DE19549636C2

DE19549636C2 - Optisches Aufzeichnungsmedium

Info

Publication number: DE19549636C2
Application number: DE19549636A
Authority: DE
Inventors: Michikazu Horie; Haruo Kunitomo; Takashi Ohno; Kenichi Takada; Hironobu Mizuno
Original assignee: Mitsubishi Chemical Corp
Current assignee: Mitsubishi Chemical Media Co Ltd
Priority date: 1994-08-12
Filing date: 1995-08-11
Publication date: 2003-07-17
Anticipated expiration: 2015-08-12
Also published as: KR960008709A; DE19529621C2; US5581539A; DE19529621A1; CN1140304A

Abstract

Die Erfindung betrifft ein optisches Aufzeichnungsmedium, umfassend eine untere dielektrische Schutzschicht (2), eine Aufzeichnungsschicht (3) vom Phasenänderungstyp, eine obere dielektrische Schutzschicht (4) und eine Metallreflektionsschicht (6), die nacheinander auf einem mit Nuten (9) ausgebildeten Substrat (1) aufgebracht sind, zum reversiblen Aufzeichnen, Löschen und Auslesen von Information durch Verwendung eines optisch unterscheidbaren kristallisierten oder amorphen Zustands, dadurch gekennzeichnet, daß ein Spurabstand (PG, LW, GW) eines Bereichs, in dem eine Dateienverwaltungs- oder Zuordnungsinformation aufgezeichnet wird, um einen Faktor 1,05 bis 1,5 größer als ein Spurabstand (PG, LW, GW) von anderen Datenaufzeichnungsbereichen ist.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein optisches Aufzeichnungsmedium für optische Information zur Durchführung eines Aufzeichnungsmediums-/Auslese- und Löschungsvorgangs von Information sowohl in Nuten als auch Zwischennutabschnitten (Stegen) eines Substrats durch Aufstrahlen eines Laserstrahls. Insbesondere betrifft die Erfindung ein optisches Aufzeichnungsmedium zum Aufzeichnen, Löschen und Auslesen von Information durch Aufstrahlen eines Laserstrahls mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Patentanspruchs 1. Ein derartiges optisches Aufzeichnungsmedium ist aus der EP 0 564 260 A2 bekannt. Hier werden zwei verschiedene Systeme verwendet, um jeweils eine Aufzeichnung auf den Stegen oder in den Nuten vorzunehmen. Für die zwei getrennten Systeme werden jeweils bestimmte Parameter der Breiten der oberen und unteren Abschnitte der Führungsnut eingestellt. Hier verwendet jedes System jeweils einen benachbarten Steg bzw. eine benachbarte Nut als eine Führungsspur, so daß entweder eine Auszeichnung in den Nuten oder in den Stegen stattfinden kann. Der Modulationsgrad der Nutenaufzeichnung ist dabei höher als der Modulationsgrad in der Stegaufzeichnung. Der CNR-Wert in dem Nutenaufzeichnungsmodus beträgt 53,5 dB und der CNR-Wert bei der Stegaufzeichnung beträgt 53,6 dB, jedoch nur, wenn der Modulationsgrad auch unterschiedlich eingestellt wird.

Die US 5,075,147 beschreibt ein optisches Aufzeichnungsmedium mit einem "Dye" in der Aufzeichnungsschicht. Für die Aufzeichnung in ausschließlich den Nuten für eine Aufzeichnungsschicht mit einem "Dye" werden bestimmte Abmessungen der Nut angegeben. Es ist ferner angegeben, daß die Nut von unten her bestrahlt werden soll. Für eine Compact Disc wird beschrieben, daß sogenannte "Pits" auf dem Boden der Nut vorgesehen sind. Die Pit-Breite beträgt dabei 0,8 µm und der Spurabstand beträgt 1,6 µm, d. h. für ein hier angegebenes Beispiel genau das doppelte der Pit-Breite von 0,8 µm. Das heißt, hier wird auf dem Boden (oder dem "effektiven" Boden) das Pit aufgezeichnet, wobei der Spurabstand doppelt so groß ist. Die bevorzugte Spurbreite beträgt 0,4 bis 0,7 µm. Das heißt, bei dem hier verwendeten Aufzeichnungsmedium ist die Stegbreite identisch mit der Nutenbreite.

EP-0 574 025 A2 beschreibt ein optisches Aufzeichnungsmedium mit einer Schichtstruktur gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Die Aufzeichnungsschicht besteht aus einem Aufzeichnungsmaterial, welches im wesentlichen auf A, B, C, MI und MII besteht. A ist Ag und/oder Au, B ist In, C ist Te und/oder Se, MI ist Sb und/oder Bi und MIE ist wenigstens ein Element, welches aus der Gruppe gewählt ist, die aus Ti, Zr, Hf, V, Nb, Ta, Mn, W und Mo gewählt ist. Das Atomverhältnis der jeweiligen Elemente wird mit der Formel [(A_aB_bC_1-a-b)_xME_1-x]_1-yMIE_y dargestellt, wobei bestimmte Bereiche für a, b, x und y angegeben sind.

Die US 4,839,882 beschreibt ein optisches Aufzeichnungsmedium, bei welchem die auf ihm gespeicherte Information in Abschnitte unterteilt ist. Die Information eines einzelnen Abschnitts entspricht dabei einer Anzahl von Spuren in einem Datenaufzeichnungsbereich des Aufzeichnungsmediums. Die verschiedenen Abschnitte in dem Datenaufzeichnungsbereich können dadurch optisch voneinander unterschieden werden, dass der Abstand zwischen den Spuren der verschiedenen Abschnitte unterschiedlich ist. Die Unterscheidung von verschiedenen Abschnitten mit verschiedenen Spurbreiten erfolgt dabei in einem gemeinsamen Datenaufzeichnungsbereich, wobei die einzelnen Abschnitte die gleiche Art von Dateninformation beinhalten.

Bei derartigen Aufzeichnungsmedien wird optisch Information, zum Beispiel Datenbits, durch Aufstrahlen eines Laserstrahls auf die Aufzeichnungsschicht vom Phasenänderungstyp eingeschrieben, gelesen bzw. gelöscht.

Im Zusammenhang mit ansteigenden Informationsmengen in den vergangenen Jahren ergab sich die Nachfrage nach einem Auf zeichnungsmedium, welches eine große Datenmenge bei einer hohen Dichte und bei einer hohen Geschwindigkeit aufzeichnen kann und daraus ausgelesen werden kann, und von einer optischen Platte wird angenommen, daß es ein Medium ist, welches genau für eine derartige Anwendung geeignet ist.

Optische Platten umfassen eine Platte vom einmal beschreibbaren Typ, die eine Aufzeichnung nur einmal vornehmen kann, und eine Platte vom wieder einschreibbaren Typ, bei der eine Aufzeichnung und Löschung immer wieder vorgenommen werden kann.

Für die optische Platte vom wieder einschreibbaren Typ läßt sich erwähnen ein magneto-optisches Aufzeichnungsmedium, welches die Änderung eines Reflexionsvermögens zusammen mit einer umkehrbaren Änderung zwischen amorphen und Kristallzuständen verwendet.

Das Phasenänderungsmedium besitzt den Vorteil, daß auf ihm nur durch Modulation der Energie eines Laserstrahls, ohne ein exter nes magnetisches Feld zu besnötigen, eine Aufzeichnung/Löschung vorgenommen werden kann und daß es zu einer Miniaturisierung einer Aufzeichnung/Auslese-Einrichtung beiträgt.

Ferner besitzt es den Vorteil, daß es ein Aufzeichnungsmedium mit hoher Dichte bei einer kürzeren Wellenlänge mit keiner bestimmten Änderung von Materialien von einem existierenden Medium erzielen kann, welches gegenwärtig vorwiegend verwendet wird und eine Aufzeichnung/Löschung bei einer Wellenlänge von ungefähr 800 nm ermöglicht.

Für das Material der Aufzeichnungsschicht eines derartigen Phasenänderungsmediums wird oft eine Dünnfilm aus einer chalkogenischen Legierung verwendet. Als Beispiele können Materialien auf GeTe-Basis, Materialien auf InSbTe-Basis und Materialien auf GeSnTe-Basis erwähnt werden.

Allgemein wird bei einem wieder beschreibbaren Phasenänderungs-Aufzeichnungsmedium eine Aufzeichnung durchgeführt, indem ein amorphes Stück aus einem kristallisierten Zustand in einen nicht aufgezeichneten/gelöschten Zustand gebracht wird. Das amorphe Stück wird gebildet, indem die Aufzeichnungsschicht auf eine höhere Temperatur als der Schmelzpunkt erwärmt wird, gefolgt von einem Löschungs- oder Abschreckungsvorgang. In diesem Fall dient eine dielektrische Schicht, die sich im Kontakt mit der Aufzeichnungsschicht befindet, als eine Wärmesenkenschicht zum Erreichen eines ausreichend überkühlten Zustands und eine Schutzschicht zur Unterdrückung einer Ablösung.

Andererseits wird eine Löschung (Kristallisation) durchgeführt, indem die Aufzeichnungsschicht auf eine höhere Temperatur als die Kristallisationstemperatur und kleiner als der Schmelzpunkt der Aufzeichnungsschicht erwärmt wird.

In diesem Fall dient die dielektrische Schicht als eine Wärmesammlungsschicht, um die Temperatur der Aufzeichnungsschicht auf einer hohen Temperatur zu halten, bis eine Kristallisation abgeschlossen ist.

Allgemein wird bei einem beschreibbaren Phasenänderungs- Aufzeichnungsmedium ein Laserstrahl mit zwei unterschiedlichen Energiemiveaus verwendet, um unterschiedliche Kristallzustände zu erreichen.

Der Aufzeichnungsfilm wird unter Berücksichtigung von Erwägungen ausgewählt, daß der Film gemäßigt einen kristallisierten Zustand oder einen amorphen Zustand annehmen kann, einen großen Unterschied des Reflexionsvermögens zwischen dem kristallisierten Zustand und dem amorphen Zustand aufweist und eine kleine Volumenänderung aufgrund einer Phasenänderung oder dergleichen aufzeigt.

Die Auswahl des Materials für die Schutzschicht wird von Erwägungen, wie beispielsweise einer optischen Transparenz gegenüber einem Laserstrahl, einem geeigneten Brechungsindex, einem hohen Schmelzpunkt, einem Erweichungspunkt und einem Zersetzungspunkt, einer einfachen Herstellung und einer geeigneten Wärmeleitung getragen.

In einem Medium vom Phasenänderungstyp, welches mit einem 1-Strahl überschrieben werden kann, können die Löschungs- und Wiedereinschreibschritte nur durch die Intensitätsmodulation eines fokussierten Strahls ausgeführt werden (Japanese J. Appl. Phis., 26 (1987), suppl. 26-4, Seiten 61 bis 66).

In dem 1-Strahl überschreibbaren Phasenänderungs- Aufzeichnungsmedium kann die zum Schreiben von Information benötigte Zeit verkürzt werden. Es weist ferner den Vorteil auf, daß ein Antrieb einfach und kostengünstig aufgebaut werden kann, da das Medium keine magnetischen Felder benötigt.

Ferner kann auch ein Phasenänderungsmedium vom Einmal- Beschreibungstyp durch im wesentlichen das gleiche Material und die gleiche Schichtzusammensetzung wie diejenige des Mediums vom wiedereinschreibbaren Typ erhalten werden, indem die Zusammensetzung der Aufzeichnungsschicht zu derjenigen der Aufzeichnungsschicht vom umkehrbaren Phasenänderungstyp verändert wird.

In diesem Fall kann Information über eine lange Zeitperiode hinweg aufgezeichnet und gespeichert werden, da das Medium keine Umkehrbarkeit aufweist und die Information im Prinzip im wesentlichen permanent gespeichert werden kann.

Im Fall einer Verwendung des Phasenänderungsmediums für das Medium vom Einmal-Beschreibungstyp, weist es im Unterschied zu einem Ablösungstyp eine hervorragende Signalqualität auf, da keine Erhebung, als Rand bezeichnet, an der Peripherie eines Bits oder Stücks verursacht wird, und da kein Spalt über der Aufzeichnungsschicht benötigt wird, besteht keine Notwendigkeit für eine Lufteinbettungsstruktur.

Die Anforderungen der hohen Kapazität und der hohen Dichte an das Aufzeichnungsmedium sind mit den Anforderungen an Aufzeichnungsmedien und Aufzeichnungsvorrichtungen zur Behandlung von enormen Mengen von Videoinformation oder Audiosignalen über der Zeit unvermeidbar geworden und sie haben sich immer weiter entwickelt, wobei sie mit dem Fortschritt der digitalen Modulationstechnik und Datenkompressionstechnik Schritt halten. Diese hohe Kapazität und Dichte werden auch von dem voranstehend erwähnten optischen Phasenänderungs-Aufzeichnungsmedium verlangt.

Als konkrete Vorgehensweise zur Vergrößerung der Aufzeichnungsdichte in der optischen Platte sind beispielsweise folgende Entwicklungen durchgeführt und verwendet worden: eine Verringerung eines Durchmessers des fokussierten Strahls des aufgestrahlten Lichts und eine Verkürzung einer Aufzeichnungsmarkierungslänge durch Verkürzen der Wellenlänge der optischen Quelle oder einer Vergrößerung der NA (numerische Apertur) der Linse, eine MCAV (modifizierte konstante Winkelgeschwindigkeit), bei der eine Aufzeichnungsfrequenz in Richtung auf einen äußeren Umfang unter einer konstanten Drehfrequenz erhöht wird, wodurch die Aufzeichnungsdichte von inneren zu äußeren Umfängen konstant gemacht wird, und eine Markierungskantenaufzeichnung, bei der Information an Anfangs- und Hinterenden einer Markierung geführt wird. Über weitere Vorkehrungen zur Erhöhung der Dichte wird derzeit nachgedacht.

Da bei dem Medium vom Phasenänderungstyp durch die Verringerung einer optischen Auflösung geringere Beeinträchtigungen verursacht werden und eine Signalamplitude selbst im Fall eines Aufzeichnens auf einem identischen Spurabstand (Spurabstandsdichte) und einer kürzesten Bitlänge (longitudinale Aufzeichnungsdichte) erhöht werden kann, weist es den Vorteil auf, daß es im Vergleich mit dem magneto- optischen Medium leicht eine erhöhte Dichte erzielen kann.

In einer optischen Platte, bei der eine Aufzeichnung vorgenommen werden kann, werden vorher Führungsnuten auf eine Platte eingraviert, um sogenannte Spuren zu bilden. Gewöhnlicherweise werden Informationssignale aufgezeichnet, ausgelesen oder gelöscht, indem ein Laserstrahl auf einen Steg oder in einer Führungsnut fokussiert wird.

In der optischen Platte sind Stege und Nuten alternierend in einer radialen Richtung koaxial oder spiralförmig gebildet und fokussiertes Licht wird unter Verwendung von gebeugtem Licht von den Abschnitten geführt. Das System umfaßt ein Druckzugführungs-Servosystem, bei dem ein radialer Unterschied einer Intensität eines reflektierten Lichts von der optischen Platte verwendet wird, indem nämlich von einem Steg oder einer Nut durch zwei geteilte Detektoren gebeugtes Licht der null-ten und ersten Ordnung erfaßt wird und davon ein (I1 - I2 Signal) gebildet wird und ein Dreistrahl-System unter Verwendung von drei geteilten optischen Strahlen, die parallel in einer radialen Richtung angeordnet sind und fokussiertes Licht durch die Berechnung der Intensität des reflektierten Lichts für jeden der Strahlen an drei Detektorpositionen, das heißt einem Steg und Nuten auf beiden Seiten davon oder einer Nut und Stegen auf beiden Seiten davon geführt wird. Ferner wird die radiale Bewegung in einer derartigen optischen Platte mit einem System ausgeführt, bei dem die Anzahl von durch ein Querspurensignal (I1 + I2) gelaufenen Spuren gezählt wird und eine Zielspur angepeilt wird. Da bei einer gewöhnlichen optischen Platte eine Aufzeichnung/Auslesung nur auf den Stegen oder nur auf den Nuten ausgeführt wird, ist die Breite des zur Aufzeichnung verwendeten Stegs (oder der Nut) im Vergleich mit derjenigen der zur Aufzeichnung nicht verwendeten Nut (oder des Stegs) gewöhnlicherweise um einen Faktor Zwei breiter. Zur weiteren Erhöhung der Kapazität erwägt man auch ein System, bei dem sowohl auf dem Steg als auch auf der Nut eine Aufzeichnung/Auslesung vorgenommen wird. Die Kapazität der optischen Platte wird durch Aufzeichnung sowohl in dem Steg als auch in der Nut verdoppelt.

In gewöhnlichen gegenwärtig erhältlichen optischen Platten werden Informationssignale gewöhnlicherweise entweder auf dem Steg oder der Nut aufgezeichnet und die jeweils andere dient nur als eine Begrenzung zum Trennen von benachbarten Spuren, um eine Eindringung von Lecksignalen zu vermeiden.

Wenn Information auch in dem Grenzabschnitt aufgezeichnet werden soll, beispielsweise in der Nut im Fall einer Aufzeichnung von Information auf dem Steg, oder auf dem Steg im Fall einer Aufzeichnung von Information in der Nut, dann wird die Aufzeichnungsdichte verdoppelt und eine bemerkenswerte Verbesserung kann für die Aufzeichnungskapazität erwartet werden.

Ein Verfahren zum Aufzeichnen von Information sowohl auf dem Steg als auch in der Nut wird nachstehend einfach als "LAufzeichnung" bezeichnet.

Eine L ist beispielsweise in der japanischen Patentveröffentlichung (KOKOKU) 63-57859 vorgeschlagen und spezielle Vorsichtsmaßnahmen müssen getroffen werden, um Nebensprechen im Fall einer Verwendung einer derartigen LAufzeichnungstechnik zu verringern.

Das heißt, da bei der in der japanischen Patentveröffentlichung (KOKOKU) 63-57859 beschriebenen LAufzeichnung der Abstand zwischen einer Zeile von Aufzeichnungsmarken in einer bestimmten Spur und eine Zeile von Aufzeichnungsmarken in einer dazu benachbarten Spur die Hälfte eines fokussierten Strahldurchmessers ist, liegt der fokussierte Strahldurchmesser über der Zeile von Aufzeichnungsmarken benachbart zu der Zeile von Aufzeichnungsmarken, die ausgelesen werden sollen. Deshalb wird beim Auslesen das Nebensprechen vergrößert, so daß das Auslese-S/N (Signal-Rauschverhältnis) beeinträchtigt wird.

Zur Verringerung des Nebensprechens wurde beispielsweise in SPIE Vol. 1316, Optical Data Storage (1990), Seite 35 ff. ein Verfahren vorgeschlagen, bei dem ein spezielles optisches System und eine Nebensprech-Löschschaltung an einer Ausleseeinrichtung für optische Platten angeordnet wird, um dadurch das Nebensprechen zu verringern. Allerdings bringt dieses Verfahren den Nachteil mit sich, daß es das optische System und das Signalverarbeitungssystem der Einrichtung weiter kompliziert.

Für ein Verfahren zur Verringerung des Nebensprechens ohne zusätzliche Bereitstellung eines speziellen optischen Systems oder einer Signalverarbeitungsschaltung zur Verringerung des Nebensprechens beim Auslesen wurde vorgeschlagen, die Breite der Nut (Führungsnut) gleich zu derjenigen des Stegs zu machen und die Nuttiefe innerhalb eines bestimmten Bereichs entsprechend einer Wellenlänge eines Ausleselichts zu definieren (Jpn. J. Appl. Phys. Vol 32 (1993), Seiten 5324, 5328).

Dieser Vorschlag zeigt mittels Berechnungen und auf der Grundlage eines Experiments, daß Nebensprechen unter der Bedingung reduziert wird, daß die Stegbreite gleich zu der Nutbreite ist und die Nuttiefe sich im Bereich von λ/7n bis λ/5n befindet (λ: Wellenlänge des Ausleselichts n: Brechungsindex des Substrats).

Dies ist auch in der offengelegten japanischen Patentanmeldung (KOKAI) 5-282705 offenbart.

Bei den voranstehend erwähnten Vorschlägen wird auf der Grundlage der Annahme, daß die Nutbreite gleich zu der Stegbreite ist, ein Effekt einer Verringerung des Nebensprechens durch eine Computersimulation aufgezeigt, Beispiele einer tatsächlichen Herstellung und Auswertung von Platten angeführt und ihre Effektivität erwähnt.

Es wurde berichtet, daß eine hohe Dichte mit einem Faktor 3 bis 4 mal die gegenwärtige Dichte durch ein LAufzeichnungsverfahren erhalten werden kann, welches das Phasenänderungsmedium in CD-Größe (Durchmesser: 120 nm) durch eine Kombination eines gegenwärtig erhältlichen optischen Kopfs bei 680 nm und 0,6NA (numerische Apertur einer Fokussierungslinse) verwendet (Jpn. J. Appl. Phys., 32 (1993), Seiten 5324, 5328). Es wird auch ausgesagt, daß in Kombination mit einer Verwendung einer Bildkompressionstechnik ein sich bewegendes Bild mit hoher Qualität für nicht weniger als eine Stunde aufgezeichnet werden kann.

Allerdings wurde als ein Ergebnis von intensiven Untersuchungen der weiteren Erfinder der vorliegenden Anmeldung festgestellt, daß sich bei der Erhöhung der Aufzeichnungsdichte durch Beschränkung eines Spurabstands durch Verengung der Nutenbreite unter Aufrechterhaltung des Nutenbreiten-zu-Stegbreiten-Verhältnisses auf 1 : 1 Charakteristiken auf den Stegen bezüglich Resten nach einer Löschung einer vorausgehenden Markierung und einer Verschlechterung eines Jitters der Aufzeichnungsmarke nach einer wiederholten Überschreibung beträchtlich verschlechtern und daß sich andererseits die Löschcharakteristik oder ein Jitter nach einem wiederholten Aufzeichnungsüberschreiben in der Nut weniger verschlechtert, selbst wenn der Spurabstand verengt wird.

Obwohl gemäß der in dem voranstehend erwähnten Report beschriebenen Abhängigkeit des CN-Verhältnisses (Träger-zu- Rauschverhältnis) und dem Nebensprechen auf der Nuttiefe ein Effekt einer Reduzierung des Nebensprechens durch Optimierung der Nuttiefe erhalten werden kann, geht ferner eine Balance des CN-Verhältnisses zwischen den Stegen und den Nuten verloren.

Hinsichtlich der Signalqualität einer Platte ist es bei der L nicht wünschenswert, daß ein Unterschied zwischen dem Trägerpegel auf den Stegen und dem Trägerpegel in den Nuten verursacht wird und infolgedessen das CN- Verhältnis für eines dieser beiden beträchtlich verschlechtert wird. Die Differenz sollte in einen bestimmten Bereich fallen.

Da beim Aufzeichnen und beim Löschen Atome in die optische Platte mit Phasenänderung wandern können, besteht ein Problem einer Charakteristikverschlechterung, die durch wiederholtes Aufzeichnen und Löschen verursacht wird.

Obwohl die Charakteristik für wiederholtes Aufzeichnen etwas durch Optimierung beispielsweise des Materials für die Aufzeichnungsschicht und die Schutzschicht, die Schichtzusammensetzung und Bedingungen zur Herstellung jeder Schichten verbessert werden kann, ist sie noch nicht ausreichend. Als Ursache für die Verschlechterung aufgrund der wiederholten Aufzeichnung und Löschen werden beispielsweise eine Filmdeformation, ein Materialtransfer in dem Aufzeichnungsfilm und eine Segregation verantwortlich gemacht. Es wurde kein Grund gesehen, warum ein derartiges Phänomen augescheinlich wurde.

Ferner wurde beispielsweise anstelle einer L ein Proben- oder Abtastservoverfahren vorgeschlagen, um einen optischen Strahl durch die Anordnung von mit einer Ungleichmäßigkeit gebildeten Löchern zu führen, ohne die Führungsnuten bereitzustellen.

Obwohl durch das Verfahren ein enger Spurabstand erzielt werden kann, sollte im Fall einer Aufzeichnung bei einem Spurabstand von nicht mehr als 1,0 µm ein extrem kleiner Fleckdurchmesser des fokussierten Strahls durch Verwendung eines optischen Systems bei einer kurzen Wellenlänge und mit einer kleinen NA erhalten werden, aber es wurde festgestellt, daß in einem derartigen optischen System auch die Fokustiefe bzw. Schärfentiefe verringert wird.

Insbesondere bestehen für die Wellenlänge λ und die numerische Apertur NA der Linse die folgenden Zusammenhänge:
Strahlfleckdurchmesser: ∝ λ/NA
Schärfentiefe: ∝ λ/(NA)2

Die Schärfentiefe wird abrupt verringert, wenn der Fleckdurchmesser an einem Brennpunkt beschränkt wird. Wenn demzufolge der Brennpunkt automatisch auf die Oberfläche der Aufzeichnungsschicht eingestellt wird, ist ein Spielraum eines Fokusservosystems extrem eingeengt. Gleichzeitig steigt die Koma-Abberration verursacht durch die Neigung des Substrats an.

Eine der Lösungen besteht darin, die Dicke des Substrats auf nicht weniger als 1,2 mm des Standes der Technik zu reduzieren (T. Sugaya, et al., Jpn. J. Appl. Phys. 32, 5402 (1993).

Wenn ferner der Spurabstand bei der L, der Probenservoaufzeichnung und einer Steg- und Nutenaufzeichung auf 1,0 µm verkleinert wird, besteht ein Problem darin, daß eine geringfügige Abweichung (Versetzung) des voranstehend beschriebenen Fokusservosystems ein Lecksignal von benachbarten Spuren (Nebensprechen) erhöht.

Kürzlich wurde festgestellt, daß die Fokusversetzung durch Astigmatismus, verursacht durch vertikale Doppelbrechung eines Substrats, vergrößert wird (M. R. Latta, et al, Proceeding of SPIE, vol. 1663 (1992), Seite 157).

Das heißt, da der fokussierte Strahl einen Astigmatismus aufweist, wird die Brennposition in zwei Punkte aufgeteilt, um eine Brennposition bereitzustellen, an der ein Strahl auf eine längs gestreckte Form entlang der Richtung der Spur beschränkt ist und eine Brennposition, bei der der Strahl in eine längs gestreckte Form in der zu der Spur senkrechten Richtung beschränkt ist.

Ein derartiger Astigmatismus tritt insbesondere im Fall einer Verwendung eines linear polarisierten Strahls hervor.

Es hängt von der Kombination von einzelnen Antrieben oder Substanzen ab, auf welche der Positionen eine Fokussierung automatisch eingestellt wird. Ferner wird sie nicht immer auf eine der Fokussierungspunkte eingestellt, sondern eine Fokussierung kann bei einer Zwischenposition ausgeführt werden.

Wenn der Strahl an der fokussierten Position eine derartige Position einnimmt, da er in einer Richtung senkrecht zu der Spur längsgestreckt wird, dann steigt das Nebensprechen von der benachbarten Spur beim Auslesen an. Wenn ferner eine derartige Strahlform während einer Aufzeichnung gebildet wird, kann es möglich sein, ein bereits in der benachbarten Spur aufgezeichnetes amorphes Bit bzw. Stück zu löschen.

Dies liegt daran, daß die Temperatur der benachbarten Spur leicht durch Erwärmen eines Bodenabschnitts des fokussierten Strahls erhöht werden kann, wenn der Spurabstand nicht größer als 1,0 µm und kleiner als der Fleckdurchmesser des fokussierten Strahls ist.

Es kann leicht auftreten, daß ein Abschnitt des amorphen Bits während einer wiederholten Aufzeichnung kristallisiert und gelöscht wird, obwohl ein derartiges Phänomen durch die Aufzeichnung nur einmal verursacht wird.

Das voranstehend beschriebene Problem hinsichtlich der Doppelbrechnung des Substrats wurde als ein Problem in einem magneto-optischen Medium zum Erfassen eines winzigen Kerr- Drehungswinkels berücksichtigt (W. A., Challener, et al., Applied Optics, Vol. 26, (1987), Seite 3974 ff.; oder I. Prikeryl, Applied Optics, Vol. 31, (1992), Seite 1853 ff.).

Eine durch Doppelbrechung des Substrats verursachte Phasendifferenz stellt wegen der physikalischen Eigenschaft des magneto-optischen Mediums bei einer Erfassung einer winzigen Elliptizität aus einem linear polarisierten Licht ein Problem dar und es wurde angenommen, daß dies in dem Phasenänderungsmedium zum Erfassen der Intensität des reflektierten Lichts kaum ein Problem verursacht.

Deshalb wird beispielsweise nur die In-Ebenen-Doppelbrechung bemerkt und als Vorteil des Phasenänderungsmediums wurde hervorgehoben, daß es keinen Auswirkungen des Rauschens und einer Signalintensität angesetzt ist, selbst wenn die In- Ebenen-Doppelbrechung 20 × 10^-6 überschreitet.

Deshalb kann man sagen, daß in dem Phasenänderungsmedium im wesentlichen keine geeigneten Gegenmaßnahmen getroffen worden sind.

Das Problem des Astigmatismus existiert jedoch beispielsweise in einem Fall einer Verwendung eines linear polarisierten Strahls eines Halbleiterlasers zur Sicherstellung einer Kompatibilität mit einem magneto-optischen Medium oder in einem Fall einer Einsparung einer zirkularen Polarisation durch Verwendung einer λ/4-Platte zur Vereinfachung des Aufbaus eines optischen Kopfs und sogar das Phasenänderungsmedium, welches den polarisierten Zustand nicht erfaßt, tendiert dazu, durch das Vorhandensein einer Doppelbrechung dem Effekt des Astigmatismus ausgesetzt zu sein.

Obwohl überdies die Aufzeichnungsdichte weiter erhöht werden kann, da der Abstand der sich auf dem Substrat befindlichen Nut oder des Lochs zur Spurverfolgung (Spurabstand) kleiner ist, besteht eine Grenze zur Verkleinerung des Spurabstands, da eine Beugungsgrenze in dem Strahlflecksystem existiert.

Gewöhnlicherweise kann der Spurabstand so gewählt werden, daß der Betrag des Nebensprechens auf weniger als ein vorgegebenes Niveau reduziert werden kann, aber es gibt ein anderes Problem, welches in dem Phasenänderungsmedium berücksichtigt werden muß.

Dies ist ein Problem, daß das amorphe Bit in der benachbarten Spur beim wiederholten Überschreiben einer bestimmten Spur gelöscht (rekristallisiert) wird.

Die Ursache ist nicht immer offensichtlich, aber man nimmt an, daß die Temperatur der benachbarten Spur durch einen schwachen Laserstrahl an dem Bodenabschnitt einer Intensitätsverteilung des fokussierten Strahls beim Aufzeichnen auf der benachbarten Spur so erhöht wird, daß das amorphe Bit auf eine Temperatur erwärmt wird, die größer als die Kristallisationstemperatur ist.

Während die einmalige Erwärmungszeit innerhalb mehrerer hundert Nanosekunden ist, wird es während einer wiederholten Erwärmung rekristallisiert, obwohl dies allmählich vonstatten geht.

Beispielsweise wird das C/N-Verhältnis (Träger-zu- Rauschverhältnis) der benachbarten Spur von 55 dB am Anfangszustand auf nicht mehr als 50 dB nach 10 000 Zyklen von wiederholten Überschreibungsvorgängen reduziert.

Das Problem wird nachstehend einfach als "Überschneidungslöschung oder Querlöschung" bezeichnet. In dem Phasenänderungsmedium muß ein minimaler Spurabstand anstelle hinsichtlich der optischen Beugungsgrenze hinsichtlich einer Überschneidungsauslöschung berücksichtigt werden, aber die Grenze ist nicht immer offensichtlich.

Da bei einem Fall einer Durchführung einer L oder einer Probenservoaufzeichnung keine zur Abschirmung der Wärmeleitung effektive Ungleichmäßigkeit zwischen der benachbarten Spur vorhanden ist, im Gegensatz zu der Aufzeichnung nur auf dem Steg oder nur auf der Nut wie im Stand der Technik, neigt die Temperatur der benachbarten Spur dazu, leichter durch eine Wärmediffusion erhöht zu werden.

Eine derartige Überschneidungslöschung wird ein ernsthaftes Problem.

Demzufolge ist eine wesentliche Grenze für die Spurdichte mehr durch die Grenze einer thermischen Trennung (Überschneidungslöschung) beschränkt, anstelle durch die Stärke einer optischen Auflösung, das heißt eines Signallecks von der benachbarten Spur (Nebensprechen).

Die Erfinder der vorliegenden Anmeldung haben die folgenden Untersuchungen durchgeführt und folgendes festgestellt: wenn eine L bei einer λinearen Geschwindigkeit von 3 m/s auf einem Medium mit Nuten und Stegen mit jeweils einer Breite von 0,7 µm unter Verwendung eines Halbleiterlasers bei einer Wellenlänge von 680 nm und einem optischen Kopf mit einer 0,55NA ausgeführt wird, dann war der Trägerpegel von in dem benachbarten Steg oder der benachbarten Nut aufgezeichneten Signale nach einem 1000-fachen Überschreiben von 3 auf 5 dB verringert.

Allerdings wird bei gewöhnlichen Aufzeichnungsmedien eine wiederholte Aufzeichnung von mehr als 100 mal oft nur in einem Fall einer Neuschreibung der Dateienverwaltung oder von Zuordnungsinformation auf dem Aufzeichnungsmedium ausgeführt. Das heißt, nur ein begrenzter Bereich, der sich auf dem inneren Umfang oder dem äußeren Umfang einer Platte befindet und als FAT in dem DOS-Format oder als TOC in dem CD-Format bezeichnet wird, wird häufig neu beschrieben.

Der häufig überschriebene Bereich ist kleiner als 1% des gesamten aufzeichnungsfähigen Bereichs.

Es gibt Fälle, wie beispielsweise in UNIX, bei dem eine Dateienverwaltung und eine Zuordnungsinformation physikalisch verteilt wird, aber es kann ausreichend sein, eine durchschnittliche Anzahl von Einschreibungen zu betrachten und es besteht kaum eine Möglichkeit, daß ein bestimmter Bereich mehr als 10 000 mal überschrieben wird.

Man nimmt an, daß sich diese Situation auch in charakteristischen Formaten nicht ändern wird, nämlich daß eine Aufzeichnung durchgeführt wird, während die Dateienverwaltung und ein Zuordnungsbereich und der Inhalt davon unterschieden wird und eine Wiedereinschreibung sich nur auf einen physikalisch unterschiedenen schmalen Bereich konzentriert.

Das heißt, die Aufzeichnungsdichte für das gesamte Medium ist gegenwärtig durch weniger als 1% des häufig überschriebenen Bereichs beschränkt.

Als Folge von Untersuchungen der Erfinder der vorliegenden Anmeldung wurde folgendes festgestellt: ein optisches Aufzeichnungsmedium zum Aufzeichnen, Löschen und Auslesen von Information durch Aufstrahlen eines Laserstrahls, umfassend eine untere dielektrische Schutzschicht, eine Aufzeichnungsschicht vom Phasenänderungstyp, eine obere dielektrische Schutzschicht und eine Metallreflektionsschicht, die auf einem mit Nuten gebildeten transparenten Substrat geordnet aufgebracht sind, wobei die Nuten auf dem transparenten Substrat so gebildet sind, daß die Nutentiefe (d) die folgende Gleichung (1) erfüllen kann und die Nutenbreite (GW) und Stegbreite (LW) die folgende Gleichung (2) erfüllen können:

λ/7n < λ/5n (1)

0,1 µm < GW < LW (2)

wobei sowohl die Nuten als auch die Stege für den Aufzeichnungsbereich verwendet werden, kann das Nebensprechen von benachbarten Spuren reduzieren und besitzt hervorragende jeweilige Überschreibungseigenschaften in den Stegen. Auf der Grundlage dieser Feststellungen wurde die vorliegende Erfindung durchgeführt.

Aufgabe der Erfindung ist es somit,

- ein optisches Aufzeichnungsmedium mit einer hohen Aufzeichnungsdichte bereitzustellen, bei dem eine Aufrechterhaltung der aufzeichnenden Information, auch bei Ausführung einer hohen Anzahl von Überschreibungsvorgängen ermöglich wird.

Diese Aufgabe wird durch ein optisches Aufzeichnungsmedium gemäß Patentanspruch 1 gelöst. Weitere vorteilhafte Ausführungsformen und Verbesserungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Ein anderer Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft ein optisches Aufzeichnungsmedium zum Aufzeichnen, Löschen und Auslesen von Information durch Aufstrahlung eines Laserstrahls, welches umfaßt:
eine untere dielektrische Schutzschicht, eine Aufzeichnungsschicht vom Phasenänderungstyp, eine obere dielektrische Schutzschicht und eine Metallreflexionsschicht, die auf einem mit Nuten gebildeten transparenten Substrat nacheinander aufgebracht sind, wobei
sowohl Nuten als auch Stege als ein Aufzeichnungsbereich verwendet werden,
eine Nutentiefe (d) die folgende Beziehung (1) erfüllt:

λ/7n < d < λ/5n (1)

(wobei λ eine Wellenlänge eines Bestrahlungslichts darstellt und n einen Brechungsindex des Substrats darstellt), und
eine Nutenbreite (GW) und eine Stegbreite (LW) die folgende Beziehung (2) erfüllen:

0,1 µm < GW < LW (2)

In einem noch anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein optisches Aufzeichnungsmedium zum Aufzeichnen, Löschen und Auslesen von Information durch Aufstrahlen eines Laserstrahls vorgesehen, welches umfaßt:
eine untere dielektrische Schutzschicht, eine Aufzeichnungsschicht vom Phasenänderungstyp, eine obere dielektrische Schutzschicht und eine Metallreflektionsschicht, die auf einem mit Nuten gebildeten transparenten Substrat nacheinander aufgebracht sind, wobei
sowohl Nuten als auch Stege für einen aufgezeichneten Bereich verwendet werden,
eine Nutentiefe (d) die folgende Gleichung (1) erfüllt:

λ/7n < d < λ/5n (1)

(wobei λ eine Wellenlänge eines Bestrahlungslichts darstellt und n einen Brechungsindex des Substrats bezeichnet),
eine Nutenbreite (GW) und eine Stegbreite (LW) die folgende Beziehung (2) erfüllen:

0,1 µm < GW < LW (2)

und die Stegbreite (LW) die folgende Beziehung (3) erfüllt:

0,62(λ/NA) < LW < 0,80(λ/NA) (3)

(wobei NA eine numerische Apertur einer Linse bezeichnet).

In einem noch anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein optisches Aufzeichnungsmedium zum Aufzeichnen, Löschen und Auslesen von Information durch Aufstrahlen eines Laserstrahls vorgesehen, welches umfaßt:
eine untere dielektrische Schutzschicht, eine Aufzeichnungsschicht vom Phasenänderungstyp, eine obere dielektrische Schutzschicht und eine Metallreflektionsschicht, die auf einem mit Nuten gebildeten Substrat sukzessive aufgebracht sind, wobei
sowohl Nuten als auch Stege als ein aufgezeichneter Bereich verwendet werden,
eine Nutentiefe (d) die folgende Gleichung (1) erfüllt:

λ/7n < d < λ/5n (1)

(wobei λ eine Wellenlänge eines Bestrahlungslichts darstellt und n einen Brechungsindex des Substrats darstellt),
eine Nutenbreite (GW) und eine Stegbreite (LW) die folgende Beziehung (2) erfüllen:

0,1 µm < GW < LW (2)

die Stegbreite (LW) die folgende Beziehung (3) efüllt:

0,62(λ/NA) < LW < 0,80(λ/NA) (3)

(wobei NA eine numerische Apertur einer Linse bezeichnet),
eine Phasendifferenz (α) zwischen einem reflektierten Licht von einem nicht aufgezeichneten Bereich und ein reflektiertes Licht von einem aufgezeichneten Bereich eines optischen Aufzeichnungsmediums die folgende Beziehung (4) erfüllt:

-π < α < 0 (4)

und ein Reflexionsvermögen (R₁) eines nicht aufgezeichneten Bereichs und ein Reflexionsvermögen (R₂) eines aufgezeichneten Bereichs die folgende Beziehung (5) erfüllen:

R₁ < R₂ (5)

In einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein optisches Aufzeichnungsmedium zum Aufzeichnen, Löschen und Auslesen von Information durch Aufstrahlen eines Laserstrahls vorgesehen, welches umfaßt:
eine untere dielektrische Schutzschicht, eine Aufzeichnungsschicht vom Phasenänderungstyp, eine obere dielektrische Schutzschicht und eine Metallreflexionsschicht, die auf einem mit Nuten gebildeten transparenten Substrat nacheinander aufgebracht sind, wobei
sowohl Nuten als auch Stege als ein aufgezeichneter Bereich verwendet werden,
eine Nutentiefe (d) die folgende Beziehung (1) erfüllt:

λ/7n < d < λ/5n (1)

0,1 µm < GW < LW (2)

die Stegbreite (LW) die folgende Beziehung (3) erfüllt:

0,62(λ/NA) < LW < 0,80(λ/NA) (3)

(wobei NA eine numerische Apertur einer Linse bezeichnet),
eine Phasendifferenz (α) zwischen einem reflektierten Licht von einem nicht aufgezeichneten Bereich und einem reflektierten Licht von einem aufgezeichneten Bereich eines optischen Aufzeichnungsmediums die folgende Beziehung (6) erfüllt:

0 < α < π (6)

und ein Reflexionsvermögen (R₁) eines nicht aufgezeichneten Bereichs und ein Reflexionsvermögen (R₂) eines aufgezeichneten Bereichs die folgende Gleichung (7) erfüllen:

R₂ < R₂ (7)

λ/7n < d < λ/5n (1)

(wobei λ eine Wellenlänge eines Aufstrahlungslichts bezeichnet und n einen Brechungsindex des Substrats bezeichnet),
eine Nutenbreite (GW) und eine Stegbreite (LW) die folgende Beziehung (2) erfüllen:

0,1 µm < GW < LW (2)

und die Stegbreite (LW) die folgende Beziehung (3) erfüllt:

0,62(λ/NA) < LW < 0,80(λ/NA) (3)

(wobei NA eine numerische Apertur einer Linse bezeichnet),
und die Stegbreite (LW), die Nutenbreite (GW) und ein Abstand zwischen benachbarten Nuten (Nutabstand (PG) = LW + GW) die folgende Gleichung (8) erfüllen:

0,02 ≦ (LW - GW)/PG ≦ 0,3 (8)

λ/7n < d < λ/5n (1)

0,1 µm < GW < LW (2)

und die Stegbreite (LW) die folgende Beziehung (3) erfüllt:

0,62(λ/NA) < LW < 0,80(λ/NA) (3)

(wobei NA eine numerische Apertur einer Linse bezeichnet),
die Nutentiefe im Bereich zwischen 40 bis 80 nm liegt, und die Nutenbreite (GW) die folgende Beziehung (9) erfüllt:

0,15(λ/NA) < GW < 0,35(λ/NA) (9)

λ/7n < d < λ/5n (1)

(wobei λ eine Wellenlänge eines Aufstrahlungslichts bezeichnet und n einen Brechungsindex des Substrats bezeichnet), und
eine Nutenbreite (GW) und eine Stegbreite (LW) die folgende Beziehung (2) erfüllen:

0,1 µm < GW < LW (2)

die Phasendifferenz (α) zwischen einem reflektierten Licht von einem nicht aufgezeichneten Bereich und einem reflektierten Licht von einem aufgezeichneten Bereich des optischen Aufzeichnungsmediums die folgende Beziehung (4) erfüllen:

-π < α < 0 (4)

und ein Reflexionsvermögen (R₁) des nicht aufgezeichneten Bereichs und ein Reflexionsvermögen (R₂) des aufgezeichneten Bereichs die folgende Gleichung (5) erfüllen:

R₂ < R₁ (5)

λ/7n < d < λ/5n (1)

0,1 µm < GW < LW (2)

die Phasendifferenz (α) zwischen einem reflektierten Licht von einem nicht aufgezeichneten Bereich und einem reflektierten Licht von einem aufgezeichneten Bereich des optischen Aufzeichnungsmediums die folgende Beziehung (6) erfüllen:

0 < α < π (6)

und ein Reflexionsvermögen (R₁) eines nicht aufgezeichneten Bereichs und ein Reflexionsvermögen (R₂) eines aufgezeichneten Bereichs die folgende Beziehung (7) erfüllen:

R₂ < R₁ (7)

λ/7n < d < λ/5n (1)

0,1 µm < GW < LW (2)

und die Stegbreite (LW), die Nutenbreite (GW) und ein Nutenabstand (PG) die folgende Beziehung (8) erfüllen:

0,02 ≦ (LW - GW)/PG ≦ 0,3 (8)

λ/7n < d < λ/5n (1)

0,1 µm < GW < LW (2)

der Schmelzpunkt der Aufzeichnungsschicht kleiner als 700°C ist, und
die Kristallisationstemperatur der Aufzeichnungsschicht nicht kleiner als 150°C ist.

λ/7n < d < λ/5n (1)

0,1 µm < GW < LW (2)

und die Nutentiefe von 40 bis 80 nm ist und die Nutenbreite (GW) die folgende Beziehung (9) erfüllt:

0,15(λ/NA) < GW < 0,5(λ/NA) (9)

λ/7n < d < λ/5n (1)

0,1 µm < GW < LW (2)

und ein Spurabstand eines Bereichs, auf dem eine Dateienverwaltung oder Zuordnungsinformation aufgezeichnet wird, um einen Faktor 1,05 bis 1,5 größer als ein Spurabstand von anderen Datenaufzeichnungsbereichen ist.

λ/7n < d < λ/5n (1)

(wobei λ eine Wellenlänge eines Aufstrahlungslichts bezeich net und n einen Brechungsindex des Substrats bezeichnet)
eine Nutenbreite (GW) und eine Stegbreite (LW die folgende Beziehung (2) erfüllen:

0,1 µm < GM < LW (2)

ein Spurabstand eines Bereichs, auf dem eine Dateienver waltung oder Zuordnungsinformation aufgezeichnet wird, um einen Faktor 1,05 bis 1,5 größer als ein Spurabstand von anderen Datenaufzeichnungsbereichen ist, und
die Nutenbreite (GW) und die Stegbreite (LW) in dem Dateien verwaltungs- und Zuordnungsbereich die folgende Gleichung (10) erfüllen:

0,6(λ/NA) < (GM + LW)/2 < 1,0 µm (10)

In einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein optisches Aufzeichnungsmedium zum Aufzeichnen, Löschen und Auslesen von Information durch Aufstrahlen eines Laserstrahl vorgesehen, welches umfaßt:
eine untere dielektriosche Schutzschicht, eine Aufzeich nungsschicht von Phasenänderungstyp, eine obere dielek trische Schutzschicht und eine Metallreflexionsschicht, die auf einem mit Nuten gebildeten transparenten Substrat nacheinander aufgebracht sind, wobei
sowohl Nuten als auch Stege als ein aufgezeichneter Bereich verwendet werden,
eine Nutentiefe (d) die folgende Beziehung (1) erfüllt:

λ/7n < d < λ/5n (1)

0,1 µm < GM < LW (2)

und die Nutenbreite und die Stegbreite (LW) die folgende Beziehung (10) erfüllen

0,6(λ/NA) < (GM + LW)/2 < 1,0 µm (10)

Nachstehend wird die Erfindung anhand ihrer Ausführungsform näher erläutert.

In den Figuren zeigen:

Fig. 1 eine Querschnittsansicht, die eine Mehrschichtstruktur der optischen Platte zeigt;

Fig. 2 ein Erklärungsdiagramm eines Beispiels eines Überschreibungsverfahrens bei einem Phasenänderungsmedium;

Fig. 3 eine vergrößerte perspektivische Ansicht, die schematisch eine optische Platte der vorliegenden Erfindung zeigt;

Fig. 4 ein Erklärungsdiagramm für die Form und die Intensität der Ansicht eines fokussierten Strahls;

Fig. 5 ein Erklärungsdiagramm für eine Markierungslängenaufzeichnung durch Teilen eines Impulses;

Fig. 6 eine Ansicht, die einen Zusammenhang zwischen der Anzahl von wiederholten Überschreibungsvorgängen und Jitter von Aufzeichnungsmarkierungen im Vergleichsbeispiel 1 zeigt;

Fig. 7 ein Querspursignal einer optischen Platte gemäß der vorliegenden Erfindung in Beispiel 2;

Fig. 8 einen Trägerpegel einer optischen Platte gemäß der vorliegenden Erfindung in Beispiel 2; und

Fig. 9 einen Graph, der die Änderung eines Trägerpegels für Signale in Fig. 7 zeigt.

Das Substrat für das Aufzeichnungsmedium in der vorliegenden Erfindung kann Glas, Plastik (beispielsweise Polycarbonat, Polyoelfine) oder Glas sein, welches einen bekannten lichthärtbaren Harzfilm bildet.

Zum Bilden von feinen Führungsnuten oder Rillen auf dem Substrat wird eine konvexe Form eines Ni-Stempels auf das Substrat mittels eines Spritzgußverfahrens transferiert.

Die konvexe Form auf dem Stempel wird gebildet, indem durch einen Laserstrahl ein Photolack ausgeschnitten wird. Die feinen Nuten können in gewöhnlicher Weise unter Verwendung eines Ar-Lasers bei einer Wellenlänge von 468 nm als eine Laserstrahlquelle zum Schneiden gebildet werden. Ferner werden feine Nuten durch Aufbringen einer Maske auf eine Öffnung einer Laserstrahl-Fokussierungslinse oder unter Verwendung beispielsweise eines He-Cd-Lasers (Wellenlänge: 441 nm) oder eines Kr-Lasers (Wellenlänge: 407 nm) gebildet.

Im Fall eines bis jetzt verwendeten Substrats mit einer großen Nutbreite ist es manchmal erforderlich, einen Schneidelaserstrahl zu oszillieren, aber dies ist zur Bildung der Führungsnuten in der vorliegenden Erfindung nicht erforderlich und demzufolge wird der Schneidevorgang vereinfacht.

Die Mehrschichtstruktur des Phasenänderungsmediums der vorliegenden Erfindung ist in Fig. 1 gezeigt.

Es ist erforderlich Schutzschichten 2, 4 zum Schützen des Substrats 1 und der Aufzeichnungsschicht 3 vorzusehen. Wenn verwendete Schutzschichten 2, 4 eine hervorragende Wärmebeständigkeit aufweisen, einen Effekt einer Verhinderung einer thermischen Deformation des Substrats bereitstellen und eine gute Anhaftung an dem Substrat aufweisen, ist es möglich, ein Polycarbonat-Harzsubstrat zu verwenden, welches allgemein gegenwärtig als ein Substrat für optische Platten verwendet wird.

Die Schutzschichten in der vorliegenden Erfindung sind vorzugsweise dielektrische Schutzschichten, die aus einem dielektrischen Material bestehen.

Verschiedene Kombinationen sind für dielektrische Materialien, die in der vorliegenden Erfindung verwendet werden, möglich und sie werden beispielsweise hinsichtlich des Brechungsindex, der Wärmeleitfähigkeit, der chemischen Stabilität, der mechanischen Stärke und der Haftungsfähigkeit bestimmt.

Beispielsweise können folgende Materialien verwendet werden: Oxide, Sulfide, Nitride und Carbide, beispielsweise Ca, Sr, Y, La, Ce, Ho, Er, Yb, Ti, Zr, Hf, V, Nb, Ta, Zn, Al, Si, Ge und Pb und Fluoride aus Ca, Mg und Li, sowie Verbindungen, in denen ein Teil von Sauerstoff bildenden Metalloxiden durch 5 oder Se ersetzt sind.

Hervorragende Eigenschaften zum wiederholten Überschreiben und der Stabilität über der Zeit können erhalten werden, indem ein Film verwendet wird, der aus einer Mischung zusammengesetzt ist, die wenigstens entweder ZnS oder ZnSe und wenigstens eine der voranstehend beschriebenen Verbindungen enthält.

Wenn in diesem Fall der Gehalt der Metallverbindung 3 bis 60 Mol-% ist, vorzugsweise zwischen 5 bis 40 Mol-%, dann ist die Erhaltungsstabilität der aufgezeichneten Platte insbesondere hervorragend. Beispiele der Metallverbindungen sind SiO₂ und Y₂O₃.

Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung umfasst wenigstens eine Schicht der unteren dielektrischen Schutzschicht und der oberen dielektrischen Schutzschicht ZnS und SiO₂ oder Y₂O₃ und der SiO₂ oder Y₂O₃ Gehalt ist im Bereich zwischen 5 und 40 mol-%.

Die Dicke der Schutzschicht ist vorzugsweise in einem Bereich zwischen 10 und 500 nm.

Wenn die Dicke der Schutzschicht kleiner als 10 nm ist, dann kann allgemein der Effekt einer Verhinderung der Deformation des Substrats oder des Aufzeichnungsfilms unzureichend sein. Wenn andererseits im Fall einer Verwendung eines Plastiksubstrats die Dicke der Schicht 500 nm übersteigt, können innere Spannungen in der Schutzschicht selbst oder eine Differenz der elastischen Eigenschaft zwischen der Schicht und dem Substrat dazu beitragen, Sprünge zu erzeugen.

Zur Verbesserung der Aufzeichnungsempfindlichkeit ist die Dicke der Schutzschicht zwischen der Aufzeichnungsschicht und der Reflexionsschicht in der vorliegenden Erfindung vorzugsweise nicht kleiner als 100 nm und nicht größer als 500 nm.

Andererseits ist es vorteilhaft, wenn die Dicke zwischen 10 und 30 nm liegt, zur Vergrößerung des Aufzeichnungsenergiespielraums, um eine Beschädigung beim wiederholten Überschreiben zu verringern, selbst auf Kosten der Aufzeichnungsempfindlichkeit zu einem gewissen Ausmaß. Dies kann die Wärme der Aufzeichnungsschicht an die obere Reflexionsschicht schnell verteilen, was die Bildung einer amorphen Markierung oder Marke erleichtert und die Beschädigung aufgrund einer Wärmeansammlung verringert.

Für die optische Aufzeichnungsschicht mit Phasenänderung können Materialien auf GeSbTe-Basis, Materialien auf InSbTe- Basis, Materialien auf GeSnTe-Basis, Materialien auf AgInSbTe-Basis etc. verwendet werden und zur Verbesserung einer Kristallisationsrate, einer einfachen Erzielung eines amorphen Zustands, einer Kristallkorngröße und einer Erhaltung einer Stabilität können Sn, In, Ge, Pb, As, Se, Si, Bi, Au, Ti, Cu, Ag, Pt, Pd, Co, Ni, V, Nb, Ta etc. hinzugefügt werden.

Die Dicke wird allgemein innerhalb eines Bereichs von 10 nm bis 100 nm gewählt, vorzugsweise zwischen 10 nm und 50 nm und weiter vorzugsweise zwischen 15 nm und 25 nm. Wenn die Dicke der Aufzeichnungsschicht kleiner als 10 nm ist, kann kein ausreichender optischer Kontrast erhalten werden, oder wenn er erhalten wird, kann er aufgrund einer großen Dickenabhängigkeit von keiner praktischen Bedeutung sein. Angesichts der Haltbarkeit davon bei dem wiederholten Überschreiben ist die Dicke der Aufzeichnungsschicht auf GeSbTb-Basis insbesondere vorzugsweise 15 bis 25 nm.

Wenn andererseits die Dicke 100 nm übersteigt, besteht eine Neigung, daß Sprünge erzeugt werden.

Die Aufzeichnungsschicht 3 ist zwischen die Schutzschichten 2, 4 auf dem Substrat 1 eingebettet und ferner befinden sich eine Reflexionsschicht S und, soweit erforderlich, eine UV- härtbare Harzschicht (Schutzfilm 6) oder dergleichen auf der Aufzeichnungsschicht.

Für den Reflexionsfilm kann ein Metallmaterial verwendet werden, welches hauptsächlich aus Al, Au oder Ag oder mit eingebauten Metallmaterialien zusammengesetzt ist, beispielsweise mit Ta, Ti, Cr, Si, Mg, Mn und Sc.

Insbesondere hinsichtlich der Aufzeichnungsempfindlichkeit und der Stabilität ist er vorzugsweise eine Legierung aus Al und Ti oder Al und Ta.

Der Gehalt von Ti oder Ta ist vorzugsweise von 0,5 at-% bis 3,5 at-%, wodurch der Reflexionsverlust der Platte reduziert wird und sie als eine moderate Wärmesenkenschicht dient.

Die Aufzeichnungsschicht, die Schutzschicht und die Reflexionsschicht sind beispielsweise durch ein Sputterverfahren (Aufstäubung) gebildet. Eine Herstellung von Filmen wird vorzugsweise durch eine In-Line-Vorrichtung ausgeführt, bei der sich ein Target (Ziel) für die Aufzeichnungsschicht, ein Target für die Schutzschicht und soweit erforderlich ein Target für das Reflexionsschichtmaterial in einer identischen Vakuumkammer befinden, um eine Oxidation oder Verunreinigung zwischen jeder der Schichten zu vermeiden. Dies ist auch hinsichtlich einer Produktivität hervorragend.

Auf dem Reflexionsfilm 5 kann manchmal ein Schutzfilm 6, bestehend aus dem gleichen Material wie die Schutzschicht 2, 4 auf eine Dicke von 10 nm bis 500 nm angeordnet sein, um eine Kratzfestigkeit und Beständigkeit gegenüber Feuchtigkeit zu verbessern. Als Schutzfilm 6 ist es ebenfalls empfehlenswert, durch Drehbeschichtung ein Thermo-härtbares oder UV-härtbares Harz bei einer Dicke von ungefähr 0,5 bis 100 µm vorzusehen.

Zum Aufzeichnen, Löschen und Auslesen der optischen Platte gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein durch eine Objektivlinse fokussierter Laserstrahl verwendet und von der Seite eines Substrats oder einer sich drehenden optischen Platte aufgestrahlt.

Beim Aufzeichnen und Löschen wird ein Impuls-modulierter Laserstrahl auf eine sich drehende Platte aufgestrahlt, um eine Phasenänderung der Aufzeichnungsschicht in zwei reversible Zustände zu verursachen, nämlich einen kristallisierten Zustand und einen amorphen Zustand, um einen gelöschten Zustand oder aufgezeichneten Zustand (nicht aufgezeichneten Zustand) zu erreichen.

Dabei kann eine vor einer Aufzeichnung vorhandene Markierung gleichzeitig beim Aufzeichnen durch ein Überschreiben gelöscht werden.

Wie in Fig. 2 gezeigt, wird ein Überschreiben bei dem voranstehend beschriebenen Phasenänderungsmedium durch Modulieren eines fokussierten Laserstrahls ausgeführt. Beispielsweise ist das Phasenänderungsmedium auf GeSbTe-Basis oder auf AgInSbTe-Basis in einem kristallisierten Zustand in dem anfänglichen Zustand und dem gelöschten Zustand und das Aufzeichnungsloch ist amorph. In Fig. 2 wird ein Abschnitt in einem kristallisierten Zustand (gelöschten Zustand) vor einem Überschreiben (A) in ein amorphes Loch 7 bei der Aufstrahlung einer Laserstrahlenergie nach einem Überschreiben (B) transformiert und das amorphe Loch 7 vor einem Überschreiben (A) wird nach dem Überschreiben (B) in den gelöschten Zustand transformiert.

Die Aufzeichnungsschicht wird durch die Aufzeichnungsleistung Pw auf wenigstens eine Temperatur höher als der Schmelzpunkt geschmolzen, um eine amorphe Markierung zu bilden und die Temperatur der Aufzeichnungsschicht wird durch die Vorspannleistung Pb auf eine Temperatur nicht höher als der Schmelzpunkt erhöht, um in den gelöschten Zustand zu rekristallisieren.

In den Materialien auf InSbTe-Basis ist die Löschungsleistung Pb kleiner als Pw und die Schmelzungslöschung einer Erhöhung der Temperatur der Aufzeichnungsschicht auf nicht kleiner als den Schmelzpunkt wird ebenfalls ausgeführt.

Beim Auslesen wird ein Laserstrahl bei einer Leistung, die kleiner als eine Laserleistung beim Aufzeichnen und Löschen ist, auf die sich drehende Plätte aufgestrahlt. In diesem Fall sollte der Phasenzustand der Aufzeichnungsschicht unmittelbar bevor einem Auslesen nicht verändert werden.

Das Auslesen wird durch Erfassen der Intensitätsänderung des reflektierten Lichts durch einen Photodetektor ausgeführt, um einen aufgezeichneten Zustand oder einen nicht aufgezeichneten Zustand zu beurteilen.

Wenn in der optischen Platte gemäß der vorliegenden Erfindung ein Überschreiben der Stege oder Nuten für eine Anzahl von Malen wiederholt wird, kann eine bemerkenswerte Verringerung des Löschungsverhältnisses erzielt werden, um Auslesesignale bei einer hohen Qualität mit geringem Jitter zum Aufzeichnen von Markierungen sowohl für die Stege als auch für die Nuten zu erhalten.

Durch Definieren der Nutbreite schmaler als die Stegbreite, indem sich der Vorteil zu Nutze gemacht wird, daß der Spielraum groß ist, wenn die Nutenbreite enger gemacht wird und wenn die Stegbreite in Hinsicht auf die Wiederholungs- Überschreibungscharakteristik vergrößert wird, kann die Aufzeichnungsdichte gleich oder höher als die existierende optische Platte zur L mit einer identischen Stegbreite und Nut gemacht werden, wobei der Spurabstand auf ein gewisses Maß reduziert wird.

Fig. 3 ist eine vergrößerte perspektivische Ansicht, die schematisch einen Abschnitt einer optischen Platte gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt. Auf einem Substrat der Platte werden vorher ein Steg- 8 und Nutenabschnitt 9 gebildet, wobei die Breite für sowohl den Steg als auch die Nut in einem vergrößerten Maßstab dargestellt sind und wobei die Breite des Stegs LW im Vergleich mit der Breite der Nut GW innerhalb eines Bereichs breiter gemacht ist.

Eine Aufzeichnungsschicht 2 in der Mehrschichtstruktur wie in Fig. 1 gezeigt ist durch eine dielektrische Schicht oder dergleichen geschützt, aber andere Schichten als die Aufzeichnungsschicht 2 sind zum besseren Verständnis der Zeichnung weggelassen.

Fig. 3 zeigt ein Beispiel, bei dem ein optischer Auslesestrahl auf einen nicht aufzeichnenden Bereich auf den Steg 8 einer optischen L aufgestrahlt wird.

Ein unter Verwendung einer optischen Linse oder dergleichen fokussierter Laserstrahl 10 wird von der Seite des Substrats 1 auf die Platte zur Durchführung einer Aufzeichnung, Löschung und Auslesung aufgestrahlt.

Da der fokussierte Strahl 10 von der Seite des Substrats aufgestrahlt wird, tritt er von der gegenüberliegenden Seite des Zeichnungsblatts ein und wird reflektiert. Demzufolge ist der Stegabschnitt 8 konkav, wohingegen der Nutenabschnitt 9 gesehen von der optischen Quelle konvex ist.

Ein Unterschied im Niveau (d) zwischen dem Steg 8 und der Nut 9 kann irgendeinen Wert annehmen, vorausgesetzt, daß er in einem Bereich von λ/7n bis λ/5n ist, wobei λ eine Wellenlänge des fokussierten Strahls 10 ist und n ein Brechungsindex des Substrats 1 ist.

Dies liegt daran, daß Nebensprechen von einer benachbarten Spur verringert ist, wenn die Nutentiefe zwischen λ/7n bis λ/5n ist (λ: Wellenlänge des Auslesungslichts; n: Brechungsindex des Substrats), wie in Jpn. J. Appl. Phys. Vol. 32 (1993), Seiten 5324 bis 5328 beschrieben. Dieser Bericht basiert auf der Annahme von (Stegbreite) = (Nutenbreite) und legt die vorliegende Erfindung nicht nahe. Allerdings ist es auch für die vorliegende Erfindung vorteilhaft, die Nutentiefe als λ/5n bis λ/7n zu definieren. Als die Erfinder der vorliegenden Erfindung ähnliche Berechnungen wie die in dem obigen Bericht für die Geometrien: GW < LW in der vorliegenden Erfindung ausführten, nahm das Nebensprechen die besten Werte für λ/7n < d < λ/5n an, insbesondere für λ/7n < d < λ/6n für die assymetrischen L

In der vorliegenden Erfindung ist die Stegbreite als innerhalb eines Bereichs von 0,62(λ/NA) bis 0,80(λ/NA) liegend definiert, wobei λ die Wellenlänge des aufgestrahlten Strahls bezeichnet und NA eine numerische Apertur einer Objektivlinse ist.

Wenn die Stegbreite schmaler als der voranstehend erwähnte Bereich ist, kann eine voranstehende Markierung im Fall einer wiederholten Überschreibung einer Aufzeichnungsmarkierung auf dem Steg auffällig zurückbleiben und nicht gelöscht werden, um den Jitter der Aufzeichnungsmarkierung zu verschlechtern. Dies verursacht kein Problem bei dem Phasenänderungsmedium vom Einmal-Einschreibtyp, aber bei der Platte vom wiederbeschreibbaren Typ bringt dies Probleme mit sich.

Wenn die Stegbreite innerhalb des voranstehend erwähnten Bereichs ist, kann kein Löschungsrest der voranstehenden Markierung oder eine bemerkenswerte Verschlechterung des Jitters der Aufzeichnungsmarkierung im Fall einer wiederholten Überschreibung vorhanden sein und eine Charakteristik, die gleich zu der aufgezeichneten in der Nut ist, kann erhalten werden.

Wenn die Stegbreite größer als der voranstehend erwähnte Bereich ist, kann kein bestimmtes Problem für die Charakteristik eines wiederholten Überschreibens des Stegs vorhanden sein und eine zufriedenstellende Charakteristik kann erhalten werden. Allerdings ist eine nicht erforderliche Verbreiterung der Stegbreite, die die Aufzeichnungsdichte reduziert, hinsichtlich des Standpunkts einer Aufzeichnung mit hoher Dichte nicht vorteilhaft.

Ein Verfahren zum Vermessen der Nutenbreite und der Nutentiefe wird nachstehend beschrieben. Die Messung wird durch Aufstrahlen eines He-Ne-Laserstrahls (Wellenlänge: 633 nm) von der Seite des Substrats, die nicht mit Nuten versehen ist und durch Messen des Durchgangslichts hinsichtlich der Lichtintensität null-ter Ordnung (I0), der primären Lichtintensität (I1) und der sekundären Lichtintensität (I2) ausgeführt, die durch die Nuten des Substrats und den Winkel des Beugungslichts gebeugt werden.

Wenn man einen Nutenabstand als (P) annimmt, eine Nutenbreite als (w), eine Nutentiefe als (d), eine Laserwellenlänge als λ und einen Winkel zwischen dem reflektierten Licht null-ter Ordnung und dem gebeugten Licht 1-ter Ordnung als θ, dann kann die Nutenbreite und die Nutentiefe berechnet werden, da für einen Fall von rechteckigen Nuten die folgenden Zusammenhänge hergestellt sind:

I2/I1 = cos²(πε)

I1/I0 = {(2sind²(πε)(1 - cosδ)}/[π²{1 - 2ε(1 - ε)(1 - cosδ)}]

ε = w/P, δ = 2(n - 1)πd/λ

(n: Brechungsindex des Substrats)

P = λ/sinθ

Obwohl die tatsächliche Form der Nut nicht vollständig rechteckig ist, werden Werte, die für die Nutenbreite und die Nutentiefe durch das voranstehende erwähnte Meßverfahren allgemein von Bedeutung sind, für die Nutenform in der vorliegenden Erfindung verwendet.

Demzufolge ist es auch auf einen Fall anwendbar, bei dem die Nutenform von der vollständig rechteckigen Form in der vorliegenden Erfindung abweicht.

Ferner ist es zuverlässig, die Größe der Nutenform durch vorhergehendes Ausführen einer Beobachtung für die Oberfläche und den Querschnitt der Substratplatte zu umreißen, beispielsweise unter Verwendung eines SEM-, STM- (AFM)- Verfahrens und dann durch Bestimmung der Form, während darauf Bezug genommen wird, durch genaues Bestimmen der Nutenbreite und der Nutentiefe durch Anwendung der voranstehend beschriebenen Messung und Berechnung. Wenn ferner der Nutenabstand kleiner als zweimal λ (2λ) ist, ist das voranstehend erwähnte optische Beugungsverfahren nicht anwendbar. Für diesen Fall ist nur eine SEM- oder STM- (AFM)- Analyse anwendbar.

Da in der vorliegenden Erfindung die Stegbreite breiter als die Nutbreite ist, kann die Breite der Aufzeichnungsmarkierung auf dem Steg größer als die Breite der Aufzeichnungsmarkierung auf der Nut gemacht werden und infolgedessen ist die Auslesesignalamplitude für ein CN- Verhältnis (Träger-zu-Rauschverhältnis) an dem Steg größer als diejenige der Nut und bei der Signalqualität kann häufig ein Unterschied zwischen beiden von ihnen erzeugt werden.

In einem derartigen Fall ist es effektiv, die Schichtzusammensetzung so zu wählen, daß die Auslesesignalamplitude oder das CN-Verhältnis an der Nut größer als diejenige an dem Steg gemacht wird.

Als Richtlinie für diesen Zweck können Vorkehrungen getroffen werden, so daß die Änderung des Betrags des reflektierten Lichts des Ausleselichts vor und nach der Aufzeichnung im Vergleich mit derjenigen an dem Steg größer gemacht wird.

Als eine spezielle Gegenmaßnahme ist es effektiv, die Phasendifferenz des reflektierten Lichts vor und nach der Aufzeichnung zu berücksichtigen und die Phasendifferenz innerhalb eines derartigen Bereichs als vorteilhaft für die Aufzeichnung, auf der Nut zu definieren.

Die Amplitude des Auslesesignals bei der Aufzeichnung in der Nut kann verbessert werden und die Signalamplitude einer gleichen Qualität kann sowohl bei der Aufzeichnung in dem Steg als auch bei der Aufzeichnung in der Nut erhalten werden, indem die folgende Bedingung (1) oder die Bedingung (2) erfüllt werden:

Bedingung (1)

Wenn das Reflexionsvermögen in dem aufgezeichneten Bereich (R₂) kleiner als das Reflexionsvermögen in dem nicht aufgezeichneten Bereich (R₁) des optischen Aufzeichnungsmediums in der vorliegenden Erfindung ist, dann kann eine Phasendifferenz zwischen dem reflektierten Licht von dem nicht aufgezeichneten Bereich und einem reflektierten Licht von dem aufgezeichneten Bereich durch die folgende Formel (4) dargestellt werden:

-π < α < 0 (4)

mit: α = (Phase des reflektierten Lichts vom nicht- aufzeichnenden Bereich) - (Phase des reflektierten Lichts vom aufzeichnenden Bereich)

Die Phase des reflektierten Lichts von dem nicht- aufzeichnenden Bereich besitzt nämlich eine Verzögerung im Bereich von 0 bis π im Vergleich mit der Phase des reflektierten Lichts von dem Aufzeichnungsbereich.

Bedingung (2)

Wenn das Reflexionsvermögen in dem Aufzeichnungsbereich größer als das Reflexionsvermögen in dem nicht aufzeichnenden Bereich des optischen Aufzeichnungsmediums in der vorliegenden Erfindung ist, wird eine Phasendifferenz d zwischen dem reflektierten Licht von dem nicht-aufzeichnenden Bereich und einem reflektierten Licht von dem Aufzeichnungsbereich durch die folgende Formel (6) dargestellt:

0 < α < π (6)

Die Phase des reflektierten Lichts von dem nicht- aufzeichnenden Bereich rückt nämlich innerhalb eines Bereichs von 0 bis π zu der Phase des reflektierten Lichts von dem Aufzeichnungsbereich vor.

Ferner ist es vorteilhafter, zur Erhöhung der Amplitude des Auslesesignals der aufgezeichneten Markierung auf der Nut, wenn die Phasendifferenz innerhalb des folgenden Bereichs liegt:
Für den Fall der Bedingung (1)

-(3/4)π < α < -(1/4)π, oder

für den Fall der Bedingung (2)

(1/4)π < α < (3/4)π

Um eine Platte zu entwerfen, die derartige Bedingungen erfüllen kann, ist es erforderlich, genau die Phasendifferenz des reflektierten Lichts vor und nach der Phasenänderung zu erkennen.

Die Phasenänderung des reflektierten Lichts vor und nach der Phasenänderung kann beispielsweise mittels eines Laserinterferenzmikroskops genau gemessen werden und ferner kann sie auch effektiv durch Berechnung unter Verwendung einer optischen Konstanten und einer Dicke für jede der Schichten der Platte bestimmt werden.

Das Berechnungsverfahren ist ausführlich in der Veröffentlichung "Base and Method for Spectroscopy" (geschrieben von Keiei Kudo, veröffentlicht von Ohm Co., 1985, Chapter 3) ausgeführt.

Die optische Konstante für jede der Schichten kann erhalten werden, indem beispielsweise durch Aufstäubung und dann Messung unter Verwendung eines Ellipsometers oder dergleichen vorher ein Einzelschichtfilm erhalten wird.

Die Effekte der Reflexionsänderung der Phasendifferenz vor und nach der Aufzeichnung bei der Anwendung der Stegaufzeichnung oder der Nutenaufzeichnung ist insbesondere unter Verwendung von numerischen Formeln in der japanischen offengelegten Patentanmeldung (KOKAI) 5-128589 beschrieben.

Allerdings beschreibt die japanische offengelegte Patentanmeldung (KOKAI) 5-128589 überhaupt nichts für eine Verwendung sowohl des Stegs als auch der Nut für den Aufzeichnungsbereich.

Ferner berücksichtigt die Definition für die Breite zwischen dem Steg und der Nut überhaupt nicht die Verbesserung des CN- Verhältnisses in der Nut einer schmaleren Breite relativ zu einem breiten Steg, wie in der vorliegenden Erfindung verwendet.

Die optische L in der vorliegenden Erfindung ist ein wieder beschreibbares Aufzeichnungsmedium für optische Informationen, aber sie ist auch für ein Medium vom Einmal- Beschreibungstyp verwendbar, bei welchem nur eine einmalige Wiedereinschreibung möglich ist.

Dies ist leicht durch Aufzeichnen eines Informationsschreibsperrsignals auf der Platte von dem Antrieb möglich, so daß eine zweite Aufzeichnungs-Löschung unmöglich ist.

Die Platte kann als eine einzelne Seite verwendet werden oder zusätzlich können an die Oberflächen gegenüberliegend den Substraten zwei gegenüberliegende Platten angebracht werden, um die Kapazität zu verdoppeln.

Dies ist ein wichtiges Merkmal, welches von einer Platte von magneto-optischen Typ, die einen Magneten auf der Seite gegenüberliegend zu der Seite einer Laserbestrahlung benötigt, nicht erzielt werden kann.

Die japanische offengelegte Patentanmeldung (KOKAI) 6-338064 offenbart eine Definition hinsichtlich der Nutentiefe und Nutenbreite, aber sie basiert auf der Annahme, daß die Nutenbreite im wesentlichen gleich zu der Stegbreite ist und deshalb ist sie unterschiedlich zu der vorliegenden Erfindung. Ferner stellt sie keine Definition für die Stegbreite bereit, die größer als die Nutenbreite ist.

Ferner kann eine ausreichende Signalintensität durch Intensivieren des Signals in der Nut unter Verwendung der voranstehend beschriebenen Phasendifferenz erzielt werden, im Fall einer Aufzeichnung in der Nut mit einer Nutbreite von nicht mehr als 0,35(λ/NA), die die Nutenbreite und Stegbreite verringert.

Ferner weist eine schmale Nut Vorteile hinsichtlich einer Charakteristik zur wiederholten Aufzeichnung auf, was ein wesentliches Problem in der optischen Phasenänderungsplatte ergibt.

Der Grund, warum eine Charakteristik zur wiederholten Aufzeichnung unter Verwendung der schmalen Nut hervorragend ist, ist nicht immer offensichtlich gewesen, aber es kann eine Möglichkeit bestehen, daß der Materialtransfer oder die Deformation der Aufzeichnungsschicht durch die Nut eingeschränkt wird.

Es ist bevorzugt, daß die Nutbreite schmal ist, aber die Intensität des Verfolgungsfehlersignals ist nicht ausreichend, wenn die Nutenbreite zu schmal ist. Ferner fehlt ein flacher Abschnitt an dem Boden der Nut, um einen Nachteil wie beispielsweise eine Verringerung der Signalintensität zu bewirken. Ferner ist es bei einer L nicht bevorzugt, wenn die Aufzeichnungsmarkierungsbreite die Nutenbreite übersteigt.

Ferner weist die Dicke der Nut einen Effekt auf die Charakteristik zum wiederholten Aufzeichnen auf. Wenn die Nut zu seicht ist, verschlechtern sich die Wiederholungs- Charakteristiken und auch das Verfolgungsfehlersignal wird verringert. Wenn die Nut zu tief ist, ist ein flacher Abschnitt an dem Boden der Nut nicht vorhanden, so daß ein Nachteil verursacht wird, beispielsweise eine Verringerung der Signalintensität.

Demzufolge kann die Nutenbreite von 0,05(λ/NA) bis 0,5(λ/NA), vorzugsweise von 0,25(λ/NA) bis 0,35(λ/NA) sein, wobei λ eine Aufzeichnungslaserwellenlänge ist und NA eine numerische Apertur eine Objektivlinse ist.

Beispielsweise kann die Nutenbreite im Fall einer Verwendung einer Linse bei einer Wellenlänge von 780 nm und NA von 0,55 im Bereich von 0,21 bis 0,52 µm, vorzugsweise im Bereich zwischen 0,35 bis 0,50 µm sein. Ferner ist die untere Grenze der Nutenbreite ungefähr 0,1 µm hinsichtlich der Begrenzung einer Verarbeitung der Nutenbildung.

Die Nutentiefe ist vorzugsweise in einem Bereich zwischen 40 und 80 nm und vorzugsweise in einem Bereich zwischen 45 und 70 nm, hinsichtlich der Haltbarkeit während einem wiederholten Überschreiben.

Ferner wird die Wirkung der vorliegenden Erfindung auffälliger, wenn die Dicke der dielektrischen Schutzschicht, die sich zwischen der Aufzeichnungsschicht und der Reflexionsschicht befindet, größer wird und die Schichtzusammensetzung weist eine bessere Aufzeichnungsempfindlichkeit auf, wenn eine Schreibempfindlichkeit beträchtlich verbessert wird, da eine thermische Diffusion durch eine derartige dicke obere Schutzschicht beschränkt wird.

Die optische Phasenänderungsplatte muß die Temperatur auf einen höheren Wert als den Schmelzpunkt eines gewöhnlichen Aufzeichnungsfilms erhöhen und die Arbeitstemperatur ist im Vergleich mit einer magneto-optischen Platte oder dergleichen höher, was allgemein ein Problem einer schlechten Empfindlichkeit zur Folge hat.

Insbesondere wenn die verwendete Laserwellenlänge zur weiteren Erhöhung der Dichte kürzer ist, wird das Problem der Empfindlichkeit wichtig, da es weiter schwierig wird, eine Laserdiode mit hoher Leistung zu erhalten.

Da jedoch in der optischen Phasenänderungsplatte ein Problem dahingehend besteht, daß die Charakteristik zum wiederholten Aufzeichnen weiter verschlechtert wird, wenn eine Schichtzusammensetzung einer hohen Empfindlichkeit verwendet wird, wird gewöhnlicherweise eine Platte mit einer schlechten Empfindlichkeit verwendet.

Da im Gegensatz dazu der Effekt der vorliegenden Erfindung weiter durch eine Platte mit einer höheren Schreibempfindlichkeit mit einer dickeren oberen Schutzschicht erhöht wird, ist es möglich, eine optische Phasenänderungsplatte mit einer hohen Schreibempfindlichkeit und mit einer hervorragenden Wiederholungsaufzeichnungs- Charakteristik zu erhalten.

Ferner ist es vorteilhaft, wenn die Stegbreite (LW) und die Nutenbreite (GW) den folgenden Zusammenhang aufweisen:

0,02 ≦ (LW - GW)/PG ≦ 0,3 (8)

wobei LW eine Stegbreite (µm) bezeichnet, GW eine Nutenbreite (µm) bezeichnet und PG einen Nutenabstand (µm) [= GW + LW] bezeichnet.

Wenn der Unterschied zwischen der Stegbreite und det Nutenbreite zu groß ist, wird das Signal in der Nut kleiner als das Signal in dem Steg, was einen Verlust des Gleichgewichts zur Folge hat, selbst wenn die Schichtzusammensetzung dafür ausgelegt ist, die Signalamplitude in der Nut wie voranstehend beschrieben hervorzuheben, so daß bevorzugt ist, eine Grenze wie folgt bereitzustellen:

(LW - GW)/PG ≦ 0,3

Wenn andererseits die Stegbreite größer als die Nutenbreite ist, kann eine aussagekräftige Differenz zwischen dem Reflexionsvermögen auf dem Steg und demjenigen in der Nut vor einer Aufzeichnung bereitgestellt werden, insbesondere durch die folgende Definition:

(LW - GW)/PG ≧ 0,02

und ein Verfolgungsservo bzw. Nachführungsservo gemäß einem 3-Strahlverfahren arbeitet stabil.

Ferner kann ein sogenanntes Spurüberkreuzungssignal leicht getrennt aus dem Servosystem erhalten werden. Wenn die Stegbreite fast gleich zu der Nutenbreite gemacht wird, kann tatsächlich überhaupt kein Spurüberschneidungssignal erhalten werden, was die sogenannte Spurzählung, bei der die Anzahl von Spuren zum Zugriff auf eine bestimmte Spur gezählt werden, unmöglich macht. Obwohl andere Zugriffsverfahren auch möglich sind, stellt die Verwendung des existierenden Spurzählungsverfahrens einen großen Vorteil bereit.

Indem die Nutenbreite enger als die Stegbreite innerhalb des voranstehend erwähnten Bereichs gemacht wird, wird der Trägerpegel des Auslesesignals im wesentlichen gleich zwischen dem Steg und der Nut gemacht und die Differenz des Betrags eines reflektierten Lichts von dem Nutenabschnitt und von dem Stegabschnitt kann im Fall einer Anwendung des 3- Strahlsystems unterschiedlich gemacht werden. Ferner ist es möglich, ein besseres Querspursignal zu erhalten.

Deshalb kann beim Auslesen des Informationsaufzeichnungsmediums das 3-Strahlsystem zusätzlich zu dem Druckzugsystem (push-pull-System) und einem geteilten Druckzugsystem wie das Nachführungssystem verwendet werden und das Querspursignal kann zum Zählen der Anzahl von Spuren verwendet werden, die bei einer radialen Bewegung durchlaufen werden.

Wenn die Nachführungsservo-Charakteristik berücksichtigt wird, ist die Nutentiefe vorzugsweise innerhalb eines Bereichs von λ/10n bis λ/5n, wobei λ die Aufzeichnungs/Ausleselichtquellenwellenlänge bezeichnet und n der Substratreflexionsindex ist, und wenn das Nebensprechen berücksichtigt wird, ist ein Bereich zwischen λ/6,5n bis λ/5,5n insbesondere bevorzugt.

Nachstehend wird das Merkmal der vorliegenden Erfindung zum Umgehen einer Querüberschneidungslöschung beschrieben, bei der Signale von benachbarten Spuren zusammen mit einer wiederholten Aufzeichnung gelöscht werden. In der vorliegenden Erfindung ist ein minimaler Spurabstand:
(LW + GW)/2 zum Beseitigen der Querüberschneidungslöschung definiert.

Da der Fleckdurchmesser des optischen Strahlflecks proportional zu λ/NA ist, wird angenommen, daß der zulässige minimale Spurabstand proportional zu λ/NA ist.

Ein Proportionalkoeffizient kann genau auf der Grundlage eines Experiments bestimmt werden.

Als Folge von verschiedenen tatsächlichen Studien, die durch die Erfinder der vorliegenden Erfindung durchgeführt wurden, wurde festgestellt, daß, wenn der Nutenabstand für die LAufzeichnung größer als 1,2(λ/NA) eingerichtet wird, die Herabsetzung des C/N-Verhältnisses (Träger-zu- Rauschverhältnis) nach 10⁴ Zyklen einer Überschreibung auf weniger als 3 dB verringert werden kann, wodurch ein Pegel erreicht wird, der keine praktischen Probleme verursacht.

Als Ergebnis bedeutet dies, daß experimentell bestätigt wurde, daß eine Signalverschlechterung in benachbarten Spuren durch eine Querlöschung verhindert werden kann, da der wesentliche Aufzeichnungsspurabstand eine Hälfte des Nutenabstands bei der L ist, wenn der minimale Aufzeichnungsspurabstand größer als 0,6(λ/NA) eingestellt wird.

Der voranstehend beschriebene Wert 0,6 entspricht nur theoretisch einer Hälfte des Strahlflecks eines fokussierten Lichtstrahls 12, der durch eine Objektivlinse 11 tritt.

Der fokussierte Lichtstrahl 12 besitzt nämlich eine Gestalt wie in Fig. 4 gezeigt und ein Nebenmaximum tritt in der Intensitätsverteilung durch einen Beugungseffekt auf (ein Graph (13), der die Intensitätsverteilung in Fig. 4 zeigt).

Ein Durchmesser des zentralen Flecks wird im wesentlichen mit 1,2((λ/NA) dargestellt. Dies wird als eine luftige Platte (14) bezeichnet.

Ferner ist die Lichtintensitätsverteilung nicht gleichmäßig und ein Durchmesser, der eine Intensität 1/e² (e stellt eine Basis für einen natürlichen Logarithmus dar) ergibt, wird als 0,82(λ/NA) dargestellt.

Da der minimale Abstand der Spur (1) dem Radius der luftigen Platte entspricht, wird es für die physikalische Bedeutung offensichtlich, daß das Querlöschungsphänomen verursacht wird, weil die Temperatur einer benachbarten Spur durch eine schwache Aufstrahlung an einem Ursprung der Intenistätsverteilung eines fokussierten Laserstrahlflecks als eine erste Approximation erhöht wird.

Das Nahlöschungsphänomen erleidet grundlegend keine wesentliche Beeinflussung einer Wärmeleitung in der Aufzeichnungsschicht, da die Wärmeleitfähigkeit in der Größenordnung eines Faktors 2-3 kleiner ist als diejenige eines magneto-optischen Mediums oder dergleichen, in einer Aufzeichnungsschicht GeSbTe, AgInSbTe, InSnTe oder InSbTe, umfassend nicht weniger als 40 at-% eines Elements gehörend zu der Gruppe IIIb, IVb, Vb, VIb oder einer Mischung (Legierung) davon als Hauptbestandteile, beispielsweise GeSbTe, AgInSbTe, InSnTe oder InSbTe.

Dies liegt auch daran, weil die Aufzeichnungsschicht im wesentlichen bei einer zum Aufzeichnen benötigten Größenordnung zwischen 10 bis 100 ns im wesentlichen adiabatisch ist.

Demzufolge wird der durch 0,6(λ/NA) voranstehend beschriebene und definierte minimale Spurabstand im wesentlichen durch den Strahlfleckdurchmesser bestimmt und demzufolge nur durch die Wellenlänge des optischen Strahls und die NA.

Ferner kann eine weitere Verringerung, obwohl eine nur geringe, einer Nahlöschung bei weniger als 10000 Zyklen einer Wiederholungsüberschreibung auch durch den Mehrschichtaufbau des Aufzeichnungsmediums oder durch die Beschränkung der physikalischen Eigenschaft der Aufzeichnungsschicht erhalten werden.

Verbindungen für die Legierungs-Aufzeichnungsschicht, die gegenwärtig bekannt sind, bei denen eine reversible Änderung zwischen Kristallzuständen/amorphen Zuständen möglich ist, weisen oft einen Schmelzpunkt (Tm) von weniger als 700°C und eine Kristallisationstemperatur (Tg) von nicht weniger als 150°C auf, obwohl abhängig von dem Schmelzpunkt oder der Kristallisationstemperatur der Aufzeichnungsschicht.

Tatsächlich ist bei der Schicht mit einer Zusammensetzung nahe bei Ge₁Sb₂Te₄ oder Ge₂Sb₂Te₅ der Schmelzpunkt in einem Bereich zwischen 600 bis 620°C und die Kristallisationstemperatur liegt in einem Bereich zwischen 150 bis 170°C.

Ferner ist bei Ag_0,11In_0,11Te_0,20Sb_0,55 der Schmelzpunkt bei ungefähr 550°C und die Kristallisationstemperatur ist ungefähr bei 230°C.

Wenn Tg kleiner als 150°C ist, ist die Stabilität des amorphen Zustands schlecht, wobei er dazu tendiert, eine Querlöschung zu erfahren.

Wenn ferner Tm 700°C übersteigt, neigt eine während einer Aufzeichnung aufzustrahlende Energie dazu anzusteigen, wodurch sie dazu neigt, eine Querlöschung an benachbarten Spuren zu verursachen.

Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist der Schmelzpunkt der Aufzeichnungsschicht (3) kleienr als 700°C und die Kristallisationstemperatur der Aufzeichnungsschicht ist nicht kleiner als 150°C.

Wenn unter Bezugnahme auf die Schichtzusammensetzung die Dicke der Aufzeichnungsschicht 30 nm überschreitet, da die Aufzeichnungsempfindlichkeit verkleinert wird, und ferner Wärme dazu neigt, an benachbarte Spuren zu entweichen, dann neigt die Querlöschung dazu, aufzutreten.

Da ferner die Definition für den minimalen Spurabstand durch den Aufzeichnungsspurabstand und den Radius des fokussierten optischen Strahls bestimmt wird, trifft dies nicht nur für den Fall der L zu, sondern auch auf eine Probenservo-Aufzeichnung, bei der Vorlöcher bereitgestellt werden und die Stegaufzeichnung, die mit Nuten wie gewöhnlich versehen ist.

Da es allerdings für einen Fall der L bekannt gewesen ist, daß die Nutentiefe vorzugsweise auf ungefähr λ/5n bis ungefähr λ/7n (n: Brechungsindex des Substrats) eingestellt wird, um das Nebensprechen zu verringern, wird bevorzugt, dies in Kombination mit der vorliegenden Erfindung anzuwenden.

Ferner ist die Bedingung: (LW + GW)/2 < 0,6(λ/NA) auf die voranstehend beschriebene L bei GW < LW anwendbar, und sie kann ohne Probleme auch auf einen Fall unter der Bedingung: GW ≊ LW angewendet werden. Wenn sie auf einen Fall unter der Bedingung: GW < LW angewendet wird, ist sie dahingehend wirksam, daß eine Querlöschung umgangen werden kann, während der wesentliche Spurabstand im Vergleich mit einem Fall: GW = LW verbessert wird.

Ferner war es im Fall einer Aufzeichnung nur entweder in der Nut oder dem Steg bei einem schmalen Abstand als vorteilhaft bekannt, wenn die Nutentiefe auf ungefähr λ/8n eingestellt wird, um ein Servosignal durch ein Druckzugverfahren zu erhalten.

Da für die Probenservo-Aufzeichnung ebenfalls bekannt war, daß die Tiefe der Servolöcher vorzugsweise auf ungefähr λ/4n eingestellt ist, wird dies vorzugsweise in Kombination mit der vorliegenden Erfindung angewendet.

Der Mehrschichtaufbau, so wie er in Fig. 1 gezeigt ist, ist auf einem gegenüber Licht, welches zur Aufzeichnung und zum Auslesen verwendet wird, transparenten Harz oder Glassubstrat gebildet.

Allgemein wird oft ein Harzsubstrat verwendet, beispielsweise ein Substrat bestehend aus Polycarbonat oder Polyolefin, die leicht durch ein Spritzgußverfahren als billige und feine unebene Struktur gebildet werden können.

Für das Polyolefinsubstrat kann beispielsweise Zeonex (erzeugt von Nippon Zeon Co., Ltd.), Arton (erzeugt von Japan Synthetic Rubber Co., Ltd.), Apel (erzeugt von Mitsui Petrochemical Industries, Ltd.) oder dergleichen erwähnt werden, die gegenwärtig kommerziel erhältlich sind. Da sie eine kleine photoelastische Konstante aufweisen, kann eine vertikale Doppelbrechung von weniger als 400 × 10^-6 und in- Ebenen-Doppelbrechungen von weniger als 40 × 10^-6 λeicht erhalten werden.

Da andererseits ein Polycarbonatharz, insbesondere ein Harz unter Verwendung eines Bisphenols A mit einem Anzahldurchschnitts-Molekulargewicht von ungefähr 15000, welches allgemein für optische Platten verwendet wird, eine große photoelektrische Konstante aufweist, kann durch ein gewöhnliches Spritzgußkompressionsverfahren nur eine hohe vertikale Doppelbrechung von ungefähr 400 × 10^-6 bis 600 × 10^-6 erhalten werden.

Eine vertikale Doppelbrechung von weniger als 400 × 10^-6 kann beispielsweise durch eine Änderung eines an einen Spritzgußhohlraum angelegten Drucks in Mehrfachschritten beim Formen eines Polycarbonats und durch eine beträchtliche Verringerung eines Drucks während eines Kühlschrittes erhalten werden.

Ferner kann ein Substrat mit einer ähnlich geringen vertikalen Doppelbrechung auch durch Tempern bei einer Temperatur erzielt werden, die ungefähr 20 bis 30°C niedriger liegt als der Glasübergangspunkt.

Um die in-Ebenen-Doppelbrechung auf weniger als 40 × 10^-6 zu verringern, ist es am wirksamsten, eine Fließfähigkeit des Harzes zum Unterdrücken einer molekularen Orientierung durch Querspannungen während eines Spritzgußvorgangs zu erhöhen.

Für diesen Zweck wird das Molekulargewicht des Harzes kleiner eingestellt, oder die Harzschmelztemperatur wird größer eingestellt.

Beispielsweise wird in einem Polycarbonat unter Verwendung von Bisphenol A das molekulare Durchschnittsgewicht auf einen Bereich zwischen 4000 bis 20 000 gesteuert und die Harztemperatur beim Formen wird auf ungefähr 350°C eingestellt.

Bei einem Phasenänderungsmedium ist die Zulässigkeit für die in-Ebenen-Doppelbrechung groß und es ist ausreichend, wenn sie kleiner als 40 × 10^-6 ist.

Wenn sie allerdings nicht kleiner als 40 × 10^-6 ist, verursacht sie in unerwünschter Weise eine Abberration oder eine Vergrößerung des Laserstrahls von der Lichtquelle.

Andererseits erscheint ein Effekt, der durch einen Astigmatismus verursacht wird, der durch die vertikale Doppelbrechung gesteuert wird, beispielsweise bei einer Nutenaufzeichnung als eine Differenz zwischen einer Fokusposition, an der eine Fehlersignalamplitude eines Nachführungssystems durch ein Druckzugverfahren (größer als der fokussierte Strahl, der von der Nutenmitte verschoben ist) das Maximum erreicht, und einer Fokusposition, an der die Auslesesignalamplitude von in der Nut aufgezeichneten Markierungen sich an einem ausreichenden Abstand befinden.

Wenn ein Strahlfleck 10 nämlich in der Fig. 3 in eine längliche Gestalt parallel zu der Längsrichtung der Spur 8 oder 9 fokussiert wird, dann erreicht das Auslesesignal nämlich das Maximum und das Nebensprechen wird minimiert. Ferner wird das Spurfehlersignal verringert.

Wenn andererseits in der Fig. 3 der Strahlfleck 10 in eine längliche Gestalt senkrecht zu der Längsrichtung der Spur 8 oder 9 fokussiert wird, dann erreicht das Auslesesignal des an einem engen Abstand beschriebenen Bits und das Spurfehlersignal im wesentlichen ein Maximum, aber ein Nebensprechen wird vergrößert.

Der Effekt der Substratdoppelbrechung und des Astigmatismus sind in folgenden Veröffentlichungen ausführlich angegeben: B. E. Bernaki, et al, Applied Optics, Vol. 32 (1993), Seite 6547, oder S. Sugiyama, et al, Applied Optics, Vol. 33 (1994), Seite 5073.

Da ein Unterschied zwischen den zwei "optimalen" Fokuspositionen kleiner ist, kann ein Medium mit hoher Kompatibilität mit keinerlei Auswirkungen einer Differenz von Antriebsmechanismen erhalten werden.

Es war bekannt, daß der Betrag des Fokusversatzes im wesentlichen proportional zu der vertikalen Brechung ist und ungefähr gleich zu der Wellenlänge des optischen Strahls ist (M. R. Latta et al., Proceeding of SPIE, Vol. 1663 (1992), Seite 157).

Zum Einstellen des Betrags des Astigmatismus auf ein derartiges Niveau, so daß er kein praktisches Problem verursacht, kann es ausreichend sein, die vertikale Doppelbrechung auf 36792 00070 552 001000280000000200012000285913668100040 0002019549636 00004 36673nicht größer als 400 × 10^-6 einzustellen und sie ist im wesentlichen unter 300 × 10^-6 vernachlässigbar.

In einer optischen Platte wird eine Aufzeichnung/Auslesung gewöhnlicherweise durch Aufstrahlen eines optischen Strahls durch ein transparentes Substrat mit einer Dicke von 1,0 bis 2,0 mm durchgeführt. Das voranstehend beschriebene Problem einer optischen Verzerrung kann ferner dadurch abgemindert werden, daß die Schichtdicke auf nicht weniger als 0,4 mm und nicht mehr als 1,0 mm definiert wird.

Als ein effektives Verfahren zum Umgehen des Problems einer Querlöschung, allein oder in Kombination mit dem Merkmal der vorliegenden Erfindung, wird der Spurabstand in einem Bereich einer Aufzeichnung der Dateienverwaltung oder Zuordnungsinformation um einen Faktor 1,05 bis 1,5 breiter als der Spurabstand in einem anderen Datenaufzeichnungsbereich in einem optischen Informationsaufzeichnungsmedium zum reversiblen Aufzeichnen, Löschen oder Auslesen von Information gemacht, indem ein optisch unterscheidbarer kristallisierter oder amorpher Zustand verwendet wird. Als konkretere Vorgehensweise zum Erhalten des optischen Informationsaufzeichnungsmediums befindet sich die Dateienverwaltung oder der Zuordnungsbereich mit dem breiten Spurabstand an dem innersten Umfang oder dem äußersten Umfang des Aufzeichnungsbereichs auf der Platte.

Ferner befindet sich wenigstens eine Spur eines nicht aufgezeichneten Bereichs an der Grenze zwischen dem Bereich eines breiten Spurabstands und dem Bereich eines schmalen Spurabstands, um eine Grenze bereitzustellen, an der sich der Spurabstand beträchtlich ändert.

Insbesondere kann eine Querlöschung sicher eliminiert werden, indem der Spurabstand für die Dateienverwaltung oder den Zuordnungsbereich wie voranstehend beschrieben folgendermaßen definiert wird: (LW + GW)/2 < 0,6(λ/NA).

Im Gegensatz dazu ist es nicht erforderlich, die voranstehenden Bedingungen über der gesamten Oberfläche der Platte zur Beseitigung der Querlöschung zu erfüllen, sondern der Spurabstand für die anderen Bereiche als die Dateienverwaltung oder den Zuordnungsbereich kann in einem Bereich von 1/1,05 bis 1/1,5 liegen.

Da der Dateienverwaltungs- oder Zuordnungsbereich, in dem ein wiederholtes Überschreiben häufig ausgeführt wird, tatsächlich kleiner als 1% in der gesamten Aufzeichnungskapazität in den meisten Fällen ist, wird die Kapazität um fast 20% erhöht, wenn der Spurabstand für den verbleibenden Bereich von 99% beispielsweise 1/1,2 gemacht wird.

Der Spurabstand für die anderen Bereiche als die Dateienverwaltung oder den Zuordnungsbereich wird vorzugsweise so bestimmt, daß das Nebensprechen nicht größer als 20 dB ist. Die optische Grenze erlaubt einem Spurabstand immer schmaler zu sein, als die Grenze, die durch die Querlöschung bestimmt wird.

Wie ersichtlich kann beispielsweise der Spurabstand weiter verringert werden, indem die Wellenlänge des Laserstrahls verkürzt wird, was den Glasübergangspunkt der Aufzeichnungsschicht erhöht, um den Wärmewiderstand zu verbessern oder eine NA zu vergrößern. In jeder Weise kann ein optisches Informationsaufzeichnungsmedium mit einer geringeren Verschlechterung gegenüber einer wiederholten Aufzeichnung und mit einer erhöhten Aufzeichnungskapazität erhalten werden, indem der Spurabstand für die Dateienverwaltung und den Zuordnungsbereich auf einen Faktor 1,05 bis 1,5 mal den Spurabstand für den Datenbereich wie in der vorliegenden Erfindung erhöht wird, im Vergleich mit dem Fall einer Verwendung von breiteren Spurabständen, die identisch zueinander sind.

Der für die Dateienverwaltung oder den Zuordnungsbereich unterschiedlich ausgebildete Spurabstand und der Datenbereich wie in der vorliegenden Erfindung eignet sich für irgendein Format, in dem die Dateienverwaltung oder der Zuordnungsbereich physikalisch in einem bestimmten Bereich konzentriert ist.

Gegenwärtig ist er auf den FAT-Bereich in dem DOS-Format und den TOC-Bereich in dem CD-Format anwendbar, wie voranstehend beschrieben.

Allerdings ist die vorliegende Erfindung nicht auf die Speichermedien unter Verwendung eines derartigen Formats beschränkt, sondern es ist ersichtlich, daß sich die Erfindung auch für ein derartiges Format eignet, so wie es gegenwärtig tatsächlich nicht verwendet wird, vorausgesetzt, daß die Dateienverwaltung oder der Zuordnungsbereich physikalisch konzentriert sind.

Die vorliegende Erfindung ist geeigneter, wenn das Verhältnis der Kapazität der Dateienverwaltung oder des Zuordnungsbereichs relativ zur Gesamtkapaität des Mediums kleiner ist, aber das Verhältnis, ist nicht immer beschränkt.

Ferner ist die vorliegende Erfindung nicht nur für die LAufzeichnung unter der Bedingung: 0,1 µm < (GW) < (LW) geeignet, sondern auch auf eine gewöhnliche L unter der Bedingung: (LW) = (GW). Ferner ist sie auch auf alle Phasenänderungsmedien anwendbar, in denen der Spurabstand klein ist und ein Problem einer Querlöschung vorhanden ist.

Demzufolge eignet sie sich auch für ein Proben- oder Abtastservosystem mit dem Spurabstand von beispielsweise kleiner als 1,0 µm.

Ferner ist sie auch in dem existierenden System zur Aufzeichnung in entweder der Nut oder dem Steg eine effektive Vorkehrung zum Erhöhen der Dichte, wenn der Spurabstand auf nicht weniger als 0,8 µm zusammen mit dem Fortschreiten einer Feinherstellungstechnik in den Merkmalen verringert wird.

Die vorliegende Erfindung eignet sich natürlich auch für ein 1-Strahlüberschreibungsverfahren, unabhängig von dem Aufzeichnungssystem, beispielsweise ein Aufzeichnungsverfahren durch Aufteilen eines Impulses für eine Aufzeichnung mit langen Marken.

Wie voranstehend insbesondere durch das optische Aufzeichnungsmedium und das Aufzeichnungs/Ausleseverfahren gemäß der vorliegenden Erfindung beschrieben, kann ein Nebensprechen von benachbarten Spuren verringert werden, selbst wenn Signale sowohl in dem Steg als auch in der Nut aufgezeichnet werden, da die Nutentiefe definiert ist.

Ferner kann eine Platte vorgesehen werden, die hinsichtlich der Charakteristik eines wiederholten Überschreibens auf dem Stegabschnitt anstelle einer L bei gleicher Stegbreite mit einer Nutenbreite des Standes der Technik insbesondere hervorragend ist, indem die Stegbreite und die Nutenbreite innerhalb eines geeigneten Bereichs relativ zu dem Durchmesser des fokussierten Strahls, bestimmt durch sowohl die Wellenlänge des Laserstrahls als auch die numerische Apertur der Objektivlinse, definiert wird.

Ferner kann die Amplitude des Auslesesignals an dem Steg größer als diejenige an der Nut gemacht werden, indem der breite Steg verwendet wird, und ein Bereich für die Phasenänderung des Reflexionslichts vor und nach der Phasendifferenz der Aufzeichnungsschicht wird so definiert, daß die Amplitude des Auslesesignals an der Nut vorteilhafter ist, als diejenige an dem Steg, als eine Gegenmaßnahme für das Problem, welches möglicherweise einen unerwünschten Unterschied für die Signalqualität zwischen dem Steg und der Nut verursacht, und eine Gegenmaßnahme für dieses Problem wird vorgeschlagen.

Ferner kann durch Verwendung des optischen Aufzeichnungsmediums gemäß der vorliegenden Erfindung ein Aufzeichnungs/Ausleseverfahren bereitgestellt werden, bei dem sowohl die Nut als auch der Steg als der Aufzeichnungsbereich verwendet wird und eine Aufzeichnung, Auslöschung und Auslesung bei einer hohen Dichte in irgendeinem der Bereiche durch eine 1-Strahlüberschreibung des Lasers verwendet wird.

Auch kann eine optische Phasenänderungsplatte erhalten werden, die eine Aufzeichnung mit hoher Empfindlichkeit und eine hervorragende Wiederholungs-Charakteristik aufweist. Das heißt, es ist möglich, gleichzeitig sowohl die Eigenschaften für das wiederholte Aufzeichnen als auch die erwähnte Aufzeichnungsempfindlichkeit hinsichtlich der Nachteile des Phasenänderungsmediums zu verbessern. Da die Effekte mit keiner bestimmten Änderung des Aufzeichnungsfilms erhalten werden können, kann die herkömmliche Filmtechnik dafür verwendet werden so wie sie ist und die Erfindung besitzt einen hohen industriellen Anwendungswert. Da es ferner nicht erforderlich ist, einen Schneidelaserstrahl beim Bilden der Nuten zu oszillieren, wird ein Schneidevorgang vereinfacht.

In dem optischen Informationsaufzeichnungsmedium gemäß der vorliegenden Erfindung ist eine Aufzeichnungsschicht vom Phasenänderungstyp vorgesehen und ein optisches Informationsaufzeichnungsmedium mit einem geringeren Nebensprechen und geeignet für eine Aufzeichnung mit hoher Dichte kann erhalten werden, und zwar unabhängig davon, daß der Spurabstand kleiner als 1 µm ist.

Gemäß dem optischen Informationsaufzeichnungsmedium der vorliegenden Erfindung kann ein Aufzeichnungsmedium vom Phasenänderungstyp mit einer kleineren Verschlechterung hinsichtlich der hohen Dichte und einer Anzahl von sich wiederholenden Aufzeichnungen erhalten werden.

BEISPIELE

Nachstehend wird die vorliegende Erfindung insbesondere unter Bezugnahme auf die Beispiele erläutert. Beispiele werden nachstehend aufgeführt, aber die Erfindung ist nicht auf die folgenden Experimente beschränkt, vorausgesetzt, daß sie nicht über den Umfang der Erfindung hinausgehen.

Für Plattensubstrate, die in Beispielen und Vergleichsbeispielen verwendet werden, wurden eine Vielzahl von Plattensubstraten vorbereitet, bei denen Spuren mit unterschiedlichen Größen der Nutenbreite und der Stegbreite vorher gebildet wurden und die etwas unterschiedliche Nutenformen aufwiesen.

Eine Schichtzusammensetzung von Filmen, die ein Aufzeichnungsmaterial enthalten, wurden auf jedem der Substrate wie in Fig. 1 gezeigt gebildet.

Beispiel 1

Polycarbonat (Brechungsindex von 1,56 bei einem Laserstrahl mit einer Wellenlänge von 680 nm) wurde als ein Material für das Substrat verwendet.

Eine Vielzahl von Bereichen mit unterschiedlicher Stegbreite und Nutenbreite wurden verwendet und Charakteristiken für sich ein wiederholendes Überschreiben wurden verglichen. Die jeweiligen Bereiche (Bereich 1-3), die Stegbreite und die Nutenbreite sind in Fig. 1 aufgeführt. Die Nutentiefe war ungefähr 90 nm (λ/6,2n).

TABELLE 1

Jede untere dielektrische Schutzschicht und obere dielektrische Schutzschicht waren aus einer Mischung umfassend ZnS und SiO₂ (4 : 1 molares Verhältnis) hergestellt, und die Dicke der unteren dielektrischen Schutzschicht betrug 100 nm und die Dicke der oberen dielektrischen Schutzschicht betrug 20 nm.

Die Aufzeichnungsschicht wurde hergestellt, indem ein Material verwendet wurde, welches Ge, Sb und Te als den Hauptzusatz verwendet, der eine reversible Phasenänderung zwischen einer amorphen Phase und einer kristallisierten Phase unter einer Laserbestrahlung erzeugt, wobei das Zusammensetzungsverhältnis für Ge : Sb : Te ungefähr 22 : 25 : 53 (atomsches Verhältnis) war. Die Dicke der Aufzeichnungsschicht betrug 25 nm.

Die Reflexionsschicht war aus einem Material gebildet, welches Al umfaßt und 2,5 at-% von Ta enthält und die Dicke betrug 100 nm.

Alle Dünnfilme wurden durch Aufstäubung in der Reihenfolge der unteren dielektrischen Schutzschicht/der Aufzeichnungsschicht/der oberen dielektrischen Schutzschicht/und der Reflexionsschicht gebildet. Ferner wurde darauf eine UV-härtbare Schutzschicht gebildet.

Da sich die Aufzeichnungsschicht unmittelbar nach einer Bildung des Films durch ein Aufstäubungsverfahren in einem amorphen Zustand befindet, wurde auf sie eine Temperung vollständig durch einen Laserstrahl angewendet und in einen kristallisierten Zustand phasengeändert, der als ein Anfangs- (nicht aufgezeichneter)-Zustand verwendet wurde.

Demzufolge wird beim Aufzeichnen ein fokussierter Strahl eines Hochleistungslasers auf die Spur aufgestrahlt, um die Aufzeichnungsschicht in den amorphen Zustand zu ändern und eine Aufzeichnungsmarkierung kann durch die Änderung des Betrags eines reflektierten Lichts von der als Folge einer Aufstrahlung gebildeten amorphen Aufzeichnungsmarkierung erfaßt werden.

Dann wurde die Platte bei einer λinearen Geschwindigkeit von 3 m/s gedreht und ein Halbleiterlaserstrahl (zirkular polarisiertes Licht) bei 600 nm wurde auf den Aufzeichnungsfilm durch eine Objektivlinse mit einer numerischen Apertur von 0,55 fokussiert und eine Signalaufzeichnung/Auslesung wurde ausgeführt, während eine Nachführungssteuerung durch ein Druckzugsystem durchgeführt wurde.

Eine Signalaufzeichnung wurde wie folgt ausgeführt.

Der Steg oder die Nut wurde als der Aufzeichnungsbereich gewählt, eine lange Aufzeichnungsmarkierung von 2,7 µm (Markierungslänge: Zwischenmarkierungslänge = 1 : 1) wurde wiederholt für eine vorgegebene Anzahl von Zyklen überschrieben und schließlich wurde eine kurze Aufzeichnungsmarkierung von 0,67 µm überschrieben und zur Auswertung wurde das Jitter der Aufzeichnungsmarkierung gemessen.

Als ein Eingangsimpuls wurde ein geteilter Impuls wie in Fig. 5 gezeigt verwendet, im Fall einer Aufzeichnung einer langen 2,7 µm Markierung, um so zu verhindern, daß sich die Aufzeichnungsmarkierung bei einer Aufzeichnung durch eine thermische Interferenz in eine Augentropfenform deformiert.

Im Fall einer Aufzeichnung einer kurzen 0,67 µm Markierung wurde ein Impuls bei 2,24 MHz und einem Tastverhältnis von 25% eingegeben.

Fig. 2 zeigt ein typisches Impulsmuster beim Überschreiben.

Beim Aufzeichnen wurde die Laserleistung auf Pw zum Schmelzen und Ablöschen der Aufzeichnungsschicht erhöht, wodurch die Aufzeichnungsschicht in den amorphen Zustand gebracht wurde.

Vor und nach der voranstehend erwähnten Verarbeitung wurde die Laserleistung auf Pb verringert, um die Temperatur der Aufzeichnungsschicht auf eine höhere Temperatur als die Kristallisationstemperatur und auf eine niedrigere Temperatur als den Schmelzpunkt zu erhöhen, um einen kristallisierten Zustand zu erreichen, das heißt, einen nicht aufgezeichneten Zustand, wodurch eine vorangehende Markierung gelöscht wird und ein Überschreiben erreicht wird.

Ein Auslesen kann erzielt werden, indem die Laserenergie auf Pr reduziert wird, um die Aufzeichnungsschicht auf einer niedrigen Temperatur zu halten, um keine Phasenänderung zu bewirken.

Eine Aufzeichnung wurde bei einer Laserleistung Pw ausgeführt, Pb wurde in einer matrixartigen Weise für eine optimale Überschreibung geändert und die Energie, die den Jitter der Aufzeichnungsmarkierung minimiert, wurde als ein optimaler Wert definiert.

Die Änderung des Jitters (in ns) einer kurzen Markierung von 0,67 µm beim wiederholten Überschreiben ist in Tabelle 2 gezeigt.

Man kann erkennen, daß eine zufriedenstellende Wiederholungs- Charakteristik auch auf dem Steg wie in der Nut erhalten werden kann.

TABELLE 2

Vergleichsbeispiel 1

Im Unterschied zu Beispiel 1 wurden eine Vielzahl von Bereichen verwendet, die eine Stegbreite außerhalb des Bereichs der vorliegenden Erfindung (Bereiche 4-5) aufweisen und die Charakteristiken für das wiederholte Überschreiben wurden verglichen.

Jeweilige Bereiche, die Stegbreite und die Nutenbreite sind in Tabelle 3 gezeigt.

TABELLE 3

Eine gleiche Auswertung wie im Beispiel 1 wurde ausgeführt und die Ergebnisse sind in Fig. 6 dargestellt (Hinweis: GR4 bezeichnet eine Nutenaufzeichnung in dem Bereich 4, GR5 bezeichnet eine Nutenaufzeichnung in dem Bereich 5, LR4 bezeichnet eine Stegaufzeichnung in dem Bereich 4 und LR5 bezeichnet eine Stegaufzeichnung in dem Bereich 5).

Im Unterschied zum Beispiel 1 ist eine Verschlechterung der Wiederholungs-Charakteristik in dem Stegbereich bemerkenswert.

Beispiel 2

Polycarbonat-Harzsubstrate mit Führungsnuten mit einem Nutenabstand (GW + LW) von 1,4 µm und einer Nutentiefe von 70 nm (= λ/6,2n), bei denen das Verhältnis zwischen der Stegbreite und der Nutenbreite wie in Fig. 7 und 8 waren, wurden hergestellt. Eine Auslesung wurde für die Platten durchgeführt, bei denen eine dielektrische Schicht, eine Aufzeichnungsschicht, eine dielektrische Schicht und eine Reflexionsschicht auf dem Substrat nacheinander aufgebracht waren, um so ein Reflexionsvermögen von 20% bereitzustellen, unter Verwendung einer Lichtaufnahmeeinheit bei einer Wellenlänge von 780 nm LD und einer numerischen Apertur einer Objektivlinse von 0,55 und durch Einstellen nur des Fokuspunkts und ein Querspursignal (zirkular polarisiertes Licht) beim Überschneiden der Spur wurde gemessen.

Wie in Fig. 7 gezeigt, versteht es sich, daß die folgende Beziehung erforderlich ist, um ein Querspursignal von nicht kleiner als 0,05 sicherzustellen, wobei dieses Kriterium für ein optisches Ansteuersystem vorzuziehen ist.

Querspursignal = |RL - RG|/RM

mit:
RL: reflektierter Lichtpegel beim Aufstrahlen eines fokussierten Strahls auf den Steg;
RG: reflektierter Lichtpegel beim Aufstrahlen eines fokussierten Strahls auf die Nut; und
RM: reflektierter Lichtpegel beim Aufstrahlen eines fokussierten Strahls auf den Spiegelabschnitt.

0,02 ≦ (LW - GW)/PG

mit:
LW: Stegbreite (µm)
GW: Nutenbreite (µm)
PG: Nutenabstand (µm)

Selbst wenn die Stegbreite und die Nutenbreite nicht gleich zueinander sind, ist es erforderlich, daß die Pegel für die jeweiligen Signalamplituden gleich zueinander sind. Es läßt sich aus Fig. 8 verstehen, daß die folgende Beziehung erforderlich ist, damit das Verhältnis der Signalamplitude zwischen dem Stegabschnitt und dem Nutenabschnitt nicht kleiner als 0,5 und nicht größer als 2,0 ist (Differenz von nicht mehr als 6 dB in dem Trägerpegel):

(LW - GW)/PG ≦ 0,3

mit:
LW: Stegbreite (µm)
GW: Nutenbreite (µm)
PG: Nutenabstand (µm)

Es läßt sich ersehen, daß die folgende Beziehung zur Herstellung des Verhältnisses der Signalamplitude auf nicht weniger als 0,7 und nicht größer als 1,4 bevorzugt ist (Unterschied von nicht mehr als 3 dB in dem Trägerpegel):

(LW - GW)/PG ≦ 0,2

Beispiel 3

Eine Vielzahl von Substraten, bei denen ein Nutenabstand von 1,3 µm auf 1,6 µm in Schritten von 0,05 µm verändert wurden, wurden hergestellt. Die Nutentiefe I war ungefähr 70 nm.

Demzufolge ist ein wesentlicher Aufzeichnungsspurabstand eine Hälfte des Nutenabstands, nämlich 0,65 bis 0,8 µm.

Auf der Oberfläche des Substrats wurde (ZnS)₈₀(SiO₂)₂₀ auf 100 nm als eine untere Schutzschicht gebildet, Ge₂₂Sb_23,5Te_54,5 auf 20 nm als eine Aufzeichnungsschicht, (ZnS)₈₀(SiO₂)₂₀ auf 20 nm als eine obere Schutzschicht und Al_97,5Te_2,5 auf 100 nm als eine Reflexionsschicht durch ein Aufstäubungsverfahren. Ferner wurde ein UV-härtbares Harz als der Schutzfilm auf der Reflexionsschicht vorgesehen.

Eine Auswertung wurde unter Verwendung eines optischen Kopfs bei einer Wellenlänge von 680 nm und einer NA = 0,55 durchgeführt.

Im Fall einer Aufzeichnung in der Nut wurde eine wiederholte Überschreibung für beide dazu benachbarten Stege ausgeführt und die Verkleinerung eines C/N-Verhältnisses von anfänglich in der Nut aufgezeichneten Signalen wurde gemessen.

Die gleiche Messung wurde auch für einen Fall einer Ausführung einer Aufzeichnung auf dem Steg ausgeführt und dann wurde ein wiederholtes Überschreiben in beiden benachbarten Nuten ausgeführt.

Wenn der Nutenabstand größer als 1,5 µm ist (Aufzeichnungsspurabstand von 0,75 µm), dann konnte eine Verringerung für das C/N-Verhältnis in der benachbarten Nut oder dem benachbarten Steg nach einer Überschreibung von 10000 Zykluszeiten auf nicht mehr als 3 dB gehalten werden, was ein Pegel ist, der kein praktisches Problem verursacht.

Da das Kriterium des minimalen Spurabstands in der vorliegenden Erfindung 0,6λ/NA = (680/0,55) × 0,6 = 741 = 0,741 µm ist, kann der Aufzeichnungsspurabstand von 0,75 µm als nicht kleiner als der Faktor 0,6λ/NA angesehen werden.

Als ein ähnliches Experiment andererseits unter Verwendung eines Kopfes bei 680 nm und einer NA = 0,6 ausgeführt wurde, bestand kein Problem hinsichtlich des Nutenabstands von 1,4 µm (Aufzeichnungsspurabstand: 0,7 µm).

Dies kann die Bedingung eines minimalen Aufzeichnungsspurabstands von (680/0,6) × 0,6 = 0,680 µm erfüllen.

Obwohl auf eine sogenannte L Bezug genommen worden ist, ist sie auf alle Phasenänderungsmedien eines kleinen Spurabstands anwendbar, wobei ein Problem eines Nebensprechens oder einer Neben- oder Querlöschung verursacht wird.

Demzufolge ist es natürlich auch auf ein Abtastservosystem anwendbar, beispielsweise bei einem Spurabstand von nicht mehr als 1,0 µm oder auf ein gegenwärtiges System einer Aufzeichnung auf entweder der Nut oder dem Steg.

Als Folge einer Analyse, die durch eine numerische Berechnung für thermische Diffusionsgleichungen durch die Erfinder der vorliegenden Anmeldung durchgeführt worden ist, ist die in diesem Beispiel verwendete Schichtzusammensetzung eine der Schichtzusammensetzungen, die in der lateralen Richtung die größte thermische Diffusion aufweisen und Studien wurden unter extremsten Bedingungen hinsichtlich der Querlöschung ausgeführt. Demzufolge wird geschlossen, daß die voranstehend beschriebene Definition hinsichtlich des minimalen Spurabstands festgestellt werden kann, und zwar unabhängig von der Schichtzusammensetzung.

Beispiel 4

Ein Polyolefinsubstrat (Zeonex (Markenname), erzeugt von Nippen Zeon Co.,) wurde als ein Substrat verwendet. Um für die L zu dienen, weist das verwendete Substrat eine Nutenbreite und eine Zwischennutenbreitte (Stegbreite) auf, die im wesentlichen gleich zueinander sind, und einen Nutenabstand von 1,4 µm, nämlich einen Aufzeichnungsspurabstand von 0,7 µm als eine Hälfte davon. Die Nutentiefe war ungefähr 70 mm.

Das Substrat besaß eine vertikale Doppelbrechung von 200 × 10^-6 und eine in-Ebenen-Doppelbrechung von 10 × 10^-6.

Auf der Oberfläche des Substrats wurde das Aufzeichnungsmedium mit der gleichen Schichtzusammensetzung wie im Beispiel 3 gebildet. Die physikalischen Eigenschaften des sich ergebenden optischen Aufzeichnungsmediums wurden gemessen.

Ein optischer Kopf mit einer Wellenlänge von 680 nm und einer NA von 0,55 (linear polarisiertes Licht) wurde verwendet. Die lineare Geschwindigkeit betrug 3 m/s, Pw = 8-9 mW, Pb = 4,5 mW. Die Aufzeichnungsleistung wurde durch ein einzelnes Muster bei einer Frequenz von 2,24 MHz und einem Tastverhältnis von 25% moduliert.

Zunächst wurde eine Aufzeichnung an einem Steg durchgeführt und ein Trägerpegel C_L wurde gelesen. Ferner wurde eine Aufzeichnung sowohl auf nicht aufgezeichneten Nuten benachbart zu einem anderen nicht aufgezeichneten Steg ausgeführt und ein Trägerpegel C_G für das Lecksignal in dem Steg wurde gemessen, um eine Differenz des Trägerpegels (C_G - C_L) zu berechnen, um dadurch ein Nebensprechen zu Messen.

Unter Verwendung eines optischen Systems bei einer Wellenlänge von 680 nm und NA von 0,55 und durch Veränderung des Verschiebungsbetrags eines Fokusservosystems wurde eine Position, an der die Amplitude eines Spurfehlersignals (eines sogenannten TES) ein Maximum erreicht und eine Position, an der ein Nebensprechen optimiert war, gemessen.

Da das Nebensprechen als ein negativer Wert definiert ist, bedeutet ein kleinerer Wert und demzufolge ein großer absoluter Wert ein besseres Nebensprechen.

Da die Differenz der Fokusposition zwischen dem maximalen TES und des minimalen Nebensprechens kleiner ist, bedeutet dies, daß der Astigmatismuseffekt kleiner ist und Signale, die nahe an optimalen Werten sind, können sowohl für das Servosystem als auch für die Auslesesignalsysteme erhalten werden.

In dem Medium des Beispiels 4 sind Fokuspositionen, an denen ein TES ein Maximum erreicht und ein Nebensprechen ein Minimum erreicht, im wesentlichen zueinander an einer Position ausgerichtet und 27 dB von Nebensprechen können in der Nähe der Position erhalten werden.

Vergleichsbeispiel 2

Ein optisches Aufzeichnungsmedium wurde in der gleichen Weise wie im Beispiel 4 erhalten, mit der Ausnahme einer Verwendung eines Substrats, welches aus Polycarbonat mit einer vertikalen Doppelbrechung von 550 × 10^-6 und einer Doppelbrechung in der Ebene von 5 × 10^-6 besteht.

Die physikalischen Eigenschaften wurden in der gleichen Weise wie im Beispiel 4 gemessen.

Im Medium des Vergleichsbeispiels 2 wurde eine Differenz von ungefähr 0,5 µm zwischen einer Fokusposition zur Maximierung eines TES und derjenigen zur Minimierung eines Nebensprechens verursacht. An der minimalen Nebensprechposition war das Nebensprechen -28 dB, aber das Nebensprechen wurde auf -22 dB bei einer Einstellung auf die maximale TES-Position zur Servonachführung verringert und nur ein Wert kleiner als 25 dB, der gewöhnlicherweise erforderlich ist, wurde erhalten.

Beispiel 5

Die Nutenbreite betrug 0,37 µm und der Nutenabstand betrug 1,6 µm, als Ergebnis einer Bestimmung unter Verwendung einer gebeugten Lichtintensität eines HeNe-Lasers und die Stegbreite betrug 1,23 µm. Das Material des Substrats war Polycarbonat.

Auf dem Substrat wurden gebildet eine Schicht, umfassend (ZnS)₈₀(SiO₂)₂₀ bei 120 nm, eine Schicht umfassend Ge₁₂Sb₃₆Te₅₂ (at-%) bei 30 nm, eine Schicht umfassend (ZnS)₈₀(SiO₂)₂₀ bei 205 nm und eine Schicht umfassend eine Al-Legierung bei 200 nm, in dieser Reihenfolge durch ein Magnetronaufstäubungsverfahren und ferner wurde eine mittels UV-Strahlen härtbare Harzschicht auf eine Dicke von 4 µm angebracht, um eine Platte herzustellen. Diese im Vergleich mit dem Medium in Beispiel 3 dickere obere Schutzschicht gewährleistet eine höhere Schreibempfindlichkeit als die des Mediums im Beispiel 3.

Die Platte wurde hinsichtlich der Wiederholungs- Aufzeichnungs-Charakteristiken wie nachstehend aufgeführt unter Verwendung einer Auswerteeinrichtung für optische Platten (Laserwellenlänge bei 780 nm, NA 0,55) gemessen, wie nachstehend gezeigt.

Die Platte wurde bei 1,4 m/s gedreht, die Aufzeichnungsenergie und die Vorspannenergie wurden auf jeweils 6 mW bzw. 3 mW eingestellt und ein statisches EFM- Signal wurde durch ein Aufzeichnungssystem mit geteilten Impulsen wie in Fig. 5 gezeigt überschrieben.

Dabei wurde ein Zusammenhang zwischen der Anzahl von Überschreibungsvorgängen und einem 3T-Markierungslängen- Jitter untersucht.

Als Ergebnis war die Anzahl von Aufzeichnungsmalen, bei denen ein Jitter auf nicht mehr als 40 ns gehalten wurde, 3000. Die Nutenbreite des Plattensubstrats entspricht 0,26 × (λ/NA). Wenn unter dieser Aufzeichnungsbedingung der Jitter nicht mehr als 40 ns bei 1000 der Aufzeichnungsvorgänge ist, weist ein derartiges Medium bei der praktischen Verwendung kein Problem auf.

Beispiel 6

Das verwendete Substrat besaß U-förmige Nuten (ungefähr eine rechteckförmige Gestalt) und die Nutenbreite betrug 0,37 µm und der Nutenabstand betrug 1,6 µm, als Folge einer Bestimmung unter Verwendung einer gebeugten Lichtintensität eines HeNe-Lasers.

Das Material des Substrats war Polycarbonat.

Auf dem Substrat wurde gebildet eine Schicht umfassend (ZnS)₈₀(SiO₂)₂₀ bei 120 nm, eine Schicht umfassend Ge₁₂Sb₃₆Te₅₂ (at-%) bei 30 nm, eine Schicht umfassend (ZnS)₈₀(SiO₂)₂₀ bei 20 nm, und eine Schicht umfassend eine AL-Legierung bei 200 nm, in dieser Reihenfolge durch ein Magnetronaufstäubungsverfahren und ferner wurde eine mit UV- Strahlen härtbare Harzschicht auf eine Dicke von 4 µm angebracht, um eine Platte herzustellen.

Als die Auswertung unter den gleichen Bedingungen wie die in Beispiel 5 durchgeführt wurde, mit der Ausnahme einer Einstellung der Aufzeichnungsenergie bzw. der Vorspannenergie auf 12 mW und 6 mW, wurde die Anzahl von Aufzeichnungsvorgängen, bei denen der Jitter auf nicht mehr als 40 ns gehalten wurde, 5000.

Die Nutenbreite des Plattensubstrats entspricht 0,26 × (k/NA).

Als in Beispielen 5 bis 6 ein wiederholtes Überschreiben in der gleichen Weise auf dem Steg durchgeführt wurde, konnte eine zufriedenstellen Charakteristik im Vergleich mit derjenigen für die Nut erhalten werden.

Um die Signalamplitude im wesentlichen gleich zwischen der Nut und dem Steg zu machen, wird ein besseres Ergebnis erhalten, indem die Stegbreite nicht größer als 1,1 µm gemacht wurde und ferner konnte eine ausreichende Wiederholungsüberschreibungs-Charakteristik auf dem Steg erhalten werden, indem die Breite nicht kleiner als 0,9 µm gemacht wurde.

Vergleichsbeispiel 3

Die Nutenbreite betrug 0,71 µm und der Nutenabstand betrug 1,6 µm als Ergebnis einer Bestimmung unter Verwendung einer gebeugten Lichtintensität eines HeNe-Lasers. Das Material des Substrats war Polycarbonat.

Auf dem Substrat wurden gebildet eine Schicht umfassend (ZnS)₈₀(SiO₂)₂₀ bei 120 nm, eine Schicht umfassend Ge₁₂Sb₃₆Te₅₂ (at-%) bei 30 nm, eine Schicht umfassend (ZnS)₈₀(SiO₂)₂₀ bei 205 nm und eine Schicht umfassend eine Al-Legierung bei 200 nm, in dieser Reihenfolge durch ein Magnetronaufstäubungsverfahren und ferner wurde eine mit UV- Strahlen aushärtbare Harzschicht auf eine Dicke von 4 µm angebracht, um eine Platte herzustellen.

Als die Platte in der gleichen Weise wie im Beispiel 5 ausgewertet wurde, war die Anzahl von Aufzeichnungsvorgängen, bei denen der Jitter auf nicht mehr als 40 ns gehalten wurde, 20 mal.

Die Nutenbreite des Plattensubstrats entspricht 0,50 × (k/NA).

Vergleichsbeispiel 4

Das verwendete Substrat wies U-förmige Nuten auf und die Nutenbreite betrug 0,39 µm, die Nutentiefe betrug 30 nm und der Nutenabstand betrug 1,6 µm, als Ergebnis einer Bestimmung unter Verwendung einer Intensität eines gebeugten Lichts eines HeNe-Lasers. Das Material des Substrats war Polycarbonat.

Auf dem Substrat wurden gebildet einen Schicht umfassend (ZnS)₈₀(SiO₂)₂₀ bei 120 nm, eine Schicht umfassend Ge₁₂Sb₃₆Te₅₂ (at-%) bei 30 nm, eine Schicht umfassend (ZnS)₈₀(SiO₂)₂₀ bei 20 nm, und eine Schicht umfassend eine Al-Legierung bei 200 nm, in dieser Reihenfolge durch ein Magnetronaufstäubungsverfahren und ferner wurde eine mit UV- Strahlen aushärtbare Harzschicht auf einer Dicke von 4 µm angebracht, um eine Platte herzustellen.

Als die Auswertung unter den gleichen Bedingungen wie diejenigen im Beispiel 5 ausgeführt wurden, mit der Ausnahme einer Einstellung einer Aufzeichnungsleistung und der Vorspannleistung auf 12 mW bzw. 6 mW, war die Anzahl von Aufzeichnungsvorgängen, bei denen der Jitter auf nicht mehr als 40 ns gehalten wird, 200 Male.

Die Nutenbreite des Plattensubstrats entspricht 0,28 × (k/NA), aber da die Tiefe so seicht wie 30 nm war, wurde keine hervorragende Charakteristik erhalten.

Beispiel 7

Ein Polycarbonatharzsubstrat mit spiralförmigen Nuten wurde durch ein Spritzgußverfahren gebildet.

Auf dem Substrat wurden gebildet eine Schicht umfassend (ZnS)₈₀(SiO₂)₂₀ bei 100 nm, eine Schicht umfassend Ge₂₂Sb₂₅Te₅₂ (at-%) bei 25 nm, eine Schicht umfassend (ZnS)₈₀(SiO₂)₂₀ bei 20 nm, und Al_97,5Te_2,5 auf 100 nm als eine Reflexionsschicht, in dieser Reihenfolge durch ein Magnetronaufstäubungsverfahren und ferner wurde eine mit UV- Strahlen aushärtbare Harzschicht auf einer Dicke von 4 µm angebracht, um eine Platte herzustellen.

Hinsichtlich des Nutenabstands (Nut-zu-Nutabstand) wurden ein Abschnitt mit 1,6 µm und ein Abschnitt mit 1,4 µm gebildet.

Der effektive Aufzeichnungsspurabstand von (LE + GW)/2 in jedem Fall waren ungefähr 0,8 µm bzw. 0,7 µm bei einer LAufzeichnung.

Die Nutentiefe war ungefähr 70 nm in jedem der Fälle.

Ein optischer Kopf bei einer Wellenlänge von 680 nm und einer NA von 0,55 wurde verwendet. 0,6 × λ/NA = 0,741 µm ist der minimale Aufzeichnungsspurabstand, der in der vorliegenden Erfindung nämlich bereitgestellt wird.

Eine lineare Geschwindigkeit = 3 m/s, Pw = 8-9 mW, Pe = -4,5 mW.

Die Aufzeichnungsleistung wurde durch ein einzelnes Muster bei einer Frequenz von 2,24 MHz und einem Tastverhältnis von 25% moduliert.

Selbst wenn der Spurabstand unterschiedlich war, bestanden keinerlei Probleme bei der Nachführung, vorausgesetzt, daß er innerhalb eines derartigen Bereichs liegt.

Fig. 9 zeigt eine Verringerung des Trägerpegels eines in einem Steg aufgezeichneten Signals beim wiederholten Überschreiben in beiden benachbarten Nuten.

In einem Abschnitt des Nutenabstands von 1,4 µm (Stegbreite 0,73 µm, Nutenbreite = 0,67 µm) war der Trägerpegel entlang einer wiederholten Überschreibung von 1000 Malen um ungefähr 3 dB verringert, aber dieser Pegel verursacht keinerlei Probleme, wenn er als ein gewöhnlicher Datenaufzeichnungsbereich verwendet wird.

Da andererseits eine Verschlechterung für den Abschnitt eines Nutenabstands von 1,6 µm (Stegbreite = 0,84 µm, Nutenbreite = 0,76 µm) selbst nach 10 000 Überschreibungszyklen kaum beobachtet wurde, läßt sich erkennen, daß der Abschnitt als ein Dateienverwaltungs- oder Zuordnungsinformationsabschnitt verwendet werden kann.

Das voranstehend Gesagte gilt auch für den Fall einer Durchführung der Aufzeichnung auf einer Nut und der wiederholten Aufzeichnung auf den benachbarten Stegen.

Selbst wenn der Nutenabstand auf dem Dateienverwaltungs- oder Zuordnungsbereich 1,6 µm ist, wird die wesentliche Aufzeichnungskapazität durch einen restlichen 1,4 µm Abstand bestimmt, da das Verhältnis davon nicht mehr als 1% pro gesamter Platte ist.

Es ist natürlich möglich, den Spurabstand weiter einzuschränken, durch Verkürzen der Laserstrahlwellenlänge, Erhöhen des Glasübergangspunktes der Aufzeichnungsschicht, um die Wärmebeständigkeit zu verbessern oder durch Erhöhen von NA. Ein optisches Informationsaufzeichnungsmedium mit einer geringeren Verschlechterung gegenüber einer Wiederholungsaufzeichnung insgesamt wird erhalten, indem der Spurabstand für den Dateienverwaltungs- oder Zuordnungsbereich mit einem Faktor von 1,05 bis 1,5 des Spurabstands für den Datenbereich gemacht wird, wie dies in der vorliegenden Erfindung durchgeführt wird, im Vergleich mit dem Fall einer Verwendung des Spurabstands mit insgesamt der gleichen Breite.

Beispiel 8

Ein optisches Aufzeichnungsmedium wurde in der gleichen Prozedur wie im Beispiel 7 erhalten, mit der Ausnahme einer Verwendung von (ZnS)₈₀(Y₂O₃)₂₀ als ein Material für die Schutzschicht. Der gleiche Effekt wie im Beispiel 7 wurde erhalten.

Claims

1. Optisches Aufzeichnungsmedium zum Aufzeichnen, Löschen und Auslesen von Information durch Aufstrahlen eines Laserstrahls (12), umfassend:

a) eine untere dielektrische Schutzschicht (2);
b) eine Aufzeichnungsschicht vom Phasenänderungstyp (3);
c) eine obere dielektrische Schutzschicht (4);
d) eine Metallreflexionsschicht (5); und
e) ein mit Nuten (9) ausgebildetes Substrat (1) mit einem Brechungsindex (n) bei einer gegebenen Wellenlänge (λ) des Laserstrahls (12),
f) wobei die Schichten a) bis d) nacheinander auf dem Substrat (1) angebracht sind;

dadurch gekennzeichnet, dass

a) ein Spurabstand eines Bereichs, an dem eine Dateienverwaltungs- oder Zuordnungsinformation aufgezeichnet wird, um einen Faktor 1,05 bis 1,5 mal größer als ein Spurabstand von anderen Datenaufzeichnungsbereichen ist.

2. Optisches Aufzeichnungsmedium nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass
die Nutenbreite GW und die Stegbreite LW in dem Dateienverwaltungs- oder Zuordnungsbereich die folgende Beziehung (10) erfüllen:
0,6(λ/NA) < (GW + LW)/2 < 1,0 µm (10)
wobei NA die numerische Apertur einer Objektivlinse (11) ist, die zum Fokussieren des Laserstrahls (12) verwendet wird, der zum Aufzeichnen, Löschen, und Auslesen von Information aufgestrahlt wird.

3. Optisches Aufzeichnungsmedium nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass
die Nuten eine Nutentiefe d aufweisen, die folgende Beziehung (1) erfüllt:
λ/7n < d < λ/5n (1)
wobei λ eine Wellenlänge eines Aufstrahlungslichts bezeichnet und n einen Brechungsindex des Substrats bezeichnet.

4. Optisches Aufzeichnungsmedium nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sowohl Nuten (9) als auch Stege (8) als ein Aufzeichnungsbereich verwendet werden.