅ、Ａｌ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｔａ、Ｎｂ、Ｉ
ｎ、Ｓｎ、Ｐｂなどの金属の酸化物の薄膜、Ｓｉ、Ａ
ｌ、Ｇｅ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｔａ、Ｎｂなどの窒化物の薄
膜、Ｓｉ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆなどの炭化物の薄膜及びこ
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、記録光波長において
実質的に透明であり、かつその屈折率が、透明基板の屈
折率より大きく、記録層の屈折率より小さい、ＺｎＳと
ＳｉＯ₂ の混合物からなる膜を用いることが好ましい。
また、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ことから、透明でない材料か
ら形成されることも好ましい。例えば、ＺｎＳとＳｉＯ
₂ と炭素の混合物は、膜の残留応力が小さいこと、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
とからも好ましい。

【００３３】第１誘電体層の厚さは、１０ｎｍ以上であ
ることが望ましい。１０ｎｍよりも薄い場合、第１誘電
体層にクラック等が生じることがあり、かえって繰り返
し耐久性に対して悪影響をおよぼす場合がある。記録の
書換の繰り返しに対して第１誘電体層の十分な効果を得
るためには２０ｎｍ以上が好ましく、より好ましくは３
０ｎｍ以上である。コストおよび、後述する第１誘電体
層および第２誘電体層の厚さの和の好ましい範囲から、
第１誘電体層の厚さは１００ｎｍ以下が望ましく、光学
設計の点から、５０ｎｍ以下が好ましい。より好ましく
は４５ｎｍ以下である。

【００３４】第１誘電体層と第２誘電体層の厚さは、光
学的な条件により決められるが、両者の和は、およそ１
０ｎｍ〜５００ｎｍである。基板や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から、５０〜４
００ｎｍが好ましい。

【００３５】本発明の第３誘電体層の材質は、第１誘電
体層や第２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
３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。

【００３６】第３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、Ｉｎ、Ｓｎ、Ｐｂなどの金属の酸化物の薄膜、Ｓ
ｉ、Ａｌ、Ｇｅ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｔａ、Ｎなどの窒化物の
薄膜、Ｓi、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆなどの炭化物の薄膜及び
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、
ＭｇＦ2 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
混合膜あるいはＺｎＳとＳｉＯ₂ と炭素の混合物は、繰
り返しによる記録特性の低下が起きにくいことから好ま
しい。

【００３７】第３誘電体層の厚さは、３ｎｍ以上５０ｎ
ｍ以下が必要である。第３誘電体層の厚さが上記より薄
いと、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い。また、第３誘電体層の厚さ
が、上記より厚いと記録層の冷却度が低くなるために好
ましくない。第３誘電体層の厚さは記録層の冷却に関
し、より直接的に影響が大きく、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、３０
ｎｍ以下がより効果的である。

【００３８】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−Ｇｅ−Ｓｂ−Ｔｅ合金、Ａｌ−
Ｇｅ−Ｓｂ−Ｔｅ合金、Ｓｉ−Ｇｅ−Ｓｂ−Ｔｅ合金、
Ｖ−Ｇｅ−Ｓｂ−Ｔｅ合金、Ａｇ−Ｉｎ−Ｓｂ−Ｔｅ合
金、Ｖ−Ａｇ−Ｉｎ−Ｓｂ−Ｔｅ合金、Ｐｄ−Ｎｂ−Ｇ
ｅ−Ｓｂ−Ｔｅ合金などがある。

【００３９】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。

【００４０】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。

【００４１】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。

【００４２】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。

【００４３】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。

【００４４】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。

【００４５】反射層の厚さとしては、通常、おおむね１
０ｎｍ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２００
ｎｍ以下が好ましい。

【００４６】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３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。

【００４７】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。

【００４８】すなわち、第１誘電体層がＳｉＯ_x （１≦
ｘ≦２）やＳｉＯ_x を主成分とする誘電体層や、その
他、酸化物、窒化物、炭化物の単一膜や混合膜を用い、
第２誘電体層がＳｉＯ₂ の混合比が１５〜３５モル％の
ＺｎＳとＳｉＯ₂ の混合膜あるいはＺｎＳとＳｉＯ₂ と
炭素の混合膜やＧｅＯ_x （１≦ｘ≦２）などであり、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 の混合膜あるい
はＺｎＳとＳｉＯ₂ と炭素の混合膜であり、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。

【００４９】 （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。

【００５０】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。

【００５１】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。

【００５２】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。

【００５３】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。

【００５４】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。

【００５５】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。

【００５６】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。

【００５７】次に、本発明の光記録媒体の製造方法につ
いて述べる。高硬度層、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。

【００５８】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。

【００５９】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。

【００６０】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。
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、結晶化させ
ておくことが好ましい。

【００６１】

【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。記録領域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。

【００６２】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。

【００６３】（実施例１）厚さ０．６ｍｍ、直径１２ｃ
ｍで案内溝と案内溝間の間の傾斜が０．６であり、トラ
ックピッチ１．４８μm、基板のグルーブの半値幅が
０．７７μm、基板のランドの半値幅が０．７１μmであ
り、基板のグルーブ深さが７２nm、ランドとグルーブの
傾斜部分の幅が０．０９６μm、ウォブルの幅が０．０
３μmである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、誘電体層、記録層、反射層を形成した。

【００６４】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ＳｉＯ
₂ ターゲットをスパッタし、基板上に４０ｎｍの第１誘
電体層を形成した。さらに、ＳｉＯ₂ を２０ｍｏｌ％添
加したＺｎＳをスパッタし、基板上に膜厚１００ｎｍの
第２誘電体層を形成した。

【００６５】ＳｉＯ₂ の屈折率は１．５であり、第１誘
電体層であるＺｎＳ・ＳｉＯ₂ の熱伝導率は２．１であ
る。

【００６６】続いて、Ｇｅ、Ｓｂ、Ｔｅからなる合金タ
ーゲットをスパッタして、厚さ２０ｎｍの記録層を形成
した。さらにＳｉＯ₂ を２０ｍｏｌ％添加したＺｎＳの
第３誘電体層を１５ｎｍ形成し、この上に、Ａｌ−Ｈｆ
− Ｐｄ合金をスパッタして膜厚１２０ｎｍの反射層を
形成し、本発明の光記録媒体を得た。

【００６７】ＳｉＯ₂ の熱伝導率は９Ｗ／ｍＫであり、
第３誘電体層であるＺｎＳ・ＳｉＯ₂ の熱伝導率は１Ｗ
／ｍＫである。

【００６８】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。

【００６９】次に、ランドとグルーブに、それぞれ線速
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６８０ｎｍ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マーク長記録によって
１０回オーバーライトした。

【００７０】この時、記録レーザー波形は、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、記録パワー、消去パワーはそれぞれ、１
０．０ｍＷ、４．５ｍＷとした。

【００７１】なお、オーバーライトの際にはデータ群
（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。また、データの書き始め部分
と、書き終わり部分の間の距離は、１ｃｍとし、この部
分のみをオーバーライトした。

【００７２】この時、ランドとグルーブのジッタを測定
したところ、いずれもウインドウ幅の７％と実用上十分
小さいことが確認できた。

【００７３】さらに、ランドとグルーブに同様の条件で
１０万回オーバーライトした。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、ランドでは４μ
ｍ、１μｍ、グルーブでは３μｍ、１μｍであり、実用
上問題がないと確認できた。また、ランドとグルーブの
１０万回オーバーライトした部分のジッタを測定したと
ころ、いずれもウインドウ幅の９％と実用上十分小さい
と確認できた。

【００７４】なお、このディスクをＳＥＭと平面および
断面ＴＥＭにより記録層の位置における形状を測定した
ところ、ウォブルの幅は０．０３μm、グルーブの半値
幅は０．７５μm、ランドの半値幅は０．７３μm、グル
ーブにおける記録マークの幅は０．６２μm、ランドに
おける記録マークの幅は０．６３μmであった。

【００７５】（実施例２、３）基板として、表１に示す
形状のスパイラルグルーブ付きポリカーボネート製基板
を用いた以外は、実施例１と同様にしてディスクを作製
した。

【００７６】実施例１と同様に記録特性の評価を行った
ところ、表１に示す結果が得られた。ランドとグルーブ
の１０回オーバーライト後のジッタ、１０万回オーバー
ライト後のジッタ、いずれも実用上十分小さいと確認で
きた。

【００７７】（比較例１）第１誘電体層を省き、さら
に、案内溝と案内溝間の間の傾斜部分の傾きが０．１で
ある他は、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回オーバーライト後
のランドのジッタが１１％と大きく、さらに、１０万回
オーバーライト後のジッタはランドおよびグルーブとも
に１５％以上と大きくなった。

【００７８】（比較例２）基板として、表１に示す形状
のスパイラルグルーブ付きポリカーボネート製基板を用
いた以外は、実施例１と同様にしてディスクを作製し
た。実施例１と同様な測定を行ったところ、１０回オー
バーライト後のランドのジッタが１２％と大きく、さら
に、１０万回オーバーライト後のジッタはランドおよび
グルーブともに１５％以上と大きくなった。

【００７９】（比較例３）基板として、表１に示す形状
のスパイラルグルーブ付きポリカーボネート製基板を用
いた以外は、実施例１と同様にしてディスクを作製し
た。基板の機械特性が悪く、記録特性の測定ができなか
った。

【００８０】

【表１】

【００８１】

【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。

【００８２】（１）グルーブとランドの記録特性差を小
さくできる。

【００８３】（２）多数回の記録、消去を行ってもジッ
タの悪化やセクター始端部分、終端部分の劣化が大き
く、かつグルーブとランドの繰り返し耐久性の差を小さ
くできる。

【００８４】（３）スパッタ法により、容易に製作でき
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明による光記録媒体の断面概略図を示す

【図２】 本発明による光記録媒体の平面概略図を示す

【符号の説明】

１ 反射層 ２ 第３誘電体層 ３ 記録層 ４ 第２誘電体層 ５ 第１誘電体層 ６ 基板

───────────────────────────────────────────────────── 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 (13)

【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、基板の記録層を設けた面にスパイラル
   状の案内溝が形成されており、該案内溝（以下グルーブ
   と呼ぶ）と案内溝間（以下ランドと呼ぶ）の両方の部分
   に記録を行い、かつグルーブとランドの間の傾斜部分の
   傾きが０．１５以上１．８以下であることを特徴とする
   光記録媒体。
2. 【請求項２】 グルーブとランドがウォブルされてお
   り、かつ該ウォブルの幅がそれぞれ該グルーブおよび該
   ランドの幅の１％以上、１０％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。
3. 【請求項３】 グルーブとランドの傾斜部分の幅が、ト
   ラックピッチの３％以上、２５％以下であることを特徴
   とする請求項１または２記載の光記録媒体。
4. 【請求項４】 グルーブの溝深さが再生光の波長の１／
   ７以上、１／５以下の光路長であることを特徴とする請
   求項１または２記載の光記録媒体。
5. 【請求項５】 トラックピッチをＴｐ（μm）、記録層
   におけるグルーブの幅をＷag（μm）、および記録層に
   おけるランドの幅をＷal（μm）レンズの開口数をＮ
   Ａ、再生波長をλ（μm）としたとき、これらが下記の
   式の関係にあることを特徴とする請求項１または２記載
   の光記録媒体。 Ｔｐ＝ａ・λ／ＮＡ ここで、０．９≦ａ≦１．５ Ｗag＝Ｔｐ・ｂ ここで、０．２≦ｂ≦０．６ Ｗal＝Ｔｐ・ｃ ここで、０．２≦ｃ≦０．６
6. 【請求項６】 記録層におけるグルーブの幅をＷag（μ
   m）、記録層におけるランドの幅をＷal（μm）、グルー
   ブおよびランドのウォブル幅をＷw（μm）、さらにグル
   ーブに記録された記録マークの幅をＷmg（μm）、ラン
   ドに記録された記録マークの幅をＷml（μm）としたと
   き、（Ｗag−Ｗw）／２≦Ｗmg≦Ｗag−Ｗw、（Ｗal−Ｗ
   w）／２≦Ｗml≦Ｗal−Ｗw、かつ、０．８≦Ｗal／Ｗag
   ≦１．２であることを特徴とする請求項２記載の光記録
   媒体。
7. 【請求項７】 基板上に少なくとも第１誘電体層、第２
   誘電体層、記録層、第３誘電体層および反射層をこの順
   に有し、かつ第３誘電体層の厚さが３ｎｍ以上５０ｎｍ
   以下であることを特徴とする請求項１、２、６いずれか
   に記載の光記録媒体。
8. 【請求項８】 第１誘電体層あるいは第２誘電体層の熱
   伝導率が第３誘電体層の熱伝導率以上であることを特徴
   とする請求項７記載の光記録媒体。
9. 【請求項９】 第１誘電体層の屈折率が第２誘電体層の
   屈折率よりも小さいことを特徴とする請求項７記載の光
   記録媒体。
10. 【請求項１０】 第１誘電体層の厚さが１０ｎｍ以上で
    あることを特徴とする請求項７記載の光記録媒体。
11. 【請求項１１】 記録消去に用いるレーザー波長におけ
    る第１誘電体層の屈折率、もしくは、第２誘電体層の屈
    折率の少なくともどちらかが１．６以上であることを特
    徴とする請求項７記載の光記録媒体。
12. 【請求項１２】 記録消去に用いるレーザー波長にお
    ける第３誘電体層の屈折率と第１誘電体層の屈折率の差
    が、−０．２以上、０．２以下、もしくは、第３誘電体
    層の屈折率と第２誘電体層の屈折率の差が、−０．２以
    上、０．２以下であることを特徴とする請求項７記載の
    光記録媒体。
13. 【請求項１３】 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７記載の光記録媒体。