JP2903969B2 - 光学的記録用媒体およびこれを用いた記録再生方法 - Google Patents
光学的記録用媒体およびこれを用いた記録再生方法Info
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Description
より、高速かつ高密度に情報を記録、再生、消去可能な
光学的記録用媒体およびこれを用いた記録再生方法に関
するものである。
度・高速化の要求に応える記録媒体として、レーザー光
線を利用した光ディスクが開発されている。光ディスク
には、一度だけ記録が可能な追記型と、記録・消去が何
度でも可能な書換え型がある。書換え型光ディスクとし
ては、光磁気効果を利用した光磁気記録媒体や、可逆的
な結晶状態の変化を利用した相変化媒体が挙げられる。
ーザー光のパワーを変調するだけで、記録・消去が可能
である。さらに、消去と再記録を単一ビームで同時に行
う1ビームオーバーライトが可能であるという利点を有
する。1ビームオーバーライト可能な相変化記録方式で
は、記録膜を非晶質化させることによって記録ビットを
形成し、結晶化させることによって消去を行う場合が一
般的である。
記録層材料としては、カルコゲン系合金薄膜を用いるこ
とが多い。例えば、Ge−Te系、Ge−Te−Sb
系、In−Sb−Te系、Ge−Sn−Te系合金薄膜
等が挙げられる。なお、書換え型とほとんど同じ材料・
層構成を適用して、追記型の相変化媒体も実現できる。
この場合、その可逆性を利用しないのでより長期にわた
って情報を記録・保存でき、原理的にはほぼ半永久的な
保存が可能である。
あけ型と異なり記録ピット周辺にリムと呼ばれる盛り上
がりが生じないため信号品質に優れ、また記録層上部に
空隙が不要なためエアーサンドイッチ構造にする必要が
ないという利点がある。一般に、書換え型の相変化記録
媒体では、相異なる結晶状態を実現するために、2つの
異なるレーザー光パワーを用いる。この方式を、結晶化
された初期状態に非晶質ピットの記録および結晶化によ
る消去を行う場合を例にとって説明する。
く、融点よりは低い温度まで記録層を加熱することによ
ってなされる。この場合、冷却速度は結晶化が十分なさ
れる程度に遅くなるよう、記録層を誘電体層で挟んだ
り、ビームの移動方向に長い楕円形ビームを用いたりす
る。一方、非晶質化は記録層を融点より高い温度まで加
熱し、急冷することによって行う。この場合、上記誘電
体層は十分な冷却速度(過冷却速度)を得るための放熱
層としての機能も有する。
おける記録層の溶融・体積変化に伴う変形や、プラスチ
ック基板への熱的ダメージを防いだり、湿気による記録
層の劣化を防止するためにも、上記誘電体層は重要であ
る。誘電体層の材質は、レーザー光に対して光学的に透
明であること、融点・軟化点・分解温度が高いこと、形
成が容易であること、適度な熱伝導性を有するなどの観
点から選定される。
定できるレーザーのビーム径は0.82×λ÷NA(λ
は波長、NAはレンズの開口数)で定義される。従って
高密度記録のためレーザーに600nm以下のような短
波長のものを用いると、ビームスポット径は小さくな
る。
ファスビットを結晶化温度でアニールし、結晶化させる
ことで記録の消去をおこなっているが、ビームスポット
径が小さい場合、記録層が結晶化温度以上に保たれる時
間が短くなり結晶化が上手くいかなくなるという問題点
があった。
録層と第2の誘電体層の関係を改良することにより、記
録層が結晶化温度に保たれる時間を長くすることが可能
となり、結晶化温度の熱を十分な量与えることが出来、
特に600nm未満の短波長記録に適した光学記録用媒
体となることを見いだし、本発明に到達した。
層、相変化記録層、第2の誘電体層および反射層を順次
有する光学的情報記録用媒体であって、相変化記録層の
膜厚が20−50nmであり、第2の誘電体層は熱伝導
率が1×10-3pJ・μm-1・K-1・ns-1以下の材質
からなり、且つ膜厚が1nm以上10nm未満である、
波長600nm未満のレーザー光を用いて情報の記録再
生を行なうための光学的情報記録用媒体、およびこれを
用いて波長600nm未満のレーザーを用いて情報の記
録再生を行うことを特徴とする記録再生方法である。
Te系等が好ましく用いられ、結晶化速度、非晶質化の
し易さ、結晶粒径、保存安定性等の改善のためSn,I
n,Ge,Pb,As,Se,Si,Bi,Au,T
i,Cu,Ag,Pt,Pd,Co,Ni等を加えても
よい。記録層の厚みが20nmより薄いと記録層自体に
よる熱保温性が少なくなり、また記録層の結晶化のため
の結晶核形成が抑えられ結晶化が抑制され、さらには十
分なコントラストが得られないという問題が生じる。
ライト時の物質移動が起こり易くなり記録層のクラック
が生じ易くなる。記録層の膜厚は20〜50nmが好ま
しい。記録層は、誘電体層で挟んで基板上に設けるが、
反射層、紫外線硬化樹脂からなる保護層等を設けてもよ
い。第1及び第2の誘電体層には、好ましくは硫化亜鉛
と二酸化ケイ素の混合物等の、透明で光学定数nが1.
9から2.4、kが0から0.05であり、熱膨張係数
が1.0×10-5以下の誘電体を用いることが好まし
い。
m未満とし、第1の誘電体層は好ましくは50nmから
250nmである。本発明においては第2の誘電体層の
厚さが10nm未満と、通常に比べて大変に薄くされて
いるのが特徴である。第2の誘電体層は少なくとも1n
m以上、製造上を考えれば5nm以上の厚さに設けるの
が良い。
J・μm-1・K-1・ns-1以下の材質のものを用いる。
このような厚さと熱伝導率にすることにより、第2の誘
電体層を伝ってすばやく記録層から熱を逃がすことで、
記録層が結晶化するための温度に保たれる幅を広くとる
ことが可能となり、十分に結晶化するための時間を稼ぐ
ことができる。
ガラス、プラスチック、ガラス上に光硬化性樹脂を設け
たもの等のいずれであってもよいが、本発明に用いた誘
電体層は耐熱性に優れ、基板の熱的変形防止効果がある
ため、現在光ディスク用基板として一般的に使用されて
いるポリカーボネート樹脂基板を使用することが可能で
ある。
g等の、熱伝導性の高い物質を用いることが好ましく、
その厚みは通常100〜200nmの範囲に選ばれる。
記録層、誘電体層、反射層はスパッタリング法などによ
って形成される。記録膜用ターゲット、誘電体膜用ター
ゲット、必要な場合には反射層材料用ターゲットを同一
真空チャンバー内に設置したインライン装置で膜形成を
行うことが各層間の酸化や汚染を防ぐ点で望ましい。ま
た、生産性の面からもすぐれている。
のバルクでの値ではなく、薄膜の熱伝導率である。薄膜
の熱伝導率測定法には、J.C.Lambropoul
os,et.al.,J.Appl.Phys.,6
6,4230(1989)、I.Hatta,et.a
l.,Rev.Sci.Instrum.,56,16
43(1985)や、M.Horie,et.al.,
MitsubishiKasei R&D Revie
w,4(2),68(1990)等に示されている。具
体的には光交流励起法による熱伝導率測定装置を用いれ
ば良い。
る。 実施例1 ポリカーボネート樹脂基板上に(ZnS)80(Si
O2)20(数字は成分割合を示し単位はmol%)の組成、
波長488nmの場合の光学定数がn=2.2、k=0
の第1の誘電体膜を155nm、Ge2Sb2Te5(組
成は比率で示した)記録膜を30nm、(ZnS)
80(SiO2)20の組成、波長488nmの場合の光学
定数がn=2.2、k=0の第2の誘電体膜(熱伝導率
3.5×10-4pJ・μm-1・K-1・ns-1)を5n
m、Al合金反射膜を200nm、スパッタリング法に
より順に形成した。さらに反射層の上部に紫外線硬化樹
脂層を設けた。
アモルファス状態であるので、Arレーザーで結晶化さ
せ初期化を行った後、波長488nmのレーザーピック
アップを用いた評価装置でディスクの動特性を評価し
た。線速度10m/secで記録パワー12mW、消去
パワー6mWで記録周波数8.58MHz、パルス幅3
8nsecの信号を記録した時のC/N比、および消去
パワーをDC照射した時の消去比はそれぞれ56dB、
28dBであった。さらに、消去比20dB以上の消去
パワーマージンは4mWであった。
O2)20の組成、波長488nmの場合の光学定数がn
=2.2、k=0の第1の誘電体膜を160nm、Ge
2Sb2Te5記録膜を20nm、(ZnS)80(Si
O2)20の組成、波長488nmの場合の光学定数がn
=2.2、k=0の第2の誘電体膜(熱伝導率3.5×
10-4pJ・μm-1・K-1・ns-1)を20nm、Al
合金反射膜を200nm、スパッタリング法により順に
形成した。
設けた。上記のように作成したディスクの記録層はアモ
ルファス状態であるので、Arレーザーで結晶化させ初
期化を行った後、波長488nmのレーザーピックアッ
プを用いた評価装置でディスクの動特性を評価した。線
速度10m/secで記録パワー8mW、消去パワー4
mWで記録周波数8.58MHz、パルス幅38nse
cの信号を記録した時のC/N比、および消去パワーを
DC照射した時の消去比はそれぞれ56dB、20dB
であった。さらに、消去比20dB以上の消去パワーマ
ージンは0.3mWであった。参考例1〜3ポリカーボ
ネート樹脂基板上に、(ZnS)80(SiO2 )20の組
成(単位はmol %;熱伝導率3.5×10-4[ pJ/μ
m/K/ns] )の第1の誘電体膜を110nm、表−
1に示す厚さのGe2 Sb2 Te5 記録膜、(ZnS)
80(SiO2 )20の組成(熱伝導率3.5×10-4[ p
J/μm/K/ns] )で表−1に示す厚さの第2の誘
電体膜、Al合金反射膜を200nmを、スパッタリン
グ法により順に形成した。さらに反射層の上部に紫外線
硬化樹脂層を設けた。上記のように作成したディスクの
記録層はアモルファス状態であるので、波長810nm
のLDを光源とするバルクイレーザにより結晶化させ初
期化を行った後、波長780nm(NA0.55)のレ
ーザーピックアップを用いた評価装置でディスクの動特
性を評価した。線速度10m/secで表−1に示す記
録パワー及び消去パワーで記録周波数4MHz、dut
y50%の信号を記録した時のC/N比、及び消去比2
0dB以上の消去パワーマージンを表−1に示す。
再生においては、本願で規定する膜厚や熱伝導率の範囲
にあってもそうでなくても、消去マージンに大きな差が
ないことが分かる。むしろ、膜厚や熱伝導率が本願で規
定する範囲と一致する参考例3においては、記録や消去
パワーが大きく感度が悪いことが分かる
レーザー波長600nm以下の光源を用いて、感度良く
C/N比および消去比の良い記録再生特性を得ることが
できる。
Claims (6)
- 【請求項1】 基板上に、第1の誘電体層、相変化記録
層、第2の誘電体層および反射層を順次有する光学的情
報記録用媒体であって、相変化記録層の膜厚が20−5
0nmであり、第2の誘電体層は熱伝導率が1×10-3
pJ・μm-1・K-1・ns-1以下の材質からなり、且つ
膜厚が1nm以上10nm未満である、波長600nm
未満のレーザー光を用いて情報の記録再生を行なうため
の光学的情報記録用媒体。 - 【請求項2】 相変化記録層が、GeSbTe系又はI
nSbTe系である請求項1に記載の光学的情報記録用
媒体。 - 【請求項3】 第1及び第2の誘電体層は、硫化亜鉛と
二酸化ケイ素との混合物の組成を有する請求項1又は2
に記載の光学的情報記録用媒体。 - 【請求項4】 第1及び第2の誘電体層は、光学定数n
が1.9−2.4であり、kが0−0.05である誘電
体からなる請求項1乃至3のいずれか1つに記載の光学
的情報記録用媒体。 - 【請求項5】 反射層の厚みが100−200nmであ
る請求項1乃至4のいずれか1つに記載の光学的情報記
録用媒体。 - 【請求項6】 請求項1乃至5のいずれか1つに記載の
光学的情報記録用媒体に、波長600nm未満のレーザ
ー光を用いて情報の記録再生を行うことを特徴とする記
録再生方法。
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JP5275705A JP2903969B2 (ja) | 1993-11-04 | 1993-11-04 | 光学的記録用媒体およびこれを用いた記録再生方法 |
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-
1993
- 1993-11-04 JP JP5275705A patent/JP2903969B2/ja not_active Expired - Lifetime
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