JP4308866B2 - Information recording medium - Google Patents
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Description
本発明は、情報記録媒体に関し、より詳しくは、光照射による記録層の相変化により情報の記録又は書換えが可能な情報記録媒体に関する。 The present invention relates to an information recording medium, and more particularly to an information recording medium capable of recording or rewriting information by phase change of a recording layer by light irradiation.
書換え可能な情報記録媒体の一つに相変化型光記録媒体が挙げられる。相変化型光記録媒体は光ビームの照射により原子配列が2つの異なる状態間(アモルファス相−結晶相)で可逆的に変化する記録層を備え、その記録層の2つの異なる原子配列の状態により情報が記録され、又は情報が書き換えられる。
近年、青色波長領域のレーザ光により情報を記録又は書換えるBD−RE(Blu−ray Disk Rewritable)は、DVD−RAM(Digital Versatile Disk Random Access Memory)と比較して、記録容量の他にデータ転送速度が速いことが知られている。BD−REの2倍速のデータ転送速度は72MBpsであるのに対し、DVD−RAMの2倍速のデータ転送速度は22MBpsである。つまりBD−REのデータ書込み速度は、DVD−RAMのデータ書込み速度に対して約3倍である。そのため、1倍速から2倍速対応のBD−REに必要な相変化記録材料の検討は、約3倍速から約6倍速対応のDVD−RAMに使用する相変化記録材料と同等と考えられ、BD−REの記録層に用いる相変化記録材料には高速化に適した材料が必要である。さらに、情報量を増大させるために、複数の情報層を備える多層型のBD−REも検討されている。
One of the rewritable information recording media is a phase change type optical recording medium. A phase change optical recording medium includes a recording layer in which an atomic arrangement reversibly changes between two different states (amorphous phase-crystalline phase) by irradiation with a light beam. Depending on the two different atomic arrangement states of the recording layer, Information is recorded or information is rewritten.
In recent years, BD-RE (Blu-ray Disk Rewritable), which records or rewrites information with laser light in the blue wavelength region, transfers data in addition to recording capacity compared to DVD-RAM (Digital Versatile Disk Random Access Memory). It is known to be fast. The double-speed data transfer speed of BD-RE is 72 MBps, while the double-speed data transfer speed of DVD-RAM is 22 MBps. That is, the data writing speed of the BD-RE is about three times that of the DVD-RAM. Therefore, the study of the phase change recording material required for the BD-RE compatible with 1 × to 2 × speed is considered to be equivalent to the phase change recording material used for the DVD-RAM compatible with about 3 × to about 6 × speed. The phase change recording material used for the RE recording layer requires a material suitable for high speed. Furthermore, in order to increase the amount of information, a multilayer BD-RE having a plurality of information layers is also being studied.
相変化型光記録媒体の記録層を形成する相変化記録材料には、一般に高融点のGe−Sb−Te系合金等が用いられる。このため、光ビームの照射による「アモルファス相−結晶相」間の相変化の際に、ポリカーボネート等の樹脂製基板への熱ダメージを低減する目的で、記録層の両側に誘電体材料を含む保護層を形成することが多い(特許文献1参照)。
また、我々の検討によれば、高速化に適した相変化記録材料としてBiGeTe系材料が報告されている(特許文献2参照)。
As the phase change recording material for forming the recording layer of the phase change type optical recording medium, a high melting point Ge—Sb—Te alloy or the like is generally used. For this reason, in order to reduce thermal damage to the resin substrate such as polycarbonate during the phase change between the “amorphous phase and the crystalline phase” due to the irradiation of the light beam, a protection including a dielectric material on both sides of the recording layer is performed. In many cases, a layer is formed (see Patent Document 1).
According to our study, a BiGeTe-based material has been reported as a phase change recording material suitable for high speed (see Patent Document 2).
ところで、情報層を2層以上有する多層型の情報記録媒体の場合は、記録/再生光が入射する側から見て近い側の情報層(以下、近い側の情報層)を透過した光を用いて、記録/再生光が入射する側から見て遠い側の情報層(以下、遠い側の情報層)に情報を記録する必要がある。このため、近い側の情報層の積層構造が複雑になると、近い側の情報層の光透過性が低下し、遠い側の情報層の記録特性が十分に発揮できないという問題がある。 By the way, in the case of a multilayer type information recording medium having two or more information layers, light transmitted through an information layer closer to the side where recording / reproducing light is incident (hereinafter referred to as an information layer on the closer side) is used. Therefore, it is necessary to record information in an information layer far from the incident side of the recording / reproducing light (hereinafter, information layer on the far side). For this reason, when the laminated structure of the information layer on the near side becomes complicated, the light transmittance of the information layer on the near side is lowered, and the recording characteristics of the information layer on the far side cannot be sufficiently exhibited.
一方、我々の検討によれば、高速化に適したBiGeTe系相変化記録材料は、Ge−Sb−Te系合金と比較してさらに融点が高く、少なくとも700℃以上であることが判明している。そのため、反射層は、青色波長領域で熱伝導度が高いAg合金を用いて構成される。さらに、相変化記録材料の相変化による熱ダメージを低減するために、青色波長領域において消衰係数が小さいZnS−SiO2等を使用する保護層を反射層に隣接して設けることが多い。
しかし、Ag合金は、ZnS−SiO2層中のS元素により腐食しやすい性質を有することが知られている。さらに、高湿度の環境下では、Ag合金のS元素による腐食が進行する傾向がある。このため、情報層に複数の回数に亘り、繰り返して情報の書換えを行うと情報層の記録特性が低下するという問題がある。
On the other hand, according to our study, it has been found that a BiGeTe phase change recording material suitable for higher speed has a higher melting point than that of a Ge—Sb—Te alloy and is at least 700 ° C. or higher. . Therefore, the reflective layer is configured using an Ag alloy having high thermal conductivity in the blue wavelength region. Further, in order to reduce thermal damage due to the phase change of the phase change recording material, a protective layer using ZnS—SiO 2 or the like having a small extinction coefficient in the blue wavelength region is often provided adjacent to the reflective layer.
However, it is known that the Ag alloy has the property of being easily corroded by the S element in the ZnS—SiO 2 layer. Furthermore, the corrosion by the S element of the Ag alloy tends to proceed in a high humidity environment. For this reason, there is a problem in that the recording characteristics of the information layer deteriorate if the information layer is repeatedly rewritten a plurality of times.
本発明の目的は、高融点の相変化記録材料を使用する多層型の情報記録媒体において、多数回の書換え性能に優れ、且つ、高湿度の環境下で記録特性が低下しない情報記録媒体を提供することに有る。 SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide an information recording medium which is excellent in rewriting performance many times and does not deteriorate recording characteristics in a high humidity environment, in a multilayer information recording medium using a phase change recording material having a high melting point. There is to do.
本発明者は鋭意検討した結果、記録/再生光が入射する側から見て近い側の情報層に、反射層/Cr−Ta−O系材料を含む保護層/記録層の3層構造を設けることにより、相変化記録層材料を使用する情報記録媒体の書換え性能が向上することを見出し、かかる知見に基き本発明を完成した。
かくして本発明によれば、基板と、前記基板上に形成され、光の照射により情報の記録及び書換えが可能な複数の情報層と、前記情報層間に形成された中間層と、を備え、前記光が照射する側から見て近い側の前記情報層は、Bi−Ge−Te系相変化記録材料を含む記録層と、前記記録層に接して形成されたCr元素、Ta元素及びO元素を含む保護層と、前記保護層に接して形成されたAg元素を含む反射層と、を有することを特徴とする情報記録媒体が提供される。
As a result of diligent study, the present inventor has provided a three-layer structure of a reflective layer / a protective layer / recording layer containing a Cr—Ta—O-based material on the information layer closer to the recording / reproducing light incident side. As a result, it was found that the rewriting performance of the information recording medium using the phase change recording layer material was improved, and the present invention was completed based on such knowledge.
Thus, according to the present invention, it comprises a substrate, a plurality of information layers formed on the substrate and capable of recording and rewriting information by light irradiation, and an intermediate layer formed between the information layers, The information layer on the side closer to the light irradiation side includes a recording layer containing a Bi—Ge—Te phase change recording material, and a Cr element, a Ta element and an O element formed in contact with the recording layer. There is provided an information recording medium comprising: a protective layer including: a reflective layer including an Ag element formed in contact with the protective layer.
即ち、高融点のBi−Ge−Te系相変化記録材料を使用する多層型の情報記録媒体において、記録/再生光が照射する側から見て近い側の情報層に、記録層とAg合金を含む反射層との間にCr−Ta−O系材料を含む保護層を設けた3層構造を形成することにより、高速且つ高密度で情報の記録/再生、多数回の書換えが可能である。
ここで、前記保護層の厚みの範囲が8nm〜25nmであることが好ましい。
また、前記保護層に含まれる前記Cr元素及び前記Ta元素の組成(CrXTaY)は、(Y/X)の範囲が0.05〜1.7であることが好ましい。
That is, in a multilayer type information recording medium using a high melting point Bi—Ge—Te phase change recording material, a recording layer and an Ag alloy are formed on the information layer closer to the recording / reproducing light irradiation side. By forming a three-layer structure in which a protective layer containing a Cr—Ta—O-based material is provided between the reflective layer and the reflective layer, information can be recorded / reproduced and rewritten many times at high speed and high density.
Here, the thickness of the protective layer is preferably 8 nm to 25 nm.
Further, the composition of the Cr element and the Ta element included in the protective layer (Cr X Ta Y) is preferably 0.05 to 1.7 in the range of (Y / X).
さらに、前記記録層中に含まれる前記Bi元素、前記Ge元素及び前記Te元素の組成比が、当該Bi元素、当該Ge元素及び当該Te元素を頂点とする三角組成図上の下記A、B、C及びDの各点により囲まれた範囲内にあることが好ましい。
A(Bi3,Ge46.2,Te50.8)
B(Bi5,Ge46,Te49)
C(Bi13,Ge38,Te49)
D(Bi10,Ge38,Te52)
(但し、各元素の組成は原子%である。)
また、前記反射層が、Ag−Ca−Cu合金を含むことが好ましい。
さらに、前記光が、波長410nm以下の青色レーザ光であることが好ましい。本発明が適用される情報記録媒体は、青色波長領域のレーザ光により、情報を記録又は書換えるBD−RE等として有用である。
Further, the composition ratios of the Bi element, Ge element and Te element contained in the recording layer are the following A, B on the triangular composition diagram having the Bi element, the Ge element and the Te element as vertices. It is preferable to be within the range surrounded by the points C and D.
A (Bi3, Ge46.2, Te50.8)
B (Bi5, Ge46, Te49)
C (Bi13, Ge38, Te49)
D (Bi10, Ge38, Te52)
(However, the composition of each element is atomic%.)
Moreover, it is preferable that the said reflection layer contains an Ag-Ca-Cu alloy.
Furthermore, the light is preferably blue laser light having a wavelength of 410 nm or less. An information recording medium to which the present invention is applied is useful as a BD-RE or the like that records or rewrites information with a laser beam in a blue wavelength region.
また、本発明によれば、光が照射される面に形成されたピット又は溝を有する基板と、前記基板の前記ピット又は前記溝上に積層した第一情報層と、前記第一情報層上に光透過性材料を用いて形成され、前記ピット又は前記溝を有する中間層と、前記中間層上に積層した第二情報層と、前記第二情報層に貼着したカバー層と、を備え、前記第二情報層は、Bi−Ge−Te系相変化記録材料を含む記録層とAg−Ca−Cu合金を含む反射層との間に、当該記録層及び当該反射層に接して形成したCr−Ta−O系材料を含む保護層を有することを特徴とする情報記録媒体が提供される。
ここで、前記第二情報層の前記記録層の前記Bi−Ge−Te系相変化記録材料がBi7Ge43Te50(原子%)であり、当該第二情報層の前記保護層の厚みの範囲が9nm〜15nmであることが好ましい。
また、前記中間層は、前記第一情報層上に塗布した光硬化性樹脂を、凹凸形状を有する光透過性スタンパを用いるフォトポリメリゼーション法により形成することが好ましい。
さらに、前記第一情報層は、少なくともGe−Sb−Te系相変化記録材料を含む記録層を有することが好ましい。
Further, according to the present invention, a substrate having pits or grooves formed on a surface irradiated with light, a first information layer stacked on the pits or grooves of the substrate, and on the first information layer An intermediate layer formed using a light transmissive material and having the pits or the grooves, a second information layer laminated on the intermediate layer, and a cover layer adhered to the second information layer, The second information layer is a Cr layer formed between and in contact with the recording layer containing the Bi—Ge—Te phase change recording material and the reflective layer containing the Ag—Ca—Cu alloy. An information recording medium having a protective layer containing a Ta—O-based material is provided.
Here, the Bi-Ge-Te phase change recording material of the recording layer of the second information layer is Bi7Ge43Te50 (atomic%), and the thickness range of the protective layer of the second information layer is 9 nm to 15 nm. It is preferable that
The intermediate layer is preferably formed by photopolymerization using a light transmissive stamper having a concavo-convex shape with a photocurable resin applied on the first information layer.
Furthermore, it is preferable that the first information layer has a recording layer containing at least a Ge—Sb—Te phase change recording material.
本発明により得られる情報記録媒体は、保護層にZnS−SiO2等を使用する場合と比べて、高速且つ高密度で情報の記録/再生、多数回の書換えが可能であり、青色波長領域のレーザ光により、情報を記録又は書換えるBD−RE等として有用である。
さらに、高温高湿環境下においても、情報記録媒体の保存寿命性が向上する。
The information recording medium obtained by the present invention is capable of recording / reproducing information and rewriting a large number of times at a high speed and with a high density as compared with the case where ZnS—SiO 2 or the like is used for the protective layer. It is useful as a BD-RE or the like that records or rewrites information with a laser beam.
Furthermore, the shelf life of the information recording medium is improved even in a high temperature and high humidity environment.
以下、本発明を実施するための最良の形態(以下、発明の実施の形態)について詳細に説明する。尚、本発明は、以下の実施の形態に限定されるものではなく、その要旨の範囲内で種々変形して実施することが出来る。また、使用する図面は本実施の形態を説明するためのものであり、実際の大きさを表すものではない。 The best mode for carrying out the present invention (hereinafter, an embodiment of the present invention) will be described in detail below. The present invention is not limited to the following embodiments, and various modifications can be made within the scope of the invention. The drawings used are for explaining the present embodiment and do not represent the actual size.
図1は、本実施の形態としての情報記録媒体の概略構造を説明する図である。ここでは、光の照射により情報の記録及び書換えが可能な2個の情報層を有する情報記録媒体100を例に挙げて説明する。
図1に示すように、情報記録媒体100は、基板1と、基板1上の記録/再生光Lが入射する面側に、光の照射によりアモルファス相と結晶相との間の可逆的変化を生ずる相変化記録材料を含む記録層を有する第一情報層(L0)2及び第二情報層(L1)4と、第一情報層(L0)2と第二情報層(L1)4との間に光透過性材料を用いて形成された中間層3と、光透過性材料からなるカバー層5とを順次積層した構造を有する。
第一情報層(L0)2と第二情報層(L1)4とにそれぞれ形成された記録層には、カバー層5側から入射する記録/再生光Lにより情報が記録され、また記録された情報の書換えが行われる。
FIG. 1 is a diagram for explaining a schematic structure of an information recording medium according to the present embodiment. Here, an
As shown in FIG. 1, the
Information was recorded and recorded on the recording layers formed on the first information layer (L0) 2 and the second information layer (L1) 4 by the recording / reproducing light L incident from the
尚、基板1の表面と中間層3の表面には、所定の規格の物理フォーマットに基くトラッキング用のプリグルーブが形成されている。また、情報記録媒体100に情報の記録及び書換えを行うために、記録/再生光Lとして、例えば、波長410nm以下のレーザ光を使用する。
2個の情報層は、記録/再生光Lにより情報が記録される順番に従い、記録/再生光Lが入射する側から見て遠い側に形成された情報層を第一情報層(L0)2とし、記録/再生光Lが入射する側から見て近い側に形成された情報層を第二情報層(L1)4としている。本実施の形態では、第二情報層(L1)4を透過した光を用いて、第一情報層(L0)2に情報を記録する必要がある。このため、第一情報層(L0)2の厚み(本実施の形態では88nm)を、第二情報層(L1)4の厚み(本実施の形態では144nm)に比べて薄くすることにより、第二情報層(L1)4の光透過率と光反射率とのバランスを良くするように設計されている。
A tracking pregroove based on a physical format of a predetermined standard is formed on the surface of the substrate 1 and the surface of the intermediate layer 3. Further, in order to record and rewrite information on the
The two information layers are formed in accordance with the order in which information is recorded by the recording / reproducing light L, and the information layer formed on the side far from the side on which the recording / reproducing light L is incident is the first information layer (L0) 2. The information layer formed on the side closer to the recording / reproducing light L incident side is referred to as a second information layer (L1) 4. In the present embodiment, it is necessary to record information on the first information layer (L0) 2 using light transmitted through the second information layer (L1) 4. For this reason, the thickness of the first information layer (L0) 2 (88 nm in the present embodiment) is made thinner than the thickness of the second information layer (L1) 4 (144 nm in the present embodiment). The two information layers (L1) 4 are designed to improve the balance between the light transmittance and the light reflectance.
(基板1)
基板1は、例えば、適度な加工性と剛性を有するプラスチック、金属、ガラス等を用いて形成する。本実施の形態では、ポリカーボネート樹脂を用いて、内径(センターホール)15mm、外径120mm、厚み1.1mmのディスク状に形成する。
また、基板1の表面には、所定の規格に基づく物理フォーマットで、螺旋状のプリグルーブを形成する(図示せず)。本実施の形態では、プリグルーブは、トラックピッチ0.32μm、溝深さ20nmである。
(Substrate 1)
The substrate 1 is formed using, for example, plastic, metal, glass or the like having appropriate processability and rigidity. In this embodiment, a polycarbonate resin is used to form a disk having an inner diameter (center hole) of 15 mm, an outer diameter of 120 mm, and a thickness of 1.1 mm.
A spiral pregroove is formed on the surface of the substrate 1 in a physical format based on a predetermined standard (not shown). In the present embodiment, the pregroove has a track pitch of 0.32 μm and a groove depth of 20 nm.
(中間層3)
中間層3は、後述するように、第一情報層(L0)2の上に所定の光硬化性樹脂の前駆体を塗布し、次に、光透過性スタンパを載置し、その後、光硬化性樹脂の前駆体を硬化させるフォトポリメリゼーション法(Photo Polymerization:2P法)により形成される。尚、シート状の光透過性樹脂を用いるナノプリント法により形成することもできる。本実施の形態では、中間層3の厚みは、通常、20μm〜30μm程度である。また、中間層3のカバー層5側の表面には、基板1と同様にピット又はグルーブから構成される凹凸パターンが形成されている。
(Intermediate layer 3)
As will be described later, the intermediate layer 3 is coated with a predetermined photo-curing resin precursor on the first information layer (L0) 2, and then placed with a light-transmitting stamper, and then photo-curing. It forms by the photopolymerization method (Photo Polymerization: 2P method) which hardens the precursor of a conductive resin. In addition, it can also form by the nanoprint method using a sheet-like light transmissive resin. In the present embodiment, the thickness of the intermediate layer 3 is usually about 20 μm to 30 μm. In addition, an uneven pattern composed of pits or grooves is formed on the surface of the intermediate layer 3 on the
中間層3の材料として使用する光硬化性樹脂は、記録/再生光Lに対して透明である他、接着力が高く、硬化接着時の収縮力が小さい材料が好ましい。このような材料としては、例えば、ラジカル系紫外線硬化性樹脂が挙げられる。ラジカル系紫外線硬化性樹脂は、公知の紫外線硬化性化合物と光重合開始剤を必須成分として含む組成物が挙げられる。紫外線硬化性化合物は、単官能アクリレート、単官能メタアクリレート、多官能アクリレート、多官能メタアクリレート等を重合成モノマー成分として含み、各々、単独または2種類以上併用して用いることができる。また、ラジカル系紫外線硬化性樹脂としては、スピンコート法によって所定の膜厚を形成するために、温度範囲0℃〜40℃において、粘度20mPa・s〜1000mPa・sであるものを用いることが好ましい。 The photocurable resin used as the material of the intermediate layer 3 is preferably a material that is transparent to the recording / reproducing light L, has a high adhesive force, and has a small shrinkage force at the time of curing adhesion. An example of such a material is a radical ultraviolet curable resin. Examples of the radical ultraviolet curable resin include a composition containing a known ultraviolet curable compound and a photopolymerization initiator as essential components. The ultraviolet curable compound contains a monofunctional acrylate, a monofunctional methacrylate, a polyfunctional acrylate, a polyfunctional methacrylate or the like as a polysynthetic monomer component, and each can be used alone or in combination of two or more. Further, as the radical ultraviolet curable resin, it is preferable to use a resin having a viscosity of 20 mPa · s to 1000 mPa · s in a temperature range of 0 ° C. to 40 ° C. in order to form a predetermined film thickness by spin coating. .
(カバー層5)
カバー層5は、例えば、ポリカーボネート樹脂等の光透過性材料を用いて形成する。本実施の形態では、カバー層5として、厚み75μmのポリカーボネート樹脂製基板を接着剤により第二情報層(L1)4上に貼着する。
(Cover layer 5)
The
(第一情報層(L0)2)
次に、各情報層の層構造について説明する。
図2は、図1に示した情報記録媒体100の2個の情報層の構造を説明する図である。図2に示すように、記録/再生光Lが入射する側から見て遠い側に形成された第一情報層(L0)2は、基板1上の記録/再生光Lが入射する面側に、第一腐食防止層6、第一反射層7、第二腐食防止層8、第一保護層9、相変化記録材料を含む第一記録層10、第一界面層11、第二保護層12を順次積層した構造を有する。
(First information layer (L0) 2)
Next, the layer structure of each information layer will be described.
FIG. 2 is a diagram for explaining the structure of two information layers of the
第一腐食防止層6は、基板1と第一反射層7との間に位置し、後述する第一反射層7中のAg元素の腐食を防ぐ層である。本実施の形態では、所定のスパッタ装置を用いて厚み5nmのNb材料膜を形成する。
第一反射層7は、カバー層5側から入射し、第一記録層10を透過する波長410nm以下の記録/再生光Lを反射するとともに、情報の記録・再生時に、相変化記録材料を含む第一記録層10から発生する熱を拡散させるための層である。第一反射層7は、青色波長領域で熱伝導度が高いAg−Ca−Cu、Ag−Nd−Cu、Ag−Ga−Cu等のAg合金により形成する。これらの中でも、Agを90モル%以上含有するAg合金がさらに好ましい。本実施の形態では、スパッタリングにより、厚み80nmのAgCa(500ppm)Cu(重量%)膜を形成する。
The first
The first
第二腐食防止層8は、第一反射層7と第一保護層9との間に位置し、後述する第一保護層9中のS元素による第一反射層7中のAg元素の腐食を防ぐ層である。本実施の形態では、スパッタリングにより、厚み7nmのGeCr−N材料膜を形成する。
第一保護層9は、第一記録層10中の相変化記録材料の相変化の際に、例えば、ポリカーボネート樹脂製の基板1への熱ダメージを低減する目的で設ける。第一保護層9の厚みは、通常2nm〜5nmである。本実施の形態では、第一保護層9は、スパッタリングにより、膜厚3nmの(ZnS)80(SiO2)20(モル%)の混合物の膜を形成する。尚、第一保護層9を形成する材料としては、(ZnS)/(SiO2)の混合比を変えたもの、又はS元素を含む酸化物、窒化物を用いることができる。
The second
The first
第一記録層10は、記録/再生光Lの照射により原子配列が2つの異なる状態間(アモルファス相−結晶相)で可逆的に変化する相変化記録材料を含む。相変化記録材料としては、例えば、SnGeSbTe合金、GeSbTe合金、InGeSbTe合金、BiGeTe合金が挙げられる。本実施の形態では、InGeSbTe合金ターゲットをArガス雰囲気中でスパッタし、厚み14nmのInGeSbTe(原子%)膜を形成する。
第一界面層11は、第一記録層10と第二保護層12との間で両層の構成元素が互いに侵入、拡散及び化学反応することを防止するための層である。本実施の形態では、第一界面層11は、スパッタリングにより、厚み5nmの(ZrO)92−(ZnS)8(モル%)材料膜を形成する。
第二保護層12は、第一界面層11と中間層3との間で両層の構成元素が互いに侵入、拡散及び化学反応することを防止するための層である。本実施の形態では、スパッタリングにより、厚み30nmの(ZnS)80−(SiO2)20(モル%)膜を形成する。
The
The
The second
(第二情報層(L1)4)
次に、記録/再生光Lが入射する側から見て近い側に形成された第二情報層(L1)4について説明する。
図2に示すように、第二情報層(L1)4は、中間層3上の記録/再生光Lが入射する面側に、反射率補正層13と第三腐食防止層14を有する。
さらに、第三腐食防止層14上に、第二反射層15と、第二反射層15に接して形成された第三保護層17と、第三保護層17に接して形成された第二記録層19との3層構造が設けられている。
また、第二記録層19上に、第二界面層20と第四保護層21を順次積層した構造を有する。
(Second information layer (L1) 4)
Next, the second information layer (L1) 4 formed on the side closer to the recording / reproducing light L from the incident side will be described.
As shown in FIG. 2, the second information layer (L1) 4 has a
Further, on the third
Also, the
反射率補正層13は、本実施の形態では、スパッタリングにより、厚み22nmの(ZnS)80−(SiO2)20(モル%)膜を形成する。
第三腐食防止層14は、反射率補正層13と第二反射層15との間に位置し、反射率補正層13中のS元素による第二反射層15中のAg元素の腐食を防ぐ層である。本実施の形態では、スパッタリングにより、厚み2nmのCr20Ta14O66(原子%)材料膜を形成する。
第二界面層20は、第二記録層19と第四保護層21との間で両層の構成元素が互いに侵入、拡散及び化学反応することを防止するための層である。本実施の形態では、スパッタリングにより、厚み3nmのZrCrO(原子%)材料膜を形成する。
第四保護層21は、第二界面層20とカバー層5との間で両層の構成元素が互いに侵入、拡散及び化学反応することを防止するための層である。本実施の形態では、スパッタリングにより、厚み38nmの(ZnS)80−(SiO2)20(モル%)膜を形成する。
In the present embodiment, the
The third
The
The fourth
(第二反射層15)
第二反射層15は、カバー層5側から入射し、第一記録層10を透過する波長410nm以下の記録/再生光Lを反射するとともに、記録/再生光Lの一部を第一情報層(L0)2側に透過させる性質を有する。
第二反射層15は、適当な光透過率を得るため、前述した第一反射層7の厚み(80nm)より薄く形成される。また、高融点の相変化記録材料を含む第二記録層19から発生する熱を逃がすために、青色波長領域で熱伝導度が高いAg−Ca−Cu、Ag−Nd−Cu、Ag−Ga−Cu等のAg合金により形成する。これらの中でも、Agを90モル%以上含有するAg合金がさらに好ましい。本実施の形態では、スパッタリングにより、厚み8nmのAgCa(500ppm)Cu(重量%)膜を形成する。
また、第二反射層15は、光の吸収が小さく光の透過率が30%以上あり、かつ適度な光の反射率があることが望ましい。
(Second reflective layer 15)
The second
The second
In addition, it is desirable that the second
(第三保護層17)
第三保護層17は、第二反射層15と第二記録層19との間に設けられ、高融点の相変化記録材料を含む第二記録層19の発熱による熱ダメージを低減する目的で設ける。
第三保護層17は、高融点のCr元素とTa元素及びO元素を含む材料(Cr−Ta−O系材料)により形成される。
本実施の形態では、記録/再生光Lが入射する側から見て近い側の第二情報層(L1)4において、第二反射層15に接してCr−Ta−O系材料を含む第三保護層17を設け、さらに、後述するように、第三保護層17に接して高融点のBi−Ge−Te系相変化記録材料を含む第二記録層19を形成している。これにより、第二情報層(L1)4において、第二反射層15と第二記録層19との間に第三保護層17のみを設けた3層構造を採用している。このため、高融点のBi−Ge−Te系相変化記録材料を使用する第二記録層19の書換え性能が向上する。
(Third protective layer 17)
The third
The third
In the present embodiment, the second information layer (L1) 4 on the side closer to the recording / reproducing light L incident side is in contact with the second
ここで本実施の形態では、第三保護層17中に存在するCr元素とTa元素との組成比(CrXTaY)(原子%)は、(Y/X)が0.05〜1.7であり、好ましくは0.11〜0.70の範囲から選ばれる。Cr元素とTa元素との組成比(CrXTaY)(原子%)における(Y/X)が過度に小さいと、情報記録媒体100に記録する情報の再生ジッターが増大し、記録再生特性が低下する傾向がある。また、過度に大きいと、高湿度の環境下で記録特性が低下する傾向がある。
さらに、本実施の形態では、第三保護層17の厚みは、8nm〜25nmの範囲、好ましくは9nm〜15nmの範囲である。第三保護層17の厚みが過度に薄いと、第二反射層15と第二記録層19との間隔が減少し、第二記録層19に情報を記録するのに必要な記録パワーが増大する傾向がある。また、第三保護層17の厚みが過度に厚いと、Cr−Ta−O系材料に記録/再生光Lが吸収されるため、第一情報層(L0)2に必要な記録/再生光Lが届かない傾向がある。
Here, in the present embodiment, the composition ratio (Cr X Ta Y ) (atomic%) between the Cr element and the Ta element present in the third
Furthermore, in the present embodiment, the thickness of the third
(第二記録層19)
第二記録層19は、前述した第一記録層10と同様に、記録/再生光Lの照射により原子配列が2つの異なる状態間(アモルファス相−結晶相)で可逆的に変化する相変化記録材料を含む。本実施の形態では、相変化記録材料として、Bi−Ge−Te系相変化記録材料を使用する。Bi−Ge−Te系相変化記録材料は、Ge−Sb−Te系合金のSb元素をBi元素で置換した高融点(約700℃以上)金属材料として得られる。Bi−Ge−Te系相変化記録材料を用いることにより、低線速度から高線速度までの広い範囲で優れた記録特性が得られる。
(Second recording layer 19)
Similarly to the
(Bi−Ge−Te系相変化記録材料の組成範囲)
図3は、Bi−Ge−Te系相変化記録材料の三角組成図である。図3に示すように、Bi−Ge−Te系相変化記録材料の組成範囲は、Bi元素、Ge元素及びTe元素のそれぞれを頂点とする三角組成図において、Ge50Te50(原子%)とBi2Te3(原子%)とを結ぶ線上よりもGe元素が過剰に添加された領域が好ましい。ここで、Bi−Ge−Te系相変化記録材料において、例えば、Ge元素の濃度が50原子%であり、Te元素の濃度が50原子%であり、Bi元素の濃度が0原子%の場合を、Ge50Te50と表示する。
この領域では、Ge50Te50の長所である結晶/非結晶間の屈折率差が大きく、結晶化温度が高く、また活性化エネルギーが大きい。さらに、結晶化速度が速く、高線速度記録においても良好な消去特性が得られる。
(Composition range of Bi-Ge-Te phase change recording material)
FIG. 3 is a triangular composition diagram of a Bi—Ge—Te phase change recording material. As shown in FIG. 3, the composition range of the Bi—Ge—Te phase change recording material is as follows: Ge50Te50 (atomic%) and Bi2Te3 (atomic) in the triangular composition diagram having the Bi element, Ge element, and Te element as vertices. %), A region where Ge element is excessively added is preferable. Here, in the Bi-Ge-Te phase change recording material, for example, the concentration of Ge element is 50 atomic%, the concentration of Te element is 50 atomic%, and the concentration of Bi element is 0 atomic%. , Ge50Te50.
In this region, the refractive index difference between crystal and non-crystal, which is an advantage of Ge50Te50, is large, the crystallization temperature is high, and the activation energy is large. Furthermore, the crystallization speed is fast, and good erasing characteristics can be obtained even at high linear velocity recording.
さらに、このような優れた特性を有するBi−Ge−Te系相変化記録材料を、情報記録媒体100の第二記録層19に用いる場合の実用的な組成範囲としては、三角組成図上の下記A、B、C及びDの各点により囲まれた範囲内にあることが好ましい。
A(Bi3,Ge46.2,Te50.8)
B(Bi5,Ge46,Te49)
C(Bi13,Ge38,Te49)
D(Bi10,Ge38,Te52)
(但し、各元素の組成は原子%である。)
Furthermore, as a practical composition range when the Bi—Ge—Te phase change recording material having such excellent characteristics is used for the
A (Bi3, Ge46.2, Te50.8)
B (Bi5, Ge46, Te49)
C (Bi13, Ge38, Te49)
D (Bi10, Ge38, Te52)
(However, the composition of each element is atomic%.)
本実施の形態では、第三保護層17上に、BiGeTeターゲットをArガス雰囲気中でスパッタし、所定の厚みのBi−Ge−Te膜を形成する。第二記録層19の厚みは、通常、10nm以下、好ましくは、4nm〜8nmである。
本実施の形態では、第二情報層(L1)4において、第二反射層15と第二記録層19との間に第三保護層17のみを設けた3層構造を採用することにより、第二記録層19の書換え性能が向上するとともに、第一情報層(L0)2の記録に必要な記録/再生光Lを得ることができる。
In the present embodiment, a BiGeTe target is sputtered on the third
In the present embodiment, in the second information layer (L1) 4, by adopting a three-layer structure in which only the third
以下に、実施例に基づき本実施の形態をさらに詳細に説明する。なお、本実施の形態は以下の実施例に限定されない。
以下の実施例では、図1に示す層構造を有する情報記録媒体100について、第三保護層17におけるCr元素及びTa元素の組成(CrXTaY)と、第三保護層17の厚みと、をパラメータとする結果についてそれぞれ述べる。また、第二記録層19に含まれるBi−Ge−Te系相変化記録材料の最適組成範囲について述べる。
Hereinafter, the present embodiment will be described in more detail based on examples. Note that the present embodiment is not limited to the following examples.
In the following examples, for the
(1)情報記録媒体100の記録再生特性評価
情報記録媒体100の記録再生特性評価に使用する情報記録装置は、情報記録媒体100に光照射する半導体レーザ(波長405nm、開口数0.85)、半導体レーザの出力を制御するレーザドライバ、記録情報に従って生成する記録パルスを発生する波形発生装置、波形等価回路及び2値化回路を備える。
本実施例で使用する情報記録装置では1−7変調を用い、マークエッジ記録方式の記録マークを情報記録媒体100に形成して情報を記録する。最短マークである2Tマークのマーク長は約0.149μmである。情報記録媒体100を所定の記録線速度で回転し、波長405nmの半導体レーザ光を開口数(NA)0.85の対物レンズで集光し、カバー層5を通して第一記録層10及び第二記録層19上に照射し、記録および再生を行う。
(1) Evaluation of recording / reproduction characteristics of
In the information recording apparatus used in this embodiment, 1-7 modulation is used, and a mark edge recording type recording mark is formed on the
次に、記録及び再生の過程を以下に示す。まず、情報記録装置外部からの情報は2ビットを1単位として、1−7変調器に伝送される。情報記録媒体100上に情報を記録する際には、情報2ビットを3ビットに変換する変調方式、いわゆる1−7変調方式により記録を行う。ここで、1−7変調とは、変調後のビットパターンの“1”と“1”の間にある“0”の数が1個から7個までに制限されている方式である。この変調方式では、情報記録媒体100上に2ビットの情報に対応させた2T〜8Tのマーク長の情報の記録を行う。尚、ここでTとは情報記録時のクロックの周期を表す。本実施例では、ディスク線速度が9.84m/sのときは7.58nsとした。
Next, the process of recording and reproduction is shown below. First, information from the outside of the information recording apparatus is transmitted to the 1-7 modulator in units of 2 bits. When information is recorded on the
1−7変調器により変換された2T〜8Tのデジタル信号は,記録波形発生回路に転送され、記録マークに対応する区間を複数の短いパルスに分割したマルチパルス記録波形が生成される。マルチパルス記録波形は、書き終わりで熱量が蓄積しないよう制御されたレーザ照射が行なわれる。この際、記録マークを形成するため、各パルスを測定する情報記録媒体100ごとに最適な値に調整する。また、記録波形発生回路内には、マーク部を形成するためマルチパルス波形テーブルを有する。マルチパルス波形テーブルは、パルス列を形成する際に、マーク部の前後のスペース長に応じて、マルチパルス波形の先頭パルス幅と最後尾のパルス幅を変化させる方式(適応型記録波形制御)に対応する。マルチパルス波形テーブルにより、マーク間に発生するマーク間熱干渉の影響を極力排除できるマルチパルス記録波形が得られる。
The 2T to 8T digital signal converted by the 1-7 modulator is transferred to the recording waveform generation circuit, and a multi-pulse recording waveform is generated by dividing the section corresponding to the recording mark into a plurality of short pulses. The multi-pulse recording waveform is subjected to laser irradiation controlled so as not to accumulate heat at the end of writing. At this time, in order to form a recording mark, each pulse is adjusted to an optimum value for each
記録波形発生回路により生成された記録波形は、レーザ駆動回路に転送され、レーザ駆動回路はこの記録波形をもとに、光ヘッド内の半導体レーザを発光させる。本実施例において使用した情報記録装置に搭載された光ヘッドには、情報記録用のレーザビームとして光波長405nmの半導体レーザが使用されている。また、このレーザ光をレンズ開口数(NA)0.85の対物レンズにより情報記録媒体100の記録層上に絞り込み、記録波形に対応したレーザのレーザビームを照射することにより、情報の記録を行った。
一般的に、レーザ波長λのレーザ光を所定のレンズ開口数(NA)のレンズにより集光した場合、レーザビームのスポット径はおよそ0.9×λ/NAとなる。本実施例においては、レーザビームのスポット径は約0.43μmである。また、レーザビームの偏光を円偏光とした。
The recording waveform generated by the recording waveform generation circuit is transferred to the laser driving circuit, and the laser driving circuit causes the semiconductor laser in the optical head to emit light based on the recording waveform. A semiconductor laser having an optical wavelength of 405 nm is used as an information recording laser beam in the optical head mounted on the information recording apparatus used in this example. Further, the laser beam is focused on the recording layer of the
In general, when laser light having a laser wavelength λ is condensed by a lens having a predetermined lens numerical aperture (NA), the spot diameter of the laser beam is approximately 0.9 × λ / NA. In this embodiment, the spot diameter of the laser beam is about 0.43 μm. The polarization of the laser beam was circularly polarized.
再生信号は、レーザビームを記録されたマーク上に照射し、マークとマーク以外の部分からの反射光を検出することにより得られる。得られた再生信号の振幅を、リミットイコライザにより長いマークの振幅を制限した後、短いマークの振幅を増大させ、チャンネル複合化を行なって3ビット毎に2ビットの情報に変換する。以上の動作により、記録されたマークの再生が完了する。以上の条件で情報記録媒体100に情報の記録を行った場合、最短マークである2Tマークのマーク長はおよそ0.149μm、最長マークである8Tマークのマーク長は約0.6μmとなる。
なお、ジッター測定を行う際には、2T〜8Tを含むランダムパターンの信号の記録再生を行い、再生信号に波形等価、2値化、PLL(Phase Locked Loop)処理を行い、ジッターを測定した。
A reproduction signal is obtained by irradiating a laser beam onto a recorded mark and detecting reflected light from the mark and a portion other than the mark. The amplitude of the obtained reproduction signal is limited by the limit equalizer, and then the amplitude of the short mark is increased, and the composite of the channel is performed to convert the information into 2 bits every 3 bits. With the above operation, the reproduction of the recorded mark is completed. When information is recorded on the
When performing jitter measurement, a random pattern signal including 2T to 8T was recorded and reproduced, and the reproduced signal was subjected to waveform equalization, binarization, and PLL (Phase Locked Loop) processing to measure jitter.
(2)多数回書換性能
第一記録層10及び第二記録層19の多数回書換性能(書換寿命)は、情報記録媒体100に、線速度9.84m/sで、情報として2T〜8Tのランダムパターンを1000回オーバーライト記録し、そのランダムパターンを線速度4.92m/sで再生するときのジッターを測定する。ジッター値が小さいほど、多数回書換性能が良好である。
(2) Multiple rewrite performance The multiple rewrite performance (rewrite life) of the
(3)アーカイバル再生ジッター
アーカイバル再生ジッター(保存寿命)は、情報記録媒体100に、情報として2T〜8Tのランダムパターンを10回オーバーライト記録し、次に、この情報記録媒体100を、80℃×80RH%雰囲気の環境に48時間放置(加速試験)した後に再生するときのジッターを測定し、ジッター上昇量(δジッター)として表示する。ジッター上昇量の数値が小さいほど、加湿環境下での保存寿命性が良好である。
(3) Archival reproduction jitter The archival reproduction jitter (storage life) is recorded on the
(実施例1〜実施例5、比較例1〜比較例2)
(情報記録媒体100の調製)
以下の手順により情報記録媒体100を調製する。情報記録媒体100の層構成は図1に示すものと同じである。第二情報層(L1)4の第二記録層19は、高速記録に適していると考えられる相変化記録材料としてBi7Ge43Te50(原子t%)を用いて形成した。
また、第三保護層17に含まれるCr元素とTa元素との組成は表1に示す。尚、第三保護層17の厚みは9nmである。情報記録媒体100における第一情報層(L0)2及び第二情報層(L1)4の各層は、複数のスパッタ室を有し、膜厚分布の少ない再現性の高いスパッタ装置を用いて形成した。
(Example 1 to Example 5, Comparative Example 1 to Comparative Example 2)
(Preparation of information recording medium 100)
The
The composition of the Cr element and the Ta element contained in the third
先ず、第一情報層(L0)2を形成する。直径120mm、厚さ1.1mmのポリカーボネート製の基板1上に厚み5nmのNb材料膜をスパッタし第一腐食防止層6を形成した。続いて第一反射層7として厚み80nmのAgCa(500pm)Cu(重量%)膜を形成した。その上に第二腐食防止層8として厚み7nmのGeCr−N材料膜を形成した。次に第一保護層9として厚み3nmの(ZnS)80−(SiO2)20(モル%)材料膜を形成した。続いて第一記録層10として厚み14nmのIn−Ge−Sb−Te材料膜を形成した。その上に第一界面層11として厚み5nmの(ZrO)92−(ZnS)8(モル%)材料膜を形成した。次に、第二保護層12として厚み30nmの(ZnS)80−(SiO2)20(モル%)材料膜を形成した。
First, the first information layer (L0) 2 is formed. A first
第一情報層(L0)2を形成した基板1をスパッタ室から一旦出し、中間層3を形成した。第一情報層(L0)2の上に第二情報層(L1)4用の信号トラックを形成したスタンパを紫外線硬化性樹脂で貼り合わせた後、硬化させ、その後スタンパを剥がし、第一情報層(L0)2上に第二情報層(L1)4用の案内溝を有する中間層3を形成した。 The substrate 1 on which the first information layer (L0) 2 was formed was once taken out of the sputtering chamber, and the intermediate layer 3 was formed. A stamper in which a signal track for the second information layer (L1) 4 is formed on the first information layer (L0) 2 is bonded with an ultraviolet curable resin, and then cured, and then the stamper is peeled off. An intermediate layer 3 having a guide groove for the second information layer (L1) 4 was formed on (L0) 2.
次に、第二情報層(L1)4を形成する。中間層3上に、反射率補正層13として厚み22nmの(ZnS)80−(SiO2)20(モル%)材料膜を形成した。続いて、第三腐食防止層14として厚み2nmのCr20Ta14O66(原子%)材料膜を形成した。
次に、第三腐食防止層14の上に、第二反射層15として厚み8nmのAgCa(500pm)Cu(1wt%)材料膜を形成した。続いて、第三保護層17として厚み9nmのCr−Ta−O材料膜を形成した。
ここで、Cr−Ta−O膜に含まれるCr元素とTa元素との組成(CrXTaY)は、スパッタ室内にCr2O3ターゲットとCr2O3(40)−Ta2O5(60)(モル%)ターゲットとを装着し、これら2個のターゲットの同時スパッタを行い、各ターゲットのスパッタリングパワーを変えて調整した。Cr元素及びTa元素の組成(CrXTaY)を、表1に示す。
続いて、第三保護層17上に、第二記録層19として厚み6nmのBi7Ge43Te50(原子%)材料膜を形成した。
Next, the second information layer (L1) 4 is formed. On the intermediate layer 3, a (ZnS) 80- (SiO 2) 20 (mol%) material film having a thickness of 22 nm was formed as the
Next, an AgCa (500 pm) Cu (1 wt%) material film having a thickness of 8 nm was formed as the second
Here, the composition of the Cr element and the Ta element contained in the Cr—Ta—O film (Cr X Ta Y ) is set in a Cr 2 O 3 target, Cr 2 O 3 (40) -Ta 2 O 5 ( 60) A (mol%) target was mounted, and these two targets were simultaneously sputtered and adjusted by changing the sputtering power of each target. Table 1 shows the composition of Cr element and Ta element (Cr X Ta Y ).
Subsequently, a Bi7Ge43Te50 (atomic%) material film having a thickness of 6 nm was formed as the
次に、第二記録層19上に、第二界面層20として厚み3nmのZrCrO(原子%)材料膜を形成した。続いて、第四保護層21として厚み38nmの(ZnS)80−(SiO2)20材料膜を形成した。さらに、第四保護層21の上に、厚み75μmのポリカーボネート製のカバー層5を接着剤により貼り合わせ、表1に示すように第三保護層17に含まれるCr元素とTa元素との組成(CrXTaY)が異なる7種類の情報記録媒体100を調製した。
Next, a ZrCrO (atomic%) material film having a thickness of 3 nm was formed as the
(情報記録媒体100の初期化)
上述の操作により調製した情報記録媒体100に、半導体レーザ(波長810nm)からレーザスポットサイズ95μmの楕円ビームを有するレーザ光を照射し、ディスク全面を初期結晶化した。
(Initialization of information recording medium 100)
The
前述した情報記録装置を用いて、上述した7種類の情報記録媒体100の第一情報層(L0)2における第一記録層10について多数回書換性能を評価し、第二情報層(L1)4における第二記録層19について多数回書換性能及びアーカイバル再生ジッターを評価した。結果を表1に示す。
Using the information recording apparatus described above, the multiple rewriting performance of the
表1に示す結果から、記録/再生光Lが入射する側から見て近い側の第二情報層(L1)4において、Ag系合金を含む第二反射層15とCr−Ta−O系材料を含む第三保護層17とBi−Ge−Te系相変化記録材料を含む第二記録層19とを接して形成した3層構造を設けることにより(実施例1〜実施例5)、第二記録層19の多数回書換性能及びアーカイバル再生ジッターが向上することが分かる。このとき、第三保護層17中に存在するCr元素とTa元素との組成比(CrXTaY)(原子%)は、(Y/X)が0.05〜1.7の範囲内にある。
また、記録/再生光Lが入射する側から見て遠い側の第一情報層(L0)2における第一記録層10の多数回書換性能も、向上することが分かる。
特に、第三保護層17中に存在するCr元素とTa元素との組成比(CrXTaY)(原子%)は、(Y/X)が0.11〜0.7の範囲の場合(実施例2〜実施例4)は、第二記録層19の多数回書換性能及びアーカイバル再生ジッターと、第一記録層10の多数回書換性能とがいずれもバランス良く向上することが分かる。
From the results shown in Table 1, in the second information layer (L1) 4 on the side closer to the recording / reproducing light L incident side, the second
It can also be seen that the multiple rewriting performance of the
In particular, the composition ratio (Cr X Ta Y ) (atomic%) between the Cr element and the Ta element present in the third
一方、第三保護層17中に存在するTa元素の濃度が0原子%の場合(比較例1)は、第二記録層19の多数回書換性能が低下し、さらに、第一記録層10の多数回書換性能も低下することが分かる。これは、第三保護層17中に存在するCr2O3量が多いために第二情報層19の光透過率が低下し、第一情報層10に十分な記録/再生光Lが得られないためと考えられる。
また、第三保護層17中に存在するCr元素の濃度が0原子%の場合(比較例2)は、第二記録層19のアーカイバル再生ジッターが上昇し、加湿環境下での保存寿命性が低下することが分かる。比較例2で使用した情報記録媒体100を光学顕微鏡で観察すると、膜剥がれが観察された。
On the other hand, when the concentration of Ta element present in the third
In addition, when the concentration of Cr element present in the third
(実施例6〜実施例14、比較例3〜比較例9)
実施例1と同様な操作により、第二情報層(L1)4のCr−Ta−O材料膜からなる第三保護層17の厚みを0〜30nmの間で変化させた16種類の情報記録媒体を調製し、各情報記録媒体の第二情報層(L1)4における第二記録層19と第一情報層(L0)2における第一記録層10について多数回書換性能を評価した。結果を表2に示す。
第三保護層17のCr−Ta−O材料膜に含まれるCr元素とTa元素との組成(CrXTaY)は、Cr2O3ターゲットとCr2O3(40)−Ta2O5(60)(モル%)ターゲットとの同時スパッタを行い、Cr20Ta14O66(原子%)に調整した。(Y/X)は0.7である。
(Examples 6 to 14, Comparative Examples 3 to 9)
16 types of information recording media in which the thickness of the third
The composition (Cr X Ta Y ) of Cr element and Ta element contained in the Cr—Ta—O material film of the third
表2に示す結果から、第二情報層(L1)4に、Ag系合金を含む第二反射層15とCr−Ta−O系材料を含む第三保護層17とBi−Ge−Te系相変化記録材料を含む第二記録層19とを接して形成した3層構造を設けた情報記録媒体において、Cr−Ta−O系材料を含む第三保護層17の厚みが8nm〜25nmである場合(実施例6〜実施例14)は、第二記録層19の多数回書換性能が向上することが分かる。
特に、第三保護層17の厚みが9nm〜15nmである場合(実施例7〜実施例10)は、第二記録層19及び第一記録層10の両方の多数回書換性能が向上することが分かる。
From the results shown in Table 2, the second information layer (L1) 4 includes a second
In particular, when the thickness of the third
一方、第三保護層17を設けない場合(比較例1)と第三保護層17の厚みが7nm以下である場合(比較例2〜比較例7)は、第二記録層19の多数回書換性能が低下することが分かる。特に、第三保護層17の厚みが7nm以下である場合(比較例2〜比較例7)は、書換え操作を繰り返すことにより、第二記録層19のBi−Ge−Te系相変化記録材料膜中に第三保護層17のCr−Ta−O系材料が拡散し、このため再生信号が劣化すると考えられる。
また、第三保護層17の厚みが27nm以上である場合(比較例8、比較例9)も、第二記録層19の多数回書換性能が低下することが分かる。これは、第三保護層17を構成するCr−Ta−O系材料の熱膨張係数が大きいため、記録/再生光Lが照射されて熱膨張した部分と、それ以外の部分との間に亀裂が生じ、その結果、第二記録層19中にCr−Ta−O系材料が拡散するためと考えられる。
さらに、第三保護層17の厚みが過度に厚いと、第二情報層(L1)4の光透過率が低下し、そのため第一情報層(L0)2に記録に必要な光量が得られず、第一情報層(L0)2のジッターが低下すると考えられる。
On the other hand, when the third
In addition, it can be seen that the multiple rewriting performance of the
Furthermore, if the thickness of the third
(実施例15)
実施例1と同様な操作により、第二情報層(L1)4のBi−Ge−Te膜からなる第二記録層19のBi元素、Ge元素及びTe元素の組成比を変化させた27種類の情報記録媒体を調製し、各情報記録媒体の第二情報層(L1)4における第二記録層19について、線速度4.92m/sec(1倍速)及び線速度9.84m/sec(2倍速)における10回書換性能(OW10ジッター)、アーカイバル再生ジッター及びアーカイバルOW再生ジッターを評価した。アーカイバルOW再生ジッターは、アーカイバル再生ジッターを測定後にオーバーライトし、再度ジッターを評価したものである。結果を表3に示す。
(Example 15)
By the same operation as in Example 1, the composition ratio of Bi element, Ge element and Te element of the
尚、Bi−Ge−Te膜からなる第二記録層19の厚みは6nmであり、BiGeTeターゲットをArガス雰囲気中でスパッタし、Bi元素、Ge元素及びTe元素の組成比を変化させた。
また、Cr−Ta−O材料膜からなる第三保護層17の厚みは9nmであり、Cr−Ta−O材料膜に含まれるCr元素とTa元素との組成(CrXTaY)は、Cr2O3ターゲットとCr2O3(40)−Ta2O5(60)(モル%)ターゲットとの同時スパッタを行い、Cr20Ta14O66(原子%)に調整した。(Y/X)は0.7である。
Note that the thickness of the
The thickness of the third
また、10回書換性能(OW10ジッター)、アーカイバル再生ジッター及びアーカイバルOW再生ジッターは、以下の基準に従い評価した。
a:ジッター≦7%
b:7%<ジッター≦8%
c:8%<ジッター
結果を表3に示す。
Further, the 10-time rewriting performance (OW10 jitter), archival reproduction jitter, and archival OW reproduction jitter were evaluated according to the following criteria.
a: Jitter ≦ 7%
b: 7% <jitter ≦ 8%
c: 8% <jitter The results are shown in Table 3.
表3に示す結果から、サンプルNo.3,4,6,7,9,11〜13,17〜20,22,27の情報記録媒体は、線速度4.92m/sec(1倍速)から線速度9.84m/sec(2倍速)の範囲で、10回書換性能(OW10ジッター)、アーカイバル再生ジッター及びアーカイバルOW再生ジッターの評価結果がいずれもa評価又はb評価であることが分かる。
これより、Bi−Ge−Te系相変化記録材料を、情報記録媒体100の第二記録層19に用いる場合の実用的な組成範囲としては、図3に示した三角組成図上の下記A、B、C及びDの各点により囲まれた範囲内にあることが好ましいことが分かる。
A(Bi3,Ge46.2,Te50.8)
B(Bi5,Ge46,Te49)
C(Bi13,Ge38,Te49)
D(Bi10,Ge38,Te52)
(但し、各元素の組成は原子%である。)
From the results shown in Table 3, sample no. Information recording media of 3, 4, 6, 7, 9, 11 to 13, 17 to 20, 22, and 27 have a linear velocity of 4.92 m / sec (1 × speed) to a linear velocity of 9.84 m / sec (2 × speed). It can be seen that the evaluation results of 10 times rewriting performance (OW10 jitter), archival reproduction jitter, and archival OW reproduction jitter are all a evaluation or b evaluation.
Thus, as a practical composition range when the Bi—Ge—Te phase change recording material is used for the
A (Bi3, Ge46.2, Te50.8)
B (Bi5, Ge46, Te49)
C (Bi13, Ge38, Te49)
D (Bi10, Ge38, Te52)
(However, the composition of each element is atomic%.)
1…基板、2…第一情報層(L0)、3…中間層、4…第二情報層(L1)、5…カバー層、15…第二反射層、17…第三保護層、19…第二記録層、100…情報記録媒体 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Board | substrate, 2 ... 1st information layer (L0), 3 ... Intermediate | middle layer, 4 ... 2nd information layer (L1), 5 ... Cover layer, 15 ... 2nd reflective layer, 17 ... 3rd protective layer, 19 ... Second recording layer, 100 ... information recording medium
Claims (10)
前記基板上に形成され、光の照射により情報の記録及び書換えが可能な複数の情報層と、
前記情報層間に形成された中間層と、を備え、
前記光が照射する側から見て近い側の前記情報層は、
Bi−Ge−Te系相変化記録材料を含む記録層と、
前記記録層に接して形成されたCr元素、Ta元素及びO元素を含む保護層と、
前記保護層に接して形成されたAg元素を含む反射層と、
を有することを特徴とする情報記録媒体。 A substrate,
A plurality of information layers formed on the substrate and capable of recording and rewriting information by light irradiation;
An intermediate layer formed between the information layers,
The information layer on the side close to the light irradiation side is
A recording layer comprising a Bi-Ge-Te phase change recording material;
A protective layer containing Cr element, Ta element and O element formed in contact with the recording layer;
A reflective layer containing an Ag element formed in contact with the protective layer;
An information recording medium comprising:
A(Bi3,Ge46.2,Te50.8)
B(Bi5,Ge46,Te49)
C(Bi13,Ge38,Te49)
D(Bi10,Ge38,Te52)
(但し、各元素の組成は原子%である。) The composition ratios of the Bi element, Ge element, and Te element contained in the recording layer are the following A, B, C, and C on the triangular composition diagram having the Bi element, the Ge element, and the Te element as vertices. 2. The information recording medium according to claim 1, wherein the information recording medium is within a range surrounded by each point of D.
A (Bi3, Ge46.2, Te50.8)
B (Bi5, Ge46, Te49)
C (Bi13, Ge38, Te49)
D (Bi10, Ge38, Te52)
(However, the composition of each element is atomic%.)
前記基板の前記ピット又は前記溝上に積層した第一情報層と、
前記第一情報層上に光透過性材料を用いて形成され、前記ピット又は前記溝を有する中間層と、
前記中間層上に積層した第二情報層と、
前記第二情報層に貼着したカバー層と、を備え、
前記第二情報層は、Bi−Ge−Te系相変化記録材料を含む記録層とAg−Ca−Cu合金を含む反射層との間に、当該記録層及び当該反射層に接して形成したCr−Ta−O系材料を含む保護層を有する
ことを特徴とする情報記録媒体。 A substrate having pits or grooves formed on a surface irradiated with light;
A first information layer stacked on the pits or grooves of the substrate;
An intermediate layer formed on the first information layer using a light transmissive material and having the pits or the grooves;
A second information layer laminated on the intermediate layer;
A cover layer attached to the second information layer,
The second information layer is a Cr layer formed between and in contact with the recording layer containing the Bi—Ge—Te phase change recording material and the reflective layer containing the Ag—Ca—Cu alloy. An information recording medium having a protective layer containing a Ta—O-based material.
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