JP2004071079A - 情報記録媒体 - Google Patents

Abstract

【課題】高密度の記録・再生を行なう情報記録用媒体において、量産性に優れ、応力の小さい情報記録用媒体を提供することに有る。
【解決手段】光照射側から、基板上に、２ｎｍ以上２５ｎｍ以下の膜厚の第１保護層と、記録膜と、第２保護層と、反射層とを備え、前記第１保護層の材料の９５原子％以上がＳｉＯ２−Ｉｎ２Ｏ３−ＳｎＯ２−ＺｎＳとし、かつ、第１保護層中のＺｎＳ量が４モル％以上３３モル％以下の範囲とする。
【効果】量産性に優れ、良好な記録・再生特性、書換え特性を有する媒体を得ることができる。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光ディスクに用いられる情報記録媒体に関する。
【０００２】
【従来の技術】
レーザ光を照射して薄膜（記録膜）に情報を記録する原理は種々知られているが、そのうちで膜材料の相変化（相転移、相変態とも呼ばれる）など、レーザ光の照射による原子配列変化を利用するものは・薄膜の変形をほとんど伴わないため、２枚のディスク部材を直接貼り合わせて両面ディスク構造の情報記録媒体が得られるという長所を持つ。
【０００３】
通常、これら情報記録媒体は基板上に第１保護層、ＧｅＳｂＴｅ系等の記録膜、上部保護層、反射層という構成からなる。特開２００１−２６６４０８号には、第１保護層として、（ＺｎＳ）_６０（ＳｉＯ_２）_３０Ｃ_１０を用い、その膜厚を５０ｎｍから４００ｎｍとすることが記載されている。
【０００４】
なお、本明細書では、結晶−非晶質間の相変化ばかりでなく、融解（液相への変化）と再結晶化、結晶状態−結晶状態間の相変化も含むものとして「相変化」という用語を使用する。また、マークエッジ記録とは、記録マークのエッジ部分を信号の“１”に、マーク間およびマーク内を信号の“０”に対応させた記録方式のことをいう。本明細書において光ディスクとは、光の照射によって再生できる情報が記載された円板（ディスク）、及び／または光の照射によって情報の再生を行う装置をいう。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ＤＶＤ−ＲＡＭなどの書換え可能光ディスクでは、記録トラックはアドレスピットなどを設けたプリフォーマット部とトラッキング用の溝（グルーブ）を持ち、記録を行うユーザデータ部とよりなり、アドレスを確認し，クロックや同期の信号を検出してから情報の記録や読出しを行う。
【０００６】
しかし、第１保護層が１００ｎｍ以上と厚く、積層膜と基板との間に働く応力によって生ずる変形が、プリフォーマット部とユーザデータ部で異なるため、記録トラックがプリフォーマット部に対して曲がった状態になり、トラッキング用のグルーブに対してプッシュプルトラッキングした場合はプリフォーマット部のアドレスデータが読めず、プリフォーマット部に対して正常な位置になるようにトラッキングオフセットを補正すると，記録領域でオフセットして隣接トラックのデータを一部消去してしまったりする問題点が生ずる。
【０００７】
さらに、特開２００１−２６６４０８号記載のように、第１保護層が５０ｎｍ以上と厚い場合には、製膜に時間がかかるためスパッタリングのタクトタイムが遅く、量産性が低いという問題が生じる。そこで第１保護層を薄くすることが考えられるが、第１保護層が薄いと多数回書換時に記録膜で発生する熱が基板に伝わり、基板が劣化しやすいという問題がある。そこで、本発明の目的は、これら問題点を解決し、積層膜と基板の間の応力が小さく、材料費、量産性に優れ、さらに多数回書換時に基板が劣化しにくい情報記録媒体を提供することに有る。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記の問題点を解決するために本発明の情報記録用媒体では，次の解決策を用いる。すなわち，具体的には，第１保護層の膜厚を２ｎｍ以上２５ｎｍ以下と薄くし、この第１保護層の材料の９５原子％以上がＳｉＯ２−Ｉｎ２Ｏ３−ＳｎＯ２−ＺｎＳからなり、かつ、第１保護層中のＺｎＳ量が４モル％以上３３モル％以下の範囲にさせる。これにより、書換え可能回数が３００回以上となり、量産性と書換え特性の両者を兼ね備える効果があるためである。
【０００９】
更に、第１保護層を４ｎｍ以上２０ｎｍ以下の膜厚とし、第１保護層中のＺｎＳ量が６モル％以上３０モル％以下の範囲とすれば、なお好ましい。書換え可能回数が１０００回以上となり、量産性と書換え特性の両者を兼ね備える効果があるためである。
【００１０】
本発明の相変化記録媒体を用いる記録装置（光ディスクドライブ）の基本的な技術は下記のとおりである。
（１ビームオーバーライト）
相変化記録媒体は、オーバーライト（あらかじめ消去することなく重ね書きによって情報の書換えを行うこと）により書換えを行うのが普通である。図２にその原理を示した。高いレーザーパワーで記録膜を融解させれば照射後急冷されて前の状態が結晶でも非晶質でも非晶質状態の記録マークになり、中間のレーザーパワーで融点以下の結晶化速度の速い温度まで加熱すれば、前に非晶質状態だったところは結晶状態になる。元々結晶状態だったところはそのまま結晶状態に留まる。ＤＶＤ−ＲＡＭでは動画像を記録することが多いと考えられるので、１度に長い情報を記録することになる。この場合、予め全部消去してから記録するのでは２倍時間がかかり、また、膨大なバッファーメモリーが必要になる可能性もある。従ってオーバーライト可能なことは必須の条件である。
（マークエッジ記録）
ＤＶＤ−ＲＡＭおよびＤＶＤ−ＲＷには高密度記録が実現できるマークエッジ記録方式が採用されている。マークエッジ記録とは、記録膜に形成する記録マークの両端の位置をディジタルデータの１に対応させるもので、これにより、最短記録マークの長さを基準クロック１個でなく２〜３個分に対応させて高密度化することもできる。ＤＶＤ−ＲＡＭでは８−１６変調方式を採用しており、基準クロック３個分に対応させている。図３に比較を示したように、円形記録マークの中心位置をディジタルデータの１に対応させるマークポジション記録に比べると、記録マークを極端に小さくしなくても高密度記録できるという長所がある。ただし、記録マークの形状歪みが極めて小さいことが記録媒体に要求される。
（フォーマット）
図４に各セクターの始めのヘッダー部の配置を示したように、ＤＶＤ−ＲＡＭは１周を２４のセクターに分割したフォーマットであるため、ランダムアクセス記録が可能である。これらにより、パソコン内蔵の記憶装置から、ＤＶＤビデオカメラ、ＤＶＤビデオレコーダーまで、広い用途に用いることができる。
（ランド・グルーブ記録）
ＤＶＤ−ＲＡＭでは図５に示したようにトラッキング用の溝内と溝と溝の間の凸部の両方に記録するランド・グルーブ記録によってクロストークを小さくしている。ランド・グルーブ記録では、明暗（濃淡）の記録マークに対して溝深さをλ／６ｎ（λはレーザ波長、ｎは基板の屈折率）付近にした時、ランドでもグルーブでも隣接トラックの記録マークが見えにくくなる現象を利用しているので、４．７ＧＢ　ＤＶＤ−ＲＡＭの例ではトラックピッチを０．６１５μｍと狭くできている。記録マークとそれ以外の部分の位相差、すなわち再生信号の位相差成分はクロストークが発生しやすくなる方向に働き，十分に小さくなるように設計することが求められる。再生信号の位相差成分はランドとグルーブの濃淡再生信号に逆位相で足し合わされるので，ランドとグルーブの再生信号レベルのアンバランスの原因ともなる。
（ＺＣＬＶ記録方式）
相変化記録媒体では、記録波形を変えない場合、良好な記録再生特性を得るのに結晶化速度に対応した最適線速度で記録するのが望ましい。しかし、ディスク上の半径の異なる記録トラック間をアクセスする時、線速度を同じにするために回転数を変えるのには時間がかかる。そこでＤＶＤ−ＲＡＭでは、図６に示したように、アクセス速度が小さくならないようにディスクの半径方向を２４のゾーンに分け、ゾーン内では一定回転数とし、別のゾーンにアクセスしなければならない時だけ回転数を変えるＺＣＬＶ（Ｚｏｎｅｄ　Ｃｏｎｓｔａｎｔ　Ｌｉｎｅａｒ　Ｖｅｌｏｃｉｔｙ）方式を採用している。この方式では、ゾーン内の１番内周のトラックと一番外周のトラックで線速度が少し異なるので記録密度も少し異なるが、ディスク全域にわたってほぼ最大の密度で記録することができる。
（記録波形）
記録波形と記録マーク形状との間には下記のような関係がある。例えば４．７ＧＢ　ＤＶＤ−ＲＡＭでは最短マーク長が０．４２μｍで線速度が８．２ｍ／ｓであることにより、１つの記録マークを形成する記録パルスを複数に分割するが、正確に記録マークを形成するために、熱の蓄積防止よりも正確な加熱に重点を置き、図８に示したように、消去パワーレベルから下がる部分が少ないか、全く無い記録波形としている。また、既に述べたように、記録マークを形成する最初のパルスと最後のパルスの幅の適応制御も必要である（適応制御：注目するスペースの長さと前のマークの長さに応じて、前のマークを形成する最後のパルスの終わる位置と後のマークを形成する最初のパルスの開始位置を調節する）。
【００１１】
高性能化技術をまとめると下記のようになる。
１．　狭トラックピッチ化に寄与する技術
ランド・グルーブ記録、吸収率調整、第１保護層の薄膜化、反射層薄膜化
２．　狭ビットピッチ化に寄与する技術
マークエッジ記録、ＺＣＬＶ記録方式、吸収率調整、界面層、適応制御記録波形
３．　高速化に寄与する技術
１ビームオーバーライト、記録膜組成、吸収率調整、界面層
上記のように１つの層が複数の役割を持ち、各層の機能が複雑にからみあっている。第１保護層薄膜化による応力低減もグルーブ変形を防いで狭トラックピッチ化に寄与する。従って、積層膜の組み合わせや膜厚を最適に選ぶことが高性能化のために極めて重要である。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を実施例によって詳細に説明する。
〔実施例１〕
（本発明の情報記録媒体の構成、製法）
図１は、この発明の第１実施例のディスク状情報記録媒体の断面構造図を示す。この媒体は次のようにして製作された。
【００１３】
まず、直径１２ｃｍ、厚さ０．６ｍｍで表面にトラックピッチが０．６１５ミクロンでランド・グルーブ記録のトラッキング用の溝を有し、トラックセンターからずれた位置、すなわち、ほぼランドとグルーブの境界線の延長線上にアドレス情報などを表すピット列を有するポリカーボネイト基板１上に、（ＳｉＯ_２）_６０（（Ｉｎ_２Ｏ_３）_９０（ＳｎＯ_２）_１０）_２５（ＺｎＳ）_１５よりなる第１保護層２を８ｎｍの膜厚に形成した。次にＣｒ_２Ｏ_３膜よりなる下部界面層３を膜厚２ｎｍに形成、続いてＧｅ_４Ｓｂ_２Ｔｅ_７よりなる記録膜４を膜厚８ｎｍ，ＳｎＯ_２よりなる第２保護層５を３３ｎｍ，Ｃｒ_９０（Ｃｒ_２Ｏ_３）_１０よりなる吸収率調整層６を３４ｎｍ，Ａｌよりなる反射層７を６０ｎｍ、順次形成した。ただし、ここではＣｒと酸素の比が２：３から多少ずれたもの、Ｓｉと酸素の比が１：２から多少ずれたものもＣｒ２Ｏ３やＳｉＯ２と呼ぶ。多少のずれは、±２０％以内を指し、２：３から多少ずれたものは、ここでは２：２．４〜２：３．６の範囲を意味する。
【００１４】
このように本発明の情報記録媒体は６層以下の積層膜から形成され、スパッタ装置のチャンバーが６室の量産装置にて製膜を行なうことが出来る。
【００１５】
また、全膜厚は１５０ｎｍ以下と第１保護層が１００ｎｍ以上の従来ディスク（比較例１）に比べて非常に量産性に優れている。
【００１６】
組成比はいずれも原子％（ａｔｏｍｉｃ％）かモル％で記載した。膜の形成はＡｒガスを用いてマグネトロン・スパッタリング装置により行った。こうして第１のディスク部材を得た。
【００１７】
基板の反りは上記ディスクでは、上記積層膜の製膜前後でほとんど変化しておらず，応力が発生していない事を示した。
【００１８】
他方、全く同様の方法により、第１のディスク部材と同じ構成を持つ第２のディスク部材を得た。その後，前記第１のディスク部材および第２のディスク部材の膜表面に紫外線硬化樹脂による保護コートを行い，それぞれの紫外線硬化樹脂層同士を接着剤層を介して貼り合わせ、図１に示すディスク状情報記録媒体を得た。第２のディスク部材の代わりに保護基板を用いてもよい。
（初期結晶化方法）
前記のようにして製作したディスクの記録膜に次のようにして初期結晶化を行った。ディスクを記録トラック上の点の線速度が６ｍ／ｓであるように回転させ、スポット形状が媒体の半径方向に長い長円形の半導体レーザ（波長約８１０ｎｍ）のレーザ光パワーを６００ｍＷにして基板１を通して記録膜４に照射した。スポットの移動は、媒体の半径方向のスポット長の１／４ずつずらした。こうして、初期結晶化を行った。この初期結晶化は１回でもよいが２回繰り返すと初期結晶化によるノイズ上昇を少し低減できた。
（記録・消去・再生方法）
上記記録媒体に対して情報記録再生評価機により、情報の記録再生を行った。以下に本情報記録再生評価機の動作を説明する。なお、記録再生を行う際のモーター制御方法としては、記録再生を行うゾーン毎にディスクの回転数を変化させるＺＣＡＶ（Ｚｏｎｅｄ　Ｃｏｎｓｔａｎｔ　Ｌｉｎｅａｒ　Ｖｅｌｏｃｉｔｙ）方式を採用している。ディスク線速度は約８．２ｍ／ｓである。
【００１９】
ディスクに情報を記録する際には、情報８ビットを１６ビットに変換する記録方式、いわゆる８−１６変調方式を用い記録が行われた。記録装置外部からの情報は８ビットを１単位として、８−１６変調器に伝送される。この変調方式では媒体上に、８ビットの情報に対応させた３Ｔ〜１４Ｔの記録マーク長での情報の記録を行っている。なお、ここでＴとは情報記録時のクロックの周期を表しており、ここでは１７．１ｎｓとした。８−１６変調器により変換された３Ｔ〜１４Ｔのデジタル信号は記録波形発生回路に転送される。上記記録波形発生回路内において、３Ｔ〜１４Ｔの信号を時系列的に交互に「０」と「１」に対応させ、「０」の場合には中間パワーレベルのレーザパワーを照射し、「１」の場合には高パワーパルス、またはパルス列を照射するようにしている。高パワーパルスの幅を約３Ｔ／２〜Ｔ／２とし、４Ｔ以上の記録マークを形成する際は、複数の高パワーレベルのパルスより成るパルス列を用い、パルス列のパルス間では幅が約Ｔ／２の低パワーレベルのレーザ照射を行い、上記パルス列とパルス列の間の記録マークを形成しない部分では中間パワーレベルのレーザ照射が行われるマルチパルス記録波形が生成される。この際、記録マークを形成するための高パワーレベルを１１ｍＷ、記録マークの消去が可能な中間パワーレベルを５ｍＷ、中間パワーレベルより低い低パワーレベルを５ｍＷとした。このように低パワーレベルを中間パワーレベルと同じにしても良いし、別のレベルにしてもよい。また、この際、光ディスク上の中間パワーレベルレーザービームが照射された領域は結晶となり（スペース部）、高パワーレベルのパルス列を照射された領域は非晶質の記録マークに変化する。また、上記記録波形発生回路内は、マーク部を形成するための一連の高パワーパルス列を形成する際に、マーク部の前後のスペース部の長さに応じてマルチパルス波形の先頭パルス幅と最後尾のパルス幅を変化する方式（適応型記録波形制御）に対応したマルチパルス波形テーブルを有しており、これによりマーク間に発生するマーク間熱干渉の影響を極力排除できるマルチパルス記録波形を発生している。また、この記録媒体の反射率は結晶状態の方が高く、記録され非晶質状態になった領域の反射率が低くなっている。記録波形発生回路により生成された記録波形は、レーザ駆動回路に転送され、レーザ駆動回路はこの波形をもとに、光ヘッド内の半導体レーザの出力パワーを変化させる。本記録装置に搭載された光ヘッドには、情報記録用のエネルギービームとして波長６６０ｎｍのレーザビームを照射することにより、情報の記録を行った。
【００２０】
以上の条件でマークエッジ記録を行った場合、最短マークである３Ｔマークのマーク長は約０．４２μｍ、最長マークである１４Ｔマークのマーク長は約１．９６μｍとなる。記録信号には、情報信号の始端部、終端部に４Ｔマークと４Ｔスペースの繰り返しのダミーデータが含まれている。始端部にはＶＦＯも含まれている。
【００２１】
このような記録方法では、既に情報が記録されている部分に対して消去することなく、重ね書きによって新たな情報を記録すれば、新たな情報に書き換えられる。すなわち、単一のほぼ円形の光スポットによるオーバーライトが可能である。
【００２２】
また、本記録装置はグルーブとランド（グルーブ間の領域）の両方に情報を記録する方式（いわゆるランド・グルーブ（Ｌ／Ｇ）記録方式）に対応している。本記録装置ではＬ／Ｇサーボ回路により、ランドとグルーブに対するトラッキングを任意に選択することができる。
【００２３】
記録された情報の再生も上記光ヘッドを用いて行った。１ｍＷのレーザビームを記録トラック上に照射し、マークとマーク以外の部分からの反射光を検出することにより、再生信号を得る。この再生信号の振幅をプリアンプ回路により増大させ、８−１６復調器で１６ビット毎に８ビットの情報に変換する。以上の動作により、記録された情報の再生が完了する。
（書換特性の評価）
実施例１のディスクについて、３Ｔ〜１１Ｔがランダムに含まれる記録パターン（ランダムパターン）を記録し、オーバーライト回数とジッターの関係を調べたところ図７に示される結果が得られた。ジッターは、ランドとグルーブの平均値をクロックの周期Ｔで割った値を記載した。比較例２はオーバーライト１００回でジッターが１３％以上まで増加するが、本実施例のディスクについてはオーバーライト１０００回後もジッターが１３％以下であり、本実施例に記載の第１保護層が基板劣化を防ぎ、書換可能回数向上に大きな効果があることがわかる。（第１保護層の組成および膜厚）
前記第１保護層の材料を、ＳｉＯ２を６０モル％に固定し、ＩＴＯ（（Ｉｎ２Ｏ３）９０（ＳｎＯ２）１０）とＺｎＳのモル比を変えながら、書換え可能回数の組成依存性を調べた。また、各組成で、第１保護層の膜厚を変えた、膜厚依存性を調べた。
【００２４】
これらの結果を表１及び図１１に示した。
【００２５】
【表１】

ここで、表１の横軸はＺｎＳ量（モル％）、縦軸は第１保護層の膜厚（ｎｍ）である。表中には書換え可能回数を示した。このように、第１保護層の膜厚が２ｎｍ以上２５ｎｍ以下で、第１保護層中のＺｎＳ量が４モル％以上３３モル％以下のとき、書換え可能回数を３００回以上と大きく出来ることがわかった。これは、ＳｉＯ２−Ｉｎ２Ｏ３−ＳｎＯ２−ＺｎＳ系の材料を上記組成で使用することにより、膜厚が薄い範囲で、反射率が１５％以上で、コントラストが大きいなどの光学的な特性を満たし、かつ、ＺｎＳの添加により、第１保護層の熱伝導率が低くすることで記録膜と基板間の熱伝導を抑制し、多数回書換え時の基板劣化抑制のための熱的な特性を満たすためである。
【００２６】
さらに、第１保護層の膜厚が４ｎｍ以上２０ｎｍ以下で、第１保護層中のＺｎＳ量が６モル％以上３０モル％以下のとき、書換え可能回数が１０００回以上と、ＤＶＤ−ＲＷなどの書換え可能回数（約１０００回）以上となり、量産性と書換え特性の両者を兼ね備えてより好ましいことがわかった。
【００２７】
また、前記第１保護層中のＩｎ２Ｏ３および／またはＳｎＯ２の一部をＡｌ２Ｏ３、Ｔａ２Ｏ５、ＴｉＯ２、Ｃｒ２Ｏ３、ＺｎＯ、あるいは上記材料の混合物のいずれかで置き換えても、使用可能であった。
【００２８】
Ｉｎ２Ｏ３またはＳｎＯ２を含む材料では、ターゲットの電気抵抗が低いためにＤＣスパッタリングが可能で、さらに短いタクトタイムを実現できるのでより好ましい。そこで、Ｉｎ２Ｏ３および／またはＳｎＯ２を置きかえる場合は、Ａｌ２Ｏ３、Ｔａ２Ｏ５、ＴｉＯ２、Ｃｒ２Ｏ３、ＺｎＯ、あるいは上記材料の混合物のいずれかの材料の含有量が５０ｍｏｌ％以下であればＤＣスパッタリングが可能である。これら導電性第１保護層材料は、第１保護層の膜厚が３３ｎｍを越える場合、たとえば１００ｎｍとした場合に用いても従来の（ＺｎＳ）８０（ＳｉＯ２）２０よりもタクトタイムが短く好ましい。上記ＳｎＯ２を全てＩｎ２Ｏ３で置き換えても、書換え特性は同様であったが、ＤＣスパッタリングは難しい。
【００２９】
また、前記第１保護層の材料の９５原子％以上が、ＳｉＯ２−Ｉｎ２Ｏ３−ＳｎＯ２−ＺｎＳからなり、Ｉｎ２Ｏ３および／またはＳｎＯ２および／またはＳｉＯ２の一部をＩｎ−Ｎ，Ｓｎ−Ｎ，Ａｌ−Ｎ、Ｔａ−Ｎ、Ｔｉ−Ｎ、Ｃｒ−Ｎ、Ｓｉ−Ｎあるいは上記材料の混合物などの窒化物のいずれか１つで置き換えても、使用可能であった。窒化物量が多くなると膜剥がれが生じやすくなるため、ＳｉＯ２、Ｉｎ２Ｏ３、ＳｎＯ２を置きかえる量はそれぞれの２０モル％未満が好ましい。
【００３０】
第１保護層構成元素に対する不純物元素が５原子％以上になると、コントラストが低下し、ジッターが１％以上大きくなるため、不純物元素は５原子％未満であることが好ましい。より好ましくは３原子％未満である。
（記録膜の組成と膜厚）
本実施例の記録膜の代わりに、Ｇｅ２Ｓｂ２Ｔｅ５，Ｇｅ７Ｓｂ４Ｔｅ１３，Ｇｅ４Ｓｂ２Ｔｅ７，Ｇｅ５Ｓｂ２Ｔｅ８，Ｇｅ６Ｓｂ２Ｔｅ９，Ｇｅ８Ｓｂ２Ｔｅ１１，などのＧｅＴｅとＳｂ２Ｔｅ３の混合組成、Ｇｅ２０Ｓｂ２４Ｔｅ５６などの、上記混合組成に近い組成の記録膜、Ａｇ２Ｇｅ２１Ｓｂ２１Ｔｅ５６，Ｓｎ３Ｇｅ２１Ｓｂ２１Ｔｅ５５，Ｓｎ２Ｇｅ２８Ｓｂ１６Ｔｅ５４，Ｓｎ２Ｇｅ２９Ｓｂ１５Ｔｅ５４，Ｓｎ３Ｇｅ３３Ｓｂ１１Ｔｅ５３，Ｓｎ３Ｇｅ３６Ｓｂ９Ｔｅ５２，Ｓｎ７Ｇｅ１９Ｓｂ１９Ｔｅ５５，Ｓｎ８Ｇｅ２５Ｓｂ１４Ｔｅ５３，Ｓｎ８Ｇｅ２６Ｓｂ１３Ｔｅ５３，Ｓｎ７Ｇｅ３０Ｓｂ１０Ｔｅ５３，Ｓｎ８Ｇｅ３２Ｓｂ８Ｔｅ５２など、およびそれに近い組成の記録膜を用いても同様の特性が得られる。記録膜のいずれかの構成元素の含有量が上記の組成から５原子％以上［ずれた場合、結晶化速度が速過ぎて記録時の記録膜融解後の冷却中に再結晶化が起こり、記録マーク形状が歪む、あるいは結晶化速度が遅過ぎて消え残りが生ずるなどの問題点が起こった．従って、不純物元素は５原子％未満であることが好ましい。より好ましくは２原子％未満である。この他、Ｂｉ３Ｇｅ２１Ｓｂ２１Ｔｅ５５，Ｂｉ２Ｇｅ２８Ｓｂ１６Ｔｅ５４，Ｂｉ２Ｇｅ２９Ｓｂ１５Ｔｅ５４，Ｂｉ３Ｇｅ３３Ｓｂ１１Ｔｅ５３，Ｂｉ３Ｇｅ３６Ｓｂ９Ｔｅ５２，Ｂｉ７Ｇｅ１９Ｓｂ１９Ｔｅ５５，Ｂｉ８Ｇｅ２５Ｓｂ１４Ｔｅ５３，Ｂｉ８Ｇｅ２６Ｓｂ１３Ｔｅ５３，Ｂｉ７Ｇｅ３０Ｓｂ１０Ｔｅ５３，Ｂｉ８Ｇｅ３２Ｓｂ８Ｔｅ５２、およびそれに近い組成の主成分がＧｅ−Ｓｂ−Ｔｅ系の記録膜、上記組成に添加元素を加えた記録膜を用いた場合も使用可能であるが、書換え可能回数は１０％低下する。
【００３１】
記録膜膜厚が薄過ぎると消去時の結晶核形成が不足し、また第１保護層の薄いディスクではコントラストが低くなり、再生信号強度も低下するので再生信号ジッターが許容範囲を越えてしまうため、５ｎｍ以上が好ましい。また、記録膜膜厚が１３ｎｍ以上と厚過ぎると再結晶化領域が広くなりすぎるために１０回オーバーライトでジッターが１３％を越えてしまうため、１３ｎｍ未満が好ましい。（界面層の組成と膜厚）
界面層のＣｒ２Ｏ３は、保護層材料成分の記録膜中への拡散の防止、結晶化速度の向上という効果がある。これにより、第１保護層とも併せて、書換可能回数を大きくする働きがある。
【００３２】
また、Ａｒのみの雰囲気ガスで製膜できること、他の層との接着性が優れていること、などの長所が有る。Ｃｒ２Ｏ３に代えて，Ｔａ−Ｏ系材料、Ｇｅ５０Ｃｒ１０Ｎ４０などの組成の、ＧｅまたはＳｉを３０原子％以上６０原子％以下、Ｃｒを５原子％以上２０原子％以下含むＧｅ−Ｃｒ−Ｎ系材料、あるいはＳｉ−Ｃｒ−Ｎ系材料、あるいはＧｅ−Ｓｉ−Ｃｒ−Ｎ系材料、Ｔｉ６０Ｎ４０などのＴｉ−Ｎ系材料，Ｔａ５５Ｎ４５などのＴａ−Ｎ系材料，Ｓｎ７０Ｎ３０などのＳｎ−Ｎ系材料などの窒化物を用いると、結晶化速度向上効果が大きいが、書換え可能回数は２０〜３０％少なくなる。Ｃｒ２Ｏ３の一部を上記材料で置き換えた場合には、全てを置き換えた場合に比べて、書換可能回数の減少は抑えられるが、結晶化速度向上効果も少なめとなる。
【００３３】
線速度が１０ｍ／ｓ以下では、ＳｎＯ２などのＳｎ酸化物でも記録膜の結晶化速度の面で問題無い上、製膜速度がＣｒ２Ｏ３の３倍大きい点が好ましいが、書換え可能回数は２０％少なくなる。Ｓｎ−Ｏ−Ｎでもよい。これらＳｎを含む材料の熱伝導率は比較的低いため、界面層と保護層を兼ねさせ、単層化することも可能であった。特にＣｒとＧｅの酸化物あるいは窒化物が６０ｍｏ１％以上含まれていると保存寿命が向上し、高温高湿の環境に置かれても高性能を維持できる。また、ＧｅＮ，　ＧｅＯなどのＧｅ含有組成は製膜時のスパッタレートが他に比べ速いため、製造時のタクトタイムを短縮することができ好ましい。ただし、材料費は比較的高価である。
【００３４】
次いで、ＳｉＯ２，　Ａｌ２Ｏ３、Ｔａ２Ｏ５，　Ｔａ２Ｏ５とＣｒ２Ｏ３またはＣｒ−Ｎ，　Ｇｅ−Ｎ，　Ｇｅ−Ｏの混合物、その次にＺｎＯ、ＺｒＯ２，　Ｙ２Ｏ３，　Ｃｒ２Ｏ３またはＣｒ−Ｎ，　Ｇｅ−Ｎ，　Ｔａ２Ｏ５との混合物が好ましい。ＣｏＯ，　Ｃｒ２Ｏ，　ＮｉＯは初期結晶化時の結晶粒径が均一になり、書き換え初期のジッター上昇が小さくより好ましい。また，ＡｌＮ，　ＢＮ，　ＣｒＮ，　Ｃｒ２Ｎ，　ＧｅＮ，　ＨｆＮ，　Ｓｉ３Ｎ４，　Ａｌ−Ｓｉ−Ｎ系材料（例えばＡｌＳｉＮ２）、Ｓｉ−Ｎ系材料，　　Ｓｉ−Ｏ−Ｎ系材料，ＴａＮ，　ＴｉＮ，　ＺｒＮ，などの窒化物も接着カが大きくなり、外部衝撃による情報記録媒体の劣化が小さく、より好ましい。Ｃｒ２Ｏ３にＺｎＳを添加したＣｒ２Ｏ３−ＺｎＳ界面層は、記録感度向上効果があるが、ＺｎＳ添加により多数回書換え時の反射率低下が生じる。ＺｎＳ量が多すぎると多数回書換え時の反射率低下が５％以上生じるため、ＺｎＳ量は１５モル％未満とする必要がある。
【００３５】
界面層は、膜厚１ｎｍ以上で多数回オーバーライトでＺｎＳなどの保護層材料が記録膜中へ拡散する悪影響が現れるのを避ける効果及び接着性向上効果が有る。結晶化速度向上効果を十分に得るには、膜厚２ｎｍ以上であるのが望ましい．ただし、光入射側の界面層の場合、Ｃｒ２Ｏ３では膜厚が３ｎｍを越えると、この層の光吸収のために反射率が低下するなどの問題点が生じるために５ｎｍ以下が望ましいが、上下の熱拡散のバランスをとるためにやや厚め、例えば７ｎｍとしてもよい。
【００３６】
以上より、光入射側の界面層膜厚は１ｎｍ以上８ｎｍ以下が好ましい。また、界面層に接する保護層が酸化物または窒化物の場合には、保護層が結晶化速度向上効果を持つので界面層は接着性向上の目的から用いられるため、第１保護層の４０モル％以上が酸化物または酸化・窒化物、窒化物からなる場合には、光入射側の界面層膜厚は１ｎｍ以上３ｎｍ以下が好ましい。
【００３７】
この他、例えばＧｅ−Ｃｒ−Ｎのように吸収率がＣｒ２Ｏ３より低い界面層では、もっと厚い膜厚としても問題無かった。しかしながら、界面層材料はスパッタレートが遅いため、２０ｎｍとすることが生産性の点から好ましい。
【００３８】
界面層構成元素に対する不純物元素が５原子％以上になると、結晶化速度が低下し、オーバーライト時のジッタ上昇が１％以上になるため、不純物元素は５原子％未満であることが好ましい。より好ましくは３原子％未満である。
（反射層の組成および膜厚）
反射層は吸収率比調整かつコントラストを高く保つためにはＣｒやＡｌ、Ｉｎ，Ｎｉ，Ｍｏ，Ｐｔ，Ｐｄ，Ｔｉ，Ｗ，Ｇｅ，Ｓｂ，Ｂｉおよびこれらのいずれかを含む合金または化合物を用いる。合金あるいは化合物中における、これらの元素の含有量は５０原子％以上が好ましい。この層は適度に光吸収し、適度に光透過することにより、反射率の低い記録マーク部分で記録膜を透過した光が反射層で反射されて再び記録膜に吸収され、温度が上がり過ぎないようにし、Ａｃ／Ａａを１以上にすることができる。熱拡散を調節するためにＡｕ，Ａｇ，Ｃｕ、Ａｌのうちの少なくとも１元素との合金にするのも再生信号品質向上に効果が有った。
【００３９】
高密度相変化光ディスクではトラックピッチが狭いことにより、隣接トラックにすでに書かれている記録マークの一部が消去されるクロスイレーズと呼ばれる現象に対する配慮が必要になるが、このクロスイレーズを防止するには、上記の熱の縦方向拡散が重要である。縦方向拡散により熱が隣接トラック方向に行きにくくなることが１つの理由である。Ａｃ／Ａａが１より大きければ隣接トラックの記録マーク部分の温度上昇が少なくなり、クロスイレーズ防止の面でも良い方向に働く。
【００４０】
クロスイレーズを防止するには再結晶化の防止も重要である。図８に示したように、記録時の記録膜融解後の周辺部からの再結晶化で非晶質記録マークとして残る部分が狭まる場合は所定の大きさの記録マークを形成するのにより広い領域を融解させる必要が有り、隣接トラックの温度が上昇しやすくなるからである。熱が縦方向に拡散すれば再結晶化も防止できる。記録マーク形成時に中央部の熱が横方向に拡散して融解領域周辺部の冷却が遅くなり、結晶化しやすくなるのを防げるからである。
【００４１】
反射層の材料としては、Ｃｒ，Ｃｒ−Ａｌ，Ｃｒ−Ａｇ，Ｃｒ−Ａｕ、Ｃｒ−Ｇｅ，Ｃｒ−Ｔｉ，ＣｒまたはＣｒ合金を主成分とするもの、ついでＡｌ−Ｔｉ，Ａｌ−Ｃｒ，Ａｌ−Ｉｎ等Ａｌ合金を主成分とするもの、Ｇｅ−Ｃｒ，Ｇｅ−Ｓｉ，Ｇｅ−Ｎが好ましい。この他、Ｃｏ，Ｎｉ，Ｍｏ，Ｐｔ，Ｗ，Ｇｅ，Ｓｂ，Ｂｉ，Ａｇ，Ａｕ，Ｃｕを主成分とするものも使用可能である。
【００４２】
Ｃｒ等以外の元素の含有量は、０．５原子％以上２０原子％以下の範囲にすると、多数回書き換え時の特性およびビットエラーレートが良くなり、１原子％以上１０原子％以下の範囲ではより良くなった。Ｃｒ中に２０原子％以下の酸素（Ｏ）を添加すると、膜剥がれが生じにくくなり好ましかった。Ｔｉを添加しても同様の効果があった。
【００４３】
Ａｌ等以外の元素の含有量は、３原子％以上２０原子％以下の範囲にすると、多数回書き換え時の特性およびビットエラーレートが良くなり、５原子％以上１５原子％以下の範囲ではより良くなった。
【００４４】
Ｇｅ等以外の元素の含有量は、０原子％以上８０原子％以下の範囲にすると、多数回書き換え時の特性およびビットエラーレートが良くなり、２原子％以上５０原子％以下の範囲ではより良くなった
Ａｇ−Ｐｄ，　Ａｇ−Ｃｒ，　Ａｇ−Ｔｉ，　Ａｇ−Ｐｔ，　Ａｇ−Ｃｕ　，　Ａｇ−Ｐｄ−Ｃｕ等Ａｇ合金を主成分とするもの、次いでＡｕ−Ｃｒ，　Ａｕ−Ｔｉ，　Ａｕ−Ａｇ，　Ａｕ−Ｃｕ，　Ａｕ−Ｎｄ等Ａｕ合金を主成分とするもの，Ｃｕ合金を主成分とするものも、反射率が高く、再生特性が良好であるが、Ｐｔ，　Ａｕは貴金属のため高価であり、Ｃｒ，Ａｌ、Ｃｏ，Ｎｉ，Ｍｏ，Ａｇ，Ｗ，Ｇｅ，Ｓｂ，Ｂｉに比ベコストが上がる場合がある。
【００４５】
反射層構成元素に対する不純物元素が５原子％以上になると、熱伝導率の低下し、多数回書き換え時のジッタ上昇が大きくなるため、不純物元素は５原子％未満であることが好ましい。より好ましくは３原子％未満である。
【００４６】
これより、反射層の膜厚は、１０ｎｍ以上７０ｎｍ以下が好ましい。膜厚が薄過ぎると変調度が小さくなるうえ、熱冷却も十分に行なわれないため多数回書換時のジッター増加が生じる。また厚すぎると吸収率比が小さくオーバライト時のジッタ増加が生じる上に、基板の応力グルーブ変形の原因にもなる。
（第２保護層の組成および膜厚）
第２保護層には、ＳｎＯ２などのＳｎ−ＯあるいはＳｎ−Ｏ−Ｎ材料、ＳｎＯ２−ＳｉＯ２，ＳｎＯ２−Ｓｉ３Ｎ４，ＳｎＯ２−ＳｉＯ２−Ｓｉ３Ｎ４，などのＳｎ−Ｓｉ−Ｏ、Ｓｎ−Ｓｉ−ＮあるいはＳｎ−Ｓｉ−Ｏ−Ｎ材料，ＳｎＯ２−Ａｌ２Ｏ３，ＳｎＯ２−ＡｌＮ，ＳｎＯ２−Ａｌ２Ｏ３−ＡｌＮなどのＳｎ−Ａｌ−Ｏ、Ｓｎ−Ａｌ−ＮまたはＳｎ−Ａｌ−Ｏ−Ｎ材料，ＳｎＯ２−Ｃｒ２Ｏ３，ＳｎＯ２−ＣｒＮ，ＳｎＯ２−Ｃｒ２Ｏ３−ＣｒＮなどのＳｎ−Ｃｒ−Ｏ、Ｓｎ−Ｃｒ−ＮまたはＳｎ−Ｃｒ−Ｏ−Ｎ材料、ＳｎＯ２−Ｍｎ３Ｏ４，ＳｎＯ２−Ｍｎ５Ｎ２，ＳｎＯ２−Ｍｎ３Ｏ４−Ｍｎ５Ｎ２などのＳｎ−Ｍｎ−Ｏ、Ｓｎ−Ｍｎ−ＮまたはＳｎ−Ｍｎ−Ｏ−Ｎ材料，ＳｎＯ２−Ｔａ２Ｏ５，ＳｎＯ２−Ｔａ２Ｎ，ＳｎＯ２−Ｔａ２Ｏ５−Ｔａ２ＮなどのＳｎ−Ｔａ−Ｏ、Ｓｎ−Ｔａ−ＮまたはＳｎ−Ｔａ−Ｏ−Ｎ材料，ＳｎＯ２−ＧｅＯ２，ＳｎＯ２−Ｇｅ３Ｎ４，ＳｎＯ２−ＧｅＯ２−Ｇｅ３Ｎ４，などのＳｎ−Ｇｅ−Ｏ、Ｓｎ−Ｇｅ−ＮあるいはＳｎ−Ｇｅ−Ｏ−Ｎ材料，ＳｎＯ２−ＴｉＯ２，ＳｎＯ２−Ｔｉ２Ｎ，ＳｎＯ２−ＴｉＯ２−Ｔｉ２Ｎ，などのＳｎ−Ｔｉ−Ｏ、Ｓｎ−Ｔｉ−ＮあるいはＳｎ−Ｔｉ−Ｏ−Ｎ材料，ＳｎＯ２−ＭｏＯ３，ＳｎＯ２−Ｍｏ２Ｎ−ＭｏＮ，ＳｎＯ２−ＭｏＯ２−Ｍｏ２Ｎ−ＭｏＮ，などのＳｎ−Ｍｏ−Ｏ、Ｓｎ−Ｍｏ−ＮあるいはＳｎ−Ｍｏ−Ｏ−Ｎ材料，ＳｎＯ２−ＺｒＯ２，ＳｎＯ２−ＺｒＮ，ＳｎＯ２−ＺｒＯ２−ＺｒＮ，などのＳｎ−Ｚｒ−Ｏ、Ｓｎ−Ｚｒ−ＮあるいはＳｎ−Ｚｒ−Ｏ−Ｎ材料，ＳｎＯ２−Ｃｏ２Ｏ３，ＳｎＯ２−Ｃｏ２Ｎ，ＳｎＯ２−Ｃｏ２Ｏ３−Ｃｏ２ＮなどのＳｎ−Ｃｏ−Ｏ、Ｓｎ−Ｃｏ−ＮまたはＳｎ−Ｃｏ−Ｏ−Ｎ材料，ＳｎＯ２−Ｉｎ２Ｏ３，ＳｎＯ２−Ｉｎ−Ｎ，ＳｎＯ２−Ｉｎ２Ｏ３−ＮなどのＳｎ−Ｉｎ−Ｏ、Ｓｎ−Ｉｎ−ＮまたはＳｎ−Ｉｎ−Ｏ−Ｎ材料，ＳｎＯ２−ＺｎＯ，ＳｎＯ２−Ｚｎ−Ｎ，ＳｎＯ２−ＺｎＯ−Ｚｎ−ＮなどのＳｎ−Ｚｎ−Ｏ、Ｓｎ−Ｚｎ−ＮまたはＳｎ−Ｚｎ−Ｏ−Ｎ材料，ＳｎＯ２−Ｇｄ２Ｏ３，ＳｎＯ２−Ｇｄ２Ｎ，ＳｎＯ２−Ｇｄ２Ｏ３−Ｇｄ２ＮなどのＳｎ−Ｇｄ−Ｏ、Ｓｎ−Ｇｄ−ＮまたはＳｎ−Ｇｄ−Ｏ−Ｎ材料，ＳｎＯ２−Ｂｉ２Ｏ３，ＳｎＯ２−Ｂｉ―Ｎ，ＳｎＯ２−Ｂｉ２Ｏ３−Ｂｉ―ＮなどのＳｎ−Ｂｉ−Ｏ、Ｓｎ−Ｂｉ−ＮまたはＳｎ−Ｂｉ−Ｏ−Ｎ材料，ＳｎＯ２−Ｎｉ２Ｏ３，ＳｎＯ２−Ｎｉ―Ｎ，ＳｎＯ２−Ｎｉ２Ｏ３−Ｎｉ―ＮなどのＳｎ−Ｎｉ−Ｏ、Ｓｎ−Ｎｉ−ＮまたはＳｎ−Ｎｉ−Ｏ−Ｎ材料，ＳｎＯ２−Ｎｂ２Ｏ３，ＳｎＯ２−ＮｂＮ，ＳｎＯ２−Ｎｂ２Ｏ３−ＮｂＮなどのＳｎ−Ｎｂ−Ｏ、Ｓｎ−Ｎｂ−ＮまたはＳｎ−Ｎｂ−Ｏ−Ｎ材料，ＳｎＯ２−Ｎｄ２Ｏ３，ＳｎＯ２−ＮｄＮ，ＳｎＯ２−Ｎｄ２Ｏ３−ＮｄＮなどのＳｎ−Ｎｄ−Ｏ、Ｓｎ−Ｎｄ−ＮまたはＳｎ−Ｎｄ−Ｏ−Ｎ材料，ＳｎＯ２−Ｖ２Ｏ３，ＳｎＯ２−ＶＮ，ＳｎＯ２−Ｖ２Ｏ３−ＶＮなどのＳｎ−Ｖ−Ｏ、Ｓｎ−Ｖ−ＮまたはＳｎ−Ｖ−Ｏ−Ｎ材料，あるいは、Ｓｎ−Ｃｒ−Ｓｉ−Ｏ−Ｎ材料やＳｎ−Ａｌ−Ｓｉ−Ｏ−Ｎ材料，Ｓｎ−Ｃｒ−Ｃｏ−Ｏ−Ｎ材料など上記材料を混合したものが、第２保護層として使用可能であった。
【００４７】
これらの中でＳｎ−ＯあるいはＳｎ−Ｏ−Ｎ材料は、製膜速度が従来材料である（ＺｎＳ）８０（ＳｉＯ２）２０の約２倍と非常に早く、量産に適している点でより好ましかった。また、混合材料中のＳｎ−ＯあるいはＳｎ−Ｏ−Ｎ材料が全体の７０ｍｏｌ％以上であると、製膜速度が（ＺｎＳ）８０（ＳｉＯ２）２０の約１．５倍と速く、
混合材料中のＣｒ−Ｏ，Ｃｒ−Ｏ−Ｎ材料が全全体の７０ｍｏｌ％以上であると、Ｓｎ−ＯあるいはＳｎ−Ｏ−Ｎ材料に比べて熱安定性が良く書換え時の消去比の劣化が生じにくい。Ｃｒ−Ｏ，Ｃｒ−Ｏ−Ｎ材料の代わりに、Ｍｎ−Ｏ，Ｍｎ−Ｏ−Ｎを使用しても同様の効果が見られた。
【００４８】
Ｓｎ−Ｇｄ−Ｏ、Ｓｎ−Ｇｄ−ＮまたはＳｎ−Ｇｄ−Ｏ−Ｎ材料，Ｓｎ−Ｂｉ−Ｏ、Ｓｎ−Ｂｉ−ＮまたはＳｎ−Ｂｉ−Ｏ−Ｎ材料，Ｓｎ−Ｚｒ−Ｏ、Ｓｎ−Ｚｒ−ＮまたはＳｎ−Ｚｒ−Ｏ−Ｎ材料も安定性が高いが、Ｓｎ−Ｃｒ−Ｏ、Ｓｎ−Ｃｒ−Ｏ−Ｎ，Ｓｎ−Ｍｏ−Ｏ，Ｓｎ−Ｍｎ−Ｏ−Ｎに比べると約１割スパッタレートが低い。また、Ｓｎ−Ｇｅ−Ｏ、Ｓｎ−Ｇｅ−ＮあるいはＳｎ−Ｇｅ−Ｏ−Ｎ材料を用いると、記録膜との接着力が大きくなり、保存寿命が向上した。Ｓｎ−Ｇｅ−Ｏ、Ｓｎ−Ｇｅ−Ｎ，Ｓｎ−Ｇｅ−Ｏ−Ｎ材料の代わりに、Ｓｎ−Ｍｏ−Ｏ，Ｓｎ−Ｍｏ−Ｏ−Ｎ材料を用いても同様の効果が得られた。
【００４９】
一方、Ｓｎ−Ｉｎ−Ｏ、Ｓｎ−Ｉｎ−ＮまたはＳｎ−Ｉｎ−Ｏ−Ｎ材料，は電気抵抗が低く、ＤＣスパッタリングが可能という利点がある。ＩｎがＳｎより多いとスパッタレートを２倍以上に上げることが可能であるが、５００回以上書き換えると反射率変化が生じる。Ｓｎ−Ｚｎ−Ｏ、Ｓｎ−Ｚｎ−ＮまたはＳｎ−Ｚｎ−Ｏ−Ｎ材料もＤＣスパッタリングが可能であった。また、ＳｎＯ２にＺｎＳを添加した、Ｓｎ−Ｏ−Ｚｎ−Ｓ系材料も使用可能である。
【００５０】
Ｇｅ５０Ｃｒ１０Ｎ４０などの組成の、ＧｅまたはＳｉを３０原子％以上６０原子％以下、Ｃｒを５原子％以上２０原子％以下含むＧｅ−Ｃｒ−Ｎ系材料、あるいはＳｉ−Ｃｒ−Ｎ系材料、あるいはＧｅ−Ｓｉ−Ｃｒ−Ｎ系材料、あるいはＺｎとＯを主成分とする（合計７０原子％以上）材料では熱拡散率が低くできるので、記録感度の低下も少ない。
【００５１】
第２保護層の熱伝導率が大きすぎると、記録時に熱が横に広がりクロスイレーズが発生しやすくなるため、熱伝導率の大きい材料（ＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３、Ｃｒ２Ｏ３、Ｔａ２Ｏ５）の混合材料の組成比は３０ｍｏｌ％以下が好ましい。また、ＺｎＳを混合させると、スパッタレートが早くなり、生産タクトを短くできる。ＺｎＳを２０モル％添加した場合、スパッタレートは１０％早くなった。しかし、第２保護層が記録膜へ接している場合には、多数回書換えを行うと記録膜へＺｎＳの溶け込みが生じ、結晶化速度が遅くなり、ジッター上昇の原因となる。ＺｎＳの混合量は３０ｍｏｌ％以下にすると好ましかった。これらの範囲を外れると、書換え時のジッター上昇が１％以上となる。また、Ｇｅ５０Ｃｒ１０Ｎ４０などのＧｅ−Ｃｒ−Ｎ系材料や、Ｓｉ５０Ｃｒ１０Ｎ４０などのＳｉ−Ｃｒ−Ｎ系材料など、窒素化合物を含む材料を混合させることも出来る我、スパッタレートがやや低いために生産性はやや悪くなる。
【００５２】
第２保護層構成元素に対する不純物元素が５原子％以上になると、コントラストが低下し、ジッタが大きくなるため、不純物元素は５原子％未満であることが好ましい。より好ましくは３原子％未満である。
【００５３】
第２保護層膜厚とクロスイレーズによるジッタ上昇及び初期化後の反射率の関係を調べたところ、以下のようになった。
【００５４】

これより、オーバーライト特性が実用レベルになるにはクロスイレーズによるジッタ上昇が３％未満、かつ反射率が１５％以上必要なため、第２保護層の好ましい膜厚は、２５ｎｍ以上４５ｎｍ以下の範囲、より好ましい範囲は２８ｎｍ以上４０ｎｍ以下の範囲であった。光学的には波長を屈折率で割った値の１／２の周期で、厚いところでも同じ条件になるが、膜の応力による基板の変形やクラックが発生するようになり、製膜時間も長くなるので実用的ではない。なお、媒体の反射率が１５％より低いと、記録再生信号の変調度が低い、ＡＦやトラッキングが不安定となり、記録出来ない、再生出来ないなどの問題が生じるため、１５％以上が好ましい。こういった理由等からＤＶＤ−ＲＡＭ規格においても、反射率は１５％以上と決められている。
（吸収率制御層）
前記吸収率制御層Ｃｒ_９０（Ｃｒ_２Ｏ_３）_１０膜中のＣｒに代わる材料としては，Ｍｏ，Ｗ，Ｆｅ，Ｓｂ，Ｍｎ，Ｔｉ，Ｃｏ，Ｇｅ，Ｐｔ，Ｎｉ，Ｎｂ，Ｐｄ，Ｂｅ，Ｔａを用いると同様の結果が得られた。また、Ｐｄ，Ｐｔは他の層との反応性が低く、書き換え可能回数がさらに大きくなり、より好ましかった。Ｎｉ，Ｃｏを用いると、他に比べ安価なターゲットを使用できるため、全体の製作費用を下げることができる。　Ｃｒ，Ｍｏは耐食性が強く、寿命試験の結果が他に比べて良好だった。Ｔｉも次いで耐食性が強く良好な特性が得られた。また、Ｔｂ，Ｇｄ，Ｓｍ，Ｃｕ，Ａｕ，Ａｇ，Ｃａ，Ａｌ，Ｚｒ，Ｉｒ，Ｈｆ等も使用可であった。
【００５５】
前記吸収率制御層Ｃｒ_９０（Ｃｒ_２Ｏ_３）_１０膜中のＣｒ_２Ｏ_３に代わる材料としては，ＳｉＯ_２，ＳｉＯ，Ａｌ_２Ｏ_３，ＢｅＯ，Ｂｉ_２Ｏ_３，ＣｏＯ，ＣａＯ，ＣｅＯ_２，Ｃｕ_２Ｏ，ＣｕＯ，ＣｄＯ，Ｄｙ_２Ｏ_３，ＦｅＯ，Ｆｅ_２Ｏ_３，Ｆｅ_３Ｏ_４，ＧｅＯ，ＧｅＯ_２，ＨｆＯ_２，Ｉｎ_２Ｏ_３，Ｌａ_２Ｏ_３，ＭｇＯ，ＭｎＯ，ＭｏＯ_２，ＭｏＯ_３，ＮｂＯ，ＮｂＯ_２，ＮｉＯ，ＰｂＯ，ＰｄＯ，ＳｎＯ，ＳｎＯ_２，Ｓｃ_２Ｏ_３，ＳｒＯ，ＴｈＯ_２，ＴｉＯ_２，Ｔｉ_２Ｏ_３，ＴｉＯ，Ｔａ_２Ｏ_５，ＴｅＯ_２，ＶＯ，Ｖ_２Ｏ_３，ＶＯ_２，ＷＯ_２，ＷＯ_３，Ｙ_２Ｏ_３，ＺｒＯ_２，などの酸化物，ＺｎＳ，Ｓｂ_２Ｓ_３，ＣｄＳ，Ｉｎ_２Ｓ_３，Ｇａ_２Ｓ_３，ＧｅＳ，ＳｎＳ_２，ＰｂＳ，Ｂｉ_２Ｓ_３，ＳｒＳ，ＭｇＳ，ＣｒＳ，ＣｅＳ，ＴａＳ_４，などの硫化物、ＳｎＳｅ_２，Ｓｂ_２Ｓｅ_３，ＣｄＳｅ，ＺｎＳｅ，Ｉｎ_２Ｓｅ_３，Ｇａ_２Ｓｅ_３，ＧｅＳｅ，ＧｅＳｅ_２，ＳｎＳｅ，ＰｂＳｅ，Ｂｉ_２Ｓｅ_３などのセレン化物、ＣｅＦ_３，ＭｇＦ_２，ＣａＦ_２，ＴｉＦ_３，ＮｉＦ_３，ＦｅＦ_２，ＦｅＦ_３などの弗化物、あるいはＳｉ，Ｇｅ，ＴｉＢ_２，Ｂ_４Ｃ，Ｂ，　ＣｒＢ，　ＨｆＢ_２，　ＴｉＢ_２，ＷＢ，などのホウ素化物，Ｃ，Ｃｒ_３Ｃ_２，　Ｃｒ_２３Ｃ_６，　Ｃｒ_７Ｃ_３，Ｆｅ_３Ｃ，Ｍｏ_２Ｃ，　ＷＣ，Ｗ_２Ｃ，　ＨｆＣ，　ＴａＣ，ＣａＣ_２，などの炭化物、Ｔａ−Ｎ，ＡｌＮ，ＢＮ，ＣｒＮ，Ｃｒ_２Ｎ，ＧｅＮ，ＨｆＮ，Ｓｉ_３Ｎ_４，Ａｌ−Ｓｉ−Ｎ系材料（例えばＡｌＳｉＮ_２）、Ｓｉ−Ｎ系材料，Ｓｉ−Ｏ−Ｎ系材料，ＴｉＮ，ＺｒＮ，などの窒化物または、上記の材料に近い組成のものを用いてもよい。また、これらの混合材料でもよい。
これらの中では、酸化物を用いると他に比べ安価なターゲットを使用できるため、全体の製作費用を下げることができる。酸化物の中でも、　ＳｉＯ_２，Ｔａ_２Ｏ_５は反応性が低く、書き換え可能回数がさらに大きくなり、好ましかった。Ａｌ_２Ｏ_３は熱伝導率が高いため、反射層および／または反射層がない構造のディスクにした場合、他に比べて書き換え特性の劣化が少ない。Ｃｒ_２Ｏ_３は融点が高い上、熱伝導率も高く好ましかった。
【００５６】
また、硫化物を用いるとスパッタレートが大きくでき、製膜時間が短縮できる。炭化物を用いると、吸収率制御層の硬度が増し、多数回書き換え時の記録膜流動を抑制する働きも持つ。
【００５７】
金属元素および／または誘電体とも融点が記録膜の融点（約６００℃）より高いと、１万回書き換え時のジッター上昇が小さくできる。両者の融点が６００℃以上の場合，３％以下に抑制できよりこのましい。
（基板）
本実施例では、表面に直接、トラッキング用の溝を有するポリカーボネート基板１を用いている。また、トラッキング用の溝を有する基板とは、基板表面全面または一部に、記録・再生波長をλとしたとき、λ／１０ｎ｀（ｎ’は基板材料の屈折率）以上の深さの溝を持つ基板である。溝は一周で連続的に形成されていても、途中分割されていてもよい。溝深さが約λ／６ｎの時、クロストークが小さくなり好ましいことが分かった。また、その溝幅は場所により異なっていてもよい。内周ほど狭いと、多数回書換えで問題が起きにくい。溝部とランド部の両方に記録・再生が行えるフォーマットを有する基板でも、どちらか一方に記録を行うフォーマットの基板でも良い。貼り合わせ前に前記第１および第２のディスク部材の反射層上に紫外線硬化樹脂を厚さ約１０μｍ塗布し，硬化後に貼り合わせを行うと，エラーレートがより低くできる。本実施例では、２つのディスク部材を作製し、接着剤層を介して、前記第１および第２のディスク部材の反射層側７同士をはり合わせている。基板材料をポリカーボネートからポリオレフィンが主成分の材料に変えると、基板表面の固さが増し、熱による基板変形量が１割低減され好ましい。しかし、材料費は２倍以上高くなった。
（生産タクト）
実施例１の情報記録媒体について、積層のタクトは、各膜のスパッタレートと積層膜厚で決定され、律速となるタクトは９秒となった。下記表では第１保護層中の添加物については記載を省略した。
【００５８】
実施例１の情報記録媒体における積層タクト

このように本発明の情報記録媒体は各積層膜の膜厚が薄いため、１層あたりの積層タクトが短く、従来ディスクに比べて非常に量産性に優れている。
［実施例２］（比較例１）
実施例１のディスクと第１保護層のみ変えたディスク（比較例１）を作製し、実施例１と同様の方法でタクトを比較したところ次のようになった。
（生産タクト）
比較例１の情報記録媒体について、６層の製膜装置で製膜したところ、積層のタクトは、各層を構成する材料のスパッタレートと積層膜厚で決まり、４０秒となった。

７チャンバ以上のチャンバを有する製膜装置では、さらにタクトを短くすることは可能であるが、メーカに普及している６チャンバの製造装置に比べて非常に高価であり、製造コストが高くなる。
【００５９】
また、第１保護層の膜厚とＺｎＳ量を変えたディスクを作り書換え可能回数を調べ、実施例１の結果と比較例１の付近の結果を、図１０に示した。第１保護層膜厚約１２０ｎｍ，ＺｎＳが約８０モル％の比較例１の付近で書換え可能回数は大きいが、前記のように、第１保護層の形成に時間がかかる。
【００６０】
さらに、第１保護層が１００ｎｍ以上と厚いと、積層膜と基板との間に働く応力によって生ずる変形が、プリフォーマット部とユーザデータ部で異なるため、記録トラックがプリフォーマット部に対して曲がった状態になり、トラッキング用のグルーブに対してプッシュプルトラッキングした場合はプリフォーマット部のアドレスデータが読めず、プリフォーマット部に対して正常な位置になるようにトラッキングオフセットを補正すると，記録領域でオフセットして隣接トラックのデータを一部消去してしまったりする問題点が生ずる。
［実施例３］（比較例２）
実施例１のディスクと第１保護層材料のみ変えたディスク（比較例２）を作製し、実施例１と同様の方法で多数回書換時のジッターを測定したところ、図７に示されるようにオーバーライト１００回を超えるとジッターが１３％以上に増加した。
【００６１】
比較例２における第１保護層では、（ＳｉＯ_２）_６０（（Ｉｎ_２Ｏ_３）_９０（ＳｎＯ_２）_１０）_{４ ０}よりなる第１保護層２を８ｎｍの膜厚に形成した。製膜方法は、Ａｒガス雰囲気中でのスパッタリングを行なった。
［実施例４］
実施例１のディスクと第１保護層のみ変えたディスクを作製し、実施例１と同様の方法で多数回書換時のジッターを測定したところ、実施例１と同様に、１０００回オーバーライト後のランダムパターン記録時のジッターが１３％以下に出来る効果が得られた。
【００６２】
実施例４における第１保護層では、（ＳｉＯ_２）_６０（（Ｉｎ_２Ｏ_３）_９０（ＳｎＯ_２）_１０）_２５（ＺｎＳ）_１５よりなる第１保護層２を８ｎｍの膜厚に形成した。製膜方法は、Ａｒガス中にＣＯ２を１０％（体積比）含む混合ガスを用いてスパッタリングすることにより、第１保護層中にＣＯ２またはＣの化合物が添加され、書換可能回数を向上する効果が得られた。第１保護層材料に対して少なくとも０．１原子％以上添加されると書換可能回数を１０％向上する効果が得られた。添加量が２原子％以上になると、第１保護層密度が低くなり、強度が低下するため、２原子％未満が好ましかった。膜中にＣを添加するためのガスとしては、ＣＨ４、ＣＳ２などもあるが、ＣＯ２を混合したガスが、生産に用いる混合ガスとして安価なため、全体の生産コストが押さえられ、より好ましかった。このように、書き換え可能回数が向上するのは、第１保護層内へＣまたはＣの化合物が添加されると第１保護層の熱伝導率が低くなり、基板へ熱を伝えにくく、書換え時の基板温度上昇を防ぎ、基板劣化を防止するためである。
［実施例５］
実施例５における第１保護層では、（ＳｉＯ_２）_６０（（Ｉｎ_２Ｏ_３）_９０（ＳｎＯ_２）_１０）_２５（ＺｎＳ）_１５の膜厚に形成した。製膜方法は、スパッタリングに使用するＡｒガスの流量を通常の２倍以上、例えば４００ｓｃｃｍ以上にしてスパッタリングして第１保護層を形成する。これにより、第１保護層中にＡｒが含有され書換え可能回数を向上する効果が得られた。第１保護層材料に対して少なくとも０．１原子％以上添加されると書換え可能回数を１０％向上する効果が得られた。添加量が２原子％以上になると、第１保護層密度が低くなり、強度が低下するため、２原子％未満が好ましかった。上記Ａｒの一部または全部をＨｅ，Ｎｅ，Ｋｒ，Ｘｅを置き換えても同様の結果が得られたが、生産に用いるガスとしては、混合ガスやＨｅ，Ｎｅ，Ｋｒ，ＸｅよりＡｒガスが安価で、全体の生産コストが押さえられ、より好ましかった。このように、書き換え可能回数が向上するのは、第１保護層内へＡｒまたはＨｅ，Ｎｅ，Ｋｒ，Ｘｅが添加されると第１保護層の熱伝導率が低くなり、基板へ熱を伝えにくく、書換え時の基板温度上昇を防ぎ、基板劣化を防止するためである。
【００６３】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によると高密度の記録・再生を行なう情報記録用媒体において、６チャンバの製造装置で製膜でき、材料費、量産性に優れ、良好な記録・再生特性、書換え特性を有する媒体を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による情報記録媒体の一例の断面模式図。
【図２】オーバーライト原理説明図。
【図３】マークポジション記録とマークエッジ記録の説明図。
【図４】基板のフォーマットのヘッダー部概略図。
【図５】基板のフォーマット概略図。
【図６】基板のフォーマットのゾーン配置概略図。
【図７】本発明のオーバーライト回数とジッターの関係を示す図。
【図８】記録波形の適応制御とマーク長の関係の概略図。
【図９】比較例による情報記録媒体の一例の断面模式図。
【図１０】本発明及び比較例のオーバーライト回数と第１保護層膜厚とＺｎＳ添加量の関係。
【図１１】本発明のオーバーライト回数と第１保護層膜厚とＺｎＳ添加量の関係。
【符号の説明】
１，　１′…基板、２，２′…第１保護層、３，３′…界面層、４，４′…記録膜、５，５′…第２保護層、６，６′…吸収率調整層、７、７‘…反射層、８…接着層、９，９′…保護基板。

Claims (8)

1. 光の照射により原子配列が変化することによって記録を行う、多数回書換え可能な情報記録媒体であって、光照射側から、基板上に、２ｎｍ以上２５ｎｍ以下の膜厚の第１保護層と、記録膜と、第２保護層と、反射層とを備え、
   かつ、前記第１保護層の材料の９５原子％以上がＳｉＯ２−Ｉｎ２Ｏ３−ＳｎＯ２−ＺｎＳからなり、かつ、前記第１保護層中のＺｎＳ量が４モル％以上３３モル％以下の範囲にあることを特徴とする情報記録媒体。
2. 前記ＳｉＯ２−Ｉｎ２Ｏ３−ＳｎＯ２−ＺｎＳ中の、Ｉｎ２Ｏ３および／またはＳｎＯ２の一部をＡｌ２Ｏ３、Ｔａ２Ｏ５、ＴｉＯ２、Ｃｒ２Ｏ３、ＺｎＯ、あるいは上記材料の混合物のいずれかで置き換えたものよりなることを特徴とする請求項１に記載の情報記録媒体。
3. 前記ＳｉＯ２−Ｉｎ２Ｏ３−ＳｎＯ２−ＺｎＳ中の、Ｉｎ２Ｏ３、ＳｎＯ２、ＳｉＯ２の少なくとも何れか１つの一部（２０モル％未満）をＩｎ−Ｎ，Ｓｎ−Ｎ，Ａｌ−Ｎ、Ｔａ−Ｎ、Ｔｉ−Ｎ、Ｃｒ−Ｎ、Ｓｉ−Ｎあるいは上記材料の混合物のいずれか１つで置き換えたものよりなることを特徴とする請求項１に記載の情報記録媒体。
4. 前記第１保護層の膜厚は４ｎｍ以上２０ｎｍ以下であり、前記第１保護層中のＺｎＳ量が６モル％以上３０モル％以下の範囲にあることを特徴とする請求項１記載の情報記録媒体。
5. 前記第１保護層中に炭素（Ｃ）または炭素化合物のいずれか１つを含有することを特徴とする請求項１に記載の情報記録媒体。
6. 前記第１保護層中はＡｒ，Ｈｅ，Ｎｅ，Ｋｒ，Ｘｅのいずれか１つを０．１原子％以上含有することを特徴とする請求項１に記載の情報記録媒体。
7. 前記記録膜の材料の９５原子％以上がＧｅ−Ｓｂ−Ｔｅよりなることを特徴とする請求項１に記載の情報記録媒体。
8. 前記記録層に接して界面層が設けられ、前記界面層の材料の９５原子％以上がＣｒ２Ｏ３よりなることを特徴とする請求項１に記載の情報記録媒体。

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