WO2005010878A1 - 光記録媒体及びその製造方法、並びに、光記録媒体に対するデータ記録方法及びデータ再生方法 - Google Patents

光記録媒体及びその製造方法、並びに、光記録媒体に対するデータ記録方法及びデータ再生方法 Download PDF

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WO2005010878A1
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Narutoshi Fukuzawa
Takashi Kikukawa
Tatsuhiro Kobayashi
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Tdk Corporation
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Definitions

  • the present invention relates to an optical recording medium and a method of manufacturing the same, and more particularly, to an optical recording medium of a type in which a recording mark is formed by generation of gas and a method of manufacturing the same.
  • the present invention also relates to a data recording method and a data reproducing method for an optical recording medium, and more particularly to a data recording method and a data reproducing method for an optical recording medium of a type in which a recording mark is formed by generation of gas. Background technology
  • optical recording media such as CDs (Compact Discs) and DVDs (Digital Versatile Discs) have been widely used as recording media for recording large volumes of digital data.
  • CDs those of the type that cannot write or rewrite data (CD-ROM) have a structure in which a reflective layer and a protective layer are laminated on a light-transmitting substrate with a thickness of about 1.2 mm. The data can be reproduced by irradiating the reflective layer with a laser beam having a wavelength of about 780 nm from the light-transmitting substrate side.
  • types in which data can be additionally written (CD-R) and types in which data can be rewritten (CD-RW) have a recording layer added between the light-transmitting substrate and the reflective layer. With this structure, data can be recorded and reproduced by irradiating the recording layer with a laser beam having a wavelength of about 780 nm from the light-transmitting substrate side.
  • an objective lens having a numerical aperture of about 0.45 is used to focus the laser beam, thereby narrowing the beam spot diameter of the laser beam on the reflective layer or the recording layer to about 1.6 ⁇ .
  • This achieves a recording capacity of approximately 700 MB for CDs and a data transfer rate of approximately 1 Mbps at the standard linear speed (approximately 1.2 mZsec). It is.
  • DVD-ROM those of the type that cannot additionally write or rewrite data
  • DVD-ROM include a laminate in which a reflective layer and a protective layer are laminated on a light-transmitting substrate with a thickness of about 0.6 mm. It has a structure in which a dummy substrate with a thickness of about 0.6 mm is bonded via an adhesive layer, and data is reproduced by irradiating a laser beam with a wavelength of about 635 nm to the reflective layer from the light-transmitting substrate side. It can be performed.
  • types that allow additional recording of data such as 0—1) and rewritable types (such as DVD—RW) are recorded between the light-transmitting substrate and the reflective layer. It has a structure in which a layer is added, and data can be recorded and reproduced by irradiating the recording layer from the light-transmitting substrate side with a laser beam having a wavelength of about 635 nm.
  • an objective lens having a numerical aperture of about 0.6 is used to focus the laser beam, thereby narrowing the beam spot diameter of the laser beam on the reflective layer or the recording layer to about 0.93 / im.
  • a laser beam having a shorter wavelength than that of a CD is used, and an objective lens having a larger numerical aperture is used.
  • the DVD achieves a recording capacity of about 4.7 GB / side and a data transfer rate of about 11 Mbps at the reference linear speed (about 3.5 m / sec).
  • optical recording media having a data recording capacity exceeding DVD and realizing a data transfer rate exceeding DVD have been proposed.
  • Such a next-generation optical recording medium uses a laser beam with a wavelength of about 405 nm and an objective lens with a numerical aperture of about 0.85 in order to achieve a large capacity and a high data transfer rate.
  • the beam spot diameter of the laser beam is reduced to about 0.43 ⁇ , achieving a recording capacity of about 25 GB / side and a data transfer rate of about 36 Mbps at the reference linear velocity (about 4.9 m / sec). be able to.
  • next-generation optical recording medium uses an objective lens with a very high numerical aperture, the optical path of the laser beam must be adjusted to ensure a sufficient tilt margin and suppress the occurrence of coma aberration.
  • the thickness of the light transmission layer is as thin as about 100 m Is set. For this reason, it is difficult for next-generation optical recording media to form various functional layers, such as a recording layer, on a light-transmitting substrate, as is the case with current optical recording media such as CDs and DVDs. After forming a reflective layer and a recording layer on a substrate, thin it by spin coating etc. on it! / A method of forming a resin layer and using it as a light transmitting layer is being studied. In other words, in the production of the next-generation optical recording medium, unlike the current optical recording medium in which the film is sequentially formed from the light incident surface side, the film is sequentially formed from the side opposite to the light incident surface. become.
  • the increase in the capacity of the optical recording medium and the increase in the data transfer rate are mainly achieved by reducing the beam spot diameter of the laser beam. Therefore, in order to achieve higher capacity and higher data transfer rate, it is necessary to further reduce the beam spot diameter.
  • the wavelength of the laser beam is shortened further, the absorption of the laser beam in the light transmission layer increases rapidly and the light transmission layer deteriorates over time, so it is difficult to further shorten the wavelength.
  • the super-resolution type optical recording medium refers to an optical recording medium capable of forming minute recording marks exceeding the reproduction limit and reproducing data from such recording marks. Such an optical recording medium is used. For example, it is possible to achieve a large capacity and a high data transfer rate without reducing the beam spot diameter.
  • the diffraction limit (1 is
  • a super-resolution optical recording medium can use a recording mark or plank area whose length is less than the reproduction limit, so that a large capacity and high capacity can be achieved without reducing the beam spot diameter. It is possible to increase the data transfer rate.
  • a super-resolution type optical recording medium As a super-resolution type optical recording medium, a super-resolution type optical recording medium called “scattering type super lens (Super RENS)” (Super Resolution Near-field Structure) has been proposed (Non-patent Documents). 1).
  • a reproducing layer composed of a phase-change material layer and a metal oxide is used.
  • the metal oxide constituting the reproducing layer is decomposed at a high energy portion at the center of the beam spot, and as a result, It is considered that the laser beam is scattered by the generated fine metal particles to generate in-field light.
  • a super-resolution optical recording medium called a “scattering superlens”
  • the phase change of the phase change material layer does not appear as a signal. It was evident that there was almost no decomposition of the regenerating layer and that it was irreversible.
  • a super-resolution optical recording medium called a “perspective superlens” is not an rewritable optical recording medium that can form reversible recording marks on the phase-change material layer, but an irreversible one. It has been clarified that this can be realized as a write-once optical recording medium capable of forming a simple recording mark on a reproduction layer (noble metal oxide layer) (see Non-Patent Document 2).
  • the reason why it is possible to form a minute recording mark less than the reproduction limit in the noble metal oxide layer is because the noble metal oxide layer is locally decomposed at the high energy portion at the center of the beam spot, and the generated bubbles cause the problem. This is because the region is plastically deformed. The plastically deformed part is used as a recording mark, and the part that is not plastically deformed is used as a blank area. On the other hand, the reason why data can be reproduced from the minute recording marks thus formed has not been clarified at present.
  • Non-Patent Document 2 "Rigid bubble pit formation and huae signal enhancement in super-resolution near-field structure disk with platinum-oxide layer", Applied Physics Letters, American
  • the region is locally plastically deformed by oxygen gas (o 2 ) generated by the decomposition of the noble metal oxide layer, and this is used as a recording mark. are doing. Therefore, it is considered that it is desirable that the gas to be generated is chemically more stable, and this point is similarly applied to an optical recording medium that is not a super-resolution optical recording medium.
  • oxygen gas o 2
  • the purpose of applying super-resolution technology to optical recording media is to achieve even higher capacities and higher data transfer rates. It is considered desirable to record and reproduce data using a large number of objective lenses.
  • an object of the present invention is to provide an optical recording medium capable of forming a recording mark by generating a chemically stable gas, in particular, a super-resolution optical recording medium and a method for manufacturing the same. is there.
  • An object of the present invention is to use a laser beam with a shorter wavelength and an objective lens with a larger numerical aperture for an optical recording medium in which a recording mark is formed by generation of a chemically stable gas. It is to provide a method of recording data and a method of reproducing data.
  • An optical recording medium according to the present invention includes a substrate, and a noble metal nitride layer provided on the substrate.
  • the noble metal nitride layer is locally decomposed, and it becomes possible to form a recording mark by generated bubbles.
  • the gas that fills the bubbles that become the recording mark is chemically stable nitrogen gas (N 2 ), which has very low possibility of oxidizing or corroding other layers, and high storage reliability. Is edible.
  • a first dielectric layer provided on the light incident surface side when viewed from the noble metal nitride layer and a second dielectric layer provided on the opposite side to the light incident surface when viewed from the noble metal nitride layer It is preferable to further provide In this way, if the noble metal nitride layer is sandwiched between the first and second dielectric layers, the nitrogen gas (N 2 ) generated by the decomposition of the noble metal nitride layer can be stably maintained over a long period of time. Because it can be enclosed, higher storage reliability can be obtained.
  • a light absorbing layer and a third dielectric layer which are arranged in this order when viewed from the second dielectric layer, are further provided on the side opposite to the light incident surface when viewed from the second dielectric layer. Is preferred. With such a structure, good recording characteristics can be obtained because the energy of the laser beam irradiated at the time of recording is efficiently converted into heat.
  • the level of the reproduction signal is increased and the reproduction durability is greatly improved.
  • “reproduction durability” refers to the reproduction degradation phenomenon, that is, the state of the noble metal nitride layer changes due to the energy of the laser beam irradiated during reproduction, which causes an increase in noise and a decrease in carrier, resulting in a decrease in CNR. It refers to the resistance to the phenomenon of decline.
  • the thickness of the reflective layer is preferably 5 nm or more and 200 nm or less, more preferably 10 nm or more and 150 nm or less. By setting the thickness of the reflective layer in this manner, it is possible to obtain a sufficient effect of improving the reproduction durability without greatly reducing the productivity.
  • the noble metal nitride layer contains platinum nitride (PtNx).
  • platinum nitride (PtNx) substantially all of the noble metal nitride layer is composed of platinum nitride (PtNx). It is most preferable that it be formed, but it may contain other materials or impurities that are unavoidably mixed. If platinum nitride (PtNx) is used as the material for the noble metal nitride layer, good signal characteristics and sufficient durability can be obtained.
  • the thickness of the substrate is 0.6 mm or more and 2.Omm or less
  • the thickness of the light transmitting layer is 10 ⁇ or more and 200 ⁇ m or less
  • the thickness of the noble metal nitride layer is 2 nm or more.
  • the thickness of the second dielectric layer is not less than 5 nm and not more than 100 nm
  • the thickness of the light absorbing layer is not less than 5 nm and not more than 100 nm
  • the thickness of the third dielectric layer is not more than 75 nm.
  • the thickness of the layer is 10 nm or more and 140 nm or less.
  • ⁇ wavelength of less than about 635 II m
  • NA numerical aperture
  • ⁇ / ⁇ is set to 640 nm or less.
  • Super-resolution recording and super-resolution reproduction can be performed.
  • a laser beam with a wavelength of approximately 405 nm and an objective lens with a numerical aperture of approximately 0.85 used in next-generation optical recording media are used. Good characteristics can be obtained in super-resolution recording and super-resolution reproduction.
  • a reflective layer, a third dielectric layer, a light absorbing layer, a second dielectric layer, a noble metal nitride layer and a first dielectric layer are formed on a supporting substrate.
  • a second step of forming a light transmitting layer on the first dielectric layer by using the Rezabi over beam and numerical aperture of about 0.6 than the objective lens having a wavelength of less than about 635 nm, ⁇ / / NA to be equal to or less than 640 nm super-resolution recording and It becomes possible to manufacture an optical recording medium capable of performing super-resolution reproduction.
  • the first step is performed by a vapor deposition method
  • the second step is performed by a spin coating method.
  • a data recording method is a data recording method for recording data by irradiating the above-described optical recording medium with a laser beam from the light incident surface side, wherein the wavelength of the laser beam; Objective lens for focusing the laser beam When the numerical aperture of the lens is NA, set ⁇ / ⁇ to less than
  • a data reproducing method is a data reproducing method for reproducing data by irradiating the above-mentioned optical recording medium with a laser beam from the light incident surface side, wherein the wavelength of the laser beam is Assuming that the number of apertures of the objective lens for focusing the laser beam is NA, set / ⁇ to less than 640 nm, and set the length from the recording mark row including the recording mark with a length of L / 4 NA or less. Data reproduction is performed. In any case, it is most preferable to set the wavelength of the laser beam to about 405 nm and the numerical aperture of the objective lens to about 0.85. According to this, the next-generation optical recording medium is used. Since the same recording / reproducing device as the recording / reproducing device can be used, it is possible to suppress the development cost and manufacturing cost of the recording / reproducing device.
  • the optical recording medium according to the present invention includes the noble metal nitride layer provided on the substrate, and uses the bubbles generated by the decomposition as the recording marks.
  • the gas becomes a chemically stable nitrogen gas (N 2 ). Therefore, the possibility that the nitrogen gas (N 2 ) filled in the bubbles oxidizes or corrodes other layers such as the substrate is very low, and thus high storage reliability can be obtained.
  • the optical recording medium according to the present invention uses a laser beam having a wavelength of less than about 635 nm and an objective lens having a numerical aperture of more than about 0.6 to set ⁇ / NA at 640 nm or less.
  • it is possible to perform super-resolution recording and super-resolution reproduction and in particular, to use a laser beam with a wavelength of about 405 nm and an objective with a numerical aperture of about 0.85 for use in next-generation optical recording media.
  • good characteristics can be obtained. Therefore, since the same recording / reproducing apparatus as the recording / reproducing apparatus for the next-generation optical recording medium can be used, the development cost and manufacturing cost of the recording / reproducing apparatus can be suppressed.
  • FIG. 1A shows the appearance of an optical recording medium 10 according to a preferred embodiment of the present invention.
  • FIG. 1B is a cutaway perspective view, and FIG. 1B is an enlarged partial sectional view of a portion A shown in FIG. 1A. '
  • FIG. 2 is a diagram schematically showing a state where the optical recording medium 10 is irradiated with the laser beam 40.
  • FIG. 3 (a) is a plan view showing a beam spot of the laser beam 40 on the noble metal nitride layer 23, and FIG. 3 (b) is a view showing its intensity distribution.
  • FIG. 4 is a diagram for explaining the size of the bubble 23a (recording mark).
  • FIG. 5 is a waveform diagram showing an example of the intensity modulation pattern of the laser beam 40 during recording.
  • FIG. 6 is a waveform diagram showing another example of the intensity modulation pattern of the laser beam 40 during recording.
  • FIG. 7 is a graph schematically showing the relationship between the recording power of the laser beam 40 and the CNR of a reproduced signal obtained by subsequent reproduction.
  • FIG. 8 is a graph schematically showing the relationship between the reproduction power of the laser beam 40 and CNR.
  • FIG. 9 is a graph showing the measurement results in characteristic evaluation 1.
  • FIG. 10 is a graph showing the measurement results obtained in Evaluation 2 of Characteristics.
  • FIG. 11 is a graph showing the measurement results in the characteristic evaluation 3. BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION>
  • FIG. 1A is a cutaway perspective view showing the appearance of an optical recording medium 10 according to a preferred embodiment of the present invention
  • FIG. 1B is an enlarged view of a portion A shown in FIG. 1A. It is sectional drawing.
  • the optical recording medium 10 has a disk shape, and as shown in FIG. 1 (b), a support substrate 11, a light transmission layer 12 and a support substrate.
  • Dielectric layers provided respectively
  • Recording and reproduction of data can be performed by irradiating a laser beam 40 from the light incident surface 12a side while rotating the optical recording medium 10.
  • the wavelength of the laser beam 40 can be set to less than 635 nm. In particular, it is most preferable to set the wavelength to about 450 nm used for the next-generation optical recording medium. preferable.
  • the numerical aperture of the objective lens for focusing the laser beam 40 can be set to more than 0.6, and in particular, 0.85 used for the next generation type optical recording medium. It is possible to set the numerical aperture to about the same.
  • the supporting substrate 11 is a disk-shaped substrate used to secure the mechanical strength required for the optical recording medium 10, and has one surface facing from the center to the outer edge or toward the outer edge. A group 11a and a land 11b for guiding the laser beam 40 are spirally formed from the portion toward the vicinity of the center.
  • the material and thickness of the support substrate 11 are not particularly limited as long as mechanical strength can be ensured.
  • glass, ceramics, resin, or the like can be used, and it is preferable to use resin in consideration of ease of molding.
  • Such a resin examples include a polycarbonate resin, an olefin resin, an acrylic resin, an epoxy resin, a polystyrene resin, a polyethylene resin, a polypropylene resin, a silicone resin, a fluorine-based resin, an ABS resin, and a urethane resin.
  • a polycarbonate resin / olefin resin from the viewpoint of processability and the like.
  • the support substrate 11 does not serve as an optical path of the laser beam 40, it is not necessary to select a material having high light transmittance in the wavelength region.
  • the thickness of the supporting substrate 11 is preferably set to a thickness necessary and sufficient for securing mechanical strength, for example, 0.6 mm or more and 2.0 mm or less.
  • the distance it is preferable to set the distance to be not less than 1.0 mm and not more than 1.2 mm, and particularly about 1.1 mm.
  • the diameter of the support substrate 11 is not particularly limited, either.
  • the distance In consideration of compatibility with the medium, it is preferable to set the distance to about 120 mm.
  • the light transmitting layer 12 is a layer that becomes an optical path of the laser beam 40 irradiated at the time of recording and reproduction.
  • the material is not particularly limited as long as the material has a sufficiently high light transmittance in the wavelength region of the laser beam 40 to be used.
  • a light-transmitting resin or the like can be used.
  • the thickness of the light transmitting layer 12 is set to be not less than 10 // m and not more than 200 / im. This is because if the thickness of the light transmitting layer 12 is less than 10 ⁇ m, the beam diameter on the light incident surface 12a becomes extremely small, so that scratches and dust on the light incident surface 12a may be reduced.
  • the thickness is preferable to set the thickness to 50 ⁇ m or more and 150 ⁇ m or less, and to set it to 70 / m or more and 120 ⁇ m or less. Is particularly preferred.
  • the reflection layer 21 is a layer that plays a role in increasing the level of a reproduction signal and improving the reproduction durability.
  • Materials for the reflective layer 21 include gold (Au), silver (Ag), copper (Cu), platinum (Pt), anoremium (A1), titanium (Ti), chromium (Cr), and iron.
  • a single metal or alloy such as (F e), cobalt (Co), nickel (Ni), magnesium (Mg), zinc ( ⁇ ), and germanium (Ge) can be used.
  • the thickness of the reflective layer 21 is not particularly limited, but is preferably set to 5 nm or more and 200 nm or less, more preferably 10 nm or more and 150 nm or less.
  • the thickness of the reflective layer 21 is less than 5 nm, the effect of improving the reproduction durability cannot be sufficiently obtained, and if the thickness of the reflective layer 21 exceeds 200 nm, the film is formed. This is because it takes much time and the productivity is reduced, but the effect of further improving the reproduction durability is hardly obtained.
  • the thickness of the reflective layer 21 is set to 10 nm or more and 150 nm or less, a sufficient effect of improving the reproduction durability can be obtained without greatly reducing the productivity. In the present invention, it is not essential to provide the reflection layer 21 on the optical recording medium, but by providing this, the above-mentioned effects can be obtained.
  • the light absorbing layer 22 mainly absorbs the energy of the laser beam 40 and It plays a role of converting into heat, and is made of a material that has a large absorption in the wavelength region of the laser beam 40 to be used and has a relatively low hardness so as not to prevent the deformation of the noble metal nitride layer 23 during recording. It is preferable to use As a material satisfying such a condition for the laser beam 40 having a wavelength of less than 635 nm, there is a phase change material used as a material of a recording layer in a rewritable optical recording medium. As the phase change material, it is preferable to use an alloy of antimony (Sb), tellurium (Te), and germanium (Ge) or a material to which an additive is added.
  • Sb antimony
  • Te tellurium
  • Ge germanium
  • the atomic ratio of the phase change material forming the light absorbing layer 22 is
  • MA is an element excluding antimony (S b) and tellurium (T e)
  • MB is an element excluding antimony (S b), tellurium (T e) and germanium (Ge).
  • the light absorption coefficient may be lower than the value required for the light absorbing layer 22, and the thermal conductivity may be lower than the value required for the light absorbing layer 22. Is also not preferable because it may be lowered.
  • the type of the element MA is not particularly limited, but germanium (Ge), indium (In), silver (Ag), gold (Au), bismuth (B i), selenium (S e), aluminum (A 1), Phosphorus (P), hydrogen (H), silicon (Si), carbon (C), vanadium (V), tungsten (W), tantalum (Ta), zinc (Zn), manganese (Mn), titanium ( Consists of Ti), tin (Sn), palladium (Pd), lead (Pb), nitrogen (N), oxygen (O) and rare earth elements (scandium (Sc), yttrium (Y) and lanthanides) It is possible to select one or more elements selected from the group
  • the wavelength is 390 ⁇ !
  • the wavelength is 390 ⁇ !
  • the wavelength becomes 390 ⁇ ! Good signal characteristics can be obtained when using a laser beam of up to 420 nm, especially a laser beam of about 405 rim.
  • the type of the element MB there is no particular limitation on the type of the element MB, but indium (In), silver (Ag), gold (Au), bismuth (Bi), selenium (Se), aluminum (A1), phosphorus (P), Hydrogen (H), silicon (S i), carbon (C), vanadium (V), tungsten (W), tantalum (T a), zinc (Z ⁇ ), manganese (Mn), titanium (T i), Selected from the group consisting of tin (Sn), palladium (Pd), lead (Pb), nitrogen (N), oxygen (O) and rare earth elements (scandium (Sc), yttrium (Y) and lanthanoids) It is preferable to select one or more elements. In particular, the wavelength is 390 ⁇ !
  • a laser beam of up to 420 nm it is preferable to select one or more elements from the group consisting of silver (Ag), indium (In) and rare earth elements as the element MB. This makes it possible to obtain good signal characteristics when using a laser beam with a wavelength of 390 nm to 420 nm, especially a laser beam of about 405 nm.
  • phase change material is used as the material of the light absorption layer 22
  • the phase change due to recording hardly appears as a signal. This is why it is not essential to use a phase change material as the material of the light absorbing layer 22.
  • the inventors have confirmed that the best signal characteristics can be obtained when a phase change material, particularly the phase change material having the above-described composition, is used as the material of the light absorbing layer 22.
  • the thickness of the light absorption layer 22 is preferably set to 5 nra or more and 100 nm or less, more preferably 10 nna or more and 80 nm or less, It is particularly preferable to set the thickness between 10 nm and 60 nm. This is because if the thickness of the light absorbing layer 22 is less than 5 nm, the energy of the laser beam may not be sufficiently absorbed.
  • the thickness of the light absorption layer 22 is set to 10 nm or more and 80 nm or less, particularly 10 nm or more and 60 nm or less, the energy of the laser beam 40 is sufficiently absorbed while securing high productivity. It becomes possible.
  • the energy of the laser beam 40 can be efficiently converted to heat.
  • the noble metal nitride layer 23 is a layer on which a recording mark is formed by irradiation with the laser beam 40, and contains a noble metal nitride as a main component.
  • the kind of the noble metal is not particularly limited, at least one of platinum (Pt), silver (Ag) and palladium (Pd) is preferable, and platinum (Pt) is particularly preferable. That is, it is particularly preferable to select platinum nitride (PtNx) as the material of the noble metal nitride layer 23. If platinum nitride (PtNx) is used as the material of the noble metal nitride layer 23, good signal characteristics and sufficient durability can be obtained.
  • the value of X should be such that the extinction coefficient (k) is less than 3 (k ⁇ 3) in the wavelength region of the laser beam 40 used. It is preferable to set
  • the thickness of the noble metal nitride layer 23 has a great effect on signal characteristics.
  • the thickness is preferably set to 2 nm or more and 75 nm or less, and more preferably 2 nm or more and 5 O nm or less.
  • the thickness of the noble metal nitride layer 23 is set to 2 nm or more and 15 nm or less, a good CNR can be obtained not only for signals above the diffraction limit but also for signals below the diffraction limit.
  • the dielectric layers 31, 32, and 33 mainly serve to physically and chemically protect each layer adjacent thereto and adjust optical characteristics.
  • the dielectric layers 31, 32, and 33 may be referred to as first, second, and third dielectric layers, respectively.
  • oxide, sulfide, nitride, or a combination thereof can be used as a main component.
  • oxides, nitrides, sulfides, carbides, and mixtures thereof such as (S i), cerium (C e), titanium (T i), zinc (Z n), and tantalum (T a).
  • oxides, nitrides, sulfides, carbides, and mixtures thereof such as (S i), cerium (C e), titanium (T i), zinc (Z n), and tantalum (T a).
  • S i O 2 ratio of 10 mol% or more preferably set to 30 mol 0/0 or less
  • Z n S It is most preferable to set the molar ratio of TiO 2 and SiO 2 to about 80:20.
  • the dielectric layers 31, 32, and 33 may be made of the same material, or a part or all of them may be made of different materials. Further, at least one of the dielectric layers 31, 32, and 33 may have a multilayer structure including a plurality of layers.
  • the thickness of the dielectric layer 33 is preferably set to 10 nm or more and 140 ⁇ m or less, and more preferably 20 nm or more and 120 ⁇ or less. This is because if the thickness of the dielectric layer 33 is less than 10 nm, the light absorbing layer 22 may not be sufficiently protected, and if the thickness of the dielectric layer 33 exceeds 140 nm, the film may not be formed. This is because it takes time and productivity decreases. On the other hand, if the thickness of the dielectric layer 33 is set to 20 nm or more and 120 nm or less, it becomes possible to effectively protect the light absorbing layer 22 while ensuring high productivity. However, when the light absorbing layer 22 is not provided on the optical recording medium, the dielectric layer 33 can be omitted.
  • the thickness of the dielectric layer 32 is preferably set to 5 nm or more and 100 nm or less, and more preferably 20 nm or more and 100 nm or less. This is because if the thickness of the dielectric layer 32 is less than 5 nm, the noble metal nitride layer 23 may be broken at the time of decomposition and may not be able to protect the noble metal nitride layer 23.
  • the noble metal nitride layer 23 may not be sufficiently deformed during recording.
  • the thickness of the dielectric layer 32 is set to 20 nm or more and 100 nm or less, the noble metal nitride layer 23 is sufficiently protected and the deformation during recording is excessively inhibited. I can't.
  • the thickness of the dielectric layer 32 also affects the signal characteristics during data reproduction, and by setting the thickness to 50 nm or more and 70 nm or less, particularly about 60 nm, a high CNR is obtained. Can be obtained.
  • the thickness of the dielectric layer 31 may be determined according to the required reflectance as long as the noble metal nitride layer 23 can be sufficiently protected.
  • the thickness is set to 30 nm or more and 120 nm or less. It is preferably set to be at least 50 nm, more preferably at most 100 nm, and particularly preferably at about 70 nm. This is because if the thickness of the dielectric layer 31 is less than 30 nm, there is a possibility that the noble metal nitride layer 23 cannot be protected to + minutes, and the thickness of the dielectric layer 31 is 1 If the thickness exceeds nm, it takes a long time to form a film and productivity is reduced.
  • the thickness of the dielectric layer 31 is set to 50 nm or more and 100 nm or less, particularly about 70 nm, the noble metal nitride layer 23 can be sufficiently formed while securing high productivity. It becomes possible to protect.
  • a support substrate 11 is prepared, and a reflective layer 21 and a dielectric material are formed on the surface on the side where the group 11a and the land 11b are formed. It can be manufactured by sequentially forming a layer 33, a light absorbing layer 22, a dielectric layer 32, a noble metal nitride layer 23, a dielectric layer 31, and a light transmitting layer 12. That is, in the production of the optical recording medium 10, as in the next-generation type optical recording medium, film formation is performed sequentially from the side opposite to the light incident surface 12a.
  • the reflective layer 21, the dielectric layer 33, the light absorbing layer 22, the dielectric layer 32, the noble metal nitride layer 23, and the dielectric layer 31 are formed using a chemical species containing these constituent elements.
  • a vapor phase growth method for example, a sputtering method or a vacuum evaporation method can be used, and among them, a sputtering method is preferable.
  • the light-transmitting layer 12 is formed by applying a viscosity-adjusted, for example, an acrylic or epoxy UV curable resin by a spin coating method, and irradiating UV light in a nitrogen atmosphere to cure. Form by method You can.
  • the light transmitting layer 12 may be formed using a light transmitting sheet mainly composed of a light transmitting resin and various adhesives or pressure-sensitive adhesives.
  • a hard coat layer may be provided on the surface of the light transmitting layer 12 to protect the surface of the light transmitting layer 12.
  • the surface of the hard coat layer constitutes the light incident surface 12a.
  • the material of the hard coat layer include an epoxy acrylate oligomer (bifunctional oligomer), a polyfunctional atarinole monomer, a monofunctional atari / lemonomer, an ultraviolet curable resin containing a photopolymerization initiator, and aluminum (A 1), silicon
  • An oxide, a nitride, a sulfide, a carbide, or a mixture thereof such as (S i), cerium (C e), titanium (T i), zinc (Z n), and tantalum (T a) can be used.
  • an ultraviolet curable resin is used as the material of the hard coat layer, it is preferable to form this on the light transmitting layer 12 by a spin coat method, and the above oxide, nitride, sulfide, carbide, or a mixture thereof is used.
  • a vapor phase growth method using a chemical species containing these constituent elements for example, a sputtering method or a vacuum evaporation method can be used. Among them, a sputtering method is preferable.
  • the hard coat layer plays a role of preventing the light incidence surface 12a from being damaged, it is preferable that the hard coat layer not only be hard but also have lubricity.
  • material as a matrix of the hard coat layer is effective to contain a lubricant in, the lubricant, silicon corn-based lubricant Agent ⁇ It is preferable to select a fluorine-based lubricant or a fatty acid ester-based lubricant, and the content thereof is preferably 0.1% by mass or more and 5.0% by mass or less.
  • the data recording on the optical recording medium 10 is performed while rotating the optical recording medium 10 with a wavelength of less than 635 nm, especially about 4.5 nm used for the next-generation optical recording medium.
  • the irradiation is performed by irradiating the noble metal nitride layer 23 with a laser beam 40 having a wavelength from the light incident surface 12a side.
  • the objective lens for focusing the laser beam 40 has a numerical aperture of more than 0.6, and is particularly used for next-generation optical recording media.
  • An objective lens having a numerical aperture of about 0.85 can be used. That is, data can be recorded using an optical system similar to the optical system used for the next-generation optical recording medium.
  • FIG. 2 is a schematic cross-sectional view schematically showing a state in which the optical recording medium 10 is irradiated with the laser beam 40.
  • the cross section of the optical recording medium 10 shown in FIG. 2 is a cross section along the group 11a or the land 11b.
  • the noble metal nitride layer is formed at the center of the beam spot.
  • 23 is decomposed to form bubbles 23 a filled with nitrogen gas (N 2 ).
  • the fine particles 23 b of the raw metal are dispersed inside the bubbles 23 a.
  • the bubble 23 a can be used as an irreversible recording mark.
  • the material of the noble metal nitride layer 23 is platinum nitride (PtNx)
  • platinum nitride (PtNx) is converted to platinum (Pt) and nitrogen gas (Nt) at the center of the beam spot. 2 ) and platinum (Pt) fine particles are dispersed in the bubbles 23a.
  • the portion of the noble metal nitride layer 23 where no bubbles 23 a are formed is a blank region. Since the nitrogen gas (N 2 ) generated by the decomposition is a very chemically stable gas, it is very unlikely that it will oxidize or corrode other layers, and therefore has high storage reliability. Can be obtained.
  • the decomposition of the noble metal nitride layer 23 does not occur in the entire beam spot but only in the central portion of the beam spot as described above. Therefore, the formed bubble 23 a (recording mark) is smaller than the beam spot diameter, thereby realizing super-resolution recording.
  • the reason why such super-resolution recording can be performed is as follows.
  • FIG. 3 (a) is a plan view showing a beam spot of the laser beam 40 on the noble metal nitride layer 23, and FIG. 3 (b) is a view showing its intensity distribution.
  • the plane shape of the beam spot 41 is almost circular.
  • the intensity distribution of the laser beam 40 in the force beam spot 41 is not uniform, It has a Gaussian distribution as shown in Fig. 3 (b). In other words, the energy inside the beam spot 41 becomes higher toward the center. Therefore, if a predetermined threshold value A that is sufficiently higher than 1 / e 2 of the maximum intensity is set, the diameter W2 of the region 42 having the intensity equal to or higher than the threshold value A is sufficiently larger than the diameter W1 of the beam spot 41. Become smaller.
  • the noble metal nitride layer 23 has the property of decomposing when irradiated with the laser beam 40 having an intensity equal to or higher than the threshold value A, of the region irradiated with the laser beam 40 This means that the bubble 23a (recording mark) is selectively formed only in a portion corresponding to the area 42 in the beam spot 41.
  • bubbles 23a (recording marks) can be formed in the noble metal nitride layer 23 that are sufficiently smaller than the beam spot diameter W1, and the diameter becomes approximately W2. That is, the relationship between the apparent beam spot diameter W2 and the actual beam spot diameter W1 is W1> W2, and super-resolution recording is realized.
  • a desired portion of the noble metal nitride layer 23 can be finely divided to a size less than the reproduction limit. Recording marks can be formed.
  • FIG. 5 is a waveform diagram showing an example of an intensity modulation pattern of the laser beam 40 during recording.
  • bubbles 23a are formed by decomposition in a region of the noble metal nitride layer 23 irradiated with the laser beam 40 having the recording power Pw, so that the recording marks Ml, M2, M3.
  • the intensity modulation pattern of the laser beam 40 at the time of recording is not limited to the pattern shown in FIG. 5, and for example, as shown in FIG. 6, the recording marks Ml, M2, M3 are formed using divided pulse trains. It does not matter.
  • FIG. 7 is a graph schematically showing the relationship between the recording power of the laser beam 40 and the CNR of a reproduced signal obtained by subsequent reproduction.
  • the recording power of the laser beam 40 is less than Pwl, an effective reproduction signal cannot be obtained even if reproduction is performed thereafter. This is considered to be because the noble metal nitride layer 23 is not substantially decomposed if the recording power of the laser beam 40 is less than Pw1.
  • the recording power of the laser beam 40 is equal to or more than Pwl and less than Pw2 (> Pw1), the higher the recording power is, the higher the CNR is obtained in the subsequent reproduction.
  • the value of Pw 2 depends on the configuration of the optical recording medium 10 (material of each layer and thickness of each layer, etc.) and recording conditions (recording linear velocity, wavelength of the laser beam 40, etc.), but the recording linear velocity is 6.0 m. / s, the wavelength of the laser beam 40 is about 405 nm, and the numerical aperture of the objective lens 50 is about 0.85.
  • the reason why such super-resolution reproduction is possible is not always clear, but when a laser beam 40 set at the reproduction power is irradiated, the laser beam 40 and the fine metal particles 23 b existing in the bubbles 23 a are removed. This causes some interaction, which is presumed to enable super-resolution reproduction.
  • FIG. 8 is a graph schematically showing the relationship between the reproduction power of the laser beam 40 and the CNR.
  • the reproducing power is set too high, the noble metal nitride layer 23 may be decomposed in the plank region, and if such decomposition occurs, a large regenerative deterioration may occur or data may be lost in some cases. Resulting in.
  • the reproduction power of the laser beam 40 is set to Pr 2 or more and less than Pwl.
  • Pr 2 The value of Pr 2 varies depending on the configuration of the optical recording medium 10 (material of each layer, thickness of each layer, etc.) and reproducing conditions (linear velocity of the laser beam, wavelength of the laser beam 40, etc.).
  • m / s, laser beam 40 wavelength is about 405 nm, objective lens 50 aperture If the number is about 0.85,
  • the actual reproduction power it is preferable to set it higher than Pr 2 by 0.3 lmW or more and 0.3 mW or less. This is because if the playback power exceeds Pr2, the CNR will not improve even if the playback power is set to a higher value, but playback degradation tends to occur. This is because the actual playback power should be set to a level slightly higher than Pr2. Normally, the power fluctuation of the laser beam 40 in the range of output from lmW to 3 mW is less than 0.lmW. If it is set higher than lmW and lower than 0.3mW, it is considered + minutes.
  • the reproduction power of a conventional optical recording medium is generally about 0.5 lmW to 0.5 mW, and the reproduction power of about 0.8 mW is also obtained for a next-generation optical recording medium having two recording surfaces on one side. Considering that there is almost no setting, the level of the reproduction power in the present embodiment is considerably higher than that of the conventional optical recording medium.
  • the actual playback power is related to the actual recording power.
  • setting information J is stored in the optical recording medium 10. This allows the user to actually record and play back data. At this time, the setting information is read by the optical recording / reproducing apparatus, and it is possible to determine the recording power or the reproducing power based on the setting information.
  • the setting information includes not only the recording power and the reproducing power but also information necessary for specifying various conditions (linear velocity, etc.) required for recording and reproducing data on the optical recording medium 10. More preferably, it is included.
  • the setting information may be recorded as a pebble or a pit, or may be recorded as data in the noble metal nitride layer 23.
  • not only those that directly indicate various conditions necessary for data recording and reproduction, but also any of various conditions stored in advance in the optical recording / reproducing device can be used to specify the recording power and reproduction power.
  • the identification may be performed indirectly.
  • the optical recording medium according to the present embodiment includes the noble metal nitride layer 23 and the dielectric layers 31 and 32 sandwiching the noble metal nitride layer 23.
  • a laser beam of less than 35 nm and an objective lens with a numerical aperture of more than about 0.6 it is possible to perform super-resolution recording and super-resolution reproduction by setting ⁇ to less than 64 nm.
  • the same recording / reproducing device as the recording / reproducing device for the next-generation optical recording medium can be used, so that the development cost and the manufacturing cost of the recording / reproducing device can be suppressed.
  • the gas filled in the bubble 23 a serving as a recording mark is a chemically stable nitrogen gas (N 2 ), it is very unlikely that this layer will oxidize or corrode other layers. Thus, higher storage reliability can be obtained.
  • the structure of the optical recording medium 10 shown in FIG. 1 is merely the preferred structure of the optical recording medium according to the present invention! /, And the structure of the optical recording medium according to the present invention is not limited to this. Absent. For example, another noble metal on the support substrate 11 side as viewed from the light absorption layer 22 A nitride layer may be added, or another light absorbing layer may be added on the light transmitting layer 12 side as viewed from the noble metal nitride layer 23.
  • the optical recording medium 10 shown in FIG. 1 has a structure that is highly compatible with a so-called next-generation optical recording medium, but a DVD-type optical recording medium or a CD-type optical recording medium. It is also possible to adopt a structure that is highly compatible with.
  • super-resolution recording and super-resolution reproduction are performed by using a laser beam having a wavelength of less than about 635 nm and an objective lens having a numerical aperture of more than about 0.6.
  • a laser beam having a wavelength of about 635 nm or more and a Z or a numerical aperture of about 0 Recording and reproduction may be performed using an objective lens of 6 or less.
  • the optical recording medium according to the present invention is essentially capable of super-resolution recording and super-resolution reproduction, the use of a recording mark less than the reproduction limit / the blank area further increases the capacity. It is preferable to achieve a high data transfer rate.
  • the noble metal nitride layer 23 is sandwiched between the dielectric layers 31 and 32, but excessive deformation of the mark portion formed by decomposition of the noble metal nitride layer 23 is performed. If this can be suppressed, one or both of the dielectric layer 31 and the dielectric layer 32 can be omitted.
  • An optical recording medium sample having the same structure as the optical recording medium 10 shown in FIG. 1 was produced by the following method.
  • a disk-shaped support substrate 11 made of polycarbonate having a thickness of about 1 lmm and a diameter of about 12 Omm and having a surface formed with groups 11a and lands 11b was formed by injection molding. did.
  • the supporting substrate 11 is set in a sputtering apparatus, and a surface of the side where the group 11a and the land 11b are formed is substantially made of platinum (Pt) and has a thickness of about 20 nm.
  • a dielectric layer 32 having a thickness of about 60 nm, a noble metal nitride layer 23 of a thickness of about 2 nm substantially consisting of platinum nitride (PtNx), and a substance
  • N 2 nitrogen gas
  • Ar argon gas
  • the pressure in the chamber was set to 0.72 Pa, and the sputter power was set to 100 W.
  • the extinction coefficient (k) of the formed platinum nitride (PtNx) for light at a wavelength of about 405 nm was about 1.74.
  • Example 2 Except that the thickness of the dielectric layer 33 was set to about 100 nm and the thickness of the noble metal nitride layer 23 was set to about 4 nm, the light of Example 2 was the same as that of the optical recording medium sample of Example 1. A recording medium sample was prepared.
  • the optical recording medium samples of Example 1 and Example 2 were set in an optical disk evaluation device (DDU 1000 manufactured by Pulstec), and the numerical aperture was reduced while rotating at a linear velocity of about 6.0 m / s.
  • a noble metal nitride layer 23 is irradiated with a laser beam having a wavelength of about 405 nm from the light incident surface 12a through an objective lens of 0.85, and a single laser beam having a predetermined recording mark length and a blank length is formed.
  • the signal was recorded.
  • the recording mark length and blank length were variously set in the range of 37.5 nm to 320 nm.
  • the reproduction limit given by is about 120 nm.
  • the recording power (Pw) was set to a level (optimal recording power) at which the highest CNR was obtained for all optical recording medium samples, and the base power (Pb) was set to approximately OmW. Set.
  • the pulse pattern of the laser beam 40 the pattern shown in FIG. 5 was used.
  • the reproduction power (Pr) of the laser beam 40 was set to a level (optimal reproduction power) at which the highest CNR was obtained in each optical recording medium sample.
  • the optimum recording power and the optimum reproducing power were 8.5 mW and 2.4 mW for the optical recording medium Sampnore 1, respectively, and 10. OmW and 2.4 mW for the optical recording medium sample 2, respectively.
  • Figure 9 shows the measurement results of CNR.
  • Example 1 and Example 2 were set in the above-described optical disk evaluation device, and the recording mark length and planck length were 80 under the same conditions as in “Evaluation 1 of characteristics” described above. A single signal, nm, was recorded. Laser beam during recording
  • the recording power (Pw) of 40 was set to various values in the range from 6. OmW to 10.5 mW, and the base power (Pb) was set to almost OmW.
  • the pattern shown in FIG. 5 was used as the pulse pattern of the laser beam 40.
  • the reproduction power (Pr) of the laser beam 40 was set to 2.4 mW.
  • Figure 10 shows the measurement results.
  • the recording power was 8.
  • the CNR In the region of less than 5 mW, the CNR also increased in conjunction with the recording power. However, in the region where the recording power was 8.5 InW or more, the CNR was saturated, and no further improvement was observed. That is, in the optical recording medium sample of Example 1,
  • the CNR also increased in conjunction with the recording power in the region where the recording power was less than 10.OmW, but the CNR increased in the region where the recording power was 10.OmW or more. Saturated and no further improvement was seen. That is, in the optical recording medium sample of Example 2,
  • the CNR was less than 10 dB in the region where the reproduction power was less than 2.OmW, but the CNR sharply increased when the reproduction power was more than 2.OmW. Got higher. That is, the optical recording medium samples of Example 1 and Example 2
  • the optical recording medium according to the present invention includes a noble metal nitride layer provided on a substrate and uses bubbles generated by the decomposition as recording marks. It becomes stable nitrogen gas (N 2 ). Therefore, there is very little possibility that the nitrogen gas (N 2 ) filled in the bubbles will oxidize or corrode other layers such as the substrate, and thus high storage reliability can be obtained.
  • the optical recording medium according to the present invention is also characterized by using a laser beam having a wavelength of less than about 635 and an objective lens having a numerical aperture of more than about 0.6;
  • super-resolution recording and reproduction using a laser beam with a wavelength of about 405 nm and an objective lens with a numerical aperture of about 0.85 which are used in next-generation optical recording media, can be performed.
  • Good characteristics can be obtained in super-resolution reproduction. Therefore, since the same recording / reproducing apparatus as the recording / reproducing apparatus for the next-generation optical recording medium can be used, the development cost and manufacturing cost of the recording / reproducing apparatus can be suppressed.

Abstract

本発明の光記録媒体10は、支持基板11と、光透過層12と、光透過層12と支持基板11との間に配置された第1の誘電体層31、貴金属窒化物層23、第2の誘電体層32、光吸収層22、第3の誘電体層33及び反射層21とを備える。本発明による光記録媒体では、光入射面12a側からレーザビーム40を照射することにより、貴金属窒化物層23を局所的に分解させ、生じる気泡によって記録マークを形成することができる。この場合、記録マークとなる気泡に充填されるガスは化学的に安定な窒素ガス(N2)であることから、これが他の層を酸化あるいは腐食させる可能性は非常に少なく、高い保存信頼性を得ることが可能となる。

Description

明 細 書 光記録媒体及びその製造方法、 並びに、
光記録媒体に対するデータ記録方法及びデータ再生方法
<技術分野〉
本発明は光記録媒体及びその製造方法に関し、 特に、 ガスの発生により記録 マークが形成されるタイプの光記録媒体及びその製造方法に関する。 また、 本発明 は、 光記録媒体に対するデータ記録方法及びデータ再生方法に関し、 ガスの発生に より記録マークが形成されるタイプの光記録媒体に対するデータ記録方法及びデー タ再生方法に関する。 く背景技術〉
近年、 大容量のデジタルデータを記録するための記録媒体として、 CD ( Compact Disc) や DVD (Digital Versatile Disc) に代表される光記録媒 体が広く用いられている。
CDのうち、 データの追記や書き換えができないタイプ (CD-ROM) の ものは、 厚さ約 1. 2 mmの光透過性基板上に反射層と保護層が積層された構造を 有しており、 波長約 780 n mのレーザビームを光透過性基板側から反射層に照射 することによってデータの再生を行うことができる。 一方、 CDのうち、 データの 追記が可能なタイプ （CD— R) やデータの書き換えが可能なタイプ （CD— RW ) のものは、 光透過性基板と反射層との間に記録層が追加された構造を有しており、 波長約 780 nmのレーザビームを光透過性基板側から記録層に照射することによ つてデータの記録及ぴ再生を行うことができる。
CDでは、 レーザビームの集束に開口数が約 0. 45の対物レンズが用いら れ、 これにより反射層又は記録層上におけるレーザビームのビームスポット径は約 1. 6 μηιまで絞られる。 これにより、 CDでは約 700MBの記録容量と、 基準 線速度 （約 1. 2mZs e c) において約 1Mb p sのデータ転送レートが実現さ れている。
また、 DVDのうち、 データの追記や書き換えができないタイプ （DVD— ROM) のものは、 厚さ約 0. 6 mmの光透過性基板上に反射層及び保護層が積層 された積層体と、 厚さ約 0. 6mmのダミー基板とが接着層を介して貼り合わされ た構造を有しており、 波長約 635 nmのレーザビームを光透過性基板側から反射 層に照射することによってデータの再生を行うことができる。 一方、 DVDのうち、 データの追記が可能なタイプ （0 0— 1 等） やデータの書き換えが可能なタイプ (DVD— RW等） のものは、 光透過性基板と反射層との間に記録層が追加された 構造を有しており、 波長約 635 nmのレーザビームを光透過性基板側から記録層 に照射することによつてデータの記録及び再生を行うことができる。
DVDでは、 レーザビームの集束に開口数が約 0. 6の対物レンズが用いら れ、 これにより反射層又は記録層上におけるレーザビームのビームスポット径は約 0. 93 /imまで絞られる。 このように、 DVDに対する記録及ぴ再生においては、 CDよりも波長の短いレーザビームが用いられるとともに、 開口数が大きい対物レ ンズが用いられていることから、 CDに比べてより小さいビームスポット径が実現 されている。 これにより、 DVDでは、 約 4. 7 GB/面の記録容量と、 基準線速 度 （約 3. 5 m/ s e c) において約 1 1Mb p sのデータ転送レートが実現され ている。
近年、 DVDを超えるデータの記録容量を有し、 且つ、 DVDを越えるデー タ転送レートを実現可能な光記録媒体が提案されている。 このような次世代型の光 記録媒体においては、 大容量 ·高データ転送レートを実現するため、 波長約 405 nmのレーザビームが用いられるとともに、 開口数が約 0. 85の対物レンズが用 いられる。 これによりレーザビームのビームスポット径は約 0. 43 μπιまで絞ら れ、 約 25 GB/面の記録容量と、 基準線速度 （約 4. 9m/s e c) において約 36Mb p sのデータ転送レートを実現することができる。
このように、 次世代型の光記録媒体では開口数が非常に高い対物レンズが用 いられること力 ら、 チルトマージンを十分に確保するとともにコマ収差の発生を抑 えるため、 レーザビームの光路となる光透過層の厚さが約 100 mと非常に薄く 設定される。 このため、 次世代型の光記録媒体においては、 C Dや D V D等、 現行 型の光記録媒体のように光透過性基板上に記録層等の各種機能層を形成することは 困難であり、 支持基板上に反射層や記録層を成膜した後、 この上にスピンコート法 等により薄！/、樹脂層を形成しこれを光透過層として用いる方法が検討されている。 つまり、 次世代型の光記録媒体の作製においては、 光入射面側から順次成膜が行わ れる現行の光記録媒体とは異なり、 光入射面とは反対側から順次成膜が行われるこ とになる。
以上説明したとおり、 光記録媒体の大容量化と高データ転送レート化は、 主 としてレーザビームのビームスポット径の縮小によって達成されている。 したがつ て、 これ以上の大容量化と高データ転送レート化を達成するためにはビームスポッ ト径をさらに縮小する必要がある。 し力 しながら、 レーザビームの波長をこれ以上 短くすると光透過層におけるレーザビームの吸収が急激に増大したり、 光透過層の 経年劣化が大きくなることからこれ以上の短波長化は困難であり、 また、 レンズ設 計の困難性ゃチルトマージンの確保等を考慮すれば、 対物レンズの開口数をこれ以 上高めることもまた困難である。 つまり、 レーザビームのビームスポット径をこれ 以上縮小することは非常に困難であるといえる。
このような事情から、 大容量化と高データ転送レート化を達成する別の試み として、 近年、 超解像型の光記録媒体が提案されている。 超解像型の光記録媒体と は、 再生限界を超える微小な記録マークの形成及びこのような記録マークからのデ ータ再生が可能な光記録媒体を指し、 このような光記録媒体を用いれば、 ビームス ポット径を縮小することなく大容量化と高データ転送レート化を実現することが可 能となる。
より具体的に説明すると、 レーザビームの波長をえ、 対物レンズの開口数を NAとした場合、 回折限界 (1 は
d ! = λ / 2 ΝΑ
で与えられる。 したがって、 C Dや D V Dのようにデータが記録マーク及びブラン ク領域の長さ、 すなわちエッジ間の距離によって表現されるタイプの光記録媒体で は、 単一信号の再生限界 d 2は、 d 2 = λ / 4 Ν Α
で与えられる。 つまり、 超解像型ではない通常の光記録媒体においては、 最短記録 マークや最短ブランク領域の長さが再生限界未満であると記録マークとブランク領 域の判別ができなくなってしまう。 これに対し、 超解像型の光記録媒体では、 長さ が再生限界未満である記録マークやプランク領域を利用することができるので、 ビ 一ムスポット径を縮小することなく大容量化と高データ転送レート化を実現するこ とが可能となるのである。
超解像型の光記録媒体としては、 従来より 「散乱型スーパレンズ（Super RENS )」 （Super Resolution Near-field Structure )と呼ばれる超解像型の 光記録媒体が提案されている （非特許文献 1参照） 。 この光記録媒体には、 相変化 材料層と金属酸化物からなる再生層が用いられ、 レーザビームを照射するとビーム スポット中心の高エネルギー部分において再生層を構成する金属酸化物が分解し、 これにより生じる金属微粒子によってレーザビームが散乱し接場光が発生するもの と考えられている。 その結果、 相変化材料層には局所的に近接場光が照射されるこ とになるので、 その相変化を利用して超解像記録及び超解像再生を行うことが可能 になると説明されている。 そして、 レーザビームが遠ざかると、 再生層の分解によ り生じた金属と酸素が再び結合して元の金属酸化物に戻るため、 繰り返しの書き換 えが可能であるとされている。
し力 しながら、 本宪明者らの研究によれば、 「散乱型スーパレンズ」 と呼ば れる超解像型の光記録媒体では、 相変化材料層の相変化が信号となって現れること はほとんどなく、 しかも再生層の分解は不可逆的であることが明らかとなった。 つ まり、 「散舌し型スーパレンズ」 と呼ばれる超解像型の光記録媒体は、 可逆的な記録 マークを相変化材料層に形成可能な書き換え型の光記録媒体としてではなく、 不可 逆的な記録マークを再生層 （貴金属酸化物層） に形成可能な追記型の光記録媒体と して実現可能であることが明らかとなった （非特許文献 2参照） 。
ここで、 再生限界未満の微小な記録マークを貴金属酸化物層に形成すること が可能である理由は、 ビームスポット中心の高エネルギー部分において貴金属酸化 物層が局所的に分解し、 生じる気泡によって当該領域が塑性変形するためである。 塑性変形した部分は記録マークとして用いられ、 塑性変形していない部分はブラン ク領域として用いられる。 一方、 このようにして形成された微小な記録マークから データ再生が可能である理由は現在のところ明らかとなっていない。
[非特許文献 1」 "Ά near-f ield recording and readout
technology using a matellic probe m an optical disk" , Ja . J . Ap l . Phys . , 日本応用物理学会編， 2000年, Volume 39 , p . 980-981
[非特許文献 2」 "Rigid bubble pit formation and huae signal enhancement in super-resolution near-field structure disk with platinum-oxide layer" , Applied Physics Letters , American
Institute of Physics , December 16, 2002 , Volume 81 , Number 25 , p . 4697-4699
このように、 現在提案されている超解像型の光記録媒体では、 貴金属酸化物 層の分解により生じる酸素ガス （o 2) によって当該領域を局所的に塑性変形させ、 これを記録マークとして利用している。 したがって、 発生させるガスとしては化学 的により安定であることが望ましいと考えられ、 この点は、 超解像型の光記録媒体 ではない光記録媒体についても同様に当てはまる。
他方、 光記録媒体に超解像技術を応用するのは、 いっそうの大容量化と高デ ータ転送レート化を達成することが目的であることから、 より波長の短いレーザビ ーム及びより開口数の大きい対物レンズを用いてデータの記録や再生を行うことが 望ましいと考えられる。
<発明の開示 >
したがって、 本発明の目的は、 化学的に安定なガスの発生により記録マーク を形成することが可能な光記録媒体、 特に、 超解像型の光記録媒体及びその製造方 法を提供することである。
また、 本発明の他の目的は、 化学的に安定なガスの発生により記録マークが 形成されるタイプの光記録媒体に対し、 より波長の短いレーザビーム及びより開口 数の大きい対物レンズを用いてデータを記録する方法及びデータを再生する方法を 提供することである。 本発明による光記録媒体は、 基板と、 前記基板上に設けられた貴金属窒化物 層とを備えることを特徴とする。 本発明による光記録媒体では、 光入射面側からレ 一ザビームを照射することにより、 貴金属窒化物層を局所的に分解させ、 生じる気 泡によって記録マークを形成することが可能となる。 この場合、 記録マークとなる 気泡に充填されるガスは化学的に安定な窒素ガス （N 2) であることから、 これが 他の層を酸化あるいは腐食させる可能性は非常に少なく、 高い保存信頼性を得るこ とが可食 となる。
ここで、 貴金属窒化物層から見て光入射面側に設けられた第 1の誘電体層と、 貴金属窒化物層から見て光入射面とは反対側に設けられた第 2の誘電体層とをさら に備えることが好ましい。 このようにして、 貴金属窒化物層を第 1及ぴ第 2の誘電 体層よつて狭持すれば、 貴金属窒化物層の分解により生じる窒素ガス （N 2) を長 期間に亘つて安定的に封入することができるので、 より高い保存信頼性を得ること が可能となる。
ここで、 第 2の誘電体層から見て光入射面とは反対側に、 第 2の誘電体層か ら見てこの順に配置された光吸収層及び第 3の誘電体層をさらに備えることが好ま しい。 このような構造とすれば、 記録時に照射されるレーザビームのエネルギーが 効率よく熱に変換されること力 ら、 良好な記録特性を得ることが可能となる。
また、 第 3の誘電体層から見て光入射面とは反対側に設けられた反射層をさ らに備えることが好ましい。 このような反射層を設ければ、 再生信号のレベルが高 められるとともに再生耐久性が大幅に向上する。 ここで 「再生耐久性」 とは、 再生 劣化現象、 つまり、 再生時に照射されるレーザビームのエネルギーによって貴金属 窒化物層の状態が変化し、 これによりノイズの増加やキヤリァの減少が生じて C N Rが低下する現象に対する耐性をいう。 反射層の厚さとしては、 5 n m以上、 2 0 0 n m以下であることが好ましく、 l O n m以上、 1 5 0 n m以下であることがよ り好ましい。 反射層の厚さをこのように設定することにより、 生産性を大きく低下 させることなく、 十分な再生耐久性向上効果を得ることが可能となる。
また、 貴金属窒化物層には窒化白金 （P t N x ) が含まれていることが好ま しい。 この場合、 貴金属窒化物層の実質的に全てが窒化白金 （P t N x ) により構 成されていることが最も好ましいが、 他の材料や不可避的に混入する不純物が含ま れていても構わない。 貴金属窒化物層の材料として窒化白金 （P tNx) を用いれ ば、 良好な信号特性及び十分な耐久性を得ることが可能となる。
また、 第 1の誘電体層から見て基板とは反対側に設けられ、 前記光入射面を 有する光透過層をさらに備えることが好ましい。 この場合、 基板の厚さが 0. 6 m m以上、 2. Omm以下であり、 光透過層の厚さが 10 μιη以上、 200 μ m以下 であり、 貴金属窒化物層の厚さが 2 nm以上、 75 nm以下であり、 第 2の誘電体 層の厚さが 5 nm以上、 100 nm以下であり、 光吸収層の厚さが 5 nm以上、 1 O O nm以下であり、 第 3の誘電体層の厚さが 10 nm以上、 140nm以下であ ることが好ましい。 これによれば、 波長 （λ) が約 635 II m未満のレーザビーム 及び開口数 （NA) が約 0. 6超の対物レンズを用いることにより、 λ/ΝΑを 6 40 nm以下に設定して超解像記録及び超解像再生を行うことができ、 特に、 次世 代型の光記録媒体において用いられる波長が約 405 nmのレーザビーム及び開口 数が約 0. 85の対物レンズを用いた超解像記録及び超解像再生において、 良好な 特性を得ることが可能となる。
本発明による光記録媒体の製造方法は、 支持基板上に、 反射層、 第 3の誘電 体層、 光吸収層、 第 2の誘電体層、 貴金属窒化物層及び第 1の誘電体層をこの順に 形成する第 1の工程と、 前記第 1の誘電体層上に光透過層を形成する第 2の工程と を備えることを特徴とする。 本発明によれば、 波長が約 635 nm未満のレーザビ ーム及び開口数が約 0. 6超の対物レンズを用いることにより、 λ//NAを640 nm以下に設定して超解像記録及び超解像再生を行うことが可能な光記録媒体を製 造することが可能となる。 しかも、 このようにして製造された光記録媒体では、 化 学的に安定な窒素ガス （N2) による気泡が記録マークとなることから、 高い保存 信頼性を得ることが可能となる。 前記第 1の工程は気相成長法により行い、 前記第 2の工程はスピンコート法により行うことが好ましい。
本発明によるデータ記録方法は、 上述した光記録媒体に対し、 前記光入射面 側からレーザビームを照射することによってデータを記録するデータ記録方法であ つて、 前記レーザビームの波長を； I、 前記レーザビームを集束するための対物レン ズの開口数を N Aとした場合、 λ /ΝΑを 6 4 0 n m以下に設定して、 長さがぇ/
4 N A以下の記録マークを含む記録マーク列を記録することを特徴とする。 また、 本発明によるデータ再生方法は、 上述した光記録媒体に対し、 前記光入射面側から レーザビームを照射することによってデータを再生するデータ再生方法であって、 前記レーザビームの波長を 、 前記レーザビームを集束するための対物レンズの開 口数を NAとした場合、 /ΝΑを 6 4 0 n m以下に設定して、 長さが; L / 4 NA 以下の記録マークを含む記録マーク列からのデータ再生を行うことを特徴とする。 いずれの場合も、 レーザビームの波長を約 4 0 5 n mに設定し、 対物レンズの開口 数を約 0 . 8 5に設定することが最も好ましく、 これによれば、 次世代型の光記録 媒体用の記録再生装置と同様の記録再生装置を用いることができるので、 記録再生 装置の開発コスト ·製造コストを抑制することが可能となる。
このように、 本発明による光記録媒体は、 基板上に設けられた貴金属窒化物 層を備え、 その分解により生じる気泡を記録マークとして利用していることから、 記録マークとなる気泡に充填されるガスは化学的に安定な窒素ガス (N 2 ) となる。 したがって、 気泡に充填された窒素ガス （N 2) が基板等の他の層を酸化あるいは 腐食させる可能性が非常に少なく、 これにより高い保存信頼性を得ることが可能と なる。
しかも、 本発明による光記録媒体は、 波長が約 6 3 5 n m未満のレーザビー ム及ぴ開口数が約 0 . 6超の対物レンズを用いることにより、 λ /NAを6 4 0 n m以下に設定して超解像記録及び超解像再生を行うことができ、 特に、 次世代型の 光記録媒体において用いられる波長が約 4 0 5 n mのレーザビーム及び開口数が約 0 . 8 5の対物レンズを用いた超解像記録及び超解像再生において、 良好な特性を 得ることが可能となる。 したがって、 次世代型の光記録媒体用の記録再生装置と同 様の記録再生装置を用いることができるので、 記録再生装置の開発コスト '製造コ ストを抑制することが可能となる。
<図面の簡単な説明 >
図 1 ( a)は、 本発明の好ましい実施形態による光記録媒体 1 0の外観を示す 切り欠き斜視図であり、 図 1 (b)は、 図 1 ( a)に示す A部を拡大した部分断面図で ある。 '
図 2は、 光記録媒体 1 0に対してレーザビーム 4 0を照射した状態を模式的 に示す図である。
図 3は（a)は貴金属窒化物層 2 3上におけるレーザビーム 4 0のビームスポ ットを示す平面図であり、 図 3 (b)はその強度分布を示す図である。
図 4は、 気泡 2 3 a (記録マーク） のサイズを説明するための図である。 図 5は、 記録時におけるレーザビーム 4 0の強度変調パターンの一例を示す 波形図である。
図 6は、 記録時におけるレーザビーム 4 0の強度変調パターンの他の例を示 す波形図である。
図 7は、 レーザビーム 4 0の記録パワーとその後の再生により得られる再生 信号の C N Rとの関係を模式的に示すグラフである。
図 8は、 レーザビーム 4 0の再生パワーと C N Rとの関係を模式的に示すグ ラフである。
図 9は、 特性の評価 1における測定結果を示すグラフである。
図 1 0は、 特性の評価 2における測定結果を示すグラフである。
図 1 1は、 特性の評価 3における測定結果を示すグラフである。 く発明を実施するための最良の形態〉
以下、 添付図面を参照しながら、 本発明の好ましい実施の形態について詳細 に説明する。
図 1 (a)は、 本発明の好ましい実施形態による光記録媒体 1 0の外観を示す 切り欠き斜視図であり、 図 1 (b)は、 図 1 ( a)に示す A部を拡大した部分断面図で ある。
図 1 (a)に示すように、 本実施形態による光記録媒体 1 0は円盤状であり、 図 1 (b)に示すように、 支持基板 1 1と、 光透過層 1 2と、 支持基板 1 1と光透過 層 1 2との間にこの順に設けられた反射層 2 1、 光吸収層 2 2及び貴金属窒化物層 2 3と、 反射層 2 1と光吸収層 2 2との間、 光吸収層 2 2と貴金属窒化物層 2 3と の間及び貴金属窒化物層 2 3と光透過層 1 2との間にそれぞれ設けられた誘電体層
3 3、 3 2及び 3 1とを備えて構成されている。 データの記録及び再生は、 光記録 媒体 1 0を回転させながらレーザビーム 4 0を光入射面 1 2 a側から照射すること によって行うことができる。 レーザビーム 4 0の波長は、 6 3 5 n m未満に設定す ることが可能であり、 特に、 次世代型の光記録媒体に対して用いられる 4 0 5 n m 程度の波長に設定することが最も好ましい。 また、 レーザビーム 4 0を集束するた めの対物レンズの開口数としては 0 . 6超に設定することが可能であり、 特に、 次 世代型の光記録媒体に対して用いられる 0 . 8 5程度の開口数に設定することが可 能である。
支持基板 1 1は、 光記録媒体 1 0に求められる機械的強度を確保するために 用いられる円盤状の基板であり、 その一方の面には、 その中心部近傍から外縁部に 向けて又は外縁部から中心部近傍に向けて、 レーザビーム 4 0をガイドするための グループ 1 1 a及びランド 1 1 bが螺旋状に形成されている。 支持基板 1 1の材料 や厚さは、 機械的強度の確保が可能である限り特に限定されない。 例えば支持基板 1 1の材料としては、 ガラス、 セラミックス、 樹脂等を用いることができ、 成形の 容易性を考慮すれば樹脂を用いることが好ましい。 このような樹脂としてはポリ力 ーポネート樹脂、 ォレフィン樹脂、 アクリル樹脂、 エポキシ樹脂、 ポリスチレン樹 脂、 ポリエチレン樹脂、 ポリプロピレン樹脂、 シリコーン樹脂、 フッ素系樹脂、 A B S樹脂、 ウレタン樹脂等が挙げられる。 中でも、 加工性などの点からポリカーボ ネート樹脂ゃォレフイン樹脂を用いることが特に好ましい。 但し、 支持基板 1 1は レーザビーム 4 0の光路とはならないことから、 当該波長領域における光透過性の 高レ、材料を選択する必要はな 、。
—方、 支持基板 1 1の厚さについては、 機械的強度の確保に必要且つ十分で ある厚さ、 例えば、 0 . 6 mm以上、 2 . 0 mm以下に設定することが好ましく、 現行の光記録媒体や次世代型の光記録媒体との互換性を考慮すれば、 1 . O mm以 上、 1 . 2 mm以下、 特に、 1 . 1 mm程度に設定することが好ましい。 支持基板 1 1の直径についても特に限定されないが、 現行の光記録媒体や次世代型の光記録
0 媒体との互換性を考慮すれば、 1 20 mm程度に設定することが好ましい。
光透過層 1 2は、 記録時及び再生時に照射されるレーザビーム 40の光路と なる層である。 その材料としては、 使用されるレーザビーム 40の波長領域におい て光透過率が十分に高い材料である限り特に限定されず、 例えば光透過性樹脂等を 用いることができる。 本実施形態による光記録媒体 1 0では、 光透過層 1 2の厚さ は 1 0 // m以上、 200 /im以下に設定される。 これは、 光透過層 1 2の厚さが 1 0 μ m未満であると光入射面 1 2 a上におけるビーム径が非常に小さくなることか ら、 光入射面 1 2 aの傷やゴミが記録や再生に与える影響が大きくなりすぎるため であり、 200 /im超であるとチルトマージンの確保やコマ収差の抑制が困難とな るからである。 また、 次世代型の光記録媒体との互換性を考慮すれば、 50 μ m以 上、 1 5 0 μ m以下に設定することが好ましく、 70 / m以上、 1 20 ^ m以下に 設定することが特に好ましい。
反射層 21は、 再生信号のレベルを高めるとともに再生耐久性を向上させる 役割を果たす層である。 反射層 2 1の材料としては、 金 （Au) ， 銀 （Ag) ， 銅 (C u) , 白金 (P t) ， ァノレミニゥム (A 1 ) , チタン (T i ) ， クロム （C r ) ， 鉄 （F e) ， コバルト (C o) , ニッケノレ （N i ) ， マグネシウム （Mg) , 亜鉛 （Ζ η) , ゲルマニウム （G e) 等の単体の金属又は合金を用いることができ る。 反射層 2 1の厚さは特に限定されないが、 5 nm以上、 200 nm以下に設定 することが好ましく、 1 0 n m以上、 1 50 n m以下に設定することがより好まし い。 これは、 反射層 2 1の厚さが 5 nm未満であると再生耐久性を向上させる効果 が十分に得られないからであり、 また、 反射層 21の厚さが 200 nmを超えると 成膜に時間がかかり生産性が低下する一方で、 これ以上の再生耐久性向上効果がほ とんど得られないからである。 これに対し、 反射層 2 1の厚さを 1 0 nm以上、 1 50 nm以下に設定すれば、 生産性を大きく低下させることなく、 十分な再生耐久 性向上効果を得ることが可能となる。 尚、 本発明において、 光記録媒体に反射層 2 1を設けることは必須でないが、 これを設けることにより上記の効果を得ることが 可能となる。
光吸収層 22は、 主として、 レーザビーム 40のエネルギーを吸収しこれを 熱に変換する役割を果たし、 その材料としては、 使用するレーザビーム 40の波長 領域における吸収が大きく、 且つ、 記録時において貴金属窒化物層 23.の変形を妨 げないよう比較的硬度の低い材料を用いることが好ましい。 波長が 635 nm未満 のレーザビーム 40についてこのような条件を満たす材料としては、 書き換え型の 光記録媒体において記録層の材料として用いられる相変化材料が挙げられる。 相変 化材料としては、 アンチモン (S b) 、 テルル （Te) 及びゲルマニウム (G e) の合金又はこれに添加物が加えられた材料を用いることが好ましい。
具体的には、 光吸収層 22を構成する相変化材料の原子比を
(S baT e i_a) ^,ΜΑ,
又は、
{ (G e T e) c (S b2T e 3) ト c} dMB x_d
(但し、 MAはアンチモン （S b) 及びテルル （T e) 除く元素であり、 M Bはアンチモン （S b) 、 テルル （T e) 及びゲルマニウム （Ge) を除く元素で ある) で表したとき、
0≤ a≤ 1 且つ 0≤ b 0. 25
又は、
1/3≤ c≤ 2/3, 且つ 0. 9≤d
に設定することが好ましい。
特に、 bの値が 0. 25を超えると光の吸収係数が光吸収層 22に要求され る値よりも低くなるおそれがあり、 また、 熱伝導性が光吸収層 22に要求される値 よりも低くなるおそれがあるため、 好ましくない。
元素 MAの種類は特に限定されないが、 ゲルマニウム（Ge)， インジウム ( I n) ， 銀 （Ag) ， 金 (Au) , ビスマス （B i ) ， セレン （S e) , アルミ ニゥム （A 1) , リン （P) , 水素 （H) , シリコン （S i) ， 炭素 （C) ， バナ ジゥム (V) , タングステン （W) , タンタル (T a) ， 亜鉛 （Zn) ， マンガン (Mn) ， チタン （T i ) , 錫 （S n) ， パラジウム （P d) , 鉛 （P b) ， 窒素 (N) ， 酸素 （O) 及び希土類元素 （スカンジウム （S c) 、 イットリウム （Y) 及びランタノィド） からなる群より選ばれた 1又は 2以上の元素を選択することが
2 好ましい。 特に、 波長が 390 ηπ！〜 420 nmのレーザビームを用いる場合には、 元素 MAとして銀 （Ag) ， ゲルマニウム（Ge )， インジウム （I n) 及ぴ希土類 元素からなる群より 1又は 2以上の元素を選択することが好ましい。 これにより、 波長が 390 ηπ！〜 420 nmのレーザビーム、 特に 405 rim程度のレーザビー ムを用いた場合において良好な信号特性を得ることが可能となる。
元素 MBの種類についても特に限定されないが、 インジウム （I n) ， 銀 （ Ag) , 金 （Au) , ビスマス （B i ) ， セレン （S e) ， アルミニウム （A 1 ) ， リン （P) , 水素 (H) ， シリコン (S i) ， 炭素 (C) ， バナジウム (V) ， タ ングステン （W) ， タンタル (T a) , 亜鉛 (Z η) , マンガン (Mn) ， チタン (T i) , 錫 （Sn) , パラジウム （P d) ， 鉛 （Pb) ， 窒素 （N) ， 酸素 （O ) 及ぴ希土類元素 (スカンジウム (S c) 、 イットリウム （Y) 及びランタノイ ド ) からなる群より選ばれた 1又は 2以上の元素を選択することが好ましい。 特に、 波長が 390 ηπ！〜 420 n mのレーザビームを用いる場合には、 元素 MBとして 銀 （Ag) ， インジウム （I n) 及び希土類元素からなる群より 1又は 2以上の元 素を選択することが好ましい。 これにより、 波長が 390 n m〜 420 n mのレー ザビーム、 特に 405 nm程度のレーザビームを用いた場合において良好な信号特 性を得ることが可能となる。
但し、 光吸収層 22の材料として相変化材料を用いた場合であっても、 記録 による相変化が信号となって現れることはほとんどない。 光吸収層 22の材料とし て相変化材料を用いることが必須でないのはこのためである。 し力 しながら、 現在 のところ光吸収層 22の材料として相変化材料、 特に上述した組成を有する相変化 材料を用いた場合に最も良い信号特性が得られることが発明者により確認されてい る。
光吸収層 22の厚さとしては、 その材料として相変化材料を用いた場合、 5 nra以上、 100 n m以下に設定することが好ましく、 10 nna以上、 80nm以 下に設定することがより好ましく、 10 nm以上、 60 nm以下に設定することが 特に好ましい。 これは、 光吸収層 22の厚さが 5 nm未満であるとレーザビームの エネルギーを十分に吸収することができないおそれがあるからであり、 1 O Onm
3 を超えると成膜に時間がかかり生産性が低下するからである。 これに対し、 光吸収 層 22の厚さを 10 nm以上、 80 n m以下、 特に 10 n m以上、 60 nm以下に 設定すれば、 高い生産性を確保しつつレーザビーム 40のエネルギーを十分に吸収 することが可能となる。
尚、 本発明において、 光記録媒体に光吸収層 22を設けることは必須でない が、 上述の通り、 これを設けることによってレーザビーム 40のエネルギーを効率 よく熱に変換することが可能となる。
貴金属窒化物層 23は、 レーザビーム 40の照射により記録マークが形成さ れる層であり、 貴金属の窒化物を主成分とする。 貴金属の種類としては特に限定さ れないが、 白金 （P t) 、 銀 （Ag) 及びパラジウム （P d) の少なくとも 1種が 好ましく、 白金 （P t) が特に好ましい。 つまり、 貴金属窒化物層 23の材料とし ては、 窒化白金 （P tNx) を選択することが特に好ましい。 貴金属窒化物層 23 の材料として窒化白金 （P tNx) を用いれば、 良好な信号特性及び十分な耐久性 を得ることが可能となる。 貴金属窒化物層 23の材料として窒化白金 (P t Nx) 用いる場合、 Xの値としては、 使用するレーザビーム 40の波長領域において消衰 係数 （k) が 3未満 (k< 3) となるように設定することが好ましい。
貴金属窒化物層 23の厚さは信号特性に大きな影響を与える。 良好な信号特 性を得るためには、 その厚さを 2 nm以上、 75 nm以下に設定することが好まし く、 2 nm以上、 5 O nm以下に設定することがより好ましい。 特に、 回折限界以 下の信号について良好な信号特性を得るためには、 その厚さを 2 nm以上、 15 η m以下に設定することが好ましい。 貴金属窒化物層 23の厚さが 2 nm未満又は 7 5 nm超であると、 レーザビーム 40を照射しても良好な形状を持った記録マーク が形成されず、 十分なキャリア/ノイズ比 （CNR) が得られないおそれがあるか らである。 これに対し、 貴金属窒化物層 23の厚さを 2 nm以上、 15 nm以下に 設定すれば、 回折限界以上の信号のみならず、 回折限界以下の信号についても良好 な CNRを得ることができる。
誘電体層 3 1、 32及び 33は、 主として、 これらに隣接する各層を物理的 及び化学的に保護するとともに、 光学特性を調整する役割を果たす。 本明細書及び 特許請求の範囲においては、 誘電体層 31、 32及び 33をそれぞれ第 1、 第 2及 び第 3の誘電体層と呼ぶことがある。 誘電体層 3 1、 32及び 33の材料としては、 酸化物、 硫化物、 窒化物又はこれらの組み合わせを主成分として用いることができ る。 具体的には、 A 1203、 A 1 N、 ZnO、 Zn S、 GeN、 G e C r N、 C e 02、 S ί 0、 S i〇2、 S i 3N4、 S i C、 L a 203、 T a 0、 T i〇2、 S i A 1 ON (S i 02, A 1203, S i 3N4及び A 1 Nの混合物） 及び L a S i ON ( L a 203, S i 02及び S i 3N4の混合物） 等、 アルミニウム (A 1 ) 、 シリコン
(S i) 、 セリウム （C e) 、 チタン （T i) 、 亜鉛 (Z n) 、 タンタル （T a) 等の酸化物、 窒化物、 硫化物、 炭化物あるいはそれらの混合物を用いることが好ま しく、 特に、 Z n Sと S i 02との混合物を用いることがより好ましい。 この場合、 Z n Sの割合を 70モル％以上、 90モル％以下に設定し、 S i O 2の割合を 10 モル％以上、 30モル0 /0以下に設定することが好ましく、 Z n Sと S i O 2のモル 比を 80 ： 20程度に設定することが最も好ましい。
誘電体層 31、 32及び 33は、 互いに同じ材料で構成されてもよいし、 そ の一部又は全部が異なる材料で構成されてもよい。 さらに、 誘電体層 31、 32及 び 33の少なくとも一つが複数層からなる多層構造であっても構わない。
誘電体層 33の厚さは、 10 n m以上、 140η m以下に設定することが好 ましく、 20 nm以上、 120 ηηι以下に設定することがより好ましい。 これは、 誘電体層 33の厚さが 10 nm未満であると光吸収層 22を十分に保護できないお それがあるからであり、 誘電体層 33の厚さが 140 nmを超えると成膜に時間が かかり生産性が低下するからである。 これに対し、 誘電体層 33の厚さを 20 nm 以上、 120 nm以下に設定すれば、 高い生産性を確保しつつ光吸収層 22を効果 的に保護することが可能となる。 但し、 光記録媒体に光吸収層 22を設けない場合 には、 誘電体層 33を省略することが可能である。
誘電体層 32の厚さは、 5 n m以上、 100 n m以下に設定することが好ま しく、 20 nm以上、 100 nm以下に設定することがより好ましい。 これは、 誘 電体層 32の厚さが 5 nm未満であると貴金属窒化物層 23の分解時に破壊され、 貴金属窒化物層 23を保護できなくなるおそれがあるからであり、 誘電体層 32の
5 厚さが 1 0 0 n mを超えると記録時において貴金属窒化物層 2 3が十分に変形でき なくなるおそれがあるからである。 これに対し、 誘電体層 3 2の厚さを 2 0 n m以 上、 1 0 0 n m以下に設定すれば、 貴金属窒化物層 2 3を十分に保護しつつ、 記録 時における変形を過度に阻害することがない。 また、 誘電体層 3 2の厚さはデータ 再生時における信号特性にも影響を与え、 その厚さを 5 0 n m以上、 7 0 n m以下、 特に 6 0 n m程度に設定することにより、 高い C N Rを得ることが可能となる。
誘電体層 3 1の厚さは、 貴金属窒化物層 2 3を十分に保護できる限りにおい て、 求められる反射率に応じて定めれば良く、 例えば、 3 0 n m以上、 1 2 0 n m 以下に設定することが好ましく、 5 0 n m以上、 1 0 0 n m以下に設定することが より好ましく、 7 0 n m程度に設定することが特に好ましい。 これは、 誘電体層 3 1の厚さが 3 0 n m未満であると貴金属窒化物層 2 3を+分に保護できないおそれ があるからであり、 誘電体層 3 1の厚さが 1 2 0 n mを超えると成膜に時間がかか り生産性が低下するからである。 これに対し、 誘電体層 3 1の厚さを 5 0 n m以上、 1 0 0 n m以下、 特に 7 0 n m程度に設定すれば、 高い生産性を確保しつつ貴金属 窒化物層 2 3を十分に保護することが可能となる。
以上が光記録媒体 1 0の構造である。
このような構造を有する光記録媒体 1 0の製造においては、 まず支持基板 1 1を用意し、 グループ 1 1 a及びランド 1 1 bが形成されている側の表面に反射層 2 1、 誘電体層 3 3、 光吸収層 2 2、 誘電体層 3 2、 貴金属窒化物層 2 3、 誘電体 層 3 1及び光透過層 1 2を順次形成することにより作製することができる。 つまり、 光記録媒体 1 0の作製においては、 次世代型の光記録媒体と同様、 光入射面 1 2 a とは反対側から順次成膜が行われることになる。
反射層 2 1、 '誘電体層 3 3、 光吸収層 2 2、 誘電体層 3 2、 貴金属窒化物層 2 3、 誘電体層 3 1の形成は、 これらの構成元素を含む化学種を用いた気相成長法、 例えば、 スパッタリング法や真空蒸着法を用いることができ、 中でも、 スパッタリ ング法を用いることが好ましい。 一方、 光透過層 1 2の形成については、 粘度調整 された例えばアクリル系又はエポキシ系の紫外線硬化性樹脂をスピンコート法によ り皮膜させ、 窒素雰囲気中で紫外線を照射して硬化する等の方法により形成するこ とができる。 但し、 スピンコート法ではなく、 光透過性樹脂を主成分とする' 透過 性シートと各種接着剤や粘着剤を用いて光透過層 1 2を形成しても構わない。
尚、 光透過層 1 2の表面にハードコート層を設け、 これによつて光透過層 1 2の表面を保護しても構わない。 この場合、 ハードコート層の表面が光入射面 1 2 aを構成する。 ハードコート層の材料としては、 例えば、 エポキシァクリレートォ リゴマー （2官能オリゴマー） 、 多官能アタリノレモノマー、 単官能アタリ/レモノマ 一及び光重合開始剤を含む紫外線硬化性樹脂や、 アルミニウム （A 1 ) 、 シリコン
( S i ) 、 セリウム ( C e ) 、 チタン （T i ) 、 亜鉛 ( Z n ) 、 タンタル （T a ) 等の酸化物、 窒化物、 硫化物、 炭化物あるいはそれらの混合物を用いることができ る。 ハードコート層の材料として紫外線硬化性榭脂を用いる場合には、 スピンコー ト法によってこれを光透過層 1 2上に形成することが好ましく、 上記酸化物、 窒化 物、 硫化物、 炭化物あるいはそれらの混合物を用いる場合には、 これらの構成元素 を含む化学種を用いた気相成長法、 例えば、 スパッタリング法や真空蒸着法を用い ることができ、 中でも、 スパッタリング法を用いることが好ましい。
また、 ハードコート層は、 光入射面 1 2 aに傷が生じるのを防止する役割を 果たすものであることから、 硬いだけでなく、 潤滑性を有していることが好ましい。 ハードコート層に潤滑性を与えるためには、 ハードコート層の母体となる材料 （例 えば、 S i〇2) に潤滑剤を含有させることが有効であり、 潤滑剤としては、 シリ コーン系潤滑剤ゃフッ素系潤滑剤、 脂肪酸エステル系潤滑剤を選択することが好ま しく、 その含有量としては、 0 . 1質量％以上、 5 . 0質量％以下とすることが好 ましい。
次に、 本実施形態による光記録媒体 1 0に対するデータの記録方法及び記録 原理について説明する。
光記録媒体 1 0へのデータ記録は、 光記録媒体 1 0を回転させながら、 波長 が 6 3 5 n m未満、 特に、 次世代型の光記録媒体に対して用いられる 4 0 5 n m程 度の波長を有するレーザビーム 4 0を光入射面 1 2 a側から貴金属窒化物層 2 3に 照射することにより行う。 この場合、 レーザビーム 4 0を集束するための対物レン ズとしては、 開口数が 0 . 6超、 特に、 次世代型の光記録媒体に対して用いられる 0 . 8 5程度の開口数を有する対物レンズを用いることができる。 つまり、 次世代 型の光記録媒体に対して用いられる光学系と同様の光学系を用いてデータの記録を 行うことができる。
図 2は、 光記録媒体 1 0に対してレーザビーム 4 0を照射した状態を模式的 に示す略断面図である。 尚、 図 2に示す光記録媒体 1 0の断面は、 グループ 1 1 a 又はランド 1 1 bに沿った断面である。
図 2に示すように、 上記波長を有するレーザビーム 4 0を上記開口数を有す る対物レンズ 5 0で集束して光記録媒体 1 0に照射すると、 ビームスポットの中心 部分において貴金属窒化物層 2 3が分解し、 窒素ガス （N 2) が充填された気泡 2 3 aが形成される。 気泡 2 3 aの内部には、 原料金属の微粒子 2 3 bが分散した状 態となる。 このとき、 気泡 2 3 aの周囲に存在する各層はその圧力により塑性変形 するため、 この気泡 2 3 aを不可逆的な記録マークとして用いることができる。 例 えば、 貴金属窒化物層 2 3の材料が窒化白金 （P t N x ) である場合、 ビームスポ ットの中心部分において窒化白金 （P t N x ) が白金 （P t ) と窒素ガス （N 2) に分解し、 気泡 2 3 a中に白金 （P t ) の微粒子が分散した状態となる。 貴金属窒 化物層 2 3のうち、 気泡 2 3 aが形成されていない部分はブランク領域である。 分 解により生じた窒素ガス (N 2) は化学的に非常に安定なガスであることから、 こ れが他の層を酸化あるいは腐食させる可能性は非常に少なく、 このため高い保存信 賴性を得ることが可能となる。
貴金属窒化物層 2 3の分解は、 ビームスポットの全体において生じるのでは なく、 上述の通り、 ビームスポットの中心部分においてのみ生じる。 したがって、 形成される気泡 2 3 a (記録マーク) はビームスポット径に比べて小さく、 これに より超解像記録が実現される。 このような超解像記録を行うことができる理由は次 の通りである。
図 3 ( a ) は貴金属窒化物層 2 3上におけるレーザビーム 4 0のビームスポ ットを示す平面図であり、 図 3 ( b ) はその強度分布を示す図である。
図 3 ( a ) に示すように、 ビームスポット 4 1の平面形状はほぼ円形である 力 ビームスポット 4 1内におけるレーザビーム 4 0の強度分布は一様ではなく、 図 3 (b) に示すようにガウシアン分布を持っている。 つまり、 ビームスポット 4 1内は中心部ほど高エネルギーとなる。 したがって、 最大強度の 1/e 2を十分に 超える所定のしきい値 Aを設定すれば、 しきい値 A以上の強度となる領域 42の径 W2は、 ビームスポット 41の径 W1よりも十分に小さくなる。 このことは、 しき い値 A以上の強度を持つレーザビーム 40が照射された場合に分解するという特性 を貴金属窒化物層 23が有していれば、 レーザビーム 40が照射された領域のうち、 ビームスポット 41内の領域 42に相当する部分にのみ気泡 23 a (記録マーク） が選択的に形成されることを意味する。
これにより、 図 4に示すように、 貴金属窒化物層 23にはビームスポッ トの 径 W1よりも十分に小さい気泡 23 a (記録マーク) を形成することができ、 その 径はほぼ W2となる。 つまり、 見かけ上のビームスポット径 W2と実際のビームス ポット径 W 1との関係が W 1 >W 2となり、 超解像記録が実現される。
したがって、 光記録媒体 10を回転させながら強度変調されたレーザビーム 40をグループ 11 a及び Z又はランド 11 bに沿って照射すれば、 貴金属窒化物 層 23の所望の部分に再生限界未満の微細な記録マークを形成することが可能とな る。
図 5は、 記録時におけるレーザビーム 40の強度変調パターンの一例を示す 波形図である。 図 5に示すように、 記録時におけるレーザビーム 40の強度 40 a としては、 記録マーク Ml、 M2、 M3 · · ·を形成すべき領域において記録パヮ 一 (=Pw) に設定し、 記録マークを形成すべきでない領域 （ブランク領域） にお いて基底パワー （=Pb) に設定すればよい。 これにより、 貴金属窒化物層 23の うち、 記録パワー Pwをもつレーザビーム 40が照射された領域において分解によ り気泡 23 aが形成されるので、 所望の長さをもつ記録マーク Ml、 M2、 M3 .
• ■を形成することが可能となる。 但し、 記録時におけるレーザビーム 40の強度 変調パターンは図 5に示すパターンに限られず、 例えば図 6に示すように、 分割さ れたパルス列を用いて記録マーク Ml、 M2、 M3 ■ · 'を形成しても構わない。
図 7は、 レーザビーム 40の記録パワーとその後の再生により得られる再生 信号の C N Rとの関係を模式的に示すグラフである。 図 7に示すように、 光記録媒体 10では、 レーザビーム 40の記録パワーが Pwl未満であると、 その後再生しても有効な再生信号は得られない。 これは、 レ 一ザビーム 40の記録パワーが P w 1未満であると、 貴金属窒化物層 23が実質的 に分解しないためであると考えられる。 また、 レーザビーム 40の記録パワーが P wl以上、 Pw2 (>Pw 1) 未満の領域では、 記録パワーが高いほどその後の再 生で高い CNRが得られる。 これは、 レーザビーム 40の記録パワーが Pw 1以上、 P w 2未満の領域では、 貴金属窒化物層 23の分解が部分的に生じており、 このた め記録パワーが高いほど分解量が多くなるためであると考えられる。 そして、 レー ザビーム 40の記録パワーが Pw 2以上の領域では、 これ以上記録パワーを高めて もその後の再生で得られる CNRはほとんど変化しない。 これは、 レーザビーム 4 0の記録パヮ一が P w 2以上であると貴金属窒化物層 23がほぼ完全に分解するた めであると考えられる。 以上を考慮すれば、 レーザビーム 40の記録パワーとして は Pw 2以上に設定することが好ましいと言える。
Pw 2の値は光記録媒体 10の構成 （各層の材料や各層の厚さ等） や記録条 件 （記録線速度やレーザビーム 40の波長等） によって異なるが、 記録線速度が 6. 0 m/ s程度、 レーザビーム 40の波長が 405 n m程度、 対物レンズ 50の開口 数が約 0. 85程度である場合、
7. OmW≤Pw 2≤ 1 1. 0 mW
であり、 P w 1との関係においては、
P w 1 X 1. 4≤P 2≤Pwl X 2. 0
である。
実際の記録パワーの設定においては、 光記録媒体 10の製造ばらつきやレー ザビーム 40のパワー変動等を考慮して、 Pw2よりも 0. 3mW以上高く設定す ることが好ましい。 これは、 実際の記録パワーが Pw 2に比べて高すぎる分には大 きな実害がないことから、 P w 2に対して十分なマージンを確保すべきだからであ る。 但し、 必要以上に高い記録パワーは無駄であることから、 Pw2よりも 2. 0 mW以上高く設定する必要はない。 以上より、 実際の記録パワーは、 7. 3mW ( =7. 0 mW+ 0. 3mW) 以上、 1 3. OmW (=11. 0 mW+ 2. OmW) 以下に設定すればよいと言える。 . 以上が光記録媒体 10に対するデータの記録方法及び記録原理である。
このようにして記録されたデータを再生する場合、 光記録媒体 10を回転さ せながら、 所定の強度 （再生パワー =P r) に固定したレーザビーム 40をグルー ブ 1 1 a及び/又はランド 1 1 bに沿って照射すればよい。 そして、 得られる反射 光を光電変換すれば、 記録マーク列に応じた電気信号を得ることが可能となる。 こ のような超解像再生が可能である理由は必ずしも明らかではないが、 再生パワーに 設定されたレーザビーム 40を照射すると、 レーザビーム 40と気泡 23 a内に存 在する金属微粒子 23 bとが何らかの相互作用を起こし、 これが超解像再生を可能 としているものと推察される。
図 8は、 レーザビーム 40の再生パワーと CNRとの関係を模式的に示すグ ラフである。
図 8に示すように、 レーザビーム 40の再生パワーが P r 1未満であると有 効な再生信号がほとんど得られないが、 再生パワーを P r 1以上に設定すると CN Rは急速に高まり、 再生パワーを P r 2 (>P r l) まで高めると CNRは飽和す る。 このような現象が生じる理由は必ずしも明らかではないが、 P r l以上に設定 されたレーザビーム 40の照射により金属微粒子 23 bと光の相互作用が発生或い は顕著となるためであると推察される。 したがって、 レーザビーム 40の再生パヮ 一としては P r 1以上に設定する必要があり、 P r 2以上に設定することが好まし い。
しかしながら、 再生パワーを高く設定しすぎるとプランク領域において貴金 属窒化物層 23の分解が生じるおそれがあり、 このような分解が生じると大幅な再 生劣化をもたらしたり、 場合によってはデータが消失してしまう。 この点を考慮す れば、 レーザビーム 40の再生パワーとしては P r 2以上、 Pwl未満に設定する ことが好ましい。
P r 2の値は光記録媒体 10の構成 （各層の材料や各層の厚さ等） や再生条 件 （再生線速度やレーザビーム 40の波長等） によって異なるが、 再生線速度が 6. 0 m/ s程度、 レーザビーム 40の波長が 405 n m程度、 対物レンズ 50の開口 数が約 0. 85程度である場合、
1. 0 mW≤ P r 2≤ 3. 0 mW
であり、 P r 1との関係においては、
P r l X l. 05≤P r 2≤P r l X l. 6
である。
実際の再生パワーの設定においては、 P r 2よりも 0. lmW以上、 0. 3 mW以下高く設定することが好ましい。 これは、 再生パワーが P r 2を超えると、 それ以上再生パワーを高く設定しても CNRの改善が見られなくなる一方で、 再生 劣化が生じやすくなることから、 再生劣化を抑制するためには実際の再生パヮーを P r 2よりも若干高いレベルに設定すべきだからである。 通常、 出力が lmW〜3 mWの領域におけるレーザビーム 40のパワー変動は 0. lmW未満であること力、 ら、 光記録媒体 10の製造ばらつき等を考慮しても、 P r 2よりも 0. lmW以上、 0. 3mW以下高く設定すれば +分であると考えられる。 以上より、 実際の再生パ ヮ一は、 1. lmW (=l. 0 mW+ 0. 1 mW) 以上、 3. 3 mW (=3. 0 m W+ 0. 3mW) 以下に設定すればよいと言える。
従来の光記録媒体における再生パワーは、 通常 0. lmW〜0. 5mW程度 であり、 片面に 2層の記録面を持つ次世代型の光記録媒体においても約 0. 8 mW を超える再生パヮ一に設定されることはほとんど無レ、ことを考えると、 本実施形態 における再生パヮ一のレベルが従来の光記録媒体に比べて相当高いことが分かる。
また、 実際の再生パワーは、 実際の記録パワーとの関係で言えば、
P wX 0. 1≤P r≤PwX 0. 5
に設定することが好ましく、
P wX 0. 1≤P r≤PwX 0. 4
に設定することがより好ましい。 ここからも、 本実施形態における再生パヮ 一のレベ^/レが従来の光記録媒体に比べて相当高いことが分かる。
実際に記録パワーや再生パワーとして設定すべき値に関しては、 「設定情報 J として当該光記録媒体 10内に保存しておくことが好ましい。 このような設定情 報を光記録媒体 10内に保存しておけば、 ユーザが実際にデータの記録や再生を行 う際に、 光記録再生装置によって設定情報が読み出され、 これに基づいて記録パヮ 一や再生パヮ一を決定することが可能となる。
設定情報としては、 記録パワーや再生パワーのみならず、 光記録媒体 1 0に 対してデータの記録や再生を行う場合に必要な各種条件 （線速度等） を特定するた めに必要な情報を含んでいることがより好ましい。 設定情報は、 ゥォブルやプレピ ットとして記録されたものでもよく、 貴金属窒化物層 2 3にデータとして記録され たものでもよい。 また、 データの記録や再生に必要な各種条件を直接的に示すもの のみならず、 光記録再生装置内にあらかじめ格納されている各種条件のいずれかを 指定することにより記録パワーや再生パワー等の特定を間接的に行うものであって も構わない。
以上説明したように、 本実施形態による光記録媒体は、 貴金属窒化物層 2 3 及びこれを挟んで設けられた誘電体層 3 1， 3 2を備えていること力ゝら、 波長が約 6 3 5 n m未満のレーザビーム及び開口数が約 0 . 6超の対物レンズを用いること により、 ΖΝΑを 6 4 0 n m以下に設定して超解像記録及び超解像再生を行うこ とができ、 特に、 次世代型の光記録媒体において用いられる波長が約 4 0 5 n mの レーザビーム及び開口数が約 0 . 8 5の対物レンズを用いた超解像記録及び超解像 再生において、 良好な特性を得ることが可能となる。 したがって、 次世代型の光記 録媒体用の記録再生装置と同様の記録再生装置を用いることができるので、 記録再 生装置の開発コスト '製造コストを抑制することが可能となる。 しかも、 記録マー クとなる気泡 2 3 aに充填されるガスは化学的に安定な窒素ガス （N 2) であるこ とから、 これが他の層を酸化あるいは腐食させる可能性は非常に少なく、 これによ り高い保存信頼性を得ることも可能となる。
本発明は、 以上説明した実施の形態に限定されることなく、 特許請求の範囲 に記載された発明の範囲内で種々の変更が可能であり、 それらも本発明の範囲内に 包含されるものであることはいうまでもない。
例えば、 図 1に示した光記録媒体 1 0の構造は、 あくまで本発明による光記 録媒体の好まし!/、構造であり、 本発明による光記録媒体の構造がこれに限定される ものではない。 例えば、 光吸収層 2 2から見て支持基板 1 1側にもう一つの貴金属 窒化物層を追加しても構わないし、 貴金属窒化物層 2 3から見て光透過層 1 2側に もう一つの光吸収層を追加しても構わない。 また、 図 1に示した光記録媒体 1 0は、 いわゆる次世代型の光記録媒体との互換性が高い構造を有しているが、 いわゆる D V D型の光記録媒体や C D型の光記録媒体との互換性が高い構造とすることも可能 である。
さらに、 支持基板 1 1の両面に光吸収層 2 2や貴金属窒化物層 2 3等の各種 機能層をそれぞれ設けることにより、 両面に記録面を持つ構造とすることも可能で あるし、 支持基板 1 1の一方の面に透明中間層を介して各種機能層を 2層以上積層 することによって片面に 2層以上の記録面を持つ構造とすることも可能である。
さらにまた、 上記実施形態においては、 波長が約 6 3 5 n m未満のレーザビ ーム及び開口数が約 0 . 6超の対物レンズを用いることによつて超解像記録及び超 解像再生を行っているが、 本発明による光記録媒体に対する記録及び再生において このようなレーザビーム及び対物レンズを用いることは必須でなく、 波長が約 6 3 5 n m以上のレーザビーム及び Z又は開口数が約 0 . 6以下の対物レンズを用いて 記録及び再生を行っても構わない。 但し、 波長が約 6 3 5 n m未満のレーザビーム 及び開口数が約 0 . 6超の対物レンズを用いた方が、 より微細な記録マークを形成 することができることから好ましい。 さらに、 本発明において、 再生限界未満の記 録マークやブランク領域を利用することは必須でなく、 再生限界以上の記録マーク やプランク領域のみを用いてデータの記録及び再生を行っても構わない。 つまり、 超解像記録や超解像再生を行うことは必須でない。 但し、 本発明による光記録媒体 は本質的に超解像記録や超解像再生が可能であることから、 再生限界未満の記録マ ークゃブランク領域を利用することによって、 いっそうの大容量化と高データ転送 レート化を達成することが好ましい。
さらに、 上記実施形態においては、 貴金属窒化物層 2 3を誘電体層 3 1， 3 2によって狭持しているが、 貴金属窒化物層 2 3の分解により形成されるマーク部 分の過度の変形を抑制できる場合、 誘電体層 3 1及び誘電体層 3 2の一方又は両方 を省略することが可能である。
ぐ実施例 > 以下、 本 明の実施例について説明するが、 本発明はこの実施例に何ら限定 されるものではない。
[サンプルの作製]
実施例 1
以下の方法により、 図 1に示す光記録媒体 10と同じ構造を有する光記録媒 体サンプルを作製した。
まず、 射出成型法により、 厚さ約 1. lmm、 直径約 12 Ommであり、 表 面にグループ 1 1 a及びランド 1 1 bが形成されたポリカーボネートからなるディ スク状の支持基板 1 1を作製した。
次に、 この支持基板 1 1をスパッタリング装置にセットし、 グループ 1 1 a 及ぴランド 11 bが形成されている側の表面に実質的に白金 （P t) からなる厚さ 約 20 nmの反射層 21、 実質的に Z n Sと S i 02の混合物 （モル比 =約 80 ： 20) からなる厚さ約 80 の誘電体層 33、 実質的に A g a I n b S b c T e d ( a = 5. 9、 b = 4. 4、 c = 61. 1、 d = 28. 6) からなる厚さ約 60 nm の光吸収層 22、 実質的に Z n Sと S i 02の混合物 （モル比 =約 80 ： 20 ) 力 らなる厚さ約 60 nmの誘電体層 32、 実質的に窒化白金 （P tNx) からなる厚 さ約 2 n mの貴金属窒化物層 23、 実質的に Zn Sと S i 02の混合物 （モル比 == 約 80 ： 20) からなる厚さ約 70 nmの誘電体層 31を順次スパッタ法により形 成した。
ここで、 貴金属窒化物層 23の形成においては、 ターゲットとして白金 （P t) 、 スパッタガスとして窒素ガス (N2) 及ぴアルゴンガス (A r ) を用い （流 量比 =1 ： 1) 、 チャンバ一内の圧力を 0. 72 P a、 スパッタパワーを 100W に設定した。 これにより、 形成された窒化白金 （P tNx) の波長約 405 nmの 光に対する消衰係数 （ k ) は約 1. 74となった。
そして、 誘電体層 31上に、 アクリル系紫外線硬化性樹脂をスピンコート法 によりコーティングし、 これに紫外線を照射して厚さ約 10 Ομπιの光透過層 12 を形成した。 これにより、 実施例 1による光記録媒体サンプルが完成した。
実施例 2 誘電体層 33の厚さを約 100 nmに設定し、 貴金属窒化物層 23の厚さを 約 4 nmに設定した他は、 実施例 1による光記録媒体サンプルと同様にして実施例 2による光記録媒体サンプルを作製した。
[特性の評価 1]
まず、 実施例 1及び実施例 2の光記録媒体サンプルを光ディスク評価装置 （ パルステック社製 D D U 1000 ) にセットし、 約 6. 0 m/ sの線速度で回転さ せながら、 開口数が約 0. 85である対物レンズを介して波長が約 405 nmであ るレーザビームを光入射面 12 aから貴金属窒化物層 23に照射し、 所定の記録マ ーク長及びブランク長からなる単一信号を記録した。 記録マーク長及びブランク長 については、 37. 5 nmから 320 n mの範囲で種々に設定した。 尚、 上記光学 系を用いた場合、
d 2= λ/4ΝΑ
で与えられる再生限界は約 120 nmである。
記録時におけるレーザビーム 40のパワーについては、 いずれの光記録媒体 サンプルについても記録パワー （Pw) を最も高い CNRが得られるレベル （最適 記録パワー） に設定し、 基底パワー （Pb) をほぼ OmWに設定した。 また、 レー ザビーム 40のパルスパターンとしては、 図 5に示すパターンを用いた。
そして、 記録した単一信号を再生しその CNRを測定した。 レーザビーム 4 0の再生パワー （P r) については、 各光記録媒体サンプルにおいて最も高い CN Rが得られるレベル (最適再生パワー） に設定した。 最適記録パワー及び最適再生 パワーは、 光記録媒体サンプノレ 1についてはそれぞれ 8. 5mW及び 2. 4mWで あり、 光記録媒体サンプル 2についてはそれぞれ 10. OmW及び 2. 4mWであ つた。
CNRの測定結果を図 9に示す。
図 9に示すように、 実施例 1及び実施例 2の光記録媒体サンプ のいずれに おいても、 記録マーク長及びブランク長が再生限界 （約 120 nm) 未満であって も高い CNRが得られていることが確認できる。 例えば、 記録マーク長及びブラン ク長が 80 nmである場合においても、 実施例 1の光記録媒体サンプルでは約 41 dB、 実施例 2の光記録媒体サンプルでは約 40 d Bの CNRが得られている。 こ れにより、 実施例 1及び実施例 2の光記録媒体サンプルを用いれば、 超解像記録及 び超解像再生が可能であることが確認された。
[特性の評価 2]
次に、 実施例 1及び実施例 2の光記録媒体サンプルを上述した光ディスク評 価装置にセットし、 上述した 「特性の評価 1」 と同じ条件のもと、 記録マーク長及 びプランク長が 80 nmである単一信号を記録した。 記録時におけるレーザビーム
40の記録パワー （Pw) については、 6. OmWから 10. 5 mWまでの範囲に おいて種々の値に設定し、 基底パワー （Pb) についてはほぼ OmWに設定した。 また、 レーザビーム 40のパルスパターンとしては、 図 5に示すパターンを用いた。
そして、 記録した単一信号を再生しその CNRを測定した。 レーザビーム 4 0の再生パワー （P r) については、 2. 4mWに設定した。 測定の結果を図 10 に示す。
図 10に示すように、 実施例 1の光記録媒体サンプルでは、 記録パワーが 8.
5 mW未満の領域においては、 記録パヮ一に連動して CNRも高くなつているが、 記録パワーが 8. 5InW以上の領域ではCNRは飽和し、 それ以上の改善は見られ なかった。 つまり、 実施例 1の光記録媒体サンプルでは、
Pw2 = 8. 5mW であった。
また、 実施例 2の光記録媒体サンプルでは、 記録パワーが 10. OmW未満 の領域においては、 記録パワーに連動して CNRも高くなつているが、 記録パワー が 10. OmW以上の領域では CNRは飽和し、 それ以上の改善は見られなかった。 つまり、 実施例 2の光記録媒体サンプルでは、
Pw2= 10. OmW であった。
[特性の評価 3]
次に、 「特性の評価 2」 において記録した単一信号のうち、 実施例 1の光記 録媒体サンプルについては記録パワーを 8. 5 mWに設定して記録した単一信号、 実施例 2の光記録媒体サンプルについては記録パワーを 10. 0 mWに設定して記 録した単一信号をそれぞれ種々の再生パワーを用いて再生し、 その CNRを測定し た。 測定の結果を図 11に示す。
図 11に示すように、 いずれの光記録媒体サンプルについても、 再生パワー が 2. OmW未満の領域においては CNRが 10 d B未満であつたが、 再生パワー が 2. OmW以上になると CNRが急激に高くなつた。 つまり、 実施例 1及び実施 例 2の光記録媒体サンプルは、 いずれも
P r 2 = 2. OmW であった。
<産業上の利用可能性 >
本発明による光記録媒体は、 基板上に設けられた貴金属窒化物層を備え、 そ の分解により生じる気泡を記録マークとして利用していることから、 記録マークと なる気泡に充填されるガスは化学的に安定な窒素ガス (N2) となる。 したがって、 気泡に充填された窒素ガス （N2) が基板等の他の層を酸化あるいは腐食させる可 能性が非常に少なく、 これにより高い保存信頼性を得ることが可能となる。
し力も、 本発明による光記録媒体は、 波長が約 635 未満のレーザビー ム及び開口数が約 0. 6超の対物レンズを用いることにより、 ； ZNAを640 n m以下に設定して超解像記録及び超解像再生を行うことができ、 特に、 次世代型の 光記録媒体において用いられる波長が約 405 nmのレーザビーム及び開口数が約 0. 85の対物レンズを用いた超解像記録及び超解像再生において、 良好な特性を 得ることが可能となる。 したがって、 次世代型の光記録媒体用の記録再生装置と同 様の記録再生装置を用いることができるので、 記録再生装置の開発コスト '製造コ ストを抑制することが可能となる。

Claims

請 求 の 範 囲
1. 基板と、 前記基板上に設けられた貴金属窒化物層とを備えることを 特徴とする光記録媒体。
2. 前記貴金属窒化物層から見て光入射面側に設けられた第 1の誘電体 層と、 前記貴金属窒化物層から見て前記光入射面とは反対側に設けられた第 2の誘 電体層とをさらに備えることを特徴とする請求項 1に記載の光記録媒体。
3. 前記第 2の誘電体層から見て前記光入射面とは反対側に、 前記第 2 の誘電体層から見てこの順に配置された光吸収層及び第 3の誘電体層をさらに備え ることを特徴とする請求項 2に記載の光記録媒体。
4. 前記第 3の誘電体層から見て前記光入射面とは反対側に設けられた 反射層をさらに備えることを特徴とする請求項 3に記載の光記録媒体。
5. 前記貴金属窒化物層に窒化白金 （P tNx) が含まれていることを 特徴とする請求項 1乃至 4のいずれか 1項に記載の光記録媒体。
6. 前記第 1の誘電体層から見て前記基板とは反対側に設けられ、 前記 光入射面を有する光透過層をさらに備えることを特徴とする請求項 2乃至 5のいず れか 1項に記載の光記録媒体。
7. 前記基板の厚さが 0. 6 mm以上、 2. Omm以下であり、 前記光 透過層の厚さが 1 Ο ζιη以上、 2 O O^uni以下であり、 前記貴金属窒化物層の厚さ が 2 nm以上、 75 nm以下であり、 前記第 2の誘電体層の厚さが 5 nm以上、 1 O O nm以下であり、 前記光吸収層の厚さが 5 nm以上、 l O O nm以下であり、 前記第 3の誘電体層の厚さが 10 nm以上、 140 nm以下であることを特徴とす る請求項 6に記載の光記録媒体。
8 . 支持基板上に、 反射層、 第 3の誘電体層、 光吸収層、 第 2の誘電体 層、 貴金属窒化物層及び第 1の誘電体層をこの順に形成する第 1の工程と、 前記第 1の誘電体層上に光透過層を形成する第 2の工程とを備えることを特徴とする光記 録媒体の製造方法。
9 . 前記第 1の工程を気相成長法により行い、 前記第 2の工程をスピン コート法により行うことを特徴とする請求項 8に記載の光記録媒体の製造方法。
1 0 . 請求項 1乃至 7のいずれか 1項に記載の光記録媒体に対し、 前記光 入射面側からレーザビームを照射することによってデータを記録するデータ記録方 法であって、 前記レーザビームの波長を； I、 前記レーザビームを集束するための対 物レンズの開口数を NAとした場合、 λ /Ν Αを 6 4 0 n m以下に設定して、 長さ が 1 / 4 N A以下の記録マークを含む記録マーク列を記録することを特徴とするデ ータ記録方法。
1 1 . 請求項 1乃至 7のいずれか 1項に記載の光記録媒体に対し、 前記光 入射面側からレーザビームを照射することによってデータを再生するデータ再生方 法であって、 前記レーザビームの波長を I、 前記レーザビームを集束するための対 物レンズの開口数を NAとした場合、 ,ΝΑを 6 4 0 n m以下に設定して、 長さ がえ / 4 N A以下の記録マークを含む記録マーク列からのデータ再生を行うことを 特徴とするデータ再生方法
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