JP3816658B2 - Optical information recording medium and manufacturing method thereof - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、レーザー光線の照射等の光学的な手段を用いて、情報を高密度、高速度に記録することができる光学記録情報媒体及びその製造方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
情報を大容量に記録でき、高速での再生及び書き換えが可能な媒体として、光磁気記録媒体や相変化型記録媒体等が知られている。これら光記録媒体は、レーザー光を局所的に照射することにより生じる記録材料の光学特性の違いを記録として利用したものであり、例えば光磁気記録媒体では、磁化状態の違いにより生じる、反射光偏光面の回転角の違いを記録として利用している。また、相変化型記録媒体は、特定波長の光に対する反射光量が結晶状態と非晶質状態とで異なることを記録として利用しているものであり、レーザーの出力パワーを変調させることにより記録の消去と上書きの記録を同時に行うことができるため、高速で情報信号の書き換えが可能であるという利点がある。
【0003】
光記録媒体の層構成例を図4A、図4Bに示す。基板1には、ポリカーボネート、ポリメチルメタクリレート(PMMA)等の樹脂、またはガラス等が用いられ、一般的にはレーザー光線を導くための案内溝が施されている。
【0004】
記録膜3は、光学特性の異なる状態間を変化しうる物質から成り、書き換え型の相変化型光ディスクの場合、Te−Sb−Ge、Te−Sn−Ge、Te−Sb−Ge−Se、Te−Sn−Ge−Au、Ag−In−Sb−Te、In−Sb−Se、及びIn−Te−Se等を主成分とする材料が知られている。
【0005】
反射層5は、一般にAu、Al、Cr等の金属、または金属の合金より成り、放熱効果や記録膜の効果的な光吸収を目的として設けられるが、必須の層ではない。
【0006】
また、図4中では省略したが、光学情報記録媒体の酸化やほこり等の付着の防止を目的として、反射層5の上にオーバーコート層を設けた構成、または紫外線硬化樹脂を接着剤として用い、ダミー基板を張り合わせた構成等が一般的に用いられている。
【0007】
保護層2、4、6は、記録膜材料の酸化、蒸発や変形を防止するといった記録膜の保護機能を担うと共に、その膜厚を調節することによって光記録媒体の吸収率や記録部分、消去部分の間の反射率差の調節が可能となるため、媒体の光学特性の調節機能も同時に担っている。また、保護層を構成する材料の条件としては、上記目的を満たすばかりでなく、記録膜の構成材料或いは基板との接着性が良いこと、保護層自身がクラックを生じない耐候性の良い膜であることが不可欠である。
【0008】
これらの保護層が記録膜に接して用いられる場合は、記録材料の光学的変化を損なわない材料でなければならない。例えば図4Bに示すように、保護層を二層とし異なる材料を用いることにより、基板との接着性に優れた媒体を得る提案や、情報の繰り返し記録の特性に優れた媒体を得る提案が知られている。
【0009】
保護層2、4、6の材料としては、ZnS等の硫化物、SiO2、Ta2O5、Al2O3等の酸化物、GeN、Si3N4、Al3N4等の窒化物、GeON、SiON、AlON等の窒酸化物、他、炭化物、フッ化物等の誘電体、或いはこれらの適当な組み合わせ等が各種提案されているが、専ら適用されている材料としてはZnS−SiO2が挙げられる。
【0010】
なお、保護層を異なる物質の複合材料とすることにより、良好な膜質を得る技術は公知である。例えば特開昭63−50931号公報には、窒化アルミニウムと窒化シリコンの複合誘電体に酸化アルミニウムと酸化シリコンのうち少なくとも一種を添加し、その屈折率を限定することにより基板との接着性に優れた良好な膜質の保護層を得る例が開示されている。また、特開平2−105351号公報には、保護層をシリコン及びインジウムの窒化物からなる複合誘電体とすることにより基板との接着性が良く延性に富んだ膜を得る例が開示されている。さらに、特開平2−265051号公報、特開平2−265052号公報には、保護膜がSi、N、Siより比電気抵抗の小さい元素より成ることにより、膜割れが生じにくく記録膜の保護機能に優れた保護層を得る例が開示されている。
【0011】
【発明が解決しようとする課題】
記録の書き換えを多数回にわたって繰り返すと、記録膜と保護層との間で構成原子の相互拡散、記録膜組成の経時変化といった現象が見られることが最近判明した。このことは、信号の書き換えを繰り返すと、信号の振幅が徐々に低下し、また、記録マークのマーク位置のジッター値が大きくなり記録信号のエラーレートが高くなるため、書き換えの繰り返し可能な回数が限られてしまうといった問題点がある。
【0012】
しかしながら、生産時の製造条件の制御のし易さという点を考慮すると、良好な膜質が得られる製造条件のマージンが広い保護層材料が求められる。また、更に長期にわたっての保存が可能な媒体が好ましいことはいうまでもない。
【0013】
本発明は、上記課題を解決するため、より一層耐候性に優れ、良好な記録消去特性及び繰り返し特性を有する光学情報記録媒体及びその製造方法を提供することを目的とする。
【0014】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するため、本発明の光学情報記録媒体は、光学特性が可逆的に変化し、Te,Se,およびSbから選ばれる少なくとも一つの元素を主成分とする記録膜と、前記記録膜の少なくとも一方の側に接し、GeXN及びGeXONから選ばれる少なくとも一つを主成分とする拡散防止層と、硫黄または硫化物を含む保護層とを有する光学情報記録媒体であって、前記拡散防止層は前記保護層と前記記録膜との間に設けられており、前記拡散防止層の材料成分Xが、Ni、Laから選ばれる少なくとも一つの元素を含むことを特徴とする。これにより、GeN若しくはGeONの何れかを主成分とする層を設けた場合に比べ、更に耐候性に優れた媒体を得ることが可能となる。
【0017】
また前記光学情報記録媒体においては、記録膜の両側に接してGeXN及びGeXONから選ばれる少なくとも一つを主成分とする拡散防止層を有し、前記拡散防止層の材料成分Xの平均含有量が、前記記録膜の両側で異なることが好ましい。
【0018】
また前記光学情報記録媒体においては、記録膜の両側に接してGeXN及びGeXONから選ばれる少なくとも一つを主成分とする拡散防止層を有し、前記記録膜のレーザー入射側に位置する前記拡散防止層の平均組成が(Ge1-yXy)aObNc(但し、a>0、b≧0、c>0、0≦y≦1)、レーザー入射側と反対側に位置する拡散防止層の平均組成が(Ge1-zXz)dOeNf(但し、d>0、e≧0、f>0、0≦z≦1)であり、かつ0≦y<zの関係にあることが好ましい。
【0019】
また前記光学情報記録媒体においては、GeXN及びGeXONから選ばれる少なくとも一つを主成分とする拡散防止層に含まれるGeとXとの平均組成比が、(Ge1-yXy)aObNc(但し、a>0、b≧0、c>0、0<y≦0.5)で表される範囲内にあることが好ましい。
【0020】
また前記光学情報記録媒体においては、GeXN及びGeXONから選ばれる少なくとも一つを主成分とする拡散防止層の平均組成比が、(GeX)・O・Nをそれぞれ頂点とするの三元組成図において、組成点
A((GeX)90.0O0.0N10.0)、B((GeX)83.4O13.3N3.3)、
C((GeX)35.0O0.0N65.0)、D((GeX)31.1O55.1N13.8)、
で囲まれた範囲内にあることが好ましい。
【0021】
また前記光学情報記録媒体においては、GeXN及びGeXONから選ばれる少なくとも一つを主成分とする拡散防止層の膜厚が、1nm以上であることが好ましい。
【0022】
また前記光学情報記録媒体においては、記録膜が、Te、Sb及びGeの三元素を主成分とする相変化材料であることが好ましい。
【0023】
次に本発明の光学情報記録媒体の製造方法は、光学特性が可逆的に変化し、Te,Se,及びSbから選ばれる少なくとも一つの元素を主成分とする記録膜と、前記記録膜の少なくとも一方の側に接し、GeXN及びGeXONから選ばれる少なくとも一つを主成分とする拡散防止層と、硫黄または硫化物を含む保護層とを有する光学情報記録媒体の製造方法であって、前記拡散防止層が前記保護層と前記記録膜との間に設けられており、前記拡散防止層を、GeとX、若しくはGe、X、Nの何れかを含む材料をターゲットとし、希ガスと窒素とを含む混合ガス中で反応性スパッタリングにより形成し、前記拡散防止層の材料成分Xは、VIII族元素、IIIa族元素及びAuから選ばれる少なくとも一つの元素を含み、前記拡散防止層の材料成分の VIII 族元素は、Fe、Co、Niから選ばれる少なくとも一つの元素を含み、前記拡散防止層の材料成分の III a族元素は、Y及びLaから選ばれる少なくとも一つの元素を含むことを特徴とする。
【0024】
これにより、記録材料との密着性に更に優れた良好な膜質の窒化物層若しくは窒酸化物層が得られる。
【0025】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態について図面を用いながら具体的に説明する。本発明に関する光学情報記録媒体の層構成の一例を図1に示す。これは図4Bの構成において保護層6、4をそれぞれ拡散防止層7、8に置き換えたものである。
【0026】
拡散防止層7、8は、記録膜3と保護層2、4との原子拡散、特に保護層中に硫黄または硫化物が含まれる場合、これらの成分の拡散防止を主な目的として設けられる。この層を設ける位置は記録膜3のいずれか一方であっても両側であってもよいが、記録膜と保護層との拡散をより効果的に防止するためには両側に設けることが好ましい。拡散防止層中に含有される成分が情報の繰り返し記録後で記録膜に拡散等する場合もありうるが、このような場合であっても、記録膜の光学変化を妨げにくい材料を、拡散防止層の構成材料として用いればよい。
【0027】
なお、本発明の光学情報記録媒体の構成は、上記構成に限定されるものではなく、拡散防止層8と反射層5の間に他の材料からなる層を設ける構成、保護層2を全て拡散防止層7の材料で置き換えた構成、または反射層のない構成、反射層が二層である構成等、種々の構成に適用することが可能である。
【0028】
以下の説明では説明を簡略化するため図2に示した構成で、基板1に厚さ0.6mm、直径120mmのディスク状ポリカーボネート樹脂、誘電体層2、4にはZnSにSiO2を20mol%含む混合物、記録膜3には、Ge−Sb−Te合金を主成分とする相変化型材料、反射層5にはAl合金を用いた例について述べる。但し、記録膜材料としては、例えばGe−Sb−Te系合金の他に、例えばTe−Sn−Ge、Te−Sb−Ge−Se、Te−Sn−Ge−Au、Ag−In−Sb−Te、In−Sb−Se、In−Te−Se等、種々の材料を用いることが可能であり、反射層5の材料、保護層2、4についても他の材料を用いることができる。
【0029】
拡散防止層7、8は本発明の特徴を成す部分であり、GeXN若しくはGeXONの何れかを主成分とし、Xは、LaまたはNiのうちの少なくとも1つの元素を含む材料とする。
【0030】
この拡散防止層7、8は、基本的にはゲルマニウムに窒化物またはゲルマニウムの窒酸化物であるが、例えば従来提案されている窒化硼素、窒化アルミニウムまたは窒化硅素等の窒化物とは全く性質が異なる。すなわち、従来提案されているこれら窒化物では、内部応力または滑性等が原因で記録膜及び/または基板との密着性が非常に乏しく、また保護層の構成元素または記録膜の構成元素の何れかの移動を抑制する作用効果は全く見受けられない。これに対して本発明の窒化ゲルマニウムまたは窒酸化ゲルマニウムでは、元素の移動を抑制する効果があるとともに密着性も良好であり、本発明はこのように傑出した特性を備えた窒化ゲルマニウムまたは窒酸化ゲルマニウムに、より一層の耐候性、繰返し特性を付与できる発明である。
【0031】
また、保護層中にAr、Kr等のスパッタガス成分のうち希ガスや、H、C、H2O等が不純物として含まれることがあるが、これら不純物の濃度を10atom%以下に抑えることにより、不純物が含有されない場合と同様の特性を得ることができる。
【0032】
拡散防止層7、8の平均組成比は、図3に示す(GeX)・O・Nをそれぞれ頂点とする三元組成図において、組成点
A((GeX)90.0O0.0N10.0)、B((GeX)83.4O13.3N3.3)、
C((GeX)35.0O0.0N65.0)、D((GeX)31.1O55.1N13.8)、
で囲まれた範囲内にあることが好ましく、
E((GeX)65.0O0.0N35.0)、F((GeX)53.9O9.20N36.9)、
C((GeX)35.0O0.0N65.0)、D((GeX)31.1O55.1N13.8)、
で囲まれた範囲内にあることが望ましい。
【0033】
この組成範囲の根拠は、窒素または酸素と結合していないGe、またはXの何れかが過剰に存在する(以下、余剰GeまたはXと称す)場合、余剰GeまたはXが記録膜に拡散し、記録膜の光学変化を妨げる傾向にあり、逆にGe、またはXと結合していない窒素または酸素が過剰に存在する場合、これらの原子が同じく記録膜になだれ込み、記録の妨げとなる傾向を示す。
【0034】
拡散防止層7、8中に含有されるGe・Xの平均組成比の範囲は、XがGeに対して50atom%以下であることが好ましい。このGe・Xの組成割合の根拠は、Xの含有量がGe含有量の50atom%より多いと、物質Xが記録の繰り返し後で記録膜へなだれ込んで記録膜の光学変化を妨げてしまう傾向が顕著となる場合があり、10atom%よりも少ないと、GeN若しくはGeON何れかへの物質Xの添加効果があまり顕著でない場合がある。
【0035】
拡散防止層7、8の膜厚は1nm以上であることが必要である。これは膜厚が1nm以下である場合、拡散防止層としての効果が低下するためであり、拡散防止層の膜厚の上限としては、例えば記録膜にレ−ザ光の入射側では当該記録膜を記録・または再生できるレ−ザ光強度が得られる範囲である。なお、レ−ザ光強度は、レ−ザパワーまたは適用する記録膜の材料に依存し、適宜設定できる。
【0036】
次に、これら光学情報記録媒体の製造方法について述べる。上記光学情報記録媒体を構成する多層膜を作製する方法としては、スパッタリング法、真空蒸着、CVD等の方法が可能であるが、ここではスパッタリング法を用いた場合を例に説明し、図3にその成膜装置の一例の概略図を示す。
【0037】
真空容器9には排気口15を通して真空ポンプ(図示省略)を接続してあり、真空容器9内を高真空に保つことができるようになっている。ガス供給口14からは、一定流量のAr等の希ガス、窒素、酸素、またはこれらの混合ガスを供給することができるようになっている。図3中10は基板であり、基板の自公転を行うための駆動装置11に取り付けられている。
【0038】
12はスパッタ膜の材料成分を含むスパッタターゲットであり、陰極13に接続されている。ここでは、ターゲット12として直径10cm厚さ6mmのディスク状のものを用いた。陰極13は図示は省略したが、スイッチを通して直流電源または高周波電源に接続されている。また、真空容器9を接地することにより、真空容器9及び基板10は陽極に保たれている。
【0039】
記録膜3、及び保護層2を成膜する際は、Arに窒素を2.5vol.%混合したガスを、全圧がそれぞれ1.0mTorr、0.5mTorrとなるように一定の流量で供給し、陰極にそれぞれDC1.27W/cm2、RF5.10W/cm2のパワーを投入して行った。
【0040】
反射層5を成膜する際は、Arガスを全圧3.0mTorrになるように供給し、DC4.45W/cm2のパワーを投入して行った。スパッタガス中の希ガスとしては、Ar以外にもKr等のスパッタ可能な希ガスが用いられる。
【0041】
拡散防止層7、8を成膜する際は、GeとX、若しくはGe、X、Nとを含む材料をターゲットとし、XをLaまたはNiのうち少なくとも1つの元素を含む材料とする。成膜ガスは希ガスと窒素を含む混合ガスとし、反応性スパッタリングにより製造する。膜質が硬質である場合、または膜の内部応力が大きい場合等、必要に応じて微量の酸素を成膜ガス中に混合することにより、良好な膜質の層を得ることができる場合がある。
【0042】
本実施の形態の例として、図1に示した光学情報記録媒体の構成で、拡散防止層7をGeN、拡散防止層8をGeNiN、とした場合を(1)、拡散防止層7をGeN、拡散防止層8をGeLaNとした場合を(2)とする。また、比較例として拡散防止層7、8をいずれもGeNとした場合を(0)とする。なお、上記(0)〜(2)の拡散防止層7、8の膜厚はそれぞれ10nm、20nmで共通とした。
【0043】
また、GeNiN層、GeLaN層、GeN層を成膜する際は、ターゲット材料をそれぞれGeNi、GeLa、Geとし、GeNiN膜、GeLaN膜中に含有されるNi、La原子数のGe原子数に対する比率は共に25atom%となるようにした。
【0044】
さらに、拡散防止層7、8を成膜する際のスパッタガスはArと窒素との混合ガス、スパッタガス圧は10mTorr、スパッタパワー密度は6.37W/cm2で全て共通とし、拡散防止層7を成膜する際のスパッタガス中の窒素分圧を40vol.%で一定、拡散防止層8を成膜する際のスパッタガス中の窒素分圧をvol.20%、30vol.%、40vol.%と変化させて成膜を行った。
【0045】
以上の媒体を評価した結果を(表1)に示す。特性評価は耐候性、及び記録の繰り返し特性について行った。耐候性の評価は、90℃、80%の加速試験を200時間行い、100時間毎に光学顕微鏡にて剥離の有無を観察した。200時間後まで剥離が全く観察されなかったものを○、100時間後では剥離は無く、200時間後で剥離が発生したものを△、100時間後で剥離が観察されたものを×として示した。
【0046】
記録の繰り返し特性は、EFM信号方式により最短マーク長が0.61μmとなる場合について3Tから11Tの長さのマークを記録し、マークの前端間及び後端間のジッター値をウィンドウ幅Tで割った値(以下ジッター値)が、10万回の繰り返し記録後で前端間、後端間共に13%を越えないものを○、10万回後で前端間、後端間ジッター値のうち少なくとも一方が13%を越えたものを×として示した。
【0047】
【表1】
【0048】
また、拡散防止層8をGeN、拡散防止層7をGeNiN、GeLaNとし、拡散防止層8を成膜する際のスパッタガス中の窒素分圧を30vol.%で一定、拡散防止層7を成膜する際のスパッタガス中の窒素分圧を40vol.%、50vol.%、60vol.%と変化させた以外は(1)(2)と同条件で作製した媒体をそれぞれ(3)、(4)とする。この場合の比較例として拡散防止層7、8を共にGeNとした場合の媒体を(0)’とする。これらの媒体を評価した結果を(表2)に示す。
【0049】
【表2】
【0050】
以上、(表1)及び(表2)の結果より、拡散防止層としてGeNiN、またはGeLaNを用いた場合、GeNのみの場合に比べて、記録の繰り返し特性を損ねることなく耐候性が向上していることがわかる。
【0051】
次に、拡散防止層7、8をそれぞれGeN、GeNiNとし、GeLaN膜中に含まれるCr原子数のGe原子数に対する比率を5%、10%、20%、30%、50%、60%と変化させたディスクを作製し、これらの媒体を順に(5)(6)(7)(8)(9)(10)とする。ディスクの層構成は上記既述のディスク(0)〜(4)と同様とし、拡散防止層7を成膜する際の窒素分圧を40vol.%で一定、拡散防止層8のそれをvol.20%、30vol.%、40vol.%、50vol.%、60vol.%と変化させた。これらのディスクの評価結果を(表3)に示す。
【0052】
【表3】
【0053】
(表3)より、Ni含有量がGeに対して10atom%以上になるとNiの添加効果が現われ始めることがわかる。但し、Cr含有量がGeに対して60atom%以上となると記録の繰り返し特性が悪化する。これはNiがGeに比べ窒素と結合しにくく、窒素と結合しない余剰Crが膜中に過剰に存在し、これらの原子が記録膜へなだれ込んで記録の繰り返し特性が悪化しているためと考えられる。以上より、GeNiN膜中のNi含有量は、Geに対して50%以下が好ましいといえる。
【0054】
上記の説明では、X成分としてNi及びLaを例に説明したが、Xの元素はNi及びLaに限定されるものではなく、上述したように拡散防止層に含有されるXは、情報の繰返しにともない仮に記録膜に拡散等しても、記録膜の光学特性に与える影響が少ない元素であれば良く、このような元素としてはNi及びLa以外に、Au、またはYなどの他のIIIa族元素、またはFe、Coなどの他のVIII族元素があり、その何れを用いても効果の差は若干見られるものの本質的には含有の効果があり、その含有量についてもほぼ同様であった。
【0055】
【発明の効果】
以上述べたように、記録膜の少なくとも一方に接し、GeXN若しくはGeXONを主成分とする拡散防止層を、保護層と記録膜との間に設け、拡散防止層の材料成分Xを、La、またはNiのうちの少なくとも1つの元素を含む材料とすることにより、耐候性に優れ、かつ情報信号の記録消去の繰り返し特性にも優れた光情報記録媒体を得ることが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例の光情報記録媒体の一層構成を示す断面図。
【図2】本発明の一実施例の(GeX)・O・Nの組成範囲を示す三角組成図。
【図3】本発明の一実施例の成膜装置の一例を示す図。
【図4】従来の光情報記録媒体の層構成例を示す断面図で、Aは4層構成の光記録媒体の断面図、Bは5層構成の光記録媒体の断面図。
【符号の説明】
1 基板
2 保護層
3 記録膜
4 保護層
5 反射層
6 保護層
7 拡散防止層
8 拡散防止層
9 真空容器
10 基板
11 基板駆動装置
12 ターゲット
13 陰極
14 ガス供給口
15 排気口[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an optical recording information medium capable of recording information at high density and high speed using optical means such as laser beam irradiation and a method for manufacturing the same.
[0002]
[Prior art]
Magneto-optical recording media, phase-change recording media, and the like are known as media capable of recording information in a large capacity and capable of being reproduced and rewritten at high speed. These optical recording media utilize differences in optical properties of recording materials caused by local irradiation of laser light as recording. For example, in magneto-optical recording media, reflected light polarization caused by differences in magnetization state. The difference in the rotation angle of the surface is used as a record. In addition, the phase change type recording medium uses the fact that the amount of reflected light with respect to light of a specific wavelength differs between the crystalline state and the amorphous state, and the recording can be performed by modulating the output power of the laser. Since erasure and overwrite recording can be performed simultaneously, there is an advantage that information signals can be rewritten at high speed.
[0003]
Examples of the layer structure of the optical recording medium are shown in FIGS. 4A and 4B. The
[0004]
The
[0005]
The
[0006]
Although omitted in FIG. 4, for the purpose of preventing the optical information recording medium from being oxidized or adhering to dust, a structure in which an overcoat layer is provided on the
[0007]
The
[0008]
When these protective layers are used in contact with the recording film, they must be materials that do not impair the optical change of the recording material. For example, as shown in FIG. 4B, there are proposals for obtaining a medium having excellent adhesion to a substrate and a medium having excellent characteristics of repeated information recording by using two protective layers and different materials. It has been.
[0009]
Examples of the material for the
[0010]
A technique for obtaining a good film quality by making the protective layer a composite material of different substances is known. For example, Japanese Patent Laid-Open No. 63-50931 has excellent adhesion to a substrate by adding at least one of aluminum oxide and silicon oxide to a composite dielectric of aluminum nitride and silicon nitride and limiting the refractive index thereof. An example of obtaining a protective layer having a good film quality is disclosed. Japanese Patent Laid-Open No. 2-105351 discloses an example in which a protective layer is a composite dielectric made of nitride of silicon and indium to obtain a film having good adhesion to the substrate and high ductility. . Further, Japanese Patent Laid-Open Nos. 2-265051 and 2-265052 disclose that the protective film is made of an element having a specific electric resistance smaller than that of Si, N, and Si, so that the film is hardly cracked and the recording film is protected. An example of obtaining an excellent protective layer is disclosed.
[0011]
[Problems to be solved by the invention]
It has recently been found that when recording rewriting is repeated many times, phenomena such as interdiffusion of constituent atoms and change with time in the composition of the recording film are observed between the recording film and the protective layer. This is because when the signal rewrite is repeated, the amplitude of the signal gradually decreases, and the jitter value of the mark position of the recording mark increases and the error rate of the recording signal increases. There is a problem that it is limited.
[0012]
However, in view of the ease of control of manufacturing conditions during production, a protective layer material having a wide margin for manufacturing conditions capable of obtaining good film quality is required. Needless to say, a medium that can be stored for a longer period of time is preferable.
[0013]
In order to solve the above-mentioned problems, an object of the present invention is to provide an optical information recording medium that is further excellent in weather resistance and has good recording erasure characteristics and repetition characteristics, and a method for producing the same.
[0014]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, an optical information recording medium of the present invention has a recording film whose optical characteristics reversibly change and which contains at least one element selected from Te, Se, and Sb as a main component, and the recording film An optical information recording medium having a diffusion prevention layer mainly comprising at least one selected from GeXN and GeXON and a protective layer containing sulfur or sulfide, which is in contact with at least one side of the diffusion prevention layer. Is provided between the protective layer and the recording film, and the material component X of the diffusion preventing layer contains at least one element selected from Ni and La . As a result, it is possible to obtain a medium having further excellent weather resistance as compared with the case where a layer mainly composed of GeN or GeON is provided.
[0017]
Further, the optical information recording medium has a diffusion prevention layer mainly composed of at least one selected from GeXN and GeXON in contact with both sides of the recording film, and the average content of the material component X of the diffusion prevention layer is It is preferable that the both sides of the recording film are different.
[0018]
Also In the optically recording medium has a diffusion preventing layer composed mainly of at least one selected from GeXN and GeXON in contact with both sides of the recording film, the diffusion barrier located on the laser incident side of the recording film Diffusion where the average composition of the layer is (Ge 1 -y X y ) a O b N c (where a> 0, b ≧ 0, c> 0, 0 ≦ y ≦ 1), opposite to the laser incident side The average composition of the prevention layer is (Ge 1-z X z ) d O e N f (where d> 0, e ≧ 0, f> 0, 0 ≦ z ≦ 1), and 0 ≦ y <z It is preferable to have a relationship.
[0019]
In the optical information recording medium, the average composition ratio of Ge and X contained in the diffusion prevention layer containing at least one selected from GeXN and GeXON as a main component is (Ge 1−y X y ) a O b It is preferable to be within the range represented by N c (where a> 0, b ≧ 0, c> 0, 0 <y ≦ 0.5).
[0020]
In the optical information recording medium, the average composition ratio of the diffusion prevention layer mainly composed of at least one selected from GeXN and GeXON is a ternary composition diagram in which (GeX), O, and N each have a vertex. , Composition point A ((GeX) 90.0 O 0.0 N 10.0 ), B ((GeX) 83.4 O 13.3 N 3.3 ),
C ((GeX) 35.0 O 0.0 N 65.0 ), D ((GeX) 31.1 O 55.1 N 13.8 ),
It is preferable to be within the range surrounded by.
[0021]
In the optical information recording medium, it is preferable that the thickness of the diffusion prevention layer containing at least one selected from GeXN and GeXON as a main component is 1 nm or more.
[0022]
Or in the optical information recording medium was, the recording film, Te, it is preferred that the phase change material mainly three elements Sb and Ge.
[0023]
The method of manufacturing an optical information recording medium of the present invention then, the optical properties are changed reversibly, a recording film mainly Te, Se, and at least one element selected from Sb, at least of the recording film contact on one side, a GeXN and the diffusion preventing layer composed mainly of at least one selected from GeXON, manufacturing method of the optical information recording medium having a protective layer containing sulfur or sulfide, the diffusion barrier A layer is provided between the protective layer and the recording film, and the diffusion prevention layer is made of Ge and X or a material containing any one of Ge, X, and N, and a rare gas and nitrogen are mixed. in a mixed gas formed by reactive sputtering comprising, material component X of the diffusion preventing layer, VIII group elements, look contains at least one element selected from IIIa group elements and Au, a material formed of the diffusion barrier layer The Group VIII element, characterized in that includes the Fe, Co, at least one element selected from Ni, III a group element material components of the diffusion barrier layer, containing at least one element selected from Y and La And
[0024]
As a result, a good film quality nitride layer or nitride oxide layer having further excellent adhesion to the recording material can be obtained.
[0025]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be specifically described with reference to the drawings. An example of the layer structure of the optical information recording medium according to the present invention is shown in FIG. This is obtained by replacing the
[0026]
The
[0027]
The configuration of the optical information recording medium of the present invention is not limited to the above configuration, and a configuration in which a layer made of another material is provided between the
[0028]
In the following description, in order to simplify the description, the
[0029]
[0030]
These
[0031]
In addition, the protective layer may contain rare gases, H, C, H 2 O, or the like, among the sputtering gas components such as Ar and Kr, as impurities, but by suppressing the concentration of these impurities to 10 atom% or less. The same characteristics as when no impurities are contained can be obtained.
[0032]
The average composition ratios of the
C ((GeX) 35.0 O 0.0 N 65.0 ), D ((GeX) 31.1 O 55.1 N 13.8 ),
Preferably within the range surrounded by
E ((GeX) 65.0 O 0.0 N 35.0 ), F ((GeX) 53.9 O 9.20 N 36.9 ),
C ((GeX) 35.0 O 0.0 N 65.0 ), D ((GeX) 31.1 O 55.1 N 13.8 ),
It is desirable to be within the range surrounded by.
[0033]
The basis of this composition range is that when either Ge or X not bonded to nitrogen or oxygen is excessively present (hereinafter referred to as surplus Ge or X), surplus Ge or X diffuses into the recording film, If there is an excessive amount of nitrogen or oxygen that is not bonded to Ge or X, the atoms tend to be infiltrated into the recording film and prevent recording. Show.
[0034]
The range of the average composition ratio of Ge · X contained in the
[0035]
The film thickness of the
[0036]
Next, a method for manufacturing these optical information recording media will be described. As a method for producing the multilayer film constituting the optical information recording medium, a sputtering method, a vacuum deposition method, a CVD method or the like can be used. Here, a case where the sputtering method is used will be described as an example, and FIG. A schematic view of an example of the film forming apparatus is shown.
[0037]
A vacuum pump (not shown) is connected to the
[0038]
[0039]
When the
[0040]
When the
[0041]
When the
[0042]
As an example of the present embodiment, in the configuration of the optical information recording medium shown in FIG. 1, (1) when the
[0043]
Further, when forming the GeNiN layer, the GeLaN layer, and the GeN layer, the target materials are GeNi, GeLa, and Ge, respectively, and the ratio of the Ni and La atoms contained in the GeNiN film and the GeLaN film to the number of Ge atoms is Both were set to 25 atom%.
[0044]
Further, the sputtering gas for forming the
[0045]
The results of evaluating the above media are shown in (Table 1). The characteristic evaluation was performed on the weather resistance and the repeated recording characteristics. For evaluation of weather resistance, an accelerated test at 90 ° C. and 80% was performed for 200 hours, and the presence or absence of peeling was observed with an optical microscope every 100 hours. The case where no peeling was observed until 200 hours was indicated as ◯, the case where no peeling occurred after 100 hours, the case where peeling occurred after 200 hours, and the case where peeling was observed after 100 hours were indicated as x. .
[0046]
The recording repetitive characteristic is that when the shortest mark length is 0.61 μm by the EFM signal system, a mark having a length of 3T to 11T is recorded, and the jitter value between the front end and the rear end of the mark is divided by the window width T. If the value (hereinafter referred to as jitter value) does not exceed 13% for both the front end and rear end after 100,000 times of repetitive recording, ○ at least one of the front end and rear end jitter values after 100,000 times A value exceeding 13% was indicated as x.
[0047]
[Table 1]
[0048]
Further, the
[0049]
[Table 2]
[0050]
As described above, from the results of (Table 1) and (Table 2), when GeNiN or GeLaN is used as the diffusion preventing layer, the weather resistance is improved without impairing the recording repetitive characteristics as compared with the case of using only GeN. I understand that.
[0051]
Next, the
[0052]
[Table 3]
[0053]
From Table 3, it can be seen that when the Ni content is 10 atom% or more with respect to Ge, the effect of adding Ni begins to appear. However, when the Cr content is 60 atom% or more with respect to Ge, the recording repeatability deteriorates. This is thought to be because Ni is less likely to bond to nitrogen than Ge, and excess Cr that does not bond to nitrogen exists in the film excessively, and these atoms are infiltrated into the recording film, deteriorating the recording repetitive characteristics. . From the above, it can be said that the Ni content in the GeNiN film is preferably 50% or less with respect to Ge.
[0054]
In the above description, Ni and La have been described as examples of the X component. However, the element of X is not limited to Ni and La. As described above, X contained in the diffusion prevention layer is a repetition of information. Accordingly, even if it diffuses into the recording film, any element that has little influence on the optical properties of the recording film may be used. Such elements include other IIIa groups such as Au or Y in addition to Ni and La. There is an element, or other group VIII elements such as Fe and Co, and even if any of them is used, there is a slight difference in the effect, but there is essentially an effect of inclusion, and the content is almost the same. .
[0055]
【The invention's effect】
As described above, a diffusion prevention layer mainly composed of GeXN or GeXON is provided between the protective layer and the recording film in contact with at least one of the recording films, and the material component X of the diffusion prevention layer is La or with material containing at least one element of Ni, excellent weather resistance, and it is possible to obtain an excellent optical information recording medium in repetition characteristics of recording and erasing of information signals.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view showing a single layer structure of an optical information recording medium according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a triangular composition diagram showing a composition range of (GeX) .O.N according to an embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a diagram showing an example of a film forming apparatus according to an embodiment of the present invention.
4A and 4B are cross-sectional views showing a layer configuration example of a conventional optical information recording medium, in which A is a cross-sectional view of a four-layer optical recording medium and B is a cross-sectional view of a five-layer optical recording medium.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF
Claims (8)
A((GeX)90.0O0.0N10.0)、B((GeX)83.4O13.3N3.3)、
C((GeX)35.0O0.0N65.0)、D((GeX)31.1O55.1N13.8)、
で囲まれた範囲内にある請求項1に記載の光学情報記録媒体。In the ternary composition diagram in which the average composition ratio of the diffusion prevention layer mainly composed of at least one selected from GeXN and GeXON has (GeX) · O · N as vertices, the composition point A ((GeX) 90.0 O 0.0 N 10.0 ), B ((GeX) 83.4 O 13.3 N 3.3 ),
C ((GeX) 35.0 O 0.0 N 65.0 ), D ((GeX) 31.1 O 55.1 N 13.8 ),
The optical information recording medium according to claim 1, which is in a range surrounded by.
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