JP2000285509A - 追記型光記録媒体 - Google Patents

追記型光記録媒体

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JP2000285509A
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recording layer
optical recording
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Mikio Kinoshita
幹夫 木下
Masato Harigai
眞人 針谷
Takashi Shibakuchi
孝 芝口
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Ricoh Co Ltd
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    • G11B7/00Recording or reproducing by optical means, e.g. recording using a thermal beam of optical radiation by modifying optical properties or the physical structure, reproducing using an optical beam at lower power by sensing optical properties; Record carriers therefor
    • G11B7/24Record carriers characterised by shape, structure or physical properties, or by the selection of the material
    • G11B7/241Record carriers characterised by shape, structure or physical properties, or by the selection of the material characterised by the selection of the material
    • G11B7/242Record carriers characterised by shape, structure or physical properties, or by the selection of the material characterised by the selection of the material of recording layers
    • G11B7/243Record carriers characterised by shape, structure or physical properties, or by the selection of the material characterised by the selection of the material of recording layers comprising inorganic materials only, e.g. ablative layers
    • G11B7/2433Metals or elements of Groups 13, 14, 15 or 16 of the Periodic Table, e.g. B, Si, Ge, As, Sb, Bi, Se or Te
    • GPHYSICS
    • G11INFORMATION STORAGE
    • G11BINFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B7/00Recording or reproducing by optical means, e.g. recording using a thermal beam of optical radiation by modifying optical properties or the physical structure, reproducing using an optical beam at lower power by sensing optical properties; Record carriers therefor
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    • G11B2007/24302Metals or metalloids
    • G11B2007/24312Metals or metalloids group 14 elements (e.g. Si, Ge, Sn)

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Optical Record Carriers And Manufacture Thereof (AREA)

Abstract

(57)【要約】 (修正有) 【課題】 DVD−ROMと等容量の記録密度をもつ、
無機系の記録材料を用いた光記録媒体を提供する。 【解決手段】 基板1上の半透明層上の光干渉層3、該
光干渉層上の記録層4を少なくとも有し、かつ、該記録
層が金属または半金属あるいはこれらの合金から成る第
1記録層104とGeから成る第2記録層105とを有
することを特徴とする追記型光記録媒体である。第1記
録層の材質は、Al,Au,Ag,Cu,Pt,Pd,
Sb,Te,In,Sn,Zn等で、化合物や合金を含
む。半透明層は、Al薄膜、Au薄膜、Si薄膜などで
ある。光干渉層は、ZnS・SiO2、SiO2、Mg
F、SiN、InO、ZnO等公知の誘導体である。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、レーザービームな
どの照射により記録再生が可能な追記型光記録媒体に関
する。
【0002】
【従来の技術】レーザービームの照射による記録可能な
光記録媒体としてCD−R、DVD−R等の追記型光記
録媒体などがある。これらの相変化光記録媒体はCD−
ROMあるいはDVD−ROMと再生互換性があり、小
規模の配布メディアや保存用の媒体として使用されてい
る。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】特に大容量メディアで
あるDVD−ROMと等容量の記録密度の実現が課題と
なっている。この幅広い普及を図る上で、高記録密度で
の記録パワーマージンの確保が特に重要な課題である。
この確保に関しては、相変化記録材料、合金化可能な2
層膜など無機系の記録材料が有利であるが、モジュレー
ションの不足、あるいはDVD−ROMなどDPD(D
ifferential Phase Detecti
on)を使用するドライブのトラッキング信号強度が不
足する等の問題があった。特に、特開平6−17123
6に開示されるAl−Ge2層膜では熱処理後の反射率
が上昇するが、ROM互換を実現する上では、熱処理後
の反射率を低下させ、かつ、上記60%以上のモジュレ
ーションを得ることがAlGe2層膜を使用する光記録
媒体の課題となっていた。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明による追記型光記
録媒体は、基板上の半透明層、この上の光干渉層、光干
渉層上の記録層を少なくとも有する。記録層は金属、半
金属あるいはこれらの合金から成る第1記録層と、第1
記録層と合金化可能なGeから成る第2記録層を有す
る。
【0005】第1記録層の材質は、Al,Au,Ag,
Cu,Pt,Pd,Sb,Te,In,Sn,Zn等
で、化合物や合金を含む。基板の材質はポリカーボネー
ト、ガラスなどの公知の透明体で、この上の半透明層
は、半透明Al薄膜、半透明Au薄膜、半透明Si薄膜
など、吸収を有する材質で、所定の透過率、反射率を有
する半透明体である。相変化材料も半透明層として使用
可能である。光干渉層はZnS・SiO2、SiO2、M
gF、Si−N、In−O、Zn−O等公知の誘電体で
ある。本発明の第2は、上記において、モジュレーショ
ンが60%以上のものが該当する。
【0006】請求項3に記載の追記型光記録媒体では、
第1記録層をAu、Cu、Agあるいはこれらの合金と
し、第1記録層の膜厚を30nm以下とする。請求項4
に記載の追記型光記録媒体では、第1記録層をAlある
いはこれらの合金とし、この第1記録層の膜厚を20n
m以下の範囲とする。
【0007】さらに、請求項5に記載の追記型光記録媒
体では、記録層の層構成が、読みとり光の入射面に近い
側に第1記録層が配置され、記録マーク部分の反射率が
低下する構成となっている。
【0008】本発明の第6は、本発明の2、3、4また
は5において光干渉層の屈折率をn、膜厚をd、記録波
長をλと表す表式において、これらが、 1.9≦n≦2.5 0.25≦nd/λ≦0.35 600nm≦λ≦680nm の範囲にあることを特徴とする。
【0009】本発明の第7は、本発明の第2、3、4ま
たは5において光干渉層の屈折率をn、膜厚をd、記録
波長をλと表す表式において、これらが、 1.4≦n<1.6 0.33≦nd/λ≦0.41 600nm≦λ≦680nm の範囲にあることを特徴とする。
【0010】本発明の第8は、本発明の第2、3、4、
または5において光干渉層の屈折率をn、膜厚をd、記
録波長をλと表す表式において、これらが、 1.6≦n<1.9 0.31≦nd/λ≦0.37 600nm≦λ≦680nm の範囲にあることを特徴とする。
【0011】本発明の第9は、本発明の第6において、
半透明層をAuまたはAgとし、該半透明層の膜厚を5
〜16nmの範囲とすることを特徴とする。本発明の第
10は、本発明の第6において、半透明層をAlとし、
簸Alの膜厚を1〜2nmの範囲とすることを特徴とす
る追記型光記録媒体である。
【0012】
【作用】本発明では、記録層の前面に、光干渉層が存在
する。この光干渉層の作用は、モジュレーションと反射
率の制御にあるが、基板と光干渉層との間に半透明層を
介在させることにより上記作用が増加する。
【0013】好ましい光干渉層の膜厚と屈折率には、一
定の関係がある。また、光吸収層としては、屈折率の実
部が小さく、虚部が適度に大きいほど好ましいが、この
光吸収層の膜厚の好適な範囲は、光吸収層の光学定数に
強く依存する。
【0014】第1記録層及び第2記録層の積層順番は任
意であるが、これにより、記録時の反射率変化が規定さ
れる。DVD−ROMとの互換をとるという観点から
は、記録マーク部分の反射率を低下させる必要があり、
これは、記録層の層構成が、読みとり光の入射面に近い
側に第1記録層が配置される場合に実現する。この場合
過度に第1記録層膜厚が大きい場合には、光吸収の低
下、あるいは熱拡散の増大による記録感度の悪化、ある
いは、ジッタの増加が問題になり、好ましい記録層膜厚
には上限がある。また、第1記録層及び第2記録層の膜
厚は、合金化前後の記録層による反射光の振幅及び位相
差に関連するパラメータでありモジュレーション等に影
響を与える。
【0015】
【発明の実施の形態】図1に本発明に使用される追記型
光記録媒体の層構成を示す。ポリカーボネート基板1上
に光吸収層2、光干渉層3、第1記録層104及び第2
記録層105から成る記録層4、樹脂から成る環境保護
層5が順次堆積されている。光吸収層2はAuまたはA
lからなる。光干渉層3はZnS・SiO2またはSi
2である。第1記録層104はAu、Ag、Cu、A
l等である。第2記録層105はGeから成る。この構
成では、記録後のマーク部の反射率は低下する。基板の
トラックピッチは0.74μmである。
【0016】表1に、本構成の追記型光記録媒体の記録
波長635nm、記録線速7m/s、データビット長
0.267μm/bitでの記録における反射率・モジ
ュレーションの第2記録層膜厚依存性を示す。表1で、
Auから成る光吸収層2の膜厚は7nm、ZnS・Si
2から成る光干渉層3の膜厚は95nm、Alから成
る第1記録層104の膜厚は10nm、記録再生波長は
635nmである。第2記録層105の膜厚が50nm
近傍、及び100nm近傍で大きなモジュレーションが
得られる。Geは屈折率の実部が大きく、吸収係数が比
較的小さいため、Geそのものも干渉層として作用し、
反射率やモジュレーション、及び記録状態と未記録状態
の反射光の位相差に影響を与える。ジッタなどの改善の
ために、Ge層の上に付加的な放熱層、あるいは干渉層
を堆積しても良い。
【0017】
【表1】
【0018】表2に第1記録層104がAgの場合のモ
ジュレーション、反射率の第1記録層膜厚依存性を示
す。Ag膜厚が30nmを上回る場合にはモジュレーシ
ョンは低下する。また、記録感度に関しては、熱伝導及
び記録層の光吸収率の関係でAg膜厚が薄い場合の方が
好ましい。即ち、Ag第1記録層の膜厚が厚い場合に
は、記録レーザービームの吸収が小さく、かつ、熱伝導
による熱拡散が大きく、加熱に多大なエネルギーを要す
る。この点からもAg膜厚は30nm以下が好ましい。
【0019】
【表2】
【0020】表3に、第1記録層がAlの場合のモジュ
レーション、反射率の第1記録層膜厚依存性を示す。A
lはAgと比較して、吸収係数が大きく、モジュレーシ
ョンの極大を与える膜厚は約20nmである。上記と同
様に記録感度の観点からも、Al膜厚は20nm以下が
好ましい。
【0021】
【表3】
【0022】表4に光干渉層を記録波長635nmでの
屈折率が2.17であるZnS・SiO2薄膜とした場
合の反射率、モジュレーションを示す。第1記録層はA
l:10nmで、第2記録層はGe:30nmである。
光干渉層の膜厚85nm付近にモジュレーションの極大
値があり、nd/λが0.25〜0.35の範囲でモジ
ュレーションは60%以上となる。
【0023】
【表4】
【0024】表5に光干渉層を記録波長635nmでの
屈折率が1.457であるSiO2薄膜とした場合の反
射率、モジュレーションを示す。光干渉層の膜厚160
nm付近にモジュレーションの極大値があり、nd/λ
が0.33〜0.41の範囲でモジュレーションは60
%以上となる。
【0025】
【表5】
【0026】表6に光干渉層を記録波長635nmでの
屈折率が1.766であるAl23薄膜とした場合の反
射率、モジュレーションを示す。光干渉層の膜厚120
nm付近にモジュレーションの極大値があり、nd/λ
が0.31〜0.37の範囲でモジュレーションは60
%以上となる。
【0027】
【表6】
【0028】表7に半透明層をAuとした場合の反射
率、モジュレーションの半透明層膜厚依存性を示す。記
録層は第1記録層がAl:10nm、第2記録層がG
e:30nmである。Au膜厚5〜15nmでモジュレ
ーションは60%を上回る。
【0029】
【表7】
【0030】表8に半透明層をAlとした場合の、反射
率、モジュレーションの半透明層膜厚依存性を示す。記
録層は、第1記録層がAl:10nm、第2記録層がG
e:30nmである。Al膜厚1〜2nmでモジュレー
ションは60%を上回る。これ以外に、AgInSbT
e、GeSbTeなどの相変化材料も半透明層として使
用可能であるが、この場合、半透明層は記録時の熱エネ
ルギーにより結晶化するので、光学定数が変化し、補助
的な記録層としての作用も有する。
【0031】
【表8】
【0032】以上のように本発明では、Geと合金化可
能な第1記録層を有する光記録媒体において、記録状態
の反射率が低下する層構成で、モジュレーション60%
以上を得た。なお、本発明に使用される光記録媒体の層
横成は上記に限定されず、公知の光記録媒体の任意の靖
造が可能である。
【0033】
【発明の効果】本発明は上記のごとくなしたが故に以下
の効果が生じた。パワーマージンに優れる無機系追記型
光記録媒体のモジュレーションが向上し、DVD−RO
M等の汎用ドライブで再生可能な追記型光記録媒体を得
た。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の追記型光記録媒体の層構成を示す。
【符号の説明】
1 ポリカーボネート基板 2 光吸収層 3 光干渉層 4 記録層 5 環境保護層 104 第1記録層 105 第2記録層
フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) G11B 7/24 538 G11B 7/24 538A (72)発明者 芝口 孝 東京都大田区中馬込1丁目3番6号 株式 会社リコー内 Fターム(参考) 5D029 JA01 JB03 JB17 JB35 JC20 LB01 LB07 LC06 MA02 MA03

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 基板上の半透明層、該半透明層上の光干
    渉層、該光干渉層上の記録層を少なくとも有し、かつ、
    該記録層が金属、または半金属、あるいはこれらの合金
    から成る第1記録層とGeから成る第2記録層とを有す
    ることを特徴とする追記型光記録媒体。
  2. 【請求項2】 請求項1においてモジュレーションが6
    0%以上であることを特徴とする追記型光記録媒体。
  3. 【請求項3】 請求項1または2において第1記録層を
    Au、Cu、Agあるいはこれらの合金とし、かつ、該
    第1記録層の膜厚を30nm以下の範囲とすることを特
    徴とする追記型光記録媒体。
  4. 【請求項4】 請求項1または2において第1記録層を
    Alあるいはこれらの合金とし、かつ、該第1記録層の
    膜厚を20nm以下とすることを特徴とする追記型光記
    録媒体。
  5. 【請求項5】 請求項3または4において、記録層の層
    構成が、読みとり光の入射面に近い側に第1記録層が配
    置され、記録マーク部分の反射率が低下することを特徴
    とする追記型光記録媒体。
  6. 【請求項6】 請求項2、3、4、または5において光
    干渉層の屈折率をn、膜厚をd、記録波長をλと表す表
    式において、これらが、 1.9≦n≦2.5 0.25≦nd/λ≦0.35 600nm≦λ≦680nm の範囲にあることを特徴とする追記型光記録媒体。
  7. 【請求項7】 請求項2、3、4または5において光干
    渉層の屈折率をn、膜厚をd、記録波長をλと表す表式
    において、これらが、 1.4≦n<1.6 0.33≦nd/λ≦0・41 600nm≦λ≦680nm の範囲にあることを特徴とする追記型光記録媒体。
  8. 【請求項8】 請求項2、3、4または5において光干
    渉層の屈折率をn、膜厚をd、記録波長をλと表す表式
    において、これらが、 1.6≦n≦1.9 0.31≦nd/λ≦0.37 600nm≦λ≦680nm の範囲にあることを特徴とする追記型光記録媒体。
  9. 【請求項9】 請求項6において、半透明層をAuまた
    はAgとし、該半透明層の膜厚を5〜15nmの範囲と
    することを特徴とする追記型光記録媒体。
  10. 【請求項10】 請求項6において、半透明層をAlと
    し、該Alの膜厚を1〜2nmの範囲とすることを特徴
    とする追記型光記録媒体。
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