JP2001232941A - Phase changeable optical recording medium - Google Patents

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a phase changeable optical recording medium susceptible to short wavelength operation and high linear velocity operation while keeping the heat stability of a recording mark. SOLUTION: In the phase changeable optical recording medium having a phase changeable recording layer (3) reversively changed between a crystal state and an amorphous state by the irradiation with light, the phase changeable recording layer (3) is based on Ge, Sb and Te and contains at least one kind of an element selected from Bi, In, Sn and Pb and the sum total area of particles satisfying R>=(55x+45), wherein 2c is a [Ge]/[Sb] atomic composition ratio in the phase changeable recording layer (3); and R is a crystal particle size (nm) after the crystal state is formed in the phase changeable recording layer 3, is less than 20% of the total area of the crystal part.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【０００１】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は光ビームを照射して
情報の記録・再生を行う相変化型の光記録媒体に関す
る。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a phase change type optical recording medium for recording and reproducing information by irradiating a light beam.

【０００２】[0002]

【従来の技術】光ビームを照射して情報の記録・再生を
行う相変化光ディスクは、大容量性、高速アクセス性、
媒体可搬性を兼備している。しかも、相変化光ディスク
は、競合する光磁気ディスクに比較して、再生原理がＣ
Ｄと同じ反射率変化形なのでＣＤ互換ドライブを安価に
提供できる、信号品質が優れているので高密度化しやす
い、１ビームオーバライトが容易なので記録データ転送
速度が速い、などの利点を有している。2. Description of the Related Art A phase change optical disk for recording and reproducing information by irradiating a light beam has a large capacity, a high speed access,
It also has medium portability. In addition, the phase-change optical disk has a higher playback principle than the competing magneto-optical disk.
Since it has the same reflectance change type as that of D, it can provide a CD compatible drive at low cost. It has the advantage of excellent signal quality, so it is easy to increase the density, and 1-beam overwriting is easy, so that the recording data transfer speed is fast. I have.

【０００３】相変化光ディスクの記録原理は以下の通り
である。記録は、記録レベルの光を照射することにより
記録層を溶融してランダムな状態にし、記録層の結晶化
時間よりも短い時間で冷却してランダムな状態を室温ま
でクエンチして非晶質の記録マークを形成することによ
り行う。この場合、記録前の状態が非晶質か結晶かに関
わらず上記の原理で結晶化できるので、１ビームでオー
バライトできる。再生は、結晶と非晶質の反射率の違い
を利用する。消去は、消去レベルの光を照射することに
より記録膜をその融点未満、結晶化温度以上に昇温し
て、この昇温時間を記録層の結晶化時間よりも長く保持
する事で結晶化することにより行う。The recording principle of a phase change optical disk is as follows. Recording is performed by irradiating light at the recording level to melt the recording layer into a random state, cool the recording layer in a time shorter than the crystallization time, quench the random state to room temperature, and form an amorphous state. This is performed by forming a recording mark. In this case, regardless of whether the state before recording is amorphous or crystalline, crystallization can be performed according to the above principle, so that overwriting can be performed with one beam. Reproduction utilizes the difference in the reflectance between the crystal and the amorphous. The erasing is performed by irradiating light of an erasing level to raise the temperature of the recording film below its melting point and above the crystallization temperature, and to crystallize the film by maintaining the temperature rising time longer than the crystallization time of the recording layer. It is done by doing.

【０００４】記録層としては、カルコゲン系の金属化合
物、例えばＧｅＳｂＴｅ，ＡｇＩｎＳｂＴｅまたはＩｎ
ＳｂＴｅを主成分とする薄膜材料が用いられる。ディス
クの形態は、代表的には、アドレス部とデータ部がプリ
フォーマットされたポリカーボネート基板上に、下側誘
電体層、記録層、上側誘電体層、反射層を順次積層した
構造を有し、反射層上に接着層を介して対向基板を貼合
わせるかまたはレーベルを貼り付けたものである。誘電
体層と反射層は、記録層の酸化防止、積算オーバライト
による劣化の防止、記録時の熱応答の調整、再生時の光
学的エンハンス等の役割りを担っている。特に光学的エ
ンハンスメント効果に関しては、下側誘電体層は基板と
記録層の間での多重干渉効果、上側誘電体層は記録層と
反射層間の多重干渉効果により、記録層単層の反射率変
化量を増加させ、信号品質を向上する。The recording layer is formed of a chalcogen-based metal compound such as GeSbTe, AgInSbTe or In.
A thin film material containing SbTe as a main component is used. The form of the disc typically has a structure in which a lower dielectric layer, a recording layer, an upper dielectric layer, and a reflective layer are sequentially stacked on a polycarbonate substrate in which an address portion and a data portion are preformatted, A counter substrate or a label is stuck on the reflective layer via an adhesive layer. The dielectric layer and the reflective layer have a role of preventing oxidation of the recording layer, preventing deterioration due to integrated overwriting, adjusting thermal response at the time of recording, and enhancing optical at the time of reproduction. In particular, regarding the optical enhancement effect, the lower dielectric layer has a multiple interference effect between the substrate and the recording layer, and the upper dielectric layer has a multiple interference effect between the recording layer and the reflective layer, which causes a change in the reflectance of a single recording layer. Increase the amount and improve the signal quality.

【０００５】書き込み・読み出しにはレーザービームを
用いるが、特に小型・低消費電力・高信頼性の面から半
導体レーザーを用いるのが好ましく、赤外から赤色の半
導体レーザーを使ったシステムが実用化されている。Although a laser beam is used for writing and reading, it is preferable to use a semiconductor laser in terms of small size, low power consumption and high reliability, and a system using an infrared to red semiconductor laser is put into practical use. ing.

【０００６】相変化光記録媒体の記録密度はビームスポ
ット径に反比例するため、光ビーム径を小さくすればそ
れだけ高密度化が可能である。ビームスポット径はおお
むねλ／ＮＡ（λ：波長、ＮＡ：開口数）で表される。
したがってより波長の短い光源を使うことで高密度化が
実現できる。また、多量のデータの取り扱いには、記録
・消去時の転送速度を高めることが重要である。用いる
光源の波長に関わらず、媒体の線速を上げることでデー
タ転送速度を高められる。Since the recording density of a phase change optical recording medium is inversely proportional to the beam spot diameter, the higher the light beam diameter, the higher the density. The beam spot diameter is generally represented by λ / NA (λ: wavelength, NA: numerical aperture).
Therefore, higher density can be realized by using a light source having a shorter wavelength. For handling a large amount of data, it is important to increase the transfer speed at the time of recording / erasing. Regardless of the wavelength of the light source used, the data transfer rate can be increased by increasing the linear velocity of the medium.

【０００７】相変化光記録媒体への記録は、比較的高い
記録パワーのレーザー照射で記録膜を溶融した後に急冷
し、記録信号に対応した非晶質の記録マークを形成す
る。逆に記録マークを結晶化することで記録データを消
去できる。結晶化には記録マークを、融点（Ｔｍ）以下
で結晶化可能な温度領域（その下限をＴｘとすると、Ｔ
ｘ＜Ｔ＜Ｔｍ）に保持する必要がある。結晶化できる保
持時間の最小値をτｘとすると、τｘは記録膜の物性
（主に組成、添加物の種類・割合）に依存する値とな
る。記録マークが消去レベルのレーザースポット内を通
過する時間をｔｘとすると、τｘ＜ｔｘが記録マーク内
の各点で成り立つことが良好な消去特性を得るための必
要条件である。In recording on a phase-change optical recording medium, a recording film is melted by laser irradiation with a relatively high recording power and then rapidly cooled to form an amorphous recording mark corresponding to a recording signal. Conversely, recording data can be erased by crystallizing the recording mark. For crystallization, a recording mark is formed by a temperature range below the melting point (Tm) where crystallization is possible (the lower limit is Tx,
x <T <Tm). Assuming that the minimum value of the retention time that can be crystallized is τx, τx is a value that depends on the physical properties of the recording film (mainly, the composition, types and proportions of additives). Assuming that the time required for the recording mark to pass through the laser spot at the erasing level is tx, it is a necessary condition for obtaining good erasing characteristics that τx <tx is satisfied at each point in the recording mark.

【０００８】近年、記録容量の増大がますます期待され
ており、これに対応するために記録密度を上げる必要が
ある。そのためにはレーザー光源の短波長化が有効であ
る。また大きいファイルを短時間に転送すること、すな
わち転送速度の向上にはディスク使用線速の高速化が重
要課題である。短波長化に関しては、たとえば現状の６
５０ｎｍ程度（赤色）の波長を、４００ｎｍ程度（青紫
色）へ短くすることが目標となっている。線速高速化に
関しては、現状の６〜８ｍ／ｓの線速を１２〜２０ｍ／
ｓにすることが目標となっている。しかし、このどちら
によっても、記録マークがレーザースポットを通過する
時間ｔｘが短縮されることになる。このため、従来の記
録材料をそのまま適用すると、τｘが長すぎるため記録
マーク部が十分結晶化せずデータが消え残る懸念があっ
た。すなわち、オーバーライト特性が不十分となり、書
き換え型という相変化光記録媒体の最大の特徴が失われ
る問題があった。In recent years, an increase in recording capacity has been increasingly expected, and it is necessary to increase the recording density in order to cope with this. For that purpose, it is effective to shorten the wavelength of the laser light source. To transfer a large file in a short time, that is, to increase the transfer speed, it is important to increase the linear speed of the disk used. Regarding the shortening of the wavelength, for example,
The goal is to shorten the wavelength of about 50 nm (red) to about 400 nm (blue violet). Regarding the linear speed increase, the current linear speed of 6 to 8 m / s is reduced to 12 to 20 m / s.
s is the goal. However, in either case, the time tx during which the recording mark passes through the laser spot is reduced. For this reason, when the conventional recording material is applied as it is, there is a concern that the τx is too long, and the recording mark portion is not sufficiently crystallized, and the data disappears. That is, there has been a problem that the overwrite characteristics become insufficient and the rewritable type of phase change optical recording medium loses its greatest feature.

【０００９】前記のように最小結晶化保持時間τｘは記
録膜の組成に依存する。たとえば、記録膜の構成元素の
うち、高融点成分元素の組成比を減らすとτｘが低下す
る。一方、高融点元素の組成比低下は結晶化温度Ｔｘお
よび結晶化の活性化エネルギーＥａの低下を招く。相変
化光記録媒体は結晶構造を準安定状態におくことにより
記録を行うものであるから、ＴｘおよびＥａが低下する
と、保存中にも徐々に結晶化が進行し、アーカイバルラ
イフが低下する可能性が高い。また、読み出しレベルの
低パワービームによるわずかな温度上昇によっても徐々
に記録マークが劣化する、いわゆる読み出し劣化にも弱
くなる可能性も高い。具体的には、満足できる寿命を保
証するにはＴｘとしておおむね１６０℃以上、Ｅａとし
て２．０ｅＶ以上が必要とされている。しかし、従来の
ＧｅＳｂＴｅ系およびＡｇＩｎＳｂＴｅ系の記録材料
は、これらの条件を満足する組成では、より一層の高密
度化・転送速度向上の実現は困難であった。As described above, the minimum crystallization retention time τx depends on the composition of the recording film. For example, when the composition ratio of the high melting point component element among the constituent elements of the recording film is reduced, τx is reduced. On the other hand, a decrease in the composition ratio of the high melting point element causes a decrease in the crystallization temperature Tx and the activation energy Ea for crystallization. Since the phase-change optical recording medium performs recording by keeping the crystal structure in a metastable state, when Tx and Ea decrease, crystallization gradually progresses during storage, and the archival life may decrease. High in nature. In addition, there is a high possibility that the recording mark is gradually deteriorated even by a slight temperature rise due to the low power beam of the reading level, that is, the recording mark is also weakened to so-called reading deterioration. Specifically, in order to guarantee a satisfactory life, it is necessary that Tx is approximately 160 ° C. or more and Ea is 2.0 eV or more. However, with conventional GeSbTe-based and AgInSbTe-based recording materials, it is difficult to further increase the density and improve the transfer speed if the composition satisfies these conditions.

【００１０】[0010]

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、記録
マークの熱安定性を維持しつつ、短波長動作または高線
速動作が可能な光記録媒体を提供することにある。SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide an optical recording medium capable of operating at a short wavelength or at a high linear velocity while maintaining the thermal stability of a recording mark.

【００１１】[0011]

【課題を解決するための手段】本発明の第１の相変化光
記録媒体は、光照射により結晶状態と非晶質状態との間
を可逆的に変化する相変化記録層を備えた光記録媒体で
あって、前記相変化記録層がＧｅ，Ｓｂ，Ｔｅを主成分
とし、さらにＢｉ，Ｉｎ，Ｓｎ，Ｐｂから選択された少
なくとも一種の元素を含み、前記相変化記録層中の［Ｇ
ｅ］／［Ｓｂ］原子組成比をｘ、前記相変化記録層に結
晶状態が形成された後の結晶粒径をＲ（ｎｍ）とおく
時、Ｒ≧（５５ｘ＋４５）を満たす粒子の面積の合計が
前記結晶部全体の面積の２０％未満であることを特徴と
する。SUMMARY OF THE INVENTION A first phase-change optical recording medium according to the present invention comprises an optical recording medium having a phase-change recording layer which reversibly changes between a crystalline state and an amorphous state by light irradiation. A medium, wherein the phase change recording layer contains Ge, Sb, Te as a main component, and further contains at least one element selected from Bi, In, Sn, and Pb.
e] / [Sb] where x is the atomic composition ratio and R (nm) is the crystal grain size after the crystalline state is formed in the phase change recording layer, and the total area of the particles satisfying R ≧ (55x + 45) Is less than 20% of the area of the entire crystal part.

【００１２】本発明の第２の相変化光記録媒体は、光照
射により結晶状態と非晶質状態との間を可逆的に変化す
る相変化記録層を備えた光記録媒体であって、前記相変
化記録層がＡｇ，Ｉｎ，Ｓｂ，Ｔｅを主成分とし、さら
にＢｉ，Ｓｎ，Ｐｂから選択された少なくとも一種の元
素を含み、前記相変化記録層に結晶状態が形成された後
の結晶粒径をＲ（ｎｍ）とおく時、Ｒ≧１００を満たす
粒子の面積の合計が前記結晶部全体の面積の２０％未満
であることを特徴とする。A second phase-change optical recording medium of the present invention is an optical recording medium having a phase-change recording layer that reversibly changes between a crystalline state and an amorphous state by light irradiation, The phase change recording layer contains Ag, In, Sb, Te as a main component, and further contains at least one element selected from Bi, Sn, and Pb, and crystal grains after a crystal state is formed in the phase change recording layer. When the diameter is R (nm), the total area of the particles satisfying R ≧ 100 is less than 20% of the area of the entire crystal part.

【００１３】[0013]

【発明の実施の形態】以下、本発明をより詳細に説明す
る。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, the present invention will be described in more detail.

【００１４】記録マークである非晶質部の結晶化時間τ
ｘ、結晶化温度Ｔｘと記録膜組成との関係は次のとおり
である。たとえば、図２にＧｅＳｂＴｅ系の記録膜につ
いてＧｅ−Ｓｂ−Ｔｅ３元相図を示す。この相図におい
て、ＧｅＴｅ（図中Ｏ）とＳｂ₂Ｔｅ₃（図中Ｐ）を結ん
だ直線上の組成（ＧｅＴｅ−Ｓｂ₂Ｔｅ₃擬二元系合金）
は特にτｘが小さく、高線速・短波長動作に好適であ
る。同直線上では、Ｇｅ組成が少ないほど結晶化時間が
短い。しかし、Ｇｅ組成が少なすぎるとＴｘおよびＥａ
の低下のため寿命の点で問題である。上述したようにＴ
ｘ＜１６０℃またはＥａ＜２．０ｅＶとなると、保存寿
命・読み出し劣化の危険が高いため、これを避けるよう
膜組成を決める必要がある。ゲルマニウム・アンチモン
・テルルのみからなる膜（Ｇｅ_xＳｂ_yＴｅ_z、ｘ＋ｙ＋
ｚ＝１）の場合、ｘを少なくとも０．２０以上にしなけ
ればならない。しかし、この範囲では、高線速（たとえ
ば波長６５０ｎｍ程度のレーザービーム使用の場合、１
２〜２０ｍ／ｓ）または短波長（たとえば線速＝６〜８
ｍ／ｓの場合、λ＝４００ｎｍ）で使用した場合、τｘ
が長すぎて消去が不十分となる。このように、寿命・安
定性とデータ転送速度・記録密度を両立できないことが
実験的に判明した。The crystallization time τ of the amorphous portion which is a recording mark
The relationship between x, the crystallization temperature Tx, and the composition of the recording film is as follows. For example, FIG. 2 shows a Ge-Sb-Te ternary phase diagram for a GeSbTe-based recording film. In this phase diagram, GeTe (figure O) and Sb ₂ Te ₃ composition on a straight line connecting (figure _{P) (GeTe-Sb 2 Te} 3 pseudo-binary alloy)
Is particularly small in τx, and is suitable for high linear velocity and short wavelength operation. On the same line, the smaller the Ge composition, the shorter the crystallization time. However, if the Ge composition is too small, Tx and Ea
This is a problem in terms of service life due to a decrease in life. As described above, T
If x <160 ° C. or Ea <2.0 eV, there is a high risk of storage life and readout deterioration, so it is necessary to determine the film composition to avoid this. Germanium-antimony-tellurium only consists of film _{(Ge x Sb y Te z,} x + y +
In the case of z = 1), x must be at least 0.20 or more. However, in this range, a high linear velocity (for example, when a laser beam having a wavelength of about 650 nm is used, 1
2-20 m / s) or short wavelength (for example, linear velocity = 6-8)
m / s, λ = 400 nm), τx
Is too long and erasure is insufficient. As described above, it has been experimentally found that the life / stability and the data transfer speed / recording density cannot be compatible.

【００１５】ここで、結晶化過程のメカニズムをより詳
細に検討する。記録層がＴｘ以上に加熱されると、まず
微小結晶核が生成する。ひきつづき結晶核が成長し、隣
接する結晶粒同士が接するに至り結晶化が完了する。相
変化光記録媒体の結晶化メカニズムはこのような二段階
で進むといわれている。そのため、τｘを全体として短
縮するには結晶核生成時間および結晶成長時間のどちら
を短くしてもよいことになる。Here, the mechanism of the crystallization process will be discussed in more detail. When the recording layer is heated to Tx or higher, first, microcrystal nuclei are generated. Crystal nuclei continue to grow, and adjacent crystal grains come into contact with each other, completing crystallization. It is said that the crystallization mechanism of the phase change optical recording medium proceeds in such two stages. Therefore, to shorten τx as a whole, either the crystal nucleation time or the crystal growth time may be shortened.

【００１６】しかし、結晶成長時間が短いと形成される
結晶粒が粗大になりやすい。この場合、記録マークの輪
郭が温度分布を反映したきれいな形状にならず、ジッタ
が増大する問題がある。これは、記録密度の点で有利な
マークエッジ記録（記録マークのエッジに記録ビットを
対応させる）の場合、エッジの位置ずれ（ジッタ）が発
生しやすく特に問題であるため、採用しがたい解決法で
ある。However, if the crystal growth time is short, the formed crystal grains tend to be coarse. In this case, there is a problem that the contour of the recording mark does not have a beautiful shape reflecting the temperature distribution, and the jitter increases. This is a problem that is particularly problematic in the case of mark edge recording (corresponding recording bits to edges of recording marks), which is advantageous in terms of recording density, because edge misalignment (jitter) is likely to occur. Is the law.

【００１７】一方、結晶核生成時間を短縮すると、単位
時間あたり発生する結晶核の密度が大きくなるので、最
終的に形成される結晶の粒径が細かくなる。この場合、
マークの形状が均一になり、マークエッジ記録に好適な
解決手段である。On the other hand, when the crystal nucleus generation time is shortened, the density of crystal nuclei generated per unit time increases, so that the grain size of the finally formed crystal becomes small. in this case,
This is a preferable solution for mark edge recording because the mark shape becomes uniform.

【００１８】本発明者らはさらに検討した結果、結晶核
生成時間を短縮するというよりも、非晶質膜中にあらか
じめ微細結晶化核を含有することができれば、結晶化時
間をより短縮でき、しかもそれらの結晶化核が十分微細
であれば、膜全体として非晶質とみなされるという考え
にいたった。この場合、結晶化核の粒径が数ｎｍ程度の
サイズであれば、レーザースポット全体から見た光学定
数は均一な非晶質のそれと同等である。As a result of further studies, the present inventors have found that if the amorphous film can contain fine crystallization nuclei in advance, the crystallization time can be further reduced, rather than shortening the nucleation time. In addition, they have thought that if the crystallization nuclei are sufficiently fine, the film as a whole is regarded as amorphous. In this case, if the grain size of the crystallization nucleus is about several nm, the optical constants as viewed from the entire laser spot are equivalent to those of a uniform amorphous.

【００１９】上記のように非晶質膜中に微細結晶化核を
含有させるには、ＧｅＳｂＴｅの場合はＢｉ，Ｉｎ，Ｓ
ｎ，Ｐｂを、ＡｇＩｎＳｂＴｅの場合はＢｉ，Ｓｎ，Ｐ
ｂを微量添加するとともに、成膜方法を工夫することが
有効であることが判明した。さらに、微細結晶化核を含
有する記録膜は、従来の記録膜と比較して、全体を結晶
化したときに個々の結晶粒の粒径が大幅に微細化するこ
とが判明した。これは結晶が成長する過程で、外周が隣
接する結晶に到達した段階で完了するためである。逆
に、結晶化核密度が低いか核発生速度が低い場合は、核
が少ないので個々の結晶粒は大きくなる。In order to include fine crystallization nuclei in the amorphous film as described above, Bi, In, S in the case of GeSbTe
n, Pb are Bi, Sn, P in the case of AgInSbTe.
It has been found that it is effective to add a small amount of b and to devise a film forming method. Furthermore, it has been found that the recording film containing fine crystallization nuclei has a significantly finer grain size of individual crystal grains when the whole is crystallized than the conventional recording film. This is because the process is completed when the outer periphery reaches an adjacent crystal in the process of growing the crystal. Conversely, when the crystallization nucleus density is low or the nucleation rate is low, the number of nuclei is small and individual crystal grains are large.

【００２０】ＧｅＳｂＴｅ系またはＡｇＩｎＳｂＴｅ系
の記録膜にＢｉ，Ｉｎ，Ｐｂ，Ｓｎを加えると上記のよ
うに高密度の結晶核が形成される理由を以下に記す。た
とえばＢｉはＳｂの同族元素であるため、ＧｅＳｂＴｅ
またはＡｇＩｎＳｂＴｅのうちＳｂに置き換わって存在
する。そして、ＢｉとＴｅの金属間化合物は結晶化時間
が短く、成膜したままの状態でも結晶化しやすいため、
膜中にＢｉ−Ｔｅの微細結晶が偏析するものと考えられ
る。個々のＢｉ−Ｔｅ結晶は小さくても、高密度に存在
することで結晶成長核として十分な効果をもたらす。The reason why high-density crystal nuclei are formed as described above when Bi, In, Pb, and Sn are added to a GeSbTe-based or AgInSbTe-based recording film will be described below. For example, since Bi is a homologous element of Sb, GeSbTe
Alternatively, it is present in place of Sb in AgInSbTe. Since the intermetallic compound of Bi and Te has a short crystallization time and is easily crystallized even in a film-formed state,
It is considered that Bi-Te fine crystals segregate in the film. Even though the individual Bi-Te crystals are small, they have a sufficient effect as crystal growth nuclei when present at a high density.

【００２１】上述した添加元素を加えるだけでも結晶化
核が生成するが、成膜方法によってはその密度が実質的
に十分でないこともある。特に、成膜速度が高い場合、
スパッタ付着粒子のエネルギーが高く、Ｂｉ−Ｔｅが微
結晶として偏析しにくくなる。印加電力を下げて成膜速
度を下げればこの問題は避けられるが、生産性が悪いた
め採用が困難である。そこで、成膜速度を高めた場合で
も、効率的に結晶化核を形成する方法として次のような
ものがある。Although crystallization nuclei are generated only by adding the above-mentioned additional elements, the density may not be substantially sufficient depending on the film forming method. Especially when the deposition rate is high,
The energy of the sputter-adhered particles is high, and Bi-Te hardly segregates as microcrystals. This problem can be avoided by lowering the applied power to lower the film forming rate, but it is difficult to adopt it due to poor productivity. Therefore, there are the following methods for efficiently forming crystallization nuclei even when the film formation rate is increased.

【００２２】第１の方法は、スパッタガスとしてＫｒも
しくはＸｅもしくはこれらの混合ガス、またはこれらに
Ａｒに混合したガスを使用することである。A first method is to use Kr or Xe or a mixed gas thereof or a gas mixed with Ar as the sputtering gas.

【００２３】第２の方法は、ターゲット電極以外にプラ
ズマ生成用の電極を設け、ターゲット電極上に形成され
るカソード・シース電圧を低く抑えることである。The second method is to provide an electrode for plasma generation in addition to the target electrode, and to keep the cathode-sheath voltage formed on the target electrode low.

【００２４】上記の２つの方法は、成膜レートを下げず
に特性を向上できるため優れた方法である。特に、ター
ゲット電極以外にプラズマ生成用の電極を設ける方法
は、プラズマ生成用電力の大小に依存せずに、ターゲッ
トに印加するバイアス電圧を設定できるという利点があ
る。このため、プラズマ密度を十分に高く保ちながらカ
ソード・シース電圧を低く抑えることができ、成膜レー
トを下げずに初期化特性の良い記録層を成膜できる。こ
の方法の例として電子サイクロトロン共鳴（ＥＣＲ）ス
パッタ、誘導結合プラズマ（ＩＣＰ）スパッタ、ヘリコ
ンスパッタ、イオンビームスパッタが挙げられる。ま
た、上記の２つの方法を組み合わせて記録層を成膜する
ことはさらに好ましく、たとえばＥＣＲスパッタ法でガ
スにＫｒ，Ｘｅを用いることは特に好ましい。The above two methods are excellent methods because the characteristics can be improved without lowering the film forming rate. In particular, the method of providing an electrode for plasma generation other than the target electrode has an advantage that the bias voltage applied to the target can be set without depending on the magnitude of the power for plasma generation. Therefore, the cathode / sheath voltage can be kept low while the plasma density is kept sufficiently high, and a recording layer having good initialization characteristics can be formed without reducing the film formation rate. Examples of this method include electron cyclotron resonance (ECR) sputtering, inductively coupled plasma (ICP) sputtering, helicon sputtering, and ion beam sputtering. Further, it is more preferable to form a recording layer by combining the above two methods, and it is particularly preferable to use Kr and Xe as a gas by ECR sputtering, for example.

【００２５】上述した成膜方法の共通点は、基板に到着
するスパッタ粒子のエネルギーを通常プロセスに比べ下
げられることである。このような成膜方法を記録層に適
用すると、エネルギーの高いプロセスに比べ、非晶質な
がら秩序性の高い膜が得られる。この点を薄膜の成長過
程から説明する。The common feature of the above-described film forming method is that the energy of sputter particles arriving at the substrate can be reduced as compared with the ordinary process. When such a film formation method is applied to the recording layer, a film having a high degree of order can be obtained despite being amorphous compared to a process having a high energy. This point will be described from the growth process of the thin film.

【００２６】スパッタ粒子は基板到達後、エネルギー的
に安定なサイトに向かうが、その過程で短時間ながら表
面を運動する（マイグレートする）といわれている。金
属は結晶化自由エネルギーが高く、短時間のマイグレー
ションで容易に結晶化する。一方、ＧｅＳｂＴｅ，Ａｇ
ＩｎＳｂＴｅなど相変化光記録に使用されるのは半導体
材料なので共有結合性が高く、結晶化自由エネルギーが
低い。そのため結晶化に必要な時間が比較的長く、常温
基板上のマイグレーション時間ではエネルギー的に安定
なサイトに入るのを待たずに冷却されてしまう。さら
に、通常のスパッタではスパッタ粒子のエネルギーが高
すぎるため、次々に飛来する粒子により一旦付着した粒
子が跳ね飛ばされたり、玉突き状に動かされて不規則な
位置に固定されるなどのため、非常にランダムネスの高
い非晶質膜となる。After reaching the substrate, the sputtered particles are directed to sites that are energetically stable, but are said to move (migrate) on the surface for a short time in the process. Metals have high crystallization free energy and are easily crystallized by short-time migration. On the other hand, GeSbTe, Ag
Since semiconductor materials are used for phase-change optical recording such as InSbTe, they have high covalent bonding properties and low crystallization free energy. Therefore, the time required for crystallization is relatively long, and during the migration time on the room-temperature substrate, the substrate is cooled without waiting for an energy-stable site. Furthermore, since the energy of sputtered particles is too high in normal sputtering, particles that have once adhered are bounced off by one after another, or are moved in the shape of a ball and fixed at an irregular position. Thus, an amorphous film having a high randomness is obtained.

【００２７】これに対して本発明において採用する方法
では、基板上に到達する段階ではすでにスパッタ粒子の
エネルギーが十分低いため、上記のランダムな付着過程
を避けることができる。そのため、結晶化核となるＢｉ
−Ｔｅの微細結晶が析出しやすく、結晶化核密度の高い
膜となる。このような膜は、可視光波長によって測定さ
れるマクロな光学定数は非晶質であり、またＸ線回折に
よってもハローパターンしか得られないため非晶質とみ
なされるが、十分高分解能の透過電子顕微鏡観察では格
子構造が観察され、微細結晶化核を確認することが可能
である。この特徴は初期結晶化工程を経た後でも、また
記録媒体としてレーザービームで記録された後の非晶質
状態においても、さらに記録マークが消去された後の結
晶状態においても維持される。On the other hand, in the method adopted in the present invention, the energy of the sputtered particles is already sufficiently low at the stage where the sputtered particles reach the substrate, so that the above-mentioned random attachment process can be avoided. Therefore, Bi that becomes a crystallization nucleus
Fine crystals of -Te are easily deposited, and a film having a high crystallization nucleus density is obtained. Such a film is considered to be amorphous because its macroscopic optical constant measured by the wavelength of visible light is amorphous, and only a halo pattern can be obtained by X-ray diffraction. A lattice structure is observed by electron microscope observation, and fine crystallization nuclei can be confirmed. This feature is maintained even after the initial crystallization step, in the amorphous state after being recorded by a laser beam as a recording medium, and also in the crystalline state after the recording mark is erased.

【００２８】ここで、粒径を微細化するための公知に方
法についてふれておく。成膜時に微量の窒素を添加する
ことで粒径を小さくできることがＫｉｋｕｃｈｉ，Ｍ．
ｅｔ ａｌ，Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｓｙｍｐ
ｏｓｉｕｍ ｏｎ Ｏｐｔｉｃａｌ Ｍｅｍｏｒｙ（Ｉ
ＳＯＭ）１９９８ Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ Ｄｉｇｅｓ
ｔ，ｐ．１６４に開示されている。このプロセスは一種
の反応性スパッタであり、窒素流量の制御で添加窒素量
を制御できる。しかし、この制御は一般にプロセス条件
に敏感であり、印加電力やスパッタガス圧、真空ポンプ
の排気速度の変動などによる成膜レート変化に起因して
取り込まれる窒素量が変化する。窒素量が不足すると添
加効果のない、結晶粒粗大の記録膜が形成される。過剰
の場合は全体が窒化物となり光照射に対する相変化を示
さない。このようにこの方法は再現性にしばしば問題が
生じる。そのうえ、窒素を添加した記録膜は非晶質と結
晶との光学定数の差が小さくなる傾向にあり、相変化光
記録媒体の再生信号強度が低くなって高密度化には不利
である。したがって、窒素添加による粒径制御では本発
明の目的は達成できない。Here, a known method for reducing the particle size will be described. Kikuchi, M., et al. Disclose that a small amount of nitrogen can be added during film formation to reduce the particle size.
et al, International Symp
osium on Optical Memory (I
SOM) 1998 Technical Diges
t, p. 164. This process is a kind of reactive sputtering, and the amount of added nitrogen can be controlled by controlling the flow rate of nitrogen. However, this control is generally sensitive to process conditions, and the amount of nitrogen taken in changes due to changes in the film formation rate due to fluctuations in applied power, sputter gas pressure, and vacuum pumping speed. If the amount of nitrogen is insufficient, a recording film having a coarse crystal grain without any effect of addition is formed. If it is excessive, it becomes nitride as a whole and does not show a phase change to light irradiation. Thus, this method often suffers from reproducibility. In addition, a recording film to which nitrogen has been added tends to have a small difference in optical constant between amorphous and crystalline, and the reproduction signal intensity of the phase change optical recording medium is low, which is disadvantageous for high density. Therefore, the object of the present invention cannot be achieved by controlling the particle size by adding nitrogen.

【００２９】以上の知見に基づいて、本発明者らは、た
とえば相変化記録層の材料がＧｅ，Ｓｂ，Ｔｅを主成分
とし、さらにＢｉ，Ｉｎ，Ｓｎ，Ｐｂから選択された少
なくとも一種の元素を含む場合、相変化記録層中の［Ｇ
ｅ］／［Ｓｂ］原子組成比をｘ、相変化記録層に結晶状
態が形成された後の結晶粒径をＲ（ｎｍ）とおく時、Ｒ
≧（５５ｘ＋４５）を満たす粒子の面積の合計が結晶部
全体の面積の２０％未満であれば、高密度・高線速動作
に適した相変化光記録媒体を提供できることを見出し
た。Based on the above findings, the present inventors have found that, for example, the material of the phase change recording layer is mainly composed of Ge, Sb, Te, and at least one element selected from Bi, In, Sn, and Pb. When [G] in the phase change recording layer
e] / [Sb] The atomic composition ratio is x, and the crystal grain size after the crystal state is formed in the phase change recording layer is R (nm).
It has been found that a phase change optical recording medium suitable for high density and high linear velocity operation can be provided if the total area of particles satisfying ≧ (55x + 45) is less than 20% of the entire area of the crystal part.

【００３０】また、相変化記録層の材料がＡｇ，Ｉｎ，
Ｓｂ，Ｔｅを主成分とし、さらにＢｉ，Ｓｎ，Ｐｂから
選択された少なくとも一種の元素を含む場合、相変化記
録層に結晶状態が形成された後の結晶粒径をＲ（ｎｍ）
とおく時、Ｒ≧１００を満たす粒子の面積の合計が結晶
部全体の面積の２０％未満であれば、高密度・高線速動
作に適した相変化光記録媒体を提供できることを見出し
た。The material of the phase change recording layer is Ag, In,
When Sb and Te are the main components and at least one element selected from Bi, Sn and Pb is included, the crystal grain size after the crystal state is formed in the phase change recording layer is R (nm).
In particular, it has been found that a phase change optical recording medium suitable for high density and high linear velocity operation can be provided if the total area of the particles satisfying R ≧ 100 is less than 20% of the area of the entire crystal part.

【００３１】ＧｅＳｂＴｅを主成分とする光記録媒体に
おいて、結晶粒径を記録膜の組成比［Ｇｅ］／［Ｓｂ］
との関係で規定する理由は、通常のスパッタ成膜で成膜
したＧｅＳｂＴｅ膜をレーザービームで結晶化した場
合、最大粒径が組成に依存するためである。実際に、後
に詳述するとおり、１００回オーバーライト後のマーク
間結晶部から無作為に抽出した５００ｎｍ角の領域で透
過電子顕微鏡（ＴＥＭ）による観察で結晶粒の最大径、
最小径および平均粒径を調べた。そして、ＧｅＴｅとＳ
ｂ₂Ｔｅ₃を結んだ擬二元系組成上で、横軸を［Ｇｅ］／
［Ｓｂ］の組成比とし、縦軸を結晶粒径として両者の関
係を調べた。その結果、図５に示すように、両者に正の
相関があることが明らかになった。図５中の平均粒径の
変化と示す直線がＲ＝５５ｘ＋４５で表される。In an optical recording medium containing GeSbTe as a main component, the crystal grain size is determined by the composition ratio [Ge] / [Sb] of the recording film.
The reason why the maximum particle diameter depends on the composition is that when the GeSbTe film formed by ordinary sputtering film formation is crystallized by a laser beam, the maximum particle size depends on the composition. Actually, as will be described in detail later, the maximum diameter of the crystal grains is observed by a transmission electron microscope (TEM) in a region of 500 nm square randomly extracted from the crystal part between the marks after overwriting 100 times.
The minimum and average particle sizes were examined. And GeTe and S
On the pseudo-binary composition connecting b ₂ Te ₃ , the horizontal axis is [Ge] /
The relationship between the two was examined with the composition ratio of [Sb] and the vertical axis representing the crystal grain size. As a result, as shown in FIG. 5, it became clear that there was a positive correlation between the two. The straight line indicating the change in the average particle size in FIG. 5 is represented by R = 55x + 45.

【００３２】結晶粒径測定にはＴＥＭ観察が有効である
が、注意が必要である。通常のＴＥＭ像では黒白のコン
トラストによって単結晶が分別できるが、必ずしもコン
トラストがはっきりしない灰色の部分がある。そのよう
な部分は複数の単結晶の集まりである可能性が高い。し
たがって観察の際は暗視野像をとり、粒界をきわだたせ
る必要がある。必要があれば、電子ビームを絞って結晶
内の電子線回折像を撮影し、対象の結晶粒が単結晶であ
ることを確認する。なお通常結晶粒の形状は不定である
ので、個々の結晶粒に対して、粒径＝（最大径＋最小
径）／２と定義する。なお、基板上のダストなどの欠陥
により、極端な粗大粒が形成される場合がある。しかし
そのような粗大粒は使用時にデータエラーを引き起こす
特別な欠陥であるので、粒径の計算からは除外する。Although TEM observation is effective for measuring the crystal grain size, care must be taken. In a normal TEM image, a single crystal can be separated by black-and-white contrast, but there is a gray portion where the contrast is not always clear. Such a portion is likely to be a collection of a plurality of single crystals. Therefore, when observing, it is necessary to take a dark-field image and make grain boundaries stand out. If necessary, the electron beam is narrowed down, and an electron diffraction image in the crystal is taken to confirm that the target crystal grain is a single crystal. Since the shape of a crystal grain is usually indefinite, the particle size is defined as (maximum diameter + minimum diameter) / 2 for each crystal grain. Note that extreme coarse particles may be formed due to defects such as dust on the substrate. However, such coarse grains are special defects that cause data errors during use and are therefore excluded from the particle size calculation.

【００３３】結晶粒径が本発明において規定した要件を
満たしているかどうかを確認するには、ある程度広い範
囲、たとえば合計５００ｎｍ×５００ｎｍの範囲をくま
なく観察し、粒径の計算から除外すべき粗大な結晶粒を
検出する。そして、それ以外の結晶粒について、粒径を
大きい順に並べ、ＧｅＳｂＴｅ系の場合にはＲ≧（５５
ｘ＋４５）を満たす粒子、ＡｇＩｎＳｂＴｅ系の場合に
はＲ≧１００を満たす粒子があれば、それらの占める面
積を合計する。その合計面積が、観察した部分の総面積
の２０％未満であれば本発明の要件に合致し、２０％以
上であれば本発明の要件に合致しない。In order to confirm whether or not the crystal grain size satisfies the requirements specified in the present invention, it is necessary to observe a wide range to some extent, for example, a total of 500 nm × 500 nm, and to determine coarse grains to be excluded from the calculation of the grain size. Detects fine crystal grains. Then, the other crystal grains are arranged in descending order of the particle size, and in the case of GeSbTe system, R ≧ (55
x + 45), and in the case of AgInSbTe-based particles, if there are particles satisfying R ≧ 100, the area occupied by them is totaled. If the total area is less than 20% of the total area of the observed portion, it meets the requirements of the present invention, and if it is 20% or more, it does not meet the requirements of the present invention.

【００３４】また、上記の観察範囲について、すべての
粒子の個数を数え、上記の不等式を満たす粒子の割合が
２０％未満であるかどうかを調べてもよい。In the above observation range, the number of all particles may be counted, and it may be checked whether or not the proportion of particles satisfying the above inequality is less than 20%.

【００３５】記録膜の結晶化状態は、オーバーライトの
繰り返しによりやや変化する。本発明の趣旨は、媒体の
使用時に１回目から使用終了までのすべての段階におい
て高い消去率が得られることである。したがって、初期
結晶化終了時から、オーバーライト繰り返しにより変化
した後においても、さらに数百から数千回のオーバーラ
イト後においても、同様の微細結晶粒となることが必要
である。The crystallization state of the recording film slightly changes due to repetition of overwriting. The gist of the present invention is that a high erasing rate can be obtained in all stages from the first use to the end of use when the medium is used. Therefore, it is necessary that the same fine crystal grains are formed after the completion of the initial crystallization, after the change due to the overwrite repetition, and after several hundred to several thousand overwrites.

【００３６】本発明に係る相変化記録膜の好ましい組成
範囲を説明する。ゲルマニウム・アンチモン・テルルの
みからなる膜（Ｇｅ_xＳｂ_yＴｅ_z、ｘ＋ｙ＋ｚ＝１）を
記録膜として用いた場合、ｘ，ｙ，ｚの関係が図２に示
したＧｅＳｂＴｅ三元相図において、点Ａ（（ｘ，ｙ，
ｚ）＝（０．１８，０．２４，０．５８）），Ｂ（０．
１８，０．３１，０．５１），Ｃ（０．３０，０．２
２，０．４８），Ｄ（０．３０，０．１５，０．５５）
に相当する４点を結ぶ線分で囲まれた領域にあることが
好ましい。ｘ＜０．１８の領域ではＥａ，Ｔｘが低すぎ
るため十分な保存寿命が得られず、逆にｘ＞０．３０の
領域では融点が高すぎて記録感度が不足する。また線分
ＢＣよりもＴｅ−ｐｏｏｒ側および線分ＤＡよりもＴｅ
−ｒｉｃｈ側では記録感度が不足するとともに添加元素
の効果が十分得られない。しかし、Ｇｅ組成比が少ない
ほど融点は低下し、保存寿命上問題が発生するので、ｘ
が０．２０以上、望ましくは０．２２以上の領域が特に
好ましい。A preferred composition range of the phase change recording film according to the present invention will be described. When using a germanium-antimony-tellurium only consists film _{(Ge x Sb y Te z,} x + y + z = 1) as the recording film, x, y, the relationship z is at GeSbTe ternary phase diagram shown in FIG. 2, point A ((x, y,
z) = (0.18, 0.24, 0.58)), B (0.
18, 0.31, 0.51), C (0.30, 0.2
2,0.48), D (0.30, 0.15, 0.55)
Is preferably located in a region surrounded by a line connecting four points corresponding to. In the region of x <0.18, Ea and Tx are too low, so that a sufficient storage life cannot be obtained. Conversely, in the region of x> 0.30, the melting point is too high and recording sensitivity is insufficient. In addition, Te is closer to the Te-poor than the line segment BC, and Te is more than the line segment DA.
On the -rich side, the recording sensitivity is insufficient and the effect of the added element cannot be sufficiently obtained. However, the lower the Ge composition ratio, the lower the melting point, which causes a problem in storage life.
Is particularly preferably 0.20 or more, more preferably 0.22 or more.

【００３７】次に添加元素の組成範囲を説明する。この
組成範囲を（Ｇｅ_xＳｂ_yＴｅ_z）_1-w（Ｂｉ_aＩｎ_bＳｎ_c
Ｐｂ_d）_wとあらわしたとき、３Ｅ-4＜ｗ＜０．０３が好
ましい。下限の３Ｅ-4は、それ以下では添加の効果がな
く、実質的に記録膜の基本構成元素のみから構成される
場合と同一である。すなわち結晶化速度τｘ短縮の効果
がみられない。また、上限の０．０３以上の組成比では
τｘ短縮効果があるものの、Ｅａ・Ｔｘも同時に低下
し、保存寿命や読み出し劣化の点で問題が生じる。添加
元素の組成範囲として、さらに好ましいのは０．５％以
上、２．５％以下であり、この範囲であれば実質的にＥ
ａ・Ｔｘ低下の可能性は非常に小さく、結晶粒径微細化
の効果が十分に得られる。Next, the composition range of the additional element will be described. The composition range _{(Ge x Sb y Te z)} 1-w (Bi a In b Sn c
When expressed as Pb _d ) _w , 3E-4 <w <0.03 is preferable. The lower limit of 3E-4 has no effect when added below, and is the same as the case where the recording film is substantially composed only of the basic constituent elements. That is, the effect of shortening the crystallization speed τx is not seen. In addition, when the composition ratio is 0.03 or more, which is the upper limit, there is an effect of shortening τx, but Ea · Tx also decreases at the same time, which causes a problem in storage life and readout deterioration. More preferably, the composition range of the additional element is 0.5% or more and 2.5% or less.
The possibility of lowering a · Tx is very small, and the effect of reducing the crystal grain size is sufficiently obtained.

【００３８】ＡｇＩｎＳｂＴｅ系の記録膜を用いた場合
も同様であり、組成を（Ａｇ_xｌｎ_yＳｂ_zＴｅ_w）
_1-v（Ｂｉ_aＳｎ_bＰｂ_c）_vと表したとき、３Ｅ-4＜ｖ＜
０．０３が好ましい。[0038] The same applies to the case of using a recording film AgInSbTe system, a composition _{(Ag x ln y Sb z Te} w)
When expressed _1-v and _{(Bi a Sn b Pb c)} v, 3E-4 <v <
0.03 is preferred.

【００３９】[0039]

【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照して説明
する。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【００４０】［実施例１］図１は本発明に係る相変化光
ディスクの断面図である。図１において、基板１上に、
第１干渉層２、相変化記録層３、第２干渉層４、および
反射層５が順次積層される。基板は０．４μｍ幅のグル
ーブが設けられたポリカーボネート製光ディスク基板で
ある。Embodiment 1 FIG. 1 is a sectional view of a phase change optical disc according to the present invention. In FIG. 1, on a substrate 1,
The first interference layer 2, the phase change recording layer 3, the second interference layer 4, and the reflection layer 5 are sequentially stacked. The substrate is a polycarbonate optical disk substrate provided with a groove having a width of 0.4 μm.

【００４１】本実施例においては、図３に示すマグネト
ロンスパッタ装置を用いた。このマグネトロンスパッタ
装置は、ＲＦ電源に接続されたターゲット３１と、それ
を取り囲むステンレス製のアノードリング３２と、ター
ゲット３１に対向して基板を保持するサセプター３３を
有する。アノードリングおよびサセプターは接地電位に
保たれ、これらの部品を内蔵する真空容器全体も接地さ
れている。In this embodiment, the magnetron sputtering apparatus shown in FIG. 3 was used. This magnetron sputtering apparatus has a target 31 connected to an RF power supply, an anode ring 32 made of stainless steel surrounding the target 31, and a susceptor 33 that faces the target 31 and holds the substrate. The anode ring and the susceptor are kept at a ground potential, and the entire vacuum vessel containing these components is also grounded.

【００４２】上記のスパッタ室が搬送室を介して複数接
続されたいわゆる枚葉式多室型成膜装置を用い、個々の
膜をそれぞれ専用の成膜室で成膜した。Using a so-called single-wafer multi-chamber film forming apparatus in which a plurality of the above-mentioned sputtering chambers were connected via a transfer chamber, individual films were formed in dedicated film forming chambers.

【００４３】相変化記録層３の成膜条件は以下の通りで
ある。ターゲット組成はＧｅ_0.225Ｓｂ_0.225Ｔｅ_0.532
Ｂｉ_0.015とし、スパッタガスとしてＡｒではなく、Ｋ
ｒガスを用いた。ガス圧は４．０Ｐａとし、ターゲット
に１３．５６ＭＨｚのＲＦ電力を加え、その電力は１５
０Ｗとした。記録層膜厚は２０ｎｍとした。成膜速度は
約１．４ｎｍ／ｓであり、記録膜の成膜に要した時間は
１４．３秒であった。The conditions for forming the phase change recording layer 3 are as follows. The target composition is Ge _0.225 Sb _0.225 Te _0.532
Bi _0.015 , K instead of Ar as sputtering gas
r gas was used. The gas pressure was 4.0 Pa, RF power of 13.56 MHz was applied to the target, and the power was 15 Pa.
0 W. The recording layer thickness was 20 nm. The film formation rate was about 1.4 nm / s, and the time required for forming the recording film was 14.3 seconds.

【００４４】ここで、記録層３のスパッタにＫｒを使用
した理由は次の通りである。スパッタ成膜中にターゲッ
トから基板に向かって飛来するスパッタ付着粒子のある
ものはスパッタガスと衝突し、その運動エネルギーが低
下する。通常スパッタに用いるＡｒと、Ｇｅ、Ｓｂ、Ｔ
ｅ原子との質量数を比較すると、Ａｒが４０であるのに
対してＧｅ、Ｓｂ、Ｔｅはそれぞれ７３、１２２、１２
８であり、スパッタ粒子の方がはるかに重い。このため
１〜２回の衝突では運動エネルギーがあまり変化しな
い。ところがスパッタガスにＫｒを用いると、その質量
数は８４と比較的重いため、スパッタ粒子が衝突すると
大幅に運動量が低下する。これにより、付着時の急冷度
が低下し、結晶粒微細化により好適な膜となる。また、
スパッタガス圧は上記の衝突を有効に生じさせるため
に、他の膜質を損なわない範囲でなるべく高い方が好ま
しく、１．０Ｐａ以上が特に好ましい。Here, the reason why Kr is used for sputtering the recording layer 3 is as follows. Some of the sputter-adhered particles flying from the target toward the substrate during sputtering film formation collide with the sputter gas, and the kinetic energy of the sputtered gas is reduced. Ar and Ge, Sb, T
Comparing the mass number with the e atom, while Ar is 40, Ge, Sb and Te are 73, 122 and 12 respectively.
8, and the sputtered particles are much heavier. Therefore, the kinetic energy does not change much in one or two collisions. However, when Kr is used as the sputtering gas, its mass number is relatively heavy at 84, so that the momentum is greatly reduced when sputtered particles collide. Thereby, the degree of quenching at the time of adhesion is reduced, and a film more suitable for refining crystal grains is obtained. Also,
The sputtering gas pressure is preferably as high as possible within a range that does not impair the other film quality, and particularly preferably 1.0 Pa or more, in order to effectively cause the collision.

【００４５】Ａｒガスをスパッタガスに使用する場合
は、同じ効果をもたらすためには同様にガス圧を高める
ほか、ターゲット印加電力を下げることによりＤＣバイ
アスを低下させることが有効である。好ましくは、単位
ターゲット面積あたりの印加電力を０．８Ｗ／ｃｍ²以
下にすることが望ましい。その結果、成膜レートが低下
して生産性が悪化する問題が生じるが、Ｋｒを使用する
と印加電力を上げても効果があるのでこの問題を回避で
きる。When the Ar gas is used as the sputtering gas, it is effective to increase the gas pressure and to lower the DC bias by lowering the electric power applied to the target in order to obtain the same effect. Preferably, the applied power per unit target area is desirably 0.8 W / cm ² or less. As a result, there arises a problem that the film formation rate is reduced and the productivity is deteriorated. However, if Kr is used, the effect can be avoided even if the applied power is increased, so that this problem can be avoided.

【００４６】第１干渉層および第２干渉層としてはＺｎ
Ｓ：ＳｉＯ₂（膜厚はそれぞれ６０ｎｍ、２０ｎｍ）、
反射層としてはＡｌ合金（膜厚１００ｎｍ）を用いた。
いずれもスパッタガスとしてＡｒガスを用い、ガス圧を
０．５Ｐａに設定して成膜した。The first interference layer and the second interference layer are made of Zn.
S: SiO ₂ (film thickness is 60 nm and 20 nm, respectively);
An Al alloy (100 nm thick) was used as the reflective layer.
In each case, an Ar gas was used as a sputtering gas, and a gas pressure was set to 0.5 Pa to form a film.

【００４７】このディスクを初期化装置にかけ、全面を
結晶化した。その後、波長４１０ｎｍのレーザー光源を
備えた評価装置を用いて評価した。線速８ｍ／ｓ、クロ
ック周波数９０．５ＭＨｚとした。記録パワー・消去パ
ワーをマトリクス的に変化させ、９Ｔ信号のＣＮＲが最
大となるパワーを求めた。最適記録パワー、最適消去パ
ワーはそれぞれ１１ｍＷ、５．５ｍＷであった。同パワ
ーにおけるＣＮＲは５４．８ｄＢとなった。次に、レー
ザーをディスク１回転分連続で照射し、キャリアの低下
を測定した。レーザーパワーを変化させ、低下量の最大
値をディスクの消去率と定義した。本実施例では、消去
率は−４２．２ｄＢと優れた値であった。This disk was set in an initialization apparatus to crystallize the entire surface. Thereafter, evaluation was performed using an evaluation apparatus equipped with a laser light source having a wavelength of 410 nm. The linear velocity was 8 m / s, and the clock frequency was 90.5 MHz. The recording power and the erasing power were varied in a matrix, and the power at which the CNR of the 9T signal was maximized was determined. The optimum recording power and the optimum erasing power were 11 mW and 5.5 mW, respectively. The CNR at the same power was 54.8 dB. Next, the laser was continuously irradiated for one rotation of the disk, and the decrease in carrier was measured. The laser power was varied, and the maximum value of the decrease was defined as the erasing rate of the disk. In this example, the erasing rate was an excellent value of -42.2 dB.

【００４８】記録層の結晶粒径を調べるため、まずディ
スク上で１回だけ記録した部分をＴＥＭ観察した。無作
為に５００ｎｍ×５００ｎｍの領域を選び、撮影した画
像から結晶粒の粒径を測定した結果、表１に示すように
最大が４６ｎｍであった。ＴＥＭ観察においては１０ｎ
ｍ以下の結晶粒が分離できなかったため、最小径は１０
ｎｍとした。平均粒径は３０ｎｍであった。平均粒径の
計算には１０ｎｍ未満の結晶粒を含めていないので、真
の値は表中の数字よりも小さい。さらにオーバーライト
１００回後の結晶部から５００ｎｍ角の領域を観察した
結果は最大径５７ｎｍ、最小径３７ｎｍ、平均４８ｎｍ
であった。In order to examine the crystal grain size of the recording layer, first, a portion recorded only once on the disk was observed by TEM. A region of 500 nm × 500 nm was randomly selected, and the grain size of the crystal grains was measured from the photographed image. As a result, the maximum was 46 nm as shown in Table 1. 10n in TEM observation
m could not be separated, the minimum diameter was 10
nm. The average particle size was 30 nm. Since the calculation of the average particle size does not include crystal grains smaller than 10 nm, the true value is smaller than the number in the table. Further, when a region of 500 nm square was observed from the crystal part after 100 times of overwriting, the maximum diameter was 57 nm, the minimum diameter was 37 nm, and the average was 48 nm.
Met.

【００４９】[0049]

【表１】 [Table 1]

【００５０】図６に１回記録後の全結晶粒の粒径分布を
ヒストグラムで示す。同図の棒グラフは、対応する横軸
目盛りに記した数字から、その右隣に記した値までの結
晶粒径範囲にあることを意味する。たとえば２０と記し
た棒は２０〜４０ｎｍの粒径範囲にある結晶粒の個数を
表す。本実施例の組成では［Ｇｅ］／［Ｓｂ］＝１．０
であるから、５５ｘ＋４５＝１００となる。最大粒径は
１回記録後で４６ｎｍ、１００回オーバーライト後でも
５７ｎｍであるから、Ｒ≧５５ｘ＋４５である粒子はな
く、面積比率、個数ともに本発明の要件を満たしてい
た。FIG. 6 is a histogram showing the particle size distribution of all the crystal grains after one recording. The bar graph in the same figure means that the crystal grain size is in the range from the number indicated on the corresponding horizontal scale to the value indicated on the right. For example, a bar indicated by 20 represents the number of crystal grains in a particle size range of 20 to 40 nm. In the composition of this embodiment, [Ge] / [Sb] = 1.0
Therefore, 55x + 45 = 100. Since the maximum particle size was 46 nm after recording once and 57 nm even after overwriting 100 times, there were no particles satisfying R ≧ 55 × + 45, and both the area ratio and the number satisfied the requirements of the present invention.

【００５１】次に、ディスクの耐久性を調べた。まず、
同一トラックに８ｍ／ｓの線速、最適記録パワーで９Ｔ
信号のオーバーライトを１０回行った後のＣＮＲを調べ
たところ５５．２ｄＢが得られた。次に恒温槽中で８０
℃−９５％ＲＨ環境下に１０００時間保持し、再度ＣＮ
Ｒを調べた。その結果は５５．４ｄＢであり実質的に変
化は認められなかった。熱特性を調べるため記録層の示
差熱分析を行った。前記の成膜プロセスにより１００ｎ
ｍの記録層を成膜した試料を分析に供した。その結果、
結晶化開始温度が１６５℃であり、活性化エネルギーが
２．２ｅＶであった。Next, the durability of the disk was examined. First,
9T at the same recording speed with 8m / s linear velocity and optimum recording power
When the CNR was checked after the signal was overwritten 10 times, 55.2 dB was obtained. Next, in a thermostat 80
C.-Maintain 1000 hours under 95% RH environment.
R was examined. The result was 55.4 dB, and substantially no change was observed. A differential thermal analysis of the recording layer was performed to examine thermal characteristics. 100n by the above film formation process
The sample on which the m recording layer was formed was subjected to analysis. as a result,
The crystallization start temperature was 165 ° C., and the activation energy was 2.2 eV.

【００５２】本実施例ではスパッタガスとしてＫｒ単体
を用いたが、Ｘｅでもよく、またＡｒにこれらの重希ガ
スを混合して用いても良い。ＫｒまたはＸｅを用いる目
的はスパッタ放出粒子のエネルギー制御であるから、そ
の混合比が少なすぎては意味がなく、真空容器中のＡｒ
またはＸｅの分圧が０．５Ｐａ以上であることが好まし
い。またこれらのガスに加えて微量の反応性ガス、たと
えば窒素を用いることも可能である。In the present embodiment, Kr alone is used as the sputtering gas, but Xe may be used, or these heavy rare gases may be mixed with Ar. Since the purpose of using Kr or Xe is to control the energy of sputtered particles, it is meaningless if the mixing ratio is too small, and Ar in the vacuum vessel is meaningless.
Alternatively, the partial pressure of Xe is preferably 0.5 Pa or more. In addition to these gases, a trace amount of a reactive gas such as nitrogen can be used.

【００５３】［実施例２］本発明の第２の実施例に係る
相変化光ディスクについて説明する。図４は本実施例の
記録膜の成膜に用いた成膜室の概略図である。図４で
は、スパッタ材料となるターゲット４１を取り巻いてア
ノード４２を配置するとともに、プラズマ励起用コイル
４３を設置している。ターゲット４１に対向して基板を
保持するサセプター４４を設置している。プラズマ励起
用コイルに高周波電力を印加すると、コイルに囲まれた
領域に電磁誘導により交番磁界が発生し、プラズマが励
起される。従って通常のスパッタ装置と異なり、プラズ
マ励起のためにターゲットに電力を印加する必要がな
い。ターゲットは接地電位にしてもプラズマ電位との電
位差によりスパッタリングが可能だが、適宜ＤＣまたは
ＲＦバイアスを加えることも好ましい。しかし過剰に与
えるとイオンエネルギー低減の効果が薄れるので、必要
最小限にとどめるべきである。[Embodiment 2] A phase change optical disk according to a second embodiment of the present invention will be described. FIG. 4 is a schematic view of a film forming chamber used for forming the recording film of the present embodiment. In FIG. 4, an anode 42 is arranged around a target 41 to be a sputtering material, and a plasma excitation coil 43 is provided. A susceptor 44 for holding a substrate is provided facing the target 41. When high-frequency power is applied to the plasma excitation coil, an alternating magnetic field is generated in a region surrounded by the coil by electromagnetic induction, and the plasma is excited. Therefore, unlike an ordinary sputtering apparatus, there is no need to apply power to the target for plasma excitation. Although the target can be sputtered by a potential difference from the plasma potential even if it is at the ground potential, it is also preferable to appropriately apply a DC or RF bias. However, when the amount is excessively increased, the effect of reducing the ion energy is weakened. Therefore, the amount should be kept to the minimum necessary.

【００５４】記録膜成膜条件は次のとおりである。ター
ゲット組成はＧｅ_0.225Ｓｂ_0.225Ｔｅ_0.532Ｂｉ_0.015と
し、スパッタガスはＡｒガスを用いた。ガス圧は２．０
Ｐａ、コイル印加電力は１３．５６ＭＨｚ、４００Ｗ、
ターゲットには−３５ＶのＤＣバイアスを印加した。記
録膜厚は２０ｎｍとした。この場合、成膜速度は３．５
ｎｍ／ｓとなり、成膜時間は５．７秒であった。The conditions for forming the recording film are as follows. The target composition was Ge _0.225 Sb _0.225 Te _0.532 Bi _0.015 , and the sputtering gas used was Ar gas. Gas pressure is 2.0
Pa, coil applied power is 13.56 MHz, 400 W,
A DC bias of -35 V was applied to the target. The recording film thickness was 20 nm. In this case, the deposition rate is 3.5
nm / s, and the film formation time was 5.7 seconds.

【００５５】本実施例のその他の膜には、図３のマグネ
トロンスパッタ装置、すなわちＲＦ電源に接続されたタ
ーゲットと、それを取り囲むステンレス製のアノードリ
ングを備え、対向して基板を保持するサセプターからな
る成膜室を用いた。それぞれの膜専用のスパッタ室は搬
送室を介して複数接続されたいわゆる枚葉式多室型成膜
装置であり、個々の膜をそれぞれ専用の成膜室で成膜す
る。記録膜以外の成膜手順および膜厚は実施例１と同一
にして、図１に示す光記録媒体を作製した。The other films of this embodiment include the magnetron sputtering apparatus shown in FIG. 3, that is, a target connected to an RF power source and a stainless steel anode ring surrounding the target. Was used. Each film-dedicated sputtering chamber is a so-called single-wafer, multi-chamber film-forming apparatus connected in plurality through a transfer chamber, and each film is formed in a dedicated film-forming chamber. The optical recording medium shown in FIG. 1 was manufactured by setting the film forming procedure and the film thickness other than the recording film to be the same as those in Example 1.

【００５６】実施例１と同一の手順により評価した結
果、本実施例のディスクの最適記録パワー、最適消去パ
ワーはそれぞれ１１ｍＷ、５．５ｍＷ、同パワーにおけ
るＣＮＲは５４．２ｄＢ、消去率は−４５．３ｄＢと優
れた値であった。As a result of evaluation by the same procedure as in Example 1, the optimum recording power and optimum erasing power of the disk of this example were 11 mW and 5.5 mW, respectively, the CNR at the same power was 54.2 dB, and the erasing rate was -45. It was an excellent value of 0.3 dB.

【００５７】１回記録部のマーク間結晶部の結晶粒径は
最大粒径が４２ｎｍ、最小は１０ｎｍ以下、平均は２９
ｎｍであった。１００回オーバーライト後は最大５２ｎ
ｍ、最小３２ｎｍ、平均４３ｎｍであった。本実施例で
は記録層の組成が［Ｇｅ］／［Ｓｂ］＝１．０であるか
ら、５５ｘ＋４５＝１００である。したがって、Ｒ≧５
５ｘ＋４５となる結晶粒はなく、面積比率および個数と
もに本発明の要件を満たしていた。The crystal grain size of the crystal portion between marks in the one-time recording portion has a maximum grain size of 42 nm, a minimum size of 10 nm or less, and an average of 29 nm.
nm. Up to 52n after 100 overwrites
m, minimum 32 nm, average 43 nm. In this embodiment, since the composition of the recording layer is [Ge] / [Sb] = 1.0, 55x + 45 = 100. Therefore, R ≧ 5
There were no crystal grains of 5x + 45, and both the area ratio and the number satisfied the requirements of the present invention.

【００５８】次に、ディスクの耐久性を調べた。まず、
同一トラックに８ｍ／ｓの線速、最適記録パワーで９Ｔ
信号のオーバーライトを１０回行った後のＣＮＲを調べ
たところ５４．０ｄＢが得られた。次に恒温槽中で８０
℃−９５％ＲＨ環境下に１０００時間保持し、再度ＣＮ
Ｒを調べた。その結果は５４．５ｄＢであり実質的に変
化は認められなかった。熱特性を調べるため記録層の示
差熱分析を行った。前記の成膜プロセスにより１００ｎ
ｍの記録層を成膜した試料を分析に供した。その結果、
結晶化開始温度が１６２℃であり、活性化エネルギーが
２．１ｅＶであった。Next, the durability of the disk was examined. First,
9T at the same recording speed with 8m / s linear velocity and optimum recording power
When CNR was checked after the signal was overwritten ten times, 54.0 dB was obtained. Next, in a thermostat 80
C.-Maintain 1000 hours under 95% RH environment.
R was examined. The result was 54.5 dB, and substantially no change was observed. A differential thermal analysis of the recording layer was performed to examine thermal characteristics. 100n by the above film formation process
The sample on which the m recording layer was formed was subjected to analysis. as a result,
The crystallization start temperature was 162 ° C., and the activation energy was 2.1 eV.

【００５９】なお、成膜方法として、たとえばＥＣＲス
パッタを用いてもよい。すなわち、ＥＣＲスパッタにお
いてはマイクロ波による無電極放電によってプラズマが
励起され、プラズマ中のイオンのエネルギーがターゲッ
トに印加されたバイアス電圧によって制御されるので、
プラズマ密度とスパッタ放出粒子のエネルギーを独立に
制御することが可能である。また、成膜方法として、イ
オンビームスパッタリングのように独立のイオン源を用
いる場合も、ターゲットのほかにプラズマ励起源を持つ
ことから、本発明に好適に適用できる。As a film forming method, for example, ECR sputtering may be used. That is, in ECR sputtering, plasma is excited by electrodeless discharge by microwaves, and the energy of ions in the plasma is controlled by the bias voltage applied to the target.
It is possible to independently control the plasma density and the energy of the sputtered particles. Further, when an independent ion source such as ion beam sputtering is used as a film forming method, the invention can be suitably applied to the present invention since it has a plasma excitation source in addition to the target.

【００６０】［実施例３］本発明の第３の実施例に係る
相変化光ディスクについて説明する。本実施例の記録膜
の成膜にはプラズマ励起用コイルを備えた図４の成膜室
を用いた。ターゲット組成はＡｇ_0.049Ｉｎ_0.049Ｓｂ
_0.59Ｔｅ_0.30Ｂｉ_0.015とし、スパッタガスはＡｒガス
を用いた。ガス圧は２．０Ｐａ、コイル印加電力は１
３．５６ＭＨｚ、４００Ｗ、ターゲットには−４０Ｖの
ＤＣバイアスを印加した。記録膜厚は２０ｎｍとした。[Embodiment 3] A phase change optical disc according to a third embodiment of the present invention will be described. The film formation chamber of FIG. 4 equipped with a coil for plasma excitation was used for forming the recording film of this example. The target composition is Ag _0.049 In _0.049 Sb
_0.59 Te _0.30 Bi _0.015 was used, and Ar gas was used as a sputtering gas. Gas pressure is 2.0 Pa, coil applied power is 1
A DC bias of 3.56 MHz, 400 W, and -40 V was applied to the target. The recording film thickness was 20 nm.

【００６１】その他の膜の成膜には、図３のマグネトロ
ンスパッタ装置、すなわちＲＦ電源に接続されたターゲ
ットと、それを取り囲むステンレス製のアノードリング
を備え、対向して基板を保持するサセプターからなる成
膜室を用いた。それぞれの膜専用のスパッタ室は搬送室
を介して複数接続されたいわゆる枚葉式多室型成膜装置
であり、個々の膜をそれぞれ専用の成膜室で成膜する。
記録膜以外の成膜手順および膜厚は実施例１と同一にし
て、図１に示す光記録媒体を作製した。The other films are formed by the magnetron sputtering apparatus shown in FIG. 3, that is, a target connected to an RF power source and a susceptor provided with a stainless steel anode ring surrounding the target and holding the substrate in opposition. A film forming chamber was used. Each film-dedicated sputtering chamber is a so-called single-wafer, multi-chamber film-forming apparatus connected in plurality through a transfer chamber, and each film is formed in a dedicated film-forming chamber.
The optical recording medium shown in FIG. 1 was manufactured by setting the film forming procedure and the film thickness other than the recording film to be the same as those in Example 1.

【００６２】このディスクを初期化装置にかけ、全面を
結晶化した。その後、波長４１０ｎｍのレーザー光源を
備えた評価装置を用いて評価した。線速４ｍ／ｓ、クロ
ック周波数４５．２５ＭＨｚとした。記録パワー・消去
パワーをマトリクス的に振って９Ｔ信号のＣＮＲが最大
となるパワーを求めた。本実施例のディスクにおいて、
最適記録パワー、最適消去パワーはそれぞれ１２．０ｍ
Ｗ、５．５ｍＷであった。同パワーにおけるＣＮＲは５
５．１ｄＢとなった。This disk was set in an initialization device to crystallize the entire surface. Thereafter, evaluation was performed using an evaluation apparatus equipped with a laser light source having a wavelength of 410 nm. The linear velocity was 4 m / s, and the clock frequency was 45.25 MHz. The power at which the CNR of the 9T signal was maximized was determined by varying the recording power and erasing power in a matrix. In the disc of the present embodiment,
The optimum recording power and the optimum erasing power are 12.0m each
W, 5.5 mW. CNR at the same power is 5
It became 5.1 dB.

【００６３】次に、レーザーをディスク１回転分連続で
照射し、キャリアの低下を測定した。レーザーパワーを
変化させ、低下量の最大値を本ディスクの消去率と定義
する。本実施例では、消去率は−５１．１ｄＢと優れた
値であった。Next, the laser was continuously irradiated for one rotation of the disk, and the decrease in carrier was measured. By changing the laser power, the maximum value of the decrease is defined as the erasing rate of the disc. In this example, the erasing rate was an excellent value of -51.1 dB.

【００６４】１回記録部および１００回オーバーライト
後のマーク間結晶部の結晶粒径は表１に示す通りであ
り、面積比率および個数ともに本発明の要件を満たして
いた。The crystal grain size of the crystal part between marks after one recording and after overwriting 100 times is as shown in Table 1, and both the area ratio and the number satisfied the requirements of the present invention.

【００６５】（比較例１）比較例１として、本発明によ
らずに作製した相変化光ディスクの特性を説明する。成
膜には前記した実施例１と同一の成膜装置を用いたが、
記録層成膜時のガスはＡｒとし、ガス圧にも特に考慮せ
ず１．０Ｐａとした。ターゲット印加電力はＲＦ（１
３．５６ＭＨｚ）１２５Ｗとした。記録層組成も同一の
Ｇｅ_0.225Ｓｂ_0.225Ｔｅ_0.532Ｂｉ_0.015とした。このと
きの成膜速度は実施例１と同一の１．４ｎｍ／ｓであ
り、成膜時間は１４．３秒であった。記録膜以外の成膜
条件はすべて実施例１と同一とした。Comparative Example 1 As Comparative Example 1, characteristics of a phase-change optical disk manufactured without using the present invention will be described. For the film formation, the same film formation apparatus as in Example 1 was used,
The gas used for forming the recording layer was Ar, and the pressure was set to 1.0 Pa without particularly considering the gas pressure. The target applied power is RF (1
(3.56 MHz) 125 W. The recording layer composition was also the same Ge _0.225 Sb _0.225 Te _0.532 Bi _0.015 . At this time, the film formation speed was 1.4 nm / s, the same as in Example 1, and the film formation time was 14.3 seconds. The film forming conditions other than the recording film were all the same as in Example 1.

【００６６】このディスクを実施例１と同条件で評価し
た。最適記録パワー、最適消去パワーはそれぞれ１１．
５ｍＷ、５．５ｍＷであった。同パワーにおける初回の
ＣＮＲは５４．３ｄＢと実施例と同等であったが、消去
率は−１２．５ｄＢと実施例１に比較して大幅に劣って
いた。オーバーライト１０回後のＣＮＲも４８．２ｄＢ
と大幅に低く、消え残りが悪影響を及ぼしていることが
明らかになった。This disk was evaluated under the same conditions as in Example 1. The optimum recording power and the optimum erasing power are 11.
It was 5 mW and 5.5 mW. At the same power, the initial CNR was 54.3 dB, which was equivalent to that of the example. However, the erasure rate was -12.5 dB, which was much lower than that of the example 1. The CNR after 10 times of overwriting is also 48.2dB
It is clear that the disappearance has had an adverse effect.

【００６７】ＴＥＭ観察による結晶粒径測定結果は、１
回記録後の最大径が１２２ｎｍ、最小径は８７ｎｍ、平
均が９９ｎｍとなった。１００回オーバーライト後はさ
らに増大し、最大径１４４ｎｍ、最小径８９ｎｍとなっ
た。The measurement result of the crystal grain size by TEM observation was 1
The maximum diameter after the second recording was 122 nm, the minimum diameter was 87 nm, and the average was 99 nm. After 100 times of overwriting, the diameter further increased to a maximum diameter of 144 nm and a minimum diameter of 89 nm.

【００６８】図７に１回記録後の全結晶粒の粒径分布を
ヒストグラムで示す。また、検出された粒子の個数は１
３個であった。表２に検出された全結晶粒のリストを示
す。FIG. 7 is a histogram showing the particle size distribution of all the crystal grains after one recording. The number of detected particles is 1
There were three. Table 2 shows a list of all the crystal grains detected.

【００６９】[0069]

【表２】 [Table 2]

【００７０】本実施例の組成では［Ｇｅ］／［Ｓｂ］＝
１．０であるから、５５ｘ＋４５＝１００となる。粒径
Ｒ≧１００ｎｍの粒子は表２中９個であり、これらの粒
子の占める面積は１１０１８８ｎｍ²であった。したが
って、観察部全体に占める面積比率は１１０１８８／２
５００００＝４４．１％であり、２０％を越えていた。
また、粒径Ｒ≧１００ｎｍの粒子の個数の割合は９／１
３＝６９％であった。このように、１００回オーバーラ
イト後の粒径はもちろん、１回のみ記録後の粒径も本発
明の要件を満たしていなかった。In the composition of this embodiment, [Ge] / [Sb] =
Since it is 1.0, 55x + 45 = 100. The number of particles having a particle diameter R ≧ 100 nm was 9 in Table 2, and the area occupied by these particles was 110188 nm ² . Therefore, the area ratio of the entire observation unit is 110188/2.
50000 = 44.1%, which exceeded 20%.
The ratio of the number of particles having a particle size R ≧ 100 nm is 9/1.
3 = 69%. Thus, not only the particle size after 100 overwrites but also the particle size after only one recording did not satisfy the requirements of the present invention.

【００７１】以上のように、比較例の記録媒体では結晶
粒径が粗大であるため、消去特性が劣ることが判明し
た。As described above, it was found that the erasing characteristics were inferior because the recording medium of the comparative example had a large crystal grain size.

【００７２】このほか、本発明の要件を満たさない記録
媒体の例としては、記録層成膜時のプロセスガスとして
ＫｒまたはＸｅを用いないか、ターゲット以外に付加的
なプラズマ発生用電極を用いない場合、またはＢｉ，Ｓ
ｎ，Ｐｂ，Ｉｎから選択された元素を含まない記録層を
用いる場合が挙げられ、いずれの場合も結晶粒微細化の
効果は本発明の実施例に比較して劣る。In addition, examples of a recording medium that does not satisfy the requirements of the present invention include not using Kr or Xe as a process gas at the time of forming a recording layer, or using no additional plasma generating electrode other than a target. Or Bi, S
There is a case where a recording layer containing no element selected from n, Pb, and In is used. In each case, the effect of crystal grain refinement is inferior to the embodiment of the present invention.

【００７３】以上、本発明の実施例を説明したが、本発
明は上述の実施態様に限定されるものではなく、本発明
の主旨の範囲で種々の変形が可能である。While the embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made within the scope of the present invention.

【００７４】例えば記録層のＧｅＳｂＴｅ，ＡｇＩｎＳ
ｂＴｅに、Ｂｉ，Ｓｎ，Ｐｂ，Ｉｎに加え、さらにＣ
ｏ，Ｐｔ，Ｐｄ，Ａｕ，Ａｇ，Ｉｒ，Ｎｂ，Ｔａ，Ｖ，
Ｗ，Ｔｉ，Ｃｒ，Ｚｒなどを微量添加してもよい。For example, GeSbTe, AgInS of the recording layer
bTe, Bi, Sn, Pb, In, and C
o, Pt, Pd, Au, Ag, Ir, Nb, Ta, V,
A small amount of W, Ti, Cr, Zr, etc. may be added.

【００７５】記録層の平均膜厚は５〜３０ｎｍの範囲で
あることが、記録感度を適正な範囲にするために望まし
い。片面に２層の記録層を持つリライタブル媒体の構成
がＴｅｃｈｎｉｃａｌ Ｄｉｇｅｓｔ，Ｉｎｔｅｒｎａ
ｔｉｏｎｎａｌ Ｓｙｍｐｏｓｉｕｍ ｏｎ Ｏｐｔｉ
ｃａｌ Ｍｅｍｏｒｙ（ＩＳＯＭ）’９８，ｐ．１４４
に開示されているが、この構成では光入射側に近い記録
層の透過率を高くとる必要がある。一般に記録膜膜厚が
薄いほど結晶化しにくいので、特に本発明が効果を発揮
する。The average thickness of the recording layer is preferably in the range of 5 to 30 nm in order to keep the recording sensitivity in an appropriate range. The construction of a rewritable medium having two recording layers on one side is described in Technical Digest, International.
Tionnal Symposium on Opti
cal Memory (ISOM) '98, p. 144
In this configuration, it is necessary to increase the transmittance of the recording layer near the light incident side. Generally, the thinner the recording film thickness, the more difficult it is to crystallize, so that the present invention is particularly effective.

【００７６】干渉層は記録層へ効率よく光を吸収させる
ために、消衰係数ｋが０．１以下であることが好まし
い。干渉層としてはＺｎＳのほか、ＺｎＯ，Ｔａ₂Ｏ₅，
ＳｉＯ ₂，ＳｉＯ，Ａｌ₂Ｏ₃，Ｙ₂Ｏ₃，ＺｒＯ₂，ＣａＦ
₂，ＭｇＦ₂，Ｓｉ₃Ｎ₄，ＡｌＮ及びこれらの複合物等も
用いることができる。The interference layer allows the recording layer to efficiently absorb light.
Therefore, it is preferable that the extinction coefficient k is 0.1 or less.
No. As the interference layer, in addition to ZnS, ZnO, Ta_TwoO_Five,
SiO _Two, SiO, Al_TwoO_Three, Y_TwoO_Three, ZrO_Two, CaF
_Two, MgF_Two, Si_ThreeN_Four, AlN and their composites
Can be used.

【００７７】反射層としては、例えばＡｌＴｉ，Ｔｉ
Ｎ，ＡｌＭｏ，ＡｌＣｒ，ＡｌＣｕ，Ａｇ，Ａｕ，Ｃ
ｕ，Ｐｔ，Ｐｄ，Ｉｒ等およびそれらに合金を用いるこ
ともできる。反射層の平均膜厚は３０〜３００ｎｍの範
囲であることが、反射率確保と冷却速度確保の観点から
好ましい。As the reflection layer, for example, AlTi, Ti
N, AlMo, AlCr, AlCu, Ag, Au, C
u, Pt, Pd, Ir, etc. and alloys thereof can also be used. The average thickness of the reflective layer is preferably in the range of 30 to 300 nm from the viewpoint of securing the reflectance and cooling rate.

【００７８】記録膜の上側または下側、またはその両側
に結晶化促進層、たとえばＧｅＮ，ＳｉＣ，ＳｉＮなど
の膜を設けてもよい。さらに、記録膜に関して基板側、
または反射膜側に光吸収性の層、たとえば半導体膜、ま
たは金属微粒子を誘電体中に分散させた層などを設けて
もよい。A crystallization promoting layer, for example, a film of GeN, SiC, SiN, etc., may be provided above or below the recording film or on both sides thereof. Furthermore, the substrate side with respect to the recording film,
Alternatively, a light-absorbing layer such as a semiconductor film or a layer in which fine metal particles are dispersed in a dielectric may be provided on the reflective film side.

【００７９】また以上の実施の形態では相変化光ディス
クを例に挙げて説明したが、本発明は相変化光ディスク
に限定されるものではなく、光記録カード、光記録テー
プ等の各種の光記録媒体に適用可能である。In the above embodiments, the phase change optical disk has been described as an example. However, the present invention is not limited to the phase change optical disk, and various optical recording media such as an optical recording card, an optical recording tape, etc. Applicable to

【００８０】[0080]

【発明の効果】以上詳述したように本発明によれば、消
去率が高く、短波長光源を用いるかまたは高線速の採用
によって転送速度を高めた記録システムに適合する好適
な記録媒体を提供できる。As described above in detail, according to the present invention, there is provided a suitable recording medium which is suitable for a recording system having a high erasing rate and using a short wavelength light source or employing a high linear velocity to increase the transfer speed. Can be provided.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図１】本発明に係る相変化光記録媒体の断面図。FIG. 1 is a cross-sectional view of a phase change optical recording medium according to the present invention.

【図２】本発明に係る相変化光記録媒体を構成するＧｅ
ＳｂＴｅ系記録層についてのＧｅ−Ｓｂ−Ｔｅ３元相
図。FIG. 2 shows Ge constituting the phase change optical recording medium according to the present invention.
Ge-Sb-Te ternary phase diagram for an SbTe-based recording layer.

【図３】本発明の実施例において用いられたマグネトロ
ンスパッタ装置の構成図。FIG. 3 is a configuration diagram of a magnetron sputtering apparatus used in an embodiment of the present invention.

【図４】本発明の実施例において用いられた他のマグネ
トロンスパッタ装置の構成図。FIG. 4 is a configuration diagram of another magnetron sputtering apparatus used in the embodiment of the present invention.

【図５】本発明に係る相変化記録層について［Ｇｅ］／
［Ｓｂ］の組成比と結晶粒径との関係を示す図。FIG. 5 shows the phase change recording layer according to the present invention [Ge] /
The figure which shows the relationship between the composition ratio of [Sb] and a crystal grain size.

【図６】実施例１の相変化光記録媒体について結晶粒の
粒径分布を示すヒストグラム図。FIG. 6 is a histogram showing the grain size distribution of crystal grains for the phase change optical recording medium of Example 1.

【図７】比較例１の相変化光記録媒体について結晶粒の
粒径分布を示すヒストグラム図。FIG. 7 is a histogram showing the grain size distribution of crystal grains for the phase change optical recording medium of Comparative Example 1.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

１…基板 ２…第１干渉層 ３…相変化記録層 ４…第２干渉層 ５…反射層 ３１…ターゲット ３２…アノードリング ３３…サセプター ４１…ターゲット ４２…アノード ４３…プラズマ励起用コイル ４４…サセプター DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Substrate 2 ... 1st interference layer 3 ... Phase change recording layer 4 ... 2nd interference layer 5 ... Reflection layer 31 ... Target 32 ... Anode ring 33 ... Susceptor 41 ... Target 42 ... Anode 43 ... Plasma excitation coil 44 ... Susceptor

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 柚須 圭一郎 神奈川県川崎市幸区小向東芝町１番地 株 式会社東芝研究開発センター内 (72)発明者 市原 勝太郎 神奈川県川崎市幸区小向東芝町１番地 株 式会社東芝研究開発センター内 Ｆターム(参考） 2H111 EA12 EA23 EA32 EA39 FA01 FB05 FB06 FB07 FB09 FB10 FB12 FB17 FB21 FB30 5D029 JA01 JB50  ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (72) Inventor Keiichiro Yuzu 1st Toshiba Research and Development Center, Komukai Toshiba-cho, Kawasaki-shi, Kanagawa Prefecture (72) Inventor Katsutaro Ichihara Toshiba Komukai, Sai-ku, Kawasaki-shi, Kanagawa No. 1 town Toshiba R & D Center F-term (reference) 2H111 EA12 EA23 EA32 EA39 FA01 FB05 FB06 FB07 FB09 FB10 FB12 FB17 FB21 FB30 5D029 JA01 JB50

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項１】 光照射により結晶状態と非晶質状態との
間を可逆的に変化する相変化記録層を備えた光記録媒体
であって、前記相変化記録層がＧｅ，Ｓｂ，Ｔｅを主成
分とし、さらにＢｉ，Ｉｎ，Ｓｎ，Ｐｂから選択された
少なくとも一種の元素を含み、前記相変化記録層中の
［Ｇｅ］／［Ｓｂ］原子組成比をｘ、前記相変化記録層
に結晶状態が形成された後の結晶粒径をＲ（ｎｍ）とお
く時、Ｒ≧（５５ｘ＋４５）を満たす粒子の面積の合計
が前記結晶部全体の面積の２０％未満であることを特徴
とする相変化光記録媒体。1. An optical recording medium comprising a phase-change recording layer that reversibly changes between a crystalline state and an amorphous state by light irradiation, wherein the phase-change recording layer contains Ge, Sb, and Te. The phase change recording layer contains at least one element selected from the group consisting of Bi, In, Sn, and Pb, the atomic composition ratio of [Ge] / [Sb] in the phase change recording layer is x, and the phase change recording layer has When the crystal grain size after the state is formed is R (nm), the total area of the particles satisfying R ≧ (55 × + 45) is less than 20% of the area of the entire crystal part. Change optical recording medium. 【請求項２】 Ｒ≧（５５ｘ＋４５）を満たす粒子の個
数が前記結晶部の結晶粒個数の合計の２０％未満である
ことを特徴とする請求項１記載の相変化光記録媒体。2. The phase change optical recording medium according to claim 1, wherein the number of particles satisfying R ≧ (55x + 45) is less than 20% of the total number of crystal grains in the crystal part. 【請求項３】 前記結晶部の結晶粒径の平均がＲ≦（５
５ｘ＋４５）を満たすことを特徴とする請求項１記載の
相変化光記録媒体。3. An average crystal grain size of the crystal part is R ≦ (5
5. The phase-change optical recording medium according to claim 1, wherein 5x + 45 is satisfied. 【請求項４】 光照射により結晶状態と非晶質状態との
間を可逆的に変化する相変化記録層を備えた光記録媒体
であって、前記相変化記録層がＡｇ，Ｉｎ，Ｓｂ，Ｔｅ
を主成分とし、さらにＢｉ，Ｓｎ，Ｐｂから選択された
少なくとも一種の元素を含み、前記相変化記録層に結晶
状態が形成された後の結晶粒径をＲ（ｎｍ）とおく時、
Ｒ≧１００を満たす粒子の面積の合計が前記結晶部全体
の面積の２０％未満であることを特徴とする相変化光記
録媒体。4. An optical recording medium comprising a phase change recording layer that reversibly changes between a crystalline state and an amorphous state by light irradiation, wherein the phase change recording layer is made of Ag, In, Sb, Te
When the crystal grain size after the crystal state is formed in the phase change recording layer is defined as R (nm), and the crystal grain size includes at least one element selected from Bi, Sn, and Pb,
A phase change optical recording medium, wherein the total area of particles satisfying R ≧ 100 is less than 20% of the area of the entire crystal part. 【請求項５】 Ｒ≧１００を満たす粒子の個数が前記結
晶部の結晶粒個数の合計の２０％未満であることを特徴
とする請求項４記載の相変化光記録媒体。5. The phase-change optical recording medium according to claim 4, wherein the number of particles satisfying R ≧ 100 is less than 20% of the total number of crystal grains in the crystal part. 【請求項６】 前記結晶部の結晶粒径の平均がＲ≦１０
０を満たすことを特徴とする請求項４記載の相変化光記
録媒体。6. An average crystal grain size of the crystal part is R ≦ 10.
5. The phase change optical recording medium according to claim 4, wherein 0 is satisfied.