JPH1153773A

JPH1153773A - 光記録媒体

Info

Publication number: JPH1153773A
Application number: JP9210516A
Authority: JP
Inventors: Tomoya Yamaho; 智也山舗; Gentaro Obayashi; 元太郎大林
Original assignee: Toray Industries Inc
Current assignee: Toray Industries Inc
Priority date: 1997-08-05
Filing date: 1997-08-05
Publication date: 1999-02-26

Abstract

(57)【要約】【課題】相変化光記録媒体において、高密度記録時に
発生するクロス消去およびクロストークの両方を低減し
た光記録媒体を提供することを課題とする。【解決手段】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事を特徴とする光記録媒体
であって、非晶相のマーク幅Ｗ１と記録レーザー光のビ
ーム幅Ｗ２が、Ｗ１／Ｗ２≦０．６を満たすことを特徴
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、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】相変化光記録媒体は、レーザー光の照射
により、情報の記録・再生・消去を行なう光記録媒体の
ひとつである。従来の書換可能相変化光記録媒体の技術
は、以下の如きものである。

【０００３】上記光記録媒体は、テルルを主成分とする
記録層を有し、記録時は、結晶状態の記録層に集中した
レーザ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。また、消去時には、記録
マーク部分にレーザ光を照射し、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
戻す。これらの書換可能相変化型光記録媒体の記録層と
しては、Ｇｅ₂Ｓｂ₂Ｔｅ₅などの合金（N.Yamada etal.
Proc. Int. Symp. on Optical Memory 1987 p61-66）が
知られている。

【０００４】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
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等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
善するとともに、冷却効果により、非晶状態の記録マー
クの形成を容易にし、かつ消去特性、繰返し特性を改善
する技術が知られている。特に、記録層と反射層の間の
誘電体層を５０ｎｍ程度よりも薄く構成した「急冷構
成」では、誘電体層を２００ｎｍ程度に厚くした「徐冷
構成」に比べ、記録の書換の繰返しによる劣化が比較的
少なく、また消去パワーのパワー・マージンが広い点で
優れている（T.Ohta et al,Japanese Journal of Appli
ed Physics, Vol. 28(1989) Suppl. 28-3 pp123-128)。

【０００５】こうした相変化光記録媒体は、ランドグル
ーブ記録などの高密度化技術を利用した高品位映像など
の大容量記録媒体となりつつある。特に、赤〜緑〜青の
短波長レーザー光源を用いた記録・再生ビーム径の狭小
化と、トラックピッチの狭小化により、面内での記録密
度の向上がはかられている。

【０００６】しかし、トラックピッチの狭小化により隣
接トラックへの影響、すなわち隣接信号の漏れにより発
生するクロストーク及びクロス消去の問題が発生する。
これらの課題を解決する方法として、例えば、ランドグ
ルーブ記録に使用する際の媒体基板のランド／グルーブ
段差を深くする、ディープグルーブの提案がなされてい
る。例えば、第８回相変化記録研究会シンポジウム講演
予稿集（１９９６）ｐ．７７〜８１には、従来のランド
／グルーブ段差とディープグルーブでの性能比較が述べ
られている。ここでは、従来のグルーブ深さ（光学的深
さ：λ／６ λ：使用光源波長）とディープグルーブ
（λ／３）で、ほとんど同じクロストーク量としつつ、
クロス消去を大幅に低減できることが述べられている。

【０００７】クロス消去は、光吸収による発熱を利用し
て記録層を結晶−非晶相変化させるため、媒体中に発生
した熱源が隣接トラック方向へ拡がり、この拡がった熱
が、隣接トラックの記録マークを消去するという形で発
生する。

【０００８】一方、クロストークは、隣接トラックにあ
る記録マークが、再生ビームの一部分と重なることによ
り発生する、隣接トラックからの漏れ信号量である。

【０００９】ディープグルーブ方式によるクロス消去低
減対策は、隣接トラックで発生した熱による記録信号領
域の温度上昇を、グルーブ深さを深くすることで、少な
くしようとするものである。この方式では、隣接トラッ
クからの熱流入による温度上昇を防ぐことができ、クロ
ス消去耐性を向上することができる。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】しかし、記録密度の向
上に従って、トラックピッチが小さくなってくると、デ
ィープグルーブ化したとしても、集光ビーム径によって
限界となるトラックピッチが決まってきてしまう。なぜ
なら、相変化記録媒体においては、記録層の結晶−非晶
間の相変化を利用するため、記録マークの大きさは、記
録する集光ビーム径によって支配されてしまうからであ
る。また、ディープグルーブ化では、クロストークを低
減することはできない。

【００１１】つまり、本発明では、高密度記録時に発生
するクロス消去およびクロストークの両方を低減し、さ
らに現状の基板、ドライブを用いた場合でも成立しうる
光記録媒体を提供することが課題である。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明は以下の構成からなる。すなわち、基板上に
形成された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事を特
徴とする光記録媒体であって、非晶相のマーク幅Ｗ１と
記録に使用したレーザー光のビーム幅Ｗ２との関係が、Ｗ１／Ｗ２≦０．６を満たすことを特徴とする光記録媒体である。

【００１３】また、本発明は以下の構成からなる。すな
わち、基板上に形成された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
われる事を特徴とする光記録媒体であって、記録時にお
ける溶融領域幅Ｗ３と非晶相マーク幅Ｗ１との関係が、Ｗ１／Ｗ３≦０．８５を満たすことを特徴とする光記録媒体である。

【００１４】

【発明の実施の形態】本発明においていう基板とは、光
記録媒体を担持するもののことを指す。基板としては、
特に限定するものではないが、例えば、透明な各種の合
成樹脂、透明ガラスなどが使用できる。ほこりや基板の
傷などの影響を避ける目的で、透明基板を用い、収束し
た光ビームで基板側から記録を行うこととなる。このよ
うな透明基板としては、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。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。基板はフレキシブル
なものでもよいし、リジッドなものでもよい。フレキシ
ブルな基板は、テープ状、シート状、カード状で使用す
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、密着張合わせ構造としてもよ
い。基板の厚さは、特に限定するものではないが、０．
０１ｍｍ以上５ｍｍ以下が実用的である。０．０１ｍｍ
未満では、基板側から収束した光ビームで記録する場合
でも、ごみの影響を受けやすくなり、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となり、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となる。

【００１５】また本発明においていう記録層とは、光の
照射によって、結晶相と非晶相との相変化を繰り返すこ
とができる材料からなる層のことを指す。例えば、以下
のような順序で結晶相と非晶相の相変化を繰り返すこと
ができるもののことを指す。即ち、情報記録時は、集中
したレーザ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。ま
た、消去時には、記録マーク部分にレーザ光を照射し、
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戻す。記録層の材料の組成、構
成については、特に限定するものではないが、Ｔｅを成
分とする記録層材料は、結晶−非晶間の体積変動が少な
い等の理由から、好適に使用することができる。こうし
た記録層材料しては、例えばＰｄ−Ｇｅ−Ｓｂ−Ｔｅ合
金、Ｎｂ−Ｇｅ−Ｓｂ−Ｔｅ合金、Ｐｄ−Ｎｂ−Ｇｅ−
Ｓｂ−Ｔｅ合金、Ｎｉ−Ｇｅ−Ｓｂ−Ｔｅ合金、Ｇｅ−
Ｓｂ−Ｔｅ合金、Ｃｏ−Ｇｅ−Ｓｂ−Ｔｅ合金、Ｉｎ−
Ｓｂ−Ｔｅ合金、Ａｇ−Ｉｎ−Ｓｂ−Ｔｅ合金、Ｉｎ−
Ｓｅ合金などがある。

【００１６】また本発明においていう、非晶相のマーク
幅Ｗ１及び、記録に使用したレーザー光のビーム幅Ｗ２
とは、以下の定義による数値を指す。すなわち、Ｗ１：記録層の非晶化されたマークの形状のうち、記録
に使用した光ビームの進行方向に対して垂直な方向の最
大幅Ｗ２：記録に使用された光ビームの記録層表面でのビー
ムの強度半値幅であって、その光ビームの進行方向に対
して垂直な方向の最大幅である。これを説明する簡単な図として図１をあげる。

【００１７】ここで、Ｗ１／Ｗ２≦０．６を満たすこと
が必要である。Ｗ１を小さくすることにより、隣接トラ
ックでの再生、記録、消去時に再生及び記録ビームが、
隣の非晶相マーク上に重なる領域を狭くすることで、ク
ロストークやクロス消去といった高密度化時の問題を解
決することができるからである。Ｗ１の測定方法につい
ては、特に限定するものではないが、例えば、ＴＥＭ
（透過型電子顕微鏡）などで明確に測定することができ
る。

【００１８】また、非晶相のマーク幅Ｗ１と記録に使用
したレーザー光のビーム幅Ｗ２との関係が、０．２≦Ｗ
１／Ｗ２≦０．４を満たすとさらに好ましい。なぜな
ら、近年ランドグルーブ記録などの面密度向上に従っ
て、トラックピッチＴｐが狭小化される傾向にあり、隣
接トラックの信号の影響を受けにくくするためには、Ｗ
１／Ｗ２≦０．４とすることがより有効であるからであ
る。また、Ｗ１を小さくしすぎると、再生時に信号強度
が落ちることが懸念される。相変化光記録媒体におい
て、記録層が非晶状態である場合と結晶状態である場合
の反射率差を信号量として読みとるため、非晶状態の信
号を再生するためには、少なくとも０．２≦Ｗ１／Ｗ２
で示される、非晶領域幅が好ましいからである。

【００１９】さらに、記録ビーム照射時における溶融領
域幅Ｗ３と照射終了後の非晶相マーク幅Ｗ１との関係
が、Ｗ１／Ｗ３≦０．８５を満たすと、なお好ましい。
ここに言う、溶融領域幅Ｗ３は、以下の定義による。

【００２０】Ｗ３：記録層が記録ビーム照射によって溶
融された領域の記録ビームの進行方向に対して垂直方向
の最大幅この領域の定義について、簡単な図として図２をあげ
る。

【００２１】上記範囲とすることによって、溶融されて
しまう記録層領域よりも実際に非晶相として固定される
マーク領域を小さくすることができる。この効果によっ
て、実質的に記録ビームの大きさを小さくするのと同じ
効果を得ることができ、その結果、隣接トラックからの
影響を小さくすることが可能となるからである。また、
溶融領域中の非晶相マーク領域に含まれない部分は、溶
融後再結晶化された領域であり、結晶領域によって非晶
領域が覆われることで、記録領域のコントラストを上昇
させることが可能となり、その結果、非晶相領域の大き
さが小さくなるにも関わらず、再生信号強度を大きくす
ることが可能となるからである。このときの再結晶化領
域の確認、測定方法は特に限定するものではないが、例
えばＴＥＭを使用することで、非晶マーク周囲に形成さ
れた再結晶領域を判定することができる。

【００２２】また、再結晶化領域の大小を調整する手段
として、記録層における温度パラメータ、ΔＴ＝Ｔｌ−
Ｔｓ（ここで、Ｔｌ：液相温度、Ｔｓ：固相温度）を変
化させることが、より好ましい。なぜなら、一度溶融さ
れた状態の記録層が、温度変化を伴いながら結晶相また
は、非晶相へと固化していく過程においては、過冷却状
態が現れることが一般的に知られている。過冷却の状態
では、ΔＴ＝Ｔｌ−Ｔｓが小さくなるようにすると、再
結晶化領域の大きさが拡大することを利用することで、
精密に、再結晶化領域の大きさを変化させることができ
るからである。

【００２３】ここで、ΔＴを制御する方法として、いく
つかの方法をあげることができるが、たとえば、・記録層の結晶化温度を変化させることにより、ΔＴを
調整する・記録層及び複数の構成層の膜厚を変化させることによ
り、ΔＴを調節するなどが有効である。

【００２４】前者の方法のうち、前記したようにＧｅ−
Ｓｂ−Ｔｅ合金からなる記録層材料を使用した場合、Ｇ
ｅ、Ｓｂ、Ｔｅ以外の少なくとも１種類の添加元素群Ｍ
を与えることによって、合金中の原子間距離を調整し、
その結果、ΔＴを制御することが可能となる。特に、下
記式の領域を使用することで、適切なΔＴを得ることが
可能となる。

【００２５】Ｍα（Ｓｂ_xＴｅ_1-x）_1-y-α（Ｇｅ_0.5Ｔｅ_0.5）_y ０．４≦ｘ≦０．６０．３≦ｙ≦０．５０≦α≦０．０５また、添加元素群Ｍは、Ｐｄ、Ｎｂ、Ａｕ、Ａｇ、Ｎ
ｉ、Ｃｏから選ばれることが好ましい。なぜなら、これ
らの材料は記録層合金の保存安定性などに寄与し、それ
自身が、経時変化に強く、安定に存在しうるからある。
また、上記元素以外にも、窒素を含有させることもきわ
めて有効である。特に、記録層中の窒素元素と記録層を
構成する窒素以外の原子の少なくとも１種類との平均原
子間距離を０．１７ｎｍ以上０．２５ｎｍ以下の範囲で
制御することによって、ΔＴを変化させることができ
る。

【００２６】ΔＴを制御する、もう一つの方法としてあ
げた後者の手法としては、なんら構成や構成層の膜厚を
限定するものではないが、たとえば、記録ビーム照射時
に、記録ビームを吸収し発熱する層として、記録層以外
に少なくとも１つの構成層を含むことが制御の上から望
ましい。なぜなら、多くの場合、光記録媒体を構成する
層のうち大きな発熱層となる部分は、記録層であり、そ
のために、急激に記録層中から発生した熱が流出・拡散
するため、もう一つの発熱層を設けることで、記録媒体
中の温度勾配を比較的容易に制御しやすくなるからであ
る。

【００２７】上記の構成の中でも、基板、第１保護層、
記録層、第２保護層、光吸収量制御層、光量制御層、オ
ーバーコート層の順番で積層されていることが好まし
い。一般的な相変化光記録媒体の構成（基板、第１保護
層、記録層、第２保護層）に、（光吸収量制御層、光量
制御層）を加えるという、従来構成への要素付与という
形で、媒体構成を実現きるからである。ここにいう光吸
収量制御層とは、記録ビームの波長において、光吸収を
行い発熱する層のことを指す。また、光量制御層は、記
録層及び光吸収量制御層で使用した後の余剰光を、媒体
外に光の干渉効果を用いて取り出してしまう機能をもつ
層のことをさす。

【００２８】これらの層構成において使用する材料とし
ては、特に限定するものではないが、以下の組み合わせ
であればなお好ましい。

【００２９】第１保護層の主成分が、誘電体であること
が好ましい。なぜなら、誘電体は基板への熱損傷を防ぐ
ために、好適に使用することができるからである。特
に、第１保護層の主成分として、Ｓｉ₃Ｎ_x（３＜Ｘ≦
４）、ＳｉＯ_x（０＜Ｘ≦２）、ＺｎＳのうち少なくと
も１種類を含むことが、なお好ましい。なぜなら、記録
層との接着性を制御する上で、これらの材料は好適に使
用できるからである。

【００３０】また、第２保護層の主成分は第１保護層に
ついての前記内容と同じく、誘電体であることが好まし
く、さらに、Ｓｉ₃Ｎ_x（３＜Ｘ≦４）、ＳｉＯ_x（０＜
Ｘ≦２）、ＺｎＳのうち少なくとも１種類を含むことが
より好ましい。

【００３１】また、光吸収量制御層の主成分として、Ｔ
ｉ、Ｃｒ、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｚｎ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｗの
うち少なくとも１種類を含むことが好ましい。なぜなら
ば、これらの元素は比較的安定であり、薄膜形成法とし
てスパッタリングなどの手法を用いて容易に他の材料な
どの上に形成することができるからである。また、屈折
率、消衰係数が比較的高く、吸収量制御の効果を大きく
取りやすいからである。

【００３２】また、光吸収量制御層において、熱伝導制
御添加物として、Ａｇ、Ａｌ、Ａｕ、Ｂｉ、Ｃ、Ｃｏ、
Ｃｕ、Ｆｅ、Ｇａ、Ｇｅ、Ｈｆ、Ｉｎ、Ｍｏ、Ｎ、Ｎ
ｂ、Ｎｉ、Ｏ、Ｐｂ、Ｓｉ、Ｓｎ、Ｔｉ、Ｗ、Ｚｎ、Ｚ
ｒのうち１種類もしくは複数種類を使用することが好ま
しい。これらの添加元素は比較的容易に、上記の光吸収
量制御層に加えることができ、安定な状態で存在するか
らである。

【００３３】また、光量制御層の主成分が、誘電体であ
ることが好ましい。なぜなら、スパッタリング等の薄膜
形成法により、比較的、剛直で安定な層を形成すること
が容易である。さらに、光学的にも安定な材料が多く、
前記したような、光量制御層を最後の薄膜層とする構成
においては、より好適に使用することができるからであ
る。さらに、光量制御層の主成分として、Ｓｉ₃Ｎ_x（３
＜Ｘ≦４）、ＳｉＯ_x（０＜Ｘ≦２）、ＺｎＳのうち少
なくとも１種類を含むことが好ましい。これは、第１保
護層の項で前記したように、なぜなら、各層との接着性
を制御する上で、これらの材料は好適に使用できること
に加えて、外界と最も接触する可能性があることから適
当な硬度や安定性が求められるからである。

【００３４】好適に用いることのできる光吸収量制御層
の熱伝導率としては、１．５≦Ｓ≦２５（Ｓは熱伝導
率、単位はＷ／ｍＫ）とすることができる。前記したよ
うな、Ｔｅを成分のひとつとする記録層材料を使用する
場合、それぞれ固有の熱伝導率をもっている。例えば、
Ｇｅ₂Ｓｂ₂Ｔｅ₅などに代表される相変化記録材料の場
合、その熱伝導率は、約０．５Ｗ／ｍＫである。この固
有の熱伝導率の状態で、適切に情報の記録・消去を行う
ためには、相変化を行わせるに十分な熱を記録層部分に
保持するとともに、余剰な発生熱を速やかに除去する必
要がある。光吸収量制御層の熱伝導率が上記範囲内であ
れば、この背反する要請を満足しやすいからである。

【００３５】また、光吸収量制御層の光学特性として、
記録に使用する光の中心波長において、２≦ｎ≦４．
５、かつ０．２≦ｋ≦４（ｎは屈折率、ｋは消衰係数）
を満たすと、なお好適に使用することができる。やはり
Ｔｅを成分のひとつとする相変化記録材料を用いた場
合、固有の光学定数を持つが、この光学定数に応じた光
学定数をもつ光吸収量制御層を使用することにより、よ
り効果的な吸収量制御を行うことが可能となるからであ
る。例えば、Ｇｅ₂Ｓｂ₂Ｔｅ₅系材料の場合、ｎ〜４．０、ｋ〜２．０（非晶状態）ｎ〜４．０、ｋ〜３．０（結晶状態）である。例えば、光吸収量の厚みを変化させ媒体内部で
の光干渉によって記録層中の光吸収量制御を行う場合、
干渉に適した光学定数が存在するが、前記した範囲の光
学定数は好適に干渉の制御を行いやすい。

【００３６】また光量制御層の光学特性についても、
１．２≦ｎ≦２．２、かつ０≦ｋ≦０．１（ｎは屈折
率、ｋは消衰係数）を満たすことによりより好適に用い
ることができる。これは、光吸収量制御層について前述
したのと同様に、Ｔｅを成分のひとつとする相変化記録
材料の場合、適当な光吸収量制御層の光学定数を選択す
ることができ、その結果、特に干渉によって光量制御を
行う場合、上記した光吸収量制御層の好適な光学定数条
件との関係が存在するからである。

【００３７】次に、本発明の光記録媒体の製造方法につ
いて述べる。光吸収量制御層、記録層、反射層などを基
板状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。

【００３８】形成する記録層などの膜厚制御は、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。

【００３９】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、さらに公転を組み合わせることがより
好ましい。

【００４０】また、本発明の効果を著しく損なわない範
囲において、光吸収量制御層あるいは反射層などを形成
した後、傷、変形の防止などのため、ＺｎＳ、Ｓｉ
Ｏ₂、ＺｎＳ−ＳｉＯ₂、などの誘電体層、あるいは／お
よび、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、光吸収量制御層あるいは反
射層などを形成した後、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、接着剤で貼り
合せてもよい。

【００４１】記録層は、実際に記録を行う前に予めレー
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望ましい。

【００４２】また、他の方式でのクロス消去低減対策と
の併用も可能である。例えばディープグルーブ方式は、
トラックの断面形状によるクロス消去低減策であり、本
発明と併用することも可能である。

【００４３】

【実施例】以下、本発明について、実施例により説明す
る。但し、本発明は以下の実施例により限定されるもの
ではない。

【００４４】但し、吸収量補正部、記録層、反射層の組
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、Ｃ／Ｎ及び消去率（記録後と消去
後の再生キャリア信号強度の差）は、スぺクトラムアナ
ライザにより測定した。

【００４５】（実施例１）厚さ０．６ｍｍ、直径１２０
ｍｍ、０．６μｍトラックピッチ（ランド／グルーブ比
＝１．０）のスパイラルグルーブ付ポリカーボネート製
基板を４０ｒｐｍで回転させながら、高周波スパッタ法
により、記録層、誘電体層、及び光吸収量制御層を形成
した。ただし、グルーブ深さは７２ｎｍであった。

【００４６】まず、真空容器内を１×１０^-5Ｐａまで排
気した後、２×１０^-1ＰａのＡｒガス雰囲気中でＳｉＯ
₂を２０ｍｏｌ％添加したＺｎＳをスパッタし、基板状
に膜屈折率約２．２の厚さ１００ｎｍの第１誘電体層を
形成した、続いて、Ｐｄ、Ｎｂ、Ｇｅ、Ｓｂ、Ｔｅから
なる合金ターゲットをスパッタして膜厚２５ｎｍの記録
層を形成した。

【００４７】さらに、第１誘電体層と同じ材質の第２誘
電体層を２０ｎｍ形成し、この上に膜厚２０ｎｍのＴｉ
光吸収量制御層を形成した。さらに、その上に膜厚１０
０ｎｍのＳｉＯ₂光量制御層を形成した。

【００４８】さらに、これらの光記録媒体を真空容器よ
り取り出した後、この光量制御層上にアクリル系紫外線
硬化樹脂をスピンコートし、紫外線照射により硬化させ
て、膜厚１０μｍの樹脂層を形成し、さらに同一構成の
光記録媒体とホットメルト接着剤で、貼り合せて、本発
明の光記録媒体を得た。

【００４９】この光記録媒体を一定の線速度１２ｍ／ｓ
にて回転させ、半径４０ｍｍのトラックに、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、ウィンドウ時間Ｔｗ＝１８．６ｎ
ｓ、（１−７）変調、ｄｕｔｙ＝５０％にて、信号の記
録特性を調べた。測定は、以下の要領で行った。

【００５０】（１）８ＴのＣＮＲ信号ｄｕｔｙ＝５０％で、最小周波数である３．３６Ｍ
Ｈｚ（８Ｔ）で、ピークパワー４〜１５ｍＷ、ボトムパ
ワー２〜８ｍＷの各条件に変調した半導体レーザ光で１
００回オーバーライトした後、再生パワー１ｍＷの半導
体レーザ光を照射してバンド幅３０ｋＨｚの条件でラン
ド／グルーブ両方でのＣ／Ｎを測定した。それぞれのパ
ワーを変化させて、測定した結果のうち最大のＣ／Ｎを
得られたパワー設定を標準記録条件とした。８ＴのＣＮ
Ｒとして、ランド、グルーブのそれぞれの標準記録条件
における８ＴのＣＮＲの平均値を選んだ。

【００５１】（２）クロストーク未記録のトラックの両側隣接トラックに、８Ｔ信号を
（１）で決めた標準記録条件で記録し、中央のトラック
で８Ｔ信号の漏れ信号量（キャリア値）を測定した。ラ
ンド、グルーブそれぞれ測定を行い、その平均値をクロ
ストークとした。

【００５２】（３）クロス消去中央のトラックに７Ｔ信号（３．８４ＭＨｚ）を記録し
て、そのキャリア値を測定する。その後、両側隣接トラ
ックに８Ｔ信号を１回ずつ記録して、再び、中央トラッ
クの７Ｔキャリア値を測定する。クロス消去量として、
（隣接トラック記録後の７Ｔキャリア値）−（初めの７
Ｔキャリア値）と定義し、ランド、グルーブそれぞれで
測定した値の平均値を代表値とした。また、記録後のマ
ーク形状は、ＴＥＭ（透過型電子顕微鏡）を用いて観察
計測した。

【００５３】上記の測定を行うにあたり、フォーカスビ
ームとディスク位置を調整することで、ビームスポット
の形状を変化させて、ディスクの諸特性を測定、評価し
た。その結果、光記録媒体の特性は以下の表１の通りと
なった。

【００５４】

【表１】

【００５５】上記結果にみるように、Ｗ２／Ｗ１が、
０．６より小さい条件では、クロストーク量が、−２６
ｄＢ以下となり、隣接トラックの影響を受けにくくなっ
ているいることがわかる。加えて、クロス消去量も、Ｗ
２／Ｗ１を小さくしていくにつれて、０．０にすること
ができる。クロス消去量として、−０．１ｄＢ以上とな
るのは、Ｗ２／Ｗ１が０．４以下となる領域であること
がわかった。さらに、８ＴのＣＮＲは、Ｗ２／Ｗ１が
０．２より小さくなると、４３ｄＢ程度となり、信号強
度そのものが小さくなってしまうことがわかった。

【００５６】これらの結果、Ｗ２／Ｗ１≦０．６、好ま
しくは０．２≦Ｗ２／Ｗ１≦０．４とすることで、隣接
トラックの影響を除去し、高密度化が可能であることが
わかった。

【００５７】（実施例２）次に、実施例１で作製したも
のと同じディスク構成で、記録層の組成のみを変化させ
た試料を作製した。作製にあたって、Ｐｄ、Ｎｂ、Ｇ
ｅ、Ｓｂ、Ｔｅの５元素の組成を表２に示すように変化
させ、それぞれの結晶化温度を測定した。ただし、今回
の測定では、０．６７μｍトラックピッチ（ランド／グ
ルーブ比＝１．０）の基板を使用した。また、光学系と
ディスクとの位置を、ビームスポット幅が約１．０μｍ
になるように設定して、実施例１と同様の測定を行っ
た。その結果、表３に示す結果を得た。

【００５８】

【表２】

【００５９】

【表３】

【００６０】実施例１での結果と同じように、Ｗ２／Ｗ
１≦０．６、好ましくは０．２≦Ｗ２／Ｗ１≦０．４と
することで、隣接トラックの影響を除去し、高密度化が
可能であることがわかった。

【００６１】また、マーク領域をＴＥＭを用いて観察し
た。測定結果を表２に示す。Ｗ１／Ｗ３≦０．８５にお
いて、良好な特性を示すことがわかった。

【００６２】さらに、表２において、マーク幅Ｗ２が、
０．３２μｍであったものについて、観察を行ったとこ
ろ、ＴＥＭによる観察像によって、記録マークの外の溶
融領域は、ドメインの大きい再結晶化領域と判定でき
た。Ｘ線マイクロアナリシスの結果、この領域で強い結
晶性が見られた。その結果、再結晶化領域が形成される
ことによって、記録マークの狭小化が達成されているこ
とが明らかとなった。

【００６３】（実施例３）次に、ディスクの構成による
マーク幅の変化を調べた。特に記録層以外に吸収をもつ
層の有無によって性能を比較することとした。そこで、
実施例１と同様のサンプルディスク作製を行ったが、こ
こで、以下に示す３つの構成について比較検討を行っ
た。

【００６４】サンプルＡ第１誘電体層／記録層／第２誘電体層／反
射層サンプルＢ第１誘電体層／記録層／第２誘電体層／光
吸収量制御層／反射層サンプルＣ第１誘電体層／記録層／第２誘電体層／光
吸収量制御層／光量制御層各ディスクのうちサンプルＣは、実施例１で使用した構
成と同じである。また、各層の材質は、実施例１に準ず
る。ただし、サンプルＢで用いた反射層としては、Ａｌ
を主成分とする合金を使用した。それぞれのディスク構
成を、クロス消去特性が最良になるように調整した結
果、表４のような結果を得た。

【００６５】

【表４】

【００６６】上記の結果から、上記の構成においては、
クロス消去、クロストークともに良好な特性を示すこと
がわかった。クロストークをなるべく小さくした方が、
再生時に隣接トラックからの影響を小さくできるため、
サンプルＣの構成が、好ましい構成であると言える。

【００６７】（実施例４）実施例１に示す構成におい
て、第１保護層の材料として、Ｓｉ₃Ｎ₄、ＳｉＯ₂、Ｚ
ｎＳ−ＳｉＯ₂を使用した場合の特性について比較し
た。ただし、第１保護層材料以外は、全て実施例１と同
じである。結果を表５に示す。

【００６８】

【表５】上記のように、いずれにおいても、隣接トラックからの
影響を小さくすることができていることを確認した。

【００６９】（実施例５）第２保護層の主成分として、
Ｓｉ₃Ｎ₄、ＳｉＯ₂、ＺｎＳ−ＳｉＯ₂を使用した場合の
特性について比較した。ただし、第２保護層材料以外
は、全て実施例１と同じである。結果を表６に示す。

【００７０】

【表６】上記のように、いずれにおいても、隣接トラックからの
影響を小さくすることができていることを確認した。

【００７１】（実施例６）次に実施例１の構成のうち、
光吸収量制御層の材質による特性変化を調べた。使用し
た材料としては、Ｔｉ、Ｃｒ、Ｎｉ、Ｚｎ、Ｎｂ、Ｍ
ｏ、Ｗを使用した。その他の構成については、実施例１
と同じとし、反射率などの基本的な光学特性について
は、ほぼ同じとした。測定結果を表７に示す。

【００７２】

【表７】上記のように、いずれにおいても、隣接トラックからの
影響を小さくできている。

【００７３】（実施例７）実施例６で使用した、Ｔｉを
光吸収量制御層に、熱伝導制御添加物として、Ａｇ、Ａ
ｌ、Ｎ、Ｎｂ、Ｚｎ、Ｚｒを使用した場合の特性変化を
調べた。添加物と添加した量、及び特性変化について表
８の結果を得た。

【００７４】

【表８】上記に示すように、いずれの添加物を使用した場合にお
いても、クロス消去及びクロストークの低減ができてい
ることがわかった。

【００７５】（実施例８）次に、実施例１に示した構成
のうち、光量制御層の材質を変化させて測定を行った。
光量制御層の材料として、Ｓｉ₃Ｎ₄、ＳｉＯ₂、ＺｎＳ
−ＳｉＯ₂を使用した場合について比較した。光量制御
層の材料以外は、実施例１に示す構成と同一である。そ
の結果を表９に示す。

【００７６】

【表９】上記に示すように、いずれの組み合わせにおいても、ク
ロス消去及びクロストークを低減できていることがわか
った。

【００７７】（実施例９）実施例７に示した、異なる熱
伝導特性をもつ光吸収量制御層について、各種添加物及
び添加量を変化させた時の特性変化を調べた。この際、
Ｔｉを光吸収量制御層とし、これに熱伝導率を変化させ
る添加物を使用して、ディスク評価を行った。表１０に
使用した材料の熱伝導率と特性の差異を示す。

【００７８】

【表１０】

【００７９】上記したように、熱伝導率変化によって、
クロス消去、クロストークともに変化することがわか
る。特に、１．５以上２５．０以下（Ｗ／ｍＫ）におい
て、クロス消去を押さえることができ、狭いトラックピ
ッチでは特に有効に使うことができることがわかった。

【００８０】

【発明の効果】本発明においては、記録ビームの大きさ
に対して、記録される非晶相領域、すなわち記録マーク
の大きさをより小さくすることにより、高密度記録時に
発生するクロス消去およびクロストークの両方を低減す
ることがきわめて容易となり、その結果、相変化記録媒
体の記録密度を飛躍的に上昇させることが可能となっ
た。

【図面の簡単な説明】

【図１】Ｗ１、Ｗ２の定義を示す図である。

【図２】Ｗ１、Ｗ３の定義を示す図である。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】基板上に形成された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
より行われる事を特徴とする光記録媒体であって、非晶
相のマーク幅Ｗ１と記録に使用したレーザー光のビーム
幅Ｗ２との関係が、Ｗ１／Ｗ２≦０．６を満たすことを特徴とする光記録媒体。
【請求項２】非晶相のマーク幅Ｗ１と記録に使用したレ
ーザー光のビーム幅Ｗ２との関係が、０．２≦Ｗ１／Ｗ２≦０．４を満たすことを特徴とする請求項１記載の光記録媒体。
【請求項３】基板上に形成された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
より行われる事を特徴とする光記録媒体であって、記録
時における溶融領域幅Ｗ３と非晶相マーク幅Ｗ１との関
係が、Ｗ１／Ｗ３≦０．８５を満たすことを特徴とする光記録媒体。
【請求項４】記録時に、レーザー光を吸収し発熱する層
として、記録層以外に少なくとも１つの構成層を含むこ
とを特徴とする請求項１または請求項３記載の光記録媒
体。
【請求項５】光記録媒体の構成層が、基板、第１保護
層、記録層、第２保護層、光吸収量制御層、光量制御
層、オーバーコート層の順番で積層されていることを特
徴とする請求項４記載の光記録媒体。
【請求項６】記録層の主成分として、少なくともＴｅを
含む合金からなることを特徴とする請求項５記載の光記
録媒体。
【請求項７】記録層の主成分として、Ｇｅ、Ｓｂ、Ｔｅ
を含むことを特徴とする請求項６記載の光記録媒体。
【請求項８】記録層の組成が以下の組成式で表されるこ
とを特徴とする請求項７記載の光記録媒体。Ｍα（Ｓｂ_xＴｅ_1-x）_1-y-α（Ｇｅ_0.5Ｔｅ_0.5）_y ０．４≦ｘ≦０．６０．３≦ｙ≦０．５０≦α≦０．０５Ｍ：Ｐｄ、Ｎｂ、Ａｕ、Ａｇ、Ｎｉ、Ｃｏから選ばれた
少なくとも１種
【請求項９】第１保護層の主成分として、Ｓｉ₃Ｎ_x（３
＜Ｘ≦４）、ＳｉＯ_x（０＜Ｘ≦２）、ＺｎＳのうち少
なくとも１種類を含むことを特徴とする請求項５記載の
光記録媒体。
【請求項１０】第２保護層の主成分として、Ｓｉ₃Ｎ
_x（３＜Ｘ≦４）、ＳｉＯ_x（０＜Ｘ≦２）、ＺｎＳのう
ち少なくとも１種類を含むことを特徴とする請求項５記
載の光記録媒体。
【請求項１１】光吸収量制御層の主成分として、Ｔｉ、
Ｃｒ、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｚｎ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｗから選
ばれた少なくとも１種を含むことを特徴とする請求項５
記載の光記録媒体。
【請求項１２】光吸収量制御層に添加物として、Ａｇ、
Ａｌ、Ａｕ、Ｂｉ、Ｃ、Ｃｏ、Ｃｕ、Ｆｅ、Ｇａ、Ｇ
ｅ、Ｈｆ、Ｉｎ、Ｍｏ、Ｎ、Ｎｂ、Ｎｉ、Ｏ、Ｐｂ、Ｓ
ｉ、Ｓｎ、Ｔｉ、Ｗ、Ｚｎ、Ｚｒから選ばれた少なくと
も１種を含むことを特徴とする請求項１１記載の光記録
媒体。
【請求項１３】光吸収量制御層の熱伝導率が、１．５≦Ｓ≦２５（Ｓは熱伝導率、単位はＷ／ｍＫ）であることを特徴と
する、請求項５記載の光記録媒体。
【請求項１４】光吸収量制御層の光学特性が記録に使用
する光の中心波長において、２≦ｎ≦４．５、かつ０．２≦ｋ≦４（ｎは屈折率、ｋは消衰係数）を満たすことを特徴とす
る請求項５記載の光記録媒体。
【請求項１５】光量制御層の主成分として、Ｓｉ₃Ｎ
_x（３＜Ｘ≦４）、ＳｉＯ_x（０＜Ｘ≦２）、ＺｎＳのう
ち少なくとも１種類を含むことを特徴とする請求項５記
載の光記録媒体。
【請求項１６】光量制御層の光学特性として、少なくと
も記録に使用する光の中心波長において、１．２≦ｎ≦２．２、かつ０≦ｋ≦０．１（ｎは屈折率、ｋは消衰係数）を満たすことを特徴とす
る、請求項５記載の光記録媒体。