表面再生型光記録媒体
【課題】 耐久性に優れた表面再生型光記録媒体を提供する。
【解決手段】 基板上に少なくとも反射層、記録層及び保護層をこの順に形成した表面再生型光記録媒体または基板上に少なくとも放熱層、熱遮断層、反射層、記録層および保護層をこの順に積層した表面再生型光記録媒体において、反射層がＡｕとＣｕとの合金で構成されており、Ａｕ含有量を５０〜９９．９原子％とする。また、放熱層がＡｕとＣｕとの合金で構成されており、Ａｕ含有量を０．１〜９９．９原子％とする。
【解決手段】 基板上に少なくとも反射層、記録層及び保護層をこの順に形成した表面再生型光記録媒体または基板上に少なくとも放熱層、熱遮断層、反射層、記録層および保護層をこの順に積層した表面再生型光記録媒体において、反射層がＡｕとＣｕとの合金で構成されており、Ａｕ含有量を５０〜９９．９原子％とする。また、放熱層がＡｕとＣｕとの合金で構成されており、Ａｕ含有量を０．１〜９９．９原子％とする。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、書き換えが可能な光記録媒体の中で特に媒体表面から光を入射して記録再生する表面再生型光記録媒体に関する。
【０００２】
【従来の技術】光記録媒体は、大容量・高密度記録が可能な可搬型記録媒体であり、近年のマルチメディア化に伴なうコンピュータの大容量ファイルや動画を記録する書き換え型メディアとして需要が急増しつつある。
【０００３】光記録媒体の中で光磁気記録媒体は、一般にプラスチック等の透明な円盤状の基板に記録層を含む多層膜を形成し、磁界を加えながらレーザーを照射して記録、消去を行い、レーザーの反射光で再生する。記録方式は、従来、固定磁界を加えて消去した後、反対方向の固定磁界を加えて記録するいわゆる光変調記録が中心であったが、近年、レーザーを照射しながら、磁界を記録パターンに従って変調させる磁界変調方式が、１回転で記録（ダイレクトオーバーライト）可能でしかも高記録密度になっても正確に記録できる方式として注目を浴びている。
【０００４】記録再生のためのレーザーは従来、基板を通して記録膜に照射されていたが、最近、光学ヘッドを記録膜に近付けて記録再生する、いわゆる、近接場光記録が高密度化の手段として注目されている（Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．６８，ｐ．１４１（１９９６））。
【０００５】この記録方法の一つとして、Ｓｏｌｉｄ Ｉｍｍｅｒｓｉｏｎ Ｌｅｎｓ（以下ＳＩＬと略す）ヘッドを使用し、レーザービームスポットサイズを縮小することにより、光源のレーザー波長（λ）によって決まる従来の記録限界（〜λ／２ＮＡ：ＮＡは対物レンズの開口数）より短いマークでの再生が可能となる方法があり、超高記録密度の記録再生が実現できる。
【０００６】この近接場光記録では、光学ヘッドを記録媒体に近付ける必要があるために（２０〜２００ｎｍ）、従来の光磁気記録媒体のように基板を通して記録膜にレーザービームを照射するのではなく、基板を通さずに直接記録膜にレーザービームを照射する方法を用いる。
【０００７】すなわち、記録膜の構成が従来の光記録媒体では基板／第１保護層／記録層／第２保護層／反射層としているのが一般的であるのに対して、近接場光記録では基板／反射層／第１保護層／記録層／第２保護層という逆構成の膜構造として膜表面側からレーザービームを照射し、記録再生を行なう（表面読み出し型記録）。
【０００８】近接場記録では、記録膜とＳＩＬヘッドとを近付けるために浮上式のスライダーヘッドを利用することが提案されている。また、記録に関しては、レーザービームを照射して記録層をキュリー温度以上に上げながら、スライダーヘッドに形成された薄膜コイルなどにより磁界を変調させながら記録する磁界変調記録が近接場光磁気記録には適していると言われている。
【０００９】また、ＮＡが０．７〜１．０までの高ＮＡ対物レンズを使ったシステムでは薄膜の上の保護コートを通して記録再生する表面記録方式の光記録システムが提案されている。（Ｊｐｎ．Ｊ．Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．３６，ｐ．４５６−４５９（１９９７））
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】上記のようにＳＩＬを使うと高密度記録が可能であるが、近接場記録では、光記録媒体の薄膜の上を直接ヘッドが浮上するため、薄膜が直接大気にさらされ、耐久性の確保が重要な課題となっている。また、ＮＡを１以下として薄膜の上の保護コートを通して記録再生する表面記録方式においても、保護コートが薄ければ異物欠陥を通して大気が侵入するので耐久性は同様に課題となる。
【００１１】従って、本発明の目的は、耐久性に優れた表面再生型記録媒体を提供することである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】本発明者らは上述のような現状に鑑み、鋭意検討を重ね、以下のような本発明を完成するに至った。
【００１３】すなわち、本発明は基板上に少なくとも反射層、記録層および保護層をこの順に積層した表面再生型光記録媒体において、反射層がＡｕとＣｕとの合金で構成されることを特徴とする表面再生型光記録媒体に関する。
【００１４】以下、本発明を詳細に説明する。
【００１５】図１に本発明の光記録媒体の一実施態様の部分断面図を示す。基板１１上に反射層１２、記録層１３および保護層１４が積層されている。
【００１６】基板１１としては、機械特性などの媒体基板としての特性を満たすものであれば特に限定されず、ガラスや、ポリカーボネート、アモルファスポリオレフィン、熱可塑性エンジニアリングプラスチック等の熱可塑性樹脂を用いることができる。基板上には、情報を記録するためにピット、ランド部や案内溝等を片面または両面に射出成形等により設けることができ、近接場記録用の基板としては、基板の両面にそれらを設けることが、記録容量を増大させる点で好ましい。
【００１７】反射層１２としては、ＡｕとＣｕとの合金から構成される膜を用いればよい。
【００１８】Ａｕ単体で反射膜を構成した場合、密着させるべき基板等の上にシリカ等の酸化物からなるゴミが存在すると、この酸化物とＡｕ膜との密着性が悪いために耐久性試験を行うと、このゴミの部分から剥離が起こる場合がある。従って、Ａｕの含有量としては、Ａｕの高反射率・高耐食性という特性を維持しつつ、Ｃｕ添加による効果、すなわち、基板や記録層と反射層との密着性を向上させて耐久性を改善し、かつ、反射層における結晶成長を抑えて表面粗さを改良してＳＮＲを向上させ、さらに反射層の硬度を増加させて、ヘッドの浮上性を向上させるために、５０〜９９．９原子％が好ましく、更に好ましくは、９５〜９９．９原子％である。
【００１９】また、本発明の反射層はＡｕとＣｕの合金に硬さなどを調節する目的でＴｉ、Ｔａ、Ｃｒなどのその他の元素を５原子％以下含んでいてもよい。
【００２０】記録層１３としては、光磁気記録の場合、ＴｂＦｅＣｏ、ＴｂＤｙＦｅＣｏ、ＮｄＤｙＦｅＣｏなど垂直磁気異方性の大きなアモルファス希土類遷移金属膜や、Ｐｔ／Ｃｏなどの人工格子膜で構成される。記録層１３の膜厚は１０ｎｍ〜２００ｎｍが好ましく、記録層が単層の場合、ＳＮＲを考慮すると、記録層１３の膜厚は１５ｎｍ〜４０ｎｍが更に好ましい。
【００２１】記録層１３は、必ずしも単層膜である必要はなく、ＧｄＦｅＣｏなどの記録磁界感度を高める層との積層、あるいは磁気超解像の中間層、再生層との積層などでもよい。ここで記録層１３には耐食性を高めるために Ｔｉ，Ｚｒ，Ｈｆ，Ｖ，Ｎｂ，Ｔａ，Ｃｒ，ＭｏおよびＷなどの耐食性元素を添加したり、短波長でのカー回転角を高めるために数原子％のＮｄなどを添加したものであってもよい。
【００２２】また、相変化記録の場合、記録層１３としては、ＧｅＳｂＴｅ、ＡｇＩｎＳｂＴｅなど結晶とアモルファスとの間で光学定数が変化する材料で構成される。記録層１３の膜厚は１０ｎｍ〜４０ｎｍが好ましい。
【００２３】記録層１３の上には、ＡｌＮ、ＳｉＮ、ＧｅＮ、Ｔａ2Ｏ5、ＺｎＳ−ＳｉＯ2等の透明な誘電体からなる保護層１４を形成する。保護層１４の膜厚は、記録されたマークからの信号出力が増大するような膜厚に設定される。
【００２４】保護層１４は、上述のような誘電体の単層であってもよいが、単層の誘電体とダイヤモンドライクカーボン（ＤＬＣ）などの固体潤滑膜等との積層であってもよい。
【００２５】さら、このＤＬＣ層の上に、必要に応じて極薄いパ−フルオロポリエ−テルなどの潤滑剤層をディップ引き上げ法等の方法で形成してもよく、そのような構成とすることがスライダーヘッドの浮上特性上さらに好ましい。
【００２６】図２に、本発明の光記録媒体の別の一実施態様の部分断面図を示す。基板２１上に反射層２２、第１保護層２３、記録層２４、第２保護層２５が積層されている。
【００２７】第１保護層２３および第２保護層２５としては、ＡｌＮ、ＳｉＮ、ＧｅＮ、Ｔａ2Ｏ5、ＺｎＳ−ＳｉＯ2等の透明な誘電体を用いることができる。第１保護層２３により、記録感度および記録のパワーマージンを高めることが可能である。第１保護層２３としては、光磁気記録媒体の場合、Ａｕとの密着性の点から窒化物が好ましいが、相変化記録媒体ではＺｎＳ−ＳｉＯ2を用いる方が記録特性の点で好ましく、どちらの記録媒体においてもＡｕおよびＣｕからなる合金を反射層２２として用いることにより、第１保護層２３への反射層の密着性が確保される。
【００２８】図３に本発明の光記録媒体の別の一実施態様の部分断面図を示す。基板３１上に放熱層３２、熱遮断層３３、反射層３４、記録層３５および保護層３６が積層されている。このような光記録媒体では、基板３１と反射層３４との間にＡｕおよびＣｕの合金で構成される放熱層３２、および熱遮断層３３をこの順に積層することにより記録のパワーマージンが向上し、高密度記録で良好なＳＮＲが安定して得られるので好ましい。
【００２９】ここで、熱遮断層３３としては、ＳｉＮ、ＧｅＮ、Ｔａ2Ｏ5、ＺｎＳ−ＳｉＯ2等の熱絶縁性に優れた誘電体により構成されることが好ましく、Ａｕとの密着性の点からは、窒化物がさらに好ましい。
【００３０】窒化物であっても環境試験後は異物などの影響で酸化し密着性が落ちる場合があるが、ＡｕおよびＣｕの合金で構成される反射層２２により熱遮断層３３との密着性が確保され、耐久性が向上する。
【００３１】放熱層３２としては、反射層と同じくＡｕおよびＣｕの合金で構成されることが好ましく、その際のＡｕ含有率としては、０．１〜９９原子％の範囲が好ましい。
【００３２】放熱層３２、熱遮断層３３および反射層３４の膜厚は、各々１０〜１００ｎｍ、２〜１００ｎｍ、２〜５０ｎｍが好ましい。放熱層３２と反射層３４との膜厚の合計は、充分な反射効果を得るため、２０ｎｍ以上であることが好ましい。放熱層３２および反射層３４の膜厚が厚すぎると記録感度が悪くなったり、表面が荒れてきたりするため、それぞれ１００ｎｍ以下、５０ｎｍ以下が好ましい。また熱遮断層３３については、薄すぎると熱遮断効果が少なくなり、厚すぎると熱遮断効果が大きくなりすぎて放熱層３２の効果が不足する。
【００３３】本発明の表面再生型記録媒体の反射層と基板の間に、更に膜厚が１〜３０ｎｍのＴｉ，Ｚｒ，Ｈｆ，Ｖ，Ｎｂ，Ｔａ，Ｃｒ，ＭｏおよびＷのいずれか一つ以上の元素で構成された下地層を設けることにより、反射層の結晶の粒径制御が可能でＳＮＲが向上し、基板との接着性、耐食性がさらに高めることができる。
【００３４】本発明の表面再生型光記録媒体の保護層上に、厚みが１〜２００μｍの無機あるいは有機材料で構成された保護コートを積層することで、ＮＡが１以下の高ＮＡ対物レンズを用いた表面光記録システムに対応が可能である。この場合、保護コート中の異物欠陥を通して大気が侵入することがあっても良好な耐久性を維持することができる。
【００３５】
【実施例】以下、本発明を実施例に基づき更に詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例のみに限定されるものではない。
【００３６】実施例１図１に示すような構造の近接場光磁気記録用の媒体を製造した。すなわち、トラックピッチ０．４３μｍの案内溝の付いたポリカーボネート製の基板１１上にＡｕ0.99Ｃｕ0.01からなる反射層１２をＤＣスパッタ法で４０ｎｍの膜厚に形成した。この上にＴｂＦｅＣｏからなる記録層１３を２０ｎｍ、ＤＣスパッタ法により形成した。
【００３７】さらにその上に、ＡｒおよびＮ2の混合雰囲気中でＳｉターゲットを使用した反応性ＤＣスパッタ法により、膜厚５０ｎｍのＳｉＮとＡｒおよびＨ2の混合雰囲気中でＣターゲットを使用した反応性ＤＣスパッタ法により、膜厚２０ｎｍのＤＬＣを順次積層して保護層１４を形成した。その後、パーフルオロポリエーテル系液体潤滑層を引き上げ法で１ｎｍ塗布して表面再生型光磁気記録媒体を製造した。
【００３８】比較例１反射層１２を純度９９．９９％のＡｕにより形成した以外は、実施例１と同様の方法で表面再生型光磁気記録媒体を製造した。
【００３９】実施例２反射層１２をＡｕ0.97Ｃｕ0.03により形成した以外は、実施例１と同様の方法で表面再生型光磁気記録媒体を製造した。
【００４０】実施例３反射層１２をＡｕ0.90Ｃｕ0.10により形成した以外は、実施例１と同様の方法で表面再生型光磁気記録媒体を製造した。
【００４１】実施例４反射層１２をＡｕ0.70Ｃｕ0.30により形成した以外は、実施例１と同様の方法で表面再生型光磁気記録媒体を製造した。
【００４２】比較例２反射層１２を純度９９．９９％のＣｕにより形成した以外は、実施例１と同様の方法で表面再生型光磁気記録媒体を製造した。
【００４３】実施例５基板１１の上にＤＣスパッタ法で下地層としてＣｒを１０ｎｍ形成した後、反射層１２を形成した他は、実施例１と同様の方法で表面再生型光磁気記録媒体を製造した。
【００４４】実施例６図４に示すような構造の近接場光磁気記録用の媒体を製造した。すなわち、トラックピッチ０．４３μｍの案内溝の付いたポリカーボネート製の基板３１上にＡｕ0.98Ｃｕ0.02からなる放熱層３２をＤＣスパッタ法で３０ｎｍの膜厚に形成した。さらにその上に、ＡｒおよびＮ2の混合雰囲気中でＳｉターゲットを使用した反応性ＤＣスパッタ法により、膜厚２０ｎｍのＳｉＮからなる熱遮断層３３を形成し、さらにその上にＡｕ0.99Ｃｕ0.01からなる反射層３４をＤＣスパッタ法で２０ｎｍの膜厚に形成した。
【００４５】この上に、ＤＣスパッタ法によりＴｂＦｅＣｏからなる記録層３５を２０ｎｍ形成し、さらにその上に、ＡｒおよびＮ2の混合雰囲気中でＳｉターゲットを使用した反応性ＤＣスパッタ法により、膜厚５０ｎｍのＳｉＮとＡｒおよびＨ2の混合雰囲気中でＣターゲットを使用した反応性ＤＣスパッタ法により膜厚２０ｎｍのＤＬＣを順次積層して保護層３６を形成した。その後、パーフルオロポリエーテル系液体潤滑層を引き上げ法で１ｎｍ塗布して表面再生型光磁気記録媒体を製造した。
【００４６】比較例３放熱層３２および反射層３４を、純度９９．９９％のＡｕで形成した他は、実施例６と同様の方法で表面再生型光磁気記録媒体を製造した。
【００４７】実施例７図２に示すような構造の表面再生型相変化光記録媒体を製造した。すなわち、トラックピッチ０．４３μｍの案内溝の付いたポリカーボネート製の基板２１上にＡｕ0.97Ｃｕ0.03からなる反射層２２をＤＣスパッタ法で５０ｎｍの膜厚に形成した。この上に膜厚２０ｎｍのＺｎＳ−ＳｉＯ2からなる第１保護層２３をＲＦスパッタ法により形成し、さらにその上にＤＣスパッタ法によりＧｅＳｂＴｅからなる記録層２４を２０ｎｍ形成した。
【００４８】さらに、ＲＦスパッタ法により膜厚６０ｎｍのＺｎＳ−ＳｉＯ2と、Ｃターゲットを使用した反応性ＤＣスパッタ法により膜厚４０ｎｍのＤＬＣとを順次積層して第２保護層２５を形成した。その後、パーフルオロポリエーテル系液体潤滑層を引き上げ法で１ｎｍ塗布して表面再生型相変化光記録媒体を製造した。
【００４９】比較例４反射層２２を純度９９．９９％のＡｕを用いて形成した他は、実施例７と同様の表面再生型相変化光記録媒体を製造した。
【００５０】なお、実施例１〜６及び比較例１〜３の光記録媒体のＴｂＦｅＣｏ組成は、いずれの媒体も後述する記録条件で記録感度がほぼ一致するように調整して製造した。
【００５１】実施例１〜７及び比較例１〜４の表面再生型光記録媒体について、線速度７ｍ／ｓで媒体を回転させながら、グライドテスト用の７０％スライダーを５０ｎｍの高さに浮上させてグライドテストを行った。
【００５２】その後、線速度１０ｍ／ｓで媒体を回転させて、薄膜面上にレーザー波長６８０ｎｍ、有効ＮＡ１．３のスライダーＳＩＬヘッドを１００ｎｍの高さに浮上させ、レーザーを周波数６６ＭＨｚでパルス的に照射して記録層をキュリー温度以上に暖めながら、ＳＩＬヘッド上のコイル磁界を１６．５ＭＨｚで変調させることでマーク長０．３μｍの２Ｔ信号を記録した。ここで、磁界の変調幅は±１３０Ｏｅとした。記録後にレーザーパワー１ｍＷで再生しながら、分解能バンド幅３０ｋＨｚで１〜３０ＭＨｚの範囲で信号のスペクトルを観測し、１６．５ＭＨｚの信号のキャリアとノイズの比をＣＮＲとした。ただし、実施例１０および比較例４の媒体については１６．５ＭＨｚの周波数の光変調により書き込みを行って同様の測定を行った。
【００５３】その後、８０℃、８５％ＲＨの条件で５００時間の環境試験を行った。環境試験前後に目視と顕微鏡で検査を行い、環境試験による変化を調べた。
【００５４】これらの結果を表１にまとめる。なお、グライドテストについてはヒットがないものを○、１０個以内のものを△としてそれ以上のものを×とした。
【００５５】
【表１】
【００５６】グライドテスト結果については、比較例１、３および４以外は良好であった。比較例１、３および４についても大部分の領域では良好であったが、一部の領域でヒットがみられた。比較例１、３および４についてヒットが多発した領域を顕微鏡で調べたところ、部分的に薄膜がめくれていた。
【００５７】ＣＮＲについては、比較例１〜２に対して、実施例１〜３ではＣＮＲが高くなった。実施例５および６では実施例１に比べて更にＣＮＲが向上し、下地層や放熱層／熱遮断層の付加によるＣＮＲの改善効果が示された。
【００５８】実施例７は相変化光記録媒体なので実施例１〜６までと直接比較はできないが、比較例４と比べてＣＮＲが２ｄＢ改善された。
【００５９】比較例１〜４以外は媒体全面でめだった孔食、膜浮きなどは視られなかった。比較例１および３については、媒体の最内周および最外周で製造中にマスクや治具等に接触することによって付着した異物を核にわずかに孔食が生じた。比較例３については、同じ部分での孔食が比較例１より進行していた。同じ部分での同様の異物付着は他の媒体にも視られたが、環境試験による顕著な変化はみられず良好であった。比較例２では全面で初期にあった欠陥の回りで孔食が生じていた。比較例４では全面でまばらに膜浮きが見られ、膜がはがれかけており、はがれた部分で孔食が生じていた。
【００６０】実施例８図４に示すような構造の近接場光磁気記録用の媒体を製造した。すなわち、トラックピッチが０．５μｍの案内溝の付いたポリカーボネート製の基板４１上にＡｕ0.98Ｃｕ0.02からなる反射層４２をＤＣスパッタ法で４０ｎｍの膜厚に形成した。この上にＤＣスパッタ法によりＴｂＦｅＣｏからなる記録層４３を２０ｎｍ形成した。
【００６１】さらに、ＡｒおよびＮ2の混合雰囲気中でＳｉターゲットを使用した反応性ＤＣスパッタ法により膜厚１２０ｎｍのＳｉＮからなる保護層４４を形成した。その後、アクリル系の紫外線硬化樹脂からなる保護コート４５を６μｍ塗布し、表面再生型光記録媒体を製造した。
【００６２】実施例８で得られた表面再生型光記録媒体について、線速度１０ｍ／ｓで媒体を回転させて、保護コートから約０．１ｍｍ離れたＮＡ０．８の対物レンズから保護コートを通して、波長６８０ｎｍのレーザー光を周波数５０ＭＨｚでパルス的に照射して記録層をキュリー温度以上に暖めながら、対物レンズと保護コートの間に設けられたコイルの磁界を１２．５ＭＨｚで変調させることでマーク長０．４μｍの２Ｔ信号を記録した。ここで、磁界の変調幅は±１５０Ｏｅとした。記録後にレーザーパワー２ｍＷで再生しながら、分解能バンド幅３０ｋＨｚで１〜３０ＭＨｚの範囲で信号のスペクトルを観測し、１２．５ＭＨｚの信号のキャリアとノイズの比をＣＮＲとした。ＣＮＲは４５ｄＢと良好な値が得られた。
【００６３】この媒体は８０℃、８５％ＲＨの条件で５００時間の環境試験後においても媒体全面で孔食、膜浮きなどは視られず良好な状態であった。
【００６４】
【発明の効果】反射層をＡｕおよびＣｕの合金で構成することにより、高耐久性の表面再生型光記録媒体が得られる。また、浮上型へッドを用いて記録再生する場合は良好な浮上特性が得られる。さらにＡｕ単体で反射層を形成したときと比べて反射層の表面性が改善されるためＣＮＲが向上する。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の光磁気記録媒体の一例の構造を示す部分断面図である。
【図２】 本発明の光磁気記録媒体の別の一例の構造を示す部分断面図である。
【図３】 本発明の光磁気記録媒体の別の一例の構造を示す部分断面図である。
【図４】 本発明の光磁気記録媒体の別の一例の構造を示す部分断面図である。
【符号の説明】
１１、２１、３１、４１：基板
３２ ：放熱層
３３ ：熱遮断層
１２、２２、３４、４２：反射層
２３ ：第１保護層
１３、２４、３５、４３：記録層
１４、３６、４４ ：保護層
２５ ：第２保護層
４５ ：保護コート
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、書き換えが可能な光記録媒体の中で特に媒体表面から光を入射して記録再生する表面再生型光記録媒体に関する。
【０００２】
【従来の技術】光記録媒体は、大容量・高密度記録が可能な可搬型記録媒体であり、近年のマルチメディア化に伴なうコンピュータの大容量ファイルや動画を記録する書き換え型メディアとして需要が急増しつつある。
【０００３】光記録媒体の中で光磁気記録媒体は、一般にプラスチック等の透明な円盤状の基板に記録層を含む多層膜を形成し、磁界を加えながらレーザーを照射して記録、消去を行い、レーザーの反射光で再生する。記録方式は、従来、固定磁界を加えて消去した後、反対方向の固定磁界を加えて記録するいわゆる光変調記録が中心であったが、近年、レーザーを照射しながら、磁界を記録パターンに従って変調させる磁界変調方式が、１回転で記録（ダイレクトオーバーライト）可能でしかも高記録密度になっても正確に記録できる方式として注目を浴びている。
【０００４】記録再生のためのレーザーは従来、基板を通して記録膜に照射されていたが、最近、光学ヘッドを記録膜に近付けて記録再生する、いわゆる、近接場光記録が高密度化の手段として注目されている（Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．６８，ｐ．１４１（１９９６））。
【０００５】この記録方法の一つとして、Ｓｏｌｉｄ Ｉｍｍｅｒｓｉｏｎ Ｌｅｎｓ（以下ＳＩＬと略す）ヘッドを使用し、レーザービームスポットサイズを縮小することにより、光源のレーザー波長（λ）によって決まる従来の記録限界（〜λ／２ＮＡ：ＮＡは対物レンズの開口数）より短いマークでの再生が可能となる方法があり、超高記録密度の記録再生が実現できる。
【０００６】この近接場光記録では、光学ヘッドを記録媒体に近付ける必要があるために（２０〜２００ｎｍ）、従来の光磁気記録媒体のように基板を通して記録膜にレーザービームを照射するのではなく、基板を通さずに直接記録膜にレーザービームを照射する方法を用いる。
【０００７】すなわち、記録膜の構成が従来の光記録媒体では基板／第１保護層／記録層／第２保護層／反射層としているのが一般的であるのに対して、近接場光記録では基板／反射層／第１保護層／記録層／第２保護層という逆構成の膜構造として膜表面側からレーザービームを照射し、記録再生を行なう（表面読み出し型記録）。
【０００８】近接場記録では、記録膜とＳＩＬヘッドとを近付けるために浮上式のスライダーヘッドを利用することが提案されている。また、記録に関しては、レーザービームを照射して記録層をキュリー温度以上に上げながら、スライダーヘッドに形成された薄膜コイルなどにより磁界を変調させながら記録する磁界変調記録が近接場光磁気記録には適していると言われている。
【０００９】また、ＮＡが０．７〜１．０までの高ＮＡ対物レンズを使ったシステムでは薄膜の上の保護コートを通して記録再生する表面記録方式の光記録システムが提案されている。（Ｊｐｎ．Ｊ．Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．３６，ｐ．４５６−４５９（１９９７））
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】上記のようにＳＩＬを使うと高密度記録が可能であるが、近接場記録では、光記録媒体の薄膜の上を直接ヘッドが浮上するため、薄膜が直接大気にさらされ、耐久性の確保が重要な課題となっている。また、ＮＡを１以下として薄膜の上の保護コートを通して記録再生する表面記録方式においても、保護コートが薄ければ異物欠陥を通して大気が侵入するので耐久性は同様に課題となる。
【００１１】従って、本発明の目的は、耐久性に優れた表面再生型記録媒体を提供することである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】本発明者らは上述のような現状に鑑み、鋭意検討を重ね、以下のような本発明を完成するに至った。
【００１３】すなわち、本発明は基板上に少なくとも反射層、記録層および保護層をこの順に積層した表面再生型光記録媒体において、反射層がＡｕとＣｕとの合金で構成されることを特徴とする表面再生型光記録媒体に関する。
【００１４】以下、本発明を詳細に説明する。
【００１５】図１に本発明の光記録媒体の一実施態様の部分断面図を示す。基板１１上に反射層１２、記録層１３および保護層１４が積層されている。
【００１６】基板１１としては、機械特性などの媒体基板としての特性を満たすものであれば特に限定されず、ガラスや、ポリカーボネート、アモルファスポリオレフィン、熱可塑性エンジニアリングプラスチック等の熱可塑性樹脂を用いることができる。基板上には、情報を記録するためにピット、ランド部や案内溝等を片面または両面に射出成形等により設けることができ、近接場記録用の基板としては、基板の両面にそれらを設けることが、記録容量を増大させる点で好ましい。
【００１７】反射層１２としては、ＡｕとＣｕとの合金から構成される膜を用いればよい。
【００１８】Ａｕ単体で反射膜を構成した場合、密着させるべき基板等の上にシリカ等の酸化物からなるゴミが存在すると、この酸化物とＡｕ膜との密着性が悪いために耐久性試験を行うと、このゴミの部分から剥離が起こる場合がある。従って、Ａｕの含有量としては、Ａｕの高反射率・高耐食性という特性を維持しつつ、Ｃｕ添加による効果、すなわち、基板や記録層と反射層との密着性を向上させて耐久性を改善し、かつ、反射層における結晶成長を抑えて表面粗さを改良してＳＮＲを向上させ、さらに反射層の硬度を増加させて、ヘッドの浮上性を向上させるために、５０〜９９．９原子％が好ましく、更に好ましくは、９５〜９９．９原子％である。
【００１９】また、本発明の反射層はＡｕとＣｕの合金に硬さなどを調節する目的でＴｉ、Ｔａ、Ｃｒなどのその他の元素を５原子％以下含んでいてもよい。
【００２０】記録層１３としては、光磁気記録の場合、ＴｂＦｅＣｏ、ＴｂＤｙＦｅＣｏ、ＮｄＤｙＦｅＣｏなど垂直磁気異方性の大きなアモルファス希土類遷移金属膜や、Ｐｔ／Ｃｏなどの人工格子膜で構成される。記録層１３の膜厚は１０ｎｍ〜２００ｎｍが好ましく、記録層が単層の場合、ＳＮＲを考慮すると、記録層１３の膜厚は１５ｎｍ〜４０ｎｍが更に好ましい。
【００２１】記録層１３は、必ずしも単層膜である必要はなく、ＧｄＦｅＣｏなどの記録磁界感度を高める層との積層、あるいは磁気超解像の中間層、再生層との積層などでもよい。ここで記録層１３には耐食性を高めるために Ｔｉ，Ｚｒ，Ｈｆ，Ｖ，Ｎｂ，Ｔａ，Ｃｒ，ＭｏおよびＷなどの耐食性元素を添加したり、短波長でのカー回転角を高めるために数原子％のＮｄなどを添加したものであってもよい。
【００２２】また、相変化記録の場合、記録層１３としては、ＧｅＳｂＴｅ、ＡｇＩｎＳｂＴｅなど結晶とアモルファスとの間で光学定数が変化する材料で構成される。記録層１３の膜厚は１０ｎｍ〜４０ｎｍが好ましい。
【００２３】記録層１３の上には、ＡｌＮ、ＳｉＮ、ＧｅＮ、Ｔａ2Ｏ5、ＺｎＳ−ＳｉＯ2等の透明な誘電体からなる保護層１４を形成する。保護層１４の膜厚は、記録されたマークからの信号出力が増大するような膜厚に設定される。
【００２４】保護層１４は、上述のような誘電体の単層であってもよいが、単層の誘電体とダイヤモンドライクカーボン（ＤＬＣ）などの固体潤滑膜等との積層であってもよい。
【００２５】さら、このＤＬＣ層の上に、必要に応じて極薄いパ−フルオロポリエ−テルなどの潤滑剤層をディップ引き上げ法等の方法で形成してもよく、そのような構成とすることがスライダーヘッドの浮上特性上さらに好ましい。
【００２６】図２に、本発明の光記録媒体の別の一実施態様の部分断面図を示す。基板２１上に反射層２２、第１保護層２３、記録層２４、第２保護層２５が積層されている。
【００２７】第１保護層２３および第２保護層２５としては、ＡｌＮ、ＳｉＮ、ＧｅＮ、Ｔａ2Ｏ5、ＺｎＳ−ＳｉＯ2等の透明な誘電体を用いることができる。第１保護層２３により、記録感度および記録のパワーマージンを高めることが可能である。第１保護層２３としては、光磁気記録媒体の場合、Ａｕとの密着性の点から窒化物が好ましいが、相変化記録媒体ではＺｎＳ−ＳｉＯ2を用いる方が記録特性の点で好ましく、どちらの記録媒体においてもＡｕおよびＣｕからなる合金を反射層２２として用いることにより、第１保護層２３への反射層の密着性が確保される。
【００２８】図３に本発明の光記録媒体の別の一実施態様の部分断面図を示す。基板３１上に放熱層３２、熱遮断層３３、反射層３４、記録層３５および保護層３６が積層されている。このような光記録媒体では、基板３１と反射層３４との間にＡｕおよびＣｕの合金で構成される放熱層３２、および熱遮断層３３をこの順に積層することにより記録のパワーマージンが向上し、高密度記録で良好なＳＮＲが安定して得られるので好ましい。
【００２９】ここで、熱遮断層３３としては、ＳｉＮ、ＧｅＮ、Ｔａ2Ｏ5、ＺｎＳ−ＳｉＯ2等の熱絶縁性に優れた誘電体により構成されることが好ましく、Ａｕとの密着性の点からは、窒化物がさらに好ましい。
【００３０】窒化物であっても環境試験後は異物などの影響で酸化し密着性が落ちる場合があるが、ＡｕおよびＣｕの合金で構成される反射層２２により熱遮断層３３との密着性が確保され、耐久性が向上する。
【００３１】放熱層３２としては、反射層と同じくＡｕおよびＣｕの合金で構成されることが好ましく、その際のＡｕ含有率としては、０．１〜９９原子％の範囲が好ましい。
【００３２】放熱層３２、熱遮断層３３および反射層３４の膜厚は、各々１０〜１００ｎｍ、２〜１００ｎｍ、２〜５０ｎｍが好ましい。放熱層３２と反射層３４との膜厚の合計は、充分な反射効果を得るため、２０ｎｍ以上であることが好ましい。放熱層３２および反射層３４の膜厚が厚すぎると記録感度が悪くなったり、表面が荒れてきたりするため、それぞれ１００ｎｍ以下、５０ｎｍ以下が好ましい。また熱遮断層３３については、薄すぎると熱遮断効果が少なくなり、厚すぎると熱遮断効果が大きくなりすぎて放熱層３２の効果が不足する。
【００３３】本発明の表面再生型記録媒体の反射層と基板の間に、更に膜厚が１〜３０ｎｍのＴｉ，Ｚｒ，Ｈｆ，Ｖ，Ｎｂ，Ｔａ，Ｃｒ，ＭｏおよびＷのいずれか一つ以上の元素で構成された下地層を設けることにより、反射層の結晶の粒径制御が可能でＳＮＲが向上し、基板との接着性、耐食性がさらに高めることができる。
【００３４】本発明の表面再生型光記録媒体の保護層上に、厚みが１〜２００μｍの無機あるいは有機材料で構成された保護コートを積層することで、ＮＡが１以下の高ＮＡ対物レンズを用いた表面光記録システムに対応が可能である。この場合、保護コート中の異物欠陥を通して大気が侵入することがあっても良好な耐久性を維持することができる。
【００３５】
【実施例】以下、本発明を実施例に基づき更に詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例のみに限定されるものではない。
【００３６】実施例１図１に示すような構造の近接場光磁気記録用の媒体を製造した。すなわち、トラックピッチ０．４３μｍの案内溝の付いたポリカーボネート製の基板１１上にＡｕ0.99Ｃｕ0.01からなる反射層１２をＤＣスパッタ法で４０ｎｍの膜厚に形成した。この上にＴｂＦｅＣｏからなる記録層１３を２０ｎｍ、ＤＣスパッタ法により形成した。
【００３７】さらにその上に、ＡｒおよびＮ2の混合雰囲気中でＳｉターゲットを使用した反応性ＤＣスパッタ法により、膜厚５０ｎｍのＳｉＮとＡｒおよびＨ2の混合雰囲気中でＣターゲットを使用した反応性ＤＣスパッタ法により、膜厚２０ｎｍのＤＬＣを順次積層して保護層１４を形成した。その後、パーフルオロポリエーテル系液体潤滑層を引き上げ法で１ｎｍ塗布して表面再生型光磁気記録媒体を製造した。
【００３８】比較例１反射層１２を純度９９．９９％のＡｕにより形成した以外は、実施例１と同様の方法で表面再生型光磁気記録媒体を製造した。
【００３９】実施例２反射層１２をＡｕ0.97Ｃｕ0.03により形成した以外は、実施例１と同様の方法で表面再生型光磁気記録媒体を製造した。
【００４０】実施例３反射層１２をＡｕ0.90Ｃｕ0.10により形成した以外は、実施例１と同様の方法で表面再生型光磁気記録媒体を製造した。
【００４１】実施例４反射層１２をＡｕ0.70Ｃｕ0.30により形成した以外は、実施例１と同様の方法で表面再生型光磁気記録媒体を製造した。
【００４２】比較例２反射層１２を純度９９．９９％のＣｕにより形成した以外は、実施例１と同様の方法で表面再生型光磁気記録媒体を製造した。
【００４３】実施例５基板１１の上にＤＣスパッタ法で下地層としてＣｒを１０ｎｍ形成した後、反射層１２を形成した他は、実施例１と同様の方法で表面再生型光磁気記録媒体を製造した。
【００４４】実施例６図４に示すような構造の近接場光磁気記録用の媒体を製造した。すなわち、トラックピッチ０．４３μｍの案内溝の付いたポリカーボネート製の基板３１上にＡｕ0.98Ｃｕ0.02からなる放熱層３２をＤＣスパッタ法で３０ｎｍの膜厚に形成した。さらにその上に、ＡｒおよびＮ2の混合雰囲気中でＳｉターゲットを使用した反応性ＤＣスパッタ法により、膜厚２０ｎｍのＳｉＮからなる熱遮断層３３を形成し、さらにその上にＡｕ0.99Ｃｕ0.01からなる反射層３４をＤＣスパッタ法で２０ｎｍの膜厚に形成した。
【００４５】この上に、ＤＣスパッタ法によりＴｂＦｅＣｏからなる記録層３５を２０ｎｍ形成し、さらにその上に、ＡｒおよびＮ2の混合雰囲気中でＳｉターゲットを使用した反応性ＤＣスパッタ法により、膜厚５０ｎｍのＳｉＮとＡｒおよびＨ2の混合雰囲気中でＣターゲットを使用した反応性ＤＣスパッタ法により膜厚２０ｎｍのＤＬＣを順次積層して保護層３６を形成した。その後、パーフルオロポリエーテル系液体潤滑層を引き上げ法で１ｎｍ塗布して表面再生型光磁気記録媒体を製造した。
【００４６】比較例３放熱層３２および反射層３４を、純度９９．９９％のＡｕで形成した他は、実施例６と同様の方法で表面再生型光磁気記録媒体を製造した。
【００４７】実施例７図２に示すような構造の表面再生型相変化光記録媒体を製造した。すなわち、トラックピッチ０．４３μｍの案内溝の付いたポリカーボネート製の基板２１上にＡｕ0.97Ｃｕ0.03からなる反射層２２をＤＣスパッタ法で５０ｎｍの膜厚に形成した。この上に膜厚２０ｎｍのＺｎＳ−ＳｉＯ2からなる第１保護層２３をＲＦスパッタ法により形成し、さらにその上にＤＣスパッタ法によりＧｅＳｂＴｅからなる記録層２４を２０ｎｍ形成した。
【００４８】さらに、ＲＦスパッタ法により膜厚６０ｎｍのＺｎＳ−ＳｉＯ2と、Ｃターゲットを使用した反応性ＤＣスパッタ法により膜厚４０ｎｍのＤＬＣとを順次積層して第２保護層２５を形成した。その後、パーフルオロポリエーテル系液体潤滑層を引き上げ法で１ｎｍ塗布して表面再生型相変化光記録媒体を製造した。
【００４９】比較例４反射層２２を純度９９．９９％のＡｕを用いて形成した他は、実施例７と同様の表面再生型相変化光記録媒体を製造した。
【００５０】なお、実施例１〜６及び比較例１〜３の光記録媒体のＴｂＦｅＣｏ組成は、いずれの媒体も後述する記録条件で記録感度がほぼ一致するように調整して製造した。
【００５１】実施例１〜７及び比較例１〜４の表面再生型光記録媒体について、線速度７ｍ／ｓで媒体を回転させながら、グライドテスト用の７０％スライダーを５０ｎｍの高さに浮上させてグライドテストを行った。
【００５２】その後、線速度１０ｍ／ｓで媒体を回転させて、薄膜面上にレーザー波長６８０ｎｍ、有効ＮＡ１．３のスライダーＳＩＬヘッドを１００ｎｍの高さに浮上させ、レーザーを周波数６６ＭＨｚでパルス的に照射して記録層をキュリー温度以上に暖めながら、ＳＩＬヘッド上のコイル磁界を１６．５ＭＨｚで変調させることでマーク長０．３μｍの２Ｔ信号を記録した。ここで、磁界の変調幅は±１３０Ｏｅとした。記録後にレーザーパワー１ｍＷで再生しながら、分解能バンド幅３０ｋＨｚで１〜３０ＭＨｚの範囲で信号のスペクトルを観測し、１６．５ＭＨｚの信号のキャリアとノイズの比をＣＮＲとした。ただし、実施例１０および比較例４の媒体については１６．５ＭＨｚの周波数の光変調により書き込みを行って同様の測定を行った。
【００５３】その後、８０℃、８５％ＲＨの条件で５００時間の環境試験を行った。環境試験前後に目視と顕微鏡で検査を行い、環境試験による変化を調べた。
【００５４】これらの結果を表１にまとめる。なお、グライドテストについてはヒットがないものを○、１０個以内のものを△としてそれ以上のものを×とした。
【００５５】
【表１】
【００５６】グライドテスト結果については、比較例１、３および４以外は良好であった。比較例１、３および４についても大部分の領域では良好であったが、一部の領域でヒットがみられた。比較例１、３および４についてヒットが多発した領域を顕微鏡で調べたところ、部分的に薄膜がめくれていた。
【００５７】ＣＮＲについては、比較例１〜２に対して、実施例１〜３ではＣＮＲが高くなった。実施例５および６では実施例１に比べて更にＣＮＲが向上し、下地層や放熱層／熱遮断層の付加によるＣＮＲの改善効果が示された。
【００５８】実施例７は相変化光記録媒体なので実施例１〜６までと直接比較はできないが、比較例４と比べてＣＮＲが２ｄＢ改善された。
【００５９】比較例１〜４以外は媒体全面でめだった孔食、膜浮きなどは視られなかった。比較例１および３については、媒体の最内周および最外周で製造中にマスクや治具等に接触することによって付着した異物を核にわずかに孔食が生じた。比較例３については、同じ部分での孔食が比較例１より進行していた。同じ部分での同様の異物付着は他の媒体にも視られたが、環境試験による顕著な変化はみられず良好であった。比較例２では全面で初期にあった欠陥の回りで孔食が生じていた。比較例４では全面でまばらに膜浮きが見られ、膜がはがれかけており、はがれた部分で孔食が生じていた。
【００６０】実施例８図４に示すような構造の近接場光磁気記録用の媒体を製造した。すなわち、トラックピッチが０．５μｍの案内溝の付いたポリカーボネート製の基板４１上にＡｕ0.98Ｃｕ0.02からなる反射層４２をＤＣスパッタ法で４０ｎｍの膜厚に形成した。この上にＤＣスパッタ法によりＴｂＦｅＣｏからなる記録層４３を２０ｎｍ形成した。
【００６１】さらに、ＡｒおよびＮ2の混合雰囲気中でＳｉターゲットを使用した反応性ＤＣスパッタ法により膜厚１２０ｎｍのＳｉＮからなる保護層４４を形成した。その後、アクリル系の紫外線硬化樹脂からなる保護コート４５を６μｍ塗布し、表面再生型光記録媒体を製造した。
【００６２】実施例８で得られた表面再生型光記録媒体について、線速度１０ｍ／ｓで媒体を回転させて、保護コートから約０．１ｍｍ離れたＮＡ０．８の対物レンズから保護コートを通して、波長６８０ｎｍのレーザー光を周波数５０ＭＨｚでパルス的に照射して記録層をキュリー温度以上に暖めながら、対物レンズと保護コートの間に設けられたコイルの磁界を１２．５ＭＨｚで変調させることでマーク長０．４μｍの２Ｔ信号を記録した。ここで、磁界の変調幅は±１５０Ｏｅとした。記録後にレーザーパワー２ｍＷで再生しながら、分解能バンド幅３０ｋＨｚで１〜３０ＭＨｚの範囲で信号のスペクトルを観測し、１２．５ＭＨｚの信号のキャリアとノイズの比をＣＮＲとした。ＣＮＲは４５ｄＢと良好な値が得られた。
【００６３】この媒体は８０℃、８５％ＲＨの条件で５００時間の環境試験後においても媒体全面で孔食、膜浮きなどは視られず良好な状態であった。
【００６４】
【発明の効果】反射層をＡｕおよびＣｕの合金で構成することにより、高耐久性の表面再生型光記録媒体が得られる。また、浮上型へッドを用いて記録再生する場合は良好な浮上特性が得られる。さらにＡｕ単体で反射層を形成したときと比べて反射層の表面性が改善されるためＣＮＲが向上する。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の光磁気記録媒体の一例の構造を示す部分断面図である。
【図２】 本発明の光磁気記録媒体の別の一例の構造を示す部分断面図である。
【図３】 本発明の光磁気記録媒体の別の一例の構造を示す部分断面図である。
【図４】 本発明の光磁気記録媒体の別の一例の構造を示す部分断面図である。
【符号の説明】
１１、２１、３１、４１：基板
３２ ：放熱層
３３ ：熱遮断層
１２、２２、３４、４２：反射層
２３ ：第１保護層
１３、２４、３５、４３：記録層
１４、３６、４４ ：保護層
２５ ：第２保護層
４５ ：保護コート
【特許請求の範囲】
【請求項１】 基板上に少なくとも反射層、記録層および保護層をこの順に積層した表面再生型光記録媒体において、反射層がＡｕとＣｕとの合金で構成されていることを特徴とする表面再生型光記録媒体。
【請求項２】 基板上に少なくとも放熱層、熱遮断層、反射層、記録層および保護層をこの順に積層した表面再生型光記録媒体において、反射層がＡｕとＣｕとの合金で構成されていることを特徴とする表面再生型光記録媒体。
【請求項３】 放熱層がＡｕとＣｕとの合金で構成されていることを特徴とする請求項２に記載の表面再生型記録媒体。
【請求項４】 放熱層におけるＡｕ含有量が０．１〜９９．９原子％であることを特徴とする請求項２または請求項３に記載の表面再生型光記録媒体。
【請求項５】 反射層におけるＡｕ含有量が５０〜９９．９原子％であることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の表面再生型光記録媒体。
【請求項１】 基板上に少なくとも反射層、記録層および保護層をこの順に積層した表面再生型光記録媒体において、反射層がＡｕとＣｕとの合金で構成されていることを特徴とする表面再生型光記録媒体。
【請求項２】 基板上に少なくとも放熱層、熱遮断層、反射層、記録層および保護層をこの順に積層した表面再生型光記録媒体において、反射層がＡｕとＣｕとの合金で構成されていることを特徴とする表面再生型光記録媒体。
【請求項３】 放熱層がＡｕとＣｕとの合金で構成されていることを特徴とする請求項２に記載の表面再生型記録媒体。
【請求項４】 放熱層におけるＡｕ含有量が０．１〜９９．９原子％であることを特徴とする請求項２または請求項３に記載の表面再生型光記録媒体。
【請求項５】 反射層におけるＡｕ含有量が５０〜９９．９原子％であることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の表面再生型光記録媒体。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２００１−２６６４１１（Ｐ２００１−２６６４１１Ａ）
【公開日】平成１３年９月２８日（２００１．９．２８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０００−８４７３２（Ｐ２０００−８４７３２）
【出願日】平成１２年３月２２日（２０００．３．２２）
【出願人】（０００００３３００）東ソー株式会社 (1,901)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１３年９月２８日（２００１．９．２８）
【国際特許分類】
【出願日】平成１２年３月２２日（２０００．３．２２）
【出願人】（０００００３３００）東ソー株式会社 (1,901)
【Ｆターム（参考）】
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