JPH07262608A - 情報記録媒体およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】本発明は、安定なフォーカシング、トラッキン
グ制御が可能である、すなわち記録後に反射率が増加
し、基板との密着性が良好な情報記録媒体を提供するこ
とを目的とする。 【構成】基板上に形成され、Ａｕ、Ａｇ、Ｃｕ、および
Ｃｒからなる群より選ばれた少なくとも一つの元素、水
素、並びに炭素からなる混合物を含む半透明層と、半透
明層上に形成され、光の照射により光学的特性が変化す
る材料からなり、記録後の反射率が記録前の反射率より
大きくなる光記録層とを具備することを特徴とする。ま
た、基板上に炭化水素ガスの雰囲気下でＡｕ、Ａｇ、Ｃ
ｕ、およびＣｒからなる群より選ばれた少なくとも一つ
の元素からなる金属を被着させて半透明層を形成し、半
透明層上に第１の保護層、光記録層、第２の保護層、お
よび金属反射層を順次形成することを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、情報記録媒体およびそ
の製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】記録・消去が可能な従来の情報記録媒体
としては、図６に示すように、基板１上に第１の保護層
２、光記録層３、第２の保護層４、および金属反射層５
を順次積層してなる情報記録媒体がある。

【０００３】このような情報記録媒体を用いて記録・消
去をする場合、まず、情報記録媒体全面に光ビームを照
射して光記録層をその材料の融点以下の温度まで加熱
し、その材料を結晶性の高い状態（原子が比較的規則正
しく配列された状態、以下、結晶状態という）にする。
次に、情報の書き込み（記録）のために、情報記録媒体
に短く強いパルス光を照射して光記録層を加熱溶融した
後急冷する。これにより、パルス光を照射した部分は結
晶性が低下した状態（原子配列が乱れた状態、以下、非
晶質状態という）となる。

【０００４】上記のように、結晶状態と非晶質状態では
原子配列の構造が異なるので、透過率や反射率のような
光学的性質が異なる。この性質の違いを利用して情報を
記録することができる。このようにして書き込まれた情
報は、記録された部分に長く弱いパルス光を照射して記
録層をその材料の融点以下の温度まで加熱し、その後徐
冷することにより消去することができる。これは、記録
部の材料を初期状態である結晶状態に戻すためである。
また、弱い連続したレーザパワー（バイアスパワー）に
強く短いパルスを重畳したレーザパワー（記録パワー）
を用いることにより、非晶質状態である記録部の材料を
結晶化して記録部を消去し、それと同時に新しい記録部
を形成する、いわゆるオーバーライトを行うことができ
る。

【０００５】実際の情報記録媒体は、上記のように結晶
状態と非晶質状態の反射率変化を信号とするため、各層
の厚さは第１および第２の保護層と光記録層との界面、
並びに第２の保護層と金属反射層との界面での光学的干
渉効果を考慮して設計される。このため、情報記録媒体
に使用される材料の光学定数により、反射率変化を大き
くすることができる最適な厚さが存在する。

【０００６】例えば、光記録層３の材料としてＧｅＳｂ
Ｔｅを用い、金属反射層５の材料としてＡｌを用い、第
１および第２の保護層２，４の材料としてＺｎＳ−Ｓｉ
Ｏ₂を用いてなる情報記録媒体において、第２の保護層
４の厚さに対する記録状態（非晶質状態）と未記録状態
（結晶状態）との反射率の関係を図７に示す。図７から
分かるように、反射率変化が大きく得られる第２の保護
層の厚さは１０〜２０nmと１４０〜１５０nmの範囲であ
る。第２の保護層の厚さが１０〜２０nmのときには、記
録部の反射率が未記録部の反射率よりも小さいので、反
射率が下がる向きの記録がなされる。一方、第２の保護
層の厚さが１４０〜１５０nmのときには、記録部の反射
率が未記録部の反射率よりも大きいので、反射率が上が
る向きの記録がなされる。

【０００７】しかしながら、第２の保護層４の厚さが厚
くなると、光記録層３から金属反射層５への熱の流れが
阻害され、レーザパワーの変調により充分に冷却を制御
することができず、記録特性が悪くなることが知られて
いる。したがって、従来、光記録層３の材料としてＧｅ
ＳｂＴｅ等を用いる場合、第２の保護層４の厚さは１０
〜２０nmの範囲に設定して、反射率が下がる向きの記録
がなされている(T.Ohta et al.,JJAP,Vol.128(1989) Su
ppl.28-3,pp123-128) 。

【０００８】このような情報記録媒体に対するデータの
記録は、一般的に、図８に示すようにして行われてい
る。ユーザ・データは記録に適したチャネル・データに
変換され、記録マーク位置にチャネル・データ“１”を
対応させるもの（以下、この記録方式をマークポジショ
ン記録と称す）や記録マークエッジ位置にチャネル・デ
ータ“１”を対応させるもの（以下、この記録方式をマ
ークエッジ記録と称す）等が知られている。同じ記録密
度でマーク・ポジションとマークエッジ記録を行った場
合、再生信号を比較すると、マークエッジ記録したもの
のほうが信号波形の干渉が少なく、高密度記録に有利で
あると考えられている。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】記録後に反射率が下が
る従来の情報記録媒体に対して、高密度記録を行うため
にマークピッチを小さくして記録していくと、未記録エ
リアに対する記録エリアの割合が増加するため、記録前
に比べ再生時における媒体の平均反射率は低下する。こ
のような反射率の低下は記録・再生のためのレーザ光の
フォーカシングおよびトラッキング制御系を不安定にし
てしまい、充分な記録・再生が行えないという問題点が
ある。このことはマークポジション記録に比べ、記録面
積の割合の大きなマークエッジ記録の時に顕著になって
くる。

【００１０】上記の問題点を解決するために、特願平５
−２２１９０５号においては、基板と第１の保護層の間
にＡｕ、Ａｇ、Ｃｕ、Ｃｒ、またはこれらの金属を含む
合金からなる金属層を設けることにより、記録後の反射
率を増加させる技術が開示されている。

【００１１】しかしながら、上記技術によれば、一般的
に基板材料として、アクリル樹脂やポリカーボネート樹
脂等の有機高分子材料が用いられているため、有機物で
ある基板と無機物である金属層との間の密着強度は同種
のもの同士の密着強度に比べてあまり大きくないという
問題がある。基板と金属層との間の密着強度が低くなる
と、その界面において剥離が生じて実用に耐えられない
状態となる恐れがある。

【００１２】本発明はかかる点に鑑みてなされたもので
あり、安定なフォーカシング、トラッキング制御が可能
である、すなわち記録後に反射率が増加し、基板との密
着性が良好な情報記録媒体を提供することを目的とす
る。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本発明の第１の発明は、
基板上に形成され、Ａｕ、Ａｇ、Ｃｕ、およびＣｒから
なる群より選ばれた少なくとも一つの元素、水素、並び
に炭素からなる混合物を含む半透明層と、前記半透明層
上に形成され、光の照射により光学的特性が変化する材
料からなり、記録後の反射率が記録前の反射率より大き
くなる光記録層とを具備することを特徴とする情報記録
媒体を提供する。

【００１４】本発明の第２の発明は、基板上に炭化水素
ガスの雰囲気下でＡｕ、Ａｇ、Ｃｕ、およびＣｒからな
る群より選ばれた少なくとも一つの元素からなる金属を
被着させて半透明層を形成する工程と、前記半透明層上
に第１の保護層、光記録層、第２の保護層、および金属
反射層を順次形成する工程とを具備することを特徴とす
る情報記録媒体の製造方法を提供する。第２の発明にお
いて、半透明層の形成が炭化水素ガスのプラズマ重合と
金属蒸着との混合プロセスにより行われることが好まし
い。

【００１５】

【作用】本発明の情報記録媒体は、半透明層がＡｕ、Ａ
ｇ、Ｃｕ、Ｃｒのうちの少なくとも一つの元素と、水素
および炭素からなる混合物で構成されていることを特徴
としている。この混合物Ｍ−Ｃ：Ｈ（ＭはＡｕ、Ａｇ、
Ｃｕ、Ｃｒもしくはこれらの合金）は、透明基板の材料
である高分子有機材料と相性が良いので、透明基板との
密着性が向上し、これにより信頼性が高くなる。この混
合物Ｍ−Ｃ：Ｈからなる半透明層を形成するためには、
プラズマ重合が好適である。

【００１６】また、この混合物Ｍ−Ｃ：Ｈを半透明層の
材料として使用した場合、半透明層の材料としてＡｕ、
Ａｇ、Ｃｕ、Ｃｒもしくはこれらの合金を使用した場合
と同等の複屈折率を得ることができる。したがって、記
録後の反射率が記録前の反射率より大きくなるように設
定することができ、このため、記録媒体に入射した光ビ
ームの反射光量は記録・再生の際に低下することがな
く、安定した光ビームのフォーカシング、トラッキング
制御が可能となる。

【００１７】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照して具体
的に説明する。図１は本発明の情報記録媒体の一実施例
を示す断面図である。図中１０は透明基板を示す。透明
基板１０上には半透明層１１が形成されている。半透明
層１１上には、第１の保護層１２、光記録層１３、第２
の保護層１４、および金属反射層が順次形成されてい
る。

【００１８】透明基板１０の材料としては、アクリルあ
るいはポリカーボネート樹脂等のプラスチック材料を用
いることができる。透明基板１０の厚さは０．５〜１．
５mm程度である。半透明層１１の材料としては、Ａｕ、
Ａｇ、Ｃｕ、Ｃｒ等の金属またはこれらを含む合金と、
水素および炭素との混合物を含むものを用いる。第１お
よび第２の保護層１２，１４の材料としては、誘電性材
料であるＺｎＳ、ＳｉＯ₂ 、Ａｌ₂ Ｏ₃ 、またはこれら
の混合物を用いることができる。光記録層１３の材料と
しては、良好な繰り返し書換特性を持つと知られている
ＧｅＳｂＴｅ等のカルコゲナイドを用いることができ
る。金属反射層１４の材料としては、Ａｌ、Ａｕ、また
はＡｌもしくはＡｕを母材としてＴｉ、Ｍｏ、Ｚｒ、Ｃ
ｒ等を含む合金を用いることができる。金属反射層１４
の厚さは、光学的な反射の目的の他に光記録層１３で発
生した熱を効果的に放熱する役割をもつため、１００nm
以上であることが望ましい。これらの各層は真空蒸着
法、スパッタリング法等の堆積方法により形成すること
ができる。

【００１９】図２は、上記構成を有する情報記録媒体に
おいて、第１の保護層１２の厚さを変化させたときの記
録部および未記録部の反射率並びに反射率変化量（記録
後−記録前）を示すグラフである。このとき、半透明層
はＡｕ、水素、および炭素からなる混合物で構成し、そ
の厚さを２０nmとした。光記録層はＧｅＳｂＴｅ層で構
成し、その厚さを２０nmとした。第２の保護層はＺｎＳ
−ＳｉＯ₂ 混合物で構成し、その厚さを５０nmとした。
金属反射層はＡｌで構成し、その厚さを２００nmとし
た。また、レーザ光としては波長が６９０nmであるもの
を使用した。

【００２０】透明基板から入射した光は各層間の界面で
多重反射を起こすため、第１の保護層の厚さにより反射
率の変化の仕方が異なる。図２において、第１の保護層
の厚さが８０〜１６０nmまたは２６０〜３５０nmの範囲
であると、記録時に反射率が増加するようになる。この
とき、第１の保護層の厚さが１４０nmまたは３３０nmで
あると、反射率変化量は最大（２０％）で未記録部の反
射率も２０％であるので、記録前後で２０％以上の反射
率が維持でき、安定なフォーカシング、トラッキング制
御が可能となる。製造上のバラツキを考慮すると、第１
の保護層の適当な厚さは、最大の反射率変化量（２０
％）の半分以上をとれる、１１０〜１５０または３００
〜３４０nmである。

【００２１】図３は、第１の保護層の厚さを１４０nmと
したときの上記構成を有する情報記録媒体において、Ａ
ｕ、炭素、および水素の混合物からなる半透明層の厚さ
を変えたときの記録部および未記録部の反射率並びに反
射率変化量を示すグラフである。図３から分かるよう
に、半透明層の厚さが７nm以上で記録部の反射率が未記
録部の反射率より大きくなり、記録時に反射率が増加す
るようになる。これは、半透明層の厚さが７nm以上で透
明基板と半透明層との界面における干渉効果が現れるた
めである。さらに、半透明層の厚さが１５nm以上になる
と、未記録部の反射率が１０％を超えるため、安定した
フォーカシング、トラッキング制御が可能となる。最も
大きな反射率変化は半透明層の厚さが２０nmのときに得
られ、半透明層の厚さが４０nm超えると最大変化量の５
０％以下になり、充分な大きさの再生信号が得られなく
なる。以上のことから、半透明層は、その厚さが１５〜
４０nmのとき、情報記録媒体に対して望ましい特性を与
える。

【００２２】以上述べたような情報記録媒体の光学的な
特性は、特願平５−２２１９０５号明細書で実施されて
いるように、半透明層としてＡｕを用いても同様な結果
が得られる。このことは、Ａｕと炭素および水素とを含
む上記混合物の複素屈折率が、Ａｕ単体のものと比べ、
それほど大きく違わないことを示している。Ａｕ単体の
複素屈折率と同様なものとして、その他に、Ａｇ、Ｃ
ｕ、Ｃｒ、あるいはこれらの合金が知られている（特願
平５−２２１９０５号明細書）。これらの金属材料に炭
素および水素を混合させて、炭素および水素の混合量を
調節することにより、Ａｕの場合と同様に、金属材料の
みの場合と複素屈折率にはあまり大きな変化はみられな
い。このため、これらの金属材料も上記と同様に炭素お
よび水素を混合させることにより、本発明の効果を発揮
することができる。

【００２３】Ａｕ、Ａｇ、Ｃｕ、Ｃｒ、あるいはこれら
の合金と炭素および水素との混合物とからなる半透明層
は、例えば、スパッタリング法によって作製することが
可能である。以下、図４を用いて半透明層の作製方法を
説明する。

【００２４】真空槽２２内に設置された基板ホルダー２
０にアクリル樹脂やポリカーボネート樹脂等の透明な有
機高分子材料からなる基板２１を装着して、真空槽２２
を真空に引く。真空槽２２は大気圧から３０Ｐａまでは
ロータリーポンプ２３で排気され、クライオポンプ２４
に切り替え、真空槽２３内が１ｍＰａ以下になるまで排
気される。真空槽２３内の圧力が所望の真空度に到達し
た後、アルゴンガスライン２５と炭化水素（例えばメタ
ン）ガスライン２６からアルゴンガスと炭化水素ガスを
それぞれ導入する。

【００２５】次に、高周波電源２７を動作させ、Ａｕ、
Ａｇ、Ｃｕ、Ｃｒ、あるいはこれらの合金からなるター
ゲット２８に高周波電圧（例えば１３．５６ＭＨｚ）を
印加してグロー放電を発生させ、放電が安定したところ
でシャッター２９を開き、基板２１上の成膜を開始す
る。グロー放電によってプラスイオンに帯電されたアル
ゴン原子はマイナス電位に帯電されたターゲット２８に
加速・衝突し、ターゲット２８から原子が弾き出され、
基板２１に堆積される。このとき、同時に炭化水素ガス
を出発物質とするプラズマ重合膜の形成も行われ、基板
２１上には無機物であるターゲット物質と有機物である
プラズマ重合炭化水素膜との混合物が堆積される。

【００２６】上記に示した半透明層の作製方法におい
て、アルゴンガスと炭化水素ガスの全流量に対する炭化
水素ガス流量の占める割合を変えて、膜中に含まれる炭
素と水素の濃度を変化させると、記録前後の反射率変化
量も変化する。

【００２７】図５は、スパッタリングのターゲットとし
てＡｕを用い、炭化水素ガス流量比［（炭化水素ガス流
量／（アルゴンガス流量＋炭化水素ガス流量））×１０
０％］を５、１０、３０、５０％と変えて半透明層に混
合される炭素と水素の濃度を変え、図３の測定において
使用された試料と同じ層構成の試料について、半透明層
の厚さを変化したときの反射率変化量を示したものであ
る。図５から分かるように、炭化水素ガス流量比が５〜
３０％であれば、１０％以上の反射率変化が得られ、充
分な大きさの記録再生信号が得られる。一方、３０％を
超えると膜中における炭素および水素の含有量が大きく
なり、複素屈折率はＡｕ単体のものに比べ大きく変化す
るため、充分な光学的な干渉効果が得られず、記録前後
の反射率変化量は小さくなる。

【００２８】Ａｕ、Ａｇ、Ｃｕ、Ｃｒ、もしくはこれら
の合金は、上述したように炭素および水素を含有させて
も、その複素屈折率は金属単体の複素屈折率と大きく異
ならないため、記録後の反射率を増加させる半透明層と
して同様な効果が見込まれる。しかしながら、一般的に
透明基板材料としてアクリル樹脂やポリカーボネート樹
脂のような有機高分子材料が用いられるため、炭素およ
び水素を含まない上記金属材料からなる半透明層は透明
基板との間の密着性が悪いと考えられる。

【００２９】そこで、半透明層の材料として上記金属材
料に炭素および水素を混合させた混合物を用いることに
より、上記有機高分子等からなる透明基板との界面にお
ける密着性が向上することを確認する。上記と同様の試
料を用いて半透明層の剥離強度評価を行った。すなわ
ち、アクリル樹脂からなる厚さ１．５mm、外径１３０mm
のフラットディスク板上にＡｕターゲットを用いてスパ
ッタリングを行って半透明層を形成した。このとき、ス
パッタリング処理において炭化水素ガス流量比を０と１
０％として、炭素および水素とを含む半透明層を有する
試料と、炭素および水素を含まない半透明層を有する試
料とを作製した。得られた試料について剥離強度試験を
行った。なお、剥離試験は、各試料の半透明層に粘着テ
ープを貼り付けて、１マス５mm×５mmの大きさで５０マ
スに切り込みを入れ、各マスのテープを剥いで膜の剥離
したマス目をカウントすることにより行った。

【００３０】その結果、炭素および水素を含まないＡｕ
からなる半透明層は５０マス中４８マスが剥離したが、
炭素および水素を含むＡｕからなる半透明層は５０マス
中３マスしか剥離しなかった。以上の結果から、Ａｕ、
Ａｇ、Ｃｕ、Ｃｒもしくはこれらの合金と炭素および水
素とを混合させてなる混合物で半透明層を構成すること
により、基板２１との間の界面における密着性が増すこ
とがわかる。

【００３１】

【発明の効果】以上説明した如く本発明の情報記録媒体
は、基板上に形成され、Ａｕ、Ａｇ、Ｃｕ、およびＣｒ
からなる群より選ばれた少なくとも一つの元素、水素、
並びに炭素からなる混合物を含む半透明層を具備するの
で、基板との密着性が高く、信頼性に優れたものであ
る。

【００３２】また、本発明の情報記録媒体は、光の照射
により光学的特性が変化する材料からなり、記録後の反
射率が記録前の反射率より大きくなる光記録層を有して
いるので、情報記録媒体に入射した光ビームの反射光量
は記録・再生の際に低下することがなく、安定した光ビ
ームのフォーカシング、トラッキング制御が可能とな
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の情報記録媒体の一実施例を示す断面
図。

【図２】本発明の情報記録媒体において、第１の保護層
の厚さを変化させたときの記録部および未記録部の反射
率並びに反射率変化量を示すグラフ。

【図３】本発明の情報記録媒体において、半透明層の厚
さを変化させたときの記録部および未記録部の反射率並
びに反射率変化量を示すグラフ。

【図４】本発明の情報記録媒体を製造する際に使用され
るスパッタリング装置を示す概略図。

【図５】半透明層の厚さと反射率変化量との関係を示す
グラフ。

【図６】従来の情報記録媒体を示す断面図。

【図７】従来の情報記録媒体において、第２の保護層の
厚さを変化させたときの記録部および未記録部の反射率
並びに反射率変化量を示すグラフ。

【図８】情報記録媒体における記録方式を説明するため
の図。

【符号の説明】

１０…透明基板、１１…半透明層、１２…第１の保護
層、１３…光記録層、１４…第２の保護層、１５…金属
反射層、２０…基板ホルダー、２１…透明なプラスチッ
ク基板、２２…真空槽、２３…ロータリーポンプ、２４
…クライオポンプ、２５…アルゴンガスライン、２６…
炭化水素ガスライン、２７…高周波電源、２８…Ａｕタ
ーゲット、２９…シャッター。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】基板上に形成され、Ａｕ、Ａｇ、Ｃｕ、お
   よびＣｒからなる群より選ばれた少なくとも一つの元
   素、水素、並びに炭素からなる混合物を含む半透明層
   と、 前記半透明層上に形成され、誘電性材料からなる第１の
   保護層と、 前記半透明層上に形成され、光の照射により光学的特性
   が変化する材料からなり、記録後の反射率が記録前の反
   射率より大きくなる光記録層と、 前記光記録層上に形成され、誘電性材料からなる第２の
   保護層と、 前記第２の保護層上に形成された金属反射層と、を具備
   することを特徴とする情報記録媒体。
2. 【請求項２】基板上に炭化水素ガスの雰囲気下でＡｕ、
   Ａｇ、Ｃｕ、およびＣｒからなる群より選ばれた少なく
   とも一つの元素からなる金属を被着させて半透明層を形
   成する工程と、 前記半透明層上に第１の保護層、光記録層、第２の保護
   層、および金属反射層を順次形成する工程と、を具備す
   ることを特徴とする情報記録媒体の製造方法。
3. 【請求項３】前記半透明層の形成が炭化水素ガスのプラ
   ズマ重合と前記金属の蒸着との混合プロセスにより行わ
   れる請求項２記載の情報記録媒体の製造方法。
4. 【請求項４】基板上に形成され、Ａｕ、Ａｇ、Ｃｕ、お
   よびＣｒからなる群より選ばれた少なくとも一つの元
   素、水素、並びに炭素からなる混合物を含む半透明層
   と、 前記半透明層上に形成され、光の照射により光学的特性
   が変化する材料からなり、記録後の反射率が記録前の反
   射率より大きくなる光記録層と、を具備することを特徴
   とする情報記録媒体。