JP4124535B2 - 光学情報記録媒体およびその記録再生方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、レーザー光線の照射等の光学的な手段を用い、高密度、高速度での情報の記録再生、書き換えが可能な相変化形の光学記録情報媒体、及びその記録再生方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
情報を大容量に記録でき、高速での再生及び書き換えが可能な媒体として、光磁気記録媒体や相変化形記録媒体等が知られている。これらの可搬性に優れた大容量記録媒体は、高度情報化社会において今後ますます需要が増し、アプリケーションの高機能化や、扱う映像情報の高性能化等に伴い、さらなる高容量化、高速度化が望まれている。
【０００３】
これらの光記録媒体は、レーザー光を局所的に照射することにより生じる記録材料の光学特性の違いを記録として利用したものである。例えば光磁気記録媒体では、磁化状態の違いにより生じる反射光偏光面の回転角の違いを記録として利用している。相変化形記録媒体は、特定波長の光に対する反射光量が、結晶状態と非晶質状態とで異なることを記録として利用しているものであり、レーザーの出力パワーを変調させることにより記録の消去と上書きの記録を同時に行うことができるため、高速で情報信号の書き換えが可能であるという利点がある。
【０００４】
従来の光学情報記録媒体の代表的な層構成例を図１０に示す。基板１０１には例えばポリカーボネート、ポリメチルメタクリレート（以下ＰＭＭＡ）等の樹脂またはガラス等が用いられ、レーザー光線を導くための案内溝が施されている。保護層１０２，１０４については後述する。記録層１０３は光学特性の異なる状態を有し、この状態間を可逆的に変化し得る物質からなる。書き換え型の相変化形光記録材料の場合、記録層１０３の材料としては、ＴｅもしくはＳｅを含むいわゆるカルコゲナイド系材料またはＳｂを含む材料、例えばＴｅ−Ｓｂ−Ｇｅ、Ｔｅ−Ｓｎ−Ｇｅ、Ｔｅ−Ｓｂ−Ｇｅ−Ｓｅ、Ｔｅ−Ｓｎ−Ｇｅ−Ａｕ、Ａｇ−Ｉｎ−Ｓｂ−Ｔｅ、Ｉｎ−Ｓｂ−Ｓｅ、Ｉｎ−Ｔｅ−Ｓｅ等を主成分とする材料を用いることができる。反射層１０５は、例えばＡｕ、Ａｌ、Ｃｒ等の金属、又はこれら金属の合金よりなり、放熱効果や記録薄膜の効果的な光吸収を目的として設けられるが、必須の層ではない。また、図中では省略したが、光学情報記録媒体の酸化、腐食やほこり等の付着の防止を目的として、反射層１０５の上にオーバーコート層を設けた構成、或いは紫外線硬化樹脂を接着剤として用い、ダミー基板を貼り合わせた構成を採用してもよい。
【０００５】
また、例えば図１１に示すように、基板１０１と記録層１０３との間の保護層を、保護層１０２と保護層１０６とに２層化した記録媒体も提案されている。例えば特開平５−２１７２１１号公報では、Ａｇを含有する記録層の保護層として、記録層に接する第１の保護層にＳｉＮもしくはＡｌＮの窒化物、またはＳｉＣの炭化物を設け、その外側の第２の保護層にＺｎＳまたはＺｎＳを含有する複合化合物を設けた構成が開示されている。第１の保護層は、第２の保護層の構成原子のＳと記録層の構成原子のＡｇとの反応を抑制するために形成されている。別の例として例えば特開平６−１９５７４７号公報では、図１１に示すように記録層１０３と基板１０１との間の保護層を２層化し、記録層１０３に接する第１の保護層１０６をＳｉ3Ｎ4、基板１０１と接する第２の保護層１０２にＺｎＳ−ＳｉＯ2を適用する構成が開示されている。
【０００６】
保護層１０２、１０４、１０６は記録層１０３の材料の酸化、蒸発や変形を防止するといった記録層１０３の保護機能を担う。また、保護層１０２、１０４、１０６の膜厚を調節することによって、光学情報記録媒体の吸収率や、記録部と消去部の間の反射率差を調節でき、媒体の光学特性の調節機能も担っている。保護層１０２、１０４、１０６を構成する材料の条件としては、上記目的を満たすばかりでなく、記録材料や基板１０１との接着性が良いこと、保護層１０２、１０４、１０６自身がクラックを生じない耐候性の良い膜であることが要求される。また、これらの保護層１０２、１０４、１０６が記録層１０３に接して用いられる場合は、記録材料の光学的変化を損なわない材料でなければならない。保護層１０２、１０４、１０６の材料としては、ＺｎＳ等の硫化物、ＳｉＯ2、Ｔａ2Ｏ5、Ａｌ2Ｏ3等の酸化物、ＧｅＮ、Ｓｉ3Ｎ4、Ａｌ3Ｎ4等の窒化物、ＧｅＯＮ、ＳｉＯＮ、ＡｌＯＮ等の窒酸化物、その他炭化物、弗化物等の誘電体、或いはこれらの適当な組み合わせが提案されている。
【０００７】
従来より、記録の書き換えを行った場合、書き換え後のマーク位置が微妙にずれ、いわゆるオーバーライト歪み（記録マークの歪み）が生じるという現象が知られていた。この歪みが生じる原因は、書き換え前の状態がアモルファスであるか、結晶であるかによって、レーザー照射時の温度上昇の様子が異なり、書き換え後のマークが所定の長さよりずれることにある。これを解決するために、アモルファス部の吸収率をＡａ、結晶部の吸収率をＡｃとしたとき、Ａｃ／Ａａを１より大きいある一定の範囲に保つという、いわゆる吸収補正が可能な構成をとると、マーク部分での温度上昇が均一となり、書き換えのマーク歪みが生じ難くなる。
【０００８】
例えば、特開平７−７８３５４号公報には、基板上に順に金属層、保護層、記録層、反射層を有し、記録後の反射率を記録前の反射率より大きくする提案がなされている。
【０００９】
また、特開平７−１０５５７４号公報には、基板上にＴｉからなる光吸収層を設けた構成で、記録層での結晶状態の光吸収率を、非晶質状態での吸収率よりも大きくし、記録マークの位置ずれを生じ難くする提案が開示されている。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
特に高速で記録の書き換えを行うと、上述のオーバーライト歪みが生じ易くなってしまう。しかし、これを解決するために、単に、Ａｃ／Ａａ＞１としたのでは、消去率が十分に得られないという課題がある。その一方、消去率を上げるために結晶化速度が速い記録層組成を用いると、記録信号の十分な信頼性を得ることが困難であった。
【００１１】
そこで、本発明は、上記課題を解決し、オーバーライト歪みを抑制しながら、かつ速い結晶化速度を得るべく高速で情報を記録できる光学情報記録媒体とその記録再生方法を提供することを目的とする。また、結晶化速度が速い場合であっても、記録信号の信頼性が高い光学情報記録媒体とその記録再生方法を提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明の光学情報記録媒体は、結晶状態とアモルファス状態との間を可逆的に変化する記録層を含み、前記記録層に所定波長のレーザ光を入射することにより、前記記録層を前記結晶状態および前記アモルファス状態から選ばれるいずれか一方から他方へと変化させる光学情報記録媒体であって、前記記録層が前記結晶状態であるときの前記記録層における前記レーザ光の吸収率Ａｃが、前記記録層が前記アモルファス状態であるときの前記記録層における前記レーザ光の吸収率Ａａよりも大きく、前記記録層の両側に接して、前記記録層の前記アモルファス状態から前記結晶状態への変化を促進する結晶化促進層が設けられており、前記光学上方記録媒体は、いずれかの層に光吸収補正層をさらに含み、前記レーザ光の前記所定波長における前記光吸収補正層の屈折率が２よりも小さく、前記レーザ光の前記所定波長における前記光吸収補正層の吸収係数が２よりも大きいことを特徴とする。
【００１３】
これにより、高速条件下での記録の書き換えにおいても高い消去率が得られる媒体を提供することができる。
【００１４】
また、上記目的を達成するため、本発明の光学情報の記録再生方法は、結晶状態とアモルファス状態との間を可逆的に変化する記録層を含み、前記記録層に所定波長のレーザ光を入射させることにより、前記記録層が前記結晶状態および前記アモルファス状態から選ばれるいずれか一方から他方へと変化し、
前記記録層が前記結晶状態であるときの前記レーザ光の前記記録層における吸収率Ａｃが、前記記録層が前記アモルファス状態であるときの前記レーザ光の前記記録層における吸収率Ａａよりも大きく、
前記記録層の両側に接して結晶化促進層を設けた光学情報記録媒体を用いた光学情報の記録再生方法であって、
光学系により微小スポットに絞り込んだレーザー光の照射により前記記録層のうちの局所的な一部分が結晶状態からアモルファス状態へと可逆的に変化し得るアモルファス状態生成パワーレベルをＰ1、前記レーザー光の照射により前記記録層の局所的な一部がアモルファス状態から結晶状態へと可逆的に変化し得る結晶状態生成パワーレベルをＰ2、前記Ｐ1および前記Ｐ2のいずれのパワーレベルよりも低く、前記レーザー光の照射によって前記記録層の光学的状態が影響を受けず、かつその照射によって光学情報の再生のために十分な反射が得られる再生パワーレベルをＰ3としたとき、
前記レーザー光のパワーレベルを前記Ｐ1と前記Ｐ2との間で変調させることにより光学情報の記録、消去または上書きを行い、前記Ｐ3のパワーレベルの前記レーザー光を照射することにより光学情報の再生を行うことを特徴とする。
【００１５】
これにより、オーバーライト歪みを抑制しながら、情報信号の高速度での記録、再生が可能となる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
本発明に関する光学情報記録媒体の層構成の一例を図１〜図３に示す。図１に示す光学情報記録媒体は、基板１上に、光吸収補正層９、保護層２、第１の結晶化促進層７、記録層３、第２の結晶化促進層８、反射層５がこの順に積層された構成を有する。また、図２に示す光学情報記録媒体は、基板１上に、保護層２、第１の結晶化促進層７、記録層３、第２の結晶化促進層８、光吸収補正層９がこの順に積層された構成を有する。また、図３に示す光学情報記録媒体は、基板１上に、保護層２、第１の結晶化促進層７、記録層３、第２の結晶化促進層８、光吸収補正層９、反射層５がこの順に積層された構成を有する。
【００１７】
但し、本発明は上記構成に限定されるものではない。例えば、図１において、基板１と光吸収補正層９との間に層を設ける構成、第２の結晶化促進層８と反射層５との間に別の層を設ける構成、保護層２をすべて第１の結晶化促進層７で置き換えた構成、反射層のない構成等種々の構成に適用することが可能である。図２および図３においても種々の構成を適用できる。例えば、図２または図３において、第２の結晶化促進層８と光吸収補正層９との間に第２の保護層を設けてもよい。
【００１８】
基板１の材料には、ポリカーボネート、ＰＭＭＡ等の樹脂、またはガラス等が用いられ、レーザー光線を導くための案内溝が施されていることが好ましい。
【００１９】
保護層２は、記録層３での効果的な光吸収を可能にする光学特性の調節を主な目的として設けられる。保護層２の材料としては、ＺｎＳ等の硫化物、ＳｉＯ2、Ｔａ2Ｏ5、Ａｌ2Ｏ3等の酸化物、ＧｅＮ（但し、価数は任意）、Ｓｉ3Ｎ4、Ａｌ3Ｎ4等の窒化物、ＧｅＯＮ、ＳｉＯＮ、ＡｌＯＮ（但し、価数は任意）等の窒酸化物、その他炭化物、フッ化物等の記録再生消去に適用するレーザー光を透過するいわゆる誘電体、或いはこれらの適当な組み合わせ（例えばＺｎＳ−ＳｉＯ2等）など、上記目的が達成可能な材料を用いる。
【００２０】
第１および第２の結晶化促進層７、８は、記録層３の酸化、腐食、変形等の防止といった記録層保護の役割を担うとともに、以下に述べるように、記録層３に接して設けられるがゆえの、重要な２つの役割を担っている。
【００２１】
１つ目は、記録層３と保護層２との間の原子拡散または原子移動、特に保護層２中に硫黄または硫化物が含まれる場合、これらの成分が記録層３へと拡散または移動することを防止するという役割である。この保護層２及び／又は記録層３の構成原子が他方の層へ原子拡散または原子移動（以下、「原子拡散」と称する）を防止することにより、媒体の繰り返し特性は飛躍的に向上する。原子拡散の防止という点からいえば、結晶化促進層７、８を設ける位置は、記録層３のいずれか一方であっても両側であってもよいが、より効果的に防止するためには、両側に設けることが好ましい。原子拡散の防止については、記録層３界面での熱の負荷が大きくかかる側、すなわち、記録または消去時における記録層３界面での温度上昇が高い方（多くの場合、これはレーザー光入射側となる）の界面に設けた場合（すなわち、第１の結晶化促進層７）、非常に顕著にその効果が現れる。なお、結晶化促進層７、８中に含有される成分が、情報の繰り返し記録に伴い記録層３に拡散または移動する場合もありうる。このような観点からは、記録層３の光学変化を妨げにくい材料（例えば、Ｇｅ、Ｃｒ、Ｓｉ、Ａｌ）を結晶化促進層７、８の構成材料として用いることが好ましい。
【００２２】
結晶化促進層７、８の２つ目の重要な役割は、記録層３に接して設けた場合、記録マーク（アモルファス部分）の熱的安定性を損なわずに、記録材料の結晶化を促進する効果を発揮することである。これにより、さらなる高速消去が可能となる。この効果は特に、記録層３の温度上昇の低い側の界面、すなわち、多くの場合でレーザー入射側と反対側の記録層３界面に設けた場合（すなわち、第２の結晶化促進層８）に顕著となる場合が多い。
【００２３】
図４に示したように、記録の書き換えを行う場合、書き換え前後での記録マーク（アモルファス部分）が重なっていると、記録層では、アモルファス状態から結晶状態への移行（領域２１）、結晶状態からアモルファス状態への移行（領域２３）のみならず、アモルファス状態からアモルファス状態への移行（領域２２）が生じる。
【００２４】
このとき、オーバーライト歪みは、主として、領域２１と領域２２との境界２４で生じる。この理由を以下に述べる。領域２２では書き換えの前後がともにアモルファス状態であるため、結晶状態からアモルファス状態へと相変化する領域２３に比べて、結晶が溶融するための潜熱を必要としない。このため、書き換えの際に、領域２２と領域２３とに同量の熱量が与えられた場合は、領域２２で余分な熱量が生じる。この余剰熱量は領域２１をアモルファス化してしまい、このため、境界２４が領域２１の方向へとずれることになる。
【００２５】
ここで、Ａｃ／Ａａ＞１とすると、書き換え前の領域２２での光吸収が、領域２３でのそれよりも少なくなるため、境界２４の位置のずれを少なくすることができる。しかし、Ａａが相対的に小さくなるため、領域２１が結晶化するための十分な光吸収ができず、結晶化が困難になってしまう。このため、境界２４の位置のずれは生じにくくなるものの、領域２１の結晶化が不十分となることにより、オーバーライト後で高い消去率を得ることが困難であった。
【００２６】
上記課題を解決するための案として、少ない光吸収でも結晶化が可能である、結晶化速度の速い記録層組成を用いることが考えられる。この場合は、領域２１が結晶化し易くなり、より高い消去率が得られるようになる。しかし、結晶化を速めている分、アモルファスの熱的安定性が損なわれるため、記録マークが長時間の保存に耐えることが困難になるという新たな課題が生じてしまう。
【００２７】
そこで、本発明では、結晶化促進層を設けることにより、少ない光吸収でも十分にアモルファス状態から結晶状態へと変化しうるようにした。したがって、結晶化速度が比較的遅い記録層組成を用いてアモルファス部分の熱的安定性を十分に得た場合でも、結晶化を速くすることが可能となり、高い消去率を得ることができる。
【００２８】
また、高速での良好な書き換え特性と、良好な繰り返し特性との両方を兼ね備えるため、本発明では、結晶化促進層を記録層３の両側に設けることとした。
【００２９】
結晶化促進層７、８に適用する材料は、上記の２つの役割を果たす材料であればよいが、窒化物、窒酸化物、酸化物または炭化物のいずれかを主成分とする材料であれば好ましい。例えば、窒化物としては、ＧｅＮ、ＣｒＮ、ＳｉＮ、ＡｌＮ、ＮｂＮ、ＭｏＮ、ＦｅＮ、ＴｉＮ、ＺｒＮ（但し、価数は任意。以下同じ）等、窒酸化物としては、ＧｅＯＮ、ＣｒＯＮ、ＳｉＯＮ、ＡｌＯＮ、ＮｂＯＮ、ＭｏＯＮ（但し、価数は任意。以下同じ）等、酸化物としては、ＳｉＯ2、Ｔａ2Ｏ5、Ａｌ2Ｏ3等、炭化物としてはＣｒＣ、ＳｉＣ、ＡｌＣ、ＴｉＣ、ＴａＣ、ＺｒＣ（但し、価数は任意。以下同じ）等を用いることができ、或いは、これらの適当な混合物としてもよい。いずれにせよ、結晶化促進層７、８の材料としては、記録層３と保護層２との構成原子の原子拡散を起こしにくい材料であるか、または仮に記録層３に拡散した場合でも記録層３の光学変化を妨げにくい材料であり、記録層３と接して設けた場合に、記録層３の結晶化を促進する材料が好ましい。
【００３０】
結晶化促進層７、８を構成する材料として、ＧｅおよびＮを含む材料、具体的には例えば、ＧｅＮ、ＧｅＯＮ、ＧｅＸＮ、ＧｅＸＯＮ（但し、ＸはＣｒ、Ｍｏ、Ｍｎ、Ｎｉ、ＣｏおよびＬａから選ばれる少なくとも１つの元素を含む材料）のうちの少なくとも１つを主成分とする材料を用いた場合に、特に優れた繰り返し特性及び耐候性を得ることができる。ただし、結晶化促進の効果は、ＧｅＮ、ＧｅＯＮ、ＧｅＸＮ、ＧｅＸＯＮのいずれを用いてもほぼ同様に得られる。なお、物質ＸはＧｅＮ膜またはＧｅＯＮ膜の耐候性向上を主な目的として添加される物質である。上記６元素を含む材料の他にもＹ、Ｆｅ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｐｄ、Ａｇ、Ｃｄ、Ｈｆ、Ｗを含む材料としてもよいが、上記の６元素（Ｃｒ、Ｍｏ、Ｍｎ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｌａ）のうちの少なくとも１元素を含む場合、より効果的に耐候性が向上する。
【００３１】
また、結晶化促進層７、８を構成する材料としては、ＺｎＳ−ＳｉＯ2を主成分とする材料を用いてもよい。特に、結晶化促進層７、８中でのＺｎ含有量のＳ含有量に対する比（（Ｚｎ含有量）／（Ｓ含有量））が１より大きい材料（以下、Ｚｎリッチと称す）、或いは、Ｏ含有量のＳｉ含有量に対する比（（Ｏ含有量）／（Ｓｉ含有量））が２より大きい材料（以下、Ｏリッチと称す）を用いることが好ましい。Ｚｎリッチ組成またはＯリッチ組成を有するＺｎＳ−ＳｉＯ2層は、記録層３と接して設けられた場合に、記録層３の結晶化促進の効果があり、しかも保護層２と記録層３との原子拡散を抑制する効果を有するため、結晶化促進層７、８として適している。
【００３２】
結晶化促進層７、８の膜厚は、原子拡散防止効果を確実にするために、その膜厚の下限は１ｎｍ以上（さらに５ｎｍ以上）であることが好ましい。また、結晶化促進層７、８は記録再生消去に必要なレーザービームが記録層３に透過すればよく、従ってその膜厚の上限は特に限定されるものではない。
【００３３】
次に、記録層３の材料としては、光学特性が可逆的に変化する材料を用いる。相変化形記録媒体の場合、Ｓｂ系またはＴｅ、Ｓｅを主成分とするカルコゲナイド系材料を用いることが好ましい。例えばＴｅ−Ｓｂ−Ｇｅ、Ｔｅ−Ｓｎ−Ｇｅ、Ｔｅ−Ｓｂ−Ｇｅ−Ｓｅ、Ｔｅ−Ｓｎ−Ｇｅ−Ａｕ、Ａｇ−Ｉｎ−Ｓｂ−Ｔｅ、Ｉｎ−Ｓｂ−Ｓｅ、Ｉｎ−Ｔｅ−Ｓｅ等を主成分とする材料が挙げられる。
【００３４】
或いは、高密度化を図る場合、記録層組成をＧｅ−Ｓｂ−Ｔｅ３元組成図（図５）において、ＧｅＴｅ−Ｓｂ2Ｔｅ3ライン上の組成（或いはライン上の組成にＳｂを適量添加した組成）のうちＧｅＴｅに近い側の組成を用いることが好ましい。従来、このような組成を用いると、記録の繰り返し特性が悪化するという新たな問題が生じていたが、結晶化促進層７、８を設けることで、上述の通りこれが回避され、比較的ＧｅＴｅ側の組成を用いても、書き換え記録の高速化と良好な繰り返し特性との両立が可能となる。
【００３５】
また、記録層の組成としては、（（ＧｅＴｅ）1-x（Ｓｂ2Ｔｅ3）x）1-yＳｂy（ただし、１／１３≦ｘ≦１／３、０≦ｙ≦２／３）により示される組成が好ましい。この組成は、具体的には、図５に示す点Ａ（Ｇｅ41.4Ｓｂ6.9Ｔｅ51.7）、点Ｂ（Ｇｅ22.2Ｓｂ22.2Ｔｅ55.6）、点Ｃ（Ｇｅ18.2Ｓｂ36.4Ｔｅ45.5）、点Ｄ（Ｇｅ38.7Ｓｂ12.9Ｔｅ48.4）で囲まれる範囲である。この範囲の組成を有する記録層は、従来の構成では、必ずしも高線速での使用が可能ではなかったが、本発明により、高線速での使用が可能になった範囲でもある。
【００３６】
記録層３中にはＡｒ、Ｋｒ等のスパッタガス成分やＨ、Ｃ、Ｈ2Ｏ等が不純物として含まれることがあり、また、種々の目的のために記録層３の主成分Ｇｅ−Ｓｂ−Ｔｅ材料に他の物質を微量（例えば約１０ａｔ％以下）添加する場合もあり得るが、これらの構成を本発明で排除するものではない。
【００３７】
記録層３の膜厚は１ｎｍ以上２５ｎｍ以下であることが好ましい。これは膜厚が１ｎｍ未満の場合には記録材料が層状になりにくいためであり、２５ｎｍを超える場合には記録層面内での熱拡散が大きくなるため、高密度で記録を行った際に隣接消去が生じ易くなるためである。
【００３８】
反射層５は、Ａｕ、Ａｇ、Ｃｕ、Ａｌ、Ｃｒ、Ｎｉ等の金属、或いは適宜選択された金属の合金より形成する。
【００３９】
光吸収補正層９は、媒体でのアモルファス部の吸収率をＡａ、結晶部の吸収率をＡｃとしたとき、Ａｃ／Ａａを１より大きいある一定の範囲に保つという、いわゆる吸収補正を可能にするために設けられる層である。
【００４０】
光吸収補正層９を形成することにより、Ａｃ／Ａａ≦１である媒体においても、Ａｃ／Ａａ＞１とすることができる。光吸収補正層９の具体的な構成については後述する。
【００４１】
Ａｃ／Ａａ＞１を実現する方法としてはいくつか挙げられる。まず、アモルファス状態の反射率Ｒａが結晶状態の反射率Ｒｃより高い構成とする方法が挙げられる。この場合、例えばアモルファス状態と結晶状態との間の反射率差｜Ｒａ−Ｒｃ｜を大きくとった場合でも、Ａｃ／Ａａの値を大きくすることができる。このため、Ａｃ／Ａａ値を大きい値とすることができる。すなわち、より高速の条件下での書き換えを行う場合でも、マーク歪みを抑制することが可能となる。
【００４２】
また、アモルファス状態での反射率が結晶状態の反射率より低い場合でもＡｃ／Ａａ＞１を実現することができる。このような方法としては、媒体に透過を生じさせ、記録層がアモルファス状態であるときの媒体の透過率をＴａ、結晶状態での媒体の透過率をＴｃとしたとき、０＜Ｔｃ＜Ｔａとする方法が挙げられる。
【００４３】
また、別の方法として、記録層がアモルファス状態であるときの記録層以外の層における吸収率をＡ’ａ、記録層が結晶状態であるときの記録層以外の層におけるを吸収率Ａ’ｃとしたとき、０＜Ａ’ｃ＜Ａ’ａとする方法が挙げられる。具体的には、媒体中に吸収を生じる層を設け、この層での光吸収が、記録層がアモルファス状態であるときＡａ2、結晶状態であるときＡｃ2としたとき、０＜Ａｃ2＜Ａａ2を満たす構成とすることが挙げられる。
【００４４】
Ｒｃ＜Ｒａの反射率構成を持つ媒体は、既述のようにＡｃ／Ａａ＞１となる構成を設計しやすいという大きな利点がある。しかし、アモルファス部と結晶部の反射率の和が、Ｒｃ＞Ｒａの反射率構成を有する媒体に比べて概して大きくなるため、信号再生時のノイズが増加しやすいという不利な点もある。一方、Ｒｃ＞Ｒａの反射率構成の場合、このような欠点は生じにくいが、反射率差｜Ｒｃ−Ｒａ｜を大きくしたい場合には比較的不利である。
【００４５】
上記で述べた３つの構成、すなわち「Ｒａ＞Ｒｃの構成」、「Ｒａ＜Ｒｃかつ０＜Ｔｃ＜Ｔａの構成」、「Ｒａ＜Ｒｃかつ０＜Ａｃ2＜Ａａ2の構成」の例をそれぞれ図１、図２、図３に示す。
【００４６】
図１の構成における光吸収補正層９は、Ｒａ＞Ｒｃを容易に可能とする役割をもっている。このときの光吸収補正層は、ある程度のレーザー光を反射、或いは吸収するが、残りは透過させなければならない。
【００４７】
Ｒａ＞Ｒｃを効果的に達成するためには、光吸収補正層９をなす材料の使用レーザー波長域での光学定数ｎ−ｉｋの屈折率ｎ及び吸収係数ｋが、ｎ＜２かつｋ＞２、或いは、ｎ＞２かつｋ＜２を満たす範囲内であることが好ましい。ここで、ｎ＜２かつｋ＞２を満たす材料としては、Ａｕ、ＡｇおよびＣｕから選ばれる少なくとも１種を含む材料が挙げられる。あるいは、この材料に加えて、Ａｌ、ＣｒまたはＮｉを含む材料を用いてもよい。一方、ｎ＞２かつｋ＜２を満たす材料としては、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｃｒ、Ｓ、ＳｅおよびＴｅから選ばれる少なくとも１種を含む材料が挙げられる。
【００４８】
さらに具体的には、膜厚の薄いＡｕ、Ａｇ、Ｃｕ等の金属、或いはＳｉ、Ｇｅ、Ｔｅを主成分とする半導体または誘電体、或いはＡｕＣｒ、ＣｕＮｉ、ＳｉＣｒ等のこれらの適当な混合物を用いることができる。金属としては、Ａｕ、ＡｇまたはＣｕを主成分とする金属を用いることが好ましい。この場合、熱伝導率等を調整するために、Ａｌ、Ｃｒ、Ｎｉ等の金属を、好ましくは３０％以下の範囲で添加してもよい。
【００４９】
なお、図１に示した構成の場合、光吸収補正層９は、記録層３と基板１との間のいずれかの場所に設けることが好ましい。ただし、記録マーク間の熱干渉を抑制し、クロス消去特性を良好に保つためには、光吸収補正層９が、記録層３からある程度離れた位置、例えば基板１のすぐ上の位置等に設けることがより好ましい。
【００５０】
図１に示した媒体の好ましい構成例を以下に例示する。光吸収補正層９は、膜厚５〜３０ｎｍのｎ＜２かつｋ＞２を満たす材料、または膜厚５〜３０ｎｍのｎ＞２かつｋ＜２を満たす材料である。保護層２は、膜厚６０〜１２０ｎｍのＺｎＳ−ＳｉＯ2である。第１の結晶化促進層７は、膜厚１〜４０ｎｍのＳｉＣ−ＳｉＮである。あるいは、結晶化促進層７として、膜厚１〜４０ｎｍのＡｌＣｒＮ、ＳｉＣｒＮ、ＧｅＣｒＮまたはＧｅＮｉＮを用いてもよい。記録層３は、膜厚５〜２５ｎｍの上記に例示した好ましい範囲の組成を有するＧｅＳｂＴｅである。第２の結晶化促進層８は、膜厚１０〜８０ｎｍのＳｉＣ−ＳｉＮである。あるいは、結晶化促進層８として、ＡｌＣｒＮ、ＳｉＣｒＮ、ＧｅＣｒＮまたはＧｅＮｉＮを用いてもよい。反射層５は、膜厚２０〜１２０ｎｍのＡｕまたはＡｇを主成分とする材料である。
【００５１】
図２の構成での光吸収補正層９は、その膜厚を薄くすることにより透過を生じさせた層であり、０＜Ｔｃ＜Ｔａを実現している。
【００５２】
０＜Ｔｃ＜Ｔａを効果的に達成するためには、光吸収補正層９をなす材料の使用レーザー波長域での光学定数ｎ−ｉｋの屈折率ｎ及び吸収係数ｋが、ｎ＜３かつｋ＜６を満たす範囲内であることが好ましい。
【００５３】
このような材料としては、Ａｕ、Ａｇ、Ｃｕ、Ａｌ、Ｃｒ、Ｎｉ、ＳｉおよびＧｅから選ばれる少なくとも１種を含む材料が挙げられる。具体的には、上記と同様に、膜厚の薄いＡｕ、Ａｇ、Ｃｕ、Ａｌ、Ｃｒ、Ｎｉ等の金属、或いはＳｉ、Ｇｅ等を主成分とする半導体または誘電体（特に記録再生消去に適用するレーザー光に対して所定の透過率を有するような膜厚を備えた金属、半導体または誘電体）、或いはこれらの適当な混合物を用いることができる。
【００５４】
さらに具体的には、Ａｕ、ＡｇもしくはＣｕを主成分とする金属、またはＧｅもしくはＳｉを主成分とする半導体または誘電体を用いることが好ましい。
【００５５】
光吸収補正層９の膜厚は、材料に応じて定められる上限値以下とすることが好ましい。例えばＡｕを用いた場合、その膜厚は約２０ｎｍより薄くすることが好ましい。
【００５６】
なお、図２に示した構成の場合、光吸収補正層９は、レーザ光入射の方向と反対側の最も上の位置に設けることが好ましい。
【００５７】
図２に示した媒体の好ましい構成例を以下に例示する。保護層２は、膜厚１００〜１６０ｎｍのＺｎＳ−ＳｉＯ2である。第１の結晶化促進層７は、膜厚１〜４０ｎｍのＳｉＣ−ＳｉＮである。あるいは、結晶化促進層７として、膜厚１〜４０ｎｍのＡｌＣｒＮ、ＳｉＣｒＮ、ＧｅＣｒＮまたはＧｅＮｉＮを用いてもよい。記録層３は、膜厚５〜２５ｎｍの上記に例示した好ましい範囲の組成を有するＧｅＳｂＴｅである。第２の結晶化促進層８は、膜厚６０〜１４０ｎｍのＳｉＣ−ＳｉＮである。あるいは、結晶化促進層８として、ＡｌＣｒＮ、ＳｉＣｒＮ、ＧｅＣｒＮまたはＧｅＮｉＮを用いてもよい。光吸収補正層９は、膜厚１〜２０ｎｍのｎ＜３かつｋ＜６を満たす材料である。
【００５８】
また、図２に示した構成では、放熱効果が低下するおそれがあるため、図２の光吸収補正層９上に、さらにＡｌＮ、ＴａＮ、ＩｎＯ、ＳｎＯ（ただし、価数は問わない）等の透明誘電体層を積層してもよい。
【００５９】
図３の構成での光吸収補正層９は、この層で光吸収を行うことによりＡｃ／Ａａ＞１を可能とする層であり、使用するレーザー波長域において、適度な光吸収を有する層を設ける。この光吸収補正層は、記録層がアモルファス状態であるときの吸収率Ａａ2が、記録層が結晶状態であるときの吸収率Ａｃ2よりも大きい層（０＜Ａｃ2＜Ａａ2）として形成される。
【００６０】
０＜Ａｃ2＜Ａａ2を効果的に達成するためには、光吸収補正層９をなす材料の使用レーザー波長域での光学定数ｎ−ｉｋの屈折率ｎ及び吸収係数ｋが、ｎ＞２かつｋ＞２を満たす範囲内であることが好ましい。
【００６１】
このような材料としては、Ｇｅ、Ｓｉ、Ｃｒ、Ｓｅ、ＳおよびＴｅから選ばれる少なくとも１種を含む材料が挙げられる。具体的には、Ｇｅ、Ｓｉ、Ｃｒ、Ｓｅ、ＳおよびＴｅから選ばれる少なくとも１種を主成分とする半導体または誘電体が好ましい。このような材料としては、例えば、ＧｅＣｒ、ＳｉＴａ、ＳｉＷ、ＰｂＳ、ＰｂＴｅ等が挙げられる。
【００６２】
なお、図３に示した構成の場合、光吸収補正層９は、反射層５の手前の位置にに設けることが好ましい。
【００６３】
図３に示した媒体の好ましい構成例を以下に例示する。保護層２は、膜厚１００〜１６０ｎｍのＺｎＳ−ＳｉＯ2である。第１の結晶化促進層７は、膜厚１〜４０ｎｍのＳｉＣ−ＳｉＮである。あるいは、結晶化促進層７として、膜厚１〜４０ｎｍのＡｌＣｒＮ、ＳｉＣｒＮ、ＧｅＣｒＮまたはＧｅＮｉＮを用いてもよい。記録層３は、膜厚５〜２５ｎｍの上記に例示した好ましい範囲の組成を有するＧｅＳｂＴｅである。第２の結晶化促進層８は、膜厚１０〜８０ｎｍのＳｉＣ−ＳｉＮである。あるいは、結晶化促進層８として、ＡｌＣｒＮ、ＳｉＣｒＮ、ＧｅＣｒＮまたはＧｅＮｉＮを用いてもよい。光吸収補正層９は、膜厚５〜５０ｎｍのｎ＞２かつｋ＞２を満たす材料である。反射層５は、膜厚２０〜１２０ｎｍのＡｕまたはＡｇを主成分とする材料である。
【００６４】
上記各構成例では、保護層を追加して設けてもよい。例えば、図１〜図３の構成例における保護層２を第１の保護層として、さらに第２の保護層４を追加した例を、図６〜図８に示す。図６に示した構成は、図１の構成例において、第２の結晶化促進層８と反射層５との間に第２の保護層４を形成した例である。図７に示した構成は、図２の構成例において、第２の結晶化促進層８と光吸収補正層９との間に第２の保護層４を形成した例である。図８に示した構成は、図３に示した構成例において、第２の結晶化促進層８と光吸収補正層９との間に第２の保護層４を形成した例である。
【００６５】
次に、これらの光学情報記録媒体の製造方法について述べる。上記光学情報記録媒体を構成する多層膜を作製する方法としては、スパッタリング法、真空蒸着法、ＣＶＤ法等のいわゆる気相堆積法が可能である。ここでは、一例として、図９に、スパッタリング法を用いるときの成膜装置の概略を示す。
【００６６】
真空容器１０には排気口１６を通して真空ポンプ（図示省略）を接続してあり、真空容器内を高真空に保つことができるようになっている。ガス供給口１５からは、一定流量の希ガス、窒素、酸素、またはこれらの混合ガスを供給することができるようになっている。図中１１は基板であり、基板の自公転を行うための駆動装置１２に取り付けられている。図中１３はスパッタターゲットであり、陰極１４に接続されている。陰極１４は、図示は省略したが、スイッチを通して直流電源または高周波電源に接続されている。また、真空容器１０を接地することにより、真空容器１０及び基板１１は陽極に保たれている。
【００６７】
各層を成膜する際の成膜ガスとしては、希ガスを含むガスを用いる。希ガスにはＡｒ、Ｋｒ等が単独または必要に応じて混合して用いられる。記録層３、及び保護層２の成膜ガスに、微量の窒素または酸素を混合することがあるが、これは、繰り返し記録時での記録層の物質移動を抑制する効果があるためである。なお、記録層３を成膜する際は、例えばＧｅ−Ｓｂ−Ｔｅターゲットが用いられる。
【００６８】
結晶化促進層７、８として窒化物を用いる場合、反応性スパッタリング法により成膜すると良好な膜質の膜が得られる。例えば、結晶化促進層としてＧｅＣｒＮを用いる場合、ＧｅＣｒまたはＧｅＣｒとＮとを含む材料をターゲットとし、成膜ガスとして希ガスと窒素の混合ガスを用いる。或いはＮ2Ｏ、ＮＯ2、ＮＯ、Ｎ2等の窒素原子を含むガスや、これらの適当な組み合わせの混合ガスと希ガスとの混合ガスを用いてもよい。また、膜が硬質である場合や膜応力が大きい場合等、必要に応じて微量の酸素を成膜ガス中に混合することにより、良好な膜質の層を得ることができる場合がある。
【００６９】
次に、以上のようにして形成した光学情報記録媒体の記録再生消去方法について述べる。信号の記録再生消去には、例えば、レーザー光源と、対物レンズを搭載した光ヘッドと、レーザー光を照射する位置を所定の位置へと導くための駆動装置、トラック方向及び膜面に垂直な方向の位置を制御するためのトラッキング制御装置及びフォーカシング制御装置と、レーザーパワーを変調するためのレーザー駆動装置、媒体を回転させるための回転制御装置とを用いる。
【００７０】
信号の記録または消去は、まず媒体を回転制御装置を用いて回転させ、光学系によりレーザー光を微小スポットに絞りこんで、媒体へレーザー光を照射することにより行う。レーザーの照射により記録層のうちの局所的な一部分がアモルファス状態へと可逆的に変化しうるアモルファス状態生成パワーレベルをＰ1、同じくレーザーの照射により結晶状態へと可逆的に変化しうる結晶状態生成パワーレベルをＰ2とし（通常、Ｐ1＞Ｐ2）、レーザーパワーをＰ1とＰ2の間で変調させることで記録マークを形成、或いは記録マークを消去し、情報の記録、消去、及び上書き記録を行った。ここではＰ1のパワーを照射する部分は、パルスの列で形成する、いわゆるマルチパルスとした。但し、マルチパルスを用いないパルスで構成してもよいが、本発明の書き換えの高速化及び繰り返し特性の向上を達成するためには、マルチパルスを適用することが好ましい。
【００７１】
また、前記Ｐ1、Ｐ2のいずれのパワーレベルよりも低く、そのパワーレベルでのレーザー照射によって記録マークの光学的な状態が影響を受けず、レーザー照射によって媒体から記録マークの再生のために十分な反射率が得られるパワーレベルを再生パワーレベルＰ3とし、Ｐ3のパワーのレーザービームを照射することにより得られる媒体からの信号を検出器で読みとり、情報信号の再生を行った。なお、レーザ光の波長は、７８０ｎｍ以下の範囲が好ましい。
【００７２】
また、光学情報記録媒体に記録再生する際のレーザビームの走査線速度は４ｍ／ｓ以上であることが好ましい。本発明においては、高速消去特性および繰り返し特性が向上し、より高い転送レートが得られる光学情報記録媒体が可能になるため、レーザビームの走査線速度をより大きくしたほうが本発明の特徴を顕著に発揮することができる。レーザビームの走査線速度は８ｍ／ｓ以上であることがより好ましい。
【００７３】
ただし、非常に高密度での記録が可能になった場合は、線速度をさほど速くしなくとも高い転送レートが得られる。例えば、青色波長での記録再生を行う場合は、赤色波長での記録再生と比較して、非常に高密度での記録が可能となるため、同じ距離を再生した場合に得られる情報量が大きくなり、転送レートが高くなる。このような場合は、必ずしも８ｍ／ｓ以上の線速度を適用する必要はない。
【００７４】
【実施例】
本発明の実施の一例を以下に示すが、本発明は以下の実施例により制限されるものではない。
【００７５】
まず、図１と同様の構成で、基板１を厚さ０．６ｍｍ、直径１２０ｍｍのディスク状ポリカーボネート樹脂、保護層２をＺｎＳにＳｉＯ2を２０ｍｏｌ％混合した材料、記録層３をＧｅ21Ｓｂ25Ｔｅ54、結晶化促進層７、８をＧｅＣｒＮ、光吸収補正層９をＡｕとした場合の記録媒体を（１）とする。なお、記録媒体（１）の各層の膜厚は、記録層３を１２ｎｍ、保護層２を８０ｎｍ、結晶化促進層７、８をそれぞれ１０ｎｍ、５０ｎｍ、反射層５を４０ｎｍ、光吸収補正層９を１０ｎｍとした。
【００７６】
比較例として、
記録媒体（１）における結晶化促進層７、８のそれぞれの膜厚１０ｎｍ及び５０ｎｍはそのままで、保護層２と同じ材料で置き換えた他は記録媒体（１）と同様の構成を有する構成（すなわち、記録層３を保護層と同じ材料の層で挟持し、基板１と保護層２との間に光吸収補正層９を備えた構成）を記録媒体（２）とし、
記録媒体（１）における光吸収補正層９の膜厚１０ｎｍはそのままにし、保護層２と同じ材料で置き換えた他は記録媒体（１）と同様の構成を有する構成（すなわち、記録層３を結晶化促進層７及び８で挟持し、結晶化促進層７と基板１との間は保護層２のみを備えた構成）を記録媒体（３）とし、
記録媒体（１）における結晶化促進層８のみ膜厚５０ｎｍはそのままで、保護層２と同じ材料で置き換えた構成（すなわち、記録層３を結晶化促進層７と保護層と同じ材料の層とで挟持した構成）を記録媒体（４）とし、
記録媒体（４）で、さらに光吸収補正層９の膜厚１０ｎｍはそのままにし、保護層２と同じ材料で置き換えた構成（すなわち、記録層３を結晶化促進層７と保護層と同じ材料の層で挟持し、結晶化促進層７と基板との間を保護層２のみとした構成）を記録媒体（５）とし、
記録媒体（１）における結晶化促進層７のみ膜厚１０ｎｍはそのままにし、保護層２と同じ材料で置き換えた構成（すなわち、記録層３を保護層と同じ材料の層と結晶化促進層８とで挟持した構成）を記録媒体（６）とし、
記録媒体（６）で、さらに光吸収補正層９の膜厚を１０ｎｍはそのままにし、保護層２と同じ材料で置き換えた構成（すなわち、記録層３を保護層２と結晶化促進層８とで挟持し、記録層３と基板１との間を保護層２のみとした構成）を記録媒体（７）とした。
【００７７】
記録層３及び保護層２を成膜する際は、Ａｒに窒素を２．５％混合したガスを、全圧がそれぞれ１．０ｍＴｏｒｒ、０．５ｍＴｏｒｒとなるように一定の流量で供給し、陰極にそれぞれＤＣ１．２７Ｗ／ｃｍ2、ＲＦ５．１０Ｗ／ｃｍ2のパワーを投入して行った。反射層５を成膜する際は、Ａｒガスを全圧３．０ｍＴｏｒｒになるように供給し、ＤＣ４．４５Ｗ／ｃｍ2のパワーを投入して行った。
【００７８】
結晶化促進層７、８（ＧｅＣｒＮ層）を成膜する際はターゲット材料をＧｅＣｒとし、ＧｅＣｒＮ膜中に含有されるＣｒ含有量の、Ｇｅ含有量とＣｒ含有量の和に対する比率が２０％となるようにした。スパッタガスはＡｒと窒素との混合ガス、スパッタガス圧は１０ｍＴｏｒｒ、スパッタガス中の窒素分圧は４０％、スパッタパワー密度は６．３７Ｗ／ｃｍ2で全て共通とした。
【００７９】
以上により作製した記録媒体（１）〜（７）を用いて、光学情報の記録試験を実施した。
【００８０】
記録の信号方式はＥＦＭ変調方式とし、用いたレーザー光の波長は６５０ｎｍ、対物レンズの開口数は０．６０である。最短ビット長は０．２８μｍ、即ち最短マーク長は０．４１μｍ、ディスク回転速度は線速６ｍ／ｓ、及び１２ｍ／ｓで測定を行った。トラックピッチは１．２０μｍ、即ち０．６０μｍごとに溝部とランド部が交互に形成される基板を用いた。
【００８１】
特性の評価は、高線速でのオーバーライト消去率、及び記録の繰り返し特性について行った。
【００８２】
高速消去特性の評価は、ＥＦＭ信号方式での３Ｔ長さのマークを設定レーザーパワーで記録した後、１１Ｔ長さのマークでオーバーライトしたときの消去率を測定することにより行った。オーバーライト消去率が３０ｄＢ以上得られたものを○、３０ｄＢに満たなかったものを×として示した。
【００８３】
記録の繰り返し特性は、ＥＦＭ信号方式により最短マーク長が０．４１μｍとなる場合について３Ｔから１１Ｔの長さのランダムマークを溝部に記録し、マークの前端間及び後端間のジッター値をウィンドウ幅Ｔで割った値（以下ジッター値）の、繰り返し記録後での増加分を評価することにより行った。１０万回の繰り返し記録後で、１０回記録時のジッター値と比較して、前端間、後端間ジッター値の増加分の平均が３％以下であるものを○、３％より大きかったものを×として示した。（１）〜（７）の媒体を評価した結果を（表１）に示す。
【００８４】
（表１）
【００８５】
（表１）の結果より、結晶化促進層を記録層の上下に有しない記録媒体（２）、結晶化促進層を記録層の反射層側にのみ有する記録媒体（６）及び（７）では繰り返し特性が悪く、結晶化促進層を記録層の上下に有する構成、または結晶化促進層を記録層の基板側にのみ有する構成では良好な繰り返し特性が得られている。
【００８６】
また、光吸収補正層９を有する記録媒体（１）、（２）、（４）及び（６）の内、記録層３の反射層５側の結晶化促進層８を有しない記録媒体（２）及び（４）では１２ｍ／ｓの高線速におけるオーバーライト消去率が劣り、記録層３の反射層５側にのみ結晶化促進層８を備えた記録媒体（６）では１２ｍ／ｓの高線速におけるオーバーライト消去率は良好ではあるが、繰り返し特性に劣る。
【００８７】
さらに、記録層３の上下に結晶化促進層７、８を備えるが光吸収補正層９を有しない記録媒体（３）、及び記録層３の基板１側にのみ結晶化促進層７を備えるが光吸収補正層９を有しない記録媒体（５）では、１２ｍ／ｓの高線速側ではオーバーライト消去率が落ちている。
【００８８】
結局、記録層３の上下に結晶化促進層７、８と光吸収補正層９とをともに有する本発明の記録媒体（１）では、高速消去が可能となり、繰り返し特性も良好であることがわかる。
【００８９】
次に、図２と同様の構成で各層の膜厚は、保護層２を１１０ｎｍ、結晶化促進層７、８をそれぞれ１０ｎｍ、１２０ｎｍ、記録層３を８ｎｍ、光吸収補正層９を１０ｎｍとし、各層の材料及び製法を記録媒体（１）と同様にした記録媒体を（８）とする。
【００９０】
比較例として、
記録媒体（８）における結晶化促進層７、８のそれぞれの膜厚１０ｎｍ及び１２０ｎｍはそのままで、適用する材料を保護層２と同じ材料で置き換えた構成（すなわち、記録層３を保護層と同じ材料の層で挟持した構成）を記録媒体（９）、
記録媒体（８）における光吸収補正層９を５０ｎｍの上記反射層５で置き換えた構成（すなわち、記録層３を結晶化促進層７、８で挟持し、結晶化促進層８を記録層３と反射層５とで挟持した構成）を記録媒体（１０）とする。
【００９１】
さらに、図３と同様の構成で各層の膜厚は、保護層２を１３０ｎｍ、結晶化促進層７、８をそれぞれ１０ｎｍ、４０ｎｍ、記録層３を１２ｎｍ、反射層５を４０ｎｍ、光吸収補正層９を３０ｎｍのＳｉＷとし、光吸収層以外の各層に用いる材料を記録媒体（１）と同様にした記録媒体を（１１）とした。
【００９２】
比較例として、
媒体（１１）における結晶化促進層７、８のそれぞれの膜厚１０ｎｍ及び４０ｎｍはそのままで、適用する材料を保護層２と同じ材料で置き換えた構成（すなわち、記録層３を保護層と同じ材料の層で挟持した構成）を記録媒体（１２）、媒体（１１）における光吸収補正層９の膜厚４０ｎｍはそのままで、用いる材料を保護層２と同じ材料で置き換えた構成（すなわち、結晶化促進層８と反射層５との間に保護層と同じ材料の層を挟持した構成）を記録媒体（１３）とする。
【００９３】
以上の媒体（８）〜（１３）について特性評価を行った結果を（表２）に示す。（表２）からも、本発明の記録媒体（８）及び（１１）が高速消去特性、良好な繰り返しの特性が得られることがわかる。
【００９４】
（表２）
【００９５】
この結果は、図１の構成における傾向と同様であることから、図２または図３に示した層構成においても、記録層を介して一対の結晶化促進層を密着させると共に、光吸収補正層を形成してＡｃ＞Ａａとした構成により、線速に依らず繰り返し特性及びオーバーライト消去率に優れた光情報記録媒体が提供できることが確認された。
【００９６】
別の実施例として、媒体（１）と同様の層構成、材料を有し、記録層の組成のみ、Ｇｅ30.1Ｓｂ17.3Ｔｅ52.6とした媒体を記録媒体（１４）とする。
【００９７】
比較例として、記録層の組成のみをＧｅ14.3Ｓｂ28.6Ｔｅ57.1とした点を除いては媒体（１４）と全く同じ構成、材料を有する媒体を記録媒体（１５）とする。
【００９８】
別の比較例として、媒体（１）と同様の層構成を有するが、結晶化促進層７，８をすべて保護層の材料で置き換え、記録層の組成をＧｅ30.1Ｓｂ17.3Ｔｅ52.6およびＧｅ14.3Ｓｂ28.6Ｔｅ57.1とした媒体を、それぞれ記録媒体（１６）、記録媒体（１７）とする。
【００９９】
これら媒体の評価を、記録の繰り返し特性、高線速でのオーバーライト消去率および耐環境試験特性について行った。繰り返し特性および高線速でのオーバーライト特性の評価基準については、既述の方法と同様とした。
【０１００】
耐環境試験の評価は、以下の方法で行った。まず、オーバーライト特性の評価時と同じ条件を用いて、線速１２ｍ／ｓで３Ｔの長さのマークを記録し、このときの３Ｔ信号の前端および後端間のジッター値（記録マークの前端間および後端間のずれ量をウィンドウ幅で割った値）を測定した。次に媒体を９０℃、相対湿度２５％の高温条件に保持することにより、加速試験を行った。この後、記録したマークのジッター値を再度測定し、加速試験前に比べて加速試験後のジッター値の増加分が、前端間、後端間のいずれも２％以下である場合を○、前端間、後端間のジッター値のいずれかが２％以上増加していた場合を×とする。
【０１０１】
表３に、媒体（１４）〜（１７）を評価した結果を示す。また、既述の媒体（１）について、同様の耐環境試験を行った結果も併せて示す。
【０１０２】
（表３）
【０１０３】
表３によると、Ｇｅ量が比較的少なく、かつＧｅＴｅ−Ｓｂ2Ｔｅ3で結ばれるライン上の組成である、Ｇｅ14.3Ｓｂ28.6Ｔｅ57.1の組成を用いている、媒体（１５）および媒体（１７）は、オーバーライト消去率は良好であるものの、十分な耐環境試験特性が得られない。これに対して、媒体（１）、媒体（１４）および媒体（１６）の組成を用いた場合、アモルファスが熱的に安定するため、十分な耐環境試験特性を得ることができる。
【０１０４】
また、媒体（１６）では、結晶化促進層を有しないため、繰り返し特性および高線速での消去率が良好ではないが、結晶化促進層を両側に有し、また吸収補正層９も有する、媒体（１）および媒体（１４）では、繰り返し特性、高線速での消去率および耐環境試験特性のすべてにおいて、良好な特性を示すことが可能となる。
【０１０５】
表３の結果より、従来、高線速条件で高い消去率が得られなかった記録層組成であっても、記録層の両側に結晶化促進層を設けるとともに、光吸収補正層を形成してＡｃ＞Ａａとした構成を用いることにより、記録の繰り返し特性およびオーバーライト消去率に優れた光学情報記録媒体を提供できることが確認できた。
【０１０６】
さらに別の実施例として、図６〜図８に示した構成と同様となるように、記録媒体を作製した。
【０１０７】
図６と同様の構成で、基板１を厚さ０．６ｍｍ、直径１２０ｍｍのディスク状ポリカーボネート樹脂、保護層２、４をＺｎＳにＳｉＯ2を２０ｍｏｌ％混合した材料、記録層３をＧｅ30.0Ｓｂ18.0Ｔｅ52.0、反射層５をＡｌＣｒ、結晶化促進層７、８をＳｉＣｒＮ、光吸収補正層９をＡｇＰｄとした場合の媒体を記録媒体（１８）とする。なお、記録媒体（１８）の各層の膜厚は、光吸収補正層９を５ｎｍ、保護層２を８０ｎｍ、結晶化促進層７を５ｎｍ、記録層３を９ｎｍ、結晶化促進層８を５ｎｍ、保護層４を４０ｎｍ、反射層５を８０ｎｍとした。
【０１０８】
また、図７と同様の構成で、記録層３をＧｅ29.4Ｓｂ19.1Ｔｅ51.5、結晶化促進層７、８をＡｌＮｉＮ、光吸収補正層９をＡｕＰｄとした点を除いては、記録媒体（１８）と同じ材料を用いて構成した媒体を、記録媒体（１９）とする。なお、記録媒体（１９）の各層の膜厚は、保護層２を１２０ｎｍ、結晶化促進層７を５ｎｍ、記録層３を１０ｎｍ、結晶化促進層８を５ｎｍ、保護層４を１２０ｎｍ、光吸収補正層９を１０ｎｍとした。
【０１０９】
また、図８と同様の構成で、結晶化促進層７、８をＧｅＣｒＮ、光吸収補正層９をＳｉＴａ、反射層５をＡｌとした点を除いては、記録媒体（１８）と同じ材料を用いて構成した媒体を、記録媒体（２０）とする。なお、記録媒体（２０）の各層の膜厚は、保護層２を１３０ｎｍ、結晶化促進層７を２ｎｍ、記録層３を９ｎｍ、結晶化促進層８を２ｎｍ、保護層４を４０ｎｍ、光吸収補正層９を３０ｎｍ、反射層５を８０ｎｍとした。
【０１１０】
これら媒体（１８）〜（２０）の評価を、記録の繰り返し特性、高線速でのオーバーライト特性、耐環境試験特性について行った。評価の方法は、媒体（１４）〜（１７）と同様とした。その結果、媒体（１８）〜（２０）についての評価結果は、いずれの項目についても○に相当するものであった。
【０１１１】
【発明の効果】
以上述べたように、光学特性が可逆的に変化する記録層の両側に接して結晶化促進層を設け、Ａｃ＞Ａａとすることにより、信号の書き換えの高速化が可能であり、記録マークの熱的安定性、記録の繰り返し特性にも優れた光情報記録媒体が得られ、当該光情報記録媒体の性能を遺憾なく発揮できる記録再生消去方法とが得られる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明における層構成の例を示す断面図
【図２】 本発明における層構成の別の例を示す断面図
【図３】 本発明における層構成のさらに別の例を示す断面図
【図４】 オーバーライト歪みを説明するための模式図
【図５】 記録層の好ましい組成範囲を示すための３元組成図
【図６】 本発明における層構成の別の例を示す断面図
【図７】 本発明における層構成のまた別の例を示す断面図
【図８】 本発明における層構成のさらに別の例を示す断面図
【図９】 成膜装置の一例を模式的に示す図
【図１０】 従来の層構成の一例を示す図
【図１１】 従来の層構成の他の例を示す図
【符号の説明】
１ 基板
２ （第１の）保護層
３ 記録層
４ （第２の）保護層
５ 反射層
７ （第１の）結晶化促進層
８ （第２の）結晶化促進層
９ 光吸収補正層
１０ 真空容器
１１ 基板
１２ 基板駆動装置
１３ ターゲット
１４ 陰極
１５ ガス供給口
１６ 排気口
【発明の属する技術分野】
本発明は、レーザー光線の照射等の光学的な手段を用い、高密度、高速度での情報の記録再生、書き換えが可能な相変化形の光学記録情報媒体、及びその記録再生方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
情報を大容量に記録でき、高速での再生及び書き換えが可能な媒体として、光磁気記録媒体や相変化形記録媒体等が知られている。これらの可搬性に優れた大容量記録媒体は、高度情報化社会において今後ますます需要が増し、アプリケーションの高機能化や、扱う映像情報の高性能化等に伴い、さらなる高容量化、高速度化が望まれている。
【０００３】
これらの光記録媒体は、レーザー光を局所的に照射することにより生じる記録材料の光学特性の違いを記録として利用したものである。例えば光磁気記録媒体では、磁化状態の違いにより生じる反射光偏光面の回転角の違いを記録として利用している。相変化形記録媒体は、特定波長の光に対する反射光量が、結晶状態と非晶質状態とで異なることを記録として利用しているものであり、レーザーの出力パワーを変調させることにより記録の消去と上書きの記録を同時に行うことができるため、高速で情報信号の書き換えが可能であるという利点がある。
【０００４】
従来の光学情報記録媒体の代表的な層構成例を図１０に示す。基板１０１には例えばポリカーボネート、ポリメチルメタクリレート（以下ＰＭＭＡ）等の樹脂またはガラス等が用いられ、レーザー光線を導くための案内溝が施されている。保護層１０２，１０４については後述する。記録層１０３は光学特性の異なる状態を有し、この状態間を可逆的に変化し得る物質からなる。書き換え型の相変化形光記録材料の場合、記録層１０３の材料としては、ＴｅもしくはＳｅを含むいわゆるカルコゲナイド系材料またはＳｂを含む材料、例えばＴｅ−Ｓｂ−Ｇｅ、Ｔｅ−Ｓｎ−Ｇｅ、Ｔｅ−Ｓｂ−Ｇｅ−Ｓｅ、Ｔｅ−Ｓｎ−Ｇｅ−Ａｕ、Ａｇ−Ｉｎ−Ｓｂ−Ｔｅ、Ｉｎ−Ｓｂ−Ｓｅ、Ｉｎ−Ｔｅ−Ｓｅ等を主成分とする材料を用いることができる。反射層１０５は、例えばＡｕ、Ａｌ、Ｃｒ等の金属、又はこれら金属の合金よりなり、放熱効果や記録薄膜の効果的な光吸収を目的として設けられるが、必須の層ではない。また、図中では省略したが、光学情報記録媒体の酸化、腐食やほこり等の付着の防止を目的として、反射層１０５の上にオーバーコート層を設けた構成、或いは紫外線硬化樹脂を接着剤として用い、ダミー基板を貼り合わせた構成を採用してもよい。
【０００５】
また、例えば図１１に示すように、基板１０１と記録層１０３との間の保護層を、保護層１０２と保護層１０６とに２層化した記録媒体も提案されている。例えば特開平５−２１７２１１号公報では、Ａｇを含有する記録層の保護層として、記録層に接する第１の保護層にＳｉＮもしくはＡｌＮの窒化物、またはＳｉＣの炭化物を設け、その外側の第２の保護層にＺｎＳまたはＺｎＳを含有する複合化合物を設けた構成が開示されている。第１の保護層は、第２の保護層の構成原子のＳと記録層の構成原子のＡｇとの反応を抑制するために形成されている。別の例として例えば特開平６−１９５７４７号公報では、図１１に示すように記録層１０３と基板１０１との間の保護層を２層化し、記録層１０３に接する第１の保護層１０６をＳｉ3Ｎ4、基板１０１と接する第２の保護層１０２にＺｎＳ−ＳｉＯ2を適用する構成が開示されている。
【０００６】
保護層１０２、１０４、１０６は記録層１０３の材料の酸化、蒸発や変形を防止するといった記録層１０３の保護機能を担う。また、保護層１０２、１０４、１０６の膜厚を調節することによって、光学情報記録媒体の吸収率や、記録部と消去部の間の反射率差を調節でき、媒体の光学特性の調節機能も担っている。保護層１０２、１０４、１０６を構成する材料の条件としては、上記目的を満たすばかりでなく、記録材料や基板１０１との接着性が良いこと、保護層１０２、１０４、１０６自身がクラックを生じない耐候性の良い膜であることが要求される。また、これらの保護層１０２、１０４、１０６が記録層１０３に接して用いられる場合は、記録材料の光学的変化を損なわない材料でなければならない。保護層１０２、１０４、１０６の材料としては、ＺｎＳ等の硫化物、ＳｉＯ2、Ｔａ2Ｏ5、Ａｌ2Ｏ3等の酸化物、ＧｅＮ、Ｓｉ3Ｎ4、Ａｌ3Ｎ4等の窒化物、ＧｅＯＮ、ＳｉＯＮ、ＡｌＯＮ等の窒酸化物、その他炭化物、弗化物等の誘電体、或いはこれらの適当な組み合わせが提案されている。
【０００７】
従来より、記録の書き換えを行った場合、書き換え後のマーク位置が微妙にずれ、いわゆるオーバーライト歪み（記録マークの歪み）が生じるという現象が知られていた。この歪みが生じる原因は、書き換え前の状態がアモルファスであるか、結晶であるかによって、レーザー照射時の温度上昇の様子が異なり、書き換え後のマークが所定の長さよりずれることにある。これを解決するために、アモルファス部の吸収率をＡａ、結晶部の吸収率をＡｃとしたとき、Ａｃ／Ａａを１より大きいある一定の範囲に保つという、いわゆる吸収補正が可能な構成をとると、マーク部分での温度上昇が均一となり、書き換えのマーク歪みが生じ難くなる。
【０００８】
例えば、特開平７−７８３５４号公報には、基板上に順に金属層、保護層、記録層、反射層を有し、記録後の反射率を記録前の反射率より大きくする提案がなされている。
【０００９】
また、特開平７−１０５５７４号公報には、基板上にＴｉからなる光吸収層を設けた構成で、記録層での結晶状態の光吸収率を、非晶質状態での吸収率よりも大きくし、記録マークの位置ずれを生じ難くする提案が開示されている。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
特に高速で記録の書き換えを行うと、上述のオーバーライト歪みが生じ易くなってしまう。しかし、これを解決するために、単に、Ａｃ／Ａａ＞１としたのでは、消去率が十分に得られないという課題がある。その一方、消去率を上げるために結晶化速度が速い記録層組成を用いると、記録信号の十分な信頼性を得ることが困難であった。
【００１１】
そこで、本発明は、上記課題を解決し、オーバーライト歪みを抑制しながら、かつ速い結晶化速度を得るべく高速で情報を記録できる光学情報記録媒体とその記録再生方法を提供することを目的とする。また、結晶化速度が速い場合であっても、記録信号の信頼性が高い光学情報記録媒体とその記録再生方法を提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明の光学情報記録媒体は、結晶状態とアモルファス状態との間を可逆的に変化する記録層を含み、前記記録層に所定波長のレーザ光を入射することにより、前記記録層を前記結晶状態および前記アモルファス状態から選ばれるいずれか一方から他方へと変化させる光学情報記録媒体であって、前記記録層が前記結晶状態であるときの前記記録層における前記レーザ光の吸収率Ａｃが、前記記録層が前記アモルファス状態であるときの前記記録層における前記レーザ光の吸収率Ａａよりも大きく、前記記録層の両側に接して、前記記録層の前記アモルファス状態から前記結晶状態への変化を促進する結晶化促進層が設けられており、前記光学上方記録媒体は、いずれかの層に光吸収補正層をさらに含み、前記レーザ光の前記所定波長における前記光吸収補正層の屈折率が２よりも小さく、前記レーザ光の前記所定波長における前記光吸収補正層の吸収係数が２よりも大きいことを特徴とする。
【００１３】
これにより、高速条件下での記録の書き換えにおいても高い消去率が得られる媒体を提供することができる。
【００１４】
また、上記目的を達成するため、本発明の光学情報の記録再生方法は、結晶状態とアモルファス状態との間を可逆的に変化する記録層を含み、前記記録層に所定波長のレーザ光を入射させることにより、前記記録層が前記結晶状態および前記アモルファス状態から選ばれるいずれか一方から他方へと変化し、
前記記録層が前記結晶状態であるときの前記レーザ光の前記記録層における吸収率Ａｃが、前記記録層が前記アモルファス状態であるときの前記レーザ光の前記記録層における吸収率Ａａよりも大きく、
前記記録層の両側に接して結晶化促進層を設けた光学情報記録媒体を用いた光学情報の記録再生方法であって、
光学系により微小スポットに絞り込んだレーザー光の照射により前記記録層のうちの局所的な一部分が結晶状態からアモルファス状態へと可逆的に変化し得るアモルファス状態生成パワーレベルをＰ1、前記レーザー光の照射により前記記録層の局所的な一部がアモルファス状態から結晶状態へと可逆的に変化し得る結晶状態生成パワーレベルをＰ2、前記Ｐ1および前記Ｐ2のいずれのパワーレベルよりも低く、前記レーザー光の照射によって前記記録層の光学的状態が影響を受けず、かつその照射によって光学情報の再生のために十分な反射が得られる再生パワーレベルをＰ3としたとき、
前記レーザー光のパワーレベルを前記Ｐ1と前記Ｐ2との間で変調させることにより光学情報の記録、消去または上書きを行い、前記Ｐ3のパワーレベルの前記レーザー光を照射することにより光学情報の再生を行うことを特徴とする。
【００１５】
これにより、オーバーライト歪みを抑制しながら、情報信号の高速度での記録、再生が可能となる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
本発明に関する光学情報記録媒体の層構成の一例を図１〜図３に示す。図１に示す光学情報記録媒体は、基板１上に、光吸収補正層９、保護層２、第１の結晶化促進層７、記録層３、第２の結晶化促進層８、反射層５がこの順に積層された構成を有する。また、図２に示す光学情報記録媒体は、基板１上に、保護層２、第１の結晶化促進層７、記録層３、第２の結晶化促進層８、光吸収補正層９がこの順に積層された構成を有する。また、図３に示す光学情報記録媒体は、基板１上に、保護層２、第１の結晶化促進層７、記録層３、第２の結晶化促進層８、光吸収補正層９、反射層５がこの順に積層された構成を有する。
【００１７】
但し、本発明は上記構成に限定されるものではない。例えば、図１において、基板１と光吸収補正層９との間に層を設ける構成、第２の結晶化促進層８と反射層５との間に別の層を設ける構成、保護層２をすべて第１の結晶化促進層７で置き換えた構成、反射層のない構成等種々の構成に適用することが可能である。図２および図３においても種々の構成を適用できる。例えば、図２または図３において、第２の結晶化促進層８と光吸収補正層９との間に第２の保護層を設けてもよい。
【００１８】
基板１の材料には、ポリカーボネート、ＰＭＭＡ等の樹脂、またはガラス等が用いられ、レーザー光線を導くための案内溝が施されていることが好ましい。
【００１９】
保護層２は、記録層３での効果的な光吸収を可能にする光学特性の調節を主な目的として設けられる。保護層２の材料としては、ＺｎＳ等の硫化物、ＳｉＯ2、Ｔａ2Ｏ5、Ａｌ2Ｏ3等の酸化物、ＧｅＮ（但し、価数は任意）、Ｓｉ3Ｎ4、Ａｌ3Ｎ4等の窒化物、ＧｅＯＮ、ＳｉＯＮ、ＡｌＯＮ（但し、価数は任意）等の窒酸化物、その他炭化物、フッ化物等の記録再生消去に適用するレーザー光を透過するいわゆる誘電体、或いはこれらの適当な組み合わせ（例えばＺｎＳ−ＳｉＯ2等）など、上記目的が達成可能な材料を用いる。
【００２０】
第１および第２の結晶化促進層７、８は、記録層３の酸化、腐食、変形等の防止といった記録層保護の役割を担うとともに、以下に述べるように、記録層３に接して設けられるがゆえの、重要な２つの役割を担っている。
【００２１】
１つ目は、記録層３と保護層２との間の原子拡散または原子移動、特に保護層２中に硫黄または硫化物が含まれる場合、これらの成分が記録層３へと拡散または移動することを防止するという役割である。この保護層２及び／又は記録層３の構成原子が他方の層へ原子拡散または原子移動（以下、「原子拡散」と称する）を防止することにより、媒体の繰り返し特性は飛躍的に向上する。原子拡散の防止という点からいえば、結晶化促進層７、８を設ける位置は、記録層３のいずれか一方であっても両側であってもよいが、より効果的に防止するためには、両側に設けることが好ましい。原子拡散の防止については、記録層３界面での熱の負荷が大きくかかる側、すなわち、記録または消去時における記録層３界面での温度上昇が高い方（多くの場合、これはレーザー光入射側となる）の界面に設けた場合（すなわち、第１の結晶化促進層７）、非常に顕著にその効果が現れる。なお、結晶化促進層７、８中に含有される成分が、情報の繰り返し記録に伴い記録層３に拡散または移動する場合もありうる。このような観点からは、記録層３の光学変化を妨げにくい材料（例えば、Ｇｅ、Ｃｒ、Ｓｉ、Ａｌ）を結晶化促進層７、８の構成材料として用いることが好ましい。
【００２２】
結晶化促進層７、８の２つ目の重要な役割は、記録層３に接して設けた場合、記録マーク（アモルファス部分）の熱的安定性を損なわずに、記録材料の結晶化を促進する効果を発揮することである。これにより、さらなる高速消去が可能となる。この効果は特に、記録層３の温度上昇の低い側の界面、すなわち、多くの場合でレーザー入射側と反対側の記録層３界面に設けた場合（すなわち、第２の結晶化促進層８）に顕著となる場合が多い。
【００２３】
図４に示したように、記録の書き換えを行う場合、書き換え前後での記録マーク（アモルファス部分）が重なっていると、記録層では、アモルファス状態から結晶状態への移行（領域２１）、結晶状態からアモルファス状態への移行（領域２３）のみならず、アモルファス状態からアモルファス状態への移行（領域２２）が生じる。
【００２４】
このとき、オーバーライト歪みは、主として、領域２１と領域２２との境界２４で生じる。この理由を以下に述べる。領域２２では書き換えの前後がともにアモルファス状態であるため、結晶状態からアモルファス状態へと相変化する領域２３に比べて、結晶が溶融するための潜熱を必要としない。このため、書き換えの際に、領域２２と領域２３とに同量の熱量が与えられた場合は、領域２２で余分な熱量が生じる。この余剰熱量は領域２１をアモルファス化してしまい、このため、境界２４が領域２１の方向へとずれることになる。
【００２５】
ここで、Ａｃ／Ａａ＞１とすると、書き換え前の領域２２での光吸収が、領域２３でのそれよりも少なくなるため、境界２４の位置のずれを少なくすることができる。しかし、Ａａが相対的に小さくなるため、領域２１が結晶化するための十分な光吸収ができず、結晶化が困難になってしまう。このため、境界２４の位置のずれは生じにくくなるものの、領域２１の結晶化が不十分となることにより、オーバーライト後で高い消去率を得ることが困難であった。
【００２６】
上記課題を解決するための案として、少ない光吸収でも結晶化が可能である、結晶化速度の速い記録層組成を用いることが考えられる。この場合は、領域２１が結晶化し易くなり、より高い消去率が得られるようになる。しかし、結晶化を速めている分、アモルファスの熱的安定性が損なわれるため、記録マークが長時間の保存に耐えることが困難になるという新たな課題が生じてしまう。
【００２７】
そこで、本発明では、結晶化促進層を設けることにより、少ない光吸収でも十分にアモルファス状態から結晶状態へと変化しうるようにした。したがって、結晶化速度が比較的遅い記録層組成を用いてアモルファス部分の熱的安定性を十分に得た場合でも、結晶化を速くすることが可能となり、高い消去率を得ることができる。
【００２８】
また、高速での良好な書き換え特性と、良好な繰り返し特性との両方を兼ね備えるため、本発明では、結晶化促進層を記録層３の両側に設けることとした。
【００２９】
結晶化促進層７、８に適用する材料は、上記の２つの役割を果たす材料であればよいが、窒化物、窒酸化物、酸化物または炭化物のいずれかを主成分とする材料であれば好ましい。例えば、窒化物としては、ＧｅＮ、ＣｒＮ、ＳｉＮ、ＡｌＮ、ＮｂＮ、ＭｏＮ、ＦｅＮ、ＴｉＮ、ＺｒＮ（但し、価数は任意。以下同じ）等、窒酸化物としては、ＧｅＯＮ、ＣｒＯＮ、ＳｉＯＮ、ＡｌＯＮ、ＮｂＯＮ、ＭｏＯＮ（但し、価数は任意。以下同じ）等、酸化物としては、ＳｉＯ2、Ｔａ2Ｏ5、Ａｌ2Ｏ3等、炭化物としてはＣｒＣ、ＳｉＣ、ＡｌＣ、ＴｉＣ、ＴａＣ、ＺｒＣ（但し、価数は任意。以下同じ）等を用いることができ、或いは、これらの適当な混合物としてもよい。いずれにせよ、結晶化促進層７、８の材料としては、記録層３と保護層２との構成原子の原子拡散を起こしにくい材料であるか、または仮に記録層３に拡散した場合でも記録層３の光学変化を妨げにくい材料であり、記録層３と接して設けた場合に、記録層３の結晶化を促進する材料が好ましい。
【００３０】
結晶化促進層７、８を構成する材料として、ＧｅおよびＮを含む材料、具体的には例えば、ＧｅＮ、ＧｅＯＮ、ＧｅＸＮ、ＧｅＸＯＮ（但し、ＸはＣｒ、Ｍｏ、Ｍｎ、Ｎｉ、ＣｏおよびＬａから選ばれる少なくとも１つの元素を含む材料）のうちの少なくとも１つを主成分とする材料を用いた場合に、特に優れた繰り返し特性及び耐候性を得ることができる。ただし、結晶化促進の効果は、ＧｅＮ、ＧｅＯＮ、ＧｅＸＮ、ＧｅＸＯＮのいずれを用いてもほぼ同様に得られる。なお、物質ＸはＧｅＮ膜またはＧｅＯＮ膜の耐候性向上を主な目的として添加される物質である。上記６元素を含む材料の他にもＹ、Ｆｅ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｐｄ、Ａｇ、Ｃｄ、Ｈｆ、Ｗを含む材料としてもよいが、上記の６元素（Ｃｒ、Ｍｏ、Ｍｎ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｌａ）のうちの少なくとも１元素を含む場合、より効果的に耐候性が向上する。
【００３１】
また、結晶化促進層７、８を構成する材料としては、ＺｎＳ−ＳｉＯ2を主成分とする材料を用いてもよい。特に、結晶化促進層７、８中でのＺｎ含有量のＳ含有量に対する比（（Ｚｎ含有量）／（Ｓ含有量））が１より大きい材料（以下、Ｚｎリッチと称す）、或いは、Ｏ含有量のＳｉ含有量に対する比（（Ｏ含有量）／（Ｓｉ含有量））が２より大きい材料（以下、Ｏリッチと称す）を用いることが好ましい。Ｚｎリッチ組成またはＯリッチ組成を有するＺｎＳ−ＳｉＯ2層は、記録層３と接して設けられた場合に、記録層３の結晶化促進の効果があり、しかも保護層２と記録層３との原子拡散を抑制する効果を有するため、結晶化促進層７、８として適している。
【００３２】
結晶化促進層７、８の膜厚は、原子拡散防止効果を確実にするために、その膜厚の下限は１ｎｍ以上（さらに５ｎｍ以上）であることが好ましい。また、結晶化促進層７、８は記録再生消去に必要なレーザービームが記録層３に透過すればよく、従ってその膜厚の上限は特に限定されるものではない。
【００３３】
次に、記録層３の材料としては、光学特性が可逆的に変化する材料を用いる。相変化形記録媒体の場合、Ｓｂ系またはＴｅ、Ｓｅを主成分とするカルコゲナイド系材料を用いることが好ましい。例えばＴｅ−Ｓｂ−Ｇｅ、Ｔｅ−Ｓｎ−Ｇｅ、Ｔｅ−Ｓｂ−Ｇｅ−Ｓｅ、Ｔｅ−Ｓｎ−Ｇｅ−Ａｕ、Ａｇ−Ｉｎ−Ｓｂ−Ｔｅ、Ｉｎ−Ｓｂ−Ｓｅ、Ｉｎ−Ｔｅ−Ｓｅ等を主成分とする材料が挙げられる。
【００３４】
或いは、高密度化を図る場合、記録層組成をＧｅ−Ｓｂ−Ｔｅ３元組成図（図５）において、ＧｅＴｅ−Ｓｂ2Ｔｅ3ライン上の組成（或いはライン上の組成にＳｂを適量添加した組成）のうちＧｅＴｅに近い側の組成を用いることが好ましい。従来、このような組成を用いると、記録の繰り返し特性が悪化するという新たな問題が生じていたが、結晶化促進層７、８を設けることで、上述の通りこれが回避され、比較的ＧｅＴｅ側の組成を用いても、書き換え記録の高速化と良好な繰り返し特性との両立が可能となる。
【００３５】
また、記録層の組成としては、（（ＧｅＴｅ）1-x（Ｓｂ2Ｔｅ3）x）1-yＳｂy（ただし、１／１３≦ｘ≦１／３、０≦ｙ≦２／３）により示される組成が好ましい。この組成は、具体的には、図５に示す点Ａ（Ｇｅ41.4Ｓｂ6.9Ｔｅ51.7）、点Ｂ（Ｇｅ22.2Ｓｂ22.2Ｔｅ55.6）、点Ｃ（Ｇｅ18.2Ｓｂ36.4Ｔｅ45.5）、点Ｄ（Ｇｅ38.7Ｓｂ12.9Ｔｅ48.4）で囲まれる範囲である。この範囲の組成を有する記録層は、従来の構成では、必ずしも高線速での使用が可能ではなかったが、本発明により、高線速での使用が可能になった範囲でもある。
【００３６】
記録層３中にはＡｒ、Ｋｒ等のスパッタガス成分やＨ、Ｃ、Ｈ2Ｏ等が不純物として含まれることがあり、また、種々の目的のために記録層３の主成分Ｇｅ−Ｓｂ−Ｔｅ材料に他の物質を微量（例えば約１０ａｔ％以下）添加する場合もあり得るが、これらの構成を本発明で排除するものではない。
【００３７】
記録層３の膜厚は１ｎｍ以上２５ｎｍ以下であることが好ましい。これは膜厚が１ｎｍ未満の場合には記録材料が層状になりにくいためであり、２５ｎｍを超える場合には記録層面内での熱拡散が大きくなるため、高密度で記録を行った際に隣接消去が生じ易くなるためである。
【００３８】
反射層５は、Ａｕ、Ａｇ、Ｃｕ、Ａｌ、Ｃｒ、Ｎｉ等の金属、或いは適宜選択された金属の合金より形成する。
【００３９】
光吸収補正層９は、媒体でのアモルファス部の吸収率をＡａ、結晶部の吸収率をＡｃとしたとき、Ａｃ／Ａａを１より大きいある一定の範囲に保つという、いわゆる吸収補正を可能にするために設けられる層である。
【００４０】
光吸収補正層９を形成することにより、Ａｃ／Ａａ≦１である媒体においても、Ａｃ／Ａａ＞１とすることができる。光吸収補正層９の具体的な構成については後述する。
【００４１】
Ａｃ／Ａａ＞１を実現する方法としてはいくつか挙げられる。まず、アモルファス状態の反射率Ｒａが結晶状態の反射率Ｒｃより高い構成とする方法が挙げられる。この場合、例えばアモルファス状態と結晶状態との間の反射率差｜Ｒａ−Ｒｃ｜を大きくとった場合でも、Ａｃ／Ａａの値を大きくすることができる。このため、Ａｃ／Ａａ値を大きい値とすることができる。すなわち、より高速の条件下での書き換えを行う場合でも、マーク歪みを抑制することが可能となる。
【００４２】
また、アモルファス状態での反射率が結晶状態の反射率より低い場合でもＡｃ／Ａａ＞１を実現することができる。このような方法としては、媒体に透過を生じさせ、記録層がアモルファス状態であるときの媒体の透過率をＴａ、結晶状態での媒体の透過率をＴｃとしたとき、０＜Ｔｃ＜Ｔａとする方法が挙げられる。
【００４３】
また、別の方法として、記録層がアモルファス状態であるときの記録層以外の層における吸収率をＡ’ａ、記録層が結晶状態であるときの記録層以外の層におけるを吸収率Ａ’ｃとしたとき、０＜Ａ’ｃ＜Ａ’ａとする方法が挙げられる。具体的には、媒体中に吸収を生じる層を設け、この層での光吸収が、記録層がアモルファス状態であるときＡａ2、結晶状態であるときＡｃ2としたとき、０＜Ａｃ2＜Ａａ2を満たす構成とすることが挙げられる。
【００４４】
Ｒｃ＜Ｒａの反射率構成を持つ媒体は、既述のようにＡｃ／Ａａ＞１となる構成を設計しやすいという大きな利点がある。しかし、アモルファス部と結晶部の反射率の和が、Ｒｃ＞Ｒａの反射率構成を有する媒体に比べて概して大きくなるため、信号再生時のノイズが増加しやすいという不利な点もある。一方、Ｒｃ＞Ｒａの反射率構成の場合、このような欠点は生じにくいが、反射率差｜Ｒｃ−Ｒａ｜を大きくしたい場合には比較的不利である。
【００４５】
上記で述べた３つの構成、すなわち「Ｒａ＞Ｒｃの構成」、「Ｒａ＜Ｒｃかつ０＜Ｔｃ＜Ｔａの構成」、「Ｒａ＜Ｒｃかつ０＜Ａｃ2＜Ａａ2の構成」の例をそれぞれ図１、図２、図３に示す。
【００４６】
図１の構成における光吸収補正層９は、Ｒａ＞Ｒｃを容易に可能とする役割をもっている。このときの光吸収補正層は、ある程度のレーザー光を反射、或いは吸収するが、残りは透過させなければならない。
【００４７】
Ｒａ＞Ｒｃを効果的に達成するためには、光吸収補正層９をなす材料の使用レーザー波長域での光学定数ｎ−ｉｋの屈折率ｎ及び吸収係数ｋが、ｎ＜２かつｋ＞２、或いは、ｎ＞２かつｋ＜２を満たす範囲内であることが好ましい。ここで、ｎ＜２かつｋ＞２を満たす材料としては、Ａｕ、ＡｇおよびＣｕから選ばれる少なくとも１種を含む材料が挙げられる。あるいは、この材料に加えて、Ａｌ、ＣｒまたはＮｉを含む材料を用いてもよい。一方、ｎ＞２かつｋ＜２を満たす材料としては、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｃｒ、Ｓ、ＳｅおよびＴｅから選ばれる少なくとも１種を含む材料が挙げられる。
【００４８】
さらに具体的には、膜厚の薄いＡｕ、Ａｇ、Ｃｕ等の金属、或いはＳｉ、Ｇｅ、Ｔｅを主成分とする半導体または誘電体、或いはＡｕＣｒ、ＣｕＮｉ、ＳｉＣｒ等のこれらの適当な混合物を用いることができる。金属としては、Ａｕ、ＡｇまたはＣｕを主成分とする金属を用いることが好ましい。この場合、熱伝導率等を調整するために、Ａｌ、Ｃｒ、Ｎｉ等の金属を、好ましくは３０％以下の範囲で添加してもよい。
【００４９】
なお、図１に示した構成の場合、光吸収補正層９は、記録層３と基板１との間のいずれかの場所に設けることが好ましい。ただし、記録マーク間の熱干渉を抑制し、クロス消去特性を良好に保つためには、光吸収補正層９が、記録層３からある程度離れた位置、例えば基板１のすぐ上の位置等に設けることがより好ましい。
【００５０】
図１に示した媒体の好ましい構成例を以下に例示する。光吸収補正層９は、膜厚５〜３０ｎｍのｎ＜２かつｋ＞２を満たす材料、または膜厚５〜３０ｎｍのｎ＞２かつｋ＜２を満たす材料である。保護層２は、膜厚６０〜１２０ｎｍのＺｎＳ−ＳｉＯ2である。第１の結晶化促進層７は、膜厚１〜４０ｎｍのＳｉＣ−ＳｉＮである。あるいは、結晶化促進層７として、膜厚１〜４０ｎｍのＡｌＣｒＮ、ＳｉＣｒＮ、ＧｅＣｒＮまたはＧｅＮｉＮを用いてもよい。記録層３は、膜厚５〜２５ｎｍの上記に例示した好ましい範囲の組成を有するＧｅＳｂＴｅである。第２の結晶化促進層８は、膜厚１０〜８０ｎｍのＳｉＣ−ＳｉＮである。あるいは、結晶化促進層８として、ＡｌＣｒＮ、ＳｉＣｒＮ、ＧｅＣｒＮまたはＧｅＮｉＮを用いてもよい。反射層５は、膜厚２０〜１２０ｎｍのＡｕまたはＡｇを主成分とする材料である。
【００５１】
図２の構成での光吸収補正層９は、その膜厚を薄くすることにより透過を生じさせた層であり、０＜Ｔｃ＜Ｔａを実現している。
【００５２】
０＜Ｔｃ＜Ｔａを効果的に達成するためには、光吸収補正層９をなす材料の使用レーザー波長域での光学定数ｎ−ｉｋの屈折率ｎ及び吸収係数ｋが、ｎ＜３かつｋ＜６を満たす範囲内であることが好ましい。
【００５３】
このような材料としては、Ａｕ、Ａｇ、Ｃｕ、Ａｌ、Ｃｒ、Ｎｉ、ＳｉおよびＧｅから選ばれる少なくとも１種を含む材料が挙げられる。具体的には、上記と同様に、膜厚の薄いＡｕ、Ａｇ、Ｃｕ、Ａｌ、Ｃｒ、Ｎｉ等の金属、或いはＳｉ、Ｇｅ等を主成分とする半導体または誘電体（特に記録再生消去に適用するレーザー光に対して所定の透過率を有するような膜厚を備えた金属、半導体または誘電体）、或いはこれらの適当な混合物を用いることができる。
【００５４】
さらに具体的には、Ａｕ、ＡｇもしくはＣｕを主成分とする金属、またはＧｅもしくはＳｉを主成分とする半導体または誘電体を用いることが好ましい。
【００５５】
光吸収補正層９の膜厚は、材料に応じて定められる上限値以下とすることが好ましい。例えばＡｕを用いた場合、その膜厚は約２０ｎｍより薄くすることが好ましい。
【００５６】
なお、図２に示した構成の場合、光吸収補正層９は、レーザ光入射の方向と反対側の最も上の位置に設けることが好ましい。
【００５７】
図２に示した媒体の好ましい構成例を以下に例示する。保護層２は、膜厚１００〜１６０ｎｍのＺｎＳ−ＳｉＯ2である。第１の結晶化促進層７は、膜厚１〜４０ｎｍのＳｉＣ−ＳｉＮである。あるいは、結晶化促進層７として、膜厚１〜４０ｎｍのＡｌＣｒＮ、ＳｉＣｒＮ、ＧｅＣｒＮまたはＧｅＮｉＮを用いてもよい。記録層３は、膜厚５〜２５ｎｍの上記に例示した好ましい範囲の組成を有するＧｅＳｂＴｅである。第２の結晶化促進層８は、膜厚６０〜１４０ｎｍのＳｉＣ−ＳｉＮである。あるいは、結晶化促進層８として、ＡｌＣｒＮ、ＳｉＣｒＮ、ＧｅＣｒＮまたはＧｅＮｉＮを用いてもよい。光吸収補正層９は、膜厚１〜２０ｎｍのｎ＜３かつｋ＜６を満たす材料である。
【００５８】
また、図２に示した構成では、放熱効果が低下するおそれがあるため、図２の光吸収補正層９上に、さらにＡｌＮ、ＴａＮ、ＩｎＯ、ＳｎＯ（ただし、価数は問わない）等の透明誘電体層を積層してもよい。
【００５９】
図３の構成での光吸収補正層９は、この層で光吸収を行うことによりＡｃ／Ａａ＞１を可能とする層であり、使用するレーザー波長域において、適度な光吸収を有する層を設ける。この光吸収補正層は、記録層がアモルファス状態であるときの吸収率Ａａ2が、記録層が結晶状態であるときの吸収率Ａｃ2よりも大きい層（０＜Ａｃ2＜Ａａ2）として形成される。
【００６０】
０＜Ａｃ2＜Ａａ2を効果的に達成するためには、光吸収補正層９をなす材料の使用レーザー波長域での光学定数ｎ−ｉｋの屈折率ｎ及び吸収係数ｋが、ｎ＞２かつｋ＞２を満たす範囲内であることが好ましい。
【００６１】
このような材料としては、Ｇｅ、Ｓｉ、Ｃｒ、Ｓｅ、ＳおよびＴｅから選ばれる少なくとも１種を含む材料が挙げられる。具体的には、Ｇｅ、Ｓｉ、Ｃｒ、Ｓｅ、ＳおよびＴｅから選ばれる少なくとも１種を主成分とする半導体または誘電体が好ましい。このような材料としては、例えば、ＧｅＣｒ、ＳｉＴａ、ＳｉＷ、ＰｂＳ、ＰｂＴｅ等が挙げられる。
【００６２】
なお、図３に示した構成の場合、光吸収補正層９は、反射層５の手前の位置にに設けることが好ましい。
【００６３】
図３に示した媒体の好ましい構成例を以下に例示する。保護層２は、膜厚１００〜１６０ｎｍのＺｎＳ−ＳｉＯ2である。第１の結晶化促進層７は、膜厚１〜４０ｎｍのＳｉＣ−ＳｉＮである。あるいは、結晶化促進層７として、膜厚１〜４０ｎｍのＡｌＣｒＮ、ＳｉＣｒＮ、ＧｅＣｒＮまたはＧｅＮｉＮを用いてもよい。記録層３は、膜厚５〜２５ｎｍの上記に例示した好ましい範囲の組成を有するＧｅＳｂＴｅである。第２の結晶化促進層８は、膜厚１０〜８０ｎｍのＳｉＣ−ＳｉＮである。あるいは、結晶化促進層８として、ＡｌＣｒＮ、ＳｉＣｒＮ、ＧｅＣｒＮまたはＧｅＮｉＮを用いてもよい。光吸収補正層９は、膜厚５〜５０ｎｍのｎ＞２かつｋ＞２を満たす材料である。反射層５は、膜厚２０〜１２０ｎｍのＡｕまたはＡｇを主成分とする材料である。
【００６４】
上記各構成例では、保護層を追加して設けてもよい。例えば、図１〜図３の構成例における保護層２を第１の保護層として、さらに第２の保護層４を追加した例を、図６〜図８に示す。図６に示した構成は、図１の構成例において、第２の結晶化促進層８と反射層５との間に第２の保護層４を形成した例である。図７に示した構成は、図２の構成例において、第２の結晶化促進層８と光吸収補正層９との間に第２の保護層４を形成した例である。図８に示した構成は、図３に示した構成例において、第２の結晶化促進層８と光吸収補正層９との間に第２の保護層４を形成した例である。
【００６５】
次に、これらの光学情報記録媒体の製造方法について述べる。上記光学情報記録媒体を構成する多層膜を作製する方法としては、スパッタリング法、真空蒸着法、ＣＶＤ法等のいわゆる気相堆積法が可能である。ここでは、一例として、図９に、スパッタリング法を用いるときの成膜装置の概略を示す。
【００６６】
真空容器１０には排気口１６を通して真空ポンプ（図示省略）を接続してあり、真空容器内を高真空に保つことができるようになっている。ガス供給口１５からは、一定流量の希ガス、窒素、酸素、またはこれらの混合ガスを供給することができるようになっている。図中１１は基板であり、基板の自公転を行うための駆動装置１２に取り付けられている。図中１３はスパッタターゲットであり、陰極１４に接続されている。陰極１４は、図示は省略したが、スイッチを通して直流電源または高周波電源に接続されている。また、真空容器１０を接地することにより、真空容器１０及び基板１１は陽極に保たれている。
【００６７】
各層を成膜する際の成膜ガスとしては、希ガスを含むガスを用いる。希ガスにはＡｒ、Ｋｒ等が単独または必要に応じて混合して用いられる。記録層３、及び保護層２の成膜ガスに、微量の窒素または酸素を混合することがあるが、これは、繰り返し記録時での記録層の物質移動を抑制する効果があるためである。なお、記録層３を成膜する際は、例えばＧｅ−Ｓｂ−Ｔｅターゲットが用いられる。
【００６８】
結晶化促進層７、８として窒化物を用いる場合、反応性スパッタリング法により成膜すると良好な膜質の膜が得られる。例えば、結晶化促進層としてＧｅＣｒＮを用いる場合、ＧｅＣｒまたはＧｅＣｒとＮとを含む材料をターゲットとし、成膜ガスとして希ガスと窒素の混合ガスを用いる。或いはＮ2Ｏ、ＮＯ2、ＮＯ、Ｎ2等の窒素原子を含むガスや、これらの適当な組み合わせの混合ガスと希ガスとの混合ガスを用いてもよい。また、膜が硬質である場合や膜応力が大きい場合等、必要に応じて微量の酸素を成膜ガス中に混合することにより、良好な膜質の層を得ることができる場合がある。
【００６９】
次に、以上のようにして形成した光学情報記録媒体の記録再生消去方法について述べる。信号の記録再生消去には、例えば、レーザー光源と、対物レンズを搭載した光ヘッドと、レーザー光を照射する位置を所定の位置へと導くための駆動装置、トラック方向及び膜面に垂直な方向の位置を制御するためのトラッキング制御装置及びフォーカシング制御装置と、レーザーパワーを変調するためのレーザー駆動装置、媒体を回転させるための回転制御装置とを用いる。
【００７０】
信号の記録または消去は、まず媒体を回転制御装置を用いて回転させ、光学系によりレーザー光を微小スポットに絞りこんで、媒体へレーザー光を照射することにより行う。レーザーの照射により記録層のうちの局所的な一部分がアモルファス状態へと可逆的に変化しうるアモルファス状態生成パワーレベルをＰ1、同じくレーザーの照射により結晶状態へと可逆的に変化しうる結晶状態生成パワーレベルをＰ2とし（通常、Ｐ1＞Ｐ2）、レーザーパワーをＰ1とＰ2の間で変調させることで記録マークを形成、或いは記録マークを消去し、情報の記録、消去、及び上書き記録を行った。ここではＰ1のパワーを照射する部分は、パルスの列で形成する、いわゆるマルチパルスとした。但し、マルチパルスを用いないパルスで構成してもよいが、本発明の書き換えの高速化及び繰り返し特性の向上を達成するためには、マルチパルスを適用することが好ましい。
【００７１】
また、前記Ｐ1、Ｐ2のいずれのパワーレベルよりも低く、そのパワーレベルでのレーザー照射によって記録マークの光学的な状態が影響を受けず、レーザー照射によって媒体から記録マークの再生のために十分な反射率が得られるパワーレベルを再生パワーレベルＰ3とし、Ｐ3のパワーのレーザービームを照射することにより得られる媒体からの信号を検出器で読みとり、情報信号の再生を行った。なお、レーザ光の波長は、７８０ｎｍ以下の範囲が好ましい。
【００７２】
また、光学情報記録媒体に記録再生する際のレーザビームの走査線速度は４ｍ／ｓ以上であることが好ましい。本発明においては、高速消去特性および繰り返し特性が向上し、より高い転送レートが得られる光学情報記録媒体が可能になるため、レーザビームの走査線速度をより大きくしたほうが本発明の特徴を顕著に発揮することができる。レーザビームの走査線速度は８ｍ／ｓ以上であることがより好ましい。
【００７３】
ただし、非常に高密度での記録が可能になった場合は、線速度をさほど速くしなくとも高い転送レートが得られる。例えば、青色波長での記録再生を行う場合は、赤色波長での記録再生と比較して、非常に高密度での記録が可能となるため、同じ距離を再生した場合に得られる情報量が大きくなり、転送レートが高くなる。このような場合は、必ずしも８ｍ／ｓ以上の線速度を適用する必要はない。
【００７４】
【実施例】
本発明の実施の一例を以下に示すが、本発明は以下の実施例により制限されるものではない。
【００７５】
まず、図１と同様の構成で、基板１を厚さ０．６ｍｍ、直径１２０ｍｍのディスク状ポリカーボネート樹脂、保護層２をＺｎＳにＳｉＯ2を２０ｍｏｌ％混合した材料、記録層３をＧｅ21Ｓｂ25Ｔｅ54、結晶化促進層７、８をＧｅＣｒＮ、光吸収補正層９をＡｕとした場合の記録媒体を（１）とする。なお、記録媒体（１）の各層の膜厚は、記録層３を１２ｎｍ、保護層２を８０ｎｍ、結晶化促進層７、８をそれぞれ１０ｎｍ、５０ｎｍ、反射層５を４０ｎｍ、光吸収補正層９を１０ｎｍとした。
【００７６】
比較例として、
記録媒体（１）における結晶化促進層７、８のそれぞれの膜厚１０ｎｍ及び５０ｎｍはそのままで、保護層２と同じ材料で置き換えた他は記録媒体（１）と同様の構成を有する構成（すなわち、記録層３を保護層と同じ材料の層で挟持し、基板１と保護層２との間に光吸収補正層９を備えた構成）を記録媒体（２）とし、
記録媒体（１）における光吸収補正層９の膜厚１０ｎｍはそのままにし、保護層２と同じ材料で置き換えた他は記録媒体（１）と同様の構成を有する構成（すなわち、記録層３を結晶化促進層７及び８で挟持し、結晶化促進層７と基板１との間は保護層２のみを備えた構成）を記録媒体（３）とし、
記録媒体（１）における結晶化促進層８のみ膜厚５０ｎｍはそのままで、保護層２と同じ材料で置き換えた構成（すなわち、記録層３を結晶化促進層７と保護層と同じ材料の層とで挟持した構成）を記録媒体（４）とし、
記録媒体（４）で、さらに光吸収補正層９の膜厚１０ｎｍはそのままにし、保護層２と同じ材料で置き換えた構成（すなわち、記録層３を結晶化促進層７と保護層と同じ材料の層で挟持し、結晶化促進層７と基板との間を保護層２のみとした構成）を記録媒体（５）とし、
記録媒体（１）における結晶化促進層７のみ膜厚１０ｎｍはそのままにし、保護層２と同じ材料で置き換えた構成（すなわち、記録層３を保護層と同じ材料の層と結晶化促進層８とで挟持した構成）を記録媒体（６）とし、
記録媒体（６）で、さらに光吸収補正層９の膜厚を１０ｎｍはそのままにし、保護層２と同じ材料で置き換えた構成（すなわち、記録層３を保護層２と結晶化促進層８とで挟持し、記録層３と基板１との間を保護層２のみとした構成）を記録媒体（７）とした。
【００７７】
記録層３及び保護層２を成膜する際は、Ａｒに窒素を２．５％混合したガスを、全圧がそれぞれ１．０ｍＴｏｒｒ、０．５ｍＴｏｒｒとなるように一定の流量で供給し、陰極にそれぞれＤＣ１．２７Ｗ／ｃｍ2、ＲＦ５．１０Ｗ／ｃｍ2のパワーを投入して行った。反射層５を成膜する際は、Ａｒガスを全圧３．０ｍＴｏｒｒになるように供給し、ＤＣ４．４５Ｗ／ｃｍ2のパワーを投入して行った。
【００７８】
結晶化促進層７、８（ＧｅＣｒＮ層）を成膜する際はターゲット材料をＧｅＣｒとし、ＧｅＣｒＮ膜中に含有されるＣｒ含有量の、Ｇｅ含有量とＣｒ含有量の和に対する比率が２０％となるようにした。スパッタガスはＡｒと窒素との混合ガス、スパッタガス圧は１０ｍＴｏｒｒ、スパッタガス中の窒素分圧は４０％、スパッタパワー密度は６．３７Ｗ／ｃｍ2で全て共通とした。
【００７９】
以上により作製した記録媒体（１）〜（７）を用いて、光学情報の記録試験を実施した。
【００８０】
記録の信号方式はＥＦＭ変調方式とし、用いたレーザー光の波長は６５０ｎｍ、対物レンズの開口数は０．６０である。最短ビット長は０．２８μｍ、即ち最短マーク長は０．４１μｍ、ディスク回転速度は線速６ｍ／ｓ、及び１２ｍ／ｓで測定を行った。トラックピッチは１．２０μｍ、即ち０．６０μｍごとに溝部とランド部が交互に形成される基板を用いた。
【００８１】
特性の評価は、高線速でのオーバーライト消去率、及び記録の繰り返し特性について行った。
【００８２】
高速消去特性の評価は、ＥＦＭ信号方式での３Ｔ長さのマークを設定レーザーパワーで記録した後、１１Ｔ長さのマークでオーバーライトしたときの消去率を測定することにより行った。オーバーライト消去率が３０ｄＢ以上得られたものを○、３０ｄＢに満たなかったものを×として示した。
【００８３】
記録の繰り返し特性は、ＥＦＭ信号方式により最短マーク長が０．４１μｍとなる場合について３Ｔから１１Ｔの長さのランダムマークを溝部に記録し、マークの前端間及び後端間のジッター値をウィンドウ幅Ｔで割った値（以下ジッター値）の、繰り返し記録後での増加分を評価することにより行った。１０万回の繰り返し記録後で、１０回記録時のジッター値と比較して、前端間、後端間ジッター値の増加分の平均が３％以下であるものを○、３％より大きかったものを×として示した。（１）〜（７）の媒体を評価した結果を（表１）に示す。
【００８４】
（表１）
（表１）の結果より、結晶化促進層を記録層の上下に有しない記録媒体（２）、結晶化促進層を記録層の反射層側にのみ有する記録媒体（６）及び（７）では繰り返し特性が悪く、結晶化促進層を記録層の上下に有する構成、または結晶化促進層を記録層の基板側にのみ有する構成では良好な繰り返し特性が得られている。
【００８６】
また、光吸収補正層９を有する記録媒体（１）、（２）、（４）及び（６）の内、記録層３の反射層５側の結晶化促進層８を有しない記録媒体（２）及び（４）では１２ｍ／ｓの高線速におけるオーバーライト消去率が劣り、記録層３の反射層５側にのみ結晶化促進層８を備えた記録媒体（６）では１２ｍ／ｓの高線速におけるオーバーライト消去率は良好ではあるが、繰り返し特性に劣る。
【００８７】
さらに、記録層３の上下に結晶化促進層７、８を備えるが光吸収補正層９を有しない記録媒体（３）、及び記録層３の基板１側にのみ結晶化促進層７を備えるが光吸収補正層９を有しない記録媒体（５）では、１２ｍ／ｓの高線速側ではオーバーライト消去率が落ちている。
【００８８】
結局、記録層３の上下に結晶化促進層７、８と光吸収補正層９とをともに有する本発明の記録媒体（１）では、高速消去が可能となり、繰り返し特性も良好であることがわかる。
【００８９】
次に、図２と同様の構成で各層の膜厚は、保護層２を１１０ｎｍ、結晶化促進層７、８をそれぞれ１０ｎｍ、１２０ｎｍ、記録層３を８ｎｍ、光吸収補正層９を１０ｎｍとし、各層の材料及び製法を記録媒体（１）と同様にした記録媒体を（８）とする。
【００９０】
比較例として、
記録媒体（８）における結晶化促進層７、８のそれぞれの膜厚１０ｎｍ及び１２０ｎｍはそのままで、適用する材料を保護層２と同じ材料で置き換えた構成（すなわち、記録層３を保護層と同じ材料の層で挟持した構成）を記録媒体（９）、
記録媒体（８）における光吸収補正層９を５０ｎｍの上記反射層５で置き換えた構成（すなわち、記録層３を結晶化促進層７、８で挟持し、結晶化促進層８を記録層３と反射層５とで挟持した構成）を記録媒体（１０）とする。
【００９１】
さらに、図３と同様の構成で各層の膜厚は、保護層２を１３０ｎｍ、結晶化促進層７、８をそれぞれ１０ｎｍ、４０ｎｍ、記録層３を１２ｎｍ、反射層５を４０ｎｍ、光吸収補正層９を３０ｎｍのＳｉＷとし、光吸収層以外の各層に用いる材料を記録媒体（１）と同様にした記録媒体を（１１）とした。
【００９２】
比較例として、
媒体（１１）における結晶化促進層７、８のそれぞれの膜厚１０ｎｍ及び４０ｎｍはそのままで、適用する材料を保護層２と同じ材料で置き換えた構成（すなわち、記録層３を保護層と同じ材料の層で挟持した構成）を記録媒体（１２）、媒体（１１）における光吸収補正層９の膜厚４０ｎｍはそのままで、用いる材料を保護層２と同じ材料で置き換えた構成（すなわち、結晶化促進層８と反射層５との間に保護層と同じ材料の層を挟持した構成）を記録媒体（１３）とする。
【００９３】
以上の媒体（８）〜（１３）について特性評価を行った結果を（表２）に示す。（表２）からも、本発明の記録媒体（８）及び（１１）が高速消去特性、良好な繰り返しの特性が得られることがわかる。
【００９４】
（表２）
この結果は、図１の構成における傾向と同様であることから、図２または図３に示した層構成においても、記録層を介して一対の結晶化促進層を密着させると共に、光吸収補正層を形成してＡｃ＞Ａａとした構成により、線速に依らず繰り返し特性及びオーバーライト消去率に優れた光情報記録媒体が提供できることが確認された。
【００９６】
別の実施例として、媒体（１）と同様の層構成、材料を有し、記録層の組成のみ、Ｇｅ30.1Ｓｂ17.3Ｔｅ52.6とした媒体を記録媒体（１４）とする。
【００９７】
比較例として、記録層の組成のみをＧｅ14.3Ｓｂ28.6Ｔｅ57.1とした点を除いては媒体（１４）と全く同じ構成、材料を有する媒体を記録媒体（１５）とする。
【００９８】
別の比較例として、媒体（１）と同様の層構成を有するが、結晶化促進層７，８をすべて保護層の材料で置き換え、記録層の組成をＧｅ30.1Ｓｂ17.3Ｔｅ52.6およびＧｅ14.3Ｓｂ28.6Ｔｅ57.1とした媒体を、それぞれ記録媒体（１６）、記録媒体（１７）とする。
【００９９】
これら媒体の評価を、記録の繰り返し特性、高線速でのオーバーライト消去率および耐環境試験特性について行った。繰り返し特性および高線速でのオーバーライト特性の評価基準については、既述の方法と同様とした。
【０１００】
耐環境試験の評価は、以下の方法で行った。まず、オーバーライト特性の評価時と同じ条件を用いて、線速１２ｍ／ｓで３Ｔの長さのマークを記録し、このときの３Ｔ信号の前端および後端間のジッター値（記録マークの前端間および後端間のずれ量をウィンドウ幅で割った値）を測定した。次に媒体を９０℃、相対湿度２５％の高温条件に保持することにより、加速試験を行った。この後、記録したマークのジッター値を再度測定し、加速試験前に比べて加速試験後のジッター値の増加分が、前端間、後端間のいずれも２％以下である場合を○、前端間、後端間のジッター値のいずれかが２％以上増加していた場合を×とする。
【０１０１】
表３に、媒体（１４）〜（１７）を評価した結果を示す。また、既述の媒体（１）について、同様の耐環境試験を行った結果も併せて示す。
【０１０２】
（表３）
表３によると、Ｇｅ量が比較的少なく、かつＧｅＴｅ−Ｓｂ2Ｔｅ3で結ばれるライン上の組成である、Ｇｅ14.3Ｓｂ28.6Ｔｅ57.1の組成を用いている、媒体（１５）および媒体（１７）は、オーバーライト消去率は良好であるものの、十分な耐環境試験特性が得られない。これに対して、媒体（１）、媒体（１４）および媒体（１６）の組成を用いた場合、アモルファスが熱的に安定するため、十分な耐環境試験特性を得ることができる。
【０１０４】
また、媒体（１６）では、結晶化促進層を有しないため、繰り返し特性および高線速での消去率が良好ではないが、結晶化促進層を両側に有し、また吸収補正層９も有する、媒体（１）および媒体（１４）では、繰り返し特性、高線速での消去率および耐環境試験特性のすべてにおいて、良好な特性を示すことが可能となる。
【０１０５】
表３の結果より、従来、高線速条件で高い消去率が得られなかった記録層組成であっても、記録層の両側に結晶化促進層を設けるとともに、光吸収補正層を形成してＡｃ＞Ａａとした構成を用いることにより、記録の繰り返し特性およびオーバーライト消去率に優れた光学情報記録媒体を提供できることが確認できた。
【０１０６】
さらに別の実施例として、図６〜図８に示した構成と同様となるように、記録媒体を作製した。
【０１０７】
図６と同様の構成で、基板１を厚さ０．６ｍｍ、直径１２０ｍｍのディスク状ポリカーボネート樹脂、保護層２、４をＺｎＳにＳｉＯ2を２０ｍｏｌ％混合した材料、記録層３をＧｅ30.0Ｓｂ18.0Ｔｅ52.0、反射層５をＡｌＣｒ、結晶化促進層７、８をＳｉＣｒＮ、光吸収補正層９をＡｇＰｄとした場合の媒体を記録媒体（１８）とする。なお、記録媒体（１８）の各層の膜厚は、光吸収補正層９を５ｎｍ、保護層２を８０ｎｍ、結晶化促進層７を５ｎｍ、記録層３を９ｎｍ、結晶化促進層８を５ｎｍ、保護層４を４０ｎｍ、反射層５を８０ｎｍとした。
【０１０８】
また、図７と同様の構成で、記録層３をＧｅ29.4Ｓｂ19.1Ｔｅ51.5、結晶化促進層７、８をＡｌＮｉＮ、光吸収補正層９をＡｕＰｄとした点を除いては、記録媒体（１８）と同じ材料を用いて構成した媒体を、記録媒体（１９）とする。なお、記録媒体（１９）の各層の膜厚は、保護層２を１２０ｎｍ、結晶化促進層７を５ｎｍ、記録層３を１０ｎｍ、結晶化促進層８を５ｎｍ、保護層４を１２０ｎｍ、光吸収補正層９を１０ｎｍとした。
【０１０９】
また、図８と同様の構成で、結晶化促進層７、８をＧｅＣｒＮ、光吸収補正層９をＳｉＴａ、反射層５をＡｌとした点を除いては、記録媒体（１８）と同じ材料を用いて構成した媒体を、記録媒体（２０）とする。なお、記録媒体（２０）の各層の膜厚は、保護層２を１３０ｎｍ、結晶化促進層７を２ｎｍ、記録層３を９ｎｍ、結晶化促進層８を２ｎｍ、保護層４を４０ｎｍ、光吸収補正層９を３０ｎｍ、反射層５を８０ｎｍとした。
【０１１０】
これら媒体（１８）〜（２０）の評価を、記録の繰り返し特性、高線速でのオーバーライト特性、耐環境試験特性について行った。評価の方法は、媒体（１４）〜（１７）と同様とした。その結果、媒体（１８）〜（２０）についての評価結果は、いずれの項目についても○に相当するものであった。
【０１１１】
【発明の効果】
以上述べたように、光学特性が可逆的に変化する記録層の両側に接して結晶化促進層を設け、Ａｃ＞Ａａとすることにより、信号の書き換えの高速化が可能であり、記録マークの熱的安定性、記録の繰り返し特性にも優れた光情報記録媒体が得られ、当該光情報記録媒体の性能を遺憾なく発揮できる記録再生消去方法とが得られる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明における層構成の例を示す断面図
【図２】 本発明における層構成の別の例を示す断面図
【図３】 本発明における層構成のさらに別の例を示す断面図
【図４】 オーバーライト歪みを説明するための模式図
【図５】 記録層の好ましい組成範囲を示すための３元組成図
【図６】 本発明における層構成の別の例を示す断面図
【図７】 本発明における層構成のまた別の例を示す断面図
【図８】 本発明における層構成のさらに別の例を示す断面図
【図９】 成膜装置の一例を模式的に示す図
【図１０】 従来の層構成の一例を示す図
【図１１】 従来の層構成の他の例を示す図
【符号の説明】
１ 基板
２ （第１の）保護層
３ 記録層
４ （第２の）保護層
５ 反射層
７ （第１の）結晶化促進層
８ （第２の）結晶化促進層
９ 光吸収補正層
１０ 真空容器
１１ 基板
１２ 基板駆動装置
１３ ターゲット
１４ 陰極
１５ ガス供給口
１６ 排気口
Claims (14)
- 基板と、結晶状態とアモルファス状態との間を可逆的に変化する記録層とを含み、前記記録層に所定波長のレーザ光を入射することにより、前記記録層を前記結晶状態および前記アモルファス状態から選ばれるいずれか一方から他方へと変化させる光学情報記録媒体であって、
前記記録層が前記結晶状態であるときの前記記録層における前記レーザ光の吸収率Ａｃが、前記記録層が前記アモルファス状態であるときの前記記録層における前記レーザ光の吸収率Ａａよりも大きく、
前記記録層の両側に接して、前記記録層の前記アモルファス状態から前記結晶状態への変化を促進し、ＧｅＮ、ＧｅＯＮ、ＧｅＸＮ、ＧｅＸＯＮ（但し、ＸはＣｒ、Ｍｏ、Ｍｎ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｌａ、Ｙ、Ｆｅ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｐｄ、Ａｇ、Ｃｄ、Ｈｆ、およびＷから選ばれる少なくとも１つの元素を含む材料）のうちの少なくとも１つを主成分とする結晶化促進層が設けられおり、
前記光学情報記録媒体は、光吸収補正層をさらに含み、前記レーザ光の前記所定波長における前記光吸収補正層の屈折率が２よりも小さく、前記レーザ光の前記所定波長における前記光吸収補正層の吸収係数が２よりも大きく、
前記光吸収補正層は、前記基板と前記記録層の間に配置されていることを特徴とする光学情報記録媒体。 - 前記記録層が結晶状態であるときの光学情報記録媒体における前記所定波長のレーザ光の反射率Ｒｃが、前記記録層がアモルファス状態であるときの前記光学情報記録媒体における前記所定波長のレーザ光の反射率Ｒａよりも小さい請求項１に記載の光学情報記録媒体。
- 光吸収補正層が、Ａｕ、Ａｇ、Ｃｕ、Ａｌ、ＣｒおよびＮｉから選ばれる少なくとも１種を含む請求項１に記載の光学情報記録媒体。
- 前記光吸収補正層の膜厚が５〜３０ｎｍ以下である請求項１に記載の光学情報記録媒体。
- 前記記録層は、Ｔｅ、ＳｅおよびＳｂから選ばれる少なくとも１つを含む相変化材料からなる請求項１に記載の光学情報記録媒体。
- 前記記録層は、Ｔｅ、ＳｂおよびＧｅを含む相変化材料からなる請求項１に記載の光学情報記録媒体。
- 前記記録層の膜厚が１ｎｍ以上２５ｎｍ以下である請求項１に記載の光学情報記録媒体。
- 前記結晶化促進層の膜厚が１ｎｍ以上である請求項１に記載の光学情報記録媒体。
- 前記記録層の組成が、（（ＧｅＴｅ）1-X（Ｓｂ2Ｔｅ3）X）1-yＳｂ1y（ただし、１／１３≦ｘ≦１／３、０≦ｙ≦２／３）により示される請求項１に記載の光学情報記録媒体。
- 少なくとも一方の前記結晶化促進層に接して保護層が設けられている請求項１に記載の光学情報記録媒体。
- 前記光吸収補正層がない状態では前記Ａｃが前記Ａａ以下であるが、前記光吸収補正層が存在することにより、前記Ａｃが前記Ａａより大きくなる請求項１に記載の光学情報記録媒体。
- 請求項１〜１１に記載のいずれかの光学情報記録媒体を用いた光学情報の記録再生方法であって、
光学系により微小スポットに絞り込んだレーザー光の照射により前記記録層のうちの局所的な一部分が結晶状態からアモルファス状態へと可逆的に変化し得るアモルファス状態生成パワーレベルをＰ1、前記レーザー光の照射により前記記録層の局所的な一部がアモルファス状態から結晶状態へと可逆的に変化し得る結晶状態生成パワーレベルをＰ2、前記Ｐ1および前記Ｐ2のいずれのパワーレベルよりも低く、前記レーザー光の照射によって前記記録層の光学的状態が影響を受けず、かつその照射によって光学情報の再生のために十分な反射が得られる再生パワーレベルをＰ3としたとき、
前記レーザー光のパワーレベルを前記Ｐ1と前記Ｐ2との間で変調させることにより光学情報の記録、消去または上書きを行い、前記Ｐ3のパワーレベルの前記レーザー光を照射することにより光学情報の再生を行うことを特徴とする光学情報の記録再生方法。 - 光学情報記録媒体上におけるレーザー光の走査の線速度を４ｍ／ｓ以上とする請求項１２に記載の光学情報の記録再生方法。
- 前記レーザー光の波長は、７８０ｎｍ以下の範囲である請求項１２に記載の光学情報の記録再生方法。
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