JP2000030298A

JP2000030298A - 情報記録媒体

Info

Publication number: JP2000030298A
Application number: JP10200585A
Authority: JP
Inventors: Naomasa Nakamura; 直正中村
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1998-07-15
Filing date: 1998-07-15
Publication date: 2000-01-28

Abstract

(57)【要約】【課題】再生時のフォーカシング及びトラッキングを安
定して行うことができ、かつ記録・消去に使用可能なレ
ーザー光のパワーマージンを拡大することが可能な情報
記録媒体を提供すること。【解決手段】本発明の情報記録媒体１は、光透過性の基
板２、前記基板２の一方の主面上に形成された半透明干
渉膜３、前記半透明干渉膜３上に形成され、光ビームを
照射することにより可逆的に相変化して光学的特性に変
化を生ずる記録膜５、前記記録膜５上に形成された半透
明反射層７、前記半透明干渉膜３と前記記録膜５との間
に設けられ、前記記録膜５よりも高い融点を有する光透
過性の第１の保護膜４、及び前記記録膜５と前記半透明
反射層７との間に設けられ、前記記録膜５よりも高い融
点を有する光透過性の第２の保護膜６を具備することを
特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、所定の光を照射す
ることにより光学的特性の変化を生ずる記録膜を有する
情報記録媒体に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、大容量メモリとして光ディスクが
注目を浴びている。その中でも、相変化型光ディスク
は、情報の記録・消去を自由に行うことが可能であるた
め、特に注目を集めている。

【０００３】図７に、従来の相変化型光ディスクの断面
図を示す。図７において相変化型光ディスク５１は、基
板５２上に、第１の保護膜５３、記録膜５４、第２の保
護膜５５、及び反射層５６が順次積層された構造を有し
ている。

【０００４】一般に、上記相変化型光ディスク５１にお
いて、基板５２は、ガラスやプラスチック材料からな
り、第１及び第２の保護膜５３，５５は、ＺｎＳ、Ｓｉ
Ｏ₂ 、Ａｌ₂ Ｏ₃ 及びこれらの混合物からなる。記録膜
５４は、ＧｅＳｂＴｅのようなカルコゲナイドを真空蒸
着法やスパッタリング法等により基板上に堆積すること
により形成される。また、反射層５６は、Ａｌ或いはＡ
ｌにＴｉ、Ｍｏ、Ｚｒ及びＣｒ等を含有する合金からな
る。

【０００５】上記相変化型光ディスク５１への情報の記
録・消去は、例えば、以下に示す方法により行われる。
まず、作製直後の光ディスク５１の全面に光を照射す
る。これにより、記録膜５４は加熱され、結晶性の高い
状態、すなわち原子が比較的規則正しく配列した状態
（以下、結晶質状態という）となる。次に、結晶質状態
とした記録膜５４に高い強度のパルス光を照射して、記
録膜５４を溶融・急冷する。それにより、記録膜５４の
パルス光照射部は、結晶性が低下した状態、すなわち原
子配列が乱れた状態（以下、非晶質状態という）とな
り、情報が書き込まれる。

【０００６】ここで、これら結晶質状態と非晶質状態と
では、原子の配列構造が異なることから光学的性質（透
過率や反射率等）が異なり、この光学的性質の違いを反
射光の強度から検出することにより、記録された情報の
再生が可能となる。また、記録された情報の消去は、記
録膜５４の記録部を非晶質状態から結晶質状態へと変化
させることにより行う。これは、記録部に低い強度のパ
ルス光を照射して、記録部を結晶化温度以上、融点未満
に加熱することにより可能である。

【０００７】上述した記録・消去方法は、光ディスク５
１が作製直後である場合についてのものであるが、既に
情報を記録した光ディスク５１に対しては、以下に示す
オーバーライト記録を行うことが可能である。

【０００８】図８に、オーバーライト記録に必要なレー
ザ光のパワーをグラフにして示す。なお、図中、横軸は
時間を示し、縦軸はレーザ光のパワーを示している。図
８に示すように、オーバーライト記録は、消去信号に記
録信号を重畳することにより行われる。すなわち、レー
ザー光のパワーを消去パワー（バイアスパワー）と記録
パワーとの間で制御することにより、記録された情報を
消去しつつ、新たな記録を行うことができる。

【０００９】また、従来、上記光ディスク５１への記録
は、グルーブ部及びランド部のいずれか一方に対しての
み行われていた。しかしながら、近年、光ディスク５１
の大容量化が求められており、図９（ａ），（ｂ）に示
すように、ランド部とグルーブ部の双方に記録を行うラ
ンド／グルーブ記録法も提案されている。

【００１０】図９（ａ），（ｂ）に、ランド／グルーブ
記録法を概略的に示す。なお、図９（ａ）は光ディスク
５１を示す斜視図であり、図９（ｂ）は光ディスク５１
を示す平面図である。図９（ａ），（ｂ）に示す光ディ
スク５１には、ランド部６１とグルーブ部６２とが形成
されている。また、ランド部６１及びグルーブ部６２に
は記録マーク６３が形成されている。

【００１１】ランド部６１及びグルーブ部６２の双方に
対して記録を行うには、例えば、N.Miyagawa et al. が
J.J.Appl.Phys.Vol.32(1993)pp5324-5328 に開示するよ
うに、ランド部６１に対するグルーブ部６２の深さを約
λ／６とする（λは記録に用いるレーザー光の波長）。
これにより、隣接するトラックからのクロストークを防
止することが可能である。

【００１２】以上説明した光ディスク５１には、未記録
時に比べて記録時に反射率が低下するタイプと、未記録
時に比べて記録時に反射率が上昇するタイプとが存在す
る。以下に、それぞれのタイプについて説明する。

【００１３】上述したように、上記光ディスク５１よる
と、反射光の強度を測定することにより記録された情報
の再生が行われる。この反射光強度には、各界面からの
反射光間の光学的干渉が大きく影響する。したがって、
各層に用いる材料の光学定数に応じて、反射光の強度変
化（反射率変化）を最大とすることが可能な膜厚は異な
る。

【００１４】図１０に、保護膜の厚さと反射率との関係
の一例をグラフにして示す。図１０に示すグラフは、記
録膜５４をＧｅＳｂＴｅで構成し、反射層５６にＡｌを
用い、保護膜５３，５５にＺｎＳ・ＳｉＯ₂ 混合物を用
いた場合に得られるデータの一例を示している。

【００１５】なお、図中、横軸は保護膜５５の厚さを示
しており、縦軸は反射率及び反射率変化量を示してい
る。また、記録膜５４が非晶質状態にある場合に得られ
るデータを曲線５７で示し、結晶質状態にある場合に得
られるデータを曲線５８で示し、さらに、これらデータ
間の差を曲線５９で示している。

【００１６】図１０から明らかなように、保護膜５５の
膜厚を１０〜２０ｎｍ程度とするか、或いは１４０〜１
５０ｎｍ程度とした場合に、反射率の変化量を最大とす
ることができる。また、保護膜５５の膜厚を１０〜２０
ｎｍ程度とした場合、反射率変化量は正となっている。
すなわち、この場合、情報の記録を行うことにより、反
射率は未記録時に比べて低下する。一方、保護膜５５の
膜厚を１４０〜１５０ｎｍ程度とした場合、反射率変化
量は負となっている。すなわち、この場合、情報の記録
を行うことにより、反射率は未記録時に比べて上昇す
る。このように、保護膜５５の厚さを制御することによ
り、異なるタイプの光ディスク５１を実現することが可
能であると考えられる。

【００１７】しかしながら、保護膜５５を厚く形成した
場合、放熱性が低下してしまう。この場合、記録膜５４
を急冷することができず、記録特性の低下を生ずる（T.
OHTAet al. JJAP.VOL 128(1989)SUPPLEMENT28-3,pp123-
128）。したがって、記録膜５４がＧｅＳｂＴｅ等の記
録材料で構成される光ディスクにおいては、通常、保護
膜５５は１０〜２０ｎｍ程度の厚さに形成されている。
すなわち、従来、光ディスク５１は、未記録時に比べて
記録時に反射率が低下するタイプに形成されていた。

【００１８】ところが、上記光ディスク５１を未記録時
に比べて記録時に反射率が低下するタイプとした場合、
光ディスク５１へデジタルデータを記録する際に、以下
に示す問題を生ずる。以下、記録方式としてマーク位置
記録方式及びマーク長記録方式を採用した場合につい
て、それぞれ説明する。

【００１９】図１１（ａ），（ｂ）に、それぞれ、マー
ク位置記録方式及びマーク長記録方式を概略的に示す。
図１１（ａ）は、マーク長記録方式を概略的に示す図で
ある。この図に示すように、マーク長記録方式において
は、情報“０”及び“１”は、それぞれ長さの異なる記
録マーク６１，６２に対応している。

【００２０】上記光ディスク５１が未記録時に比べて記
録時に反射率が低下するタイプである場合に、このマー
ク長記録方式を適用すると、記録部の光吸収率は未記録
部のそれに比べて大きくなる。そのため、同じパワーの
レーザー光を照射したとしても、未記録部においては記
録部ほどの到達温度を得ることができない。さらに、記
録膜５４の未記録部を溶融するには潜熱を必要とする。

【００２１】したがって、上記光ディスク５１にオーバ
ーライト記録を行った場合、未記録部に形成される記録
マークは記録部に形成される記録マークよりも小さくな
る。ここで、マーク長記録方式は、記録マークの長さを
利用した記録方法である。したがって、マーク長記録方
式においては、オーバーライト記録により形成する記録
マークのサイズが一定しないため、記録の精度が低下す
るという問題を生ずる。

【００２２】図１１（ｂ）は、マーク位置記録方式を概
略的に示す図である。この図に示すように、マーク位置
記録方式においては、記録膜５４上に形成される記録マ
ーク６０はそれぞれ同じ形状に形成され、隣り合う記録
マーク６０間での中心位置の間隔から、情報“０”及び
“１”が区別される。

【００２３】未記録時に比べて記録時に反射率が低下す
るタイプの光ディスク５１にマーク位置記録方式を採用
した場合、以下の問題を生ずる。光ディスク５１が、未
記録時に比べて記録時に反射率が低下するタイプである
場合、再生時における平均反射率は、未記録部（結晶質
部）に対する記録部（非晶質部）の面積比が大きいほど
低下する。一般的な光ディスクドライブにおいて、フォ
ーカシング及びトラッキングを十分に安定に行うために
は、再生時における平均反射率は少なくとも１０％程度
以上である必要がある。

【００２４】光ディスク５１へのデジタルデータの記録
をマーク長記録方式により行う場合、光ディスク５１の
記録部の面積は、未記録部の面積に比べて広くなる。一
方、上記記録をマーク位置記録方式により行う場合、光
ディスク５１の記録部の面積は、未記録部の面積に比べ
て広くはない。例えば、マーク長記録方式では、記録マ
ークの幅を０．７８μｍとし、記録密度を同様とした場
合、未記録部に対する記録部の面積比は４４％である。
それに対し、マーク位置記録方式では、記録マークの直
径を０．７８μｍとし、記録密度をある値とした場合、
未記録部に対する記録部の面積比は２６％である。

【００２５】このようにマーク位置記録方式によると、
マーク長記録方式に比べて再生時の平均反射率は高くな
る。したがって、従来のマーク位置記録方式において
は、再生時においても十分な平均反射率が得られ、フォ
ーカシング及びトラッキングを安定に行うことが可能で
あった。

【００２６】しかしながら、近年、記録の高密度化が求
められている。マーク位置記録方式において記録密度を
高めるには、記録マークの間隔を狭めることが必要であ
る。この場合、未記録部に対する記録部の面積比が増大
するため、平均反射率は、例えば、従来の６０％程度ま
で低下することが考えられる。ここで、保護膜５５の厚
さが図９のＡに示す厚さであるとすると、再生時の平均
反射率は１０％以下となってしまう。

【００２７】再生時の平均反射率を増加させるには、保
護膜５５をより厚く形成すればよい。しかしながら、保
護膜５５の膜厚をより厚くすると、反射率変化量を最大
とすることができない。

【００２８】このように、未記録時に比べて記録時に反
射率が低下するタイプの光ディスク５１にマーク位置記
録方式を採用した場合、いずれの記録方式を用いたとし
ても、記録密度を高め、再生時にフォーカシング及びト
ラッキングを安定に行い、かつ十分な反射率変化量を得
ることは困難であった。

【００２９】上述した問題を解決する方法として、上記
光ディスク５１の基板５２と保護膜５３との間に、半透
明金属層（半透明干渉膜）や高屈折率層を介在させるこ
とが提案されている。この方法によると、半透明金属層
や高屈折率層が光学的干渉条件に影響するため、保護膜
５５を薄く形成し、かつ記録時の反射率を未記録時に比
べて高めることができる。すなわち、記録密度を高めた
場合においても、再生時にフォーカシング及びトラッキ
ングを安定に行うことが可能である。

【００３０】しかしながら、基板５２と保護膜５３との
間に半透明金属層や高屈折率層を介在させた従来の光デ
ィスク５１において、記録部と未記録部との光吸収率の
比、及び記録部と未記録部とでの反射率の差等を最適化
した場合、記録・消去に用いるレーザー光のパワーの許
容範囲が極めて少なかった。すなわち、従来の光ディス
ク５１においては、記録密度を高めた場合に、再生時の
フォーカシング及びトラッキングを安定して行うこと、
及び記録・消去に用いるレーザー光のパワーマージンを
拡大することは困難であった。

【００３１】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記問題に
鑑みてなされたものであり、再生時のフォーカシング及
びトラッキングを安定して行うことができ、かつ記録・
消去に使用可能なレーザー光のパワーマージンを拡大す
ることが可能な情報記録媒体を提供することを目的とす
る。

【００３２】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明は、光透過性の基板、前記基板の一方の主面
上に形成された半透明干渉膜、前記半透明干渉膜上に形
成され、光ビームを照射することにより可逆的に相変化
して光学的特性に変化を生ずる記録膜、前記記録膜上に
形成された半透明反射層、前記半透明干渉膜と前記記録
膜との間に設けられ、前記記録膜よりも高い融点を有す
る光透過性の第１の保護膜、及び前記記録膜と前記半透
明反射層との間に設けられ、前記記録膜よりも高い融点
を有する光透過性の第２の保護膜を具備することを特徴
とする情報記録媒体を提供する。

【００３３】上記情報記録媒体において好ましい態様を
以下に示す。・前記基板側から前記記録膜へ向けて光ビームを照射す
ることにより観測される反射率は、前記記録膜がより安
定な相にある場合に比べ、前記記録膜がより不安定な相
にある場合においてより高いこと。

【００３４】・前記半透明反射層は、Ａｕ、Ｃｕ、Ａ
ｇ、及びこれらを主成分とする合金からなる群より選ば
れる材料から実質的になること。・前記記録膜はＧｅＳｂＴｅ系合金から実質的になるこ
と。

【００３５】・前記第１及び第２の保護膜の少なくとも
一方は、ＺｎＳ・ＳｉＯ₂ 混合物、ＳｉＯ₂ 、ＴｉＯ
₂ 、及びＡｌ₂ Ｏ₃ からなる群より選ばれる材料から実
質的になること。

【００３６】・前記半透明干渉膜は、Ａｕ、Ａｇ、Ｃ
ｕ、Ｓｉ、Ｇｅ及びこれらを主成分とする合金からなる
群より選ばれる材料から実質的になること。・前記記録膜はＧｅＳｂＴｅ系合金から実質的になり、
前記第１及び第２の保護膜はそれぞれＺｎＳ・ＳｉＯ₂
混合物から実質的になり、前記半透明干渉膜及び前記半
透明反射層はそれぞれＡｕ、Ｃｕ、Ａｇ、及びこれらを
主成分とする合金からなる群より選ばれる材料から実質
的になること。

【００３７】・前記記録膜の厚さは３５ｎｍ以下である
こと。・前記半透明干渉膜の厚さは８０ｎｍ以下であること。・前記第１の保護膜の厚さｄ₁ が下記不等式（１）また
は（２）に示す関係を満たし、前記第１の保護膜の厚さ
ｄ₂ が下記不等式（３）または（４）に示す関係を満た
すこと。

【００３８】・前記半透明反射層の厚さは３０ｎｍ以下
であること。・前記記録膜はＧｅＳｂＴｅ系合金から実質的になり、
前記第１及び第２の保護膜はそれぞれＺｎＳ・ＳｉＯ₂
混合物から実質的になり、前記半透明干渉膜及び前記半
透明反射層はそれぞれＡｕ、Ｃｕ、Ａｇ、及びこれらを
主成分とする合金からなる群より選ばれる材料から実質
的になり、前記半透明干渉膜の厚さは８０ｎｍ以下であ
り、前記第１の保護膜の厚さｄ₁ は下記不等式（１）ま
たは（２）に示す関係を満たし、前記記録膜の厚さは３
５ｎｍ以下であり、前記第１の保護膜の厚さｄ₂ は下記
不等式（３）または（４）に示す関係を満たし、前記半
透明反射層の厚さは３０ｎｍ以下であること。

【００３９】・前記基板の一方の主面には、ランド部と
グルーブ部とが形成されたこと。・前記ランド部に対する前記グルーブ部の深さＤは、下
記不等式（５）または（６）に示す関係を満たすこと。

【００４０】・前記相変化は結晶質状態と非晶質状態と
の間の変化であること。・前記相変化は結晶質状態と非晶質状態との間の変化で
あり、前記記録膜の結晶質状態にある部分と、前記記録
膜の非晶質状態にある部分とで、前記光ビームの波長に
おける位相差が±４５°以下であること。

【００４１】０．２・λ／ｎ≦ｄ₁ ≦０．４・λ／ｎ …（１）０．７・λ／ｎ≦ｄ₁ ≦０．９・λ／ｎ …（２）０．０５・λ／ｎ≦ｄ₂ ≦０．３６・λ／ｎ …（３）０．５４・λ／ｎ≦ｄ₂ ≦０．８６・λ／ｎ …（４）０．１４・λ／ｎ≦Ｄ≦０．２・λ／ｎ …（５）０．３・λ／ｎ≦Ｄ≦０．４・λ／ｎ …（５）なお、上記不等式（１）〜（６）において、λは前記光
ビームの波長を示し、ｎは前記第１及び第２の保護膜の
屈折率を示す。

【００４２】

【発明の実施の形態】以下、本発明について図面を参照
しながらより詳細に説明する。図１に、本発明の実施形
態に係る情報記録媒体の断面図を示す。図１において、
情報記録媒体（光ディスク）１は、基板２上に、半透明
干渉膜３、第１の保護膜４、記録膜５、第２の保護膜
６、及び半透明反射層７が順次積層された構造を有して
いる。

【００４３】上記光ディスク１において、基板２は、ポ
リメチルメタクリレート樹脂やポリカーボネート樹脂等
のプラスチック材料やガラス等のように、光透過性の材
料からなる。

【００４４】記録膜５は、光照射により非晶質状態と結
晶質状態との間で可逆的に相変化する材料で構成される
ことが必要である。この記録膜５は、通常、３５ｎｍ以
下の厚さに形成される。記録膜５を構成する材料として
は、例えば、ＧｅＳｂＴｅ系合金のようなカルコゲナイ
ド等を挙げることができる。

【００４５】第１及び第２の保護膜４，６は、記録膜５
にレーザ光等を照射する際に記録膜５が蒸発するのを防
止するために設けられる。すなわち、第１及び第２の保
護膜４，６を設けることにより、記録膜５の穴明きを防
ぎ、記録膜５の耐熱保護を図ることができる。

【００４６】第１及び第２の保護膜４，６に用いられる
材料としては、例えば、ＺｎＳ・ＳｉＯ₂ 混合物、Ｓｉ
Ｏ₂ 、ＴｉＯ₂ 、及びＡｌ₂ Ｏ₃ 等の光透過性の誘電体
を挙げることができる。なお、上記光ディスク１におい
て、保護膜４，６は、半透明干渉膜３及び半透明反射層
７との相乗効果により再生信号を光学的にエンハンスす
るように設計されている。

【００４７】半透明干渉膜４は、光ディスク１の光学的
干渉条件に影響を与え、保護膜６を薄く形成した場合に
おいても、記録時の反射率を未記録時に比べて高めるこ
とを可能とする。したがって、上記光ディスク１による
と、記録密度を高めた場合においても、再生時にフォー
カシング及びトラッキングを安定に行うことが可能であ
る。

【００４８】半透明干渉膜３は、Ａｕ、Ａｇ、Ｃｕ、Ｓ
ｉ、Ｇｅ及びこれらを主成分とする合金等からなる。半
透明干渉膜３は、基板２側から照射されたレーザ光が記
録膜５へと到達可能である程度に薄い必要がある。ま
た、半透明干渉膜３は、半透明干渉膜３と半透明反射層
７との間で光の干渉を生じさせて再生信号をエンハンス
するために、ある程度の厚さを必要とする。したがっ
て、半透明干渉膜３は、通常、１〜３０ｎｍ程度の厚さ
に形成される。

【００４９】また、上記光ディスク１において、半透明
反射層７は、基板２側から照射されるレーザー光の一部
を透過させ、残りを反射するように形成される。ここ
で、半透明反射層７がレーザー光の一部を透過させるた
めには、半透明反射層７の光透過率が１０％以上である
ことが必要であると定義する。

【００５０】従来の光ディスクにおいては、上記半透明
反射層７の代わりに反射層が設けられていた。従来の光
ディスクにおける反射層は、基板２側から照射されるレ
ーザー光の全てを反射或いは吸収するものである。その
ため、従来の光ディスクにおいて所望の干渉条件を得る
ためには、基板と反射層との間に介在する層構成を制御
するより他はない。

【００５１】それに対し、上記光ディスク１によると、
干渉条件を半透明反射層７の反射率或いは光透過率等で
制御することができる。また、半透明反射層７の反射率
或いは光透過率等は、半透明反射層７に用いる材料或い
はその膜厚により容易に制御可能である。

【００５２】本発明者は、半透明反射層７の膜厚等と光
ディスク１の光学特性との関係を調べたところ、以下の
関係を見出した。すなわち、記録膜５４の記録部と未記
録部との間の光吸収率の比は半透明反射層７の膜厚に殆
ど依存せず、それぞれの光吸収率は半透明反射層７の膜
厚に応じて変化するのである。

【００５３】したがって、例えば、基板２上に形成する
半透明反射層７以外の層構成を最適化することにより記
録膜５４の記録部と未記録部との間の光吸収率の比を所
望値に設定し、半透明反射層７の厚さを最適化すること
により所望の記録感度等を得ることができる。すなわ
ち、記録部と未記録部との間の光吸収率の比に殆ど影響
を与えることなく、記録・消去に使用可能なレーザー光
のパワーマージンを拡大することが可能となる。

【００５４】上記光ディスク１において、半透明反射層
７に用いる材料は、複素屈折率ｎ−ｉｋの屈折率ｎ及び
消衰係数ｋが下記不等式を満たすことが好ましい。ｎ≦０．５ｋ≧２このような材料を用いた場合、半透明反射層７を均一な
厚さで形成し、かつ半透明反射層７の光透過率等を所望
値に制御することが可能となる。屈折率ｎ及び消衰係数
ｋが上記不等式を満たす材料としては、例えば、Ａｕ、
Ｃｕ及びＡｇ等の金属、或いはこれらを主成分とした合
金を挙げることができる。なお、上記材料を用いた場
合、半透明反射層７の厚さを３０ｎｍ以下とすることに
より、上述した効果が顕著となる。

【００５５】上記光ディスク１は、ランド部とグルーブ
部とに情報の記録を行うタイプであってもよい。この場
合、ランド部に対するグルーブ部の深さは、０．１４λ
／ｎ〜０．２０λ／ｎ或いは０．３０λ／ｎ〜０．４０
λ／ｎであることが好ましい。ランド部に対するグルー
ブ部の深さを上記範囲内とした場合、隣接トラックから
の信号のもれ込み（クロストーク）量を少なくすること
ができる。なお、ｎは保護膜４，６の屈折率であり、λ
は記録・消去に用いるレーザー光の波長である。

【００５６】また、光ディスク１を上記タイプとした場
合、記録部と未記録部とでの反射光の位相差が±４５°
以下となるように層構成を制御することが好ましい。位
相差を上記範囲内とすることにより、ランド部及びグル
ーブ部の信号振幅を揃えることが可能となる。

【００５７】

【実施例】以下、本発明の実施例について説明する。（実施例１）図１に示す光ディスク１について、その光
学的特性と各層の膜厚との関係を以下に示す方法により
調べた。

【００５８】図２は、本発明の実施例に係る光ディスク
の保護膜の厚さと反射率変化量との関係を示すグラフで
ある。図中、横軸は第１の保護膜４の厚さにｎ／λを乗
じた数値を示し、縦軸は第２の保護膜６の厚さにｎ／λ
を乗じた数値を示し、等高線に付された数値は、未記録
時に対する記録時の反射率変化量を示している。なお、
ｎは保護膜４，６の屈折率であり、λは記録・消去に用
いるレーザー光の波長（６６０ｎｍ）である。

【００５９】また、図２に示すデータは、半透明干渉膜
３を厚さ１０ｎｍのＡｕ膜とし、記録膜５を厚さ１０ｎ
ｍのＧｅＳｂＴｅ膜とし、半透明反射層７を厚さ３０ｎ
ｍのＡｕ膜とした場合に得られたものである。

【００６０】図２から明らかなように、第１の保護膜４
の膜厚が０．２・λ／ｎ〜０．４・λ／ｎ及び０．７・
λ／ｎ〜０．９・λ／ｎのいずれか一方の範囲内にあ
り、かつ第２の保護膜６の膜厚が０．０５・λ／ｎ〜
０．３６・λ／ｎ及び０．５４・λ／ｎ〜０．８６・λ
／ｎのいずれか一方の範囲内にある場合に、大きな反射
率変化量を得ることができる。このように、保護膜４，
６の膜厚に応じて反射率変化量が変化する理由は、基板
２側から入射したレーザー光が各層界面で多重反射を起
こすためである。

【００６１】次に、図２に関して説明したのと同条件下
で、記録部の光吸収率に対する未記録部の光吸収率の比
を調べた。その結果を図３に示す。図３は、本発明の実
施例に係る光ディスクの保護膜の厚さと記録部に対する
未記録部の光吸収率の比との関係を示すグラフである。
図中、横軸は第１の保護膜４の厚さにｎ／λを乗じた数
値を示し、縦軸は第２の保護膜６の厚さにｎ／λを乗じ
た数値を示し、等高線に付された数値は、記録部に対す
る未記録部の光吸収率の比を示している。

【００６２】図３から明らかなように、保護膜４，６の
厚さを図２において大きな反射率変化量が得られた範囲
内とした場合、記録部（非晶質部）に対する未記録部
（結晶質部）の光吸収率の比を１より大きくすることが
できる。上述したように、非晶質部に比べて、結晶質部
を溶融するにはより大きな熱量を必要とする。したがっ
て、非晶質部に対する結晶質部の光吸収率の比を１より
大きくした場合、それぞれをほぼ同じ速度で昇温するこ
とができる。すなわち、記録部及び未記録部間における
記録マークのサイズばらつきを低減することが可能とな
る。

【００６３】次に、図１に示す光ディスク１について、
半透明干渉膜３の膜厚と半透明反射層７の膜厚とが、記
録膜５の記録部に対する未記録部の光吸収率に与える影
響を調べた。また、半透明干渉膜３の膜厚と半透明反射
層７の膜厚とが、記録膜５の未記録部の光吸収率に与え
る影響を調べた。なお、ここでは、記録膜５を厚さ１０
ｎｍのＧｅＳｂＴｅ膜とし、第１の保護膜４の厚さにｎ
／λを乗じた数値を０．１とし、第２の保護膜６の厚さ
にｎ／λを乗じた数値を０．３とした。図４及び図５に
その結果を示す。

【００６４】図４は、本発明の実施例に係る光ディスク
の半透明干渉膜及び半透明反射層の厚さと、記録部に対
する未記録部の光吸収率の比との関係を示すグラフであ
る。図中、横軸は半透明干渉膜３の膜厚を示し、縦軸は
半透明反射層７の膜厚を示し、曲線に付された数値は、
記録部に対する未記録部の光吸収率の比を示している。

【００６５】図５は、本発明の実施例に係る光ディスク
の半透明干渉膜及び半透明反射層の厚さと、未記録部の
光吸収率との関係を示すグラフである。図中、横軸は半
透明干渉膜３の膜厚を示し、縦軸は半透明反射層７の膜
厚を示し、曲線に付された数値は未記録部の光吸収率を
示している。

【００６６】図４から明らかなように、記録部に対する
未記録部の光吸収率の比は、半透明干渉膜３の膜厚に応
じて変化するが、半透明反射層７の膜厚には殆ど依存し
ていない。一方、図５から明らかなように、半透明反射
層７の膜厚を５〜３０ｎｍの間で変化させることによ
り、記録部の光吸収率を０．６５〜０．９の間で変化さ
せることができる。

【００６７】以上から、記録の線速度、記録パルスの時
間及びそのパワーに応じて半透明反射層７の膜厚を設定
することにより、記録部と未記録部との間の光吸収率の
比に殆ど影響を与えることなく、最適な記録感度を得る
ことができることが確認された。

【００６８】（実施例２）以下に示す方法により、図１
に示す光ディスク１を以下に作製し、半透明反射層７の
厚さと記録・消去特性との関係を調べた。

【００６９】まず、表面に渦巻線状の溝が形成された直
径９０ｍｍ、厚さ０．６ｍｍのポリカーボネート製円盤
ディスク２上に、Ａｕからなる厚さ１０ｎｍの半透明干
渉膜３を成膜した。次に、半透明干渉膜３上に、ＺｎＳ
とＳｉＯ₂ との混合物からなる保護膜４を９３ｎｍの厚
さに形成した。なお、保護膜４の厚さ９３ｎｍは、０．
３・λ／ｎ（λはレーザー光の波長、ｎは保護膜４の屈
折率）に相当する。

【００７０】次に、保護膜４上に、ＧｅＳｂＴｅからな
る記録膜５を３０ｎｍの厚さに形成した。記録膜５中の
Ｇｅ、Ｓｂ、Ｔｅの原子比は、２：２：５とした。記録
膜５上に、ＺｎＳとＳｉＯ₂ との混合物からなる保護膜
６を３１ｎｍ（０．１・λ／ｎ）の厚さに形成し、保護
膜６上にＡｕからなる半透明反射層７を１００ｎｍの厚
さに形成した。なお、基板２上への成膜には全て真空ス
パッタリング法を用いた。

【００７１】さらに、半透明反射層７上に、基板２と同
様のポリカーボネート製円盤ディスクを紫外線硬化樹脂
を用いて接着することにより、光ディスク１を得た。以
上のようにして作製した光ディスク１をサンプル（１）
とする。

【００７２】次に、半透明反射層７を１０ｎｍの厚さに
形成したこと以外はサンプル（１）に関して説明したの
と同様にして光ディスク１を作製した。以上のようにし
て作製した光ディスク１をサンプル（２）とする。

【００７３】上述した方法により作製したサンプル
（１），（２）の記録・消去特性を図６に示す装置を用
いて調べた。図６は、本発明の実施例において用いられ
る光ディスクドライブ装置を概略的に示す図である。

【００７４】図６に示すように、光ディスク１は、スピ
ンドルモータ３２の回転軸に保持される。光ディスク１
は、スピンドルモータ３２の回転数を制御することによ
り、所定の回転数で回転される。

【００７５】入力装置３６から入力される信号は、変調
回路３５において“１”または“０”の信号へとデジタ
ル化される。変調回路３５からのデジタル信号はレーザ
ドライバ３７へと送られ、光学ヘッド３３から出射され
るレーザー光のＯＮ／ＯＦＦを制御する。これにより、
ディスク１上へのデータの書込みが行われる。

【００７６】ディスク１に所定のパワーのレーザー光を
照射することにより得られる再生信号は、光学ヘッド３
３に接続されたプリアンプ３８で増幅される。増幅され
た再生信号は、次に２値化回路３９において、アナログ
信号からデジタル信号へとデジタル化される。デジタル
化された再生信号は、さらに復調回路４０において復調
され、アナログ信号として出力装置４１へと出力され
る。

【００７７】なお、図６において、制御系４３は、レー
ザドライバ３７を介して光学ヘッド３３から出射される
レーザ光強度を制御したり、例えば、リニアモータ駆動
制御系４６を介してリニアモータ３４を駆動することに
より光学ヘッド３３を所望の位置に制御するのに用いら
れる。また、制御系４３は、フォーカス駆動制御系４４
やトラック駆動制御系４５を介して、光学ヘッド３３に
設けられた対物レンズアクチュエータを駆動することに
より、ディスク１の面振れやトラックの偏心に追従する
ように対物レンズの位置を制御するのに用いられる。

【００７８】以上のように構成される光ディスクドライ
ブ装置３０を用いてサンプル（１），（２）の記録・消
去特性を測定するのに先立ち、サンプル（１），（２）
の記録膜を、それぞれアルゴンレーザーを用いて結晶化
させた。

【００７９】次に、図６に示す光ディスクドライブ装置
３０を用い、スピンドルモータ３２の回転数を１８００
ｒｐｍに制御して、サンプル（１），（２）に情報を記
録した。なお、この記録は、記録信号を単一信号とし、
記録マーク長が０．６μｍとなるように行った。

【００８０】上記サンプル（１），（２）は、未記録時
に比べて記録時に反射率が上昇するタイプであるので、
記録の前及び後のいずれにおいてもフォーカシング及び
トラッキングを安定して行うことができた。また、未記
録部の反射率は１１％であり、記録部の反射率は３５％
であった。

【００８１】次に、上記サンプル（１），（２）につい
て、信号対雑音比（ＣＮＲ値）と、記録に用いるレーザ
ー光のパワーとの関係を調べた。なお、この記録は、記
録信号を単一信号とし、レーザー光のパワーを１２ｍＷ
とした場合に、長さ０．６μｍの記録マークが形成され
るように行った。

【００８２】また、上記サンプル（１），（２）に、記
録マーク長が０．６μｍとなるように１２ｍＷのレーザ
ー光を照射して記録を行い、この記録の消去に用いるレ
ーザー光のパワーと、記録の消去率との関係を調べた。
なお、消去率は、上記記録直後のＣＮＲ値を、記録を消
去した後のＣＮＲ値で減じることにより得られる値であ
る。これらの結果を、下記表１，２に示す。

【００８３】

【表１】

【００８４】

【表２】

【００８５】上記表１から明らかなように、サンプル
（１）においては、ＣＮＲ値はレーザー光のパワーに応
じて変化した。それに対し、サンプル（２）において
は、レーザー光のパワーを１２ｍＷ以上とすることによ
り、ＣＮＲ値の変化は飽和に達した。すなわち、サンプ
ル（１）に比べてサンプル（２）の方が、レーザー光パ
ワーが記録特性に与える影響は少ないといえる。

【００８６】また、表２から明らかなように、サンプル
（１）に比べ、サンプル（２）において、より大きな消
去率を得ることができた。また、サンプル（２）におい
ては、消去を可能とするレーザー光のパワー範囲がサン
プル（１）に比べて拡大されている。

【００８７】以上から、本発明の実施例に係る光ディス
クによると、半透明反射層７の厚さを適切に設定するこ
とにより、記録・消去に使用可能なレーザー光のパワー
マージンを拡大することが可能となる。

【００８８】（比較例）半透明反射層７の代わりに、Ａ
ｌからなる反射層を１００ｎｍの厚さに形成したこと以
外は実施例２においてサンプル（１）に関して説明した
のと同様にして光ディスクを作製した。以上のようにし
て作製した光ディスクを比較用サンプル（２）とする。

【００８９】さらに、半透明反射層７の代わりに、Ａｌ
からなる反射層を１０ｎｍの厚さに形成したこと以外は
実施例２においてサンプル（１）に関して説明したのと
同様にして光ディスクを作製した。以上のようにして作
製した光ディスクを比較用サンプル（２）とする。

【００９０】なお、比較用サンプル（１），（２）の反
射層は、いずれも光透過性を有していない。Ａｌを用い
て半透明反射層を形成しようと試みた場合、膜厚を極め
て薄く制御しなければならない。しかしながら、Ａｌを
用いて、そのように極めて薄い半透明反射層を均一な厚
さに形成することは現実的には不可能である。

【００９１】次に、比較用サンプル（１），（２）の記
録膜を、それぞれアルゴンレーザーを用いて結晶化させ
た後、図６に示す光ディスクドライブ装置３０を用い、
スピンドルモータ３２の回転数を１８００ｒｐｍに制御
して、情報を記録した。なお、この記録は、記録信号を
単一信号とし、記録マーク長が０．６μｍとなるように
行った。

【００９２】上記比較用サンプル（１），（２）は、未
記録時に比べて記録時に反射率が上昇するタイプである
ので、記録の前及び後のいずれにおいてもフォーカシン
グ及びトラッキングを安定して行うことができた。ま
た、未記録部の反射率は１０％であり、記録部の反射率
は３２％であった。

【００９３】次に、上記比較用サンプル（１），（２）
について、信号対雑音比（ＣＮＲ値）と、記録に用いる
レーザー光のパワーとの関係を調べた。なお、この記録
は、記録信号を単一信号とし、レーザー光のパワーを１
２ｍＷとした場合に、長さ０．６μｍの記録マークが形
成されるように行った。

【００９４】また、上記比較用サンプル（１），（２）
に、記録マーク長が０．６μｍとなるように１２ｍＷの
レーザー光を照射して記録を行い、この記録の消去に用
いるレーザー光のパワーと、記録の消去率との関係を調
べた。なお、消去率は、上記記録直後のＣＮＲ値を、記
録を消去した後のＣＮＲ値で減じることにより得られる
値である。これらの結果を、下記表３，４に示す。

【００９５】

【表３】

【００９６】

【表４】

【００９７】上記表３から明らかなように、比較用サン
プル（１），（２）の双方において、ＣＮＲ値はレーザ
ー光のパワーに応じて変化し、飽和に達することはなか
った。すなわち、比較用サンプル（１），（２）におい
ては、レーザー光パワーが記録特性に与える影響は大き
いといえる。

【００９８】また、表４から明らかなように、比較用サ
ンプル（１），（２）においては、実施例２のサンプル
（２）程の大きな消去率を得ることができなかった。ま
た、比較用サンプル（１），（２）においては、消去を
可能とするレーザー光のパワー範囲が実施例２のサンプ
ル（２）に比べて狭いものであった。

【００９９】さらに、表３及び表４から明らかなよう
に、比較用サンプル（１），（２）からは、ほぼ同じデ
ータが得られた。以上から、比較用サンプル（１），
（２）によると、例え、反射層の膜厚を変えたとして
も、記録・消去に使用可能なレーザー光のパワーマージ
ンを拡大することが困難であることが明らかになった。

【０１００】

【発明の効果】以上示したように、本発明の情報記録媒
体は半透明干渉膜を有している。半透明干渉膜は、情報
記録媒体の光学的干渉条件に影響するため、保護膜を薄
く形成し、かつ記録時の反射率を未記録時に比べて高め
ることができる。すなわち、記録密度を高めた場合にお
いても、再生時にフォーカシング及びトラッキングを安
定に行うことが可能である。また、本発明の情報記録媒
体には、反射層の代わりに半透明反射層が設けられる。
半透明反射層を用いた場合、その反射率や透過率等を制
御することにより、記録膜の記録部と未記録部との間の
光吸収率の比に影響を与えることなく、記録・消去に使
用可能なレーザー光のパワーマージンを拡大することが
可能となる。

【０１０１】すなわち、本発明によると、再生時のフォ
ーカシング及びトラッキングを安定して行うことがで
き、かつ記録・消去に使用可能なレーザー光のパワーマ
ージンを拡大することが可能な情報記録媒体が提供され
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態に係る情報記録媒体を示す断
面図。

【図２】本発明の実施例に係る光ディスクの保護膜の厚
さと反射率変化量との関係を示すグラフ。

【図３】本発明の実施例に係る光ディスクの保護膜の厚
さと記録部に対する未記録部の光吸収率の比との関係を
示すグラフ。

【図４】本発明の実施例に係る光ディスクの半透明干渉
膜及び半透明反射層の厚さと、記録部に対する未記録部
の光吸収率の比との関係を示すグラフ。

【図５】本発明の実施例に係る光ディスクの半透明干渉
膜及び半透明反射層の厚さと、未記録部の光吸収率との
関係を示すグラフ。

【図６】本発明の実施例において用いられる光ディスク
ドライブ装置を概略的に示す図。

【図７】従来の相変化型光ディスクを示す断面図。

【図８】オーバーライト記録に必要なレーザ光のパワー
を示すグラフ。

【図９】ランド／グルーブ記録法を概略的に示す図。

【図１０】保護膜の厚さと反射率との関係の一例を示す
グラフ。

【図１１】マーク長記録方式を概略的に示す図。

【符号の説明】

１，５１…光ディスク２，５２…基板３…半透明干渉膜４，６，５３，５５…保護膜５，５４…記録膜７…半透明反射層３０…光ディスクドライブ装置３２…スピンドルモータ３３…光学ヘッド３４…リニアモータ３５…変調回路３６…入力装置３７…レーザドライバ３８…プリアンプ３９…２値化回路４０…復調回路４１…出力装置４３…制御系４４…フォーカス駆動制御系４５…トラック駆動制御系４６…リニアモータ駆動制御系５６…反射層５７〜５９…曲線６０〜６３…記録マーク６１…ランド部６２…グルーブ部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】光透過性の基板と、前記基板の一方の主面上に形成された半透明干渉膜と、前記半透明干渉膜上に形成され、光ビームを照射するこ
とにより可逆的に相変化して光学的特性に変化を生ずる
記録膜と、前記記録膜上に形成された半透明反射層と、前記半透明干渉膜と前記記録膜との間に設けられ、前記
記録膜よりも高い融点を有する光透過性の第１の保護膜
と、前記記録膜と前記半透明反射層との間に設けられ、前記
記録膜よりも高い融点を有する光透過性の第２の保護膜
とを具備することを特徴とする情報記録媒体。
【請求項２】前記基板側から前記記録膜へ向けて光ビ
ームを照射することにより観測される反射率は、前記記
録膜が安定な相にある場合に比べ、前記記録膜がより不
安定な相にある場合においてより高いことを特徴とする
請求項１に記載の情報記録媒体。
【請求項３】前記半透明反射層は、Ａｕ、Ｃｕ、Ａ
ｇ、及びこれらを主成分とする合金からなる群より選ば
れる材料から実質的になることを特徴とする請求項１ま
たは２に記載の情報記録媒体。
【請求項４】前記記録膜はＧｅＳｂＴｅ系合金から実
質的になることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１
項に記載の情報記録媒体。
【請求項５】前記第１及び第２の保護膜の少なくとも
一方は、ＺｎＳ・ＳｉＯ₂ 混合物、ＳｉＯ₂ 、ＴｉＯ
₂ 、及びＡｌ₂ Ｏ₃ からなる群より選ばれる材料から実
質的になることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１
項に記載の情報記録媒体。