WO2005044578A1 - 光記録媒体及びその製造方法、スパッタリングターゲット、並びに光記録媒体の使用方法及び光記録装置 - Google Patents

光記録媒体及びその製造方法、スパッタリングターゲット、並びに光記録媒体の使用方法及び光記録装置 Download PDF

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Definitions

  • the present invention provides good recording characteristics and storage reliability even at a high speed recording of DVD3-10x speed, especially DVD8x speed or higher, and allows easy initialization of a recording material and a reflectance distribution after initialization.
  • Optical recording medium hereinafter sometimes referred to as “phase-change optical information recording medium”, “phase-change optical recording medium”, “optical information recording medium”, “information recording medium”) and the light
  • the present invention relates to a method for manufacturing a recording medium, a sputtering target, a method for using an optical recording medium, and an optical recording apparatus.
  • optical recording media As one of optical recording media on which information can be rewritten by irradiation with a semiconductor laser beam, a so-called phase-change optical recording medium utilizing a transition between crystal and amorphous or between crystal and crystal is known.
  • This optical recording medium is characterized by being capable of repeated recording with a single beam and being simpler in the optical system on the drive side. I have. And CD—R, C
  • the optical recording medium generally includes a substrate and a recording layer provided on the substrate. Usually, both sides of the recording layer are provided with a heat-resistant and light-transmitting protective layer. ing . Further, a reflective layer is laminated on the protective layer on the opposite side to the light beam incident direction.
  • the optical recording medium is capable of recording and erasing only by changing the power of the laser light.
  • the recording method is such that the crystalline state is an unrecorded state and an erased state, and the amorphous state is a recording mark (amorphous mark). )!
  • switching of the recording layer between the crystalline state and the amorphous state uses a focused laser beam pulsed at three output levels.
  • the highest output The level is used for melting the recording layer.
  • An intermediate power level is used to heat the recording layer to a temperature just below the melting point, above the crystallization temperature.
  • the lowest level is used to control the heating or cooling of the recording layer.
  • the recording layer melted by the laser pulse having the highest output level becomes amorphous or microcrystalline by the rapid quenching, the reflectivity decreases, and the recording layer becomes a recording mark.
  • all laser pulses of intermediate output become crystalline and can be erased.
  • a crystalline region and an amorphous region can be alternately formed in the recording layer, and the information is stored.
  • phase change material having a high crystallization rate in a recording layer.
  • a phase change material a system in which Ga, Ge, In, and the like are added based on Sb—Te has been adopted (see Patent Documents 1 to 16 and Non-Patent Document 1). This is because chalcogen elements (S, Se, Te) have the characteristic of "combining with many elements to form a variety of amorphous states", and this characteristic is essential for phase change materials, especially for Te. This is one of the reasons why it has attracted attention as a constituent element.
  • a major drawback of such a recording material is the problem of "initialization failure".
  • initialization is difficult due to its high crystallization temperature.
  • the reflectance of the disk after the initialization varies from place to place, and has a great influence on the recording characteristics. Therefore, it has good recording characteristics and storage reliability even at high-speed recording of DVD3-10x speed, especially DVD8x speed or higher, and it is easy to initialize the recording material, and the light distribution with uniform reflectance after initialization is good.
  • a recording medium has not yet been obtained, and it is desired that the recording medium be provided quickly and powerfully.
  • Patent Document 1 JP-A-60-179954
  • Patent Document 2 Japanese Patent Publication No. 03--052651
  • Patent Document 3 Japanese Patent Publication No. 04-001933
  • Patent Document 4 JP 05-286249 A
  • Patent Document 5 Japanese Patent Application Laid-Open No. 07--065414
  • Patent Document 6 JP-A-07-120867
  • Patent Document 7 JP 08-212604 A
  • Patent Document 8 JP 2000-190637 A
  • Patent Document 9 JP 2000-339750 A
  • Patent Document 10 Japanese Patent Application Laid-Open No. 2001-067722
  • Patent Document 11 JP-A-2002-264514
  • Patent Document 12 JP-A-2002-283726
  • Patent Document 13 JP-A-2002-331758
  • Patent Document 14 JP-A-2003-006859
  • Patent Document 15 Patent No. 2941848
  • Patent Document 16 Patent No. 3214210
  • Patent Document 1 Phase—Change optical data storage in GaSb", Aplied Opticas, Vol. 26, No. 22115, November, 1987
  • the present invention has solved the problems in the prior art, and has responded to the above-mentioned demands.
  • the present invention has good recording characteristics and storage reliability even at high speed recording of DVD3-10x speed, especially DVD8x speed or more, and has a high recording quality.
  • An object of the present invention is to provide an optical recording medium that can be easily initialized and has a uniform reflectance distribution after initialization, a method for manufacturing the optical recording medium, a sputtering target, a method for using the optical recording medium, and an optical recording apparatus. I do.
  • Ga is considered to be particularly suitable for high-speed recording in the process of developing an optical recording medium aiming at achieving high-speed recording at DVD3-10x speed, especially DVD8x speed or higher.
  • Ga—Sb-based materials have at least one element selected from Au, Ag, and Cu dispersed uniformly as crystalline particles inside the recording layer. By doing so, we found that the problem of initialization could be dramatically improved. It was also found that the addition of Sn or the like to a Ga—Sb-based material can provide an optical recording medium that satisfies good recording characteristics and storage reliability even at a high-speed recording of 8 ⁇ DVD or higher.
  • the present invention is based on the above findings by the present inventors, and means for solving the above problems are as follows. That is,
  • An optical recording medium comprising a composition represented by the formula:
  • X represents at least one element selected from Ga, Ge and In.
  • X represents at least one element selected from Au, Ag and Cu forces.
  • the recording layer contains the above-described composition, good recording characteristics and storage reliability can be obtained even at a high speed recording equivalent to DVD 8 ⁇ speed (about 28 mZs).
  • An optical recording medium which has a recording material that is easy to initialize and has a uniform reflectance distribution after initialization is obtained.
  • a substrate and at least a first protective layer, a recording layer, a second protective layer, and a reflective layer on the substrate in any of the above-described order and the reverse order.
  • An optical recording medium comprising a composition represented by Formula 2.
  • the recording layer contains the above-described composition, good recording characteristics and storage reliability can be obtained even at a high-speed recording of DVD3-10 times, especially DVD8 times or more.
  • An optical recording medium having the following characteristics and having a uniform distribution of reflectance after the initialization can be easily obtained.
  • ⁇ 3> Strength described in ⁇ 2> which is at least one selected from the group consisting of Te, Al, Zn, Mg, Tl, Pb, Sn, Bi, Cd, Hg, Se, C, N, Mn, and Dy.
  • Optical recording medium In the optical recording medium according to ⁇ 3>, Tl, Pb, Sn, Bi, Al, Mg, Cd, Hg, Mn, or Dy also has an effect of increasing the crystallization speed, and high-speed recording can be realized. . However, since the ability to increase the crystallization rate while maintaining good recording characteristics is inferior to that of Ga and In, the total addition amount of these elements is preferably 20 atomic% or less. Te, Al, Zn, Se, C, N, and Se cannot be expected to be as effective as Ge, but they are also effective in improving storage reliability.
  • the optical recording medium according to ⁇ 4> contains Sn as an essential component. Sn not only has the effect of increasing the crystallization speed of the recording material like Ga and In, but has a lower melting point of the recording material, improved sensitivity of the recording medium, improved reflectance, and reduced initialization noise compared to Ga and In. Therefore, it is a very excellent additive element for improving the recording characteristics comprehensively. If the Sn content exceeds 40 atomic%, the crystallization rate becomes too high, and it becomes difficult to form an amorphous phase, which is not preferable.
  • the recording layer is Ga Ge In — Sb —X 2 Sn Y (where X 2 is Au, Ag and
  • Y represents at least one element selected from Te, Al, Zn, Mg, Tl, Pb, Bi, Cd, Hg, Se, C, N, Mn and Dy.
  • the recording layer performs at least one of information recording, reproducing, erasing, and rewriting by utilizing a reversible phase change between an amorphous phase and a crystalline phase.
  • An optical recording medium according to any one of the above.
  • ⁇ 7> The optical recording medium according to any one of ⁇ 1> to ⁇ 6>, wherein the recording layer has a film thickness force of 6 to 20 nm.
  • first protective layer and the second protective layer contain a mixture of ZnS and SiO ⁇ 1>
  • the first protective layer and the second protective layer in the optical recording medium according to ⁇ 8> contain a mixture of ZnS and SiO.
  • the mixture of O has excellent heat resistance, low thermal conductivity and chemical stability,
  • the optical recording medium described in ⁇ 9> above can realize a quenching structure suitable for forming an amorphous mark immediately after the recording layer reaches a high temperature during recording when pure Ag or an Ag alloy has an extremely high thermal conductivity. And a good reflective layer can be formed.
  • the reflective layer such as the optical recording medium according to ⁇ 10>, particularly contains Ag
  • the second protection of a sulfur-containing material such as a mixture of ZnS and SiO is performed.
  • ⁇ 11> From the above ⁇ 1> having an interface layer containing an oxidized product at least between the recording layer and the first protective layer and / or between the recording layer and the second protective layer.
  • the uniformity of the reflectance represented by the following formula 1 is 0.10 or less, ⁇ ! An optical recording medium according to any one of the above.
  • Reflectivity uniformity (maximum value of reflectance-minimum value of reflectance) z Average value of reflectance
  • the reflectance variation after initialization in a crystalline state
  • the stickiness greatly affects the recording characteristics, and it is difficult to obtain constant recording characteristics in all data areas in the disk.
  • optical recording medium according to any one of ⁇ 1> to ⁇ 13>, wherein the optical disc is capable of recording at a recording speed of DVD3-10 times.
  • X represents at least one element selected from Ga, Ge and In.
  • X represents at least one element selected from Au, Ag and Cu forces.
  • X represents at least one element selected from Au, Ag and Cu forces.
  • M represents X, Sb, and an element other than X, and at least one element selected from a mixture power of the elements.
  • Strength at least one selected from the group consisting of Te, Al, Zn, Mg, Tl, Pb, Sn, Bi, Cd, Hg, Se, C, N, Mn, and Dy. It is the sputtering target described.
  • X and X have the same meaning as in the above formula 2.
  • the recording layer is formed using a sputtering method using an alloy target having a predetermined composition to obtain a desired recording layer composition. It has good recording characteristics and storage reliability even in high-speed recording of DVD3-10x speed, especially DVD 8x speed or more, and it is easy to initialize the recording material and the reflectance distribution after initialization is one. Such an optical recording medium can be stably provided.
  • a method for manufacturing an optical recording medium having at least a first protective layer, a recording layer, a second protective layer, and a reflective layer on a substrate in any of the above-described order and the reverse order >
  • a method for producing an optical recording medium comprising a recording layer forming step of forming a recording layer by a sputtering method using the sputtering target according to any one of>.
  • a recording layer is formed by a sputtering method using the sputtering target of the present invention.
  • ⁇ 21> At least one of information recording, reproduction, erasure, and rewriting by irradiating a laser beam from the first protective layer side in the optical recording medium according to any one of ⁇ 21> to ⁇ 14>. Is a method for using an optical recording medium.
  • At least one of recording, reproducing, erasing, and rewriting of information is performed by irradiating the optical recording medium of the present invention with a laser beam.
  • An optical recording device that irradiates a laser beam from a light source to an optical recording medium to record, reproduce, erase, or rewrite information on the optical recording medium, wherein:
  • An optical recording device, wherein the optical recording medium is the optical recording medium according to any one of ⁇ 1> to ⁇ 14>.
  • the optical recording apparatus of the present invention is an optical recording apparatus that irradiates a laser beam from a light source to an optical recording medium to perform at least one of recording, reproducing, erasing, and rewriting of information on the optical recording medium.
  • the optical recording medium of the present invention is used as a recording medium.
  • at least one of recording, reproducing, erasing, and rewriting of information can be performed stably and reliably.
  • FIG. 1 is a schematic sectional view showing an example of the optical recording medium of the present invention.
  • FIG. 2 is a schematic sectional view showing another example of the optical recording medium of the present invention.
  • FIG. 3 is a schematic sectional view showing still another example of the optical recording medium of the present invention.
  • FIG. 4 is a schematic sectional view showing still another example of the optical recording medium of the present invention.
  • FIG. 5 is an explanatory diagram showing an example of a layer configuration of an optical recording medium having a two-layer structure of the present invention.
  • FIG. 6 is an explanatory diagram showing an example of a layer configuration of the optical recording medium of the present invention.
  • FIG. 7 is a view showing a result of observing a state of a recording layer after initialization in Comparative Example 1 by a transmission electron microscope.
  • FIG. 8 is a graph showing the relationship between the irradiation light beam linear velocity and the optical disk reflectivity.
  • the optical recording medium of the present invention comprises a substrate, and at least a first protective layer, a recording layer, a second protective layer, and a reflective layer on the substrate in any of the above-mentioned order and the reverse order. And other layers.
  • the optical recording medium performs at least one of recording, reproducing, erasing, and rewriting of information by irradiating a laser beam from the first protective layer side.
  • the recording layer records and erases signals by irradiating a laser beam to change the phase between a crystalline phase and an amorphous phase.
  • the crystalline and amorphous phases reflect Although the reflectivity is different, the unrecorded state is usually defined as a high-reflectivity crystal phase, and this crystal phase is irradiated with a high-power laser pulse to heat and rapidly cool the recording layer. The mark is recorded as a signal.
  • the recording layer has good recording characteristics and storage reliability even at high speed recording of DVD3-10x speed, especially DVD8x speed or higher, and the recording material It contains a composition represented by the following formula 1 as a phase change material that can be easily initialized and has a uniform reflectance distribution after initialization.
  • X represents at least one element selected from Ga, Ge and In.
  • X represents at least one element selected from Au, Ag and Cu forces.
  • the recording layer contains a composition represented by the following formula 11:
  • Sb which is a main constituent element in the recording layer, is an excellent phase change material capable of realizing high-speed recording.
  • the crystallization speed can be adjusted by changing the Sb ratio, and the crystallization speed can be increased by increasing the Sb ratio.
  • the rate of conversion can be increased.
  • at least one element selected from Ga and In is added as a method for increasing the crystallization rate without impairing the overwrite characteristics and storage reliability.
  • As a method for improving storage reliability at least one element selected from Ge and In, particularly Ge is added.
  • the above-mentioned Ga can increase the crystallization speed with a small amount of addition, and has the effect of increasing the crystallization temperature of the phase change material, so that it is effective for the stability of the mark (storage reliability). is there.
  • Ge does not have the effect of accelerating the crystallization speed, but is as important as Ga because it can dramatically improve the storage reliability by adding a small amount of added glue without increasing the crystallization temperature as much as Ga. Element.
  • X-Sb phase change materials (where X represents at least one element selected from Ga, Ge, and In) have a high crystallization rate and excellent storage stability by adjusting the composition ratio.
  • the recording layer material can be designed. However, as described above, these materials generally have a drawback that the crystallization temperature is high, and the problem of poor initialization newly arises.
  • Such a Ga—Sb, Ge—Sb, and In—Sb phase change material has a high crystallization speed and excellent storage stability by adjusting the composition ratio. It is possible to design a recording material equivalent to 10x speed, especially DVD 8x speed. However, as noted above, such materials generally have the disadvantage of high crystallization temperatures, which introduces a new problem of poor initialization. Therefore, at least one element selected from Au, Ag, and Cu is further added. Presumably, the cause of the improvement of the initialization failure by at least one of Au, Ag and Cu is that these elements are present as crystalline particles in the recording material and the "crystal nuclei" It is considered that this promotes crystallization (see “State of recording layer after initialization by transmission electron micrograph” in FIG. 7).
  • Metallic crystalline particles convert metal atoms present in the recording layer to X
  • the reduction reaction by Sb is generally considered to be a photosensitive reaction, and it is said that the reaction proceeds by irradiation with ultraviolet rays or the like.
  • the metal is affected by the ultraviolet rays used when curing the ultraviolet curing resin. Atoms are created.
  • the metal atoms X present in the recording layer are
  • the heat thus obtained is converted into fine metal crystalline particles as shown in the above [Reaction formula 1], and the particles serving as “crystal nuclei” are uniformly formed inside the recording layer. This facilitates initialization and enables uniform initialization of the reflectance distribution.
  • Au, Ag, or Cu is an additive element that is effective for storage reliability. Therefore, it is necessary to design a phase change material that not only solves initialization failure but also has excellent storage reliability. it can.
  • the present invention focuses on the high-speed crystallization characteristic of an X—Sb-based compound (where X is at least one element selected from Ga, Ge, and In) as a recording layer material, and considers the characteristic. Use.
  • the problem of poor initialization caused by a high crystallization temperature which is a drawback of the compound, is solved by adding at least one element selected from Au, Ag, and Cu to crystalline particles in the recording layer material. This makes it possible to realize an optical recording medium that satisfies both the characteristics of high-speed recording and storage reliability, that can easily initialize the recording material, and that has a uniform reflectance distribution after initialization. .
  • DVD3 In order to design a phase-change recording material suitable for high-speed recording at 10 ⁇ speed, especially DVD 8 ⁇ speed or more, the amount ⁇ of one of Au, Ag, and Cu in the recording layer material must be determined. 10 atomic% or less. Any of Au, Ag, and Cu is an element that has excellent storage reliability and is an effective element for improving the initialization failure of high-speed recording materials.On the other hand, it reduces the crystallization speed of the recording layer material and increases the speed. It also has the property of preventing recording. Therefore, if the added amount of Au, Ag, or Cu exceeds 10 atomic%, it becomes difficult to design a phase change recording material suitable for high-speed recording equivalent to DVD 8x speed.
  • the upper limit of the addition amount must be 10 atomic%. If the force is too small, the effect of adding any of Au, Ag, and Cu becomes unclear, so the lower limit is preferably set to 1 atomic%.
  • ⁇ in the above formula 1 needs to be 2 atomic% or more. For example, when X is at least one of Ga and In and ⁇ is less than 2 atomic%, or when j8 is less than 55 atomic%, the crystallization speed decreases, and the recording line of 28 mZs corresponding to DVD 8 ⁇ speed is obtained. Overwriting at low speed becomes difficult. If ⁇ is less than 2 atomic%, the storage reliability also decreases.
  • At least one of Ga and In can increase the crystallization speed with a small addition amount.
  • Ga is an effective element for improving the stability of marks because it has the effect of increasing the crystallization temperature of the phase change material.
  • ⁇ in the above formula 1 is larger than 20 atomic%, the initialization becomes extremely difficult.
  • the amount of Ga added is large, the crystallization temperature becomes too high, and a uniform and high reflectance is obtained during the initialization. It is difficult to obtain a crystalline state.
  • In has the same effect as Ga, and has the merit of not raising the crystallization temperature as much as Ga. Therefore, considering the problem of initialization, it is effective to use Ga as an element to supplement Ga.
  • excessive addition of In repeatedly reduces the recording characteristics and causes a decrease in reflectance.
  • Ge can increase storage stability dramatically by adding a small amount without increasing the crystallization temperature as compared with Ga, so that a recording material having particularly excellent storage reliability is provided. Can be realized. Ge is particularly effective in stabilizing the amorphous layer of a recording layer having a high crystallization rate, and this effect appears at an addition amount of 2 atomic% or more, and the effect increases as the addition amount increases. On the other hand, however, Ge has the effect of lowering the crystallization speed, and excessive addition of kneaded cake causes adverse effects such as increased jitter due to overwriting, so the upper limit is set to 20 atomic% or less. If ⁇ exceeds 95 atomic% even if the amount of Ge added is 20 atomic%, the crystallization rate rises rapidly, making mark formation difficult and reducing the storage reliability. 95 atomic% or less.
  • X is composed of at least one of Ga and In and Ge
  • at least one of Ga and In is reduced, and Ge is added accordingly, and ⁇ is increased to 2 atomic% or more. Therefore, good storage reliability can be obtained.
  • the recording layer contains a composition represented by the following formula 2.
  • the recording layer contains a composition represented by the following formula 2-1. ⁇ Equation 2—1>
  • X and X have the same meaning as in the above formula 2.
  • the recording layer contains a yarn composition represented by the following formula 3 in which ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ in the above formula 2 is Sn.
  • ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ in the above formula 2 is Sn.
  • X and X represent the same meaning as in the above formula 2.
  • the recording layer is made of Ga Ge In—Sb—X 2 Sn—Y (where X 2 represents at least one element selected from Au, Ag and Cu.
  • Y is Te, Al, Zn, Mg, Tl, Pb, Bi, Cd, Hg, Se, C, N, representing at least one element selected from Mn and Dy.), ⁇ , ⁇ , ⁇ , ⁇ , ⁇ , and force
  • 0 ⁇ 20, 0 ⁇ j8 ⁇ 20, 0 ⁇ 20 except when ⁇ , ⁇ , and ⁇ are all 0
  • the upper limit of Ge is also preferably 20 atomic% or less because of such adverse effects.
  • In has the same effect as Ga, and has the advantage that the crystallization temperature is not as high as that of Ga. Therefore, considering the problem of initialization, it is effective to use Ga as an element that supplements Ga.
  • the addition of soybean curd reduces the repetitive recording characteristics and lowers the reflectivity. If the added amount of Sn is too large, it is preferable that the content be 40 atomic% or less, since it causes deterioration of reproduction light, deterioration of initial jitter, and deterioration of storage reliability.
  • M is preferably at least one selected from Te ⁇ Al, Zn ⁇ Mg ⁇ Tl, Pb ⁇ Sn ⁇ Bi ⁇ Cd ⁇ Hg ⁇ Se ⁇ C, N, Mn, and Dy . Since each of these elements has a unique effect of improving the recording characteristics and storage reliability, the properties of the X-Sb-X alloy can be further improved by adding an appropriate amount.
  • any of Tl, Pb, Sn, Bi, Al, Zn, Mg, Cd, and Hg has the effect of increasing the crystallization limit speed.
  • Sn which has the closest atomic number to Sb and is considered to have a high affinity for Sb, increases the crystallization limit speed preferred by Sn and also improves the overwrite characteristics.
  • the composition range is 40 atomic% or less for all elements.
  • Mn and Dy have the same effect as In, and especially Mn significantly increases the amount of Ge added. It is an additive element that does not need to be easily stored and has excellent storage reliability.
  • the optimum addition amount of Mn is 1 to 15 atomic%. If less than 1 atomic%, no effect is exhibited, and if it is more than 15 atomic%, the reflectance of an unrecorded state (crystalline state) becomes too low.
  • a method for forming the recording layer various vapor deposition methods, for example, a vacuum deposition method, a sputtering method, a plasma CVD method, a photo CVD method, an ion plating method, an electron beam deposition method, and the like are used.
  • the sputtering method is superior in terms of mass productivity, film quality, and the like.
  • the thickness of the recording layer can be appropriately selected depending on the particular purpose, and is preferably 620 to 20 nm. If the film thickness is less than 6 nm, the recording characteristics are remarkably deteriorated by repeated recording. If the film thickness is more than 20 nm, the recording layer is liable to move due to repeated recording and jitter is undesirably increased. Further, in order to minimize the difference between the absorptivity of the crystal and the amorphous and to improve the erasing characteristics, the thinner the recording layer, the better. Therefore, the preferred thickness is 8-16 nm.
  • FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing an example of the optical recording medium of the present invention, and shows a substrate 1, a first protective layer 2, a recording layer 3, a second protective layer 4, and a reflective layer on the substrate 1. 5 and a resin protection layer 6 are laminated in this order.
  • FIG. 2 is a schematic cross-sectional view showing another example of the optical recording medium of the present invention, in which a substrate 1, a first protective layer 2, an interface layer 7-1, a recording layer 3, and a second The protective layer 4, the reflective layer 5, and the resin protective layer 6 are laminated in this order.
  • FIG. 3 is a schematic cross-sectional view showing another example of the optical recording medium of the present invention, in which a substrate 1, a first protective layer 2, a recording layer 3, an interface layer 7-2, and a second The protective layer 4, the reflective layer 5, and the resin protective layer 6 are laminated in this order.
  • FIG. 4 is a schematic cross-sectional view showing one example of the optical recording medium of the present invention, and shows a substrate 1, a first protective layer 2, a recording layer 3, a second protective layer 4, and a third protective layer 8 on the substrate 1. , A reflection layer 5 and a resin protection layer 6 are laminated in this order.
  • the substrate 1 must be made of a material that can secure the mechanical strength of the optical recording medium.
  • the light when light used for recording and reproduction enters through a substrate, the light must be sufficiently transparent in the wavelength range of the light used.
  • the substrate material glass, ceramics, resin, and the like are usually used, and a resin substrate is preferable from the viewpoint of formability and cost.
  • the resin include polycarbonate resin, acrylic resin, epoxy resin, polystyrene resin, acrylonitrile styrene copolymer, polyethylene resin, polypropylene resin, silicone resin, fluorine resin, ABS resin. Resin, urethane resin and the like.
  • polycarbonate resin and acrylic resin are particularly preferable in terms of moldability, optical properties, and cost.
  • the thickness of the substrate 1 is determined by the wavelength of a commonly used laser and the focusing characteristics of a pickup lens, which are not particularly limited.
  • a substrate with a thickness of 1.2 mm is used for a CD system with a wavelength of 780 nm, and a substrate with a thickness of 0.6 mm is used for a DVD system with a wavelength of 650 to 665 nm.
  • the substrate for example, a polycarbonate resin substrate having a guide groove for tracking on its surface, a disk shape of 12 cm in diameter and 0.6 mm in thickness, and excellent in processability and optical characteristics is preferable.
  • the tracking guide groove is preferably a meandering groove having a pitch of 0.74 ⁇ 0.03 ⁇ m, a groove depth of 22-40 ⁇ m, and a groove width of 0.2-0.4 m. By meandering the groove, it is possible to access a specific unrecorded track or to rotate the substrate at a constant linear velocity. Further, by making the groove deeper, the reflectivity of the optical recording medium decreases, and the degree of modulation can be increased.
  • the bonding layer for bonding the substrate 1 on which the information signal is written and the bonding substrate is a double-sided adhesive sheet in which an adhesive is applied to both sides of the base film, a thermosetting resin or It is formed by UV curing resin.
  • the thickness of the adhesive layer is usually about 50 m.
  • the bonding substrate does not need to be transparent when an adhesive sheet or a thermosetting resin is used as an adhesive layer, but when an ultraviolet-curable resin is used for the adhesive layer. It is preferable to use a transparent substrate that transmits ultraviolet light. Usually, the thickness of the bonding substrate is preferably 0.6 mm, which is the same as that of the transparent substrate 1 on which information signals are written. [0046] First protective layer
  • the first protective layer 2 preferably has good adhesion to the substrate and the recording layer, and preferably has high heat resistance. Further, the first protective layer 2 functions as a light interference layer that enables effective light absorption of the recording layer. Therefore, it is preferable to have optical characteristics suitable for repetitive recording at a high linear velocity.
  • the material of the first protective layer for example, SiO, SiO, ZnO, SnO, Al O, TiO
  • Metal oxides such as, InO, MgO, ZrO; nitrides such as SiN, A1N, TiN, BN, ZrN;
  • Sulfides such as ZnS, InS and TaS; carbides such as SiC, TaC, BC, WC, TiC and ZrC
  • Diamond-like carbon or a mixture thereof.
  • a mixture of ZnS and SiO is preferred.
  • the mixture molar ratio of ZnS and SiO (ZnS: SiO) is 50-90: 50.
  • the first protective layer 2 may be formed by various vapor deposition methods, for example, a vacuum deposition method, a sputtering method, a plasma CVD method, a photo CVD method, an ion plating method, an electron beam deposition method, and the like. Is mentioned. Among these, the sputtering method is superior in terms of mass productivity, film quality, and the like.
  • the film thickness of the first protective layer can be appropriately selected depending on the particular purpose, and is preferably 40 to 200 nm, more preferably 40 to 100 nm. If the film thickness is less than 0 nm, the substrate may be deformed because the substrate is heated at the same time as the recording layer is heated.If the film thickness exceeds 200 nm, the disk may be warped. The mechanical properties may be affected.
  • the second protective layer 4 preferably has good adhesion to the recording layer and the reflective layer, and preferably has high heat resistance. Further, the second protective layer 4 serves as a light interference layer that enables effective light absorption of the recording layer. Also, it is preferable to have optical characteristics suitable for repetitive recording at a high linear velocity.
  • the material of the first protective layer for example, SiO, SiO, ZnO, SnO, Al O, TiO
  • Metal oxides such as, InO, MgO, ZrO; nitrides such as SiN, A1N, TiN, BN, ZrN;
  • Diamond-like carbon or a mixture thereof.
  • a mixture of ZnS and SiO is preferred.
  • the mixture molar ratio of ZnS and SiO is 50-90: 50.
  • a method for forming the second protective layer 4 various vapor deposition methods, for example, a vacuum deposition method, a sputtering method, a plasma CVD method, a photo CVD method, an ion plating method, an electron beam deposition method, etc. Is used.
  • the sputtering method is superior in terms of mass productivity, film quality, and the like.
  • the thickness of the second protective layer is preferably in the range of 2 to 20 nm. Since the second protective layer has a direct effect on the cooling of the recording layer and has a large direct effect! / ⁇ , it is necessary to have a thickness of 2 nm or more to obtain good erasing characteristics and repeated recording durability. This is not preferable because it causes defects, lowers the durability of repeated recording, and lowers the recording sensitivity. On the other hand, if the thickness exceeds 20 nm, the cooling rate of the recording layer becomes slow, so that it is difficult to form a mark, and the mark area may be reduced.
  • the reflection layer 5 plays a role as a light reflection layer, and also plays a role as a heat dissipation layer for releasing heat applied to the recording layer by laser light irradiation during recording. Since the formation of an amorphous mark is greatly affected by the cooling rate due to heat dissipation, the selection of a reflective layer is important for a phase-change optical recording medium that can handle high linear velocities.
  • the reflective layer 5 can be made of, for example, a metal material such as Al, Au, Ag, Cu, and Ta, or an alloy thereof.
  • Cr, Ti, Si, Cu, Ag, Pd, Ta, or the like can be used as an additive element to these metal materials.
  • high thermal conductivity Z A highly reflective metal is desirable for pure Ag or Ag alloy, where the thermal conductivity of Ag is extremely high at 427 WZm'K, and an amorphous mark is formed immediately after the recording layer reaches a high temperature during recording. This is because a quenching structure suitable for the environment can be realized.
  • the amount of copper added is preferably about 0.1 to 10 atomic%, and particularly preferably 0.5 to 3 atomic%. Excessive calories of copper May reduce the high thermal conductivity of Ag.
  • the reflective layer 5 can be formed by various vapor phase growth methods, for example, a vacuum evaporation method, a sputtering method, a plasma CVD method, a photo CVD method, an ion plating method, an electron beam evaporation method, or the like.
  • a vacuum evaporation method for example, a vacuum evaporation method, a sputtering method, a plasma CVD method, a photo CVD method, an ion plating method, an electron beam evaporation method, or the like.
  • the sputtering method is superior in mass productivity, film quality, and the like.
  • the thickness of the reflective layer is usually 100 to 300 nm. If the thickness is less than 100 nm, the function as a reflective layer may not be sufficiently exhibited. If the thickness is more than 300 nm, productivity may be reduced, and mechanical characteristics such as disk warpage may be impaired. .
  • a third protective layer 8 between the second protective layer 4 and the reflective layer 5.
  • the third protective layer 8 As a material of the third protective layer 8, for example, Si, SiC, SiN, SiO, TiC, TiO, TiC Ti
  • TiC TiO, Si or SiC is particularly preferred in that it has a high barrier property.
  • pure Ag or Ag alloy When pure Ag or Ag alloy is used for the reflective layer, it contains sulfur such as a mixture of ZnS and SiO.
  • the third protective layer for preventing such a reaction includes (l) a barrier ability for preventing a sulfuration reaction of Ag, (2) being optically transparent to laser light, ( 3) Select an appropriate material from the viewpoint of low thermal conductivity for amorphous mark formation, (4) good adhesion to protective layer and reflective layer, and (5) easy formation.
  • TiC TiO, Si or SiC-based material that satisfies the above requirements
  • various vapor deposition methods for example, a vacuum deposition method, a sputtering method, a plasma CVD method, a photo CVD method, an ion plating method, an electron beam deposition method, and the like. Used.
  • the sputtering method is superior in terms of mass productivity, film quality, and the like.
  • the thickness of the third protective layer is preferably 2-20 nm, more preferably 2-10 nm. If the film thickness is less than 2 nm, it may not function as a Noria layer, and if it exceeds 20 nm, the degree of modulation may decrease. [0059] Interface layer
  • the interface layer 7-1 and 7-2 is provided between the first protective layer 2 and the recording layer 3 and / or between the recording layer and the second protective layer. Is preferably provided.
  • the interface layer is composed of ZrO, TiO, SiO, AlO, TaO, YO, MgO, CaO, NbO,
  • At least one selected from 22 22 23 25 23 22 and rare earth oxides is preferred.
  • the thickness of the interface layer is 2-lOnm. As a result, damage to the substrate when recording at high power can be reduced, so that the repetitive recording characteristics in high power recording are improved and the recording power margin can be widened. If the thickness of the interface layer is less than 2 nm, it may be difficult to form a uniform layer, and if it exceeds lOnm, film peeling may easily occur.
  • a resin protection layer 6 can be further provided on the reflection layer 5 as needed.
  • the resin protective layer has an effect of protecting the recording layer during the process and at the time when the product is formed, and is usually formed of an ultraviolet curable resin.
  • the thickness of the resin protective layer is preferably 2-5 / zm.
  • FIG. 5 is a schematic cross-sectional view of a two-layer optical recording medium.
  • This optical recording medium has a first information layer 18, an intermediate layer 20, a second information layer 28, and a first substrate 10.
  • the second substrate 25 is laminated in this order, and further has other layers as necessary.
  • the first information layer 18 includes an adhesive layer 11, a first lower protective layer 12, a first recording layer 13, a first upper protective layer 14, a first reflective layer 15, and a heat diffusion layer 16.
  • the second information layer 28 includes a second lower protective layer 21, a second recording layer 22, a second upper protective layer 23, and a second reflective layer 24.
  • a noria layer may be provided between the first upper protective layer 14 and the first reflective layer 15 and between the second upper protective layer 23 and the second reflective layer 24.
  • At least one of the first recording layer and the second recording layer contains the recording material represented by X 1 —Sb—X 2 —Sn of the present invention.
  • the optical recording medium having the multilayer structure recording with a further large capacity is possible.
  • the optical recording medium of the present invention has been described in detail.
  • the present invention is not limited to the above embodiment, and various changes may be made without departing from the gist of the present invention.
  • FIG. 6 it has a layer configuration in which a first protective layer 32, a recording layer 33, a second protective layer 34, a reflective layer 36, and a bonding substrate 38 are bonded on the upper surface of a substrate 31.
  • the sputtering target of the present invention is used for producing a recording layer, and in the first embodiment, contains a composition represented by the following formula 1.
  • X represents at least one element selected from Ga, Ge and In.
  • X represents at least one element selected from Au, Ag and Cu forces.
  • the recording layer preferably contains a composition represented by the following formula 11: ⁇ Equation 1 1>
  • the sputtering target of the present invention is used for producing a recording layer, and in the second embodiment, contains a composition represented by the following formula 2.
  • the sputtering target preferably contains a composition represented by the following formula 2-1.
  • X, X and ⁇ represent the same meaning as in the above formula 2.
  • the sputtering target contains a composition represented by the following formula 3 in which M is Sn in the above formula 2.
  • X and X represent the same meaning as in the above formula 2.
  • the sputtering target is Ga Ge In—Sb—X 2 Sn (where
  • X 2 represents at least one element selected from Au, Ag and Cu forces.
  • Y represents at least one element selected from Te, Al, Zn, Mg, Tl, Pb, Bi, Cd, Hg, Se, C, N, Mn and Dy.
  • the method of manufacturing the sputtering target can be appropriately selected depending on the particular purpose, and a predetermined charging amount is weighed in advance and heated and melted in a glass ampoule. Thereafter, this is taken out and pulverized by a pulverizer, and the obtained powder is heated and sintered. Thus, a disk-shaped sputtering target can be obtained.
  • an optical recording medium having the same capacity as a DVD-ROM suitable for high-speed recording at DVD3-8 times, especially DVD8 times or more, and having a uniform reflectance distribution after initialization. Further, according to the present invention, it is possible to provide an optical recording medium having the same capacity as a DVD-ROM and excellent repetitive recording characteristics in a wide recording linear velocity region, and a sputtering target for manufacturing the optical recording medium.
  • the method for producing an optical recording medium according to the present invention includes at least a recording layer forming step, an initial crystallization step, and further includes other steps as necessary.
  • the recording layer forming step is a step of forming a recording layer by a sputtering method using the sputtering target of the present invention.
  • the sputtering method is not particularly limited and can be appropriately selected from known methods depending on the purpose.
  • Ar gas is used as a film forming gas
  • an input voltage is 11 kW
  • a film forming gas flow rate is 10 to 10 kW.
  • 40 sccm is preferred.
  • Ar gas pressure in the chamber in one in sputtering 7. 0 X 10- 3 mTorr ( mbar) or less.
  • the initial crystallization step is a step of rotating the optical recording medium at a predetermined constant linear velocity and performing initial crystallization at a predetermined power density.
  • a gas phase method is generally used for film formation, and a resin film is used as the substrate, so that the film is formed at a low temperature. Therefore, since the recording layer immediately after film formation is in a quenched state from a high-energy gas phase, the recording layer is usually in an amorphous state and has a low reflectance. Therefore, it is preferable to form an amorphous mark in a crystallized state, because the reflectance of the optical recording medium can be kept higher. Therefore, initialization for crystallizing the information recording area of the disk is required. The initialization is performed by irradiating a high-power and large-diameter laser in the vicinity of the recording layer to scan and melt and slowly cool the recording layer.
  • a high-power laser and its optical system can generally use an arbitrary one, and a power wavelength of about 80 Onm is generally used.
  • Laser power of 500-3000mW is preferred [It is preferably 1000-1500 mW. It is preferable that the length is 30 to 200 m in the direction perpendicular to the scanning direction, where 0.5 ⁇ m is preferable. By using such a rectangular or elliptical spot, the range that can be scanned at one time can be increased. It is necessary to set optimal conditions for the scanning speed and irradiation power based on the thermal characteristics and optical characteristics of the optical recording medium.
  • the uniformity of the reflectance represented by the following formula 1 at the recording / reproducing laser beam wavelength (for example, 660 nm) of the unrecorded portion (crystal portion) after initialization is 0.10 or less. It is more preferably 0.05 or less. If the uniformity of the reflectance after the initialization is 0.10 or less, it is possible to guarantee constant recording characteristics without distribution in the disk surface.
  • Reflectivity uniformity (maximum value of reflectance-minimum value of reflectance) Average value of Z reflectance
  • the optical recording medium has a recording / reproducing laser beam wavelength of an unrecorded portion after initialization (for example, The reflectance at 660 nm) is preferably 18% or more, more preferably 20% or more. If the reflectance is less than 18%, signal reproduction and Z recording may be difficult.
  • At least one of information recording, reproducing, erasing, and rewriting is performed by irradiating a laser beam from the first protective layer side of the optical recording medium of the present invention.
  • the recording linear velocity of the optical recording medium is preferably, for example, equivalent to 8 ⁇ DVD speed (about 28 mZs).
  • recording light such as a semiconductor laser is irradiated from the substrate side via the objective lens.
  • the recording layer absorbs the light and locally raises the temperature.
  • information is recorded by generating marks having different optical characteristics. The information recorded as described above can be reproduced by irradiating the substrate side with a laser beam while rotating the optical recording medium at a predetermined linear velocity, and detecting the reflected light.
  • the optical recording apparatus comprises irradiating an optical recording medium with a laser beam from a light source.
  • the optical recording medium of the present invention is used as the optical recording medium.
  • the optical recording device can be appropriately selected depending on the purpose of the present invention.
  • a laser light source that is a light source such as a semiconductor laser that emits a laser beam, a laser-light source, A condensing lens that condenses light on an optical recording medium mounted on a spindle, an optical element that guides laser light emitted from a laser light source to a condensing lens and a laser light detector, and a laser that detects reflected light of laser light
  • a photodetector is provided, and other means are provided as necessary.
  • the optical recording device guides laser light emitted from a laser light source to a light collecting lens by an optical element, and collects and irradiates the laser light onto the optical recording medium with the light collecting lens to record the laser light on the optical recording medium. I do.
  • the optical recording device guides the reflected light of the laser light to the laser light detector, and controls the light amount of the laser light source based on the detected amount of the laser light by the laser light detector.
  • the laser light detector converts the detected amount of the detected laser light into a voltage or a current and outputs it as a detected amount signal.
  • Examples of the other means include a control means.
  • the control means can be appropriately selected depending on the purpose without particular limitation as long as the movement of each of the means can be controlled.
  • a sequencer for irradiating and scanning an intensity-modulated laser beam there are devices such as a computer.
  • the recording material has good recording characteristics and storage reliability even at a high speed recording of DVD3-10 ⁇ , especially DVD8 ⁇ or more, and the recording material is easily initialized, and the reflectance after initialization is high.
  • An optical recording medium having a uniform distribution can be provided.
  • a first protective layer, a recording layer, a second protective layer, a third protective layer, and a reflective layer were sequentially laminated.
  • a substrate with a guide groove having a track pitch of 0.74 m made of polycarbonate resin having a diameter of 12 cm and a thickness of 0.6 mm was prepared.
  • the film thickness on the substrate was deposited a first protective layer by sputtering so as to 65 nm, using a sputtering target having a composition of Ga Sb Ag (atomic 0/0), Arugo
  • OKW thickness on the first protective layer was deposited a recording layer such that 16 nm.
  • the target of the recording layer was previously weighed, melted and heated in a glass ampoule, taken out, crushed by a crusher, and the obtained powder was heated and sintered to obtain a disc-shaped target. It was shaped.
  • the composition ratio of the recording layer after film formation was measured by inductively coupled plasma (ICP) emission spectroscopy, the composition ratio was the same as the target charge amount.
  • ICP emission spectroscopy a sequential ICP emission spectrometer (SP S4000, manufactured by Seiko Instruments Inc.) was used.
  • the alloy composition of the recording layer is the same as the alloy composition of the sputtering target.
  • a second protective layer was formed on the pre-recording layer by a sputtering method so as to have a thickness of 14 nm.Then, using a sputtering target having a SiC force, the thickness of the second protective layer was adjusted to be nm on the second protective layer.
  • a third protective layer was formed by a sputtering method.
  • a reflective layer was formed on the third protective layer by a sputtering method so as to have a film thickness of 14 Onm using a sputtering target having a pure silver power.
  • an acrylic curable resin was applied on the reflective layer by a spinner so as to have a film thickness of 5 to 10 m, followed by ultraviolet curing to form a resin protective layer.
  • Example 2 a polycarbonate resin substrate having a diameter of 12 cm and a thickness of 0.6 mm was bonded on the resin protective layer using an adhesive.
  • the optical recording medium of Example 1 was manufactured (Example 2) -Preparation of optical recording medium- Same as Example 1 except that the composition of the recording layer was Ge Sb Ag in Example 1.
  • optical recording medium-Example 1 was repeated except that the composition of the recording layer was changed to Ga Sb Ag Te.
  • optical recording medium-Example 1 was repeated except that the composition of the recording layer was changed to Ga Sb Ag Mn.
  • the recording characteristics were evaluated using an optical disk evaluation device (DDU-1000, manufactured by Pulstec) having a pickup with a wavelength of 660 nm and NA of 0.65.
  • the evaluation was performed by evaluating the CZN ratio when the 3T single non-turn was overwritten 10 times by the EFM + modulation method under the condition of the density of 0.267 ⁇ mZbit.
  • the evaluation criteria are as follows.
  • Comparative Example 1 the state of the recording layer after initialization was observed with a transmission electron microscope (TEM), and the difference in crystal state was evaluated (see FIG. 7).
  • TEM transmission electron microscope
  • the CZN ratio is required to be at least 45 dB or more, and if it is 50 dB or more, a more stable system can be realized. Therefore, the recording characteristics were evaluated as “X” when the CZN specific force was less than 5 dB, “ ⁇ ” when it was 45 dB or more and less than 50 dB, and “ ⁇ ” when it was 50 dB or more.
  • Example 1 Example 2 Example 3 Reflective layer Ag Ag Ag
  • J ZnS-Si0 2 ZnS-Si0 2 ZnS-Si0 2 formed recording layer ua 9 Sb 86 Ag 5 Ge 16 Sb 79 Ag 5 In 13 Sb 82 Ag 5
  • the first protective layer, recording layer, second protective layer, third protective layer, and reflective layer are sequentially laminated on the substrate by a sputtering method (sputtering apparatus, Big Sprinter, manufactured by Nuaxis Corporation). did.
  • a truck made of polycarbonate resin with a diameter of 12 cm and a thickness of 0.6 mm was used as a substrate.
  • a substrate with a meandering groove having a pitch of 0.74 m was prepared as a substrate.
  • the film thickness on the substrate was deposited a first protective layer by sputtering so as to 65 nm, using a sputtering target having a composition of Ga Sb Ag Sn (atomic 0/0),
  • a recording layer was formed on the first protective layer to a thickness of 16 nm by a sputtering method at an argon gas pressure of 3 ⁇ 10 ⁇ 3 torr and a DC power of 1. OkW.
  • the target of the recording layer was previously weighed, heated and melted in a glass ampoule, taken out, pulverized by a pulverizer, and heated and sintered to obtain a disc-shaped target. Shaped.
  • the composition ratio of the recording layer after film formation was measured by inductively coupled plasma (ICP) emission spectroscopy, the composition ratio was the same as the target charge amount.
  • ICP emission spectroscopy a sequential ICP emission spectrometer (Seiko Instruments Inc., SPS4000) was used.
  • the alloy composition of the recording layer is the same as the alloy composition of the sputtering target.
  • a second protective layer was formed on the pre-recording layer by a sputtering method so as to have a film thickness of lOnm.Then, using a sputtering target having a SiC force, the thickness of the second protective layer was reduced to nm on the second protective layer.
  • a third protective layer was formed by a sputtering method.
  • a reflective layer was formed on the third protective layer by a sputtering method so as to have a film thickness of 14 Onm using a sputtering target having a pure silver power.
  • an acrylic curing resin manufactured by Dainippon Ink and Chemicals, Inc., SD3178 was applied on the reflective layer with a spinner so that the film thickness would be 5-10 / zm, and then UV cured. To form a resin protective layer.
  • Example 9 an optical recording medium of Example 8 was produced (Example 9). -Production of optical recording medium-Example 8 was repeated except that the composition of the recording layer was changed to Ga Sb Ag Sn.
  • optical recording medium-Example 8 was repeated except that the composition of the recording layer was changed to Ga Ge Sb Ag Sn.
  • An optical recording medium of Example 10 was produced in the same manner as in Example 8.
  • optical recording medium-Example 8 was repeated except that the composition of the recording layer was changed to Ga Ge Sb Ag Sn.
  • An optical recording medium of Example 11 was produced in the same manner as in Example 8.
  • optical recording medium-Example 8 was repeated except that the composition of the recording layer was changed to Ga In Sb Ag Sn.
  • An optical recording medium of Example 12 was produced in the same manner as in Example 8.
  • optical recording medium-Example 8 was repeated except that the composition of the recording layer was changed to Ge Sb Ag Sn.
  • Example 8 Preparation of optical recording medium-Example 8 was the same as Example 8 except that the composition of the recording layer was changed to In Sb Ag Sn Sn Te.
  • An optical recording medium of Example 15 was produced in the same manner as in Example 8.
  • optical recording media optical disks
  • Comparative Example 2 the initialization method, the disk evaluation after the initialization, the evaluation of the recording characteristics, and The storage reliability was evaluated.
  • the laser beam of No. 2 was irradiated by moving it at a constant feed amount in the radial direction.
  • the recording characteristics were evaluated using an optical disk evaluation device (DDU-1000, manufactured by Pulstec) with a pickup at a wavelength of 660 nm and NA of 0.65.
  • the CZN ratio when the 3T single pattern was overwritten 10 times by the EFM + modulation method under the condition of 267 ⁇ mZbit was evaluated according to the following criteria. The evaluation results are shown in Table 41 and Table 6.
  • the CZN ratio when realizing a rewritable optical disk system, the CZN ratio must be at least 45 dB or more, and if it is 50 dB or more, a more stable system can be realized.
  • the crystallization limit speed is a physical property value representing the characteristics of a recording material, and is obtained by irradiating a rotating optical disk with DC light having a constant power and irradiating an optical beam linear velocity of an optical disk reflectivity (i.e., an optical disk rotational speed).
  • Dependency (however, linear velocity dependency in the recording Z playback system) Means the linear velocity at which the sharp drop in reflectivity begins, as shown in FIG.
  • the crystallization limit speed of the optical disc (see Fig. 8) is 20m / s or more
  • the crystallization limit speed of the optical disc (see Fig. 8) is less than 20 m / s
  • ⁇ indicates that the optimum recording laser power for recording a pattern is less than 40 mW
  • X indicates that the optimum recording laser power is 40 mW or more. Table 6 shows the evaluation results.
  • the reflectance of the unrecorded portion after initialization at the recording / reproducing laser beam wavelength (660 nm) was measured using the optical disc evaluation device under the conditions of a reproducing speed of 3.5 mZs and a read power of 0.7 mW, and evaluated. .
  • the evaluation results are shown in Table 41 and Table 6.
  • the reflectance of the unrecorded portion after the initialization at the recording / reproducing laser beam wavelength (660 nm) is preferably 18% or more, more preferably 20% or more. If the reflectivity is less than 18%, it may be difficult to reproduce and record a signal in Z.
  • Example Example 12 Example 13 Recording material GaioIn2t b7oAg 3 Sn-
  • Example 12 did not have the effect of increasing the crystallization speed as much as Ga, so that the CN ratio was slightly smaller than that of Example 8, but it was still 45 dB or more. They have a strong CN ratio and can expect good recording characteristics. Further, in Example 14, good storage reliability was able to be obtained by the effect of Te even though Ge was not contained and the Sb ratio was high.
  • the optical recording medium of the present invention is suitably used for various optical recording media such as CD-R, CD-RW, DVD and the like, particularly for high-speed recording medium of DVD3-10x speed, especially DVD8x speed or more.
  • the optical recording medium of the present invention is a rewritable (phase change type) optical recording medium, in particular, a CAV recording capable of recording at a maximum speed of 8 ⁇ in DVD + RW and an optical recording capable of backward compatibility in 3 ⁇ recording. It can be widely applied to recording media.

Abstract

　ＤＶＤ３～１０倍速、特にＤＶＤ８倍速以上の高速記録においても良好な記録特性及び保存信頼性を有し、かつ記録材料の初期化が容易で初期化後の反射率分布が一様な光記録媒体等を提供することを目的とする。このため、基板と、該基板上に少なくとも第１保護層、記録層、第２保護層、及び反射層をこの順及び逆順のいずれかに有してなり、該記録層が、（Ｘ１）αＳｂβ（Ｘ２）γ（ただし、Ｘ１は、Ｇａ、Ｇｅ及びＩｎから選択される少なくとも１種の元素を表す。Ｘ２は、Ａｕ、Ａｇ及びＣｕから選択される少なくとも１種の元素を表す。α、β、及びγは、それぞれの元素の原子％を表し、２≦α≦２０、５５≦β≦９５、及び０＜γ≦１０であり、かつα＋β＋γ＝１００である）で表される組成を含有する光記録媒体である。

Description

明 細 書
光記録媒体及びその製造方法、スパッタリングターゲット、並びに光記録 媒体の使用方法及び光記録装置
技術分野
[0001] 本発明は、 DVD3— 10倍速、特に DVD8倍速以上の高速記録においても良好な 記録特性及び保存信頼性を有し、かつ記録材料の初期化が容易で初期化後の反 射率分布が一様な光記録媒体 (以下、「相変化型光情報記録媒体」、「相変化型光 記録媒体」、「光情報記録媒体」、「情報記録媒体」と称することがある)及び該光記録 媒体の製造方法、スパッタリングターゲット、並びに光記録媒体の使用方法及び光記 録装置に関する。
背景技術
[0002] 半導体レーザービームの照射により情報の書換えが可能な光記録媒体の一つとし て、結晶一非晶質間又は結晶一結晶間の転移を利用した、いわゆる相変化型光記録 媒体が知られている。この光記録媒体は単一ビームによる繰り返し記録が可能であり 、またドライブ側の光学系がより単純であることを特徴とし、コンピュータ関連や映像 音響に関する光記録媒体として応用され世界的に普及している。そして、 CD— R、 C
D— RW、 DVD等の光記録媒体は普及とともに既に高速記録ィヒが進んできており、 今後、高密度画像記録などへの展望から、記録媒体の容量及び密度の増加が望ま れ、更なる高速記録が課題となっている。
[0003] 前記光記録媒体は、一般的に、基板とこの基板上に設けられた記録層とから構成 され、通常、記録層の両面には耐熱性及び透光性を有する保護層が設けられている 。また、光ビーム入射方向と反対側の保護層上には、反射層が積層されている。前 記光記録媒体は、レーザー光のパワーを変化させるだけで記録及び消去が可能で あり、記録方式は、一般に結晶状態を未記録状態及び消去状態とし、非晶質状態を 記録マーク（アモルファスマーク）として!/、る。
[0004] 前記光記録媒体では、記録層の結晶状態 Z非晶質状態への切り替えは 3つの出 カレベルでパルス化された集束レーザービームを用いている。この際、最も高い出力 レベルは記録層の溶融に使用される。中間の出力レベルは融点直下、結晶化温度 よりも高 、温度まで記録層を加熱するのに使用される。最も低 、レベルは記録層の 加熱又は冷却の制御に使用される。そして、最も高い出力レベルのレーザーパルス により溶融した記録層は、続く急冷により非晶質ないしは微結晶となって反射率の低 下が起こり、記録マークとなる。また、中間出力のレーザーパルスでは全て結晶質と なり消去が可能となる。このように、出力レベル間で書込みレーザーパルスを変化さ せることによって、記録層に交互に結晶領域と非晶質領域を作成することができ、情 報が記憶される。
[0005] 前記光記録媒体において、高速記録を実現するに当たっては、記録層に速い結晶 化速度を有する相変化材料が求められる。このような相変化材料としては、これまで に、 Sb— Teをベースに Ga、 Ge、 In等が添加された系を採用している（特許文献 1一 16、及び非特許文献 1参照)。これはカルコゲン元素（S、 Se、 Te)が「多くの元素と 結合して多種の非晶質状態を作る」という特徴を有するためであり、この特徴が特に Teを中心に相変化材料の必須構成元素として注目されてきた理由の一つである。
[0006] 高速記録の実現は、記録層材料の結晶化速度を速めるだけでは不充分であり、同 時に非結晶部分 (マーク）の安定性も確保する必要がある。通常、結晶化速度の速 い記録材料を用いると非結晶部分の安定性が困難となるが、結晶化速度が速くても 結晶化温度の高!、材料を用いれば、一度形成させたマークを長時間安定して保つ ことができる。例えば、高速記録材料の一つとして知られる GaSb系の相変化材料は 結晶化速度が極めて速ぐまたその結晶化温度も 350°Cと非常に高いことが報告さ れている。（非特許文献 1参照)。このような記録材料を用いれば、例えば、 DVDの 8 倍速以上の高速記録が可能で、マークの保存信頼性にも優れた記録媒体を提供で きる。
し力 ながら、このような記録材料の大きな欠点として、「初期化不良」の問題がある このような記録材料においては、その高い結晶化温度ゆえに初期化が困難となり、仮 に高いパワーを投入して初期化を行っても、初期化後のディスクの反射率が場所に よってばらつき、記録特性に大きな影響を与えてしまう。 したがって、 DVD3— 10倍速、特に DVD8倍速以上の高速記録においても良好 な記録特性及び保存信頼性を有し、かつ記録材料の初期化が容易で初期化後の反 射率分布が一様な光記録媒体は、未だ得られておらず、その速や力な提供が望ま れているのが現状である。
[0008] 特許文献 1 特開昭 60- -179954号公報
特許文献 2特公平 03- -052651号公報
特許文献 3特公平 04- -001933号公報
特許文献 4特開平 05- -286249号公報
特許文献 5特開平 07- -065414号公報
特許文献 6特開平 07- -120867号公報
特許文献 7特開平 08- -212604号公報
特許文献 8特開 2000- -190637号公報
特許文献 9特開 2000- -339750号公報
特許文献 10：特開 2001-067722号公報
特許文献 11：特開 2002 - 264514号公報
特許文献 12：特開 2002-283726号公報
特許文献 13 :特開 2002-331758号公報
特許文献 14 :特開 2003— 006859号公報
特許文献 15：特許第 2941848号公報
特許文献 16 :特許第 3214210号公報
特許文献 1： "Phase— Change optical data storage in GaSb", Aplied O pticas, Vol. 26, No. 22115, November, 1987
発明の開示
[0009] 本発明は、従来における問題を解決し、前記要望に応え、 DVD3— 10倍速、特に DVD8倍速以上の高速記録においても良好な記録特性及び保存信頼性を有し、か つ記録材料の初期化が容易で初期化後の反射率分布が一様な光記録媒体、及び 該光記録媒体の製造方法、スパッタリングターゲット、並びに光記録媒体の使用方法 及び光記録装置を提供することを目的とする。 [0010] 前記課題を解決するため本発明者らは、 DVD3— 10倍速、特に DVD8倍速以上 の高速記録の達成を目標とした光記録媒体の開発過程において、高速記録に特に 適すると思われる Ga— Sb系材料に着目して鋭意検討を重ねた結果、 Ga— Sb系材料 に Au、 Ag、及び Cuから選択される少なくとも 1種の元素を記録層内部に結晶性粒 子として均一に分散させることによって、初期化の問題を飛躍的に改善し得ることを 知見した。また、 Ga— Sb系材料に Sn等を添加することによって DVD8倍速以上の高 速記録においても良好な記録特性及び保存信頼性を満たす光記録媒体を提供でき ることを知見した。
[0011] 本発明は、本発明者らによる前記知見に基づくものであり、前記課題を解決するた めの手段としては、以下の通りである。即ち、
< 1 > 基板と、該基板上に少なくとも第 1保護層、記録層、第 2保護層、及び反射 層をこの順及び逆順のいずれかに有してなり、該記録層が、下記式 1で表される組成 を含有することを特徴とする光記録媒体である。
<式 1 >
(X ) Sb (X )
1 2
ただし、前記式 1中、 Xは、 Ga、 Ge及び Inから選択される少なくとも 1種の元素を表 す。 Xは、 Au、 Ag及び Cu力 選択される少なくとも 1種の元素を表す。 α、 β、及び
2
γは、それぞれの元素の原子％を表し、 2≤ α≤20, 55≤ β≤95、及び 0く γ≤1 0であり、かつ α + j8 + γ = 100である。
本発明の第 1形態に係る光記録媒体においては、前記記録層が、上記組成を含有 しているので、 DVD8倍速相当（約 28mZs)の高速記録においても良好な記録特 性及び保存信頼性を有し、かつ記録材料の初期化が容易で初期化後の反射率分 布が一様な光記録媒体が得られる。
[0012] < 2> 基板と、該基板上に少なくとも第 1保護層、記録層、第 2保護層、及び反射 層をこの順及び逆順のいずれかに有してなり、該記録層が、下記式 2で表される組成 を含有することを特徴とする光記録媒体である。
<式 2>
(X ) Sb (X ) — M
1 2 δ ただし、前記式 2中、 は、 Ga、 Ge及び Inから選択される少なくとも 1種の元素を表 す。 Xは、 Au、 Ag及び Cu力 選択される少なくとも 1種の元素を表す。 Mは、 X、 S
2 1 b、及び X以外の元素、並びに該元素の混合物力 選択される少なくとも 1種の元素
2
を表す。 α、 j8、 γ及び δは、それぞれの元素の原子％を表し、 2≤ α≤20, 55≤ β≤95、及び 0く γ≤10、 0< δ≤40であり、力つ α + β + γ + δ = 100である。 本発明の第 2形態に係る光記録媒体においては、前記記録層が、上記組成を含有 しているので、 DVD3— 10倍速、特に DVD8倍速以上の高速記録においても良好 な記録特性及び保存信頼性を有し、かつ記録材料の初期化が容易で初期化後の反 射率分布が一様な光記録媒体が得られる。
< 3 > Μ力 Te、 Al、 Zn、 Mg、 Tl、 Pb、 Sn、 Bi、 Cd、 Hg、 Se、 C、 N、 Mn、及び Dyから選択される少なくとも 1種である前記く 2 >に記載の光記録媒体である。該< 3 >に記載の光記録媒体においては、 Tl、 Pb、 Sn、 Bi、 Al、 Mg、 Cd、 Hg、 Mn、又 は Dyも結晶化速度を速くする効果があり、高速記録を実現できる。しかし、良好な記 録特性を維持したまま、結晶化速度を速くする能力は Ga、 Inに比べ劣るため、これら の元素の合計添力卩量は 20原子％以下が好ましい。また Te、 Al、 Zn、 Se、 C、 N、 Se については、 Ge程の効果を期待することはできないが、同様に保存信頼性の改善に 効果がある。
<4> 記録層が、下記式 3で表される組成を含有する前記 < 2>から < 3 >のい ずれかに記載の光記録媒体である。該 < 4 >に記載の光記録媒体は、 Snを必須成 分として含む。 Snは、 Ga、 Inと同様に記録材料の結晶化速度を速める効果を有する ばかりでなぐ Ga、 Inに比べて、記録材料の融点降下、記録媒体の感度向上、反射 率向上、初期化ノイズ低減に有効であり、従って、総合的に記録特性を向上させる非 常に優れた添加元素である。 Snの含有量が 40原子％を超えると、結晶化速度が速 くなりすぎアモルファス化が困難となるため好ましくない。
<式 3 >
(X ) Sb (X ) — Sn
1 2 δ
ただし、前記式 3中、 X、及び Xは、上記式 2と同じ意味を表す。 α、 β、 γ及び δ
1 2
は、それぞれの元素の原子％を表し、 2≤ α≤20、 55≤ β≤95,及び 0< Ύ≤10、 0< δ≤40であり、かつ α + + γ + δ = 100である。
<5> 記録層が、 Ga Ge In — Sb —X2 Sn Y (ただし、 X2は、 Au、 Ag及び
δ n
Cuから選択される少なくとも 1種の元素を表す。 Yは、 Te、 Al、 Zn、 Mg、 Tl、 Pb、 Bi 、 Cd、 Hg、 Se、 C、 N、 Mn及び Dyから選択される少なくとも 1種の元素を表す。）で 表され、糸且成比率 (原子0 /ο) α、 j8、 γ、 δ、 ε、 ζ及び 7?力 次式、 0≤ひ≤20、 0 ≤ j8≤20、 0≤ γ≤ 20 (ただし、 α、 β、 γがすべて 0である場合を除く）、 40≤ δ≤ 95、 0< ε ≤10、 0≤ ζ ≤40、 0≤ ≤10、 α + β + γ + δ + ε + ζ + η =100 を満たす前記 < 1 >力 < 4 >の 、ずれかに記載の光記録媒体である。
<6> 記録層が、非晶質相（アモルファス）と結晶相との可逆的な相変化を利用し て情報の記録、再生、消去及び書換えの少なくともいずれかを行う前記 <1>から < 5 >の 、ずれかに記載の光記録媒体である。
<7> 記録層の膜厚力 6— 20nmである前記 <1>から <6>のいずれかに記 載の光記録媒体である。
<8> 第 1保護層及び第 2保護層が ZnSと SiOとの混合物を含有する前記 <1>
2
力 < 7 >のいずれかに記載の光記録媒体である。該 < 8 >に記載の光記録媒体に おける第 1保護層及び第 2保護層は、 ZnSと SiOの混合物を含有する。該 ZnSと Si
2
Oの混合物は、耐熱性、低熱伝導率性、化学的安定性に優れており、膜の残留応
2
力が小さぐ記録 Z消去の繰り返しによっても記録感度、消去比などの特性劣化が起 きにくぐ記録層との密着性にも優れて ヽる t ヽぅ利点がある。
<9> 反射層が、 Ag及び Ag合金のいずれかを含有する前記 <1>から <8>の いずれかに記載の光記録媒体である。該 < 9 >に記載の光記録媒体は、純 Ag又は Ag合金は熱伝導率が極めて高ぐ記録時に記録層が高温に達した後直ぐに、ァモ ルファスマーク形成に適した急冷構造を実現でき、良好な反射層を形成できる。
<10> 第 2保護層と反射層との間に硫黄を含まない第 3保護層を有し、該第 3保 護層が SiC及び Siの少なくとも 、ずれかを含有する前記 <1>から <9>の 、ずれか に記載の光記録媒体である。前記 < 10 >に記載の光記録媒体のように反射層が、 特に Agを含有する場合、 ZnSと SiOの混合物のような硫黄を含む材料を第 2保護
2
層に用いると、硫黄が Agと反応して反射層を腐食してしまうため、光記録媒体におけ る第 3保護層第 2保護層と反射層との間に設けることで Agの硫ィ匕を防止でき、光記 録媒体の信頼性を確保することができる。
[0015] < 11 > 記録層と第 1保護層との間、及び記録層と第 2保護層との間の少なくとも いずれかに、酸ィ匕物を含有する界面層を有する前記 < 1 >からく 10>のいずれか に記載の光記録媒体である。
< 12> 初期化後の未記録部の記録再生レーザー光波長における、下記数式 1 で表される反射率の均一度が 0. 10以下である前記 < 1 >力ら< 11 >の!、ずれかに 記載の光記録媒体である。
<数式 1 >
反射率の均一度 = (反射率の最大値 -反射率の最小値) z反射率の平均値 該< 12>に記載の光記録媒体においては、初期化後（結晶状態)の反射率のばら つきは記録特性に大きく影響を与え、ディスク内の全てのデータ領域において、一定 した記録特性を得ることが困難となる。初期化後の未記録部の記録再生レーザー光 波長における、下記数式 1で表される反射率の均一度を 0. 10以下に規定することで 、ディスク面内で分布のない、一定した記録特性を保証することができる。
< 13 > 基板力 溝ピッチ 0. 74±0. 03 μ m、溝深さ 22— 40nm、溝幅 0. 2-0. 4 mの蛇行溝を有する前記 < 1 >から < 12 >のいずれかに記載の光記録媒体で ある。該く 13 >に記載の光記録媒体においては、現状の DVD+RW媒体の規格に 準拠した高速記録が可能な DVD+RW媒体を提供することができる。溝を蛇行させ ることによって、未記録の特定トラックにアクセスさせることや、基板を一定線速度で 回転させることができる。
< 14> DVD3— 10倍速の記録速度で記録可能である前記 < 1 >から < 13 >の いずれかに記載の光記録媒体である。該< 14 >に記載の光記録媒体においては、 現状の DVD+RW媒体の規格に準拠し、具体的には 3— 10倍速相当 =約 lOmZs 一 36mZsの高速記録が可能である。
[0016] < 15 > 下記式 1で表される組成を含有し、記録層の製造に用いられることを特徴 とするスパッタリングターゲットである。
<式 1 > (X) Sb (X)
ただし、前記式 1中、 は、 Ga、 Ge及び Inから選択される少なくとも 1種の元素を表 す。 Xは、 Au、 Ag及び Cu力 選択される少なくとも 1種の元素を表す。 α、 β、及び γは、それぞれの元素の原子％を表し、 2≤ α≤20, 55≤ β≤95、及び 0く γ≤1 0であり、かつ α + j8 + γ = 100である。
<16> 下記式 2で表される組成を含有し、記録層の製造に用いられることを特徴 とするスパッタリングターゲットである。
<式 2>
(X) Sb (X) — M
ただし、前記式 2中、 は、 Ga、 Ge及び Inから選択される少なくとも 1種の元素を表 す。 Xは、 Au、 Ag及び Cu力 選択される少なくとも 1種の元素を表す。 Mは、 X、 S b、及び X以外の元素、並びに該元素の混合物力 選択される少なくとも 1種の元素 を表す。 α、 j8、 γ及び δは、それぞれの元素の原子％を表し、 2≤ α≤20, 55≤ β≤95、及び 0く γ≤10、 0< δ≤40であり、力つ α + β + γ + δ =100である。 <17> Μ力 Te、 Al、 Zn、 Mg、 Tl、 Pb、 Sn、 Bi、 Cd、 Hg、 Se、 C、 N、 Mn、及 び Dyから選択される少なくとも 1種である前記く 16 >に記載のスパッタリングターゲ ットである。
<18> 下記式 3で表される組成を含有する前記く 16 >力らく 17 >のいずれか に記載のスパッタリングターゲットである。
<式 3>
(X) Sb (X) — Sn
ただし、前記式 3中、 X、及び Xは、上記式 2と同じ意味を表す。 α、 β、 γ及び δ は、それぞれの元素の原子％を表し、 2≤ α≤20, 55≤ β≤95、及び 0く γ≤10、 0< δ≤40であり、かつ α + + γ + δ = 100である。
<19> Ga Ge In — Sb — X2 Sn Υ (ただし、 X2は、 Au、 Ag及び Cuから選 択される少なくとも 1種の元素を表す。 Υは、 Te、 Al、 Zn、 Mg、 Tl、 Pb、 Bi、 Cd、 Hg 、 Se、 C、 N、 Mn及び Dyから選択される少なくとも 1種の元素を表す。）で表され、 α 、 j8、 γ、 δ、 ε、 及び7}カ 次式、0≤ 0；≤20、0≤ |8≤20、0≤ ≤20(ただし 、 a、 β、 γがすべて 0である場合を除く）、 40≤ δ≤95、0< ε ≤10、0≤ ζ≤40、 0≤ ≤10、 α + β + γ + δ + ε + ζ + r? = 100を満たす前記く 15 >からく 18 >のいずれかに記載のスパッタリングターゲットである。
前記く 15 >からく 19 >のいずれかに記載のスパッタリングターゲットにおいては、 前記記録層の形成を所定組成の合金ターゲットを使用したスパッタリング法を用 ヽて 行うことによって、所望の記録層組成を得ることができ、 DVD3— 10倍速、特に DVD 8倍速以上の高速記録においても良好な記録特性及び保存信頼性を有し、かつ記 録材料の初期化が容易で初期化後の反射率分布が一様な光記録媒体を安定に提 供できる。
[0017] < 20 > 基板上に少なくとも第 1保護層、記録層、第 2保護層、及び反射層をこの 順及び逆順のいずれかに有してなる光記録媒体の製造方法において、前記く 15 > 力らく 19 >のいずれかに記載のスパッタリングターゲットを用いてスパッタリング法に より記録層を成膜する記録層形成工程を含むことを特徴とする光記録媒体の製造方 法である。
本発明の光記録媒体の製造方法では、前記記録層形成工程において、本発明の 前記スパッタリングターゲットを用いてスパッタリング法により記録層を成膜する。その 結果、 DVD3— 10倍速、特に DVD8倍速以上の高速記録においても良好な記録特 性及び保存信頼性を有し、かつ記録材料の初期化が容易で初期化後の反射率分 布が一様な光記録媒体を効率よく製造することができる。
[0018] < 21 > 前記く 1 >からく 14 >のいずれかに記載の光記録媒体における第 1保 護層側からレーザー光を照射して情報の記録、再生、消去及び書換えの少なくとも いずれかを行うことを特徴とする光記録媒体の使用方法である。
本発明の光記録媒体の使用方法においては、前記本発明の光記録媒体に対し、 レーザー光を照射することにより情報の記録、再生、消去及び書換えの少なくともい ずれかを行う。その結果、安定かつ確実に情報の記録、再生、消去及び書換えのい ずれ力を効率よく行うことができる。
[0019] < 22 > 光記録媒体に光源からレーザー光を照射して該光記録媒体に情報の記 録、再生、消去及び書換えの少なくともいずれかを行う光記録装置において、前記 光記録媒体が、前記 < 1 >から < 14 >のいずれかに記載の光記録媒体であることを 特徴とする光記録装置である。
本発明の光記録装置は、光記録媒体に光源からレーザー光を照射して該光記録 媒体に情報の記録、再生、消去及び書換えの少なくともいずれかを行う光記録装置 において、前記相変化型光記録媒体として本発明の前記光記録媒体を用いる。該 本発明の光記録装置においては、安定かつ確実に情報の記録、再生、消去及び書 換えの少なくともいずれかを行うことができる。
図面の簡単な説明
[0020] [図 1]図 1は、本発明の光記録媒体の一例を示す概略断面図である。
[図 2]図 2は、本発明の光記録媒体の他の一例を示す概略断面図である。
[図 3]図 3は、本発明の光記録媒体の更に他の一例を示す概略断面図である。
[図 4]図 4は、本発明の光記録媒体の更に他の一例を示す概略断面図である。
[図 5]図 5は、本発明の 2層構造の光記録媒体の層構成の一例を示す説明図である
[図 6]図 6は、本発明の光記録媒体の層構成の一例を示す説明図である。
[図 7]図 7は、比較例 1における初期化後の記録層の状態を透過電子顕微鏡により観 察した結果を示す図である。
[図 8]図 8は、照射光ビーム線速度と光ディスク反射率との関係を示すグラフである。 発明を実施するための最良の形態
[0021] (光記録媒体）
本発明の光記録媒体は、基板と、該基板上に少なくとも第 1保護層、記録層、第 2 保護層、及び反射層をこの順及び逆順のいずれかに有してなり、更に必要に応じて その他の層を有してなる。
前記光記録媒体は、第 1保護層側からレーザー光を照射して情報の記録、再生、 消去及び書換えの少なくともいずれかを行うものである。
[0022] 記録層一
前記記録層は、レーザー光を照射して結晶相とアモルファス相の間で相変化させ ることにより信号を記録及び消去する。この場合、結晶相とアモルファス相では反射 率が異なるが、通常は未記録状態を高反射率の結晶相とし、この結晶相に高パワー のレーザーノ ルスを照射して記録層を加熱し急冷することにより低反射率であるァモ ルファスマークを信号として記録する。
[0023] 本発明の光記録媒体は、第 1形態では、記録層が、 DVD3— 10倍速、特に DVD8 倍速以上の高速記録においても良好な記録特性及び保存信頼性を有し、かつ記録 材料の初期化が容易で初期化後の反射率分布が一様となる相変化材料として、下 記式 1で表される組成を含有する。
<式 1 >
(X ) Sb (X )
1 2
ただし、前記式 1中、 Xは、 Ga、 Ge及び Inから選択される少なくとも 1種の元素を表 す。 Xは、 Au、 Ag及び Cu力 選択される少なくとも 1種の元素を表す。 α、 β、及び
2
γは、それぞれの元素の原子％を表し、 2≤ α≤20, 55≤ β≤95、及び 0く γ≤1 0であり、かつ α + j8 + γ = 100である。
この場合、前記記録層が、下記式 1 1で表される組成を含有することがより好まし い。
<式 1 1 >
(X ) Sb (X )
1 2
ただし、前記式 1 1中、 X
1及び X
2は、上記式 1と同じ意味を表す。 α、 β、及び γ は、それぞれの元素の原子％を表し、 4≤ α≤8、 84≤ β≤92、及び 4≤ γ≤8であ り、かつ α + j8 + γ = 100である。
[0024] 前記記録層における主要構成元素である Sbは、高速記録を実現できる優れた相 変化材料であり、 Sb比を変化させることで結晶化速度を調整でき、 Sbの比率を高く すれば結晶化速度を速めることができる。しかし、 Sb単独では、 DVD8倍速相当（約 28m/s)の速 、結晶化速度及び保存安定性に優れた記録層材料を実現することが 困難である。このため、オーバーライト特性や保存信頼性を損なわずに結晶化速度 を速める方法として、 Ga、及び Inから選ばれる少なくとも 1種の元素を添加する。また 、保存信頼性を向上させる方法として Ge、及び Inから選択される少なくとも 1種の元 素、特に Geを添加する。 [0025] 前記 Gaは、少な 、添加量で結晶化速度を速くすることができ、また相変化材料の 結晶化温度を高める効果を有することからマークの安定性 (保存信頼性）に効果的で ある。
前記 Geは、結晶化速度を速める効果は持たないが、 Gaほど結晶化温度を上げる ことなぐ少量の添カ卩により保存信頼性を飛躍的に向上させることができるため、 Gaと 同様に重要な元素である。
前記 Inは、 Gaと同様の効果を持ち、 Gaほど結晶化温度を高くしないというメリットが あるため、初期化の問題を考慮した場合、 Gaを補う元素として用いると有効である。 従って X— Sb系（ただし、 Xは Ga、 Ge、 Inから選ばれる少なくとも 1種の元素を表 す)の相変化材料は、組成比の調整により結晶化速度が速くかつ保存安定性に優れ た記録層材料を設計することができる。しかし、上述したように、これらの材料は一般 に結晶化温度が高いという欠点を有しており、初期化不良の問題が新たに生じる。
[0026] このような Ga— Sb、 Ge— Sb、及び In— Sb系の相変化材料は、組成比の調整で結晶 化速度が速くかつ保存安定性に優れた、具体的には、 DVD3— 10倍速、特に DVD 8倍速相当の記録材料を設計することができる。し力しながら、先に述べたように、こ のような材料は一般に結晶化温度が高いという欠点を有し、初期化不良の問題を新 たに生じさせてしまう。そこで更に、 Au、 Ag、及び Cuから選ばれる少なくとも 1種の元 素を添加する。 Au、 Ag及び Cuの少なくともいずれかの添カ卩によって初期化不良が 改善される原因は、おそらぐこれらの元素が記録材料中で結晶性粒子として存在し 、初期化時の「結晶核」となり結晶化を促進させるからであると考えられる（図 7の「透 過電子顕微鏡写真による初期化後の記録層の状態」を参照)。
[0027] したがって前記記録層中に Au、 Ag、及び Cuから選択される少なくとも 1種の元素 を添加し、結晶性粒子を生成させれば、記録層中に予め「結晶核」を生成させておく ことができ、高速結晶化材料の初期化問題が解決できる。
金属結晶性粒子は、記録層中に存在する金属原子を X
2とすると、次の〔反応式 1〕 の過程を経て生成される。
〔反応式 1〕 nX °+加熱→(X °) (結晶性粒子）
2 2 n
また、記録層中に金属原子力 Sイオンと存在している場合は、次の〔反応式 2〕の過程 ち考免られる。
〔反応式 2〕 X + + Sb2+ +h v→X + Sb4+ (Sbによる還元反応）
2 2
上記 Sbによる還元反応は、通常、感光反応とされており、紫外線照射等によって反 応が進行するとされているが、この場合、例えば、紫外線硬化榭脂を硬化する際に 用いる紫外線の影響で金属原子が生成する。
何れにせよ記録層中に存在する金属原子 X が、初期化時のレーザー照射によつ
2
て得た熱により、前記〔反応式 1〕に示すように微細な金属結晶性粒子へと変換され、 このような「結晶核」の役目をする粒子が記録層中の内部に均等に形成されることで 、初期化が容易となり、かつ反射率分布の一様な初期化が可能となる。
[0028] 更に、 Au、 Ag、又は Cuは、保存信頼性に効果的な添加元素であるため、初期化 不良を解決するばかりでなぐ保存信頼性にも優れた相変化材料を設計することが できる。
従って、本発明では、記録層材料として、 X—Sb系化合物（ただし、 Xは Ga、 Ge、 及び Inから選択される少なくとも 1種の元素）の持つ高速結晶化特性に注目し、その 特性を利用する。一方、前記化合物の欠点である高い結晶化温度によりもたらされる 初期化不良の問題を、 Au、 Ag、及び Cuから選択される少なくとも 1種の元素を添カロ して記録層材料中に結晶性粒子を生成させることで改善したものであり、高速記録と 保存信頼性の両特性を満足し、かつ記録材料の初期化が容易で初期化後の反射 率分布が一様な光記録媒体を実現できる。
[0029] DVD3— 10倍速、特に DVD8倍速以上の高速記録に適した相変化記録材料を 設計するためには、記録層材料中の Au、 Ag、及び Cuのいずれかの添カ卩量 γを 10 原子％以下とする。これら Au、 Ag、及び Cuのいずれかは保存信頼性に優れ、かつ 高速記録材料の初期化不良を改善するのに有効な元素である力 反面、記録層材 料の結晶化速度を低下させ高速記録を妨げる働きをする特性も備えて 、る。そのた め、 Au、 Ag、及び Cuのいずれかの添カ卩量が 10原子％を超えると、 DVD8倍速相 当の高速記録に適した相変化記録材料を設計することが困難となるので、添加量の 上限は 10原子％とする必要がある。し力し、少なすぎると、 Au、 Ag、及び Cuのいず れかの添加効果が不明瞭となってしまうため、下限は 1原子％とすることが好ましい。 [0030] Sbと Ga、 Ge、及び Inの糸且成比に関しては、前記式 1中の αを 2原子％以上とする 必要がある。例えば、 Xが Ga及び Inの少なくともいずれかからなり αが 2原子％未満 の場合、或いは j8が 55原子％より少ない場合は、結晶化速度が低下し、 DVD8倍 速に相当する 28mZsの記録線速下でのオーバーライトが困難となる。また、 αが 2 原子％未満の場合は、保存信頼性も低下してしまう。 Ga及び Inの少なくともいずれ かは、少ない添加量で結晶化速度を速くすることができる。また、特に Gaは相変化材 料の結晶化温度を高める効果を持つことからマークの安定性向上に効果的な元素 である。しかし、前記式 1中の αが 20原子％より大きいと初期化が極めて難しくなり、 特に Gaの添加量が多いと逆に結晶化温度が高くなり過ぎ、初期化時に均一で高い 反射率を持つ結晶状態を得ることが難しくなる。一方、 Inは Gaと同様の効果を持ち、 また、 Gaほど結晶化温度を高くしないというメリットがあるため、初期化の問題を考慮 した場合、 Gaを補う元素として用いると有効である。しかし、 Inの過剰な添加も繰り返 し記録特性を低下させ、また、反射率低下の原因となるため、 20原子％以下とする。
[0031] 前記 X 1S Ge単独の場合には、 Geは Gaほど結晶化温度を上げず少量の添加で 保存信頼性を飛躍的に向上させることができるため、保存信頼性に特に優れた記録 材料を実現できる。前記 Geは、結晶化速度の速い記録層のアモルファス安定化〖こ 特に効果を奏し、その効果は添加量が 2原子％以上で現われ、添加量が増えるに従 つてその効果は高くなる。しかし一方で、 Geには結晶化速度を低下させてしまう効果 があり、また過剰の添カ卩はオーバーライトによるジッター上昇などの弊害も招くことか ら、上限は 20原子％以下とする。前記 Geの添加量を 20原子％としても、 βが 95原 子％を超える場合は、結晶化速度の上昇が急激となりマーク形成が困難となる他、 保存信頼性が低下するため、）8は 95原子％以下とする。
更に、 Xが Ga及び Inの少なくともいずれ力と Geからなる場合には、 Ga及び Inの少 なくともいずれかの量を減らし、その分 Geを添加し、 αを 2原子％以上とすることによ つても良好な保存信頼性を得ることができる。
[0032] また、本発明の光記録媒体は、第 2形態では、記録層が、下記式 2で表される組成 を含有する。
<式 2> (X ) Sb (X ) — M
ただし、前記式 2中、 は、 Ga、 Ge及び Inから選択される少なくとも 1種の元素を表 す。 Xは、 Au、 Ag及び Cu力 選択される少なくとも 1種の元素を表す。 Mは、 X、 S b、及び X以外の元素、並びに該元素の混合物力 選択される少なくとも 1種の元素 を表す。 α、 j8、 γ及び δは、それぞれの元素の原子％を表し、 2≤ α≤20, 55≤ β≤95、及び 0く γ≤10、 0< δ≤40であり、力つ α + β + γ + δ = 100である。 この場合、前記記録層が、下記式 2— 1で表される組成を含有することが好ましい。 <式 2— 1 >
(X ) Sb (X ) — M
ただし、前記式 2— 1中、 X及び Xは、上記式 2と同じ意味を表す。 α、 β、 γ及び δは、それぞれの元素の原子％を表し、 4≤ a≤8、 65≤ β≤83、及び 4≤ γ≤8、 1≤ δ≤ 20であり、かつ α + β + γ + δ = 100である。
[0033] この場合、前記式 2及び式 2— 1において、 X及び Xについては、上記第 1形態で 説明した通りである。
[0034] また、前記記録層は、前記式 2において Μが Snである下記式 3で表される糸且成を含 有することが好ましい。このように、 Ga— Sb系材料に Snを必須元素として添加するこ とによって DVD8倍速以上の高速記録においても良好な記録特性及び保存信頼性 を満たす光記録媒体を提供できる。
<式 3 >
(X ) Sb (X ) — Sn
ただし、前記式 3中、 X及び Xは、上記式 2と同じ意味を表す。 α、 β、 γ及び δ は、それぞれの元素の原子％を表し、 2≤ α≤20, 55≤ β≤95、及び 0く γ≤10、 0< δ≤40であり、かつ α + + γ + δ = 100である。
[0035] 更に、前記記録層は、 Ga Ge In — Sb -X2 Sn -Y (ただし、 X2は、 Au、 Ag 及び Cuから選択される少なくとも 1種の元素を表す。 Yは、 Te、 Al、 Zn、 Mg、 Tl、 Pb 、 Bi、 Cd、 Hg、 Se、 C、 N、 Mn及び Dyから選択される少なくとも 1種の元素を表す。 )で表され、 α、 β、 γ、 δ、 ε、 ζ及び 力 次式、 0≤ α≤ 20、 0≤ j8≤ 20、 0≤ γ≤20 (ただし、 α、 β、 γがすべて 0である場合を除く）、 40≤ δ≤95、0< ε ≤1 0, 0≤ ζ ≤40, 0≤ 7?≤10, a + β + γ + δ + ε + ζ + η = 100を満たすことが 好ましい。
ここで、 Sbと Ga、 Ge及び Inの組成比に関しては、式中、 α + j8 + γ = 0、即ち、 G a、 Ge及び Inが何も含まれない場合には、保存信頼性が劣化することがある。 δが 9 5原子％を超えると、結晶化速度の上昇が急激となりマーク形成が困難となるほか、 保存信頼性が低下してしまうため好ましくない。 Gaの添加量は、多すぎると結晶化温 度が高くなり過ぎ、初期化時に均一で高!ヽ反射率を持つ結晶状態を得ることが難しく なる。そのため Gaの組成範囲は、 20原子％以下が好ましい。一方、 Ge添加量に関 しては 2原子％程度で保存信頼性を改善する効果が現われ、添加量が増えるに従つ てその効果は高くなる力 過剰の添カ卩はオーバーライトによるジッター上昇などの弊 害を招くことから Geの上限も 20原子％以下が好ましい。 Inは Gaと同様の効果を持ち 、また Gaほど結晶化温度を高くしないというメリットがあるため、初期化の問題を考慮 した場合、 Gaを補う元素として用いると有効であるが、 Inの過剰な添カ卩は繰り返し記 録特性を低下させ、また反射率低下の原因となるため、 20原子％以下が好ましい。 Snについては添加量が多すぎる場合、再生光劣化や初期ジッターの劣化、保存信 頼性劣化を引き起すため、 40原子％以下が好ましい。
[0036] 前記 Mとしては、 Mが、 Teゝ Al、 Znゝ Mgゝ Tl、 Pbゝ Snゝ Biゝ Cdゝ Hgゝ Seゝ C、 N、 Mn、及び Dyから選択される少なくとも 1種が好ましい。これらの元素は、それぞれが 記録特性、保存信頼性を向上させる独自の効果を有するため、適量の添加により X - Sb -X合金の特性を更に向上させることができる。
2
Ga、 In以外に、 Tl、 Pb、 Sn、 Bi、 Al、 Zn、 Mg、 Cd、及び Hgのいずれかにも結晶 化限界速度を速くする効果がある。中でも Sbに最も原子番号が近く Sbとの親和性が 高いと思われる Snが好ましぐ結晶化限界速度を速くすると共にオーバーライト特性 も改善する。しかし、添加量が多すぎると再生光劣化や初期ジッターの劣化を引き起 すため、組成範囲は何れの元素の場合も 40原子％以下とすることが好ま U、。
[0037] また、保存信頼性に関しては、 Ge以外に、 Al、 C、 N、 Seも効果を奏する。更に A1 、 Seの場合は高速結晶化にも寄与する。また Seは記録感度の向上にも寄与する。 更に、 Mn及び Dyも、 Inと同様の効果を奏し、特に Mnは Ge添力卩量をそれほど増 やす必要のない保存信頼性に優れた添加元素である。 Mnの最適添加量は 1一 15 原子％であり、 1原子％より少ないと効果が現われず、 15原子％より多いと未記録状 態 (結晶状態)の反射率が低くなり過ぎる。
[0038] 前記記録層の形成方法としては、各種気相成長法、例えば、真空蒸着法、スパッタ リング法、プラズマ CVD法、光 CVD法、イオンプレーティング法、電子ビーム蒸着法 などが用いられる。これらの中でも、スパッタリング法が、量産性、膜質等の点で優れ ている。
[0039] 前記記録層の膜厚は、特に制限はなぐ目的に応じて適宜選択することができ、 6 一 20nmが好ましい。前記膜厚が 6nmよりも薄いと、繰り返し記録による記録特性の 劣化が著しくなり、 20nmよりも厚いと、繰り返し記録による記録層の移動が起り易くジ ッター増加が激しくなるので好ましくない。更に、結晶と非晶質の吸収率差をなるベく 小さくして消去特性を向上させるためには、記録層の厚さが薄い方がよいので、好ま しい厚さは 8— 16nmである。
[0040] 次に，本発明の光記録媒体の層構成の一例を図面に基づいて説明する。
ここで、図 1は、本発明の光記録媒体の一例を示す概略断面図であり、基板 1と、該 基板 1上に第 1保護層 2、記録層 3、第 2保護層 4、反射層 5、及び榭脂保護層 6がこ の順に積層されてなる。
図 2は、本発明の光記録媒体の他の一例を示す概略断面図であり、基板 1と、該基 板 1上に第 1保護層 2、界面層 7 - 1、記録層 3、第 2保護層 4、反射層 5、及び榭脂保 護層 6がこの順に積層されてなる。
図 3は、本発明の光記録媒体の他の一例を示す概略断面図であり、基板 1と、該基 板 1上に第 1保護層 2、記録層 3、界面層 7 - 2、第 2保護層 4、反射層 5、及び榭脂保 護層 6がこの順に積層されてなる。
図 4は、本発明の光記録媒体の一例を示す概略断面図であり、基板 1と、該基板 1 上に第 1保護層 2、記録層 3、第 2保護層 4、第 3保護層 8、反射層 5、及び榭脂保護 層 6がこの順に積層されてなる。
なお、榭脂保護層 6上には、必要に応じて、光記録媒体の更なる補強又は保護の ため、別の基板を貼り合わせてもよい。 [0041] —基板—
前記基板 1は、光記録媒体の機械的強度を確保できる材料のものを選定する必要 がある。また、記録及び再生に用いる光が基板を通して入射する場合は、用いる光 の波長領域で十分に透明であることが必要である。
前記基板材料としては、通常、ガラス、セラミックス、榭脂、などが用いられるが、成 形性、コストの点から、榭脂製基板が好適である。該榭脂としては、例えば、ポリカー ボネート榭脂、アクリル榭脂、エポキシ榭脂、ポリスチレン榭脂、アクリロニトリルースチ レン共重合体、ポリエチレン榭脂、ポリプロピレン榭脂、シリコーン榭脂、フッ素榭脂、 ABS榭脂、ウレタン榭脂などが挙げられる。これらの中でも、成形性、光学特性、コス トの点から、ポリカーボネート榭脂、アクリル榭脂が特に好ましい。
[0042] 前記基板 1の厚みは、特に制限はなぐ通常使用するレーザーの波長やピックアツ プレンズの集光特性により決定される。波長 780nmの CD系では 1. 2mmの基板厚 み、波長 650— 665nmの DVD系では 0. 6mmの板厚の基板が用いられている。
[0043] 前記基板としては、例えば、表面にトラッキング用の案内溝を有し、直径 12cm、厚 さ 0. 6mmのディスク状で、加工性、光学特性に優れたポリカーボネート榭脂基板が 好適である。トラッキング用の案内溝は、ピッチ 0. 74±0. 03 ^ m,溝深さ 22— 40η m、溝幅 0. 2-0. 4 m範囲内の蛇行溝であることが好ましい。溝を蛇行させること によって、未記録の特定トラックにアクセスさせることや、基板を一定線速度で回転さ せることができる。また、溝を深くすることにより、光記録媒体の反射率が下がって変 調度を大きくすることができる。
[0044] なお、情報信号が書き込まれる基板 1と貼り合せ用基板とを貼り合わせるための接 着層は、ベースフィルムの両側に粘着剤を塗布した両面粘着性のシート、熱硬化性 榭脂又は紫外線硬化榭脂により形成する。前記接着層の膜厚は、通常 50 m程度 である。
[0045] 前記貼り合せ用基板 (ダミー基板)は、接着層として粘着性シート又は熱硬化性榭 脂を用いる場合は、透明である必要はないが、該接着層に紫外線硬化榭脂を用いる 場合は紫外線を透過する透明基板を用いることが好ましい。前記貼り合せ用基板の 厚みは、通常、情報信号を書き込む透明基板 1と同じ 0. 6mmのものが好適である。 [0046] 第 1保護層—
前記第 1保護層 2は、基板及び記録層との密着性が良好であり、耐熱性が高いこと が好ましぐ更に、記録層の効果的な光吸収を可能にする光干渉層としての役割も 担うことから、高線速での繰り返し記録に適した光学特性を有することが好ま 、。 前記第 1保護層の材料としては、例えば、 SiO、 SiO、 ZnO、 SnO、 Al O、 TiO
2 2 2 3 2
、 In O、 MgO、 ZrO等の金属酸化物； Si N、 A1N、 TiN、 BN、 ZrN等の窒化物；
2 3 2 3 4
ZnS、 In S、 TaS等の硫化物； SiC、 TaC、 B C、 WC、 TiC、 ZrC等の炭化物ゃダ
2 3 4 4
ィャモンド状カーボン、又はそれらの混合物が挙げられる。これらの中でも、 ZnSと Si Oの混合物が好ましい。前記 ZnSと SiOの混合モル比（ZnS : SiO )は 50— 90 : 50
2 2 2
一 10力女子ましく、 60— 90： 40— 10力 り女子まし!/ \
[0047] 前記第 1保護層 2の形成方法としては、各種気相成長法、例えば、真空蒸着法、ス パッタリング法、プラズマ CVD法、光 CVD法、イオンプレーティング法、電子ビーム 蒸着法などが挙げられる。これらの中でも、スパッタリング法が、量産性、膜質等の点 で優れている。
[0048] 前記第 1保護層の膜厚は、特に制限はなぐ目的に応じて適宜選択することができ 、 40— 200nm力好ましく、 40— lOOnm力より好ましい。前記膜厚力 0nm未満であ ると、記録層が加熱されたときに、同時に基板も加熱されてしまうため基板が変形して しまうことがあり、 200nmを超えると、ディスクの「そり」などの機械特性に支障をきた すことがある。
[0049] 第 2保護層—
前記第 2保護層 4は、記録層及び反射層との密着性が良好であり、耐熱性が高いこ とが好ましぐ更に、記録層の効果的な光吸収を可能にする光干渉層としての役割も 担うことから、高線速での繰り返し記録に適した光学特性を有することが好ま 、。 前記第 1保護層の材料としては、例えば、 SiO、 SiO、 ZnO、 SnO、 Al O、 TiO
2 2 2 3 2
、 In O、 MgO、 ZrO等の金属酸化物； Si N、 A1N、 TiN、 BN、 ZrN等の窒化物；
2 3 2 3 4
ZnS、 In S、 TaS等の硫化物； SiC、 TaC、 B C、 WC、 TiC、 ZrC等の炭化物ゃダ
2 3 4 4
ィャモンド状カーボン、又はそれらの混合物が挙げられる。これらの中でも、 ZnSと Si Oの混合物が好ましい。前記 ZnSと SiOの混合モル比（ZnS : SiO )は 50— 90 : 50 一 10力女子ましく、 60— 90： 40— 10力 り女子まし!/ \
[0050] 前記第 2保護層 4の形成方法としては、各種気相成長法、例えば、真空蒸着法、ス パッタリング法、プラズマ CVD法、光 CVD法、イオンプレーティング法、電子ビーム 蒸着法などが用いられる。これらの中でも、スパッタリング法が、量産性、膜質等の点 で優れている。
[0051] 第 2保護層の膜厚は、 2— 20nmの範囲が好ましい。第 2保護層は記録層の冷却に 関係し直接的な影響が大き!/ヽため、良好な消去特性及び繰り返し記録耐久性を得る ために 2nm以上は必要であり、これより薄いとクラック等の欠陥を生じ、繰り返し記録 耐久性が低下するほか、記録感度が悪くなるため好ましくない。一方、 20nmを超え ると、記録層の冷却速度が遅くなるためマークが形成し難くなり、マーク面積が小さく なってしまうことがある。
[0052] 一反射層
前記反射層 5は、光反射層としての役割を果たす一方で、記録時にレーザー光照 射により記録層に加わった熱を逃がす放熱層としての役割も担っている。非晶質マ ークの形成は，放熱による冷却速度により大きく左右されるため、反射層の選択は高 線速対応相変化型光記録媒体では重要である。
[0053] 前記反射層 5は、例えば、 Al、 Au、 Ag、 Cu、 Taなどの金属材料、又はそれらの合 金などを用いることができる。また、これら金属材料への添加元素として、 Cr、 Ti、 Si 、 Cu、 Ag、 Pd、 Taなどが使用できる。これらの中でも、 Ag及び Ag合金のいずれか を含有することが好ましい。これは、前記光記録媒体を構成する反射層は通常、記録 時に発生する熱の冷却速度を調整する熱伝導性の観点と、干渉効果を利用して再 生信号のコントラストを改善する光学的な観点から、高熱伝導率 Z高反射率の金属 が望ましぐ純 Ag又は Ag合金は Agの熱伝導率が 427WZm'Kと極めて高ぐ記録 時に記録層が高温に達した後直ぐに、アモルファスマーク形成に適した急冷構造を 実現できるからである。
なお、このように高熱伝導率性を考慮すると純銀が最良であるが、耐食性を考慮し Cuを添カ卩してもょ ヽ。この場合 Agの特性を損なわな 、ためには銅の添カ卩量範囲は 0 . 1一 10原子％程度が好ましぐ特に 0. 5— 3原子％が好適である。銅の過剰な添カロ は Agの高熱伝導率性を低下させてしまうことがある。
[0054] 前記反射層 5は、各種気相成長法、例えば、真空蒸着法、スパッタリング法、プラズ マ CVD法、光 CVD法、イオンプレーティング法、電子ビーム蒸着法などによって形 成できる。なかでも、スパッタリング法力 量産性、膜質等の点で優れている。
[0055] 前記反射層の膜厚は、通常 100— 300nmであることが好ましい。前記膜厚が 100 nmよりも薄いと反射層としての機能を十分に発揮できないことがあり、 300nmより厚 いと生産性の低下や、ディスクの「そり」などの機械特性に支障をきたすことがある。
[0056] 第 3保護層—
図 4に示すように、前記第 2保護層 4と前記反射層 5との間に、第 3保護層 8を設ける ことが好ましい。
第 3保護層 8の材料としては、例えば、 Si、 SiC、 SiN、 SiO、 TiC、 TiO、 TiC Ti
2 2
O、 NbC、 NbO、 NbV-NbO、 Ta O、 Al O、 ITO、 GeN、 ZrOなどが挙げられ
2 2 2 2 5 2 3 2
、これらの中でも、 TiC TiO、 Si又は SiCがバリア性が高い点で特に好ましい。
2
純 Ag又は Ag合金を反射層に用いると、 ZnSと SiOの混合物のような硫黄を含む
2
保護層を用いた場合、硫黄が Agへ拡散しディスク欠陥となる不具合が生じてしまう（ Agの硫化反応)。従って、このような反応を防止する第 3保護層としては、（l)Agの 硫化反応を防ぐ、バリア能力があること、（2)レーザー光に対して光学的に透明であ ること、（3)アモルファスマーク形成のため、熱伝導率が低いこと、（4)保護層や反射 層と密着性がよいこと、（5)形成が容易であること、などの観点力も適切な材料を選 定することが望ましぐ上記要件を満たす TiC TiO、 Si又は SiCを主成分とする材
2
料が第 3保護層の構成材料としては好まし 、。
[0057] 前記第 3保護層の形成方法としては、各種気相成長法、例えば、真空蒸着法、スパ ッタリング法、プラズマ CVD法、光 CVD法、イオンプレーティング法、電子ビーム蒸 着法などが用いられる。これらの中でも、スパッタリング法が、量産性、膜質等の点で 優れている。
[0058] 前記第 3保護層の膜厚は、 2— 20nmが好ましぐ 2— 10nmがより好ましい。前記 膜厚が 2nm未満であると，ノリア層として機能しなくなることがあり、 20nmを超えると 、変調度の低下を招くおそれがある。 [0059] 界面層
図 2及び図 3に示すように、前記第 1保護層 2と記録層 3との間、及び記録層と第 2 保護層との間の少なくともいずれかに、界面層 7— 1又は 7— 2を設けることが好ましい 。該界面層は、 ZrO、 TiO、 SiO、 Al O、 Ta O、 Y O、 MgO、 CaO、 Nb O、
2 2 2 2 3 2 5 2 3 2 5 及び希土類酸ィ匕物から選択される少なくとも 1種が好ましい。これらの中でも、 SiO
2 が特に好ましい。
前記界面層の厚さは 2— lOnmであることが好ましい。これにより、高パワーで記録 したときに基板が受けるダメージを減らすことができるため、高パワー記録での繰返し 記録特性が良好となり、記録パワーマージンを広くとることができる。前記界面層の厚 みが 2nm未満であると、均一な層を形成することが困難となることがあり、 lOnmを超 えると、膜剥離が生じ易くなることがある。
[0060] なお、前記反射層 5上には、更に必要に応じて榭脂保護層 6を設けることができる。
該榭脂保護層は、工程内及び製品となった時点で記録層を保護する作用効果を有 し、通常、紫外線硬化性の榭脂により形成する。前記榭脂保護層の膜厚は 2— 5 /z m が好ましい。
[0061] また、本発明の光記録媒体は、多層型光記録媒体としても好適に用いることができ る。例えば、図 5は、二層構造光記録媒体の概略断面図であり、この光記録媒体は、 第 1基板 10の上に、第 1情報層 18、中間層 20、第 2情報層 28、及び第 2基板 25をこ の順に積層してなり、更に必要に応じてその他の層を有してなる。
前記第 1情報層 18は、接着層 11、第 1下部保護層 12、第 1記録層 13、第 1上部保 護層 14、第 1反射層 15、及び熱拡散層 16からなる。
前記第 2情報層 28は、第 2下部護層 21、第 2記録層 22、第 2上部保護層 23、及び 第 2反射層 24からなる。
なお、第 1上部保護層 14と第 1反射層 15との間、及び第 2上部保護層 23と第 2反 射層 24との間にノリア層を設けても構わない。
本発明においては、前記第 1記録層及び前記第 2記録層の少なくともいずれかが、 前記本発明の X1— Sb— X2— Snで表される記録材料を含有することが好ましい。
この多層構造の光記録媒体によれば、更なる大容量の記録が可能となる。 [0062] 以上、本発明の光記録媒体について詳細に説明したが、本発明は上記実施の形 態に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変更しても差支えない。例 えば、図 6に示すような、基板 31の上面に、第 1保護層 32、記録層 33、第 2保護層 3 4、反射層 36、貼り合せ用基板 38を貼り合わせた層構成を有する一般的な Blu— Ra y (青色波長）ディスク型の光記録媒体に相当する場合にも、構成によらず全く同様に 適用できる。
[0063] (スパッタリングターゲット）
本発明のスパッタリングターゲットは、記録層の製造に用いられ、第 1形態では、下 記式 1で表される組成を含有する。
<式 1 >
(X ) Sb (X )
1 2
ただし、前記式 1中、 Xは、 Ga、 Ge及び Inから選択される少なくとも 1種の元素を表 す。 Xは、 Au、 Ag及び Cu力 選択される少なくとも 1種の元素を表す。 α、 β、及び
2
γは、それぞれの元素の原子％を表し、 2≤ α≤20, 55≤ β≤95、及び 0く γ≤1 0であり、かつ α + j8 + γ = 100である。
この場合、前記記録層は、下記式 1 1で表される組成を含有することが好ましい。 <式 1 1 >
(X ) Sb (X )
1 2
ただし、前記式 1 1中、 X
1及び X
2は、上記式 1と同じ意味を表す。 α、 β、及び γ は、それぞれの元素の原子％を表し、 4≤ α≤8、 84≤ β≤92、及び 4≤ γ≤8であ り、かつ α + j8 + γ = 100である。
[0064] また、本発明のスパッタリングターゲットは、記録層の製造に用いられ、第 2形態で は、下記式 2で表される組成を含有する。
<式 2>
(X ) Sb (X ) — M
1 2 δ
ただし、前記式 2中、 は、 Ga、 Ge及び Inから選択される少なくとも 1種の元素を表 す。 Xは、 Au、 Ag及び Cu力 選択される少なくとも 1種の元素を表す。 Mは、 X、 S
2 1 b、及び X以外の元素、並びに該元素の混合物力 選択される少なくとも 1種の元素 を表す。 α、 β、 γ及び δは、それぞれの元素の原子％を表し、 2≤ α≤20, 55≤ β≤95、及び 0く γ≤10、 0< δ≤40であり、力つ α + β + γ + δ = 100である。 この場合、前記スパッタリングターゲットは、下記式 2— 1で表される組成を含有する ことが好ましい。
<式 2— 1 >
(X ) Sb (X ) — M
ただし、前記式 2— 1中、 X、 X、及び Μは、上記式 2と同じ意味を表す。 α、 β、 γ 及び δは、それぞれの元素の原子％を表し、 4≤ α≤8、 65≤ β≤83、 4≤ γ≤8、 及び 1≤ δ≤ 20であり、かつ α + β + γ + δ = 100である。
また、前記 Μ力 Μ力 Te、 Al、 Zn、 Mg、 Tl、 Pb、 Sn、 Bi、 Cd、 Hg、 Se、 C、 N、 Mn、及び Dyから選択される少なくとも 1種であることが好まし 、。
[0065] また、前記スパッタリングターゲットは、前記式 2において Mが Snである下記式 3で 表される組成を含有することが好まし ヽ。
<式 3 >
(X ) Sb (X ) — Sn
ただし、前記式 3中、 X及び Xは、上記式 2と同じ意味を表す。 o、 β、 γ及び δ は、それぞれの元素の原子％を表し、 2≤ α≤20, 55≤ β≤95、及び 0く γ≤10、 0< δ≤40であり、かつ α + + γ + δ = 100である。
[0066] 更に、前記スパッタリングターゲットは、 Ga Ge In — Sb — X2 Sn Υ (ただし、
X2は、 Au、 Ag及び Cu力 選択される少なくとも 1種の元素を表す。 Yは、 Te、 Al、 Z n、 Mg、 Tl、 Pb、 Bi、 Cd、 Hg、 Se、 C、 N、 Mn及び Dyから選択される少なくとも 1種 の元素を表す。）で表され、 α、 β、 γ、 δ、 ε、 ζ及び 力 次式、 0≤ α≤ 20、 0 ≤ j8≤20、 0≤ γ≤ 20 (ただし、 α、 β、 γがすべて 0である場合を除く）、 40≤ δ≤ 95、 0< ε ≤10、 0≤ ζ ≤40、 0≤ ≤10、 α + β + γ + δ + ε + ζ + η = 100 を満たすことが好ましい。
[0067] 前記スパッタリングターゲットの作製方法としては、特に制限はなぐ目的に応じて 適宜選択することができ、予め所定の仕込み量を秤量し、ガラスアンプル中で加熱溶 融する。その後、これを取り出して粉砕機により粉砕し、得られた粉末を加熱焼結す ることによって、円盤状のスパッタリングターゲットを得ることができる。
[0068] 本発明によれば、 DVD— ROMと同容量で DVD3— 8倍速、特に DVD8倍速以上 の高速記録に適し、初期化後の反射率分布が一様な光記録媒体を提供できる。 また、本発明によれば、 DVD— ROMと同容量で幅広い記録線速領域で繰返し記 録特性が良好な光記録媒体及び該光記録媒体を製造するためのスパッタリングター ゲットを提供できる。
[0069] (光記録媒体の製造方法）
本発明の光記録媒体の製造方法は、記録層形成工程を少なくとも含んでなり、初 期結晶化工程、更に必要に応じてその他の工程を含んでなる。
[0070] —記録層形成工程—
前記記録層形成工程は、本発明の前記スパッタリングターゲットを用いてスパッタリ ング法により記録層を成膜する工程である。
前記スパッタリング法としては、特に制限はなぐ公知のものの中から目的に応じて 適宜選択することができ、例えば、成膜ガスとして Arガスを用い、投入電圧 1一 5kW 、成膜ガス流量は 10— 40sccmが好ましい。スパッタリング中のチャンバ一内の Arガ ス圧が、 7. 0 X 10— 3mTorr (mbar)以下が好ましい。
[0071] 初期結晶化工程
前記初期結晶化工程は、光記録媒体を所定の一定線速度で回転させ、所定のパ ヮー密度で初期結晶化を行う工程である。
上記のような構成のディスクでは成膜に気相法を用いるのが一般的であり、基板も 榭脂基板を用いるため低温成膜になる。従って、成膜直後の記録層は高エネルギー の気相からの急冷状態にあるため、通常はアモルファス状態で且つ反射率の低い状 態となる。従って、結晶化状態の中にアモルファスマークを形成する方力 光記録媒 体の反射率をより高く保つことが可能となるために好ましい。そこで、ディスクの情報 記録領域を結晶化するための初期化が必要である。該初期化は、高出力及び大口 径のレーザーを記録層近傍に照射し走査して記録層を溶融及び徐冷することにより 行う。高出力レーザー及びその光学系は任意のものを用いることができる力 波長 80 Onm程度のものが一般的である。レーザーの出力は 500— 3000mWが好ましぐ更 【こ好ましく ίま 1000一 2500mWである。ヒ、、一ムの大ささ ίま、走査方向【こ 0. 5一 2. Ο μ mが好ましぐ走査方向と垂直な方向に 30— 200 mとするのが好ましい。このような 長方形又は楕円形のスポットを用いることにより、一度に走査できる範囲を広げること ができる。走査速度と照射パワーは光記録媒体の熱学的特性と光学的特性から最適 な条件を設定する必要がある。
[0072] 前記光記録媒体は、初期化後の未記録部 (結晶部分)の記録再生レーザー光波 長（例えば、 660nm)における、下記数式 1で表される反射率の均一度は 0. 10以下 が好ましぐ 0. 05以下がより好ましい。前記初期化後の反射率の均一度が 0. 10以 下であると、ディスク面内で分布のない、一定した記録特性を保証することができる。 <数式 1 >
反射率の均一度 = (反射率の最大値 -反射率の最小値) Z反射率の平均値 また、前記光記録媒体は、初期化後の未記録部の記録再生レーザー光波長 (例え ば、 660nm)における反射率は 18%以上が好ましぐ 20%以上がより好ましい。前 記反射率が 18%未満であると、信号の再生 Z記録が困難となることがある。
[0073] (光記録媒体の使用方法）
本発明の光記録媒体の使用方法は、前記本発明の光記録媒体における第 1保護 層側からレーザー光を照射して情報の記録、再生、消去及び書換えの少なくともい ずれかを行うものである。
この場合、前記光記録媒体の記録線速度は、例えば、 DVD8倍速相当（約 28mZ s)が好ましい。
具体的には、光記録媒体を所定の線速度にて回転させながら、基板側から対物レ ンズを介して半導体レーザー等の記録用の光を照射する。この照射光により、記録 層がその光を吸収して局所的に温度上昇し、例えば、光学特性の異なるマークを生 成することで情報が記録される。上記のように記録された情報の再生は、光記録媒体 を所定の線速度で回転させながらレーザー光を基板側力 照射して、その反射光を 検出することにより行うことができる。
[0074] (光記録装置）
本発明の光記録装置は、光記録媒体に光源からレーザー光を照射して該光記録 媒体に情報を記録する光記録装置において、前記光記録媒体として本発明の前記 光記録媒体を用いたものである。
前記光記録装置は、特に制限はなぐ目的に応じて適宜選択することができるが、 例えば、レーザー光を出射する半導体レーザー等の光源であるレーザー光源と、レ 一ザ一光源力 出射されたレーザー光をスピンドルに装着された光記録媒体に集光 する集光レンズ、レーザー光源から出射されたレーザー光を集光レンズとレーザー光 検出器とに導く光学素子、レーザー光の反射光を検出するレーザー光検出器を備え 、更に必要に応じてその他の手段を有してなる。
[0075] 前記光記録装置は、レーザー光源から出射されたレーザー光を光学素子により集 光レンズに導き、該集光レンズによりレーザー光を光記録媒体に集光照射して光記 録媒体に記録を行う。このとき、光記録装置は、レーザー光の反射光をレーザー光 検出器に導き、レーザー光検出器のレーザー光の検出量に基づきレーザー光源の 光量を制御する。
前記レーザー光検出器は、検出したレーザー光の検出量を電圧又は電流に変換 し検出量信号として出力する。
前記その他の手段としては、制御手段等が挙げられる。前記制御手段としては、前 記各手段の動きを制御することができる限り特に制限はなぐ目的に応じて適宜選択 することができ、例えば、強度変調したレーザー光を照射及び走査するためのシーク ェンサ一、コンピュータ等の機器が挙げられる。
[0076] 本発明によれば、 DVD3— 10倍速、特に DVD8倍速以上の高速記録においても 良好な記録特性及び保存信頼性を有し、かつ記録材料の初期化が容易で初期化 後の反射率分布が一様な光記録媒体を提供できる。
[0077] 以下、実施例により本発明を詳細に説明するが、本発明は、下記実施例に何ら限 定されるものではない。
[0078] (実施例 1)
-光記録媒体の作製 - 基板上に、スパッタリング法 (スパッタ装置、ュナクシス社製、 Big Sprinter)により
、第 1保護層、記録層、第 2保護層、第 3保護層、及び反射層を順次積層した。 まず、基板として、直径 12cm、厚さ 0. 6mmのポリカーボネート榭脂製で、トラック ピッチ 0. 74 mの案内溝付き基板を用意した。
次に、（ZnS) (SiO ) の組成（モル0 /0)からなるスパッタリングターゲットを用い、
80 2 20
前記基板上に膜厚が 65nmとなるようにスパッタリング法により第 1保護層を成膜した 次に、 Ga Sb Agの組成（原子0 /0)からなるスパッタリングターゲットを用い、ァルゴ
9 86 5
ンガス圧 3 X 10— 3torr、 DCパワー 1. OkWでスパッタリング法により、前記第 1保護層 上に膜厚が 16nmとなるように記録層を成膜した。なお、記録層のターゲットは、予め 、仕込み量を秤量し、ガラスアンプル中で加熱溶融した後、これを取り出して粉砕機 により粉砕し、得られた粉末を加熱焼結することによって円盤状のターゲット形状とし た。成膜後の記録層の組成比を誘導結合プラズマ (ICP)発光分光分析法により測 定したところ、ターゲット仕込み量と同じ組成比であった。 ICP発光分光分析法には、 シーケンシャル型 ICP発光分光分析装置 (セイコーインスツルメンッ株式会社製、 SP S4000)を使用した。なお、後述する実施例及び比較例においても、記録層の合金 組成とスパッタリングターゲットの合金組成とは同一である。
次に、（ZnS) (SiO ) の組成（モル0 /0)からなるスパッタリングターゲットを用い、
80 2 20
前記録層上に膜厚が 14nmとなるようにスパッタリング法により第 2保護層を成膜した 次に、 SiC力もなるスパッタリングターゲットを用い、第 2保護層上に膜厚力 nmとな るようにスパッタリング法により第 3保護層を成膜した。
次に、純銀力もなるスパッタリングターゲットを用い、前記第 3保護層上に膜厚が 14 Onmとなるようにスパッタリング法により反射層を成膜した。
次に、スピナ一によつてアクリル系硬化榭脂を前記反射層上に、膜厚が 5— 10 m になるように塗布した後、紫外線硬化させて榭脂保護層を形成した。
最後に、前記榭脂保護層上に、直径 12cm、厚さ 0. 6mmのポリカーボネート榭脂 製基板を接着剤を用いて貼り合せた。以上により、実施例 1の光記録媒体を作製した (実施例 2) -光記録媒体の作製 - 実施例 1において、記録層の組成を Ge Sb Agとした以外は、実施例 1と同様に
16 79 5
して、実施例 2の光記録媒体を作製した。
[0080] (実施例 3)
-光記録媒体の作製 - 実施例 1において、記録層の組成を In Sb Agとした以外は、実施例 1と同様に
13 82 5
して、実施例 3の光記録媒体を作製した。
[0081] (実施例 4)
-光記録媒体の作製 - 実施例 1において、記録層の組成を Ga Ge Sb Agとした以外は、実施例 1と同
9 3 85 3
様にして、実施例 4の光記録媒体を作製した。
[0082] (実施例 5)
-光記録媒体の作製 - 実施例 1において、記録層の組成を Ga In Sb Agとした以外は、実施例 1と同様
8 4 83 5
にして、実施例 5の光記録媒体を作製した。
[0083] (実施例 6)
-光記録媒体の作製 - 実施例 1において、記録層の組成を Ga Sb Ag Teに変えた以外は、実施例 1と
9 81 5 5
同様にして、実施例 6の光記録媒体を作製した。
[0084] (実施例 7)
-光記録媒体の作製 - 実施例 1において、記録層の組成を Ga Sb Ag Mnに変えた以外は、実施例 1
11 84 2 3
と同様にして、実施例 7の光記録媒体を作製した。
[0085] (比較例 1)
-光記録媒体の作製 - 実施例 1において、記録層の組成を Ga Sb に変えた以外は、実施例 1と同様に
10 90
して、比較例 1の光記録媒体を作製した。
[0086] <初期化 > 初期化装置として日立コンピュータ機器株式会社製の' PCR DISK INITIALIZ ER，を使用し、光記録媒体を一定線速度で回転させ、パワー密度 10— 30mWZ m2のレーザー光を、半径方向に一定の送り量で移動させながら照射することにより 初期化した。
[0087] <評価 >
初期化後の各光記録媒体について、以下のようにして、反射率分布及び記録特性 を評価した。結果を表 1一表 3に示す。
[0088] 反射率分布
反射率分布の評価は、光記録媒体から得られる反射率信号の均一度（= (反射率 の最大値 反射率の最小値) Z反射率の平均値)を測定することにより行った。また、 記録特性の評価は、波長 660nm、 NA0. 65のピックアップを有する光ディスク評価 装置（パルステック社製、 DDU— 1000)を用いて、記録線速度 28mZs(DVDの 8倍 速に相当）、線密度 0. 267 μ mZbitの条件で、 EFM +変調方式により 3Tシングル ノターンを 10回オーバーライトしたときの CZN比を評価することで行った。評価基 準は次の通りである。
-反射率分布の評価 - 現在市販されている 2. 4倍速記録対応 DVD+RW (表 6に参考例として示した)の 初期化後の反射率分布をおよその基準とし、均一度が 0. 05以下を◎、 0. 05を超え るが 0. 10以下を〇、0. 10を超える場合を Xとして評価した。
また、比較例 1については、初期化後の記録層の状態を透過電子顕微鏡 (TEM) により観察し、結晶状態の違いにっ 、ても評価を行った（図 7参照)。
[0089] 記録特性の評価
書換え型の光ディスクシステムを実現する場合、その CZN比は少なくとも 45dB以 上必要であるとされており、 50dB以上あれば更に安定したシステムが実現できるとさ れている。したがって、 CZN比力 5dB未満の場合を「X」、 45dB以上 50dB未満の 場合を「〇」、 50dB以上の場合を「◎」として、記録特性を評価した。
[0090] [表 1] 実施例 1 実施例 2 実施例 3 反射層 Ag Ag Ag
— 1¾ f SiC SiC SiC
¾— Ί¾ πί. j ZnS-Si02 ZnS-Si02 ZnS-Si02 成 記録層 ua9Sb86Ag5 Ge16Sb79Ag5 In13Sb82Ag5
1¾ aiz. f ZnS-Si02 ZnS-Si02 ZnS-Si02 基板 ポリカーボネートポリカーボネートポリカーボネート 評
価 反射率信号の様子 %
結
果
記録特性 ◎ ® 反射率の均一性 ◎ ◎ 〇 表 2]
Figure imgf000034_0001
表 3]
実施例 7 比較例 1
金属反射層 Ag Ag
， F SiC SiC
層 —， F ZnS-Si02 ZnS-Si02 構
成 記録層 Ga1 1Sb8 Ag2Mn3
， F ZnS-Si02 ZnS-Si02 基板 ポリカーボネート ポリカーボネート 評
反射率信号の様子
価 果
記録特性 〇 X
反射率の均一性 〇 X
[0093] 表 1一表 3の結果から、実施例 1一 7は何れも初期化後の反射率分布が小さぐまた 記録特性も 45dBを超える高い CN比を有すことがわ力つた。これに対して比較例 1は 、記録層材料に Agが含まれない組成であり、初期化後の反射率が実施例 1一 7と比 較すると非常にブロードで反射率の均一度が悪ぐ初期化を均一に行えていないこと が明らかとなった。また、記録特性の評価でも反射率変動が大きいことが原因により 良好な記録特性は得られな力つた。
図 7に示した初期化後の記録層の状態 (透過電子顕微鏡による観察結果)では、比 較例 1では、小さな結晶粒径と通常では観察されない大きな結晶粒径が不均一に混 在したイメージが得られ、反射率分布を生む原因となって ヽることも確認された。
[0094] (実施例 8)
-光記録媒体の作製 - 基板上に、スパッタリング法 (スパッタ装置、ュナクシス社製、 Big Sprinter)により 、第 1保護層、記録層、第 2保護層、第 3保護層、及び反射層を順次積層した。
まず、基板として、直径 12cm、厚さ 0. 6mmのポリカーボネート榭脂製で、トラック ピッチ 0. 74 mの蛇行溝付き基板を用意した。
次に、（ZnS) (SiO ) の組成（モル0 /0)からなるスパッタリングターゲットを用い、
80 2 20
前記基板上に膜厚が 65nmとなるようにスパッタリング法により第 1保護層を成膜した 次に、 Ga Sb Ag Sn の組成（原子0 /0)からなるスパッタリングターゲットを用い、
11 72 2 15
アルゴンガス圧 3 X 10— 3torr、 DCパワー 1. OkWでスパッタリング法により、前記第 1 保護層上に膜厚が 16nmとなるように記録層を成膜した。なお、記録層のターゲット は、予め、仕込み量を秤量し、ガラスアンプル中で加熱溶融した後、これを取り出して 粉砕機により粉砕し、得られた粉末を加熱焼結することによって円盤状のターゲット 形状とした。成膜後の記録層の組成比を誘導結合プラズマ (ICP)発光分光分析法 により測定したところ、ターゲット仕込み量と同じ組成比であった。 ICP発光分光分析 法には、シーケンシャル型 ICP発光分光分析装置 (セイコーインスツルメンッ株式会 社製、 SPS4000)を使用した。なお、後述する実施例及び比較例においても、記録 層の合金組成とスパッタリングターゲットの合金組成とは同一である。
次に、（ZnS) (SiO ) の組成（モル0 /0)からなるスパッタリングターゲットを用い、
80 2 20
前記録層上に膜厚が lOnmとなるようにスパッタリング法により第 2保護層を成膜した 次に、 SiC力もなるスパッタリングターゲットを用い、第 2保護層上に膜厚力 nmとな るようにスパッタリング法により第 3保護層を成膜した。
次に、純銀力もなるスパッタリングターゲットを用い、前記第 3保護層上に膜厚が 14 Onmとなるようにスパッタリング法により反射層を成膜した。
次に、スピナ一によつてアクリル系硬化榭脂（大日本インキ化学工業株式会社製、 SD318)を前記反射層上に、膜厚が 5— 10 /z mになるように塗布した後、紫外線硬 化させて榭脂保護層を形成した。
最後に、前記榭脂保護層上に、直径 12cm、厚さ 0. 6mmのポリカーボネート榭脂 製基板を接着剤を用いて貼り合せた。以上により、実施例 8の光記録媒体を作製した (実施例 9) -光記録媒体の作製 - 実施例 8において、記録層の組成を Ga Sb Ag Sn に変えた以外は、実施例 8
13 70 2 15
と同様にして、実施例 9の光記録媒体を作製した。
[0096] (実施例 10)
-光記録媒体の作製 - 実施例 8において、記録層の組成を Ga Ge Sb Ag Sn に変えた以外は、実施
4 7 69 3 17
例 8と同様にして、実施例 10の光記録媒体を作製した。
[0097] (実施例 11)
-光記録媒体の作製 - 実施例 8において、記録層の組成を Ga Ge Sb Ag Sn に変えた以外は、実施
4 9 64 3 20
例 8と同様にして、実施例 11の光記録媒体を作製した。
[0098] (実施例 12)
-光記録媒体の作製 - 実施例 8において、記録層の組成を Ga In Sb Ag Sn に変えた以外は、実施
10 2 70 3 15
例 8と同様にして、実施例 12の光記録媒体を作製した。
[0099] (実施例 13)
-光記録媒体の作製 - 実施例 8において、記録層の組成を Ge Sb Ag Sn に変えた以外は、実施例 8
12 67 3 18
と同様にして、実施例 13の光記録媒体を作製した。
[0100] (実施例 14)
-光記録媒体の作製 - 実施例 8において、記録層の組成を In Sb Ag Sn Teに変えた以外は、実施例
18 70 3 4 5
8と同様にして、実施例 14の光記録媒体を作製した。
[0101] (実施例 15)
-光記録媒体の作製 - 実施例 8において、記録層の組成を Ga Ge Sb Ag Sn Mnに変えた以外は、
4 8 68 2 15 3
実施例 8と同様にして、実施例 15の光記録媒体を作製した。
[0102] (比較例 2) -光記録媒体の作製 - 実施例 8において、記録層の組成を Sb Sn Agに変えた以外は、実施例 8と同
85 10 5
様にして、比較例 2の光記録媒体を作製した。
[0103] 次に、得られた実施例 8— 15及び比較例 2の光記録媒体 (光ディスク）について、 以下のようにして、初期化方法、初期化後のディスク評価、記録特性の評価、及び保 存信頼性の評価を行った。
[0104] <初期化方法 >
初期化装置（日立コンピュータ機器株式会社製、 PCR DISK INITIALIZER) を使用し、上記光ディスクを一定線速度で回転させ、パワー密度 10— 30mWZ m
2のレーザー光を、半径方向に一定の送り量で移動させながら照射することで行った
[0105] <記録特性の評価 >
記録特性の評価は、波長 660nm、 NA0. 65のピックアップを有する光ディスク評 価装置（パルステック社製、 DDU— 1000)を用いて、記録線速度 28mZs (DVDの 8 倍速に相当）、線密度 0. 267 μ mZbitの条件で、 EFM +変調方式により 3Tシング ルパターンを 10回オーバーライトしたときの CZN比について、下記基準により評価 した。評価結果を表 4 1一表 6に示す。
なお、記録特性の評価については、書換え型の光ディスクシステムを実現する場合 、その CZN比は少なくとも 45dB以上が必要であり、 50dB以上あれば更に安定した システムが実現できる。
-評価基準 -
「 X」 · · 'CZN比力 5dB未満
「〇」 · · 'C/N比力 5dB以上 50dB未満
「◎」 · · 'C/N比が 50dB以上
[0106] <結晶化速度 >
前記結晶化限界速度は、記録材料の特性を表す物性値であり、回転する光デイス クに一定パワーの DC光を照射し、光ディスク反射率の照射光ビーム線速度 (すなわ ち、光ディスク回転速度)依存性 (ただし、記録 Z再生系での線速度依存性)を評価 したとき、図 8に示すような反射率の急激な低下が始まる時の線速度を意味する。こ れは、「一定パワーの DC光」を前記記録原理における中間出力のレーザーパルス（ 消去パルス）に見立て、記録 Z再生系の照射光ビーム線速度を上昇させたときにど の線速度まで結晶化（消去）が可能であるかにっ 、て着目した評価方法である。例え ば、図 8において、記録材料の結晶化限界速度（図中太線)を越える速い線速度で D C光を照射しても、満足な結晶化が実現されないことを示している。評価結果を表 4 1一表 6に示す。
-評価基準 -
「〇」 · · ·光ディスクの結晶化限界速度（図 8参照）が 20m/s以上
「X」 · · ·光ディスクの結晶化限界速度（図 8参照）が 20m/s未満
[0107] <記録感度 >
記録感度に関しては、パターンを記録する際の最適記録レーザーパワーが 40mW 未満の場合を「〇」、 40mW以上必要とする場合を「X」とした。評価結果を表 4-1一 表 6に示す。
[0108] <初期化後の反射率 >
初期化後の未記録部の記録再生レーザー光波長（660nm)における反射率を前 記光ディスク評価装置を用いて、再生速度 3. 5mZs、リードパワー 0. 7mWの条件 において測定し、評価を行った。評価結果を表 4 1一表 6に示す。なお、初期化後 の未記録部の記録再生レーザー光波長（660nm)における反射率は 18%以上が好 ましぐ 20%以上がより好ましい。前記反射率が 18%未満であると、信号の再生 Z記 録が困難となることがある。
-評価基準 -
「〇」· · ·反射率が 18%以上
「Χ」· · ·反射率が 18%未満
[0109] <反射率の均一度 >
初期化後の未記録部の記録再生レーザー光波長（え = 660nm、 NA=0. 65)に おける反射率を、前記光ディスク評価装置を用いて、再生速度 3. 5mZs、リードパヮ 一 0. 7mWの条件において測定し、評価した。評価結果を表 4 1一表 6に示す。 -評価基準 - 初期化後の反射率分布の評価については、現在市販されている 2. 4倍速記録対 応 DVD+RW (表に参考例として示した)の初期化後の反射率分布をおよその基準 とし、光記録媒体から得られる反射率信号の均一度（= (反射率の最大値 -反射率の 最小値) Z反射率の平均値）が 0. 05以下を◎、（). 05を超えるが 0. 10以下を〇、0 . 10を超える場合を Xとした。
[0110] <保存信頼性の評価 >
実施例 8— 15及び比較例 2の光ディスクについて、 80°C— 85%RH恒温槽に 300 時間放置した後の CZN比を測定し、下記基準により保存信頼性の評価を行った。 評価結果を表 4 1一表 6に示す。
-評価基準 -
80°C— 85%RH恒温槽に 300時間放置した後の CZN比が 45dB未満の場合を「 X」、 45dB以上 50dB未満の場合を「〇」、 50dB以上の場合を「◎」とした。なお、未 評価のものにっ 、ては「一」の記号を付与した。
[0111] [表 4-1]
Figure imgf000040_0001
[表 4- 2]
結評価
Figure imgf000041_0003
Figure imgf000041_0001
[表 5-1] 実施例 実施例 12 実施例 13 記録材料 GaioIn2t b7oAg3Sn-|5 Ge-ι 2ob67Ag3Sn-| a 記録特性 〇 〇 結晶化速度 〇 〇 記録感度 〇 〇 初期化後の反射率 〇 〇 反射率の均一性 ◎ ◎
保存信頼性 〇 ◎ 反射率信号の様子
Figure imgf000041_0004
Figure imgf000041_0002
[表 5- 2] 実施例 実施例 1 4 実施例 1 5
記録材料 In1 8Sb70Ag3Sn4Te5 Ga4GesSb6SAg2Sn1 5 η3 記録特性 〇 ◎
結晶化速度 〇 〇
記録感度 〇 〇
評 初期化後の反射率 〇 〇
価
反射率の均一性 〇 〇 結
果 保存信頼性 〇 〇 反射率信号の様子
[0113] [表 6]
Figure imgf000042_0001
[0114] 表 4 1、表 4 2、表 5— 1及び表 5— 2の結果から、実施例 8— 15は、いずれも CN比 は 45dB以上となり、また 80°C— 85%RH恒温環境試験後（300時間後）の劣化もな ぐ記録特性及び保存信頼性の両特性において良好であることがゎカゝつた。特に実 施例 8— 11及び 13の Ga— Sb或いは Ga— Ge— Sbを記録材料ベースとしたサンプル は、 50dB以上の更に高い CN比が得られた。 また、このうち Geを含む実施例 10、 11、及び 13については 80°C—85%RH恒温 環境試験後の特性に全く劣化がないことがわ力つた。また、 Inを含む実施例 12及び 14においては、 Inが Gaほど結晶化速度を速める効果をもたないため実施例 8と比較 すると CN比は若干小さな値となってしまうが、それでも 45dB以上の高い CN比を有 し良好な記録特性を期待できることがわ力つた。また、実施例 14においては、 Geが 含まれず、かつ Sb比が高いにも関わらず、 Teの効果により良好な保存信頼性を得る ことができた。
比較例 2は、記録層に Ga、 Ge及び Inから選択される少なくとも 1種の元素が含まれ ていないので、結晶化速度、初期化後の反射率の均一度は良好であつたが、記録 特性、及び保存信頼性が劣るものであった。
産業上の利用可能性
本発明の光記録媒体は、 CD— R、 CD-RW, DVDなどの各種光記録媒体、特に DVD3— 10倍速、中でも DVD8倍速以上の高速記録媒体に好適に用いられる。ま た、本発明の光記録媒体は、書き換え型 (相変化型)光記録媒体、特に DVD+RW での最速 8倍速記録が可能な CAV記録、及び 3倍速記録での下位互換可能な光記 録媒体にも幅広く応用することができる。

Claims

請求の範囲
[1] 基板と、該基板上に少なくとも第 1保護層、記録層、第 2保護層、及び反射層をこの 順及び逆順のいずれか〖こ有してなり、該記録層が、下記式 1で表される組成を含有 することを特徴とする光記録媒体。
<式 1 >
(X ) Sb (X )
1 2
ただし、前記式 1中、 Xは、 Ga、 Ge及び Inから選択される少なくとも 1種の元素を表 す。 Xは、 Au、 Ag及び Cu力 選択される少なくとも 1種の元素を表す。 α、 β、及び
2
γは、それぞれの元素の原子％を表し、 2≤ α≤20, 55≤ β≤95、及び 0く γ≤1 0であり、かつ α + j8 + γ = 100である。
[2] 基板と、該基板上に少なくとも第 1保護層、記録層、第 2保護層、及び反射層をこの 順及び逆順のいずれか〖こ有してなり、該記録層が、下記式 2で表される組成を含有 することを特徴とする光記録媒体。
<式 2 >
(X ) Sb (X ) — M
1 2 δ
ただし、前記式 2中、 は、 Ga、 Ge及び Inから選択される少なくとも 1種の元素を表 す。 Xは、 Au、 Ag及び Cu力 選択される少なくとも 1種の元素を表す。 Mは、 X、 S
2 1 b、及び X以外の元素、並びに該元素の混合物力 選択される少なくとも 1種の元素
2
を表す。 α、 j8、 γ及び δは、それぞれの元素の原子％を表し、 2≤ α≤20, 55≤ β≤95、及び 0く γ≤10、 0< δ≤40であり、力つ α + β + γ + δ = 100である。
[3] Μ力 Te、 Al、 Zn、 Mg、 Tl、 Pb、 Sn、 Bi、 Cd、 Hg、 Se、 C、 N、 Mn、及び Dy力ら選 択される少なくとも 1種である請求の範囲第 2項に記載の光記録媒体。
[4] 記録層が、下記式 3で表される組成を含有する請求の範囲第 2項力 第 3項のいず れかに記載の光記録媒体。
<式 3 >
(X ) Sb (X ) — Sn
1 2 δ
ただし、前記式 3中、 X及び Xは、上記式 2と同じ意味を表す。 o、 β、 γ及び δ
1 2
は、それぞれの元素の原子％を表し、 2≤ α≤20、 55≤ β≤95、及び 0く Ύ≤10、 0< δ≤40であり、かつ α + + γ + δ = 100である。
[5] 記録層が、 Ga Ge In — Sb -X2 Sn Y (ただし、 X2は、 Au、 Ag及び Cuから選 択される少なくとも 1種の元素を表す。 Υは、 Te、 Al、 Zn、 Mg、 Tl、 Pb、 Bi、 Cd、 Hg 、 Se、 C、 N、 Mn及び Dyから選択される少なくとも 1種の元素を表す。）で表され、組 成比率 (原子0 /o) a、 j8、 γ、 δ、 ε、 ζ、及び τ?力 次式、 0≤ α≤20、 0≤ j8≤20 、 0≤ γ≤ 20 (ただし、 α、 β、 γがすべて 0である場合を除く）、 40≤ δ≤95、 0< ε ≤10、0≤ ζ ≤40、0≤ ≤10、 α + |8 + γ + δ + ε + ζ + 7} = 100を満たす 請求の範囲第 1項力 第 4項のいずれかに記載の光記録媒体。
[6] 記録層が、非晶質相（アモルファス）と結晶相との可逆的な相変化を利用して情報の 記録、再生、消去及び書換えの少なくともいずれかを行う請求の範囲第 1項から第 5 項の 、ずれかに記載の光記録媒体。
[7] 記録層の膜厚が、 6— 20nmである請求の範囲第 1項力も第 6項のいずれかに記載 の光記録媒体。
[8] 第 1保護層及び第 2保護層が ZnSと SiOとの混合物を含有する請求の範囲第 1項か
2
ら第 7項の 、ずれかに記載の光記録媒体。
[9] 反射層が、 Ag及び Ag合金のいずれかを含有する請求の範囲第 1項力 第 8項のい ずれかに記載の光記録媒体。
[10] 第 2保護層と反射層との間に硫黄を含まない第 3保護層を有し、該第 3保護層が SiC 及び Siの少なくともいずれかを含有する請求の範囲第 1項力 第 9項のいずれかに 記載の光記録媒体。
[11] 記録層と第 1保護層との間、及び記録層と第 2保護層との間の少なくともいずれかに 、酸ィ匕物を含有する界面層を有する請求の範囲第 1項力も第 10項のいずれかに記 載の光記録媒体。
[12] 初期化後の未記録部の記録再生レーザー光波長における、下記数式 1で表される 反射率の均一度が 0. 10以下である請求の範囲第 1項力も第 11項のいずれかに記 載の光記録媒体。
<数式 1 >
反射率の均一度 = (反射率の最大値 -反射率の最小値) Z反射率の平均値
[13] 基板力 溝ピッチ 0. 74 ± 0. 03 μ m、溝深さ 22— 40nm、溝幅 0. 2-0. 4 μ mの蛇 行溝を有する請求の範囲第 1項力も第 12項のいずれかに記載の光記録媒体。
[14] DVD3— 10倍速の記録速度で記録可能である請求の範囲第 1項力も第 13項のい ずれかに記載の光記録媒体。
[15] 下記式 1で表される組成を含有し、記録層の製造に用いられることを特徴とするスパ ッタリングターゲット。
<式 1 >
(X ) Sb (X )
1 2
ただし、前記式 1中、 Xは、 Ga、 Ge及び Inから選択される少なくとも 1種の元素を表 す。 Xは、 Au、 Ag及び Cu力 選択される少なくとも 1種の元素を表す。 α、 β、及び
2
γは、それぞれの元素の原子％を表し、 2≤ α≤20, 55≤ β≤95、及び 0く γ≤1 0であり、かつ α + j8 + γ = 100である。
[16] 下記式 2で表される組成を含有し、記録層の製造に用いられることを特徴とするスパ ッタリングターゲット。
<式 2 >
(X ) Sb (X ) — M
1 2 δ
ただし、前記式 2中、 ^は、 Ga、 Ge及び Inから選択される少なくとも 1種の元素を表 す。 Xは、 Au、 Ag及び Cu力 選択される少なくとも 1種の元素を表す。 Mは、 X、 S
2 1 b、及び X以外の元素、並びに該元素の混合物力 選択される少なくとも 1種の元素
2
を表す。 α、 j8、 γ及び δは、それぞれの元素の原子％を表し、 2≤ α≤20, 55≤ β≤95、及び 0く γ≤10、 0< δ≤40であり、力つ α + β + γ + δ = 100である。
[17] Μ力 Te、 Al、 Zn、 Mg、 Tl、 Pb、 Sn、 Bi、 Cd、 Hg、 Se、 C、 N、 Mn、及び Dy力ら選 択される少なくとも 1種である請求の範囲第 16項に記載のスパッタリングターゲット。
[18] 下記式 3で表される組成を含有する請求の範囲第 16項力 第 17項のいずれかに記 載のスパッタリングターゲット。
<式 3 >
(X ) Sb (X ) — Sn
1 2 δ
ただし、前記式 3中、 X、及び Xは、上記式 2と同じ意味を表す。 α、 β、 γ及び δ は、それぞれの元素の原子％を表し、 2≤ α≤20, 55≤ β≤95、及び 0く γ≤10、 0< δ≤40であり、かつ α + + γ + δ = 100である。
[19] Ga Ge In — Sb — X2 Sn Υ (ただし、 X2は、 Au、 Ag及び Cuから選択される少 なくとも 1種の元素を表す。 Υは、 Te、 Al、 Zn、 Mg、 Tl、 Pb、 Bi、 Cd、 Hg、 Se、 C、 N 、 Mn及び Dyから選択される少なくとも 1種の元素を表す。）で表され、 α、 β、 γ、 δ 、 ε、 及び7}カ 次式、0≤ 0；≤20、0≤ |8≤20、0≤ ≤20 (ただし、 α、 j8、 γ 力 Sすべて οである場合を除く）、 40≤ δ≤95、 0< ε≤10、 0≤ ζ≤40、 0≤ η≤10 、 α + β + y + δ + ε + ζ + η = 100を満たす請求の範囲第 15項から第 18項の V、ずれかに記載のスパッタリングターゲット。
[20] 基板上に少なくとも第 1保護層、記録層、第 2保護層、及び反射層をこの順及び逆順 のいずれかに有してなる光記録媒体の製造方法において、請求の範囲第 15項から 第 19項のいずれかに記載のスパッタリングターゲットを用いてスパッタリング法により 記録層を成膜する記録層形成工程を含むことを特徴とする光記録媒体の製造方法。
[21] 請求の範囲第 1項力も第 14項のいずれかに記載の光記録媒体における第 1保護層 側からレーザー光を照射して情報の記録、再生、消去及び書換えの少なくともいず れかを行うことを特徴とする光記録媒体の使用方法。
[22] 光記録媒体に光源からレーザー光を照射して該光記録媒体に情報の記録、再生、 消去及び書換えの少なくともいずれかを行う光記録装置において、前記光記録媒体 力 請求の範囲第 1項力も第 14項のいずれかに記載の光記録媒体であることを特徴 とする光記録装置。
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