WO1998038636A1

WO1998038636A1 - Phase-changeable optical recording medium, method of manufacturing the same, and method of recording information on the same

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Publication number: WO1998038636A1
Application number: PCT/JP1998/000732
Authority: WO
Inventors: Shuichiro Ogawa; Isao Morimoto; Kazuhiro Nishimura; Masato Terada
Original assignee: Asahi Chemical Industry Co Ltd; Asahi Kasei Kogyo KK
Current assignee: Asahi Kasei Corp; Asahi Chemical Industry Co Ltd
Priority date: 1997-02-28
Filing date: 1998-02-24
Publication date: 1998-09-03
Anticipated expiration: 1999-08-28
Also published as: KR20000075827A; EP0965984A4; AU6230198A; TW412742B; CN1188847C; DE69839909D1; US6335069B1; EP0965984B1; AU723890B2; CN1249056A; EP0965984A1

Description

明細相変化型光記録媒体およびその製造方法およびその記録方法技術分野

本発明は、照射光の強度に応じて結晶 -非晶質間の相変化がなされる記録層を備えた相変化型光記録媒体に関し、特に、初期化工程を不要とすることができる相変化型光記録媒体およびその製造方法およびその記録方法に関する。背景技術

近年、光情報記録媒体は、膨大な量の情報を記録 ·再生 ·消去する手段として盛んに研究開発が行われている。特に、記録層が結晶質と非晶質との二状態間で可逆的に相変化することを利用して情報の記録 ·消去を行ういわゆる相変化型光ディスクは、レーザ一光のパワーを変化させるだけで古い情報を消去しながら同時に新たな情報を記録すること（以下「オーバーライト」と称する）が出来るという利点を有していることから、有望視されている。

このオーバ一ライト可能な相変化型光ディスクの記録材料としては、低融点でかつレーザ一光の吸収効率の高い I n— S e系合金（「Appl. P hys. Lett. 第 5 0卷、 6 6 7ページ、 1 9 8 7年」参照）や I n— S b T e ( 「Appl. Phys. Lett. 第 5 0卷、 1 6ページ、 1 9 8 7年」参照 ) 、 G e T e S b合金（特開昭 6 2 5 3 8 8 6公報参照）等の力ルコゲン合金が主として用いられている。

一方、これらのカルコゲン合金を用いて実際に記録 ·消去を行う場合は、記録 ·消去時の熱による基板の変形を防止したり、記録層の酸化や案内溝に沿っての物質移動あるいは変形を防止するために、通常、記録層の直下と直上のいずれか一方または双方に、 _金属あるいは半金属の酸化物、炭化物-、 - フッ化物、硫化物、および窒化物から選ばれた少なくとも一種類からなる誘電体層を設けている。

そして、カルコゲン合金からなる記録層と、記録層の直下および Zまたは直上に設けた誘電体層と、記録層の基板側とは反対側に設けた冷却層を兼ねた反射層（例えば A 1合金）を透明基板上に備えた三層または四層構造のものが、記録 ·消去特性の点で好適であるために相変化型光デイスクの主流となっている。

通常の相変化型光ディスクは、記録層に記録パワーのレ一ザビームを照射して融点以上の温度に加熱した後急冷することにより、記録層材料が非晶質化されて記録マークが形成され、消去パワーのレーザビームを照射して結晶化温度以上に加熱した後徐冷することにより、記録層材料が結晶化されて記録マークが消去される。

このような相変化型光ディスクは、スパッタリング法や蒸着法等により各層をなす薄膜を基板に対して順次形成することによって作製されるが、成膜直後の記録層は非晶質状態にあるため、通常は、レーザビームを照射して全面を結晶化した後に出荷される。この工程は一般に初期化工程と称される。

ここで、上述の三層または四層構造の相変化型光ディスクでは、記録層が結晶状態の場合の反射率を R c、非晶質状態の場合の反射率を R a とすると R c > R aとなっている。そして、記録層が非晶質状態の場合の反射率は、通常の駆動装置でフォーカシングおよびトラッキングを安定的に行うのに十分な値ではない。そこで、初期化工程を行うことにより記録層を結晶状態とすれば、十分な反射率を得ることができる。

しかしながら、この初期化工程は、最も効率の良いレーザビーム照射法によっても、直径 1 2 O mmの光ディスク全体を初期化するために 1 分弱の時間を要し、光ディスクを製造する上でコスト上昇の原因となつている。すなわち、光ディスクの各製造工程で一枚の処理にかかる時間 (夕クト時間）を考えた時、初期化工程にかかる時間は基板の成形工程や成膜工程と比較して長い。したがって、例えば成膜工程の夕クト時間が 8秒である場合に、初期化工程への移行時のタイムロスをなくすためには、非常に高価な初期化装置が少なくとも 6〜7台は必要となる。その結果、初期化工程を行うことで光ディスクの製造コストが高くなつている。

一方、日本国特開平 7— 7 8 3 5 4号公報（E P 6 4 2 1 2 3 A 1 ) および日本国特開平 8 - 6 3 7 8 1号公報には、記録層が結晶状態の場合の反射率 R cと非晶質状態の場合の反射率 R aとの関係が R cく R a である相変化型光ディスクが開示されている。日本国特開平 7 - 1 0 5 5 7 4号公報には、記録層が結晶状態の場合の光吸収率 A cと非晶質状態の場合の光吸収率 A aとの関係が A c > A aである（その結果 R cく R aとなる）相変化型光ディスクが開示されている。

このうち、日本国特開平 7 - 7 8 3 5 4号公報および日本国特開平 7 - 1 0 5 5 7 4号公報には、記録層と基板との間に金属層または光吸収層を設けることにより、 R cく R aあるいは A c〉 A aにできることが記載されている。また、日本国特開平 8— 6 3 7 8 1号公報には、記録層と基板との間に形成する保護層の膜厚を適切に選ぶことにより、 R c く R aにできることが記載されている。

また、反射率の関係を R cく R aにすることによって、記録層が結晶状態の場合の光吸収率 A cと非晶質状態の場合の反射率 A aとの関係が A c > A aとなるため、オーバ一ライト時の非晶質マークの形状歪みを抑えることができる。これにより、高密度記録が可能なマークエッジ記録において、再生光に含まれるジッターが少なくなつて、高い記録 -再生特性が得られる。 ―

上述のよう-に、反射率の関係が R cく R aである相変化型光ディスクは、初期化工程を行わなくても十分な反射率が得られるとともに、マ一クエッジ記録で高い記録 ·再生特性が得られるものである。しかしながら、この相変化型光ディスクは、初期化工程を行わないでォ一バーライトを行うと、初回記録時の C /N (搬送波対雑音比）がオーバ一ライト時の C /Nよりも低くなるということが、本発明者等の研究により分かつた。

本発明は、反射率の関係が R cく R aである相変化型光ディスクにおいて、初期化工程を行わないで記録を行った場合でも、初回記録時から高い記録特性を得ることができるようにすることを課題とする。発明の開示

上記課題を解決するために、本発明は、基板と、その一方の面に形成された、照射光の強度に応じて結晶非晶質間の相変化がなされる記録層とを少なくとも備え、この記録層の結晶状態での反射率が非晶質状態での反射率より小さくなるように構成された相変化型光記録媒体において、前記記録層は安定非晶質状態に成膜されたものであることを特徴とする相変化型光記録媒体を提供する。

すなわち、本発明の相変化型光記録媒体は、結晶-非晶質間の相変化が可逆的になされる記録層を有する書換可能な相変化型光記録媒体、および結晶-非晶質間の少なくとも一方向の相変化がなされる記録層を有する、 1回のみの記録が可能な追記型の相変化型光記録媒体のいずれをも含むものである。

結晶 -非晶質間の相変化に関しては、オーム社発行の「アモルファス半導体の基礎」（1982 ) の 23頁に、図 1に示すグラフが挙げられている。このグラフは、結晶—非晶質間の相変化が生じる薄膜の、原子の配置（自度）と自由エネルギーとの関係を示している。

この図から分かるように、結晶状態（C) では自由エネルギーが最小となり、非晶質（アモルファス）状態（A) には、自由エネルギーが比較的浅い極小値となる複数の状態（A l, A2 , A3, ····) がある。そして、各非晶質状態の薄膜は、熱や光などの形で外から加えられる僅かなエネルギーによって活性化エネルギーの山を乗り越えて、近くにある別の極小値の状態に移ることが可能であると考えられている。

本発明では、これらの非晶質状態のうち配置が最も結晶状態に近く、一つの活性化エネルギーの山を乗り越えるだけで結晶状態（C) となる非晶質状態（A 1) を安定非晶質状態と定義し、これ以外の非晶質状態 (A2, A3, ····) を準安定非晶質状態と定義する。すなわち、準安定非晶質状態（A2， A3, ····) から結晶状態（C) になる場合には複数の活性化エネルギーの山を乗り越える必要がある。そのため、準安定化非晶質状態の薄膜は、安定非晶質状態の薄膜と比較して結晶化状態になり難い。

従来の反射率の関係が R cく R aである相変化型光記録媒体は、記録層を含めた各層の成膜時に基板の温度は特に制御されず、比較的低温（例えば 20°C以上 35°C未満）になっているため、記録層は準安定非晶質状態となっていると考えられる。すなわち、初期化工程を行わないで記録を行うと、初回の記録は準安定非晶質状態の記録層に対して行われる。そのため、結晶化されるべき部分が十分に結晶化されない。そして、書換可能型の場合の 2回目以降の記録は、下地の非晶質部分が初回の記録によって安定非晶質状態となっているため、結晶化されるべき部分は十分に結晶化される。その結果、追記型の場合には記録時の CZNが低く、書換可能型の場合には、初回記録時の C/ Nがオーバ一ライト時の

C /Nよりも低いという現象が生じている。 ―

これに対して、本発明の反射率の関係が R c < R aである相変化型光記録媒体は、記録層が安定非晶質状態に成膜されたものであるため、初期化工程を行わないで記録を行っても、初回の記録は安定非晶質状態の記録層に対して行われる。したがって、初回の記録から結晶化されるベき部分は十分に結晶化される。その結果、追記型の場合には記録時に高い C /Nが得られ、書換可能型の場合には、初回の記録も 2回目以降の記録も高い C /Nが得られるようになる。

このように、本発明の相変化型光記録媒体は記録層が安定非晶質状態に成膜されたものであるため、初期化工程を行わないで記録を行っても初回の記録から高い C /Nが得られる。したがって、初期化工程を行わないで出荷することが可能となり、その結果、生産性を大幅に向上し、生産コストを削減することが可能となる。

また、本発明の相変化型光記録媒体は、記録前の高い反射率（R a ) を初期化工程によってわざわざ低い反射率（R c ) に低下することは意味がないため、予め全面を結晶化させることなく（すなわち、初期化工程を行わないで）記録を行うことが好ましい。これにより、記録前の高い反射率が保持されるため、出荷前の検査や成膜後の様々な検査を安定に行うことができる。

また、本発明の相変化型光記録媒体の記録方法として、記録マークを非晶質状態とし、記録マーク以外の部分を結晶状態とする方法を採用すれば、従来の初期化工程を行って出荷されている相変化型光記録媒体と同様の記録方法であるため、従来の記録装置がそのまま使用できる等の利点がある。

また、本発明の相変化型光記録媒体は反射率の関係が R c < R aであるため、記録の際に、デ一夕領域以外の領域（インデックス部等の非デ —夕領域）には再生光のみが照射されるようにすることにより、非デー夕領域を常に非晶質状態にしておけば、非データ領域を常に高い反射率に保持することができる。

成膜された記録層が安定非晶質状態または準安定非晶質状態のいずれの状態にあるかを判定する方法としては、例えば次の 2つの方法が挙げられる。

第 1の方法は、最適パヮ一（記録パワーおよび消去パワーとも）によるオーバ一ライトを行って、初回記録後のノイズレベル（N 1 ) と 2回目記録以降（例えば 2回目や 1 0回目）のノイズレベル（N n ) を測定し、両測定値の差（N l— N n ) により判断する方法である。（N 1— N n ) の絶対値が所定値以内であれば成膜された記録層が安定非晶質状態であり、前記所定値より大きい場合は準安定非晶質状態であると判断することができる。この所定値としては、例えば 6 d Bや 3 d Bを挙げることができる。

第 2の方法は、 D R S (Dynamic Reflectivity Spectroscopy ) 法により、成膜された記録層の温度反射率曲線を測定し、そのチャートから判断する方法である。 D R S法は、成膜後の膜を一定速度で昇温しながら反射率の変化を動的に測定する方法である。この方法によれば、通常、非晶質状態から結晶状態に相変化する際の反射率変化を測定することができるため、結晶化の温度や結晶化の活性化エネルギーを知ることができる。

同じ組成の記録層であっても非晶質状態と結晶状態とでは光学定数が異なるため、非晶質状態から結晶状態に相変化する際には反射率が変化する。また、安定非晶質状態と準安定非晶質状態とでも通常は光学定数が若干異なるため、準安定非晶質状態から安定非晶質状態への変化の際にも反射率の変化を測定できる場合が多い。

図 2は、ある組成の記録層を準安定非晶質状態に成膜した場合の温度 -反射率曲線-を示し、図 3は、同じ組成の記録層を安定非晶質状態に成膜した場合の温度反射率曲線を示す。両者は同じ昇温スピ一ドで得られた温度 -反射率曲線である。

図 2では、記録層が準安定非晶質状態に成膜されているため、結晶化温度の付近で、非晶質状態での反射率（R a ) から直ちに結晶状態での反射率（R c ) に変化しないで、結晶状態の反射率に変化する温度より僅かに低温側に、非晶質状態での反射率（R a ) より小さい反射率（R X ) を示す温度領域がある。この反射率 R Xを示す温度領域の存在により、記録層が準安定非晶質状態に成膜されている場合には、準安定非曰曰曰質状態から安定非晶質状態を経て結晶状態となることが分かる。但し、記録層の組成や記録媒体としての膜構成によっては、この反射率 R Xを示す温度領域がごく僅かで分かり難い場合もある。これに対して図 3では、記録層が安定非晶質状態に成膜されているため、結晶化温度の付近で、非晶質状態での反射率（R a ) から直ちに結晶状態での反射率（R c ) に変化している。

図 4および図 5は、非晶質状態に成膜された G e _{3 2} T e _{6 8}薄膜を示す T E M (透過型電子顕微鏡）写真および電子線回折パターン（右上）のコピー画像であって、図 4の薄膜は安定非晶質状態になるような処理が部分的になされているが、図 5の薄膜は前記処理がなされていない。すなわち、図 5の薄膜は、レーザビーム案内用の溝が形成された基板上に、基板の加熱を行わないで成膜された G e _{3 2} T e _{S 8}薄膜であって、電子線回折パターンから非晶質状態であることが分かる。また、 T E M 写真から微細構造が観察されるため、この薄膜は準安定非晶質状態に成膜されていると考えられる。図 4の T E M写真は、図 5の薄膜の溝（縞の幅広部分）の左側部分に 4 m/ sの照射スピードで 3 mWのレ一ザビーを照射した後の状態を示している。図 4の電子線回折パターンはレーザ照射部のパターンであつて、このパターンから、図 4の薄膜のレーザ照射部は非晶質状態であることが分かる。また、図 4の T E M写真から、レーザ照射部は反射率が低下した微細構造のない部分（一様に黒い部分）となっていることが観察され、レーザ照射部分が準安定非晶質状態から安定非晶質状態へ変化したと考えられる。これらの写真から、同じ組成の非晶質状態の薄膜に、異なる 2つの状態（安定非晶質状態と準安定非晶質状態）が実際に存在することが分かる。但し、このように異なる 2つの状態が明らかに見分けられる場合は多くはない。

記録層を安定非晶質状態になるように成膜する方法としては、（1)記録層成膜直前、直後、または成膜中の下地温度を、記録層が安定非晶質状態になる温度であって記録層の結晶化温度より低い温度とする方法、（2) 記録層をレーザアブレ一シヨン法により成膜する方法、（3)スパッ夕リングガスとして、ヘリウムあるいはネオンを用いて、またはアルゴンにへリゥムあるいはネオンを含む混合ガスを用いて、スパッ夕リング法により成膜する方法が挙げられる。

(1)の方法としては、 ①記録層の成膜直前に基板または下地面を加熱することにより記録層下地の温度を予め高くしておく方法、 ②記録層の成膜開始後に基板または下地面を加熱し始め、成膜中加熱し続けることにより記録層下地の温度を高く保持する方法、 ③記録層の成膜終了直後に基板または成膜面を加熱する方法、 ④記録層の成膜前に行われた成膜により発生して基板に蓄積された熱を利用して、記録層の成膜をその直前の成膜終了直後に開始する方法がある。なお、加熱方法としては、基板の成膜面（記録層の下地）に熱線を含む光を照射する方法、基板ホルダ —自体をヒ一夕等で加熱する方法、高周波誘導による加熱、フラッシュ露光による加熱、およびプラズマ処理による加熱等が挙げられる。

記録層が Ge_ T e— S b系合金であって、基板がガラス製である場合に (1)の方法を採用する場合には、記録層成膜中の基板温度を 35°C以上 150°C以下とすることが好ましい。すなわち、 Ge— Te— Sb系合金は、成膜温度が 35°C以上であれば安定非晶質状態となり、 150 °Cを超えると結晶化が生じる。記録層成膜中の基板温度が 45°C以上であると、初回記録のノイズ低減効果が著しく高くなるため好ましい。より好ましくは 55 °C以上とする。基板がプラスチック（例えばポリ力一ボネート）製の場合には、プラスチック基板に変形を生じさせないために、記録層成膜中の基板温度を 1 10°C以下とすることが好ましく、 9 5 °C以下とすることがより好ましい。

反射率の関係が R c <R aである相変化型光記録媒体の層構成としては、例えば図 6に示すように、基板 1の上に、多重反射層 2、第 1の誘電体層 3、記録層 4、第 2の誘電体層 5、反射層 6をこの順に有するものが挙げられる。なお、図 6において、符号 7は薄膜面保護用の UV硬化樹脂層である。多重反射層 2は入射光を記録層 4との間で多重反射させる層であって、この多重反射層 2の存在により、第 1の誘電体層 3の膜厚がある範囲のときに R cく R aにすることができる。

多重反射層 2としては、金属、半金属、あるいは半導体からなる光吸収層、または高屈折率の誘電体と低屈折の誘電体とを交互に積層した誘電体多層膜が挙げられる。光吸収層としては、具体的には、 Al、 T i、 Cr、 Ni、 Cu、 S i、 Ge、 Ag、 Au、 Pd、 Ga、 Se、 I n、 Sn、 Sb、 Te、 Pb、 B i、 Taからなる元素、あるいはこの群より選ばれた元素を含む合金が挙げられる。

多重反射層 2として誘電体多層膜を有する層構成では、 R cく R aであるとともに光学的コントラストも高いため好ましい。この場合の高屈折率の誘電体としては、 T i0₂ 、 Ce0₂ 、 Z r 0₂ 等の酸化物、 S b₂ S₃ 、 Cd S、 ZnS等の硫化物、 S i₃ N₄ 、 T i N等の窒化物が好ましく、低屈折率の誘電体としては、 MgF₂ 、 CeF₃ 等のフッ化物、 S i0₂ 、 Al₂ 0₃ 等の酸化物が好ましい。

第 1および第 2の誘電体層 3， 5としては、耐熱性が高く融点が 10 00°C以上の材料、例えば、 S i0₂ 、 ZnSと S i 0₂ との混合物、 A 1 0₃ 、 A1N、 S i N, 等が用いられる。特に ZnSと S i0₂ との混合物が好ましい。

ここで、前述のように、多重反射層 2を有し且つ第 1の誘電体層 3の膜厚がある範囲のときに相変化型光記録媒体の反射率の関係は R c <R aとなるため、第 1の誘電体層 3の膜厚は、全体の膜構成に応じて反射率の関係を R cく R aとできる範囲に限定される。

第 2の誘電体層 5の膜厚は、記録速度や再生速度等を考慮して設定する必要がある。すなわち、記録線速度が例えば 6m/sと比較的低い場合には、第 2の誘電体層 5の膜厚を比較的薄くして「急冷構造」の相変化型光記録媒体とすることが好ましく、具体的には 5 OA以上 50 OA 以下であることが好ましい。 50 A未満では十分な記録感度が得られなくなり、 500 Aを超えると十分な繰り返し特性が得られなくなる。しかしながら、第 2の誘電体層 5の膜厚が比較的厚い「徐冷構造」の相変化型光記録媒体は、記録感度が高いため記録速度を高くすることができる。したがって、第 2の誘電体層 5の膜厚は 50 OAより厚くてもよいが、一般的に、 300 OAを超えると再生光の劣化が激しくなるため、「徐冷構造」であっても 300 OA以下であることが好ましい。なお、記録層を安定非晶質状態になるように成膜する方法として (1)の方法を採用すると、成膜時の雰囲気ガス中に水素ガスが含まれていない場合でも、記録層の前後に成膜される第 1および第 2の誘電体層 3, 5 中に水素が含まれることが、本発明者等の実験により分かっている。記録層 4と tては、 G e— T e— S b系合金および G e— T e— S b — B i系合金を用いることが好ましい。また、上記合金に、例えば、水素、窒素、酸素、炭素、 Al、 T i、 Fe、 C o、 Ni、 Cu、 Z n、 Ga、 Se、 Sn、 I n、 Ag、 Pd、 Rh、 Ru、 Mo、 Nb、 Hf、 Z r、 Ta、 W、 Re、 Os、 I r、 Pt、 Au、 T l、 Pb等を含有したものであってもよい。これらの元素は、記録層の成膜時に夕一ゲッ卜から、またはガス状で雰囲気ガス中に添加することによって含有させることができる。

記録層 4の膜厚は 5 OA以上 1000 A以下であることが望ましい。 50 A未満であると充分な記録感度を得ることができず、 1000 Aを超えると記録感度及び分解能の点で問題が生じるため好ましくない。上記の構成の相変化記録媒体で用いられる反射層 6としては、金属、半金属あるいは半導体が一般的に用いられる。反射層 6の膜厚は 300 A以上が好ましい。

各層の形成方法としては、蒸着法、スパッタリング法、イオンプレーティング法が挙げられる。図面の簡単な説明

図 1は、結晶 -非晶質間の相変化が生じる薄膜の、原子の位置とエネルギ一との関係を示すグラフである。

図 2は、ある組成の記録層を準安定非晶質状態に成膜した場合の温度一反射率曲線を示すグラフである。

図 3は、図 2と同じ組成の記録層を安定非晶質状態に成膜した場合の温度-反射率曲線を示すグラフである。図 4は、非晶質状態に成膜された後、安定非晶質状態になるような処理が部分的になされた G e ₃₂ T e "薄膜を示す T E M (透過型電子顕微鏡）写真および電子線回折パターン（右上）のコピー画像である。図 5は、非晶質状態に成膜されて、安定非晶質状態になるような処理はなされていない Ge₃₂Te_S8薄膜を示す TEM (透過型電子顕微鏡）写真および電子線回折パターン（右上）のコピ一画像である。

図 6は、本発明の一実施形態に相当する相変化型光記録媒体の層構造を示す断面図である。

図 7は、実施例 1〜4で記録に用いたレ一ザ光の強度変調波形を示すグラフである。

図 8は、実施例 5で記録に用いたレーザ光の強度変調波形（a) と、記録トラックのィンデックス部分とデータ記録部分 (b) との関係を示す模式図である。発明を実施するための最良の形態

以下、本発明の実施形態について、具体的な実施例および比較例を挙げて説明する。

[実施例 1 ]

以下のようにして、図 6に示す層構造の相変化型光ディスクを作製した。

先ず、レーザビームの案内溝を設けた直径 12 Omm、厚さ 0. 6m mのポリカーボネート基板 1上に、 A uからなる光吸収層 2を膜厚 10 nmで、 ZnSと S i〇₂ との混合物（S i0₂ の存在比 12 mo 1% ) からなる第 1の誘電体層 3を膜厚 1 1 Onmで、 Ge、 Te、および Sbからなる記録層 4を膜厚 1 l nmで、第 1の誘電体層 3と同じ材料からなる第 2の誘電体層 5を膜厚 37 nmで、 Al— T i ( T iの存在比 2原子％) からなる反射層 6を膜厚 7 O nmで、順次スパッタリング法により形成した。スパヅ夕リングガスとしてはアルゴンガスを使用した。 -- ここで、第 1の誘電体層 3の成膜終了後に、この第 1の誘電体層 3面にハロゲンランプ（ 500w、 2本）からの光を照射した。照射条件は、投入電圧 45 V、照射時間 5分間とした。この光照射の直後に、記録層 4の成膜を行った。記録層 4の成膜開始直前の基板温度は 75°Cであつた。記録層 4の成膜終了直後の基板温度は 35 °C以上であった。

次に、反射層 6の上に、 UV硬化樹脂をスビンコ一ト法により塗布して硬化させることにより、 UV硬化樹脂層 7を積層した。

得られた光ディスクの記録層は非晶質状態にあり、波長 68 O nmでの反射率は 1 6. 9%であった。また、この光ディスクの記録層が結晶状態の場合の反射率は 4. 3%であった。

[実施例 2]

第 1の誘電体層 3面に対する光照射の条件を、投入電圧 35V、照射時間 5分間とすることにより、記録層 4の成膜開始直前の基板温度を 5 5°Cとした。記録層 4の成膜終了直後の基板温度は、 35°C以上であつた。これ以外の点は全て実施例 1と同様にして、図 6に示す層構造の相変化型光ディスクを作製した。

得られた光ディスクの記録層は非晶質状態にあり、波長 68 O nmでの反射率は 16. 5%であった。また、この光ディスクの記録層が結晶状態の場合の反射率は 4. 5%であった。

[実施例 3]

第 1の誘電体層 3面に対する光照射の条件を、投入電圧 25 V、照射時間 5分間とすることにより、記録層 4の成膜開始直前の基板温度を 4 0°Cとした。記録層 4の成膜終了直後の基板温度は、 35°C以上であつた。これ以外の点は全て実施例 1と同様にして、図 6に示す層構造の相変化型光ディスクを作製した。 ―

得られた光ディスクの記録層は非晶質状態にあり、波長 68 O nmでの反射率は 1 6. 2%であった。また、この光ディスクの記録層が結晶状態の場合の反射率は 4. 8%であった。

[実施例 4]

第 1の誘電体層 3の成膜終了時の基板温度が 45°Cであったので、第 1の誘電体層 3の成膜終了直後（ 5秒以内）に記録層 4の成膜を開始することにより、記録層 4の成膜開始直前の基板温度を 42 °Cとした。記録層 4の成膜終了直後の基板温度は 35 °C以上であった。これ以外の点は全て実施例 1と同様にして、図 6に示す層構造の相変化型光ディスクを作製した。

得られた光ディスクの記録層は非晶質状態にあり、波長 68 O nmでの反射率は 1 6. 4%であった。また、この光ディスクの記録層が結晶状態の場合の反射率は 4. 5%であった。

[比較例 1]

第 1の誘電体層 3の成膜終了時の基板温度は 45°Cであったが、第 1 の誘電体層 3の成膜終了後 300秒以上経過してから記録層 4の成膜を開始することにより、記録層 4の成膜開始直前の基板温度を 33°Cとした。記録層 4の成膜終了直後の基板温度は 33°C未満であった。これ以外の点は全て実施例 1と同様にして、図 6に示す層構造の相変化型光デイスクを作製した。

得られた光ディスクの記録層は非晶質状態にあり、波長 68 O nmでの反射率は 1 7. 3%であった。また、この光ディスクの記録層が結晶状態の場合の反射率は 5. 2%であった。

このようにして作製した実施例 1〜4および比較例 1の各光ディスクを初期化することなく、そのまま駆動装置にかけて 1800 r pmで回転させ、中心から 26 mmとなる位置に、波長 680 nmのレーザ光を図 7に示すように、記録パワー 12mW、消去パワー 5mWに変調させて照射することにより、周波数 5MH zの信号を記録した。

また、同じ位置に同じ信号をオーバ一ライトし、初回記録、 2回記録、 3回記録、 5回記録、 10回記録時の C/Nとノイズレベルを測定した。 CZNの測定結果（dB) を表 1に、ノイズレベルの測定結果（d B) を表 2に示す。

表 1

表 2 初回 2回目 3回目 5回目 10回目難例 1 -79. 8 -80. 0 一 80. 3 一 80. 3 -80. 5 麵列 2 -79. 6 — 80. 0 80. 3 一 80. 4 一 80. 2 麵列 3 一 74. 1 一 79. 1 一 79. 3 一 79. 5 一 79. 6 謹例 4 -77. 5 一 80. 1 -80. 3 一 80. 4 一 80. 6

-71. 9 -79. 3 一 79. 6 -79. 9 一 80. 2

これらの結果から分かるように、比較例 1では初回記録のノイズレべルが 2回目記録以降よりかなり大きく、これに伴って初回記録の C N が 2回目記録-以降よりかなり小さくなつている。実施例 1〜4では、ノィズレベルおよび C /Nともに、初回記録と 2回目記録以降との差が比較例 1より小さい。実施例 1〜4の比較では、記録層成膜直前の基板温度が高いほど初回記録と 2回目記録以降との差が小さくなっている。

したがって、反射率の関係が R cく R aである相変化型光ディスクに対して初期化工程を行わないで記録を行った場合でも、記録層成膜直前の基板温度を基板が変形しない温度以下の範囲で高くして製造された光ディスクであれば、初回記録時から高い記録特性を得ることができる。特に、記録層成膜直前の基板温度が 5 5 ° 7 5 °Cである実施例 1および 2ではその効果が高い。

[実施例 5 ]

予め基板の溝内に、デ一夕管理情報を示す凹凸状のィンデックス部分 (データ領域でない領域）を形成した以外は、実施例 1と同じサンプルディスクを作製した。このディスクサンプルを、初期化処理をすることなくそのまま駆動装置にかけて 1 8 0 0 r p mで回転させ、中心から半径方向に 2 4 mmとなる位置に、波長 6 8 0 n mのレーザ光による、 1 一 7変調信号を用いたマークエッジ記録を行なった。

記録は、図 8の（a ) に示したように、記録パワー、消去パワー、および再生パヮ一との間で強度変調されたレ一ザ光を照射して行った。この場合、図 8の（b ) に示すように、インデックス部分には再生パワーに相当する弱い強度のレーザ光のみが照射されるようにし、再生パワーも、インデックス部分が非晶質状態を維持できる値に設定する。実験では、記録パヮ一を 1 l mW、消去パヮ一を 4 . 5 mW、再生パヮ一を 1 . O mWとした。記録パターンは、ビット長が 1ビット当たりが 0 . 4 5〃mとなるランダムパ夕一ン（最短マーク長 0 . 6〃m) とした。次に、同じトラック上に、先程とは異なるランダムパ夕一ンをォ一バーラィトした。 —- 初回記録後およびオーバ一ライト後に、記録したトラックを再生パヮ —で再生し、その再生信号に含まれるジッター（時間軸方向のずれ）を測定した。ジッ夕一値は、先ず、再生信号をジッ夕一アナライザ一で解祈してジッターの標準偏差びを得た後、この標準偏差びの T w (ウィンドウ幅）に対する割合（び/ T w ) を計算して求めた。その結果、初回記録後のジッ夕一値は 5 %であり、オーバ一ライト後のジッ夕一値は 7 %であった。また、インデックス信号を再生したところエラ一なく読み取りができた。

[比較例 2 ]

実施例 5と全く同様にして作製したディスクサンプルに対して先ず初期化工程を行った。すなわち、このディスクを回転させながら、幅 1 m、長さ 1 0 mの半導体レ一ザ光を、その長手方向がトラックと垂直になるように配置して、基板側から照射することにより、記録層全面を結晶状態にした。この初期化に要した時間は約 3分であった。このように初期化処理を施したディスクサンプルについて、実施例 5と同じ方法で記録再生特性を測定した。

初回およびオーバーライト後のジッター値は約 7 %と良好な値であつたが、インデックス信号を再生したところエラ一が多発した。このインデックス信号の振幅を測定したところ、実施例 5のィンデックス信号振幅の約 1 7 %しかなかった。また、初回記録の実験中に、フォーカスおよびトラッキングがかからないことが頻発した。

このように、従来のように初期化処理を行う場合は、専用の初期化装置が必要であり、片面あたり 3分、両面で 6分という処理時間が必要となる。また、初期化処理によって記録層の全面が結晶状態と,なる結果、反射率が低くなりすぎて、インデックス信号の読み取りエラーが多発したり、記録時にフォーカスやトラッキングがかからないという不具合を生じる。産業上の利用可能性

以上説明したように、本発明の相変化型光記録媒体は、記録層が非晶質状態でも十分な反射率が得られ、且つマークエッジ記録で高い記録 · 再生特性が得られる、反射率の関係が R cく R aの相変化型光記録媒体であって、初期化工程を行わないで記録を行った場合でも初回記録時から高い記録特性が得られる。したがって、本発明の相変化型光記録媒体によれば、記録の信頼性を確保しながら初期化工程を不要にすることができる。また、本発明の製造方法によれば、このような相変化型光記録媒体が容易に得られる。また、本発明の記録方法によれば、本発明の相変化型光記録媒体が有する特性を十分に生かした記録が可能となる。

Claims

請求の範囲

1 . 基板と、その一方の面に形成された、照射光の強度に応じて結晶非晶質間の相変化がなされる記録層とを少なくとも備え、この記録層の結晶状態での反射率が非晶質状態での反射率より小さくなるように構成された相変化型光記録媒体において、前記記録層は安定非晶質状態に成膜されたものであることを特徴とする相変化型光記録媒体。

2 . 基板上に、多重反射層、第 1の誘電体層、記録層、第 2の誘電体層、および反射層をこの順に有することを特徴とする請求の範囲第 1項記載の相変化型光記録媒体。

3 . 記録層は少なくとも G e、 S b、および T eを含む組成であることを特徴とする請求の範囲第 1項または第 2項記載の相変化型光記録媒体。

4 . 基板と、その一方の面に形成された、照射光の強度に応じて結晶一非晶質間の相変化がなされる記録層とを少なくとも備え、この記録層の結晶状態での反射率が非晶質状態での反射率より小さくなるように構成された相変化型光記録媒体の製造方法において、前記記録層を安定非晶質状態になるように成膜することを特徴とする相変化型光記録媒体の製造方法。

5 . 記録層成膜中の基板温度を、記録層が安定非晶質状態になる温度であって記録層の結晶化温度より低い温度とすることを特徴とする請求の範囲 4項記載の相変化型光記録媒体の製造方法。

6 . 記録層成膜中の基板温度を 3 5 °C以上 1 5 0 °C以下とすることを特徴とする請求の範囲第 4項記載の相変化型光記録媒体の製造方法。

7 . 記録層成膜直前の基板温度を 3 5 °C以上 9 5 °C以下とすることを特徴とする請求の範囲第 4項記載の相変化型光記録媒体の製造方法。

. 基板と、その一方の面に形成された、照射光の強度に応じて結晶- 非晶質間の相変化がなされる記録層とを少なくとも備え、この記録層の結晶状^ "での反射率が非晶質状態での反射率より小さくなるように構成され、且つ前記記録層は安定非晶質状態に成膜された相変化型光記録媒体の記録方法であって、記録層全面を予め結晶化させることなく、記録マークを非晶質状態とし、記録マーク以外の部分を結晶状態とする方法で記録を行うことを特徴とする相変化型光記録媒体の記録方法。

. デ一夕領域以外の領域には再生光レベルの光のみが照射されるようにすることにより、データ領域以外の領域を常に非晶質状態にしておくことを特徴とする請求の範囲 8項記載の相変化型光記録媒体の記録方法。