JPH0877596A

JPH0877596A - 光学情報記録媒体

Info

Publication number: JPH0877596A
Application number: JP6230671A
Authority: JP
Inventors: Shuichi Okubo; 修一大久保
Original assignee: NEC Corp
Current assignee: NEC Corp
Priority date: 1994-08-31
Filing date: 1994-08-31
Publication date: 1996-03-22

Abstract

(57)【要約】【目的】波長６７０〜６９０ｎｍの光ヘッドを用いた
マークエッジ記録において、オーバライトジッタの小さ
な光学情報記録媒体を提供する。【構成】反射層をＳｉとし、各層の膜厚をそれぞれ、
下部保護層を１８０〜２６０ｎｍ、記録層を１０〜１３
ｎｍ、上部保護層を１３〜２５ｎｍ、反射層を５５〜６
５ｎｍとする。波長６９０ｎｍ近傍において、非晶質と
結晶の反射率変化を大きくしたまま、結晶の吸収率を非
晶質の吸収率より高くすることが可能となるので、消去
率が高く、かつオーバライトによるジッタ増加の小さな
光学情報記録媒体を提供することが可能となる。また、
反射層での光吸収も小さいために、レーザ照射後の記録
層の冷却速度を遅くすることもなく、良好な非晶質マー
クを形成することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、熱履歴の違いにより誘
起される相変化に伴う光学定数の変化を利用して情報の
記録・消去を行う光学情報記録媒体、すなわち相変化光
ディスクに関する。

【０００２】

【従来の技術】レーザ光の照射によって情報の記録・消
去・再生を行う光学情報記録媒体としては、光磁気ディ
スクや相変化光ディスクなどが知られている。このう
ち、例えば相変化光ディスクでは、図２に示すように、
基板１上に下部保護層２、記録層３、上部保護層４、反
射層５がこの順に設けられた４層構成が通常用いられ
る。情報の記録・消去は、レーザ光の照射による昇温・
冷却の熱履歴の違いによって誘起される記録層の非晶質
・結晶間の相変化を利用して行われる。すなわち、記録
層を溶融し急冷することにより非晶質化させ記録を行
い、また、結晶化温度以上に一定時間保持することによ
り結晶化させ、消去を行う。信号の再生は非晶質・結晶
間の反射率差を利用して行われる。下部保護層２、記録
層３、上部保護層４および反射層５のそれぞれの膜厚
は、感度、Ｃ／Ｎ、消去率、書換可能繰り返し回数など
の観点から最適化される。

【０００３】高密度化には、記録マークの両端に情報を
持たせるマークエッジ記録が有効である。しかし、信号
の再生に結晶・非晶質間の反射率差を利用している相変
化光ディスクでは、結晶状態の吸収率と非晶質状態の吸
収率が異なる場合が多く、一般に、非晶質状態の吸収率
が結晶状態の吸収率より大きくなっている。このような
場合、形成されるマークの幅や長さは、新たに記録する
前の状態が結晶であったか、非晶質であったかによって
影響され、オーバライトによってジッタが大きく増加し
てしまう。従って、相変化光ディスクにおいてジッタを
低減し、マークエッジ記録を実現するには、非晶質状態
と結晶状態の吸収率を等しくする必要がある。結晶状態
の方が融解に伴う潜熱が大きいことを考慮すると、結晶
状態の吸収率が非晶質状態の吸収率より大きくなるよう
に設計するのが望ましい。このような媒体を提供する手
段として、特開平２−２１８３３４号公報に記載されて
いるＳｉのような透過性の反射層を用いた吸収率制御法
が有効であることが知られている。また、この方法を用
いて波長８３０ｎｍにおいてオーバライトジッタを低減
した相変化光ディスクが報告されている（ＩＳＯＭ／Ｏ
ＤＳ '93 Conference Digest p.72）。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】現在、製品化されてい
る光ディスクの光ヘッド光源には、波長７８０〜８３０
ｎｍのレーザダイオードが用いられている。さらに記録
密度を向上させるために、レーザダイオード短波長化が
計られており、波長６９０ｎｍ前後の高パワ赤色レーザ
ダイオードが実用化に供されつつある。相変化光ディス
クの記録層や反射層の光学定数は、７８０〜８３０ｎｍ
と６９０ｎｍでは異なる値をもつ。そのため、７８０〜
８３０ｎｍに適した従来構成の媒体では、６９０ｎｍの
光ヘッドに対して良好なオーバライト特性を確保するこ
とが困難であり、オーバライトによってジッタが増加し
てしまうという問題があった。本発明は、波長６９０ｎ
ｍ近傍の光ヘッドを用いたマークエッジ記録において、
良好なオーバライト特性を得ることができる相変化光デ
ィスクを提供することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は、情報の記録・
消去・再生を行う相変化光ディスクにおいて、基板上に
下部保護層、記録層、上部保護層およびＳｉよりなる反
射層が順次形成された構造を有し、前記下部保護層の膜
厚が１８０〜２６０ｎｍ、前記記録層の膜厚が１０〜１
３ｎｍ、前記上部保護層の膜厚が１３〜２５ｎｍ、前記
反射層の膜厚が５５〜６５ｎｍであることを特徴とする
光学情報記録媒体である。ここで、相変化光ディスク
は、波長６７０〜６９５ｎｍの光ヘッドを用いて、マー
クエッジ記録を利用し、情報の記録・消去・再生を行う
ものであることを好適とする。

【０００６】本発明によれば、波長６９０ｎｍ近傍にお
いて、非晶質と結晶の反射率変化を大きくしたまま、結
晶の吸収率を非晶質の吸収率より高くすることが可能と
なるので、消去率が高く、かつオーバライトによるジッ
タ増加の小さな光学情報媒体を提供することが可能とな
る。

【０００７】

【作用】記録層として一般に用いられているＧｅＳｂＴ
ｅの６９０ｎｍ近傍における光学定数の相変化に伴う変
化は、７８０〜８３０ｎｍ近傍に比べて小さい。例えば
Ｇｅ₂Ｓｂ₂Ｔｅ₅では、波長８３０ｎｍにおける光学定
数（ｎ，ｋ）は、非晶質では（４．６，１．０６）、結
晶では（５．８９，３．４７）である。これに対し、波
長６９０ｎｍでは、非晶質では（４．３６，１．７
２）、結晶では（４．４６，４．０）であり、ｎの変化
が小さくなる。そのため、透過光を利用して吸収率を制
御するには、７８０〜８３０ｎｍの時に比べて記録層の
膜厚を薄くしなければならない。ただし、感度・膜質の
観点から１０ｎｍ以上は必要である。また、波長６９０
ｎｍにおけるＳｉの光学定数（ｎ，ｋ）は、作成方法に
よって多少異なるが、（４．０〜４．６，０．１〜０．
４）であり、７８０〜８３０ｎｍに比べて消衰係数ｋが
大きくなる。Ｓｉ反射層での光吸収は、レーザ光反射後
の記録層の冷却速度を遅くし、良好な非晶質マーク形成
を阻害する要因となるので、できるだけ低くする必要が
ある。従って、６９０ｎｍ近傍ではＳｉの膜厚を薄くし
なければならない。

【０００８】図１にＳｉを反射層とした相変化光ディス
クの６９０ｎｍにおける光学特性の例を示す。媒体構成
は、Ｓｉ（６０ｎｍ）反射層／ＺｎＳ−ＳｉＯ₂（１８
ｎｍ）上部保護層／ＧｅＳｂＴｅ（１３ｎｍ）記録層／
ＺｎＳ−ＳｉＯ₂下部保護層／ポリカーボネート基板で
ある。図中、Ａｃは結晶の吸収率、Ａａは非晶質の吸収
率、Ｒｃは結晶の反射率、Ｒａは非晶質の反射率を示
す。記録層を１３ｎｍと薄くすることによって、下部保
護層の広い膜厚範囲にわたって結晶の吸収率を非晶質の
吸収率より高くすることが可能となっている。

【０００９】

【実施例】以下、本発明の実施例について、図面に基づ
いて説明する。実施例１図２は本発明に係る光学情報記録媒体の断面を示す図で
ある。基板１上に下部保護層２、記録層３、上部保護層
４、反射層５を順次積層した構成である。基板１として
ポリカーボネート（ＰＣ）を用い、下部保護層２として
ＺｎＳ−ＳｉＯ₂を２４０ｎｍ、記録層３としてＧｅ₂Ｓ
ｂ₂Ｔｅ₅を１２ｎｍ、上部保護層４としてＺｎＳ−Ｓｉ
Ｏ₂を１８ｎｍ、反射層５としてＳｉを６０ｎｍを順次
スパッタリングにより積層した。この構成では、非晶質
状態の記録層の吸収率および結晶状態の記録層の吸収率
はそれぞれ５０％と６３％であった。上記ディスクを線
速１０ｍ／ｓで回転させ、波長６９０ｎｍの半導体レー
ザを用いて記録・消去を行った。１．８８ＭＨｚ，ｄｕ
ｔｙ＝５０％の信号に３．０３ＭＨｚ，ｄｕｔｙ＝５０
％の信号をオーバライトして、Ｃ／Ｎ、消去率、ジッタ
を測定した。図３に示すように、オーバライト後でもジ
ッタは３ｎｓ以下と良好な値を示した。

【００１０】比較例１波長８３０ｎｍにおいて良好な特性を示したディスクを
用いて、波長６９０ｎｍにおけるオーバライト特性を測
定した。ディスクは、下部保護層２としてＺｎＳ−Ｓｉ
Ｏ₂を２５０ｎｍ、記録層３としてＧｅ₂Ｓｂ₂Ｔｅ₅を１
５ｎｍ、上部保護層４としてＺｎＳ−ＳｉＯ₂を１８ｎ
ｍ、反射層５としてＳｉを６５ｎｍを順次スパッタリン
グにより積層した構成である。この構成では、波長６９
０ｎｍにおける非晶質状態の吸収率および結晶状態の吸
収率はどちらも６０％であり、結晶状態の吸収率を非晶
質状態の吸収率より高くすることはできなかった。上記
ディスクのオーバライト特性を実施例１と同じ条件で測
定した結果を図４に示す。ジッタは４ｎｓであり、初記
録時のジッタ２ｎｓに比べて大きく増加することが確認
された。

【００１１】比較例２オーバライトジッタに及ぼす記録層の膜厚の影響を調べ
るため、実施例１とほぼ同様の構成で、記録層の膜厚を
１５ｎｍとしたディスクを作成し、オーバライト特性を
測定した。実施例１と同じ条件で、Ｃ／Ｎ、消去率、ジ
ッタを測定した結果を図５に示す。消去率はほぼ同等で
あり、Ｃ／Ｎは向上している。しかしながら、ジッタは
大きく増加しており、高密度化は困難である。

【００１２】比較例３再生信号品質に及ぼすＳｉ反射層の膜厚の影響を調べる
ため、実施例１と同様の構成で、Ｓｉの膜厚を７０ｎ
ｍ，８０ｎｍとしたディスクを作成し、再生波形を観察
した。図６はその結果を示したもので、図６（ａ）は６
０ｎｍ、図６（ｂ）は７０ｎｍ、図６（ｃ）は８０ｎｍ
の場合である。同図に示すように、Ｓｉ反射層の膜厚が
厚くなるにつれ、再生波形の歪みが大きくなる。この歪
みは、冷却速度低下のために生じる記録非晶質マーク中
央部での再結晶化によるものであることが、ＴＥＭ観察
から確認された。

【００１３】実施例２下部保護層の最適膜厚を調べるため、実施例１と同様の
構成で下部保護層の膜厚を１５０〜３００ｎｍの間で変
化させたディスクを作成し、オーバライト特性の測定を
行った。非晶質状態および結晶状態の吸収率の下部保護
層厚依存性を測定したところ、図７のようになった。図
７において、○は結晶状態の吸収率、□は非晶質状態の
吸収率を示す。１８０〜２６０ｎｍの範囲で結晶状態の
吸収率が非晶質状態の吸収率より高くなった。各ディス
クを実施例１と同じ条件でオーバライトし、ジッタの下
部保護層厚依存性を測定した結果、図７の●印で示すよ
うに、結晶状態の吸収率が非晶質状態の吸収率より高い
範囲で低ジッタとなった。

【００１４】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
波長６７０〜６９５ｎｍ近傍の光ヘッドを用いたマーク
エッジ記録において、オーバライトジッタを低減するこ
とが可能となり高密度化を実現することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による光学情報記録媒体の一例の吸収率
および反射率の下部保護層厚依存性を示す図である。

【図２】本発明による光学情報記録媒体の基本構成図で
ある。

【図３】本発明による光学情報記録媒体の一例の光学特
性図である。

【図４】従来例による光学情報記録媒体の一例の光学特
性図である。

【図５】従来例による光学情報記録媒体の一例の光学特
性図である。

【図６】再生波形のＳｉ反射層厚依存性を示す図であ
る。

【図７】結晶状態と非晶質状態での吸収率およびジッタ
の下部保護層厚依存性を示す図である。

【符号の説明】

１基板２下部保護層３記録層４上部保護層５反射層

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】情報の記録・消去・再生を行う相変化光
ディスクにおいて、基板上に下部保護層、記録層、上部
保護層およびＳｉよりなる反射層が順次形成された構造
を有し、前記下部保護層の膜厚が１８０〜２６０ｎｍ、
前記記録層の膜厚が１０〜１３ｎｍ、前記上部保護層の
膜厚が１３〜２５ｎｍ、前記反射層の膜厚が５５〜６５
ｎｍであることを特徴とする光学情報記録媒体。
【請求項２】相変化光ディスクが、波長６７０〜６９
５ｎｍの光ヘッドを用いて、マークエッジ記録を利用
し、情報の記録・消去・再生を行うものである請求項１
記載の光学情報記録媒体。