DE69735978T2

DE69735978T2 - Optische Phasenänderungsscheibe

Info

Publication number: DE69735978T2
Application number: DE69735978T
Authority: DE
Inventors: Michikazu c/o Mitsubishi Chemical Co Yokohama Horie; c/o Mitsubishi Chemical Corp. Takashi Yokohama Ohno; c/o Mitsubishi Chemical Corp. Hideyuki Yokohama Kubo; c/o Mitsubishi Chemical Corp. Masae Yokohama Kubo; c/o Mitsubishi Chemical Corp. Hironobu Yokohama Mizuno; c/o Mitsubishi Chemical Corp. Masaaki Yokohama Mizuno; Haruo 3-10 Ushiodori Kurashiki Kunitomo; Ken-Ichi Furukawa Takada
Original assignee: Mitsubishi Chemical Media Co Ltd
Current assignee: Mitsubishi Chemical Media Co Ltd
Priority date: 1996-06-14
Filing date: 1997-06-13
Publication date: 2007-02-01
Anticipated expiration: 2017-06-14
Also published as: EP0813189B1; EP1276101B1; US5862123A; DE69731411T2; DE69735978D1; US6115353A; US6128273A; EP0813189A1; DE69731411D1; EP1276101A1

Description

Hintergrund der Erfindung
(a) Bereich der Erfindung:
Die Erfindung bezieht sich auf ein hoch verdichtetes optisches wiederbeschreibbares Phasenwechsel-Speichermedium, und insbesondere auf ein optisches Phasenwechsel-Speichermedium, das während wiederholter Überschreibung eine reduzierte Degradation aufweist und insbesondere auf eine optische Scheibe, die von einem fokussierten Laserstrahl gelesen wird.
(b) Beschreibung des Standes der Technik
Die kürzliche Zunahme des Informationsdatenbestands verlangt nach hochverdichteten Speichermedien, die geeignet sind, einen großen Betrag von Informationen schnell aufzuzeichnen/wiederzugegeben. Optische Speichermedien sollten derartige Anforderungen erfüllen.
Es gibt optische Speichermedien, die lediglich einmal beschreibbar sind, und wiederbeschreibbare Medien, die es gestatten, beliebig oft zu überschreiben. Eine wiederbeschreibbare optische Platte kann eine magnet-optische Platte sein, die den magnet-optischen Effekt ausnutzt und eine Phasenwechselplatte sein, die einen Wechsel der Reflexionseigenschaften ausnützt, der an eine reversible Phasentransformation zwischen einem kristallinen und amorphen Zustand gekoppelt ist. Eine Phasenwechselplatte benötigt kein externes Magnetfeld und ermöglicht eine Aufzeichnung/Löschung lediglich durch die Modulation der Leistung einer Laserstrahlung, weshalb eine Aufzeichnungs/Wiedergabeeinheit von kompakter Bauart möglich ist. Außerdem kann vorteilhaft eine höhere Dichte erzielt werden, indem eine Strahlenquelle mit kurzer Wellenlänge verwendet wird, ohne Materialien in einer Aufzeichnungsschicht zu modifizieren, wie es bei herkömmlichen Platten der Fall ist, die derzeit meist einer Wellenlänge in der Größenordnung von 800 nm haben.
Das Material für eine Aufzeichnungsschicht des Phasenwechseltyps umfaßt einen dünnen Film einer Chalcogen Allierung, wie beispielsweise GeSbTe, InSbTe, GeSnTe, AgInSbTe usw. Bei einer derzeit verwendete beschreibbaren Scheibe des Phasenwechseltyps wird ein unbeschriebener (oder gelöschter) Zustand von einem kristallinen Zustand repräsentiert, und ein beschriebener Zustand wird von einem amorphen Zustand repräsentiert. Das amorphe Bit wird erzeugt, in dem die Aufzeichnungsschicht auf eine Temperatur erhitzt wird, die größer ist als der Schmelzpunkt, und woran anschließend gekühlt wird. Um eine Verdampfung und/oder Deformation als Folge der Wärmebehandlung der Aufzeichnungsschicht zu vermeiden, ist die Aufzeichnungsschicht im allgemeinen zwischen wärme-unempfindliche und chemisch stabile dielektrische Schichten eingebettet, die jeweils an gegenüberliegenden Seiten der Aufzeichnungsschicht vorgesehen sind.
Während der Aufzeichnung fördern die Schutzschichten eine thermische Diffusion von der Aufzeichnungsschicht, so daß ein supra-gekühlter Zustand bereitgestellt ist und tragen so zu der Bildung eines amorphen Bits bei. Auf dieser Schichtstruktur ist im allgemeinen eine metallische Reflektionsschicht vorgesehen, so daß eine quadri-Schichtstruktur bereitgestellt ist, und fördert ihrerseits die thermische Diffusion der Bildung der amorphen Markierung. Löschung (oder Re-Kristallisation) wird mittels Heizen der Aufzeichnungsschicht auf eine Temperatur oberhalb der Kristallationstemperatur erzeugt, aber unterhalb des Schmelzpunktes. In diesem Fall wirken die dielektrischen Schutzschichten als Wärmestauschichten.
Bei einer sogenannten Einstrahl-überschreibbaren Phasenwechselplatte kann Löschen und Wiederaufzeichnung simultan erzielt werden, indem die Intensität eines einzelnen fokussierten Lichtstrahls moduliert wird (J. Appl. Phys., 26(1987) Suppl. 26-4, pp. 61-66). Bei der Einstrahl-überschreibbaren Phasenwechselscheibe kann die Bauart der Aufzeichnungsscheibe und die Schaltkreisanordnung der Steuerung vereinfacht werden, so daß ein kostengünstiges hochverdichtetes Aufzeichnungssystem mit hoher Kapazität bereitgestellt ist. Die Aufzeichnung für die Phasenwechselscheibe umfaßt einen extremen thermischen Streßzyklus, der die Aufzeichnungsschicht schmelzt und dann unter dem Schmelzpunkt abkühlt innerhalb einigen zehn Nanosekunden. Selbst wenn daher die Aufzeichnungsschicht zwischen den dielctrischen Schutzschichten angeordnet ist, erzeugt daher eine wiederholte Überschreibung von einigen Tausend oder Zehntausend Mal eine mikroskopische Deformation oder Segregation in der Aufzeichnungsschicht, die zu optisch erkennbaren Störungen führen kann und zu lokalen Defekten in der Größenordung eines Mikrometers (J. Appl. Phys., 78(1995), pp. 6980-6988). Durch eine gezielte Materialverbesserung der Aufzeichnungsschicht und der Schutzschichten oder der Schichtstruktur können diese Nachteile zwar verbessert werden, aber es gibt einen oberen Grenzwert der Anzahl der Überschreiboperationen, der eine Größenordnung oder mehr unter der Anzahl der Überschreiboperationen liegt, die mit einer herkömmlichen überschreibbaren magnetischen oder magnetopischen Scheibe möglich sind.
Die Degradation, die aus der wiederholten Überschreibung resultiert, hängt von der Konfiguration einer Spur (groove) ab. Beispielsweise wurde eine beschreibbare CD (CD-R oder CD-RW) kürzlich vorgeschlagen (CD-ROM Professional in den USA, September 1996, pp. 29-44 oder Assembly of Manuscripts for Phase-Change Optical Recording Symposium, 1995, pp. 41-45).
Bei einer CD wird ein Train von Pits in einem Substrat mit einem Abstand von 1.6 ± 0.1 μm erzeugt und von der Rückseite des Substrats von einem fokussierten Lichtstrahl mit einer Wellenlänge von 780 ± 30 nm gelesen. Die Reflektion in einem Nicht-Pit-Berich ist 70% oder mehr.
Eine CD-RW ist nicht einfach kompatibel mit einer CD mit der hohen Reflektion von 70%, und die Kompatibilität mit der CD kann bezüglich des Aufzeichnungssignals und Spursignals sichergestellt werden, solange die Reflexion 15% über und 25 unterhalb liegt für einen nicht beschriebenen Bereich und 10% unterhalb für einen beschriebenen Bereich liegt. Die Kompatibilität kann mit der gegenwärtigen CD-Steuertechnik sichergestellt werden, wenn bei einem Playback-System ein Verstärkungssystem vorhanden ist, das eine reduzierte Reflexion kompensiert.
Bei einer CD-RW wird die Spur als Aufzeichnungsspur verwendet und eine Aufzeichnung innerhalb der Spur vorgenommen. Es ist vorgeschlagen, daß ein Wobbel mit Adressinformation in der Spur verwendet werden kann (JP-A-1993-210,849). 1A und 1B zeigen eine schematische Darstellung einer derartigen Scheibe. Gewobbelte Spuren 11 sind in der Oberfläche des Substrats voneinander beabstandet und von Inter-Spur-Land-Bereiche 2 voneinander getrennt. Es sei erwähnt, daß die Amplituden des Wobbels übertrieben dargestellt ist. Der Wobbel wird mittels Frequenzmodulation einer Trägerfrequenz von 22.05 kHz erzeugt. Die Wobbel-Amplitude ist sehr klein im Vergleich zu dem Abstand der Spur 11, ein Abstand gemessen zwischen imaginären Mittellinien der Spuren 11 auf gegenüberliegenden Seiten des Zwischenspurbereichs 12 und ist im allgemeinen in der Größenordnung von 1.6 μm, und liegt in der Größenordnung von 30 nm.
Frequenzmodulation eines Wobbels mit absoluter Zeitinformation oder Adressinformation wird als ATIP (Absolute Time in Pre-groove) oder ADIP (Address In Pre-Groove) bezeichnet und wird bei beschreibbaren CDs verwendet (CD-R) und auch bei Minidiscs verwendet. ("CD Family" by Heitaro Nakajima, Takao Ihashi und Hiroshi Ogawa, OHM-sha 1996, Chapter 4 und Proceedings of the IEEE, Vol, 82 (1994), p. 1490).
Die Erfinder der vorliegenden Erfinder haben herausgefunden, daß wiederholte Überschreibvorgänge ein neues Degradationsphänomen hervorrufen, wobei ein unerwünschtes Wobbelsignal ein Aufzeichnungssignal stört. Dies führt dazu, daß die Scheiben um eine weitere Größenordnung weniger wiederbeschrieben werden auf ungefähr 1000 mal. Bei einer CD-RW wird ein Wobbel verwendet, eine Adressinformation bereitzustellen, die benötigt wird, um einen unbeschriebenen Bereich zu erkennen, in dem Informationen aufgezeichnet werden sollen. Dieses Phänomen begrenzt die Anzahl von Überschreiboperationen und stellt ein ernstes Problem dar, wenn der Wobbel in einer Scheibe mit hoher Spurdichte verwendet wird.
Anderseits wird bei einer beschreibbaren Scheiben am meisten der Dateimanagementbereich wiederbeschrieben, der Informationen für Benutzerdaten speichert, und es ist unwahrscheinlich, dass die Benutzerdaten selbst mehr als tausend Mal wiederbeschrieben werden. Am Beispiel eines CD-Formats ist es wahrscheinlich, dass der TOC (Table of Contents) Bereich oder der PMA (Program Memory Bereich) bei einer wiederbeschreibbaren CD häufig überschrieben wird. Ein derartiger Datei-Management Bereich ist ein schmaler begrenzter Bereich, der entlang der inneren oder äußeren Peripherie des gesamten beschreibbaren Bereichs der optischen Scheibe angeordnet ist und nimmt weniger als einige Prozent des gesamten beschreibbaren Bereichs ein; eine Degradation aufgrund der gewobbelten Spur stellt bei CD-Formaten hauptsächlich in dem TOC Bereich ein Problem dar. Dies ist jedoch ein sehr wichtiger Bereich, in dem die Benutzerdaten aufgezeichnet werden. Wenn einmal in diesem Bereich ein Fehler auftritt, resultiert hieraus ein Fehler, Daten in dem gesamten Datenbereich zu lesen, und die Scheibe kann nicht länger verwendet werden, wodurch die Lebensdauer der Scheibe begrenzt ist. Diesem Problem kann mit einer Reservespur begegnet werden, die als Ersatz für den Datei-Management-Bereich verwendet wird, so dass die Ersatzspur verwendet werden kann, wenn eine hohe Anzahl von Fehlern auftritt, als Folge von Überschreiboperationen. Die Anzahl von Überschreiboperationen ist aber auch hier begrenzt, und außerdem ist das Verfahren des Datei-Management und das Design für Antriebe schwierig. Mit anderen Worten ist die Anzahl von Überschreibvorgängen, die für die gesamte Scheibe wiederholt werden können, begrenzt aufgrund eines Bereichs, der oft überschrieben wird und der weniger als einige Prozent der Scheibe einnimmt.
Der Gegenstand der Erfindung verbessert die Nachteile des Stands der Technik und ist in den Merkmalen von Anspruch 1 gegeben. Vorteilhafter Ausführungen der Erfindung sind in der Merkmalen der Ansprüchen und/oder der folgenden Beschreibung erwähnt, die von schematischen Zeichnungen begleitet ist.
In Übereinstimmung mit der Erfindung wird bei einer optischen beschreibbaren Scheibe des Phasenwechseltyps die einen Wobbel hat, die im Allgemeinen Degradationsprobleme aufgrund von Überschreibvorgängen aufweist, die Degradation unterdrückt und die Zuverlässigkeit und Lebensdauer der optischen Scheibe erhöht.
Die Signaldeformation der Spurengeometrie wird hier als Deformation oder Modulation der Spur, die angewendet ist auf eine Wobbel-Konfiguration oder auf eine Weite oder Tiefe der Spur in Abhängigkeit mit Adressdaten, Synchronisationsdaten oder anderen spezifischen Daten bezeichnet. Die Modulation wird mittels Vibration eines Belüftungsstrahls auf einen Glasmaster bei der Herstellung eines Stampers in der Richtung normal zur Richtung der Spur während der Belichtung des Glasmasters durchgeführt mit anschließender Transskription der Vibration auf das Glas mittels Injection Molding. Die typische Deformation der Spur ist durch den Wobbel der Spur gegeben. Im Gegensatz dazu wird hier mit konstanter Spur eine Spur bezeichnet, die keine Wobbelkonfiguration oder Modulation aufweist und eine konstante Konfiguration hat.
Die vorliegende Erfindung erzielt Vorteile in der Unterdrückung von Degradation bei einer Phasenwechselscheibe, die von wiederholten Schreibvorgängen hervorgerufen wird und verbessert die Zuverlässigkeit und Lebensdauer der Phasenwechselscheibe.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1A zeigt eine Draufsicht auf einen Wobbel und 1B einen Querschnitt entlang der Linie A-A' von 1A;
2 zeigt einen Querschnitt einer beispielhaften Schichtstruktur einer erfindungsgemäßen optischen Scheibe;
3 zeigt eine Draufsicht auf den Wobbel von 1A und einen hierauf gerichteten optischen Strahl;
4 zeigt eine schematische Wellenform eines Servo Fehlersignals;
5A und 5B sind Beispiele von Zeitdiagrammen für eine modulierte Aufzeichnungsleistung;
6 zeigt einen schematischen Querschnitt von Bereichen in einer CD und beschreibbaren CD;
7 zeigt eine schematische Draufsicht auf eine optische Aufzeichnungsscheibe gemäß einer Ausführung der vorliegenden Erfindung;
8 zeigt eine schematische Draufsicht einer herkömmlichen magneto-optischen Scheibe (MO) mit Anordnung von Sektoren;
9 zeigt eine Draufsicht auf eine CD-RW mit Datenspuren nach einer Ausführung der vorliegenden Erfindung;
10 zeigt ein Blockdiagramm einer Scheibenbeleuchtungseinheit für eine Prototyp-Glasscheibe;
11A, 11B und 11C zeigen jeweils eine schematische Seitenansicht, eine Draufsicht und eine Intensitätsverteilung eines Laserstrahls;
12 zeigt eine grafische Darstellung der Beziehung zwischen 3T-Jitter und der Anzahl von Überschreiboperationen für Wobbelamplituden;
13 zeigt eine grafische Darstellung der Beziehung zwischen 3T-Jitter und der Anzahl von Überschreiboperationen für Breiten von gewobbelten Spuren;
14 zeigt eine grafische Darstellung der Beziehung zwischen 3T-Jitter und der Anzahl von Überschreiboperationen für Breiten von Spuren mit keinem Wobbel;
15 zeigt einen Querschnitt mit der Definition der Spurbreite;
16 zeigt eine grafische Darstellung der Beziehung zwischen den C/N Verhältnis und der Aufzeichnungsleistung der sechsten Ausführung;
17 zeigt eine grafische Darstellung der Beziehung zwischen den C/N-Verhältnis und der Aufzeichnungsleistung in dem siebten Vergleichsbeispiel;
18 zeigt eine grafische Darstellung der Energieverteilung eines fokussierten Laserstrahl; und
19 zeigt eine grafische Darstellung der Fluktuation bei wiedergefundenen Hüll-Signalen verursacht durch Spur-Wobbel.
Beschreibung der vorteilhaften Ausführung
Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend detailliert beschrieben anhand von vorteilhaften Ausführungen und unter Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen.
Die Erfindung verwendet eine Technik, ein frequenzmoduliertes Signal aufzuzeichnen in Abhängigkeit von einem Rotationssynchronisationsmuster oder einer Adressinformation in Form einen Spur-Wobbels, wie beispielsweise in der JP-A-2(1990)-87344 offenbart ist. Die Spur kann gebildet werden mittels Oszillation eines Lichtstrahls zur Spurbildung in Richtung normal zu der Spur, während der Herstellung eine Prototyp-Glas-Masters beim Master-Verfahren. Eine große Anzahl von Replikaten kann mittels Übertragung der Ausbildung des Glasmasters auf Kunstharzsubstrate unter Verwendung einer Injektions-Molding-Technik hergestellt werden ( Beispielsweise JP-A-1(1988)-103454, -2(1990)-87344, -2(1990)-198040 und -3(1991)-88124 und -3(1991)-237657, JP-B-3(1991)-23859 und -3(1991)-3168).
ATIP oder ADIP Signale aufgezeichnet oder beschrieben von dem Wobbel werden verwendet zur Steuerung der Rotationsgeschwindigkeit in dem unbeschriebenen Bereich und zur Adressierung des Datenbereichs („Compact Disk Dokuhon" by Heitaro Nakajima und Hiroshi Ogawa, veröffentlicht von OHM-sha 1988 und die vorstehend genannten Patentveröffentlichungen). Es sei erwähnt, dass der Wobbel manchmal Trägerfrequenzen umfasst, ohne die Frequenzmodulation zu benutzen und lediglich zur Rotationssynchronisation der Scheibe verwendet wird.
Die Erfinder der vorliegenden Erfindung haben herausgefunden, dass eine Degradation resultiert von einer wiederholten Überschreiboperation und in einer CD-RW (wiederbeschreibbaren Kompaktdisc des Phasenwechseltyps wird sie von dem Wobbel gefördert, wobei die Degradation zukünftig noch ernsthaftere Probleme mit sich bringt, wenn höhere Spurdichten verwendet werden. Die Erfinder der vorliegenden Erfindung haben außerdem herausgefunden, dass eine derartige Degradation unter einer bestimmten Bedingung unterdrückt werden kann. Die Struktur der optischen Scheibe mit einer Aufzeichnungsschicht des Phasenwechseltyps und einem Aufzeichnungsverfahren gemäß der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend beschrieben. Ein Substrat kann ein transparentes Kunstharz wie Polycarbonat, Acrylkunstharz oder Polyolefin oder Glas umfassen. Eine Aufzeichnungsschicht des Phasenwechseltyps hat ihre beiden Seiten mit Schutzschichten bedeckt. Es ist wünschenswert, dass die Scheibe eine Schichtstruktur wie in 2 dargestellt, hat, mit einer unteren Schutzschicht 14 aus einem dielektrischen Material, einer Aufzeichnungsschicht 15, einer unteren Schutzschicht 16 eines dielektrischen Materials und einer Reflexionsschicht 17, die aufeinanderfolgend auf einem Substrat 13 ausgebildet sind. Die Oberseite der Scheibe ist vorzugsweise mit einer Schutzschicht 18 beschichtet, die aus einem ultraviolett oder thermisch gehärtetem Kunstharz besteht. Die Reflexionsschicht 17 ist vorgesehen, um den Vorteil einer optischen Interferenz positiv auszunützen und die Signalamplitude zu erhöhen und eine Hitzeableitschichtfunktion bereitzustellen, um auf diese Weise dazu beizutragen, eine Suprakühlung bereitzustellen, die bei der Bildung einer amorphen Markierung benötigt wird. Es ist hier wünschenswert, ein Material mit hoher Reflexion zu wählen und hohe thermische Leitfähigkeit, so wie Gold, Silber und Aluminium für die Reflexionsschicht 7. Es kann jedoch ein Halbleiter wie Silizium, Germanium in manchen Fällen verwendet werden. Hinsichtlich ökonomischer Erwägungen und Korrosionsbeständigkeit ist es wünschenswert, eine Aluminiumlegierung mit 0.5 bis 5 Atomprozent, Ta, Ti, Cr, Mo. Mg, Zr, V, Nb oder ähnliches zu wählen. Insbesondere der Zusatz von Ta führt zu einer hohen Korrosionsbeständigkeit (JP-A-1(1989)-169751).
Die Schutzschicht auf der Oberfläche des Substrats hat eine Dicke im Bereich von 10 bis 500 nm. Die Wahl des Materials für die Schutzschichten 14 und 18 wird hinsichtlich ihres Refraktionsindexes, der thermischen Leitfähigkeit, chemischer Stabilität, mechanischer Stärke, Haftung an den anderen Schichten und ähnlichem durchgeführt. Im allgemeinen können Oxyde, Sulfide und Nitride von Metallen oder Halbleitern und Fluoride von Calcium, Magnesium, Lithium oder ähnlichem verwendet werden, die hochtransparent sind und einen hohen Schmelzpunkt haben. Es ist unnötig, dass diese Oxide, Sulfide, Nitride und Fluoride eine stöchiometrisch Zusammensetzung haben, aber die Zusammensetzung kann gesteuert sein oder ein Gemisch kann verwendet werden, um den Refraktionsindex oder ähnliches zu steuern. Ein dielektrisches Gemisch wird hinsichtlich wiederholter Aufzeichnungsantwort bevorzugt. Insbesondere ein Gemisch ZnS oder Sulfide von seltenen Erden und eine Refraktionsverbindung wie Oxide, Nitride oder Carbide werden bevorzugt. Hinsichtlich der mechanischen Stärke ist es wünschenswert, dass die Filmdichte einer derartigen Schutzschicht gleich oder größer als 80% der Hauptmasse ist („Thin Solid Films", Vol. 278 (1996), pp. 74-81)
Die dielektrische Schicht mit einer Dicke unter 10 nm kann ungeeignet sein, eine Deformation des Substrates oder der Aufzeichnungsschicht als Schutzschicht zu verhindern. Wenn die Dicke mehr als 500 nm beträgt, führen interne Spannungen innerhalb der dielektrischen Schicht selbst und die Differenziale elastischer Antwort des Substrats zu erkennbaren Brüchen. Es ist insbesondere vorteilhaft, eine Deformation des Substrates aufgrund von Hitze mittels der unteren Schutzschicht zu vermeiden und eine Dicke von gleich oder größer 70 nm ist zu diesem Zweck geeignet. Unterhalb einer Dicke von 70 nm tritt häufig eine mikroskopische Deformation des Substrates bei wiederholten Überschreiboperationen auf, wobei reproduziertes Licht gestreut wird und beträchtliches Störsignal erzeugt. Ein oberer Grenzwert der Dicke der unteren Schutzschicht liegt im wesentlichen in der Größenordnung von 200 nm in Anbetracht der Herstellungszeit. Wenn die Dicke der unteren Schutzschicht größer als 200 nm ist wird die Konfiguration der Spur gesehen von der Ebene der Aufzeichnungsschicht verändert, was nicht wünschenswert ist. Insbesondere die Tiefe der Spur kann oberflächlicher als beabsichtigt auf der Oberfläche des Substrats werden und die Spurbreite kann auch schneller als beabsichtigt auf der Oberfläche des Substrats werden, was beides nicht wünschenswert ist. Ein bevorzugter oberer Grenzwert der Dicke der unteren Schutzschicht beträgt 150 nm oder weniger. Andererseits wird eine Dicke von wenigstens 10 nm für die obere Schutzschicht 16 benötigt, um die Deformation der Schutzschicht zu unterdrücken. Wenn die Dicke größer als 60 nm ist, dann gibt es eine Tendenz, dass eine mikroskopische plastische Deformation innerhalb der oberen Schutzschicht gehäuft auftritt, während den wiederholten Überschreibvorgängen, und dies führt dazu, dass reproduziertes Licht gestreut wird und unerwünschte Signalstörungen verursacht.
Wie vorstehend erwähnt, ist die Aufzeichnungsschicht der erfindungsgemäßen Scheibe eine Phasenwechselschicht und hat eine Dicke, die vorzugsweise in einem Bereich von 10 bis 100 nm liegt. Wenn die Dicke der Aufzeichnungsschicht geringer als 10 nm ist, kann ein hinreichender Kontrast nicht erzielt werden und dann tritt auch eine Tendenz der Verzögerung der Rekristallisationsrate auf, was dazu führt, dass es schwierig wird, eine Aufzeichnung innerhalb eine kurzen Zeitintervalls zu löschen. Wenn die Dicke andererseits 100 nm überschreitet, ist es schwierig einen optischen Kontrast zu erzielen und es wird auch leicht ein Bruch erzeugt, was auch nicht wünschenswert ist. Aus praktischen Erwägungen wird eine Dicke von größer gleich 10 nm und unter 30 nm verwendet, um einen hohen Kontrast zu gewährleisten, der eine Kompatibilität mit CDs vorsieht. Unterhalb von 10 nm ist die Reflektion zu gering und oberhalb 30 nm beeinträchtigt eine hohe Wärmekapazität die Aufzeichnungsempfindlichkeit.
Eine Aufzeichnungsschicht kann eine herkömmliche optische Aufzeichnungsschicht des Phasenwechseltyps sein und kann eine Verbindung wie beispielsweise GeSbTe, InSbTe, AgSbTe oder AgInSbTe sein und kann aus einen überschreibbaren Material ausgewählt sein. Insbesondere ein dünner Film, der als ein Hauptbestandteil die folgende Legierung umfasst:
{(Sb₂Te₃)_1-x(GeTe)_x}_1-ySb_y (0.2 < x < 0.9, 0 ≤ y < 0.1)
oder M_w(Sb_zTe_1-z)_1-w (0 ≤ w < 0.3, 0.5 < z < 0.9), und wobei M für wenigstens ein Element steht, das aus der Gruppe ausgewählt ist, die umfasst: In, Ga, Zn, Ge, Sn, Si, Cu, Au, Ag, Pd, Pt, Pb, Cr, Co, O, S, Se, V, Nb und Ta; und ist stabil in entweder kristallisierten oder amorphen Zustand und gestattet einen schnellen Phasenübergang zwischen beiden Phasen. Ein derartiges Material ist sichtlich des Vorteils praktikabel, dass es nach wiederholten Überschreibvorgängen wenig zu Segregation neigt. Die Aufzeichnungsschicht wird im allgemeinen erzeugt, indem eine Target Legierung in einem in inerten Gas, insbesondere Ar-Gas gesputtert wird.
Die Dicke für die Aufzeichnungsschicht und die Schutzschichten 15 werden ausgewählt um eine wünschenswerte Absorptionseffizienz der Laserstrahlung zu erzielen und eine erhöhte Amplitude des Aufzeichnungssignals, d. h., einen besseren Kontrast zwischen einen beschriebenen und einem unbeschriebenen Zustand unter Berücksichtigung von Interferenzen, die von der Schichtstruktur verursacht werden und außerdem der Restriktionen hinsichtlich der mechanischen Stärke und der Zuverlässigkeit.
Wie oben gesagt, werden die Aufzeichnungsschicht 15, die Schutzschichten 14 und 16 und die Reflektionsschicht 17 mittels Sputtern gebildet.
Zum Schutz vor Zwischenschichtoxidation und Kontamination ist es wünschenswert, dass ein dünner Film in einer In-Line Anlage ausgebildet wird, die eine Vakuum-Kammer umfasst, in der ein Target für den Aufzeichnungsfilm angeordnet ist, ein Target für die Schutzfilme und wenn beabsichtigt, ein Target für die Reflexionsschicht zusammen angeordnet ist. Dies ist hinsichtlich der Produktivität der Herstellung wünschenswert.
Bei der Phasenwechselscheibe treten gewöhnlich mikroskopische Deformationen gehäuft in den Schutzschichten oder der Oberfläche des Substrates aufgrund wiederholten Schreiboperationen auf, wodurch Streuung des fokussierten Lichtstrahls erzeugt werden und Störungen in dem reproduzierten Licht auftreten oder die Dicke der Aufzeichnungsschicht und der Schutzschichten verändert werden, was eine korrekte Detektion der Markierungslänge verzögert.
Der Grad der Degredation aufgrund von wiederholten Überschreibvorgängen hängt von der Geometrie der Spur ab. Die Erfinder der vorliegenden Erfindung haben herausgefunden, dass die Degradation aufgrund von wiederholten Überschreibvorgängen in einer konstanten Spur mit großer Tiefe und schmaler Breite gering ist im Fall beim Aufzeichnung in der Spur und dass die Konfiguration der Spur hierdurch bestimmt wird.
Der Grund hierfür liegt in einem Confinement Effect der Aufzeichnungsschicht. Das heißt, je tiefer und schmäler die Spur ist, um so mehr wird der geschmolzene Bereich in der Spur aufgrund von Schreibvorgängen begrenzt, so dass die Breite der deformierten Region am Boden der Spur während der Abkühlung der Aufzeichnungsschicht niedrig ist.
Die Störung der Spurgeometrie aufgrund von Überschreiboperationen betrifft die Spurwand. Die Spurwand wird von thermischen Schäden beeinträchtigt aufgrund von schwacher Haftung auf dem dünnen Film und Spannungskonzentration in der Ecke während wiederholten Überschreiboperationen. Wenn daher selbst nur ein Teil des optischen Strahl auf die Spurwand gerichtet ist, wird Degradation gefördert. Insbesondere mit einer Scheibe in der die Spur 11 in einem Kunstharzsubstrat oder in einem Photosetting Kunstharz ausgebildet ist, tritt eine Distortion in der Spurengeometrie mehr oder weniger auf, die aus wiederholten Überschreibvorgängen resultiert, da der Weichpunkt des Kunstharzes weit unterhalb der Temperatur der Phasenwechselscheibe während der Phasenwechseloperation liegt, wobei die Temperatur einige 100°C oder höher beträgt.
Distortionsmessungen an Boden und Wand der Spur mit einem AFM-Mikroskop ergaben, dass Vorsprünge und Vertiefungen in der Größenordnung von 2 bis 3 nm nach wiederholten Überschreiboperationen gebildet werden und Distortion in der Spurwand erzeugen. Daher begrenzt die Überschreiblebensdauer der Spur den Bereich der Spurbreite, der sich aus der Beziehung zwischen der Spurbreite GW und dem Durchmesser R₀ des fokussierten optischen Strahls in der Richtung normal zu der Spur ergibt. 18 zeigt die Energieverteilung des fokussierten optischen Aufzeichnungsstrahls, die eine Gauss'sche Verteilung darstellt, und der Grad der Degradation ist gegeben durch den Abschnitt der Gaussverteilung, der tatsächlich an der Spurwand wirksam ist. Der Durchmesser R₀ des fokussierten Strahls in Richtung normal zu der Spur wird hier als Durchmesser beizeichnet, bei dem die Intensität der Gauss'schen Strahls 1/e² beträgt.
In dem Zustand, indem eine optische Energie hinreichend unter der Peak des Gauss-Strahls die Spurwand bestrahlt, ist die Degradation der Spurwand natürlich vernachlässigbar. Die kritische Lichtintensität, die auf die Spurwand gestrahlt wird, beträgt ungefähr 40% der Lichtintensität im Zentrum der Spur und die Spurwand sollte außerhalb der kritischen Lokation liegen. Die kritische Lichtintensität entspricht 0.65 = GW/R₀ der Gauss'schen Verteilung.
Um die physikalische Bedeutung des vorstehenden Effekts weiter zu untersuchen, wird nachfolgend die Temperaturverteilung in der Aufzeichnungsschicht betrachtet. Die Temperaturverteilung beträgt bis zu einer Temperatur von 1000°C im Strahlzentrum während der Bestrahlung zur Formung einer amorphen Markierung.
Da die Temperaturverteilung der Aufzeichnungsschicht und Schutzschichten um 2 bis 3 Größenordnungen unter der von Al liegt, kann eine Näherungsformel erster Ordnung verwendet werden, bei der die Temperaturverteilung die thermische Leitfähigkeit vernachlässigt und einer Gauss'schen Verteilung entspricht. Mit dieser Näherung wird ungefähr 400°C in einem Radius von 0.65 × R₀ erreicht, der angibt, dass die Temperatur der Spurwand gut unter dem Schmelzpunkt von 500 bis 700°C der Aufzeichnungsschicht liegt, die in der Phasenwechselscheibe verwendet wird. Wenn die Spurbreite von diesem Radius verschmälert wird, dann erhöht sich die Degradation aufgrund der Strahlung der Spurwand. Wir haben jedoch in unseren Untersuchungen herausgefunden, dass Degradation, d. h. Zunahme von Störsignalen eher in dem Bereich GW/R₀ ≤ 0.45 unterdrückt wird aufgrund des Confinement Effects der Aufzeichnungsschicht durch die Spurwand.
Zusammenfassend ergibt sich die folgende Beziehung: GW/R0 ≤ 0.45 oder 0.65 ≤ GW/R0 (1)ist notwendig in 18, um die Überschreiblebensdauer der Spuraufzeichnung zu verbessern. Wenn die Spurbreite zu breit ist, führt es zu einer Verzögerung der Servo Operation und vermindert die Dichte der Spuren. Demzufolge ist es vorteilhaft der Gleichung GW/R₀ < 1.0 zu genügen. Wir haben außerdem herausgefunden, dass wenn die Spurbreite zu klein ist in dem Fall von W/R₀ ≤ 0.45, dann tritt Degradation auf aufgrund der Anwesenheit eines Wobbel, der die untere Grenze der Spurbreite oder GW/R₀ vorgibt.
Der Effekt, dass die Degradation von der Anwesenheit des Wobbels begünstigt wird, ist zwar nicht vollständig geklärt, aber die Anwesenheit des Wobbels begünstigt, dass der fokussierte Lichtstrahl 19, der für die Schreiboperation verwendet wird, teilweise eine Seitenwand 20 der Spur bestrahlt, wie in 3 dargestellt ist. Insbesondere der Strahl 19, auf den Tracking Servo Feedback angewendet wird, folgt dem Wobbel nicht mit hundertprozentiger Genauigkeit sondern führt geradeaus entlang der Mittellinie 21 der Spur 11. Demzufolge tendiert der Lichtstrahl 19 dazu, die Spurwand 20 leicht zu bestrahlen. Es ist klar, dass die Wobbelamplitude a_w von 3 vergrößert dargestellt ist, wobei die dargestellte Tendenz nur verdeutlicht wird.
Die Wobbelamplitude ist im allgemein in der Größenordnung von 1 bis 10 nm und demzufolge beeinträchtigt die Distortion der Spur in der Größenordnung von 2 bis 3 nm beträchtlich die Wobbel Signall Qualität. In diesem Fall wird nicht nur C/N (Träger/Noise) Verhältnis sondern auch das S/N (Signal/Noise) Verhältnis für das Signal beeinträchtigt, das in der degradierten Spur aufgezeichnet ist. Die beobachtete Signalwellenform ist in 19 dargestellt und zeigt, dass die Hülle des aufgezeichneten Signal in Abhängigkeit des Wobbels der Spur oszilliert, und deren Vibration wird bemerkbar mit einer schmäleren Spur und einer größeren Wobbelamplitude. Es wurde außerdem beobachtet, dass die Degradation des Wobbels zu einer Unregelmäßigkeit des zyklischen Wechsels der Hülle führt, woraus wiederum ein größerer Noise resultiert und das aufgezeichnete Signal beeinträchtigt.
Wenn schließlich kein Wobbel zu der Spur vorgesehen ist, dann tritt die vorstehend beschriebene Degradation nicht auf. Wenn außerdem eine amorphe Markierung nicht von der Spur abweicht, sollte die Spurbreite hinreichend schmal sein, so dass GW/R₀ ≤ 0.45 gegeben ist oder weit genug, so dass die Degradation der Spurwand vernachlässigt werden kann, so dass 0.65 ≤ GW/R₀ gegeben ist, um die Degradation aufgrund von wiederholten Schreiboperationen zu erniedrigen.
Unser Studie ergab, dass es nicht vorteilhaft ist, mit übermäßiger Lichtintensität wie in 18 die Spurwand zu bestrahlen, da die Degradation in dem Wobbel Signal aufgrund der Spurwanddistortion dominanter ist als der Confinementeffect der Aufzeichnungsschicht bei der schmalen Spur im Fall der Anwesenheit eines Wobbel. Es ergibt sich ein unterer Grenzwert der Spurbreite von 0.25 ≤ GW/R₀. Schließlich und hinsichtlich der Lebensdauer von wiederholten Überschreibvorgängen der Aufzeichnungsschicht sollte die Spurbreite GW die folgende Beziehung erfüllen: 0.25 ≤ GW/R0 ≤ 0.45, oder 0.65 ≤ GW/R0 (1)
Wenn in 18, GW/R₀ ≤ 0.25 ist, dann ist die Degradation der Hülle, die dem Wobbel folgt, dominant, und wenn 0.45 ≤ GW/R₀ ≤ 0.65 gilt, dann tritt die Degradation mehr hervor aufgrund von zwei Faktoren, nämlich die Degradation der Spurdistortion und ein unzureichender Confinementeffekt der Spurwand. Wenn 0.6 ≤ GW/R₀ gilt, dann führt dies zu einer verbesserten Lebensdauer der wiederholten Überschreibung aufgrund der vernachlässigbaren Spurdistortion, obwohl ein Confinementeffekt der Spur nicht vorgesehen ist.
Die Degradation von dem Wobbel hängt auch von der Wobbel Amplitude a_w ab, insbesondere, je größer das Verhältnis der Wobbelamplitude a_w und der Spurbreite GW, d. h. a_w/GW ist oder je größer die Dicht der Vorsprünge und Erniedrigungen der Spur sind, umso mehr Störsignale beeinträchtigen das Aufzeichnungssignal aufgrund der Distortion des Wobbel. Diesbezüglich ist die Konfiguration a_w/GW ≤ 0.08 wesentlich, um die Degradation der Hülle aufgrund der Wobbeldistrotion zu verhindern. Andererseits stellt eine extrem schmale Wobbelamplitude keine hinreichende Signalintensität für das Wobbelsignal dar.
Außerdem hat die Wobbelamplitude einen unteren Grenzwert, da das C/N Verhältnis des Wobbelsignals gleich oder größer 25 dB sein soll und einen oberen Grenzwert, da die Degradation aufgrund von wiederholten Überschreiboperationen zu folgender Ungleichung führt: 0.03 ≤ aw/GW ≤ 0.08 (2)
Der Wert ist experimentell bestimmt. Diese Beziehung hängt nicht von der Wellenlinie des optischen Strahls oder von NA ab, sondern vom Strahldurchmesser R₀ in Richtung normal zur Richtung der Spur und der Beziehung zur Wobbelamplitude a_w.
Die Amplitude des Spurwobbels, der hier verwendet wird ist sehr schwierig direkt zu messen mit einem Elektronenmikroskop oder mit einem Probenscanmikroskop. Demzufolge wurde erfindungsgemäß die Wobbelamplitude wie nachfolgend beschrieben bestimmt.
Insbesondere bei einem gegebenen optischen Kopf, die Beziehung zwischen eimem Versatz a_w vom Zentrum der Spur wie in 3 dargestellt und einer Wobbelsignalamplitude I_w ist gegeben in Ausdrücken des off-Track Betrags eines Tracking Servo Systems und einem Servo Fehler Signal und führt zu der folgenden Gleichung: Iw = A·sin(2·π·aw/p) (10)
Hierbei steht p für einen vorbestimmten Spurabstand oder einen Abstand von dem Zentrum eines Lands auf einer Seite der Spur zu dem Zentrum eines anderen Lands auf der anderen Seite der Spur. Die Wobbelamplitude der Spur, d. h. der Versatz von dem Zentrum der Spur kann aus dieser Gleichung bestimmt werden.
4 zeigt ein Servo Fehler Signal. Der Faktor „A" in Gleichung (10) ist gegeben durch die Hälfte der Peak-zu-Peak Amplitude des Servo Fehler Signals von einem push-pull System und ohne die Verwendung von tracking Servo oder in open loop gemessen, und führt zu der folgenden Gleichung: (I1 – I2)pp = 2·A (11)
I_w ist gegeben als Amplitude des Tracking Servo Fehler Signals, das erhalten wird, wenn eine Tracking Servo Operation auf die gewobbelte Spur angewendet wird. Auf diese Weise können die Werte p, A, I_w gemessen werden, indem das Servo Fehler Signal bestimmt wird und in die Gleichung (3) eingesetzt werden, um a_w zu bestimmen. Mit der vorstehend beschriebenen Vorgehensweise kann a_w im Prinzip unabhängig von der Antwort eines optischen Kopfes, der Strahlkonfiguration und der Spurgeometrie bestimmt werden. Eine derartige Vorgehensweise sollte Stand der Technik sein.
Die obige Beschreibung ist gegeben mit Bezug zu CD-RW als ein Beispiel, das zur Klarheit herangezogen wird. Es sei jedoch gesagt, dass die vorliegende Erfindung nicht auf eine derzeitige CD beschränkt ist sondern auch auf eine Aufzeichnungsscheibe mit einer höheren Dichte angewendet werden kann, die von ähnlicher Bauart ist wie die derzeitige CD, wobei ein Rotationssynchronisationssignal erzeugt werden kann und ein Adresssignal erzeugt werden kann unter Verwendung des Spurwobbels.
Es sei erwähnt, dass es einen erfindungsgemäß bevorzugten Bereich für die Spurtiefe gibt hinsichtlich der Lebensdauer von wiederholten Überschreibungen. Im allgemeinen weist eine Phasenwechselscheibe eine verbesserte Lebensdauer von Überschreiboperationen bei einer In-Spur-Aufzeichnung als vergleichsweise bei einer Interspur (oder On-Land) Aufzeichnung auf. Obwohl der Grund hierfür nicht letztlich geklärt ist, wird davon ausgegangen, dass dies ein Resultat eines effektiven Schutzes eines Kantenbereichs einer Aufzeichnungsschicht von der Spurwand ist. Ein derartiger Schutzeffekt (Spurconfinementeffekt) ist für eine Spurtiefe unter 25 nm nicht zufriedenstellend. Wenn andererseits eine Spurtiefe 200 nm übersteigt, dann wird die Haftung eines gesputterten Films auf der Spurwand schwierig, was zu einer reduzierten Filmdicke auf der Wand führt oder einen degradierten Film mit reduzierter Dichte, was nicht wünschenswert ist. Eine derartige erhöhte Spurtiefe oberhalb von 200 nm ist auch nicht wünschenswert hinsichtlich der Schwierigkeit, die Konfiguration der Spur mittels Injection Molding Techniken zu übertragen.
Ein zweiter Aspect der vorliegenden Erfindung ist auf ein Verfahren gerichtet, die Lebensdauer in dem Datei-Management-Bereich wesentlich zu verbessern, der öfter überschrieben wird als andere Bereiche. Bevor dieses Verfahren beschrieben wird, werde ATIP Signale oder ADIP Signale, gegeben durch den Wobbel oder TOC detaillierter beschrieben. Das ATIP Signal von dem Wobbel wird benutzt zur Steuerung der Rotationsgeschwindigkeit eines nicht beschriebenen Bereichs und zur Adressierung des Datenbereichs („Compact Disc Dokuhon" von Heitaro Nakajima und Hirshi Ogawa, veröffentlicht bei OHM-sha, dritte überarbeitete Edition 1996, „CD Family" und die oben genannten Japanischen Patentveröffentlichungen)
6 zeigt eine schematische Darstellung eines radialen Layouts des Aufzeichnungsbereichs bei einer CD und wiederbeschreibbaren CD. Ein Scheibenbereich der CD und wiederbeschreibbaren CD umfasst einen Spannbereich (clamping area) (a1), der entlang der inneren Peripherie angeordnet ist, die an die äußere Peripherie mittels PCA (Power Control Bereich) oder PMA (Program Memory Bereich) (a2) anschließt, einen Lead-in-Bereich (a3) einen Programmbereich (a4), der in der Beschreibung der vorliegenden Erfindung dem Datenbereich entspricht und einen Lead-out-Bereich (a5). Eine physikalische Lokation auf einer Spur entspricht der absoluten Zeitinformation von ATIP. Ein Benutzerfilm wird in dem Programmbereich a5 aufgezeichnet, beginnend am Ursprung der Zeitache, die eine innerste Spur ist in Richtung der äußeren Peripherie.
Wenn die Datei aufgezeichnet ist, tritt TOC in den Lead-in Bereich a3 eingesetzt, der unmittelbar anschließt, wobei TOC seine Adresse in Einheiten absoluter Zeit auf von ATIP beschreibt. Die Anfangsposition (Zeit) des Lead-in-Bereichs ist im allgemeinen die Anfangsposition (Zeit) von TOC. Wenn Adressinformation mittels EFM Modulationssignalen in TOC aufgezeichnet ist, dann stimmt die Zeitinformation von ATIP mit der absoluten Zeit des Subcode-Q Kanals überein, der in Einheiten EFM modulierten Daten aufgezeichnet ist. ATIP und EFM modulierte Daten beschreiben die absolute Zeit jede 1/75 Sekunden.
Eine derartige Dateneinheit wird als ATIP-Rahmen, ein EFM Datenblock oder ein Subcode Rahmen bezeichnet. Da die absolute Zeit und das Rotationssynchronisationssignal jeddes Rahmen unabhängig von einer Datenverschlüsselungsoperation ist, die zum Zweck von Fehlerkorrektur durchgeführt wird, schreitet die absolute Zeit von der inneren zur äußeren Peripherie voran.
Es existiert ein unbeschriebener Bereich in dem Programmbereich bis der gesamte Programmbereich mit Benutzerdateien gefüllt ist, und ein Zugriff auf den unbeschriebenen Bereich kann gemacht werden mit Bezug zu dem modulierten gewobbelten Signal mit der absoluten Zeitinformation des ATIP-Signals. Zugriff auf den beschriebenen Bereich kann gemacht werden mit Bezug zu dem aufgezeichneten EFM Signal mit der absoluten Zeit des Subcode-Q Kanals.
Kontrolle über die Rotationsgeschwindigkeit in dem unbeschriebenen Bereich wird auf ähnliche Weise durchgeführt, indem ein Synchronisationsmuster an dem führenden Ende eines Rahmens eines ATIP Signals gelesen wird. In dem beschriebenen Bereich kann die absolute Zeit oder Adressinformation und Synchronisationsinformation von einem Synchronisationsmuster jedes EFM Rahmens auf ähnliche Weise wie bei einer ROM (Read Only Memory) Scheibe, bestimmt werden.
Wenn demzufolge einmal eine Subcode-Q Information mit EFM Signalen aufgezeichnet ist, dann wird die absolute Zeitinformation von dem Subcode-Q Kanal verwendet, ohne das ATIP Signal der gewobbelten Spur zu benutzen. Beim Lesen aus einem ROM Antrieb, wird nur die Adressinformation die mit EFM Signalen aufgezeichnet ist und Benutzerdaten gelesen.
Aus der vorstehenden Beschreibung geht hervor, dass wenn einmal der Header der Anfangsposition eines TOC Bereichs (Lead-in Bereich) bestimmt werden kann, dann besteht kein Grund, ein ATIP oder Wobbel Signal für den TOC heranzuziehen. Beim Lesen der TOC Information wird nur die Führungsposition benötigt und kein Bezug zu einem ATIP Signal während der Aufzeichnungsoperation hergestellt und auch nicht während der Bestrahlung der Aufzeichnungsleistung.
Da der Wobbel an einer innersten Spur innerhalb des Lead-in Bereichs vorgesehen ist, kann ein Synchronisationssignal von dieser Spur verwendet werden, um die Rotationsgeschwindigkeit der Scheibe zu steuern. Wenn die Rotationsgeschwindigkeit einen stabilen Zustand erreicht, dann tritt keine Störung der Synchronisation zwischen dem Clock Signal und der Rotationsgeschwindigkeit auf, selbst wenn ein Feedback von Synchronisationsmustern des ATIP Signals des TOC Bereichs nicht zur Verfügung steht. Eine exakte Synchronisation tritt wiederum bei einer Position auf, wo auf den Programmbereich mittels TOC zugegriffen wird.
7 zeigt eine beispielhafte CD-RW auf die die Erfindung angewendet wird. Auf der spiralförmigen Spur ist ein einleitender Bereich 22, ein Dateimanagementbereich (Lead-in Bereich) 23 und ein Datenbereich ausgebildet, beginnend von der inneren Peripherie der Scheibe. Mit Ausnahme des Datenmanagementbereichs 23 ist ATIP mit Spurwobbel aufgezeichnet. Der einleitende Bereich 22 wird zum Zweck des Lead-ins eines fokussierten Laserstrahls mit Einstellung der Aufzeichnungsleistung und/oder der Rotationssynchronisation verwendet.
In dem Datei-Management-Bereich 13, Adressierung und eine Steuerung über die Rotationsgeschwindigkeit kann sogar ohne groß ATIP erzielt werden, wenn EFM modulierte Daten aufgezeichnet sind. Insbesondere, vor der Aufzeichnung von Benutzerdaten können einige Aufzeichnungen einleitend in dem Datenmanagementbereich in Einheiten EFM Modulationssignalen gemacht werden oder alternativ werden Mittel verwendet, den Header zu bestimmen und eine Aufzeichnung nur während den ursprünglichen Zugriff auf den Datenmanagementbereich als Formatierung einer konventionellen Festplatte und daran anschließend kann das aufgezeichnete Signal verwendet werden.
Beispielsweise, ein spezieller Informationsbereich, der Header Lokationsinformation des Dateimanagementbereichs als Spurwobbel aufzeichnet, kann in der Scheibe an einer gegebenen Lokation vorgesehen sein. In diesem Fall greift die Steuerung anfangs auf den speziellen Informationsbereich zu, um die Header Information des Datei-Management-Bereichs zu detektieren. Es ist vorteilhaft, dass der spezielle Informationsbereich an einer Position angeordnet ist, auf die die Steuerung anfangs zugreift, beispielsweise in dem einleitenden Bereich 12 von 7. Für eine Scheibe, in der der Dateimanagementbereich entlang der äußeren Peripherie angeordnet ist, und wenn der Steuerungszugriff an der äußeren Peripherie beginnt, dann kann der spezielle Informationsbereich vorzugsweise um die äußere Peripherie angeordnet sein.
Wie in der JP-A-3(1991)-3168 beschrieben ist, kann Information für die optimale Aufzeichnungsleistung der Scheibe oder Information für die Steuerung kann aufgezeichneb werden mittels ATIP Signalen des Dateimanagementbereichs aufgezeichnet werden. In diesem Fall und falls eine Degradation aufgrund von wiederholten Überschreiboperationen auftritt, kann Information nicht mehr korrekt gelesen werden. Derartige Steuerinformationen können jedoch als EFM Signal in dem speziellen Informationsbereich aufgezeichnet werden. Die aufgezeichnete Information kann einmal von der Steuerung gelesen werden und dann in dem Dateimanagementbereich aufgezeichnet werden in Form von EFM Signalen in der Dateimanagementinformation.
Alternativ können nach der Herstellung der Scheibe EFM Modulationssignale mit absoluter Zeitinformation oder Adressinformation in dem Dateimanagementbereich als Initialisierung oder Nach-Formatierung aufgezeichnet werden. Hierzu wird eine spezielle Steuerung bereitgestellt und beispielsweise kann die Lead-Adresse des Dateibereichs als Lead-Adresse des unbeschriebenen Bereichs eingegeben werden. Es ist klar, dass andere Informationen, die zur Steuerung verwendet werden, ebenso gut als EFM Signale aufgezeichnet werden können. Dies ist vorteilhaft, da ein Benutzer keine spezielle Funktion der Steuerung benötigt.
Es ist auch möglich, eine Adressierung bereitzustellen, in dem der Wobbel in der Spur an einem Punkt vorgesehen ist, der unmittelbar an den Datei-Management-Bereich ohne Wobbel angrenzt.
Es ist wünschenswert, dass eine Verbindung und eine Synchronisation zwischen der absoluten Zeitinformation des EFM Signals, das in dem Datei-Management-Bereich aufgezeichnet ist und der absoluten Zeitinformation von ATIP in dem folgenden Datenbereich so gut wie möglich ist, und eine Diskontinuität vermieden wird. Eine derartige Synchronisation ist in JP-A-3(1991)-88124 beispielhaft beschrieben. Da die Datei-Management-Information eine Tabelle mit Inhalten für die Benutzerdateien darstellt, ist klar, dass je weniger Benutzerdaten aufgezeichnet sind, umso weniger Datei-Management-Information wird benötigt. Es ist jedoch erfindungsgemäß wünschenswert, dass ein EFM Modulationssignal aufgezeichnet wird in Form von Dummy Daten in dem unbeschriebenen Bereich des Datei-Management-Bereichs, um Kontinuität der absoluten Zeitinformation zwischen dem Dateimanagementbereich und dem angrenzenden Datenbereich zu erzielen. Die Dummy Daten in dem Datei-Management-Bereich können in jeder Sequenz aufgezeichnet sein. Beispielsweise wenn die Datei-Management-Information aufgezeichnet wird beginnend vom führenden Ende des Datei-Management-Bereichs, dann ist es vorteilhaft die Dummy Daten mit der Synchronisationsinformation und Adressinformation von dem Ende der Datei-Management-Information zu dem Ende des Datei-Management-Bereichs aufzuzeichnen.
Alternativ, zum Zweck der Kontinuität der Adressinformation kann das Ende der Dateimanagementinformation angeordnet sein, dass es mit dem Ende des Dateimanagementbereichs übereinstimmt. In diesem Fall ist es vorteilhaft, dass die Dummy Daten von dem führenden Ende des Dateimanagementbereichs zu dem führenden Ende der Dateimanagementinformation aufgezeichnet werden. Wenn die oben genannte Initialisierung oder Formatierung ausgeführt wird, können nur die Dummy Daten über den ungewobbelten Dateimanagementbereich aufgezeichnet werden.
Nach einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein optisches Informationsaufzeichnungsverfahren bereitgestellt, das die oben beschriebene Scheibe verwendet und bei dem die Anfangsposition der Aufzeichnung immer dann versetzt wird, wenn ein Teil oder alle Datei-Management-Information inklusive der Dummy Information überschrieben wird. Es ist bekannt, dass bei wiederholten Überschreiboperationen es nützlich ist, die Anfangsposition einer Aufzeichnung schrittweise zu versetzen zum Zweck, eine Degradation in dem Signal zu verzögern, die von einem Materialübergang in der Phasenwechselscheibe herrührt (JP-A-2(1990)-94113 und -3(1991)-150725). Bei der Anwendung dieses Aufzeichnungsverfahrens auf den Dateimanagementbereich der Scheibe der vorliegenden Erfindung kann eine Degradation in einem Signal reduziert werden. Der Betrag des Versatzes ist zu einem bestimmten Grad begrenzt, da er den erlaubten Bereich der absoluten Zeitinformation überschreiten kann. Eine zufrieden stellende Verbesserung kann beispielsweise mit einem Versatz mit der Größenordnung von 10 bis 100 μm erzielt werden.
Die vorliegende Erfindung wurde unter Bezugnahme auf eine CD-RW beschrieben, es ist jedoch klar, dass die Erfindung nicht auf die Verwendung mit der CD-RW beschränkt ist. Das Datensignal ist außerdem nicht auf des EFM Modulationssignal begrenzt, sondern kann ein beliebiges Modulationssignal umfassen und auch Adressinformationen und Synchronisationsinformationen. Die Bereitstellung einer Deformation in dem Signal der Spurgeometrie ist eine Möglichkeit eine höhere Dichte in einer Aufzeichnungsscheibe zu erzielen, und kann auf Aufzeichnungsscheiben mit verschiedenen Formaten angewendet werden. Die Erfindung ist auch in diesem Fall anwendbar. Beispielsweise ist der ISO9660 Standard bekannt als logisches Format auch für CD-Standards. Bei dem gegenwärtigen CD-Standard wird nur die physische Dateistruktur des Dateimanagmentbereichs beschrieben und eine physische Position in der Einheit eines Datenblocks wird als absolute Zeitinformation beschrieben. Eine hierarchische Struktur oder eine sogenannte Verzeichnisstruktur ist jedoch nicht beschreiben.
Nach ISO9660 wird eine physische Struktur in dem Dateimanagementbereich beschrieben und eine Verzeichnisstruktur ist beschrieben in einem spezifizierten Bereich des Datenbereichs als Pfadtabelle. In diesem Fall ist offensichtlich, dass die Pfadtabelle in diesem spezifizierten Bereich auch in dem Dateimanagementbereich enthalten sei, wie erfindungsgemäß hier beschrieben.
JP-A-5(1993)-210849 beschreibt eine temporäre oder übergangsweise Aufzeichnung von Dateimanagementinformation in einem spezifizierten Bereich und nicht dem endgültigen Datei-Management-Bereich. Der Lead-in Bereich a3 von 6 wird nicht jedes Mal überschrieben, aber die Dateimanagementinformation, die in einem derartigen temporären Bereich a2 temporär gespeichert ist, wird überschrieben. ( JP-A-5(1993)-210849) Es ist wünschenswert diesen Bereich als Datei-Management-Bereich zu behandeln auf den die Erfindung angewendet wird.
Erfindungsgemäß kann die Notwendigkeit einen Ersatzbereich zu sichern und zu steuern wie mittels Neubeschreibung der Datei-Management-Information in einem Ersatzbereich der nicht degradiert ist eliminiert werden, wodurch ein Dateisteuerverfahren wesentlich vereinfacht wird und auch das Design der Steuerung der Steuerungsantriebe vereinfacht wird. Natürlich liegt im Bereich des Könnens eines Fachmannes die Zuverlässigkeit zu verbessern unter Verwendung derartiger Ersatzbereiche in Kombination.
Ein Verfahren zur Wiederbeschreibung von Information Sektor zu Sektor wie einer magneto-optischen Scheibe wird für CD-RW nicht angewendet. Wenn ein derartiges Verfahren jedoch auch mit einer CD-RW angewendet wird, dann wird erwartet, dass eine Anzahl von Zeiten ein bestimmter Sector wiederbeschrieben wird und zwar hunderttausend Millionen oder mehr. In diesem Fall wird erwartet, dass die vorliegende Erfindung einen deutlichen Effekt zur Unterdrückung einer Degradation bewirkt, die aus wiederholten Überschreiboperationen resultiert und zwar mit einfachen Mitteln und kostengünstig. Wenn die Deformation der Spur in dem Datenbereich ein periodischer Mäander oder ein Wobble ist dann sollte die Spurbreite und die Wobbleamplitude durch die folgenden Gleichungen gegeben sein: 0.25 ≤ GW/R0 ≤ 0.45 oder 0.65 ≤ Gw/R0 (1) 0.03 ≤ aw/GW ≤ 0.08 (2)
Hierdurch wird generell die Zuverlässigkeit und Lebensdauer bei wiederholten Schreiboperationen erhöht. Ein dritter Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft ein Verfahren zur inkrementweisen Beschreibung von Zufallsdaten in Blockeinheiten, was im Allgemeinen als „Packet Writing" bezeichnet wird. Inkrementweises Schreiben im Einmalbeschreibungsmodus wird gegenwärtig bei CD-Rs verwendet, wobei eine Datenkapazität, die einmalig aufgezeichnet werden kann variiert. Da bei dieser Anwendung Benutzerdaten kontinuierlich von der inneren zur äußeren Peripherie aufgezeichnet werden ist radial außerhalb eines beschriebenen Bereichs ein unbeschriebener Bereich angeordnet. Es kann keinen beschriebenen Bereich geben der radial außerhalb des unbeschriebenen Bereichs liegt. Demzufolge ist es einfach eine Synchronisation und eine absolute Zeitinformation des EFM-Signals in dem beschriebenen Bereich zu detektieren und ein Synchronisationsmuster und eine absolute Zeit des ATIP-Signals in dem unbeschriebenen Bereich zu detektieren.
Bei dem CD-Format wird kürzlich verfangt Benutzerdaten in Einheiten von gegebenen Paketen (Sektoren) wie beispielsweise 2ⁿ Bytes aufzuzeichnen, sowie es bei Festplatten (HD), Floppy Discs (FD) oder magneto-optische Scheiben (MO) geschieht. Ein Datenbereich, der mit einer derartigen Sektoreinheit mit fester Länge umgeht wird für ein CD-RW benötigt, um den Vorteil ihrer Überschreibbarkeit auszunützen, da obwohl das Überschreiben von Daten physikal innerhalb einer gegebenen Länge beschränkt ist, das Überschreiben sich auf Daten erstrecken kann, die nicht gelöscht werden sollen.
Eine Demarkation zwischen Sektoren, Sektoradressen und Synchronisationssignalen wird zuvor vorformatiert mittels Pit Trains in dem Substrat eine MO-Scheibe oder nachformatiert mittels aufgezeichneter Signale auf HDs oder FDs.
8 zeigt ein Beispiel der Anordnung eines Sektors für ein MO. Ein Pit Train mit einem Header 25 und einem Benutzerdatenbereich 26 werden aufeinaderfolgend kreisförmig angeordnet und ein Satz Header 25 und Datenbereich 26 bildet einen Sektor 27. Es sei erwähnt, dass die Länge des Headers 25 in 8 vergrößert dargestellt ist.
Bei dem CD-Format ist eine Technik vergleichbar mit der Datensteuerung gemäß dem Sektor einer MO nicht vorhanden. Es gibt jedoch Vorschläge die in den USA OSTA (Optical Storage Technology Association) diskutiert werden. Eine dieser vorgeschlagenen Techniken wird als CD-DASD (Compact Disc Direct Access Storage Disc) bezeichnet, wobei jeder Sektor eine Einheit von 4096 Bytes ist, was die Kompatibilität mit dem DOS-Format vereinfacht und wurde vorgeschlagen von Kodak in einem Vortrag bei der OSTA im Februar 1996.
Ein anderer Vorschlag einer paketweisen Schreibtechnik die mit CD-R verwendet werden soll ist veröffentlicht in ((1) DOS/V Magazine, 1996 June issue, page 214; (2) „CD Family" cited above, Chapter 4; and (3) Nikkei Electronics, September 9, 1996 issue (No. 670), pp. 135-146). Eine ähnliche Paketschreibetechnik wird auch bezüglich dem DVD Standard der nächsten Generation diskutiert in (Nikkei Byte, 1996 June issue, pp. 198-203).
Dies sind die Anforderungen die nötig sind um ein logisches Format bereitzustellen, das eine non-sequentielle Aufzeichnung gestattet, die nicht von dem Betriebssystem abhängt ob das Datenformat der Scheibe CD-Format, DOS-Format oder ein anderes ist.
Wie oben gesagt, Zusatzinformation wie Synchronisationssignal, Addressinformation oder ähnliches die äquivalent zu Information beschrieben in dem Sektorbereich ist führt vorher aufgezeichnet auf der Scheibe in gegebenen Intervallen von Pits, ATIP-Signalen oder ADIP-Signalen oder ähnlichen. Bei einer typischen beschreibbaren CD wird ATIP-Signal als ein Wobble zwischen den Enden einer Spur ohne Unterbrechung gebildet. Um die Kompatibilität mit einem gegenwärtigen CD-R bereitzustellen ist es wünschenswert ein Adresssignal als ATIP-Signal, ADIP-Signal oder EFM-Signal zu verwenden.
9 zeigt eine schematische Draufsicht auf eine CD-RW gemäß einer Ausführung der Erfindung. Eine Führungsspur 11 die als Datenspur verwendet wird und ein Land 12 sind aufeinanderfolgend in radialer Richtung angeordnet und ein zusätzlicher Datenbereich 28 und Benutzerdatenbereich 29 sind aufeinanderfolgend kreisförmig in jedem Datentrack 11 angeordnet. Ein Führungsspurabschnitt 31 mit einem Wobble der gemäß einem gegebenen Signal moduliert ist wird in dem zusätzlichen Datenbereich 28 gebildet, wobei ein Führungsspurabschnitt 32 der nicht als Wobble ausgebildet ist, in dem Benutzerdatenbereich 29 gebildet ist. Da ein CD-Format im konstanten linearen Geschwindigkeitsmodus (CLV) verwendet wird haben Benutzerdaten eine gegebene Bytelänge, die mit einer gegebenen Länge absoluter Zeit korrespondiert. Demzufolge korrespondiert eine Benutzerdateneinheit inklusive Zusatzdateninformation mit einer gegebenen Länge absoluter Zeit. Demzufolge und wie in 9 gezeigt umfasst ein Pseudosektor (oder paket) 30, ein Satz eines vorangestellten zusätzlichen Datenbereichs 28' + Nutzerdatenbereich 29 + folgende zusätzliche Datenbereiche 28'' und ist vor jeder Länge mit absoluter Zeit T gelegt, die von dem ATIP-Signal in der Führungsspur der Scheibe beschrieben wird. Einer der beiden zusätzlichen Datenbereiche 28' oder 28'' kann verwendet werden. Es sei erwähnt, dass der Benutzerdatenbereich 19 beispielsweise in Einheiten von 2ⁿ Bytes ausgebildet ist.
In der vorliegenden Erfindung wird als Datensatz ein Paket bezeichnet, die physikalische Struktur der Scheibe auf der das Paket aufgezeichnet ist, wird als Pseudosektor bezeichnet, und der zusätzliche Datenbereich wird als Pseudoheader bezeichnet unter Verwendung der Konzepte der Terminologie die mit HD oder MO verwendet werden.
Wenn das Paket tatsächlich überschrieben wird muss auf eine Lücke zwischen den überschriebenen Datenpaket und existierenden Daten benachbart zu den überschriebenen Daten geachtet werden. Die Steuerung kann einen speziellen Fehler hervorrufen in der Position des Anfangs oder Ende des Pakets beim Schreiben hinsichtlich der erhöhten Zeit eines Laserjitter oder Rotationsjitter im Antriebssystem, wenn eine Schreiboperation tatsächlich mittels Modulation von Laserstrahlung durchgeführt wird. Um einen derartigen Fehler zu vermeiden und zu vermeiden Information eines benachbarten Pseudosektors zu zerstören ist es vorteilhaft einen Lücken(Puffer)bereich an gegenüberliegenden Seiten der zusätzlichen Daten zu schaffen. Beispielsweise wenn ein Paket in der Einheit von 32 KByte geschrieben wird ist es möglich, dass ein Fehler auftritt mit einer Magnitude, die einigen zehn Bytes entspricht (Nikkei Byte, 1996 June issue, pp. 198-203).
Bei der Steuerung die eine CLV-Operation mit linearer Geschwindigkeit V durchführt ist die Länge eine pseudophysikalischen Sektors entlang der Spur gleich einem konstanten Wert von VT abseits der Lücke, und der zusätzliche Datenbereich 28 wird jedes gegebene Intervall VT entlang der Spur angeordnet. Da die Länge jedes Pseudosektors konstant ist, ist es möglich die absolute Zeit zu der Position des Führungsende jedes Sektors zu bestimmen oder es ist möglich es in dem Lead-in Bereich zu beschreiben.
Es ist klar, dass dies anwendbar ist, wo die gesamte Oberfläche der Platte gemäß CLV wie bei einer CD arbeitet und ein ähnlicher Zugriff ist auch möglich im ZCLV-Modus bei dem radial zur Scheibe Zonen demarkiert sind. Bei einer Scheibe, die im CLV- oder ZCLV-Modus arbeitet kann Adressinformation mittels einer ADIP-Signal geschrieben werden, das nicht von der absoluten Zeit abhängt. In diesem Fall wird Adressinformation für das führende Ende jedes Sektors von dem ADIP-Signal und nicht so sehr von Pre-Pits gelesen wie es bei MO-Scheiben gemäß dem ISO-Standard der Fall ist.
Die Erfindung bezieht sich auf eine sogenannte Paketschreibetechnik, die den Pseudosektor verwendet und bezieht sich nicht direkt auf eine detaillierte Technik der zahlreichen Vorschläge und hat als Aufgabe eine Verbesserung der Lebensdauer bei wiederholten Überschreiboperationen bei einer überschreibbaren Phasenwechselscheibe bei der eine feste Länge von Daten (Paket) wiederholt in den gleichen Pseudosektor geschrieben werden kann.
Wenn die Erfindung auf eine wiederbeschreibbare Phasenwechselscheibe angewendet wird, die die Pseudosektorstruktur mit der festen Länge aufweist, dann ist der Wobble nur in dem Pseudoheaderbereich 28 ausgebildet und nicht in dem Benutzerdatenbereich 29 ausgebildet wie in 9 dargestellt ist.
Alternativ hat wenigstens der Benutzerdatenbereich 29 eine Spur mit dem Wobble, wobei die folgende Beziehung gilt: 0.25 ≤ GW/R0 ≤ 0.45 oder 0.65 ≤ GW/R0 (1) 0.03 ≤ aw/GW ≤ 0.08 (2)
Die Wahl einer dieser Konfigurationen hängt von der Wahl des Designs ob eine größere Signifikanz entweder der Lebensdauer von Überschreiboperationen oder einer erhöhten Genauigkeit in der Synchronisation der Rotation, die durch die Anwesenheit des Wobbles erhöht wird. Wenn das erste gewählt wird, dann kann eine exzellente Lebensdauer für Überschreiboperationen erzielt werden, wenn die Genauigkeit der Rotationssynchronisation zusätzlich mittels einem anderen Verfahren erhöht wird ohne die Lebensdauer bei Überschreiboperationen zu beeinträchtigen. Wenn das Letztere ausgewählt wird kann eine exzellente Rotationssynchonisationsgenauigkeit erzielt werden, obwohl die Lebensdauer bei Überschreiboperationen etwas reduziert ist ohne jedoch ein praktisches Problem darzustellen.
Die Wahl einer der Ausführungen der vorliegenden Erfindung hängt daher von der Philosophie des Designs ab, ob der Lebensdauer bei Überschreiboperationen oder die Beständigkeit gegenüber irgendeinem Defekt im Header der Vorzug gegeben wird. In jedem Fall kann jedoch erfindungsgemäß eine Degradation der Lebensdauer bei Überschreiboperationen, die von der Anwesenheit des Wobbles verursacht wird verbessert werden.
Wenn insbesondere das letzere ausgewählt ist können zusätzliche Daten wie ein Adressinformationen in der Spur oder in der Inter-Spur in dem zusätzlichen Datenbereich oder Pseudoheaderabschnitt als Pre-Pit Train gespeichert werden. Alternativ kann eine Initialisierung (Nachformatierung) der Adressinformation in dem gleichen Aufzeichnungsformat wie die Benutzerdaten in dem zusätzlichen Datenbereich aufgezeichnet werden.
Wenn der Wobble nicht in dem Benutzerdatenbereich 29 ausgebildet werden soll ist es ausreichend, die Laserbestrahlung für die Spur ummoduliert in dem Benutzerdatenbereich 29 während der Herstellung des Stamper zugelassen, um den Wobble zwischen dem Pseudoheaderabschnitt 28 in dem Benuzterdatenbereich zu schalten. Dies kann daher mit einer einfachen Modifikation einer existierenden Mastersignalquelle siganlisiert werden.
Wie in dem Blockdiagramm der Mastereinheit von 10 gezeigt ist die Bildung der Spur mittels Öffnung eines Gate G1 zwischen einem Modulationssignalgenerator CM1, der ein moduliertes Signal bei der Bildung eines Wobbles verwendet und einer Laseroszillationsteuereinheit EO möglich, die ein Laserstrahl zur Bestrahlung einer Prototyp-Glasplatte 23 imitiert. Diese Anordnung wird vorgenommen zur ununterbrochenen Erzeugung von absoluter Zeitinformation von einem Modulationssignal M1 wie beim Stand der Technik während eine Sektorheaderschalteinheit CM2 bereitgestellt ist ein Gatesignal M2 zu erzeugen, dass das Gate G1 an der Position des Pseudoheaders öffnet. Auf diese Weise wird ein Wobblemodulationssignal M1 intermittierend der EO-Steuereinheit eingespeist
Selbst wenn der Laserstrahl beim Schließen von G1 unmoduliert bleibt kann die absolute Zeit in dem Wobblemodulationssignal M1 in CM1 fortschreiten, so dass die absolute Zeit jedes Pseudosektors eine exakte Funktion der Position ist, wenn die Scheibe gemäß dem CLV-Schema rotiert, obwohl die Beschreibung der absoluten Zeit in Intervallen angegeben ist.
Lediglich in dem Benutzerdatenbereich wo das Wobble nicht ausgebildet ist oder nur in dem Benutzerdatenbereich, wo die Wobble-Amplitude gegenüber dem Pseudoheaderbereich reduziert ist wird die Spurbreite gegenüber dem Pseudoheaderbereich um 10 bis 50% reduziert, um der Ungleichung (1) zu genügen, wobei die Lebensdauer bei wiederholten Überschreibvorgängen auf der gesamten Scheibe erhöht wird.
Auf diese Weise kann eine Steuerung über die Spurbreite lediglich mittels der Steuerung der Laserstrahlenergie während der Bestrahlung von Photoresist auf der Prototypglasplatte erzielt werden. Daher wird beim Schalten zwischen dem zusätzlichen Datenbereich und dem Benutzerdatenbereich die Oszillation des Wobbles an und abgeschaltet und die Intensität des Laserstrahls zwischen zwei Niveaus geschaltet.
Beim Aufzeichen von Informationen auf die Scheibe der vorliegenden Erfindung mittels einer Paketschreibetechnik wird Adressinformation in Synchronisationseinheiten und absoluter Zeit vom ATIP-Signal in dem Pseudoheaderbereich gelesen, wodurch eine gegebene Rotationssynchronisation initialisiert wird. Daran anschließend wird eine Adresse indexiert und daraufhin schließt eine Schreiboperation des EFM-Signals über den gesamten Pseudosektor an, der zur gewünschten absoluten Zeit beginnt.
Bei der Initialisierung der Aufzeichnung von Paket, Synchronisation und absoluter Zeit kann in dem gewobbelten Pseudoheaderbereich in Einheiten des EFM-Signals aufgezeichnet werden und daran anschließend kann ein Zugriff auf einen gewünschten Sektor mit Referenz zu Daten gemacht werden, die von dem EFM-Signal stammen ohne Referenz auf das ATIP-Signal zu nehmen. Beim Lesen von Daten mittels Zugriff auf den beabsichtigten Pseudosektor mit ROM-Steuerung, die geeignet ist Daten mit der Paketschreibtechnik zu lesen kann der Zugriff auf jeden Pseudosektor mittels Lesen des aufgezeichneten EFM-Signals erfolgen und nicht so sehr mit dem ATIP-Signal auf dem Wobble. Zum Zweck der vorliegenden Erfindung ist es jedoch nicht wünschenswert, dass die EFM-Daten in dem gewobbelten Pseudoheaderbereich bei jedem Paket schreiben überschrieben werden. Wenn die zusätzlichen Daten in Einheiten des EFM-Signals in dem Pseudosektor aufgezeichnet sind, nur dann werden Benutzerdaten überschrieben während einer Sekunde und einer darauf folgenden Schreiboperation.
Andererseits ist es auch möglich nur die Benutzerdaten zu schreiben und nicht in dem Pseudoheaderbereich zu schreiben und zwar zu jeder Zeit und auch während des Initialisierungsschreibens. In diesem Fall wird für einen Zugriff Referenz zu dem ATIP-Signal oder ADIP-Signal benötigt. In diesem Fall wird ein zusätzlicher Playback/Dekodierungsschaltkreis für das ATIP-Signal oder ADIP-Signal zu der ROM-Steuerung benötigt. Da dies eine zusätzliche Modifikation der Steuerung benötigt kann diese Option effektiv verwendet werden. Diese Option stellt kein signifikantes Problem dar, da die existierende CD-Familie die Forderung geklärt hat, dass kleinere Zusätze und/oder Verbesserungen in die Steuerung eingebaut werden müssen und gleichzeitig die Kompatibilität mit früheren Techniken erhalten bleiben soll.
Im Fall eines von dem gegenwärtigen CD-Standard verschiedenen ROM-Standard zur Erhöhung der Dichte kann die vorliegende Erfindung für zukünftige ROM-Steuerungen verwendet werden.
Wie vorstehend erwähnt ist es wünschenswert, dass eine Verbindung und/oder Synchronisation zwischen den absoluten Zeiten die unter Verwendung von ATIP-Signalen und EFM-Modulationssignalen aufgezeichnet sind so gut wie möglich sind, um eine Diskontinuität unter ihnen zu vermeiden. Ein Beispiel einer derartigen Synchronisationstechnik ist in JP-A-3(1991)-88124 offenbart. Umgekehrt ist es während einer wiederholten Schreiboperation wünschenswert die Anfangsposition des Schreibens innerhalb eines erlaubten Bereichs um eine Degradation in dem Signal zu verzögern die als Resultat eines Materialflusses auftreten kann der bei Phasenwechselscheiben bei wiederholten Überschreiboperationen auftritt (JP-A-2(1990)-94113 und -3(1991)-150725). Dieser erlaubte Wert ist nicht klar quantitativ definiert aber für das CD-Format kann er aus dem CD-R Standard eingeschätzt werden, dass er in der Größenordnung von einem oder zwei EFM-Rahmen liegt (588 Kanalbitlänge) oder 100 bis 200 μm. Ein Versatz der Anfangsposition beim Schreiben innerhalb eines derartigen Rahmens ist hinreichend, um eine befriedigende Verbesserung zu erzielen. Beim Lesen von Informationen wird ein Zugriff auf jede Benutzerdatei gemacht, indem der Datei-Management-Informationsbereich zuerst gelesen wird, um zunächst die Adressinformation eines gegebenen Benutzerdateien zu erhalten, woraufhin schließlich tatsächlich auf diese Adresse zugegriffen wird und die Benutzerdaten gelesen werden. Der Datei-Management-Bereich wird auch als Scheibensteuerbereich bezeichnet. Eine Serie von Datei-Management-Informationsbereich wird im allgemeinen kollektiv an einer speziellen Position entlang der inneren oder äußeren Peripherie der tatsächlichen Scheibe angeordnet.
Als weitere Verbesserung können die zweite und dritte Ausführung der vorliegenden Erfindung kombiniert werden, wodurch die periodische Deformation der Spur in dem Datei-Management-Bereich substantiell vollständig eliminiert wird.
Alternativ kann die erste und dritte Ausführung der vorliegenden Erfindung kombiniert werden um die gewobbelte Spur in dem Datei-Management-Bereich bereitzustellen, was den obigen Beziehungen (1) und (2) genügt.
Bei der obigen Beschreibung wurde auch ein Beispiel eines CD-Standards erwähnt, da die Definition der Terminologie hierbei klargestellt wird, wie oben erwähnt ist. Es wurde insbesondere erläutert, dass die vorliegende Erfindung ein hilfreiches Verfahren darstellt, das unter Beibehaltung der Kompatibilität zu dem existierenden CD-Standard angewendet werden kann. Andererseits nicht nur für den existierenden CD-Standard sondern auch für eine beschreibbare Scheibe, die eine höhere Dichte hat als eine CD. Die Anwendung von Adresssignalen in Einheiten periodischer Deformation der Spurgeometrie kann in Kombination mit einer Technik der Bereitstellung eines Datei-Management-Bereichs in einem physikalisch begrenzten Bereich verwendet werden (Nikkei Byte, 1996 June issue, pp. 198-203), und die Erfindung ist für diesen Fall auch geeignet. Bei einer Scheibe, die in dem CLV oder ZCLV-Modus verwendet wird, ist es möglich die Adressinformation in Einheiten des Wobbles zu beschreiben, wobei die Erfindung auch in diesem Fall wirksam angewendet werden kann.
Wenn eine Paketschreibtechnik auf eine erfindungsgemäße überschreibbare Phasenwechselscheibe angewendet wird, und wenn beispielsweise eine Schreibpulsstrategie gemäß 5a und 5b verwendet wird dann wird kaum eine Degradation einer Antwort auf einen Schreibvorgang bemerkbar nach 10.000 Überschreiboperationen, obwohl eine Degradation beim Stand der Technik nach 1.000 Wiederholungen eines Überschreibvorgangs bemerkbar ist. In manchen Fällen wurde eine Degradation in der Antwort nach Wiederholungen in der Größenordnung von 100.000 Mal bemerkbar. Demzufolge kann die Notwendigkeit beim Stand der Technik einen Ersatzbereich zu sichern und zu steuern um eine Überschreibung des degradierten Pseudosektors zu gestatten eliminiert oder reduziert werden, wobei der degradierte Pseudosektor als Resultat von wiederholten Überschreiboperationen auftrat, was in diesem Sektor konzentriert geschah. Demzufolge wird eine Dateisteuerung vereinfacht und auch das Design der Steuerung und Steuergeräten vereinfacht.
Es gibt derzeit keine Technik des Schreibens/Wiederbeschreibens in Sektoreinheiten bei einer CD-RW Scheibe die mit einer magnetooptischen Scheibe vergleichbar ist. Wenn jedoch eine derartige Technik auf eine CD-RW Scheibe angewendet wird, dann wird die Anzahl von Überschreibungen sehr groß (beispielsweise bis 100.000 Mio. Mal oder mehr). In diesem Fall wird erwartet, dass die Erfindung wirksam und kostengünstig eine Degradation unterdrückt, die als Resultat von wiederholten Schreiboperationen auftritt.
Als weitere Anwendung der vorliegenden Erfindung wird nachfolgend eine überschreibbare Phasenwechselscheibe beschrieben, bei der eine Spur mit einer modulierten Konfiguration in Übereinstimmung mit einem Rotationssynchronisationssignal ausgebildet wird und in der Spur und dem Interspur Bereich oder Land geschrieben wird. Ein Verfahren, das Information sowohl in dem Land als auch in der Spur schreibt wird nachfolgend als L&G (Land und Spur) abgekürzt.
L&G wird vorgeschlagen in JP-B-63(1988)-57859. Wenn eine derartige Technik angewendet wird gilt es insbesondere darauf zu achten Cross-Talk zu reduzieren. Insbesondere in der zitierten Veröffentlichung sind ein Abstand zwischen einem Train von Aufzeichnungsmarkierungen auf einer Spur und einem Train von Aufzeichnungsmarkierungen auf einer benachbarten Spur gleich der Hälfte des Durchmessers des fokussierten Strahls, wobei der Train der Aufzeichnungsmarkierungen auf der benachbart zu der gelesenen Spur von dem fokussierten Strahl bestrahlt wird. Dies erhöht den Cross-Talk während dem Lesen und degradiert das S/N Verhältnis in dem gelesen Signal.
Zur Reduzierung von Cross-Talk wird eine Technik vorgeschlagen, mit einem speziellen optischen System und einem Cross-Talk Cancel Schaltkreis bei einer optischen Wiedergabeeinheit, (beispielsweise SPIE Vol. 1314), Optical Data Storage (1990), p. 35). Die vorgeschlagene Technik kompliziert jedoch das optische System und das Signalverbarbeitungssystem der Wiedergabeeinheit. Zur Reduzierung von Cross-Talk gibt es noch einen anderen Vorschlag ohne ein spezielles optisches System oder Signalverarbeitungsschaltkreis. Diese Technik stellt eine gleiche Breite für die Spur und das Land bereit und wählt die Spurtiefe effektiv in einem Rahmen der mit der Wellenlänge des reproduzierten Lichts korrespondiert (Jpn. J. Appl. Phys. Vol. 32 (1993), pp. 5324-5328). Nach diesem Vorschlag wird mittels Rechnung und Experimenten gezeigt, dass eine Reduktion von Cross-Talk erzielt werden kann, wenn die Spurtiefe in einem Bereich von λ/7n bis λ/5n ist, wobei λ und n für die Wellenlänge des gelesenen Lichts und den Refraktionsindex des Substrats stehen. Das ist auch in JP-A-5(1993)-282705 beschrieben.
Damit eine Amplitude des aufgezeichneten Signals in jedem Land und der Spur gleicht ist muss außerdem LW = GW sein, so dass eine Phasendifferenz α wie folgt definiert ist: α = (die Phase von reflektiertem Licht eines unbeschriebenen Bereichs) – (die Phase von reflektiertem Licht eines beschriebenen Bereichs) (3)genügt der folgenden Beziehung wie in JP-A-7(1995)287872: (m – 0.1)π ≤ α ≤ (m + 0.1)π (4)wobei m ein Integer ist.
Wenn die Spurbreite und die Phasendifferenz des reflektierten Lichts wie oben genannt definiert ist wird für das Land und die Spur eine gewünschte Aufzeichnungsqualität erzielt.
Nach der vorliegenden Erfindung hängt andererseits die Lebensdauer des Lands bei wiederholten Schreiboperationen von der Beziehung zwischen der Landbreite und dem Strahldurchmesser ab, und wenn die Landbreite schmäler als ein spezieller Wert bezüglich zu dem Strahldurchmesser wird, dann kommt es sehr schnell zu Degradationen. Insbesondere wenn die Landbreite in einem Bereich von 0.62·(λ/NA) bis 0.8·(λ/NA) ist dann kommt es zu keinem Fehler beim Löschen einer zuvor aufgezeichneten Markierung während wiederholtem Überschreiben und zu keiner substantiellen Degradation des Jitter der aufgezeichneten Markierungen und eine gleichwertige Antwort wird beibehalten wie sie während der Aufzeichnung in der Spur auftritt. Wenn die Landbreite jedoch unterhalb des oben genannten Bereichs ist, dann kommt es zu Fehlern beim Löschen von zuvor aufgezeichneten Markierungen während einer wiederholten Überschreiboperation in dem Land und der Jitter aufgezeichneten Markierungen wird signifikant degradiert. Wenn andererseits die Landbreite den beschriebenen Bereich überschreitet tritt im Wesentlichen kein Problem bezüglich der wiederholten Überschreibantwort über dem Land auf und eine exzellente Antwort wird erzielt. Es ist jedoch nicht vorteilhaft, ohne signifikanten Grund die Aufzeichnungsdichte zu reduzieren indem die Landbreite vergrößert wird hinsichtlich einer hohen Aufzeichnungsdichte.
Außerdem wurde festgestellt, dass wenn die Spurbreite reduziert ist um eine höhere Dichte zu erzielen mit einem reduzierten Track-Pitch unter Beibehaltung des Verhältnisses von Spurbreite zu Landbreite von ungefähr 1 zu 1, wiederholtes Überschreiben der Spur verursacht das Verschwinden des amorphen Bits von einer benachbarten Spur (das ist eine Spur auf einer Seite eines Lands wenn die erste genannte Spur von dem Land repräsentiert wird, das ein Land auf einer Seite der Spur ist, wenn die erstgenannte Spur von einer Spur repräsentiert wird) oder es wird Rekristallisation verursacht.
Hier sogenannte Cross-Lösch-Phänomene hängen von der Beziehung zwischen dem Strahldurchmesser und dem Pitch der Aufzeichnungsspur ab. Es existiert daher ein minimaler Spurabstand auf den die Cross-Löschung reduziert werden kann auf ein Niveau das praktisch vernachlässigbar ist und ein derartiger minimaler Abstand hängt nur von dem Strahldurchmesser ab.
Wenn der Spurabstand (GW + LW) der L&G-Aufzeichnung größer als 1.2·(λ/NA) gewählt wird, oder wenn der substantielle Track Pitch {(GW + LW)/2} ist größer als 0.6·(λ/NA), wird eine Degradation in Signal von einer benachbarten Spur verursacht von der Cross-Löschung und kann unterdrückt werden, und eine Reduktion in dem CN-Verhältnis nach 10.000 Überschreiboperationen kann unter 3 dB gehalten werden, was ein Niveau repräsentiert das im Wesentlichen für praktische Zwecke kein Problem darstellt. Der theoretische Background wird nachfolgend beschrieben.
11A, 11B und 11C sind schematische Ansichten der Konfiguration eines fokussierten Strahls, 11A zeigt einen Querschnitt des Strahls, 11B zeigt die Intensitätsverteilung in einer Ebene, 11C zeigt eine graphische Darstellung des Niveaus der Intensitätsverteilung von 11B. Ein fokussierter Strahl 34 der durch eine fokussierende Linse 37 führt hat eine Intensitätsverteilung 35, die einen Main Peak und Sub Peaks umfasst. Ein zentraler Spot wird von dem Main Peak repräsentiert und hat einen Durchmesser von im Wesentlichen 1.2·(λ/NA) was als Airy Disc 36 bezeichnet wird. Die Figur von 0.6·(λ/NA) entspricht theoretisch gerade der Hälfte der Airy Disc. Dies führt zu der Annahme der physikalischen Signifikanz, dass das Cross-Lösch-Phänomen von der Tatsache verursacht ist, dass die benachbarte Spur in ihrer Temperatur erhöht wird von einer Laserbestrahlung mit reduzierter Intensität, die in der Hülle der Airy Disc 36 des fokussierten Strahls 24 nach Näherung erster Ordnung erhöht.
Eine Aufzeichnungsschicht des gegenwärtigen Phasenwechseltyps umfasst prinzipiell 40 Atom% oder mehr von GeSbTe, AgInSbTe, InSnTe, InSbTe oder andere III b, IV b, V b oder VI b Gruppenelementen entweder allein oder gemischt (nämlich als Legierung) und hat eine thermische Leitfähigkeit die um zwei oder drei Größenordnungen unter einer magnetooptischen Aufzeichnungsschicht liegt. Bei dem Zeitintervall in der Größenordnung von 10 bis 100 Nanosekunden, das für die Aufzeichnung benötigt wird ist die Aufzeichnungsschicht in der Lateralrichtung im wesentlichen adiabatisch. Demzufolge wird das Cross-Lösch-Phänomen von der thermischen Leitfähigkeit der Aufzeichnungsschicht wenig beeinflusst. Der minimale Track Pitch ist daher im Wesentlichen bestimmt durch den Strahldurchmesser und daher von der Wellenlänge des Lichtstrahls und NA allein. Eine Modifikation der Vielschichtstruktur der Aufzeichnungsscheibe und eine Restriktion der physikalischen Eigenschaften der Aufzeichnungsschicht können jedoch leicht wirksam sein Cross-Löschung nach 10.000 wiederholten Schreiboperationen zu reduzieren.
Es sei erwähnt, dass die oben genannten Metalllegierungsschichten Zusammensetzung haben, die einen reversiblen Wechsel zwischen einem kristallisierten und amorphen Zustand gestatten und die einen reduzierten Grad von Cross-Löschung aufweisen und oft einen Schmelzpunkt Tm unter 700°C und eine Kristailisationstemperatur Tg von gleich oder oberhalb 150°C haben. Tg unterhalb 150°C macht den amorphen Zustand instabil und erzeugt dadurch Cross-Löschung. Tm gleich oder höher als 700°C erhöht die Leistung, die während der Löschoperation ausgestrahlt werden muss, wodurch wiederum leicht Cross-Löschung zwischen angrenzenden Spuren erzeugt wird. Eine Zusammensetzung von etwa Ge₁Sb₂Te₄ oder Ge₂Sb₂Te² hat einen Tm von 600° bis 620° Celsius und Tg von 150° bis 170°Celsius. Eine Zusammensetzung Ag₁₁In₁₁Te₂₃Sb₅₅ hat einen Tm von ungefähr 550°C und Tg von ungefähr 230°C.
Wenn die Dicke der Aufzeichnungsschicht 30 nm wird die Aufzeichnungsempfindlichkeit degradiert und Cross-Löschung erhöht aufgrund von Wärmetransfer auf benachbarte Spuren während der Aufzeichnungsoperation.
Zusammenfassend sind die Spurbreite GW und die Interspur Abstandsbreite LW auch begrenzt von Restriktionen in Verbindung mit Cross-Talk, Cross-Löschung und der Widerstandsfähigkeit bei Überschreiboperationen in dem Interspurraum. Es ist daher vorteilhaft, dass die Spurbreite GW, die Breite LW und die Interspurraum (d.h. Landbreite) und die Spurtiefe d den folgenden Beziehungen genügen: 0.3 μm ≤ GW ≤ 0.8 μm (5) 0.3 μm ≤ LW ≤ 0.8 μm (6) 0.62·(λ/NA) ≤ LW ≤ 0.8·(λ/NA) (7) (GW + LW)/2 > 0.6·(λ/NA) (8) λ/7n < d < λ/5n (9)wobei λ, n und NA für die Wellenllänge eines fokussierten Lichtstrahls, den Reflexionsindex des Substrats und die numerische Apertur der fokussierenden Linse stehen.
Es stellt keine Problem dar die erste, zweite und dritte Ausführung der Erfindung in Kombination mit einer Phasenwechselscheibe mit einer gewobbelten Spur und mit L&G-Aufzeichnung anzuwenden. Durch die Kombination dieser Anwendung mit den vorstehend genannten zahlreichen Bedingungen wird die Widerstandsfähigkeit bei wiederholten Überschreiboperationen weiter erhöht.
Insbesondere wenn eine L&G-Scheibe mit einem Wobble ausgebildet ist zur Detektierung der Rotationssynchronisation oder Adresse, können eine oder alle der ersten bis dritten Ausführung der Erfindung angewendet werden, wobei eine Scheibe mit hoher Dichte und hoher Zuverlässigkeit bereitgestellt ist, die ein verbessertes Cross-Talk und Cross-Lösch-Verhalten aufweist und eine verbesserte Widerstandsfähigkeit bei wiederholten Überschreiboperationen.
Ausführungen:
Die Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf besondere Ausführungen beschrieben. Es sei jedoch erwähnt, dass die Erfindung nicht auf die nachfolgend beschriebenen Ausführungen beschränkt ist.
Ausführung 1 und Vergleichsbeispiel 1
2 zeigt die Aufzeichnungsscheibe des nachfolgenden Experiments. Eine Quadri-layerstruktur mit einer niedrigen Schutzschicht von ZnS:SiO₂ (200 nm), eine Aufzeichnungsschicht von Ag₅In₆Sb₆₀Te₂₉ Legierung (29 nm) und eine obere Schutzschicht mit ZnS:SiO2 (20 nm) und eine Reflektionsschicht mit Al_98.5Ta_1.5 Legierung (200 nm) wurde gesputtert. Eine Schutzbedeckung mit Ultraviolett gehärtetem Kunststoff wurde auf die Quadri-Layerstruktur aufgetragen.
In der Spur wurde eine Überschreiboperation wiederholt. Wobble wurde gebildet als unmoduliertes Signal von 22.05 kHz und wurde auf ein Polycarbonatsubstrat mit einem Durchmesser von 120 nm und einer Dicke von 1.2 nm mittels Injection Molding übertragen. Die Spur hatte einen Abstand von 1.6 μm, eine Breite von 0.5 μm und eine Tiefe von ungefähr 40 nm. Eine amorphe Markierung wurde in der Spur gebildet. Die Aufzeichnung wurde mit einer optischen Steuerung DDU 1000 von PULSTEC mit einem optischen Kopf mit einem NA von 0.55 und einem Lichtstrahl mit einer Wellenlänge von 780 nm und mit einem Strahldurchmesser von 1.35 μm durchgeführt. Die Aufzeichnung wurde durchgeführt unter Verwendung einer geteilten Pulstechnik von 5A und 5B mit einer Aufzeichnungsleistung Pw = 12 mW, eine Löschleistung Pe = 6mW und einer Bias-Leistung Pb = 0.8mW. Die Degradation eines 3T Signals wurde gemessen, wenn ein EFM-Zufallssignal wiederholt überschrieben wurde unter Verwendung einer doppelten Geschwindigkeit (2.8 M/s) verglichen mit einer CD. Die Signalqualität wurde in Einheiten von Jitter ermittelt. Beim CD Standard muss der Jitter bei doppelter Geschwindigkeit kleiner als 17.5 nsec sein.
Bei der ursprünglichen Überschreiboperation, war 3T Mark Jitter von 9 bis 11 nsec. Die Überschreiboperation wurde mit der Pulsstrategie von 5 wiederholt, die Anzahl von Zeiten (die Anzahl von Überschreiboperationen) bis der 3T Mark Jitter 17.5 nsec erreicht. Der CD-RW Standard schreibt eine Lebensdauer von 1000 Mal vor, und bei dieser Ausführung wies eine Scheibe oftmals mehr als die geforderten 1000 Mal auf.
Die Wobble-Amplitude wurde gemäß einer in dem orangen Buch beschriebenen Technik bestimmt. Die Spurbreite wurde mittels dem optischen Defraktionsverfahren (U-Spur-Näherung) bestimmt. Tabelle 1 zeigt die Anzahl von Wiederholungen für zahlreiche Werte von W/R0 und aW/W. In dieser Tabelle steht der Bereich, der von einer fetten Linie umgeben ist für die Resultate dieser Ausführung, und der übrige Bereich bezieht sich auf das Vergleichsbeispiel.
Es sei erwähnt, dass mit einer Spur mit keiner Wobble-Amplitude wenig Degradation auftrat in dem Jitter nach 5000 Schreiboperationen, aber die Degradation wird bemerkbar mit einem Anstieg der Wobble-Amplitude und bei W/R₀ = 0.50 tritt eine bemerkbare Degradation nach 1500 Überschreiboperationen auf. Der Fortschritt der Degradation aufgrund der Anwesenheit des Wobbles ist langsam wenn die Spurbreite gegenüber der Strahlbreite von 0.25 bis 0.45 ist, aber wird schnell, wenn dieses Verhältnis unter 0.25 oder über 0.45 ist, wobei die Anzahl von wiederholten Zeiten unter 1000 reduziert werden kann. Wenn aW/W gleich oder größer als 0.08 ist, dann schreitet die Degradation während den Überschreiboperationen schnell voran. Wenn aW/W weniger als 0.03 ist, dann hat der Wobble ein reduziertes Träger gegenüber Noise Verhältnis. Wenn C/N kleiner als 25 dB ist, dann wird ein exaktes Lesen des Wobble Spursignals schwierig oder die Rotationssynchronisation der Scheibe kann nicht bereitgestellt werden, wodurch die Adressinformation nicht gelesen werden kann. TABELLE 1
Ausführung 2 und Vergleichsbeispiel 2
Ein Substrat wurde bereitgestellt mit einem Track Pitch von 1.0 μm, eine Spurbreite von 0.33 μm, eine Spurtiefe von 45 nm, und einer gewobbelten Spur mit einer Amplitude von 25 nm (aW/W = 0.076) mit einer Periode entsprechend 22.05 kHz. Eine Quadri-Layerstruktur mit einer unteren Schutzschicht von ZnS:SiO₂ (150 nm), eine Aufzeichnungsschicht von Ge₂₃Sb₂₅Te₅₂-Legierung (20 nm), einer oberen Schutzschicht von ZnS:SiO2 (20 nm) und einer Reflektionsschicht von Al_98.5Ta_1.5-Legierung (100 nm) wurde gesputtert. Eine Schutzbedeckung mit Ultraviolett gehärtetem Kunststoff wurde auf der Quadri-Layerstruktur abgeschieden.
Eine Überschreiboperation wurde in der Spur mit linearer Geschwindigkeit von 2.8 m/s auf ähnliche Weise wie in Ausführung 1 wiederholt.
Bei der zweiten Ausführung hat der Strahl eine Wellenlänge von 680 nm, NA = 0.6 und R₀ = 1.05 μm mit einer Aufzeichnungsleistung Pw = 11 mW, einer Löschleistung Pe = 4 mW und einer Biasleistung Pb = 0.8 mW nach der geteilten Pulstechnik.
In dem Vergleichsbeispiel 2 hatte andererseits der Strahl eine Wellenlänge von 780 nm, NA = 0.55 und Ro = 1.35 μm mit einer Aufzeichnungsleistung Pw = 13 mW, eine Löschleistung Pe = 6 mW und einer Bias-Leistung Pb = 0.8 mW nach der gleichen Pulsstrategie. Bei beiden optischen Systemen hatte der Wobble ein C/N Verhältnis das gleich oder größer als 25 dB war.
Bei der Ausführung 2 war W/R0 = 0.31 und in dem Vergleichsbeispiel 2 war W/R₀ = 0.24. In der Ausführung 2 konnten die Überschreiboperationen 5000 Mal und mehr wiederholt werden. Andererseits waren bei dem Vergleichsbeispiel 2 die wiederholbaren Zeiten etwa 700 mal größer, und nach 700 Mal wurde eine signifikante Reduktion des CN/Verhältnisses des Wobbles erkannt.
Vergleichsbeispiel 3
Eine Aufzeichnungsschicht mit der gleichen Schichtstruktur wie in Ausführung 1 wurde bereitgestellt mit Ausnahme der Spurbreite von 0.53 μm, der Spurtiefe von 20 nm und der Wobble Amplitude von 27 nm. Bei der Evaluation wurde ein ähnliches optisches System wie bei der Ausführung 1 benutzt, und die Anzahl von wiederholbaren Zeiten war in der Größenordnung von 500, was für eine schmale Spurtiefe einsetzbar ist.
Vergleichsbeispiel 4
Ein Substrat wurde auf ähnliche Weise bereitgestellt wie in der Ausführung 1, mit der Ausnahme der Spurbreite von 0.5 μm, der Spurtiefe von 30 nm und der Wobble-Amplitude von 27 nm. Die ähnliche Schichtstruktur wurde bereitgestellt wie oben mit der Ausnahme der Dicke der unteren Schutzschicht von 60 nm.
Die Evaluation wurde mit einem ähnlichen optischen System durchgeführt und die Anzahl von wiederholbaren Zeiten war in der Größenordnung von 500, was für eine dünne Dicke der unteren Schutzschicht anwendbar ist.
Vergleichsbeispiel 5
Ein Substrat wurde auf ähnliche Weise wie in Ausführung 1 bereitgestellt mit der Ausnahme der Spurbreite, Spurtiefe und Wobble-Amplitude von 0.53 μm, 35 nm und 27 nm. Eine ähnliche Schichtstruktur wie oben genannt wurde verwendet, mit der Ausnahme der Dicke der oberen Schutzschicht von 65 nm.
Bei der Evaluation wurde ein ähnliches optisches System verwendet, und die Anzahl von wiederholbaren Zeiten war in der Größenordnung von 800, was bei einer zu dicken oberen Schutzschicht anwendbar ist.
Ausführung 3
In einem Injection molded Polycarbonatsubstrat mit einem Durchmesser von 120 nm und einer Dicke von 1.2 mm wurde eine spiralförmige Spur mit einem Pitch von 1.6 μm, einer Breite von ungefähr 0.5 μm und einer Tiefe von ungefähr 40 nm ausgebildet. Ein Wobble mit einem Signal von 22.05 kHz wurde in der Spur ausgebildet. Der Wobble wurde auf 4 Arten ausgebildet mit Amplituden von 27 nm, 20 nm, 13.5 nm und 0 nm (kein Wobble). Auf dem Substrat wurde eine untere Schutzschicht von (ZnS)₈₀(SiO₂)₂₀ (mol%) mit einer Dicke von 100 nm einer Aufzeichnungsschicht von Ag₅In6Sb61Te28 mit einer Dicke von 20 nm eine obere Schutzschicht von (ZnS)₈₀(SiO₂)₂₀ mit einer Dicke von 20 nm und schließlich eine Reflektionsschicht von Al97.5Ta2.5 mit einer Dicke von 100 nm aufgetragen. Ultraviolett gehärtetes Kunststoff (SD318 von Dainippon Ink.) wurde auf die resultierende Struktur in einer Dicke von einigen μm aufgebracht, und eine Phasenwechselscheibe bereitgestellt. Die Aufzeichnung wurde in der Spur durchgeführt und amorphe Markierungen in dem kristallisierten Bereich gebildet.
Die Scheibe wurde wiederholt überschrieben in Übereinstimmung mit einem EFM Zufallssignal mit einer Geschwindigkeit von 2.8 m/s was die doppelte CD-Geschwindigkeit ist.
Die Aufzeichungsoperation wurde unter Verwendung eines optischen Antriebs DDU1000 von PULSTEC durchgeführt mit einem optischen Kopf mit NA von 0.55 und einem Lichtstrahl der Wellenlänge 780 nm und einem Strahldurchmesser R₀ von 1.35 μm.
Eine Überschreiboperation wurde durchgeführt mit einer geteilten Pulstechnik mit einem Laserstrahlmuster von 5A und B und mit einer Aufzeichnungsleistung von 11 mW, einer Löschleistung Pe von 6 mW und einer Bias-Leistung Pb von 0.8 mW. Die Signalqualität wurde in Einheiten von 3T Jitter evaluiert was sehr genau ist. Der CD-Standard schreibt vor, dass der Jitter in der Größenordnung von 17.5 nsec oder weniger bei doppelter Geschwindigkeit ist.
12 zeigt eine graphische Darstellung der Resultate der 3T Jitter Messung von 27 nm, 20 nm, 13.5 nm und 0 nm oder kein Wobble. Aus der Figur geht hervor, dass für eine Spur mit keinem Wobble nach 10.000 Überschreiboperationen eine geringe Degradation des Jitters auftritt aber die Degradation merklich mit einer Erhöhung der Wobble-Amplitude zunimmt und in der Größenordnung von 1000 Mal bemerkbar wird. Es sei auch erwähnt, dass der Grad der Degradation von den wiederholten Überschreiboperationen auch von der Querschnittsgeometrie der Spur abhängt.
13 zeigt eine graphische Darstellung der Degradation der Aufzeichnungsantwort von der gewobbelten Spur mit einem Pitch von 1.6 μm. Die Spurtiefe bleibt konstant, und nur Spurbreite wurde geändert von 0.40 μm, 0.56 μm, 0.68 nm und 0.80 μm. In dem Fall ist eine Breite W gemessen bei halber Spurtiefe H/2 als effektive Spurbreite angenommen wie in 15 dargestellt ist.
Aus 13 geht hervor, dass innerhalb eines Extent-Zeiten der Überschreiboperationen in Anwesenheit des Wobble eine Degradation bei wiederholten Überschreibungen für größere Spurbreiten verzögert wird. Andererseits und in Anwesenheit des Wobble wird eine Degradation bei wiederholten Überschreiben für schmalere Spurbreiten verzögert.
Ausführung 4
Ein Polycarbonatsubstrat mit einer spiralförmigen Spur wurde mittels Injection Molding bereitgestellt. Der Refraktionsindex bei einer Wellenlänge von 600 nm war 1.56 die Spurbreite und die Landbreite waren 0.75 μm und die Spurtiefe war ungefähr 70 nm. Eine untere dielektrische Schutzschicht, eine Aufzeichnungsschicht, eine obere dielektrische Schutzschicht und eine Reflektionsschicht wurden auf dem Substrat gesputtert. Die untere und obere dielektrische Schutzschicht waren aus (ZnS)₈₀(SiO₂)₂₀ und hatten eine Dicke von 100 nm und 20 nm. Die Schutzschicht enthielt als Hauptbestandteile Ge, Sb und Te und hatte einen reversiblen Phasenwechsel zwischen amorphen und kristallinem Zustand bei Laserbestrahlung, und die Zusammensetzung von Ge:Sb:Te war im Atomverhältnis 2:2:5. Die Aufzeichnungsschicht hatte eine Dicke von 25 nm. Die Schutzschicht enthielt Al_97.5Ta_2.5 und hatte eine Dicke von 100 nm. Ultraviolett gehärtetes Kunststoff wurde als Schutzschicht auf die Reflexionsschicht aufgetragen.
Da die Aufzeichnungsschicht im Allgemeinen einen amorphen Zustand als abgeschiedenen Zustand hat wurde die gesamte Oberfläche der Aufzeichnungsschicht mittels Laserbestrahlung in den kristallinen Zustand gebracht, was den ursprünglichen oder unbeschriebenen Zustand darstellt.
Eine Aufzeichnungsoperation wurde durchgeführt durch Bestrahlung mit einem fokussierten Lichtstrahl bei hoher Laserleistung auf die Spur, wodurch die Aufzeichnungsschicht in den amorphen Zustand versetzt wurde. Ein Wechsel im Betrag des reflektierten Lichts von resultierenden amorphen aufgezeichneten Markierungen wurde verwendet um die aufgezeichneten Markierungen zu detektieren.
Die Scheibe wurde dann bei einer linearen Geschwindigkeit von 10 m/s gedreht und ein Halbleiterlaserdiodenstrahl mit einer Wellenlänge von 680 nm wurde auf die Aufzeichnungsschicht mittels einem Objektiv mit einer numerischen Apertur von 0.60 fokussiert. Der Strahldurchmesser R₀ betrug 1.05 nm. Aufzeichnung und Lesen des Signals wurde durchgeführt mittels Tracking Control in der Push-/Pull-Anordnung.
Eine zufällige Spur wurde zunächst ausgewählt, und ein Signal mit einer Frequenz von 7.47 MHz wurde aufgezeichnet. Die Aufzeichnungsleistung wurde zwischen 10 mW und 12 mW in Schritten von 1 mW verändert, während die Löschleistung und Bias-Leistung auf 6 mW gehalten wurden, und eine Einstrahlüberschreiboperation durchgeführt. Daran anschließend wurde ausgelesen und ein beabsichtigtes C/N-Verhältnis von 54-55 dB wurde mittels Spektralanalyse bei einer Auflösungsbandbreite von 30 kHz gemessen. Dann wurde eine zufälliges Land ausgewählt um eine ähnliche Aufzeichnung zu machen und ein ähnliches C/N-Verhältnis von 54-55 dB gemessen, was im Wesentlichen gleich war wie in der Spur.
Das Noise-Niveau beim Schreiben des Lands und des Noise-Niveau beim Aufzeichnen in der Spur waren vergleichbar. Ein Vergleich des C/N-Verhältnisses war demzufolge synonym mit dem Vergleich eines Aufzeichnungsträgerniveaus.
Die Phasendifferenz α zwischen Lichtreflektionen zwischen dem kristallinem Zustand und dem amorphen Zustand der Aufzeichnungsschicht beträgt 0.01 π.
Ausführung 5
Die gleiche Scheibe wie in Ausführung 4 wurde bei einer linearen Geschwindigkeit von 15 m/s gedreht und eine zufällige Spur gewählt um ein Signal mit einer Frequenz von 11 MHz aufzuzeichnen unter Verwendung der gleichen Aufzeichnungsvorrichtung wie in Ausführung 4. Eine Einstrahlüberschreiboperation wurde mit einer Aufzeichnungsleistung von 12 mW und einer Löschleistung und einer Bias-Leistung von 7 mW durchgeführt. Das C/N-Verhältnis war 52 dB.
Nach der Aufzeichnungsoperation wurde die beschriebene Spur mit DC Laser Bestrahlung mit einer Leistung von 7 mW bestrahlt, wobei das Trägerniveau auf 25 dB reduziert war, eine gewünschte Löschbarkeit wie bei einem Löschverhältnis von 25 dB. Daran anschließend wurde ein zufälliges Land gewählt um eine ähnliche Aufzeichnung durchzuführen und eine ähnliche C/N-Verhältnismessung vorzunehmen. Das C/N-Verhältnis war 52 dB und im Wesentlichen das gleiche wie in der Spur. Das Lösch-Verhältnis in diesem Fall war auch 24 dB, was vergleichbar mit dem Löschverhältnis in der Spur ist.
Ausführung 6
Eine Scheibe wurde auf ähnliche Weise wie in Ausführung 4 bereitgestellt mit dem Unterschied, das die Aufzeichnungsschicht eine Zusammensetzung von Ge₂₂Sb₂₅Te₅₃ hatte. Eine stoichiometrische Zusammensetzung von Ge:Sb:Te = 2:2:5 ist vorteilhaft zur Verwendung mit einem Lesen einer Aufzeichnung bei einer Lineargeschwindigkeit von mehr als 10 m/s. Bei einer linearen Geschwindigkeit unter 10 m/s kann der Betrag von Sb leicht reduziert werden, um eine Distortion in der Konfiguration der aufgezeichneten Markierungen aufgrund von Rekristallisationen zu vermeiden.
Die Scheibe wurde bei einer linearen Geschwindigkeit von 3 m/s rotiert und eine zufällige Spur wurde ausgewählt, um ein Signal mit einer Frequenz von 2.24 mHz aufzuzeichnen, unter Verwendung der gleichen Vorrichtung wie in Ausführung 4. Eine Einstrahlüberschreiboperation wurde durchgeführt, während die Aufzeichnungsleistung zwischen 7 mW und 11 mW in Schritten von 0.5 mW verändert wurde und unter Verwendung einer Löschleistung und einer Bias-Leistung mit jeweils 4.5 mW. Beim daran anschließenden Auslesen mit einer Auflösungsbandbreite von 10 kHz wurde ein gewünschtes C/N-Verhältnis von 57-59 dB festgestellt.
Daran anschließend wurde ein zufälliges Land ausgewählt, um eine ähnliche Aufzeichnung zu machen und eine ähnliche Bestimmung des C/N-Verhältnisses durchgeführt das im Wesentlichen so groß war wie für die Spur, nämlich 57-59 dB.
16 zeigt die Beziehung zwischen dem C/N-Verhältnis und der Aufzeichnungsleistung bei der sechsten Ausführung.
Die Kalkulation der Phasendifferenz zwischen Lichtreflektionen von kristallinem und amorphem Zustand der Aufzeichnungsschicht zeigt, dass das reflektierte Licht vom amorphen Zustand in der Phase um 0.01 π zunimmt.
Vergleichsbeispiel 6
Eine Scheibe wurde auf gleiche Weise wie bei Ausführung 6 bereitgestellt mit der Ausnahme dass die Aufzeichnungsschicht eine Dicke von 20 nm hatte. Die Scheibe wurde bei einer linearen Geschwindigkeit von 3 m/s gedreht und eine zufällige Kurve wurde ausgewählt, um ein Signal darauf aufzuzeichnen mit einer Frequenz von 2.24 MHz unter Verwendung der gleichen Vorrichtung wie bei Ausführung 4. Eine Einstrahl-Überschreiboperation wurde durchgeführt, wobei die Aufzeichnungsleistung zwischen 5 und 10 mW in 1 mW Schritten verändert wurde und wobei die Löschleistung und die Biasleistung auf 4.5 mW konstant gehalten wurde. Ein wünschenswertes C/N Verhältnis vom 56 dB wurde erzielt.
Daran anschließend wurde ein zufälliges Land ausgewählt, um eine ähnliche Aufzeichnung zu machen und eine ähnliche C/N Verhältnismessung durchzuführen, wobei das C/N Verhältnis 53 dB war. Die Signalqualität zwischen Land uns Spur war nicht mehr equivalent mit der Differenz des C/N Verhältnisses, die 3 dB aufgrund einer großen Phasendifferenz α betrug.
Die Kalkulation der Phasendifferenz der Lichtreflexionen von dem kristallinen und dem amorphen Zustand der Aufzeichnungsschicht zeigte, dass das reflektierte Licht von dem amorphen Zustand um 0.20 π erhöht ist. Das Absorptionsverhältnis Ac/Aa der Aufzeichnungsschicht wurde auf 0.85 berechnet.
Vergleichsbeispiel 7
Eine Scheibe wurde auf gleiche Weise wie bei Ausführung 6 bereitgestellt mit der Ausnahme für die untere dielektrische Schutzschicht mit einer Dicke von 180 nm die Aufzeichnungsschicht mit einer Dicke von 20 nm und die obere dielektrische Schutzschicht mit einer Dicke von 80 nm. Die Scheibe wurde mit einer linearen Geschwindigkeit von 3 m/s rotiert und ein zufälliges Land wurde ausgewählt um ein Signal mit einer Frequenz von 2.24 MH aufzuzeichnen unter Verwendung der gleichen Vorrichtung wie in der Ausführung 4. Eine Einstrahlüberschreiboperation wurde durchgeführt wobei die Aufzeichnungsleistung zwischen 8 mW und 9 mW in Schritten von 0.5 mW verändert wurde und wobei die Löschleistung und die Biasleistung konstant auf 4.5 mW gehalten wurde. Es wurde ein C/N Verhältnis von 50-51 dB erzielt.
Daran anschließend wurde eine zufällige Spur ausgewählt, um eine ähnliche Aufzeichnung zu machen und eine ähnliche Messung des C/N Verhältnisses durchgeführt die gering war und 39-40 dB betrug. Hier wurde die Signalqualität drastisch degradiert für das Land oder die Spur, woraus die hohe Differenz von 11 dB ihrer C/N Verhältnisse resultierte.
17 zeigt die Beziehung zwischen dem C/N Verhältnis und der Aufzeichnungsleistung der Scheibensteuerung.
Eine Kalkulation der Phasendifferenz α der Lichtreflektionen des kristallinen und des amorphen Zustands der Aufzeichnungsschicht ergab, dass das reflektierte Licht des amorphen Zustands um 0.16 π verzögert war. Die große Phasendifferenz α sollte verantwortlich sein für die Imbalance des C/N Verhältnisses der Spur und der Landaufzeichnungen.
Vergleichsbeispiel 8
Eine Scheibe wurde bereitgestellt im wesentlichen auf die gleiche Weise wie in Ausführung 6 mit der Ausnahme der unteren dielektrischen Schutzschicht mit einer Dicke von 220 nm, der Aufzeichnungsschicht mit einer Dicke von 20 nm und der oberen dielektrischen Schutzschicht mit einer Dicke von 80 nm.
Die Scheibe wurde mit einer linearen Geschwindigkeit von 3 m/s rotiert, und ein zufälliges Land wurde ausgewählt um ein Signal mit einer Frequenz von 2.24 MHz mit der gleichen Vorrichtung wie in Ausführung 4 aufzuzeichnen. Eine Einstrahlüberschreiboperation wurde durchgeführt wobei die Aufzeichnungsleistung zwischen 5 mW und 9 mW in 0.5 mW Schritten verändert verändert wurde und wobei die Löschleistung und die Biasleistung konstant auf 4.5 mW gehalten wurde. Ein wünschenswertes C/N Verhältnis von 51-52 dB wurde erzielt.
Daran anschließend wurde eine zufällige Spur ausgewählt und eine ähnliche Aufzeichnung gemacht und eine ähnliche Messung des C/N Verhältnisses durchgeführt das gering war und 44-45 dB betrug. Die Signalqualität wurde auf diese Weise drastisch degradiert für das Land oder die Spur und eine Differenz des C/N Verhältnisses von 7 dB erzeugt. Die Kalkulation der Phasendifferenz der Lichtreflektion des kristallinen und amorphen Zustands der Aufzeichnungsschicht ergab, dass das reflektierte Licht des amorphen Zustands um 0.25 π verzögert war.
Ausführung 7
Eine Vielzahl von spiralförmigen Spuren wurde auf einem Substrat bereitgestellt, und der Spurabstand wurde zwischen 1.1 μm und 1.6 μm in 0.5 μm Schritten erhöht. In jedem Fall war die Spurbreite und die Landbreite identisch. Ein Aufzeichnungs Track Pitch in Einheiten von L&G betrug von 0.55 bis 0.8 μm. Die Spurtiefe betrug 70 nm.
Auf das Substrat wurde eine untere dielektrische Schutzschicht, eine Aufzeichnungsschicht, eine obere dielektrische Schutzschicht und eine Reflektionsschicht gesputtert. Die Schichtstruktur war die Struktur von Ausführung 4 mit der Ausnahme, dass die Aufzeichnungsschicht eine Zusammensetzung von Ge₂₂Sb_23.5Te_54.5 war. Die Scheibe wurde vielfach überschrieben zur Evaluation von Cross-Löschung.
Eine Kalkulation der Phasendifferenz zwischen Lichtreflektionen des kristallinen und amorphen Zustands der Aufzeichnungsschicht ergab, dass das reflektierte Licht des amorphen Zustands von 0.1 π voranschritt.
Zunächst wurde die Aufzeichnung entweder in der Spur oder in dem Land gemacht und dann wurden ein paar benachbarter Lands oder Spuren überschrieben um die Reduktion des C/N Verhältnisses des Signals zu messen, das in der ursprünglichen Spur oder dem ursprünglichen Land aufgezeichnet war.
Die Scheibe wurde mit einer linearen Geschwindigkeit von 10 m/s rotiert, und ein Halbleiterlaserdiodenstrahl mit einer Wellenlänge von 680 nm auf einer Aufzeichnungsschicht fokusiert, mit einem Objektiv mit einer numerischen Apertur von 0.60 wobei ein Signal aufgezeichnet und gelesen wurde, wobei eine Spursteuerung mittels dem Push-pull-Verfahren durchgeführt wurde.
Der Strahldurchmesser R₀ betrug 1.05 μm.
Zunächst wurde eine zufällige Spur ausgewählt und ein Signal mit einer Frequenz von 2.24 MHz wurde mit einem Duty Zyklus von 25% aufgezeichnet. Eine Einstrahlüberschreiboperation wurde unter Verwendung einer Aufzeichnungsleistung von 8/9 mW durchgeführt und eine Löschleistung und eine Biasleistung betrugen jeweils 4.5 mW.
Es stellte sich heraus, dass wenn ein Spurpitch gleich in der Größe 1.45 μm war (oder entsprechend einen Track Pitch von 0.725 μm), dann konnte eine Reduktion in dem C/N Verhältnis zwischen den benachbarten Spuren oder Lands nach 10.000 Überschreiboperationen auf weniger als 3 dB gehalten werden, was bei praktischen Anwendungen im wesentlichen kein Problem darstellt.
Die Erfinder der vorliegenden Erfindung haben herausgefunden mittels einer numerischen Lösung der thermischen Diffusionsgleichung, dass die Vielschichtstruktur dieser Ausführung eine hoch signifikante laterale thermische Diffusion repräsentiert und demzufolge wurde die Cross-Löschung unter strengsten Bedingungen durchgeführt. Andere Multilayer Strukturen mit dem obengenannten Minimum Track Pitch oder größeren Track Pitch stellten kein wesentliches Problem dar.
Ausführung 8
Eine Scheibe in Ausführung 8 wurde zur wiederholten Überschreibung eines Lands benutzt, um einen Mark Längen Jitter des Signals auf dem Land zu bestimmen. Die Schreib- und Lesebedingungen waren ähnlich wie bei der Ausführung 8 mit der Ausnahme, dass die fokusierende Linse eine numerische Apertur von 0.55 hatte. Der Strahldurchmesser R₀. betrug 1.15 μm.
Allein für den Spur Pitch von 1.55 μm und 1.6 μm (entsprechen Track Pitches von 0.775 μm und 1.8 μm) konnte eine Zunahme in einem Jitter nach 10³ Überschreiboperationen auf die Größenordnung von 20% gehalten werden.
Auf der anderen Seite konnte für einen Spur Pitch von 1.4 μm (entsprechend einen Track Pitch von 0.7 μm) der Jitter erhöhte sich wesentlich und zwar nahe 10³ Überschreiboperationen verdoppelt.

Claims

Optische Scheibe zum Lesen oder Schreiben mittels einem fosussierten Lichtstrahl, mit einem Substrat mit wenigstens einer Spur zur Führung des fokussierten Lichtstrahle, und mit einem Land; wenigstens ein Teil der Spur ist gewobbelt in Übereinstimmung mit einem Modulationssignal, und mit einer Tiefe zwischen 25 nm und 200 nm, und mit wenigstens drei Schichten mit einer unteren Schutzschicht mit einer Dicke zwischen 10 nm und 500 nm, mit einer wiederbeschreibbarem Aufzeichnungsschicht des Phasenwechsel-Typs und mit einer oberen Schutzschicht mit einer Dicke zwischen 10 nm und 60 nm, wobei das Wobbel ein Wobbel-Signal bereitstellt, und wobei Parameter der optischen Scheibe und des fokussierten Lichtstrahls der folgenden Beziehung genügen, 0.25 ≤ GW/Ro < 0.45, oder 0.65 ≤ GW/Ro (1)und 0.03 ≤ aw/GW ≤ 0.08, (2)wobei aw, Ro und GW jeweils für eine Wobbelamplitude, für einen Strahldurchmesser des fokussierten Lichtstrahls gemessen über der Spur und für eine Spurbreite stehen.
Optische Scheibe nach Anspruch 1, wobei die untere Schutzschicht eine Dicke von 10 nm bis 200 nm hat.
Optische Scheibe nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Spur eine Spiralspur ist und das Land zwischen benachbarten Kurven des Lands angeordnet ist.
Optische Scheibe nach einem der Ansprüche 1 oder 2 mit einer Vielzahl von Konzentrischen Spuren und mit dem land benachbart zwischen den konzentrischen Spuren
Optische Scheibe nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die optische Scheibe einen Datenaufzeichnungsbereich in der Spur oder den Spuren und dem land hat, und der fokussierte Lichstrahl hat eine Wellenlänge von nicht größer als 700 nm und die Parameter der optischen Scheibe und des fokussierten Lichtstrahls genügen außerdem der folgenden Beziehung: (m – 0.1)π ≤ α 5 ≤ (m + 0.1)π; 0.3 μm ≤ GW ≤ 0.8 μm; 0.3 μm ≤ LW ≤ 0.8 μm; 0.62(λ/NA) ≤ LW ≤ 0.8 (λ/NA); (GW + LW)/2 > 0.6(λ/NA); λ/7n < d < λ/5n;wobei α = (Phase von reflektiertem Licht eines unbeschriebenen Bereichs) – (Phase von reflektiertem Licht eines beschriebenen Bereichs)und wobei λ, LW, n, NA, m und α jeweils stehen für eine Wellenlänge des fokussierten Lichtstrahls, eine Landbreite, einen Refraktionsindex des Substrats, eine numerische Apertur einer fokussierenden Linse für den fokussierten Lichtstrahl, einen Integer und eine Spurtiefe.
Optische Scheibe nach einem der vorstehenden Ansprüche 1 bis 4, wobei die Spur einen Daten-Track entlang der Spur definiert, und der Daten-Track einen Benutzer-Daten-Bereich und einen weiteren Daten-Bereich umfasst, die aufeinanderfolgend in Umfangsrichtung der Scheibe angeordnet sind, und die Beziehung (1) und (2) wengistens für Wobbel in dem Datenbereich gilt.
Optische Schiebe nach Anspruch 6, wobei der weitere Datenbereich zusätzliche Daten hat, die als Pre-Pit Train implementiert sind.