JPWO2004032130A1 - 光学的情報記録媒体とその製造方法 - Google Patents

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Abstract

本発明の光学的情報記録媒体には、レーザー光入射側から順に、第１〜第ｎ（ｎは、３以上の整数である。）情報層が設けられている。全ての情報層は、それぞれ、Ｔｅ、Ｏ及びＭ（但し、Ｍは、Ａｌ、Ｓｉ、Ｔｉ、Ｖ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｇａ、Ｇｅ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ａｇ、Ｉｎ、Ｓｎ、Ｓｂ、Ｈｆ、Ｔａ、Ｗ、Ｒｅ、Ｏｓ、Ｉｒ、Ｐｔ、Ａｕ、Ｂｉから選ばれる少なくとも一つの元素）を含む記録層を含んでいる。第１〜第ｎ−１情報層の各記録層に含まれる酸素原子含有濃度Ｃ（１）〜Ｃ（ｎ−１）は、Ｃ（１）≧Ｃ（２）≧…≧Ｃ（ｎ−２）≧Ｃ（ｎ−１）で、且つ、Ｃ（１）≠Ｃ（ｎ−１）の関係を満たしている。また、情報層が２層の場合は、第１情報層の酸素原子含有濃度を第２情報層よりも大きくする。

Description

本発明は、基板上に形成された薄膜に、レーザービーム等の高エネルギー光ビームを照射することにより、信号品質の高い情報信号を記録・再生できる追記形の記録層を含んだ光学的情報記録媒体とその製造方法とに関するものである。
透明基板上に薄膜を形成し、この薄膜に微小なスポットに絞り込んだレーザー光を照射して情報信号を記録再生する光学的情報記録媒体は公知である。追記可能なタイプの光学的情報記録媒体としては、基板上にＴｅとＴｅＯ２との混合物であるＴｅＯｘ（０＜ｘ＜２）記録薄膜を形成したものが知られている（例えば、特開昭５０−４６３１７号公報参照。）。この光学的情報記録媒体によれば、再生用のレーザー光の照射により大きな反射率変化を得ることができる。
ＴｅＯｘ記録薄膜は、レーザーアニール等の初期化処理を施すことなく成膜後の非晶質状態のままで、レーザー光を照射して結晶の記録マークを形成することができる。これは非可逆過程であって上書きによる修正や消去ができないため、この記録薄膜を用いた媒体は、追記のみ可能な光学的情報記録媒体として利用できる。
ＴｅＯｘ記録薄膜では、記録後信号が飽和するまで、すなわちレーザー光照射による記録薄膜中の結晶化が十分進行するまでに若干の時間を要する。このため、ＴｅＯｘ記録薄膜を用いた光学的情報記録媒体は、そのままでは、例えばデータをディスクに記録して一回転後にそのデータを検証するコンピュータ用データファイルのように、高速応答性が要求される記録媒体としては不適当である。この欠点を補うために、ＴｅＯｘ記録薄膜に、第３の元素としてＰｄ、Ａｕ等を添加することが提案されている（例えば、特開昭６０−２０３４９０号公報、特開昭６１−６８２９６号公報、特開昭６２−８８１５２号公報参照）。
Ｐｄ及びＡｕは、ＴｅＯｘ記録薄膜中において、レーザー光照射時にＴｅの結晶成長を促進する機能を有すると考えられる。ＰｄまたはＡｕの添加によれば、ＴｅとＴｅ−Ｐｄ合金またはＴｅ−Ａｕ合金との結晶粒が高速で生成する。また、Ｐｄ及びＡｕは、耐酸化性が高く、ＴｅＯｘ記録薄膜の高い耐湿性を損なうことがない。
また、一光学的情報記録媒体あたりが扱える情報量を増やすための基本的な手段として、レーザー光の波長を短くする、またはレーザー光を集光する対物レンズの開口数を大きくすることにより、レーザー光のスポット径を小さくして記録面密度を向上させるという方法がある。さらに、周方向の記録密度向上のためには、記録マークの長さが情報となるマークエッジ記録が提案され、導入されている。また、半径方向の記録密度向上のためには、レーザー光案内用の溝（グルーブ）及び溝間（ランド）の両方に記録するランド＆グルーブ記録が提案され、導入されている。情報量増加のための手段として、さらに、複数の情報層を積層した多層構造の光学的情報記録媒体及びその記録再生方法も提案されている（例えば、特開平９−２１２９１７号公報、特表平１０−５０５１８８号公報、特開２０００−３６１３０号公報）。
このような高密度記録に対応するため、追記型の光学的情報記録媒体において、ＴｅＯｘ記録薄膜に第３の元素としてＰｄ、Ａｕ等を添加した記録材料の組成、及び膜厚を改良した光学的情報記録媒体が提案されている（例えば、国際公開第９８／０９８２３号パンフレット参照。）。
多層構造の光学的情報記録媒体を実用化する上で重要な課題は、記録感度の向上である。光学的情報記録媒体は、記録再生用の光源として汎用のレーザーダイオードを用いるのが一般的であり、限られたレーザーパワー出力の範囲内で記録が行われなければならない。
しかし、多層構造においては、複数の情報層に対して片面から入射したレーザー光を用いて記録再生を行うため、レーザー光入射側からみて奥側に位置する情報層は、より手前に位置する情報層を透過して減衰したレーザー光で記録することになる。このため、レーザー光入射側からみて奥側に配置された情報層については、高い記録感度が必要となる。一方、レーザー入射側からみて手前側に位置する情報層は、高い透過率が必要となる。
本発明の第１の光学的情報記録媒体は、基板と、前記基板上に設けられた少なくともｎ層（ｎは、３以上の整数である。）の情報層とを含む光学的情報記録媒体であって、前記ｎ層の情報層は、それぞれ、Ｔｅ、Ｏ及びＭ（但し、Ｍは、Ａｌ、Ｓｉ、Ｔｉ、Ｖ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｇａ、Ｇｅ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ａｇ、Ｉｎ、Ｓｎ、Ｓｂ、Ｈｆ、Ｔａ、Ｗ、Ｒｅ、Ｏｓ、Ｉｒ、Ｐｔ、Ａｕ、Ｂｉから選ばれる少なくとも一つの元素である。）を含む記録層を含んでおり、前記ｎ層の情報層をレーザー光入射側から第１〜第ｎ情報層とした場合において、第ｊ情報層（ｊは、１≦ｊ≦ｎ−１を満たす整数である。）に含まれる記録層の酸素（Ｏ）原子含有濃度をＣ（ｊ）％と表記すると、Ｃ（１）〜Ｃ（ｎ−１）が、
Ｃ（１）≧Ｃ（２）≧…≧Ｃ（ｎ−２）≧Ｃ（ｎ−１）で、且つ、Ｃ（１）≠Ｃ（ｎ−１）
の関係を満たすことを特徴としている。
本発明の第２の光学的情報記録媒体は、基板と、前記基板上にレーザー光入射側から順に設けられた第１情報層及び第２情報層とを含み、前記第１情報層及び第２情報層は、Ｔｅ、Ｏ及びＭ（但し、Ｍは、Ａｌ、Ｓｉ、Ｔｉ、Ｖ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｇａ、Ｇｅ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ａｇ、Ｉｎ、Ｓｎ、Ｓｂ、Ｈｆ、Ｔａ、Ｗ、Ｒｅ、Ｏｓ、Ｉｒ、Ｐｔ、Ａｕ、Ｂｉから選ばれる少なくとも一つの元素である。）を含む記録層を含んでおり、前記第１情報層に含まれる記録層のＯ原子含有濃度が、前記第２情報層に含まれる記録層のＯ原子含有濃度よりも大きいことを特徴としている。
本発明の第１の光学的情報記録媒体の製造方法は、基板上にｎ層（ｎは、３以上の整数である。）の情報層が設けられた光学的情報記録媒体を製造する方法であって、Ｔｅ、Ｏ及びＭ（但し、Ｍは、Ａｌ、Ｓｉ、Ｔｉ、Ｖ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｇａ、Ｇｅ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ａｇ、Ｉｎ、Ｓｎ、Ｓｂ、Ｈｆ、Ｔａ、Ｗ、Ｒｅ、Ｏｓ、Ｉｒ、Ｐｔ、Ａｕ、Ｂｉから選ばれる少なくとも一つの元素である。）を含む記録層を含む情報層を形成する情報層形成工程をｎ工程含み、前記情報層形成工程において形成される情報層をレーザー光入射側から第１〜第ｎ情報層とした場合において、第ｊの情報層（ｊは、１≦ｊ≦ｎ−１を満たす整数である。）に含まれる記録層のＯ原子含有濃度をＣ（ｊ）％と表記すると、Ｃ（１）〜Ｃ（ｎ−１）が、
Ｃ（１）≧Ｃ（２）≧…≧Ｃ（ｎ−２）≧Ｃ（ｎ−１）で、且つ、Ｃ（１）≠Ｃ（ｎ−１）
の関係を満たすように、第１〜第ｎ情報層を形成することを特徴としている。
本発明の第２の光学的情報記録媒体の製造方法は、基板上に２層の情報層が設けられた光学的情報記録媒体を製造する方法であって、Ｔｅ、Ｏ及びＭ（但し、Ｍは、Ａｌ、Ｓｉ、Ｔｉ、Ｖ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｇａ、Ｇｅ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ａｇ、Ｉｎ、Ｓｎ、Ｓｂ、Ｈｆ、Ｔａ、Ｗ、Ｒｅ、Ｏｓ、Ｉｒ、Ｐｔ、Ａｕ、Ｂｉから選ばれる少なくとも一つの元素である。）を含む記録層を含む情報層を形成する情報層形成工程を２工程含み、前記情報層形成工程において形成される情報層をレーザー光入射側から第１情報層及び第２情報層とした場合において、前記第１情報層に含まれる記録層のＯ原子含有濃度が、前記第２情報層に含まれる記録層のＯ原子含有濃度よりも大きくなるように、第１情報層及び第２情報層を形成することを特徴としている。
図１は、本発明の光学的情報記録媒体の一実施形態を示す断面図である。
図２は、本発明の光学的情報記録媒体の別の実施形態を示す断面図である。
本発明の第１の光学的情報記録媒体では、第１〜第ｎ−１情報層において、情報層に含まれる記録層の酸素原子含有濃度Ｃ（１）〜Ｃ（ｎ−１）が、
Ｃ（１）≧Ｃ（２）≧…≧Ｃ（ｎ−２）≧Ｃ（ｎ−１）で、且つ、Ｃ（１）≠Ｃ（ｎ−１）の関係を満たしているので、レーザー光入射側からみて奥側に配置された情報層の記録感度を高くし、且つ、レーザー光入射側からみて手前側に配置された情報層の透過率を高くすることができる。これにより、良好な記録感度と高いＣ／Ｎ比を有する多層構造の光学的情報記録媒体を提供できる。
本発明の第１の光学的情報記録媒体においては、第ｎ情報層に含まれる記録層のＯ原子含有濃度をＣ（ｎ）％と表記すると、Ｃ（ｎ−１）とＣ（ｎ）とが、
Ｃ（ｎ−１）≧Ｃ（ｎ）
の関係を満たしていてもよい。これにより、記録感度をさらに高めることができる。
本発明の第１の光学的情報記録媒体においては、前記第ｎ情報層が、前記第ｎ情報層に含まれる記録層に対してレーザー光入射側と反対側に配置された反射層をさらに含んでおり、前記反射層が、屈折率が３以下、且つ、消衰係数が１以上の材料にて形成されていることが好ましい。これにより、記録感度をさらに高めることができるからである。
本発明の第１の光学的情報記録媒体においては、前記第１〜第ｎ情報層のうち少なくとも一つの情報層が、前記情報層に含まれる記録層に対してレーザー光入射側及びレーザー光入射側と反対側の少なくとも何れか一方に配置された保護層をさらに含んでおり、前記保護層が、屈折率が１．５以上の誘電体材料にて形成されていることが好ましい。記録層の保護と、記録層での効果的な光吸収のためである。
本発明の第２の光学的情報記録媒体では、第１情報層に含まれる記録層のＯ原子含有濃度が、第２情報層に含まれる記録層のＯ原子含有濃度よりも大きいので、第２情報層の記録感度を高くし、且つ、第１情報層のＣ／Ｎ比を高くすることができる。これにより、良好な記録感度と高いＣ／Ｎ比を有する２層構造の光学的情報記録媒体を提供できる。
本発明の第２の光学的情報記録媒体においては、前記第２情報層が、前記第２情報層に含まれる記録層に対してレーザー光入射側と反対側に配置された反射層をさらに含んでおり、前記反射層が、屈折率が３以下、且つ、消衰係数が１以上の材料にて形成されていることが好ましい。これにより、記録感度をさらに高めることができるからである。
本発明の第２の光学的情報記録媒体においては、前記第１情報層及び第２情報層のうち少なくとも一つの情報層は、前記情報層に含まれる記録層に対してレーザー光入射側及びレーザー光入射側と反対側の少なくとも何れか一方に配置された保護層をさらに含んでおり、前記保護層は、屈折率が１．５以上の誘電体材料にて形成されていることが好ましい。記録層の保護と、記録層での効果的な光吸収のためである。
また、本発明の第１の製造方法によれば、本発明の第１の光学的情報記録媒体を製造でき、本発明の第２の製造方法によれば、本発明の第２の光学的情報記録媒体を製造できる。
本発明の第１及び第２の製造方法では、前記情報層形成工程において、少なくとも前記記録層を形成した後に、前記記録層に対し６０℃以上で５分間以上保持するアニール処理を施すことが好ましい。このアニール処理を施すことにより、マークエッジがよく揃い、且つ、マーク形状がよく揃った記録マークが形成できるからである。
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら具体的に説明する。
（実施の形態１）
図１は、本発明の光学的情報記録媒体の一実施形態を示す部分断面図である。
本実施の形態の光学的情報記録媒体１は、透明基板１１上に、第１情報層１２１、第２情報層１２２、…、第ｎ情報層１２ｎが、分離層１３を介してこの順に積層された構成である。但し、ｎは３以上の整数である。第ｎ情報層１２ｎ上には、保護基板１４が設けられている。分離層１３は、各情報層１２１〜１２ｎを互いに光学的に分離し、不要な光学干渉を排除する機能を有する。この光学的情報記録媒体１に対し、透明基板１１の側から、レーザー光４を対物レンズ３で集光して照射し、情報信号の記録再生を行う。
第１〜第ｎ情報層１２１〜１２ｎは、いずれも記録層を有する。記録層以外にも、誘電体材料からなる保護層、合金材料等からなる反射層等を設けることもできる。
透明基板１１の材料としては、レーザー光４の波長に対して略透明の材料、例えば、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、ノルボルネン系樹脂、紫外線硬化性樹脂、ガラス、またはこれらを適宜組み合わせた材料を用いることができる。透明基板１１の厚さは、特に限定されないが、０．０１〜１．５ｍｍ程度とすることが好ましい。特に、透明基板１１の厚みを０．３ｍｍ以下とすることにより、レンズ開口数の高い光学系を用いた高密度記録に好適に用いることができる。
各情報層１２１〜１２ｎに含まれる記録層は、Ｔｅ、Ｏ及びＭを主成分として含む材料にて形成されている。但し、Ｍは、Ａｌ、Ｓｉ、Ｔｉ、Ｖ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｇａ、Ｇｅ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ａｇ、Ｉｎ、Ｓｎ、Ｓｂ、Ｈｆ、Ｔａ、Ｗ、Ｒｅ、Ｏｓ、Ｉｒ、Ｐｔ、Ａｕ、Ｂｉから選ばれる少なくとも一つの元素であり、特に、Ｐｄ及びＡｕのうち少なくとも何れか一方を含むことが好ましい。Ｐｄ及びＡｕのうち少なくとも何れか一方の添加により、十分な結晶化速度及び高い環境信頼性を実現しやすくなるからである。なお、本明細書において、主成分とは、８０原子％を超える１または２以上の成分をいい、２以上の成分が主成分である場合には、成分の合計が８０原子％以上であればよい。
さらに、第１〜第ｎ−１情報層１２１〜１２ｎ−１においては、記録層のＯ原子含有濃度Ｃ（１）〜Ｃ（ｎ−１）は、
Ｃ（１）≧Ｃ（２）≧…≧Ｃ（ｎ−２）≧Ｃ（ｎ−１）、且つ、Ｃ（１）≠Ｃ（ｎ−１）
の関係を満たしている。さらに、第ｎ情報層１２ｎも含めて、Ｃ（ｎ−１）≧Ｃ（ｎ）となるように形成してもよい。
各情報層に含まれる記録層のＯ原子含有濃度を以上のように設定することにより、本実施の形態のようにｎ層の情報層が積層された多層構造であっても、レーザー光入射側からみて奥側に配置された情報層の記録感度を高くでき、且つ、レーザー光入射側からみて手前側に配置された情報層の透過率を高くできる。従って、良好な記録感度と高いＣ／Ｎ比とを得ることができる。
また、各記録層は、Ｏ原子を２５原子％以上６０原子％以下、Ｍ原子を１原子％以上３５原子％以下含むことが好ましい。記録層に含まれるＯ原子を２５原子％以上とすることにより、記録層の熱伝導率が高くなりすぎないため、記録マークが過大となることを抑制できる。このため、高いＣ／Ｎ比が得られる。また、記録層に含まれるＯ原子を６０原子％以下とすることにより、記録層の熱伝導率が低くなりすぎないため、記録マークを十分に大きく形成できる。このため、高い記録感度が実現できる。
記録層に含まれるＭ原子を１原子％以上とすることにより、レーザー光照射時にＴｅの結晶成長を促進する働きが十分に得られるので、記録層の結晶化速度を十分に向上させることができる。このため、高速で記録マークを形成できる。また、記録層に含まれるＭ原子を３５原子％以下とすることにより、非晶質−結晶間の反射率変化が大きくなるので、十分なＣ／Ｎ比が得られる。
記録層には、Ｔｅ、Ｏ及びＭ以外の元素が含まれていてもよい。例えば、熱伝導率や光学定数の調整、または耐熱性・環境信頼性の向上等を目的として、Ｓ、Ｎ、Ｆ、Ｂ及びＣから選ばれる少なくとも一つの元素が含まれていてもよい。これらの元素は、記録層全体の２０原子％以内とすることが好ましい。
記録層の膜厚は、２ｎｍ以上７０ｎｍ以下が好ましい。膜厚を２ｎｍ以上とすることにより、十分な反射率及び反射率変化が得られ、この観点から、記録層は５ｎｍ以上とすることがより好ましい。一方、膜厚を７０ｎｍ以下とすることにより、記録層における薄膜面内の熱拡散が大きくなりすぎることを抑制できるので、高密度記録における高いＣ／Ｎ比が得られる。
反射層の材料としては、屈折率が３以下、且つ、消衰係数が１以上の材料を用いるとよい。さらに、屈折率は２以下とすることがより好ましく、消衰係数は２．０以上とすることがより好ましい。具体的には、例えば、Ａｕ、Ａｇ、Ｃｕ、Ａｌ、Ｎｉ、Ｐｄ、Ｐｔ、Ｂｉ、Ｓｂ、Ｓｎ、Ｚｎ、Ｃｒ等を含む金属、半金属若しくは合金材料、またはＴｉＮ、ＺｒＮ等の誘電体を用いることができる。
保護層を形成するための誘電体材料としては、屈折率が１．５以上、より好ましくは２．０以上、さらに好ましくは２．５以上の材料を用いることができる。具体的には、例えば、ＺｎＳ、ＺｎＳ−ＳｉＯ２、ＴｉＯ２、ＺｒＯ２、Ｓｉ、ＳｉＣ、Ｓｉ３Ｎ４またはＧｅＮ等を主成分とする材料が適している。
本実施の形態の光学的情報記録媒体１は、Ｔｅ、Ｏ及びＭを主成分とする材料からなる記録層を含む第１〜第ｎ情報層１２１〜１２ｎ以外に、追加の情報層を設けてもよい。例えば、Ｔｅ、Ｏ及びＭを主成分とする材料とは異なる材料からなる記録層を有する情報層を含んでいてもよく、また、追記形ではなく書き換え形や再生専用形の記録層を有する情報層を含んでいてもよい。これらの情報層は、第１〜第ｎ情報層１２１〜１２ｎに対して任意の位置に追加することができる。
分離層１３としては、紫外線硬化性樹脂等を用いることができる。分離層１３の厚さは、第１〜第ｎ情報層１２１〜１２ｎのうち一つの情報層を再生する際に他の情報層からのクロストークが小さくなるように、少なくとも対物レンズ３の開口数ＮＡとレーザー光４の波長λとにより決定される焦点深度以上の厚さであることが必要であり、また、第１〜第ｎ情報層１２１〜１２ｎの全てが集光可能な範囲に収まる厚さであることも必要である。例えば、λ＝４０５ｎｍ、ＮＡ＝０．８５の場合、分離層１３の厚さは、少なくとも５μｍ以上５０μｍ以下であることが必要である。
保護基板１４の材料としては、透明基板１１の材料として例示した材料を用いればよいが、透明基板１１と異なる材料を用いてもよく、レーザー光４の波長に対して透明でなくてもよい。保護基板１４の厚さは、特に限定されないが、０．０５〜３．０ｍｍ程度が好適である。
また、光学的情報記録媒体１を２枚用意し、それぞれの保護基板１４の側を対向させて貼り合わせ、両面構造とすることも可能である。これにより、媒体１枚あたりに蓄積できる情報量をさらに２倍に増加させることができる。
光学的情報記録媒体１に含まれる各薄膜は、例えば真空蒸着法、スパッタリング法、イオンプレーティング法、ＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法、ＭＢＥ（Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ Ｂｅａｍ Ｅｐｉｔａｘｙ）法等の気相薄膜堆積法によって形成することができる。
記録層に含まれる薄膜及び分離層１３を透明基板１１上に順次形成した後、保護基板１４を形成してもよい（または貼り合せてもよい）し、逆に保護基板１４上に記録層に含まれる薄膜及び分離層１３を順次形成した後、透明基板１１を形成してもよい（または貼り合せてもよい）。中でも特に、後者の方法は透明基板１１が０．３ｍｍ以下のように薄い場合に適している。その場合、レーザー光案内用の溝であるグルーブやアドレス信号等の凹凸パターンは、保護基板１４及び分離層１３の表面上に形成される。具体的には、スタンパ等のあらかじめ所望のパターンが形成された転写基板を用いて、グルーブや凹凸パターンが転写形成される。その際、特に、分離層１３のようにその層厚が薄く、通常用いられているインジェクション法が困難な場合は、２Ｐ法（ｐｈｏｔｏ−ｐｏｌｙｍｅｒｉｚａｔｉｏｎ法）により転写することができる。
本実施の形態の光学的情報記録媒体１は、グルーブ、グルーブ間のランド、またはグルーブとランドとの両方を記録トラックとして用いることができる。記録トラックの間隔は、特に制限されないが、高密度記録のためには、記録再生に用いるレーザー光４の波長λ及びレンズ開口数ＮＡを用い、λ／ＮＡ以下、特に０．８λ／ＮＡ以下と設計することが好ましい。
また、本実施の形態の光学的情報記録媒体１は、アニール処理として高温度条件下で一定時間以上保持することにより、より高いＣ／Ｎ比及びより低いジッタ値が得られる。これは、アニール処理により、記録層中にランダムに拡散している各原子の一部が適度に結合して微小な結晶核を形成し、記録に際して結晶化をよりスムーズにすることで、マークエッジがよく揃い、マーク形状がよく整ったマーク形成が可能となるためと考えられる。
アニール処理の温度は、記録層の組成によっても異なるが、６０℃以上であって、透明基板１１が溶融しない温度、すなわちその軟化点または融点以下であることが好ましい。透明基板１１を例えばポリカーボネートを用いて形成した場合は、アニール処理の温度を１２０℃以下とすることが好ましい。アニール処理の時間は、記録層の組成及びアニール処理の温度によっても異なるが、Ｃ／Ｎ比向上等の効果が飽和するためには、少なくとも５分は必要である。さらに長時間アニール処理を行なってもよいが、効果が飽和した後にアニール処理を継続しても、基本的には、記録再生特性に変化は見られない。
（実施の形態２）
本発明の光学的情報記録媒体の別の一実施形態について、図２を参照しながら説明する。図２には、本実施の形態の光学的情報記録媒体２の断面構成が示されている。
本実施の形態の光学的情報記録媒体２は、透明基板２１上に第１情報層２２１、分離層２３及び第２情報層２２２がこの順に設けられ、さらに保護基板２４が設けられている。この光学的情報記録媒体２に対し、透明基板２１の側から、レーザー光４を対物レンズ３で集光して照射し、記録再生を行う。
透明基板２１、分離層２３及び保護基板２４は、実施の形態１で説明した透明基板１１、分離層１３及び保護基板１４と同様の機能を有し、また、同様の材料を用いて同様の形状で形成できる。
第１情報層２２１及び第２情報層２２２は、それぞれ記録層を含んでいる。記録層は、実施の形態１の場合と同様に、Ｔｅ、Ｏ及びＭを主成分として含む材料にて形成されている。第１情報層２２１に含まれる記録層のＯ原子含有濃度は、第２情報層２２２のＯ原子含有濃度よりも大きく設定されている。これにより、第１情報層２２２は透過率が高く、且つ、第２情報層２２２は記録感度が高くなるため、２層の情報層が積層された多層構造において、十分な記録感度とＣ／Ｎ比とが得られる。なお、各記録層に含まれるＯ原子の好ましい含有濃度及びＭ原子の好ましい含有濃度や、記録層の好ましい膜厚範囲については、実施の形態１の光学的情報記録媒体１と同様である。
第２情報層２２２は、記録層に対してレーザー光入射側に配置された反射層をさらに含んでいてもよい。反射層の材料としては、屈折率が３以下、且つ、消衰係数が１以上の材料を用いるとよい。さらに、屈折率は２以下とすることがより好ましく、消衰係数は２．０以上とすることがより好ましい。具体的に用いられる材料例は、実施の形態１で説明した反射層と同様である。
また、第１情報層２２１及び第２情報層２２２は、記録層に対して少なくとも一方面側に配置された保護層をさらに含んでいてもよい。保護層を形成するための誘電体材料としては、屈折率が１．５以上、より好ましくは２．０以上、さらに好ましくは２．５以上の材料を用いることができる。具体的に用いられる材料例は、実施の形態１で説明した保護層と同様である。
また、本実施の形態の光学的情報記録媒体２を製造する方法としては、実施の形態１で説明した光学的情報記録媒体１の製造方法が適用できる。
以下、実施例を用いて本発明をさらに具体的に説明する。なお、以下の実施例は本発明を限定するものではない。
実施例１では、実施の形態１で説明した光学的情報記録媒体１において情報層を４層設けたディスク形状の媒体を作製した。
保護基板１４としては、ポリカーボネート基板を用いた。保護基板１４の直径は１２ｃｍ、厚さは１．１ｍｍ、グルーブピッチは０．３２μｍ、グルーブ深さは２０ｎｍとした。
保護基板１４のグルーブが形成された面上に、第４情報層１２４として、Ａｌ−Ｃｒ（原子数比９８：２）ターゲットを用いて膜厚約４０ｎｍのＡｌ−Ｃｒ反射層、Ｚｎ−Ｓ（原子数比５０：５０）ターゲットを用いて膜厚約１５ｎｍのＺｎ−Ｓ保護層、Ｔｅ−Ｐｄ（原子数比９０：１０）ターゲットを用いて膜厚約２０ｎｍのＴｅ−Ｏ−Ｐｄ記録層、Ｚｎ−Ｓ（原子数比５０：５０）ターゲットを用いて膜厚約１５ｎｍのＺｎ−Ｓ保護層、の各層をスパッタリング法によりこの順に積層した。この第４情報層１２４の表面上に、紫外線硬化性樹脂を用いて、２Ｐ法により、保護基板１４に形成したものと同じ溝パターンを転写し、厚さ約１３μｍの分離層１３を形成した。
この分離層１３の表面上に、第３情報層１２３として、Ｚｎ−Ｓ（原子数比５０：５０）ターゲットを用いて膜厚約１０ｎｍのＺｎ−Ｓ保護層、Ｔｅ−Ｐｄ（原子数比９０、１０）ターゲットを用いて膜厚約１０ｎｍのＴｅ−Ｏ−Ｐｄ記録層、Ｚｎ−Ｓ（原子数比５０：５０）ターゲットを用いて膜厚約３０ｎｍのＺｎ−Ｓ保護層の各層をスパッタリング法によりこの順に積層した。この第３情報層１２３の表面上に、紫外線硬化性樹脂を用いて２Ｐ法により保護基板１４に形成したものと同じ溝パターンを転写し、厚さ約１３μｍの分離層１３を形成した。
この分離層１３の表面上に、第２情報層１２２として、Ｚｎ−Ｓ（原子数比５０：５０）ターゲットを用いて膜厚約１５ｎｍのＺｎ−Ｓ保護層、Ｔｅ−Ｐｄ（原子数比９０：１０）ターゲットを用いて膜厚約８ｎｍのＴｅ−Ｏ−Ｐｄ記録層、Ｚｎ−Ｓ（原子数比５０：５０）ターゲットを用いて膜厚約３０ｎｍのＺｎ−Ｓ保護層の各層をスパッタリング法によりこの順に積層した。この第２情報層１２２の表面上に、紫外線硬化性樹脂を用いて、２Ｐ法により、保護基板１４に形成したものと同じ溝パターンを転写し、厚さ約１３μｍの分離層１３を形成した。
この分離層１３の表面上に、第１情報層１２１として、Ｚｎ−Ｓ（原子数比５０：５０）ターゲットを用いて膜厚約２０ｎｍのＺｎ−Ｓ保護層、Ｔｅ−Ｐｄ（原子数比９０：１０）ターゲットを用いて膜厚約６ｎｍのＴｅ−Ｏ−Ｐｄ記録層、Ｚｎ−Ｓ（原子数比５０：５０）ターゲットを用いて膜厚約３５ｎｍのＺｎ−Ｓ保護層の各層をスパッタリング法によりこの順に積層した。この第１情報層１２１の表面上に、ポリカーボネートのシートを紫外線硬化樹脂を用いて貼り合わせ、厚さ０．０８ｍｍの透明基板１１とした。
各層の成膜は、いずれも、直径１００ｍｍ、厚さ６ｍｍ程度のターゲットを用い、反射層はＤＣ電源５００Ｗ、保護層はＲＦ電源５００Ｗ、記録層はＤＣ電源１００Ｗで成膜した。また、反射層及び保護層は、Ａｒ４．２×１０−７ｍ３／ｓ（２５ｓｃｃｍ）、記録層はＡｒ４．２×１０−７ｍ３／ｓ（２５ｓｃｃｍ）及び酸素の混合ガスを、いずれも、ガス圧約０．２Ｐａに保った雰囲気で成膜した。さらに、９０℃で２時間程度アニール処理を施し、完成ディスクとした。
ここで、表１に示すごとく記録層成膜時の酸素の流量を調整し、実施例としてディスクＡ、比較例としてディスクＢを作製した。
Figure 2004032130
ディスクＡでは、第１情報層１２１から第３情報層１２３にかけて順に酸素流量を減らした。これに対し、ディスクＢでは、第１情報層１２１〜第４情報層１２４全て酸素流量を一定とした。
また、表１には、各ディスクの各記録層の酸素含有量をオージェ電子分光法により求めた結果を併せて示す。その結果によると、酸素流量が多いほど記録層の酸素含有量（Ｏ原子含有濃度）も多くなっていることがわかる。
次に、ディスクＡ，Ｂの各情報層の波長４０５ｎｍにおける光学特性を表２に示す。
Figure 2004032130
各情報層を単独でポリカーボネート基板上に積層したサンプルの反射率及び透過率を分光器により測定した。その結果から、全情報層を積層した場合の、入射光量のうち各情報層に到達する割合及び各情報層から反射されて戻ってくる割合、すなわち反射率を算出した。表２の結果によると、同じ膜厚構成の情報層でも酸素含有量の多い層ほど透過率は高く、反射率は低いことが確認できた。また、積層状態では、ディスクＡはディスクＢに比べて第２情報層１２２〜第４情報層１２４への入射光の到達率が高く、また、第１情報層１２１〜第４情報層１２４の反射率もよく揃っていることが確認できた。この結果から、ディスクＡの方が、各層の記録感度及び信号強度レベルを揃えやすく、ドライブ設計上も好ましいことがわかる。
ディスクＡ及びディスクＢの各情報層のグルーブに対し、波長４０５ｎｍ、ＮＡ０．８５の光学系を用い、線速度５．０ｍ／ｓで回転させながら、１２．３ＭＨｚの単一信号を記録した。記録に用いたパルス波形は、ピークパワーＰ１及びバイアスパワーＰ２の間で変調された単一の矩形パルスで、パルス幅は２０．４ｎｓとした。バイアスパワーＰ２は１．０ｍＷとし、再生パワーＰｒは、第１情報層１２１を再生する場合は０．５ｍＷ、第２情報層１２２を再生する場合は０．６ｍＷ、第３情報層１２３を再生する場合は０．７ｍＷ、第４情報層１２４を再生する場合は１．０ｍＷとした。この条件で、未記録のトラックに１回だけ記録を行い、その信号のＣ／Ｎ比をスペクトラムアナライザーで測定した。ピークパワーＰ１を変えてＣ／Ｎ比を測定し、Ｃ／Ｎ比がその最大値よりも３ｄＢ低くなるピークパワーＰ１を求め、その１．３倍のパワーを記録感度とした。
以上の測定をディスクＡ，Ｂの各情報層について行った結果を表３に示す。
Figure 2004032130
表３に示すように、いずれのディスクも全ての情報層においても５０ｄＢ以上のＣ／Ｎ比が得られており、実用的な光学的情報記録媒体として十分なレベルにあることが確認された。但し、ディスクＢにおいては４つの情報層間で記録感度が９．０〜１２．０ｍＷと差があるのに対し、ディスクＡにおいては９．０〜１０．０ｍＷと開きが小さく、且つ、最大値も低かった。これにより、ディスクＡの方がディスクＢよりも良好な記録感度が得られることが確認できた。
このように、レーザー光入射側からみて最も奥に配置された情報層を除く他の情報層において、記録層のＯ原子含有濃度をレーザー光入射側に近い情報層ほど大きくすることで、複数の情報層を有しながらも記録感度が良好で、且つ、十分なＣ／Ｎ比の得られる光学的情報記録媒体を提供できることが確認できた。
実施例２では、実施の形態２で説明した光学的情報記録媒体２と同じ構造のディスク形状の媒体を作製した。
保護基板２４としては、ポリカーボネート基板を用いた。保護基板２４の直径は１２ｃｍ、厚さは１．１ｍｍ、グルーブピッチは０．３２μｍ、グルーブ深さは２０ｎｍとした。
保護基板２４のグルーブが形成された面上に、第２情報層２２２として、Ａｌ−Ｃｒ（原子数比９８：２）ターゲットを用いて膜厚約４０ｎｍのＡｌ−Ｃｒ反射層、Ｚｎ−Ｓ（原子数比５０：５０）ターゲットを用いて膜厚約１５ｎｍのＺｎ−Ｓ保護層、Ｔｅ−Ｐｄ（原子数比９０：１０）ターゲットを用いて膜厚約２０ｎｍのＴｅ−Ｏ−Ｐｄ記録層、Ｚｎ−Ｓ（原子数比５０：５０）ターゲットを用いて膜厚約１５ｎｍのＺｎ−Ｓ保護層、の各層をスパッタリング法によりこの順に積層した。この第２情報層２２２の表面上に、紫外線硬化性樹脂を用いて、２Ｐ法により、保護基板２４と同じ溝パターンを転写し、厚さ約２０μｍの分離層２３を形成した。
この分離層２３の表面上に、第１情報層２２１として、Ｚｎ−Ｓ（原子数比５０：５０）ターゲットを用いて膜厚約２０ｎｍのＺｎ−Ｓ保護層、Ｔｅ−Ｐｄ（原子数比９０：１０）ターゲットを用いて膜厚約６ｎｍのＴｅ−Ｏ−Ｐｄ記録層、Ｚｎ−Ｓ（原子数比５０：５０）ターゲットを用いて膜厚約３５ｎｍのＺｎ−Ｓ保護層の各層をスパッタリング法によりこの順に積層した。この第１情報層２２１の表面上に、ポリカーボネートのシートを紫外線硬化樹脂を用いて貼り合わせ、厚さ０．０９ｍｍの透明基板２１とした。
各層の成膜は、いずれも、直径１００ｍｍ、厚さ６ｍｍ程度のターゲットを用い、反射層はＤＣ電源５００Ｗ、保護層はＲＦ電源５００Ｗ、記録層はＤＣ電源１００Ｗで成膜した。また、反射層及び保護層は、Ａｒ４．２×１０−７ｍ３／ｓ（２５ｓｃｃｍ）、記録層はＡｒ４．２×１０−７ｍ３／ｓ（２５ｓｃｃｍ）及び酸素の混合ガスを、いずれも、ガス圧約０．２Ｐａに保った雰囲気で成膜した。さらに、９０℃で２時間程度アニール処理を施して完成ディスクとした。
ここで、表４に示すごとく記録層成膜時の酸素流量を調整し、本実施例としてディスクＣ、さらに比較例としてディスクＤを作製した。
Figure 2004032130
ディスクＣでは、第２情報層２２２において第１情報層２２１よりも酸素流量を減らした。これに対し、ディスクＢでは、第１情報層２２１及び第２情報層２２２の酸素流量を一定とした。
また、表４には、各ディスクの各記録層の酸素含有量をオージェ電子分光法により求めた結果を併せて示す。その結果によると、酸素流量が多いほど記録層の酸素含有量（Ｏ原子含有濃度）も多くなっていることがわかる。
ディスクＣ及びディスクＤの各情報層のグルーブに対し、波長４０５ｎｍ、ＮＡ０．８５の光学系を用い、線速度５．０ｍ／ｓで回転させながら、１２．３ＭＨｚの単一信号を記録した。記録に用いたパルス波形は、ピークパワーＰ１及びバイアスパワーＰ２の間で変調された単一の矩形パルスで、パルス幅は２０．４ｎｓとした。Ｐ２は１．０ｍＷとし、再生パワーＰｒは、第１情報層２２１を再生する場合は０．５ｍＷ、第２情報層２２２を再生する場合は０．７ｍＷとした。この条件で、未記録のトラックに１回だけ記録を行い、その信号のＣ／Ｎ比をスペクトラムアナライザーで測定した。ピークパワーＰ１を変えてＣ／Ｎ比を測定し、Ｃ／Ｎ比がその最大値よりも３ｄＢ低くなるピークパワーＰ１を求め、その１．３倍のパワーを記録感度とした。
以上の測定をディスクＣ，Ｄの各情報層について行った結果を表５に示す。
Figure 2004032130
表５によると、いずれのディスクも全ての情報層においても５０ｄＢ以上のＣ／Ｎ比が得られており、実用的な光学的情報記録媒体として十分なレベルにあることが確認された。ディスクＤにおいては２つの情報層間で記録感度が５．５ｍＷ及び６．５ｍＷと差があるのに対し、ディスクＣにおいてはいずれも６．０ｍＷと開きが小さかった。
このように、各情報層の記録層の酸素流量をレーザー光入射側に近いほど多くすることで、２層の情報層を有しながらも記録感度が良好で、十分なＣ／Ｎ比の得られる光学的情報記録媒体を提供できることが確認できた。
 産業上の利用の可能性
本発明の光学的情報記録媒体とその製造方法とによれば、複数の情報層を有しながらも記録感度が良好で、十分なＣ／Ｎ比の得られる光学的情報記録媒体が提供できる。
本発明は、基板上に形成された薄膜に、レーザービーム等の高エネルギー光ビームを照射することにより、信号品質の高い情報信号を記録・再生できる追記形の記録層を含んだ光学的情報記録媒体とその製造方法とに関するものである。
透明基板上に薄膜を形成し、この薄膜に微小なスポットに絞り込んだレーザー光を照射して情報信号を記録再生する光学的情報記録媒体は公知である。追記可能なタイプの光学的情報記録媒体としては、基板上にＴｅとＴｅＯ2との混合物であるＴｅＯx（０＜ｘ＜２）記録薄膜を形成したものが知られている（例えば、特許文献１参照。）。この光学的情報記録媒体によれば、再生用のレーザー光の照射により大きな反射率変化を得ることができる。
ＴｅＯx記録薄膜は、レーザーアニール等の初期化処理を施すことなく成膜後の非晶質状態のままで、レーザー光を照射して結晶の記録マークを形成することができる。これは非可逆過程であって上書きによる修正や消去ができないため、この記録薄膜を用いた媒体は、追記のみ可能な光学的情報記録媒体として利用できる。
ＴｅＯx記録薄膜では、記録後信号が飽和するまで、すなわちレーザー光照射による記録薄膜中の結晶化が十分進行するまでに若干の時間を要する。このため、ＴｅＯx記録薄膜を用いた光学的情報記録媒体は、そのままでは、例えばデータをディスクに記録して一回転後にそのデータを検証するコンピュータ用データファイルのように、高速応答性が要求される記録媒体としては不適当である。この欠点を補うために、ＴｅＯx記録薄膜に、第３の元素としてＰｄ、Ａｕ等を添加することが提案されている（例えば、特許文献２、特許文献３及び特許文献４参照）。
Ｐｄ及びＡｕは、ＴｅＯx記録薄膜中において、レーザー光照射時にＴｅの結晶成長を促進する機能を有すると考えられる。ＰｄまたはＡｕの添加によれば、ＴｅとＴｅ−Ｐｄ合金またはＴｅ−Ａｕ合金との結晶粒が高速で生成する。また、Ｐｄ及びＡｕは、耐酸化性が高く、ＴｅＯx記録薄膜の高い耐湿性を損なうことがない。
また、一光学的情報記録媒体あたりが扱える情報量を増やすための基本的な手段として、レーザー光の波長を短くする、またはレーザー光を集光する対物レンズの開口数を大きくすることにより、レーザー光のスポット径を小さくして記録面密度を向上させるという方法がある。さらに、周方向の記録密度向上のためには、記録マークの長さが情報となるマークエッジ記録が提案され、導入されている。また、半径方向の記録密度向上のためには、レーザー光案内用の溝（グルーブ）及び溝間（ランド）の両方に記録するランド＆グルーブ記録が提案され、導入されている。情報量増加のための手段として、さらに、複数の情報層を積層した多層構造の光学的情報記録媒体及びその記録再生方法も提案されている（例えば、特許文献５、特許文献６及び特許文献７参照）。
このような高密度記録に対応するため、追記型の光学的情報記録媒体において、ＴｅＯx記録薄膜に第３の元素としてＰｄ、Ａｕ等を添加した記録材料の組成、及び膜厚を改良した光学的情報記録媒体が提案されている（例えば、特許文献８参照。）。
特開昭５０−４６３１７号公報 特開昭６０−２０３４９０号公報 特開昭６１−６８２９６号公報 特開昭６２−８８１５２号公報 特開平９−２１２９１７号公報 特表平１０−５０５１８８号公報 特開２０００−３６１３０号公報 国際公開第９８／０９８２３号パンフレット
多層構造の光学的情報記録媒体を実用化する上で重要な課題は、記録感度の向上である。光学的情報記録媒体は、記録再生用の光源として汎用のレーザーダイオードを用いるのが一般的であり、限られたレーザーパワー出力の範囲内で記録が行われなければならない。
しかし、多層構造においては、複数の情報層に対して片面から入射したレーザー光を用いて記録再生を行うため、レーザー光入射側からみて奥側に位置する情報層は、より手前に位置する情報層を透過して減衰したレーザー光で記録することになる。このため、レーザー光入射側からみて奥側に配置された情報層については、高い記録感度が必要となる。一方、レーザー入射側からみて手前側に位置する情報層は、高い透過率が必要となる。
本発明の第１の光学的情報記録媒体は、基板と、前記基板上に設けられた少なくともｎ層（ｎは、３以上の整数である。）の情報層とを含む光学的情報記録媒体であって、前記ｎ層の情報層は、それぞれ、Ｔｅ、Ｏ及びＭ（但し、Ｍは、Ａｌ、Ｓｉ、Ｔｉ、Ｖ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｇａ、Ｇｅ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ａｇ、Ｉｎ、Ｓｎ、Ｓｂ、Ｈｆ、Ｔａ、Ｗ、Ｒｅ、Ｏｓ、Ｉｒ、Ｐｔ、Ａｕ、Ｂｉから選ばれる少なくとも一つの元素である。）を含む記録層を含んでおり、前記ｎ層の情報層をレーザー光入射側から第１〜第ｎ情報層とした場合において、第ｊ情報層（ｊは、１≦ｊ≦ｎ−１を満たす整数である。）に含まれる記録層の酸素（Ｏ）原子含有濃度をＣ（ｊ）％と表記すると、Ｃ（１）〜Ｃ（ｎ−１）が、
Ｃ（１）≧Ｃ（２）≧…≧Ｃ（ｎ−２）≧Ｃ（ｎ−１）で、且つ、Ｃ（１）≠Ｃ（ｎ−１）
の関係を満たすことを特徴としている。
本発明の第２の光学的情報記録媒体は、基板と、前記基板上にレーザー光入射側から順に設けられた第１情報層及び第２情報層とを含み、前記第１情報層及び第２情報層は、Ｔｅ、Ｏ及びＭ（但し、Ｍは、Ａｌ、Ｓｉ、Ｔｉ、Ｖ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｇａ、Ｇｅ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ａｇ、Ｉｎ、Ｓｎ、Ｓｂ、Ｈｆ、Ｔａ、Ｗ、Ｒｅ、Ｏｓ、Ｉｒ、Ｐｔ、Ａｕ、Ｂｉから選ばれる少なくとも一つの元素である。）を含む記録層を含んでおり、前記第１情報層に含まれる記録層のＯ原子含有濃度が、前記第２情報層に含まれる記録層のＯ原子含有濃度よりも大きいことを特徴としている。
本発明の第１の光学的情報記録媒体の製造方法は、基板上にｎ層（ｎは、３以上の整数である。）の情報層が設けられた光学的情報記録媒体を製造する方法であって、Ｔｅ、Ｏ及びＭ（但し、Ｍは、Ａｌ、Ｓｉ、Ｔｉ、Ｖ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｇａ、Ｇｅ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ａｇ、Ｉｎ、Ｓｎ、Ｓｂ、Ｈｆ、Ｔａ、Ｗ、Ｒｅ、Ｏｓ、Ｉｒ、Ｐｔ、Ａｕ、Ｂｉから選ばれる少なくとも一つの元素である。）を含む記録層を含む情報層を形成する情報層形成工程をｎ工程含み、前記情報層形成工程において形成される情報層をレーザー光入射側から第１〜第ｎ情報層とした場合において、第ｊの情報層（ｊは、１≦ｊ≦ｎ−１を満たす整数である。）に含まれる記録層のＯ原子含有濃度をＣ（ｊ）％と表記すると、Ｃ（１）〜Ｃ（ｎ−１）が、
Ｃ（１）≧Ｃ（２）≧…≧Ｃ（ｎ−２）≧Ｃ（ｎ−１）で、且つ、Ｃ（１）≠Ｃ（ｎ−１）
の関係を満たすように、第１〜第ｎ情報層を形成することを特徴としている。
本発明の第２の光学的情報記録媒体の製造方法は、基板上に２層の情報層が設けられた光学的情報記録媒体を製造する方法であって、Ｔｅ、Ｏ及びＭ（但し、Ｍは、Ａｌ、Ｓｉ、Ｔｉ、Ｖ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｇａ、Ｇｅ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ａｇ、Ｉｎ、Ｓｎ、Ｓｂ、Ｈｆ、Ｔａ、Ｗ、Ｒｅ、Ｏｓ、Ｉｒ、Ｐｔ、Ａｕ、Ｂｉから選ばれる少なくとも一つの元素である。）を含む記録層を含む情報層を形成する情報層形成工程を２工程含み、前記情報層形成工程において形成される情報層をレーザー光入射側から第１情報層及び第２情報層とした場合において、前記第１情報層に含まれる記録層のＯ原子含有濃度が、前記第２情報層に含まれる記録層のＯ原子含有濃度よりも大きくなるように、第１情報層及び第２情報層を形成することを特徴としている。
本発明の光学的情報記録媒体とその製造方法とによれば、複数の情報層を有しながらも記録感度が良好で、十分なＣ／Ｎ比の得られる光学的情報記録媒体が提供できる。
本発明の第１の光学的情報記録媒体では、第１〜第ｎ−１情報層において、情報層に含まれる記録層の酸素原子含有濃度Ｃ（１）〜Ｃ（ｎ−１）が、
Ｃ（１）≧Ｃ（２）≧…≧Ｃ（ｎ−２）≧Ｃ（ｎ−１）で、且つ、Ｃ（１）≠Ｃ（ｎ−１）の関係を満たしているので、レーザー光入射側からみて奥側に配置された情報層の記録感度を高くし、且つ、レーザー光入射側からみて手前側に配置された情報層の透過率を高くすることができる。これにより、良好な記録感度と高いＣ／Ｎ比を有する多層構造の光学的情報記録媒体を提供できる。
本発明の第１の光学的情報記録媒体においては、第ｎ情報層に含まれる記録層のＯ原子含有濃度をＣ（ｎ）％と表記すると、Ｃ（ｎ−１）とＣ（ｎ）とが、
Ｃ（ｎ−１）≧Ｃ（ｎ）
の関係を満たしていてもよい。これにより、記録感度をさらに高めることができる。
本発明の第１の光学的情報記録媒体においては、前記第ｎ情報層が、前記第ｎ情報層に含まれる記録層に対してレーザー光入射側と反対側に配置された反射層をさらに含んでおり、前記反射層が、屈折率が３以下、且つ、消衰係数が１以上の材料にて形成されていることが好ましい。これにより、記録感度をさらに高めることができるからである。
本発明の第１の光学的情報記録媒体においては、前記第１〜第ｎ情報層のうち少なくとも一つの情報層が、前記情報層に含まれる記録層に対してレーザー光入射側及びレーザー光入射側と反対側の少なくとも何れか一方に配置された保護層をさらに含んでおり、前記保護層が、屈折率が１．５以上の誘電体材料にて形成されていることが好ましい。記録層の保護と、記録層での効果的な光吸収のためである。
本発明の第２の光学的情報記録媒体では、第１情報層に含まれる記録層のＯ原子含有濃度が、第２情報層に含まれる記録層のＯ原子含有濃度よりも大きいので、第２情報層の記録感度を高くし、且つ、第１情報層のＣ／Ｎ比を高くすることができる。これにより、良好な記録感度と高いＣ／Ｎ比を有する２層構造の光学的情報記録媒体を提供できる。
本発明の第２の光学的情報記録媒体においては、前記第２情報層が、前記第２情報層に含まれる記録層に対してレーザー光入射側と反対側に配置された反射層をさらに含んでおり、前記反射層が、屈折率が３以下、且つ、消衰係数が１以上の材料にて形成されていることが好ましい。これにより、記録感度をさらに高めることができるからである。
本発明の第２の光学的情報記録媒体においては、前記第１情報層及び第２情報層のうち少なくとも一つの情報層は、前記情報層に含まれる記録層に対してレーザー光入射側及びレーザー光入射側と反対側の少なくとも何れか一方に配置された保護層をさらに含んでおり、前記保護層は、屈折率が１．５以上の誘電体材料にて形成されていることが好ましい。記録層の保護と、記録層での効果的な光吸収のためである。
また、本発明の第１の製造方法によれば、本発明の第１の光学的情報記録媒体を製造でき、本発明の第２の製造方法によれば、本発明の第２の光学的情報記録媒体を製造できる。
本発明の第１及び第２の製造方法では、前記情報層形成工程において、少なくとも前記記録層を形成した後に、前記記録層に対し６０℃以上で５分間以上保持するアニール処理を施すことが好ましい。このアニール処理を施すことにより、マークエッジがよく揃い、且つ、マーク形状がよく揃った記録マークが形成できるからである。
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら具体的に説明する。
（実施の形態１）
図１は、本発明の光学的情報記録媒体の一実施形態を示す部分断面図である。
本実施の形態の光学的情報記録媒体１は、透明基板１１上に、第１情報層１２1、第２情報層１２2、…、第ｎ情報層１２nが、分離層１３を介してこの順に積層された構成である。但し、ｎは３以上の整数である。第ｎ情報層１２n上には、保護基板１４が設けられている。分離層１３は、各情報層１２1〜１２nを互いに光学的に分離し、不要な光学干渉を排除する機能を有する。この光学的情報記録媒体１に対し、透明基板１１の側から、レーザー光４を対物レンズ３で集光して照射し、情報信号の記録再生を行う。
第１〜第ｎ情報層１２1〜１２nは、いずれも記録層を有する。記録層以外にも、誘電体材料からなる保護層、合金材料等からなる反射層等を設けることもできる。
透明基板１１の材料としては、レーザー光４の波長に対して略透明の材料、例えば、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、ノルボルネン系樹脂、紫外線硬化性樹脂、ガラス、またはこれらを適宜組み合わせた材料を用いることができる。透明基板１１の厚さは、特に限定されないが、０．０１〜１．５ｍｍ程度とすることが好ましい。特に、透明基板１１の厚みを０．３ｍｍ以下とすることにより、レンズ開口数の高い光学系を用いた高密度記録に好適に用いることができる。
各情報層１２1〜１２nに含まれる記録層は、Ｔｅ、Ｏ及びＭを主成分として含む材料にて形成されている。但し、Ｍは、Ａｌ、Ｓｉ、Ｔｉ、Ｖ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｇａ、Ｇｅ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ａｇ、Ｉｎ、Ｓｎ、Ｓｂ、Ｈｆ、Ｔａ、Ｗ、Ｒｅ、Ｏｓ、Ｉｒ、Ｐｔ、Ａｕ、Ｂｉから選ばれる少なくとも一つの元素であり、特に、Ｐｄ及びＡｕのうち少なくとも何れか一方を含むことが好ましい。Ｐｄ及びＡｕのうち少なくとも何れか一方の添加により、十分な結晶化速度及び高い環境信頼性を実現しやすくなるからである。なお、本明細書において、主成分とは、８０原子％を超える１または２以上の成分をいい、２以上の成分が主成分である場合には、成分の合計が８０原子％以上であればよい。
さらに、第１〜第ｎ−１情報層１２1〜１２n-1においては、記録層のＯ原子含有濃度Ｃ（１）〜Ｃ（ｎ−１）は、
Ｃ（１）≧Ｃ（２）≧…≧Ｃ（ｎ−２）≧Ｃ（ｎ−１）、且つ、Ｃ（１）≠Ｃ（ｎ−１）
の関係を満たしている。さらに、第ｎ情報層１２nも含めて、Ｃ（ｎ−１）≧Ｃ（ｎ）となるように形成してもよい。
各情報層に含まれる記録層のＯ原子含有濃度を以上のように設定することにより、本実施の形態のようにｎ層の情報層が積層された多層構造であっても、レーザー光入射側からみて奥側に配置された情報層の記録感度を高くでき、且つ、レーザー光入射側からみて手前側に配置された情報層の透過率を高くできる。従って、良好な記録感度と高いＣ／Ｎ比とを得ることができる。
また、各記録層は、Ｏ原子を２５原子％以上６０原子％以下、Ｍ原子を１原子％以上３５原子％以下含むことが好ましい。記録層に含まれるＯ原子を２５原子％以上とすることにより、記録層の熱伝導率が高くなりすぎないため、記録マークが過大となることを抑制できる。このため、高いＣ／Ｎ比が得られる。また、記録層に含まれるＯ原子を６０原子％以下とすることにより、記録層の熱伝導率が低くなりすぎないため、記録マークを十分に大きく形成できる。このため、高い記録感度が実現できる。
記録層に含まれるＭ原子を１原子％以上とすることにより、レーザー光照射時にＴｅの結晶成長を促進する働きが十分に得られるので、記録層の結晶化速度を十分に向上させることができる。このため、高速で記録マークを形成できる。また、記録層に含まれるＭ原子を３５原子％以下とすることにより、非晶質−結晶間の反射率変化が大きくなるので、十分なＣ／Ｎ比が得られる。
記録層には、Ｔｅ、Ｏ及びＭ以外の元素が含まれていてもよい。例えば、熱伝導率や光学定数の調整、または耐熱性・環境信頼性の向上等を目的として、Ｓ、Ｎ、Ｆ、Ｂ及びＣから選ばれる少なくとも一つの元素が含まれていてもよい。これらの元素は、記録層全体の２０原子％以内とすることが好ましい。
記録層の膜厚は、２ｎｍ以上７０ｎｍ以下が好ましい。膜厚を２ｎｍ以上とすることにより、十分な反射率及び反射率変化が得られ、この観点から、記録層は５ｎｍ以上とすることがより好ましい。一方、膜厚を７０ｎｍ以下とすることにより、記録層における薄膜面内の熱拡散が大きくなりすぎることを抑制できるので、高密度記録における高いＣ／Ｎ比が得られる。
反射層の材料としては、屈折率が３以下、且つ、消衰係数が１以上の材料を用いるとよい。さらに、屈折率は２以下とすることがより好ましく、消衰係数は２．０以上とすることがより好ましい。具体的には、例えば、Ａｕ、Ａｇ、Ｃｕ、Ａｌ、Ｎｉ、Ｐｄ、Ｐｔ、Ｂｉ、Ｓｂ、Ｓｎ、Ｚｎ、Ｃｒ等を含む金属、半金属若しくは合金材料、またはＴｉＮ、ＺｒＮ等の誘電体を用いることができる。
保護層を形成するための誘電体材料としては、屈折率が１．５以上、より好ましくは２．０以上、さらに好ましくは２．５以上の材料を用いることができる。具体的には、例えば、ＺｎＳ、ＺｎＳ−ＳｉＯ2、ＴｉＯ2、ＺｒＯ2、Ｓｉ、ＳｉＣ、Ｓｉ3Ｎ4またはＧｅＮ等を主成分とする材料が適している。
本実施の形態の光学的情報記録媒体１は、Ｔｅ、Ｏ及びＭを主成分とする材料からなる記録層を含む第１〜第ｎ情報層１２1〜１２n以外に、追加の情報層を設けてもよい。例えば、Ｔｅ、Ｏ及びＭを主成分とする材料とは異なる材料からなる記録層を有する情報層を含んでいてもよく、また、追記形ではなく書き換え形や再生専用形の記録層を有する情報層を含んでいてもよい。これらの情報層は、第１〜第ｎ情報層１２1〜１２nに対して任意の位置に追加することができる。
分離層１３としては、紫外線硬化性樹脂等を用いることができる。分離層１３の厚さは、第１〜第ｎ情報層１２1〜１２nのうち一つの情報層を再生する際に他の情報層からのクロストークが小さくなるように、少なくとも対物レンズ３の開口数ＮＡとレーザー光４の波長λとにより決定される焦点深度以上の厚さであることが必要であり、また、第１〜第ｎ情報層１２1〜１２nの全てが集光可能な範囲に収まる厚さであることも必要である。例えば、λ＝４０５ｎｍ、ＮＡ＝０．８５の場合、分離層１３の厚さは、少なくとも５μｍ以上５０μｍ以下であることが必要である。
保護基板１４の材料としては、透明基板１１の材料として例示した材料を用いればよいが、透明基板１１と異なる材料を用いてもよく、レーザー光４の波長に対して透明でなくてもよい。保護基板１４の厚さは、特に限定されないが、０．０５〜３．０ｍｍ程度が好適である。
また、光学的情報記録媒体１を２枚用意し、それぞれの保護基板１４の側を対向させて貼り合わせ、両面構造とすることも可能である。これにより、媒体１枚あたりに蓄積できる情報量をさらに２倍に増加させることができる。
光学的情報記録媒体１に含まれる各薄膜は、例えば真空蒸着法、スパッタリング法、イオンプレーティング法、ＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）法、ＭＢＥ（Molecular Beam Epitaxy）法等の気相薄膜堆積法によって形成することができる。
記録層に含まれる薄膜及び分離層１３を透明基板１１上に順次形成した後、保護基板１４を形成してもよい（または貼り合せてもよい）し、逆に保護基板１４上に記録層に含まれる薄膜及び分離層１３を順次形成した後、透明基板１１を形成してもよい（または貼り合せてもよい）。中でも特に、後者の方法は透明基板１１が０．３ｍｍ以下のように薄い場合に適している。その場合、レーザー光案内用の溝であるグルーブやアドレス信号等の凹凸パターンは、保護基板１４及び分離層１３の表面上に形成される。具体的には、スタンパ等のあらかじめ所望のパターンが形成された転写基板を用いて、グルーブや凹凸パターンが転写形成される。その際、特に、分離層１３のようにその層厚が薄く、通常用いられているインジェクション法が困難な場合は、２Ｐ法（photo-polymerization法）により転写することができる。
本実施の形態の光学的情報記録媒体１は、グルーブ、グルーブ間のランド、またはグルーブとランドとの両方を記録トラックとして用いることができる。記録トラックの間隔は、特に制限されないが、高密度記録のためには、記録再生に用いるレーザー光４の波長λ及びレンズ開口数ＮＡを用い、λ／ＮＡ以下、特に０．８λ／ＮＡ以下と設計することが好ましい。
また、本実施の形態の光学的情報記録媒体１は、アニール処理として高温度条件下で一定時間以上保持することにより、より高いＣ／Ｎ比及びより低いジッタ値が得られる。これは、アニール処理により、記録層中にランダムに拡散している各原子の一部が適度に結合して微小な結晶核を形成し、記録に際して結晶化をよりスムーズにすることで、マークエッジがよく揃い、マーク形状がよく整ったマーク形成が可能となるためと考えられる。
アニール処理の温度は、記録層の組成によっても異なるが、６０℃以上であって、透明基板１１が溶融しない温度、すなわちその軟化点または融点以下であることが好ましい。透明基板１１を例えばポリカーボネートを用いて形成した場合は、アニール処理の温度を１２０℃以下とすることが好ましい。アニール処理の時間は、記録層の組成及びアニール処理の温度によっても異なるが、Ｃ／Ｎ比向上等の効果が飽和するためには、少なくとも５分は必要である。さらに長時間アニール処理を行ってもよいが、効果が飽和した後にアニール処理を継続しても、基本的には、記録再生特性に変化は見られない。
（実施の形態２）
本発明の光学的情報記録媒体の別の一実施形態について、図２を参照しながら説明する。図２には、本実施の形態の光学的情報記録媒体２の断面構成が示されている。
本実施の形態の光学的情報記録媒体２は、透明基板２１上に第１情報層２２1、分離層２３及び第２情報層２２2がこの順に設けられ、さらに保護基板２４が設けられている。この光学的情報記録媒体２に対し、透明基板２１の側から、レーザー光４を対物レンズ３で集光して照射し、記録再生を行う。
透明基板２１、分離層２３及び保護基板２４は、実施の形態１で説明した透明基板１１、分離層１３及び保護基板１４と同様の機能を有し、また、同様の材料を用いて同様の形状で形成できる。
第１情報層２２1及び第２情報層２２2は、それぞれ記録層を含んでいる。記録層は、実施の形態１の場合と同様に、Ｔｅ、Ｏ及びＭを主成分として含む材料にて形成されている。第１情報層２２1に含まれる記録層のＯ原子含有濃度は、第２情報層２２2のＯ原子含有濃度よりも大きく設定されている。これにより、第１情報層２２2は透過率が高く、且つ、第２情報層２２2は記録感度が高くなるため、２層の情報層が積層された多層構造において、十分な記録感度とＣ／Ｎ比とが得られる。なお、各記録層に含まれるＯ原子の好ましい含有濃度及びＭ原子の好ましい含有濃度や、記録層の好ましい膜厚範囲については、実施の形態１の光学的情報記録媒体１と同様である。
第２情報層２２2は、記録層に対してレーザー光入射側に配置された反射層をさらに含んでいてもよい。反射層の材料としては、屈折率が３以下、且つ、消衰係数が１以上の材料を用いるとよい。さらに、屈折率は２以下とすることがより好ましく、消衰係数は２．０以上とすることがより好ましい。具体的に用いられる材料例は、実施の形態１で説明した反射層と同様である。
また、第１情報層２２1及び第２情報層２２2は、記録層に対して少なくとも一方面側に配置された保護層をさらに含んでいてもよい。保護層を形成するための誘電体材料としては、屈折率が１．５以上、より好ましくは２．０以上、さらに好ましくは２．５以上の材料を用いることができる。具体的に用いられる材料例は、実施の形態１で説明した保護層と同様である。
また、本実施の形態の光学的情報記録媒体２を製造する方法としては、実施の形態１で説明した光学的情報記録媒体１の製造方法が適用できる。
以下、実施例を用いて本発明をさらに具体的に説明する。なお、以下の実施例は本発明を限定するものではない。
実施例１では、実施の形態１で説明した光学的情報記録媒体１において情報層を４層設けたディスク形状の媒体を作製した。
保護基板１４としては、ポリカーボネート基板を用いた。保護基板１４の直径は１２ｃｍ、厚さは１．１ｍｍ、グルーブピッチは０．３２μｍ、グルーブ深さは２０ｎｍとした。
保護基板１４のグルーブが形成された面上に、第４情報層１２4として、Ａｌ−Ｃｒ（原子数比９８：２）ターゲットを用いて膜厚約４０ｎｍのＡｌ−Ｃｒ反射層、Ｚｎ−Ｓ（原子数比５０：５０）ターゲットを用いて膜厚約１５ｎｍのＺｎ−Ｓ保護層、Ｔｅ−Ｐｄ（原子数比９０：１０）ターゲットを用いて膜厚約２０ｎｍのＴｅ−Ｏ−Ｐｄ記録層、Ｚｎ−Ｓ（原子数比５０：５０）ターゲットを用いて膜厚約１５ｎｍのＺｎ−Ｓ保護層、の各層をスパッタリング法によりこの順に積層した。この第４情報層１２4の表面上に、紫外線硬化性樹脂を用いて、２Ｐ法により、保護基板１４に形成したものと同じ溝パターンを転写し、厚さ約１３μｍの分離層１３を形成した。
この分離層１３の表面上に、第３情報層１２3として、Ｚｎ−Ｓ（原子数比５０：５０）ターゲットを用いて膜厚約１０ｎｍのＺｎ−Ｓ保護層、Ｔｅ−Ｐｄ（原子数比９０、１０）ターゲットを用いて膜厚約１０ｎｍのＴｅ−Ｏ−Ｐｄ記録層、Ｚｎ−Ｓ（原子数比５０：５０）ターゲットを用いて膜厚約３０ｎｍのＺｎ−Ｓ保護層の各層をスパッタリング法によりこの順に積層した。この第３情報層１２3の表面上に、紫外線硬化性樹脂を用いて２Ｐ法により保護基板１４に形成したものと同じ溝パターンを転写し、厚さ約１３μｍの分離層１３を形成した。
この分離層１３の表面上に、第２情報層１２2として、Ｚｎ−Ｓ（原子数比５０：５０）ターゲットを用いて膜厚約１５ｎｍのＺｎ−Ｓ保護層、Ｔｅ−Ｐｄ（原子数比９０：１０）ターゲットを用いて膜厚約８ｎｍのＴｅ−Ｏ−Ｐｄ記録層、Ｚｎ−Ｓ（原子数比５０：５０）ターゲットを用いて膜厚約３０ｎｍのＺｎ−Ｓ保護層の各層をスパッタリング法によりこの順に積層した。この第２情報層１２2の表面上に、紫外線硬化性樹脂を用いて、２Ｐ法により、保護基板１４に形成したものと同じ溝パターンを転写し、厚さ約１３μｍの分離層１３を形成した。
この分離層１３の表面上に、第１情報層１２1として、Ｚｎ−Ｓ（原子数比５０：５０）ターゲットを用いて膜厚約２０ｎｍのＺｎ−Ｓ保護層、Ｔｅ−Ｐｄ（原子数比９０：１０）ターゲットを用いて膜厚約６ｎｍのＴｅ−Ｏ−Ｐｄ記録層、Ｚｎ−Ｓ（原子数比５０：５０）ターゲットを用いて膜厚約３５ｎｍのＺｎ−Ｓ保護層の各層をスパッタリング法によりこの順に積層した。この第１情報層１２1の表面上に、ポリカーボネートのシートを紫外線硬化樹脂を用いて貼り合わせ、厚さ０．０８ｍｍの透明基板１１とした。
各層の成膜は、いずれも、直径１００ｍｍ、厚さ６ｍｍ程度のターゲットを用い、反射層はＤＣ電源５００Ｗ、保護層はＲＦ電源５００Ｗ、記録層はＤＣ電源１００Ｗで成膜した。また、反射層及び保護層は、Ａｒ４．２×１０-7ｍ3／ｓ（２５ｓｃｃｍ）、記録層はＡｒ４．２×１０-7ｍ3／ｓ（２５ｓｃｃｍ）及び酸素の混合ガスを、いずれも、ガス圧約０．２Ｐａに保った雰囲気で成膜した。さらに、９０℃で２時間程度アニール処理を施し、完成ディスクとした。
ここで、表１に示すごとく記録層成膜時の酸素の流量を調整し、実施例としてディスクＡ、比較例としてディスクＢを作製した。
Figure 2004032130
ディスクＡでは、第１情報層１２1から第３情報層１２3にかけて順に酸素流量を減らした。これに対し、ディスクＢでは、第１情報層１２1〜第４情報層１２4全て酸素流量を一定とした。
また、表１には、各ディスクの各記録層の酸素含有量をオージェ電子分光法により求めた結果を併せて示す。その結果によると、酸素流量が多いほど記録層の酸素含有量（Ｏ原子含有濃度）も多くなっていることがわかる。
次に、ディスクＡ，Ｂの各情報層の波長４０５ｎｍにおける光学特性を表２に示す。
Figure 2004032130
各情報層を単独でポリカーボネート基板上に積層したサンプルの反射率及び透過率を分光器により測定した。その結果から、全情報層を積層した場合の、入射光量のうち各情報層に到達する割合及び各情報層から反射されて戻ってくる割合、すなわち反射率を算出した。表２の結果によると、同じ膜厚構成の情報層でも酸素含有量の多い層ほど透過率は高く、反射率は低いことが確認できた。また、積層状態では、ディスクＡはディスクＢに比べて第２情報層１２2〜第４情報層１２4への入射光の到達率が高く、また、第１情報層１２1〜第４情報層１２4の反射率もよく揃っていることが確認できた。この結果から、ディスクＡの方が、各層の記録感度及び信号強度レベルを揃えやすく、ドライブ設計上も好ましいことがわかる。
ディスクＡ及びディスクＢの各情報層のグルーブに対し、波長４０５ｎｍ、ＮＡ０．８５の光学系を用い、線速度５．０ｍ／ｓで回転させながら、１２．３ＭＨｚの単一信号を記録した。記録に用いたパルス波形は、ピークパワーＰ１及びバイアスパワーＰ２の間で変調された単一の矩形パルスで、パルス幅は２０．４ｎｓとした。バイアスパワーＰ２は１．０ｍＷとし、再生パワーＰｒは、第１情報層１２1を再生する場合は０．５ｍＷ、第２情報層１２2を再生する場合は０．６ｍＷ、第３情報層１２3を再生する場合は０．７ｍＷ、第４情報層１２4を再生する場合は１．０ｍＷとした。この条件で、未記録のトラックに１回だけ記録を行い、その信号のＣ／Ｎ比をスペクトラムアナライザーで測定した。ピークパワーＰ１を変えてＣ／Ｎ比を測定し、Ｃ／Ｎ比がその最大値よりも３ｄＢ低くなるピークパワーＰ１を求め、その１．３倍のパワーを記録感度とした。
以上の測定をディスクＡ，Ｂの各情報層について行った結果を表３に示す。
Figure 2004032130
表３に示すように、いずれのディスクも全ての情報層においても５０ｄＢ以上のＣ／Ｎ比が得られており、実用的な光学的情報記録媒体として十分なレベルにあることが確認された。但し、ディスクＢにおいては４つの情報層間で記録感度が９．０〜１２．０ｍＷと差があるのに対し、ディスクＡにおいては９．０〜１０．０ｍＷと開きが小さく、且つ、最大値も低かった。これにより、ディスクＡの方がディスクＢよりも良好な記録感度が得られることが確認できた。
このように、レーザー光入射側からみて最も奥に配置された情報層を除く他の情報層において、記録層のＯ原子含有濃度をレーザー光入射側に近い情報層ほど大きくすることで、複数の情報層を有しながらも記録感度が良好で、且つ、十分なＣ／Ｎ比の得られる光学的情報記録媒体を提供できることが確認できた。
実施例２では、実施の形態２で説明した光学的情報記録媒体２と同じ構造のディスク形状の媒体を作製した。
保護基板２４としては、ポリカーボネート基板を用いた。保護基板２４の直径は１２ｃｍ、厚さは１．１ｍｍ、グルーブピッチは０．３２μｍ、グルーブ深さは２０ｎｍとした。
保護基板２４のグルーブが形成された面上に、第２情報層２２2として、Ａｌ−Ｃｒ（原子数比９８：２）ターゲットを用いて膜厚約４０ｎｍのＡｌ−Ｃｒ反射層、Ｚｎ−Ｓ（原子数比５０：５０）ターゲットを用いて膜厚約１５ｎｍのＺｎ−Ｓ保護層、Ｔｅ−Ｐｄ（原子数比９０：１０）ターゲットを用いて膜厚約２０ｎｍのＴｅ−Ｏ−Ｐｄ記録層、Ｚｎ−Ｓ（原子数比５０：５０）ターゲットを用いて膜厚約１５ｎｍのＺｎ−Ｓ保護層、の各層をスパッタリング法によりこの順に積層した。この第２情報層２２2の表面上に、紫外線硬化性樹脂を用いて、２Ｐ法により、保護基板２４と同じ溝パターンを転写し、厚さ約２０μｍの分離層２３を形成した。
この分離層２３の表面上に、第１情報層２２1として、Ｚｎ−Ｓ（原子数比５０：５０）ターゲットを用いて膜厚約２０ｎｍのＺｎ−Ｓ保護層、Ｔｅ−Ｐｄ（原子数比９０：１０）ターゲットを用いて膜厚約６ｎｍのＴｅ−Ｏ−Ｐｄ記録層、Ｚｎ−Ｓ（原子数比５０：５０）ターゲットを用いて膜厚約３５ｎｍのＺｎ−Ｓ保護層の各層をスパッタリング法によりこの順に積層した。この第１情報層２２1の表面上に、ポリカーボネートのシートを紫外線硬化樹脂を用いて貼り合わせ、厚さ０．０９ｍｍの透明基板２１とした。
各層の成膜は、いずれも、直径１００ｍｍ、厚さ６ｍｍ程度のターゲットを用い、反射層はＤＣ電源５００Ｗ、保護層はＲＦ電源５００Ｗ、記録層はＤＣ電源１００Ｗで成膜した。また、反射層及び保護層は、Ａｒ４．２×１０-7ｍ3／ｓ（２５ｓｃｃｍ）、記録層はＡｒ４．２×１０-7ｍ3／ｓ（２５ｓｃｃｍ）及び酸素の混合ガスを、いずれも、ガス圧約０．２Ｐａに保った雰囲気で成膜した。さらに、９０℃で２時間程度アニール処理を施して完成ディスクとした。
ここで、表４に示すごとく記録層成膜時の酸素流量を調整し、本実施例としてディスクＣ、さらに比較例としてディスクＤを作製した。
Figure 2004032130
ディスクＣでは、第２情報層２２2において第１情報層２２1よりも酸素流量を減らした。これに対し、ディスクＢでは、第１情報層２２1及び第２情報層２２2の酸素流量を一定とした。
また、表４には、各ディスクの各記録層の酸素含有量をオージェ電子分光法により求めた結果を併せて示す。その結果によると、酸素流量が多いほど記録層の酸素含有量（Ｏ原子含有濃度）も多くなっていることがわかる。
ディスクＣ及びディスクＤの各情報層のグルーブに対し、波長４０５ｎｍ、ＮＡ０．８５の光学系を用い、線速度５．０ｍ／ｓで回転させながら、１２．３ＭＨｚの単一信号を記録した。記録に用いたパルス波形は、ピークパワーＰ１及びバイアスパワーＰ２の間で変調された単一の矩形パルスで、パルス幅は２０．４ｎｓとした。Ｐ２は１．０ｍＷとし、再生パワーＰｒは、第１情報層２２1を再生する場合は０．５ｍＷ、第２情報層２２2を再生する場合は０．７ｍＷとした。この条件で、未記録のトラックに１回だけ記録を行い、その信号のＣ／Ｎ比をスペクトラムアナライザーで測定した。ピークパワーＰ１を変えてＣ／Ｎ比を測定し、Ｃ／Ｎ比がその最大値よりも３ｄＢ低くなるピークパワーＰ１を求め、その１．３倍のパワーを記録感度とした。
以上の測定をディスクＣ，Ｄの各情報層について行った結果を表５に示す。
Figure 2004032130
表５によると、いずれのディスクも全ての情報層においても５０ｄＢ以上のＣ／Ｎ比が得られており、実用的な光学的情報記録媒体として十分なレベルにあることが確認された。ディスクＤにおいては２つの情報層間で記録感度が５．５ｍＷ及び６．５ｍＷと差があるのに対し、ディスクＣにおいてはいずれも６．０ｍＷと開きが小さかった。
このように、各情報層の記録層の酸素流量をレーザー光入射側に近いほど多くすることで、２層の情報層を有しながらも記録感度が良好で、十分なＣ／Ｎ比の得られる光学的情報記録媒体を提供できることが確認できた。
本発明の光学的情報記録媒体とその製造方法とによれば、複数の情報層を有しながらも記録感度が良好で、十分なＣ／Ｎ比の得られる光学的情報記録媒体が提供できる。
本発明の光学的情報記録媒体の一実施形態を示す断面図である。 本発明の光学的情報記録媒体の別の実施形態を示す断面図である。

Claims (10)

  1. 基板と、前記基板上に設けられた少なくともｎ層（ｎは、３以上の整数である。）の情報層とを含む光学的情報記録媒体であって、
    前記ｎ層の情報層は、それぞれ、Ｔｅ、Ｏ及びＭ（但し、Ｍは、Ａｌ、Ｓｉ、Ｔｉ、Ｖ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｇａ、Ｇｅ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ａｇ、Ｉｎ、Ｓｎ、Ｓｂ、Ｈｆ、Ｔａ、Ｗ、Ｒｅ、Ｏｓ、Ｉｒ、Ｐｔ、Ａｕ、Ｂｉから選ばれる少なくとも一つの元素である。）を含む記録層を含んでおり、
    前記ｎ層の情報層をレーザー光入射側から第１〜第ｎ情報層とした場合において、第ｊ情報層（ｊは、１≦ｊ≦ｎ−１を満たす整数である。）に含まれる記録層の酸素原子含有濃度をＣ（ｊ）％と表記すると、Ｃ（１）〜Ｃ（ｎ−１）が、
    Ｃ（１）≧Ｃ（２）≧…≧Ｃ（ｎ−２）≧Ｃ（ｎ−１）で、且つ、Ｃ（１）≠Ｃ（ｎ−１）
    の関係を満たすことを特徴とする光学的情報記録媒体。
  2. 前記第ｎ情報層に含まれる記録層の酸素原子含有濃度をＣ（ｎ）％と表記すると、Ｃ（ｎ−１）とＣ（ｎ）とが、
    Ｃ（ｎ−１）≧Ｃ（ｎ）
    の関係を満たす請求の範囲１に記載の光学的情報記録媒体。
  3. 前記第ｎ情報層は、前記第ｎ情報層に含まれる記録層に対してレーザー光入射側と反対側に配置された反射層をさらに含んでおり、
    前記反射層は、屈折率が３以下、且つ、消衰係数が１以上の材料にて形成されている請求の範囲１に記載の光学的情報記録媒体。
  4. 前記第１〜第ｎ情報層のうち少なくとも一つの情報層は、前記情報層に含まれる記録層に対してレーザー光入射側及びレーザー光入射側と反対側の少なくとも何れか一方に配置された保護層をさらに含んでおり、
    前記保護層は、屈折率が１．５以上の誘電体材料にて形成されている請求の範囲１に記載の光学的情報記録媒体。
  5. 基板と、前記基板上にレーザー光入射側から順に設けられた第１情報層及び第２情報層とを含み、
    前記第１情報層及び第２情報層は、Ｔｅ、Ｏ及びＭ（但し、Ｍは、Ａｌ、Ｓｉ、Ｔｉ、Ｖ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｇａ、Ｇｅ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ａｇ、Ｉｎ、Ｓｎ、Ｓｂ、Ｈｆ、Ｔａ、Ｗ、Ｒｅ、Ｏｓ、Ｉｒ、Ｐｔ、Ａｕ、Ｂｉから選ばれる少なくとも一つの元素である。）を含む記録層を含んでおり、
    前記第１情報層に含まれる記録層の酸素原子含有濃度が、前記第２情報層に含まれる記録層の酸素原子含有濃度よりも大きいことを特徴とする光学的情報記録媒体。
  6. 前記第２情報層は、前記第２情報層に含まれる記録層に対してレーザー光入射側と反対側に配置された反射層をさらに含んでおり、
    前記反射層は、屈折率が３以下、且つ、消衰係数が１以上の材料にて形成されている請求の範囲５に記載の光学的情報記録媒体。
  7. 前記第１情報層及び第２情報層のうち少なくとも一つの情報層は、前記情報層に含まれる記録層に対してレーザー光入射側及びレーザー光入射側と反対側の少なくとも何れか一方に配置された保護層をさらに含んでおり、
    前記保護層は、屈折率が１．５以上の誘電体材料にて形成されている請求の範囲５に記載の光学的情報記録媒体。
  8. 基板上にｎ層（ｎは、３以上の整数である。）の情報層が設けられた光学的情報記録媒体を製造する方法であって、
    Ｔｅ、Ｏ及びＭ（但し、Ｍは、Ａｌ、Ｓｉ、Ｔｉ、Ｖ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｇａ、Ｇｅ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ａｇ、Ｉｎ、Ｓｎ、Ｓｂ、Ｈｆ、Ｔａ、Ｗ、Ｒｅ、Ｏｓ、Ｉｒ、Ｐｔ、Ａｕ、Ｂｉから選ばれる少なくとも一つの元素である。）を含む記録層を含む情報層を形成する情報層形成工程をｎ工程含み、
    前記情報層形成工程において形成される情報層をレーザー光入射側から第１〜第ｎ情報層とした場合において、第ｊの情報層（ｊは、１≦ｊ≦ｎ−１を満たす整数である。）に含まれる記録層の酸素原子含有濃度をＣ（ｊ）％と表記すると、Ｃ（１）〜Ｃ（ｎ−１）が、
    Ｃ（１）≧Ｃ（２）≧…≧Ｃ（ｎ−２）≧Ｃ（ｎ−１）で、且つ、Ｃ（１）≠Ｃ（ｎ−１）
    の関係を満たすように、第１〜第ｎ情報層を形成することを特徴とする光学的情報記録媒体の製造方法。
  9. 基板上に２層の情報層が設けられた光学的情報記録媒体を製造する方法であって、
    Ｔｅ、Ｏ及びＭ（但し、Ｍは、Ａｌ、Ｓｉ、Ｔｉ、Ｖ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｇａ、Ｇｅ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ａｇ、Ｉｎ、Ｓｎ、Ｓｂ、Ｈｆ、Ｔａ、Ｗ、Ｒｅ、Ｏｓ、Ｉｒ、Ｐｔ、Ａｕ、Ｂｉから選ばれる少なくとも一つの元素である。）を含む記録層を含む情報層を形成する情報層形成工程を２工程含み、
    前記情報層形成工程において形成される情報層をレーザー光入射側から第１情報層及び第２情報層とした場合において、前記第１情報層に含まれる記録層の酸素原子含有濃度が、前記第２情報層に含まれる記録層の酸素原子含有濃度よりも大きくなるように、第１情報層及び第２情報層を形成することを特徴とする光学的情報記録媒体の製造方法。
  10. 前記情報層形成工程において、少なくとも前記記録層を形成した後に、前記記録層に対し６０℃以上で５分間以上保持するアニール処理を施す請求の範囲８または９に記載の光学的情報記録媒体の製造方法。
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