JP2000276770A - 高密度光ディスク - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 狭トラックピッチ基板に微小マーク記録する
高密度光ディスクにおいて、特に信号の記録、消去時に
おけるクロスライトやクロスイレースを軽減することを
目的とする。 【解決手段】 高密度光ディスク１０は、保護層１１、
記録層１２、及び基板１３を備えている。基板１３には
トラック方向に延びる壁部１３ａと溝部１３ｂとが径方
向に交互に形成されている。そして、溝部１３ｂには記
録材料が充填され、記録層１２が形成されている。記録
層１２は高密度光ディスク１０の径方向に、つまりトラ
ックごとに、熱伝導率の小さい基板１３の壁部１３ａに
よって分断されている。更に好ましくは、トラック内に
おいても記録マークごとに記録層１２が分断され、記録
マーク間に記録材料より熱伝導率の小さい材料が介在し
ている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、高密度記録が可能
な光ディスクに関する。ここでいう光ディスクには、相
変化型の記録材料を用いた狭義の光ディスクと、磁気記
録材料を用いた光磁気ディスクの両方が含まれる。

【０００２】

【従来の技術】近年、光ディスクを用いた情報記録装置
にあっては、高密度化、大容量化が急速に進んできてい
る。例えば、トラックのピッチ１．１μｍ、記録マーク
長０．６４μｍの高密度光ディスクが実現している。ま
た、更なる高密度化、大容量化のために、ランドとグル
ーブの両方に記録を行うランド・グルーブ記録法が提案
されている。

【０００３】一方、再生時の分解能を高める方法とし
て、磁気超解像法や光超解像法が提案されている（例え
ば特開平８−７７６２６号公報及びJpn. J. Appl. Phy
s. Vol.37 (1998) pp. 1323-1325参照）。これらの再生
方法によれば、再生時の光スポットに複数の記録マーク
が含まれる場合であっても、磁気的又は光学的に生成し
たマスクを通して１つの記録マークのみを読み取ること
ができる。その結果、光源の波長と対物レンズの開口数
とで制限される光スポットの大きさより小さな記録マー
クの記録及び再生が可能になる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】トラックピッチを小さ
くすることによる高密度化の問題点として、隣接トラッ
ク間のクロストークがある。これは、再生時に、隣接ト
ラックに記録された信号を誤って読み取る現象である。
また、信号を記録・消去する際の問題として、隣接トラ
ックに誤って信号を記録してしまうクロスライトや、隣
接トラックの記録信号を誤って消去してしまうクロスイ
レースの問題がある。

【０００５】更に、記録マーク長を短くすることによる
高密度化の問題点として、記録マークの位置ずれがエラ
ーレートに及ぼす影響が大きくなることがある。いわゆ
る、サーマルシフトによる信号のジッタの増加が顕著に
なる問題が生ずる。

【０００６】したがって、従来の技術の延長線上で光デ
ィスクの記録密度を更に高めようとすると、記録、再
生、消去のマージンが狭くなり、光ディスクに求められ
る特性のすべてを満たすことが困難になる。

【０００７】本発明は、上記のような従来の問題点に鑑
みてなされたものであり、狭トラックピッチ基板に微小
マーク記録する高密度光ディスクにおいて、特に信号の
記録、消去時におけるクロスライトやクロスイレースを
軽減することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明による光ディスク
は、ディスク基板上に形成された記録領域がトラックご
とに分断され、トラック間に記録領域を構成する記録材
料より熱伝導率の小さい材料が介在していることを特徴
とする。このような構成によれば、信号の記録、消去時
に照射される光ビームによるビームスポット部の温度上
昇が隣接トラックまで伝達されにくくなるので、トラッ
クピッチが狭くてもクロスライトやクロスイレースの現
象が発生しにくくなる。

【０００９】また、トラック間だけでなく、トラック内
においても記録マークごとに記録領域が分断され、記録
マーク間に記録材料より熱伝導率の小さい材料が介在し
ていることが好ましい。この構成によれば、記録マーク
の位置ずれによるサーマルシフトの影響も緩和され、信
号再生時のジッタが軽減される。

【００１０】具体的な構成として、請求項３の高密度光
ディスクでは、基板に記録マークに相当する微細穴が所
定ピッチで形成され、微細穴に記録材料が充填されてい
る。例えば、ガラスや樹脂のような比較的熱伝導率の小
さい材料で形成された基板に微細穴が形成され、ＴｂＦ
ｅＣｏのような磁性記録材料又はＧｅＳｂＴｅのような
相変化型光記録材料が微細穴に充填される。これによ
り、熱伝導率の大きい記録材料が熱伝導率の小さい材料
でトラックごと、及び、記録マークごとに分断された構
造が実現する。

【００１１】また、請求項４の高密度光ディスクは、上
記の記録材料に記録された信号を磁気超解像法又は光超
解像法を用いて読み出すためのマスクを形成する読み出
し層を備えている。磁気超解像法を用いて読み出すため
の読み出し層には、例えばＧｄＦｅＣｏ等の希土類一遷
移金属非晶質合金膜を用いることができる。光超解像法
を用いて読み出すための読み出し層には、例えばアンチ
モン（Ｓｂ）膜のような光照射により透過率の変化する
材料を用いることができる。この構成により、隣接トラ
ックからのクロストークを軽減することができる。

【００１２】また、請求項５の高密度光ディスクでは、
上記の微細穴が光ディスクのヘッダ情報として兼用され
る。光ディスクには通常、径方向位置及びセクタ位置を
示すエンボスピットが形成されるが、本発明の高密度光
ディスクでは、そのような径方向位置及びセクタ位置を
示すヘッダ情報を、微細穴の大きさ及び穴ピッチとして
記録することが可能であり、これにより、ヘッダ情報専
用のエンボスピットが不要になる。最も簡単な構成とし
ては、ＶＦＯ（クロック）用の信号として、微細穴のピ
ッチを用いることができる。このような信号の再生は光
ビームを照射したときの反射光を検出すればよく、微細
穴に記録膜があってもなくてもよい。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面に
基づいて説明する。図１は、本発明の第１の実施形態に
係る高密度光ディスクの径方向断面を示している。この
高密度光ディスク１０は、保護層１１、記録層１２、及
び基板１３を備えている。基板１３はポリカーボネイト
などの透明プラスチックで形成される。保護層１１は、
高密度光ディスク１０の機械強度を増すと共に、光反射
層を兼ねている。記録層１２に信号を書き込む際、及
び、記録層１２に記録された信号を読み出す際は、高密
度光ディスク１０の基板１３側からレーザビームが照射
される。

【００１４】基板１３にはトラック方向に延びる壁部１
３ａと溝部１３ｂとが径方向に交互に形成されている。
そして、溝部１３ｂには記録材料が充填され、記録層
（記録領域）１２が形成されている。記録材料として、
ＴｂＦｅＣｏのような磁性記録材料又はＧｅＳｂＴｅの
ような相変化型光記録材料が用いられる。

【００１５】上記のように、記録層１２は高密度光ディ
スク１０の径方向に、つまりトラックごとに、基板１３
の壁部１３ａによって分断されている。壁部１３ａ（基
板１３）の熱伝導率は記録層１２の熱伝導率に比べて十
分小さい。このため、あるトラックに信号の書き込み又
は消去のためのレーザビームを照射したとき、照射スポ
ットの温度上昇が隣接トラックに伝達されにくい。その
結果、隣接トラックに誤って信号を書き込むクロスライ
ト、及び、隣接トラックの信号を誤って消去するクロス
イレースの現象が発生しにくい。

【００１６】図２は、本発明の第２の実施形態に係る高
密度光ディスクを示している。図２（Ａ）は高密度光デ
ィスク２０の径方向断面図であり、図２（Ｂ）は高密度
光ディスク２０を構成する基板２４の部分平面図であ
る。この高密度光ディスク２０は、透明基板２１、接着
層２２、読み出し層２３、不透明基板２４、及び記録層
２５を備えている。不透明基板２４は、トラック方向に
沿って一定のピッチで形成された微細穴２４ｂと、トラ
ック間に形成されたプリグルーブ２４ｃとを備えてい
る。微細穴２４ｂの大きさは記録マークの大きさに設定
されている。微細穴２４ｂには記録材料が充填され、記
録層（記録領域）２５が形成されている。プリグルーブ
２４ｃは、高密度光ディスク２０に対する光ビームのト
ラッキングを案内するために設けられている。

【００１７】読み出し層２３は、磁気超解像法又は光超
解像法のマスクを形成するための層であり、これによ
り、光ビームの照射スポット内に複数の記録マークが存
在する場合でも１つの記録マークの信号のみを再生する
ことができる。

【００１８】高密度光ディスク２０に信号を記録する際
は、透明基板２１側から光ビームが照射され、不透明基
板２４に形成されたサーボ情報にしたがってフォーカス
トラッキングが行われ、記録層２５に信号が記録され
る。記録された信号の再生は、上述のように、読み出し
層２３を通して行われる。

【００１９】この実施形態でも、記録層２５は高密度光
ディスク２０の径方向に（トラックごとに）分断され、
その間に熱伝導率の小さい材料（不透明基板２４）が介
在している。したがって、トラック間の熱伝導に起因す
るクロスライト及びクロスイレースの現象が発生しにく
い。更に、本実施形態ではトラック内においても記録マ
ークごとに記録領域が分断され、記録マーク間に記録材
料より熱伝導率の小さい材料が介在しているので、記録
マークの位置ずれによるサーマルシフトの影響も緩和さ
れ、信号再生時のジッタが軽減される。

【００２０】なお、本実施形態の光ディスクでは、ラン
ドに微細穴を形成し記録材料を充填しているが、変形例
として、グルーブ部に微細穴を形成して記録材料を充填
してもよいし、ランドとグルーブの両方に微細穴を形成
して記録材料を充填してもよい。つまり、ランド記録方
式だけでなく、グルーブ記録方式及びランド・グルーブ
記録方式にも本発明を適用することができる。

【００２１】また、トラックに沿って一定間隔で設けた
微細穴は、光ディスクのヘッダ情報として兼用すること
も可能である。例えば、微細穴の間隔（ピッチ）はヘッ
ダ情報のうちのＶＦＯ（クロック）用の信号として用い
ることができる。この信号の再生は光ビームを照射した
ときの反射光を検出すればよく、微細穴に記録膜があっ
てもなくてもよい。

【００２２】

【実施例】図３に本発明の実施例として作製した光磁気
ディスクの断面図を示す。この光磁気ディスク３０は、
透明基板３１、接着層３２、読み出し層３３、不透明基
板３４、光磁気記録層３５、及び保護膜３６を備えてい
る。不透明基板３４の表面に、トラッキングを案内する
ためのプリグルーブ３４ａと、光磁気記録層３５を構成
する磁性記録材料を充填する微細穴３４ｂとが形成され
ている。この不透明基板３４は、光反射層としても機能
する。本実施例では、後述するように、シリコンウエハ
で不透明基板３４を構成し、フォトリソグラフィ及び反
応型エッチング（ＲＩＥ）によってプリグルーブ３４ａ
及び微細穴３４ｂを形成した。

【００２３】光磁気記録層３５を構成する磁性記録材料
として、ＴｂＦｅＣｏのような希土類一遷移金属非晶質
合金を用いた。保護膜３６は、窒化シリコン（ＳｉＮ）
で形成した。読み出し層３３として、ＧｄＦｅＣｏのよ
うな希土類一遷移金属非晶質合金膜をスパッタリングに
より形成した。光磁気記録層３５と読み出し層３３とは
保護膜３６によって分離されているが、静磁的に結合し
ており、磁気超解像媒体を構成している。

【００２４】透明基板３１は、ポリカーボネイト樹脂で
形成した。透明基板３１と不透明基板３４側の読み出し
層３３とを貼り合わせる接着層３２として、紫外線硬化
型樹脂を用いた。

【００２５】図４及び図５に、不透明基板３４側のプロ
セスを示す。まず、シリコンウエハの基板３４を用意し
（図４（Ａ））、表面にスピンコートによってレジスト
膜４１を形成した（図４（Ｂ））。プリグルーブ形成の
ためのパターニング（露光及び現像）をレジスト膜４１
に施した後（図４（Ｃ））、ＲＩＥ（反応型エッチン
グ）処理により基板３４の表面にプリグルーブ３４ａを
形成した（図４（Ｄ））。再び基板３４の表面にスピン
コートによってレジスト膜４２を形成した（図４
（Ｅ））。

【００２６】つぎに、図４（Ｆ）に示すように、微細穴
形成のためのパターニング（露光及び現像）をレジスト
膜４２に施した後、ＲＩＥ（反応型エッチング）処理に
より基板３４の表面に微細穴３４ｂを形成した（図５
（Ａ））。この後、上記の磁性記録材料のスパッタリン
グを行い、光磁気記録層３５を形成した。更にその上
に、次のリフトオフプロセスで磁性記録材料が酸化する
のを防止するための保護膜３６をスパッタリングにより
形成した（図５（Ｂ））。この保護膜３６は非磁性層の
窒化シリコン（ＳｉＮ）膜であり、窒素雰囲気中で反応
型スパッタリングにより形成した。

【００２７】この後、プリグルーブ３４ａの上に残って
いたレジスト膜４２とその上の余分な光磁気記録層３５
及び保護膜３６をリフトオフにより取り除いた（図５
（Ｃ））。さらに、前述の読み出し層３３をＧｄＦｅＣ
ｏのような希土類一遷移金属非晶質合金膜のスパッタリ
ングにより形成した（図５（Ｄ））。

【００２８】以上のようにして形成された不透明基板３
４側の読み出し層３３と、ポリカ−ボネ−ト樹脂からな
る透明基板３１とを紫外線硬化型樹脂からなる接着層３
２で貼り合わせることにより、光磁気ディスクが完成し
た。

【００２９】なお，不透明基板３４と光磁気記録層３５
との間、及び、読み出し層３３と接着層３２との間にＳ
ｉＮのような誘電体膜を形成するのが好ましい。記録材
料の酸化防止や反射光のエンハンス効果を得ることがで
きるからである。

【００３０】上記の実施例では、試作プロセスの関係
上、不透明基板３４としてシリコンウェハを用いたが、
ガラスや樹脂などの熱伝導率の小さい材料を用いて作製
することが好ましい。また、図５（Ｂ）〜（Ｃ）のリフ
トオフ工程を、磁性記録材料が酸化及び窒化されない雰
囲気中、例えばアルゴン（Ａｒ）封入雰囲気中で行うこ
とにより、保護膜３６を省略することができる。この場
合、光磁気記録層３５と読み出し層３３との結合は静磁
結合ではなく、交換結合型の磁気超解像媒体が構成され
る。従って、交換結合型磁気超解像、磁区拡大型光磁気
再生法、磁壁移動型光磁気信号検出法などの微小信号再
生法を適用してもよい。

【００３１】また、読み出し層は３３は記録層３６と同
様に、微細穴３４ｂ内にのみ形成してもよい。また、本
発明は光磁気ディスクに限らず、相変化型の光記録層を
用いた光ディスクにも適用することができる。この場合
は、例えばＳｂ膜のような光照射により透過率の変化す
る材料を読み出し層に用いることができる。

【００３２】以上に説明した光磁気ディスクに対する信
号の記録、及び信号の再生は下記のように行われる。図
６に光磁気ディスク装置の概略構成を示す。光磁気ディ
スク装置Ｍ１は、光磁気ディスク５１に照射されるレー
ザ光の光源であるレーザダイオード５２、光学系５３〜
５６、光検出器５７、磁気ヘッド５８、磁気ヘッドドラ
イバ回路５９、マイクロプロセッサ（ＭＰＵ）６０、レ
ーザダイオードドライバ回路６１、リードアンプ６２を
備えている。

【００３３】光磁気ディスク５１は、図３に示した光磁
気ディスク３０に相当するが、上下関係は逆になってい
る。この光磁気ディスク５１は図示しない回転駆動装置
により、回転駆動される。光磁気ディスク５１の透明基
板（図３の３１）側からレーザ光が照射される。レーザ
光はレーザダイオード５２から発してコリメータレンズ
５３で平行光とされ、ビームスプリッタ５４を通過した
後、対物レンズ５５によって光磁気ディスク５１の光磁
気記録層（図３の３５）に集光される。

【００３４】レーザダイオード５２、コリメータレンズ
５３、ビームスプリッタ５４、対物レンズ５５は、後述
の集光レンズ５６及び光検知器５７と共に光ヘッド部を
構成する。この光ヘッド部は、光磁気ディスク５１に形
成されたプリグルーブ３４ａからの反射光を検出してト
ラッキングを行うと共に、図示しないシーク機構によっ
て光磁気ディスク５１の径方向（図３では左右方向）に
移動するように制御される。

【００３５】光磁気記録層３５のレーザビームが照射さ
れたスポットは加熱されて温度が上昇し、キューリー温
度以上になると、外部から与えられる磁界の方向に磁化
される。光磁気ディスク５１を挟んで光ヘッド部と反対
側には磁気ヘッド５８が設けられ、この磁気ヘッド５８
が発生する磁界によって光磁気ディスク５１の光磁気記
録層３５が磁化される。記録情報（０又は１）に応じて
磁化の方向、すなわち磁気ヘッド５８が発生する磁界の
方向が制御される。つまり、マイクロプロセッサ（ＭＰ
Ｕ）６０の制御によって、記録情報で変調された磁界を
発生するように磁気ヘッドドライバ回路５９が磁気ヘッ
ド５８を駆動する。

【００３６】また、再生に先立ち、光磁気ディスク５１
の読み出し層（図３の３３）が消去方向に磁化（初期
化）される。これにより、光磁気記録層３５への記録の
際に読み出し層３３にも記録されていたマークは消去さ
れ、光磁気ディスク５１の微細穴（図３の３４ｂ）に充
填された光磁気記録層３５のみが記録情報に応じた方向
に磁化されている状態となる。この状態で再生用のレー
ザ光が照射されると、光磁気ディスク５１とレーザ光と
の相対移動に伴って、読み出し層３３には相対移動方向
に低温領域と中間温度領域と高温領域とが生成される。
低温領域と高温領域は光磁気記録層３５に対するマスク
となり、両マスク間の中間温度領域のみにおいて、光磁
気記録層３５の磁化を再生するための窓が形成される。
このようにして、レーザ光のスポット径より小さな記録
マークを読み取ることが可能になる。このような磁気超
解像マスクを用いた再生方法については公知であり、詳
細な説明は省略する。

【００３７】なお、再生時に照射されるレーザ光は、記
録時と同様に、レーザダイオード５２から発してコリメ
ータレンズ５３、ビームスプリッタ５４、及び対物レン
ズ５５を通って光磁気ディスク５１の光磁気記録層３５
に集光される。光磁気記録層３５で反射した光は楕円偏
光となり、その回転角は光磁気記録層３５の磁化方向に
よって異なる。この反射光は対物レンズ５５を経てビー
ムスプリッタ５４にて光路を変え、集光レンズ５６によ
って光検出器５７に集光される。

【００３８】光検出器５７は入射した光からデータ再生
信号及びアドレス信号を検出し、これらの信号はリード
アンプ６２で増幅、整形された後、マイクロプロセッサ
６０に入力される。

【００３９】なお、記録データはビットポジション形式
で格納される。

【００４０】

【発明の効果】以上に説明したように、本発明によれ
ば、トラックピッチが狭くてもクロスライトやクロスイ
レースの現象が発生しにくい光ディスクを提供すること
ができる。また、請求項２の構成によれば、記録マーク
の位置ずれによるサーマルシフトの影響も緩和され、信
号再生時のジッタが軽減される。

【００４１】さらに、請求項４の光ディスクは、磁気超
解像法又は光超解像法を用いて読み出すためのマスクを
形成する読み出し層を備えたことにより、再生時のクロ
ストークを軽減することができる。

【００４２】また、請求項５の構成によれば、トラック
に沿って一定間隔で設けられ、記録材料が充填される微
細穴を、光ディスクのヘッダ情報として兼用することも
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施形態に係る高密度光ディス
クの径方向断面図である。

【図２】本発明の第２の実施形態に係る高密度光ディス
クを示す図である。

【図３】本発明の実施例として作製した光磁気ディスク
の断面図である。

【図４】図３の光磁気ディスクの不透明基板側のプロセ
スを示す前半の各工程における断面図である。

【図５】図３の光磁気ディスクの不透明基板側のプロセ
スを示す後半の各工程における断面図である。

【図６】光磁気ディスク装置の概略構成を示すブロック
図である。

【符号の説明】

１０，２０ 高密度光ディスク １１ 保護層 １２，２５ 記録層（記録領域） １３ 基板 ２１，３１ 透明基板 ２２，３２ 接着層 ２３，３３ 読み出し層 ２４，３４ 不透明基板 ２４ｂ，３４ｂ 微細穴 ２４ｃ、３４ａ プリグルーブ ３０ 光磁気ディスク ３５ 光磁気記録層 ３６ 保護膜

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ディスク基板上に形成された記録領域がト
   ラックごとに分断され、トラック間に前記記録領域を構
   成する記録材料より熱伝導率の小さい材料が介在してい
   ることを特徴とする高密度光ディスク。
2. 【請求項２】前記記録領域がトラック内において更に記
   録マークごとに分断され、記録マーク間に前記記録材料
   より熱伝導率の小さい材料が介在している請求項１記載
   の高密度光ディスク。
3. 【請求項３】基板に記録マークに相当する微細穴が所定
   ピッチで形成され、前記微細穴に記録材料が充填されて
   いることを特徴とする高密度光ディスク。
4. 【請求項４】前記記録材料に記録された信号を磁気超解
   像法又は光超解像法を用いて読み出すためのマスクを形
   成する読み出し層を備えている請求項１、２又は３記載
   の高密度光ディスク。
5. 【請求項５】前記微細穴が光ディスクのヘッダ情報とし
   て兼用される請求項３記載の高密度光ディスク。