JP3612927B2 - Optical information recording medium - 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て、情報を高密度、高速度に記録することができる光学記録情報媒体、及びその製造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型記録媒体等が知られている。これら光記録媒体は、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り、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。また、相変化型記録媒体は、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。
【0003】
光記録媒体の層構成例を図1(a)(b)に示す。基板1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、一般的にはレーザー光線を導くための案内溝が施されている。
【0004】
記録膜3は、光学特性の異なる状態間を変化しうる物質から成り、書き換え型の相変化型光ディスクの場合、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知られている。
【0005】
反射層5は、一般にAu、Al、Cr等の金属、或いは金属の合金より成り、放熱効果や記録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。
【0006】
また、図中では省略したが、光学情報記録媒体の酸化やほこり等の付着の防止を目的として、反射層5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、ダミー基板を張り合わせた構成等が一般的に用いられている。
【0007】
保護層2、4、6は、記録膜材料の酸化、蒸発や変形を防止するといった記録膜の保護機能を担うと共に、その膜厚を調節することによって光記録媒体の吸収率や記録部分、消去部分の間の反射率差の調節が可能となるため、媒体の光学特性の調節機能も同時に担っている。また、保護層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、記録膜の構成材料或いは基板との接着性が良いこと、保護層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不可欠である。
【0008】
これらの保護層が記録膜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。例えば図1(b)に示すように、保護層を二層とし異なる材料を用いることにより、基板との接着性に優れた媒体を得る提案や、情報の繰り返し記録の特性に優れた媒体を得る提案が知られている。
【0009】
保護層2、4、6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、他、炭化物、フッ化物等の誘電体、或いはこれらの適当な組み合わせ等が各種提案されているが、専ら適用されている材料としてはZnS−SiO2が挙げられる。
【0010】
なお、保護層を異なる物質の複合材料とすることにより、良好な膜質を得る技術は公知である。例えば特開昭63−50931号公報には、窒化アルミニウムと窒化シリコンの複合誘電体に酸化アルミニウムと酸化シリコンのうち少なくとも一種を添加し、その屈折率を限定することにより基板との接着性に優れた良好な膜質の保護層を得る例が開示されている。また、特開平2−105351号公報には、保護層をシリコン及びインジウムの窒化物からなる複合誘電体とすることにより基板との接着性が良く延性に富んだ膜を得る例が開示されている。さらに、特開平2−265051号公報、特開平2−265052号公報には、保護膜がSi、N、Siより比電気抵抗の小さい元素より成ることにより、膜割れが生じにくく記録膜の保護機能に優れた保護層を得る例が開示されている。
【0011】
【発明が解決しようとする課題】
記録の書き換えを多数回にわたって繰り返すと、記録膜と保護層との間で構成原子の相互拡散、記録膜組成の経時変化といった現象が見られることが最近判明した。このことは、信号の書き換えを繰り返すと、信号の振幅が徐々に低下し、また、記録マークのマーク位置のジッター値が大きくなり記録信号のエラーレートが高くなるため、書き換えの繰り返し可能な回数が限られてしまうといった問題点がある。
【0012】
この問題を解決するため、記録膜に接してGeN、GeON等を主成分とする拡散防止層を設ける技術が特願平8−052772号に開示されている。GeNまたはGeONを主成分とする拡散防止層は、記録膜との接着性にも優れるとともに、従来の保護層材料と記録膜の原子拡散を防止する働きをなすため、情報の書き換え可能な回数が飛躍的に向上した光学情報記録媒体を得ることが可能となった。
【0013】
しかしながら、生産時の製造条件の制御のし易さという点を考慮すると、良好な膜質が得られる製造条件のマージンが広い保護層材料が求められる。また、更に長期にわたっての保存が可能な媒体が好ましいことはいうまでもない。
【0014】
本発明は上記課題を解決し、より一層耐候性に優れ、良好な記録消去特性及び繰り返し特性を有する光学情報記録媒体、及びその製造方法を提供することを目的とする。
【0015】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明に係る光学情報記録媒体は、光学特性が可逆的に変化する記録膜と、前記記録膜に接し、GeXN若しくはGeXONの何れかを主成分とする第1の層とを有し、前記第1の層の材料成分Xが、Ti、V、Cr、Mn、Cu、Zn、Zr、Nb、Mo、Pd、Ag、Cd、Hf、Ta、W、Cのうちの少なくとも1つの元素を含むとともに、前記記録膜が、Te、Se、Sbのいずれかを主成分とする相変化材料であることを特徴とする。また、本発明に係る光学情報記録媒体は、光学特性が可逆的に変化する記録膜と、前記記録膜に接し、GeXN若しくはGeXONの何れかを主成分とする第1の層とを有し、前記第1の層の材料成分Xが、Ti、V、Cr、Mn、Cu、Zn、Zr、Nb、Mo、Pd、Ag、Cd、Hf、Ta、W、Cのうちの少なくとも1つの元素を含むとともに、前記記録膜が、Te、Sb、Geの三元素を主成分とする相変化材料であることを特徴とする。前記記録膜に接して第1の層とは反対側に、GeXN若しくはGeXONの何れかを主成分とする第2の層を備えても良い。この場合、前記第1の層の材料成分Xの平均含有量が、前記第2の層の材料成分Xの平均含有量と異なってもよい。また、前記第1の層の面のうち前記記録膜と接する面とは反対側の面に接して、Sを含む材料層を備えてもよい。
【0016】
このように、記録膜に接して、GeXN若しくはGeXONの何れかを主成分とする層を少なくとも1つ設けることにより、記録膜に対する原子拡散を防止するのみならず、記録膜との接着性を向上させることが可能となる。また、第1の層や第2の層が材料成分Xを含むことにより、GeN若しくはGeONの何れかを主成分とする層を設けた場合に比べ、更に耐候性に優れた媒体を得ることが可能となる。
【0019】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態について図面を用いながら具体的に説明する。本発明に関する光学情報記録媒体の層構成の一例を図2に示す。これは図1(b)の構成において保護層6、4をそれぞれ拡散防止層7、8に置き換えたものである。
【0020】
拡散防止層7、8は、記録膜3と保護層2、4との原子拡散、特に保護層中に硫黄または硫化物が含まれる場合、これらの成分の拡散防止を主な目的として設けられる。この層を設ける位置は記録膜3のいずれか一方であっても両側であってもよいが、記録膜と保護層との拡散を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。拡散防止層中に含有される成分が情報の繰り返し記録後で記録膜に拡散等する場合もありうるが、このような場合であっても、記録膜の光学変化を妨げにくい材料を、拡散防止層の構成材料として用いればよい。
【0021】
なお、本発明の光学情報記録媒体の構成は、上記構成に限定されるものではなく、拡散防止層8と反射層5の間に他の材料からなる層を設ける構成、保護層2を全て拡散防止層7の材料で置き換えた構成、または反射層のない構成、反射層が二層である構成等、種々の構成に適用することが可能である。
【0022】
以下の説明では説明を簡略化するため図2に示した構成で、基板1に厚さ0.6mm、直径120mmのディスク状ポリカーボネート樹脂、誘電体層2、4にはZnSにSiO2を20mol%含む混合物、記録膜3には、Ge−Sb−Te合金を主成分とする相変化型材料、反射層5にはAl合金を用いた例について述べる。但し、記録膜材料としては、例えばGe−Sb−Te系合金の他に、例えばTe−Sn−Ge、Te−Sb−Ge−Se、Te−Sn−Ge−Au、Ag−In−Sb−Te、In−Sb−Se、In−Te−Se等、種々の材料を用いることが可能であり、反射層5の材料、保護層2、4についても他の材料を用いることができる。
【0023】
拡散防止層7、8は本発明の特徴を成す部分であり、GeXN若しくはGeXONの何れかを主成分とし、Xが、Ti、V、Cr、Mn、Cu、Zn、Zr、Nb、Mo、Pd、Ag、Cd、Hf、Ta、W、Cのうち少なくとも1つの元素を含む材料とする。なお、XはTi、Zr、Hf、V、Nb、Ta、Cr、Mo、Wを含むことが好ましく、Crを含むことが更に好ましい。
【0024】
この拡散防止層7、8は、基本的にはゲルマニウムに窒化物またはゲルマニウムの窒酸化物であるが、例えば従来提案されている窒化硼素、窒化アルミニウムまたは窒化硅素等の窒化物とは全く性質が異なる。すなわち、従来提案されているこれら窒化物では、内部応力または滑性等が原因で記録膜及び/または基板との密着性が非常に乏しく、また保護層の構成元素または記録膜の構成元素の何れかの移動を抑制する作用効果は全く見受けられない。これに対して本発明の窒化ゲルマニウムまたは窒酸化ゲルマニウムでは、元素の移動を抑制する効果があるとともに密着性も良好であり、本発明はこのように傑出した特性を備えた窒化ゲルマニウムまたは窒酸化ゲルマニウムに、より一層の耐候性、繰返し特性、及び製造マージンを付与できる発明である。
【0025】
また、保護層中にAr、Kr等のスパッタガス成分のうち希ガスや、H、C、H2O等が不純物として含まれることがあるが、これら不純物の濃度を10at%以下に抑えることにより、不純物が含有されない場合と同様の特性を得ることができる。
【0026】
拡散防止層7、8の平均組成比は、図3に示す(GeX)・O・Nをそれぞれ頂点とする三元組成図において、組成点
A((GeX)90.0O0.0N10.0)、B((GeX)83.4O13.3N3.3)、
C((GeX)35.0O0.0N65.0)、D((GeX)31.1O55.1N13.8)、
で囲まれた範囲内にあることが好ましく、
E((GeX)65.0O0.0N35.0)、F((GeX)53.9O9.20N36.9)、
C((GeX)35.0O0.0N65.0)、D((GeX)31.1O55.1N13.8)、
で囲まれた範囲内にあることが望ましい。
【0027】
この組成範囲の根拠は、窒素または酸素と結合していないGe、またはXの何れかが過剰に存在する(以下、余剰GeまたはXと称す)場合、余剰GeまたはXが記録膜に拡散し、記録膜の光学変化を妨げる傾向にあり、逆にGe、またはXと結合していない窒素または酸素が過剰に存在する場合、これらの原子が同じく記録膜になだれ込み、記録の妨げとなる傾向を示す。
【0028】
拡散防止層7、8中に含有されるGe・Xの平均組成比の範囲は、XがGeに対して50%以下であることが好ましく、10%以上30%以下であることが望ましい。このGe・Xの組成割合の根拠は、Xの含有量がGe含有量の50%より多いと、物質Xが記録の繰り返し後で記録膜へなだれ込んで記録膜の光学変化を妨げてしまう傾向が顕著となる場合があり、10%よりも少ないと、GeN若しくはGeON何れかへの物質Xの添加効果があまり顕著でない場合がある。
【0029】
拡散防止層7、8の膜厚は1nm以上であることが必要である。これは膜厚が1nm以下である場合、拡散防止層としての効果が低下するためであり、拡散防止層の膜厚の上限としては、例えば記録膜にレ−ザ光の入射側では当該記録膜を記録・または再生できるレ−ザ光強度が得られる範囲である。なお、レ−ザ光強度は、レ−ザパワーまたは適用する記録膜の材料に依存し、適宜設定できる。
【0030】
次に、これら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、CVD等の方法が可能であるが、ここではスパッタリング法を用いた場合を例に説明し、図4にその成膜装置の一例の概略図を示す。
【0031】
真空容器9には排気口15を通して真空ポンプ(図示省略)を接続してあり、真空容器9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14からは、一定流量のAr等の希ガス、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10は基板であり、基板の自公転を行うための駆動装置11に取り付けられている。
【0032】
12はスパッタ膜の材料成分を含むスパッタターゲットであり、陰極13に接続されている。ここでは、ターゲット12として直径10cm厚さ6mmのディスク状のものを用いた。陰極13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9を接地することにより、真空容器9及び基板10は陽極に保たれている。
【0033】
記録膜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、0.5mTorrr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。
【0034】
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。スパッタガス中の希ガスとしては、Ar以外にもKr等のスパッタ可能な希ガスが用いられる。
【0035】
拡散防止層7、8を成膜する際は、GeとX、若しくはGe、X、Nとを含む材料をターゲットとし、XをTi、V、Cr、Mn、Cu、Zn、Zr、Nb、Mo、Pd、Ag、Cd、Hf、Ta、W、Cのうち少なくとも1つの元素を含む材料とする。成膜ガスは希ガスと窒素を含む混合ガスとし、反応性スパッタリングにより製造する。膜質が硬質である場合、または膜の内部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。
【0036】
本実施の形態の例として、図2に示した光学情報記録媒体の構成で、拡散防止層7をGeN、拡散防止層8をGeCrN、とした場合を(1)、拡散防止層7をGeN、拡散防止層8をGeMoNとした場合を(2)とする。また、比較例として拡散防止層7、8をいずれもGeNとした場合を(0)とする。なお、上記(0)〜(2)の拡散防止層7、8の膜厚はそれぞれ10nm、20nmで共通とした。
【0037】
また、GeCrN層、GeMoN層、GeN層を成膜する際は、ターゲット材料をそれぞれGeCr、GeMo、Geとし、GeCrN膜、GeMoN膜中に含有されるCr、Mo原子数のGe原子数に対する比率は共に25%となるようにした。
【0038】
さらに、拡散防止層7、8を成膜する際のスパッタガスはArと窒素との混合ガス、スパッタガス圧は10mTorr、スパッタパワー密度は6.37W/cm2で全て共通とし、拡散防止層7を成膜する際のスパッタガス中の窒素分圧を40%で一定、拡散防止層8を成膜する際のスパッタガス中の窒素分圧を20%、30%、40%と変化させて成膜を行った。
【0039】
以上の媒体を評価した結果を(表1)に示す。特性評価は耐候性、及び記録の繰り返し特性について行った。耐候性の評価は、90℃80%の加速試験を200時間行い、100時間毎に光学顕微鏡にて剥離の有無を観察した。200時間後まで剥離が全く観察されなかったものを○、100時間後では剥離は無く、200時間後で剥離が発生したものを△、100時間後で剥離が観察されたものを×として示した。
【0040】
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0.61μmとなる場合について3Tから11Tの長さのマークを記録し、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)が、10万回の繰り返し記録後で前端間、後端間共に13%を越えないものを○、10万回後で前端間、後端間ジッター値のうち少なくとも一方が13%を越えたものを×として示した。
【0041】
【表1】
【0042】
また、拡散防止層8をGeN、拡散防止層7をGeCrN、GeMoNとし、拡散防止層8を成膜する際のスパッタガス中の窒素分圧を30%で一定、拡散防止層7を成膜する際のスパッタガス中の窒素分圧を40%、50%、60%と変化させた以外は(1)(2)と同条件で作製した媒体をそれぞれ(3)、(4)とする。この場合の比較例として拡散防止層7、8を共にGeNとした場合の媒体を(0)’とする。これらの媒体を評価した結果を(表2)に示す。
【0043】
【表2】
【0044】
以上、(表1)及び(表2)の結果より、拡散防止層としてGeCrN、またはGeMoNを用いた場合、GeNのみの場合に比べて、記録の繰り返し特性を損ねることなく耐候性が向上していることがわかる。
【0045】
次に、拡散防止層7、8をそれぞれGeN、GeCrNとし、GeCrN膜中に含まれるCr原子数のGe原子数に対する比率を5%、10%、20%、30%、50%、60%と変化させたディスクを作製し、これらの媒体を順に(5)(6)(7)(8)(9)(10)とする。ディスクの層構成は上記既述のディスク(0)〜(4)と同様とし、拡散防止層7を成膜する際の窒素分圧を40%で一定、拡散防止層8のそれを20%、30%、40%、50%、60%と変化させた。これらのディスクの評価結果を(表3)に示す。
【0046】
【表3】
【0047】
(表3)より、Cr含有量がGeに対して10at%以上になるとCrの添加効果が現われ始めることがわかる。但し、Cr含有量がGeに対して60at%以上となると記録の繰り返し特性が悪化する。これはCrがGeに比べ窒素と結合しにくく、窒素と結合しない余剰Crが膜中に過剰に存在し、これらの原子が記録膜へなだれ込んで記録の繰り返し特性が悪化しているためと考えられる。以上より、GeCrN膜中のCr含有量は、Geに対して50%以下が好ましく、10%以上30%以下であることが望ましいといえる。
【0048】
上記の説明では、X成分としてMo及びCrを例に説明したが、Xの元素はMo及びCrに限定されるものではなく、上述したように拡散防止層に含有されるXは、情報の繰返しにともない仮に記録膜に拡散等しても、記録膜の光学特性に与える影響が少ない元素であれば良く、このような元素としてはMo及びCr以外に、Ti、V、Mn、Cu、Zn、Zr、Nb、Pd、Ag、Cd、Hf、Ta、W、C等があり、その何れを用いても効果の差は若干見られるものの本質的には含有の効果があり、その含有量についてもほぼ同様であった。
【0049】
【発明の効果】
以上述べたように、記録膜の少なくとも一方に接してGeXN若しくはGeXONを主成分とする保護層を設け、Xを(Ti、V、Cr、Mn、Cu、Zn、Zr、Nb、Mo、Pd、Ag、Cd、Hf、Ta、W、C)のうち少なくとも1つの元素を含む材料とすることにより、耐候性に優れ、かつ情報信号の記録消去の繰り返し特性にも優れた光情報記録媒体を得ることが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図1】従来の光情報記録媒体の層構成例を示す断面図で
(a)は、4層構成の光記録媒体の断面図
(b)は、5層構成の光記録媒体の断面図
【図2】本発明の光情報記録媒体の一層構成を示す断面図
【図3】(GeX)・O・Nの組成範囲を示す三角組成図
【図4】本発明の成膜装置の一例を示す図
【符号の説明】
1 基板
2 保護層
3 記録膜
4 保護層
5 反射層
6 保護層
7 拡散防止層
8 拡散防止層
9 真空容器
10 基板
11 基板駆動装置
12 ターゲット
13 陰極
14 ガス供給口
15 排気口[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an optical recording information medium capable of recording information at high density and high speed using optical means such as laser beam irradiation, and a method for producing the same.
[0002]
[Prior art]
Magneto-optical recording media, phase-change recording media, and the like are known as media capable of recording information in a large capacity and capable of being reproduced and rewritten at high speed. These optical recording media utilize differences in optical properties of recording materials caused by local irradiation of laser light as recording. For example, in magneto-optical recording media, reflected light polarization caused by differences in magnetization state. The difference in the rotation angle of the surface is used as a record. In addition, the phase change type recording medium uses the fact that the amount of reflected light with respect to light of a specific wavelength differs between the crystalline state and the amorphous state, and the recording can be performed by modulating the output power of the laser. Since erasure and overwrite recording can be performed simultaneously, there is an advantage that information signals can be rewritten at high speed.
[0003]
Examples of the layer structure of the optical recording medium are shown in FIGS. The
[0004]
The
[0005]
The
[0006]
Although omitted in the figure, for the purpose of preventing the oxidation of the optical information recording medium and adhesion of dust, etc., a structure in which an overcoat layer is provided on the
[0007]
The
[0008]
When these protective layers are used in contact with the recording film, they must be materials that do not impair the optical change of the recording material. For example, as shown in FIG. 1B, by using two protective layers and different materials, a proposal for obtaining a medium having excellent adhesion to the substrate and a medium having excellent information repetitive recording characteristics are obtained. Proposals are known.
[0009]
Examples of the material for the
[0010]
A technique for obtaining a good film quality by making the protective layer a composite material of different substances is known. For example, Japanese Patent Laid-Open No. 63-50931 has excellent adhesion to a substrate by adding at least one of aluminum oxide and silicon oxide to a composite dielectric of aluminum nitride and silicon nitride and limiting the refractive index thereof. An example of obtaining a protective layer having a good film quality is disclosed. Japanese Patent Laid-Open No. 2-105351 discloses an example in which a protective layer is a composite dielectric made of nitride of silicon and indium to obtain a film having good adhesion to the substrate and high ductility. . Further, Japanese Patent Laid-Open Nos. 2-265051 and 2-265052 disclose that the protective film is made of an element having a specific electric resistance smaller than that of Si, N, and Si, so that the film is hardly cracked and the recording film is protected. An example of obtaining an excellent protective layer is disclosed.
[0011]
[Problems to be solved by the invention]
It has recently been found that when recording rewriting is repeated many times, phenomena such as interdiffusion of constituent atoms and change with time in the composition of the recording film are observed between the recording film and the protective layer. This is because when the signal rewrite is repeated, the amplitude of the signal gradually decreases, and the jitter value of the mark position of the recording mark increases and the error rate of the recording signal increases. There is a problem that it is limited.
[0012]
In order to solve this problem, Japanese Patent Application No. 8-052772 discloses a technique for providing a diffusion prevention layer mainly composed of GeN, GeON or the like in contact with a recording film. The diffusion prevention layer containing GeN or GeON as a main component has excellent adhesion to the recording film and prevents the atomic diffusion between the conventional protective layer material and the recording film. It has become possible to obtain an optical information recording medium that is dramatically improved.
[0013]
However, in view of the ease of control of manufacturing conditions during production, a protective layer material having a wide margin for manufacturing conditions capable of obtaining good film quality is required. Needless to say, a medium that can be stored for a longer period of time is preferable.
[0014]
An object of the present invention is to solve the above-mentioned problems, and to provide an optical information recording medium having further excellent weather resistance, good recording erasure characteristics and repeating characteristics, and a method for producing the same.
[0015]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-described problems, an optical information recording medium according to the present invention includes a recording film whose optical characteristics reversibly change, and a first film that is in contact with the recording film and contains either GeXN or GeXON as a main component. The material component X of the first layer is Ti, V, Cr, Mn, Cu, Zn, Zr, Nb, Mo, Pd, Ag, Cd, Hf, Ta, W, C at least one element-containing Mutotomoni of the recording film, Te, Se, characterized in that it is a phase-change material mainly containing one of Sb. The optical information recording medium according to the present invention includes a recording film whose optical characteristics reversibly change, and a first layer that is in contact with the recording film and mainly contains either GeXN or GeXON. The material component X of the first layer contains at least one element of Ti, V, Cr, Mn, Cu, Zn, Zr, Nb, Mo, Pd, Ag, Cd, Hf, Ta, W, and C. In addition, the recording film is a phase change material mainly composed of three elements of Te, Sb, and Ge. A second layer containing either GeXN or GeXON as a main component may be provided on the side opposite to the first layer in contact with the recording film. In this case, the average content of the material component X of the first layer may be different from the average content of the material component X of the second layer. Further, a material layer containing S may be provided in contact with the surface of the first layer opposite to the surface in contact with the recording film.
[0016]
As described above, by providing at least one layer mainly composed of GeXN or GeXON in contact with the recording film, not only the atomic diffusion to the recording film is prevented, but also the adhesion to the recording film is improved. It becomes possible to make it. In addition, since the first layer and the second layer contain the material component X, it is possible to obtain a medium having further excellent weather resistance as compared with the case where a layer mainly composed of GeN or GeON is provided. It becomes possible.
[0019]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be specifically described with reference to the drawings. An example of the layer structure of the optical information recording medium according to the present invention is shown in FIG. This is obtained by replacing the
[0020]
The
[0021]
The configuration of the optical information recording medium of the present invention is not limited to the above configuration, and a configuration in which a layer made of another material is provided between the
[0022]
In the following description, in order to simplify the description, the
[0023]
The anti-diffusion layers 7 and 8 are features that characterize the present invention, and are mainly composed of either GeXN or GeXON, and X is Ti, V, Cr, Mn, Cu, Zn, Zr, Nb, Mo, Pd. , Ag, Cd, Hf, Ta, W, and C, a material containing at least one element. X preferably contains Ti, Zr, Hf, V, Nb, Ta, Cr, Mo, and W, and more preferably contains Cr.
[0024]
These
[0025]
In addition, rare gases, H, C, H 2 O, etc. may be contained as impurities in the protective layer among sputtering gas components such as Ar, Kr, etc. By controlling the concentration of these impurities to 10 at% or less. The same characteristics as when no impurities are contained can be obtained.
[0026]
The average composition ratio of the
C ((GeX) 35.0 O 0.0 N 65.0 ), D ((GeX) 31.1 O 55.1 N 13.8 ),
Preferably within the range surrounded by
E ((GeX) 65.0 O 0.0 N 35.0 ), F ((GeX) 53.9 O 9.20 N 36.9 ),
C ((GeX) 35.0 O 0.0 N 65.0 ), D ((GeX) 31.1 O 55.1 N 13.8 ),
It is desirable to be within the range surrounded by.
[0027]
The basis of this composition range is that when either Ge or X not bonded to nitrogen or oxygen is excessively present (hereinafter referred to as surplus Ge or X), surplus Ge or X diffuses into the recording film, If there is an excessive amount of nitrogen or oxygen that is not bonded to Ge or X, the atoms tend to be infiltrated into the recording film and prevent recording. Show.
[0028]
The range of the average composition ratio of Ge · X contained in the
[0029]
The film thickness of the
[0030]
Next, a method for manufacturing these optical information recording media will be described. As a method for producing the multilayer film constituting the optical information recording medium, a sputtering method, a vacuum deposition method, a CVD method or the like can be used. Here, a case where the sputtering method is used will be described as an example, and FIG. A schematic view of an example of the film forming apparatus is shown.
[0031]
A vacuum pump (not shown) is connected to the vacuum vessel 9 through an
[0032]
Reference numeral 12 denotes a sputter target including a material component of the sputtered film, which is connected to the
[0033]
When the
[0034]
When the
[0035]
When forming the
[0036]
As an example of the present embodiment, in the configuration of the optical information recording medium shown in FIG. 2, (1) when the
[0037]
Further, when forming the GeCrN layer, GeMoN layer, and GeN layer, the target materials are GeCr, GeMo, and Ge, respectively, and the ratio of the Cr and Mo atoms contained in the GeCrN film and the GeMoN film to the number of Ge atoms is as follows. Both were set to 25%.
[0038]
Further, the sputtering gas for forming the
[0039]
The results of evaluating the above media are shown in (Table 1). The characteristic evaluation was performed on the weather resistance and the repeated recording characteristics. For evaluation of weather resistance, an accelerated test at 90 ° C. and 80% was conducted for 200 hours, and the presence or absence of peeling was observed with an optical microscope every 100 hours. The case where no peeling was observed until 200 hours was indicated as ◯, the case where no peeling occurred after 100 hours, the case where peeling occurred after 200 hours, and the case where peeling was observed after 100 hours were indicated as x. .
[0040]
The recording repetitive characteristic is that when the shortest mark length is 0.61 μm by the EFM signal system, a mark having a length of 3T to 11T is recorded, and the jitter value between the front end and the rear end of the mark is divided by the window width T. If the value (hereinafter referred to as jitter value) does not exceed 13% for both the front end and rear end after 100,000 times of repetitive recording, ○ at least one of the front end and rear end jitter values after 100,000 times A value exceeding 13% was indicated as x.
[0041]
[Table 1]
[0042]
Further, the
[0043]
[Table 2]
[0044]
As described above, from the results of (Table 1) and (Table 2), when GeCrN or GeMoN is used as the diffusion preventing layer, the weather resistance is improved without impairing the recording repetitive characteristics as compared with the case of using only GeN. I understand that.
[0045]
Next, the
[0046]
[Table 3]
[0047]
From Table 3, it can be seen that when the Cr content is 10 at% or more with respect to Ge, the effect of adding Cr begins to appear. However, when the Cr content is 60 at% or more with respect to Ge, the recording repeatability deteriorates. This is thought to be because Cr is less likely to bond with nitrogen than Ge, and excess Cr that does not bind to nitrogen exists in the film, and these atoms are swept into the recording film, deteriorating the recording repeatability. . From the above, it can be said that the Cr content in the GeCrN film is preferably 50% or less, and preferably 10% or more and 30% or less with respect to Ge.
[0048]
In the above description, Mo and Cr have been described as examples of the X component, but the element of X is not limited to Mo and Cr. As described above, X contained in the diffusion prevention layer is a repetition of information. Accordingly, even if it is diffused into the recording film, any element that has little influence on the optical properties of the recording film may be used. Such elements include Ti, V, Mn, Cu, Zn, in addition to Mo and Cr. There are Zr, Nb, Pd, Ag, Cd, Hf, Ta, W, C, etc. Even if any of them is used, there is a slight difference in effect, but there is essentially an effect of inclusion, and the content is also It was almost the same.
[0049]
【The invention's effect】
As described above, a protective layer mainly composed of GeXN or GeXON is provided in contact with at least one of the recording films, and X is (Ti, V, Cr, Mn, Cu, Zn, Zr, Nb, Mo, Pd, By using a material containing at least one element of Ag, Cd, Hf, Ta, W, and C), an optical information recording medium having excellent weather resistance and excellent information signal recording / erasing repetition characteristics is obtained. It becomes possible.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1A is a cross-sectional view showing an example of a layer structure of a conventional optical information recording medium, FIG. 1A is a cross-sectional view of an optical recording medium having a four-layer structure, and FIG. 2 is a cross-sectional view showing a single layer structure of an optical information recording medium of the present invention. FIG. 3 is a triangular composition diagram showing a composition range of (GeX) .O.N. FIG. 4 shows an example of a film forming apparatus of the present invention. Figure [Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF
Claims (10)
前記記録膜に接し、GeXN若しくはGeXONの何れかを主成分とする第1の層とを有し、
前記第1の層の材料成分Xが、Ti、V、Cr、Mn、Cu、Zn、Zr、Nb、Mo、Pd、Ag、Cd、Hf、Ta、W、Cのうちの少なくとも1つの元素を含むとともに、
前記記録膜が、Te、Se、Sbのいずれかを主成分とする相変化材料であることを特徴とする光学情報記録媒体。A recording film whose optical properties reversibly change;
A first layer in contact with the recording film and mainly composed of either GeXN or GeXON;
The material component X of the first layer contains at least one element of Ti, V, Cr, Mn, Cu, Zn, Zr, Nb, Mo, Pd, Ag, Cd, Hf, Ta, W, and C. including Mutotomoni,
An optical information recording medium , wherein the recording film is a phase-change material mainly comprising any one of Te, Se, and Sb .
前記記録膜に接し、GeXN若しくはGeXONの何れかを主成分とする第1の層とを有し、A first layer mainly comprising either GeXN or GeXON in contact with the recording film;
前記第1の層の材料成分Xが、Ti、V、Cr、Mn、Cu、Zn、Zr、Nb、Mo、Pd、Ag、Cd、Hf、Ta、W、Cのうちの少なくとも1つの元素を含むとともに、The material component X of the first layer contains at least one element of Ti, V, Cr, Mn, Cu, Zn, Zr, Nb, Mo, Pd, Ag, Cd, Hf, Ta, W, and C. Including
前記記録膜が、Te、Sb、Geの三元素を主成分とする相変化材料であることを特徴とする光学情報記録媒体。An optical information recording medium, wherein the recording film is a phase change material mainly composed of three elements of Te, Sb, and Ge.
A((GeX)90.0O0.0N10.0)、B((GeX)83.4O13.3N3.3)、
C((GeX)35.0O0.0N65.0)、D((GeX)31.1O55.1N13.8)、
で囲まれた範囲内にあることを特徴とする請求項1または2記載の光学情報記録媒体。In the ternary composition diagram in which the average composition ratio of the first layer has (GeX) · O · N as vertices, the composition points A ((GeX) 90.0 O 0.0 N 10.0 ), B ((GeX) 83.4 O 13.3 N 3.3 ),
C ((GeX) 35.0 O 0.0 N 65.0 ), D ((GeX) 31.1 O 55.1 N 13.8 ),
3. The optical information recording medium according to claim 1, wherein the optical information recording medium is in a range surrounded by.
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