KR20050073486A - 광학적 정보 기록매체 및 그 제조방법 - Google Patents

광학적 정보 기록매체 및 그 제조방법 Download PDF

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KR20050073486A
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하루히코 하부타
겐이치 나가타
요시타카 사카우에
히데오 구사다
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마쯔시다덴기산교 가부시키가이샤
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Abstract

본 발명의 광학적 정보 기록매체에는, 기판 상에 설치된 복수의 정보층과, 서로 인접하는 정보층 사이에 배치된 광학 분리층이 포함되어 있고, 레이저 빔의 조사에 의해 정보의 기록 또는 재생이 행해진다. 복수의 정보층 중 가장 레이저 빔 입사측에 배치된 정보층을 제 1 정보층으로 하고, 제 1 정보층에 접하여 배치된 광학 분리층을 제 1 광학 분리층으로 하면, 제 1 정보층에는, 기록층과, 제 1 정보층의 투과율을 조정하는 투과율 조정층과, 투과율 조정층과 제 1 광학 분리층과의 사이에 배치된 저굴절률층이 포함되어 있다.

Description

광학적 정보 기록매체 및 그 제조방법{OPTICAL INFORMATION RECORDING MEDIUM AND MANUFACTURING METHOD THEREOF}
본 발명은, 레이저 빔 등의 조사에 의해, 복수 설치된 정보층에 대해 광학적으로 정보를 기록, 소거, 고쳐쓰기, 재생할 수 있는 다층 구조의 광학적 정보 기록매체와 그 제조방법에 관한 것이다.
고쳐쓰기 가능한 매체로서 이용되는 상변화형의 광학적 정보 기록매체란, 결정상과 비정질상과의 사이에서 가역적으로 상변화를 일으키는 기록층을 이용하여, 정보의 기록, 소거 및 고쳐쓰기를 행하는 것이다. 이러한 기록층에 고파워의 레이저 빔을 조사한 후에 급냉하면, 조사된 부분이 비정질상으로 된다. 또, 기록층의 비정질 부분에 저파워의 레이저 빔을 조사한 후에 서서히 냉각하면, 조사된 부분이 결정상으로 된다. 따라서, 상변화형의 광학적 정보 기록매체에서는, 고파워 레벨과 저파워 레벨과의 사이에서 파워를 변조시킨 레이저 빔을 기록층에 조사함으로써, 기록층을 비정질상 또는 결정상으로 자유롭게 변화시킬 수 있다. 이러한 광학적 정보 기록매체에서는, 비정질상에 있어서의 반사율과 결정상에 있어서의 반사율과의 차이를 이용해 정보의 기록이 행해진다.
최근, 광학적 정보 기록매체의 기록 밀도를 향상시키기 위해서, 여러가지 기술이 연구되고 있다. 예를 들어, 비교적 파장이 짧은 청자색(菁紫色) 레이저 빔을 사용하여 보다 작은 기록 마크를 기록하는 기술이나, 레이저 빔 입사측에 배치된 기판을 얇게 하는 것과 동시에 개구수(NA)가 큰 렌즈를 사용하여 보다 작은 기록 마크를 기록하는 기술 등이 연구되고 있다. 또, 기록층을 포함한 정보층이 2개 설치되어, 한쪽편으로부터 입사한 레이저 빔을 이용하여 2개의 정보층 각각 대해 기록·재생을 실시하는 기술도 연구되고 있다(예를 들면, 일본 특허공개 2000-36130호 공보 참조).
도 4에는, 2개의 정보층이 설치된 종래의 광학적 정보 기록매체의 구성예가 나타나 있다. 종래의 광학적 정보 기록매체(101)에는, 제 1 기판(102)과 제 2 기판(106)의 사이에, 레이저 빔 입사측으로부터 순서대로, 제 1 정보층(103), 광학 분리층(104) 및 제 2 정보층(105)이 설치되어 있다. 제 1 정보층(102)에는, 레이저 빔 입사측으로부터 순서대로, 보호층(1031), 기록층(1032), 보호층(1033), 반사층(1034) 및 투과율 조정층(1035)이 배치되어 있다.
이와 같이, 한쪽편으로부터 조사되는 레이저 빔에 의해 2개의 정보층에 대해 각각 기록·재생이 행해지는 광학적 정보 기록매체(101)에서는, 레이저 빔 입사측에 배치되어 있는 제 1 정보층(103)을 투과한 레이저 빔을 이용하여, 레이저 빔 입사측과 반대측에 배치된 제 2 정보층(105)의 기록 재생이 행해진다.
이러한 광학적 정보 기록매체(101)에 기록·재생을 행하기 위해서는, 제 1 정보층(103)은 가능한 한 높은 투과율을 가지는 것이 바람직하다. 그래서, 제 1 정보층(103)에는, 투과율을 높게 하기 위해 고굴절률 유전체 재료로 이루어지는 투과율 조정층(1035)이 반사층(1034)에 접하여 설치되어 있다. 고굴절률 유전체 재료로서는, 예를 들면 TiO2, Nb2O5 및 이들을 포함하는 재료 등을 들 수 있다.
이상과 같은 투과율 조정층(1035)을 구비한 광학적 정보 기록매체(101)는 성막의 용이함의 관점으로부터, 일반적으로 아래와 같은 공정순서로 제작된다.
(a) 제 2 기판(106) 상에 제 2 정보층(105)을 형성하는 공정
(b) 제 2 정보층(105) 상에 광학 분리층(104)을 형성하는 공정
(c) 광학 분리층(104) 상에 제 1 정보층(103)을 형성하는 공정
(d) 제 1 정보층(103) 상에 제 1 기판(102)을 접착하는 공정
즉, 종래의 광학적 정보 기록매체(101)에서는, (c)의 광학 분리층(104) 상에 제 1 정보층(103)을 형성할 때, 광학 분리층(104) 상에 먼저 고굴절률 유전체 재료를 이용하여 투과율 조정층(1035)을 성막한다.
그러나, 발명자들이, 복수의 성막실을 가지는 매엽식(枚葉式) 성막 장치로 투과율 조정층(1035)을 제작한 바, 고굴절률 유전체 재료를 이용하여 제 1 성막실에서 투과율 조정층(1035)을 성막하는 경우, 고굴절률 유전체 재료가 성막 분위기에 매우 민감하기 때문에, 기재(제 2 기판(106) 상에 제 2 정보층(105) 및 광학 분리층(104)가 형성된 상태의 것)가 포함하고 있는 수분 등의 영향을 받아 성막 레이트에 편차가 생기기 쉽다는 것이 밝혀졌다. 이 문제를 해결할 목적으로 성막실에 기재를 투입하는 최초의 방(room)인 로드록실(load lock room)의 진공 흡입을 장시간으로 하면, 이 성막 레이트의 편차를 억제할 수 있지만, 생산성의 관점에서 보면, 진공 흡입의 시간을 길게 하여 결과적으로 성막 택트가 길어지므로 바람직하지 않다.
도 1은, 본 발명의 광학적 정보 기록매체의 일 실시 형태를 나타내는 단면도이다.
도 2는, 도 1에 나타내는 광학적 정보 기록매체의 구성을 보다 상세하게 나타내는 단면도이다.
도 3은, 본 발명의 광학적 정보 기록매체에 대해 정보의 기록 재생을 행하는 기록 재생 장치의 일부 구성을 개략적으로 나타내는 설명도이다.
도 4는, 2층의 정보층을 포함하는 종래의 광학적 정보 기록매체의 구성예를 나타내는 단면도이다.
본 발명의 광학적 정보 기록매체는, 기판과, 상기 기판 상에 설치된 복수의 정보층과, 서로 인접하는 정보층 사이에 설치된 광학 분리층을 포함하고, 레이저 빔의 조사에 의해 정보의 기록 또는 재생이 행해지는 광학적 정보 기록매체에 있어서, 상기 복수의 정보층 중 가장 레이저 빔 입사측에 배치된 정보층을 제 1 정보층으로 하고, 상기 제 1 정보층에 접하여 배치된 광학 분리층을 제 1 광학 분리층으로 하면, 상기 제 1 정보층은, 광학적으로 서로 다른 2개의 상태 간을 변화할 수 있는 기록층과, 상기 제 1 정보층의 투과율을 조정하는 투과율 조정층과, 상기 투과율 조정층과 상기 제 1 광학 분리층의 사이에 배치된 저굴절률층을 포함하는 것을 특징으로 하고 있다.
본 발명의 광학적 정보 기록매체의 제조방법은, 광학 분리층을 개재하여 서로 적층된 제 1 정보층 및 제 2 정보층을 적어도 포함하는 광학적 정보 기록매체의 제조방법에 있어서,
(a) 상기 제 2 정보층을 형성하는 공정과,
(b) 상기 제 2 정보층 상에 상기 광학 분리층을 형성하는 공정과,
(c) 상기 광학 분리층 상에 제 1 정보층을 형성하는 공정을 포함하고, 상기 (c)의 공정에는, 상기 광학 분리층 상에 저굴절률층을 형성하는 공정과, 상기 저굴절률층 상에 투과율 조정층을 형성하는 공정과, 기록층을 형성하는 공정이 포함되는 것을 특징으로 하고 있다.
본 발명의 광학적 정보 기록매체는, 가장 레이저 빔 입사측에 배치되어 있는 제 1 정보층에 있어서, 투과율 조정층과 제 1 광학 분리층의 사이에 저굴절률층이 설치되어 있다. 따라서, 투과율 조정층의 성막 레이트의 편차를 억제할 수 있으므로, 투과율 조정층의 안정된 성막이 가능하게 된다. 이것에 의해, 복수의 정보층을 가지면서도 기록 감도가 양호하고, 충분한 C/N비를 얻을 수 있는 광학적 정보 기록매체를 제공할 수 있다.
본 발명의 광학적 정보 기록매체에 있어서는, 상기 레이저 빔에 대한 상기 저굴절률층의 굴절률을 n1, 상기 제 1 광학 분리층의 굴절률을 n4로 하면, n1 및 n4가,
｜n1-n4｜ ≤ 0.5
의 관계를 만족하는 것이 바람직하고,
｜n1-n4｜ ≤ O.1
의 관계를 만족하는 것이 보다 바람직하다. 양호한 반사율 특성을 얻을 수 있기 때문이다.
본 발명의 광학적 정보 기록매체에 있어서는, 상기 제 1 정보층에 포함되는 상기 기록층이, 결정 상태와 비정질 상태의 사이를 변화할 수 있는 재료로 형성되어 있고, 상기 기록층이 결정 상태일 때의 상기 레이저 빔에 대한 상기 제 1 정보층의 투과율을 Tc1(%), 상기 기록층이 비정질 상태일 때의 상기 레이저 빔에 대한 상기 제 1 정보층의 투과율을 Ta1(%)로 하면, Tc1 및 Ta1가,
40 ＜ Tc1 및 40 ＜ Ta1
의 관계를 만족하는 것이 바람직하다. 레이저 빔 입사측에서 볼 때 제 1 정보층보다 안쪽에 배치된 정보층에, 충분한 광량의 레이저 빔을 도달시킬 수 있기 때문이다.
본 발명의 광학적 정보 기록매체에 있어서는, 상기 제 1 정보층이, 상기 기록층과 상기 투과율 조정층의 사이에 배치된 반사층을 더 포함하며, 상기 레이저 빔에 대한 상기 투과율 조정층의 굴절률을 n2, 소쇠(消衰)계수를 k2로 하고, 상기 레이저 빔에 대한 상기 반사층의 굴절률을 n3, 소쇠계수를 k3으로 하면,
1.0 ≤(n2-n3) ≤3.0
및
1.0 ≤(k3-k2) ≤4.0
의 적어도 어느 한 쪽의 관계가 성립하는 것이 바람직하다. 반사층에 대해 굴절률이 크고, 소쇠계수가 작은 투과율 조정층에 광이 구속되어, 광의 간섭 효과가 커지므로, 제 1 정보층의 투과율을 높일 수 있기 때문이다.
본 발명의 광학적 정보 기록매체에 있어서는, 상기 저굴절률층은, Si02, A12O3, LaF3, ZrSiO4 및 ZrO2로부터 선택되는 적어도 하나를 포함하는 것이 바람직하다. 이들 재료는, 일반적으로 광학 분리층에 이용되는 재료와의 굴절률차이가 작고, 안정한 재료이기 때문이다.
본 발명의 광학적 정보 기록매체에 있어서는, 상기 저굴절률층의 막두께가 1 nm 이상 25 nm 이하인 것이 바람직하다. 저굴절률층을 형성함으로써 전체의 성막 택트의 저하를 억제할 수 있기 때문이다.
본 발명의 광학적 정보 기록매체의 제조방법에 의하면, 광학 분리층 상에 저굴절률층을 형성하고 나서 투과율 조정층을 형성하므로, 투과율 조정층의 성막 레이트의 편차가 억제되어 투과율 조정층의 안정된 성막이 가능하게 된다. 이것에 의해, 복수의 정보층을 가지면서도 기록 감도가 양호하고, 충분한 C/N비를 얻을 수 있는 광학적 정보 기록매체를 제작할 수 있다.
본 발명의 광학적 정보 기록매체의 제조방법에 있어서는, 정보의 기록 또는 재생 시에 이용되는 레이저 빔에 대해, 상기 (c)의 공정에서 형성되는 상기 저굴절률층의 굴절률을 n1, 상기 광학 분리층의 굴절률을 n4로 하면, n1 및 n4가,
｜n1-n4｜ ≤ 0.5
의 관계를 만족하도록, 상기 저굴절률층 및 광학 분리층이 형성되는 것이 바람직하다. 양호한 반사율 특성을 가지는 광학적 정보 기록매체를 제작할 수 있기 때문이다.
본 발명의 광학적 정보 기록매체의 제조방법에 있어서는, 상기 (c)의 공정에 있어서, 상기 저굴절률층은, SiO2, A12O3, LaF3, ZrSiO4 및 ZrO2로부터 선택되는 적어도 하나를 포함하는 재료로 형성되는 것이 바람직하다. 이들 재료는, 일반적으로 광학 분리층에 이용되는 재료와의 굴절률차가 작고, 안정한 재료이기 때문이다.
본 발명의 광학적 정보 기록매체의 제조방법에 있어서는, 상기 (c)의 공정에 있어서, 상기 저굴절률층은, 1 nm 이상 25 nm 이하의 막두께로 형성되는 것이 바람직하다. 저굴절률층을 형성함으로써 전체의 성막 택트의 저하를 억제할 수 있기 때문이다.
이하, 본 발명의 실시 형태에 대해, 도면을 참조하면서 구체적으로 설명한다. 또한, 본 발명은 이들 도면에 의해서 한정되는 것이 아니다.
(제 1 실시 형태)
본 발명의 광학적 정보 기록매체의 일 실시 형태에 대해 설명한다. 또한, 본 발명의 광학적 정보 기록매체는 광학 분리층에 의해 서로 분리된 복수의 정보층을 포함하는 기록매체이지만, 본 실시 형태에서는, 일례로서 2개의 정보층을 포함하는 광학적 정보 기록매체에 대해 설명한다.
도 1은, 본 실시 형태에 관한 디스크 형상의 광학적 정보 기록매체(1)(이하, 광디스크(1)로 기재한다)에 대해, 적층 구성의 개략을 나타내는 반경 방향의 단면도이다. 도 1에 나타내는 바와 같이, 광디스크(1)에는, 제 1 기판(11), 제 1 정보층(12), 광학 분리층(제 1 광학 분리층)(13), 제 2 정보층(14) 및 제 2 기판(15)이 이 순서로 적층되어 있다. 광학 분리층(13)을 개재하여 적층된 2개의 정보층(12, 14)은, 각각 기록층(도시 생략)을 포함하고 있고, 정보는 이들 2개의 정보층(12, 14)에 기록된다.
도 2에는, 광디스크(1)에 있어서의 제 1 정보층(12) 및 제 2 정보층(14)의 구체적인 구성예가 나타나 있다. 광디스크(1)에는, 정보의 기록 또는 재생에 이용되는 레이저 빔(2)이 제 1 기판(11)측으로부터 입사한다. 제 1 정보층(12)은, 레이저 빔(2)의 입사측으로부터, 하측(下側) 보호층(121), 하측 계면층(122), 기록층(123), 상측(上側) 보호층(124), 반사층(125), 투과율 조정층(126) 및 저굴절률층(127)이 차례로 적층되어 형성되어 있다. 제 2 정보층(14)은, 레이저 빔 입사측으로부터, 하측 보호층(141), 기록층(142), 상측 보호층(143) 및 반사층(144)이 차례로 적층되어 형성되어 있다. 또한, 계면층 및 보호층의 명칭에 있어서, 하측이란, 기록층에 대해 레이저 빔(2)의 입사측에 배치되어 있는 것을 의미하고, 상측이란, 기록층에 대해 레이저 빔(2)의 입사측과는 반대측에 배치되어 있는 것을 의미한다. 또, 제 1 정보층(12) 및 제 2 정보층(14)에 포함되는 각 층의 형성 방법으로서는, 통상, 전자빔 증착법, 스퍼터링법, CVD(Chemical Vapor Deposition)법, 레이저 스퍼터링법 등이 적용된다.
이하에, 광디스크(1)에 포함되는 각 층에 대하여 상세하게 설명한다.
광학 분리층(13) 및 제 1 기판(11)의 재료에는, 광경화형 수지(특히 자외선 경화형 수지)나 지효성(遲效性) 열경화형 수지 등의 수지 등이 사용 가능하다. 광학 분리층(13) 및 제 1 기판(11)은, 복수의 수지를 적층시킴으로써 형성할 수도 있다. 또, 광학 분리층(13) 및 제 1 기판(11)의 재료로서는, 사용하는 레이저 빔(2)에 대해 광 흡수가 작은 것이 바람직하고, 단파장 영역에 대해 광학적으로 복굴절율이 작은 것이 바람직하다. 또, 제 1 기판(11)에는, 투명하고 원반 형상의 폴리카보네이트, 비결정(amorphous) 폴리올레핀(polyolefin) 또는 폴리 메틸 메타크릴레이트(PMMA) 등의 수지, 혹은 유리를 이용해도 된다. 이 경우, 제 1 기판(11)은, 광경화형 수지(특히 자외선 경화형 수지)나 지효성 열경화형 수지 등의 수지에 의해, 제 1 정보층(12)의 하측 보호층(121)에 접합함으로써 형성할 수 있다.
제 2 기판(15)은, 원반 형상의 기판이다. 제 2 기판(15)에는, 예컨대, 폴리카보네이트, 비결정 폴리올레핀 또는 PMMA 등의 수지, 혹은 유리를 이용할 수 있다. 제 2 기판(15)에 있어서의 제 2 정보층(14)측의 표면에는, 필요에 따라 레이저 빔(2)을 유도하기 위한 안내 홈이 형성되어 있어도 된다. 또, 제 2 기판(15)에 있어서, 제 2 정보층(14)측과 반대측의 표면은, 평활한 것이 바람직하다. 제 2 기판(15)의 재료로서는, 전사성·양산성이 뛰어나 저비용인 점에서, 폴리카보네이트가 특히 유용하다. 또한, 제 2 기판(15)의 두께는, 충분한 강도를 갖고, 광디스크(1)의 두께가 1200 ㎛ 정도가 되도록, 400 ㎛ ∼ 1300 ㎛의 범위내인 것이 바람직하다. 또한, 제 1 기판(11)의 두께가 600 ㎛ 정도(NA = 0.6에서 양호한 기록 재생이 가능한 두께)인 경우, 제 2 기판(15)의 두께는 550 ㎛ ∼ 650 ㎛의 범위내인 것이 바람직하다. 또, 제 1 기판(11)의 두께가 100 ㎛ 정도(NA = 0.85에서 양호한 기록 재생이 가능한 두께)인 경우, 제 2 기판(15)의 두께는 1150 ㎛ ∼ 1250 ㎛의 범위내인 것이 바람직하다.
이상과 같은 구성에 의하면, 한쪽 편으로부터의 레이저 빔(2)의 조사라도, 제 1 정보층(12)을 투과한 레이저 빔(2)에 의해 제 2 정보층(14)에 기록 재생할 수 있다.
또한, 제 1 정보층(12) 및 제 2 정보층(14)의 어느 하나를, 재생 전용형의 정보층(R0M (Read 0nly Memory)), 혹은 1회만 기입 가능한 추기형의 정보층(WO(Write Once))으로 해도 된다.
레이저 빔(2)의 파장 λ는, 레이저 빔(2)을 집광했을 때의 스폿(spot) 직경이 파장 λ에 의해 결정된다(파장 λ가 짧을수록, 보다 작은 스폿 직경으로 집광 가능하게 된다). 이 때문에, 고밀도 기록의 경우, 특히 450 nm 이하인 것이 바람직하다. 또, 파장 λ가 350 nm 미만인 경우, 광학 분리층(13)이나 제 1 기판(11) 등에 의한 광흡수가 커져 버린다. 이러한 이유로, 파장 λ는 350 nm ∼ 450 nm의 범위내인 것이 보다 바람직하다.
다음에, 제 1 정보층(12)을 구성하는 각 층에 대하여 상세하게 설명한다.
하측 보호층(121)은, 유전체 재료로 형성된다. 하측 보호층(121)은, 기록층(123)의 산화, 부식, 변형을 방지하는 기능과, 광학 거리를 조정하여 기록층(123)의 광흡수 효율을 높이는 기능과, 기록 전후의 반사광량의 변화를 크게 하여 신호 진폭을 크게 하는 기능을 갖는다. 하측 보호층(121)에는, 예를 들면, SiOx(다만, x는 0.5 ∼ 2.5), Al2O3, TiO2, Ta2O5, ZrO2, ZnO, Te-O 등의 산화물을 이용할 수 있다. 또, C-N, Si-N, Al-N, Ti-N, Ta-N, Zr-N, Ge-N, Cr-N, Ge-Si-N, Ge-Cr-N 등의 질화물을 이용할 수도 있다. 또, ZnS 등의 황화물이나 SiC 등의 탄화물을 이용할 수도 있다. 또, 상기 재료의 혼합물을 이용할 수도 있다. 예를 들면, ZnS와 SiO2의 혼합물인 ZnS-SiO2는, 하측 보호층(121)의 재료로서 특히 우수하다. ZnS-SiO2는, 비정질 재료로, 굴절률이 높고, 성막 속도가 빠르며, 한층 더 기계 특성 및 내습성이 양호하기 때문이다.
하측 보호층(121)의 막두께는, 매트릭스법(예를 들면, 구보타히로저 「파동 광학」이와나미 서점, 1971년, 제3장을 참조)에 근거하는 계산에 의해, 기록층(123)이 결정상인 경우와 그것이 비정질상인 경우의 사이에 반사광량의 변화가 크고, 제 1 정보층(12)의 투과율이 커지는 조건을 만족하도록 엄밀하게 결정 할 수 있다.
상측 보호층(124)은, 광학 거리를 조정하여 기록층(123)의 광흡수율을 높이는 기능과, 기록 전후의 반사광량의 변화를 크게 하여 신호 진폭을 크게 하는 기능을 갖는다. 상측 보호층(124)에는, 예를 들면, SiO2, A12O3, Bi2O3, Nb2O5, TiO2, Ta2O5, ZrO2, ZnO 등의 산화물을 이용할 수 있다. 또, C-N, Si-N, Al-N, Ti-N, Ta-N, Zr-N, Ge-N, Cr-N, Ge-Si-N, Ge-Cr-N, Nb-N 등의 질화물을 이용할 수도 있다. 또, ZnS 등의 황화물, SiC 등의 탄화물 또는 C를 이용할 수도 있다. 또, 상기 재료의 혼합물을 이용할 수도 있다. 상기 보호층(124)에 질화물을 이용하는 경우, 상측 보호층(124)은 기록층(123)의 결정화를 촉진하는 기능도 갖는다. 이 경우, Ge-N를 포함하는 재료는 반응성 스퍼터링으로 형성하기 쉽고, 기계 특성·내습성이 뛰어나기 때문에 바람직하다. 또한 이 중에서도, 특히 Ge-Si-N, Ge-Cr-N이라고 하는 복합 질화물이 바람직하다. 또, ZnS와 SiO2의 혼합물인 ZnS-SiO2도, 비정질 재료로, 굴절률이 높고, 성막 속도가 빠르며, 기계 특성 및 내습성이 양호하기 때문에, 상측 보호층(124)으로서도 뛰어난 재료이다.
상측 보호층(124)의 막두께 d5는, 상측 보호층(124)의 굴절률을 n5로 했을 때, (1/64)λ/n5 ≤ d5 ≤ (1/4)λ/n5의 범위내인 것이 바람직하고, (1/64)λ/n5 ≤ d5 ≤ (1/8)λ/n5의 범위내인 것이 보다 바람직하다. 또한, 예를 들면, 레이저 빔(2)의 파장 λ와 상측 보호층(124)의 굴절률 n5를 350 nm ≤ λ≤ 450 nm, 1.5 ≤ n5 ≤ 3.0으로 하면, 막두께 d5는, 2 nm ≤ d5 ≤ 75 nm의 범위내인 것이 바람직하고, 2 nm ≤ d5 ≤ 40 nm의 범위내인 것이 보다 바람직하게 된다. 막두께 d5를 이 범위내에서 선택함으로써, 기록층(123)에서 발생한 열을 효과적으로 반사층(125)측에 확산시킬 수 있다.
투과율 조정층(126)은 유전체 재료로 이루어지고, 제 1 정보층(12)의 투과율을 조정하는 기능을 갖는다. 이 투과율 조정층(126)에 의해, 기록층(123)이 결정상인 경우의 제 1 정보층(12)의 투과율 Tc(%)와 기록층(123)이 비정질상인 경우의 제 1 정보층(12)의 투과율 Ta(%)를 모두 높게 할 수 있다. 구체적으로는, 투과율 조정층(126)을 구비하는 제 1 정보층(12)에서는, 투과율 조정층(126)이 없는 경우에 비해 , 2%∼10% 정도 투과율이 상승한다. 또, 투과율 조정층(126)은, 기록층(123)에서 발생한 열을 효과적으로 확산시키는 기능도 갖는다.
투과율 조정층(126)의 굴절률 n2 및 소쇠계수 k2는, 제 1 정보층(12)의 투과율 Tc 및 Ta를 높이는 작용을 보다 크게 하기 위해, 2.0 ≤ n2, 및 k2 ≤ 0.1을 만족하는 것이 바람직하고, 2.0 ≤ n2 ≤ 3.0, 및 k2 ≤ 0.05를 만족하는 것이 보다 바람직하다.
투과율 조정층(126)의 막두께 d2는, (1/32)λ/n2 ≤ d2 ≤ (3/16)λ/n2 또는 (17/32)λ/n2 ≤ d2 ≤ (11/16)λ/n2의 범위내인 것이 바람직하고, (1/16)λ/n2 ≤ d2 ≤ (5/32)λ/n2 또는 (9/16)λ/n2 ≤ d2 ≤ (21/32)λ/n2의 범위내인 것이 보다 바람직하다. 또한, 예를 들면, 레이저 빔(2)의 파장 λ와 투과율 조정층(126)의 굴절률 n2를 350 nm ≤ λ ≤ 450 nm, 2.0 ≤ n2 ≤ 3.0으로 하면, 막두께 d2는 3 nm ≤ d2 ≤ 40 nm 또는 60 nm ≤ d2 ≤ 130 nm의 범위내인 20 일이 바람직하고, 7 nm ≤ d2 ≤ 30 nm 또는 65 nm ≤ d2 ≤ 120 nm의 범위내인 것이 보다 바람직하게 된다. 막두께 d2를 이 범위내에서 선택함으로써, 제 1 정보층(12)의 투과율 Tc 및 Ta를 모두 높게 할 수 있다.
투과율 조정층(126)에는, 예를 들면, TiO2, ZrO2, ZnO, Nb2O5, Ta2O5, Bi2O3 등의 산화물을 이용할 수 있다. 또, Ti-N, Zr-N, Nb-N, Ta-N, Si-N, Ge-N, Cr-N, Al-N, Ge-Si-N, Ge-Cr-N 등의 질화물을 이용할 수도 있다. 또, ZnS 등의 황화물을 이용할 수도 있다. 또, 상기 재료의 혼합물을 이용할 수도 있다. 이들 중에서도, 특히 TiO2 및 TiO2를 주성분으로 하는 재료를 이용하는 것이 바람직하다. 이러한 재료는 굴절률이 크고(n2 = 2.5∼2.8), 소쇠계수도 작기(k2 = 0.0∼0.05) 때문에, 제 1 정보층(12)의 투과율을 높이는 작용이 커진다. 또, 투과율 조정층(126)에는, SiO2, Al2O3, 등의 산화물이 더 포함되어 있어도 된다.
저굴절률층(127)은 유전체로 이루어지고, 투과율 조정층(126)을 성막할 때에, 투과율 조정층(126)의 성막이 이루어지는 기재(투과율 조정층(126)이 성막되기 전의 상태의 것)에 흡착하고 있는 수분이 성막실에 혼입하는 것을 막는 기능을 갖는다. 고굴절률 유전체 재료로 이루어지는 투과율 조정층(126)을 스퍼터링으로 형성할 때, 이 고굴절률 유전체 재료는 성막 분위기에 매우 민감하다. 이 때문에, 저굴절률층(127)이 설치되어 있지 않은 경우에는, 광학 분리층(13)이 포함하고 있는 수분 등의 영향을 받아 성막 레이트에 편차가 생기기 쉽지만, 본 실시 형태와 같이 저굴절률층(127)을 설치함으로써, 성막 레이트의 편차를 억제할 수 있다.
또한, 저굴절률층(127)의 광학적인 역할은 필요없기 때문에, 저굴절률층(127)의 굴절률 n1은, 접하는 광학 분리층(13)의 굴절률 n4와의 차가 작은 것이 바람직하고, ｜n1-n4｜ ≤ 0.5를 만족하는 것이 바람직하다. 또한, 충분한 막두께의 저굴절률층(127)을 설치하기 위해서는, 굴절률차가 보다 작은 ｜n1-n4｜ ≤ O.1을 만족하는 것이 보다 바람직하다.
매엽식 성막 장치에서는, 성막 시간이 가장 긴 방에 속도 제어하여 전체의 성막 택트가 결정된다. 저굴절률층(127)의 막두께 d1은, 전체의 성막 택트를 저하시키지 않기 위해 1 nm 이상 25 nm 이하의 범위내인 것이 바람직하고, 5 nm 이상 15 nm 이하의 범위내인 것이 보다 바람직하다. 막두께 d1을 이 범위내에서 선택함으로써, 성막 택트를 저굴절률층(127)에 속도 제어하는 일 없이, 투과율 조정층(126) 성막시에 기재로부터의 산소가 성막실 분위기에 영향을 주는 것을 방지하는데 유효한 저굴절률층(127)을 설치할 수 있다.
저굴절률층(127)에는, 예를 들면, SiO2, Al2O3, LaF3, ZrSiO4 또는 ZrO2 등을 이용할 수 있다. 또, 상기 재료의 혼합물을 이용할 수도 있다. 이들 중에서도, 특히 SiO2 및 SiO2를 포함한 재료를 이용하는 것이 바람직하다. 이러한 재료는 굴절률이 1.4∼1.6이며, 일반적으로 광학 분리층(13)에 이용되는 재료의 굴절률과 큰 차이가 없고, 한편 안정한 재료이기 때문에, 저굴절률층(127)의 재료로서 적합하다.
하측 계면층(122)은, 반복 기록에 의해서 하측 보호층(121)과 기록층(123)의 사이에 생기는 물질 이동을 방지하는 기능을 갖는다. 하측 계면층(122)에는, 예를 들면, C-N, Ti-N, Zr-N, Nb-N, Ta-N, Si-N, Ge-N, Cr-N, Al-N, Ge-Si-N, Ge-Cr-N 등의 질화물, Cr2O3 등의 산화물, 혹은 이러한 계를 포함한 질화 산화물을 이용할 수 있다. 또, C를 이용할 수도 있다. 이들 중에서도, Ge-N을 포함하는 재료는 반응성 스퍼터링으로 형성하기 쉽고, 기계 특성·내습성이 뛰어난 계면층이다. 이 중에서도, 특히 Ge-Si-N, Ge-Cr-N이라고 하는 복합 질화물이 바람직하다. 계면층이 두꺼우면 제 1 정보층(12)의 반사율이나 흡수율이 크게 변화하여 기록·소거 성능에 영향을 준다. 따라서, 계면층의 막두께는 1 nm ∼ 1O nm의 범위내인 것이 바람직하고, 2 nm ∼ 5 nm의 범위내에 있는 것이 보다 바람직하다.
기록층(123)과 상측 보호층(124)의 사이의 계면에 상측 계면층을 더 배치해도 된다. 이 경우, 상측 계면층에는, 하측 계면층(l22)에 대하여 설명한 재료를 이용할 수 있다. 또, 하측 계면층(122)과 마찬가지의 이유로 인해, 막두께는 1 nm ∼ 10 nm(보다 바람직하게는 2 nm ∼ 5 nm)의 범위내인 것이 바람직하다.
상측 보호층(124)과 반사층(125)의 사이, 및 반사층(125)과 투과율 조정층(126)의 사이에는, 계면층을 배치해도 된다. 이러한 계면층은, 특히, 고온 고습의 환경하에서 또는 기록시에 있어서의, 상측 보호층(124)과 반사층(l25)의 사이, 및 반사층(125)과 투과율 조정층(126)의 사이의 물질 이동을 방지하는 기능이 있다. 이 경우, 계면층에는, 하측 계면층(122)에 대해 설명한 재료를 이용할 수 있다. 또, 하측 계면층(122)과 마찬가지의 이유로 인해, 막두께는 1 nm ∼ 10 nm(보다 바람직하지는 2 nm ∼ 5 nm)의 범위내인 것이 바람직하다.
기록층(123)은 결정 상태와 비정질 상태의 사이에서 변화할 수 있는 물질(상변화 재료)을 포함하고 있으면 되고, 예를 들면, Te, In 또는 Se 등을 주성분으로서 포함하는 상변화 재료로 형성할 수 있다. 잘 알려진 상변화 재료의 주성분으로서는, Te-Sb-Ge, Te-Ge, Te-Ge-Sn, Te-Ge-Sn-Au, Sb-Se, Sb-Te, Sb-Se-Te, In-Te, In-Se, In-Se-T1, In-Sb, In-Sb-Se, In-Se-Te 등을 들 수 있다. 그 중에서도, 기록 소거의 반복 특성이 양호한 재료 및 그 재료 조성을 실험에 의해서 조사한 바, Ge, Sb, Te의 3원소계를 주성분으로 한 재료가 바람직한 것을 알았다. 또, 각각의 원소의 원자량비를 GexSbyTez로 나타내면, 0.1 ≤ x ≤ 0.6, y ≤ 0.5, 0.4 ≤ z ≤ 0.65(다만, x+y+z=1)로 나타나는 조성이 특별히 뛰어난 것도 알았다.
본 실시 형태의 광디스크(1)에서는, 기록층(123)의 막두께는, 기록 재생 시에 필요한 레이저 광량을 제 2 정보층(14)에 도달시키기 위해, 가능한 한 얇게 하여 제 1 정보층(12)의 투과율을 높게 할 필요가 있다. 기록층(123)의 막두께는 3 nm ∼ 9 nm의 범위내인 것이 바람직하고, 4 nm ∼ 8 nm의 범위내인 것이 바람직하다.
반사층(125)은, 기록층(123)에 흡수되는 광량을 증대시킨다고 하는 광학적인 기능을 갖는다. 또, 반사층(125)은, 기록층(123)에서 생긴 열을 신속하게 확산시켜, 기록층(123)을 비정질화하기 쉽게 한다고 하는 열적인 기능도 갖는다. 또한, 반사층(125)은, 사용하는 환경으로부터 다층막을 보호한다고 하는 기능도 갖는다.
반사층(125)의 재료에는, 예컨대, Ag, Au, Cu 또는 Al 등의 열전도율이 높은 단체(單體) 금속을 이용할 수 있다. 또, 이러한 금속 원소의 하나 또는 복수를 주성분으로 하여, 내습성의 향상 또는 열전도율의 조정 등을 위해 1개 또는 복수의 다른 원소를 첨가한 합금을 이용할 수 있다. 구체적으로는, Al-Cr, Al-Ti, Au-Pd, Au-Cr, Ag-Pd, Ag-Pd-Cu, Ag-Pd-Ti, Ag-Ru-Au, 또는 Cu-Si라고 하는 합금을 이용할 수 있다. 특히 Ag 합금은, 열전도율이 크고, 광의 투과율도 높기 때문에, 반사층(l25)의 재료로서 바람직하다.
반사층(125)의 굴절률 n3 및 소쇠계수 k3은, 제 1 정보층(12)의 투과율을 보다 높게하기 위해, n3 ≤ 2.0, 및 1.0 ≤ k3을 만족하는 것이 바람직하고, 0.1 ≤ n3 ≤ 1.0, 및 1.5 ≤ k3 ≤ 4.0을 만족하는 것이 보다 바람직하다.
제 1 정보층(12)의 투과율 Tc 및 Ta를 가능한 한 높게 하기 위해, 반사층(125)의 막두께 d3은 3 nm∼15 nm의 범위내인 것이 바람직하고, 8 nm∼12 nm의 범위내인 것이 보다 바람직하다. 반사층(125)의 막두께 d3을 3 nm 이상으로 함으로써, 충분한 열확산 기능이 얻어지고, 제 1 정보층(12)의 충분한 반사율이 얻어진다. 또, 반사층(125)의 막두께 d3를 15 nm 이하로 함으로써, 제 1 정보층(12)의 충분한 투과율이 얻어진다.
투과율 조정층(126)의 굴절률 n2, 소쇠계수 k2와, 반사층(125)의 굴절률 n3, 소쇠계수 k3의 사이에 있어서, l.0 ≤ (n2-n3) ≤ 3.0 또는 1.0 ≤ (k3-k2) ≤ 4.0을 만족하는 것이 바람직하고, 2.0 ≤ (n2-n3) ≤ 3.0 또는 1.5 ≤ (k3-k2) ≤ 3.0을 만족하는 것이 보다 바람직하다. 이 관계를 만족하는 경우에는, 반사층(125)에 대해 굴절률이 크고, 소쇠계수가 작은 투과율 조정층(126)에 광이 구속되어, 광의 간섭 효과가 커지기 때문에, 제 1 정보층(12)의 투과율을 높일 수 있다. 예를 들면, 투과율 조정층(126)으로서 TiO2, 반사층(125)으로서 Ag 합금을 이용한 경우, 파장 405 nm에 있어서, n2 = 2.7, k2 = 0.0, n3 = 0.2, k3 = 2.0이며, (n2-n3) = 2.5, (k3-k2) = 2.0이 되어, 상기 관계를 만족할 수 있다.
광학 분리층(13)은, 제 1 정보층(12)과 제 2 정보층(l4)을 광학적으로 분리하는 기능에 덧붙여, 제 1 정보층(12)의 포커스 위치를 구별하는 기능도 갖고 있다. 광학 분리층(13)의 두께는, 대물 렌즈의 개구수 NA와 레이저 빔(2)의 파장 λ에 의해 결정되는 초점 심도 ΔZ 이상인 것이 필요하다. 초점광의 강도의 기준을 수차가 없는 경우의 80%를 가정했을 경우, ΔZ = λ/{2 (NA)2}으로 근사 할 수 있다. λ = 400 nm, NA = 0.6일 때, ΔZ = 0.556 ㎛가 되어, ±0.6 ㎛ 이내는 초점 심도내가 된다. 그 때문에, 이 경우에는, 광학 분리층(13)의 두께는 1.2 ㎛ 이상인 것이 필요하다. 제 1 정보층(12)과의 사이의 거리는, 대물 렌즈를 이용하여 레이저 빔(2)을 집광 가능한 범위가 되도록 하는 것이 바람직하다. 따라서, 광학 분리층(13)의 두께의 합계는, 대물 렌즈를 허용할 수 있는 공차내(예를 들면, 50 ㎛ 이하)로 하는 것이 바람직하다.
광학 분리층(13)에 있어서, 레이저 빔(2)의 입사측의 표면에는, 필요에 따라서 레이저 빔(2)를 유도하기 위한 안내 홈이 형성되어 있어도 된다.
제 1 정보층(12)의 투과율 Tc 및 Ta는, 기록 재생 시에 필요한 레이저 광량을, 레이저 빔(2)의 입사측에서 볼 때 제 1 정보층(12)의 반대측에 있는 정보층에 도달시키기 위해, 40 ＜ Tc1, 및 40 ＜ Ta1을 만족하는 것이 바람직하고, 43 ＜ Tc1, 및 43 ＜ Ta1을 만족하는 것이 보다 바람직하다.
제 1 정보층(12)의 투과율 Tc 및 Ta는, -5 ≤ (Tc1-Ta1) ≤ 5를 만족하는 것이 바람직하고, -3 ≤ (Tc1-Ta1) ≤ 3을 만족하는 것이 보다 바람직하다. Tc1, Ta1이 이 조건을 만족함으로써, 제 2 정보층(14)의 기록 재생 시에, 제 1 정보층(12)의 기록층(123)의 상태에 따른 투과율의 변화의 영향이 작고, 양호한 기록 재생 특성을 얻을 수 있다.
제 1 정보층(12)의 반사율 Rc1 및 Ra1은, Ra1 ＜ Rc1을 만족하는 것이 바람직하다. 이것에 의해, 정보가 기록되어 있지 않은 초기 상태로 반사율이 높고, 안정하게 기록 재생 동작을 행할 수 있다. 또, 반사율차(Rc1-Ral)를 크게 하여 양호한 기록 재생 특성을 얻을 수 있도록, Rc1, Ra1은, 0.1 ≤ Ra1 ≤ 5 또는 4 ≤ Rc1 ≤ 15를 만족하는 것이 바람직하고, 0.5 ≤ Ra1 ≤ 3 또는 4 ≤ Rc1 ≤ 10을 만족하는 것이 보다 바람직하다.
다음에, 제 2 정보층(14)의 구성에 대해 상세하게 설명한다. 제 2 정보층(14)은, 레이저 빔(2)의 입사측으로부터 순서대로 배치된 하측 보호층(141), 기록층(142), 상측 보호층(143) 및 반사층(144)으로 형성되어 있다. 제 2 정보층(14)은, 제 1 기판(11), 제 1 정보층(12) 및 광학 분리층(13)을 투과한 레이저 빔(2)에 의해 기록 재생이 행해진다.
하측 보호층(141)은, 하측 보호층(121)과 마찬가지로, 유전체 재료로 형성된다. 이 하측 보호층(141)은, 기록층(142)의 산화, 부식, 변형을 방지하는 기능과, 광학 거리를 조정하여 기록층(142)의 광흡수율을 높이는 기능과, 기록 전후의 반사광량의 변화를 크게 하여 신호 진폭을 크게 하는 기능을 갖는다. 하측 보호층(141)에는, 예를 들면, SiOx(x는, 0.5∼2.5), Al2O3, TiO2, Ta2O5, ZrO2, ZnO, Te-O 등의 산화물을 이용할 수 있다. 또, C-N, Si-N, Al-N, Ti-N, Ta-N, Zr-N, Ge-N, Cr-N, Ge-Si-N, Ge-Cr-N 등의 질화물을 이용할 수도 있다. 또, ZnS 등의 황화물이나 SiC 등의 탄화물을 이용할 수도 있다. 또, 상기 재료의 혼합물을 이용할 수도 있다. 하측 보호층(121)의 경우와 마찬가지로, ZnS-SiO2는 하측 보호층(141)의 재료로서 특히 우수하다.
하측 보호층(141)의 막두께는, 하측 보호층(121)과 마찬가지로, 예를 들면, 매트릭스법에 근거하는 계산에 의해, 기록층(142)의 결정상인 경우와 그것이 비정질상인 경우의 반사광량의 변화가 크고, 제 1 정보층(12)의 투과율이 커지는 조건을 만족하도록 엄밀하게 결정할 수 있다.
상측 보호층(143)에는, 상측 보호층(124)의 경우와 마찬가지로, 광학 거리를 조정하여 기록층(142)의 광흡수율을 높이는 기능과, 기록 전후의 반사광량의 변화를 크게 하여 신호 진폭을 크게 하는 기능을 갖는다. 상측 보호층(143)에는, 상측 보호층(124)의 경우와 마찬가지로, 예를 들면, SiO2, Al2O3, Bi2O3, Nb2O5, TiO2, Ta2O5, ZrO2, ZnO 등의 산화물을 이용할 수 있다. 또, C-N, Si-N, Al-N, Ti-N, Ta-N, Zr-N, Ge-N, Cr-N, Ge-Si-N, Ge-Cr-N, Nb-N 등의 질화물을 이용할 수도 있다. 또, ZnS 등의 황화물, SiC 등의 탄화물 또는 C를 이용할 수도 있다. 또, 상기 재료의 혼합물을 이용할 수도 있다. 상측 보호층(143)에 질화물을 이용하는 경우에는, 상측 보호층(124)의 경우와 마찬가지로, 기록층(123)의 결정화를 촉진하는 기능이 있다. 이 경우, Ge-N을 포함하는 재료는 반응성 스퍼터링으로 형성하기 쉽고, 기계 특성·내습성이 뛰어나다. 이 중에서도, 특히 Ge-Si-N, Ge-Cr-N이라고 하는 복합 질화물이 바람직하다. 또, ZnS-SiO2도, 상측 보호층(124)의 경우와 마찬가지로, 상측 보호층(143)으로서도 뛰어난 재료이다.
기록층(142)과 상측 보호층(143)의 사이, 혹은 기록층(142)과 하측 보호층(141)의 사이의 계면에 계면층을 배치해도 된다. 이 경우, 계면층에는, 하측계면층(122)에 대해 설명한 재료를 이용할 수 있다. 또, 하측 계면층(122)와 마찬가지의 이유로 인해, 막두께는 1 nm ∼ 10 nm(보다 바람직하게는 2 nm ∼ 5 nm)의 범위내인 것이 바람직하다.
본 실시 형태에 있어서의 기록층(142)의 재료는, 기록층(123)의 경우와 마찬가지로, 레이저 빔(2)의 조사에 의해 결정상과 비정질상의 사이에서 가역적인 상변화를 일으키는 재료로 이루어진다. 기록층(142)은, 기록층(123)의 경우와 마찬가지로, 예를 들면 Te, In 또는 Se 등을 주성분으로 하는 상변화 재료이다. 잘 알려진 상변화 재료의 주성분으로서는, Te-Sb-Ge, Te-Ge, Te-Ge-Sn, Te-Ge-Sn-Au, Sb-Se, Sb-Te, Sb-Se-Te, In-Te, In-Se, In-Se-Tl, In-Sb, In-Sb-Se, In-Se-Te 등을 들 수 있다. 그 중에서도 기록 소거의 반복 특성이 양호한 재료 및 그 재료 조성을 실험에 의해 조사한 바, Ge, Sb, Te의 3원소계를 주성분으로 한 구성이 바람직한 것을 알았다. 각각의 원소의 원자량비를 GexSbyTez로 나타내면, 0.1 ≤ x ≤ 0.6, y ≤ 0.5, 0.4 ≤ z ≤ 0.65(다만, x+y+Z=1)로 나타나는 조성이 특히 뛰어나다.
기록층(142)의 막두께는, 제 2 정보층(14)의 기록 감도를 높게 하기 위해, 6 nm ∼ 20 nm의 범위내인 것이 바람직하다. 이 범위내에 있어서도, 기록층(142)이 두꺼운 경우에는 열의 면 안쪽 방향으로의 확산에 의한 인접 영역으로의 열적 영향이 커지고, 기록층(142)이 얇은 경우에는 제 2 정보층(14)의 반사율이 작아진다. 따라서, 기록층(142)의 막두께는, 9 nm ∼ 15 nm의 범위내인 것이 보다 바람직하다.
반사층(144)은, 반사층(125)의 경우와 마찬가지로, 기록층(142)에 흡수되는 광량을 증대시킨다고 하는 광학적인 기능을 갖는다. 또, 반사층(144)은, 반사층(125)의 경우와 마찬가지로, 기록층(142)에서 생긴 열을 신속하게 확산시켜, 기록층(142)을 비정질화하기 쉽게 한다고 하는 열적인 기능도 갖는다. 또한, 반사층(144)은, 반사층(125)의 경우와 마찬가지로, 사용하는 환경으로부터 다층막을 보호한다고 하는 기능도 갖는다.
반사층(144)의 재료에는, 반사층(125)의 경우와 마찬가지로, 예컨대, Ag, Au, Cu 또는 Al 등 열전도율이 높은 단체(單體) 금속을 이용할 수 있다. 구체적으로는, Al-Cr, Al-Ti, Au-Pd, Au-Cr, Ag-Pd, Ag-Pd-Cu, Ag-Pd-Ti, Ag-Ru-Au, 또는 Cu-Si라고 하는 합금을 이용할 수 있다. 특히 Ag 합금은, 열전도율이 크고, 광투과율도 높기 때문에, 반사층(144)의 재료로서 바람직하다. 제 2 정보층(14)은, 레이저 빔 입사측에서 볼 때 가장 안쪽에 위치하는 정보층이다. 따라서, 제 2 정보층(14)은, 높은 투과율을 필요로 하지 않기 때문에, 반사층(144)의 막두께는, 열확산 기능이 충분하게 되는 30 nm 이상인 것이 바람직하다. 이 범위내에 있어서도, 반사층(144)이 200 nm보다 두꺼운 경우에는, 그 열확산 기능이 너무 커져서 제 2 정보층(14)의 기록 감도가 저하한다. 따라서, 반사층(144)의 막두께는, 30 nm ∼ 200 nm의 범위내인 것이 바람직하다.
상측 보호층(143)과 반사층(144)의 사이의 계면에 금속층을 배치해도 된다. 이 경우, 금속층에는, 반사층(144)에 대해 설명한 재료를 이용할 수 있다. 또, 막두께는 3 nm ∼ 100 nm(보다 바람직하게는 10 nm ∼ 50 nm)의 범위내인 것이 바람직하다.
(제 2 실시 형태)
본 발명의 광학적 정보 기록매체의 제조방법의 일 실시 형태에 대해 설명한다. 본 실시 형태에 대해서는, 제 1 실시 형태에서 설명한 광디스크(1)(도 2 참조)를 제조하는 방법에 대해 설명한다.
먼저, 제 2 기판(15) 상에 제 2 정보층(14)을 형성한다. 구체적으로는, 먼저 제 2 기판(15)(두께가 예를 들면, 1100 ㎛)를 준비하고, 성막 장치내에 배치한다.
이어서, 제 2 기판(15) 상에, 반사층(144)을 성막한다. 반사층(144)은, Ar 가스 분위기중, 또는 Ar 가스와 반응 가스(산소 가스 및 질소 가스로부터 선택되는 적어도 하나의 가스)와의 혼합 가스 분위기중에서, 반사층(144)을 구성하는 원소를 포함하는 스퍼터링 타겟(target)을 스퍼터링함으로써 형성할 수 있다. 이 때, 제 2 기판(15)에 레이저 빔(2)을 유도하기 위한 안내 홈이 형성되어 있는 경우에는, 안내 홈이 형성된 측의 면에 반사층(144)을 성막한다.
이어서, 반사층(144) 상에, 상측 보호층(143)을 성막한다. 상측 보호층(143)은, Ar 가스 분위기중, 또는 Ar 가스와 반응 가스의 혼합 가스 분위기중에서, 상측 보호층(143)을 구성하는 원소를 포함하는 스퍼터링 타겟을 스퍼터링함으로써 형성할 수 있다.
이어서, 상측 보호층(143) 상에, 기록층(142)을 성막한다. 또, 필요에 따라서, 상측 보호층(l43)과 기록층(142)의 사이에 계면층을 성막한다.
기록층(142)은, 그 조성에 따라, Te, In 또는 Se 등을 주성분으로 하는 재료로 이루어지는 스퍼터링 타겟을, 하나의 전원을 이용하여, 스퍼터링함으로써 형성할 수 있다.
스퍼터링의 분위기 가스(스퍼터링 가스)에는, Ar 가스, Kr 가스, Ar 가스와 반응 가스의 혼합 가스, 또는 Kr 가스와 반응 가스의 혼합 가스를 이용할 수 있다.
제 1 실시예에서 설명한 바와 같이, 기록층(142)의 막두께는 6 nm ∼ 20 nm의 범위내인 것이 바람직하고, 9 nm ∼ 15 nm의 범위내인 것이 보다 바람직하다. 기록층(142)의 성막 레이트는, 전원의 투입 파워로 제어할 수 있다. 성막 레이트를 너무 내렸을 경우에는, 성막 시간이 길어지는 것에 덧붙여 분위기중의 가스가 필요 이상으로 기록층내로 혼입해 버린다. 또, 성막 레이트를 너무 올렸을 경우에는, 성막 시간을 짧게 할 수 있지만, 막두께를 정확하게 제어하는 것이 어려워진다. 따라서, 기록층(142)의 성막 레이트는, 0.l nm/초 ∼ 6 nm/초의 범위내인 것이 바람직하다.
이어서, 기록층(142) 상에, 하측 보호층(141)을 성막한다. 하측 보호층(141)은, Ar 가스 분위기중, 또는 Ar 가스와 반응 가스의 혼합 가스 분위기중에서, 하측 보호층(141)을 구성하는 원소를 포함한 스퍼터링 타겟을 스퍼터링함으로써 형성할 수 있다. 또, 필요에 따라서, 기록층(142)과 하측 보호층(141)의 사이에 계면층을 성막한다.
이와 같이 하여, 제 2 정보층(14)을 형성한다. 이어서, 제 2 정보층(14)의 하측 보호층(141)상에 광학 분리층(13)을 형성한다. 광학 분리층(13)은, 광경화형 수지(특히 자외선 경화형 수지) 또는 지효성 열경화형 수지를 하측 보호층(141) 상에 도포하여 스핀 코트(spin coat)한 후, 수지를 경화시킴으로써 형성할 수 있다. 또한, 광학 분리층(13)이 레이저 빔(2)의 안내 홈을 구비하는 경우에는, 홈이 형성된 전사용 기판(틀)을 경화 전의 수지에 밀착시킨 후, 수지를 경화시키고, 그 후, 전사용 기판(틀)을 떼냄으로써 안내 홈을 형성할 수 있다.
또한, 하측 보호층(141)를 성막한 후, 또는 광학 분리층(13)을 형성한 후, 필요에 따라서, 기록층(142)의 전면(全面)을 결정화시키는 초기화 공정을 행해도 된다. 기록층(142)의 결정화는, 레이저 빔(2)을 조사함으로써 행할 수 있다.
이어서, 광학 분리층(13) 상에 제 1 정보층(12)을 형성한다. 구체적으로는, 먼저, 제 2 기판(15) 상에 제 2 정보층(14) 및 광학 분리층(13)이 형성된 상태의 것(기재(基材))을 성막 장치내에 배치하고, 광학 분리층(13) 상에 저굴절률층(127)을 성막한다. 저굴절률층(127)은, Ar 가스 분위기중, 또는 Ar 가스와 반응 가스의 혼합 가스 분위기중에서, 저굴절률층(127)을 구성하는 원소를 포함한 스퍼터링 타겟을 스퍼터링함으로써 형성할 수 있다.
이어서, 저굴절률층(127) 상에, 투과율 조정층(126)을 성막한다. 투과율 조정층(126)은, Ar 가스 분위기중, 또는 Ar 가스와 반응 가스의 혼합 가스 분위기중에서, 투과율 조정층(126)을 구성하는 원소를 포함하는 스퍼터링 타겟을 스퍼터링함으로써 형성할 수 있다.
이어서, 투과율 조정층(126) 상에, 반사층(125)을 성막한다. 반사층(125)은, Ar 가스 분위기중, 또는 Ar 가스와 반응 가스의 혼합 가스 분위기중에서, 반사층(125)을 구성하는 원소를 포함하는 스퍼터링 타겟을 스퍼터링함으로써 형성할 수 있다.
이어서, 반사층(125) 상에, 상측 보호층(124)을 성막한다. 상측 보호층(124)은, Ar 가스 분위기중, 또는 Ar 가스와 반응 가스의 혼합 가스 분위기중에서, 상측 보호층(124)을 구성하는 원소를 포함하는 스퍼터링 타겟을 스퍼터링 함으로써 형성할 수 있다.
이어서, 상측 보호층(124) 상에, 기록층(123)을 성막한다. 기록층(123)은, 그 조성에 따라서, Te, In 또는 Se 등을 주성분으로 하는 재료로 이루어지는 스퍼터링 타겟을, 하나의 전원을 이용하여, 스퍼터링함으로써 형성할 수 있다.
스퍼터링의 분위기 가스에는, Ar 가스, Kr 가스, Ar 가스와 반응 가스의 혼합 가스, 또는 Kr 가스와 반응 가스의 혼합 가스를 이용할 수 있다.
제 1 실시 형태에서 설명한 바와 같이, 기록층(123)의 막두께는 3 nm ∼ 9 nm의 범위내인 것이 바람직하고, 4 nm ∼ 8 nm의 범위내인 것이 보다 바람직하다. 기록층(123)의 성막 레이트는, 전원의 투입 파워로 제어할 수 있다. 성막 레이트를 너무 내렸을 경우에는, 성막 시간이 길어지는 것에 덧붙여, 분위기중의 가스가 필요 이상으로 기록층(123)내에 혼입해 버린다. 또, 성막 레이트를 너무 올렸을 경우에는, 성막 시간을 짧게 할 수 있지만, 막두께를 정확하게 제어하는 것이 어려워진다. 따라서, 기록층(123)의 성막 레이트는, 0.1 nm/초 ∼ 6 nm/초의 범위내인 것이 바람직하다.
이어서, 기록층(123) 상에, 필요에 따라서 하측 계면층(122)을 성막한다. 하측 계면층(122)은, Ar 가스 분위기중, 또는 Ar 가스와 반응 가스의 혼합 가스 분위기중에서, 하측 계면층(122)을 구성하는 원소를 포함하는 스퍼터링 타겟을 스퍼터링함으로써 형성할 수 있다.
이어서, 기록층(123) 상에, 또는 하측 계면층(122) 상에, 하측 보호층(121)을 성막한다. 하측 보호층(121)은, 상측 보호층(124)과 같은 방법으로 형성할 수 있다. 이러한 보호층을 형성할 때에 이용되는 스퍼터링 타겟의 조성은, 보호층의 조성 및 스퍼터링 가스에 따라 선택된다. 즉, 조성이 동일한 스퍼터링 타겟을 이용하여 이러한 보호층을 형성하는 경우도 있고, 조성이 다른 스퍼터링 타겟을 이용하여 이러한 보호층을 형성하는 경우도 있다.
또한, 상측 보호층(124)과 반사층(125)의 사이, 및 반사층(125)과 투과율 조정층(126)의 사이에, 계면층을 성막해도 된다. 이 경우의 계면층은, 하측 계면층(122)과 같은 방법으로 형성할 수 있다(이하의 계면층에 대해서도 마찬가지이다).
마지막으로, 하측 보호층(121) 상에 제 1 기판(11)을 형성한다. 제 1 기판(11)은, 광경화형 수지(특히 자외선 경화형 수지) 또는 지효성 열경화형 수지를 하측 보호층(121)상에 도포하여 스핀 코트한 후, 수지를 경화시킴으로써 형성할 수 있다. 또, 제 1 기판(11)에는, 투명한 원반 형상의 폴리카보네이트 또는 비결정 폴리올레핀 또는 PMMA 등의 수지 또는 유리 등의 기판을 이용해도 된다. 이 경우, 광경화형 수지(특히 자외선 경화형 수지)나 지효성 열경화형 수지 등의 수지를 하측 보호층(121)상에 도포하고, 기판을 하측 보호층(121)에 밀착시켜 스핀 코트한 후, 수지를 경화시킴으로써 형성할 수 있다.
또한, 하측 보호층(121)을 성막한 후, 또는 제 1 기판(11)을 형성한 후, 필요에 따라서, 기록층(l23)의 전면(全面)을 결정화시키는 초기화 공정을 행해도 된다. 기록층(123)의 결정화는, 레이저 빔(2)을 조사함으로써 행할 수 있다. 이상과 같이 하여, 광디스크(1)를 제조할 수 있다.
(제 3 실시 형태)
제 3 실시 형태에서는, 제 1 실시 형태에서 설명한 광디스크(1)에 대해 정보의 기록 재생을 행하는 방법에 대해 설명한다.
먼저, 본 실시 형태에 있어서의 기록 재생 방법에 이용되는 기록 재생 장치에 대해 설명한다. 도 3에는, 본 실시 형태의 기록 재생 방법에 이용되는 기록 재생 장치(3)의 일부의 구성이, 모식적으로 나타나 있다. 기록 재생 장치(3)는, 광디스크(1)를 회전시키기 위한 스핀들 모터(31)와, 반도체 레이저(33)를 구비하는 광학 헤드(32)와, 반도체 레이저(33)로부터 출사되는 레이저 빔(2)을 집광하는 대물 렌즈(34)를 포함하고 있다. 광디스크(1)는 제 1 실시 형태에서 설명한 광학적 정보 기록매체이며, 2개의 정보층(제 1 정보층(12), 제 2 정보층(14))을 구비하고 있다. 또한, 제 1 정보층(12)은 기록층(123)을, 제 2 정보층(14)은 기록층(142)을 각각 구비하고 있다. 대물 렌즈(34)는, 레이저 빔(2)을 정보층(제 1 정보층(12)의 경우는 기록층(123), 제 2 정보층(14)의 경우는 기록층(142)) 상에 집광시킨다.
광디스크(1)(제 1 정보층(12) 또는 제 2 정보층(14))로의 정보의 기록, 소거, 및 덧쓰기 기록은, 레이저 빔(2)의 파워를, 고파워의 피크 파워(peak power)(Pp(mW))와 저파워의 바이어스 파워(bias power)(Pb(mW))로 변조시킴으로써 행한다. 피크 파워의 레이저 빔(2)을 조사함으로써, 기록층(123) 또는 기록층(142)의 국소적인 일부분에 비정질상이 형성되고, 그 비정질상이 기록 마크가 된다. 기록 마크 사이에서는, 바이어스 파워의 파워를 갖는 레이저 빔(2)을 조사함으로써, 결정상(소거 부분)이 형성된다. 또한, 피크 파워의 레이저 빔(2)을 조사하는 경우에는, 펄스의 열(列)로 형성하는, 이른바 멀티 펄스로 하는 것이 일반적이다. 또한, 멀티 펄스는 피크 파워, 바이어스 파워의 파워 레벨만으로 변조되어도 되고, O mW ∼ 피크 파워의 범위의 파워 레벨에 의해서 변조되어도 된다.
또, 피크 파워, 바이어스 파워의 어느 파워 레벨보다 낮고, 그 파워 레벨에서의 레이저 빔(2)의 조사에 의해 기록 마크의 광학적인 상태가 영향을 받지 않고, 또한 광디스크(1)로부터 기록 마크 재생을 위한 충분한 반사광량이 얻어지는 파워를 재생 파워(Pr(mW))로 하며, 재생 파워의 레이저 빔(2)을 조사함으로써 얻어지는 광디스크(1)로부터의 신호를 검출기로 판독함으로써, 정보 신호의 재생이 행해진다.
대물 렌즈(34)의 개구수(NA)는, 레이저 빔의 스폿 직경을 0.4 ㎛ ∼ 0.7 ㎛의 범위내로 조정하기 때문에, 0.5 ∼ 1.1의 범위내(보다 바람직하게는, 0.6 ∼ 1.0의 범위내)인 것이 바람직하다. 레이저 빔(2)의 파장은, 450 nm 이하(보다 바람직하게는, 350 nm ∼ 450 nm의 범위내)인 것이 바람직하다. 정보를 기록할 때의 광디스크(1)의 선속도는, 재생 광에 의한 결정화가 일어나기 어렵고, 또한 충분한 소거율이 얻어지는 3 m/초 ∼ 20 m/초의 범위내(보다 바람직하게는, 4 m/초 ∼ 15 m/초의 범위내)인 것이 바람직하다.
제 1 정보층(12)에 대해 기록을 행할 때에는, 레이저 빔(2)의 초점을 기록층(123)에 맞추어, 제 1 기판(11)을 투과한 레이저 빔(2)에 의해 기록층(123)에 정보를 기록한다. 재생은, 기록층(123)에 의해 반사되어, 제 1 기판(11)을 투과해 온 레이저 빔(2)을 이용하여 행한다. 제 2 정보층(14)에 대해 기록을 행할 때에는, 레이저 빔(2)의 초점을 기록층(142)에 맞추어, 제 1 기판(11), 제 1 정보층(12), 및 광학 분리층(13)을 투과한 레이저 빔(2)에 의해 정보를 기록한다. 재생은, 기록층(142)에 의해 반사되어, 광학 분리층(13), 제 l 정보층(12), 및 제 1 기판(11)을 투과해 온 레이저 빔(2)을 이용하여 행한다.
또, 제 2 기판(15), 광학 분리층(13)에 레이저 빔(2)을 유도하기 위한 안내 홈이 형성되어 있는 경우, 정보는, 레이저 빔(2)의 입사측으로부터 가까운 쪽의 홈면(그루브(groove))에 행해져도 되고, 먼 쪽의 홈면(랜드(land))에 행해져도 된다. 그루브와 랜드의 양쪽 모두에 정보를 기록해도 된다.
[실시예]
이하에, 실시예를 이용하여 본 발명을 더욱 상세하게 설명한다.
(실시예 1)
실시예 1에서는, 저굴절률층을 설치했을 경우의 투과율 조정층의 성막 레이트와, 저굴절률층을 설치하지 않는 경우의 투과율 조정층의 성막 레이트를 비교하였다. 본 실시예에 있어서의 성막 레이트의 측정은 이하와 같이 행하였다.
저굴절률층을 설치하는 샘플 및 저굴절률층을 설치하지 않는 샘플을, 각각 5개씩 제작하였다. 저굴절률층을 설치하는 샘플(샘플 1-a, 1-b, 1-c, 1-d, 1-e)은, 레이트 측정용 기판을 준비하고, 그 기판 상에, 저굴절률층으로서 SiO2(두께: 1O nm), 투과율 조정층으로서 TiO2(두께: 20 nm)를 차례로 스퍼터링에 의해 적층하였다. 저굴절률층을 설치하지 않는 샘플(샘플 1-f, 1-g, 1-h, 1-i, 1-j)은, 레이트 측정용 기판을 준비하고, 그 기판 상에 투과율 조정층으로서 TiO2(두께: 20 nm)를 스퍼터링에 의해 적층했다. 각 샘플의 막두께를 측정함으로써 TiO2의 성막 레이트 안정성을 검토하였다.
저굴절률층을 설치하는 경우와 설치하지 않는 경우의 막두께 측정 결과를 표 1에 나타낸다. 또한, TiO2의 성막 레이트는 22.0 Å/sec 부근이기 때문에, 성막 레이트가 22.0 Å/sec로부터 ±1% 이내이면 Ｏ, ±3% 이내이면 △, ±3% 이상이면 ×로 판정하였다.
(표 1)
샘플 No. 저굴절률층의유무 TiO2의 성막 레이트(Å/sec) 판정 편차 평가
1-a 유 22.1 Ｏ Ｏ
1-b 유 21.6 △
1-c 유 22.2 Ｏ
1-d 유 21.9 Ｏ
1-e 유 22.5 △
1-f 무 15.6 × ×
1-g 무 18.6 ×
1-h 무 19.9 ×
1-i 무 16.7 ×
1-j 무 18.8 ×
이 결과, 저굴절률층을 설치한 샘플 1-a, 1-b, 1-c, 1-d, 1-e의 경우에는, TiO2의 성막 레이트는 안정적이며 편차가 작고, 충분히 재현성이 높은 성막을 행할 수 있었다. 한편, 저굴절률층을 설치하지 않는 샘플 1-f, 1-g, 1-h, 1-i, 1-j의 경우에는, TiO2의 성막 레이트는 불안정하고 편차가 큰 것을 알았다. 또, 투과율 조정층이 TiO2, 저굴절률층이 SiO2가 아닌 경우, 예컨대, 투과율 조정층이 Nb2O5, 저굴절률층이 Al2O3인 경우에 있어서도 마찬가지의 결과가 인정되었다. 이상의 결과로부터, 투과율 조정층의 성막 레이트를 안정시키기 위해 저굴절률층을 설치하는 구성이 유효하다는 것이 확인되었다.
(실시예 2)
실시예 2에서는, 광디스크(1)(도 2 참조)의 제 1 정보층(12)을 제작하고, 저굴절률층(l27)의 굴절률 n1 및 막두께 d1과 제 1 정보층(12)의 반사율(Rc1, Rc2)와의 관계를 조사하였다. 구체적으로는, 저굴절률층(127)의 재료, 막두께가 다른 제 1 정보층(12)을 제작하고, 제 1 정보층(12) 상에 제 1 기판(11)을 더 형성한 샘플을 제작하였다. 제작한 샘플에 대해서, 제 1 정보층(12)의 반사율을 측정하였다.
샘플은 이하와 같이 하여 제조하였다. 먼저, 기판으로서 폴리카보네이트 기판(직경 120 mm, 두께 1100 ㎛, 굴절률 1.62)을 준비하였다. 그리고, 그 폴리카보네이트 기판 상에 저굴절률층(127), 투과율 조정층(126)으로서 TiO2층(두께: 20 nm), 반사층(125)으로서 Ag-Pd-Cu층(두께: 10 nm), 상측 보호층(124)으로서 Zr-Si-Cr-O층(두께: 10 nm), 기록층(123)으로서 GeSbTe층(두께: 6 nm), 하측 계면층(122)으로서 Zr-Si-Cr-O층(두께: 5 nm), 하측 보호층(121)으로서 ZnS-SiO2층(두께: 40 nm, ZnS: 80 mol%, SiO2: 20mo1%)를 차례로 스퍼터링법에 의해 적층하였다. 저굴절률층(127)으로서는, SiO2층, Al2O3층, ZrO2층, ZnS-SiO2층을 이용하였다. 마지막으로, 자외선 경화형 수지를 하측 보호층(121) 상에 도포하고, 폴리카보네이트 기판(직경 120 mm, 두께 90 ㎛)을 하측 보호층(121)에 밀착시켜 스핀 코트한 후, 자외선을 조사하여 수지를 경화시킴으로써, 제 1 기판(11)을 형성하였다. 이상과 같이 하여, 저굴절률층(127)의 재료 및 막두께가 다른 복수의 반사율 측정용 샘플을 제조하였다.
이와 같이 하여 얻어진 샘플에 대해, 최초에 기록층(123)이 비정질상인 경우의 반사율 Ral(%)을 측정하였다. 그 후, 기록층(123)을 결정화시키는 초기화 공정을 행하고, 기록층(123)이 결정상인 경우의 반사율 Rc1(%)을 측정하였다. 반사율의 측정에는, 도 3에 나타낸 기록 재생 장치(3)를 이용하였다. 구체적으로는, 스핀들 모터(31)로 샘플을 회전시키고, 파장 405 nm의 레이저 빔(2)을 제 1 정보층(12)의 기록층(123)에 집광하여 조사하며, 그 반사광량을 측정함으로써 행하였다.
표 2에, 각 샘플에 있어서의 제 1 정보층(12)의 반사율(Rc1, Ra1)의 측정 결과를 나타낸다. 또한, 표 2에는, 각 샘플에 있어서의 저굴절률층의 재료, 파장 405 nm의 레이저 빔에 대한 저굴절률층(127)의 굴절률 n1과 광학 분리층(l3)의 굴절률 n4의 차의 절대치(｜n1 - n4｜)도 나타나 있다. 또, SiO2층의 파장 405 nm에 있어서의 굴절률 n1은 1.49, Al2O3층의 파장 405 nm에 있어서의 굴절률 n1은 1.70, ZrO2층의 파장 405 nm에 있어서의 굴절률 n1은 2.12, ZnS-SiO2층의 파장 405 nm에 있어서의 굴절률 n1은 2.34였다. 또, 파장 405 nm에 있어서의 투과율 조정층(126)의 굴절율 n4는 1.62였다. 또한, 판정에 대해서는, 기록층(123)이 결정상인 경우의 제 1 정보층(12)의 기판의 경면부에 있어서의 반사율 Rc1이 4 ≤ Rc1 ≤ 15의 범위내이며, 기록층(123)이 비정질상인 경우의 제 1 정보층(12)의 기판의 경면부에 있어서의 반사율 Ra1이 0.1 ≤ Ra1 ≤ 5의 범위내이면 Ｏ, 어느 한 쪽이 범위외에 있으면 △로 하였다.
(표 2)
샘플 No. 저굴절률층의재료 ｜nl-n4｜ d1(nm) Rc1(%) Ra1(%) 판정
2-a SiO2 0.13 1 6.4 1.4 Ｏ
2-b SiO2 0.13 5 6.2 1.3 Ｏ
2-c SiO2 0.13 10 5.9 1.2 Ｏ
2-d SiO2 0.13 20 5.7 1.0 Ｏ
2-e SiO2 0.13 25 5.2 0.9 Ｏ
2-f SiO2 0.13 30 5.1 0.9 Ｏ
2-g Al2O3 0.08 1 6.5 1.5 Ｏ
2-h Al2O3 0.08 5 6.6 1.5 Ｏ
2-i Al2O3 0.08 10 6.8 1.6 Ｏ
2-j Al2O3 0.08 20 7.1 1.8 Ｏ
2-k Al2O3 0.08 25 7.3 1.9 Ｏ
2-l Al2O3 0.08 30 7.4 1.9 Ｏ
2-m ZrO2 0.50 1 6.7 1.6 Ｏ
2-n ZrO2 0.50 5 7.8 2.2 Ｏ
2-o ZrO2 0.50 10 9.3 3.0 Ｏ
2-p ZrO2 0.50 20 11.8 4.5 Ｏ
2-q ZrO2 0.50 25 12.6 4.9 Ｏ
2-r ZrO2 0.50 30 12.9 5.2 △
2-s ZnS-SiO2 0.72 1 6.8 1.6 Ｏ
2-t ZnS-SiO2 0.72 5 8.4 2.5 Ｏ
2-u ZnS-SiO2 0.72 10 10.5 3.8 Ｏ
2-v ZnS-SiO2 0.72 20 13.8 5.8 △
2-w ZnS-SiO2 0.72 25 14.6 6.3 △
2-x ZnS-SiO2 0.72 30 14.9 6.5 △
이 결과, 저굴절률층(127)의 재료가 SiO2이고, 막두께 d1이 1 nm ∼ 30 nm의 샘플 2-a, 2-b, 2-c, 2-d, 2-e, 2-f에서 반사율이 4 ≤ Rc1 ≤15, 0.1 ≤ Ra1 ≤ 5를 만족하며, 보다 바람직한 반사율이 얻어지는 것을 알았다.
또, 저굴절률층(127)의 재료가 Al2O3이고, 막두께 d1이 1 nm ∼ 30 nm의 샘플 2-g, 2-h, 2-i, 2-j, 2-k, 2-l에서 반사율이 4 ≤ Rc1 ≤ 15, 0.1 ≤ Ra1 ≤ 5를 만족하며, 보다 바람직한 반사율이 얻어지는 것을 알았다.
또, 저굴절률층(127)의 재료가 ZrO2이고, 막두께 d1이 1 nm ∼ 25 nm의 샘플 2-m, 2-n, 2-o, 2-p, 2-q에서 반사율이 4 ≤ Rc1 ≤ 15, 0.1 ≤ Ra1 ≤ 5를 만족하며, 보다 바람직한 반사율이 얻어지는 것을 알았다. 또, 막두께 d1이 30 nm의 샘플 2-r에서는, 반사율 Ra1이 5%보다 커졌다.
또, 저굴절률층(l27)의 재료가 ZnS-SiO2이고, 막두께 d1이 l nm ∼ 10 nm의 샘플 2-s, 2-t, 2-u에서 반사율이 4 ≤ Rc1 ≤ 15, 0.1 ≤ Ra1 ≤ 5를 만족하며, 보다 바람직한 반사율이 얻어지는 것을 알았다. 또, 막두께 d1이 20∼30 nm의 샘플 2-v, 2-w, 2-x에서는, 반사율 Ra1이 5%보다 커졌다.
또, 표 2에 나타내는 바와 같이, 저굴절률층(127)에 굴절률 n1이 큰 재료를 이용하면, Rc1과 Ra1이 커지는 것을 알았다.
이상의 결과로부터, 저굴절률층(127)을 전체의 성막 택트를 저하시키지 않는 두께 범위(l nm ∼ 25 nm)에서 형성한 경우에, 보다 바람직한 반사율 특성(4 ≤ Rc1 ≤ 15, 0.1 ≤ Ra1 ≤ 5)를 얻기 위해서는, 저굴절률층(127)의 굴절률 n1과 광학 분리층(13)의 굴절률 n4가 ｜nl-n4｜ ≤ 0.5의 관계를 만족하도록 하는 것이 바람직한 일이 확인되었다. 또, ｜nl-n4｜의 값을 더 작게 하면, 막두께 d1이 25 nm를 초과한 경우라도 양호한 반사율 특성이 얻어지는 것도 확인되었다.
본 발명의 광학적 정보 기록매체 및 그 제조방법에 의하면, 정보층이 복수 설치된 광학적 정보 기록매체에 포함되는 투과율 조정층의 성막 레이트의 편차를 억제할 수 있으므로, 투과율 조정층의 안정 성막이 가능하게 된다. 이것에 의해, 복수의 정보층을 가지면서도 기록 감도가 양호하고, 충분한 C/N비가 얻어지는 광학적 정보 기록매체를 제공할 수 있다.

Claims (11)

  1. 기판과, 상기 기판 상에 설치된 복수의 정보층과, 서로 인접하는 정보층 사이에 설치된 광학 분리층을 포함하고, 레이저 빔의 조사에 의해 정보의 기록 또는 재생이 행해지는 광학적 정보 기록매체에 있어서,
    상기 복수의 정보층 중 가장 레이저 빔 입사측에 배치된 정보층을 제 1 정보층으로 하고, 상기 제 1 정보층에 접하여 배치된 광학 분리층을 제 1 광학 분리층으로 하면, 상기 제 1 정보층은, 광학적으로 서로 다른 2개의 상태 사이를 변화할 수 있는 기록층과, 상기 제 1 정보층의 투과율을 조정하는 투과율 조정층과, 상기 투과율 조정층과 상기 제 1 광학 분리층과의 사이에 배치된 저굴절률층을 포함하는 것을 특징으로 하는 광학적 정보 기록매체.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 레이저 빔에 대한 상기 저굴절률층의 굴절률을 n1, 상기 제 1 광학 분리층의 굴절률을 n4로 하면, n1 및 n4가,
    ｜n1-n4｜ ≤ 0.5의 관계를 만족하는, 광학적 정보 기록매체.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 n1 및 n4가,
    ｜n1-n4｜ ≤ O.1의 관계를 만족하는, 광학적 정보 기록매체.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 정보층에 포함되는 상기 기록층이, 결정 상태와 비정질 상태와의 사이를 변화할 수 있는 재료로 형성되어 있고,
    상기 기록층이 결정 상태일 때의 상기 레이저 빔에 대한 상기 제 1 정보층의 투과율을 Tc1(%), 상기 기록층이 비정질 상태일 때의 상기 레이저 빔에 대한 상기 제 1 정보층의 투과율을 Tal(%)로 하면, Tc1 및 Ta1이,
    40 ＜ Tc1 및 40 ＜ Ta1의 관계를 만족하는, 광학적 정보 기록매체.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 정보층이, 상기 기록층과 상기 투과율 조정층과의 사이에 배치된 반사층을 더 포함하며,
    상기 레이저 빔에 대한 상기 투과율 조정층의 굴절률을 n2, 소쇠계수를 k2로 하고, 상기 레이저 빔에 대한 상기 반사층의 굴절률을 n3, 소쇠계수를 k3으로 하면,
    1.0 ≤ (n2-n3) ≤ 3.0 및
    1.0 ≤ (k3-k2) ≤ 4.0 중의 적어도 어느 한 쪽의 관계가 성립하는, 광학적 정보 기록매체.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 저굴절률층은, SiO2, Al2O3, LaF3, ZrSiO4 및 ZrO2로부터 선택되는 적어도 하나를 포함하는, 광학적 정보 기록매체.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 저굴절률층의 막두께가 1 nm 이상 25 nm 이하인, 광학적 정보 기록매체.
  8. 광학 분리층을 개재하여 서로 적층된 제 1 정보층 및 제 2 정보층을 적어도 포함하는 광학적 정보 기록매체의 제조방법에 있어서,
    (a) 상기 제 2 정보층을 형성하는 공정과,
    (b) 상기 제 2 정보층 상에 상기 광학 분리층을 형성하는 공정과,
    (c) 상기 광학 분리층 상에 제 1 정보층을 형성하는 공정을 포함하며,
    상기 (c)의 공정에는, 상기 광학 분리층 상에 저굴절률층을 형성하는 공정과, 상기 저굴절률층 상에 투과율 조정층을 형성하는 공정과, 기록층을 형성하는 공정이 포함되는 것을 특징으로 하는 광학적 정보 기록매체의 제조방법.
  9. 제 8 항에 있어서,
    정보의 기록 또는 재생 시에 이용되는 레이저 빔에 대해, 상기 (c)의 공정에서 형성되는 상기 저굴절률층의 굴절률을 n1, 상기 광학 분리층의 굴절률을 n4로 하면, n1 및 n4가,
    ｜n1-n4｜ ≤ 0.5의 관계를 만족하도록 상기 저굴절률층 및 광학 분리층이 형성되는, 광학적 정보 기록매체의 제조방법.
  10. 제 8 항에 있어서,
    상기 (c)의 공정에서, 상기 저굴절률층은, SiO2, Al2O3, LaF3, ZrSiO4 및 ZrO2로부터 선택되는 적어도 하나를 포함하는 재료로 형성되는, 광학적 정보 기록매체의 제조방법.
  11. 제 8 항에 있어서,
    상기 (c)의 공정에서, 상기 저굴절률층은, 1 nm 이상 25 nm 이하의 막두께로 형성되는, 광학적 정보 기록매체의 제조방법.
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