JP2000123414A

JP2000123414A - 情報記録媒体

Info

Publication number: JP2000123414A
Application number: JP10298475A
Authority: JP
Inventors: Naomasa Nakamura; 直正中村; Sumio Ashida; 純生芦田
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1998-10-20
Filing date: 1998-10-20
Publication date: 2000-04-28

Abstract

(57)【要約】【課題】高い精度で情報を記録・再生することが可能な
相変化型の情報記録媒体を提供すること。【解決手段】本発明の情報記録媒体１は、光透過性の基
板２と、前記基板２の一方の主面上に形成され、光ビー
ムを照射することにより可逆的に相変化して光学的特性
に変化を生ずる記録膜４と、前記記録膜４上に形成さ
れ、第１の材料と第２の材料とを含有する干渉制御層６
と、前記干渉制御層６上に形成された反射層７とを具備
し、前記干渉制御層６は光透過性を有し、前記第１の材
料と前記第２の材料とでは光学的特性が異なることを特
徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、所定の光を照射す
ることにより光学的特性の変化を生ずる記録膜を有する
情報記録媒体に係り、特に相変化を利用して情報の記録
・消去を繰り返し行うことが可能な情報記録媒体に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】相変化型光ディスクは、一般に、透明基
板上に、第１の保護膜、記録膜、第２の保護膜及び反射
層が順次積層された構造を有している。この記録膜は、
透明基板側からレーザービームを照射することにより可
逆的に相変化を生じ、第１及び第２の保護膜によりその
蒸発が防止されている。

【０００３】上記相変化型光ディスクへの情報の記録
は、例えば、以下に示すようにして行われる。まず、製
造直後の光ディスクの全面に光ビームを照射して、記録
膜を結晶質状態とする。すなわち、記録膜の初期結晶化
を行い、記録膜全面を未記録状態とする。次に、より高
い強度のパルス状のレーザー光を記録膜に照射して記録
膜の照射部を溶融させる。記録膜の溶融した領域は、そ
の後、急冷されて非晶質状態となる。以上のようにし
て、結晶質状態の記録膜に非晶質状態の領域、所謂記録
部を形成することにより、情報の記録が行われる。

【０００４】上述のように、相変化型の光ディスクにお
いては、記録膜の未記録部と記録部とで結晶性が異な
る。そのため、未記録部と記録部とでは光学的特性が異
なっている。相変化型光ディスクによると、記録された
情報の再生は、この光学的特性の違い、より具体的には
反射率の差を利用して行われる。

【０００５】このような原理に基づいて再生が行われる
相変化型光ディスクにおいて、未記録部と記録部とのい
ずれが高い反射率を有するかは、各層に用いる材料やそ
の厚さ等に応じて異なる。図８に、第２の保護層の厚さ
と反射率との関係をグラフにして示す。

【０００６】図８に示すデータは、記録膜、保護膜、及
び反射層を、ＧｅＳｂＴｅ系合金、ＺｎＳ：ＳｉＯ₂ 混
合物、及びＡｌでそれぞれ構成した場合に得られるもの
である。なお、図８において、横軸は第２の保護膜の厚
さを示し、縦軸は光ディスクに再生用のレーザービーム
を照射した場合に観測される反射率、及び未記録部と記
録部とでの反射率の差を示している。また、曲線１１１
は未記録部の反射率を示し、曲線１１２は記録部の反射
率を示し、曲線１１３はそれらの差を示している。

【０００７】図８から明らかなように、反射率変化量の
絶対値は、第２の保護膜の厚さを１０〜２０ｎｍ或いは
１４０〜１５０ｎｍとした場合に最大となっている。し
かしながら、反射率の差１１３は、第２の保護膜の厚さ
を１０〜２０ｎｍとした場合には正であるのに対し、１
４０〜１５０ｎｍとした場合には負となっている。

【０００８】このように、第２の保護膜の厚さに応じて
未記録部と記録部と反射率の差が正と負との間で変化す
るのは、相変化型光ディスクが上述したように多層構造
を有していることに起因している。すなわち、透明基板
から入射したレーザービームは多重反射を生じ、各界面
で光学的な干渉を生ずる。その結果、観測される反射光
強度はその影響を受ける。ここで、光学的干渉条件は、
各層に用いる材料やその厚さ等に影響される。したがっ
て、相変化型光ディスクにおいては、未記録部と記録部
とのいずれが高い反射率を有するかは、各層に用いる材
料やその厚さ等に応じて異なるのである。

【０００９】上述のように、相変化型光ディスクは、未
記録部に対して記録部の反射率が高くなるように、或い
は未記録部に対して記録部の反射率が低くなるように形
成され得る。しかしながら、第２の保護膜が厚く形成さ
れた場合、例えば、T.OHTA et al. がJJAP. VOL 128(19
89)SUPULEMENT 28-3,pp123-128において開示するよう
に、記録膜から反射層への熱の移動が阻害される。その
結果、記録時に記録膜を急冷することができず、記録特
性が劣化してしまう。そのため、一般に、記録層をＧｅ
ＳｂＴｅ系合金等で構成した場合、第２の保護膜の厚さ
は１０〜２０ｎｍ程度に制御されている。すなわち、通
常、相変化型光ディスクは未記録部に対して記録部の反
射率が低くなるように形成される。

【００１０】以上説明した相変化型光ディスクへの情報
の記録方法としては、マーク長記録方式及びマーク位置
記録方式が知られている。図９を参照しながら、それぞ
れの記録方式について説明する。

【００１１】図９（ａ）は、マーク長記録方式により記
録マークが形成されたトラックを概略的に示す図であ
り、図９（ｂ）は、マーク位置記録方式により記録マー
クが形成されたトラックを概略的に示す図である。図９
（ａ）に示すように、マーク長記録方式においては、情
報“０”及び“１”は、それぞれ長さの異なる記録マー
ク１１４，１１５に対応している。一方、図９（ｂ）に
示すように、マーク位置記録方式においては、記録膜１
１７上に形成される記録マーク１１６はそれぞれ同じ形
状に形成され、隣り合う記録マーク１１６間での中心位
置の間隔から、情報“０”及び“１”が区別される。

【００１２】未記録状態の相変化型光ディスクへの情報
の記録は、これら方式により高い精度で行うことが可能
である。しかしながら、既に情報が記録された相変化型
光ディスクにオーバーライト記録を行う場合、上述した
記録方式、特にマーク長記録方式によると記録の精度が
低下するおそれがある。

【００１３】図１０に、オーバーライト記録に必要なレ
ーザ光のパワーをグラフにして示す。なお、図中、横軸
は時間を示し、縦軸はレーザ光のパワーを示している。
図１０に示すように、オーバーライト記録は、消去信号
に記録信号を重畳することにより行われる。すなわち、
レーザー光のパワーを消去パワー（バイアスパワー）と
記録パワーとの間で制御することにより、記録された情
報を消去しつつ、新たな記録を行うことができる。

【００１４】このように、オーバーライト記録による
と、レーザー光を照射する領域が未記録状態であるか既
に情報が記録された状態であるかに関わらず、レーザー
光のパワーは消去パワー及び記録パワーの２値間で制御
される。しかしながら、上述したように、通常、相変化
型光ディスクは未記録部に対して記録部の反射率が低く
なるように形成される。すなわち、等しい強度のレーザ
ー光が照射された場合、記録部は未記録部に対してより
多くの光を吸収する。また、未記録部の記録膜は結晶状
態にあるため、溶融には潜熱が必要である。

【００１５】そのため、記録膜の温度上昇速度は、記録
部に比べて未記録部の方がより低くなる。その結果、未
記録状態にある領域にオーバーライト記録を行った場合
と、記録状態にある領域にオーバーライト記録を行った
場合とで、記録マークの大きさにばらつきを生ずる。し
たがって、上述した記録方式、特に記録マークのエッジ
部の位置が記録された情報と高い相関を有するマーク長
記録方式を用いた場合、記録の精度が低下するおそれが
あるのである。

【００１６】

【発明が解決しようとする課題】本発明は上記問題に鑑
みてなされたものであり、高い精度で情報を記録・再生
することが可能な相変化型の情報記録媒体を提供するこ
とを目的とする。

【００１７】

【課題を解決するための手段】本発明は上記課題を解決
するためになされたものであり、光透過性の基板と、こ
の基板の一方の主面上に形成され、光ビームを照射する
ことにより可逆的に相変化して光学的特性に変化を生ず
る記録膜と、この記録膜上に形成され、第１の材料と第
２の材料とを含有する干渉制御層と、この干渉制御層上
に形成された反射層とを有し、干渉制御層は光透過性を
有し、第１の材料と第２の材料とでは光学的特性が異な
ることを特徴とする情報記録媒体を提供する。

【００１８】上述したように、オーバーライト記録時に
おいては、既に情報が記録された領域と未記録の領域と
で記録膜の光吸収率が等しいか、或いは既に情報が記録
された領域に比べ未記録の領域の方が記録膜の光吸収率
が高いことが望ましい。また、再生時においては、記録
部と未記録部との間で反射率の差が大きいことが望まし
い。

【００１９】これら要求を満足させるためには、各層の
干渉条件を制御することが必要である。しかしながら、
従来の相変化型光ディスクにおいて各層の干渉条件は、
各層に用いる材料や厚さを制御することのみにより行わ
れる。また、各層に用いる材料や厚さは、一般に、結晶
化温度や融点のような他の特性により制約される。した
がって、従来の相変化型光ディスクにおいて、上述した
２つの要求を同時に満足させることは困難である。

【００２０】本発明の情報記録媒体（以下、相変化型光
ディスクという）は光透過性の干渉制御層を有してい
る。この干渉制御層は記録膜と反射層との間に設けられ
るため、相変化型光ディスクの光学的な干渉条件に大き
な影響を与える。したがって、干渉制御層の光学的特性
や厚さ等を制御することにより、所望の干渉条件を実現
することが可能となる。

【００２１】このように、本発明においては、干渉制御
層の屈折率や消衰係数のような光学的特性を所望値に制
御することが必要である。しかしながら、干渉制御層を
１種の化学物質で構成した場合、その光学的特性は用い
る化学物質に固有の値に限定されるため、所望の光学的
特性を得ることができない。

【００２２】本発明の相変化型光ディスクにおいて、干
渉制御層は、第１の材料と、第１の材料とは光学的特性
が異なる第２の材料とを含有する。これら第１の材料と
第２の材料とが相分離している場合、記録膜には第１の
材料からなる第１の領域と第２の材料からなる第２の領
域とが形成される。

【００２３】第１及び第２の領域のいずれか一方が微細
な粒子状の形状を有し且つ他方に均一に分散されるか、
或いは第１及び第２の領域の双方が層状構造を有し且つ
一方が他方の上に積層された場合、情報記録媒体に入射
したレーザー光は、第１の材料からなる領域と、第２の
材料からなる領域との双方を透過する。すなわち、光学
的特性の異なる２つの領域を透過することとなる。した
がって、第１の材料と第２の材料との体積比を制御する
ことにより、光制御層の光学的特性を所望値とすること
が可能である。

【００２４】このように、本発明の相変化型光ディスク
によると、光制御層の厚さや光学的特性を制御すること
により、光ディスクの光学的な干渉条件が制御される。
そのため、本発明の相変化型光ディスクによると、記録
膜の光吸収率を既に情報が記録された領域と未記録の領
域とで記録膜の光吸収率を等しくすること、或いは記録
膜の光吸収率が既に情報が記録された領域に比べ未記録
の領域において高くなるように制御することができる。
また、それと同時に、再生時における記録部と未記録部
との間で反射率の差を最大値とすることが可能である。
したがって、本発明の相変化型光ディスクによると、高
い精度で情報を記録・再生することが可能となる。

【００２５】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照しながら説明する。図１は、本発明の一実
施形態に係る相変化型光ディスクを概略的に示す断面図
である。図１において、相変化型光ディスク１は、基板
２上に、第１の保護膜３、記録膜４、第２の保護膜５、
干渉制御層６、及び反射層７が順次積層された構造を有
している。

【００２６】上記光ディスク１において、基板２は、ポ
リメチルメタクリレート樹脂やポリカーボネート樹脂等
のプラスチック材料やガラス等のように、光透過性の材
料からなる。

【００２７】記録膜４は、光照射により非晶質状態と結
晶質状態との間で可逆的に相変化する材料で構成される
ことが必要である。記録膜４を構成する材料としては、
例えば、ＧｅＳｂＴｅ系合金のようなカルコゲナイド等
を挙げることができる。

【００２８】第１及び第２の保護膜３，５は、記録膜４
にレーザ光等を照射する際に記録膜４が蒸発するのを防
止するために設けられる。すなわち、第１及び第２の保
護膜３，５を設けることにより、記録膜４の穴明きを防
ぎ、記録膜４の耐熱保護を図ることができる。第１及び
第２の保護膜３，５に用いられる材料としては、例え
ば、ＺｎＳ・ＳｉＯ₂ 混合物、ＳｉＯ₂ 、ＴｉＯ₂ 、及
びＡｌ₂ Ｏ₃ 等の光透過性の誘電体を挙げることができ
る。

【００２９】干渉制御層６は上述したように光透過性を
有し、第１の材料と、第１の材料とは光学的特性が異な
る第２の材料とを含有する。第１の材料には無機誘電体
等を用いることができる。第１の材料に用いられる無機
誘電体としては、例えば、ＺｎＯ、ＺｎＳ、ＭｇＦ、Ｃ
ａＦ₂ 及びＳｉＮ等のような金属または半導体の酸化
物、硫化物、或いは窒化物等を挙げることができる。一
方、干渉制御層６に用いられる第２の材料としては、Ａ
ｇ、Ａｕ、Ｂｉ、Ｃ、Ｃｏ、Ｃｒ、Ｃｕ、Ｆｅ、Ｇａ、
Ｇｅ、Ｉｎ、Ｍｏ、Ｎｂ、Ｎｉ、Ｐｂ、Ｓｉ、Ｓｎ、Ｔ
ｉ、Ｗ、Ｚｎ、Ｐｄ、Ｐｔ及びＺｒのような金属や半導
体等を挙げることができる。すなわち、干渉制御層６
は、光透過性及び光吸収性を有するように構成すること
ができる。

【００３０】干渉制御層６において、第１の材料と第２
の材料とは相分離している。すなわち、干渉制御層６に
おいて、第１の材料と第２の材料とは化合物を形成して
いない。

【００３１】この干渉制御層６は、例えば、第１の材料
からなる領域が、第２の材料からなる領域中に粒子状に
分散された構造とすることができる。また、その逆に、
干渉制御層６は、第２の材料からなる領域が、第１の材
料からなる領域中に粒子状に分散された構造であっても
よい。さらに、干渉制御層６は、第１の材料からなる層
と第２の材料からなる層とを積層した層状構造とするこ
ともできる。

【００３２】このように、干渉制御層６を積層構造とす
ることも可能であるが、干渉制御層６は、一方の材料か
らなる領域中に、他方の材料を粒子状に分散させた構造
であることが好ましい。干渉制御層６を積層構造とした
場合、第１及び第２の材料からなる膜はそれぞれ非常に
薄く形成する必要がある。そのため、それぞれの膜を均
一な厚さで形成すること、及びそれら材料の体積比を正
確に制御することが困難となるおそれがある。

【００３３】それに対し、一方を他方に分散させる場
合、干渉制御層６は単一の膜からなるため、比較的容易
に膜厚を制御することができる。また、例えば、第１の
材料と第２の材料とを所定の比で含有するスパッタター
ゲットを予め形成し、スパッタリングにより干渉制御層
６を形成することにより、干渉制御層６中におけるそれ
ら材料の体積比を正確に制御することができる。

【００３４】また、上記光ディスク１において、反射層
７に用いられる材料としては、Ａｌ、Ａｕ、及びそれら
を母材としてＴｉ、Ｍｏ、Ｚｒ、或いはＣｒ等を含有す
る合金等を挙げることができる。

【００３５】以上説明した相変化型光ディスク１は、そ
の構造と光学的特性との間に、例えば以下に示すような
関係を有している。以下、図２〜図６を参照しながら説
明する。

【００３６】図２は、干渉制御層６の屈折率と、干渉制
御層６の消衰係数と、記録部の光吸収率に対する未記録
部の光吸収率の比である吸収率比との関係を示すグラフ
である。なお、図２に示すデータは、光ディスク１が下
記構造を有すると仮定してシュミレーションを行うこと
により得られたものである。すなわち、ここでは、第１
及び第２の保護膜３，５にＺｎＳ・ＳｉＯ₂ 混合物が用
いられ、記録膜４がＧｅＳｂＴｅ系合金で構成され、反
射層７がＡｌで構成される場合を想定した。また、第１
の保護膜３、記録膜４、第２の保護膜５、干渉制御層
６、及び反射層７の厚さは、それぞれ、８０ｎｍ、２０
ｎｍ、５ｎｍ、４０ｎｍ、及び１０ｎｍとした。

【００３７】図２において、横軸は干渉制御層６の屈折
率ｎを示し、縦軸は干渉制御層６の消衰係数ｋを示して
いる。また、図２において、等高線は吸収率比を示して
いる。

【００３８】図２において、１．０と表示された等高線
から右側の領域では、１．０を超える吸収率比が得られ
ている。すなわち、座標（ｎ，ｋ）がこの領域内に存在
するように干渉制御層６の屈折率ｎ及び消衰係数ｋを設
定することにより、記録膜４の光吸収率が、記録部に比
べ未記録部においてより高くなるように制御することが
可能となる。なお、図２に示すデータは上述した構造を
有する光ディスク１に特有のものである。したがって、
異なる構造を有する光ディスク１に関しては、図２に示
したのとは異なるデータが得られる。

【００３９】ところで、相変化型光ディスクにおいて
は、コントラスト比と、記録された信号の品質とは深く
相関している。なお、ここでコントラスト比とは、未記
録部の反射率から記録部の反射率を引いた値を未記録部
の反射率で割ったものである。コントラスト比は高いほ
ど記録された信号の品質が良好であると考えられてお
り、一般に、０．８以上であることが好ましいとされて
いる。そのようなコントラスト比は、例えば記録膜４の
厚さと干渉制御層６の厚さとを制御することにより実現
することが可能である。

【００４０】図３は、記録膜４の厚さと、干渉制御層６
の厚さとコントラスト比との関係を示すグラフである。
また、図４は、記録膜４の厚さと干渉制御層６の厚さと
吸収率比との関係を示すグラフである。なお、ここで吸
収率比とは、上述したのと同様に、記録部の光吸収率に
対する未記録部の光吸収率の比を意味する。

【００４１】図３及び図４において、横軸は記録膜４の
厚さを示し、縦軸は干渉制御層６の厚さを示している。
また、図３において等高線はコントラスト比を示し、図
４において等高線は吸収率比を示している。

【００４２】図３及び図４に示すデータは、光ディスク
１が下記構造を有すると仮定して、シュミレーションを
行うことにより得られたものである。すなわち、ここで
は、第１及び第２の保護膜３，５にＺｎＳ・ＳｉＯ₂ 混
合物が用いられ、記録膜４がＧｅＳｂＴｅ系合金で構成
され、反射層７がＡｌで構成される場合を想定した。ま
た、干渉制御層６の屈折率ｎを４．０、消衰係数ｋを
１．２とし、第１の保護膜３、第２の保護膜５、及び反
射層７の厚さは、それぞれ、７０ｎｍ、２３ｎｍ、及び
１００ｎｍとした。

【００４３】図３から明らかなように、上記構造を有す
る相変化型光ディスク１において、コントラスト比は、
記録膜４及び干渉制御層６の厚さに関わらず正の値であ
る。すなわち、上記構造の光ディスク１によると、既に
情報が記録された領域に比べ未記録の領域において、よ
り高い反射率が得られる。また、図３を参照することに
より、０．８以上のコントラスト比を得るために、記録
膜４の厚さ及び干渉制御層６の厚さをどの範囲内に制御
すればよいかを容易に知ることができる。

【００４４】図４において、１．０と表示された等高線
から左側の領域では、１．０を超える吸収率比が得られ
ている。すなわち、記録膜４の厚さと干渉制御層６の厚
さとをデータとして用いることによりプロットされる座
標が、１．０で示される等高線の左側の領域にある場
合、記録膜４の光吸収率は、記録部に比べ未記録部にお
いてより高いといえる。

【００４５】このように、コントラスト比は、記録層４
の厚さと干渉制御層６の厚さとに相関している。また、
光吸収率も、記録層４の厚さと干渉制御層６の厚さとに
相関している。したがって、要求されるコントラスト比
及び光吸収率をそれぞれ図３及び図４に参照することに
より、記録膜４の厚さ及び干渉制御層６の厚さを決定す
ることができる。

【００４６】しかしながら、このようにして記録膜４及
び干渉制御層６の厚さを決定した場合、記録膜４或いは
干渉制御層６を過剰に厚く、または過剰に薄く形成しな
ければならない場合がある。また、コントラスト比及び
光吸収率の双方を同時に所望値とすることが困難となる
場合がある。そのような場合、干渉制御層６の屈折率ｎ
と消衰係数ｋとを制御すればよい。干渉制御層６の屈折
率ｎと消衰係数ｋとは、コントラスト比と光吸収率とに
相関している。したがって、上述した問題を解決するこ
とができる。

【００４７】干渉制御層６は、例えば以下に示す方法に
より、所望の屈折率ｎ及び消衰係数ｋを有するように形
成することができる。図５は、干渉制御層６中の第１の
材料と第２の材料との体積比を変化させた場合に得られ
る屈折率ｎと消衰係数ｋとの関係を示すグラフである。

【００４８】図５に示すデータは、第１の材料としてＳ
ｉＯ₂ （屈折率１．４６）を用い、第２の材料として金
属を用い、第１の材料に対する第２の材料の体積分率を
０．１〜１の範囲で変化させた場合を想定し、シュミレ
ーションにより得られたものである。

【００４９】なお、干渉制御層６の屈折率は、Maxwell-
Garnett の理論（ J.C.Maxwell Garnett,Philos.Trans.
R.Soc.London Ser.A,Vol.203,385(1904) ）に基づいて
求めた。この理論によると、透明な誘電体中に金属を分
散させた系の屈折率は、誘電体の屈折率と、金属の屈折
率及びその消衰係数とから算出することが可能である。

【００５０】また、図５に示すグラフにプロットされた
データは、複数の曲線を形成している。これは、第２の
材料の屈折率ｎ_'と消衰係数ｋ_'とを変化させ、それぞれ
の場合について干渉制御層６の屈折率ｎと消衰係数ｋと
を算出したためである。

【００５１】図５において、横軸は干渉制御層６の屈折
率ｎを示し、縦軸は干渉制御層６の消衰係数ｋを示して
いる。図５に示すように、第２の材料の体積分率を増加
させると、干渉制御層６の屈折率ｎはまず増加し、その
後、減少する。一方、干渉制御層６の消衰係数ｋは、第
２の材料の体積分率の増加に伴って増加する。また、第
２の材料の種類を変えること、すなわち、第２の材料の
屈折率ｎ₂ と消衰係数ｋ₂ とを変えることにより、様々
な曲線を得ることができる。なお、図５においては、第
２の材料の種類を変えたが、第１及び第２の材料の種類
を変えることにより、さらに多様な曲線を得ることがで
きる。

【００５２】このように、干渉制御層６をそれぞれ光学
的特性の異なる第１の材料と第２の材料とで構成した場
合、第１の材料の種類、第２の材料の種類、及びそれら
の体積分率をパラメータとして、干渉制御層６の光学的
特性を制御することができる。また、これらの組合わせ
は極めて多いため、干渉制御層６に要求される可能性の
ある実質的に全ての光学的特性を実現することが可能で
ある。すなわち、第１の材料の種類、第２の材料の種
類、及びそれらの体積分率を制御することにより、干渉
制御層６の屈折率ｎ及び消衰係数ｋをそれぞれ所望値と
することができるのである。

【００５３】上述したように、干渉制御層６をそれぞれ
光学的特性の異なる第１の材料と第２の材料とで構成す
ることにより、干渉制御層６の光学的特性を所望値とす
ることができる。例えば、図３及び図４に関して説明し
た相変化型光ディスク１の干渉制御層６（屈折率ｎ：
４．０、消衰係数ｋ：１．２）は、Ａｌ₂ Ｏ₃ とＣｒと
を用いて実現することができる。

【００５４】図６は、第１の材料としてＡｌ₂ Ｏ₃ を用
い、第２の材料としてＣｒを用い、第１の材料に対する
第２の材料の体積分率を０．１〜１．０の範囲内で変化
させた場合に得られる干渉制御層６の屈折率ｎと消衰係
数ｋとを示すグラフである。なお、図６において、横軸
は干渉制御層６の屈折率ｎを示し、縦軸は干渉制御層６
の消衰係数ｋを示している。

【００５５】この図に示すように、体積分率を０．７９
とした場合、屈折率ｎは４．０であり、消衰係数ｋは
１．２である。すなわち、図３及び図４に関して説明し
た干渉制御層６の屈折率及び消衰係数と等しい値を得る
ことができる。このように、第１及び第２の材料の種類
とそれらの体積分率を適宜選択することにより、干渉制
御層６の屈折率及び消衰係数を所望値とすることが可能
となる。

【００５６】以上示したように、上記相変化型光ディス
ク１は干渉制御層６を有している。この干渉制御層６
は、記録膜４と反射層７との間に設けられるので、光デ
ィスク１の光学的な干渉条件に大きな影響を与える。し
たがって、干渉制御層６の光学的特性や厚さを制御する
ことにより、光ディスク１の光学的特性を制御すること
ができる。

【００５７】また、上記光ディスク１において、干渉制
御層６は、それぞれ光学的特性の異なる第１及び第２の
材料を含有している。そのため、第１の材料の種類、第
２の材料の種類、及びそれらの体積比をパラメータとし
て用いることにより、干渉制御層６の光学的特性を所望
値とすることができる。

【００５８】このように、上記相変化型光ディスク１に
よると、干渉制御層６を用いて光ディスク１の光学的特
性を制御するに当り、多くのパラメータを用いることが
できる。したがって、例えば、未記録部と記録部との間
で高いコントラスト比が得られるように未記録部及び記
録部の反射率を制御することと、記録部と未記録部とに
記録用のレーザー光を照射した場合に双方で等しいサイ
ズの記録マークが形成されるように記録部及び未記録部
の光吸収率を制御することとを同時に行うことができ
る。したがって、上記相変化型光ディスク１によると、
高い精度で情報を記録・再生することが可能となる。

【００５９】

【実施例】以下、本発明の実施例について説明する。（実施例）以下に示す方法により、図１に示す光ディス
ク１を作製した。

【００６０】まず、表面に渦巻線状の溝が形成された直
径９０ｍｍ、厚さ０．６ｍｍのポリカーボネート製円盤
ディスク２上に、真空スパッタリング法を用いて、Ｚｎ
ＳとＳｉＯ₂ との混合物からなる保護膜３を７０ｎｍの
厚さに形成した。

【００６１】次に、保護膜３上に、真空スパッタリング
法を用いて、ＧｅＳｂＴｅからなる記録膜４を２０ｎｍ
の厚さに形成した。記録膜４中のＧｅ、Ｓｂ、Ｔｅの原
子比は、２：２：５とした。さらに、記録膜５上に、真
空スパッタリング法を用いて、ＺｎＳとＳｉＯ₂ との混
合物からなる保護膜５を５ｎｍの厚さに形成した。

【００６２】その後、保護膜５上に、真空スパッタリン
グ法を用いて、Ａｌ₂ Ｏ₃ とＣｒとからなる干渉制御層
６を６０ｎｍの厚さに形成した。干渉制御層６中のＡｌ
₂ Ｏ₃ に対するＣｒの体積分率は０．８とした。上記干
渉制御層６の成膜は、Ａｌ₂O₃ ターゲットとＣｒターゲ
ットとを用い、それぞれのターゲットに同時にＲＦ電力
を投入することにより行った。また、干渉制御層６中の
Ａｌ₂ Ｏ₃ とＣｒとの体積比は、予めＡｌ₂ Ｏ₃ ターゲ
ットのみを用いた場合の成膜速度、及びＣｒターゲット
のみを用いた場合の成膜速度を測定し、これらの結果に
基づいてそれぞれのターゲットに投入するＲＦ電力のパ
ワーを調整することにより制御した。

【００６３】なお、上述した干渉制御層６と同様にし
て、シリコンウエハ上に厚さ１００ｎｍの薄膜を形成
し、この薄膜の屈折率と消衰係数とを分光エリプソメー
タを用いて求めたところ、屈折率は４．０１であり、消
衰係数は１．２８であった。この結果は、Maxwell-Garn
ett の理論に基づいて算出される理論値とよく合致して
いるといえる。

【００６４】次に、干渉制御層６上にＡｌからなる反射
層７を１００ｎｍの厚さに形成した。以上のようにして
相変化型光ディスク１を作製した。この光ディスク１を
サンプル（１）とする。

【００６５】（比較例）図１１は、従来の相変化型光デ
ィスクを概略的に示す断面図である。図１１に示す相変
化型光ディスク１０１は、基板１０２上に、第１の保護
膜１０３、記録膜１０４、第２の保護膜１０５、及び反
射層１０７が順次積層された構造を有している。

【００６６】図１１に示す光ディスク１０１を、干渉制
御層１０６を設けなかったこと以外はサンプル（１）と
同様にして作製した。すなわち、実施例１において使用
したのと同様のポリカーボネート製円盤ディスク１０２
上に、厚さ７０ｎｍのＺｎＳ・ＳｉＯ₂ 保護膜１０３、
厚さ２０ｎｍのＧｅＳｂＴｅ記録膜１０４、厚さ５ｎｍ
のＺｎＳ・ＳｉＯ₂ 保護膜１０５、及び厚さ１００ｎｍ
のＡｌ反射層１０７を、真空スパッタリング法により順
次積層することにより光ディスク１０１を作製した。以
上のようにして作製した光ディスク１０１をサンプル
（２）とする。

【００６７】上述した方法により作製したサンプル
（１），（２）の記録・消去特性を図７に示す装置を用
いて調べた。図７は、本発明の実施例において用いられ
る光ディスクドライブ装置を概略的に示す図である。

【００６８】図７に示すように、光ディスク１は、スピ
ンドルモータ３２の回転軸に保持される。光ディスク１
は、スピンドルモータ３２の回転数を制御することによ
り、所定の回転数で回転される。

【００６９】入力装置３６から入力される信号は、変調
回路３５において“１”または“０”の信号へとデジタ
ル化される。変調回路３５からのデジタル信号はレーザ
ドライバ３７へと送られ、光学ヘッド３３から出射され
るレーザー光のＯＮ／ＯＦＦを制御する。これにより、
ディスク１上へのデータの書込みが行われる。

【００７０】ディスク１に所定のパワーのレーザー光を
照射することにより得られる再生信号は、光学ヘッド３
３に接続されたプリアンプ３８で増幅される。増幅され
た再生信号は、次に２値化回路３９において、アナログ
信号からデジタル信号へとデジタル化される。デジタル
化された再生信号は、さらに復調回路４０において復調
され、アナログ信号として出力装置４１へと出力され
る。

【００７１】なお、図７において、制御系４３は、レー
ザドライバ３７を介して光学ヘッド３３から出射される
レーザ光強度を制御したり、例えば、リニアモータ駆動
制御系４６を介してリニアモータ３４を駆動することに
より光学ヘッド３３を所望の位置に制御するのに用いら
れる。また、制御系４３は、フォーカス駆動制御系４４
やトラック駆動制御系４５を介して、光学ヘッド３３に
設けられた対物レンズアクチュエータを駆動することに
より、ディスク１の面振れやトラックの偏心に追従する
ように対物レンズの位置を制御するのに用いられる。

【００７２】以上のように構成される光ディスクドライ
ブ装置３０を用いてサンプル（１），（２）の記録・消
去特性を測定するのに先立ち、サンプル（１），（２）
の記録膜を、それぞれアルゴンレーザーを用いて結晶化
させた。

【００７３】次に、図７に示す光ディスクドライブ装置
３０を用い、スピンドルモータ３２の回転数を、線速度
が８ｍ／ｓとなるように制御して、サンプル（１），
（２）に情報を記録した。なお、この記録は、記録パワ
ーを１２ｍＷとし、記録信号を単一信号とし、その周波
数を２．６７ＭＨｚとして、記録マーク長が１．５μｍ
となるように行った。

【００７４】さらに、上述したようにして情報を記録し
たサンプル（１），（２）に、光ディスクドライブ装置
３０を用いて、オーバーライト記録を行った。なお、記
録パワーは１２ｍＷとし、消去パワーは５ｍＷとした。
また、このオーバーライト記録は、記録信号の周波数は
１０ＭＨｚとして、長さ０．４μｍの記録マークが形成
されるように行った。以上のようにしてオーバーライト
記録を行ったサンプル（１），（２）について有効消去
率を測定した。下記表にその結果を示す。

【００７５】

【表１】

【００７６】上記表において、有効消去率とは、長さ
１．５μｍの記録マーク上にオーバーライト記録を行う
ことにより形成された長さ０．４μｍの記録マークの信
号レベルから、オーバーライトにより完全には消去され
ずに残留した長さ１．５μｍの記録マークの信号レベル
を引いたものである。未記録状態にある領域にオーバー
ライト記録を行った場合と、記録状態にある領域にオー
バーライト記録を行った場合とでの記録マークのサイズ
の違いは、有効消去率が大きいほど小さいと考えられ
る。これは、以下の理由による。

【００７７】すなわち、記録状態にある領域と未記録状
態にある領域との間で記録膜５の光吸収率が異なる場
合、オーバーライト記録を行う際に、それらの間で温度
上昇速度に差が生ずる。そのため、長さ０．４μｍの記
録マークが形成されるような条件下で、長さ１．５μｍ
の記録マークが形成された領域と未記録状態にある領域
とにオーバーライト記録を行った場合、それらの間で記
録マークのサイズに差が生ずる。

【００７８】ここで、有効消去率が十分に大きいという
ことは、オーバーライト記録後において、長さ１．５μ
ｍの記録マークの信号レベルが極めて低いことを意味し
ている。すなわち、オーバーライト記録を行う際に、長
さ１．５μｍの記録マークがほぼ完全に消去されたこと
を示している。したがって、有効消去率が十分に大きい
ということは、長さ１．５μｍの記録マークが形成され
た領域にオーバーライト記録を行った場合と、未記録状
態にある領域にオーバーライト記録を行った場合とで、
同じサイズの記録マークが形成されたことを示している
といえる。

【００７９】一方、有効消去率が小さいということは、
オーバーライト記録後において、長さ１．５μｍの記録
マークの信号レベルが高いことを意味している。すなわ
ち、オーバーライト記録を行う際に、長さ１．５μｍの
記録マークが完全には消去されず残留したことを示して
いる。したがって、有効消去率が小さいということは、
長さ１．５μｍの記録マークが形成された領域にオーバ
ーライト記録を行った場合と、未記録状態にある領域に
オーバーライト記録を行った場合とで、異なるサイズの
記録マークが形成されたことを示しているといえる。

【００８０】サンプル（１），（２）の有効消去率を比
較すると、サンプル（１）においてはサンプル（２）に
比べて高い値が得られている。すなわち、本発明の実施
例に係るサンプル（１）によると、従来例に係るサンプ
ル（２）に比べて、記録マークを均一なサイズで形成す
ることができた。したがって、本発明の実施例に係るサ
ンプル（１）によると、マーク長記録を行う場合にマー
ク長のばらつきが低減されるため、高い精度で情報を記
録することが可能である。

【００８１】

【発明の効果】以上示したように、本発明の情報記録媒
体は干渉制御層を有している。この干渉制御層は、記録
膜と反射層との間に設けられるので、上記記録媒体の光
学的な干渉条件に大きな影響を与える。したがって、干
渉制御層の光学的特性や厚さを制御することにより、上
記記録媒体の光学的特性を制御することができる。ま
た、上記記録媒体において、干渉制御層は、それぞれ光
学的特性の異なる第１及び第２の材料を含有している。
そのため、第１の材料の種類、第２の材料の種類、及び
それらの体積比をパラメータとして用いることにより、
干渉制御層の光学的特性を所望値とすることができる。

【００８２】したがって、第１の材料の種類、第２の材
料の種類、それらの体積比、及び干渉制御層の厚さを制
御することにより、上記記録媒体の光学的特性を所望値
とすることができる。すなわち、本発明によると、高い
精度で情報を記録・再生することが可能な相変化型の情
報記録媒体が提供される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態に係る情報記録媒体を概略
的に示す断面図。

【図２】本発明の一実施形態に係る情報記録媒体におけ
る、干渉制御層の屈折率と、干渉制御層の消衰係数と、
記録部の光吸収率に対する未記録部の光吸収率の比であ
る吸収率比との関係を示すグラフ。

【図３】本発明の一実施形態に係る情報記録媒体におけ
る、記録膜の厚さと干渉制御層の厚さとコントラスト比
との関係を示すグラフ。

【図４】本発明の一実施形態に係る情報記録媒体におけ
る、記録膜の厚さと干渉制御層の厚さと吸収率比との関
係を示すグラフ。

【図５】本発明の一実施形態に係る情報記録媒体におい
て干渉制御層中の第１の材料と第２の材料との体積比を
変化させた場合に得られる屈折率ｎと消衰係数ｋとの関
係を示すグラフ。

【図６】本発明の一実施形態に係る情報記録媒体におい
て第１の材料に対する第２の材料の体積分率を変化させ
た場合に得られる干渉制御層の屈折率ｎと消衰係数ｋと
を示すグラフ。

【図７】本発明の実施例において用いられる光ディスク
ドライブ装置を概略的に示す図。

【図８】従来の情報記録媒体における、第２の保護層の
厚さと反射率との関係を示すグラフ。

【図９】（ａ）はマーク長記録方式を概略的に示す図、
（ｂ）はマーク位置記録方式を概略的に示す図。

【図１０】オーバーライト記録に必要なレーザ光のパワ
ーを示すグラフ。

【図１１】従来の情報記録媒体を概略的に示す断面図。

【符号の説明】

１，１０１…相変化型光ディスク２，１０２…基板３，５，１０３，１０５…保護膜４，１０４…記録膜６…干渉制御層７，１０７…反射層３０…光ディスクドライブ装置３２…スピンドルモータ３３…光学ヘッド３４…リニアモータ３５…変調回路３６…入力装置３７…レーザドライバ３８…プリアンプ３９…２値化回路４０…復調回路４１…出力装置４３…制御系４４…フォーカス駆動制御系４５…トラック駆動制御系４６…リニアモータ駆動制御系１１１〜１１３…曲線

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】光透過性の基板と、前記基板の一方の主面上に形成され、光ビームを照射す
ることにより可逆的に相変化して光学的特性に変化を生
ずる記録膜と、前記記録膜上に形成され、第１の材料と第２の材料とを
含有する干渉制御層と、前記干渉制御層上に形成された反射層とを具備し、前記干渉制御層は光透過性を有し、前記第１の材料と前
記第２の材料とでは光学的特性が異なることを特徴とす
る情報記録媒体。
【請求項２】前記第１の材料は無機誘電体からなり、
前記第２の材料は金属或いは半導体からなることを特徴
とする請求項１に記載の情報記録媒体。