WO2010064372A1 - 情報記録媒体、記録装置、再生装置および再生方法 - Google Patents

情報記録媒体、記録装置、再生装置および再生方法 Download PDF

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recording
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高岡友康
古宮成
宮川直康
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パナソニック株式会社
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Definitions

  • the present invention relates to an information recording medium, and in particular, an information recording medium provided with three or more information layers for recording information by laser light irradiation and reproducing recorded information, and a recording apparatus for recording on this information recording medium
  • the present invention relates to a reproducing apparatus for reproducing the information recording medium and a reproducing method for reproducing the information recording medium.
  • Such an information recording medium includes an information layer including a recording layer made of a thin film such as a phase change recording material.
  • the recording layer is irradiated with laser light and subjected to local heating to form regions having different optical constants due to different irradiation conditions.
  • information is recorded by changing the state of the phase change material of the recording layer between the crystalline phase and the amorphous phase by heat generated by laser light irradiation.
  • a combination of a space and a mark represented by a length based on a signal modulated by information to be recorded is formed on a track of the recording layer.
  • the initial state of the recording layer is generally crystalline.
  • Phase When recording information, a part of the recording layer is melted by irradiating a high-power laser beam, and then rapidly cooled to change the portion irradiated with the laser beam into an amorphous phase.
  • the temperature of a part of the recording layer is increased by irradiating a laser beam having a lower power than that at the time of recording, and then slowly cooling to change the portion irradiated with the laser light into a crystalline phase.
  • new information can be recorded while erasing the recorded information, that is, rewriting is possible.
  • Reproduction of information recorded on the information recording medium is performed by detecting a change in the amount of reflected light based on the difference in reflectance between the crystalline phase and the amorphous phase. Specifically, it is performed by irradiating the information recording medium with a laser beam set at a certain reproduction power and detecting the intensity of reflected light from the information recording medium as a signal.
  • the intensity of the reflected light is proportional to the product of the reflectance of the information recording medium and the reproduction power of the laser light. In general, the higher the intensity of the reflected light, the higher the quality of the reproduced signal of the information. Therefore, it is preferable that the reproduction power is high.
  • the reproduction power is set so as not to become too high (see Patent Document 1).
  • the difficulty of information deterioration due to reproduction is referred to as reproduction durability.
  • the upper limit reproduction power at which information is not degraded by reproduction is referred to as upper limit reproduction power.
  • the upper limit reproduction power is higher as the information recording medium has higher reproduction durability.
  • the upper limit reproduction power is determined for each information layer and is one of the characteristics of each information layer.
  • an information layer hereinafter referred to as a first information layer
  • an information layer close to the incident side hereinafter referred to as an information layer
  • This is performed by laser light transmitted through the second information layer.
  • the transmittance of the second information layer is low, the energy of the laser light reaching the first information layer is attenuated.
  • the reflected light from the first information layer passes through the second information layer again, the reflected light from the first information layer is further attenuated, and the intensity of the reflected light is reduced. For this reason, the quality of the reproduction signal based on the reflected light is lowered.
  • the second information layer Considering light attenuation in the second information layer, it may be possible to record information in the first information layer with a stronger laser beam. However, in this case, it is necessary to irradiate the first information with a laser beam having a stronger power. When the power of the laser beam exceeds the limit of the recording apparatus, suitable recording cannot be performed, and the recording quality deteriorates. . In this case, the second information layer is irradiated with stronger laser light without being attenuated. Therefore, the information layer closest to the laser beam incident side tends to cause signal degradation due to reproduction, and it tends to be difficult to improve reproduction durability.
  • the second information layer has as high a transmittance as possible.
  • an information layer on the incident side (third information layer or fourth information layer). It is necessary to further increase the transmittance of the information layer.
  • the information layer closest to the laser beam incident side transmits the laser beam when recording / reproducing is performed on an information layer farther from the laser beam incident side than the information layer. For this reason, it is desirable that the transmittance of the information layer closest to the laser beam incident side be as high as possible. Since the recording material generally has a large extinction coefficient, it is preferable that the thickness of the recording layer of the information layer on the laser beam incident side is thin in order to have high transmittance.
  • the thinner the recording layer made of a phase change material the slower the crystallization speed. Therefore, the phase change from the amorphous phase to the crystalline phase is difficult to occur, and the information erasing performance is deteriorated. From this point, there is a case where the recording layer of the information layer close to the laser beam incident side is made thicker than the recording layer of the information layer far from the laser beam incident side and the phase change material is selected so as to increase the crystallization speed. is there. However, if the crystallization speed is increased, the reproduction durability is deteriorated, so the crystallization speed must not be too high.
  • the recordable information recording medium when the thickness of the recording layer included in the information layer becomes too thin, the characteristics of the information layer deteriorate. For example, in the case of a rewritable information recording medium, if the recording layer is too thin, it becomes difficult to achieve both erasure performance and reproduction durability performance. Therefore, in the information recording medium having three or more information layers, there is a problem that information cannot be reproduced with high quality in the information layer closest to the laser light incident side where high transmittance is required. Had.
  • the present invention has been made in view of the above problems, and is an information recording medium having three or more information layers, and an information recording medium capable of reproducing information with high quality in all the information layers.
  • the purpose is to provide. It is another object of the present invention to provide a recording apparatus, a reproducing apparatus, and a reproducing method suitable for the information recording medium.
  • the information recording medium of the present invention has N information layers (N is an integer of N ⁇ 3) capable of recording information, and is irradiated with laser light to record information on each information layer and An information recording medium on which information recorded in each information layer is reproduced, wherein the N information layers are arranged in order from the laser beam incident side, the Nth information layer, the N-1th information layer, N-2 information layer: including the second information layer and the first information layer, the reflectivity of the N-th information layer is RN , and the M-th information layer (where M is N> M ⁇ 1) (Integer) has a reflectance of R M , and the upper limit reproduction power of the laser beam applied to the Nth information layer when reproducing the information recorded in the Nth information layer is Pr Nmax.
  • the upper limit reproduction power of the laser beam applied to the first M information layer at the time of reproduction of the recorded information is Pr Mmax, the following equation (1) (2): R N > R M (1) Pr Nmax ⁇ Pr Mmax (2) Is satisfied at the same time.
  • the a reflectivity R N of the N-th information layer, and the reflectance R N-1 of the first N-1 information layers the following equation (3): R N / R N-1 ⁇ 1.2 (3) Meet.
  • the product R N ⁇ Pr Nmax of the reflectance R N of the Nth information layer and the upper limit reproduction power Pr Nmax is equal to the reflectance R N-1 of the N- 1th information layer and the upper limit reproduction. It is equal to the product R N-1 ⁇ Pr N-1max with the power Pr N-1max .
  • each of the Nth information layer and the N ⁇ 1th information layer includes at least a reflective layer, a first dielectric layer, a recording layer capable of causing a phase change by laser light irradiation, and a first layer.
  • the second dielectric layer, the recording layer, the first dielectric layer, and the reflective layer are arranged in this order from the laser light incident side, and The second dielectric layer, the recording layer, the first dielectric layer, and the reflective layer are made of the same material for the Nth information layer and the N-1th information layer, respectively.
  • each of the Nth information layer and the N ⁇ 1th information layer further includes a transmittance adjusting layer located on a side opposite to the laser light incident side of the reflective layer, and the transmittance adjusting layer Are made of the same material for the Nth information layer and the (N-1) th information layer.
  • N is 3.
  • a reproducing apparatus of the present invention is a reproducing apparatus for reproducing information recorded on any one of the above-described information recording media, and the information recorded in the Nth information layer is reproduced with a reproduction power Pr N (Pr N ⁇ Pr Nmax ) And the information recorded in the N-1th information layer is reproduced with a reproduction power Pr N-1 (Pr N-1 ⁇ Pr N-1max ).
  • the recording apparatus of the present invention is a recording apparatus that records information on any of the information recording media described above, and records information by irradiating the information recording medium with the laser beam.
  • the reproducing method of the present invention is an information recording medium reproducing method for reproducing information recorded on any one of the information recording media described above, and the information recorded in the Nth information layer is reproduced with a reproduction power Pr N ( includes a step of regenerating at Pr N ⁇ Pr Nmax), and a step of reproducing at the first N-1 reproduces information recorded on the information layer power Pr N-1 (Pr N- 1 ⁇ Pr N-1max) , product R N ⁇ and said reflectance RN of the N-th information layer and the reproducing power Pr N Pr N, the said reflectance of the N-1 information layers R N-1 and the reproduction power Pr N-1 Is equal to the product R N-1 ⁇ Pr N-1 .
  • the wavelength ⁇ of the laser light is in the range of 400 nm to 410 nm, and the numerical aperture NA of the objective lens used to focus the laser light on the information layers is 0.84 to 0.86. Range.
  • the information recording medium of the present invention by the reflectance R N of the N information layers increasing from the reflectance reflectance R M of other information layers, even with a lower reproducing power of the N information layers, the High-quality information reproduction can be realized in the N information layer. Accordingly, a configuration in which the upper limit reproduction power of the Nth information layer is lower than the upper limit reproduction power of the other information layers can be adopted, and the degree of freedom in design increases. Therefore, it is allowed to design with an emphasis on the transmittance, the transmittance of the Nth information layer can be made higher than before, and the laser that reaches the N-1th information layer from the first information layer The intensity of light can be increased. As a result, high-quality information reproduction can be realized in each information layer from the first information layer to the (N-1) th information layer.
  • the product of the reflectance of the Nth information layer and the reproduction power is equal to the product of the reflectance of the N ⁇ 1th information layer and the reproduction power. Even when the reproduction power of the information layer is smaller than the reproduction power of the (N ⁇ 1) -th information layer, high-quality information reproduction can be realized in the N-th information layer.
  • FIG. 4 is a schematic diagram showing an example of a recording pulse waveform used when information is recorded on the information recording medium shown in FIG. 1 using the recording / reproducing apparatus shown in FIG. 3.
  • FIG. 1A is a partial cross-sectional view of an information recording medium 11 according to an embodiment of the present invention.
  • the information recording medium 11 has N information layers, and records information on each information layer by irradiating the laser beam 31 focused by the objective lens 32 in the recording device or the reproducing device. In addition, information recorded in each information layer is reproduced.
  • N is an integer satisfying N ⁇ 3. In this embodiment, N is 3. However, N may be 4 or more.
  • the N information layers are the third information layer 43, the second information layer 42, and the first information arranged in order from the incident side F of the laser beam 31.
  • Layer 41 is included. That is, the Nth information layer, the N ⁇ 1 information layer, the N ⁇ 2 information layer,..., The second information layer, and the first information layer are arranged in order from the incident side F of the laser beam 31.
  • the N-1th information layer from the first information layer other than the Nth information layer or the 1st to Nth information layers are collectively referred to as the Mth information layer or the Mth information layer.
  • M is any integer that satisfies N> M ⁇ 1.
  • the “information layer” means a layered structure having a structure capable of recording information.
  • the specific structure of the information layer will be described in detail below.
  • the N information layers are also referred to as L0 layer, L1 layer... L (N-1) layer from the information layer farthest from the incident side F of the laser beam 31 to the incident side F of the laser beam 31.
  • the information recording medium 11 includes a separation layer 28 disposed between the second information layer 42 and the third information layer 43, and a separation disposed between the first information layer 41 and the second information layer 42. Further included is a layer 22 and a substrate 21. The three information layers stacked via the separation layers 22 and 28 are supported by the substrate 21 so that the first information layer 41 is on the substrate 21 side. More preferably, the information recording medium 11 includes a transparent layer 23 disposed on the incident side F of the laser light 31 with respect to the third information layer 43.
  • the distance between the objective lens 32 and each information layer of the information recording medium 11 is adjusted so that the laser light 31 transmitted through the transparent layer 23 has a predetermined information layer for recording or reproducing information. Focusing is performed so as to form a beam spot having a size, information is recorded on the information layer, and information recorded on the information layer is reproduced.
  • the wavelength ⁇ of the laser beam 31 is preferably in the range of 350 nm to 450 nm.
  • the laser light that reaches the information layer closer to the substrate 21 than the third information layer 43 is attenuated by passing through the information layer on the incident side F of the laser light 31 from the information layer. End up. Therefore, it is preferable that the first information layer 41 and the second information layer 42 have high recording sensitivity.
  • the second information layer 42 and the third information layer 43 preferably have high transmittance.
  • the substrate 21 has a disk shape and supports each layer from the first information layer 41 to the transparent layer 23.
  • a guide groove for guiding the laser beam 31 may be formed on the surface of the substrate 21 on the first information layer 41 side.
  • the surface of the opposite side R of the substrate 21 with respect to the first information layer 41 side is preferably smooth.
  • the substrate 21 is formed of a material such as polycarbonate resin, polymethyl methacrylate resin, polyolefin resin, norbornene resin, glass, or a combination thereof.
  • a polycarbonate resin is preferable as a material of the substrate 21 because it is excellent in transferability and mass productivity and is low in cost.
  • the separation layers 22 and 28 are the height (position) of the first information layer 41, the second information layer 42, and the third information layer 43 supported by the substrate 21 in the thickness direction of the information recording medium 11 in the information recording medium 11. ) Is provided to adjust. By adjusting the position of each information layer, the laser beam 31 can be focused only on the desired information layer by the objective lens 32, and the laser beam 31 can be diverged in the other information layers. Even if a plurality of information layers are provided, it is possible to record and reproduce information only in a desired information layer. That is, the separation layers 22 and 28 adjust the focus position in the information recording medium 11.
  • the thickness of the separation layers 22 and 28 is preferably equal to or greater than the depth of focus determined by the numerical aperture NA of the objective lens 32 and the wavelength ⁇ of the laser beam 31.
  • NA numerical aperture
  • the thickness of the separation layers 22 and 28 is preferably in the range of 5 ⁇ m to 50 ⁇ m.
  • the separation layers 22 and 28 preferably have low light absorption at the wavelength of the laser beam 31.
  • a guide groove for guiding the laser beam 31 may be formed on the laser beam 31 incident side F of the separation layers 22 and 28.
  • the separation layers 22 and 28 can be formed of a polycarbonate resin, a polymethyl methacrylate resin, a polyolefin resin, a norpollene resin, an ultraviolet curable resin, a slow-acting thermosetting resin, glass, or a material appropriately combining these.
  • the transparent layer 23 is located closer to the laser beam 31 incident side F than the third information layer 43 and protects the third information layer 43.
  • the light absorption at the wavelength of the laser beam 31 is preferably small.
  • the transparent layer 23 can be formed of a polycarbonate resin, a polymethyl methacrylate resin, a polyolefin resin, a norbornene resin, an ultraviolet curable resin, a slow-acting thermosetting resin, glass, or a material obtained by appropriately combining these materials. Further, a sheet made of these materials may be used for the transparent layer 23.
  • the transparent layer 23 is too thin, the function of protecting the third information layer 43 cannot be sufficiently exhibited.
  • the distance from the incident side of the laser beam 31 of the information recording medium 11 to the first information layer 41 becomes longer as in the case of the separation layers 22 and 28. For this reason, coma aberration increases when the information recording medium 11 is tilted with respect to the laser beam 31, and it is difficult to correctly focus the laser beam 31 on the first information layer 41.
  • NA 0.85
  • the thickness of the transparent layer is preferably in the range of 5 ⁇ m to 150 ⁇ m, and more preferably in the range of 40 ⁇ m to 110 ⁇ m.
  • an information layer that is positioned closest to the incident side F of the laser beam 31 among the N information layers That is, the reflectance of the Nth information layer is set higher than that of the other information layers, and the upper limit reproduction power of the Nth information layer is made smaller than that of the other information layers.
  • the reflectance of the N information layers is R N
  • the reflectance of the M information layer (M is an integer satisfying N> M ⁇ 1) with R M
  • R N Assuming that there is an integer M satisfying N> M ⁇ 1, the relationship of the following formula (1) is satisfied.
  • the reflectivity R N and reflectance R M in a state where the configuration information recording medium 11, light incident from the incident side F of the laser beam 31 on the information recording medium 11, respectively, the N information layer and the M It is defined by the ratio of the amount of emitted light to the amount of incident light when reflected on the information layer and emitted to the incident side F of the laser light 31 of the information recording medium 11. It is not the reflectance in the state of the Nth information layer and the Mth information layer alone.
  • the upper limit reproduction power of the laser beam applied to the Nth information layer at the time of reproducing the information recorded in the Nth information layer is Pr Nmax and is recorded in the Mth information layer.
  • the upper limit reproduction power of the laser beam applied to the Mth information layer during reproduction of the information is Pr Mmax , and all integers M satisfying N> M ⁇ 1 satisfy the relationship of the following formula (2). Pr Nmax ⁇ Pr Mmax (2)
  • the reflectance and the upper limit reproduction power of each information layer are set to the same value in order to make the characteristics such as reproduction performance in each information layer the same.
  • the N-th information layer has a reflectivity R N higher than the reflectivity R M of the other information layers (M-th information layer), so Even if the reproduction power of the information layer is lowered, the amount of reflected light can be increased. Therefore, high-quality information reproduction can be realized in the Nth information layer.
  • the laser beam is not transmitted through the other information layers until the laser beam is incident. It is possible to suppress deterioration of the information that has been performed.
  • the recording layer of the Nth information layer may not have a high reproduction durability, so the material of the recording layer is selected.
  • the degree of freedom in design increases and the degree of freedom in design also increases. Therefore, it is allowed to design with an emphasis on the transmittance, the transmittance of the Nth information layer can be made higher than before, and the laser beam that reaches the N-1th information layer from the first information layer The strength of the can also be increased. Therefore, quality information can be reproduced from the first information layer to the (N-1) th information layer.
  • the reflectivity R N of the N information layers, and the reflectivity R N-1 of the N-1 information layers which satisfies Expression (3) below.
  • the reflectivity R N of the N information layers as compared with the reflectivity R N-1 of the N-1 information layers can be sufficiently large, even with a lower reproducing power of the N information layers,
  • the amount of reflected light from the Nth information layer can be made sufficiently large. Therefore, it is possible to more reliably reproduce high quality information in the Nth information layer.
  • the product R N ⁇ Pr Nmax of the reflectance R N of the Nth information layer and the upper limit reproduction power Pr Nmax is the product R of the reflectance R N-1 of the N-1th information layer and the upper limit reproduction power Pr N-1max. It is preferably equal to N ⁇ 1 ⁇ Pr N ⁇ 1max .
  • “equal” includes not only the case where two products completely match, but also the case where they match within a range of about ⁇ 5%. Specifically, it means a case where the relationship of the following expression (4) is established.
  • the amount of reflected light from the (N-1) th information layer is substantially equal to the reflected light from the Nth information layer. For this reason, the quality of the reproduction signal obtained when reproducing the information recorded in the Nth information layer and the reproduction signal obtained when reproducing the information recorded in the N-1th information layer information are comparable. can do.
  • FIG. 2 is a partial cross-sectional view of the information recording medium 11 showing each information layer of FIG. 1 in more detail.
  • the first information layer 41 preferably includes a second dielectric layer 418, a recording layer 416, a first dielectric layer 414, and a reflective layer 412.
  • the second dielectric layer 418, the recording layer 416, the first dielectric layer 414, and the reflective layer 412 are arranged in this order from the incident side F of the laser light 31.
  • a reflective layer side interface layer 413 may be provided between the reflective layer 412 and the first dielectric layer 414 as necessary.
  • a first interface layer 415 may be provided between the first dielectric layer 414 and the recording layer 416, and a second interface layer 417 is provided between the second dielectric layer 418 and the recording layer 416. It may be provided.
  • the second information layer 42 preferably includes a second dielectric layer 428, a recording layer 426, a first dielectric layer 424, a reflective layer 422, and a transmittance adjusting layer 421.
  • the second dielectric layer 428, the recording layer 426, the first dielectric layer 424, the reflective layer 422 and the transmittance adjusting layer 421 are arranged in this order from the incident side F of the laser light 31.
  • a reflective layer-side interface layer 423 may be provided between the reflective layer 422 and the first dielectric layer 424 as necessary.
  • a first interface layer 425 may be provided between the first dielectric layer 424 and the recording layer 426, and a second interface layer 427 is provided between the second dielectric layer 428 and the recording layer 426. It may be provided.
  • the third information layer 43 preferably includes a second dielectric layer 438, a recording layer 436, a first dielectric layer 434, a reflective layer 432, and a transmittance adjusting layer 431.
  • the second dielectric layer 438, the recording layer 436, the first dielectric layer 434, the reflective layer 432, and the transmittance adjusting layer 431 are arranged in this order from the incident side F of the laser light 31.
  • a reflective layer-side interface layer 433 may be provided between the reflective layer 432 and the first dielectric layer 434 as necessary.
  • a first interface layer 435 may be provided between the first dielectric layer 434 and the recording layer 436, and a second interface layer 437 may be provided between the second dielectric layer 438 and the recording layer 436. It may be provided.
  • the recording layer 416 is made of a material that causes a reversible phase change between a crystalline phase and an amorphous phase when irradiated with the laser beam 31.
  • As the material of the recording layer 416 (Ge—Sn) Te, GeTe—Sb 2 Te 3 , (Ge—Sn) Te—Sb 2 Te 3 , GeTe—Bi 2 Te 3 , (Ge—Sn) Te—Bi 2 Te 3 , GeTe- (Sb-Bi) 2 Te 3 , (Ge-Sn) Te- (Sb-Bi) 2 Te 3 , GeTe- (Bi-In) 2 Te 3 , (Ge-Sn) Te- (Bi- In) 2 Te 3 , Sb—Te, Sb—Ge, (Gb—Te) —Ge, Sb—In, (Sb—Te) —In, Sb—Ga and (Sb—Te, Sb—Ga and (Sb
  • the amorphous phase portion can be easily changed to a crystalline phase by laser light irradiation during recording and does not change to a crystalline phase when the laser light is not irradiated.
  • the thickness of the recording layer 416 is preferably in the range of 5 nm to 15 nm, and more preferably in the range of 8 nm to 12 nm.
  • the reflective layer 412 has an optical function of increasing the amount of light absorbed by the recording layer 416 and a thermal function of diffusing heat generated in the recording layer 416.
  • a material of the reflective layer 412 a material containing at least one element selected from Ag, Au, Cu, and Al can be used.
  • alloys such as Ag—Cu, Ag—Ga—Cu, Ag—Pd—Cu, Ag—Nd—Au, AlNi, AlCr, Au—Cr, and Ag—In can be used.
  • an Ag alloy is preferable as a material for the reflective layer 412 because of its high thermal conductivity.
  • the first dielectric layer 414 is located between the recording layer 416 and the reflective layer 412, and adjusts the thermal function for adjusting the thermal diffusion from the recording layer 416 to the reflective layer 412, and the reflectance and absorption rate. With optical functions.
  • Examples of the material of the first dielectric layer 414 include ZrO 2 , HfO 2 , ZnO, SiO 2 , SnO 2 , Cr 2 O 3 , TiO 2 , In 2 O 3 , Ga 2 O 3 , and Y 2 O 3.
  • ZnS—SiO 2 is excellent as a material for the second dielectric layer.
  • ZnS—SiO 2 is characterized by a high film formation rate, transparency, and good mechanical properties and moisture resistance.
  • the thickness of the first dielectric layer 414 is preferably in the range of 2 nm to 40 nm, and more preferably in the range of 8 nm to 30 nm.
  • the reflective layer side interface layer 413 has a function of preventing the reflective layer 412 from being corroded or broken by the material of the first dielectric layer 414. Specifically, when a material containing Ag is used for the reflective layer 412 and a material containing S (eg, ZnS—SiO 2 ) is used for the first dielectric layer 414, Ag reacts with S. Prevents corrosion.
  • a material containing Ag is used for the reflective layer 412 and a material containing S (eg, ZnS—SiO 2 ) is used for the first dielectric layer 414
  • S eg, ZnS—SiO 2
  • a metal other than Ag for example, Al or an Al alloy
  • C or the like can be used.
  • the thickness of the reflective layer side interface layer 413 is preferably in the range of 1 nm to 100 nm, and more preferably in the range of 5 nm to 40 nm.
  • the first interface layer 415 has a function of preventing mass transfer that occurs between the first dielectric layer 414 and the recording layer 416 due to repeated recording.
  • the first interface layer 415 is preferably made of a material having a high melting point that does not melt during recording and good adhesion to the recording layer 416.
  • Examples of the material of the first interface layer 415 include ZrO 2 , HfO 2 , ZnO, SiO 2 , SnO 2 , Cr 2 O 3 , TiO 2 , In 2 O 3 , Ga 2 O 3 , Y 2 O 3 , CeO 2, DyO oxides such as 2, ZnS, a sulfide such as CdS, single carbides such as SiC, or a mixture thereof, for example, ZrO 2 -SiO 2, ZrO 2 -SiO 2 -Cr 2 O 3, ZrO 2 —SiO 2 —Ga 2 O 3 , HfO 2 —SiO 3 —Cr 2 O 3 , ZrO 2 —SiO 2 —In 2 O 3 , ZnS—SiO 2 , SnO 2 —SiC can be used. Alternatively, C or the like can be used. In particular, Ga 2 O 3 , ZnO, In 2 O 3, and the like are particularly preferable
  • the thickness of the first interface layer 415 is preferably in the range of 0.3 nm to 15 nm, and more preferably in the range of 1 nm to 8 nm.
  • the second dielectric layer 418 is located on the laser beam incident side F with respect to the recording layer 416, and has a function of preventing the recording layer 416 from being corroded and deformed, and an optical function of adjusting the reflectance and the absorptance. have.
  • the same material as that of the first dielectric layer 414 can be used for the second dielectric layer 418.
  • ZnS—SiO 2 is excellent as a material for the second dielectric layer.
  • ZnS—SiO 2 has a high deposition rate, is transparent, and has good mechanical properties and moisture resistance.
  • the thickness of the second dielectric layer 418 satisfies the condition that the amount of reflected light changes greatly when the recording layer 416 is in the crystalline phase and in the amorphous phase by calculation based on the matrix method.
  • the thickness of the second dielectric layer 418 is preferably in the range of 20 nm to 80 nm.
  • the second interface layer 417 has a function of preventing mass transfer that occurs between the second dielectric layer 418 and the recording layer 416 due to repeated recording. Therefore, a material having the same performance as that of the first interface layer 415 is preferable.
  • the thickness of the second interface layer 417 is preferably in the range of 0.3 nm to 15 nm, and more preferably in the range of 1 nm to 8 nm.
  • the information layer 41 is configured by adding 417.
  • each layer constituting the second information layer 42 will be described.
  • the same material as the recording layer 416 of the first information layer 41 can be used.
  • the thickness of the recording layer 426 is preferably 10 nm or less, and more preferably in the range of 4 nm to 8 nm in order to increase the transmittance of the second information layer 42.
  • the reflective layer 422 has the same function as the reflective layer 412 of the first information layer 41. Specifically, it has an optical function of increasing the amount of light absorbed by the recording layer 426 and a thermal function of diffusing heat generated in the recording layer 426. For this reason, the reflective layer 422 can be made of the same material as the reflective layer 412 of the first information layer 41. In particular, an Ag alloy is preferable as a material for the reflective layer 422 because of its high thermal conductivity.
  • the thickness of the reflective layer 422 is preferably 20 nm or less and more preferably 3 nm to 14 nm in order to increase the transmittance of the second information layer 42. When the thickness of the reflective layer 422 is within this range, the optical and thermal functions of the reflective layer 422 become sufficient.
  • the first dielectric layer 424 has the same function as the first dielectric layer 414 of the first information layer 41. Specifically, it has a thermal function of adjusting thermal diffusion from the recording layer 426 to the reflective layer 422 and an optical function of adjusting reflectivity, absorption rate, and the like. Therefore, the same material as the material of the first dielectric layer 414 of the first information layer 41 can be used for the first dielectric layer 424.
  • the thickness of the first dielectric layer 424 is preferably in the range of 1 nm to 40 nm, and more preferably in the range of 4 nm to 30 nm so that the optical and thermal functions are sufficient. .
  • the second dielectric layer 428 has the same function as the second dielectric layer 418 of the first information layer 41.
  • the recording layer 426 has a function of preventing corrosion and deformation of the recording layer 426 and an optical function of adjusting the reflectance and the absorptance. Therefore, the same material as the material of the second dielectric layer 418 of the first information layer 41 can be used for the second dielectric layer 428.
  • the thickness of the second dielectric layer 428 satisfies the condition that the change in the amount of reflected light is large when the recording layer 426 is in the crystalline phase and in the amorphous phase by calculation based on the matrix method. Can be determined strictly.
  • the transmittance adjusting layer 421 is made of a dielectric and has a function of adjusting the transmittance of the second information layer 42.
  • the transmittance adjusting layer 421 allows the transmittance Tc (%) of the second information layer 42 when the recording layer 426 is in a crystalline phase and the second information layer 42 when the recording layer 426 is in an amorphous phase. Both the transmittance Ta (%) can be increased.
  • the material of the transmittance adjustment layer 421 TiO 2, ZrO 2, HfO 2, ZnO, Nb 2 O 5, Ta 2 O 5, Al 2 O 3, SiO 2, Cr 2 O 3, CeO 2, Ga 2 O 3 , oxides such as Bi 2 O 3 , nitrides such as Ti—N, Zr—N, Nb—N, Ge—N, Cr—N, and Al—N, and simple substances of sulfides such as ZnS, Alternatively, a mixture of these can be used.
  • the refractive index n t and the extinction coefficient k t of the transmittance adjusting layer 421 are preferably n t ⁇ 2.4 and k t ⁇ 0.1 in order to increase the transmittances Tc and Ta.
  • the transmittance adjusting layer 421 formed using these materials can effectively increase the transmittance of the second information layer 42.
  • the reflective layer side interface layer 423, the first interface layer 425, and the second interface layer 427 are respectively the reflective layer side interface layer 413, the first interface layer 415, and the second interface layer 417 of the first information layer 41. It can be formed using the same material having the same function as the material constituting the corresponding layer of the first information layer 41.
  • Each layer constituting the third information layer 43 has the same function as the corresponding layer constituting the second information layer, and the same material can be used.
  • the second dielectric layer 438, the recording layer 436, the first dielectric layer 434, the reflective layer 432, and the transmittance adjusting layer 431 of the third information layer 43 are the second information layer 42 second.
  • the dielectric layer 428, the recording layer 426, the first dielectric layer 424, the reflective layer 422, and the transmittance adjusting layer 421 are preferably formed of the same material.
  • the material constituting the transparent layer 23 is selected from those described above, and an appropriate value is determined from the preferable thickness range described above.
  • Such an information recording medium 11 can be designed, for example, by using a design method similar to a known rewritable two-layer method recording medium.
  • the information recording medium 11 can be manufactured by the method described below.
  • the 1st information layer 41 is laminated
  • the first information layer 41 is formed of a multilayer film, and each of these layers can be formed by sequentially sputtering.
  • the substrate 21 has a high hygroscopic property, so that a substrate annealing step for removing moisture may be performed before sputtering, if necessary.
  • Each layer is made of a sputtering target of the material constituting each layer in a rare gas atmosphere such as Ar gas, Kr gas, or Xe gas or a mixed gas of a rare gas and a reactive gas (at least one gas selected from oxygen gas and nitrogen gas). It can be formed by sputtering in an atmosphere.
  • a sputtering method a DC sputtering method and an RF sputtering method are properly used as necessary.
  • the DC sputtering method is preferable because the film forming rate can be increased.
  • a material having low conductivity such as a dielectric material may not be sputtered by the DC sputtering method, and in this case, each layer is formed by the RF sputtering method.
  • a sputtering target made of a highly conductive material even a dielectric material, or a material whose conductivity has been improved by making a sputtering target, use a DC sputtering method or a pulsed DC sputtering method. Can do.
  • the composition of each layer formed by sputtering may not completely match the composition of the material constituting the original sputtering target.
  • oxygen deficiency is likely to occur by sputtering.
  • oxygen vacancies can be compensated by using oxygen gas as the reaction gas.
  • the composition of the material constituting the sputtering target is determined so that the film formed by sputtering has a desired composition. Note that the composition of the sputtering target and the film formed by sputtering can be confirmed, for example, by analyzing with an X-ray microanalyzer.
  • the reflective layer 412 is formed on the substrate 21.
  • the reflective layer 412 can be formed by DC sputtering a sputtering target made of a metal or an alloy constituting the reflective layer 412 in a rare gas atmosphere or a mixed gas atmosphere of a rare gas and a reactive gas.
  • a reflective layer side interface layer 413 is formed on the reflective layer 412 as necessary.
  • the reflective layer side interface layer 413 can be formed by sputtering a sputtering target made of a material constituting the reflective layer side interface layer 413 in a rare gas atmosphere or a mixed gas atmosphere of a rare gas and a reactive gas.
  • a sputtering target made of a material constituting the reflective layer side interface layer 413 in a rare gas atmosphere or a mixed gas atmosphere of a rare gas and a reactive gas.
  • a DC sputtering method may be used
  • the material is a low conductivity material such as an oxide
  • an RF sputtering method may be used.
  • a first dielectric layer 414 is formed on the reflective layer side interface layer 413 or the reflective layer 412.
  • the first dielectric layer 414 is formed by sputtering a sputtering target made of the material constituting the first dielectric layer 414 mainly in an RF sputtering method in a rare gas atmosphere or a mixed gas atmosphere of a rare gas and a reactive gas. Can be formed.
  • the reason why the RF sputtering method is used is that the material constituting the first dielectric layer 414 is often low in conductivity and is not suitable for DC sputtering.
  • a first interface layer 415 is formed on the first dielectric layer 414 as necessary.
  • the first interface layer 415 can be formed by performing RF sputtering mainly on a sputtering target made of the material constituting the first interface layer 415 in a rare gas atmosphere or a mixed gas atmosphere of a rare gas and a reactive gas.
  • a recording layer 416 is formed on the first interface layer 415 or the first dielectric layer 414.
  • the recording layer 416 can be formed mainly by DC sputtering of a sputtering target made of the material constituting the recording layer 416 in a rare gas atmosphere.
  • a second interface layer 417 is formed on the recording layer 416 as necessary.
  • the second interface layer 417 can be formed by performing RF sputtering mainly on a sputtering target made of the material constituting the second interface layer 417 in a rare gas atmosphere or a mixed gas atmosphere of a rare gas and a reactive gas.
  • a second dielectric 418 is formed on the second interface layer 417 or the recording layer 416.
  • the second dielectric layer 418 can be formed mainly by RF sputtering a sputtering target made of the material constituting the second dielectric layer 418 in a rare gas atmosphere or a mixed gas atmosphere of a rare gas and a reactive gas. .
  • the first information layer 41 is laminated on the substrate 21, and then the separation layer 22 is formed on the first information layer 41.
  • an ultraviolet curable resin for example, acrylic resin and epoxy resin
  • a slow-acting thermosetting resin is applied on the first information layer 41, and then the whole is rotated to uniformly extend the resin (spin coating). Thereafter, this resin can be cured.
  • the separation layer 22 includes a guide groove for the laser beam 31, the guide groove is spin-coated by rotating the entire substrate in such a state that the substrate (mold) on which the groove is formed is in close contact with the resin before curing, After the resin is cured, it can be formed by peeling off the substrate (mold).
  • the recording layer 416 of the first information layer 41 is normally in an amorphous state in a state where it is formed (as-depo state). Therefore, an initialization process for crystallizing the recording layer 416 may be performed by irradiating laser light as necessary.
  • the second information layer 42 is formed on the separation layer 22.
  • the transmittance adjusting layer 421 is formed on the separation layer 22.
  • the transmittance adjusting layer 421 is formed by sputtering a sputtering target made of a material constituting the transmittance adjusting layer 421 in a rare gas atmosphere or a mixed gas atmosphere of a rare gas and a reactive gas by an RF sputtering method or a DC sputtering method. it can.
  • a reflective layer 422 is formed on the transmittance adjusting layer 421.
  • the reflective layer 422 can be formed by the same method as the reflective layer 412 of the first information layer 41.
  • a reflective layer side interface layer 423 is formed on the reflective layer 422 as necessary.
  • the reflective layer side interface layer 423 can be formed by the same method as the reflective layer side interface layer 413 of the first information layer 41.
  • a first dielectric layer 424 is formed on the reflective layer side interface layer 423 or on the reflective layer 422.
  • the first dielectric layer 424 can be formed in the same manner as the first dielectric layer 414 of the first information layer 41.
  • a first interface layer 425 is formed on the first dielectric layer 424 as necessary.
  • the first interface layer 425 can be formed by the same method as the first interface layer 415 of the first information layer 41.
  • a recording layer 426 is formed on the first interface layer 425 or the first dielectric layer 424.
  • the recording layer 426 can be formed by the same method as the recording layer 416 of the first information layer 41.
  • a second interface layer 427 is formed on the recording layer 426 as necessary.
  • the second interface layer 427 can be formed in the same manner as the second interface layer 417 of the first information layer.
  • a second dielectric 428 is formed on the second interface layer 427 or the recording layer 426.
  • the second dielectric layer 428 can be formed in the same manner as the second dielectric layer 418 of the first information layer.
  • the second information layer 42 is laminated on the separation layer 22, and then the separation layer 28 is formed on the second information layer 42.
  • the separation layer 28 can be formed by the same method as the separation layer 22.
  • an initialization process for crystallizing the recording layer 426 may be performed by irradiating a laser beam, if necessary. Good.
  • the third information layer 43 is laminated on the separation layer 28.
  • the transmittance adjusting layer 431, the reflective layer 432, the first dielectric layer 434, the recording layer 436, and the second dielectric layer 438 are formed in this order on the separation layer 28.
  • a reflective layer side interface layer 433 may be formed between the reflective layer 432 and the first dielectric layer 434 as necessary.
  • a first interface layer 435 may be formed between the first dielectric layer 434 and the recording layer 436.
  • a second interface layer 437 may be formed between the second dielectric layer 438 and the recording layer 436.
  • Each of these layers can be formed in the same manner as each layer of the second information layer 42.
  • the third information layer 43 is laminated on the separation layer 28, and then the transparent layer 23 is formed on the third information layer 43.
  • the transparent layer 23 is formed by applying an ultraviolet curable resin (for example, acrylic resin and epoxy resin) or a slow-acting thermosetting resin on the third information layer 43, spin-coating, and then curing the resin. it can.
  • the transparent layer 23 may be formed by using a disk-shaped plate or sheet made of a disk-shaped polycarbonate resin, polymethyl methacrylate resin, polyolefin resin, norbornene resin, glass, or the like.
  • the transparent layer 23 is coated with an ultraviolet curable resin or a slow-acting thermosetting resin on the third information layer 43, and a plate or sheet is adhered to the applied resin, followed by spin coating, and then curable. It can be formed by curing the resin.
  • an adhesive resin can be applied uniformly to the plate or sheet in advance, and then the plate or sheet is brought into close contact with the second dielectric layer 438.
  • an initialization process for crystallizing the recording layer 426 may be performed by irradiating a laser beam, if necessary. Good.
  • the information recording medium 11 can be manufactured as described above.
  • the sputtering method is used as a method for forming each layer constituting the information layer.
  • the present invention is not limited to this, and a vacuum deposition method, an ion plating method, an MBE (Molecular Beam Epitaxy) method, or the like can also be used.
  • the information recording medium 11 having three information layers has been described. However, when the number of information layers is four or more, the information recording medium 11 can be manufactured by the same method.
  • the recording layers 416, 426, and 436 are layers that cause a reversible phase change between the crystalline phase and the amorphous phase
  • the information recording medium 11 is a rewritable optical recording medium.
  • the information recording medium 11 may be a write-once type optical recording medium.
  • the recording layers 416, 426, and 436 may be layers that cause irreversible changes.
  • Te—O—Pd can be used as a material for the layer causing the irreversible change.
  • the thickness of the recording layer 416 of the first information layer 41 is preferably in the range of 10 nm to 50 nm, and the thickness of the recording layer 426 of the second information layer 42 and the recording layer 436 of the third information layer. Is preferably in the range of 6 nm to 30 nm.
  • FIG. 3 is a schematic diagram showing an example of the configuration of a recording / reproducing apparatus that is also a recording apparatus and a reproducing apparatus of the present embodiment.
  • the recording / reproducing apparatus shown in FIG. 3 includes a laser diode 501, a half mirror 503, an objective lens 504, a motor 505, and a photodetector 507.
  • the motor 505 is a drive unit for driving the information recording medium 11 to rotate, and the information recording medium 11 is placed and rotated.
  • the laser diode 501 is a light source that emits laser light 502.
  • the laser beam 502 emitted from the laser diode 501 passes through the half mirror 503 and is condensed toward the information recording medium 11 by the objective lens 504.
  • the reflected light of the laser beam 502 is detected by the photodetector 507. Specifically, by adjusting the distance between the objective lens 504 and the information recording medium 11, the laser beam 502 is focused on the information layer on which information to be reproduced is recorded, and guide grooves formed on the information layer are formed. Scanning is performed with the focused laser beam 502. The reflected light of the laser beam 502 reflected on the information layer is guided to the photodetector 507 by the half mirror 503, and the reflected light is detected by the photodetector 507. At the time of reproduction, a laser beam 502 may be emitted by superimposing a high-frequency current on the drive current of the laser diode 501. As described above, the recording / reproducing apparatus of this embodiment irradiates each recording layer of the information recording medium 11 with the laser beam 502, detects the reflected light from each recording layer, and reproduces information.
  • the intensity of the laser beam 502 applied to the information layer is set to be equal to or lower than the upper limit reproduction power.
  • the upper limit reproduction power of the laser light applied to the Nth information layer is Pr Nmax , and N> M ⁇ 1
  • the upper limit reproduction power of the laser light applied to the Mth information layer is Pr Mmax .
  • Pr Nmax and Pr Mmax satisfy the relationship of Pr Nmax ⁇ Pr Mmax .
  • the reproduction power of the laser beam 502 is less than or equal to the above upper limit reproduction power.
  • the reproduction power Pr N when reproducing the information recorded in the Nth information layer satisfies the relationship Pr N ⁇ Pr Nmax .
  • the product R N ⁇ Pr N between the reflectance R N and the reproduction power Pr N of the N information layers, the reflectance of the first N-1 information layers R N-1 and the reproduction power Pr N-1 The reproduction power is set to be equal to the product of R N-1 ⁇ Pr N ⁇ 1 .
  • “equal” includes not only the case where the two products completely match, but also the case where they match within a range of about ⁇ 5%. Specifically, the case where the relationship of the following formula
  • the intensity of the reflected light obtained when reproducing the Nth information layer and the intensity of the reflected light obtained when reproducing the N-1th information layer are almost the same, and the quality of the reproduced signal is improved. Variations can be suppressed. Further, by increasing than the reflectivity R M of the reflectivity R N of the N information layers other information (the M information layer), even with a lower reproducing power of the N information layers, increasing the amount of reflected light Can be made. Therefore, high-quality information reproduction can be realized in the Nth information layer. In addition, by reducing the reproduction power of the Nth information layer, the laser beam does not pass through other information layers until the laser beam is incident. Therefore, in the Nth information layer on which the laser beam having no intensity attenuation is incident.
  • Deterioration of recorded information can be suppressed. Further, by lowering the reproduction power of the Nth information layer, the recording layer of the Nth information layer does not have to have high reproduction durability performance, so that the degree of freedom in selecting the recording layer material is increased. For this reason, it is possible to select a material having a higher transmittance, and it is possible to increase the intensity of the laser light reaching the N-1th information layer from the first information layer. Therefore, high-quality information reproduction can be realized from the first information layer to the (N-1) th information layer.
  • a modulation signal modulated by the information to be recorded is generated, and the intensity of the laser light 502 is modulated between a plurality of power levels by the modulation signal.
  • a current modulation means for modulating the drive current of the semiconductor laser can be used.
  • a single rectangular pulse having a peak power Pp may be used for a portion where a recording mark is formed. Or, in the case of forming a particularly long mark, between the peak power Pp and the bottom power Pb (where Pp> Pb) as shown in FIG. 4 for the purpose of eliminating excessive heat and making the mark width uniform.
  • a recording pulse train composed of a plurality of modulated pulse trains may be used.
  • a cooling section of the cooling power Pc may be provided after the last pulse.
  • the portion where no mark is formed is kept constant at bias power Pe (where Pp> Pe).
  • the recording / reproducing apparatus of the present embodiment records information by irradiating each information layer of the information recording medium with the laser beam 502 in accordance with the recording signal.
  • the numerical aperture NA of the objective lens 504 is preferably in the range of 0.5 to 1.1 in order to adjust the spot diameter of the laser beam 502 in the range of 0.4 ⁇ m to 0.7 ⁇ m. More preferably, it is within the range of 6 to 0.9.
  • the wavelength ⁇ of the laser beam 502 is preferably in the range of 350 nm to 450 nm.
  • the linear velocity of the information recording medium 506 at the time of recording information is preferably in the range of 3 m / s to 40 m / s at which recrystallization hardly occurs and sufficient erasing performance is obtained. More preferably within the range of 30 m / s.
  • the wavelength, the numerical aperture of the objective lens, and the linear velocity not illustrated here may be used according to the type of the information recording medium 506 and the like.
  • the wavelength ⁇ of the laser beam 502 may be 650 to 670 nm.
  • the performance of the information recording medium 11 can be evaluated.
  • an evaluation method according to the recording method according to the BD standard in which the capacity per layer is 25 GB and the evaluation method according to the recording method in which the capacity per layer is increased to 33.4 GB by shortening the shortest mark length. Both will be explained.
  • the wavelength ⁇ of the laser beam 502 used during recording / reproduction is in the range of 400 nm to 410 nm, and the NA of the objective lens 504 is in the range of 0.84 to 0.86.
  • An evaluation method using a recording method in which the capacity per layer is a capacity not exemplified here may be used depending on the type of the information recording medium 11 and the like.
  • the recording performance of the information recording medium 11 is that the laser beam 502 is power modulated between 0 and Pp (mW), and a random signal with a mark length of 2T to 8T is recorded by the (1-7) modulation method.
  • Jitter mark position error
  • the recording powers Pp, Pb, Pc and Pe are determined so that the average value of jitter between the front ends and between the rear ends is minimized.
  • the optimum Pp at this time is the recording sensitivity.
  • the capacity per layer is 25 GB
  • the 2T mark length and the 8T mark length are 0.149 ⁇ m and 0.596 ⁇ m, respectively.
  • the capacity per layer is 33.4 GB
  • the 2T mark length and the 8T mark length are 0.112 ⁇ m and 0.447 ⁇ m, respectively.
  • the performance of the signal strength of the information recording medium 11 is that the laser beam 502 is power-modulated between 0 to Pp (mW), and signals with mark lengths of 2T and 9T are alternately recorded 10 times on the same track, Finally, the ratio of the signal amplitude (carrier level) to the noise amplitude (noise level) at the frequency of the 2T signal when the 2T signal is overwritten (CNR (Carrier to Noise Ratio)) can be evaluated by measuring with a spectrum analyzer. The greater the CNR, the stronger the signal strength.
  • the capacity per layer is 25 GB
  • the 9T mark length is 0.671 ⁇ m.
  • the 9T mark length is 0.503 ⁇ m.
  • the erasing performance of the information recording medium 11 is that the laser beam 502 is power-modulated between 0 to Pp (mW), the 2T signal and the 9T signal are alternately recorded on the same track 10 times continuously, and the 2T signal is sent to the 11th time.
  • the difference between the signal amplitude of the 2T signal when overwritten and the signal amplitude of the 2T signal when the 9T signal is overwritten thereafter can be evaluated by measuring with a spectrum analyzer as the erasure rate of the 2T signal. Note that the larger the erasure rate, the better the erasing performance.
  • reproduction light deterioration is defined by the amount of deterioration of jitter or error rate when a track on which a signal is recorded is irradiated with reproduction light (reproduction power Pr) a predetermined number of times (for example, 1 million times).
  • reproduction power Pr reproduction light
  • the reproduction light deterioration increases as the reproduction power increases.
  • the maximum power at which the reproduction deterioration does not exceed the allowable value is the upper limit reproduction power.
  • the information recording medium 11 shown in FIGS. 1 and 2 is manufactured, and the first information when the thickness of the recording layer 436 and the thickness of the second dielectric 438 in the third information layer 43 are changed.
  • the recording characteristics and reproduction characteristics of each information layer of the information layer 41, the second information layer 42, and the third information layer 43 were examined.
  • the measurement items are the erasure rate of the third information layer, the reflectance of each information layer, and the upper limit reproduction power.
  • the first information layer 41 and the second information layer 42 can adopt, for example, the same structure as a known rewritable two-layer information recording medium.
  • the reflectance of each information layer is the reflectance in the stacked state as described in the first embodiment. Specifically, the laser light reaching the target information layer and the reflected light reflected by the target information layer are transmitted through another information layer on the incident side of the laser beam 31 with respect to the target information layer. This value includes the attenuation caused by
  • the sample was manufactured as follows. First, a polycarbonate substrate (diameter 120 mm, thickness 1.1 mm) on which a guide groove (depth 20 nm, track pitch 0.32 ⁇ m) for guiding the laser beam 31 was formed was prepared as the substrate 21.
  • an Ag—Pd—Cu layer (thickness: 80 nm) as the reflective layer 412, (ZrO 2 ) 50 (In 2 O 3 ) 50 layer (thickness: 25 nm) as the first dielectric layer 414, (GeTe) 97 (Bi 2 Te 3 ) 3 layers (thickness: 10 nm) as the recording layer and (ZrO 2 ) 50 (Cr 2 O 3 ) 50 layers (thickness) as the second interface layer 417 (not shown) : ZnS) 80 (SiO 2 ) 20 layers (thickness: 60 nm) were sequentially stacked as the second dielectric layer 418 by sputtering.
  • a film forming apparatus for forming each layer by sputtering includes an Ag—Pd—Cu alloy sputtering target for forming the reflective layer 412 and (ZrO 2 ) 50 (In) for forming the first dielectric layer 414.
  • Each of the sputtering targets has a diameter of 100 mm and a thickness of 6 mm.
  • the reflective layer 412 was formed in an Ar gas atmosphere at a pressure of 0.3 Pa and using a DC power source with an input power of 100 W.
  • the first dielectric layer 404 was formed in an Ar gas atmosphere at a pressure of 0.1 Pa and using an RF power source with an input power of 200 W.
  • the recording layer 406 was formed in an Ar gas atmosphere at a pressure of 0.2 Pa and using a DC power source with an input power of 50 W.
  • the second interface layer 407 was formed in an Ar gas atmosphere at a pressure of 0.1 Pa and using an RF power source with an input power of 200 W.
  • the second dielectric layer 408 was formed in an Ar gas atmosphere at a pressure of 0.1 Pa and an input power of 400 W using an RF power source.
  • an ultraviolet curable resin is applied onto the second dielectric layer 418, and a substrate on which a guide groove (depth 20 nm, track pitch 0.32 ⁇ m) is formed is covered and closely adhered, and rotated. After forming a uniform resin layer and curing the resin, the substrate was peeled off. Thereby, the separation layer 22 having a thickness of 25 ⁇ m in which the guide groove for guiding the laser beam 31 was formed on the second information layer 42 side could be formed.
  • a TiO 2 layer (thickness: 20 nm) as the transmittance adjustment layer 421, an Ag—Pd—Cu layer (thickness: 10 nm) as the reflection layer 422, and a first dielectric layer 424 (ZrO 2 ) 50 (In 2 O 3 ) 50 layers (thickness: 15 nm), (GeTe) 96 (Bi 2 Te 3 ) 4 layers (thickness: 7 nm) as the recording layer 426, second interface layer 427 ( (ZrO 2 ) 50 (Cr 2 O 3 ) 50 layers (thickness: 5 nm) as (not shown) and (ZnS) 80 (SiO 2 ) 20 layers (thickness: 40 nm) as the second dielectric layer 428
  • the layers were sequentially laminated by a sputtering method.
  • a film forming apparatus for forming these layers by sputtering includes a TiO 2 sputtering target for forming the transmittance adjusting layer 421, an Ag—Pd—Cu alloy sputtering target for forming the reflective layer 422, and a first dielectric.
  • Each of the sputtering targets has a diameter of 100 mm and a thickness of 6 mm.
  • Film formation of the transmittance adjusting layer 421 was performed in a mixed gas atmosphere of Ar and oxygen (oxygen gas at a ratio of 3% with respect to the whole) at a pressure of 0.3 Pa and an RF power source with an input power of 400 W.
  • the reflective layer 422 was formed in an Ar gas atmosphere at a pressure of 0.3 Pa and using a DC power source with an input power of 100 W.
  • the first dielectric layer 424 was formed in an Ar gas atmosphere at a pressure of 0.1 Pa and using an RF power source with an input power of 200 W.
  • the recording layer 426 was formed in an Ar gas atmosphere at a pressure of 0.2 Pa and using a DC power source with an input power of 50 W.
  • the second interface layer 427 was formed in an Ar gas atmosphere at a pressure of 0.1 Pa and using an RF power source with an input power of 200 W.
  • the second dielectric layer 428 was formed in an Ar gas atmosphere at a pressure of 0.1 Pa and an input power of 400 W using an RF power source.
  • an ultraviolet curable resin is applied on the second dielectric layer 428, and a substrate on which a guide groove (depth 20 nm, track pitch 0.32 ⁇ m) is formed is covered and brought into close contact, and is rotated uniformly. After forming a resin layer and curing the resin, the substrate was peeled off. As a result, the separation layer 28 having a thickness of 16 ⁇ m in which the guide groove for guiding the laser beam 31 was formed on the third information layer 43 side could be formed.
  • a TiO 2 layer (thickness: 30 nm) as the transmittance adjusting layer 431
  • an Ag—Pd—Cu layer thickness: 8 nm
  • a first dielectric layer 434 are formed on the separation layer 28.
  • a film forming apparatus for forming these layers by sputtering includes a TiO 2 sputtering target for forming the transmittance adjusting layer 431, an Ag—Pd—Cu alloy sputtering target for forming the reflective layer 432, and a first dielectric.
  • Film formation of the transmittance adjusting layer 431 was performed in a mixed gas atmosphere of Ar and oxygen (oxygen gas at a ratio of 3% with respect to the whole) at a pressure of 0.3 Pa and an RF power source with an input power of 400 W.
  • the reflective layer 432 was formed in an Ar gas atmosphere at a pressure of 0.3 Pa and using a DC power source with an input power of 100 W.
  • the first dielectric layer 434 was formed in an Ar gas atmosphere at a pressure of 0.1 Pa and using an RF power source with an input power of 200 W.
  • the recording layer 436 was formed in an Ar gas atmosphere at a pressure of 0.2 Pa and using a DC power source with an input power of 50 W.
  • the second interface layer 437 was formed in an Ar gas atmosphere at a pressure of 0.1 Pa and using an RF power source with an input power of 200 W.
  • the second dielectric layer 438 was formed in an Ar gas atmosphere with a pressure of 0.1 Pa and an input power of 400 W using an RF power source.
  • an ultraviolet curable resin is applied on the second dielectric layer 438 and rotated to form a uniform resin layer, and then the resin is cured by irradiating with ultraviolet rays, thereby forming a transparent layer having a thickness of 59 ⁇ m. 23 was formed. Thereafter, an initialization process for crystallizing the recording layer 416, the recording layer 426, and the recording layer 436 with laser light was performed. As described above, a plurality of samples in which the thickness of the 43 recording layer 436 of the third information layer and the thickness of the second dielectric layer 438 were manufactured.
  • the reflectance of each information layer, the upper limit reproduction power, and the erasure rate of the third information layer of the information recording medium 11 were measured using the recording / reproducing apparatus shown in FIG.
  • the wavelength of the laser beam 31 was 405 nm, and the numerical aperture NA of the objective lens 32 was 0.85.
  • Recording was performed by a recording method in which the capacity per layer was 33.4 GB, and the shortest mark length (2T) was 0.112 ⁇ m.
  • the linear velocity of the sample during recording and measurement was 7.36 m / s.
  • Table 1 shows the thickness of the recording layer 436 of the third information layer 43, the thickness of the second dielectric layer 438, and the erasing performance of the third information layer 43 in each sample.
  • an erasing rate of 25 dB or more is indicated by “ ⁇ ”
  • an erasing rate of less than 25 dB is indicated by “X”.
  • the bit error rate can be 1.0 ⁇ 10 ⁇ 5 or less, and the symbol error rate (symbol error rate), which is a unit for processing information, is 2.0 ⁇ . The value is less than 10 ⁇ 4 . If the symbol error rate is 2.0 ⁇ 10 ⁇ 4 , this is a level that does not cause a problem in practice.
  • Table 2 shows the thickness of the recording layer 436 of the third information layer 43, the thickness of the second dielectric layer 438, and the reproduction performance of the first information layer 41 in each sample.
  • the reproduction performance first, the reflectance and the upper limit reproduction power are checked, the product of the reflectance and the upper limit reproduction power is defined as the reflected light amount, and the reflected light amount is 2.2 or more as “ ⁇ ” and less than 2.2 as “ ⁇ ”. did. If the amount of reflected light is 2.2 or more, and if the amount of reflected light is 2.2 or more, the reproduced signal quality of information can be maintained at a level that causes no problem in practice.
  • Table 3 shows the thickness of the recording layer 436 of the third information layer 43, the thickness of the second dielectric layer 438, and the reproduction performance of the second information layer 42 in each sample.
  • the reproduction performance first, the reflectance and the upper limit reproduction power are checked, the product of the reflectance and the upper limit reproduction power is defined as the reflected light amount, and the reflected light amount is 2.2 or more as “ ⁇ ” and less than 2.2 as “ ⁇ ”. did.
  • the thickness of the recording layer 436 of the third information layer 43, the thickness of the second dielectric layer 438, and the reproduction performance of the third information layer 43 are shown in Table 4.
  • the reproduction performance first, the reflectance and the upper limit reproduction power are checked, the product of the reflectance and the upper limit reproduction power is defined as the reflected light amount, and the reflected light amount is 2.2 or more as “ ⁇ ” and less than 2.2 as “ ⁇ ”. did.
  • Table 5 shows the overall evaluation based on the results. In the overall evaluation, at least one sample evaluated as “ ⁇ ” is evaluated as “ ⁇ ” in the above evaluation items, and all samples evaluated as “O” in the above evaluation items are evaluated as “ ⁇ ”. did.
  • the reflectance of the third information layer 43 closest to the incident side of the laser beam 31 is higher than that of the other information layers, and the upper limit reproduction power of the third information layer 43 is other. Good characteristics are obtained in all of the first information layer to the third information layer of the information recording medium 11 when the information layer is lower than the first information layer.
  • the third information layer is allowed to be designed with an emphasis on transmittance. That is, since the reproduction power of the third information layer becomes relatively low, it is not necessary for the third information layer to realize high reproduction durability, and the transmittance of the third information layer has practical reproduction durability. Can be made higher than before.
  • the ratio of the reflectance of the third information layer 43 to the reflectance of the second information layer 42 is 1.2 or more, the amount of reflected light in the third information layer can be sufficiently increased, and the information recording medium 11 Good characteristics are obtained in all of the first information layer to the third information layer.
  • the amount of reflected light from the third information layer 43 is equal to the amount of reflected light from the second information layer 42, it is possible to suppress variations in the quality of the reproduced signal when the third information layer and the second information layer are reproduced. .
  • the same material is used for the recording layer 426 of the second information layer 42 and the recording layer 436 of the third information layer 43.
  • different materials may be used to adjust the crystallization speed. .
  • the materials and film thicknesses mentioned in the above embodiments and examples are examples of various materials and film thicknesses for realizing the present invention, and the present invention is not limited to these. Materials other than those mentioned in the above embodiments and examples may be used, and thicknesses other than the thicknesses of the respective layers mentioned in the above embodiments and examples may be set.
  • the information recording medium and the reproducing method thereof according to the present invention are useful for improving the quality of information reproduction in an information recording medium having three or more information layers.

Abstract

　情報を記録可能なＮ個（ＮはＮ≧３の整数）の情報層を有し、レーザ光が照射されることによって、各情報層への情報の記録および前記各情報層に記録された情報の再生が行われる情報記録媒体であって、前記Ｎ個の情報層は、レーザ光入射側から順に配置された第Ｎ情報層、第Ｎ－１情報層、第Ｎ－２情報層・・・第２情報層、第１情報層を含み、前記第Ｎ情報層の反射率はＲNであり、第Ｍ情報層（ＭはＮ＞Ｍ≧１を満たす全ての整数）の反射率はＲMであり、前記第Ｎ情報層に記録された情報の再生時に前記第Ｎ情報層に照射するレーザ光の上限再生パワーはＰｒNmaxであり、前記第Ｍ情報層に記録された情報の再生時に前記第Ｍ情報層に照射するレーザ光の上限再生パワーはＰｒMmaxであり、下記の式（１）、（２）： 　ＲN＞ＲM　・・・（１） 　ＰｒNmax＜ＰｒMmax　・・・（２） を同時に満たしている情報記録媒体。

Description

情報記録媒体、記録装置、再生装置および再生方法
　本発明は、情報記録媒体に関し、特に、レーザ光の照射によって情報の記録および記録された情報の再生を行う情報層を３つ以上備えた情報記録媒体、この情報記録媒体に記録を行う記録装置、この情報記録媒体の再生を行う再生装置、および、この情報記録媒体を再生する再生方法に関する。
　近年、レーザ光の照射によって情報の記録、消去、書換、再生を行うことのできる情報記録媒体が広く研究開発・商品化されている。このような情報記録媒体は、相変化型記録材料等の薄膜からなる記録層を含む情報層を備える。情報を記録する場合、記録層にレーザ光を照射し、局所的な加熱を行うことによって、照射条件の違いによる光学定数の異なる領域を形成する。例えば、レーザ光の照射によって発生する熱により、記録層の相変化材料を結晶相と非晶質相との間で状態変化させ、情報を記録する。具体的には、例えば、記録すべき情報によって変調された信号に基づく長さで表わされるスペースおよびマークの組み合わせを記録層のトラック上に形成する。
　相変化記録材料を記録層に用いる情報記録媒体のうち、相変化が可逆的であることにより、情報の消去や書換が可能である書換型情報記録媒体の場合、一般に記録層の初期状態は結晶相である。情報を記録する場合、高パワーのレーザ光を照射することによって記録層の一部を溶融し、その後、急速に冷却することによってレーザ光が照射された部分を非晶質相にする。情報を消去する場合には、記録時に比べ低パワーのレーザ光を照射することによって記録層の一部の温度を上昇させ、その後、ゆっくり冷却することによって、レーザ光が照射された部分を結晶相にする。また、高パワーと低パワーとでパワー変調させたレーザ光を記録層に照射することにより、記録されている情報を消去しながら新しい情報を記録すること、すなわち書換が可能である。
　情報の消去または書換を高速で行うためには、短時間で非晶質相を結晶相へと変化させる必要がある。つまり、書換型情報記録媒体において、高い消去性能を実現するためには、記録層に結晶化速度の速い相変化材料を用いることが必要となる。なお、可逆的相変化を生じない材料を記録層に用いた追記型情報記録媒体では、情報の書換は不可能であり、１回のみ情報を記録することができる。
　情報記録媒体に記録された情報の再生は、結晶相と非晶質相との間の反射率の違いに基づく反射光の光量変化を検出することにより行う。具体的には、ある一定の再生パワーに設定したレーザ光を情報記録媒体に照射し、情報記録媒体からの反射光の強度を信号として検出することで行われる。反射光の強度は、情報記録媒体の反射率とレーザ光の再生パワーの積に比例する。一般的に、反射光の強度が大きい程、情報の再生信号品質が高くなるため、再生パワーは高いことが好ましい。
　しかし、書換型情報記録媒体や追記型情報記録媒体などの記録可能な情報記録媒体を再生する場合、再生パワーが高すぎると、情報記録媒体に形成された記録層のマークやスペースの部分の状態に変化が生じ、得られる再生信号の品質が劣化する。つまり情報記録媒体に形成されたマークやスペースなどに表わされた情報が劣化する。このため、再生時において情報記録媒体に照射するレーザ光のエネルギー、言い換えれば、再生パワーが高くなりすぎないように設定される（特許文献１参照）。再生による情報の劣化の生じにくさを、再生耐久性能と呼ぶ。以下、再生によって情報が劣化しない上限の再生パワーを上限再生パワーと呼ぶ。再生耐久性能が高い情報記録媒体ほど上限再生パワーは高い。上限再生パワーは情報層ごとに定められ、各情報層が備える特性の１つである。
　近年、情報記録媒体を大容量化するための技術として、様々な技術が検討されている。例えば、２つの情報層を備える書換型情報記録媒体を用いて、その片側から入射するレーザ光によって２つの情報層の記録・再生を行う技術が報告されている（特許文献２、特許文献３参照）。この技術によれば、２つの情報層を用いることによって、情報記録媒体の記録容量を２倍にすることができる。
　片側から入射するレーザ光によって２つの情報層の記録および再生をする情報記録媒体において、入射側から遠い情報層（以下、第１情報層）の記録および再生は入射側に近い情報層（以下、第２情報層）を透過したレーザ光によって行われる。このため、第２情報層の透過率が低いと、第１情報層へ到達するレーザ光のエネルギーが減衰する。また、第１情報層からの反射光は再び第２情報層を透過するため、第１情報層からの反射光はさらに減衰し、反射光の強度が低下してしまう。このため、反射光に基づく再生信号の品質が低下する。
　第２情報層における光の減衰を考慮して、より強いレーザ光で第１情報層に情報を記録することも考えられる。しかし、この場合、より強いパワーのレーザ光を第１情報に照射する必要があり、レーザ光のパワーが記録装置の限界を超えた場合は、好適な記録ができなくなり、記録の品質が悪化する。また、この場合、第２情報層には、より強いレーザ光が減衰することなく照射される。したがって、レーザ光入射側に最も近い情報層は、再生による信号の劣化が生じやすく、再生耐久性能を良くすることが難しい傾向がある。
　これらのことから、第２情報層はできるだけ高い透過率を持つことが好ましい。また、大容量化のために情報層の数を増やし、例えば３つまたは４つの情報層を備えた情報記録媒体を実現するためには、入射側の情報層（第３情報層、または第４情報層）の透過率をさらに高める必要がある。特に、レーザ光入射側に最も近い情報層は、その情報層よりもレーザ光入射側から遠い情報層へ記録再生をする場合にレーザ光が透過する。このため、レーザ光入射側に最も近い情報層の透過率はできるだけ高い方が望ましい。記録材料は一般に消衰係数が大きいため、高い透過率を持たせるためにはレーザ光入射側の情報層の記録層の厚さは薄いほうが好ましい。
　再生耐久性能に関するこの傾向は、書換型情報記録媒体および追記型記録媒体のどちらにも当てはまる。書換型情報記録媒体の場合、前述したように記録層の消去性能も考慮する必要がある。このため、消去性能と再生耐久性能とが両立するように記録層などを調整する必要がある。
特開２００１－１４６７９号公報 特開２０００－３６１３０号公報 国際公開第０３／０２５９２２号パンフレット
　しかし、書換型の情報記録媒体の場合、一般的に相変化材料からなる記録層が薄くなるほど、結晶化速度は遅くなる。そのため、非晶質相から結晶相への相変化が生じにくくなり、情報の消去性能が悪化する。この点から、レーザ光入射側に近い情報層の記録層をレーザ光入射側から遠い情報層の記録層に比べて、厚くするとともに、結晶化速度を速くするように相変化材料を選ぶ場合もある。ただし、結晶化速度が速くなると、再生耐久性能が悪化するため、結晶化速度は速くし過ぎてはいけない。
　一方、記録可能な情報記録媒体において、情報層に含まれる記録層の厚さが薄くなりすぎると、情報層の特性が低下する。例えば、書換型情報記録媒体の場合、記録層の厚さが薄くなりすぎると、消去性能と再生耐久性能との両立が困難になる。そのため、３つ以上の情報層を備えた情報記録媒体では、高い透過率が要求されるレーザ光入射側に最も近い側の情報層において、情報の再生を高品質に行うことができないという課題を有していた。
　本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、３つ以上の情報層を備えた情報記録媒体において、そのすべての情報層において情報の再生を高品質に行うことができる情報記録媒体を提供することを目的とする。また、その情報記録媒体に適合した記録装置、再生装置および再生方法を提供することを目的とする。
　本発明の情報記録媒体は、情報を記録可能なＮ個（ＮはＮ≧３の整数）の情報層を有し、レーザ光が照射されることによって、各情報層への情報の記録および前記各情報層に記録された情報の再生が行われる情報記録媒体であって、前記Ｎ個の情報層は、レーザ光入射側から順に配置された第Ｎ情報層、第Ｎ－１情報層、第Ｎ－２情報層・・・第２情報層、第１情報層を含み、前記第Ｎ情報層の反射率はＲNであり、第Ｍ情報層（ＭはＮ＞Ｍ≧１を満たす全ての整数）の反射率はＲMであり、前記第Ｎ情報層に記録された情報の再生時に前記第Ｎ情報層に照射するレーザ光の上限再生パワーはＰｒNmaxであり、前記第Ｍ情報層に記録された情報の再生時に前記第Ｍ情報層に照射するレーザ光の上限再生パワーはＰｒMmaxであり、下記の式（１）、（２）：
　ＲN＞ＲM　　・・・（１）
　ＰｒNmax＜ＰｒMmax　　・・・（２）
を同時に満たしている。
　ある好ましい実施形態において、前記第Ｎ情報層の前記反射率ＲNと、前記第Ｎ－１情報層の前記反射率ＲN-1とが、下記の式（３）：
　ＲN／ＲN-1　≧　１．２　　・・・（３）
を満たしている。
　ある好ましい実施形態において、前記第Ｎ情報層の前記反射率ＲNと前記上限再生パワーＰｒNmaxとの積ＲN×ＰｒNmaxは、第Ｎ－１情報層の反射率ＲN-1と上限再生パワーＰｒN-1maxとの積ＲN-1×ＰｒN-1maxと等しい。
　ある好ましい実施形態において、前記第Ｎ情報層および第Ｎ－１情報層のそれぞれは、少なくとも、反射層と第１の誘電体層と、レーザ光の照射によって相変化を起こしうる記録層と、第２の誘電体層とを含み、前記第２の誘電体層、前記記録層、前記第１の誘電体層および前記反射層は、前記レーザ光入射側からこの順序で配置されており、前記第２の誘電体層、前記記録層、前記第１の誘電体層および前記反射層は、前記第Ｎ情報層と前記第Ｎ－１情報層とでそれぞれ同じ材料からなる。
　ある好ましい実施形態において、前記第Ｎ情報層および第Ｎ－１情報層のそれぞれは、前記反射層の前記レーザ光入射側と反対側に位置する透過率調整層をさらに含み、前記透過率調整層は第Ｎ情報層と第Ｎ－１情報層とで同じ材料からなる。
　ある好ましい実施形態において、前記Ｎは３である。
　本発明の再生装置は、上記いずれかに記載の情報記録媒体記録された情報を再生する再生装置であって、前記第Ｎ情報層に記録された情報を再生パワーＰｒN（ＰｒN≦ＰｒNmax）で再生し、前記第Ｎ－１情報層に記録された情報を再生パワーＰｒN-1（ＰｒN-1≦ＰｒN-1max）で再生する。
　本発明の記録装置は、上記いずれかに記載の情報記録媒体に情報を記録する記録装置であって、前記情報記録媒体に前記レーザ光を照射することにより情報を記録する。
　本発明の再生方法は、上記いずれかに記載の情報記録媒体に記録された情報を再生する情報記録媒体の再生方法であって、前記第Ｎ情報層に記録された情報を再生パワーＰｒN（ＰｒN≦ＰｒNmax）で再生する工程と、前記第Ｎ－１情報層に記録された情報を再生パワーＰｒN-1（ＰｒN-1≦ＰｒN-1max）で再生する工程とを包含し、前記第Ｎ情報層の前記反射率ＲＮと前記再生パワーＰｒNとの積ＲN×ＰｒNは、前記第N-1情報層の前記反射率ＲN-1と前記再生パワーＰｒN-1との積ＲN-1×ＰｒN-1と等しい。
　ある好ましい実施形態において、前記レーザ光の波長λが４００ｎｍから４１０ｎｍの範囲であり、前記レーザ光を前記各情報層に集束させるために使用する対物レンズの開口数ＮＡが０．８４から０．８６の範囲である。
　本発明の情報記録媒体によれば、第Ｎ情報層の反射率ＲNを他の情報層の反射率反射率ＲMより高めることによって、第Ｎ情報層の再生パワーを低くしても、第Ｎ情報層において高品質な情報の再生が実現できる。それに伴い、第Ｎ情報層の上限再生パワーを、他の情報層の上限再生パワーよりも下げた構成を採用することができ、設計の自由度が高まる。このため、透過率を重視した設計をすることが許され、第Ｎ情報層の透過率を従来よりも高くすることが可能になり、第１情報層から第Ｎ－１情報層へ到達するレーザ光の強度を高めることができる。その結果、第１情報層から第Ｎ－１情報層までの各情報層においても高品質な情報の再生が実現できる。
　また、本発明の情報記録媒体の再生方法によれば、第Ｎ情報層の反射率と再生パワーとの積を第Ｎ－１情報層の反射率と再生パワーとの積と等しいため、第Ｎ情報層の再生パワーが第Ｎ－１情報層の再生パワーよりも小さくても、第Ｎ情報層において高品質な情報の再生が実現できる。
（ａ）は、本発明による情報記録媒体の一実施形態を示す部分断面図であり、（ｂ）は、各情報層における反射率を説明するための模式図である。 図１に示す情報記録媒体の構成を詳細に示す部分断面図である。 本発明による記録再生装置の一実施形態を示す概略的なブロック図である。 図３に示す記録再生装置を用いて図１に示す情報記録媒体に情報を記録する場合に用いる記録パルス波形の一例を示す概略図である。
　以下、図面を参照しながら、本発明による情報記録媒体、記録装置、再生装置および再生方法の実施形態を説明する。以下の実施形態は一例であり、本発明は以下の実施の形態に限定されない。また、以下の実施形態では、重複した説明を繰り返すことによる冗長性を排除するため、同一の構成要素には同一の参照符号を付し、その構成要素の説明を省略する場合がある。
　（第１の実施形態）
　本発明による情報記録媒体の一実施形態を説明する。図１（ａ）は、本発明の一実施形態である情報記録媒体１１の部分断面図である。情報記録媒体１１は、Ｎ個の情報層を有しており、記録装置や再生装置において、対物レンズ３２によって集束されたレーザ光３１が照射されることにより、各情報層へ情報を記録し、また、各情報層に記録された情報が再生される。ＮはＮ≧３を満たす整数である。本実施形態ではＮは３である。しかし、Ｎは４以上であってもよい。
　図１（ａ）に示すように、情報記録媒体１１において、Ｎ個の情報層は、レーザ光３１の入射側Ｆから順に配置された第３情報層４３、第２情報層４２および第１情報層４１を含んでいる。つまり、レーザ光３１の入射側Ｆから順に第Ｎ情報層、第Ｎ－１情報層、第Ｎ－２情報層・・・・、第２情報層および第１情報層が配置される。第Ｎ情報層以外の第１情報層から第Ｎ－１情報層または１番目からＮ番目を総称して第Ｍ情報層またはＭ番目と呼ぶ。Ｍは、Ｎ＞Ｍ≧１を満たすすべての整数である。
　また、本願明細書において、「情報層」とは、情報を記録することのできる構造を備えた層状の構造体を意味する。情報層の具体的な構造は、以下において詳細に説明する。Ｎ個の情報層は、レーザ光３１の入射側Ｆから最も遠い情報層からレーザ光３１の入射側Ｆにかけて、Ｌ０層、Ｌ１層・・・Ｌ（Ｎ－１）層とも呼ばれる。
　好ましくは、情報記録媒体１１は、第２情報層４２と第３情報層４３との間に配置された分離層２８、第１情報層４１と第２情報層４２との間に配置された分離層２２および基板２１をさらに含んでいる。分離層２２、２８を介して積層された３個の情報層は、第１情報層４１が基板２１側になるように基板２１に支持されている。情報記録媒体１１は、第３情報層４３よりもレーザ光３１の入射側Ｆに配置された透明層２３を含むことがさらに好ましい。
　記録装置や再生装置において、対物レンズ３２と情報記録媒体１１の各情報層との距離を調節することによって、透明層２３を透過したレーザ光３１が情報の記録または再生を行う情報層に所定の大きさのビームスポットを形成するように集束させ、その情報層に情報を記録し、また、その情報層に記録された情報を再生する。
　レーザ光３１の波長λが短いほど、対物レンズ３２によって小さなビームスポットを形成するようにレーザ光３１を集束させることができる。しかし、波長λが短すぎると、透明層２３などにおけるレーザ光３１の光吸収が大きくなる。そのため、レーザ光３１の波長λは３５０ｎｍ～４５０ｎｍの範囲内であることが好ましい。
　情報記録媒体１１において、第３情報層４３よりも基板２１に近い側にある情報層に到達するレーザ光は、その情報層よりレーザ光３１入射側Ｆの情報層を透過することにより減衰してしまう。そのため、第１情報層４１および第２情報層４２は高い記録感度を備えていることが好ましい。また、第２情報層４２層および第３情報層４３は高い透過率を備えていることが好ましい。
　基板２１は円盤状を有し、第１情報層４１から透明層２３までの各層を支持する。基板２１の第１情報層４１側の表面には、レーザ光３１を導くための案内溝が形成されていてもよい。基板２１の第１情報層４１側に対して反対側Ｒの面は、平滑であることが好ましい。基板２１は、ポリカーボネート樹脂、ポリメチルメタクリレート樹脂、ポリオレフィン樹脂、ノルボルネン系樹脂、ガラス、あるいはこれらを適宜組み合わせたもの等の材料によって形成されている。特にポリカーボネート樹脂は、転写性・量産性に優れ、低コストであることから、基板２１の材料として好ましい。
　分離層２２、２８は、情報記録媒体１１において、基板２１に支持される第１情報層４１、第２情報層４２および第３情報層４３の情報記録媒体１１の厚さ方向における高さ（位置）を調整するために設けられている。各情報層の位置を調整することによって、レーザ光３１を対物レンズ３２で所望の情報層にのみ集光させ、その他の情報層においてはレーザ光３１が発散した状態にすることができ、これにより、複数の情報層を備えていても、所望の情報層のみにおける情報の記録および再生が可能となる。つまり、分離層２２、２８は、情報記録媒体１１におけるフォーカス位置を調整する。
　分離層２２、２８の厚さは、対物レンズ３２の開口数ＮＡとレーザ光３１の波長λにより決定される焦点深度以上であることが望ましい。一方、分離層２２、２８が厚すぎると、情報記録媒体１１のレーザ光３１入射側Ｆから第１情報層４１までの距離が長くなる。このため、情報記録媒体１１がレーザ光３１に対して傾いたときのコマ収差が大きくなり、第１情報層４１に正しくレーザ光３１を集光させることが困難になる。つまり、コマ収差低減の観点では、分離層２２、２８は薄いほうが好ましい。仮に、λ＝４０５ｎｍ、ＮＡ＝０．８５とした場合には、分離層２２、２８の厚さは５μｍ～５０μｍの範囲内であることが好ましい。
　分離層２２、２８は、レーザ光３１の波長における光吸収が小さいことが好ましい。分離層２２、２８のレーザ光３１入射側Ｆには、レーザ光３１を導くための案内溝が形成されていてもよい。分離層２２、２８は、ポリカーボネート樹脂、ポリメチルメタクリレート樹脂、ポリオレフィン樹脂、ノルポルレン系樹脂、紫外線硬化性樹脂、遅効性熱硬化樹脂、ガラス、あるいはこれらを適宜組み合わせた材料などによって形成することができる。
　透明層２３は、第３情報層４３よりもレーザ光３１入射側Ｆに位置しており、第３情報層４３を保護する。レーザ光３１の波長における光吸収が小さいことが好ましい。透明層２３は、ポリカーボネート樹脂、ポリメチルメタクリレート樹脂、ポリオレフィン樹脂、ノルボルネン系樹脂、紫外線硬化性樹脂、遅効性熱硬化樹脂、ガラス、あるいはこれらを適宜組み合わせた材料によって形成することができる。また、これらの材料よりなるシートを透明層２３に用いてもよい。
　透明層２３が薄すぎると第３情報層４３を保護する機能が十分に発揮できなくなる。また、厚すぎると、分離層２２、２８と同様、情報記録媒体１１のレーザ光３１入射側から第１情報層４１までの距離が長くなる。このため、情報記録媒体１１がレーザ光３１に対して傾いたときのコマ収差が大きくなり、第１情報層４１に正しくレーザ光３１を集光させることが困難になる。仮に、ＮＡ＝０．８５とした場合には、透明層の厚さは５μｍ～１５０μｍの範囲内であることが好ましく、４０μｍ～１１０μｍの範囲であることがより好ましい。
　本実施形態の情報記録媒体は、Ｎ個の情報層のすべてにおいて高品質な情報再生が実現するために、Ｎ個の情報層のうち、最もレーザ光３１の入射側Ｆに位置する情報層、つまり、第Ｎ情報層の反射率を他の情報層よりも高く設定し、かつ、第Ｎ情報層の上限再生パワーを他の情報層よりも小さくする。
　具体的には図１（ｂ）に示すように、第Ｎ情報層の反射率をＲNであり、第Ｍ情報層（ＭはＮ＞Ｍ≧１を満たす整数）の反射率をＲMであるとした場合、Ｎ＞Ｍ≧１を満たす全ての整数Ｍについて、下記式（１）の関係を満たしている。
　ＲN＞ＲM　　・・・（１）
ここで反射率ＲNおよび反射率ＲMは、情報記録媒体１１を構成した状態において、レーザ光３１の入射側Ｆから情報記録媒体１１に入射した光が、それぞれ、第Ｎ情報層および第Ｍ情報層において反射し、情報記録媒体１１のレーザ光３１の入射側Ｆへ出射した場合の入射光の光量に対する出射光の光量の割合によって定義される。第Ｎ情報層および第Ｍ情報層単独の状態における反射率ではない。
　また、図１（ｂ）に示すように、第Ｎ情報層に記録された情報の再生時に第Ｎ情報層に照射するレーザ光の上限再生パワーはＰｒNmaxであり、第Ｍ情報層に記録された情報の再生時に第Ｍ情報層に照射するレーザ光の上限再生パワーはＰｒMmaxであり、Ｎ＞Ｍ≧１を満たす全ての整数Ｍについて、下記の式（２）の関係を満たしている。
　ＰｒNmax＜ＰｒMmax　　・・・（２）
　従来の情報記録媒体では、各情報層における再生性能などの特性を同じにするため、各情報層の反射率や上限再生パワーは同じ値に設定されていた。これに対し、本実施形態の情報記録媒体１１では、上述したように第Ｎ情報層の反射率ＲNを他の情報層（第Ｍ情報層）の反射率ＲMより高めることによって、第Ｎ情報層の再生パワーを低くしても、反射光の光量を増大させることができる。したがって、第Ｎ情報層において、高品質な情報の再生が実現できる。また、第Ｎ情報層の再生パワーを低くすることによって、レーザ光が入射するまでに他の情報層を透過することがないために強度の減衰がないレーザ光が入射する第Ｎ情報層に記録された情報の劣化を抑制することができる。さらに、第Ｎ情報層の上限再生パワーを他の情報層よりも低くすることにより、第Ｎ情報層の記録層は高い再生耐久性能を備えていなくてもよくなるため、記録層の材料を選択する際の自由度が高まり、設計の自由度も高まる。このため、透過率を重視した設計をすることが許され、第Ｎ情報層の透過率を従来よりも高くすることが可能となり、第１情報層から第Ｎ－１情報層へ到達するレーザ光の強度を高めることもできる。したがって、第１情報層から第Ｎ－１情報層においても品質な情報の再生を実現することができる。
　好ましくは、第Ｎ情報層の反射率ＲNと、第Ｎ－１情報層の反射率ＲN-1とが、下記の式（３）を満たしている。
　ＲN／ＲN-1　≧　１．２　　・・・（３）
　これにより、第Ｎ情報層の反射率ＲNを第Ｎ－１情報層の反射率ＲN-1と比べて十分に大きくすることができ、第Ｎ情報層の再生パワーを低くしても、第Ｎ情報層からの反射光の光量を十分大きくすることができる。したがって、より確実に、第Ｎ情報層において高品質な情報の再生が実現できる。
　第Ｎ情報層の反射率ＲNと上限再生パワーＰｒNmaxとの積ＲN×ＰｒNmaxは、第Ｎ－１情報層の反射率ＲN-1と上限再生パワーＰｒN-1maxとの積ＲN-1×ＰｒN-1maxと等しいことが好ましい。ここで等しいとは、２つの積が完全に一致する場合のみならず、±５％程度の範囲内で一致する場合を含む。具体的には、以下の式（４）の関係が成立する場合をいう。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000001
　このような関係を満たす場合、第Ｎ情報層からの反射光との第Ｎ－１情報層からの反射光の光量がほぼ等しくなる。このため、第Ｎ情報層に記録された情報を再生した場合に得られる再生信号と、第Ｎ－１情報層情報に記録された情報を再生した場合に得られる再生信号の品質を同程度にすることができる。
　図２は図１の各情報層をさらに詳細に示した情報記録媒体１１の部分断面図である。図２に示すように、第１情報層４１は、好ましくは、第２の誘電体層４１８、記録層４１６、第１の誘電体層４１４および反射層４１２を含む。第２の誘電体層４１８、記録層４１６、第１の誘電体層４１４および反射層４１２は、レーザ光３１の入射側Ｆからこの順で配置されている。
　図２には示していないが、必要に応じて、反射層４１２と第１の誘電体層４１４との間に反射層側界面層４１３を設けてもよい。同様に、第１の誘電体層４１４と記録層４１６の間に第１の界面層４１５を設けてもよく、第２の誘電体層４１８と記録層４１６の間に第２の界面層４１７を設けてもよい。
　第２情報層４２は、好ましくは、第２の誘電体層４２８、記録層４２６、第１の誘電体層４２４、反射層４２２および透過率調整層４２１を含む。第２の誘電体層４２８、記録層４２６、第１の誘電体層４２４、反射層４２２および透過率調整層４２１は、レーザ光３１の入射側Ｆからこの順で配置されている。
　図２には示していないが、必要に応じて、反射層４２２と第１の誘電体層４２４との間に反射層側界面層４２３を設けてもよい。同様に、第１の誘電体層４２４と記録層４２６の間に第１の界面層４２５を設けてもよく、第２の誘電体層４２８と記録層４２６の間に第２の界面層４２７を設けてもよい。
　第３情報層４３は、好ましくは、第２の誘電体層４３８、記録層４３６、第１の誘電体層４３４、反射層４３２および透過率調整層４３１を含む。第２の誘電体層４３８、記録層４３６、第１の誘電体層４３４、反射層４３２および透過率調整層４３１は、レーザ光３１の入射側Ｆからこの順で配置されている。
　図２には示していないが、必要に応じて、反射層４３２と第１の誘電体層４３４との間に反射層側界面層４３３を設けてもよい。同様に、第１の誘電体層４３４と記録層４３６の間に第１の界面層４３５を設けてもよく、第２の誘電体層４３８と記録層４３６の間に第２の界面層４３７を設けてもよい。
　次に、第１情報層４１を構成する各層について説明する。記録層４１６は、レーザ光３１の照射によって結晶相と非晶質相との間で可逆的な相変化を起こす材料からなる。記録層４１６の材料として、（Ｇｅ－Ｓｎ）Ｔｅ、ＧｅＴｅ－Ｓｂ２Ｔｅ３、（Ｇｅ－Ｓｎ）Ｔｅ－Ｓｂ２Ｔｅ３、ＧｅＴｅ－Ｂｉ２Ｔｅ３、（Ｇｅ－Ｓｎ）Ｔｅ－Ｂｉ２Ｔｅ３、ＧｅＴｅ－（Ｓｂ－Ｂｉ）２Ｔｅ３、（Ｇｅ－Ｓｎ）Ｔｅ－（Ｓｂ―Ｂｉ）２Ｔｅ３、ＧｅＴｅ－（Ｂｉ―Ｉｎ）２Ｔｅ３、（Ｇｅ―Ｓｎ）Ｔｅ－（Ｂｉ―Ｉｎ）２Ｔｅ３、Ｓｂ－Ｔｅ、Ｓｂ－Ｇｅ、（Ｇｂ－Ｔｅ）－Ｇｅ、Ｓｂ－Ｉｎ、（Ｓｂ－Ｔｅ）－Ｉｎ、Ｓｂ－Ｇａおよび（Ｓｂ－Ｔｅ）―Ｇａのいずれかを含む材料を用いることができる。記録層４１６において非晶質相の部分は記録時のレーザ光照射によって容易に結晶相に変化できることおよびレーザ光非照射時には結晶相に変化しないことが好ましい。
　記録層４１６は、薄すぎると十分な反射率、反射率変化および消去率が得られなくなる。また、記録層４１６が厚すぎると熱容量が大きくなるため記録感度が低下する。そのため、記録層４１６の厚さは５ｎｍ～１５ｎｍの範囲内であることが好ましく、８ｎｍ～１２ｎｍの範囲内であることがより好ましい。
　反射層４１２は、記録層４１６に吸収される光量を増やすという光学的な機能と、記録層４１６で生じた熱を拡散させるという熱的な機能とを持つ。反射層４１２の材料にはＡｇ、Ａｕ、Ｃｕ、およびＡｌから選ばれる少なくとも１つの元素を含んだ材料を用いることができる。例えば、Ａｇ－Ｃｕ、Ａｇ－Ｇａ－Ｃｕ、Ａｇ－Ｐｄ－Ｃｕ、Ａｇ－Ｎｄ－Ａｕ、ＡｌＮｉ、ＡｌＣｒ、Ａｕ－Ｃｒ、Ａｇ－Ｉｎといった合金を用いることができる。特にＡｇ合金は熱伝導率が大きいため反射層４１２の材料として好ましい。反射層４１２は厚いほど熱拡散機能が高いが、厚すぎると熱拡散機能が高すぎて記録層４１６の記録感度が低下する。そのため、反射層４１２の厚さは、３０ｎｍ～２００ｎｍの範囲内であることが好ましく、７０ｎｍ～１４０ｎｍであることがより好ましい。
　第１の誘電体層４１４は、記録層４１６と反射層４１２との間に位置し、記録層４１６から反射層４１２への熱拡散を調節する熱的な機能および反射率や吸収率などを調節する光学的な機能とを持つ。第１の誘電体層４１４の材料としては、例えば、ＺｒＯ２、ＨｆＯ２、ＺｎＯ、ＳｉＯ２、ＳｎＯ２、Ｃｒ２Ｏ３、ＴｉＯ２、Ｉｎ２Ｏ３、Ｇａ２Ｏ３、Ｙ２Ｏ３、ＣｅＯ２、ＤｙＯ２等の酸化物、ＺｎＳ、ＣｄＳ等の硫化物、ＳｉＣなどの炭化物の単体、あるいはこれらの混合物、例えばＺｒＯ２－ＳｉＯ２、ＺｒＯ２－ＳｉＯ２－Ｃｒ２Ｏ３、ＺｒＯ２－ＳｉＯ２－Ｇａ２Ｏ３、ＨｆＯ２－ＳｉＯ２－Ｃｒ２Ｏ３、ＺｒＯ２－ＳｉＯ２－Ｉｎ２Ｏ３、ＺｎＳ－ＳｉＯ２、ＳｎＯ２－ＳｉＣを用いることができる。特にＺｎＳ－ＳｉＯ２は第２の誘電体層の材料として優れている。ＺｎＳ－ＳｉＯ２は、成膜速度が速く、透明であり、機械特性および耐湿性が良好であるという特徴を備える。
　第１の誘電体層４１４は厚すぎると反射層４１２の冷却効果が弱くなり、記録層４１６からの熱拡散が小さくなってしまうため、記録層４１６が非晶質化しにくくなってしまう。また、第１の誘電体層４１４が薄すぎると、反射層４１２の冷却効果が強くなり、記録層４１６からの熱拡散が大きくなって感度が低下してしまう。そのため、第１の誘電体層４１４の厚さは２ｎｍ～４０ｎｍの範囲内であることが好ましく、８ｎｍ～３０ｎｍの範囲内であることがより好ましい。
　反射層側界面層４１３は、第１の誘電体層４１４の材料によって、反射層４１２が腐食または破壊されるのを防ぐ働きを持つ。具体的には反射層４１２にＡｇを含んだ材料を用い、かつ、第１の誘電体層４１４にＳを含んだ材料（例えばＺｎＳ－ＳｉＯ２）を用いたとき、ＡｇがＳと反応することによって腐食してしまうことを防ぐ。
　反射層側界面層４１３の材料としては、Ａｇ以外の金属、例えばＡｌ、またはＡｌ合金を用いることができる。また、Ｓを含まない誘電体材料、例えば、ＺｒＯ２、ＨｆＯ２、ＺｎＯ、ＳｉＯ２、ＳｎＯ２、Ｃｒ２Ｏ３、ＴｉＯ２、Ｉｎ２Ｏ３、Ｇａ２Ｏ３、Ｙ２Ｏ３、ＣｅＯ２、ＤｙＯ２等の酸化物、ＳｉＣなどの炭化物の単体、あるいはこれらの混合物、例えばＺｒＯ２－ＳｉＯ２、ＺｒＯ２－ＳｉＯ２－Ｃｒ２Ｏ２、ＺｒＯ２－ＳｉＯ２－Ｇａ２Ｏ２、ＨｆＯ２－ＳｉＯ２－Ｃｒ２Ｏ３、ＺｒＯ２－ＳｉＯ２－Ｉｎ２Ｏ３、ＳｎＯ２－ＳｉＣを反射層側界面層４１３の材料として用いることができる。またはＣなどを用いることができる。
　反射層側界面層４１３は厚すぎると第１の誘電体４１４の熱的および光学的な働きを妨げ、また、薄すぎると反射層４１２の腐食、破壊を防ぐ機能が低下する。そのため、反射層側界面層４１３の厚さは１ｎｍ～１００ｎｍの範囲内であることが好ましく、５ｎｍ～４０ｎｍの範囲内であることがより好ましい。
　第１の界面層４１５は、繰り返し記録によって第１の誘電体層４１４と記録層４１６との間で生じる物質移動を防止する働きを持つ。第１の界面層４１５は、記録の際に融けない程度の高融点を持ち、記録層４１６との密着性がよい材料によって構成されることが好ましい。第１の界面層４１５の材料としては、例えば、ＺｒＯ２、ＨｆＯ２、ＺｎＯ、ＳｉＯ２、ＳｎＯ２、Ｃｒ２Ｏ３、ＴｉＯ２、Ｉｎ２Ｏ３、Ｇａ２Ｏ３、Ｙ２Ｏ３、ＣｅＯ２、ＤｙＯ２等の酸化物、ＺｎＳ、ＣｄＳ等の硫化物、ＳｉＣなどの炭化物の単体、あるいはこれらの混合物、例えばＺｒＯ２－ＳｉＯ２、ＺｒＯ２－ＳｉＯ２－Ｃｒ２Ｏ３、ＺｒＯ２－ＳｉＯ２－Ｇａ２Ｏ３、ＨｆＯ２－ＳｉＯ３－Ｃｒ２Ｏ３、ＺｒＯ２－ＳｉＯ２－Ｉｎ２Ｏ３、ＺｎＳ－ＳｉＯ２、ＳｎＯ２－ＳｉＣを用いることができる。またはＣなどを用いることができる。特に、記録層４１６との密着性に優れるため、Ｇａ２Ｏ３、ＺｎＯ、Ｉｎ２Ｏ３などが第１の界面層４１５の材料として特に好ましい。
　第１の界面層４１５が薄すぎると、界面層としての効果を発揮できなくなり、厚すぎると第１の誘電体層４１４の熱的および光学的な働きを妨げてしまう。そのため、第１の界面層４１５の厚さは０．３ｎｍ～１５ｎｍの範囲内であることが好ましく、１ｎｍ～８ｎｍの範囲内であることがより好ましい。
　第２の誘電体層４１８は記録層４１６に対してレーザ光入射側Ｆにあり、記録層４１６の腐食、変形などを防止する機能と、反射率や吸収率などを調整する光学的な機能とを持つ。第２の誘電体層４１８には、第１の誘電体層４１４と同じ材料を用いることができる。特にＺｎＳ－ＳｉＯ２は第２の誘電体層の材料として優れている。ＺｎＳ－ＳｉＯ２は、成膜速度が速く、透明であり、機械特性および耐湿性が良好であることによる。
　第２の誘電体層４１８が薄すぎると、記録層４１６の腐食、変形などを防止する機能が低下する。また、第２の誘電体層４１８の厚さは、マトリクス法に基づく計算により、記録層４１６が結晶相である場合と非晶質相である場合の反射光量の変化が大きくなる条件を満足するように厳密に決定することができ、第２の誘電体層４１８の厚さは、２０ｎｍ～８０ｎｍの範囲内であることが好ましい。
　第２の界面層４１７は、第１の界面層４１５と同様に、繰り返し記録によって第２の誘電体層４１８と記録層４１６との間で生じる物質移動を防止する働きを持つ。従って、第１の界面層４１５と同様の性能を持つ材料であることが好ましい。
　第２の界面層４１７の厚さは第１の界面層４１５と同様に０．３ｎｍ～１５ｎｍの範囲内であることが好ましく、１ｎｍ～８ｎｍの範囲内であることがより好ましい。
　上述の反射層４１２、第１の誘電体層４１４、記録層４１６および第２の誘電体層４１８、さらに必要に応じて反射層側界面層４１３、第１の界面層４１５および第２の界面層４１７を加えることによって情報層４１は構成される。
　次に、第２情報層４２を構成する各層について説明する。記録層４２６には、第１情報層４１の記録層４１６と同じ材料を用いることができる。記録層４２６の厚さは、第２情報層４２の透過率を高くするために、１０ｎｍ以下であることが好ましく、４ｎｍ～８ｎｍの範囲であることがより好ましい。
　反射層４２２は、第１情報層４１の反射層４１２と同様な機能を持つ。具体的には、記録層４２６に吸収される光量を増やすという光学的な機能と、記録層４２６で生じた熱を拡散させるという熱的な機能とを持つ。そのため、反射層４２２には、第１情報層４１の反射層４１２と同に材料を用いることができる。特にＡｇ合金は熱伝導率が大きいため反射層４２２の材料として好ましい。
　反射層４２２の厚さは、第２情報層４２の透過率を高くするために、２０ｎｍ以下であることが好ましく、３ｎｍ～１４ｎｍであることがより好ましい。反射層４２２の厚さがこの範囲にあることにより、反射層４２２の光学的および熱的な機能が十分になる。
　第１の誘電体層４２４は、第１情報層４１の第１の誘電体層４１４と同様な機能を持つ。具体的には、記録層４２６から反射層４２２への熱拡散を調節する熱的な機能と、反射率や吸収率などを調節する光学的な機能とを持つ。そのため、第１の誘電体層４２４には、第１情報層４１の第１の誘電体層４１４の材料と同じ材料を用いることができる。
　第１の誘電体層４２４の厚さは、光学的および熱的な機能が十分となるように、１ｎｍ～４０ｎｍの範囲内であることが好ましく、４ｎｍ～３０ｎｍの範囲内であることがより好ましい。
　第２の誘電体層４２８は、第１情報層４１の第２の誘電体層４１８と同様な機能を持つ。具体的には、記録層４２６の腐食、変形などを防止する機能と、反射率や吸収率などを調整する光学的な機能とを持つ。そのため、第２の誘電体層４２８には、第１情報層４１の第２の誘電体層４１８の材料と同じ材料を用いることができる。第２の誘電体層４２８の厚さは、マトリクス法に基づく計算により、記録層４２６が結晶相である場合と非晶質相である場合の反射光量の変化が大きくなる条件を満足するように厳密に決定することができる。
　透過率調整層４２１は誘電体からなり、第２情報層４２の透過率を調節する機能を持つ。この透過率調整層４２１によって、記録層４２６が結晶相である場合の第２情報層４２の透過率Ｔｃ（％）と、記録層４２６が非晶質相である場合の第２情報層４２の透過率Ｔａ（％）とを共に高くすることができる。
　透過率調整層４２１の材料としては、ＴｉＯ２、ＺｒＯ２、ＨｆＯ２、ＺｎＯ、Ｎｂ２Ｏ５、Ｔａ２Ｏ５、Ａｌ２Ｏ３、ＳｉＯ２、Ｃｒ２Ｏ３、ＣｅＯ２、Ｇａ２Ｏ３、Ｂｉ２Ｏ３等の酸化物、また、Ｔｉ－Ｎ、Ｚｒ－Ｎ、Ｎｂ－Ｎ、Ｇｅ－Ｎ、Ｃｒ－Ｎ、Ａｌ－Ｎ等の窒化物、また、ＺｎＳなど硫化物の単体、あるいはこれらの混合物を用いることができる。透過率調整層４２１の屈折率ｎｔと消衰係数ｋｔは、透過率ＴｃおよびＴａを高めるために、ｎｔ≧２．４、かつ、ｋｔ≦０．１であることが好ましい。そのため、上述の材料中、ＴｉＯ２またはＴｉＯ２を含む材料を用いることがより好ましい。これらの材料は屈折率が大きく（ｎｔ＝２．６～２．８）、消衰係数が小さい（ｋｔ＝０．０～０．１）。したがって、これらの材料を用いて形成した透過率調整層４２１は第２情報層４２の透過率を効果的に高められる。
　透過率調整層４２１の厚さが、略λ／８ｎｔ（ただし、λはレーザ光３１の波長λ、ｎｔは透過率調整層４９１の材料の屈折率）であるとき、透過率ＴｃおよびＴａを効果的に高めることができる。仮に、λ＝４０５ｎｍ、ｎｔ＝２．６とした場合には、透過率調整層４９１の厚さは反射率など他の条件も考慮して、５ｎｍ～３６ｎｍの範囲内であることが好ましい。
　反射層側界面層４２３、第１の界面層４２５および第２の界面層４２７は、それぞれ第１情報層４１の反射層側界面層４１３、第１の界面層４１５および第２の界面層４１７と同様の機能を持ち、第１情報層４１の対応する層を構成する材料と同じ材料を用いて形成することができる。
　第３情報層４３を構成する各層は、第２情報層を構成する対応する層と同等の機能を持ち、同じ材料を用いることができる。具体的には、第３情報層４３の第２の誘電体層４３８、記録層４３６、第１の誘電体層４３４、反射層４３２および透過率調整層４３１は、第２情報層４２の第２の誘電体層４２８、記録層４２６、第１の誘電体層４２４、反射層４２２および透過率調整層４２１を構成する材料と同じ材料によって形成されていることが好ましい。
　情報記録媒１１が、上記式（１）から（４）を満たすように、第１情報層４１、第２情報層および第３情報層４３に含まれる各層、分離層２２、分離層２８、ならびに透明層２３を構成する材料を上述したもののなかから選択し、また、上述した好ましい厚さの範囲から適切な値を決定する。このような、情報記録媒体１１は、例えば、公知の書換型２層状法記録媒体と同様の設計方法を用いることによって設計することができる。
　情報記録媒体１１は、以下に説明する方法によって製造できる。まず、基板２１（厚さは例えば１．１ｍｍ）上に第１情報層４１を積層する。第１情報層４１は多層膜からなるが、それらの各層は、順次スパッタリングすることによって形成できる。なお、基板２１の材料によっては、基板２１は高い吸湿性を持つので、必要に応じて、スパッタリングをする前に水分を除去する基板アニール工程を実施してもよい。
　各層は、各層を構成する材料のスパッタリングターゲットをＡｒガス、ＫｒガスまたはＸｅガスなどの希ガス雰囲気中または希ガスと反応ガス（酸素ガスおよび窒素ガスから選ばれる少なくとも一つのガス）との混合ガス雰囲気中でスパッタリングすることによって形成できる。スパッタリング方法としてはＤＣスパッタリング法とＲＦスパッタリング法とを必要に応じて使い分ける。通常はＤＣスパッタリング法の方が成膜レートを高められるため好ましい。しかし、誘電体材料など導電性の低い材料はＤＣスパッタリング法ではスパッタリングできないことがあり、この場合には、ＲＦスパッタリング法によって各層が形成される。なお、誘電体材料であっても導電性の高い材料や、スパッタリングターゲット作製時に工夫して導電性を高めた材料のスパッタリングターゲットを使用する場合にはＤＣスパッタリング法やパルスＤＣスパッタリング法を採用することができる。
　スパッタリングによって成膜される各層の組成は、もとのスパッタリングターゲットを構成する材料の組成と完全には一致しないことがある。例えば、酸化物の場合、スパッタリングによって酸素欠損が起こりやすい。その場合、反応ガスとして酸素ガスを用いることで酸素欠損を補うことができる。スパッタリングターゲットを構成する材料の組成は、スパッタリングによって成膜された膜が所望の組成となるように決定される。なお、スパッタリングターゲットおよびスパッタリングによって成膜された膜は、例えばＸ線マイクロアナライザーで分析して組成を確認することができる。
　情報記録媒体１１の製造は、具体的には、まず、基板２１上に反射層４１２を成膜する。反射層４１２は反射層４１２を構成する金属または合金からなるスパッタリングターゲットを希ガス雰囲気中または希ガスと反応ガスとの混合ガス雰囲気中でＤＣスパッタリングすることによって形成できる。
　続いて、必要に応じて反射層４１２上に、反射層側界面層４１３を成膜する。反射層側界面層４１３は反射層側界面層４１３を構成する材料からなるスパッタリングターゲットを希ガス雰囲気中または希ガスと反応ガスとの混合ガス雰囲気中でスパッタリングすることによって形成できる。反射層側界面層４１３の材料が、金属など導電性の高い材料の場合はＤＣスパッタリング法を用い、酸化物など導電性の低い材料の場合はＲＦスパッタリング法を用いればよい。
　続いて、反射層側界面層４１３上、または、反射層４１２上に、第１の誘電体層４１４を成膜する。第１の誘電体層４１４は第１の誘電体層４１４を構成する材料からなるスパッタリングターゲットを希ガス雰囲気中または希ガスと反応ガスとの混合ガス雰囲気中で主にＲＦスパッタリング法によりスパッタリングすることによって形成できる。ＲＦスパッタリング法を使うのは第１の誘電体層４１４を構成する材料は導電性が低いものが多く、ＤＣスパッタリングが適していないことによる。
　続いて、必要に応じて、第１の誘電体層４１４上に、第１の界面層４１５を成膜する。第１の界面層４１５は第１の界面層４１５を構成する材料からなるスパッタリングターゲットを希ガス雰囲気中または希ガスと反応ガスとの混合ガス雰囲気中で主にＲＦスパッタリングすることによって形成できる。
　続いて、第１の界面層４１５上、または、第１の誘電体層４１４の上に記録層４１６を成膜する。記録層４１６は記録層４１６を構成する材料からなるスパッタリングターゲットを希ガス雰囲気中で主にＤＣスパッタリングすることによって形成できる。
　続いて、必要に応じて、記録層４１６上に、第２の界面層４１７を成膜する。第２の界面層４１７は第２の界面層４１７を構成する材料からなるスパッタリングターゲットを希ガス雰囲気中または希ガスと反応ガスとの混合ガス雰囲気中で主にＲＦスパッタリングすることによって形成できる。
　続いて、第２の界面層４１７上、または、記録層４１６上に第２の誘電体４１８を成膜する。第２の誘電体層４１８は第２の誘電体層４１８を構成する材料からなるスパッタリングターゲットを希ガス雰囲気中または希ガスと反応ガスとの混合ガス雰囲気中で主にＲＦスパッタリングすることによって形成できる。
　このようにして、基板２１上に第１情報層４１を積層し、その後、第１情報層４１上に分離層２２を形成する。分離層２２は紫外線硬化樹脂（例えばアクリル系樹脂およびエポキシ系樹脂）または遅効性熱硬化樹脂を第１情報層４１上に塗布し、次に全体を回転させて樹脂を均一に延ばし（スピンコート）、その後、この樹脂を硬化させることによって形成できる。なお、分離層２２がレーザ光３１の案内溝を備える場合、案内溝は、溝が形成された基板（型）を硬化前の樹脂に密着させ、その状態で全体を回転させてスピンコートし、樹脂を硬化させた後、基板（型）をはがすことによって形成できる。
　第１情報層４１の記録層４１６は、通常、成膜したままの状態（アズデポ（ａｓ－ｄｅｐｏ）の状態）では非晶質状態である。よって、必要に応じてレーザ光を照射するなどして、記録層４１６を結晶化する初期化工程を行ってもよい。
　続いて、分離層２２上に第２情報層４２を形成する。具体的には、まず分離層２２上に透過率調整層４２１を成膜する。透過率調整層４２１は透過率調整層４２１を構成する材料からなるスパッタリングターゲットを希ガス雰囲気中または希ガスと反応ガスとの混合ガス雰囲気中でＲＦスパッタリング法またはＤＣスパッタリング法によりスパッタリングすることによって形成できる。
　続いて、透過率調整層４２１上に、反射層４２２を成膜する。反射層４２２は、第１情報層４１の反射層４１２と同様の方法で形成できる。
　続いて、必要に応じて反射層４２２上に、反射層側界面層４２３を成膜する。反射層側界面層４２３は、第１情報層４１の反射層側界面層４１３と同様の方法で形成できる。
　続いて、反射層側界面層４２３上、または、反射層４２２上に、第１の誘電体層４２４を成膜する。第１の誘電体層４２４は、第１情報層４１の第１の誘電体層４１４と同様の方法で形成できる。
　続いて、必要に応じて、第１の誘電体層４２４上に、第１の界面層４２５を成膜する。第１の界面層４２５は、第１情報層４１の第１の界面層４１５と同様の方法で形成できる。
　続いて、第１の界面層４２５上、または、第１の誘電体層４２４の上に記録層４２６を成膜する。記録層４２６は、第１情報層４１の記録層４１６と同様の方法で形成できる。
　続いて、必要に応じて、記録層４２６上に、第２の界面層４２７を成膜する。第２の界面層４２７は、第１情報層の第２の界面層４１７と同様の方法で形成できる。
　続いて、第２の界面層４２７上、または、記録層４２６上に第２の誘電体４２８を成膜する。第２の誘電体層４２８は、第１情報層の第２の誘電体層４１８と同様の方法で形成できる。
　このようにして、分離層２２上に第２情報層４２を積層し、その後、第２情報層４２上に分離層２８を形成する。分離層２８は分離層２２と同様の方法により形成できる。
　なお、第２の誘電体層４２８を成膜したのち、または分離層２８を形成した後、必要に応じてレーザ光を照射するなどして記録層４２６を結晶化する初期化工程をおこなってもよい。
　続いて、分離層２８上に第３情報層４３を積層する。具体的には、分離層２８上に、透過率調整層４３１、反射層４３２、第１の誘電体層４３４、記録層４３６および第２の誘電体層４３８をこの順序で成膜する。このとき、必要に応じて反射層４３２と第１の誘電体層４３４との間に反射層側界面層４３３を成膜してもよい。第１の誘電体層４３４と記録層４３６との間に第１の界面層４３５を成膜してもよい。第２の誘電体層４３８と記録層４３６との間に第２の界面層４３７を成膜してもよい。これらの各層は、第２情報層４２の各層と同様の方法で形成できる。
　このようにして、分離層２８上に第３情報層４３を積層し、その後、第３情報層４３上に透明層２３を形成する。
　透明層２３は、第３情報層４３上に紫外線硬化性樹脂（例えば、アクリル系樹脂およびエポキシ系樹脂）または遅効性熱硬化樹脂を塗布してスピンコートした後、この樹脂を硬化させることによって形成できる。また、透明層２３は円盤状のポリカーボネート樹脂、ポリメチルメタクリレート樹脂、ポリオレフィン樹脂、ノルボルネン系樹脂、またはガラスなどからなる、円盤状の板またはシートを用いて形成してもよい。この場合、透明層２３は、第３情報層４３上に紫外線硬化性樹脂または遅効性熱硬化性樹脂を塗布して、塗布した樹脂に板またはシートを密着させてからスピンコートした後、硬化性樹脂を硬化させることによって形成できる。別法として、板またはシートに粘着性の樹脂を予め均一に塗布し、それから板またはシートを第２の誘電体層４３８に密着させることもできる。
　なお、第２の誘電体層４３８を成膜したのち、または透明層２３を形成した後、必要に応じてレーザ光を照射するなどして記録層４２６を結晶化する初期化工程を行ってもよい。
　以上のようにして、情報記録媒体１１を製造できる。なお、本実施の形態においては、情報層を構成する各層の成膜方法としてスパッタリング法を用いた。しかし、これに限定されず、真空蒸着法、イオンプレーティング法、ＭＢＥ（Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ　Ｂｅａｍ　Ｅｐｉｔａｘｙ）法などを用いることも可能である。
　また、本実施の形態では３つの情報層を備える、情報記録媒体１１について述べたが、情報層の数が４つ以上である場合も、同様の方法で製造できる。
　また、本実施の形態では記録層４１６、４２６、４３６は結晶相と非晶質相との間で可逆的な相変化を起こす層であり、情報記録媒体１１は書換型光記録媒体であった。しかし、情報記録媒体１１は追記型光記録媒体であってもよく、その場合、記録層４１６、４２６、４３６は不可逆な変化を起こす層であってもよい。不可逆な変化を起こす層の材料としては、例えばＴｅ－Ｏ－Ｐｄなどを用いることができる。その場合、第１情報層４１の記録層４１６の厚さは、１０ｎｍ～５０ｎｍの範囲内であることが好ましく、第２情報層４２の記録層４２６および第３情報層の記録層４３６の厚さは、６ｎｍ～３０ｎｍの範囲内であることが好ましい。
　（第２の実施形態）
　以下、図面を参照しながら本発明による記録装置、再生装置および情報記録媒体の再生方法の実施形態を説明する。本実施形態では、第１の実施形態で説明した情報記録媒体１１に情報を記録する記録装置および情報記録媒体１１に記録された情報を再生する再生装置および再生方法を説明する。
　図３は本実施形態の記録装置および再生装置でもある記録再生装置の構成の一例を示す概略図である。図３に示す記録再生装置は、レーザダイオード５０１と、ハーフミラー５０３と、対物レンズ５０４と、モータ５０５とフォトディテクター５０７とを備えている。
　モータ５０５は情報記録媒１１を回転駆動するための駆動部であり、情報記録媒体１１を載置し、回転させる。レーザダイオード５０１はレーザ光５０２を出射する光源である。レーザダイオード５０１から出射したレーザ光５０２は、ハーフミラー５０３を透過し、対物レンズ５０４によって情報記録媒体１１に向けて集光される。
　情報記録媒体１１に記録された情報を再生する場合には、レーザ光５０２の反射光をフォトディテクター５０７で検出する。具体的には、対物レンズ５０４と情報記録媒体１１との距離を調整することによって、再生すべき情報が記録された情報層にレーザ光５０２を集束させ、その情報層に形成された案内溝を集束したレーザ光５０２で走査する。情報層において反射したレーザ光５０２の反射光をハーフミラー５０３によってフォトディテクター５０７へ導きフォトディテクター５０７で反射光を検出する。再生の際に、レーザダイオード５０１の駆動電流に高周波電流を重畳し、レーザ光５０２を出射させてもよい。このように本実施形態の記録再生装置は、情報記録媒体１１の各記録層にレーザ光５０２を照射して、各記録層からの反射光を検出して情報を再生する。
　この際、情報層に記録された情報、つまり、記録マークやスペースの劣化を抑制するため、情報層に照射するレーザ光５０２の強度を上限再生パワー以下に設定する。第１の実施形態で説明したように、情報記録媒体１１がＮ個の情報層を有する場合、第Ｎ情報層に照射するレーザ光の上限再生パワーはＰｒNmaxであり、Ｎ＞Ｍ≧１の関係を満たす全ての整数Ｍについて、第Ｍ情報層に照射するレーザ光の上限再生パワーはＰｒMmaxである。ＰｒNmaxとＰｒMmaxとは、ＰｒNmax＜ＰｒMmaxの関係を満たしている。
　実際に各情報層に記録された情報を再生する場合のレーザ光５０２の再生パワーは上述の上限再生パワー以下である。具体的には、第Ｎ情報層に記録された情報を再生する場合の再生パワーＰｒNは、ＰｒN≦ＰｒNmaxの関係を満たしている。また、第Ｍ情報層に記録された情報を再生する場合の再生パワーＰｒMは、ＰｒM≦ＰｒMmaxの関係を満たしている。したがって、Ｍ＝Ｎ－１である場合、第Ｎ－１情報層に記録された情報を再生する場合の再生パワーＰｒN-1は、ＰｒN-1≦ＰｒN-1maxの関係を満たしている。
　第１の実施形態で説明したように、第Ｎ情報層の反射率ＲNおよびＮ＞Ｍ≧１の関係を満たす任意の整数Ｍについて、第Ｍ情報層の反射率ＲMは、ＲN＞ＲMの関係を満たしている。したがって、Ｍ＝Ｎ－１である場合、第Ｎ－１情報層の反射率ＲN-1はＲN＞ＲN-1の関係を満たしている。また、このとき、第Ｎ情報層の反射率ＲNと再生パワーＰｒNとの積ＲN×ＰｒNは、第Ｎ－１情報層の反射率ＲN-1と再生パワーＰｒN-1との積ＲN-1×ＰｒN-1と等しくなるように再生パワーが設定される。ここで等しいとは、２つの積が完全に一致する場合のみならず、±５％程度の範囲で一致する場合を含む。具体的には、以下の式（５）の関係が成立する場合をいう。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000002
　このような条件を満たすことにより、第Ｎ情報層を再生する場合に得られる反射光と第Ｎ－１情報層を再生する場合に得られる反射光の強度がほぼ一致し、再生信号の品質のバラつきを抑制することができる。また、第Ｎ情報層の反射率ＲNを他の情報（第Ｍ情報層）の反射率ＲMより高めることによって、第Ｎ情報層の再生パワーを低くしても、反射光の光量を増大させることができる。したがって、第Ｎ情報層において高品質な情報の再生が実現できる。また、第Ｎ情報層の再生パワーを低くすることによって、レーザ光が入射するまでに他の情報層を透過することがなく、したがって、強度の減衰がないレーザ光が入射する第Ｎ情報層における記録された情報の劣化を抑制することができる。さらに、第Ｎ情報層の再生パワーを低くすることにより、第Ｎ情報層の記録層は高い再生耐久性能を備えていなくてもよくなるため、記録層の材料を選択する際の自由度が高まる。このため、より透過率の高い材料を選択することも可能となり、第１情報層から第Ｎ－１情報層へ到達するレーザ光の強度を高めることもできる。したがって、第１情報層から第Ｎ－１情報層においても高品質な情報の再生を実現することができる。
　情報記録媒体１１に情報を記録する場合、記録すべき情報によって変調された変調信号を生成し、変調信号によってレーザ光５０２の強度を複数のパワーレベル間で変調させる。レーザ強度を変調する手段としては、半導体レーザの駆動電流を変調して行う電流変調手段を用いることができる。記録マークを形成する部分に対しては、ピークパワーＰｐの単一矩形パルスを用いてもよい。あるいは、特に長いマークを形成する場合は、過剰な熱を省き、マーク幅を均一にする目的で、図４に示すようにピークパワーＰｐおよびボトムパワーＰｂ（但し、Ｐｐ＞Ｐｂ）との間で変調された複数のパルス列からなる記録パルス列を用いてもよい。また、最後尾のパルスの後に冷却パワーＰｃの冷却区間を設けてもよい。マークを形成しない部分に対しては、バイアスパワーＰｅ（但し、Ｐｐ＞Ｐｅ）で一定に保つ。このようにして本実施形態の記録再生装置は、記録信号に応じて、情報記録媒体の各情報層にレーザ光５０２を照射し、情報を記録する。
　なお、対物レンズ５０４の開口数ＮＡは、レーザ光５０２のスポット径を０．４μｍ～０．７μｍの範囲内に調整するため、０．５～１．１の範囲内であることが好ましく、０．６～０．９の範囲内であることがより好ましい。レーザ光５０２の波長λは、３５０ｎｍ～４５０ｎｍの範囲内であることが好ましい。情報を記録する際の情報記録媒体５０６の線速度は、再結晶化が起こりにくく、且つ十分な消去性能が得られる３ｍ／ｓ～４０ｍ／ｓの範囲内であることが好ましく、６ｍ／ｓ～３０ｍ／ｓの範囲内であることがより好ましい。情報記録媒体５０６の種類等に応じて、ここで例示していない波長、対物レンズの開口数、および線速度を使用してよいことは言うまでもない。例えば、レーザ光５０２の波長λは、６５０～６７０ｎｍであってもよい。
　このような記録再生装置を用いて、情報記録媒体１１の性能を評価することができる。以下では、１層あたりの容量を２５ＧＢとしたＢＤ規格による記録方法に準じた評価方法と、最短マーク長を短くすることで、１層あたりの容量を３３．４ＧＢに高めた記録方法による評価方法との両方を説明する。記録再生時に使用するレーザ光５０２の波長λは４００ｎｍから４１０ｎｍの範囲であり、対物レンズ５０４のＮＡは０．８４から０．８６の範囲である。情報記録媒体１１の種類等に応じて、１層あたりの容量を、ここで例示していない容量とする記録方法を用いた評価方法であってもよい。
　情報記録媒体１１の記録性能は、レーザ光５０２を０～Ｐｐ（ｍＷ）の間でパワー変調し、（１－７）変調方式でマーク長が２Ｔから８Ｔまでのランダム信号を記録し、記録マークの前端間、および後端間のジッター（マーク位置の誤差）をタイムインターバルアナライザーで測定することによって評価できる。なお、ジッター値が小さいほど、記録性能がよい。なお、記録パワーＰｐ、Ｐｂ、ＰｃおよびＰｅは、前端間、および後端間のジッターの平均値が最小となるよう決定される。このときの最適Ｐｐを記録感度とする。ここで、１層あたりの容量が２５ＧＢの場合、２Ｔマーク長および８Ｔマーク長はそれぞれ、０．１４９μｍおよび０．５９６μｍとなる。また、１層あたりの容量が３３．４ＧＢの場合、２Ｔマーク長および８Ｔマーク長はそれぞれ、０．１１２μｍおよび０．４４７μｍとなる。
　また、情報記録媒体１１の信号強度についての性能は、レーザ光５０２を０～Ｐｐ（ｍＷ）の間でパワー変調し、マーク長が２Ｔと９Ｔの信号を同じトラックに連続１０回交互記録し、最後に２Ｔ信号を上書きした場合の２Ｔ信号の周波数での信号振幅（ｃａｒｒｉｅｒ　ｌｅｖｅｌ）と雑音振幅（ｎｏｉｓｅ　ｌｅｖｅｌ）の比（ＣＮＲ（Ｃａｒｒｉｅｒ　ｔｏ　Ｎｏｉｓｅ　Ｒａｔｉｏ））をスペクトラムアナライザーで測定することによって評価できる。ＣＮＲが大きいほど信号強度が強い。ここで、１層あたりの容量が２５ＧＢの場合、９Ｔマーク長は０．６７１μｍとなる。また、１層あたりの容量が３３．４ＧＢの場合、９Ｔマーク長は０．５０３μｍとなる。
　また、情報記録媒体１１の消去性能は、レーザ光５０２を０～Ｐｐ（ｍＷ）の間でパワー変調し、２Ｔ信号と９Ｔ信号を同じトラックに連続１０回交互記録し、１１回目に２Ｔ信号を上書きした場合の２Ｔ信号の信号振幅と、さらにその後９Ｔ信号を上書きした場合の２Ｔ信号の信号振幅の差を、２Ｔ信号の消去率としてスペクトラムアナライザーで測定することにより評価できる。なお、消去率が大きいほど、消去性能がよい。
　また、情報記録媒体１１の上限再生パワーは再生光劣化により評価する。ここで、再生光劣化は、信号を記録したトラックに再生光（再生パワーＰｒ）を所定の回数（例えば１００万回）照射したときのジッターまたはエラーレートの悪化量で定義する。再生パワーが高くなるほど再生光劣化は増大する。再生劣化が許容値を超えない最大のパワーが上限再生パワーになる。
　（実施例）
　以下、本発明による情報記録媒体の実施例を具体的に説明する。
　本実施例では、図１および図２に示す情報記録媒体１１を作製し、第３情報層４３における記録層４３６の厚さおよび第２の誘電体４３８の厚さを変えたときの、第１情報層４１、第２情報層４２および第３情報層４３の各情報層の記録特性および再生特性を調べた。測定項目は、第３情報層の消去率、各情報層の反射率および上限再生パワーである。第１情報層４１および第２情報層４２は、例えば、公知の書換型の２層情報記録媒体と同様の構造を採用することができる。
　各情報層の反射率とは、第１の実施形態で説明したように、積層状態における反射率である。具体的には、対象とする情報層に到達するレーザ光、および、対象とする情報層で反射した反射光が、対象とする情報層よりもレーザ光３１入射側にある他の情報層を透過することで生じる減衰を含んだ値である。
　サンプルは以下のようにして製造した。まず、基板２１として、レーザ光３１を導くための案内溝（深さ２０ｎｍ、トラックピッチ０．３２μｍ）が形成されたポリカーボネート基板（直径１２０ｍｍ、厚さ１．１ｍｍ）を用意した。
　基板２１上に、反射層４１２としてＡｇ－Ｐｄ－Ｃｕ層（厚さ：８０ｎｍ）、第１の誘電体層４１４として（ＺｒＯ２）５０（Ｉｎ２Ｏ３）５０層（厚さ：２５ｎｍ）、記録層として（ＧｅＴｅ）９７（Ｂｉ２Ｔｅ３）３層（厚さ：１０ｎｍ）、第２の界面層４１７（図示せず）として（ＺｒＯ２）５０（Ｃｒ２Ｏ３）５０層（厚さ：５ｎｍ）、第２の誘電体層４１８として（ＺｎＳ）８０（ＳｉＯ２）２０層（厚さ：６０ｎｍ）を順次スパッタリング法によって積層した。
　各層をスパッタリングによって形成する成膜装置は、それぞれ反射層４１２を成膜するためのＡｇ－Ｐｄ－Ｃｕ合金スパッタリングターゲット、第１の誘電体層４１４を成膜するための（ＺｒＯ２）５０（Ｉｎ２Ｏ３）５０スパッタリングターゲット、記録層４１６を成膜するための（ＧｅＴｅ）９７（Ｂｉ２Ｔｅ３）３スパッタリングターゲット、第２の界面層４１７を成膜するための（ＺｒＯ２）５０（Ｃｒ２Ｏ３）５０スパッタリングターゲット、第２の誘電体層４１８を成膜するための（ＺｎＳ）８０（ＳｉＯ２）２０スパッタリングターゲットを備える。スパッタリングターゲットの形状は、いずれも直径１００ｍｍ、厚さ６ｍｍである。
　反射層４１２の成膜は、Ａｒガス雰囲気で、圧力を０．３Ｐａとし、ＤＣ電源を用いて、投入パワー１００Ｗで行った。第１の誘電体層４０４の成膜は、Ａｒガス雰囲気で、圧力を０．１Ｐａとし、ＲＦ電源を用いて、投入パワー２００Ｗで行った。記録層４０６の成膜は、Ａｒガス雰囲気で、圧力を０．２Ｐａとし、ＤＣ電源を用いて、投入パワー５０Ｗで行った。第２の界面層４０７の成膜は、Ａｒガス雰囲気で、圧力を０．１Ｐａとし、ＲＦ電源を用いて、投入パワー２００Ｗで行った。第２の誘電体層４０８の成膜は、Ａｒガス雰囲気で、圧力を０．１Ｐａとし、ＲＦ電源を用いて投入パワー４００Ｗで行った。
　次に、第２の誘電体層４１８上に紫外線硬化性樹脂を塗布し、その上に案内溝（深さ２０ｎｍ、トラックピッチ０．３２μｍ）を形成した基板をかぶせて密着し回転させることによって、均一な樹脂層を形成し、樹脂を硬化させた後に基板をはがした。これにより、レーザ光３１を導く案内溝が第２情報層４２側に形成された、厚さ２５μｍの分離層２２を形成できた。
　その後、分離層２２の上に、透過率調整層４２１としてＴｉＯ２層（厚さ：２０ｎｍ）、反射層４２２としてＡｇ－Ｐｄ－Ｃｕ層（厚さ：１０ｎｍ）、第１の誘電体層４２４として（ＺｒＯ２）５０（Ｉｎ２Ｏ３）５０層（厚さ：１５ｎｍ）、記録層４２６として（ＧｅＴｅ）９６（Ｂｉ２Ｔｅ３）４層（厚さ：７ｎｍ）、第２の界面層４２７（図示せず）として（ＺｒＯ２）５０（Ｃｒ２Ｏ３）５０層（厚さ：５ｎｍ）、第２の誘電体層４２８として（ＺｎＳ）８０（ＳｉＯ２）２０層（厚さ：４０ｎｍ）を順次スパッタリング法によって積層した。
　これらの層をスパッタリングにより形成する成膜装置は、それぞれ透過率調整層４２１を成膜するためのＴｉＯ２スパッタリングターゲット、反射層４２２を成膜するＡｇ－Ｐｄ－Ｃｕ合金スパッタリングターゲット、第１の誘電体層４２４を成膜するための（ＺｒＯ２）５０（Ｉｎ２Ｏ３）５０スパッタリングターゲット、記録層４２６を成膜するための（ＧｅＴｅ）９７（Ｂｉ２Ｔｅ３）３スパッタリングターゲット、第２の界面層４２７を成膜するための（ＺｒＯ２）５０（Ｃｒ２Ｏ３）５０スパッタリングターゲット、第２の誘電体層４２８を成膜するための（ＺｎＳ）８０（ＳｉＯ２）２０スパッタリングターゲットを備える。スパッタリングターゲットの形状は、いずれも直径１００ｍｍ、厚さ６ｍｍである。
　透過率調整層４２１の成膜は、Ａｒと酸素の混合ガス雰囲気（全体に対して３％の割合の酸素ガス）で、圧力を０．３ＰａとしてＲＦ電源を用いて、投入パワー４００Ｗで行った。反射層４２２の成膜は、Ａｒガス雰囲気で、圧力を０．３Ｐａとし、ＤＣ電源を用いて、投入パワー１００Ｗで行った。第１の誘電体層４２４の成膜は、Ａｒガス雰囲気で、圧力を０．１Ｐａとし、ＲＦ電源を用いて、投入パワー２００Ｗで行った。記録層４２６の成膜は、Ａｒガス雰囲気で、圧力を０．２Ｐａとし、ＤＣ電源を用いて、投入パワー５０Ｗで行った。第２の界面層４２７の成膜は、Ａｒガス雰囲気で、圧力を０．１Ｐａとし、ＲＦ電源を用いて、投入パワー２００Ｗで行った。第２の誘電体層４２８の成膜は、Ａｒガス雰囲気で、圧力を０．１Ｐａとし、ＲＦ電源を用いて投入パワー４００Ｗで行った。
　次に、第２の誘電体層４２８上に紫外線硬化樹脂を塗布し、その上に案内溝（深さ２０ｎｍ、トラックピッチ０．３２μｍ）を形成した基板をかぶせて密着し回転させることによって、均一な樹脂層を形成し、樹脂を硬化させた後に基板をはがした。これにより、レーザ光３１を導く案内溝が第３情報層４３側に形成された、厚さ１６μｍの分離層２８を形成できた。
　その後、分離層２８の上に、透過率調整層４３１としてＴｉＯ２層（厚さ：３０ｎｍ）、反射層４３２としてＡｇ－Ｐｄ－Ｃｕ層（厚さ：８ｎｍ）、第１の誘電体層４３４として（ＺｒＯ２）５０（Ｉｎ２Ｏ３）５０層（厚さ：１０ｎｍ）、記録層４３６として（ＧｅＴｅ）９６（Ｂｉ２Ｔｅ３）４層、第２の界面層４３７（図示せず）として（ＺｒＯ２）５０（Ｃｒ２Ｏ３）５０層（厚さ：５ｎｍ）、第２の誘電体層４３８として（ＺｎＳ）８０（ＳｉＯ２）２０層を順次スパッタリング法によって積層した。
　これら各層をスパッタリングにより形成する成膜装置は、それぞれ透過率調整層４３１を成膜するためのＴｉＯ2スパッタリングターゲット、反射層４３２を成膜するＡｇ－Ｐｄ－Ｃｕ合金スパッタリングターゲット、第１の誘電体層４３４を成膜するための（ＺｒＯ２）５０（Ｉｎ２Ｏ３）５０スパッタリングターゲット、記録層４３６を成膜するための（ＧｅＴｅ）９６（Ｂｉ２Ｔｅ３）４スパッタリングターゲット、第２の界面層４３７を成膜するための（ＺｒＯ２）５０（Ｃｒ２Ｏ３）５０スパッタリングターゲット、第２の誘電体層４３８を成膜するための（ＺｎＳ）８０（ＳｉＯ２）２０スパッタリングターゲットを備える。スパッタリングターゲットの形状は、いずれも直径１００ｍｍ、厚さ６ｍｍである。
　透過率調整層４３１の成膜は、Ａｒと酸素の混合ガス雰囲気（全体に対して３％の割合の酸素ガス）で、圧力を０．３ＰａとしてＲＦ電源を用いて、投入パワー４００Ｗで行った。反射層４３２の成膜は、Ａｒガス雰囲気で、圧力を０．３Ｐａとし、ＤＣ電源を用いて、投入パワー１００Ｗで行った。第１の誘電体層４３４の成膜は、Ａｒガス雰囲気で、圧力を０．１Ｐａとし、ＲＦ電源を用いて、投入パワー２００Ｗで行った。記録層４３６の成膜は、Ａｒガス雰囲気で、圧力を０．２Ｐａとし、ＤＣ電源を用いて、投入パワー５０Ｗで行った。第２の界面層４３７の成膜は、Ａｒガス雰囲気で、圧力を０．１Ｐａとし、ＲＦ電源を用いて、投入パワー２００Ｗで行った。第２の誘電体層４３８の成膜は、Ａｒガス雰囲気で、圧力を０．１Ｐａとし、ＲＦ電源を用いて投入パワー４００Ｗで行った。
　最後に、紫外線硬化性樹脂を第２の誘電体層４３８上に塗布し回転させて、均一な樹脂層を形成したのち、紫外線を照射して樹脂を硬化させることにより、厚さ５９μｍの透明層２３を形成した。その後、記録層４１６、記録層４２６および記録層４３６をレーザ光で結晶化させる初期化工程を行った。以上のようにして、第３情報層の４３記録層４３６の厚さおよび第２の誘電体層４３８の厚さが異なる複数のサンプルを製造した。
　このようにして得られたサンプルについて、図３に示す記録再生装置を用いて、情報記録媒体１１の各情報層の反射率、上限再生パワー、および第３情報層の消去率を測定した。レーザ光３１の波長は４０５ｎｍ、対物レンズ３２の開口数ＮＡは０．８５とした。また、１層あたりの容量を３３．４ＧＢとする記録方法にて記録を実施し、最短マーク長（２Ｔ）は０．１１２μｍとした。また、記録時および測定時のサンプルの線速度は７．３６ｍ／ｓとした。
　各サンプルにおける第３情報層４３の記録層４３６の厚さ、第２の誘電体層４３８の厚さ、第３情報層４３の消去性能を表１に示す。消去性能については、消去率が２５ｄＢ以上を「○」、２５ｄＢ未満を「×」で示した。
　消去率が２５ｄＢ以上あれば、ビット誤り率を１．０×１０-5以下とすることが可能になり、情報を処理する単位であるシンボルの誤り率（シンボルエラーレート）が、２．０×１０-4を下回る値となる。シンボルの誤り率が２．０×１０-4であれば、実用上、問題にならないレベルである。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
　また、各サンプルにおける第３情報層４３の記録層４３６の厚さ、第２の誘電体層４３８の厚さ、第１情報層４１の再生性能を表２に示す。再生性能は、反射率と上限再生パワーをまず調べ、反射率と上限再生パワーの積を反射光量と定義し、反射光量が２．２以上を「○」、２．２未満を「×」とした。反射光量が２．２以上であれば、反射光量が２．２以上であれば、情報の再生信号品質を実用上、問題がないレベルに維持することができる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
　また、各サンプルにおける第３情報層４３の記録層４３６の厚さ、第２の誘電体層４３８の厚さ、第２情報層４２の再生性能を表３に示す。再生性能は、反射率と上限再生パワーをまず調べ、反射率と上限再生パワーの積を反射光量と定義し、反射光量が２．２以上を「○」、２．２未満を「×」とした。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000003
　また、各サンプルについて、第３情報層４３の記録層４３６の厚さ、第２の誘電体層４３８の厚さ、第３情報層４３の再生性能を（表４）に示す。再生性能は、反射率と上限再生パワーをまず調べ、反射率と上限再生パワーの積を反射光量と定義し、反射光量が２．２以上を「○」、２．２未満を「×」とした。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000004
　以上の結果のまとめとして、各サンプルにおける、第３情報層４３の記録層４３６の厚さ、第２の誘電体層４３８の厚さ、各情報層の再生性能および第３情報層の消去性能をもとにした総合評価を表５に示す。総合評価は、上記の評価項目において、１つでも「×」と評価されたサンプルは「×」と評価し、上記の評価項目において、すべて「○」と評価されたサンプルは「◎」と評価した。
　総合評価において、「◎」と評価されたサンプルは実用に耐えうることを意味し、「×」と評価された媒体は実用に耐えないことを意味する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000005
　また、以上の結果を用いて、各サンプルにおける各層の反射率、上限再生パワー、反射光量、総合評価をまとめて表６に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000006
　表１から表６に示されるように、レーザ光３１の入射側に最も近い第３情報層４３の反射率が他の情報層よりも高く、かつ、第３情報層４３の上限再生パワーが他の情報層よりも低いときに、情報記録媒体１１の第１情報層から第３情報層のすべてにおいて良好な特性が得られている。
　このように、第３情報層の反射率を高くすることで、第３情報層の再生パワーを低くしても、第３情報層における高品質な情報の再生が実現できる。それに伴い、第３情報層の上限再生パワーを、他の情報層の上限再生パワーよりも下げた構成を採用することできる。このため、第３情報層については、透過率を重視した設計をすることが許される。つまり、第３情報層の再生パワーが比較的低くなるため、第３情報層は高い再生耐久性を実現する必要がなく、実用的な再生耐久性を有しながら、第３情報層の透過率を従来よりも高くすることが可能となる。その結果、第３情報層の透過率を高めることによって、第１情報層および第２情報層へ到達するレーザ光の光量を高め、第１情報層および第２情報層の各情報層において高品質な情報の再生を実現することができる。
　また、第２情報層４２の反射率に対する、第３情報層４３の反射率の比が１．２以上のとき、第３情報層における反射光量を十分に高めることができ、情報記録媒体１１の第１情報層から第３情報層のすべてにおいて良好な特性が得られている。
　また、第３情報層４３の反射光量と第２情報層４２の反射光量とが等しいとき、第３情報層および第２情報層を再生した場合の再生信号の品質のバラつきを抑制することができる。
　なお、本実施例では第２情報層４２の記録層４２６と、第３情報層４３の記録層４３６とで同じ材料を使用したが、結晶化速度を調整するために異なる材料を使ってもよい。
　また、上記実施形態および実施例で挙げた材料および膜厚は本発明を実現するための種々の材料および膜厚の一例であって、本発明はこれに限定されるものではない。上記実施形態および実施例で挙げた材料以外の材料を用いてもよいし、また、上記実施形態および実施例で挙げ各層の厚さ以外の厚さに設定してもよい。
　本発明の情報記録媒体およびその再生方法は、３つ以上の情報層を備える情報記録媒体における、情報の再生を高品質化するために有用である。
　１１　情報記録媒体
　２１　基板
　２２　分離層
　２３　透明層
　２８　分離層
　３１　レーザ光
　３２　対物レンズ
　４０　情報層
　４１　第１情報層
　４２　第２情報層
　４３　第３情報層
　４０２　反射層
　４０３　反射層側界面層
　４０４　第１の誘電体層
　４０５　第１の界面層
　４０６　記録層
　４０７　第２の界面層
　４０８　第２の誘電体層
　４１２　反射層
　４１３　反射層側界面層
　４１４　第１の誘電体層
　４１５　第１の界面層
　４１６　記録層
　４１７　第２の界面層
　４１８　第２の誘電体層
　４２１　透過率調整層
　４２２　反射層
　４２３　反射層側界面層
　４２４　第１の誘電体層
　４２５　第１の界面層
　４２６　記録層
　４２７　第２の界面層
　４２８　第２の誘電体層
　４３１　透過率調整層
　４３２　反射層
　４３３　反射層側界面層
　４３４　第１の誘電体層
　４３５　第１の界面層
　４３６　記録層
　４３７　第２の界面層
　４３８　第２の誘電体層
　５０１　レーザダイオード
　５０２　レーザ光
　５０３　ハーフミラー
　５０４　対物レンズ
　５０５　モーター
　５０６　情報記録媒体
　５０７　フォトディテクター

Claims (8)

  1. 　情報を記録可能なＮ個（ＮはＮ≧３の整数）の情報層を有し、レーザ光が照射されることによって、各情報層への情報の記録および前記各情報層に記録された情報の再生が行われる情報記録媒体であって、
    　前記Ｎ個の情報層は、レーザ光入射側から順に配置された第Ｎ情報層、第Ｎ－１情報層、第Ｎ－２情報層・・・第２情報層、第１情報層を含み、
    　前記第Ｎ情報層の反射率はＲNであり、第Ｍ情報層（ＭはＮ＞Ｍ≧１を満たす全ての整数）の反射率はＲMであり、
    　前記第Ｎ情報層に記録された情報の再生時に前記第Ｎ情報層に照射するレーザ光の上限再生パワーはＰｒNmaxであり、前記第Ｍ情報層に記録された情報の再生時に前記第Ｍ情報層に照射するレーザ光の上限再生パワーはＰｒMmaxであり、下記の式（１）、（２）：
    　ＲN＞ＲM　　・・・（１）
    　ＰｒNmax＜ＰｒMmax　　・・・（２）
    を同時に満たしている情報記録媒体。
  2. 　前記第Ｎ情報層の前記反射率ＲNと、前記第Ｎ－１情報層の前記反射率ＲN-1とが、下記の式（３）：
    　ＲN／ＲN-1　≧　１．２　　・・・（３）
    を満たしている請求項１に記載の情報記録媒体。
  3. 　前記第Ｎ情報層の前記反射率ＲNと前記上限再生パワーＰｒNmaxとの積ＲN×ＰｒNmaxは、第Ｎ－１情報層の反射率ＲN-1と上限再生パワーＰｒN-1maxとの積ＲN-1×ＰｒN-1maxと等しい請求項１に記載の情報記録媒体。
  4. 　前記Ｎは３である請求項１から３のいずれかに記載の情報記録媒体。
  5. 　請求項１に記載の情報記録媒体記録された情報を再生する再生装置であって、
    　前記第Ｎ情報層に記録された情報を再生パワーＰｒN（ＰｒN≦ＰｒNmax）で再生し、
    　前記第Ｎ－１情報層に記録された情報を再生パワーＰｒN-1（ＰｒN-1≦ＰｒN-1max）で再生する再生装置。
  6. 　請求項１に記載の情報記録媒体に情報を記録する記録装置であって、
    　前記情報記録媒体に前記レーザ光を照射することにより情報を記録する記録装置。
  7. 　請求項１に記載の情報記録媒体に記録された情報を再生する情報記録媒体の再生方法であって、
    　前記第Ｎ情報層に記録された情報を再生パワーＰｒN（ＰｒN≦ＰｒNmax）で再生する工程と、
    　前記第Ｎ－１情報層に記録された情報を再生パワーＰｒN-1（ＰｒN-1≦ＰｒN-1max）で再生する工程と
    を包含し、
    　前記第Ｎ情報層の前記反射率ＲＮと前記再生パワーＰｒNとの積ＲN×ＰｒNは、前記第N-1情報層の前記反射率ＲN-1と前記再生パワーＰｒN-1との積ＲN-1×ＰｒN-1と等しい、情報記録媒体の再生方法。
  8. 　前記レーザ光の波長λが４００ｎｍから４１０ｎｍの範囲であり、
    　前記レーザ光を前記各情報層に集束させるために使用する対物レンズの開口数ＮＡが０．８４から０．８６の範囲である、請求項７に記載の情報記録媒体の再生方法。
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