WO2004027770A1 - 光学情報記録媒体とその製造方法 - Google Patents

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WO2004027770A1
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Mayumi Uno
Kenichi Nishiuchi
Rie Kojima
Noboru Yamada
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Matsushita Electric Industrial Co., Ltd.
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Definitions

  • the present invention relates to an optical information recording medium capable of recording and reproducing information at a high density and at a high speed by using optical means such as irradiation with a laser beam, and a method for manufacturing the same.
  • Optical information recording media such as magneto-optical recording media and phase-change recording media are known as information recording media capable of recording and reproducing information at a high capacity and at a high speed. These optical information recording media use a difference in optical characteristics of the recording material caused by locally irradiating the recording material with a laser beam as recording. These optical information recording media have a great advantage that they can be randomly accessed as needed and are also excellent in portability. Therefore, their importance has been increasing in recent years. For example, there is a growing demand in various fields such as recording and preserving personal data and video information through convenience stores, replacing medical video tapes, academic fields, and home video tape recorders. At present, these optical information recording media are required to achieve higher capacities, higher densities, and higher speeds as the performance of applications and the performance of image information increase.
  • An optical information recording medium having a plurality of information layers has been proposed as one of means for achieving higher densities.For example, two information layers formed using a write-once material are laminated. Techniques have been proposed (see, for example, International Publication No. 98/098323 pamphlet).
  • an optical information recording medium containing two or more information layers has been realized.
  • the front side laser light incident side
  • the front side laser light incident side
  • the transmittance of the information layer on the front side changes depending on the presence or absence of recording
  • recording and reproduction of information on the information layer located at the back with the laser beam transmitted through the information layer on the front side causes the laser beam to pass through. Since the amount of laser light reaching the information layer at the back differs depending on whether the recorded portion is a recorded portion or an unrecorded portion of the information layer, it becomes difficult to accurately record and reproduce a signal.
  • some write-once optical information recording media can be designed so that the transmittance of one information layer is extremely high, for example, 70% or more, and a multilayer structure is formed by laminating a plurality of information layers.
  • a transmittance difference occurs due to the presence or absence of recording as described above, it is practically difficult to realize a multilayer structure.
  • An optical information recording medium that enables accurate recording and reproduction on an information layer at the back irrespective of whether or not the information layer is recorded.
  • a method of adjusting the thickness of a protective layer included in the information layer is used as a means for designing a transmittance difference between a recorded portion and an unrecorded portion of the information layer to be small. I have.
  • An optical information recording medium comprises: a substrate; An optical information recording medium including at least m information layers (m is an integer of 2 or more), wherein the m information layers each have a state A and a state optically different from each other.
  • B a recording layer that changes irreversibly, and when the m-th information layer is the first to m-th information layers from the laser beam incident side, the j-th information layer ( j is an integer satisfying 1 ⁇ j ⁇ m-1.) is the j-th recording layer, and when the j-th recording layer is in the state A, the j-th information layer Assuming that the transmittance is TA j (%) and the transmittance of the j-th information layer when the j-th recording layer is in state B is TB j (%), the second information layer has:
  • At least one of the first to m ⁇ 1th recording layers has a complex refractive index (the refractive index is n, the extinction is n) with the mth recording layer included in the mth information layer.
  • the characteristic is that n ⁇ ik) when the coefficient is k is formed of different materials.
  • the method for producing an optical information recording medium according to the present invention is a method for producing an optical information recording medium having a plurality of information layers provided on a substrate, wherein the optical information recording medium has a state between optically different states A and B. Forming at least an m-step (m is an integer of 2 or more) forming an information layer including a recording layer capable of irreversibly changing the laser light incident on the information layer formed in the m-step.
  • the j-th information layer from the laser beam incident side is the j-th information layer (j is an integer satisfying l ⁇ j ⁇ m_l ),
  • the recording layer included in the j-th information layer is a j-th recording layer, and the transmittance of the j-th information layer when the j-th recording layer is in state A is TA j ( %), Transmission of the jth information layer when the jth recording layer is in state B If the rate is TB j (%), the j-th information layer is
  • the material of the m-th recording layer included in the m-th information layer is a complex refractive index (refractive index).
  • refractive index refractive index
  • FIG. 1 is a sectional view showing an example of the optical information recording medium of the present invention.
  • FIG. 2 is a sectional view showing another example of the optical information recording medium of the present invention.
  • FIG. 3 is a schematic diagram showing an example of an information recording / reproducing apparatus used when recording / reproducing information on / from the optical information recording medium of the present invention.
  • FIG. 4 is a diagram showing a reproduced signal when the second information layer is reproduced through the first information layer in the embodiment of the present invention.
  • the optical information recording medium includes a recording layer disposed farthest and a recording layer located before the recording layer that can be irreversibly changed between state A and state B that are optically different from each other. Since the complex refractive index differs between at least one of the recording layers and the transmittance difference between the information layers is reduced, at least two information layers include a write-once type recording layer. In this, accurate recording and reproduction of signals can be realized. Many write-once recording layers can be designed to have a very high transmittance, and can often be stacked in multiple layers. For this reason, light with a write-once type recording layer capable of realizing a multilayer structure As the optical information recording medium, the optical information recording medium of the present invention is suitably used.
  • the difference in refractive index between the m-th recording layer in the state A and the state B in the state B is ⁇
  • the difference in extinction coefficient is ⁇ km
  • the difference in the refractive index between the recording layer in the state A and the state B in the state B is A nj
  • the difference in the extinction coefficient is A kj
  • the j-th information layer includes:
  • At least one of the first to m-th recording layers is a write-once type including an oxide.
  • a high transmittance of the information layer can be realized by adjusting the composition.
  • At least one of the first to m-th recording layers is Te_ ⁇ _M (M is selected from a metal element, a metalloid element, and a semiconductor element. It is a write-once type that includes at least one element.), And all of the first to m-th recording layers may contain Te—O—M.
  • Te_ ⁇ _M M is selected from a metal element, a metalloid element, and a semiconductor element. It is a write-once type that includes at least one element.
  • all of the first to m-th recording layers may contain Te—O—M.
  • an optical information recording medium that can achieve both a large signal amplitude and a high transmittance can be realized.
  • it is preferable that at least one of the first to m-th recording layers has a different oxygen atom content concentration from at least one of the other recording layers. It is more preferable that the recording layer disposed at a lower position has a lower oxygen atom content concentration. This makes it possible to easily reduce the transmittance difference between the recorded state and the un
  • the concentration of M atoms in the first recording layer may be higher than the concentration of M atoms in the second to m-th recording layers. This makes it possible to easily reduce the transmittance difference between the recorded state and the unrecorded state of the information layer located on the front side, and easily set the transmittance of the information layer on the front side to be high.
  • At least one of the first to m-th recording layers is Sb-0, Sb_Te-0, Ge- ⁇ , Sn- ⁇ , In- ⁇ . , Zn-0, Ga_ ⁇ , Mo-0, W-0, and Ti- ⁇ . This makes it possible to achieve both large signal amplitude and high transmittance.
  • m is 4 or more because a large-capacity recording medium can be realized. Also, if m is 4,
  • TA1 and TBI are the transmittance of the first information layer
  • TA2 and TB2 are the transmittance of the second information layer
  • TA3 and TB3 are the transmittance of the third information layer.
  • the thicknesses of the first to m-th recording layers are preferably 80 nm or less. This is because it is easy to realize an information layer with a higher transmittance, and furthermore, it is possible to suppress the thermal effect on adjacent marks.
  • the optical information recording medium of the present invention may further include an information layer including a recording layer capable of reversibly changing between state A and state B which are optically different from each other. According to this, an optical information recording medium that can be applied to various applications can be realized.
  • the optical information recording medium of the present invention can be produced.
  • at least one of the m steps at least one of Te and M (M is a material containing at least one element selected from a metal element, a metalloid element, and a semiconductor element) is included.
  • a write-once recording layer containing Te- e_M can also be produced by reactive sputtering using a get and a film-forming gas containing at least oxygen gas.
  • a first information layer 1, a second information layer 2, a third information layer 3, and a fourth information layer 4 are arranged between the substrate 5 and the optically transparent layer 6 in order from the laser beam incident side.
  • the substrate 5 is disposed on the side opposite to the laser light incident side
  • the light transparent layer 6 is disposed on the laser light incident side.
  • the information layer located closer to the laser beam incident side needs to allow the laser beam to reach the information layer located farther away, and therefore needs to have optical transparency. Therefore, in the optical information recording medium of the present embodiment, the first to third information layers 1 to 3 have light transmittance.
  • the fourth information layer 4 preferably has high recording sensitivity since information is recorded and reproduced by light transmitted through the first to third information layers 1 to 3.
  • the first information layer 1 has a protective layer arranged in order from the laser-light incident side. 101, a first recording layer 102 and a protective layer 103 are included.
  • the second information layer 2 includes a protective layer 201, a second recording layer 202, and a protective layer 203 arranged in this order from the laser one light incident side.
  • the third information layer 3 includes a protective layer 301, a third recording layer 302, and a protective layer 303 arranged in this order from the laser light incident side.
  • the fourth information layer 4 includes a protective layer 401, a fourth recording layer 402, a protective layer 403, and a reflective layer 404 arranged in order from the laser one light incident side. Have been. .
  • the substrate 5 and the optically transparent layer 6 are protective materials that serve to protect the optical information recording medium from scratches and oxidation. Since the light transparent layer 6 requires the laser light to reach the first to fourth information layers 1 to 4, the material is transparent to the laser light or negligible even if light absorption occurs. It is formed using a very small material (for example, a material having a light absorption of 10% or less). In the present embodiment, laser light is incident from the light transparent layer 6 side, but laser light may be incident from the substrate 5 side. In this case, the substrate 5 also needs to be made of a material that is transparent to laser light.
  • Examples of the material of the substrate 5 and the light transparent layer 6 include various resins such as polymethyl ponate, polymethyl methacrylate, and polyolefin resin, and glass.
  • the light transparent layer 6 can be formed so that the film thickness is uniform and within a predetermined film thickness range.
  • a substrate or a sheet formed into a predetermined shape by molding or the like is formed into a predetermined shape.
  • the light transparent layer 6 refers to the entire transparent layer formed on the laser beam incident side when viewed from the protective layer 101 described later.
  • a transparent sheet is laminated with a transparent ultraviolet curable resin, the whole of these is referred to as a light transparent layer 6.
  • at least one of the light transparent layer 6 and the substrate 5 has a guide groove or pit for guiding laser light on a surface in contact with the information layer.
  • the protective layers 101, 103, 201, 203, 301, 303, 401, and 403 are used to protect the first to fourth recording layers 102, 202, 302, and 402.
  • the main purpose is to adjust the optical properties to enable effective light absorption in these recording layers.
  • Examples of the material of the protective layer 101, 103, 201, 203, 301, 403, 401, and 403 include sulfides such as ZnS and selenium such as ZnSe.
  • Oxides such as Si— ⁇ , A 1 — 0, T i _0, T a — 0, Z r _ ⁇ , C r — O, G e — N, C r 1 N, S i — N, Nitrides such as Al-N, Nb-N, Mo-N, Ti-N, Zr-N, Ta_N, Ge-O-N, Cr- ⁇ -N, Si-O-N , Al—O—N, Nb—O—N, Mo— ⁇ N, Ti— ⁇ N, Zr—O_N, Ta— ⁇ —N, etc., Ge—C, C Carbides such as r_C, Si-A1-C, Ti-C, Zr-C, Ta-C, Si-F, A1-F, Ca-F, La-F, etc. fluorides, other dielectric or their suitable combinations, (e.g., Z n S- S I_ ⁇ 2, etc.) or the like, the object uses the achievable material.
  • Nitrides such as Al-
  • the reflective layer 404 can be formed of a metal such as Au, Ag, Cu, Al, Ni, Cr, or Ti, or an alloy of a metal appropriately selected from these metals.
  • the reflection layer 404 is provided to obtain an optical effect such as a heat radiation effect and an effective light absorption in the recording layer 402.
  • the thickness is preferably 1 nm or more. This is because when the thickness of the reflective layer 404 is 1 nm or more, the film can be formed into a uniform layer, and a higher heat radiation effect and optical effect can be obtained.
  • the reflective layer 404 is provided only on the fourth information layer 4, but the first to third A reflecting layer may be provided on any or all of the information layers 1 to 3, or the reflecting layer 404 may not be provided on the fourth information layer 4.
  • the transmittance of the information layer is reduced, but high signal quality can be easily obtained by the above-described heat radiation effect and optical effect. For this reason, it is necessary to design the first to third information layers 1 to 3 located on the laser beam incident side appropriately as to whether or not to provide a reflective layer. In such a case, it is necessary to devise a method to maintain a high transmittance of the information layer by making the thickness very thin, for example, 10 nm or less.
  • the intermediate layers 901, 902, and 903 are layers provided for optically separating the first information layer 1 to the fourth information layer 4 from a material transparent to laser light. Become. Specifically, an ultraviolet curable resin or the like can be used.
  • the thickness of the intermediate layers 91 to 903 is so thick that the first to fourth information layers can be separated from each other, and that the four information layers are within the range where the objective lens can collect light. What is necessary is just to set it as a suitable film thickness. When three or more information layers are stacked, it is preferable that the respective intermediate layers have different thicknesses.
  • the first to fourth recording layers 102, 202, 302, and 402 are formed of a material that can be in two or more states having different optical characteristics (state A and state B). .
  • a write-once recording material (a material that can be written only once) that can irreversibly change between the different states A and B for at least two or more of these recording layers ) Is used.
  • a write-once material may be used for all of these recording layers. Recording layer Two of the four layers or When a write-once material is used for the three layers, a rewritable material may be used for the other recording layers.
  • information that is not desired to be erased and information that is desired to be rewritten can coexist on one optical information recording medium, so that an optical information recording medium that is very convenient and can be applied to various applications can be provided.
  • the write-once recording material is used for all of the first to fourth recording layers 102, 202, 302, and 402 will be described.
  • a material containing an oxide can achieve a very high transmittance by adjusting the composition thereof, so that it can be used as a recording material for an optical information recording medium including a multilayer information layer.
  • preferable materials include Te—O—Pd, Te—O—Au, and other Te—O—M-based materials (where M is a metal element, a metalloid element, It is a material containing at least one element selected from semiconductor elements.
  • the recording mechanism of O-M type recording materials is considered as follows.
  • T e-0- iM 3 ⁇ 4 just after the film formation is a composite material T e, fine particles of T e- M and M are uniformly dispersed in the T E_ ⁇ 2.
  • Te— ⁇ —M the film is melted, and as a result, Te, Te—M, and M are deposited as larger crystal particles, and the optical state changes. The difference can be detected as a signal.
  • the material M is added to promote crystallization of Te, and this effect can be obtained as long as it is an element capable of forming a bond with Te.
  • the Te crystal has a structure in which chain structures in which Te atoms are helically connected by covalent bonds are connected to each other by weak van der Waals forces. It has structure.
  • the melting point of Te is relatively low at about 452 ° C, since melting the Te requires breaking the weak Van der Waals bonds. However, at this time, the crystallization speed is slow because a spirally connected structure remains.
  • the material M and Te form a crosslinked structure, which is different from the above-described chain structure of the Te atom. We believe that the crystallization speed can be increased because of the structure.
  • the material M include Pd, Au, Pt, Ag, Cu, Sb, Bi, Ge, Sn, In, Ti, Zr, Hf, Cr, Mo, W, Examples include at least one element selected from Co, Ni, Zn, and the like, and a mixture containing a plurality of these elements may be used.
  • the material M includes at least one selected from Pd, Au, Pt, Ag, Cu, Sb, Bi, Ge, Sn, and In, a bridge structure with a Te atom Can be produced more effectively, so that a higher crystallization rate can be easily obtained.
  • Examples of other preferable materials used for the first to fourth recording layers 102, 202, 302, and 402 include Sb_0, Sb—Te—0, Ge— ⁇ , and Sn— ⁇ . , In-0, Zn- ⁇ , Ga-0, Mo- ⁇ , W- ⁇ , or a mixture thereof. Also, perforated materials, 36 series materials such as Se-Sb, 36-3, or amorphous-amorphous layer changes such as Bi-Cu, Bi-Ge, Si-In, etc. Materials that cause harm can also be used. '
  • the thickness of the first to fourth recording layers 102, 202, 302, and 402 is preferably 3 nm or more and 80 nm or less.
  • the film thickness is 3 nm or more, the recording material tends to be layered, and a good signal can be obtained.
  • the film thickness of 80 nm or less the This is because the thermal diffusion of the adjacent marks can be suppressed, so that the thermal influence on the already written adjacent marks when performing the recording at a high density can be suppressed.
  • the film thickness of the first to third recording layers 102, 202, and 302 is smaller because the transmittance of the first to third information layers 1 to 3 can be kept high. It is preferable to adopt a film thickness of ⁇ m or less.
  • the first to fourth information layers 1 to 4 are provided with a change in reflectivity, a change in phase difference, and a change in laser light due to the optical change in the first to fourth recording layers 102, 202, 302, and 402. It is designed to produce an optically detectable change, such as a change in absorptance.
  • the first to third information layers 1 to 3 have a difference in transmittance between the unrecorded state (state A) and the recorded state (state B).
  • the materials of the first to third recording layers 102, 202, 302 are changed so as to be as small as possible.
  • the transmittances TA j and TB j satisfy the relational expression (1). Is not necessarily small), so it is necessary to adjust the conditions of each recording layer so that the difference in transmittance between state A and state B can be reduced while securing a large amount of change in optical characteristics. preferable.
  • At least one of the first to third recording layers 102, 202, and 302 has a complex refractive index that is the same as the complex refractive index of the fourth recording layer 402. It is formed of a different material. More preferably, all of the first to third recording layers 102, 202, and 303 are formed of a material having a complex refractive index different from that of the fourth recording layer 402. That is being done.
  • the fourth recording layer 402 is formed of a material having a large change in optical characteristics.
  • the first to third information layers 1 to 3 it is necessary to reduce the transmittance difference between the state A and the state B and to increase the transmittance. It may be smaller than the fourth information layer 4. Therefore, at least one (preferably all) of the first to third recording layers 102, 202, and 302 has a complex refractive index different from that of the fourth recording layer 402. It is formed of a material. More specifically, the first to third recording layers 102, 202, 302 and the fourth recording layer 402 have different types of materials or composition ratios so as to satisfy the above relational expression (1). Optical design is performed using different materials.
  • the information layer (the first information layer 1 in the present embodiment) provided at a position close to the laser one light incident side is always used when recording / reproducing information on the second and subsequent information layers. Therefore, it is preferable to keep the transmittance difference smaller than that of the other layers.
  • the difference in refractive index between the fourth recording layer 402 in the state A and the state B in the state B is ⁇ 4
  • the difference in the extinction coefficient is Ak4
  • the jth (j l
  • the type of recording layer material and its composition ratio may be adjusted.
  • a material different from the main component of the recording layer may be added to such an extent that the state change of the recording layer is not hindered.
  • the additive material other than the main component of the recording layer it is preferable to use a noble metal such as Pd and Pt, an element such as boron, carbon, nitrogen, oxygen, and fluorine, or an appropriate mixture thereof.
  • the complex refractive index of the recording layer can be changed without largely changing the characteristics of the main component of the recording layer.
  • Elements such as boron, carbon, nitrogen, oxygen, and fluorine are preferably used as additives for the same reason.
  • the refractive index and extinction coefficient when the j-th recording layer is in state A are na] '
  • the refractive index and extinction coefficient when kaj and state B are nbj and kbj, respectively. If the magnitudes of naj + kaj and nbj + kbj are extremely different, the absorption rate difference between state A and state B becomes extremely large.
  • the difference in transmittance between the information layers increases. That is, it is relatively difficult to reduce the difference in transmittance of the j-th information layer between state A and state B. Therefore, a recording mechanism that causes a relatively large difference in the reflectivity of the j-th recording layer between the state A and the state B should be used, and the optical design should be such that the reflectivity is low when the absorptivity is large. Is advantageous in reducing the transmittance difference.
  • the difference in reflectance is about 3 to 10%.
  • the information layer located closer to the front so that the value of (naj + kaj)-(nbj + kbj) becomes smaller. This is because a difference in absorptivity between the state A and the state B hardly occurs, and as a result, a difference in transmittance can be reduced. From this point, it is preferable to manufacture each information layer so as to satisfy the following relationship.
  • m indicates the refractive index and the extinction coefficient of the information layer (the fourth information layer 4) disposed farthest from the laser beam incident side. .
  • the average transmittance of the first information layer 1 is 80% or more, and the average transmittance of the second and third information layers 2 and 3 is 70% or more. By doing so, the balance in the four information layers 4 can be easily achieved.
  • the matrix method In order to obtain the optical design values of the transmittance and the reflectance, a method called the matrix method can be used (for example, see Hiroshi Kubota, “Wave Optics”, Iwanami Shoten, Chapter 3).
  • the complex refractive index of each layer can be measured using a spectroscope or an ellipsometer.
  • the material of each layer is identified using analytical methods such as ES CA (Electron Spectroscopy), AES (Auger Electron Spectroscopy), and SIMS (Secondary Ion Mass Spectroscopy).
  • the measurement sample may be prepared as described above.
  • the transmittance can be measured with a spectrometer using an information layer to be measured formed on a transparent substrate.
  • an information layer to be measured was formed as an information layer on the near side as viewed from the laser-incident side only in a partial area on the substrate, and then an appropriate information layer having a constant reflectance was formed on the back side. Later, it can be measured by examining how much the amount of reflected light from the back information layer is reduced by the evaluation drive depending on the presence or absence of the front information layer.
  • the optical information recording medium of the present invention is not limited to the configuration shown in FIG. 1, but can be applied to various configurations.
  • the first to fourth records An interface layer in contact with any of layers 102, 202, 302, and 402 may be newly added, and protective layers 101, 103, 201, 203, 301, 303, 401 , 403 may be formed of two protective layers.
  • any of the protective layers 101, 103, 201, 203, 301, 303, 401, and 403 may not be provided as necessary.
  • two optical information recording media shown in FIG. 1 may be bonded together between the substrates 5 so that one laser beam is incident on both sides.
  • the present invention can be applied to various other configurations.
  • an optical information recording medium in which four information layers are stacked is shown, but the number of information layers to be stacked is not limited to this, and the number of information layers to be stacked is different.
  • the transmittance difference can be designed to be small by adjusting the material used for the recording layer.
  • a structure in which two information layers (a first information layer 11 and a second information layer 12) are stacked as shown in FIG. 2 may be used.
  • a first information layer 11, an intermediate layer 901, and a second information layer 12 are laminated between a substrate 5 and a substrate 6 in this order from the laser light incident side. Structure.
  • the first information layer 11 and the second information layer 12 have the optical information shown in FIG.
  • the first recording layer 102 and the second recording layer 202 are write-once type, They are formed of materials having different complex refractive indices so as to satisfy the equation (1).
  • the reflective layers 104 and 204 can be formed using the same material as the reflective layer 404 of the optical information recording medium shown in FIG.
  • the multilayer film constituting the optical information recording medium of the present embodiment is formed.
  • a method such as a sputtering method, a vacuum evaporation method, and a CVD method can be applied.
  • a gas capable of forming a film such as a rare gas such as Ar or Kr, may be used as the film forming gas.
  • reactive sputtering can be performed using a mixed gas of a rare gas with a slight amount of nitrogen, oxygen, or the like.
  • a nitride, an oxide, or a nitride oxide is used as a main component of 403, it is preferable to apply a reactive sputtering method because a film with good film quality is often obtained.
  • a reactive sputtering method when forming the protective layers 101, 103, 201, 203, 301, 303, 401, and 403 with Si-N,
  • a mixed gas of a rare gas and a gas composed of an appropriate combination of the above-described gas containing a nitrogen atom may be used.
  • the first to fourth recording layers 102, 202, 302, 402 and the protective layers 101, 103, 201, 203, 301, 303, 401, 403 were prepared.
  • a mixed gas of a rare gas and a trace amount of nitrogen or a trace amount of oxygen may be used.
  • the thermal conductivity of the recording layer can be reduced, the heat diffusion in the film surface of the recording layer at the time of laser light irradiation can be suppressed, and the adjacent erasure (heat in the in-plane direction) can be suppressed. Erasure of adjacent recording marks due to diffusion) can be suppressed.
  • the recording material that causes a reversible change improves the repetitive recording characteristics by increasing the strength of the film.
  • the recording layer may be formed after the optical information recording medium is manufactured or during the manufacturing process.
  • the method further includes an energy irradiation step such as irradiation with intense laser light to change the crystal state. This makes it easy to rewrite information records from the first time.
  • the recording layer is made of a material that is easily crystallized so that the state immediately after the formation of the recording layer is a crystalline state, or the recording layer It is preferable to adopt a method in which a recording material capable of crystallized film formation is formed thin before forming a recording layer.
  • the process of initializing all information layers becomes more complicated as the number of layers increases, and it may be difficult to obtain sufficient stability of the focus operation.
  • the step of crystallizing the recording layer can be omitted, thereby not only reducing the cost but also not causing unnecessary heat damage to other information layers through the crystallization step.
  • a material such as Sb, Sn_Te, Bi-Te, etc. that is a crystal immediately before the film is formed before the step of forming the recording layer is formed. Can be realized by providing a step of forming a film.
  • each layer of the optical information recording medium of the present embodiment is such that the protective layer 401 is formed on the substrate 5 in order from the reflective layer 404 side, and is further formed by an ultraviolet curable resin or the like. After transferring the groove shape to the layer 903, the third information layer 3, the intermediate layer 902, the second information layer 2, the intermediate layer 901 and the first information layer are similarly formed in this order. I should go.
  • the optically transparent layer 6 is formed by bonding the first to fourth information layers 4 to 1 on the substrate 5 to a substrate having, for example, an adhesive resin on one side, or curing the sheet-like substrate by ultraviolet light. It may be formed by bonding with resin.
  • the fourth information layer 4 and the third information layer 3 are sequentially formed on the substrate 5 by the same method, and a method in which the groove is formed on the light transparent layer 6 are described.
  • a method in which the first information layer 1 and the second information layer 2 are formed in this order may be bonded together via the intermediate layer 92.
  • FIG. 3 schematically shows an example of an information recording / reproducing apparatus used when recording / reproducing information on / from the optical disk 24 when the optical information recording medium of the present embodiment is an optical disk 24.
  • An information recording / reproducing apparatus capable of recording, reproducing, and erasing signals includes a laser light source 20 and an optical head equipped with an objective lens 21 and a laser light source for guiding a laser beam irradiation position to a predetermined position.
  • a drive device 22 a tracking control device (not shown) for controlling the position in the track direction and a direction perpendicular to the film surface, and a focusing control device (not shown); and a laser modulator. And a rotation control device 23 for rotating the optical disk 24.
  • Recording, erasing, and reproduction of signals are performed by first rotating the optical disk 24 using the rotation control device 23, and irradiating the optical disk 14 with a laser beam by focusing the laser beam on a minute spot.
  • the power level is lower than the power level at the time of recording and erasing of the signal, and the optical state of the recording mark is not affected by laser light irradiation at that power level.
  • the optical disk 24 irradiates a laser beam having a power sufficient to reproduce the recording mark from the optical disk 24 by the irradiation, and a signal from the obtained optical disk 14 is detected by a detector (not shown). This is done by reading.
  • Example 1 the optical information recording medium shown in FIG. 1 was manufactured.
  • the transmittance difference of each information layer can have various values. I took it.
  • the state immediately after the film formation (hereinafter referred to as as depo. State) is an unrecorded state, and when the mark is recorded with an appropriate laser power, the reflectivity of the mark portion decreases. I got it. At this time, the mark was in a crystalline state. That is, in the optical information recording medium of the present embodiment, the as depo. State and the crystalline state correspond to state A and state B, respectively.
  • the method for producing the optical information recording medium of this example is as follows.
  • a disc-shaped polycarbonate plate with a thickness of 1 lmm and a diameter of 120 mm was used as the substrate 5, and a spiral-shaped groove with a width of 0.16 m, a pitch of 0.32 m and a depth of 20 nm was formed on the surface. Formed.
  • Protective layer 1 0 1, 1 0 3, 20 1, 20 3, 30 1, 303, 40 1, 40 3 are all, Z n S to S I_ ⁇ 2 were mixed material (Z n S: 8 Omo 1 % , SiO 2 : 20 mo 1%), and the reflective layer 404 was formed using A 1 — Cr.
  • the fourth information layer 4 was formed sequentially from the reflective layer 404 side by a sputtering method.
  • an ultraviolet curing resin was applied on the surface of the protective layer 401, and a groove similar to that of the substrate 5 was transferred to the surface and cured.
  • a third information layer 3, an intermediate layer 902, a second information layer 2, an intermediate layer 901, and a first information layer were formed in this order by using a similar method.
  • a transparent sheet 6 was formed by bonding a sheet made of polycarbonate with an ultraviolet curable resin.
  • Table 1 shows the thickness of each layer included in each medium sample and its optical characteristics.
  • Table 2 shows the composition ratio of the recording layer of each medium sample. Are,
  • the lower protective layer refers to the protective layer located on one side of the laser light incident side of each information layer when viewed from the recording layer, and the upper protective layer is located on the side opposite to the laser incident side when viewed from the recording layer.
  • the protective layer .
  • the medium sample (1) was exactly the same as the configuration shown in FIG.
  • a reflective layer made of Ag—Pd—Cu was formed on the third information layer 3 on the side opposite to the laser light incident side of the protective layer 303 with a film thickness of 10 nm.
  • the medium sample (2) had the same configuration as that shown in FIG. 1 except that the third information layer 3 was provided with a reflective layer.
  • n aj and k aj are the refractive index and extinction coefficient, respectively, when the recording layer is in the as depo. State, and ncj and k cj are the refraction when the recording layer is in the crystalline state, respectively. Rate and extinction coefficient.
  • the measurement of the complex refractive index of the recording layer was performed by a spectroscope using a sample in which a thin film was formed on a quartz substrate under exactly the same film forming conditions as the step of forming the recording layer. For the measurement of the complex refractive index in the crystalline state, the sample is measured at a predetermined temperature at which the recording layer is in the crystalline state. After annealing to a degree, the same procedure was performed using a spectroscope.
  • the complex refractive indices of the first to fourth recording layers 102, 202, 302, and 402 in each medium sample are as shown in Table 2.
  • the first recording layer 102 and the second recording layer 202 are formed with the same composition
  • the third recording layer 302 and the fourth recording layer 402 are formed with the same composition. Is formed.
  • the first to fourth recording layers 102, 202, 302, and 402 all use different compositions.
  • all of the first to fourth recording layers 102, 202, 302, and 402 are formed of materials having the same complex refractive index and the same composition.
  • the thickness of the protective layer is adjusted so that the reflectivity levels of the signals from all the information layers are almost equal, and the transmittance of the information layer is as large as possible within this adjustable range, and the It was designed so that the difference in transmittance between the unrecorded states was small.
  • Ra and Rc are the reflectances when the recording layer is in the as depo. State and the crystalline state, respectively, and Ta and Tc (corresponding to TAj and TBj) are the recording layer. Are the transmittances in the as depo. State and the crystalline state, respectively.
  • R a — R c is defined as Measurement of Ra and Rc was performed by an evaluation drive using a sample in which each information layer was formed alone on the substrate, and measurement of Ta and Tc was similarly performed by a spectroscope using a sample formed alone. I went. The crystal part of the information layer was fabricated by irradiating laser light under appropriate conditions using an initialization device.
  • eff.Ra and eff.AR are the as depo. States measured by the evaluation drive when the target information layer was irradiated with laser light when four information layers were stacked. And the reflectance difference between the as depo. State and the crystalline state. According to this result, with four information layers stacked, 4 It can be seen that almost the same level of reflectance and reflectance difference are obtained from the two information layers.
  • the thickness of the optically transparent layer 5 are 60 xm, 12 m, 15 m, and 18 m, respectively. It was produced as follows.
  • the ratio of Ar to oxygen in the film forming gas when forming the first to fourth recording layers 102, 202, 302, and 402 was changed.
  • the composition of each recording layer was adjusted.
  • the first medium sample (1), for the second recording layer the flow rate of the A r gas and oxygen gas in the film forming gas, respectively 4. 2 X 1 0- 7 m z / s (2 5 sccm) and 2. 7 X 1 0- 7 m 3 / s (1 6 sccm) and then, third, fourth, respectively for the recording layer of 4. 2 X 1 0 "7 m 3 / s (2
  • the XMA (X-ray microanalyzer) method was used to confirm that the higher the oxygen flow rate, the larger the amount of oxygen taken into the film (the higher the oxygen atom content concentration) of the recording layer fabricated as described above.
  • laser light having a wavelength of 405 nm was used, and the numerical aperture of the objective lens was set to 0.85.
  • the signal modulation method used was 17PP modulation, the 2T mark length was 0.159 m, and the disk rotation speed was 5.28 m / s.
  • FIG. 4 shows the signal envelope when the second information layer 2 is reproduced at this time. As shown in FIG. 4, the amplitude of the reproduction signal envelope varies depending on whether the first information layer is in a recorded state or an unrecorded state.
  • V H the variation rate of the envelope (V H one VL) / V h, and rated the transmittance difference between the first information layer 1 (where, V H is the highest level of the signal amplitude, the signal The lowest level of amplitude).
  • the third information layer 3 When evaluating the third information layer 3, similarly, the area where both the first and second information layers are recorded in 1Z4 of the track, and the first information layer 1 is recorded in another quarter 2nd information layer 2 unrecorded area, another 1 In Z4, an area where the first 'information layer 1 is unrecorded and the second information layer 2 is already recorded, and in another area 4 an area where both the first and second information layers are unrecorded is created. Thereafter, recording was performed on the third information layer 3. For the fluctuation rate, the fluctuation rate when the envelope fluctuation is maximum is shown.
  • the fourth information layer 4 recording is performed in such a manner that the first to third information layers are recorded every 1Z8 so as to cover all the states of the unrecorded state, and then the recording is performed.
  • the maximum fluctuation rate of Envelope was measured.
  • Table 3 shows the results of evaluating all information layers of all the media samples described above.
  • the fluctuation rate is ⁇ when the rate is less than 5%, and When the value is smaller than 0%, it is indicated by ⁇ , and otherwise, X is indicated.
  • the error one rate Bok, 1 X 1 0- 4 smaller when the ⁇ , 1 X 1 0- 4 or 1 X 1 0 - 3 smaller when the ⁇ showed otherwise as X.
  • the error rates of the medium samples (1) and (2) are improved as compared with the medium sample (0) as the comparative example. This is because, in the media sample (1) and the media sample (2), the difference in transmittance between the recorded and unrecorded layers of the information layer located nearer is small, so the envelope fluctuation rate is low and the error rate is low. Is considered to be smaller.
  • the transmittance difference could be reduced even when the concentration of Pd atoms contained in the recording layer was changed, and the same effect as when the concentration of oxygen atoms was changed was obtained.
  • Example 2 the optical information recording medium shown in FIG. 2 was manufactured.
  • both the first and second recording layers 102 and 202 are formed of a write-once material of Te— ⁇ Pd, and the composition ratio can be changed.
  • the transmittance difference of each information layer was adjusted.
  • the manufacturing method of the optical information recording medium of the present embodiment is as follows.
  • a disc-shaped polycarbonate plate with a thickness of 1.1 mm and a diameter of 120 mm was used as the substrate 5, with a spiral width of 0.16 mm on the surface and a groove pitch. Formed a groove with a depth of 0.32111 and a depth of 20 nm.
  • a second information layer 12 was formed from the reflective layer 204 side by a sputtering method.
  • the reflective layer 204 was formed using A 1 —Cr and had a thickness of 40 nm.
  • Protective layer 2 0 3, Z n S to S I_ ⁇ 2 were mixed material (Z n S: 8 0m o 1%, S i 0 2: 20 mo 1%) was formed using a 1 thickness 7 nm.
  • the second recording layer 202 is formed using Te—0—Pd (Te: 30.0 at%, ⁇ : 65.0 at%, Pd: 5.0 at), and has a thickness. 30 nm. Specifically, a target of Te—Pd (Te: 90 at%, Pd: 10 at%) was used, and a mixed gas of Ar gas and oxygen gas was used as a film forming gas.
  • the protective layer 201 was formed in the same manner as the protective layer 203, and had a thickness of 6 nm.
  • an intermediate layer 901 was formed with a thickness of 25 m.
  • an ultraviolet curable resin was applied on the protective layer 201, and a groove similar to that of the substrate 5 was transferred to the surface and cured.
  • the first information layer 11 was formed from the reflective layer 104 side.
  • the reflective layer 104 was formed using Ag—Pd—Cu and had a thickness of 10 nm.
  • the protective layer 103 was formed using a material in which Zr—Si—Cr— ⁇ was mixed with LaF, and had a thickness of 15 nm.
  • the first recording layer 102 is formed using Te—O—Pd (Te: 3.6.7 at%, O: 53.0 at, Pd: 10.3 at%), The thickness was set to 10 nm. Specifically, an overnight get of Te_Pd (Te: 80 at%, Pd: 20 at%) was used, and a mixed gas of Ar gas and oxygen gas was used as a film forming gas. Was.
  • the flow rates of the Ar gas and the oxygen gas were set to 4.2 X 10-7 (25 sccm) and 3.3 X 10 " 7 (20 sccm), respectively. Protection of the second information layer 1 2
  • the layers were formed in the same manner as the layers 201 and 202, and had a thickness of 22 nm.
  • the first recording layer 102 has a smaller oxygen atom content concentration in the film than the second recording layer 202, and Pd Atomic concentration was high.
  • the optical characteristics were measured in the same manner as in Example 1, and the envelope and error rate of the reproduced signal were measured and evaluated.
  • the transmittance difference between the recorded state and the unrecorded state in the first information layer 11 can be reduced so as to satisfy the relational expression (1), and the fluctuation rate of the envelope and the error rate can be reduced. did it.
  • the transmittance difference of the information layer on the front side when this recording layer is in the recorded and unrecorded state should be 10% or less.
  • the optical information recording medium and the method for manufacturing the same of the present invention by using materials having different complex refractive indices for the recording layer of the multilayer information layer, the information layer located on the laser incident side can be recorded and unrecorded. This makes it possible to adjust the difference in transmittance between the information layers, and it is possible to accurately perform recording and reproduction on the multiple information layers. As a result, an optical information recording medium having a larger capacity can be provided.
  • many write-once recording layers can be designed to have a very high transmittance, and in many cases, it is possible to stack multiple information layers. For this reason, the optical information recording medium of the present invention is suitably used for an optical information recording medium including a write-once recording layer.

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Abstract

本発明の光学情報記録媒体は、少なくともｍ層（ｍは、２以上の整数である。）の情報層を含み、各情報層は、光学的に互いに異なる状態Ａと状態Ｂとの間を非可逆的に変化する記録層を含む。ｍ層の情報層をレーザー光入射側から第１～第ｍの情報層とした場合、第ｊの情報層（ｊは、１≦ｊ≦ｍ−１を満たす整数である。）に含まれる記録層を第ｊの記録層、第ｊの記録層が状態Ａであるときの第ｊの情報層の透過率をＴＡｊ（％）、第ｊの記録層が状態Ｂであるときの第ｊの情報層の透過率をＴＢｊ（％）とすると、第ｊの情報層は０≦｜ＴＡｊ−ＴＢｊ｜／（ＴＡｊ，ＴＢｊ）ｍａｘ≦０．１０（但し、（ＴＡｊ，ＴＢｊ）ｍａｘとは、ＴＡｊとＴＢｊのうち大きい方の値のことである。）の関係を満たす。さらに、第１～第ｍ−１の記録層のうち少なくとも１つの記録層が、第ｍの記録層と複素屈折率（屈折率をｎ、消衰係数をｋとしたときのｎ−ｉｋ）の異なる材料にて形成されている。

Description

明 細 書 光学情報記録媒体とその製造方法 技術分野
本発明は、 レーザ一光の照射等の光学的な手段を用い、 高密度、 高速 度での情報の記録再生が可能な光学情報記録媒体とその製造方法とに関 するものである。 背景技術
大容量で、 高速度での情報の記録再生が可能な情報記録媒体として、 光磁気記録媒体や相変化形記録媒体等の光学情報記録媒体が知られてい る。 これらの光学情報記録媒体は、 記録材料にレーザー光を局所的に照 射することにより生じる記録材料の光学特性の違いを記録として利用し たものである。 これらの光学情報記録媒体は、 必要に応じてランダムァ クセスが可能であり、 かつ可搬性にも優れるという大きな利点を有して いるため、 近年ますますその重要性が高まっている。 例えばコンビユー 夕を通じた個人データや映像情報等の記録や保存、 医療分野、 学術分野 及び家庭用ビデオテープレコーダーの置き換え等、 様々な分野での需要 が高まっている。 現在、 これらの光学情報記録媒体について、 アプリケ ーシヨンの高性能化や画像情報の高性能化に伴い、 さらに大容量化、 高 密度化、 高速化を達成することが求められている。
さらなる高密度化を達成する手段の 1つとして、 複数の情報層を有す る光学情報記録媒体が提案されており、 例えば、 追記型の材料を用いて 形成された情報層を 2層積層する技術等が提案されている （例えば、 国 際公開第 9 8 / 0 9 8 2 3号パンフレツト参照。 ） 。
しかし、 このような 2層以上の情報層を含む光学情報記録媒体を実現 しょうとすると、 レーザ一光入射側からみて奥に位置する （レーザー光 が入射する面から遠くに配置された） 情報層に対して情報の記録再生を 行う際、 より手前 （レーザー光入射側） に位置する情報層の影響を受け る可能性がある。 即ち、 手前の情報層の透過率が記録の有無によって変 化する場合、 手前の情報層を透過したレーザー光で奥に位置する情報層 に対して情報の記録再生を行うと、 レーザー光が透過する部分が情報層 の記録部か未記録部かによつて奥の情報層へ到達するレーザー光量が異 なるために、 正確な信号の記録及び再生が困難になる。 これは、 積層す る情報層の層数が増すほど大きい問題となる。 特に、 追記型の光学情報 記録媒体の中には、 一情報層の透過率を例えば 7 0 %以上といった非常 に高い値に設計できるものもあり、 複数の情報層を積層して多層構造と することが好ましいが、 上記のような記録の有無による透過率差が生じ る場合、 実用上、 多層構造の実現が困難となる。
以上のような問題に対し、 例えば、 手前に位置する情報層の記録部と 未記録部との透過率差を小さくし、 かつ手前の情報層の透過率を高く設 計することによって、 手前の情報層の記録の有無に関わらず奥の情報層 への正確な記録再生を可能とする光学情報記録媒体が提案されている。 このような光学情報記録媒体においては、 情報層の記録部と未記録部と の透過率差を小さく設計するための手段として、 情報層に含まれる保護 層の膜厚を調節する方法を用いている。
しかし、 情報層に含まれる保護層の膜厚調節のみでは情報層の記録部 と未記録部との透過率差を小さくできない記録材料も存在し、 このよう な記録材料を用いる場合は上記のような技術を利用できない。 発明の開示
本発明の光学情報記録媒体は、 基板と、 前記基板上に設けられた少な くとも m層 （mは、 2以上の整数である。 ） の情報層とを含む光学情報 記録媒体であって、 前記 m層の情報層は、 それぞれ、 光学的に互いに異 なる状態 Aと状態 Bとの間を非可逆的に変化する記録層を含んでおり、 前記 m層の情報層をレーザー光入射側から第 1〜第 mの情報層とした場 合において、 第 j の情報層 （j は、 1≤ j≤m— 1を満たす整数である 。 ) に含まれる記録層を第 jの記録層とし、 前記第 j の記録層が状態 A であるときの前記第 j の情報層の透過率を T A j (%) 、 前記第 jの記 録層が状態 Bであるときの前記第 jの情報層の透過率を TB j ( % ) と すると、 第〗の情報層は、
0≤ i T A j - T B j I / (T A j , TB j ) m a x≤ 0. 1 0
(但し、 （TA j， TB j ) ma xとは、 TA j と TB jのうち大きい 方の値のことである。 ）
の関係を満たし、 第 1〜第 m— 1の記録層のうち少なくとも 1つの記録 層は、 第 mの情報層に含まれる第 mの記録層とは複素屈折率 （屈折率を n、 消衰係数を kとしたときの n— i k) が異なる材料にて形成されて いることを特徴としている。
本発明の光学情報記録媒体の製造方法は、 基板上に複数の情報層が設 けられた光学情報記録媒体を製造する方法であって、 光学的に互いに異 なる状態 Aと状態 Bとの間を非可逆的に変化し得る記録層を含む情報層 を形成する工程を少なくとも m工程 （mは、 2以上の整数である。 ） 含 み、 前記 m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 mの情報層とした場合において、 レーザー光入射側から j番目に配 置されている情報層を第 j の情報層 （j は、 l≤ j≤m_ lを満たす整 数である。 ） 、 前記第 jの情報層に含まれる記録層を第 j の記録層とし 、 前記第 j の記録層が状態 Aであるときの前記第 j の情報層の透過率を TA j (%) 、 第 j の記録層が状態 Bであるときの第 j の情報層の透過 率を TB j (%) とすると、 第 j の情報層が、
0≤ I TA j - TB j \ / (T A j , TB j ) ma x≤ 0. 1 0 (但し、 （TA j , TB j ) ma xとは、 TA j と TB j のうち大きい 方の値である。 ）
の関係を満たすように、 第 1〜第 m— 1の記録層のうち少なくとも 1つ の記録層を、 第 mの情報層に含まれる第 mの記録層の材料とは複素屈折 率 （屈折率を n、 消衰係数を kとしたときの n— i k) が異なる材料に て形成することを特徴としている。 図面の簡単な説明
図 1は、 本発明の光学情報記録媒体の一例を示す断面図である。 図 2は、 本発明の光学情報記録媒体の他の例を示す断面図である。 図 3は、 本発明の光学情報記録媒体に対して情報の記録再生を行う際 に用いられる情報記録再生装置の一例を示す概略図である。
図 4は、 本発明の実施例において、 第 1の情報層を通して第 2の情報 層を再生した際の再生信号を示す図である。 発明を実施するための最良の形態
本発明の光学情報記録媒体は、 光学的に互いに異なる状態 Aと状態 B との間を非可逆的に変化し得る記録層のうち、 最も遠くに配置された記 録層とそれより手前の記録層のうち少なくとも一つの記録層とで複素屈 折率を異ならせ、 情報層における透過率差を小さくしているので、 少な くとも二つの情報層が追記型の記録層を含む光学情報記録媒体において 、 正確な信号の記録再生を実現できる。 なお、 追記型の記録層は透過率 を非常に高く設計できるものが多く、 多層に積層することが可能となる 場合が多い。 このため、 多層構造が実現可能な追記型の記録層を含む光 学情報記録媒体について、 本発明の光学情報記録媒体が好適に用いられ る。
本発明の光学情報記録媒体においては、 第 mの記録層が前記状態 Aで あるときと前記状態 Bであるときとの屈折率の差を Δηπι、消衰係数の差 を△ km、第 j の記録層が前記状態 Aであるときと前記状態 Bであるとき との屈折率の差を A nj、 消衰係数の差を A kj とすると、 第 1〜第 m— 1の情報層のうち少なくとも一つの情報層が、
I Δ nml + I Δ km|>| Δ n j I + I Δ k j I
の関係を満たすことが好ましい。 これにより、 情報層における透過率差 を容易に小さくできる。
本発明の光学情報記録媒体においては、 第 j の情報層が、
(T A j + TB j ) / 2≥ 50
の関係をさらに満たすことが好ましい。 レーザ一光入射側からみて遠く に配置された情報層に対しても、 信号の記録再生をより正確に行なうこ とができるからである。
本発明の光学情報記録媒体においては、 第 1〜第 mの記録層のうち少 なくとも一つが酸化物を含む追記型であることが好ましい。 これにより 組成を調整することで情報層の高い透過率を実現できる。
本発明の光学情報記録媒体においては、 第 1〜第 mの記録層のうち少 なくとも一つが、 T e _〇_M (Mは、 金属元素、 半金属元素及び半導 体元素から選ばれる少なくとも一つの元素を含む材料である。）を含む追 記型であってもよく、 第 1〜第 mの記録層の全てが T e— O— Mを含ん でいてもよい。 これにより、 大きい信号振幅と高い透過率とを両立可能 な光学情報記録媒体を実現できる。 また、 このとき、 第 1〜第 mの記録 層のうち少なくとも一つは、 他の記録層のうち少なくとも一つと、 酸素 原子含有濃度が異なることが好ましく、 よりレーザ一光入射側に近い位 置に配置された記録層ほど酸素原子含有濃度が小さいことがより好まし い。 これにより、 手前に位置する情報層の記録状態と未記録状態との透 過率差を容易に小さくできることに加え、 手前の情報層の透過率を容易 に高く設定できる。
本発明の光学情報記録媒体においては、 第 1の記録層の M原子含有濃 度を、 第 2〜第 mの記録層における M原子含有濃度よりも大きくしても よい。 これにより、 手前に位置する情報層の記録状態と未記録状態との 透過率差を容易に小さくできることに加え、 手前の情報層の透過率を容 易に高く設定できる。
本発明の光学情報記録媒体においては、 第 1〜第 mの記録層のうち少 なくとも一つが、 S b— 0、 S b_T e— 0、 Ge—〇、 S n—〇、 I n—〇、 Z n— 0、 G a_〇、 Mo— 0、 W— O及び T i—〇から選ば れる少なくとも一つを含んでいてもよい。 これにより、 大きい信号振幅 と高い透過率との両立が可能となる。
本発明の光学情報記録媒体において mを 4以上とすることは、 大容量 の記録媒体を実現できるので好ましい。 また、 mが 4の場合は、
(TA 1 +TB 1) / 2≥ 80 , かつ、
(TA2 +TB 2) /2≥7 0、 かつ、
(TA 3 +TB 3) /2≥70
の関係を満たすことが好ましい。 但し、 TA 1、 TB Iは第 1の情報層 の透過率、 TA2、 TB 2は第 2の情報層の透過率、 TA 3、 TB 3は 第 3の情報層の透過率である。 これにより、 より奥に位置する情報層へ 十分なレーザー光量を到達させることができる。
本発明の光学情報記録媒体においては、 第 1〜第 mの記録層の厚さが 80 nm以下であることが好ましい。 より高透過率の情報層を実現しや すく、 さらに、 隣接マークへの熱的な影響を抑制できるからである。 本発明の光学情報記録媒体は、 光学的に互いに異なる状態 Aと状態 B との間を可逆的に変化し得る記録層を含む情報層をさらに含んでいても よい。 これによれば、 種々のアプリケーションへの応用が可能な光学情 報記録媒体が実現できる。
また、 本発明の光学情報記録媒体の製造方法によれば、 本発明の光学 情報記録媒体を作製できる。 例えば、 前記 m工程のうち少なくとも 1つ の工程において、 少なくとも T e及び M (Mは、 金属元素、 半金属元素 及び半導体元素から選ばれる少なくとも一つの元素を含む材料である。 ) を含む夕一ゲットと、 少なくとも酸素ガスを含む成膜ガスとを用いて 、 反応性スパッタリングにより、 T e—〇_ Mを含む追記型の記録層を 作製することもできる。
以下、 本発明の実施の形態について、 より具体的に図面を参照しなが ら説明する。
図 1には、 基板 5と光透明層 6との間に、 レーザー光入射側から順に 第 1の情報層 1、 第 2の情報層 2、 第 3の情報層 3及び第 4の情報層 4 が中間層 9 0 1、 9 0 2、 9 0 3を介して積層された光学情報記録媒体 の一例が示されている。 本実施の形態においては、 基板 5はレーザー光 入射側と反対側に配置され、 光透明層 6はレーザー光入射側に配置され ている。 レーザー光入射側からみてより近い位置に配置されている情報 層は、 より遠い位置に配置されている情報層へレーザー光を到達させる 必要があるため、 光透過性を有することが必要である。 従って、 本実施 の形態の光学情報記録媒体では、 第 1〜第 3の情報層 1〜 3は光透過性 を有している。 また、 第 4の情報層 4は、 第 1〜第 3の情報層 1〜 3を 透過した光で情報の記録再生を行うため、 高い記録感度を有することが 好ましい。
第 1の情報層 1には、 レ一ザ一光入射側から順に配置された、 保護層 1 0 1、 第 1の記録層 1 0 2及び保護層 1 0 3が含まれている。 第 2の 情報層 2には、 レーザ一光入射側から順に配置された、 保護層 2 0 1、 第 2の記録層 2 0 2及び保護層 2 0 3が含まれている。 第 3の情報層 3 には、 レーザ一光入射側から順に配置された、 保護層 3 0 1、 第 3の記 録層 3 0 2及び保護層 3 0 3が含まれている。 第 4の情報層 4には、 レ —ザ一光入射側から順に配置された、 保護層 4 0 1、 第 4の記録層 4 0 2、 保護層 4 0 3及び反射層 4 0 4が含まれている。 .
基板 5及び光透明層 6は、 光学情報記録媒体を傷や酸化から保護する 役割を担う保護材である。 光透明層 6は、 レーザー光を第 1〜第 4の情 報層 1〜4に到達させる必要があるため、 レーザー光に対して透明な材 料、 或いは光吸収が生じたとしても無視できる程度に小さい材料 （例え ば、 光吸収率 1 0 %以下の材料） を用いて形成される。 本実施の形態に おいては、 レーザー光を光透明層 6の側から入射するが、 基板 5の側か らレーザ一光の入射を行ってもよい。 この場合は、 基板 5についても同 様にレーザー光に対して透明な材料を用いる必要がある。
基板 5及び光透明層 6の材料の例としては、 ポリ力一ポネート、 ポリ メチルメタクレート、 ポリオレフイン系樹脂等の各種の樹脂、 またはガ ラス等が挙げられる。
光透明層 6としては、 その膜厚がむらなく所定の膜厚範囲内となるよ うに作製できればよく、 例えば、 成形等により所定の形状に作製した基 板、 シート状のものを所定の形状となるように加工したもの、 または記 録再生に用いるレーザ一光に対して透明な紫外線硬化樹脂等を用いるこ とができる。 ここでいう光透明層 6とは、 後に述べる保護層 1 0 1から みてレーザー光入射側に作製されている透明な層全体を指すものとする 。 例えば、 透明なシートを透明な紫外線硬化樹脂によって貼り合わせた 場合、 これらの全体を光透明層 6と称することとする。 光透明層 6及び基板 5の少なくともいずれか一方には、 情報層と接す る側の表面に、 レーザー光を導くための案内溝またはピットが形成され ていることが好ましい。
保護層 1 0 1、 10 3、 2 0 1、 20 3、 30 1、 30 3、 40 1、 403は、 第 1〜第 4の記録層 1 02、 2 02、 302、 40 2の保護 と、 これらの記録層での効果的な光吸収を可能にするといつた光学特性 の調節と、 を主な目的として設けられる。 保護層 1 0 1、 1 0 3、 2 0 1、 2 0 3、 30 1、 30 3、 40 1、 403の材料としては、 例えば 、 Z n S等の硫化物、 Z n S e等のセレン化物、 S i—〇、 A 1 — 0、 T i _0、 T a— 0、 Z r _〇、 C r— O等の酸化物、 G e— N、 C r 一 N、 S i— N、 A l— N、 Nb— N、 Mo— N、 T i— N、 Z r— N 、 T a _N等の窒化物、 Ge— O— N、 C r—〇— N、 S i— O— N、 A l— O— N、 Nb— O— N、 Mo—〇一 N、 T i—〇一 N、 Z r— O _N、 T a—〇— N等の窒酸化物、 Ge— C、 C r _C、 S i - A 1— C、 T i— C、 Z r— C、 T a— C等の炭化物、 S i—F、 A 1 - F、 C a— F、 L a— F等の弗化物、 その他の誘電体、 またはこれらの 適当な組み合わせ （例えば， Z n S— S i〇2等） 等、 上記目的が達成 可能な材料を用いる。
反射層 404は、 Au、 Ag、 Cu、 A l、 N i、 C rまたは T i等 の金属、 或いはこれらの金属から適宜選択された金属の合金より形成す ることができる。 反射層 404は、 放熱効果や記録層 40 2での効果的 な光吸収等の光学的効果を得るために設けられる。 その膜厚は 1 nm以 上であることが好ましい。 これは、 反射層 404の膜厚を 1 nm以上と すると膜を均一な層状にすることができる、 より高い放熱効果及び光学 的効果を得られるからである。 なお、 本実施の形態においては、 第 4の 情報層 4にのみ反射層 404が設けられた構成であるが、 第 1〜第 3の 情報層 1〜 3のいずれか、 または全てに反射層が設けられていてもよい し、 第 4の情報層 4に反射層 4 0 4が設けられていなくてもよい。 一般 に、 反射層を設けると情報層の透過率は低下するが、 上記で述べた放熱 効果や光学的効果により、 高い信号品質を容易に得ることができる。 こ のため、 レーザー光の入射側に位置する第 1〜第 3の情報層 1〜 3につ いては、 反射層を設けるかどうか適宜設計を行うことが必要であり、 反 射層を設けた場合は、 その厚さを例えば 1 0 n m以下といった非常に薄 い膜厚とすることにより、 情報層の高い透過率を保つ工夫をすることが 必要である。
中間層 9 0 1、 9 0 2、 9 0 3は、 第 1の情報層 1〜第 4の情報層 4 を光学的に分離するために設ける層であり、 レーザー光に対して透明な 材料からなる。 具体的には、 紫外線硬化樹脂等を用いることができる。 中間層 9 0 1〜 9 0 3の膜厚は、 第 1〜第 4の情報層を互いに分離可能 な程度に厚く、 かつ 4つの情報層が対物レンズの集光可能な範囲内とな るような膜厚とすればよい。 3層以上の情報層を積層する場合は、 それ ぞれの中間層を互いに異なる厚さとすることが好ましい。 なぜなら、 中 間層が同じ厚さの場合、 情報層の位置が等間隔となり、 レーザ一光入射 側からみて最も遠い情報層を記録再生する際に、 手前に位置する情報層 でレーザ一光が焦点を結びうるため、 クロストークが生じる可能性があ るためである。
第 1〜第 4の記録層 1 0 2、 2 0 2、 3 0 2、 4 0 2は、 光学特性が 異なる 2つ以上の状態間 （状態 Aと状態 B ) をとりうる材料より形成さ れる。 本実施の形態においては、 これら記録層のうち少なくとも 2層以 上について、 この異なる状態 Aと状態 Bとの間を非可逆的に変化しうる 追記型の記録材料 （ 1回のみ書き込み可能な材料） を用いる。 これら記 録層全てに追記型の材料を用いてもよい。 記録層 4層のうち 2層または 3層に追記型の材料を用いる場合は、 それ以外の記録層に書き換え型の 材料を用いればよい。 この場合、 消去したくない情報と書き換えしたい 情報とを、 1枚の光学情報記録媒体に共存させることができるため、 非 常に便利で種々のアプリケーションへの応用が可能な光学情報記録媒体 を提供できる。 このときは、 レーザー光入射側からみて近い位置に配置 される記録層に追記型の材料を用いることが好ましい。 これは、 記録層 に酸化物系の追記型の記録材料を用いた場合、 高い透過率を容易に実現 できるので、 多層構造の光学情報記録媒体の設計が容易となるからであ る。 以下では、 第 1〜第 4の記録層 1 0 2、 2 0 2、 3 0 2、 4 0 2の 全てに追記型の記録材料を用いる例について説明する。 このような材料 の中でも、 特に酸化物を含む材料は、 その組成を調整することにより非 常に高い透過率を実現できるので、 多層の情報層を含む光学情報記録媒 体の記録材料として用いることが望ましい。 具体的な好ましい材料例と しては、 T e— O— P d、 T e— O— A u等の T e— O— M系材料 （伹 し、 Mは、 金属元素、 半金属元素および半導体元素から選ばれる少なく とも一つの元素を含む材料である。 ） が挙げられる。 このような T e—
O— M系の記録材料の記録メカニズムは、 次のように考えられる。
T e—0— iM ¾、 成膜直後では T e〇2中に T e、 T e— Mおよび M の微粒子が一様に分散された複合材料である。 T e—〇—Mにレーザー 光を照射すると、 膜が溶融され、 その結果 T eや T e— Mや Mがより大 きな結晶粒子となって析出するため、 光学状態が変化し、 その差を信号 として検出できるというものである。
材料 Mは、 T eの結晶化を促進させるために添加するものであり、 T eと結合を作りうる元素であればこの効果を得ることができる。 T eの 結晶は、 共有結合によって T e原子がらせん状に連なった鎖状構造同士 が、 弱いファンデルワールス力によってお互いに結びつき合っている構 造をもっている。 T eを溶融するには弱いファンデルワールス結合を断 ち切ればよいため、 T eの融点は約 452 °Cと比較的低い。 しかし、 こ のとき、 らせん状に連なった構造が残っているため結晶化速度は遅い。 本実施の形態の記録材料においては、 T eと結合を作りうる材料 Mが添 加されているので、 材料 Mと T eとが架橋構造をつくり、 前述の Te原 子の鎖状構造と異なる構造をもっため、 結晶化速度を速めることができ るのであると考えている。
材料 Mの具体例としては、 P d、 Au、 P t、 Ag、 Cu、 S b、 B i、 Ge、 S n、 I n、 T i、 Z r、 H f 、 C r、 Mo、 W、 C o、 N iおよび Z n等から選択される少なくとも一つの元素が挙げられ、 これ らのうちの複数の元素が含まれる混合物であってもよい。 特に、 材料 M が、 P d、 Au、 P t、 Ag、 Cu、 S b、 B i、 G e、 S nおよび I nから選択される少なくとも 1つを含む場合、 T e原子との架橋構造を より効果的に作ることができるため、 より速い結晶化速度を容易に得る ことができる。
第 1〜第 4の記録層 1 02、 20 2、 302、 40 2に用いる他の好 ましい材料例としては、 S b_0、 S b— T e— 0、 G e—〇、 S n— 〇、 I n—0、 Z n—〇、 G a— 0、 Mo—〇、 W—〇等の酸化物、 ま たはこれらの混合物が挙げられる。 また、 穴あけ型の材料、 S e— S b 、 36 — 3等の36系材料、 または、 B i— C u、 B i— G e、 S i— I n等のアモルファス—アモルファス間の層変化を起こす材料等も使用 可能である。 '
第 1〜第 4の記録層 1 02、 202、 3 02、 402の膜厚は、 3 n m以上 80 nm以下であることが好ましい。 膜厚を 3 nm以上とするこ とにより記録材料が層状になりやすく、 良好な信号を得ることできるか らである。 また、 膜厚を 8 0 nm以下とすることにより、 記録層面内で の熱拡散を抑制できるので、 高密度での記録を行った際に既に書き込ま れた隣接マークへ熱的な影響を抑制できるからである。 また、 第 1〜第 3の記録層 1 0 2、 202、 302の膜厚は、 第 1〜第 3の情報層 1〜 3の透過率を高く保つことができるという理由から.、 さらに薄い 20 η m以下といった膜厚を採用することが好ましい。
第 1〜第 4の情報層 1〜4は、 第 1〜第 4の記録層 1 02、 202、 302、 402の光学的変化により、 反射率の変化、 位相差変化、 レ一 ザ一光の吸収率の変化等の光学的に検出可能な変化が生じるように設計 される。
本実施の形態の光学情報記録媒体において、 第 1〜第 3の情報層 1〜 3は、 未記録状態 （状態 A) のときと記録状態 （状態 B) のときとの透 過率の差ができるだけ小さくなるように、 第 1〜第 3の記録層 1 02、 202、 3 0 2の材料を変化させている。 本実施の形態の光学情報記録 媒体において、 第 j ( j = 1> 2、 3) の記録層が状態 Aであるときの 第 jの情報層の透過率を TA j (%) 、 第 j の記録層が状態 Bであると きの第 j の情報層の透過率を TB j (%) とすると、 第 1〜第 3の情報 層 1〜 3では、
0≤ I T A j - T B j \ / ( T A j , T B j ) ma x
≤0. 1 0- ( 1) (但し、 （TA j , TB j ) ma xは、 TA j及び TB j のうち大きい 方の値である。 ）
の関係が満たされる。 さらに、 特に、 第 1の情報層 1については、 0≤ I TA 1 -TB 1 | / (TA 1， TB I) max
≤ 0. 0 8 … （2) の関係を満たすことが好ましい。
上記の関係式 （ 1) を満たすことにより （好ましくは、 さらに関係式 ( 2 ) を満たすことにより） 、 レーザ一光入射側からみて手前に位置す る情報層に信号が記録された状態であっても、 手前の情報層の記録の有 無に関わらず、 奥に位置する情報層へ達するレーザー光量をほぼ等しく することができる。 これにより、 正確で安定した記録再生が可能な多層 構造の光学情報記録媒体が実現できる。
第 1〜第 3の情報層 1〜 3が上記の関係式 （1 ) を満たすためには、 各情報層に含まれる記録層の複素屈折率をうまく調節する必要がある場 合が多い。 すなわち、 各記録層の光学特性の変化量が最も大きく得られ る条件 （例えば材料の種類、 組成比など） において、 透過率 T A j 、 T B j とが関係式 （ 1 ) を満たす （透過率差が十分小さくなる） とは限ら ないため、 光学特性の変化量の大きさも確保しつつ、 状態 Aと状態 Bと の間の透過率差を小さくできるように各記録層の条件を調整することが 好ましい。 本実施の形態においては、 第 1〜第 3の記録層 1 0 2、 2 0 2、 3 0 2のうち少なくとも一つが、 その複素屈折率が第 4の記録層 4 0 2の複素屈折率と異なるような材料にて形成されている。 より好まし くは、 第 1〜第 3の記録層 1 0 2、 2 0 2、 3 0 3の全てが、 第 4の記 録層 4 0 2とは異なる複素屈折率を有する材料にて形成されていること である。 第 4の情報層 4に記録された信号を再生する際は第 1〜第 3の 情報層 1〜 3を通過して光量が減衰した光が用いられるため、 第 4の情 報層 4は信号強度を大きく設計する必要があり、 このため、 第 4の記録 層 4 0 2は、 光学特性の変化が大きい材料にて形成される。 これに対し 、 第 1〜第 3の情報層 1〜 3は、 状態 Aと状態 Bとの間の透過率差を小 さく、 かつ透過率を大きくとる必要があるが、 光学特性の変化量は第 4 の情報層 4よりも小さくてもよい。 このため、 第 1〜第 3の記録層 1 0 2、 2 0 2、 3 0 2の少なくとも一つ （好ましくは全て） は、 その複素 屈折率が第 4の記録層 4 0 2と異なるような材料にて形成されている。 具体的には、 上記の関係式 （1) を満たすように第 1〜第 3の記録層 1 02、 2 02、 3 02と第 4の記録層 402とで別の種類の材料または 組成比の異なる材料を用いて光学設計を行う。 特に、 レーザ一光入射側 からみて近い位置に設けられている情報層 （本実施の形態においては第 1の情報層 1) は、 2層目以降の情報層への記録再生時には必ずレーザ —光が通過するため、 他の層よりも透過率差を小さく保つことが好まし い。
具体的には、 第 4の記録層 402が状態 Aであるときと状態 Bである ときとの屈 ί斤率の差を Δη4、 消衰係数の差を A k4、 第 j (j = l、 2 、 3) の記録層が状態 Aであるときと状態 Bであるときとの屈折率の差 を Δη】、 消衰係数の差を A kj とすると、 第 1〜第 3の記録層 1 0 2、 202、 3 02の少なくとも 1つの記録層において、
I Δ n4| + I△ k4|>|△ n j I + I Δ kj| ■·· (3)
の関係を満たすことが好ましい。 これにより、 より容易に、 上記関係式 (1) を満たすように設計できる。
記録層の複素屈折率を、 状態 Aと状態 Bとの間で情報層の透過率差が 小さくできるような値に調節するには、 記録層の材料の種類やその組成 比を調節すればよい。 このとき、 複素屈折率を調節する目的で、 記録層 の状態変化を妨げない程度に記録層の主成分とは別の材料を添加しても よい。 記録層の主成分以外の添加材料の例としては、 P d、 P tなどの 貴金属や、 ホウ素、 炭素、 窒素、 酸素、 フッ素等の元素、 或いはこれら の適当な混合物を用いることが好ましい。 P d、 P tなどの貴金属は、 他の材料と比較的に化合物を作りにくいため、 記録層の主成分の特性を 大きく変化させることなく記録層の複素屈折率を変化させることができ る。 ホウ素、 炭素、 窒素、 酸素、 フッ素等の元素も同様の理由により、 添加物として用いることが好ましい。 一般に、 第 jの記録層が状態 Aであるときの屈折率と消衰係数をそれ ぞれ na]'、 kaj, 状態 Bであるときの屈折率と消衰係数をそれぞれ nbj 、 kbj とすると、 naj + kaj と nbj + kbj との大きさが極端に異なる 場合、 状態 Aと状態 Bとの間での吸収率差が極端に大きくなるため、 状 態 Aと状態 Bとの間での第 j の情報層の透過率差も大きくなつてしまう 。 すなわち、 状態 Aと状態 Bとの間での第 j の情報層の透過率差を小さ くすることが比較的困難となる。 そこで、 状態 Aと状態 Bとの間での第 j の記録層の反射率差を比較的大きく生じさせる記録メカニズムとし、 吸収率が大きい状態のときの反射率が低くなるように光学設計すること が透過率差を小さくする点で有利である。
しかし、 多層の情報層を積層する場合、 比較的手前に位置する情報層 では、 この反射率差をさほど大きく設計できない場合が多い。 例えば、 本実施の形態の光学情報記録媒体のように情報層が 4層の場合、 反射率 差は 3〜 1 0 %程度である。 これは、 奥の情報層を再生する際は複数の 情報層を通過した光を用いることにより信号振幅が減衰するので、 手前 の情報層をこの減衰した信号振幅のレベルに合わせる必要があるからで ある。 そこで、 より手前に配置されている情報層については、 （naj + kaj) - (nbj + kbj) の値が小さくなるように設計することが好まし い。 状態 Aと状態 Bとでの吸収率差が生じにくくなり、 その結果、 透過 率差を小さくできるからである。 この点から、 次のような関係を満たす ように各情報層を作製することが好ましい。
( n am+ k am) 一 ( n bi+ k bm) (naj + kaj) ― (nbj + kbj)
… （4) なお、 関係式 （4) において、 mは、 レーザー光入射側からみて最も奥 に配置された情報層 （第 4の情報層 4) に関する屈折率及び消衰係数で あることを指す。 第 1〜第 3の情報層 1〜 3においては、 状態 Aと状態 Bとの平均透過 率 （ （TA j +TB j ) /2、 但し、 j = l、 2、 3) を 5 0 %以上と することが好ましい。 特に、 本実施の形態の光学情報記録媒体のように 3層以上の情報層からなる光学情報記録媒体の場合、 最も奥に配置され た情報層以外の情報層については、 平均透過率をさらに高くすることが 好ましい。 例えば、 本実施の形態の光学情報記録媒体については、 第 1 の情報層 1の平均透過率を 80 %以上、 第 2及び第 3の情報層 2, 3の 平均透過率をともに 70 %以上とすることにより、 4層の情報層 4での バランスを容易にとることができる。
上記の透過率や反射率の光学設計値を求めるには、 いわゆるマトリク ス法と呼ばれる方法を用いることができる （例えば久保田広著 「波動光 学」 岩波書店、 第 3章参照） 。
各層の複素屈折率は、 分光器やエリプソメータ等を用いて実測できる 。 測定サンプルとしては、 S iや S i 02等の適切な基板上に、 測定し たい材料にて、 複素屈折率の測定が可能な厚みの膜を作製したものを用 いればよい。 各層の材料の同定は、 E S CA (電子分光法）、 AES (ォー ジェ電子分光法）、 S I MS (2次イオン質量分析）等の分析手法を用いて 行い、 これと同等の材料となるように測定サンプルを作製すればよい。 透過率は、 透明基板上に測定したい情報層を成膜したものを用いて分 光器で測定することができる。 また、 基板上の一部分の領域のみに、 レ 一ザ一入射側からみて手前の情報層として測定したい情報層を成膜し、 その後一定の反射率を有する適当な情報層を奥側に作製した後、 評価ド ライブで奥の情報層の反射光量が、 手前の情報層の有無によってどの程 度低下するかを調べることにより測定することもできる。
なお、 本発明の光学情報記録媒体は図 1に示した構成に限定されるも のではなく、 種々の構成に適用可能である。 例えば、 第 1〜第 4の記録 層 1 02、 202、 302、 402の何れかに接する界面層を新たに付 加してもよく、 保護層 1 0 1、 1 0 3、 20 1、 20 3、 30 1、 30 3、 40 1、 40 3を 2層の保護層で形成してもよい。 特に追記型の記 録材料を用いる塲合、 保護層 1 0 1、 1 03、 20 1、 203、 30 1 、 303、 40 1、 403のいずれかを必要に応じて設けない構成とし てもよい。 また、 図 1に示した光学情報記録媒体の 2つを基板 5どうし で貼り合わせ、 両面からレーザ一光を入射する構成としてもよい。 本発 明は、 その他種々の構成に適用することが可能である。
また、 本実施の形態においては 4層の情報層が積層された光学情報記 録媒体を示したが、 積層される情報層の数はこれに限定されず、 積層さ れる情報層の数が異なる場合でも同様に記録層に用いる材料の調節によ り透過率差を小さく設計することができる。 例えば、 図 2に示すような 、 2層の情報層 （第 1の情報層 1 1及び第 2の情報層 1 2) が積層され た構造であってもよい。 図 2に示す光学情報記録媒体は、 基板 5と基板 6との間に、 レーザ一光入射側から順に第 1の情報層 1 1、 中間層 90 1及び第 2の情報層 1 2が積層された構造である。 第 1の情報層 1 1及 び第 2の情報層 1 2は、 レーザ一光入射側と反対側に反射層 1 04、 2 04がさらに設けられていること以外は、 図 1に示す光学情報記録媒体 の第 1の情報層 1及び第 2の情報層 2と同様の膜構造を有している。 ま た、 図 1に示した光学情報記録媒体と同様、 図 2に示す光学情報記録媒 体では、 第 1の記録層 1 0 2及び第 2の記録層 202は、 追記型で、 上 記関係式 （1) を満たすように複素屈折率が互いに異なる材料にて形成 されている。 なお、 反射層 1 04、 2 04は、 図 1に示した光学情報記 録媒体の反射層 404と同様の材料を用いて形成できる。
次に、 図 1に示す本実施の形態の光学情報記録媒体を製造する方法に ついて述べる。 本実施の形態の光学情報記録媒体を構成する多層膜を作 製する方法としては、 スパッタリング法、 真空蒸着法、 CVD法等の方 法の適用が可能である。 成膜ガスには、 A r、 K r等の希ガス等、 成膜 可能なガスを用いればよい。 例えばスパッタリング法を用いる場合、 希 ガスに微量の窒素または酸素等を混合したガスを用いて反応性スパッタ リングを行うこともできる。
保護層 1 0 1、 1 03、 20 1、 20 3、 30 1、 30 3、 40 1、
40 3を構成する主成分として窒化物、 酸化物または窒酸化物を用いる 場合、 反応性スパッタリング法を適用すると良好な膜質の膜が得られる 場合が多いため好ましい。 例えば、 保護層 1 0 1、 1 0 3、 20 1、 2 0 3、 30 1、 30 3、 40 1、 40 3を S i— Nにて形成する場合、
5 iを少なくとも含む材料をターゲットとし、 成膜ガスとして、 希ガス と窒素との混合ガス、 希ガスと N20、 N02、 N〇、 N2等の窒素原子 を含むガスとの混合ガス、 希ガスと上記の窒素原子を含むガスの適当な 組み合わせで構成されるガスとの混合ガスを用いてもよい。
また、 第 1〜第 4の記録層 1 02、 2 02、 3 0 2、 40 2や保護層 1 0 1、 1 03、 2 0 1、 203、 30 1、 30 3、 40 1、 403を 作製する際、 希ガスと微量の窒素、 或いは微量の酸素との混合ガスを用 いてもよい。 特に書き換え型の材料からなる記録層を成膜する工程にお いては、 希ガスに窒素を混合したガスを用いることが好ましい。 この場 合、 記録層の熱伝導率を低下させることができるので、 レーザー光照射 時の記録層の膜面内での熱拡散を抑制させることができ、 隣接消去 （熱 の面内方向への拡散による隣接する記録マークの消去） を抑制できる。 またこの場合、 膜の強度が高まることにより、 可逆的変化を起こす記録 材料の場合は繰り返し記録特性が向上するという利点もある。
書き換え可能な情報層を形成するために相変化形記録材料を用いる場 合、 光学情報記録媒体を製造した後または製造工程の途中に、 記録層を 結晶状態に変化ざせるために強いレーザー光を照射する等のエネルギー 照射工程をさらに含むことが一般的である。 これにより、 情報記録の書 き換えが初回から容易に可能となる。 伹し、 この結晶化工程を省略する ために、 記録層を成膜した直後の状態が結晶状態となるように、 記録層 を結晶化しやすい材料とするか、 或いは記録層を成膜する工程の前に、 結晶化成膜が可能な記録材料を薄く成膜した後に記録層を成膜する等の 方法をとることが好ましい。
多層の情報層を積層した光学情報記録媒体では、 全ての情報層を初期 化させる工程は層数が増すほど複雑になり、 フォーカス動作の安定性を 十分に得ることが困難となる場合がある。 このような場合、 記録層を結 晶化成膜することが好ましい。 このとき、 記録層を結晶化させる工程を 省略することができコスト削減が可能となるばかりでなく、 結晶化工程 を経ることによって他の情報層に余計な熱ダメージを与えることがない 点でも好ましい。 記録層を成膜後に結晶にするためには、 例えば、 記録 層を成膜する工程の前に、 S bや S n _ T e、 B i— T e等の成膜直後 が結晶である材料を成膜する工程を設けることにより実現できる。
本実施の形態の光学情報記録媒体の各層の作製順序は、 基板 5上に、 反射層 4 0 4側から順に保護層 4 0 1まで成膜し、 さらに、 紫外線硬化 樹脂等にて形成した中間層 9 0 3に溝形状を転写した後、 同様に第 3の 情報層 3、 中間層 9 0 2、 第 2の情報層 2、 中間層 9 0 1及び第 1の情 報層を順に形成していけばよい。 光透明層 6は、 基板 5上に第 4〜第 1 の情報層 4〜 1まで作製したものに、 例えば、 接着樹脂を片面に有する 基材を貼り合わせる、 またはシート状の基材を紫外線硬化樹脂によって 貼り合わせる等により形成してもよい。 また、 光学情報記録媒体の別の 作製方法として、 基板 5上に第 4の情報層 4と第 3の情報層 3とを同様 の方法で順に形成したものと、 光透明層 6上に溝形状を転写した後に第 1の情報層 1と第 2の情報層 2とを順に形成したものとを、 中間層 9 0 2を介して貼り合わせる方法をとることもできる。
次に、 以上のようにして形成した光学情報記録媒体の記録再生方法の 一例について述べる。 図 3に、 本実施の形態の光学情報記録媒体が光デ イスク 2 4である場合に、 この光ディスク 2 4に対して情報の記録再生 を行う際に用いられる情報記録再生装置の一例の概略を示す。 信号の記 録、 再生及び消去が可能な情報記録再生装置には、 レーザー光源 2 0と 、 対物レンズ 2 1を搭載した光ヘッドと、 レーザー光を照射する位置を 所定の位置へと導くための駆動装置 2 2と、 トラック方向及び膜面に垂 直な方向の位置を制御するためのトラッキング制御装置 （図示せず） 及 びフォーカシング制御装置 （図示せず） と、 レーザー Λ°ヮーを変調する ためのレーザ一駆動装置 （図示せず） と、 光ディスク 2 4を回転させる ための回転制御装置 2 3とが設けられている。
信号の記録、 消去及び再生は、 まず光ディスク 2 4を回転制御装置 2 3用いて回転させ、 レーザー光を光学系により微小スポットに絞りこん で光ディスク 1 4へ照射することにより行う。 信号の再生の際には、 信 号の記録時及び消去時のパワーレベルよりも低く、 そのパワーレベルで のレーザー光の照射によって記録マークの光学的な状態が影響を受けず
、 かつその照射によって光ディスク 2 4から記録マークの再生のために 十分な光量が得られるパワーのレーザービ一ムを照射し、 得られる光デ イスク 1 4からの信号を検出器 （図示せず） で読みとることによって行 う。
[実施例]
以下に、 実施例を用いて本発明をさらに詳細に説明する。 なお、 本実 施例は本発明を限定するものではない。
(実施例 1 ) 実施例 1では、 図 1に示した光学情報記録媒体を作製した。 本実施例 の光学情報記録媒体においては、 第 1〜第 4の記録層 1 0 2、 202、
302、 40 2を全て T e— 0— P dの追記型の材料で形成し、 各情報 層に含まれる記録層で組成比を変化させることにより各情報層の透過率 差が種々の値をとるようにした。 本実施例の光学情報記録媒体では、 成 膜直後の状態 （以下 as depo.状態という） が未記録状態であり、 適正な レーザーパワーでマークの記録を行うと、 マーク部分の反射率が下がつ た。 このとき、 マーク部は結晶状態であった。 すなわち、 本実施例の光 学情報記録媒体においては、 as depo.状態及び結晶状態が、 それぞれ、 状態 A及び状態 Bに対応する。
本実施例の光学情報記録媒体の作製方法は以下の通りである。
基板 5として厚さ 1. lmm、 直径 1 20 mmのディスク状ポリカー ポネート板を用い、 表面にスパイラル状の幅 0. 1 6 m、 溝のピッチ が 0. 32 m、 深さ 20 nmの溝を形成した。 保護層 1 0 1、 1 0 3 、 20 1、 20 3、 30 1、 303、 40 1、 40 3は全て、 Z n Sに S i〇2を混合した材料（Z n S： 8 Omo 1 %, S i O 2： 20 m o 1 % ) 、 反射層 404は、 A 1— C rを用いて作製した。 基板 5の溝が形成 された表面上に、 スパッタリング法により第 4の情報層 4を反射層 40 4側から順次成膜した。 次に、 中間層 9 03として、 保護層 40 1表面 上に紫外線硬化榭脂を塗布し、 基板 5と同様の溝を表面に転写して硬化 させることにより形成した。 次に、 第 3の情報層 3、 中間層 902、 第 2の情報層 2、 中間層 9 0 1、 第 1の情報層をこの順で同様の方法を用 いて形成した。 最後に、 ポリカーボネートからなるシートを紫外線硬化 樹脂により接着することにより光透明層 6を形成した。
表 1には、 各媒体サンプルに含まれる各層の膜厚とその光学特性が示 されている。. また、 表 2には、 各媒体サンプルの記録層の組成比が示さ れている,
b t
〇 o
(表 1 ) 情報暦 各層の膜厚 [nm] 記録層 記録層の光学定数 各情報層単独での光学 媒体番号 ¾
F保護 β記録層ヒ保護 反射層 酸素流量 naj kaj ncj kcj Ra (¾) Rc (%) △R ( ) Ta (%) 丁 c (%)
4 44 20 33 40 22sccm 2.5 0.38 2.0 1.10 30 7 23 1 1
(0) 3 22 15 11 0 2Zsccm 2.5 0.38 2.0 1.10 9 3 6 74 63
2 17 10 6 0 22sccm 2.5 0.38 2.0 1.10 8 3 5 78 69
1 1 1 8 6 0 22sccm 2.5 0.38 2.0 1.10 6 3 3 82 73
4 44 20 33 40 22sccm 2.5 0.38 2.0 1.10 30 7 23 1 1
(1) 3 22 15 11 0 22sccm 2.5 0.38 2.0 1.10 8 2 6 70 64
2 22 10 11 0 16sccm 2.5 0.50 2.0 1.00 9 4 5 75 72
1 1 1 8 3 0 16sccm 2.5 0.50 2.0 1.00 5 2 3 80 76
4 55 20 33 40 26sccm 2.5 0.25 2.0 1.00 30 6 24 1 1
(2) 3 22 15 22 10 24sccm 2.5 0.30 2.0 1.05 16 8 8 66 61
2 22 10 1 1 0 22sccm 2.5 0.38 2.0 1.10 9 4 5 77 72
1 11 8 3 0 16sccm 2.5 0.50 2.0 1.00 5 2 3 80 76
(表 2 )
Figure imgf000027_0001
表 1において、 下保護層とは、 各情報層において記録層からみてレー ザ一光入射側に位置する保護層を指し、 上保護層とは、 記録層からみて レーザー入射側と反対側に位置する保護層を指す。 ここで、 媒体サンプ ル （1 ) は、 図 1に示す構成と全く同じとした。 媒体サンプル （2 ) は 、 第 3の情報層 3にも、 保護層 3 0 3のレーザ一光入射側と反対側に A g — P d— C uからなる反射層を膜厚 1 0 n mで設けた。 なお、 媒体サ ンプル （2 ) は、 第 3の情報層 3に反射層を設けた以外の構成について は、 図 1に示す構成と同様とした。
表 1において、 n aj及び k aj は、 記録層が as depo.状態のときのそ れぞれ屈折率及び消衰係数であり、 n c j及び k cj は、記録層が結晶状態 のときのそれぞれ屈折率及び消衰係数である。 記録層の複素屈折率の測 定は、 石英基板上に、 記録層を成膜する工程と全く同一の成膜条件で薄 膜を作製したサンプルを用いて、 分光器により行った。 結晶状態での複 素屈折率の測定は、 このサンプルを、 記録層が結晶状態となる所定の温 度までァニールした後、 同様に分光器を用いて行った。
各媒体サンプルにおける第 1〜第 4の記録層 1 02、 202、 3 0 2 、 402の複素屈折率はそれぞれ表 2に示す通りである。 媒体サンプル (1) では、 第 1の記録層 1 02と第 2の記録層 202とが同じ組成に て形成され、 第 3の記録層 3 02と第 4の記録層 402とが同じ組成に て形成されている。 媒体サンプル （2) では、 第 1〜第 4の記録層 1 0 2、 202、 30 2、 402全てが互いに異なる組成を用いている。 比 較のために示した媒体サンプル （0) では、 第 1〜第 4の記録層 1 02 、 202、 302、 402全てが同じ複素屈折率を有する同一組成の材 料で形成されている。
保護層の膜厚は、 全ての情報層からの信号の反射率レベルがほぼ同等 となるように調整し、 この調整が可能な範囲内でできる限り情報層の透 過率を大きく、 かつ記録 ·未記録状態間での透過率差が小さくなるよう に設計した。
また、 表 2において、 R a、 R cは記録層がそれぞれ as depo. 状態 、 結晶状態のときの反射率であり、 T a、 T c (TA j、 TB j に対応 する。 ） は記録層がそれぞれ as depo. 状態、 結晶状態のときの透過率 である。 R a— R cを とした。 R a、 R cの測定は各情報層を基板 上に単独で成膜したサンプルを用いて評価ドライブにより行い、 T a、 Tcの測定は同様に単独で成膜したサンプルを用いて分光器により行つ た。 情報層の結晶部分の作製は、 初期化装置を用いて適正な条件でレー ザ一光を照射することにより行った。
また、 表 1において、 eff. R a、 eff. ARは、 4層の情報層を積層し た状態で対象となる情報層にレーザー光を照射した時の、 評価ドライブ で測定した as depo.状態の反射率、 及び as depo.状態と結晶状態での反 射率差である。 この結果によれば、 4層の情報層を積層した状態で、 4 つの情報層からほぼ同等レベルの反射率と、 反射率差が得られているこ とがわかる。
媒体サンプル （0) 〜 （2) の全てについて、 光透明層 5、 中間層 9 0 1、 9 02、 903の厚さは、 それぞれ 60 xm、 1 2 m、 1 5 m、 1 8 mとなるように作製した。
保護層 1 0 1、 1 03、 20 1、 20 3、 3 0 1、 30 3、 40 1、
403を成膜する際には、 A rガスを全圧が 0. 1 3 P aとなるように 供給し、 陰極に RF 5. 1 0 WZ c m2のパヮ一を投入して行った。 反 射層 404を成膜する際は、 A rガスを全圧 0. 1 3 P aになるように 供給し、 DC 4. 45W/cm2のパワーを投入して行った。 第 1〜第 4の記録層 1 02、 202、 3 02、 40 2を成膜する際は、 夕一ゲッ トとして T e ： P d = 80 ： 20の原子比のものを用いて、 A rと酸素 の混合ガスを全圧が 0. 1 3 P aとなるように供給し、 陰極に DC 1. 27 WZc m2のパワーを投入して行った。
媒体サンプル （1) 、 媒体サンプル （2) においては、 第 1〜第 4の 記録層 1 0 2、 202、 302、 402を成膜する際の成膜ガス中の A rと酸素の比を変化させることにより、 各記録層の組成の調整を行った 。 具体的には、 媒体サンプル （ 1) の第 1、 第 2の記録層については、 成膜ガス中の A rガスと酸素ガスの流量を、 それぞれ 4. 2 X 1 0— 7m z / s ( 2 5 s c c m) と 2. 7 X 1 0— 7m3/s ( 1 6 s c c m) とし 、 第 3、 第 4の記録層についてはそれぞれ 4. 2 X 1 0 "7m3/ s (2
5 s c c m) と 3. 7 X 1 0_7m3Zs ( 22 s c c m) とした。 媒体 サンプル （2) についても同様に、 A rガスの流量を 4. 2 X 1 0— 7m 3/ s (2 5 s c cm) で一定とし、 酸素ガス流量を第 1、 第 2、 第 3 、 第 4の記録層について、 それぞれ 2. 7 X 1 0 "7m3/ s ( 1 6 s c cm) 、 3. 7 X 1 0 _7m3/ s ( 22 s c c m) 、 4. 0 X 1 0 - 7m 3/ s (24 s c cm) 、 4. 3 X 1 0 _7m3/ s ( 26 s c c m) とし た。 媒体サンプル （0) については、 第 1〜第 4の記録層全てについて 、 A rガス流量を 4. 2 X 1 0— 7m3/ s ( 2 5 s c c m) , 酸素ガス 流量を 3. 7 X 1 0 _7m3/ s ( 22 s c c m) とした。 上記のように 作製した記録層は、 酸素流量が多くなるほど膜中に取り込まれる酸素量 が多くなる （酸素原子含有濃度が大きくなる） ことを XMA (X線マイ クロアナライザ） 法により確認した。
信号の記録再生を行う際は、 波長 40 5 nmのレーザー光を用い、 対 物レンズの開口数を 0. 8 5とした。 信号の変調方式は 1一 7 P P変調 を用い、 2 Tマーク長を 0. 1 5 9 m、 ディスク回転速度を線速 5. 28 m/ sとした。
手前に位置する情報層の透過率差が与える影響の評価は、 以下のよう に行った。 まず、 第 1の情報層 1の半径位置の広い範囲 （例えば半径 2 5mm〜35mmの全域） に卜ラックの半周だけ信号を記録し、 次に第 1の情報層 1にこの記録がなされている半径位置 （例えば先の場合で 3 0 mm) で第 2の情報層 2に記録を行った。 図 4に、 このとき第 2の情 報層 2を再生した際の信号のエンベロープを示す。 図 4に示すように、 第 1の情報層が記録状態か未記録状態かによつて再生信号のェンベロ一 プの振幅が変動する。 これは、 第 1の情報層が記録状態と未記録状態と で透過率が異なるため、 第 1の情報層 1を通して第 2の情報層 2を再生 した際の光量が異なるからである。 ここでは、エンベロープの変動率（V H一 VL)/Vhを求めることにより、 第 1の情報層 1の透過率差を評価し た（但し、 VHは信号振幅の最も高いレベル、 は信号振幅の最も低い レベルである）。第 3の情報層 3を評価する際には、 同様にしてトラック の 1Z4に第 1、 第 2の情報層ともに記録済みの領域、 別の 1/4に第 1の情報層 1が記録済みで第 2の情報層 2が未記録状態の領域、 別の 1 Z 4に第 1'の情報層 1が未記録で第 2の情報層 2が記録済みの領域、 別 の 1ノ4に第 1、 第 2の情報層ともに未記録状態の領域を作製し、 この 後に第 3の情報層 3に記録を行った。 変動率についてはエンベロープの 変動が最大であった場合の変動率を示す。 第 4の情報層 4については、 同様に 1 Z 8ずつ、 第 1から第 3の情報層が記録済み ·未記録状態の全 ての状態が網羅されるように記録を行った後、 記録を行い、 ェンベロー プの最大の変動率を測定した。
このとき同時に、 全ての情報層について再生信号のエラーレー卜を測 定した。
表 3に、 以上の全ての媒体サンプルの全ての情報層を評価した結果を 示す。
(表 3 )
Figure imgf000031_0001
ここで、 変動率については、 5 %より小さい場合を◎、 5 %以上で 0 %より小さい場合を〇、 それ以外を Xとして示した。 エラ一レー卜に ついては、 1 X 1 0— 4より小さい場合を◎、 1 X 1 0— 4以上 1 X 1 0 - 3より小さい場合を〇、 それ以外を Xとして示した。
表 2によると、 媒体サンプル （1 ) 、 （2 ) では比較例となる媒体サ ンプル （0 ) に比べてエラーレートが改善されている。 これは媒体サン プル （1 ) 、 媒体サンプル （2 ) では、 より手前に位置する情報層が記 録時と未記録時での透過率差が小さいため、 エンベロープの変動率が低 く、 エラーレートが小さくなるためであると考えられる。
なお、 記録 ·未記録状態間の透過率差は小さいものの、 as depo.部と 結晶部との平均透過率 （T a + T c ) / 2が 5 0 %よりも小さい情報層 を第 1〜第 3の情報層 1〜 3として作製した場合、 エンベロープの変動 率は小さいが、 奥に位置する情報層ほどエラーレー卜が大きくなつた。 これは、 手前の情報層の透過率が低いために、 奥の情報層を記録再生し た際に十分なレーザー光量を得ることができないためであると考えられ る。
なお、 記録層に含まれる P d原子含有濃度を変化させても透過率差を 小さくすることができ、 酸素原子含有濃度を変化させた時と同様の効果 が得られた。
(実施例 2 )
実施例 2では、 図 2に示した光学情報記録媒体を作製した。 本実施例 の光学情報記録媒体においては、 第 1及び第 2の記録層 1 0 2、 2 0 2 を共に T e —〇一 P dの追記型の材料で形成し、 組成比を変化させるこ とにより各情報層の透過率差を調整した。
, 本実施例の光学情報記録媒体の作製方法は以下のとおりである。
基板 5として厚さ 1 . 1 mm、 直径 1 2 0 mmのディスク状ポリカー ポネート板を用い、 表面にスパイラル状の幅 0 . 1 6 ΠΙ、 溝のピッチ が 0. 32 111、 深さ 20 nmの溝を形成した。 基板 5の溝が形成され た表面上に、 スパッタリング法により第 2の情報層 1 2を反射層 204 側から形成した。
反射層 2 04は、 A 1— C rを用いて形成し、 厚みを 40 nmとした 。 保護層 2 0 3は、 Z n Sに S i〇2を混合した材料 （Z n S ： 8 0m o 1 %, S i 02 ： 20 mo 1 %) を用いて形成し、 厚みを 1 7 nmと した。第 2の記録層 202は、 T e— 0— P d (T e : 30. 0 a t %, 〇 ： 6 5. 0 a t %, P d ： 5. 0 a t ) を用いて形成し、 厚みを 3 0 nmとした。 具体的には、 T e— P d (T e ： 90 a t %, P d : 1 0 a t %) のターゲットを用い、 成膜ガスには A rガスと酸素ガスとの 混合ガスを用いた。 A rガスと酸素ガスとの流量は、 それぞれ、 4. 2 X 1 0— 7 ( 2 5 s c c m) と X 4. 7 X 1 0— 7 ( 2 8 s c c m) とした 。 保護層 2 0 1は保護層 20 3と同様に形成し、 厚みを 6 nmとした。 次に、 中間層 90 1を、 厚み 2 5 mで形成した。 具体的には、 保護 層 2 0 1上に紫外線硬化樹脂を塗布し、 基板 5と同様の溝を表面に転写 して硬化させることにより形成した。
次に、 第 1の情報層 1 1を反射層 1 04側から形成した。 反射層 1 0 4は、 Ag— P d— Cuを用いて形成し、 厚みを 1 0 nmとした。 保護 層 1 0 3は、 Z r— S i— C r—〇に L a Fを混合した材料を用いて形 成し、 厚みを 1 5 nmとした。 第 1の記録層 1 02は、 T e— O— P d (T e ： 3.6. 7 a t %, O : 5 3. 0 a t , P d : 1 0. 3 a t % ) を用いて形成し、 厚みを 1 0 nmとした。具体的には、 T e _ P d (T e ： 8 0 a t %, P d : 20 a t %) の夕一ゲットを用い、 成膜ガスに は A rガスと酸素ガスとの混合ガスを用いた。 A rガスと酸素ガスとの 流量は、 それぞれ、 4. 2 X 1 0 - 7 ( 2 5 s c c m) と 3. 3 X 1 0" 7 (20 s c cm) とした。 保護層 1 0 1は、 第 2の情報層 1 2の保護 層 2 0 1、 2 0 2と同様に形成し、 厚みを 2 2 n mとした。
以上のように、 本実施例の光学情報記録媒体は、 第 1の記録層 1 0 2 の方が第 2の記録層 2 0 2よりも膜中における酸素原子含有濃度が小さ く、 かつ P d原子含有濃度が多かった。 このような光学情報記録媒体に おいて、 実施例 1の場合と同様に光学特性を測定し、 さらに再生信号の エンベロープ及びエラ一レートを測定して評価した。 その結果、 第 1の 情報層 1 1における記録，未記録状態間の透過率差を関係式 （1 ) を満 たすように小さくでき、 エンベロープの変動率及びエラ一レートを小さ く抑えることができた。
以上より、 手前に位置する情報層の記録層の複素屈折率を調節して、 この記録層が記録及び未記録状態であるときの手前の情報層の透過率差 を 1 0 %以下とすることにより、 奥の情報層を記録再生する際に正確な 信号を得ることが可能となることが確認された。 産業上の利用の可能性
本発明の光学情報記録媒体とその製造方法によれば、 複素屈折率の異 なる材料を多層情報層の記録層に用いることによって、 レーザー入射側 に位置する情報層の記録状態と未記録状態との透過率差を調節すること が可能となり、 多層の情報層への記録再生を正確に行うことが可能とな る。 これにより、 さらに大容量の光学情報記録媒体を提供できる。 また 、 追記型の記録層は透過率を非常に高く設計できるものが多く、 多層の 情報層を積層することが可能となる場合が多い。 このため、 本発明の光 学情報記録媒体は、 追記型の記録層を含む光学情報記録媒体に好適に用 いられる。

Claims

請 求 の 範 囲
1. 基板と、 前記基板上に設けられた少なくとも m層 （mは、 2以上 の整数である。 ） の情報層とを含む光学情報記録媒体であって、 前記 m層の情報層は、 それぞれ、 光学的に互いに異なる状態 Aと状態 Bとの間を非可逆的に変化する記録層を含んでおり、
前記 m層の情報層をレーザ一光入射側から第 1〜第 mの情報層とした 場合において、 第 j の情報層 （ jは、 1≤ j≤m- 1を満たす整数であ る。 ） に含まれる記録層を第 jの記録層とし、 前記第 jの記録層が状態 Aであるときの前記第 jの情報層の透過率を TA j (%) 、 前記第 j の 記録層が状態 Bであるときの前記第 jの情報層の透過率を TB j (%) とすると、 第〗 の情報層は、
0≤ I T A j - T B j I / (T A j , T B j ) m a x≤ 0. 1 0 (但し、 （ T A j， T B j ) m a xとは、 T A j と T B j のうち大きい 方の値のことである。 )
の関係を満たし、
第 1〜第 m— 1の記録層のうち少なくとも 1つの記録層は、 第 mの情 報層に含まれる第 mの記録層とは複素屈折率 （屈折率を n、 消衰係数を kとしたときの n— i k) が異なる材料にて形成されていることを特徴 とする光学情報記録媒体。
2. 第 mの記録層が前記状態 Aであるときと前記状態 Bであるときと の屈折率の差を Δηιη、 消衰係数の差を A km、 第〗 の記録層が前記状態 Aであるときと前記状態 Bであるときとの屈折率の差を Anj、 消衰係 数の差を Δ k j とすると、 第 1〜第 m— 1の情報層のうち少なくとも一 つの情報層が、
I Δ nm| + I Δ km|>| Δ n j I + I Δ k j I の関係を満たす請求の範囲 1に記載の光学情報記録媒体。
3. 第 j の情報層が、
(TA j +TB j ) /2≥50
の関係をさらに満たす請求の範囲 1に記載の光学情報記録媒体。
4. 第 1〜第 mの記録層のうち少なくとも一つが酸化物を含む請求の 範囲 1に記載の光学情報記録媒体。
5. 第 1の記録層が酸化物を含む請求の範囲 4に記載の光学情報記録 媒体。
6. 第 1〜第 mの記録層のうち少なくとも一つが、 T e—O— M (M は、 金属元素、 半金属元素及び半導体元素から選ばれる少なくとも一つ の元素を含む材料である。）を含む請求の範囲 1に記載の光学情報記録媒 体。
7. 第 1〜第 mの記録層の全てが T e一〇一 Mを含む請求の範囲 6に 記載の光学情報記録媒体。
8. 第 1〜第 mの記録層のうち少なくとも一つは、 他の記録層のうち 少なくとも一つと、 酸素原子含有濃度が異なる請求の範囲 7に記載の光 学情報記録媒体。
9. 第 1〜第 mの記録層においては、 よりレーザー光入射側に近い位 置に配置された記録層ほど酸素原子含有濃度が小さい請求の範囲 8に記 載の光学情報記録媒体。
1 0. 第 1の記録層の M原子含有濃度は、 第 2〜第 mの記録層におけ る M原子含有濃度よりも大きい請求の範囲 6に記載の光学情報記録媒体
1 1. 第 1〜第 mの記録層のうち少なくとも一つが、 S b—〇、 S b 一 T e— 0、 Ge _0、 S n— 0、 I n_〇、 Z n— 0、 G a—〇、 M o— 0、 W— O及び T i一〇から選ばれる少なくとも一つを含む請求の 範囲 1に記載の光学情報記録媒体。
1 2. mが 4以上である請求の範囲 1に記載の光学情報記録媒体。
1 3. mが 4であり、
(TA 1 +TB 1) /2≥80、 かつ、
(TA2 +TB 2) / 2≥ 7 0、 かつ、
(T A 3 +TB 3) / 2≥ 7 0
の関係を満たす請求の範囲 1に記載の光学情報記録媒体。
14. 第 1〜第 mの記録層の厚さが 8 0 nm以下である請求の範囲 1 に記載の光学情報記録媒体。
1 5. 光学的に互いに異なる状態 Aと状態 Bとの間を可逆的に変化し 得る記録層を含む情報層がさらに設けられた請求の範囲 1に記載の光学
I冃報記録媒体 (
1 6. 基板上に複数の情報層が設けられた光学情報記録媒体を製造す る方法であって、
光学的に互いに異なる状態 Aと状態 Bとの間を非可逆的に変化し得る 記録層を含む情報層を形成する工程を少なくとも m工程 （mは、 2以上 の整数である。 ） 含み、
前記 m工程において形成される情報層をレーザ一光入射側から第 1〜 第 mの情報層とした場合において、 レーザ一光入射側から j番目に配置 されている情報層を第 jの情報層 （jは、 1≤ j≤m_ 1を満たす整数 である。 ） 、 前記第 jの情報層に含まれる記録層を第 jの記録層とし、 前記第 jの記録層が状態 Aであるときの前記第 jの情報層の透過率を T A j (%) 、 第 j の記録層が状態 Bであるときの第 j の情報層の透過率 を TB j ( ) とすると、 第 jの情報層が、
0≤ I T A j - T B j I / (TA j , TB j ) m a x≤ 0. 1 0 (但し、 （TA j , TB j ) ma xとは、 TA j と TB j のうち大きい 方の値である。 ）
の関係を満たすように、 第 1〜第 m— 1の記録層のうち少なくとも 1つ の記録層を、 第 mの情報層に含まれる第 mの記録層の材料とは複素屈折 率 （屈折率を n、 消衰係数を kとしたときの n— i k ) が異なる材料に て形成することを特徴とする光学情報記録媒体の製造方法。
1 7 . 前記 m工程のうち少なくとも 1つの工程において、
少なくとも T e及び M (Mは、 金属元素、 半金属元素及び半導体元素 から選ばれる少なくとも一つの元素を含む材料である。 ） を含む夕ーゲ ットと、 少なくとも酸素ガスを含む成膜ガスとを用いて、 反応性スパッ 夕リングにより、 T e一〇一 Mを含む追記型の記録層を作製する請求の 範囲 1 6に記載の光学情報記録媒体の製造方法。
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