JP2000182274A - 光記録媒体および光記録方法 - Google Patents
光記録媒体および光記録方法Info
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Abstract
m以下であり、トラックピッチが0.7μm以下である場
合に、良好な記録再生特性が得られる相変化型光記録媒
体を提供する。また、このような高密度記録媒体におい
て、高転送レートを実現できる光記録方法を提供する。 【解決手段】 記録層4の厚さdrが10〜18nmであ
り、第1誘電体層31がm(mは1以上の整数)層の単
位誘電体層から構成され、基体2側からi番目の単位誘
電体層において、記録再生光の波長λにおける屈折率を
ni、厚さをdiとし、記録層4の波長λにおける結晶状
態での屈折率をnrとしたとき、 【数4】 であり、第2誘電体層の厚さDが10〜50nmである光
記録媒体。
Description
媒体と、これに記録する方法とに関する。
書き換えることの可能な光記録媒体が注目されている。
書き換えの可能な光記録媒体のうち相変化型光記録媒体
は、レーザー光を照射して記録層の結晶状態を変化させ
て記録を行ない、状態変化にともなう記録層の反射率変
化を検出することにより再生を行なうものである。
強度変調によりオーバーライトが可能であり、駆動装置
の光学系が単純であるために注目されている。
る際には、記録層がその融点以上まで昇温されるパワー
(記録パワー)のレーザー光を照射する。記録パワーが
加えられた部分では記録層が溶融した後、急冷され、非
晶質の記録マークが形成される。記録マークを消去する
際には、記録層がその結晶化温度以上融点未満の温度ま
で昇温されるパワー(消去パワー)のレーザー光を照射
する。消去パワーが加えられた記録マークは、結晶化温
度以上まで加熱された後、徐冷されるため、結晶質に戻
る。このように、単一のレーザービームの強度を変調す
ることにより、オーバーライトが可能となる。
能なデジタルビデオディスク(DVD−RAM)が注目
されている。DVD−RAM Ver.1.0では、直径120
mmのディスクに片面当たり2.6GBのデータを記録す
る。このときの記録波長は0.65μm、光ピックアッ
プの開口数NAは0.60、トラックピッチは0.74
μm、記録方式はランド・グルーブ記録、変調方式は8
−16変調、最短マーク長は0.62μmである。ま
た、光ピックアップに対するディスクの相対線速度を6
m/sとすることで、データ転送レート11.06Mbpsを
達成している。
104-2110には、DVD−RAM仕様を意識した膜構造と
して、ZnS−SiO2(100nm)/Interface layer
(5nm)/Ge2Sb2Te5(20nm)/ZnS−Si
O2(20nm)/Al−Alloy(150nm)が記載されて
いる。なお、括弧内は厚さである。
より高い記録密度、より速い線速度での記録を実現する
手段としては、記録用レーザー光の波長の短縮化や光ピ
ックアップのNAの増大など、媒体駆動装置に関する手
段と、狭トラックピッチ化や最短マーク長の短縮など、
媒体に関する手段とがある。媒体に関する手段のうち狭
トラックピッチ化は、隣接トラックの記録マークを消し
てしまうクロスイレーズの悪化、隣接トラックの記録マ
ークを読み出してしまうクロストークの悪化、C/N低
下の原因となる。また、最短マーク長の短縮は、C/N
低下の原因となるほか、隣接マーク間での熱干渉、波形
干渉を大きくしてマーク長にばらつきを生じさせ、ジッ
ターの増大を招く。
hys.vol.37(1998)pp.2104-2110に記載された膜構造を用
いて、DVD−RAMと同様に記録波長0.65μm、
NA0.60、8−16変調方式、ランド・グルーブ記
録の条件下で、DVD−RAMよりも最短マーク長を短
く(0.42μm)、トラックピッチを狭く(0.60
μm)して記録を行ったところ、良好なジッター特性が
得られなかった。
度記録のための膜構造が記載されている。この膜構造
は、透明基板/アンダーコート層/記録層/オーバーコ
ート層/金属反射層からなるものであり、記録層は、厚
さ15〜30nmまたは30〜45nmまたは70〜110
nmのGeSbTe合金膜であり、アンダーコート層およ
びオーバーコート層は、屈折率1.9〜2.2の透明誘
電体膜であり、アンダーコート層の厚さは160〜22
0nm、オーバーコート層の厚さは80〜160nmまたは
200〜280nmである。この膜構造は、波長450〜
670nmでの光記録に用いられるものであり、同公報に
は、この膜構造によりレーザー光の吸収率が高くなり、
かつ、結晶状態と非晶質状態との間のコントラストが大
きくなり、良好な記録再生消去が得られる旨が記載され
ている。同公報に記載された実施例では、記録波長45
7.9nmにおいて記録密度の限界マーク長が0.7μm
となっており、同公報にはこれより短い記録マークの記
録再生特性に関する記載はない。
2(160nm)/Ge2Sb2Te5(16nm)/ZnS−
SiO2(80nm)/Al合金の膜構造を用いて実験を
行いDVD−RAMと同様に記録波長0.65μm、N
A0.60、8−16変調方式、ランド・グルーブ記録
の条件下で、DVD−RAMよりも最短マーク長を短く
(0.42μm)、トラックピッチを狭く(0.60μ
m)して記録を行ったところ、良好なジッター特性が得
られなかった。
型記録膜を用いてマークエッジ方式で記録および再生を
行なう光ディスク装置では、マーク形状の歪みや記録マ
ークの消え残りを防ぐことが重要である。そのために
は、記録マークを形成する際に、記録膜を融解させた領
域の外縁部のどこにおいても、到達温度および冷却速度
がほぼ同一であるようにする必要がある。
情報記録装置の記録再生高速化に対する要求が高まって
いる。この要求に応えるため、光ビームに対する情報記
録媒体の相対速度を上げて、データ転送レートを向上さ
せることが求められている。そこで、相対速度が速くし
た場合にも、上記したマーク形状の歪みや記録マークの
消え残りを防ぐことができる情報記録方法が必要とな
る。
度記録時、特に最短マーク長が0.6μm以下であり、
トラックピッチが0.7μm以下である場合に、良好な
記録再生特性が得られる相変化型光記録媒体を提供する
ことである。また、本発明の他の目的は、このような高
密度記録媒体において、高転送レートを実現できる光記
録方法を提供することである。
〜(14)のいずれかにより達成される。 (1) 基体上に、第1誘電体層、相変化型の記録層、
第2誘電体層および反射層をこの順で有する光記録媒体
であって、記録層の厚さをdrとしたとき dr=10〜18nm であり、第1誘電体層がm(mは1以上の整数)層の単
位誘電体層から構成され、基体側からi番目の単位誘電
体層において、厚さをdi、記録再生光の波長λにおけ
る屈折率をniとし、記録層において、波長λにおける
結晶状態での屈折率をnrとしたとき、
き D=10〜50nm である光記録媒体。 (2) 記録トラックピッチが0.7μm以下である上
記(1)の光記録媒体。 (3) 最短マーク長が0.6μm以下である上記
(1)または(2)の光記録媒体。 (4) 第1誘電体層が少なくとも2層の単位誘電体層
から構成され、第1誘電体層において、記録層に接する
単位誘電体層の熱伝導率が、この単位誘電体層に隣接す
る単位誘電体層の熱伝導率よりも高い上記(1)〜
(3)のいずれかの光記録媒体。 (5) 第2誘電体層が少なくとも2層の単位誘電体層
から構成され、第2誘電体層において、記録層に接する
単位誘電体層の熱伝導率が、この単位誘電体層に隣接す
る単位誘電体層の熱伝導率よりも高い上記(1)〜
(4)のいずれかの光記録媒体。 (6) 前記記録層がGe、SbおよびTeを主成分と
する上記(1)〜(5)のいずれかの光記録媒体。 (7) 第1誘電体層を構成する単位誘電体層の少なく
とも1つが、硫化亜鉛と酸化ケイ素との混合物を主成分
とする上記(1)〜(6)のいずれかの光記録媒体。 (8) 第1誘電体層に含まれ記録層に接する単位誘電
体層および/または第2誘電体層に含まれ記録層に接す
る単位誘電体層が、窒化物または酸化物を主成分とする
上記(1)〜(7)のいずれかの光記録媒体。 (9) 第1誘電体層に含まれ記録層に接する単位誘電
体層および/または第2誘電体層に含まれ記録層に接す
る単位誘電体層が、窒化ケイ素、窒化ゲルマニウムまた
は酸化クロムを主成分とする上記(8)の光記録媒体。 (10) 上記(1)〜(9)のいずれかの光記録媒体
に記録を行う方法であって、記録に用いる光ビームを変
調するための記録波形が、記録パルス列を有し、最後尾
の記録パルスの後ろに、記録パルス間のパワーレベルよ
りも高く消去パワーよりも低いパワーレベルをもつ下向
きパルスであるクーリングパルスを有する光記録方法。 (11) 前記クーリングパルスの幅をTcとし、チャ
ンネルクロックをTとしたとき、 0.8T≦Tc≦2.2T である上記(10)の光記録方法。 (12) TcがT/2の整数倍である上記(11)の
光記録方法。 (13) 前記光記録媒体は、基板上にグルーブを有
し、グルーブと、グルーブ間の領域(ランド)とに情報
が記録されるものである上記(10)〜(12)のいず
れかの光記録方法。 (14) 光ビームに対する光記録媒体の相対速度が
6.8m/s以上である上記(10)〜(13)のいずれ
かの光記録方法。
上に、第1誘電体層31、相変化型の記録層4、第2誘
電体層32および反射層5をこの順で有し、反射層5上
に保護層6を有する。この構造は、前記したDVD−R
AM用ディスクと同様である。
1誘電体層の厚さをd1、記録再生光の波長をλ、波長
λにおける第1誘電体層の屈折率をn1としたとき、光
記録媒体の反射率は、一般にd1の増大または減少に伴
いλ/(2n1)を一周期として変化する。すなわち、
光路長n1d1の増減に伴いλ/2を一周期として変化す
る。したがって、反射率の最大値と最小値とが、光路長
がλ/4増減するごとに繰り返し現れることになる。そ
のため、光記録媒体において反射率を制御する場合、通
常、第1誘電体層における光路長n1d1をn1d1<λ/
4の範囲、λ/4≦n1d1<λ/2の範囲、λ/2≦n
1d1<3λ/4の範囲または3λ/4≦n 1d1<λの範
囲で調整することになる。ただし、一般的にn1d1<λ
/4の範囲内であると、記録時に記録層からの熱を遮る
ことがほとんどできなくなり、熱ダメージにより基板に
損傷、変形が生じてしまう。一方、誘電体を必要以上に
厚くすることはコストアップを招く。そのため、λ/4
≦n1d1<λ/2の範囲内に設定されることが一般的で
あった。
AM用ディスクでは、記録層の厚さを20nm以上とし、
かつ、第1誘電体層の光路長n1d1をλ/4≦n1d1<
λ/2の範囲内に設定することにより、良好な記録再生
特性を得ている。しかし、本発明者らの実験によれば、
さらに高密度記録を行った場合、すなわち、最短マーク
長を0.6μm以下とし、トラックピッチを0.7μm以
下とした場合には、DVD−RAM用ディスクの膜構造
では良好な記録再生特性が得られないことがわかった。
第1誘電体層の厚さをd1、第2誘電体層の厚さをD、
記録再生光の波長をλ、波長λにおける記録層の結晶状
態での屈折率をnr、波長λにおける第1誘電体層の屈
折率をn1としたとき、 dr=10〜18nm、 n1d1+nrdr=λ/2〜3λ/4、 D=10〜50nm とすることにより、高密度記録時、具体的には最短マー
ク長を0.6μm以下、特に0.55μm以下、トラック
ピッチを0.7μm以下とした場合でも、良好な記録再
生特性を得ることを可能とした。なお、最短マーク長お
よびトラックピッチの下限は特になく、これらが光学的
な再生限界となるまで本発明を適用できる。
により、トラックピッチを狭めた場合に生じるクロスイ
レーズを抑制でき、かつ記録マーク長が小さくトラック
ピッチが狭いことによるC/Nおよび変調度の低下を抑
えることができる。このクロスイレーズ抑制効果は、記
録マークとそれ以外の領域との光吸収率の差が小さくな
ることによると考えられる。そこで、記録層が厚い場合
と薄い場合との記録層の吸収率の違いを、シミュレーシ
ョン計算により求めた。なお、以下において、第1誘電
体層および第2誘電体層はZnS−SiO2、記録層は
Ge2Sb2Te5合金、反射層はAlCr合金である。
各層の波長650nmにおける屈折率nおよび消衰係数k
を、表1に示す。また、各層を表2に示す厚さとした場
合について、記録層の結晶質部および非結晶質部におけ
る反射率、吸収率を求めた。結果を表2に示す。
成条件を変更することにより光学特性を変えた場合につ
いても、同様にシミュレーション計算を行った。記録層
の光学特性を表3に、記録層の反射率および吸収率を表
4に、それぞれ示す。
部と非結晶質部との反射率差は、記録層が厚い構造
(a)と記録層が薄い構造(b)とで同等であるが、吸
収率の差は、記録層が薄い構造(b)のほうが小さくな
ることがわかる。これは、同じパワーの光を照射したと
きに、構造(b)のほうが記録マーク(非結晶質部)に
おける吸収率が小さく、隣接する記録マークが消去され
にくく、結果としてクロスイレーズが小さくなることを
意味する。
(一般に非結晶質)と記録マーク以外の領域(一般に結
晶質)との間の反射率差を検出して再生を行う。この反
射率差が大きくなればC/Nが高くなる。この反射率差
は、多層膜界面の多重反射の影響を大きく受ける。本発
明では、上述したように記録層の厚さdrを10〜18n
mとする必要があるため、この条件下で上記反射率差を
大きくすることが必要である。本発明者らは、dr=1
0〜18nmとしたときに、n1d1+nrdr=λ/2〜3
λ/4とし、かつ D=10〜50nm とすれば、高C/Nが得られることを見いだした。な
お、前述したように光記録媒体の反射率は、n1d1の増
減に伴いλ/2を一周期として変化するのが一般的であ
るが、本発明では記録層の厚さを10〜18nmと薄くす
るので、記録層と第2誘電体層との界面からの反射光量
が無視できなくなり、n1d1の増減ではなくn1d1+n
rdrの増減に伴って反射率が周期的に変化することにな
る。そのときの一周期は、n1d1の場合と同様にλ/2
である。したがって、従来の光記録媒体における上述し
た設計思想を適用すれば、基板の熱ダメージを防ぎ、か
つコストアップを招かないようにするために λ/4≦n1d1+nrdr<λ/2 とするのが妥当である。しかし、本発明者らは、記録層
を10〜18nmと薄くした場合には、 λ/4≦n1d1+nrdr<λ/2 であると高C/Nが得られないことを見いだし、上記し
たように n1d1+nrdr=λ/2〜3λ/4 とすることにより、C/N低下を抑えることを可能とし
た。
いて効果を発揮するが、記録再生波長が350〜700
nmであるときに特に有効である。
体層31を、単位誘電体層311および312からなる
2層構造とし、記録層4に接する単位誘電体層312の
熱伝導率を、記録層4から遠い単位誘電体層311の熱
伝導率よりも高く設定することが好ましい。また、第2
誘電体層32を、単位誘電体層321および322から
なる2層構造とし、記録層4に接する単位誘電体層32
1の熱伝導率を、記録層4から遠い単位誘電体層322
の熱伝導率よりも高く設定することが好ましい。このよ
うな相対的に熱伝導率の高い単位誘電体層は、第1誘電
体層31および第2誘電体層32のいずれか一方だけに
設けてもよく、両者に設けてもよい。熱伝導率の高い単
位誘電体層を記録層に接して設けることにより、高密度
記録における記録再生特性がさらに向上する。その理由
を以下に説明する。
くすると、記録マークの検出感度が低下してくる。この
低下を抑制するためには、隣接トラックに対し干渉しな
い範囲で記録マークをトラック幅方向にできるだけ広げ
ることが好ましい。記録マークを広げるためには、記録
光により昇温する領域を記録層面内方向(特にトラック
幅方向)に広げる必要があり、このためには記録層面内
方向への熱の拡散が良好である必要がある。しかし、記
録層は一般的に熱導電率が比較的低い。そこで、熱伝導
率の高い単位誘電体層を記録層に接して設ければ、記録
層面内方向への熱の拡散が良好となり、記録マーク拡大
による記録マーク検出感度の向上が可能となる。ただ
し、記録マークが、マーク長に影響を与えるほどトラッ
ク長さ方向に広がってしまうと正確な読み取りが不可能
となるので、注意が必要である。トラック長さ方向への
記録マーク拡大を抑えてトラック幅方向に記録マークを
拡大することは、記録光の照射パターンを制御すること
により実現できる。
誘電体層は、窒化物または酸化物を主成分とすることが
好ましい。具体的には、窒化ゲルマニウム、窒化ケイ素
または酸化クロムを主成分とすることが好ましい。熱伝
導率の高い単位誘電体層が厚すぎると記録感度が悪くな
り、また、クロスイレーズが悪化することから、熱伝導
率の高い単位誘電体層の厚さは30nmを超えないことが
好ましい。ただし、熱伝導率の高い単位誘電体層の効果
を十分に発揮させるためには、厚さを1nm以上とするこ
とが好ましい。
て、上記した熱伝導率の高い単位誘電体層に隣接する単
位誘電体層の構成材料は特に限定されないが、硫化亜鉛
と酸化ケイ素との混合物を主成分とする誘電体、すなわ
ち、一般にZnS−SiO2と表されるものを用いるこ
とが好ましい。ただし、第2誘電体層は、上記した熱伝
導率の高い単位誘電体層だけからなる単層構造としても
よい。
に1層または2層の単位誘電体層から構成するが、必要
に応じ3層以上の単位誘電体層から構成してもよい。複
数の単位誘電体層を積層するのは、上述した熱伝導率の
異なる単位誘電体層を形成する場合のほか、例えば、記
録マークとそれ以外の領域との間での反射率差を増強し
ようとする場合である。その場合には、通常、隣接する
単位誘電体層の屈折率に差を設ける。例えば各単位誘電
体層を硫化亜鉛と酸化ケイ素との混合物から構成する場
合には、各層において硫化亜鉛と酸化ケイ素との混合比
を異なるものとすることにより、屈折率に差を設けるこ
とができる。なお、第1誘電体層において上記した機能
を複合的に実現しようとする場合でも、第1誘電体層に
おける単位誘電体層の積層数mは、一般に4以上とする
必要はない。
式n1d1+nrdr=λ/2〜3λ/4は、第1誘電体層
が単層構造の場合に適用される。そこで、この式を以下
のように拡張する。すなわち、第1誘電体層がm(mは
1以上の整数)層の単位誘電体層から構成され、基体側
からi番目の単位誘電体層において、記録再生光の波長
λにおける屈折率をni、厚さをdiとしたとき、本発明
では
記録層の組成は特に限定されないが、記録層の組成を、
以下に説明するGe−Sb−Te系組成とした場合に、
本発明は特に有効である。
成元素の原子比を 式I Gea Sbb Te1-a-b で表わしたとき、好ましくは 0.08≦a≦0.30、 0.16≦b≦0.40 であり、より好ましくは 0.08≦a≦0.25、 0.20≦b≦0.40 である。
クが結晶化しにくくなり、消去率が低くなってしまう。
aが大きすぎると、多量のTeがGeと結合することに
なり、その結果、Sbが析出して記録マークが形成しに
くくなる。
くなりすぎるために高温での保存時に記録マークが結晶
化しやすくなって、信頼性が低くなってしまう。bが大
きすぎると、Sbが析出して記録マークが形成しにくく
なる。
録方法は、高密度記録が可能な本発明の光記録媒体を高
線速度、特に線速度6.8m/s以上で使用する場合に適
した方法である。すなわち、この光記録方法を利用する
ことにより、転送レートを極めて高くすることが可能と
なる。なお、線速度の上限は特にないが、一般に15m/
s以下とすることが好ましい。
が涙滴型になりやすい。この場合、記録マーク後部の冷
却速度を遅くすれば記録マーク後部の幅を狭めることが
できるので、涙滴型となることを防ぐことができる。ま
た、線速度が速い場合には、記録マークが逆涙滴型にな
りやすい。この場合、記録マーク後部の冷却速度を速く
すれば記録マーク後部の幅を拡げることができるので、
逆涙滴型となることを防ぐことができる。
形成するための記録波形をパルス列から構成し、このパ
ルス列の後ろに、所定の下向きパルスを設ける。本発明
で用いる記録波形の例を図3に示す。同図に示す記録パ
ルス列は、記録パワーPwをもつ上向きパルスである記
録パルスの列を有する。記録パルス間に存在する下向き
パルスは、消去パワーPeよりも低いバイアスパワーP
bをもつ。最後尾の記録パルスの後ろには、バイアスパ
ワーPbよりも高く消去パワーPeよりも低いクーリン
グパワーPcをもつ下向きパルスが存在する。この下向
きパルスを、本発明ではクーリングパルスと呼ぶ。図中
において信号幅の基準となっているTは、チャンネルク
ロックである。チャンネルクロックとは、変調器(EF
M変調器、8−16変調器等)を通過した直後の電気信
号の基本クロックに相当するクロックである。図示例で
は、記録パワーPw持続時間およびバイアスパワーPb
持続時間を、先頭の記録パルスを除きいずれも0.5T
としてある。
により、記録マーク後端部における冷却速度を速くで
き、線速度が速い場合に記録マークが逆涙滴型となるこ
とを防ぐことができる。また、その記録マークによりオ
ーバーライトされる記録マークをほぼ完全に消去するこ
とができるので、ジッターを小さくできる。最後尾の記
録パルスの後ろに単に下向きパルスを設けるだけでも逆
涙滴化を防ぐことはできるが、クーリングパワーPcが
バイアスパワーPbと同じかそれ以下であると、以前の
記録マークの影響が残り、ジッターが大きくなってしま
う。
の記録マークを形成するための記録パルス列と、後続の
記録マークを形成するための記録パルス列との間に存在
すればよい。すなわち、記録パルス列直後のパワーレベ
ルを消去パワーPeとし、その後、クーリングパワーP
cまで下げ、再び消去パワーPeに戻す構成としてもよ
い。ただし、図3に示すように記録パルス列の最後尾の
パルスの直後にクーリングパルスを付加すれば、最も良
好な効果が得られる。なお、クーリングパワーPcは、
記録層の組成、媒体の熱的構造、線速度等の各種条件に
応じて、具体的に決定すればよい。
り、トラックピッチが記録用光ビーム径以下となるよう
な狭トラックピッチの光記録媒体、特にグルーブ部、ラ
ンド部の両方に情報を記録するような光記録媒体におい
ても、隣接トラックの情報を消去することなく、正確な
記録が可能となる。
は、情報記録媒体に対し、記録用エネルギービームを、
少なくとも高パワーレベルと、高パワーレベルよりも低
い中間パワーレベルとでパワー変調して照射することに
より、情報の記録を行う情報記録方法において、連続し
た高パワーパルス列の後に、中間パワーレベルよりも低
いパワーレベルの下向きパルスを有する記録波形により
記録を行い、上記下向きパルスの幅を、エネルギービー
ムと情報記録媒体の相対速度に応じて変化させる情報記
録方法が記載されている。同公報では、この情報記録方
法を用いることにより、相対速度が変化した場合におい
ても高密度記録が可能であるとしている。同公報におけ
る上記下向きパルスは、パルス列最後尾のパルスの後ろ
に存在する点で本発明におけるクーリングパルスと同じ
であるが、上記下向きパルスは、パルス列中の他の下向
きパルスより低いパワーである。すなわち同公報には、
本発明におけるクーリングパルスに相当するものは記載
されていない。同公報において、チャンネルクロックT
は、情報記録ディスクの線速度が6m/sの場合には3
6.7ns、9m/sの場合には24.4ns、12m/sの場合
には18.3nsとしている。これらのTの値からEFM
記録の場合の最短マーク長を計算すると、どの線速にお
いても0.66μmとなる。そこで、本発明者らが同公
報記載の記録方法の追試評価を行い、最短マーク長を
0.6μm以下まで短くしたところ、ジッターが大きく
なってしまった。
ろに下向きパルスを設けることは、このほかにも例えば
特開平7−37251号公報に記載されている。しか
し、いずれの場合でも、最後尾の下向きパルスのパワー
(本発明におけるPc)を、記録パルス列中の他の下向
きパルスのパワー(本発明におけるPb)よりも大きく
した例は記載されていない。
クを形成する際には、記録パルス列とせずに単一の記録
パルスを設ける構成としてもよい。この場合には、この
単一のパルスの後ろに、クーリングパルスを設ける。単
一の記録パルスにはバイアスパワーレベルの下向きパル
スは存在しないが、より長い記録マークに対応する記録
パルス列におけるバイアスパワーに基づいて、クーリン
グパワーを決定すればよい。
ビームに対する光記録媒体の相対速度との積が、光ビー
ムスポット径(光ビームの中心強度のexp(−2)以
上になる領域の記録トラック方向の距離)の3分の1以
下であれば再生信号の歪みは特に小さくなるため、高密
度記録に最適である。クーリングパルスの照射時間と光
ビームに対する光記録媒体の相対速度との積が、前記光
ビームスポット径の3分の1を超える場合、消去パワー
を与えるタイミングが遅くなるので信号特性が悪化して
しまう。
度の光記録媒体に対して高密度記録を達成することがで
きる。Tcが0.8T未満になると消去率が悪くなって
ジッターが大きくなり、2.2Tより大きくなってもジ
ッターが大きくなってしまう。
チャンネルクロックTの1/2倍の整数倍とすれば記録
波形発生手段の回路規模を小さくすることができるの
で、好ましい。これらのパルス幅をチャンネルクロック
Tの整数倍とした場合でも本発明の効果は実現するが、
チャンネルクロックの幅以下の記録パルスを発生させる
ことが好ましいことを考慮すると、チャンネルクロック
の幅以下の分割パルスが必要となり、記録波形発生手段
の回路規模の小型化には寄与しない。一方、これらのパ
ルス幅をT/3の整数倍またはT/4の整数倍と分割数
を多くした場合、パルス幅をより精度良く最適化できる
ため好ましいが、回路規模が大きくなってしまう。
に、初期化直後の結晶粒よりも大きな結晶粒が形成され
るような記録層を用いることが好ましい。このような記
録層としては、前記したGe、SbおよびTeを主成分
とするものが挙げられる。この場合、再結晶化領域の幅
を到達温度および冷却速度により容易に制御することが
可能となるため、記録マークが涙滴型、あるいは逆涙滴
型になりにくく、記録マークの大きさの変動を抑えるこ
とができる。したがって記録波形に忠実な再生信号が得
られる。また、本発明は全体が大きな結晶粒で占められ
る記録媒体等、他の特性の記録媒体にも適用できる。
m、ピッチ1.20μm)を同時形成した直径120mm、
厚さ0.6mmのランド・グルーブダブルスパイラルディ
スク状ポリカーボネート基体2の表面に、2層構造の第
1誘電体層31、記録層4、2層構造の第2誘電体層3
2、反射層5および保護層6を以下に示す手順で形成
し、図2に示す構造の光記録ディスクサンプルとした。
遠い単位誘電体層311は、Ar雰囲気中においてスパ
ッタ法により形成した。ターゲットには、ZnS(80
モル%)−SiO2(20モル%)を用いた。単位誘電
体層311の厚さd1は170nmとした。屈折率n1(波
長634nmでの値)は2.2であった。
する単位誘電体層312は、Ar雰囲気中においてスパ
ッタ法により形成した。ターゲットにはCr2O3を用い
た。単位誘電体層312の厚さd2は2nmとした。屈折
率n2(波長634nmでの値)は2.4であった。
ターゲットにはGe2Sb2Te5を用いた。結晶状態に
おける記録層の屈折率nr(波長634nmでの値)は、
3.55であった。各サンプルの記録層の厚さdrは、
図5、図6にそれぞれプロットしてある。なお、本実施
例では、図5、図6にプロットしてあるすべてのdrに
ついて n1d1+n2d2+nrdr=λ/2〜3λ/4、 が成立することになる。
する単位誘電体層321は、Ar雰囲気中においてスパ
ッタ法により形成した。ターゲットにはCr2O3を用い
た。単位誘電体層321の厚さは2nmとした。
遠い単位誘電体層322は、ターゲットにZnS(80
モル%)−SiO2(20モル%)を用いて、Ar雰囲
気中でスパッタ法により形成した。単位誘電体層322
の厚さは20nmとした。したがって第2誘電体層32の
厚さDは、22nmである。
タ法により形成した。ターゲットにはAl−1.7原子
%Crを用いた。反射層の厚さは200nmとした。
ート法により塗布後、紫外線照射により硬化して形成し
た。硬化後の保護層厚さは5μm であった。
クイレーザーにより初期化した後、光記録媒体評価装置
を用い、下記条件で特性評価を行った。なお、記録マー
クはランドおよびグルーブの両方に形成した。
0.42μmとなる。各サンプルにおける3T信号のC
/N(3T C/N)および変調度(Mod)を、図5
に示す。図5から、3T信号のC/Nおよび変調度は、
記録層の厚さdrが10nmを下回ると急激に減少するこ
とがわかる。
(XE)を図6に示す。クロスイレーズは、3T信号を
記録したトラックに隣接するトラックに11T信号を記
録し、その記録前後の3T再生信号のキャリアの減少量
により評価した。図6から、記録層が薄くなるに伴いク
ロスイレーズが減少し、記録層厚さdrが18nm以下で
あればクロスイレーズは実質的に問題ないことがわか
る。
ーク長の短縮およびトラックピッチ減少によるC/Nお
よび変調度の低下とクロスイレーズ増大とを抑制するた
めには、記録層の厚さdrを10〜18nmの範囲内に設
定すればよいことがわかる。
層、記録層、単層構造の第2誘電体層、反射層および保
護層を以下に示す手順で形成し、光記録ディスクサンプ
ルとした。
位誘電体層は、Ar雰囲気中においてスパッタ法により
形成した。ターゲットには、ZnS(80モル%)−S
iO 2(20モル%)を用いた。この単位誘電体層の屈
折率n1(波長638nmでの値)は2.2であった。
位誘電体層は、Ge3N4からなるものであり、Geター
ゲットを用いて、窒素を含有するAr雰囲気中において
反応性スパッタ法により形成した。この単位誘電体層の
屈折率n2(波長638nmでの値)は2.1であった。
すなわち単位誘電体層311の厚さd1と単位誘電体層
312の厚さd2との和は、図7、図8、図9のグラフ
にそれぞれ付記してある。本実施例ではd2を20nmに
固定し、d1の変更により第1誘電体層の厚さを変更し
た。
ーゲットにはGe2Sb2Te5を用いた。結晶状態にお
ける記録層の屈折率nr(波長638nmでの値)は、
3.55であった。各サンプルの記録層の厚さdrは、
図7、図8、図9にそれぞれプロットしてある。
0モル%)−SiO2(20モル%)を用いて、Ar+
N2雰囲気中でスパッタ法により形成した。第2誘電体
層の厚さDは20nmとした。
様にして形成した。
クイレーザーにより初期化した後、光記録媒体評価装置
を用い、レーザー光波長を638nmとしたほかは実施例
1と同様な条件で特性評価を行った。
0.42μmとなる。各サンプルにおける3T信号のC
/N(3T C/N)および変調度(Mod)を、図
7、図8、図9に示す。
囲を超える(dr=24nm)場合には、第1誘電体層の
厚さ(d1+d2)が120nmと薄い(図7)ほうが特性
が良好であるのに対し、記録層の厚さが本発明範囲内に
ある(dr=16nm)場合には、d1+d2が170nmと
厚い(図9)ほうが特性が良好であることがわかる。な
お、dr=16nmのとき、図7では n1d1+n2d2+nrdr=λ/2〜3λ/4、 が成立せず、図9では n1d1+n2d2+nrdr=λ/2〜3λ/4、 が成立する。また、図8(d1+d2=150nm)におい
てもdr=16nmのとき n1d1+n2d2+nrdr=λ/2〜3λ/4、 が成立し、そのとき十分に高いC/Nが得られている。
電体層厚さが120nmのサンプルと、記録層厚さdrが
16nmで第1誘電体層厚さが170nmのサンプルとにつ
いて、クロスイレーズ特性を測定した。その結果、dr
が24nmであるサンプルではクロスイレーズが−2dBで
あったのに対し、drが16nmであるサンプルではクロ
スイレーズが観測されなかった。
層、記録層、単層構造の第2誘電体層、反射層および保
護層を以下に示す手順で形成し、光記録ディスクサンプ
ルとした。
位誘電体層は、Ar雰囲気中においてスパッタ法により
形成した。ターゲットには、ZnS(80モル%)−S
iO 2(20モル%)を用いた。この単位誘電体層の屈
折率n1(波長634nmでの値)は2.2であった。
位誘電体層は、Ge3N4からなるものであり、Geター
ゲットを用いて、窒素を含有するAr雰囲気中において
反応性スパッタ法により形成した。この単位誘電体層の
厚さd2は10nmとした。この単位誘電体層の屈折率n2
(波長634nmでの値)は2.1であった。
ーゲットにはGe2Sb2Te5を用いた。結晶状態にお
ける記録層の屈折率nr(波長634nmでの値)は、
3.55であった。記録層の厚さdrは13nmとした。
0モル%)−SiO2(20モル%)を用いて、Ar+
N2雰囲気中でスパッタ法により形成した。第2誘電体
層の厚さDは図10に示す値とした。
法により形成した。ターゲットにはAg−Pd(1重量
%)−Cu(1重量%)を用いた。反射層の厚さは20
0nmとした。
た。
て、記録層から遠い単位誘電体層の厚さd1は、波長6
34nmにおける反射率(初期化後)が15%となるよう
に設定した。本実施例では、λ=634nmのとき、すべ
てのd1について n1d1+n2d2+nrdr=λ/2〜3λ/4、 が成立した。
クイレーザーにより初期化した後、光記録媒体評価装置
を用い、実施例1と同様な条件で特性評価を行った。
0.42μmとなる。各サンプルにおける3T信号のC
/N(3T C/N)を、図10に示す。
明範囲を外れると、C/Nが臨界的に低くなることがわ
かる。Dが小さすぎる場合のC/N低下は、記録感度が
低くなったためであり、Dが大きすぎる場合のC/N低
下は、非晶質の記録マークと記録マーク間(結晶質)と
の間で反射率差が小さくなってしまったためである。
が16nmであるものに対し、図3に示す記録波形を用い
て8−16変調信号を記録した。この際、光ビームとし
て、波長634μmのレーザービームを用いた。光ピッ
クアップの対物レンズには開口数0.6のものを用い、
記録層におけるレーザービーム径は約0.89μmとし
た。また、サンプルの線速度は8.2m/s、チャンネル
クロックTは17.1nsとした。記録に際しては、 Pw=11.5mW、 Pb= 1.0mW、 Pe= 4.9mW に固定し、クーリングパワーPcを変化させたときのジ
ッター特性を測定した。結果を図11に示す。なお、こ
の記録においても、最短マーク長は0.42μmとな
る。
なわち、Pb<Pc<Peのとき、ジッターが小さくな
ることがわかる。
5Tまで変化させたほかは実施例4と同様にして、ジッ
ター特性を測定した。Tcとジッターとの関係を図12
に示す。
ときジッターが十分に低くなり、また、Tcが1.5T
のときジッター値が最低となることがわかる。
く、トラックピッチの狭い高密度光記録媒体において、
良好な記録再生特性を実現することができる。
度との関係を示すグラフである。
グラフである。
度との関係を示すグラフである。
度との関係を示すグラフである。
度との関係を示すグラフである。
関係を示すグラフである。
グラフである。
すグラフである。
Claims (14)
- 【請求項1】 基体上に、第1誘電体層、相変化型の記
録層、第2誘電体層および反射層をこの順で有する光記
録媒体であって、 記録層の厚さをdrとしたとき dr=10〜18nm であり、 第1誘電体層がm(mは1以上の整数)層の単位誘電体
層から構成され、基体側からi番目の単位誘電体層にお
いて、厚さをdi、記録再生光の波長λにおける屈折率
をniとし、記録層において、波長λにおける結晶状態
での屈折率をnrとしたとき、 【数1】 であり、 第2誘電体層の厚さをDとしたとき D=10〜50nm である光記録媒体。 - 【請求項2】 記録トラックピッチが0.7μm以下で
ある請求項1の光記録媒体。 - 【請求項3】 最短マーク長が0.6μm以下である請
求項1または2の光記録媒体。 - 【請求項4】 第1誘電体層が少なくとも2層の単位誘
電体層から構成され、第1誘電体層において、記録層に
接する単位誘電体層の熱伝導率が、この単位誘電体層に
隣接する単位誘電体層の熱伝導率よりも高い請求項1〜
3のいずれかの光記録媒体。 - 【請求項5】 第2誘電体層が少なくとも2層の単位誘
電体層から構成され、第2誘電体層において、記録層に
接する単位誘電体層の熱伝導率が、この単位誘電体層に
隣接する単位誘電体層の熱伝導率よりも高い請求項1〜
4のいずれかの光記録媒体。 - 【請求項6】 前記記録層がGe、SbおよびTeを主
成分とする請求項1〜5のいずれかの光記録媒体。 - 【請求項7】 第1誘電体層を構成する単位誘電体層の
少なくとも1つが、硫化亜鉛と酸化ケイ素との混合物を
主成分とする請求項1〜6のいずれかの光記録媒体。 - 【請求項8】 第1誘電体層に含まれ記録層に接する単
位誘電体層および/または第2誘電体層に含まれ記録層
に接する単位誘電体層が、窒化物または酸化物を主成分
とする請求項1〜7のいずれかの光記録媒体。 - 【請求項9】 第1誘電体層に含まれ記録層に接する単
位誘電体層および/または第2誘電体層に含まれ記録層
に接する単位誘電体層が、窒化ケイ素、窒化ゲルマニウ
ムまたは酸化クロムを主成分とする請求項8の光記録媒
体。 - 【請求項10】 請求項1〜9のいずれかの光記録媒体
に記録を行う方法であって、 記録に用いる光ビームを変調するための記録波形が、記
録パルス列を有し、最後尾の記録パルスの後ろに、記録
パルス間のパワーレベルよりも高く消去パワーよりも低
いパワーレベルをもつ下向きパルスであるクーリングパ
ルスを有する光記録方法。 - 【請求項11】 前記クーリングパルスの幅をTcと
し、チャンネルクロックをTとしたとき、 0.8T≦Tc≦2.2T である請求項10の光記録方法。 - 【請求項12】 TcがT/2の整数倍である請求項1
1の光記録方法。 - 【請求項13】 前記光記録媒体は、基板上にグルーブ
を有し、グルーブと、グルーブ間の領域(ランド)とに
情報が記録されるものである請求項10〜12のいずれ
かの光記録方法。 - 【請求項14】 光ビームに対する光記録媒体の相対速
度が6.8m/s以上である請求項10〜13のいずれか
の光記録方法。
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A521 | Written amendment |
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