JP4108166B2 - Manufacturing method of optical information recording medium - Google Patents
Manufacturing method of optical information recording medium Download PDFInfo
- Publication number
- JP4108166B2 JP4108166B2 JP33063697A JP33063697A JP4108166B2 JP 4108166 B2 JP4108166 B2 JP 4108166B2 JP 33063697 A JP33063697 A JP 33063697A JP 33063697 A JP33063697 A JP 33063697A JP 4108166 B2 JP4108166 B2 JP 4108166B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- layer
- dielectric
- oxygen
- recording
- sputtering
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Landscapes
- Optical Record Carriers And Manufacture Thereof (AREA)
- Manufacturing Optical Record Carriers (AREA)
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、レーザー光線等の光学的手段を用いて情報を高密度かつ高速に記録、再生及び書き換えを行う光学的情報記録媒体の製造方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
レーザー光線等を利用して光ディスク上に高密度な情報の記録再生を行う技術は公知であり、現在文書ファイル、静止画ファイル、コンピュータ用外部メモリ等への応用が行われている。
【0003】
また、書き換え可能型の情報記録システムの研究開発も進められており、その一つに相変化光ディスクがある。相変化光ディスクは、記録膜がレーザー光線の照射によってアモルファスと結晶間(または結晶とさらに異なる構造の結晶間)で可逆的に光学的状態変化を起こすことを利用して信号を記録し、当該光学的状態変化の相違を例えば反射率の差として光学的に検出して信号の再生を行う。
【0004】
相変化光ディスクでは、古い信号を消去しながら新しい信号を記録するオーバーライトが、信号トラック上をレーザースポットが一回通過するだけでできるという大きなメリットがある。すなわち、レーザー光のパワーを信号に応じて記録レベルと消去レベル間で変調して照射すると、例えばアモルファス・結晶間で相変化する場合では、記録レベルで照射された領域は、古い信号の有無に係わらず記録膜は溶融された後冷却されるためにアモルファスになり、消去レベルで照射された領域は、結晶化温度以上に昇温されるために前の状態に係わらず結晶となるのである。
【0005】
相変化光ディスクの構造は、記録層を誘電体層でサンドイッチして基板上に設けた3層構造と、さらにその上に反射膜を設けた4層構造が一般的である。誘電体層の役割は、(1)記録層のレーザー光吸収率を高める、(2)アモルファス状態と結晶状態の反射率変化を大きくして再生信号振幅を大きくする、(3)基板を熱的ダメージから保護する、等がある。
【0006】
相変化光ディスクの場合、信号記録時には記録膜を融点(例えば600℃)以上に昇温して溶融する過程があるために、誘電体層は大きな熱的ストレスを受ける。そのため内部応力が小さく、かつ熱的に安定な誘電体材料としてZnSとSiO2の混合材料(以下ZnS-SiO2)が提案されている(第35回応用物理学関係連合講演会予稿集8P-ZQ-3,P839(1988))。この材料は屈折率が大きいため、レーザー光の吸収率を高めたり、アモルファス・結晶間または結晶・結晶間の反射率変化を大きくするのにも適している。
【0007】
ZnS-SiO2の混合材料の微細構造は、数十オングストローム(数nm)のZnS結晶がアモルファス状態のSiO2中に分散していることが確認されている。誘電体層は一般的にはスパッタ法で成膜されるが、スパッタ法で成膜されたZnSは多結晶であり、繰り返し記録による加熱の影響で結晶粒径が変化して記録特性が変化したり、薄膜の熱破壊につながるが、SiO2中にZnSを分散させることによってZnSの結晶成長を防ぎ、安定な誘電体材料となっていると考えられる。
【0008】
また、ZnS-SiO2をスパッタ法で成膜するとき、Arガスに加えてN2ガスを微量添加するとさらに熱的安定性が増して、信号のオーバーライトサイクルが向上することが提案されている(特開平3−232133号公報)。さらに、ZnS-SiO2をスパッタ法で成膜するとき、ArガスにN2ガスとO2ガス、またはArガスにO2ガスを微量添加しても、同じ効果が得られることが提案されている(特開平3−263627号公報)。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】
相変化光ディスクは記録動作に伴って高温に達するため、様々な耐熱保護層が研究されてきたが、その一つの解がZnS-SiO2膜である。ZnS-SiO2は内部応力が小さく、かつ熱的に安定であるため、良好だと思われてきたそれまでの誘電体材料に比べ、オーバーライトサイクルが大幅に改善された。さらに、ZnS-SiO2をAr+N2雰囲気でスパッタして成膜すると、オーバーライトサイクルが向上する。
【0010】
ここで、ZnS-SiO2をスパッタ法で成膜する場合に、ArにO2添加した雰囲気で成膜すればArにN2添加した雰囲気で成膜した光ディスクに比べて、オーバーライトサイクルはさらに向上する場合がある。しかしながら、オーバーライトサイクル後の記録信号の熱的安定性は、逆に低下することが分かった。この原因として考えられるのは、オーバーライトサイクルによってZnS-SiO2膜中に存在するガス状のO2が遊離して、記録層中に拡散して構成元素と結合し、記録層の特性が変化するものと考えられる。特に、Ge-Sb-Te系のようにGeが耐熱性をもたらす場合にはZnS-SiO2膜中に存在するガス状のO2がGeと結合するため、記録膜の結晶化温度が低下しアモルファス相が不安定になるため、高温にさらされるとCNR(信号対雑音比)が低下してしまうと推測される。
【0011】
本発明は、前記従来の問題を解決するため、相変化型光学的情報記録媒体のオーバーライトサイクル特性が良好で、熱的に安定な高信頼性の光学的情報記録媒体の製造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的情報記録媒体の製造方法は、レーザ光線の照射によって光学的に識別可能な状態間で可逆的な変化を生じる、少なくともGe、Sb及びTeを構成元素として含む記録層を形成する工程と、誘電体層と、前記記録層の一方の主面に接し、前記誘電体層を構成する酸素の前記記録層への移動を抑制可能とする移動抑制層と、を有する保護層を形成する工程とを含み、前記保護層を形成する工程において、希ガスと酸素とを含む混合ガス雰囲気中で、Zn、S及びSiを含むターゲットをスパッタリングして前記誘電体層を成膜し、希ガスと窒素とからなる混合ガス雰囲気中でスパッタリングにより前記移動抑制層を成膜し、前記希ガスと酸素とを含む混合ガス雰囲気における酸素成分濃度が0.1vol.%以上10vol.%以下であり、前記移動抑制層の材料が、Geの窒化物であることを特徴とする光学的情報記録媒体の製造方法。
【0013】
前記方法においては、記録層の厚さは5〜30nmの範囲であることが安定した記録を行う上において好ましい。
【0014】
また前記方法においては、記録層と基板との間に保護層を形成したことが好ましい。
【0015】
また前記方法においては、記録層を保護層で挟持したことが好ましい。
【0016】
前記移動抑制層の好ましい膜厚は5〜30nmの範囲である。
【0018】
また前記方法においては、記録層のレーザ光線の入射側の反対側に反射層をさらに備えたことが好ましい。
【0019】
また前記方法においては、反射層の厚さが30nm以上であることが好ましい。反射率を確保するためである。
【0020】
また前記方法においては、基板と記録層との間に設けられる誘電体層の膜厚が、30nm以上であることが好ましい。上限はとくに限定されないが、基板と兼ねることもできるので、基板の厚さ(通常は1.2mm以下)までである。
【0021】
また前記方法においては、混合雰囲気に、0.1vol.%以上10vol.%以下の窒素成分をさらに含むことが好ましい。
【0022】
また前記方法においては、混合雰囲気が、希ガスと空気の混合ガスであることが好ましい。
【0023】
前記本発明によれば、材料または材料組成の少なくとも何れか一方が異なる誘電体層を含む保護層を少なくとも一方の主面に備え、レーザ光線の照射によって光学的に識別可能な状態間で可逆的な変化を生じる材料を含む記録層を基板上に含み、前記保護層の内、前記記録層に離隔した上記誘電体層を、Zn、S及びSiを含むターゲットを、希ガスと少なくとも酸化作用のあるガス、すなわち酸素成分を含む混合雰囲気中でスパッタリングによって成膜する工程を有することにより、相変化型光学的情報記録媒体のオーバーライトサイクル特性が良好で、熱的に安定な高信頼性の光学的情報記録媒体を実現できる。
【0024】
保護層の内、記録層と離隔した誘電体層を、希ガスと酸素成分を含む混合ガス雰囲気でのスパッタリングによって成膜することにより、当該誘電体層の酸素含有量を制御でき、オーバーライトサイクルによって誘電体から遊離した酸素の記録層へ拡散等に起因する移動を抑制することができ、記録層のオーバーライトサイクル時の耐熱特性を向上され記録層の寿命を向上させることができる。特に、記録層がGeを含有し、Geが当該記録層の耐熱性を補償する場合には、記録層への酸素移動によるGeの酸化を抑制することができ、記録層の耐熱性が保持され、オーバーライト特性が向上する。
【0025】
記録層を上記保護層で挟持した場合には、上記効果がより確実になるため好ましい。
【0026】
保護層の記録層と離隔した誘電体層を成膜する混合雰囲気が膜厚方向で変化し、記録層から離間するに従い酸素成分の含有量が増加する構成の場合には、誘電体材料が層構造を示さない連続構成にできるため好ましい。
【0027】
また、誘電体層と記録層との間に、前記誘電体層の構成元素または前記記録層の構成元素の何れかが、前記記録層または誘電体層への移動を抑制する移動抑制層を設けた構成によれば、保護層の誘電体層の酸素だけでなく、保護層の誘電体層及び記録層何れかの構成元素の移動も抑制できるため、特にオーバーライトサイクル特性が向上できる。
【0028】
なお、移動抑制層の材料として、Ge、Siまたは記録層の構成元素の内の少なくとも何れか1つの窒化物または窒化酸化物の何れかを適用する場合には、他の移動抑制層に比べ、構成元素が例えば拡散する際の障壁となり得、保護層の誘電体層から遊離した酸素をトラップするとともに、当該誘電体層及び/または記録層の構成元素の移動の抑制効果が顕著であるため好ましく、特にGeまたはSiの窒化物または窒化酸化物を適用した場合には、膜質が緻密で耐熱性を有するため好ましい。
【0029】
さらに、記録層の基板側と反対の主面側に反射層を備え、反射層と記録層との間の膜厚が、記録層と基板との間の膜厚よりも薄い構成では、反射層と記録層との間の層の熱伝導性が促進され、オーバーライトサイクルによって発生する熱ストレスが抑制されるため好ましい。
【0030】
上記構成により、少なくとも記録層に離隔した誘電体層をZnSとSiO2の混合物を希ガスと酸素の混合ガスでスパッタリングして成膜するため、機械的強度が高まり、オーバーライトサイクルが向上し、さらに、直接記録層に離隔しているため、オーバーライトサイクルして長時間高温中に晒した場合、記録膜中への酸素の拡散は抑制されて、再生信号光は劣化しない。その結果、とくに相変化型光学的情報記録媒体のオーバーライトサイクル特性が良好で、耐熱特性に優れた高信頼性の光学的情報記録媒体を提供することができる。
【0031】
なお本発明は、2枚の基板を外側に配置し、記録層を内層に2層配置する、いわゆる両面貼り合わせ構造に応用することもできる。この両面貼り合わせ構造にした場合は、表面と裏面の両方向から光学的な記録及び読み取りができる。
【0032】
【発明の実施の形態】
図1に本発明による光学的情報記録媒体の構造の一例を示す。基板1上に記録層4と離隔した誘電体層2と移動抑制層3とからなる保護層A、記録層4、移動抑制層5と記録層4と離隔した誘電体層6とからなる保護層B、反射層7の順に積層した構成である。
【0033】
本発明の要件の一つは、記録層に離隔した保護層の誘電体層を、Zn、S及びSiを含むターゲットを、希ガスと少なくとも酸素成分を含む混合雰囲気でスパッタ成膜することである。
【0034】
本発明に適用される基板1、11及び21としては、ガラス、樹脂等が使用可能であるが、一般的には透明なガラス、石英、ポリカーボネート樹脂、ポリメチルメタアクリレート樹脂、ポリオレフィン樹脂等である。
【0035】
記録層4、14及び23は相変化媒体であり、アモルファスと結晶間、または結晶とさらに異なる結晶間で光学的に検知可能な状態変化を起こす物質が適用でき、具体的な材料としてはTe,Se,Sb,In,Ge等の合金であり、例えばGe-Sb-Te,In-Sb-Te,Ga-Sb,Ge-Sb,In-Ge-Sb,In-Ga-Sb,Ge-Sn-Te,Ag-Sb-Te等である。
【0036】
反射層7、16及び26は、上述したように本発明の製造方法により得られる光学的情報記録媒体の構成上の必須要件ではないが、材料としては例えばAu,Al,Ti,Ni,Cr等の単体または合金で構成される。
【0037】
本発明で用いるターゲットは、Zn、S、Siを少なくとも含むものであり、ターゲットの数としては、誘電体の組成調整のためにはターゲットの構成材料を独立して含むマルチターゲットが好ましく、装置の簡略化等を考慮すると構成材料の混合物が好ましく、適宜選択できる。混合物をターゲットとして用いる場合には、例えばZnSとSiO2とを混合したもの等が適用できる。
【0038】
また、本発明の混合雰囲気で適用する希ガスとしては、He、Ne、ArまたはXeが単独または混合して適用でき、また酸素成分としては例えば酸素分子またはオゾン分子等が適用できる。
【0039】
本発明の製造方法で得られる光学的情報記録媒体の保護層の誘電体層を、記録層から離間するに従い混合雰囲気の酸素成分の含有量を増加させスパッタすると、移動抑制層の有無に関わらず少なくとも誘電体から遊離する酸素の記録層への移行を緩和できるため好ましい。
【0040】
本発明の製造方法で得られる光学的情報記録媒体の保護層の誘電体層の材料としてはZn、S及びSiを含み、具体的材料としてはZnSと酸化シリコンとを主成分として構成される。
【0041】
保護層の誘電体層の成膜に際して、混合雰囲気中に酸素成分を含有させる必要性は主に機械的強度の向上であり、オーバーライトのサイクル中の記録特性自体は酸素成分が多い方が優れるが、酸素成分の量が多すぎる場合には、オーバーライトのサイクルを繰り返した後に記録の保存性の評価として例えば高温雰囲気中に長時間放置すると、誘電体層中の過剰酸素が記録層に移行し、記録層の記録または/及び再生特性が変化する課題が生じる。
【0042】
このサイクル中の記録特性とサイクル後の保存性を両立させるためには、混合雰囲気中の酸素成分の酸素濃度は、0.1vol.%以上10vol.%以下の範囲で行う。
【0043】
移動抑制層は、記録層と誘電体層との間に設け、保護層の誘電体層の構成元素、特に酸素の層間移動による、記録層の記録特性の変化を抑制する。
【0044】
移動抑制層の構成材料としては、記録層の構成元素の窒化物、窒化酸化物、炭化物、硫化物、フッ化物等が供されるが、Siの窒化物または窒化酸化物は膜質が緻密で耐熱性があるため好ましく、また、光学的情報記録媒体では特に記録特性の変動が問題視されるため、記録層の構成元素の窒化物または窒化酸化物を適用すると、記録層の構成元素が誘電体層へ拡散移動する現象を抑制できるため好ましく、特にGeの窒化物または窒化酸化物は上記特性を満たし好ましい。従って、例えばGe-Sb-Te系の記録層等のようにGeを記録層の耐熱性を担う成分として含む場合には、Geの窒化物またはGeの窒化酸化物を移動抑制層として含む構成が好ましい。
【0045】
移動抑制層の材料としては、上記材料以外でも例えば誘電体の材料の窒化物、窒化酸化物、炭化物、硫化物、フッ化物の何れかを加えることにより、少なくとも誘電体中の遊離酸素の移動を抑制できる効果はある。
【0046】
なお、希ガス・酸素成分・窒素成分の雰囲気は、希ガスと空気とを混合することで安価かつ容易に達成でき、記録層との距離に応じて空気の含有量を適宜変化させることで所望の特性が得られる。
【0047】
以下に実施例を用いて本発明をさらに具体的に説明する。
【0048】
(参考例1)
基板として信号記録用トラックを予め設けた直径120mmのポリカーボネイト基板、記録層としてGe、Sb及びTeからなる3元材料(例えば、Ge2.0Sb2.4Te5.0)、反射層としてAl合金(例えば、Al98Cr2)、上下の保護層としてZnSとSiO2の混合材料をターゲットとして用いて光ディスクを作製した。なお、光ディスクの薄膜層を保護するために反射層の上に樹脂コートを施した。ここで、上下の保護層は雰囲気ガスの異なるスパッタリングで成膜された2層構造になっている。
【0049】
図1を用いて説明すると、各層の膜厚は基板側から、保護層Aの誘電体2が80nm、移動抑制層3が5nm、記録層4が17nm、保護層Bの移動抑制層5が4nm、誘電体6が11nm、反射層7が100nmである。
【0050】
保護層A及びB各層の成膜は、スパッタパワー300W、スパッタ雰囲気はAr、O2及びN2の混合ガスを、流量20sccm、全圧1mTorrの条件でスパッタ法で行ったが、保護層Aの誘電体2と保護層Bの誘電体6は、酸素濃度が0〜20vol.%の範囲のアルゴンと酸素の混合ガスの雰囲気で成膜した。また、保護層Aの移動抑制層3及び保護層Bの移動抑制層5を成膜するときは、窒素濃度が2%のアルゴンと窒素の混合ガスの雰囲気とした。
【0051】
また、記録層はGe、Sb及びTeの混合ターゲットを、アルゴンガスのみのスパッタ雰囲気で流量20sccm、全圧1mTorrの条件下で、スパッタパワー80Wで行い、反射層はAlとCrの混合ターゲットを、アルゴンガスのみのスパッタ雰囲気で流量20sccm、全圧2mTorrの条件下で、スパッタパワー200Wで行った。
【0052】
作製した光ディスクを、レーザー波長680nm、開口数(NA)0.55の光 学系を有する信号評価装置により、10m/sで回転しながら5MHzと3MHzを交互に10回オーバーライトした後と、50万回オーバーライトした後に、5MHzの信号のCNR(信号対雑音比)を測定した。
【0053】
さらに、この光ディスクを90℃の乾燥窒素中に500時間放置する耐熱試験の後、50万回オーバーライトサイクルを行ったトラックのCNRを測定した。
【0054】
なお、光ディスクのサイクル特性及び耐熱特性は、CNRが50dB以上であることを基準と定義して評価した。
【0055】
表1に、保護層Aの誘電体2及び保護層Bの誘電体6を成膜する時の雰囲気中の酸素濃度と、サイクル特性及び耐熱特性の関係の評価結果を示す。
【0056】
酸素濃度が0.1vol.%よりも小さい場合はサイクル特性が劣化しており、これは誘電体2及び誘電体6の機械的特性の回復がしていないと考えられる。
【0057】
また、酸素濃度が10vol.%を越える場合はサイクル特性は良好であるが耐熱特性が劣化しており、移動抑制層3及び移動抑制層5を通り抜けて記録層中の構成元素に結合する酸素の量が急激に増加するためと考えられる。
【0058】
従って、良好なサイクル特性及び耐熱特性が得られる酸素濃度範囲としては、0.1vol.%以上10vol.%以下であることが確認できた。
【0059】
【表1】
【0060】
本実施例において、混合ガスの希ガス成分としてアルゴンを用いたが、He,Ne,Xeなどの不活性ガスを用いれば、いずれも同様の効果が得られる。さらに、希ガスに酸素を混合してスパッタすることにより得られた機械的強度の効果を活かすためには、誘電体層2及び6の膜厚は10nm以上あることが望ましい。
【0061】
また、本参考例において、移動抑制層3及び5の膜厚は、3nm以上であれば、記録層へ酸素が拡散するのを抑制する効果が得られる。
【0062】
(参考例2)
参考例1と同じ基板を用いて、記録層として参考例1と同様のGe、Sb及びTeからなる3元材料、反射層として参考例1と同様のAl合金、上下の保護層としてZnSとSiO2の混合材料をターゲットとして用いて光ディスクを作製した。なお、光ディスクの薄膜層を保護するために反射層の上に樹脂コートを施した。ここで、上下の保護層は雰囲気ガスの異なるスパッタリングで成膜された2層構造になっている。
【0063】
図1を用いて説明すると、各層の膜厚は基板側から、保護層Aの誘電体2が80nm、移動抑制層3が5nm、記録層4が17nm、保護層Bの移動抑制層5が4nm、誘電体6が11nm、反射層7が100nmである。
【0064】
保護層A及びB各層の成膜は、スパッタパワー300W、スパッタ雰囲気はAr、O2及びN2の混合ガスを、流量20sccm、全圧1mTorrの条件でスパッタ法で行ったが、保護層Aの誘電体2と保護層Bの誘電体6は,亜酸化窒素濃度が0〜20vol.%の範囲のアルゴンと亜酸化窒素の混合ガスの雰囲気で成膜した。また、保護層Aの移動抑制層3及び保護層Bの移動抑制層5を成膜するときは、窒素濃度が2vol.%のアルゴンと窒素の混合ガスの雰囲気とした。
【0065】
また、記録層はGe、Sb及びTeの混合ターゲットを、アルゴンガスのみのスパッタ雰囲気で流量20sccm、全圧1mTorrの条件下で、スパッタパワー80Wで行い、反射層はAlとCrの混合ターゲットを、アルゴンガスのみのスパッタ雰囲気で流量20sccm、全圧2mTorrの条件下で、スパッタパワー200Wで行った。
【0066】
作製した光ディスクを、参考例1と同様の方法で評価した。表2に、保護層Aの誘電体2及び保護層Bの誘電体6を成膜する時の雰囲気中の亜酸化窒素濃度と、サイクル特性及び耐熱特性の関係の評価結果を示す。
【0067】
亜酸化窒素濃度が0.1vol.%よりも小さい場合はサイクル特性が劣化しており、これは誘電体2及び誘電体6の機械的特性の回復がしていないと考えられる。
【0068】
また、亜酸化窒素濃度が15vol.%を越える場合はサイクル特性は良好であるが耐熱特性が劣化しており、移動抑制層3及び移動抑制層5を通り抜けて記録層中の構成元素に結合する酸素の量が急激に増加するためと考えられる。
【0069】
従って、良好なサイクル特性及び耐熱特性が得られる亜酸化窒素濃度範囲としては、0.1vol.%以上15vol.%以下であることが確認できた。
【0070】
【表2】
【0071】
本参考例において、混合ガスの希ガス成分としてアルゴンを用いたが、He,Ne,Xeなどの不活性ガスを用いれば、いずれも同様の効果が得られる。
【0072】
さらに、希ガスに酸素を混合してスパッタすることにより得られた機械的強度の効果を活かすためには、誘電体層2及び6の膜厚は10nm以上あることが望ましい。
【0073】
また、本参考例において、移動抑制層3及び5の膜厚は、3nm以上であれば、記録層へ酸素が拡散するのを抑制する効果が得られる。
【0074】
(比較例1)
参考例1と同じ基板を用いて、記録層として参考例1と同様のGe、Sb及びTeからなる3元材料、反射層として参考例1と同様のAl合金、上下の第1及び第2の誘電体層としてZnSとSiO2の混合材料をターゲットとして用いて光ディスクを作製した。
【0075】
各層の膜厚は基板側から、第1の誘電体層が85nm、記録層が17nm、第2の誘電体層が15nm、反射層7が100nmである。各層の成膜条件は、第1及び第2の誘電体層のスパッタ雰囲気以外は参考例1と同様のスパッタ法で行った。第1の誘電体層と第2の誘電体層のスパッタ雰囲気は、窒素濃度が3%のアルゴンと窒素の混合ガスとした。なお、光ディスクの薄膜層を保護するために反射層の上に樹脂コートを参考例1と同様に施した。
【0076】
この光ディスクを参考例1と同様の方法でサイクル特性と耐熱特性を評価し、その結果を表3に示す。表3から明らかなように、50万回オーバーライト後と50万回オーバーライト後に耐熱試験を施した後とではCNRの特性に変化が見受けられないが、50万回オーバーライト後及び耐熱試験後のCNRは共に48dBで基準値を下回っている。
【0077】
これは窒素添加により第1及び第2の誘電体層中からサイクルによって遊離するガス状の酸素の量は抑制されているため、記録層中のGeが酸化されることに起因する耐熱試験前後の特性変化はないことを示している。
【0078】
(比較例2)
参考例1と同じ基板を用いて、記録層として参考例1と同様のGe、Sb及びTeからなる3元材料、反射層として参考例1と同様のAl合金、上下の第1及び第2の誘電体層としてZnSとSiO2の混合材料を用いて光ディスクを作製した。
【0079】
各層の膜厚は基板側から、第1の誘電体層が85nm、記録層が17nm、第2の誘電体層が15nm、反射層7が100nmである。各層の成膜条件は、第1及び第2の誘電体層のスパッタ雰囲気以外は参考例1と同様のスパッタ法で行った。第1の誘電体層と第2の誘電体層のスパッタ雰囲気は、酸素濃度が3vol.%のアルゴンと酸素の混合ガスとした。なお、光ディスクの薄膜層を保護するために反射層の上に樹脂コートを参考例1と同様に施した。
【0080】
この光ディスクを参考例1と同様の方法でサイクル特性と耐熱特性を評価し、その結果を表3に示す。表3から明らかなように、50万回サイクル後のCNRは54dBと良好であるが、耐熱試験後のCNRは30dBまで減少した。
【0081】
これは酸素を添加することにより、誘電体中の酸素欠損を補償して膜の強度特性が向上しサイクル特性が向上しているが、サイクルによって膜中に存在するガス状の酸素が遊離しているため、記録層中のGeに結合して結晶温度が低下し、アモルファス相が不安定になるため耐熱特性が劣化したと考えられる。
【0082】
(実施例1)
参考例1と同じ基板を用いて、記録層として参考例1と同様のGe、Sb及びTeからなる3元材料、反射層として参考例1と同様のAl合金、記録層の上下に2層構成の保護層A及びBを設けて光ディスクを作製した。なお、光ディスクの薄膜層を保護するために反射層の上に樹脂コートを施した。
【0083】
図1を用いて説明すると、各層の膜厚は基板側から、保護層Aの誘電体2が80nm、保護層Aの移動抑制層3が8nm、記録層4が17nm、保護層Bの移動抑制層5が8nm、保護層Bの誘電体6が11nm、反射層7が100nmである。
【0084】
各層の成膜条件は、保護層A及びB以外は参考例1と同様のスパッタ法で行った。保護層A及びBの内、誘電体2と誘電体6のスパッタ雰囲気は、酸素濃度1vol.%のアルゴンと酸素の混合ガスで、流量20sccmで全圧1mTorr、材料としてはZnSとSiO2の混合材料をターゲットとし、スパッタパワー300Wでスパッタリング成膜した。また、保護層A及びBの移動抑制層3および/または移動抑制層5は、Geをターゲットとし、窒素20vol.%のアルゴンと窒素の混合ガス雰囲気を流量20sccmで全圧5mTorr、スパッタパワー500Wの条件で反応性スパッタで成膜し、Geの窒化物薄膜を形成した。
【0085】
保護層Aと保護層Bの両方にGeの窒化酸化物を成膜して作製した光ディスクを光ディスクA、保護層Aの移動抑制層3のみGeの窒化酸化物を成膜して作製した光ディスクを光ディスクB、保護層Bの移動抑制層5のみGeの窒化酸化物を成膜して作製した光ディスクを光ディスクCとする。光ディスクB及びCの内、残りの移動抑制層5(光ディスクB)または移動抑制層3(光ディスクC)は、窒素濃度が2vol.%のアルゴンと窒素の混合ガスの雰囲気でZnSとSiO2の混合材料をスパッタリングして成膜した。これらの光ディスクを参考例1と同様の方法で、サイクル特性と耐熱特性を評価しその結果を表3に示す。
【0086】
表3に示したように、光ディスクA、B及びC共に良好なサイクル特性及び耐熱特性が得られた。これは、保護層Aの移動抑制層3および/または保護層Bの移動抑制層5をGeの窒化酸化物で構成することにより、耐熱試験によって保護層Aの誘電体2及び/または保護層Bの誘電体6から遊離した酸素が、記録層中に拡散するのを抑制していると考えられる。
【0087】
本実施例において、移動抑制層3および/または移動抑制層5の構成材料をGeの窒化酸化物としたが、記録層の構成元素の窒化物、窒化酸化物、炭化物、硫化物、フッ化物等も検討した結果、何れも従来に比べるとサイクル特性及び耐熱特性の向上が見受けられたが、特に、Geの窒化物、Siの窒化物または窒化酸化物、または記録層5の構成元素の窒化物または窒化酸化物で構成した場合に、良好なサイクル特性及び耐熱特性が得られた。
【0088】
本実施例において、混合ガスの希ガス成分としてアルゴンを用いたが、He,Ne,Xeなどの不活性ガスを用いれば、いずれも同様の効果が得られる。
【0089】
また、保護層Aの誘電体2および保護層Bの誘電体6の成膜時の雰囲気中の酸素濃度は、0.1〜10vol.%の範囲で良好なサイクル特性及び耐熱特性が得られる。
【0090】
(参考例3)
参考例1と同じ基板を用いて、記録層として参考例1と同様のGe、Sb及びTeからなる3元材料、反射層として参考例1と同様のAl合金、記録層の基板側に2層構成の保護層A、記録層と反射層の間に単層の誘電体層を設けて光ディスクを作製した。なお、光ディスクの薄膜層を保護するために反射層の上に樹脂コートを施した。
【0091】
図2を用いて説明すると、各層の膜厚は基板側から、保護層Aの誘電体12が80nm、移動抑制層13が8nm、記録層14が17nm、誘電体層15が15nm、反射層16が100nmである。
【0092】
各層の成膜条件は、保護層Aと誘電体層以外は参考例1と同様のスパッタ法で行った。保護層Aの誘電体12は、酸素濃度3vol.%のアルゴンと酸素の混合ガスの雰囲気でZnSとSiO2の混合材料をスパッタリングして成膜した。保護層Aの移動抑制層13及び誘電体層15は、各々の材料にともない実施例1と同一条件で行った。
【0093】
なお、保護層Aの移動抑制層13および誘電体層15は、窒素濃度2vol.%のアルゴンと窒素の混合ガスの雰囲気でZnSとSiO2の混合材料をスパッタリングして作製した光ディスクを光ディスクD、保護層Aの移動抑制層13はGeの窒化酸化物を成膜し、誘電体層15は窒素濃度2vol.%のアルゴンと窒素の混合ガスの雰囲気でZnSとSiO2の混合材料をスパッタリングして作製した光ディスクを光ディスクE、保護層Aの移動抑制層13は窒素濃度2vol.%のアルゴンと窒素の混合ガスの雰囲気でZnSとSiO2の混合材料をスパッタリングして成膜し、誘電体層15は光ディスクEの移動抑制層13と同じGeの窒化酸化物を成膜して作製した光ディスクを光ディスクFとする。
【0094】
これらの光ディスクを、参考例1と同様の方法でサイクル特性と耐熱特性を評価し、その結果を表3に示す。表3に示したように何れの光ディスクでも良好なサイクル特性及び耐熱特性が得られた。
【0095】
本参考例において光ディスクEの移動抑制層13および光ディスクFの誘電体層15をGeの窒化酸化物で構成したが、記録層の構成元素の窒化物、窒化酸化物、炭化物、硫化物、フッ化物等も検討した結果、何れも従来に比べるとサイクル特性及び耐熱特性の向上が見受けられたが、特に、各種の金属の窒化物、酸化物またはフッ化物で検討を行ったところ、Geの窒化物、Siの窒化物または窒化酸化物、または記録層15の構成元素の窒化物または窒化酸化物で構成した場合に、良好なサイクル特性及び耐熱特性が得られた。
【0096】
また、保護層Aの誘電体12の成膜時の雰囲気中の酸素濃度は、0.1〜10vol.%の範囲で良好なサイクル特性及び耐熱特性が得られる。
【0097】
さらに、本参考例では希ガス中の酸化作用のあるガスとして酸素を用いたが、代わりに亜酸化窒素を用いた場合もサイクル特性及びたい熱特性が改善される。特に、亜酸化窒素の濃度を0.1〜15vol.%の範囲にしたとき、良好なサイクル特性及び耐熱特性が得られた。
【0098】
本参考例において、混合ガスの希ガス成分としてアルゴンを用いたが、He,Ne,Xeなどの不活性ガスを用いれば、いずれも同様の効果が得られる。
【0099】
(参考例4)
参考例1と同じ基板を用いて、記録層として参考例1と同様のGe、Sb及びTeからなる3元材料、反射層として参考例1と同様のAl合金、記録層の基板側に2層構成の保護層A、記録層と反射層の間に単層の誘電体層を設けて光ディスクを作製した。なお、光ディスクの薄膜層を保護するために反射層の上に樹脂コートを施した。
【0100】
図2を用いて説明すると、各層の膜厚は基板側から、保護層Aの誘電体12が80nm、移動抑制層13が8nm、記録層14が17nm、誘電体層15が15nm、反射層16が100nmである。
【0101】
各層の成膜条件は、保護層Aと誘電体層以外は参考例1と同様のスパッタ法で行った。保護層Aの誘電体12及び誘電体層15は、酸素濃度1vol.%のアルゴンと酸素の混合ガスの雰囲気でZnSとSiO2の混合材料をスパッタリングして成膜し、移動抑制層13はGeの窒化酸化物を成膜した。これら保護層A及び誘電体層の構成材料に応じて、それぞれ実施例1と同一のスパッタ条件で成膜した。
【0102】
この光ディスクを参考例1と同様の方法でサイクル特性と耐熱特性を評価し、その結果を表3に示す。表3に示したように良好なサイクル特性及び耐熱特性が得られた。
【0103】
本参考例において、保護層Aの移動抑制層13および誘電体層15をGeの窒化酸化物で構成したが、記録層の構成元素の窒化物、窒化酸化物、炭化物、硫化物、フッ化物等も検討した結果、何れも従来に比べるとサイクル特性及び耐熱特性の向上が見受けられたが、特に、各種の金属の窒化物、酸化物またはフッ化物で検討を行ったところ、Geの窒化物、Siの窒化物または窒化酸化物、または記録層15の構成元素の窒化物または窒化酸化物で構成した場合に、良好なサイクル特性及び耐熱特性が得られた。
【0104】
また、保護層Aの誘電体12及び誘電体層15の成膜時の雰囲気中の酸素濃度は、0.1〜10vol.%の範囲で良好なサイクル特性及び耐熱特性が得られる。
【0105】
さらに、本参考例では希ガス中の酸化作用のあるガスとして酸素を用いたが、代わりに亜酸化窒素を用いた場合もサイクル特性及びたい熱特性が改善される。特に、亜酸化窒素の濃度を0.1〜15vol.%の範囲にしたとき、良好なサイクル特性及び耐熱特性が得られた。
【0106】
特に、誘電体層15は記録層14に接しているが、厚さを保護層A(誘電体12及び移動抑制層13)よりも薄くし、反射層16と接していることによって、熱を放散しやすいため、サイクルオーバーライトによる膜中のガス状酸素の遊離が少なく、高温下において記録層へ拡散する酸素量が抑制されるので、良好な耐熱特性が得られると推測される。
【0107】
本参考例において、混合ガスの希ガス成分としてアルゴンを用いたが、He,Ne,Xeなどの不活性ガスを用いれば、いずれも同様の効果が得られる。
【0108】
(参考例5)
参考例1と同じ基板を用いて、記録層として参考例1と同様のGe、Sb及びTeからなる3元材料、反射層として参考例1と同様のAl合金、記録層の基板側に単層の誘電体層、記録層と反射層の間に2層構成の保護層Bを設けて光ディスクを作製した。なお、光ディスクの薄膜層を保護するために反射層の上に樹脂コートを施した。
【0109】
図3を用いて説明すると、各層の膜厚は基板側から、誘電体層22が85nm、記録層23が17nm、保護層Bの移動抑制層24が8nm、誘電体25が11nm、反射層26が100nmである。
【0110】
各層の成膜条件は、保護層Aと誘電体層以外は参考例1と同様のスパッタ法で行った。保護層Bの誘電体25は酸素濃度3vol.%のアルゴンと酸素の混合ガスの雰囲気でZnSとSiO2の混合材料をターゲットとし、流量20sccm。全圧1mTorr、スパッタパワー300Wの条件でスパッタリング成膜した。
【0111】
なお、誘電体層22および保護層Bの移動抑制層24は、窒素濃度2vol.%のアルゴンと窒素の混合ガスの雰囲気を流量20sccm、全圧1mTorrで、ZnSとSiO2の混合材料をターゲットとし、スパッタパワー300Wの条件でスパッタリングして作製した光ディスクを光ディスクGとする。また、誘電体層22は、窒素濃度2%のアルゴンと窒素の混合ガスの雰囲気を流量20sccm、全圧1mTorrで、ZnSとSiO2の混合材料をターゲットとし、スパッタパワー300Wの条件でスパッタリングして成膜し、保護層Bの移動抑制層24は、実施例1で述べたスパッタ条件でGeの窒化酸化物を成膜して作製した光ディスクを光ディスクHとする。
【0112】
これらの光ディスクを参考例1と同様の方法でサイクル特性と耐熱特性を評価し、その結果を表3に示す。表3に示したように、何れの光ディスクでも良好なサイクル特性及び耐熱特性が得られた。
【0113】
本参考例において、光ディスクHの保護層Bの移動抑制層24をGeの窒化酸化物で構成したが、記録層の構成元素の窒化物、窒化酸化物、炭化物、硫化物、フッ化物等も検討した結果、何れも従来に比べるとサイクル特性及び耐熱特性の向上が見受けられたが、特に、各種の金属の窒化物、酸化物またはフッ化物で検討を行ったところ、Geの窒化物、Siの窒化物または窒化酸化物、または記録層23の構成元素の窒化物または窒化酸化物で構成した場合に、良好なサイクル特性及び耐熱特性が得られた。
【0114】
また、保護層Bの誘電体25の成膜時の雰囲気中の酸素濃度は、0.1〜10vol.%の範囲で良好なサイクル特性及び耐熱特性が得られる。
【0115】
本参考例において、混合ガスの希ガス成分としてアルゴンを用いたが、He,Ne,Xeなどの不活性ガスを用いれば、いずれも同様の効果が得られる。
【0116】
参考例1〜参考例4および実施例1とを比較すると、光ディスクEおよび光ディスクFおよび参考例3がサイクル特性およびサイクル後の耐熱特性に優れ、かつ全層数が5層であるため作製の工程が少なく簡単であることが特徴である。
【0117】
(参考例6)
参考例1と同様の光ディスクの構造で、保護層Aの誘電体2と保護層Bの誘電体6は、参考例1のアルゴンと酸素の混合ガスの雰囲気の代わりに、アルゴンと酸素と窒素の混合ガスの雰囲気でZnSとSiO2の混合材料をターゲットとし、スパッタリングして成膜する。但し、混合ガス中の酸素濃度は3vol.%で、窒素濃度は1vol.%であり、流量、全圧及びスパッタパワーは参考例1と同じである。
【0118】
この光ディスクを参考例1と同様の方法でサイクル特性と耐熱特性を評価したところ、表3に示したように良好なサイクル特性及び耐熱特性が得られた。本実施例において、参考例1と同様の光ディスクの構造としたが、参考例2、実施例1、参考例3または参考例4の何れの光ディスクの構造でも、アルゴンと酸素の混合ガスの雰囲気でZnSとSiO2の混合材料をスパッタリングして成膜される保護層の誘電体または誘電体層を、成膜することにより、良好なサイクル特性および耐熱特性が得られた。
【0119】
また、成膜時のアルゴンと酸素と窒素の混合ガス中の酸素濃度は、0.1〜10vol.%の範囲で良好なサイクル特性及び耐熱特性が得られる。本実施例において、混合ガスの希ガス成分としてアルゴンを用いたが、He,Ne,Xeなどの不活性ガスを用いれば、いずれも同様の効果が得られる。
【0120】
(参考例7)
参考例1と同様の光ディスクの構造で、保護層Aの誘電体2と保護層Bの誘電体6は、参考例1のアルゴンと酸素の混合ガスの雰囲気の代わりに、アルゴンと空気の混合ガスの雰囲気でZnSとSiO2の混合材料をスパッタリングして成膜する。但し、混合ガス中のアルゴンと空気の割合は99対3であり、流量、全圧及びスパッタパワーは参考例1と同じである。
【0121】
この光ディスクを参考例1と同様の方法でサイクル特性と耐熱特性を評価したところ、表3に示したように良好なサイクル特性及び耐熱特性が得られた。
【0122】
本実施例において、参考例1と同様の光ディスクの構造としたが、参考例2、実施例1、参考例3または参考例4の何れの光ディスクの構造でも、アルゴンと酸素の混合ガスの雰囲気でZnSとSiO2の混合材料をスパッタリングして成膜される保護層の誘電体または誘電体層を、成膜することにより、良好なサイクル特性および耐熱特性が得られた。但し、アルゴンと空気の割合は99.9対0.1から95対5の範囲が好ましい。
【0123】
本実施例において、混合ガスの希ガス成分としてアルゴンを用いたが、He,Ne,Xeなどの不活性ガスを用いれば、いずれも同様の効果が得られる。
【0124】
(参考例8)
参考例1と同じ基板を用いて、記録層として参考例1と同様のGe、Sb及びTeからなる3元材料、反射層として参考例1と同様のAl合金、記録層を挟持する上下の誘電体層としてZnSとSiO2の混合材料を用いて、比較例1及び2と同じ構成の光ディスクを作製した。なお、光ディスクの薄膜層を保護するために反射層の上に樹脂コートを施した。比較例1及び2と異なる点は、上下の誘電体層を、雰囲気ガスの成分が連続的に変化するスパッタリングで成膜した単層構造にしたことである。
【0125】
各層の膜厚は基板側から、第1の誘電体層が85nm、記録層が17nm、第2の誘電体層が15nm、反射層が100nmである。各層の成膜条件の内、第1及び第2の誘電体層以外は、参考例1と同様のスパッタ法で行った。第1及び第2の誘電体層は、記録層と反対側(基板または反射層側)では、酸素濃度が2vol.%のアルゴンと酸素の混合ガスの雰囲気でのスパッタリングによって成膜し、記録層に近づくに従い酸素の混合割合を徐々に窒素の置換し、記録層に接する側で2vol.%の範囲のアルゴンと窒素の混合ガスの雰囲気でのスパッタリングによって成膜した。
【0126】
この光ディスクを参考例1と同様の方法でサイクル特性と耐熱特性を評価したところ、表3に示したように良好なサイクル特性及び耐熱特性が得られた。
【0127】
また、第1の誘電体層および第2の誘電体層の記録層に接する側での成膜時の雰囲気中の混合ガス中の酸素濃度は0〜10vol.%の範囲で、また、第1の誘電体層および第2の誘電体層の記録層と反対側(基板または反射層側)での成膜時の雰囲気中の窒素濃度は0〜5vol.%の範囲で良好なサイクル特性及び耐熱特性が得られた。
【0128】
本参考例において、混合ガスの希ガス成分としてアルゴンを用いたが、He,Ne,Xeなどの不活性ガスを用いれば、いずれも同様の効果が得られる。
【0129】
【表3】
【0130】
【発明の効果】
以上説明した通り、本発明の光学的情報記録媒体の製造方法によれば、第一の誘電体層と、前記記録層の一方の主面に接し、前記第一の誘電体層を構成する酸素の前記記録層への移動を抑制可能とする移動抑制層とを有する保護層を形成する工程を含み、この工程において、希ガスと窒素とからなる混合雰囲気中でスパッタリングによって上記移動抑制層を成膜し、前記希ガスと酸素とを含む混合ガス雰囲気における酸素成分濃度が0.1 vol .%以上10 vol .%以下であるので、機械的強度が高くてサイクル特性が向上しており、かつ、第一の誘電体層に含まれる酸素が記録層中に拡散し、記録層の構成元素Geと結合して、記録層の特性が変化することが抑制された光学的情報記録媒体、すなわち、耐熱性の優れた光学的情報記録媒体を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例の光学的情報記録媒体を示す模式的断面図である。
【図2】参考例の光学的情報記録媒体を示す模式的断面図である。
【図3】別の参考例の光学的情報記録媒体を示す模式的断面図である。
【符号の説明】
1 基板
2 保護層Aの誘電体
3 保護層Aの移動抑制層
4 記録層
5 保護層Bの誘電体
6 保護層Bの移動抑制層
7 反射層
11 基板
12 保護層Aの誘電体
13 保護層Aの移動抑制層
14 記録層
15 誘電体層
16 反射層
21 基板
22 誘電体層
23 記録層
24 保護層Bの誘電体
25 保護層Bの移動抑制層
26 反射層[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a method of manufacturing an optical information recording medium that records, reproduces, and rewrites information at high density and high speed using optical means such as a laser beam.To the lawIt is related.
[0002]
[Prior art]
A technique for recording and reproducing high-density information on an optical disk using a laser beam or the like is known, and is currently applied to a document file, a still image file, an external memory for a computer, and the like.
[0003]
Research and development of a rewritable information recording system is also underway, one of which is a phase change optical disk. Phase change optical discs record signals using the fact that the recording film reversibly changes its optical state between amorphous and crystals (or between crystals having a structure different from that of crystals) by laser beam irradiation. A signal is reproduced by optically detecting a difference in state change as, for example, a difference in reflectance.
[0004]
The phase change optical disk has a great merit that an overwrite for recording a new signal while erasing an old signal can be performed only by passing a laser spot once on a signal track. That is, when the laser beam power is modulated between the recording level and the erasing level according to the signal and irradiated, for example, in the case of a phase change between amorphous and crystal, the area irradiated at the recording level is determined by the presence or absence of the old signal. Regardless, since the recording film is melted and then cooled, it becomes amorphous, and the region irradiated at the erasing level is heated to the crystallization temperature or higher, so that it becomes a crystal regardless of the previous state.
[0005]
The structure of a phase change optical disk is generally a three-layer structure in which a recording layer is sandwiched between dielectric layers and provided on a substrate, and a four-layer structure in which a reflective film is further provided thereon. The role of the dielectric layer is as follows: (1) increase the laser light absorptivity of the recording layer, (2) increase the reflectance change between the amorphous state and the crystalline state, and increase the reproduction signal amplitude, (3) thermal the substrate Protect from damage, etc.
[0006]
In the case of a phase change optical disc, the dielectric layer is subjected to a large thermal stress because there is a process in which the recording film is heated to a melting point (for example, 600 ° C.) or higher during signal recording. Therefore, ZnS and SiO are used as dielectric materials with low internal stress and thermal stability.2Mixed materials (hereinafter ZnS-SiO2)2) Has been proposed (Proceedings of the 35th Joint Conference on Applied Physics 8P-ZQ-3, P839 (1988)). Since this material has a high refractive index, it is also suitable for increasing the absorption rate of laser light and for increasing the change in reflectance between amorphous and crystals or between crystals and crystals.
[0007]
ZnS-SiO2The mixed material has a microstructure of several tens of angstroms (several nm) of ZnS crystal in an amorphous state.2It is confirmed that they are dispersed inside. The dielectric layer is generally formed by sputtering, but ZnS formed by sputtering is polycrystalline, and the recording characteristics change due to the change in crystal grain size due to the effect of heating by repeated recording. Or lead to thermal destruction of the thin film.2It is considered that the ZnS crystal is prevented from growing by dispersing ZnS therein, and a stable dielectric material is obtained.
[0008]
ZnS-SiO2In addition to Ar gas, N is deposited by sputtering.2It has been proposed that the addition of a small amount of gas further increases the thermal stability and improves the signal overwrite cycle (JP-A-3-232133). Furthermore, ZnS-SiO2When forming a film by sputtering, N is added to Ar gas.2Gas and O2O in gas or Ar gas2It has been proposed that the same effect can be obtained even when a small amount of gas is added (Japanese Patent Laid-Open No. 3-263627).
[0009]
[Problems to be solved by the invention]
Since phase change optical disks reach high temperatures with recording operations, various heat-resistant protective layers have been studied. One solution is ZnS-SiO.2It is a membrane. ZnS-SiO2Since the internal stress is small and is thermally stable, the overwrite cycle is greatly improved compared to the dielectric materials that have been considered to be good. Furthermore, ZnS-SiO2To Ar + N2When the film is formed by sputtering in an atmosphere, the overwrite cycle is improved.
[0010]
Where ZnS-SiO2When forming a film by sputtering, Ar is added to O.2If the film is formed in the added atmosphere, N is added to Ar.2The overwrite cycle may be further improved as compared with an optical disk formed in an added atmosphere. However, it has been found that the thermal stability of the recording signal after the overwrite cycle is decreased. A possible reason for this is that ZnS-SiO is caused by the overwrite cycle.2Gaseous O present in the film2Is liberated and diffuses into the recording layer and combines with the constituent elements, and the characteristics of the recording layer are considered to change. In particular, when Ge provides heat resistance as in the Ge—Sb—Te system, ZnS—SiO2Gaseous O present in the film2Is bonded to Ge, the crystallization temperature of the recording film is lowered and the amorphous phase becomes unstable. Therefore, it is presumed that the CNR (signal-to-noise ratio) is lowered when exposed to a high temperature.
[0011]
In order to solve the above-mentioned conventional problems, the present invention provides a highly reliable optical information recording medium that has excellent overwrite cycle characteristics and is thermally stable.the body'sAn object is to provide a manufacturing method.
[0012]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the method for producing an optical information recording medium of the present invention causes a reversible change between optically distinguishable states by irradiation with a laser beam, and contains at least Ge, Sb, and Te as constituent elements. Forming a recording layer including:InvitationIn contact with one main surface of the electrical recording layer and the recording layer,InvitationA step of forming a protective layer having a movement suppressing layer capable of suppressing the movement of oxygen constituting the electric body layer to the recording layer, and in the step of forming the protective layer, the rare gas and oxygen Sputtering a target containing Zn, S and Si in a mixed gas atmosphere containingInvitationAn electric layer is formed, and the movement suppression layer is formed by sputtering in a mixed gas atmosphere composed of a rare gas and nitrogen, and an oxygen component concentration in the mixed gas atmosphere containing the rare gas and oxygen is 0.1 vol. . % Or more and 10 vol. % Or lessThe material of the migration suppression layer is Ge nitrideA method for manufacturing an optical information recording medium.
[0013]
In the method, the thickness of the recording layer is preferably in the range of 5 to 30 nm in order to perform stable recording.
[0014]
In the method, a protective layer is preferably formed between the recording layer and the substrate.
[0015]
In the method, the recording layer is preferably sandwiched between protective layers.
[0016]
A preferable film thickness of the movement suppressing layer is in the range of 5 to 30 nm.
[0018]
In the method, the laser beam incident side of the recording layer isA reflective layer on the other sideIt is preferable to provide.
[0019]
Moreover, in the said method, it is preferable that the thickness of a reflection layer is 30 nm or more. This is to ensure the reflectance.
[0020]
In the above method, the thickness of the dielectric layer provided between the substrate and the recording layer is preferably 30 nm or more. Although an upper limit is not specifically limited, Since it can serve as a board | substrate, it is to the thickness (usually 1.2 mm or less) of a board | substrate.
[0021]
Moreover, in the said method, it is preferable that 0.1 to 10 vol.% Of nitrogen components are further included in mixed atmosphere.
[0022]
In the method, the mixed atmosphere is preferably a mixed gas of a rare gas and air.
[0023]
According to the present invention, at least one of the material and the material composition is different.InvitationA protective layer including an electric layer is provided on at least one main surface, and a recording layer including a material that causes a reversible change between optically identifiable states by irradiation of a laser beam is provided on the substrate, and the protective layer Of which are separated from the recording layerAbove invitationAn electric current layer, a target containing Zn, S and Si, a gas having at least an oxidizing action with a rare gas,IeOxygen componentTheBy having a step of forming a film by sputtering in a mixed atmosphere including the above, it is possible to realize a highly reliable optical information recording medium having excellent overwrite cycle characteristics of the phase change optical information recording medium and thermally stable. .
[0024]
Of the protective layer, separated from the recording layerInvitationBy forming the electrical conductor layer by sputtering in a mixed gas atmosphere containing a rare gas and an oxygen component,InvitationThe oxygen content of the electrical layer can be controlled, and the migration caused by diffusion of oxygen released from the dielectric to the recording layer by the overwrite cycle can be suppressed, improving the heat resistance characteristics of the recording layer during the overwrite cycle. Thus, the life of the recording layer can be improved. In particular, when the recording layer contains Ge and Ge compensates the heat resistance of the recording layer, the oxidation of Ge due to oxygen transfer to the recording layer can be suppressed, and the heat resistance of the recording layer is maintained. Overwrite characteristics are improved.
[0025]
It is preferable that the recording layer is sandwiched between the protective layers because the above-described effect becomes more reliable.
[0026]
Separated from the recording layer of the protective layerInvitationWhen the mixed atmosphere for forming the electric layer changes in the film thickness direction and the content of the oxygen component increases as the distance from the recording layer increases, the dielectric material can have a continuous structure that does not exhibit a layer structure. Therefore, it is preferable.
[0027]
Also,InvitationBetween the electrical layer and the recording layer,InvitationEither the constituent element of the electrical layer or the constituent element of the recording layer is the recording layer orInvitationAccording to the configuration provided with the movement suppressing layer that suppresses the movement to the electric body layer, the protective layerInvitationNot only the oxygen in the electrical layer, but also the protective layerInvitationSince the movement of constituent elements in either the electrical layer or the recording layer can be suppressed, the overwrite cycle characteristics can be improved.
[0028]
In addition, as a material of the movement suppression layer, when applying any one of nitride, nitride oxide, or at least one of the constituent elements of Ge, Si, or the recording layer, compared to other movement suppression layers, For example, the constituent elements can be a barrier when diffusing, and the protective layerInvitationTrap oxygen released from the electrical layer andInvitationIt is preferable because the effect of suppressing the movement of constituent elements of the electric layer and / or the recording layer is remarkable, and particularly when Ge or Si nitride or nitride oxide is applied, the film quality is dense and heat resistant. preferable.
[0029]
Further, the reflective layer is provided on the main surface side opposite to the substrate side of the recording layer, and in the configuration where the film thickness between the reflective layer and the recording layer is thinner than the film thickness between the recording layer and the substrate, the reflective layer The thermal conductivity of the layer between the recording layer and the recording layer is promoted, and the thermal stress generated by the overwrite cycle is suppressed, which is preferable.
[0030]
With the above configuration, at least the recording layer is separatedInvitationThe electric conductor layer is made of ZnS and SiO.2Sputtering of this mixture with a mixed gas of rare gas and oxygen increases the mechanical strength and improves the overwrite cycle. When exposed to a high temperature for a long time, the diffusion of oxygen into the recording film is suppressed and the reproduced signal light does not deteriorate. As a result, it is possible to provide a highly reliable optical information recording medium having particularly excellent overwrite cycle characteristics and excellent heat resistance characteristics of the phase change optical information recording medium.
[0031]
The present invention can also be applied to a so-called double-sided bonding structure in which two substrates are arranged on the outside and two recording layers are arranged on the inner layer. In the case of this double-sided bonding structure, optical recording and reading can be performed from both the front and back directions.
[0032]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
FIG. 1 shows an example of the structure of an optical information recording medium according to the present invention. Dielectric separated from the recording layer 4 on the substrate 1layerA protective layer A composed of 2 and a movement suppression layer 3, a recording layer 4, and a dielectric separated from the movement suppression layer 5 and the recording layer 4.layer6 in which the protective layer B and the
[0033]
One of the requirements of the present invention is that the protective layer separated from the recording layerInvitationThe electrical layer is formed by sputtering a target containing Zn, S and Si in a mixed atmosphere containing a rare gas and at least an oxygen component.
[0034]
As the
[0035]
The recording layers 4, 14, and 23 are phase change media, and a substance that causes an optically detectable state change between an amorphous and a crystal, or a crystal different from a crystal, can be applied. Specific materials include Te, An alloy of Se, Sb, In, Ge, etc., for example, Ge—Sb—Te, In—Sb—Te, Ga—Sb, Ge—Sb, In—Ge—Sb, In—Ga—Sb, Ge—Sn— Te, Ag-Sb-Te, and the like.
[0036]
The reflection layers 7, 16, and 26 are not essential requirements for the configuration of the optical information recording medium obtained by the manufacturing method of the present invention as described above, but examples of the material include Au, Al, Ti, Ni, and Cr. It is composed of a simple substance or an alloy.
[0037]
The target used in the present invention includes at least Zn, S, and Si, and the number of targets is preferably a multi-target that independently includes target constituent materials for adjusting the composition of the dielectric. In consideration of simplification or the like, a mixture of constituent materials is preferable and can be selected as appropriate. When using a mixture as a target, for example, ZnS and SiO2And the like can be applied.
[0038]
Further, He, Ne, Ar, or Xe can be applied alone or in combination as the rare gas applied in the mixed atmosphere of the present invention, and for example, oxygen molecules or ozone molecules can be applied as the oxygen component.
[0039]
The protective layer of the optical information recording medium obtained by the production method of the present inventionInvitationSputtering by increasing the content of oxygen component in the mixed atmosphere as the electric conductor layer is separated from the recording layer can alleviate the migration of oxygen released from the dielectric to the recording layer regardless of the presence or absence of the movement suppression layer preferable.
[0040]
The protective layer of the optical information recording medium obtained by the production method of the present inventionInvitationThe material of the electric layer includes Zn, S, and Si, and specific materials are mainly composed of ZnS and silicon oxide.
[0041]
Protective layerInvitationIn the formation of the electric layer, the need to include an oxygen component in the mixed atmosphere is mainly an improvement in mechanical strength, and the recording characteristics themselves during the overwrite cycle are better when there are more oxygen components. If the amount of the component is too large, for example, if it is left in a high temperature atmosphere for a long time as an evaluation of the storage stability of the record after repeating the overwrite cycle,InvitationExcess oxygen in the electric material layer moves to the recording layer, which causes a problem that recording or / and reproducing characteristics of the recording layer change.
[0042]
In order to achieve both the recording characteristics during the cycle and the storage stability after the cycle, the oxygen concentration of the oxygen component in the mixed atmosphere is in the range of 0.1 vol.% To 10 vol.%.Do.
[0043]
The movement suppression layer is composed of a recording layer and a dielectric.layerOf the protective layerInvitationChanges in recording characteristics of the recording layer due to interlayer movement of constituent elements of the electrical conductor layer, particularly oxygen, are suppressed.
[0044]
As the constituent material of the movement suppression layer, nitrides, nitride oxides, carbides, sulfides, fluorides, etc. of the constituent elements of the recording layer are provided. Si nitrides or nitride oxides are dense and heat resistant. In addition, since fluctuations in recording characteristics are particularly problematic in optical information recording media, the application of nitrides or nitride oxides of the constituent elements of the recording layer causes the constituent elements of the recording layer to be dielectric.layerIn particular, a Ge nitride or nitride oxide satisfies the above characteristics and is preferable because it can suppress the phenomenon of diffusion migration to the surface. Accordingly, for example, when Ge is included as a component responsible for the heat resistance of the recording layer, such as a Ge—Sb—Te-based recording layer, a configuration including Ge nitride or Ge nitride oxide as the movement suppression layer is used. preferable.
[0045]
As a material for the movement suppressing layer, other than the above materials, for example, by adding any one of a dielectric material nitride, nitride oxide, carbide, sulfide, and fluoride, at least the movement of free oxygen in the dielectric can be performed. The effects that can be suppressedis there.
[0046]
The atmosphere of the rare gas / oxygen component / nitrogen component can be achieved inexpensively and easily by mixing the rare gas and air, and desired by changing the air content appropriately according to the distance from the recording layer. The following characteristics can be obtained.
[0047]
Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to examples.
[0048]
(referenceExample 1)
A polycarbonate substrate with a diameter of 120 mm provided with a signal recording track as a substrate, and a ternary material (for example, Ge, Sb and Te) as a recording layer.2.0Sb2.4Te5.0), Al alloy (eg Al98Cr2) ZnS and SiO as upper and lower protective layers2An optical disc was produced using the mixed material as a target. In order to protect the thin film layer of the optical disk, a resin coat was applied on the reflective layer. Here, the upper and lower protective layers have a two-layer structure formed by sputtering with different atmospheric gases.
[0049]
Referring to FIG. 1, the thickness of each layer is 80 nm for the dielectric 2 of the protective layer A, 5 nm for the movement suppression layer 3, 17 nm for the recording layer 4, and 4 nm for the movement suppression layer 5 for the protective layer B from the substrate side. The dielectric 6 is 11 nm and the
[0050]
The protective layers A and B are formed with a sputtering power of 300 W and a sputtering atmosphere of Ar, O2And N2The gas mixture was formed by sputtering under the conditions of a flow rate of 20 sccm and a total pressure of 1 mTorr. The dielectric 2 of the protective layer A and the dielectric 6 of the protective layer B had an oxygen concentration in the range of 0 to 20 vol.%. The film was formed in an atmosphere of a mixed gas of oxygen and oxygen. Moreover, when forming the movement suppression layer 3 of the protective layer A and the movement suppression layer 5 of the protective layer B, an atmosphere of a mixed gas of argon and nitrogen having a nitrogen concentration of 2% was used.
[0051]
The recording layer is a mixed target of Ge, Sb, and Te, and the sputtering layer is formed with a sputtering power of 80 W under a sputtering atmosphere of only argon gas at a flow rate of 20 sccm and a total pressure of 1 mTorr. The reflective layer is a mixed target of Al and Cr. The sputtering was performed in a sputtering atmosphere of only argon gas under the conditions of a flow rate of 20 sccm and a total pressure of 2 mTorr and a sputtering power of 200 W.
[0052]
The manufactured optical disk was overwritten 10 times alternately with 5 MHz and 3 MHz while rotating at 10 m / s by a signal evaluation apparatus having an optical system with a laser wavelength of 680 nm and a numerical aperture (NA) of 0.55. After overwriting 10,000 times, the CNR (signal to noise ratio) of the 5 MHz signal was measured.
[0053]
Further, after the heat resistance test in which the optical disk was left in dry nitrogen at 90 ° C. for 500 hours, the CNR of a track subjected to 500,000 overwrite cycles was measured.
[0054]
The cycle characteristics and heat resistance characteristics of the optical disc were evaluated by defining the CNR as 50 dB or more as a standard.
[0055]
Table 1 shows the evaluation results of the relationship between the oxygen concentration in the atmosphere when forming the dielectric 2 of the protective layer A and the dielectric 6 of the protective layer B, and the cycle characteristics and heat resistance characteristics.
[0056]
When the oxygen concentration is smaller than 0.1 vol.%, The cycle characteristics are deteriorated, which is considered that the mechanical characteristics of the dielectric 2 and the dielectric 6 are not recovered.
[0057]
On the other hand, when the oxygen concentration exceeds 10 vol.%, The cycle characteristics are good, but the heat resistance is deteriorated, and oxygen that passes through the movement suppression layer 3 and the movement suppression layer 5 and binds to the constituent elements in the recording layer. This is thought to be because the amount increases rapidly.
[0058]
Therefore, it was confirmed that the oxygen concentration range in which good cycle characteristics and heat resistance characteristics can be obtained is 0.1 vol.% Or more and 10 vol.% Or less.
[0059]
[Table 1]
[0060]
In this embodiment, argon is used as a rare gas component of the mixed gas. However, if an inert gas such as He, Ne, or Xe is used, the same effect can be obtained. Furthermore, in order to make use of the effect of mechanical strength obtained by mixing oxygen in a rare gas and sputtering, it is desirable that the dielectric layers 2 and 6 have a film thickness of 10 nm or more.
[0061]
Also bookreferenceIn the example, if the film thicknesses of the movement suppression layers 3 and 5 are 3 nm or more, an effect of suppressing the diffusion of oxygen to the recording layer can be obtained.
[0062]
(Reference example2)
Reference example 1As the recording layer, using the same substrate asReference example 1As a ternary material consisting of Ge, Sb and Te, as a reflective layerReference example 1Al alloy, ZnS and SiO as upper and lower protective layers2An optical disc was produced using the mixed material as a target. In order to protect the thin film layer of the optical disk, a resin coat was applied on the reflective layer. Here, the upper and lower protective layers have a two-layer structure formed by sputtering with different atmospheric gases.
[0063]
Referring to FIG. 1, the thickness of each layer is 80 nm for the dielectric 2 of the protective layer A, 5 nm for the movement suppression layer 3, 17 nm for the recording layer 4, and 4 nm for the movement suppression layer 5 for the protective layer B from the substrate side. The dielectric 6 is 11 nm and the
[0064]
The protective layers A and B are formed with a sputtering power of 300 W and a sputtering atmosphere of Ar, O2And N2The mixed gas of 2 is a sputtering method under the conditions of a flow rate of 20 sccm and a total pressure of 1 mTorr. The dielectric layer 2 of the protective layer A and the dielectric layer 6 of the protective layer B have a nitrous oxide concentration range of 0 to 20 vol.%. The film was formed in an atmosphere of a mixed gas of argon and nitrous oxide. Moreover, when forming the movement suppression layer 3 of the protective layer A and the movement suppression layer 5 of the protective layer B, it was set as the atmosphere of the mixed gas of argon and nitrogen whose nitrogen concentration is 2 vol.%.
[0065]
The recording layer is a mixed target of Ge, Sb, and Te, and the sputtering layer is formed with a sputtering power of 80 W under a sputtering atmosphere of only argon gas at a flow rate of 20 sccm and a total pressure of 1 mTorr. The reflective layer is a mixed target of Al and Cr. The sputtering was performed in a sputtering atmosphere of only argon gas under the conditions of a flow rate of 20 sccm and a total pressure of 2 mTorr and a sputtering power of 200 W.
[0066]
The produced optical discReference example 1And evaluated in the same manner. Table 2 shows the evaluation results of the relationship between the nitrous oxide concentration in the atmosphere when forming the dielectric 2 of the protective layer A and the dielectric 6 of the protective layer B, and the cycle characteristics and heat resistance characteristics.
[0067]
When the concentration of nitrous oxide is smaller than 0.1 vol.%, The cycle characteristics are deteriorated, which is considered that the mechanical characteristics of the dielectric 2 and the dielectric 6 are not recovered.
[0068]
On the other hand, when the nitrous oxide concentration exceeds 15 vol.%, The cycle characteristics are good, but the heat resistance is deteriorated, and it passes through the movement suppression layer 3 and the movement suppression layer 5 and is bonded to the constituent elements in the recording layer. This is probably because the amount of oxygen increases rapidly.
[0069]
Therefore, it was confirmed that the nitrous oxide concentration range in which good cycle characteristics and heat resistance characteristics can be obtained is 0.1 vol.% Or more and 15 vol.% Or less.
[0070]
[Table 2]
[0071]
BookReference exampleIn FIG. 2, argon is used as a rare gas component of the mixed gas. However, if an inert gas such as He, Ne, or Xe is used, the same effect can be obtained.
[0072]
Furthermore, in order to make use of the effect of mechanical strength obtained by mixing oxygen in a rare gas and sputtering, it is desirable that the dielectric layers 2 and 6 have a film thickness of 10 nm or more.
[0073]
Also bookReference exampleIf the film thickness of the movement suppression layers 3 and 5 is 3 nm or more, the effect of suppressing the diffusion of oxygen to the recording layer can be obtained.
[0074]
(Comparative Example 1)
Reference example 1As the recording layer, using the same substrate asReference example 1As a ternary material consisting of Ge, Sb and Te, as a reflective layerReference example 1Al alloy similar to the above, ZnS and SiO as the upper and lower first and second dielectric layers2An optical disc was produced using the mixed material as a target.
[0075]
The thickness of each layer is 85 nm for the first dielectric layer, 17 nm for the recording layer, 15 nm for the second dielectric layer, and 100 nm for the
[0076]
This optical discReference example 1The cycle characteristics and heat resistance characteristics were evaluated in the same manner as in Table 3, and the results are shown in Table 3. As is apparent from Table 3, there is no change in CNR characteristics after 500,000 times overwriting and after 500,000 times overwriting, but after 500,000 times overwriting and after heat testing. Both CNRs are 48 dB below the reference value.
[0077]
This is because the amount of gaseous oxygen liberated by the cycle from the first and second dielectric layers due to the addition of nitrogen is suppressed, so that before and after the heat resistance test due to oxidation of Ge in the recording layer. It shows that there is no characteristic change.
[0078]
(Comparative Example 2)
Reference example 1As the recording layer, using the same substrate asReference example 1As a ternary material consisting of Ge, Sb and Te, as a reflective layerReference example 1Al alloy similar to the above, ZnS and SiO as the upper and lower first and second dielectric layers2An optical disc was produced using the mixed material.
[0079]
The thickness of each layer is 85 nm for the first dielectric layer, 17 nm for the recording layer, 15 nm for the second dielectric layer, and 100 nm for the
[0080]
This optical discReference example 1The cycle characteristics and heat resistance characteristics were evaluated in the same manner as in Table 3, and the results are shown in Table 3. As is apparent from Table 3, the CNR after 500,000 cycles was as good as 54 dB, but the CNR after the heat test was reduced to 30 dB.
[0081]
The addition of oxygen compensates for oxygen vacancies in the dielectric and improves the strength properties of the film, improving the cycle characteristics. However, the gaseous oxygen present in the film is liberated by the cycle. Therefore, it is considered that the heat resistance is deteriorated because the crystal temperature is lowered by bonding to Ge in the recording layer and the amorphous phase becomes unstable.
[0082]
(Example 1)
Reference example 1As the recording layer, using the same substrate asReference example 1As a ternary material consisting of Ge, Sb and Te, as a reflective layerReference example 1An optical disk was manufactured by providing two layers of protective layers A and B on the upper and lower sides of the same Al alloy and recording layer. In order to protect the thin film layer of the optical disk, a resin coat was applied on the reflective layer.
[0083]
Referring to FIG. 1, the film thickness of each layer is 80 nm for the dielectric 2 of the protective layer A, 8 nm for the movement suppression layer 3 for the protective layer A, 17 nm for the recording layer 4 and the movement suppression for the protective layer B from the substrate side. Layer 5 is 8 nm, protective layer B dielectric 6 is 11 nm, and
[0084]
The deposition conditions for each layer are other than the protective layers A and B.Reference example 1The same sputtering method was used. Among the protective layers A and B, the sputtering atmosphere of the dielectric 2 and the dielectric 6 is a mixed gas of argon and oxygen having an oxygen concentration of 1 vol.%, The flow rate is 20 sccm, the total pressure is 1 mTorr, and the materials are ZnS and SiO.2A sputtering film was formed with a sputtering power of 300 W using the above mixed material as a target. In addition, the movement suppression layer 3 and / or the movement suppression layer 5 of the protective layers A and B are made of Ge, and a mixed gas atmosphere of 20 vol.% Nitrogen and argon with a flow rate of 20 sccm and a total pressure of 5 mTorr and a sputtering power of 500 W. The film was formed by reactive sputtering under the conditions to form a Ge nitride thin film.
[0085]
An optical disk manufactured by forming a Ge nitride oxide on both the protective layer A and the protective layer B is an optical disk A, and an optical disk manufactured by forming a Ge nitride oxide only on the movement suppression layer 3 of the protective layer A. An optical disk produced by depositing a Ge nitride oxide only in the movement suppressing layer 5 of the optical disk B and protective layer B is referred to as an optical disk C. Of the optical disks B and C, the remaining movement suppression layer 5 (optical disk B) or movement suppression layer 3 (optical disk C) is composed of ZnS and SiO in an atmosphere of a mixed gas of argon and nitrogen having a nitrogen concentration of 2 vol.2The mixed material was sputtered to form a film. These optical discsReference example 1In the same manner as described above, the cycle characteristics and heat resistance characteristics were evaluated, and the results are shown in Table 3.
[0086]
As shown in Table 3, good cycle characteristics and heat resistance characteristics were obtained for all of the optical disks A, B, and C. This is because the migration suppressing layer 3 of the protective layer A and / or the migration suppressing layer 5 of the protective layer B is made of Ge nitride oxide, and the dielectric 2 and / or protective layer B of the protective layer A is subjected to a heat resistance test. It is considered that oxygen liberated from the dielectric 6 is suppressed from diffusing into the recording layer.
[0087]
In this embodiment, the constituent material of the movement suppression layer 3 and / or the movement suppression layer 5 is Ge nitride oxide. However, the constituent elements of the recording layer are nitride, nitride oxide, carbide, sulfide, fluoride, etc. As a result, the cycle characteristics and the heat resistance were improved as compared with the conventional ones. In particular, the nitride of Ge, the nitride or nitride of Si, or the nitride of the constituent element of the recording layer 5 was observed. Alternatively, when it is composed of nitrided oxide, good cycle characteristics and heat resistance characteristics were obtained.
[0088]
In this embodiment, argon is used as a rare gas component of the mixed gas. However, if an inert gas such as He, Ne, or Xe is used, the same effect can be obtained.
[0089]
Further, good cycle characteristics and heat resistance characteristics can be obtained when the oxygen concentration in the atmosphere during the formation of the dielectric 2 of the protective layer A and the dielectric 6 of the protective layer B is in the range of 0.1 to 10 vol.
[0090]
(Reference example 3)
Reference example 1As the recording layer, using the same substrate asReference example 1As a ternary material consisting of Ge, Sb and Te, as a reflective layerReference example 1An optical disk was manufactured by providing the same Al alloy, a protective layer A having a two-layer structure on the substrate side of the recording layer, and a single dielectric layer between the recording layer and the reflective layer. In order to protect the thin film layer of the optical disk, a resin coat was applied on the reflective layer.
[0091]
Referring to FIG. 2, the thickness of each layer is 80 nm for the dielectric 12 of the protective layer A, 8 nm for the
[0092]
The film forming conditions for each layer are other than the protective layer A and the dielectric layer.Reference example 1The same sputtering method was used. The dielectric 12 of the protective layer A is composed of ZnS and SiO in an atmosphere of a mixed gas of argon and oxygen having an oxygen concentration of 3 vol.%.2The mixed material was sputtered to form a film. The
[0093]
The
[0094]
These optical discsReference example 1The cycle characteristics and heat resistance characteristics were evaluated in the same manner as in Table 3, and the results are shown in Table 3. As shown in Table 3, good cycle characteristics and heat resistance characteristics were obtained with any optical disk.
[0095]
BookreferenceIn the example, the
[0096]
Further, good cycle characteristics and heat resistance characteristics can be obtained when the oxygen concentration in the atmosphere during the formation of the dielectric 12 of the protective layer A is in the range of 0.1 to 10 vol.
[0097]
In addition, bookreferenceIn the example, oxygen is used as the oxidizing gas in the rare gas. However, when nitrous oxide is used instead, the cycle characteristics and thermal characteristics are improved. In particular, when the concentration of nitrous oxide was in the range of 0.1 to 15 vol.%, Good cycle characteristics and heat resistance characteristics were obtained.
[0098]
BookreferenceIn the example, argon is used as a rare gas component of the mixed gas. However, if an inert gas such as He, Ne, or Xe is used, the same effect can be obtained.
[0099]
(Reference example4)
Reference example 1As the recording layer, using the same substrate asReference example 1As a ternary material consisting of Ge, Sb and Te, as a reflective layerReference example 1An optical disk was manufactured by providing the same Al alloy, a protective layer A having a two-layer structure on the substrate side of the recording layer, and a single dielectric layer between the recording layer and the reflective layer. In order to protect the thin film layer of the optical disk, a resin coat was applied on the reflective layer.
[0100]
Referring to FIG. 2, the thickness of each layer is 80 nm for the dielectric 12 of the protective layer A, 8 nm for the
[0101]
The film forming conditions for each layer are other than the protective layer A and the dielectric layer.Reference example 1The same sputtering method was used. The dielectric 12 and the
[0102]
This optical discReference example 1The cycle characteristics and heat resistance characteristics were evaluated in the same manner as in Table 3, and the results are shown in Table 3. As shown in Table 3, good cycle characteristics and heat resistance characteristics were obtained.
[0103]
BookreferenceIn the example, the
[0104]
Also, good cycle characteristics and heat resistance characteristics can be obtained when the oxygen concentration in the atmosphere during the formation of the dielectric 12 and
[0105]
In addition, bookreferenceIn the example, oxygen is used as the oxidizing gas in the rare gas. However, when nitrous oxide is used instead, the cycle characteristics and thermal characteristics are improved. In particular, when the concentration of nitrous oxide was in the range of 0.1 to 15 vol.%, Good cycle characteristics and heat resistance characteristics were obtained.
[0106]
In particular, although the
[0107]
BookreferenceIn the example, argon is used as a rare gas component of the mixed gas. However, if an inert gas such as He, Ne, or Xe is used, the same effect can be obtained.
[0108]
(Reference example5)
Reference example 1As the recording layer, using the same substrate asReference example 1As a ternary material consisting of Ge, Sb and Te, as a reflective layerReference example 1An optical disk was manufactured by providing the same Al alloy, a single dielectric layer on the substrate side of the recording layer, and a protective layer B having a two-layer structure between the recording layer and the reflective layer. In order to protect the thin film layer of the optical disk, a resin coat was applied on the reflective layer.
[0109]
Referring to FIG. 3, the thickness of each layer from the substrate side is 85 nm for the
[0110]
The deposition conditions for each layer are as follows except for the protective layer A and the dielectric layer.Reference example 1The same sputtering method was used. The dielectric 25 of the protective layer B is made of ZnS and SiO in an atmosphere of a mixed gas of argon and oxygen having an oxygen concentration of 3 vol.%.2The target is a mixed material of 2 and the flow rate is 20 sccm. Sputter deposition was performed under conditions of a total pressure of 1 mTorr and a sputtering power of 300 W.
[0111]
The movement suppression layer 24 of the
[0112]
These optical discsReference example 1The cycle characteristics and heat resistance characteristics were evaluated in the same manner as in Table 3, and the results are shown in Table 3. As shown in Table 3, good cycle characteristics and heat resistance characteristics were obtained with any optical disk.
[0113]
BookreferenceIn the example, the movement suppressing layer 24 of the protective layer B of the optical disk H is made of Ge nitride oxide, but the results of studying nitrides, nitride oxides, carbides, sulfides, fluorides, etc. of the constituent elements of the recording layer However, in both cases, improvement in cycle characteristics and heat resistance was observed compared to conventional ones. In particular, when various metal nitrides, oxides or fluorides were studied, Ge nitride, Si nitride In addition, when the
[0114]
Further, good cycle characteristics and heat resistance characteristics can be obtained when the oxygen concentration in the atmosphere during the formation of the dielectric 25 of the protective layer B is in the range of 0.1 to 10 vol.
[0115]
BookreferenceIn the example, argon is used as a rare gas component of the mixed gas. However, if an inert gas such as He, Ne, or Xe is used, the same effect can be obtained.
[0116]
Reference Examples 1 to 4 and Example 1Comparing optical disc E and optical disc F andReference example 3Is excellent in cycle characteristics and heat resistance after cycling, and is characterized in that the total number of layers is five and the number of manufacturing steps is small and simple.
[0117]
(Reference Example 6)
Reference example 1The dielectric 2 of the protective layer A and the dielectric 6 of the protective layer B have the same optical disc structure asReference example 1Instead of the mixed gas atmosphere of argon and oxygen, ZnS and SiO are mixed in a mixed gas atmosphere of argon, oxygen and nitrogen.2The mixed material is used as a target, and a film is formed by sputtering. However, the oxygen concentration in the mixed gas is 3 vol.%, The nitrogen concentration is 1 vol.%, And the flow rate, total pressure, and sputtering power areReference example 1Is the same.
[0118]
This optical discReference example 1When the cycle characteristics and heat resistance were evaluated by the same method as described above, good cycle characteristics and heat resistance were obtained as shown in Table 3. In this example,Reference example 1An optical disc structure similar to2,Example1Reference examples3Or reference example4In any of the optical disk structures, ZnS and SiO in an atmosphere of a mixed gas of argon and oxygen.2By forming the protective layer dielectric or dielectric layer formed by sputtering the mixed material, good cycle characteristics and heat resistance characteristics were obtained.
[0119]
Further, good cycle characteristics and heat resistance characteristics can be obtained when the oxygen concentration in the mixed gas of argon, oxygen, and nitrogen during film formation is in the range of 0.1 to 10 vol. In this embodiment, argon is used as a rare gas component of the mixed gas. However, if an inert gas such as He, Ne, or Xe is used, the same effect can be obtained.
[0120]
(Reference Example 7)
Reference example 1The dielectric 2 of the protective layer A and the dielectric 6 of the protective layer B have the same optical disc structure asReference example 1ZnS and SiO in the mixed gas atmosphere of argon and air instead of the mixed gas atmosphere of argon and oxygen2The mixed material is sputtered to form a film. However, the ratio of argon and air in the mixed gas is 99: 3, and the flow rate, total pressure and sputtering power areReference example 1Is the same.
[0121]
This optical discReference example 1When the cycle characteristics and heat resistance were evaluated by the same method as described above, good cycle characteristics and heat resistance were obtained as shown in Table 3.
[0122]
In this example,Reference example 1An optical disc structure similar to2,Example1Reference examples3Or reference example4In any of the optical disk structures, ZnS and SiO in an atmosphere of a mixed gas of argon and oxygen.2By forming the protective layer dielectric or dielectric layer formed by sputtering the mixed material, good cycle characteristics and heat resistance characteristics were obtained. However, the ratio of argon to air is preferably in the range of 99.9 to 0.1 to 95 to 5.
[0123]
In this embodiment, argon is used as a rare gas component of the mixed gas. However, if an inert gas such as He, Ne, or Xe is used, the same effect can be obtained.
[0124]
(Reference example8)
Reference example 1As the recording layer, using the same substrate asReference example 1As a ternary material consisting of Ge, Sb and Te, as a reflective layerReference example 1ZnS and SiO as the upper and lower dielectric layers sandwiching the recording layer with the same Al alloy2An optical disc having the same configuration as in Comparative Examples 1 and 2 was manufactured using the mixed material. In order to protect the thin film layer of the optical disk, a resin coat was applied on the reflective layer. The difference from Comparative Examples 1 and 2 is that the upper and lower dielectric layers have a single layer structure formed by sputtering in which the components of the atmospheric gas continuously change.
[0125]
From the substrate side, the thickness of each layer is 85 nm for the first dielectric layer, 17 nm for the recording layer, 15 nm for the second dielectric layer, and 100 nm for the reflective layer. Of the film forming conditions for each layer, except for the first and second dielectric layers,Reference example 1The same sputtering method was used. The first and second dielectric layers are formed by sputtering in an atmosphere of a mixed gas of argon and oxygen having an oxygen concentration of 2 vol.% On the side opposite to the recording layer (substrate or reflective layer side). As the temperature approaches, the oxygen mixing ratio was gradually replaced with nitrogen, and the film was formed by sputtering in an atmosphere of a mixed gas of argon and nitrogen in the range of 2 vol.% On the side in contact with the recording layer.
[0126]
This optical discReference example 1When the cycle characteristics and heat resistance were evaluated by the same method as described above, good cycle characteristics and heat resistance were obtained as shown in Table 3.
[0127]
The oxygen concentration in the mixed gas in the atmosphere during film formation on the side of the first dielectric layer and the second dielectric layer in contact with the recording layer is in the range of 0 to 10 vol. Good cycle characteristics and heat resistance when the nitrogen concentration in the atmosphere during film formation on the opposite side of the dielectric layer and the second dielectric layer (substrate or reflective layer side) is in the range of 0-5 vol. Characteristics were obtained.
[0128]
BookreferenceIn the example, argon is used as a rare gas component of the mixed gas. However, if an inert gas such as He, Ne, or Xe is used, the same effect can be obtained.
[0129]
[Table 3]
[0130]
【The invention's effect】
As described above, according to the method for manufacturing an optical information recording medium of the present invention, the first dielectric layer is in contact with one main surface of the recording layer to form the first dielectric layer.Of oxygenMove to the recording layerTheIncluding a step of forming a protective layer having a migration suppression layer capable of being suppressed, and in this step, noble gas and nitrogenConsist ofForming the movement suppression layer by sputtering in a mixed atmosphere,The oxygen component concentration in the mixed gas atmosphere containing the rare gas and oxygen is 0.1. vol . % Or more 10 vol . % Or lessSoHigh mechanical strength, improved cycle characteristics, andThe oxygen contained in the first dielectric layer diffuses into the recording layer and combines with the constituent element Ge of the recording layer to change the characteristics of the recording layer.ButSuppressed optical information recording medium,That is, an optical information recording medium having excellent heat resistanceCan provide.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing an optical information recording medium according to an embodiment of the present invention.
[Figure 2]Reference exampleIt is a typical sectional view showing the optical information recording medium of.
[Fig. 3]Another reference exampleIt is a typical sectional view showing the optical information recording medium of.
[Explanation of symbols]
1 Substrate
2 Dielectric of protective layer A
3 Movement suppression layer of protective layer A
4 Recording layer
5 Dielectric of protective layer B
6 Movement suppression layer of protective layer B
7 Reflective layer
11 Substrate
12 Dielectric of protective layer A
13 Movement suppression layer of protective layer A
14 Recording layer
15 Dielectric layer
16 Reflective layer
21 Substrate
22 Dielectric layer
23 Recording layer
24 Dielectric of protective layer B
25 Movement inhibition layer of protective layer B
26 Reflective layer
Claims (6)
誘電体層と、前記記録層の一方の主面に接し、前記誘電体層を構成する酸素の前記記録層への移動を抑制可能とする移動抑制層と、を有する保護層を形成する工程とを含み、
前記保護層を形成する工程において、希ガスと酸素とを含む混合ガス雰囲気中で、Zn、S及びSiを含むターゲットをスパッタリングして前記誘電体層を成膜し、希ガスと窒素とからなる混合ガス雰囲気中でスパッタリングにより前記移動抑制層を成膜し、
前記希ガスと酸素とを含む混合ガス雰囲気における酸素成分濃度が0.1vol.%以上10vol.%以下であり、
前記移動抑制層の材料が、Geの窒化物であることを特徴とする光学的情報記録媒体の製造方法。Forming a recording layer containing at least Ge, Sb and Te as constituent elements, which causes a reversible change between optically distinguishable states by irradiation with a laser beam;
And dielectrics layer, in contact with one main surface of the recording layer to form a protective layer having a transfer inhibiting layer that allows suppress the movement to the recording layer of the oxygen constituting the induction conductor layer Process,
In the step of forming the protective layer, from in a mixed gas atmosphere containing a rare gas and oxygen, Zn, by sputtering a target containing S and Si was deposited the induction conductor layer, and a rare gas and nitrogen Forming the migration suppression layer by sputtering in a mixed gas atmosphere,
The oxygen component concentration in the mixed gas atmosphere containing the rare gas and oxygen is 0.1 vol. % Or more and 10 vol. % Ri Der below,
The method of manufacturing an optical information recording medium, wherein the material of the movement suppression layer is Ge nitride .
前記記録層と前記基板との間に前記保護層を形成する請求項1記載の光学的情報記録媒体の製造方法。The optical information recording medium includes a substrate,
The method for producing an optical information recording medium according to claim 1, wherein the protective layer is formed between the recording layer and the substrate.
2層の前記保護層のうちの一方の保護層を、前記記録層の一方の主面側に形成し、他方の保護層を、前記記録層の他方の主面側に形成する請求項1記載の光学的情報記録媒体の製造方法。The optical information recording medium includes two protective layers,
2. The protective layer of one of the two protective layers is formed on one main surface side of the recording layer, and the other protective layer is formed on the other main surface side of the recording layer. Manufacturing method of optical information recording medium.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP33063697A JP4108166B2 (en) | 1996-12-06 | 1997-12-01 | Manufacturing method of optical information recording medium |
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP8-326386 | 1996-12-06 | ||
JP32638696 | 1996-12-06 | ||
JP33063697A JP4108166B2 (en) | 1996-12-06 | 1997-12-01 | Manufacturing method of optical information recording medium |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH10222880A JPH10222880A (en) | 1998-08-21 |
JP4108166B2 true JP4108166B2 (en) | 2008-06-25 |
Family
ID=26572172
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP33063697A Expired - Fee Related JP4108166B2 (en) | 1996-12-06 | 1997-12-01 | Manufacturing method of optical information recording medium |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP4108166B2 (en) |
-
1997
- 1997-12-01 JP JP33063697A patent/JP4108166B2/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH10222880A (en) | 1998-08-21 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US6143469A (en) | Optical information recording medium and manufacturing method | |
EP0195532B1 (en) | An information recording medium | |
JP3651559B2 (en) | Optical recording medium | |
JP3612927B2 (en) | Optical information recording medium | |
JP2001322357A (en) | Information recording medium and its manufacturing method | |
JPH0335734B2 (en) | ||
JP4316506B2 (en) | Optical information recording medium and method for manufacturing the same | |
US5505835A (en) | Method for fabricating optical information storage medium | |
JPH0380635B2 (en) | ||
JP4108166B2 (en) | Manufacturing method of optical information recording medium | |
JP3908571B2 (en) | Optical information recording medium, manufacturing method thereof, and recording / reproducing method thereof | |
WO2006043357A1 (en) | Optical information recording medium and process for producing the same | |
JP2001273673A (en) | Optical recording medium and method for producing the same | |
US8133565B2 (en) | Recording medium | |
JPS62264460A (en) | Optical disk | |
JPH10302311A (en) | Optical information recording medium and its production | |
JPH11306597A (en) | Optical information recording medium and its production | |
JPH09198712A (en) | Optical information recording medium and its production | |
JPS62289937A (en) | Optical disk and its production | |
JPH04228126A (en) | Optical information recording medium | |
JP3028902B2 (en) | Optical information recording medium | |
JPH03122845A (en) | Optical recording medium | |
JPS62180538A (en) | Optical disk | |
JPH10289478A (en) | Optical information recording medium and its production | |
JPH10208296A (en) | Optical recording medium |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20041201 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20041220 |
|
A871 | Explanation of circumstances concerning accelerated examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A871 Effective date: 20041220 |
|
A975 | Report on accelerated examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971005 Effective date: 20050210 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20050422 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20050621 |
|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20050719 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20050920 |
|
A911 | Transfer to examiner for re-examination before appeal (zenchi) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A911 Effective date: 20051025 |
|
A912 | Re-examination (zenchi) completed and case transferred to appeal board |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A912 Effective date: 20051209 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20080214 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20080402 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110411 Year of fee payment: 3 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120411 Year of fee payment: 4 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130411 Year of fee payment: 5 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |