WO2006043357A1

WO2006043357A1 - 光学的情報記録媒体及びその製造法

Info

Publication number: WO2006043357A1
Application number: PCT/JP2005/013243
Authority: WO
Inventors: Haruhiko Habuta; Hideki Kitaura
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co., Ltd.
Priority date: 2004-10-18
Filing date: 2005-07-19
Publication date: 2006-04-27
Also published as: US20070077521A1; JPWO2006043357A1; EP1806745A1; EP1806745A4; CN1906682A; CN100530383C

Abstract

　複数の情報層を有しながらも全ての情報層において安定な記録再生を実現でき、レーザ入射側から見て最奥層の記録感度を良好に保つことができる光学的情報記録媒体とその製造方法を提供する。そのために、本発明は、基板上に第１情報層、中間層、第２情報層をこの順に備えた光学的情報記録媒体において、いずれの情報層もＴｅ、Ｏ及びＭ（但し、ＭはＡｌ、Ｓｉ、Ｔｉ、Ｖ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｇａ、Ｇｅ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ａｇ、Ｉｎ、Ｓｎ、Ｓｂ、Ｈｆ、Ｔａ、Ｗ、Ｒｅ、Ｏｓ、Ｉｒ、Ｐｔ、Ａｕ、Ｂｉから選ばれる１つまたは複数の元素）を含有する材料からなる記録層を有し、第２情報層の方が第１情報層より材料Ｍの組成比が多いことを特徴とする。

Description

光学的情報記録媒体及びその製造法

技術分野

[0001] 本発明は、基板上にレーザビーム等の高エネルギー光ビームを照射することにより

、情報信号を記録再生する光学的情報記録媒体と、その製造方法に関する。

背景技術

[0002] 大容量、高速度での情報の記録再生が可能な媒体の一つとして、相変化型記録媒体が知られている。これは、記録材料にレーザ光を局所的に照射した際に生じる熱によって、光学的に区別可能な異なる状態へ記録材料が変化することを利用したものである。相変化型記録媒体は、必要に応じてランダムアクセスが可能であり、っ可搬性にも優れるという大きな利点を有しているため、近年ますますその重要性が高まっている。例えば、コンピュータを通じた個人データや映像情報等の記録、保存や、医療分野、学術分野、或いは家庭用ビデオテープレコーダの置き換え等、様々な分野での需要が高まっている。現在、アプリケーションの高性能化や画像情報の高性能化に伴い、相変化型記録媒体について、さらに大容量化、高密度化、高速ィ匕を達成することが求められて、る。

従来から提案されて!、る媒体の記録再生原理に基づく種類としては、多数回の書き換えが可能な書き換え型媒体や、 1回のみ書き込み可能ないわゆる追記型媒体が挙げられる。追記型媒体は一般に、書き換え型媒体と比較して層数を少なくできる場合が多いため、製造が容易であり低コストィ匕が可能である。また、書き換えできないことから、ユーザが破壊されたくないデータを書きこむために好都合である。さらに、保存寿命が長く信頼性の高いため、アーカイバル用途として大きな需要があると予想される。このため、高密度の書き換え型媒体の普及に伴って、高密度の追記型媒体の需要もますます高まってくるものと考えられる。

従来、追記型の記録材料として、いくつかの酸ィ匕物材料が提案されている。例えば

、 GeO、 TeO、 SiO、 Sb O、 SnO等の酸化物母材中に Te粒子を分散させた記

2 2 2 2 3 2

録材料は、高感度で大きな信号振幅が得られることが開示されている (例えば、特許文献 1参照)。例えば、 Te— O— Pdを主成分とする記録材料は大きい信号振幅が得られ、信頼性も非常に高いことが知られている (例えば、特許文献 2参照)。これら Te -0- Pd系記録材料の記録メカニズムは次のように考えられる。成膜後の Te -0- Pd膜は、 TeOの中に Te— Pd、或いは Te、或いは Pdが微粒子として一様に分散し

2

ている複合材料である。レーザ光の照射後は、溶融されて Teや Te— Pdや Pdがより大きな結晶粒子となって析出するため、光学状態が変化し、その差が信号として検出できる。また、 Te— O— Pdを主成分とする材料は、ほぼ透明な TeOを母材として

2

いるため、膜の透過率を大きくとることが容易であり、媒体の片側からレーザ光を照射することで多層の情報層に記録することが必要な多層光学情報媒体にも適用できるという利点がある。

上記 TeO系記録材料を用いた追記型記録媒体を実用化する上で重要な課題の一つとして、記録した信号を再生すると信号振幅が徐々に大きくなる（以下、緩和現象と呼ぶ）ことが挙げられる。そこで、 TeOに材料 M (但し、 Mは Al、 Si、 Ti、 V、 Cr、 Mn、 Fe、 Co、 Niゝ Cu、 Zn、 Ga、 Ge、 Zr、 Nb、 Mo、 Ru、 Rh、 Pd、 Ag、 In、 Sn、 Sb 、 Hf、 Ta、 W、 Re、 Os、 Ir、 Pt、 Au、 Biから選ばれる 1つまたは複数の元素）を添カロすると (Te— O— M)、この緩和現象が低減される。

しかし、 2層からなる記録媒体におけるレーザ入射側に近、情報層の Te -O-Pd 膜では、高透過率を実現するために記録層を奥側に比べてより薄くする必要があり、その結果、単一の情報層を有する追記型記録媒体に比べて、より大きな緩和現象が生じる。これは、レーザ入射側に近い情報層では記録層が薄いために結晶化の起点となりえる Pd量が少なくなり、結果的に Pdと結合してヽなヽ Te量がより多くなるためと考えられる。この余った Teが緩和現象に影響を及ぼすため、レーザ入射側に近い情報層では、より大きな緩和現象が見られるのである。媒体を実用的に使用する上で、ある層は信号振幅が安定であるが、ある層は信号を再生して、る最中に信号振幅が変化することは好ましくない。また、 3層以上の情報層を有する追記型記録媒体では、レーザ入射側に近い情報層に用いる記録層をさらに薄膜ィ匕する必要があり、そのため、より大きな緩和現象が見られる。

また、 2層からなる記録媒体におけるレーザ入射側力遠い情報層では、レーザ入射側から近、情報層を透過して情報の記録再生を行うために、高、記録感度を有する必要がある。記録感度は Te— O— Pd膜中の Pd量によっても変化し、 Pd量が多いほど記録感度は悪化する。そこで、レーザ入射側力遠い情報層では、 Te— O— Pd 膜中の Pd量は少ない方が好ましい。また、 3層以上の情報層を有する記録媒体でも、レーザ入射側から最も遠、情報層ではより高、記録感度を有する必要があるため、 2層の場合と同様に Pd量は少な、方が好ま、。

特許文献 1：特開昭 58 - 54338号公報

特許文献 2：国際公開特許 WO98Z09823号公報

発明の開示

本発明は、上記課題を解決し、複数の情報層を有しながらも全ての情報層において安定な記録再生が実現でき、さらにレーザ入射側から見て最奥層の記録感度を良好に保つことができる光学的情報記録媒体とその製造方法を提供することを目的とするものである。

上記課題を解決する手段として、本発明は、基板上に第 1情報層、中間層、第 2情報層をこの順に備え、第 2情報層側からレーザ光を入射して情報の記録再生を行う光学的情報記録媒体であって、いずれの情報層も Te、 O及び M (但し、 Mは Al、 Si、 Ti、 V、 Cr、 Mn、 Fe、 Co、 Niゝ Cu、 Zn、 Ga、 Ge、 Zr、 Nb、 Mo、 Ru、 Rh、 Pd、 Ag、 In、 Sn、 Sb、 Hf、 Ta、 W、 Re、 Os、 Ir、 Pt、 Au、 B 選ばれる 1つまたは複数の元素）を含有する材料からなる記録層を有し、第 1情報層の材料 Mの組成比を M、第 2

1 情報層の材料 Mの組成比を Mとすると、

2

M >M

2 1

の関係を満たすこととする。

これにより、 2層媒体各層において、安定した記録再生特性を得ることができる。ここで、記録層は 1原子％以上 30原子％以下の材料 Mを含むことが、さらに良好な記録特性を得られるとヽぅ点で好まヽ。

また、記録層の膜厚が lnm以上 50nm以下であることが、より良好な記録特性を得られるという点で好ましい。

第 1及び第 2情報層のうちの一つ以上が、記録層の基板側及び Zまたは基板と反対側に保護層を備えることが好ましい。

これにより、より良好な記録特性を得ることができる。

ここで、保護層の材料が ZnS、 Si— 0、 Al— 0、 Ti— 0、 Ta— 0、 Zr— 0、 Cr— O より選ばれる少なくとも一つの酸化物、 Ge—N、 Cr—N、 Si—N、 Al—N、 Nb—N、 Mo— N、 Ti— N、 Zr—Nより選ばれる少なくとも一つの窒化物、 Ge— C、 Cr— C、 Si — C、 Al— C、 Ti— C、 Zr— C、 Ta—Cより選ばれる少なくとも一つの炭化物、 Si— F 、 Al— F、 Mg— F、 Ca— F、 La— Fより選ばれる少なくとも一つの弗化物、或いはこれらの組み合わせ (例えば ZnS— SiO等）であることが好まし、。

2

これにより、さらに良好な記録特性を得ることが可能となる。

また、保護層の膜厚が 3nm以上 50nm以下であることが、さらに良好な記録特性を得られるという点で好ま Uヽ。

第 1及び第 2情報層のうちの一つ以上が、記録層の基板側に反射層を備えることが、さらに良好な記録特性を得られるとヽぅ点で好まヽ。

ここで、反射層は Ag、 Al、 Au、 Si、 Cu、 Ni、 Cr、 Tiより選ばれる少なくとも一つの元素を主成分とする材料力もなることが好ま、。

ここで、反射層の膜厚が 3nm以上 200nm以下であることが、さらに良好な記録特性を得られると、う点で好ま、。

基板上に第 1情報層、第 2情報層、 · · ·、第 n情報層（但し、 nは 3以上の整数)を、各々中間層を介してこの順に備え、第 n情報層側からレーザ光を入射して情報の記録再生を行う光学的情報記録媒体であって、いずれの情報層も Te、 O及び M (但し、 Mは Al、 Si、 Ti、 V、 Cr、 Mn、 Fe、 Co、 Ni、 Cu、 Zn、 Ga、 Ge、 Zr、 Nb、 Mo、 Ru 、 Rh、 Pd、 Ag、 In、 Sn、 Sb、 Hf、 Ta、 W、 Re、 Os、 Ir、 Pt、 Au、 Bi力も選ばれる 1つまたは複数の元素）を含有する材料カゝらなる記録層を有し、第 1情報層の材料 Mの組成比を M、第 2情報層の材料 Mの組成比を M、 · · ·、第 n情報層の材料 Mの組成

1 2

比を Mとすると、

Μ≥· · ·≥Μ≥Μ かつ Μ≠Μ

η 2 1 1 η

の関係を満たすこととする。これにより、多層媒体各層において、安定した記録再生特性を得ることができる。ここで、記録層は 1原子％以上 30原子％以下の材料 Mを含むことが、さらに良好な記録特性を得られるとヽぅ点で好まヽ。

第 1〜第 n情報層のうちの一つ以上が、記録層の基板側及び Zまたは基板と反対側に保護層を備え、保護層は屈折率 nが 1. 5以上の材料カゝらなることが好ましい。これにより、より良好な記録特性を得ることができる。

第 1〜第 n情報層のうちの一つ以上が、記録層の基板側に反射層を備え、反射層は屈折率 nが 2以下かつ消衰係数 kが 2以上の材料力もなることが好ましい。

これにより、より良好な記録特性を得ることができる。

また、上記に述べた製造方法を用いて作製された情報記録媒体を形成した後に、 60°C以上で 5分以上保持するァニール処理を施すことが好ましい。

これにより、より良好な記録特性を得ることができる。

以上述べたように、本発明によれば、複数の情報層を有しながらも、全ての情報層にお!、て安定な記録再生を実現できる光学的情報記録媒体と、その製造方法を提供することができる。

図面の簡単な説明

[0004] [図 1]本発明の光学的情報記録媒体の一構成例を示す断面図。

[図 2]本発明の光学的情報記録媒体の一構成例を示す断面図。

[図 3]本発明の光学的情報記録媒体の記録再生装置の構成を示す模式図。

符号の説明

[0005] 1、8 基板

2、 9 第 1の情報層

3、 10 中間層

4、 11 第 2の情報層

5、 13 光透明層

6、 14、 16 レーザ光 7、 15、 21 光学的情報記録媒体

12 第 nの情報層

17 対物レンズ

18 半導体レーザ

19 光学ヘッド

20 スピンドノレモータ

22 記録再生装置

201、 401、 901 反射層

202、 204、 402、 404、 902、 904、 1101、 1103、 1201、 1203 保護層

203、 403、 903、 1102、 1202 記録層

発明を実施するための最良の形態

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、以下の実施の形態は一例であり、本発明は以下の実施形態に限定されない。また、以下の実施形態では、同一の部分については同一の符号を付して重複する説明を省略する場合がある。

図 1及び図 2は、本発明の光学的情報記録媒体の一構成例である。

図 1に示すように、本発明の光学的情報記録媒体 7は、基板 1上に第 1の情報層 2 及び第 2情報層 4がこの順に設けられて構成されている。 2つの情報層の間には中間層 3を介在させ、各情報層を光学的に分離して不要な光学干渉を排除させる。さらに、第 2の情報層の上に光透明層 5を形成する。この光学的情報記録媒体に対し、光透明層 5の側からレーザ光 6を照射して記録再生を行う。

また、図 2に示すように、本発明の光学的情報記録媒体 15は、基板 8上に第 1の情報層 9、第 2情報層 11、 · · ·、第 nの情報層 12がこの順に設けられて構成されていてもよい。図 1と同様に、各情報層の間には中間層 10を介在させ、各情報層を光学的に分離して不要な光学干渉を排除させる。この光学的情報記録媒体 15に対し、光透明層 13の側力もレーザ光 14を照射して記録再生を行う。第 1〜第 nの各情報層はいずれも記録層を有する。記録層以外にも誘電体材料からなる保護層、或いは合金材料等力なる反射層を設けることもできる。基板 1、 8及び光透明層 5、 13は、光学的情報記録媒体を傷や酸化から保護する役割を担う保護材である。光透明層 5、 13は、レーザ光を通過させて記録再生を行うため、レーザ光に対して透明な材料、或いは光吸収が生じたとしても無視できる程度に小さい (例えば、光吸収 10%以下)材料を使用する。

基板 1、 8及び光透明層 5、 13の材料の例としては、ポリカーボネイト、ポリメチルメタクレート、ポリオレフイン系榭脂等の各種の榭脂、またはガラス等が挙げられる。

光透明層 5、 13としては、成形等により所定の形状に作製した基板を用いてもよいし、シート状のものを所定の形状となるように加工したものを用いてもよい。或いは、記録再生に用いるレーザ光に対して透明な紫外線硬化榭脂を用いてもよい。ここでいう光透明層 5、 13とは、後に述べる保護層 204、 1203からみてレーザ入射側に作製されている透明な層全体を指すものとする。例えば、透明なシートを透明な紫外線硬化榭脂によって貼り合わせた場合、これらの全体を光透明層 5、 13と称する。光透明層 5、 13、或いは基板 1、 8の少なくともいずれか一方には、レーザ光を導くための案内溝或いはピットが、情報層の位置する側に形成されて、ることが好ましヽ中間層 3、 10は、第 1の情報層〜第 2の情報層とを、もしくは第 nの情報層とを光学的に分離するために設ける層であり、レーザ光に対して透明な材料力なる。具体的には、紫外線硬化榭脂等を用いることができる。中間層 3、 10の膜厚は、各情報層を分離可能な程度に厚ぐかつ各情報層が対物レンズの集光可能な範囲内となるような膜厚とすればよい。 3層以上の情報層を積層する場合は、それぞれの中間層の厚さを異なる厚さとすることが好ましい。なぜなら、中間層が同じ厚さの場合、情報層の位置が等間隔となり、奥の層を記録再生する際に、 2つ手前に位置する層でレーザ光が焦点を結びうるため、クロストークが大きくなる可能性があるためである。

記録層 203、 403、 903、 1102、 1202は光学特性が異なる 2つ以上の状態間をとりうる材料より構成する。記録層の材料は、この異なる状態間を非可逆的に変化しうるものであることが好ましぐ Te、 O及び M (Mは上記記載の元素）を主成分とする材料が好適である。ここで、主成分とは、 80原子％を超える 1または 2以上の成分をいい、 2以上の成分が主成分である場合には、成分の合計が 80原子％以上であればよい。元素 Mの好ましい例には、 Pd及び Auが含まれる。 Pd及び Zまたは Auの添カ卩により、十分な結晶化速度及び高い環境信頼性が実現しやすくなる。この材料は、酸素原子 (O原子)を 30原子％以上 70原子％以下、 M原子を 1原子％以上 30原子％以下含有する組成を有することが好ましい。さらには、 M原子を 5原子％以上含有する組成を有することがより好まし、。

O原子が 30原子％未満では、記録層の熱伝導率が高くなりすぎて、記録マークが過大となることがある。このため、記録パワーを上げても CZN比が上がりにくい。これに対し、 O原子が 70原子％を超えると、記録層の熱伝導率が低くなりすぎて、記録パヮーを上げても記録マークが十分大きくならないことがある。このため、高い CZN比と高い記録感度が実現しに《なる。

M原子が 1原子％未満では、レーザ光照射時に Teとの化合物を形成することによる結晶化の働きが相対的に小さくなつて記録層 2の結晶化速度が不足することがある。このため、高速でマークを形成できなくなる。 M原子を 5%以上含有する組成は、結晶化速度がより向上し、安定したマークを形成可能になるため、より好ましい。これに対し、 M原子が 30原子％を超えると、非晶質結晶間の反射率変化が小さくなつて、 CZN比が低くなることがある。

記録層には、 Te、 O及び M以外の元素が含まれていてもよい。例えば、熱伝導率や光学定数の調整、または耐熱性'環境信頼性の向上等を目的として、 S、 N、 F、 B 及び C力選ばれる少なくとも 1種の元素を添カ卩してもよい。これらの添加元素は、記録層全体の 20原子％以内とすることが好ましい。

記録層の膜厚は、 2nm以上 70nm以下が好ましい。十分な CZN比が得やすくなるからである。この膜厚が 2nm未満では十分な反射率及び反射率変化が得られなヽため C/N比が低くなることがある。この観点から、記録層は 5nm以上がさらによい。一方、この膜厚が 70nmを超えると、記録層の薄膜面内の熱拡散が大きくなつて高密度記録にぉ、て CZN比が低くなる恐れがある。

2層からなる記録媒体においては、基板上に第 1情報層、中間層、第 2情報層をこの順に備え、第 2情報層側からレーザ光を入射して情報の記録再生を行う光学的情報記録媒体において、いずれの情報層も Te、 O及び M (但し、 Mは Al、 Si、 Ti、 V、 Cr、 Mn、 Fe、 Co、 Niゝ Cu、 Zn、 Ga、 Ge、 Zr、 Nb、 Mo、 Ru、 Rh、 Pd、 Ag、 In、 Sn 、 Sb、 Hf、 Ta、 W、 Re、 Os、 Ir、 Pt、 Au、 B 選ばれる 1つまたは複数の元素）を含有する材料からなる記録層を有し、前記第 1情報層の材料 Mの組成比を M、前記

1 第 2情報層の材料 Mの組成比を Mとすると、

2

M >M

2 1

の関係を満たすこととする。これにより、 2層媒体各層において、安定した記録再生特性を得ることができる。このとき Mは Mより 1原子％以上多い方が好ましい。また、 M

2 1 2 は Mより 2原子％以上多い方がより好ましぐ 4原子％以上多い方がさらに好ましい。

1

3層以上力なる記録媒体においては、基板上に第 1情報層、第 2情報層、 · · ·、第 n情報層（但し、 nは 3以上の整数)を、各々中間層を介してこの順に備え、第 n情報層側からレーザ光を入射して情報の記録再生を行う光学的情報記録媒体において、いずれの情報層も Te、 O及び M (但し、 Mは Al、 Si、 Ti、 V、 Cr、 Mn、 Fe、 Co、 Ni、 Cu、 Zn、 Ga、 Ge、 Zr、 Nb、 Mo、 Ru、 Rh、 Pd、 Ag、 In、 Sn、 Sb、 Hf、 Ta、 W、 Re、 Os、 Ir、 Pt、 Au、 Biから選ばれる 1つまたは複数の元素）を含有する材料力もなる記録層を有し、第 1情報層の材料 Mの組成比を M、第 2情報層の材料 Mの組成比を

1

M、 · · ·、第 n情報層の材料 Mの組成比を Mとすると、

2 n

M≥· · ·≥Μ≥Μ かつ Μ≠Μ

η 2 1 1 η

の関係を満たすこととする。これにより、 2層媒体各層において、両方の情報層で安定した記録再生特性を得ることができる。このとき M (l≤k≤n)は Μ より 1原子％ k k-1

以上多い方が好ましい。また、 Mは M より 2原子％以上多い方がより好ましぐ 4原 k k-1

子％以上多!、方がさらに好まし、。

反射層 201、 401、 901は、 Au、 Ag、 Cu、 Al、 Ni、 Cr、 Ti等の金属、或ヽは適宜選択された金属の合金より形成する。反射層 101、 201、 901は、放熱効果や記録層での効果的な光吸収等の光学的効果を得るために設ける。その膜厚は lnm以上であることが好ましい。反射層 201、 401、 901が lnm未満の場合、膜が均一な層状となることが困難となり、熱的、光学的な効果が低下するためである。図 2では第 1の情報層 9のみ反射層 901を有する構成であるが、第 1〜第 nの情報層の、ずれか、或!ヽは全てが反射層を有して!/、てもよいし、或いは第 1の情報層が反射層 901を有さない構成であってもよい。一般に、反射層 901を設けると情報層の透過率は低下するが、上記で述べた放熱効果や光学的効果により、高い信号品質を容易に得ることができる。このため、レーザ光の入射側に位置する第 2〜第 nの情報層については、反射層を設けるかどうか適宜設計を行うことが必要であり、反射層を設けた場合はその厚さを例えば lOnm以下といった非常に薄い膜厚とすることにより、情報層の高い透過率を保つ工夫をすることが必要である。 n及び kのより好ましい範囲は、それぞれ 2. 0以下及び 2. 0以上である。

保護層、 204, 402, 404, 902, 904, 1101、 1103、 1201, 1203は、記録材料の保護と、情報層での効果的な光吸収を可能にすると、つた光学特性の調節とを主な目的として設けられる。保護層の材料としては、屈折率 nが 1. 5以上、より好ましくは 2. 0以上、さらに好ましくは 2. 5以上の材料を用いることができる。具体的には、例えば ZnS等の硫化物、 ZnSe等のセレン化物、 Si—0、 Al—0、 Ti—0、 Ta—O 、 Zr— 0、 Cr— O等の酸化物、 Ge— N、 Cr— N、 Si— N、 Al— N、 Nb— N、 Mo— N 、 Ti— N、 Zr— N、 Ta— N等の窒化物、 Ge O— N、 Cr— O— N、 Si— O— N、 Al — O N、 Nb O N、 Mo O N、 Ti O N、 Zr O N、 Ta O N等の窒酸化物、 Ge— C、 Cr— C、 Si— C、 Al— C、 Ti— C、 Zr— C、 Ta— C等の炭化物、 Si F、 Al— F、 Ca— F、 La— F等の弗化物、その他の誘電体、或いはこれらの組み合わせ (例えば ZnS - Si02等)等、上記目的が達成可能な材料を用いる。

本発明の光学的情報記録媒体は、 Te、 O及び Mを主成分とする材料からなる記録層を有する第 1情報層 2、第 2情報層 4及び第 n情報層 12以外に追加の情報層を設けてもよい。例えば、 Te、 O及び Mを主成分とする材料とは異なる材料力なる記録層を有する情報層であってもよぐまた、追記型ではなく書き換え型や再生専用型のいずれの情報層とすることも可能であり、任意の位置に追加することができる。

また、上記光学的情報記録媒体 2枚を、それぞれの基板 1、 8の側を対向させて貼り合わせ、両面構造とすることにより、媒体 1枚あたりに蓄積できる情報量をさらに 2倍にすることができる。

上記の各薄膜は、例えば真空蒸着法、スパッタリング法、イオンプレーティング法、 CVD (Chemical Vapor Deposition)法、 MBE (Molecular Beam Epitaxy)法等の気相薄膜堆積法によって形成することができる。

各層の作製順序は、図 1の場合、基板 1上に、反射層 201側から順に保護層 204まで成膜し、中間層に溝形状を転写した後、同様に第 2情報層を形成していけばよい。光透明層 5の形成方法は、保護層 404まで作製した媒体と、接着榭脂を片面に有する基材とを貼り合わせることによって形成してもよぐ保護層 404まで作製した媒体とシート状の基材とを UV榭脂によって貼り合わせることにより形成してもよぐさらに保護層 404まで作製した媒体上に紫外線硬化榭脂によって形成してもよい。

また、本発明の光学的情報記録媒体は、ァニール工程として、高温度条件下で一定時間以上保持することにより、より高い CZN比及びより低いジッタ値が得られる。これは、ァニール工程により、記録層 2中にランダムに拡散している各原子の一部が適度に結合して微小な結晶核を形成し、記録に際して結晶化をよりスムーズにすることで、マークエッジがよく揃い、マーク形状がよく整ったマーク形成が可能となるためと考えられる。

ァニール温度は、記録層の組成によっても異なる力発明者が実験により確認したところによると、 60°C以上であって、透明基板が溶融しない温度、即ちその軟ィ匕点または融点以下、例えばポリカーボネイトの場合は 120°C以下が好ましい。ァニール時間は、記録層の組成及びァニール温度によっても異なるが、発明者の実験によれば、 CZN比向上等の効果が飽和するためには、少なくとも 5分は必要である。さらに長時間ァニールしてもよいが、効果が飽和した後にァニールを継続しても、基本的には、記録再生特性に変化は見られない。

次に、以上のようにして形成した光学情報記録媒体の記録再生方法の一例にっ、て述べる。図 3に、光学情報記録媒体が光ディスクである場合に、記録再生に用いる装置の一例の概略を示す。信号の記録再生には、半導体レーザ 18と、対物レンズ 1 7を搭載した光学ヘッド 19と、レーザ光を照射する位置を所定の位置へと導くための駆動装置（図示省略)、トラック方向及び膜面に垂直な方向の位置を制御するためのトラッキング制御装置及びフォーカシング制御装置（図示省略）と、レーザパワーを変調するためのレーザ駆動装置（図示省略)、媒体を回転させるためのスピンドルモータ 20とを用いる。信号の記録、再生は、まず媒体をスピンドルモータ 20を用いて回転させ、光学系によりレーザ光を微小スポットに絞りこんで、媒体へレーザ光を照射することにより行う。信号の再生の際には、信号の記録を行うパワーレベルよりも低ぐそのパワーレベルでのレーザ照射によって記録マークの光学的な状態が影響を受けず、かつその照射によって媒体力記録マークの再生のために十分な光量が得られるパワーのレーザビームを照射し、得られる媒体からの信号を検出器で読みとることによって行う。

[実施例]

以下、実施例により本発明をさらに具体的に説明するが、以下の実施例は本発明を限定するものではない。

(実施例 1)

ここでは、図 1に示した層構成を有する光学的情報記録媒体を作製した例につヽて述べる。基板としては、ポリカーボネイト榭脂を用いた。基板の直径は 12cm、厚さは 1. 1mm、グループピッチは 0. 32 m、グループ深さは 20nmとした。

基板のグループが形成された側の表面上に、第 1の情報層として、 Al— Ni (原子数比 98： 2)ターゲットを用いて膜厚約 40nmの Al— Ni反射層、 ZnS - S102 (分子数比 80： 20)ターゲットを用ヽて膜厚約 15nmの ZnS - Si02保護層、 Te— O— Pd (原子数比 35 : 60 : 5)ターゲットを用、て膜厚約 25nmの Te— O— Pd記録層、 ZnS - S iO (分子数比 80 : 20)ターゲットを用いて膜厚約 6nmの ZnS— SiO保護層、の各層

2 2

をスパッタリング法によりこの順に積層した。この第 1の情報層の表面上に、紫外線硬化性榭脂を用いて基板と同じ溝パターンを転写し、厚さ約 25 mの中間層を形成した。

この中間層の表面上に、第 2の情報層として、 AgPdCu (重量比 98. 1 : 0. 9 : 1. 0) ターゲットを用いて膜厚約 10nmの AgPdCu反射層、 ZrO— SiO— Cr O— LaF (

2 2 2 3 3 分子数比 23 : 23 : 31 : 23)ターゲットを用いて膜厚約 13nmの ZnS— SiO保護層、 T

2 e— O— Pd (原子数比はサンプルにより異なる）ターゲットを用いて膜厚約 25nmの T e— O— Pd記録層、 ZnS— SiO (分子数比 80 : 20)ターゲットを用いて膜厚約 23nm

2

の ZnS— SiO保護層の各層をスパッタリング法によりこの順に積層した。この第 2の

2

情報層の表面上に、ポリカーボネイトのシートを紫外線硬化榭脂を用いて貼り合わせ、厚さ 75 μ mの透明基板とした。

各層の成膜は、いずれも、直径 100mm、厚さ 6mm程度のターゲットを用い、反射層は DC電源 200W、保護層は RF電源 400W、記録層は RF電源 1 OOWで成膜した。また、反射層及び保護層は、 Ar25sccm、記録層は Ar25sccm及び酸素 0. 5scc mの混合ガスを、いずれも、ガス圧約 0. 2Paに保った雰囲気で成膜した。さら〖こ、このディスクを 90°Cで 2時間程度ァニールして、完成ディスクとした。

ここで、以下の表 1に示すように、情報層の記録層に用いたターゲット糸且成を調整することにより、本実施例としてディスク A、さらに比較例としてディスク B、 C、 Dをそれぞれ作成した。ディスク Aでは第 2の情報層の Pd量を第 1の情報層に対して多くしている。これに対して、ディスク Bでは第 1の情報層と第 2の情報層の Pd量を同一にし、ディスク C及びディスク Dでは第 1の情報層の Pd量を第 2の情報層に対して多くしている。

[表 1]

これらディスクの各情報層のグループに対し、波長 405nm、 NAO. 85の光学系を用い、線速度 5. OmZsで回転させながら、 12. 3MHzの単一信号を未記録のトラックに 1回だけ記録し、その信号振幅をスペクトラムアナライザーで測定した。信号を記録して 1分後、再生して!/、る最中に信号振幅の増加 (緩和現象)の有無を確認した。この時、信号振幅が 3dB以上増加した場合に緩和現象が有りと判定する。また、記録感度はランダム信号を連続する 5本のトラックに記録して中央のトラックを再生した時に、ジッタが最も良好な値になるパワーとする。

表 1の測定結果によると、ディスク Aでは第 1、第 2の情報層共に緩和現象が生じず、記録感度も良好であった。一方、第 1及び第 2の情報層の Pd量を同一にしたディスク Bでは、緩和現象は見られなカゝつたものの、第 1の情報層の記録感度が悪化した。第 1の情報層の Pd量をディスク Aと同一にし、第 2の情報層の Pd量を第 1の情報層よりも少なくしたディスク Cでは、第 2の情報層で緩和現象が見られた。また、ディスク A の第 1及び第 2の情報層の組成を入れ替えたディスク Dでは、両層にお、て緩和現象は見られないが、第 1の情報層の記録感度が悪ィ匕した。

このように、本発明のとおり、第 2情報層の方が第 1情報層より Pdの組成比を多くすることで、 2つの情報層において安定に記録再生を行うことができ、さらにレーザ入射側から見て最奥層の記録感度を良好に保つことができる光学的情報記録媒体を提供できることが確認できた。

(実施例 2)

ここでは、図 2に示した層構成 (ただし、 n=4)を有する光学的情報記録媒体を作製した例について述べる。基板としては、ポリカーボネイト榭脂を用いた。基板の直径は 12cm、厚さは 1. 1mm、グループピッチは 0. 32 m、グループ深さは 20nmとした。

基板のグループが形成された側の表面上に、第 1の情報層として、 Al— Ni (原子数比 98 : 2)ターゲットを用ぃて膜厚約4011111の八1—^反射層、 ZnS— SiO (原子数比

2

80： 20)ターゲットを用ヽて膜厚約 15nmの ZnS - SiO保護層、 Te— O— Pd (原子

2

数比 35 : 60 : 5)ターゲットを用、て膜厚約 25nmの Te— O— Pd記録層、 ZnS - SiO (原子数比 80 : 20)ターゲットを用いて膜厚約 6nmの ZnS— SiO保護層、の各層を

2 2

スパッタリング法によりこの順に積層した。この第 1の情報層の表面上に、紫外線硬化性榭脂を用いて基板と同じ溝パターンを転写し、厚さ約 13 /z mの中間層を形成したこの中間層の表面上に、第 2の情報層として、 Zn—S (原子数比 50 : 50)ターゲットを用、て膜厚約 15nmの Zn— S保護層、 Te— O— Pd (原子数比はサンプルにより異なる）ターゲットを用ヽて膜厚約 10nmの Te— O— Pd記録層、 Zn— S (原子数比 50： 50)ターゲットを用、て膜厚約 20nmの Zn - S保護層の各層をスパッタリング法によりこの順に積層した。この第 2の情報層の表面上に、紫外線硬化性榭脂を用いて基板と同じ溝パターンを転写し、厚さ約 13 mの中間層を形成した。この中間層の表面上に、第 3の情報層として、 Zn—S (原子数比 50 : 50)ターゲットを用いて膜厚約 20nmの Zn— S保護層、 Te— O— Pd (原子数比はサンプルにより異なる）ターゲットを用ヽて膜厚約 8nmの Te— O— Pd記録層、 Zn— S (原子数比 50： 5 0)ターゲットを用 Vヽて膜厚約 30nmの Zn - S保護層の各層をスパッタリング法によりこの順に積層した。この第 3の情報層の表面上に、紫外線硬化性榭脂を用いて基板と同じ溝パターンを転写し、厚さ約 13 mの中間層を形成した。

この中間層の表面上に、第 4の情報層として、 Zn—S (原子数比 50 : 50)ターゲットを用いて膜厚約 25nmの Zn— S保護層、 Te— O— Pd (原子数比はサンプルにより異なる）ターゲットを用ヽて膜厚約 6nmの Te— O— Pd記録層、 Zn— S (原子数比 50： 5 0)ターゲットを用 Vヽて膜厚約 30nmの Zn - S保護層の各層をスパッタリング法によりこの順に積層した。この第 4の情報層の表面上に、ポリカーボネイトのシートを紫外線硬化榭脂を用いて貼り合わせ、厚さ 60 mの透明基板とした。

各層の成膜は、いずれも、直径 100mm、厚さ 6mm程度のターゲットを用い、反射層は DC電源 200W、保護層は RF電源 400W、記録層は RF電源 100Wで成膜した。また、反射層及び保護層は、 Ar25sccm、記録層は Ar25sccm及び酸素 0. 5scc mの混合ガスを、いずれも、ガス圧約 0. 2Paに保った雰囲気で成膜した。さら〖こ、このディスクを 90°Cで 2時間程度ァニールして、完成ディスクとした。

ここで、以下の表 2に示すように、情報層の記録層に用いたターゲット糸且成を調整することにより、本実施例としてディスク E、 F、さらに比較例としてディスク G、 H、 Iをそれぞれ作成した。ディスク E及び Fでは、第 4の情報層（基板から最も近い情報層）の Pd量が最も多ぐかつ第 1の情報層（基板力も最も遠い情報層）の Pd量が最も少なくなるよう組成を設定している。これに対して、ディスク Gでは全ての情報層の Pd量を同一にし、ディスク H、 Iでは第 1の情報層の Pd量を第 4の情報層に対して多くしている

[表 2] ディスクタ一ゲット組成緩和現象第 1情報層

情報層判定

N o . T e ： O ： P d の有無の記録感度

第 1の情報層 3 5 : 6 0 : 5 なし

第 2の情報層 3 7 5 3 1 0 なし

E 〇〇

第 3の情報層 3 7 5 3 1 0 なし

第 4の情報層 4 0 4 5 1 5 なし

第 1 の情報層 3 7 5 3 1 0 なし

第 2の情報層 3 7 5 3 1 0 なし

F 〇〇

第 3の情報層 4 0 4 5 1 5 なし

第 4の情報層 4 0 4 5 1 5 なし

第 1の情報層 3 7 5 3 1 0 なし

第 2の情報層 3 7 5 3 1 0 なし

G X X

第 3の情報層 3 7 5 3 1 0 なし

第 4の情報層 3 7 5 3 1 0 なし

第 1の情報層 4 0 4 5 1 5 なし

第 2の情報層 4 0 4 5 1 5 なし

H X X

第 3の情報層 3 7 5 3 1 0 なし

第 4の情報層 3 7 5 3 1 0 なし

第 1 の情報層 3 7 5 3 1 0 なし

第 2の情報層 3 7 5 3 1 0 なし

I 〇 X

第 3の情報層 3 5 : 6 0 : 5 あり

第 4の情報層 3 5 : 6 0 : 5 ありこれらのディスクに対して実施例 1と同様の測定を行つた。

表 2の測定結果によると、ディスク E及び Fでは、全ての層において緩和現象は生じず、記録感度も良好であった。一方、全ての情報層の Pd量を同一にしたディスク Gでは、第 1情報層の記録感度が悪化した。また、ディスク Hでは、緩和現象は見られなレ、が、第 1の情報層の記録感度が悪ィ匕した。ディスク Hと同様の構成で、かつ全ての層で Pd量をディスク Hの各対応する層よりも少なくしたディスク Iでは、逆に、第 1の情報層の記録感度は良好だが、第 3及び第 4の情報層で緩和現象が見られた。

以上述べてきたとおり、各情報層の記録層の Pd量をレーザ入射側に近いほど多くすることで、複数の情報層においても安定に記録再生を行うことができ、さらにレーザ入射側から見て最奥層の記録感度を良好に保つことができる、光学的情報記録媒体を提供できることを確認した。

産業上の利用可能性

本発明は、複数の情報層を有する光学的情報記録媒体に対して、全ての情報層でその記録再生特性の安定ィヒの向上、及びレーザ入射側から見て最奥層の記録感度を良好に保つことに有用である。

Claims

請求の範囲

[1] 基板上に第 1情報層、中間層、第 2情報層をこの順に備え、第 2情報層側からレーザ光を入射して情報の記録再生を行う光学的情報記録媒体であって、

いずれの情報層も Te、 O及び M (但し、 Mは Al、 Si、 Ti、 V、 Cr、 Mn、 Fe、 Co、 Ni 、 Cu、 Zn、 Ga、 Ge、 Zr、 Nb、 Mo、 Ru、 Rh、 Pd、 Ag、 In、 Sn、 Sb、 Hf、 Ta、 W、 Re 、 Os、 Ir、 Pt、 Au、 B も選ばれる 1つまたは複数の元素）を含有する材料力もなる記録層を有し、

前記第 1情報層の材料 Mの組成比を M、前記第 2情報層の材料 Mの組成比を M

1 2 とすると、

M >M

2 1

の関係を満たすことを特徴とする、光学的情報記録媒体。

[2] 前記記録層は、 1原子％以上 30原子％以下の材料 Mを含むことを特徴とする、請求項 1に記載の光学的情報記録媒体。

[3] 前記記録層の膜厚が、 lnm以上 50nm以下であることを特徴とする、請求項 1または 2に記載の光学的情報記録媒体。

[4] 前記第 1及び第 2情報層のうちの一つ以上が、前記記録層の前記基板側及び Zまたは前記基板と反対側に保護層を備えることを特徴とする、請求項 1から 3に記載の光学的情報記録媒体。

[5] 前記保護層の材料が、 ZnSゝ Si— 0、 Al— 0、 Ti— 0、 Ta— 0、 Zr— 0、 Cr— Oより選ばれる少なくとも一つの酸化物、 Ge—N、 Cr—N、 Si—N、 Al—N、 Nb—N、 M o— N、 Ti— N、 Zr—Nより選ばれる少なくとも一つの窒化物、 Ge— C、 Cr— C、 Si— C、 Al—C、 Ti—C、 Zr—C、 Ta—Cより選ばれる少なくとも一つの炭化物、 Si—F、 A 1 F、 Mg— F、 Ca— F、 La— Fより選ばれる少なくとも一つの弗化物、或いはこれらの組み合わせ (例えば ZnS— SiO等)であることを特徴とする、請求項 4に記載の光

2

学的情報記録媒体。

[6] 前記保護層の膜厚が 3nm以上 50nm以下であることを特徴とする、請求項 4または

5に記載の光学的情報記録媒体。

[7] 前記第 1及び第 2情報層のうちの一つ以上が、記録層の前記基板側に反射層を備えることを特徴とする、請求項 1から 6に記載の光学的情報記録媒体。

[8] 前記反射層の主成分が、 Ag、 Al、 Au、 Si、 Cu、 Ni、 Cr、 TUり選ばれる少なくとも一つの元素を主成分とする材料力もなることを特徴とする、請求項 7に記載の光学的情報記録媒体。

[9] 前記反射層の膜厚が、 3nm以上 200nm以下であることを特徴とする、請求項 7または 8に記載の光学的情報記録媒体。

[10] 基板上に第 1情報層、第 2情報層、 · · ·、第 n情報層（但し、 nは 3以上の整数)を、各々中間層を介してこの順に備え、第 n情報層側からレーザ光を入射して情報の記録再生を行う光学的情報記録媒体であって、

いずれの情報層も Te、 O及び M (但し、 Mは Al、 Si、 Ti、 V、 Cr、 Mn、 Fe、 Co、 Ni 、 Cu、 Zn、 Ga、 Ge、 Zr、 Nb、 Mo、 Ru、 Rh、 Pd、 Ag、 In、 Sn、 Sb、 Hf、 Ta、 W、 Re 、 Os、 Ir、 Pt、 Au、 B も選ばれる 1つまたは複数の元素）を含有する材料力もなる記録層を有し、第 1情報層の材料 Mの組成比を M、第 2情報層の材料 Mの組成比

1

を M、 · · ·、第 n情報層の材料 Mの組成比を Mとすると、

2 n

M≥· · ·≥Μ≥Μ かつ Μ≠Μ

η 2 1 1 η

の関係を満たすことを特徴とする、光学的情報記録媒体。

[11] 前記記録層は、 1原子％以上 30原子％以下の材料 Μを含むことを特徴とする請求項 10に記載の光学的情報記録媒体。

[12] 前記記録層の膜厚が、 lnm以上 50nm以下であることを特徴とする請求項 10または 11に記載の光学的情報記録媒体。

[13] 前記第 1〜第 n情報層のうちの一つ以上が、前記記録層の前記基板側及び Zまたは前記基板と反対側に保護層を備え、

前記保護層は、屈折率 nが 1. 5以上の材料力もなることを特徴とする、請求項 10から 12に記載の光学的情報記録媒体。

[14] 前記第 1〜第 n情報層のうちの一つ以上が、前記記録層の前記基板側に反射層を備え、

前記反射層は、屈折率 nが 2以下かつ消衰係数 kが 2以上の材料力なることを特徴とする、請求項 10または 13に記載の光学的情報記録媒体。請求項 1から 14のいずれかに記載の光学的情報記録媒体の製造方法であって、少なくとも前記記録層を形成した後に、 60°C以上で 5分以上保持するァニール処理を施すことを特徴とする、光学的情報記録媒体の製造方法。