JP2001155392A - 相変化型記録媒体及び記録再生装置 - Google Patents
相変化型記録媒体及び記録再生装置Info
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- JP2001155392A JP2001155392A JP33416099A JP33416099A JP2001155392A JP 2001155392 A JP2001155392 A JP 2001155392A JP 33416099 A JP33416099 A JP 33416099A JP 33416099 A JP33416099 A JP 33416099A JP 2001155392 A JP2001155392 A JP 2001155392A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 光の回折限界以下の微小マークの再生を可能
にし、高記録密度を実現することのできる相変化型記録
媒体及び記録再生装置を提供する。 【解決手段】 結晶相とアモルファス相の間を相変化す
る相変化材料の結晶相の電気抵抗をＲｃ、アモルファス
相の電気抵抗をＲａとするとき、電気抵抗比Ｒａ／Ｒｃ
が１×１０4以上である相変化材料を記録層とする相変
化型記録記録媒体。結晶相とアモルファス相の間を相変
化する相変化材料の表面を走査型電子顕微鏡で観察して
得られる電子線像において、結晶相の輝度をＬｃ、アモ
ルファス相の輝度をＬａとするとき、Ｌｃ＞Ｌａである
相変化材料を記録層とする相変化型記録媒体。
にし、高記録密度を実現することのできる相変化型記録
媒体及び記録再生装置を提供する。 【解決手段】 結晶相とアモルファス相の間を相変化す
る相変化材料の結晶相の電気抵抗をＲｃ、アモルファス
相の電気抵抗をＲａとするとき、電気抵抗比Ｒａ／Ｒｃ
が１×１０4以上である相変化材料を記録層とする相変
化型記録記録媒体。結晶相とアモルファス相の間を相変
化する相変化材料の表面を走査型電子顕微鏡で観察して
得られる電子線像において、結晶相の輝度をＬｃ、アモ
ルファス相の輝度をＬａとするとき、Ｌｃ＞Ｌａである
相変化材料を記録層とする相変化型記録媒体。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、高密度記録に対応
可能な相変化記録媒体及び記録再生装置に関する。
可能な相変化記録媒体及び記録再生装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】レーザー光により情報を記録再生する光
記録媒体において、光照射によりアモルファス相−結晶
相間の可逆的な変化が生じる相変化材料を記録層とした
媒体がある。この相変化記録媒体は、記録・消去ができ
るとともに、既に記録された情報を消去しながら新たな
情報を記録するワンビームオーバーライトが可能であ
る。記録レベルのレーザービームを照射し融点以上に加
熱した後に急冷することでアモルファスマークを形成し
情報を記録し、消去レベルのレーザー光を照射し結晶化
温度まで昇温した後に徐冷することでマークを結晶化し
情報を消去する。記録された情報は、アモルファス相−
結晶相間での反射率差や位相差による反射光量の変化を
検出し再生する。
記録媒体において、光照射によりアモルファス相−結晶
相間の可逆的な変化が生じる相変化材料を記録層とした
媒体がある。この相変化記録媒体は、記録・消去ができ
るとともに、既に記録された情報を消去しながら新たな
情報を記録するワンビームオーバーライトが可能であ
る。記録レベルのレーザービームを照射し融点以上に加
熱した後に急冷することでアモルファスマークを形成し
情報を記録し、消去レベルのレーザー光を照射し結晶化
温度まで昇温した後に徐冷することでマークを結晶化し
情報を消去する。記録された情報は、アモルファス相−
結晶相間での反射率差や位相差による反射光量の変化を
検出し再生する。
【０００３】レーザービームの発光パルス長を短くする
ことによって、ビーム径より小さなマーク長が記録でき
る。しかし、再生できるマーク長は、レーザー発光波長
と対物レンズのＮＡによって決まる。また、トラックピ
ッチのスケーリングもビーム径で決定される。これは、
マーク長やトラックピッチがビーム径以下になると、相
互干渉が起こり信号強度が減衰するためである。つま
り、記録・再生を同一レーザービームで行う場合には、
小さいマークが記録できても再生できず、再生限界が媒
体の記録密度を制限している。
ことによって、ビーム径より小さなマーク長が記録でき
る。しかし、再生できるマーク長は、レーザー発光波長
と対物レンズのＮＡによって決まる。また、トラックピ
ッチのスケーリングもビーム径で決定される。これは、
マーク長やトラックピッチがビーム径以下になると、相
互干渉が起こり信号強度が減衰するためである。つま
り、記録・再生を同一レーザービームで行う場合には、
小さいマークが記録できても再生できず、再生限界が媒
体の記録密度を制限している。
【０００４】現在、光ディスクにおいては次世代ＤＶＤ
として短波長レーザーによる高密度化が進行している
が、何れの世代においても記録密度は再生の制限を受け
る。記録密度を大幅に向上するためには、特に再生手段
を改良する必要がある。前述のように、相変化記録では
アモルファス相−結晶相間での反射率差や位相差による
反射光量の変化を検出するが、今後は他の物性値変化を
利用することも必要になってくる。
として短波長レーザーによる高密度化が進行している
が、何れの世代においても記録密度は再生の制限を受け
る。記録密度を大幅に向上するためには、特に再生手段
を改良する必要がある。前述のように、相変化記録では
アモルファス相−結晶相間での反射率差や位相差による
反射光量の変化を検出するが、今後は他の物性値変化を
利用することも必要になってくる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、かかる従来
技術の実状に鑑み、光の回折限界以下の微小マークの再
生を可能にし、高記録密度を実現することのできる相変
化型記録媒体及び記録再生装置を提供することをその課
題とする。
技術の実状に鑑み、光の回折限界以下の微小マークの再
生を可能にし、高記録密度を実現することのできる相変
化型記録媒体及び記録再生装置を提供することをその課
題とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、上記課
題を解決するため、結晶相とアモルファス相の間を相変
化する相変化材料の結晶相の電気抵抗をＲｃ、アモルフ
ァス相の電気抵抗をＲａとするとき、電気抵抗比Ｒａ／
Ｒｃが１×１０4以上である相変化材料を記録層とする
相変化型記録記録媒体が提供される。また、本発明によ
れば、結晶相とアモルファス相の間を相変化する相変化
材料の表面を走査型電子顕微鏡で観察して得られる電子
線像において、結晶相の輝度をＬｃ、アモルファス相の
輝度をＬａとするとき、Ｌｃ＞Ｌａである相変化材料を
記録層とする相変化型記録媒体が提供される。また、本
発明によれば、上記構成において、記録層には、主成分
であるＳｂＴｅと、その主成分の他にＧｅ，Ａｇ，Ｉ
ｎ，Ｇａ，Ｓｉ，Ｂ，Ｓｎ，Ｂｉ，Ｂａの群から選ばれ
る少なくとも一種類の元素が含まれること特徴とする相
変化型記録媒体が提供される。さらに、本発明によれ
ば、上記いずれかに記載の相変化型記録媒体の記録層に
おける結晶相とアモルファス相間での電気抵抗変化、抵
抗変化に起因する電流変化、抵抗変化に起因する電圧変
化、及び抵抗変化に起因する温度変化のうちの少なくと
も一の変化を検出する検出手段を有することを特徴とす
る情報記録再生装置が提供される。
題を解決するため、結晶相とアモルファス相の間を相変
化する相変化材料の結晶相の電気抵抗をＲｃ、アモルフ
ァス相の電気抵抗をＲａとするとき、電気抵抗比Ｒａ／
Ｒｃが１×１０4以上である相変化材料を記録層とする
相変化型記録記録媒体が提供される。また、本発明によ
れば、結晶相とアモルファス相の間を相変化する相変化
材料の表面を走査型電子顕微鏡で観察して得られる電子
線像において、結晶相の輝度をＬｃ、アモルファス相の
輝度をＬａとするとき、Ｌｃ＞Ｌａである相変化材料を
記録層とする相変化型記録媒体が提供される。また、本
発明によれば、上記構成において、記録層には、主成分
であるＳｂＴｅと、その主成分の他にＧｅ，Ａｇ，Ｉ
ｎ，Ｇａ，Ｓｉ，Ｂ，Ｓｎ，Ｂｉ，Ｂａの群から選ばれ
る少なくとも一種類の元素が含まれること特徴とする相
変化型記録媒体が提供される。さらに、本発明によれ
ば、上記いずれかに記載の相変化型記録媒体の記録層に
おける結晶相とアモルファス相間での電気抵抗変化、抵
抗変化に起因する電流変化、抵抗変化に起因する電圧変
化、及び抵抗変化に起因する温度変化のうちの少なくと
も一の変化を検出する検出手段を有することを特徴とす
る情報記録再生装置が提供される。
【０００７】
【発明の実施の形態】以下本発明の実施の形態を詳述す
る。請求項１に記載の発明は、例えばレーザー光のよう
な光を照射することによりアモルファス相と結晶相との
間を相変化する材料において、アモルファス相である記
録マークの電気抵抗をＲａ、結晶相である未記録部分の
電気抵抗をＲｃとしたとき、その電気抵抗比Ｒａ／Ｒｃ
が１×１０4以上、好ましくは１×１０5以上であること
を特徴とする。ここで、アモルファス相の電気抵抗は、
１〜１００（Ω・ｃｍ）の範囲にあり、結晶相の電気抵
抗は１×１０-5〜１×１０-3（Ω・ｃｍ）の範囲にある
ことが望ましい。このような相変化材料の表面を走査電
子顕微鏡（ＳＥＭ；scanning electron microscope）で
観察した場合、請求項２に記載したように、結晶相の輝
度をＬｃ、アモルファス相の輝度Ｌａとした場合、Ｌｃ
＞Ｌａ、好ましくは輝度比Ｌｃ／Ｌａが１．２以上とな
り、結晶・アモルファスの違いがコントラスト変化とし
て観測できる。
る。請求項１に記載の発明は、例えばレーザー光のよう
な光を照射することによりアモルファス相と結晶相との
間を相変化する材料において、アモルファス相である記
録マークの電気抵抗をＲａ、結晶相である未記録部分の
電気抵抗をＲｃとしたとき、その電気抵抗比Ｒａ／Ｒｃ
が１×１０4以上、好ましくは１×１０5以上であること
を特徴とする。ここで、アモルファス相の電気抵抗は、
１〜１００（Ω・ｃｍ）の範囲にあり、結晶相の電気抵
抗は１×１０-5〜１×１０-3（Ω・ｃｍ）の範囲にある
ことが望ましい。このような相変化材料の表面を走査電
子顕微鏡（ＳＥＭ；scanning electron microscope）で
観察した場合、請求項２に記載したように、結晶相の輝
度をＬｃ、アモルファス相の輝度Ｌａとした場合、Ｌｃ
＞Ｌａ、好ましくは輝度比Ｌｃ／Ｌａが１．２以上とな
り、結晶・アモルファスの違いがコントラスト変化とし
て観測できる。
【０００８】また、請求項３に記載するように、本発明
の相変化型記録媒体における相変化型記録層の構成元
素、組成を最適化することにより、結晶相−アモルファ
ス相間での電気抵抗比Ｒａ／Ｒｃを大きくできる。即
ち、この場合、相変化型記録層は、ＳｂＴｅを主成分と
する。特に、ＳｂｘＴｅｙとした場合、ｘ／ｙ＝１〜４
の組成比とした共晶点付近の組成が記録層材料として好
ましい。また、この場合、主成分であるＳｂＴｅの他
に、Ｇｅ，Ａｇ，Ｉｎ，Ｇａ，Ｓｉ，Ｂ，Ｓｎ，Ｂｉ，
Ｂａの群、好ましくはＧｅ，Ａｇ，Ｉｎ，Ｇａの群から
選ばれる元素を少なくても１種類以上含ませる。以下の
説明では、これらの元素を添加元素と記載する。添加元
素の含有量は、１５ａｔ％以下とする。特に、添加元素
がＡｇである場合は３ａｔ％以下、Ｉｎ，Ｂ，Ｇａ，Ｂ
ｉである場合は１０ａｔ％以下、Ｇｅ，Ｓｉ，Ｓｎ，Ｂ
ａである場合は５ａｔ％以下とすることが好ましい。こ
のような組成では、アモルファス相−結晶相間の電気抵
抗差が特に大きくなる。例えば、ＡｇＩｎＳｂＴｅ、Ｇ
ｅＡｇＩｎＳｂＴｅ、ＧｅＧａＳｂＴｅなどの組成が記
録層として適する。
の相変化型記録媒体における相変化型記録層の構成元
素、組成を最適化することにより、結晶相−アモルファ
ス相間での電気抵抗比Ｒａ／Ｒｃを大きくできる。即
ち、この場合、相変化型記録層は、ＳｂＴｅを主成分と
する。特に、ＳｂｘＴｅｙとした場合、ｘ／ｙ＝１〜４
の組成比とした共晶点付近の組成が記録層材料として好
ましい。また、この場合、主成分であるＳｂＴｅの他
に、Ｇｅ，Ａｇ，Ｉｎ，Ｇａ，Ｓｉ，Ｂ，Ｓｎ，Ｂｉ，
Ｂａの群、好ましくはＧｅ，Ａｇ，Ｉｎ，Ｇａの群から
選ばれる元素を少なくても１種類以上含ませる。以下の
説明では、これらの元素を添加元素と記載する。添加元
素の含有量は、１５ａｔ％以下とする。特に、添加元素
がＡｇである場合は３ａｔ％以下、Ｉｎ，Ｂ，Ｇａ，Ｂ
ｉである場合は１０ａｔ％以下、Ｇｅ，Ｓｉ，Ｓｎ，Ｂ
ａである場合は５ａｔ％以下とすることが好ましい。こ
のような組成では、アモルファス相−結晶相間の電気抵
抗差が特に大きくなる。例えば、ＡｇＩｎＳｂＴｅ、Ｇ
ｅＡｇＩｎＳｂＴｅ、ＧｅＧａＳｂＴｅなどの組成が記
録層として適する。
【０００９】本発明による相変化記録媒体の構成は、基
板／相変化型記録層の記録層単層でもよいし、金属層、
保護層と組み合わせた積層構成としてもよい。例えば、
基板／第１の保護層／相変化型記録層／第２の保護層／
金属層、基板／金属層／第１の保護層／：相変化型記録
層／第２の保護層などの積層構成とすることが好まし
い。
板／相変化型記録層の記録層単層でもよいし、金属層、
保護層と組み合わせた積層構成としてもよい。例えば、
基板／第１の保護層／相変化型記録層／第２の保護層／
金属層、基板／金属層／第１の保護層／：相変化型記録
層／第２の保護層などの積層構成とすることが好まし
い。
【００１０】基板としては、ポリカーボネート、アクリ
ル樹脂、ポリオフィン、エポキシ樹脂、ビニルステル、
紫外線硬化樹脂、ガラス等の透明基板が使用できる。
ル樹脂、ポリオフィン、エポキシ樹脂、ビニルステル、
紫外線硬化樹脂、ガラス等の透明基板が使用できる。
【００１１】保護層としては、ＳｉＯ2，Ａｌ2Ｏ3，Ｔ
ａ2Ｏ5，ＺｒＯ2，ＺｎＯなどの酸化物、ＺｎＳ，Ｓｍ
Ｓ，ＳｒＳ，ＣａＳ，などの硫化物、ＣａＦ2，Ｍｇ
Ｆ2，ＢａＦ2，ＳｒＦ2などのフッ化物、ＢＮ，ＳｉＮ
などのチッ化物、ＳｉＣ，ＤＬＣ、ｉ−Ｃ等の炭化物材
料を、単体でもしくは混合体として用いることができ
る。さらにこれらの材料は単層で用いてもよく、複数を
積層構造として用いてもよい。
ａ2Ｏ5，ＺｒＯ2，ＺｎＯなどの酸化物、ＺｎＳ，Ｓｍ
Ｓ，ＳｒＳ，ＣａＳ，などの硫化物、ＣａＦ2，Ｍｇ
Ｆ2，ＢａＦ2，ＳｒＦ2などのフッ化物、ＢＮ，ＳｉＮ
などのチッ化物、ＳｉＣ，ＤＬＣ、ｉ−Ｃ等の炭化物材
料を、単体でもしくは混合体として用いることができ
る。さらにこれらの材料は単層で用いてもよく、複数を
積層構造として用いてもよい。
【００１２】金属層材料としては、Ａｌ−Ｔｉ合金、Ａ
ｌ−Ｃｒ合金、Ａｌ−Ｈｆ合金、Ａｌ−Ｓｉ合金などの
Ａｌ系合金材料が使用できる。また、Ａｇ，ＡｇＰｄ，
ＡｇＣｕＰｄ，ＡｇＴｉ，ＡｇＴｉＣｕなどのＡｇ系材
料や、Ｐｄ，Ｒｈ，Ｔａ，Ｗ，Ａｕ，Ｐｔ，Ｉｒ，Ｏ
ｓ，Ｉｎ，Ｔｉを単元素もしくは他元素との化合物の状
態で用いることもできる。
ｌ−Ｃｒ合金、Ａｌ−Ｈｆ合金、Ａｌ−Ｓｉ合金などの
Ａｌ系合金材料が使用できる。また、Ａｇ，ＡｇＰｄ，
ＡｇＣｕＰｄ，ＡｇＴｉ，ＡｇＴｉＣｕなどのＡｇ系材
料や、Ｐｄ，Ｒｈ，Ｔａ，Ｗ，Ａｕ，Ｐｔ，Ｉｒ，Ｏ
ｓ，Ｉｎ，Ｔｉを単元素もしくは他元素との化合物の状
態で用いることもできる。
【００１３】本発明の相変化型記録媒体では、記録・未
記録部分の電気抵抗差が大きい。このために、抵抗差を
検出し記録情報を再生することが可能となる。請求項４
に記載するように、記録再生装置には、記録・未記録部
分における抵抗変化、抵抗変化に起因する電流変化、抵
抗変化に起因する電圧変化、抵抗変化に起因する温度変
化のうちの少なくとも一の変化を検知できる検出手段を
設ける。走査トンネル顕微鏡（ＳＴＭ）や、原子間力顕
微鏡（ＡＦＭ）などを含むＳＰＭ技術を検出手段に応用
しても構わない。つまり、導電性探針を相変化型記録媒
体表面に対して近接もしくは接触させて、アモルファス
相−結晶相間での電気抵抗差に伴うトンネリング電流の
変化を検出してもよい。また、電気抵抗差に伴い媒体表
面の帯電状態がアモルファス相−結晶相間で変化するこ
とから、導電性探針で表面電位の変化を検出しても構わ
ない。
記録部分の電気抵抗差が大きい。このために、抵抗差を
検出し記録情報を再生することが可能となる。請求項４
に記載するように、記録再生装置には、記録・未記録部
分における抵抗変化、抵抗変化に起因する電流変化、抵
抗変化に起因する電圧変化、抵抗変化に起因する温度変
化のうちの少なくとも一の変化を検知できる検出手段を
設ける。走査トンネル顕微鏡（ＳＴＭ）や、原子間力顕
微鏡（ＡＦＭ）などを含むＳＰＭ技術を検出手段に応用
しても構わない。つまり、導電性探針を相変化型記録媒
体表面に対して近接もしくは接触させて、アモルファス
相−結晶相間での電気抵抗差に伴うトンネリング電流の
変化を検出してもよい。また、電気抵抗差に伴い媒体表
面の帯電状態がアモルファス相−結晶相間で変化するこ
とから、導電性探針で表面電位の変化を検出しても構わ
ない。
【００１４】
【実施例】以下に、実施例により詳細に説明する。
【００１５】実施例１（請求項１、３） 図１に本実施例による媒体構成を示す。厚さ０．６ｍ
ｍ、直径１２０ｍｍガラス基板上（１０１）に、相変化
型記録層（１０２）を２００ｎｍの膜厚で成膜した。相
変化型記録層の成膜はＲＦスパッタリング法により行っ
た。成膜圧力は１ｍＴｏｒｒ、投入電力は３００Ｗ、成
膜雰囲気はＡｒとした。前記相変化記録層材料はＡｇＩ
ｎＳｂＴｅとした。スパッタリングターゲットの組成
は、Ａｇ；３．８（ａｔ％），Ｉｎ；７（ａｔ％），Ｓ
ｂ６１（ａｔ％），Ｔｅ２８．２（ａｔ％）であった。
次に、ＡｇＩｎＳｂＴｅをレーザー加熱により初期化
（結晶化）し、本実施例による相変化型光ディスクを完
成させた。初期化の際の線速度は３．０ｍ／ｓｅｃと
し、ヘッドの送りは３０μｍ／ｓｅｃとした。レーザー
ビームの波長は７８０ｎｍとし、パワーは８００ｍＷと
した。次に、上記相変化型光ディスクの一部を初期化
し、結晶相部分とアモルファス相部分を形成し、各部分
の電気抵抗値を求めた。電気抵抗値は、４端子抵抗測定
法でシート抵抗を測定し、ＡｇＩｎＳｂＴｅの膜厚で換
算し求めた。この方法で求めた電気抵抗は、結晶相部分
Ｒｃ＝４．６×１０-4（Ω・ｃｍ）であり、アモルファ
ス相部分Ｒａ＝１０．５（Ω・ｃｍ）であった。電気抵
抗比Ｒａ／Ｒｃ＝２．３×１０5であった。
ｍ、直径１２０ｍｍガラス基板上（１０１）に、相変化
型記録層（１０２）を２００ｎｍの膜厚で成膜した。相
変化型記録層の成膜はＲＦスパッタリング法により行っ
た。成膜圧力は１ｍＴｏｒｒ、投入電力は３００Ｗ、成
膜雰囲気はＡｒとした。前記相変化記録層材料はＡｇＩ
ｎＳｂＴｅとした。スパッタリングターゲットの組成
は、Ａｇ；３．８（ａｔ％），Ｉｎ；７（ａｔ％），Ｓ
ｂ６１（ａｔ％），Ｔｅ２８．２（ａｔ％）であった。
次に、ＡｇＩｎＳｂＴｅをレーザー加熱により初期化
（結晶化）し、本実施例による相変化型光ディスクを完
成させた。初期化の際の線速度は３．０ｍ／ｓｅｃと
し、ヘッドの送りは３０μｍ／ｓｅｃとした。レーザー
ビームの波長は７８０ｎｍとし、パワーは８００ｍＷと
した。次に、上記相変化型光ディスクの一部を初期化
し、結晶相部分とアモルファス相部分を形成し、各部分
の電気抵抗値を求めた。電気抵抗値は、４端子抵抗測定
法でシート抵抗を測定し、ＡｇＩｎＳｂＴｅの膜厚で換
算し求めた。この方法で求めた電気抵抗は、結晶相部分
Ｒｃ＝４．６×１０-4（Ω・ｃｍ）であり、アモルファ
ス相部分Ｒａ＝１０．５（Ω・ｃｍ）であった。電気抵
抗比Ｒａ／Ｒｃ＝２．３×１０5であった。
【００１６】実施例２（請求項２、３） 例えば、記録層が薄く、実施例１に記載のシート抵抗測
定が行えない場合には、本実施例に記載する方法で電気
抵抗差に起因するＳＥＭ象におけアモルファス相−結晶
相間での輝度比Ｌｃ／Ｌａを確認する。図２に本実施例
の媒体構成を示す。基板（２０１）はポリカーボネー
ト、厚さ０．６ｍｍ、直径１２０ｍｍとした。基板表面
には、ピッチ０．７４μｍのランド・グルーブを設け
た。ポリカーボネート基板（２０１）上に金属層である
Ａｇ（２０２）を膜厚１２０ｎｍで成膜した。その成膜
はＤＣスパッタ法で行った。成膜圧力は１ｍＴｏｒｒと
し、投入電力は７５０Ｗとし、成膜雰囲気はＡｒとし
た。金属層上に第１の保護層（２０３）としてＺｎＳ−
ＳｉＯ2を膜厚２０ｎｍで成膜した。その成膜はＲＦス
パッタリング法で行った。成膜圧力は１ｍＴｏｒｒと
し、投入電力は１．５ｋＷとし、成膜雰囲気はＡｒとし
た。引き続き相変化記録層（２０４）であるＡｇＩｎＳ
ｂＴｅを膜厚１５ｎｍで成膜した。その成膜方法及びス
パッタリングターゲットの組成は実施例１と同じとし
た。次に第２の保護層（２０５）であるＺｎＳ−ＳｉＯ
2を膜厚２０ｎｍで成膜した。その成膜方法は第１の保
護層と同じとした。次に、記録層を初期化した。初期化
の際の線速度は２．０ｍ／ｓｅｃとし、ヘッドの送りは
２４μｍ／ｓｅｃとした。レーザービームの波長は７８
０ｎｍであり、パワーは５００ｍＷであった。以上の方
法で本発明による相変化型光ディスクを完成させた。上
記相変化型光ディスクに対して、波長６３５ｎｍ、対物
レンズのＮＡ０．６の光学系を用いて、記録線密度０．
２７μｍ／ｂｉｔのＥＦＭ＋（eight fourteen modulat
ion＋）変調パターンを記録した。記録後に第２の保護
層（２０５）を除去した。除去は、フッ酸溶液のウェッ
トエッチングで行った。図３は走査型電子顕微鏡（ＳＥ
Ｍ）で記録層（２０４）表面を観察した結果である。ア
モルファス状態である記録マークは、結晶状態である未
記録部分に対して高抵抗であることから、２次電子強度
が低く暗いコントラストを示す。図３のＳＥＭ像全体に
おける輝度の頻度分布を図４に示す。横軸が輝度、縦軸
は画像ピクセル数である。４０１はアモルファス部分の
輝度分布、４０２は結晶相部分の輝度分布を示す。各ピ
ーク位置の輝度をＬｃ及びＬａとすると、輝度比Ｌｃ／
Ｌａ＝１．７となっている。
定が行えない場合には、本実施例に記載する方法で電気
抵抗差に起因するＳＥＭ象におけアモルファス相−結晶
相間での輝度比Ｌｃ／Ｌａを確認する。図２に本実施例
の媒体構成を示す。基板（２０１）はポリカーボネー
ト、厚さ０．６ｍｍ、直径１２０ｍｍとした。基板表面
には、ピッチ０．７４μｍのランド・グルーブを設け
た。ポリカーボネート基板（２０１）上に金属層である
Ａｇ（２０２）を膜厚１２０ｎｍで成膜した。その成膜
はＤＣスパッタ法で行った。成膜圧力は１ｍＴｏｒｒと
し、投入電力は７５０Ｗとし、成膜雰囲気はＡｒとし
た。金属層上に第１の保護層（２０３）としてＺｎＳ−
ＳｉＯ2を膜厚２０ｎｍで成膜した。その成膜はＲＦス
パッタリング法で行った。成膜圧力は１ｍＴｏｒｒと
し、投入電力は１．５ｋＷとし、成膜雰囲気はＡｒとし
た。引き続き相変化記録層（２０４）であるＡｇＩｎＳ
ｂＴｅを膜厚１５ｎｍで成膜した。その成膜方法及びス
パッタリングターゲットの組成は実施例１と同じとし
た。次に第２の保護層（２０５）であるＺｎＳ−ＳｉＯ
2を膜厚２０ｎｍで成膜した。その成膜方法は第１の保
護層と同じとした。次に、記録層を初期化した。初期化
の際の線速度は２．０ｍ／ｓｅｃとし、ヘッドの送りは
２４μｍ／ｓｅｃとした。レーザービームの波長は７８
０ｎｍであり、パワーは５００ｍＷであった。以上の方
法で本発明による相変化型光ディスクを完成させた。上
記相変化型光ディスクに対して、波長６３５ｎｍ、対物
レンズのＮＡ０．６の光学系を用いて、記録線密度０．
２７μｍ／ｂｉｔのＥＦＭ＋（eight fourteen modulat
ion＋）変調パターンを記録した。記録後に第２の保護
層（２０５）を除去した。除去は、フッ酸溶液のウェッ
トエッチングで行った。図３は走査型電子顕微鏡（ＳＥ
Ｍ）で記録層（２０４）表面を観察した結果である。ア
モルファス状態である記録マークは、結晶状態である未
記録部分に対して高抵抗であることから、２次電子強度
が低く暗いコントラストを示す。図３のＳＥＭ像全体に
おける輝度の頻度分布を図４に示す。横軸が輝度、縦軸
は画像ピクセル数である。４０１はアモルファス部分の
輝度分布、４０２は結晶相部分の輝度分布を示す。各ピ
ーク位置の輝度をＬｃ及びＬａとすると、輝度比Ｌｃ／
Ｌａ＝１．７となっている。
【００１７】実施例３（請求項４） 図５に本実施例による記録再生装置を示す。本装置は、
大まかに記録手段（５０１）、電流検出手段（５０２）
より構成される。レーザービームで記録し、電流検出手
段（５０２）によって記録情報を再生する。相変化型記
録媒体（５０３）の構成は実施例２と同じでとした。記
録手段（５０１）において、レーザーの発光波長は６５
０ｎｍ，対物レンズのＮＡは０．６５とした。レーザー
ビームの発光パルス長を短くし微小マークを形成した
（筆先記録）。ＥＦＭ＋変調パターンを線密度０．１２
μｍ／ｂｉｔで記録した。最短マーク長は０．１７５μ
ｍであった。検出手段（５０２）について記載すると、
検出手段（５０２）は、電源（５０２１）、ワイヤープ
ローブ（５０２２）、電流増幅器（５０２３）、電流検
出回路（５０２４）で構成される。ここで、ワイヤープ
ローブ（５０２２）は、半導体製造技術で作成する最小
線幅０．１５μｍのＡｌＴｉ配線（５０２２１）とし
た。このワイヤープローブ（５０２２）は、一定電流を
流した状態で媒体表面に近接させて移動するようにし
た。
大まかに記録手段（５０１）、電流検出手段（５０２）
より構成される。レーザービームで記録し、電流検出手
段（５０２）によって記録情報を再生する。相変化型記
録媒体（５０３）の構成は実施例２と同じでとした。記
録手段（５０１）において、レーザーの発光波長は６５
０ｎｍ，対物レンズのＮＡは０．６５とした。レーザー
ビームの発光パルス長を短くし微小マークを形成した
（筆先記録）。ＥＦＭ＋変調パターンを線密度０．１２
μｍ／ｂｉｔで記録した。最短マーク長は０．１７５μ
ｍであった。検出手段（５０２）について記載すると、
検出手段（５０２）は、電源（５０２１）、ワイヤープ
ローブ（５０２２）、電流増幅器（５０２３）、電流検
出回路（５０２４）で構成される。ここで、ワイヤープ
ローブ（５０２２）は、半導体製造技術で作成する最小
線幅０．１５μｍのＡｌＴｉ配線（５０２２１）とし
た。このワイヤープローブ（５０２２）は、一定電流を
流した状態で媒体表面に近接させて移動するようにし
た。
【００１８】記録マークの再生方法を図６に記載する。
再生の際にレーザービームは媒体表面を加熱するアシス
ト光として用いる。レーザービーム（６０４）をＤＣ発
光した状態でトラック上を移動させ、それに追従してワ
イヤープローブ（６０５）を媒体表面を移動させる。本
発明における相変化型記録媒体は、記録マークが高抵
抗、未記録部分が低抵抗である。従って、記録・未記録
部分での熱伝導率が大きく異なり、アシスト光を照射し
た際の熱応答特性が異なってくる。つまり、熱伝導率が
大きい未記録部分では、熱が記録層を介して金属層にた
だちに逃げるが、熱伝導率が低い記録部分（６０３）で
は第２の保護層（６０２）に蓄熱（６０７）される。従
って、アシスト光に遅れて媒体表面を移動するワイヤー
プローブ（６０５）では、記録・未記録を温度変化で検
知することができる。記録マークが存在する高温部分で
は、ワイヤープローブのＡｌＴｉ配線が過熱され、配線
抵抗が増加し電流値が低下する。従って、電流値の変化
を検出することによって、光の回折限界にあたる微小な
記録マークが再生できる。
再生の際にレーザービームは媒体表面を加熱するアシス
ト光として用いる。レーザービーム（６０４）をＤＣ発
光した状態でトラック上を移動させ、それに追従してワ
イヤープローブ（６０５）を媒体表面を移動させる。本
発明における相変化型記録媒体は、記録マークが高抵
抗、未記録部分が低抵抗である。従って、記録・未記録
部分での熱伝導率が大きく異なり、アシスト光を照射し
た際の熱応答特性が異なってくる。つまり、熱伝導率が
大きい未記録部分では、熱が記録層を介して金属層にた
だちに逃げるが、熱伝導率が低い記録部分（６０３）で
は第２の保護層（６０２）に蓄熱（６０７）される。従
って、アシスト光に遅れて媒体表面を移動するワイヤー
プローブ（６０５）では、記録・未記録を温度変化で検
知することができる。記録マークが存在する高温部分で
は、ワイヤープローブのＡｌＴｉ配線が過熱され、配線
抵抗が増加し電流値が低下する。従って、電流値の変化
を検出することによって、光の回折限界にあたる微小な
記録マークが再生できる。
【００１９】
【発明の効果】本発明によれば、請求項１、２、３に示
すように、記録・未記録部分の電気抵抗差を大きくする
ことによって、請求項４に示したように反射光以外の物
理量変化が利用できるようになる。この結果、実施例３
に示したような記録再生装置によって、光の回折限界以
下の微小記録マークが再生でき、相変化型記録媒体の高
密度化が可能となる。
すように、記録・未記録部分の電気抵抗差を大きくする
ことによって、請求項４に示したように反射光以外の物
理量変化が利用できるようになる。この結果、実施例３
に示したような記録再生装置によって、光の回折限界以
下の微小記録マークが再生でき、相変化型記録媒体の高
密度化が可能となる。
【図１】実施例１の相変化型記録媒体構成を示す模式的
断面図である。 １０１ ガラス基板 １０２ ＡｇＩｎＳｂＴｅ
断面図である。 １０１ ガラス基板 １０２ ＡｇＩｎＳｂＴｅ
【図２】実施例２の相変化型記録媒体構成を示す模式的
断面図である。 ２０１ ポリカーボネート基板 ２０２ Ａｇ ２０３ ＺｎＳ−ＳｉＯ2 ２０４ ＡｇＩｎＳｂＴｅ ２０５ ＺｎＳ−ＳｉＯ2
断面図である。 ２０１ ポリカーボネート基板 ２０２ Ａｇ ２０３ ＺｎＳ−ＳｉＯ2 ２０４ ＡｇＩｎＳｂＴｅ ２０５ ＺｎＳ−ＳｉＯ2
【図３】ＡｇＩｎＳｂＴｅの表面ＳＥＭ像（実施例２の
説明図）を示す図である。
説明図）を示す図である。
【図４】ＳＥＭ像の輝度分布（実施例２の説明図）を示
す図である。 ４０１ アモルファス相部分の輝度 Ｌａ ４０２ 結晶相部分の輝度 Ｌｃ
す図である。 ４０１ アモルファス相部分の輝度 Ｌａ ４０２ 結晶相部分の輝度 Ｌｃ
【図５】実施例３の記録再生装置の構成説明図である。 ５０１ 記録手段 ５０２ 再生手段 ５０２１ 電源 ５０２２ ワイヤープローブ ５０２３ 電流増幅器 ５０２４ 電流検出回路 ５０２２１ ＡｌＴｉ配線 ５０３ 相変化記録媒体（実施例２の層構成）
【図６】再生方法（実施例３の説明図）の説明図であ
る。 ６０１ 金属層 Ａｇ ６０２ 第２の保護層 ＺｎＳ−ＳｉＯ2 ６０３ 記録マーク ６０４ レーザービーム ６０５ ＡｌＴｉ配線 ６０６ 未記録部分における熱の逃げ ６０７ 記録部分における蓄熱
る。 ６０１ 金属層 Ａｇ ６０２ 第２の保護層 ＺｎＳ−ＳｉＯ2 ６０３ 記録マーク ６０４ レーザービーム ６０５ ＡｌＴｉ配線 ６０６ 未記録部分における熱の逃げ ６０７ 記録部分における蓄熱
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成１１年１１月２６日（１９９９．１１．
２６）
２６）
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正内容】
【特許請求の範囲】
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００６
【補正方法】変更
【補正内容】
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、上記課
題を解決するため、結晶相とアモルファス相の間を相変
化する相変化材料の結晶相の電気抵抗をＲｃ、アモルフ
ァス相の電気抵抗をＲａとするとき、電気抵抗比Ｒａ／
Ｒｃが１×１０4以上である相変化材料を記録層とする
相変化型記録媒体が提供される。また、本発明によれ
ば、結晶相とアモルファス相の間を相変化する相変化材
料の表面を走査型電子顕微鏡で観察して得られる電子線
像において、結晶相の輝度をＬｃ、アモルファス相の輝
度をＬａとするとき、Ｌｃ＞Ｌａである相変化材料を記
録層とする相変化型記録媒体が提供される。また、本発
明によれば、上記構成において、記録層には、主成分で
あるＳｂＴｅと、その主成分の他にＧｅ，Ａｇ，Ｉｎ，
Ｇａ，Ｓｉ，Ｂ，Ｓｎ，Ｂｉ，Ｂａの群から選ばれる少
なくとも一種類の元素が含まれること特徴とする相変化
型記録媒体が提供される。さらに、本発明によれば、上
記いずれかに記載の相変化型記録媒体の記録層における
結晶相とアモルファス相間での電気抵抗変化、抵抗変化
に起因する電流変化、抵抗変化に起因する電圧変化、及
び抵抗変化に起因する温度変化のうちの少なくとも一つ
の変化を検出する検出手段を有することを特徴とする情
報記録再生装置が提供される。
題を解決するため、結晶相とアモルファス相の間を相変
化する相変化材料の結晶相の電気抵抗をＲｃ、アモルフ
ァス相の電気抵抗をＲａとするとき、電気抵抗比Ｒａ／
Ｒｃが１×１０4以上である相変化材料を記録層とする
相変化型記録媒体が提供される。また、本発明によれ
ば、結晶相とアモルファス相の間を相変化する相変化材
料の表面を走査型電子顕微鏡で観察して得られる電子線
像において、結晶相の輝度をＬｃ、アモルファス相の輝
度をＬａとするとき、Ｌｃ＞Ｌａである相変化材料を記
録層とする相変化型記録媒体が提供される。また、本発
明によれば、上記構成において、記録層には、主成分で
あるＳｂＴｅと、その主成分の他にＧｅ，Ａｇ，Ｉｎ，
Ｇａ，Ｓｉ，Ｂ，Ｓｎ，Ｂｉ，Ｂａの群から選ばれる少
なくとも一種類の元素が含まれること特徴とする相変化
型記録媒体が提供される。さらに、本発明によれば、上
記いずれかに記載の相変化型記録媒体の記録層における
結晶相とアモルファス相間での電気抵抗変化、抵抗変化
に起因する電流変化、抵抗変化に起因する電圧変化、及
び抵抗変化に起因する温度変化のうちの少なくとも一つ
の変化を検出する検出手段を有することを特徴とする情
報記録再生装置が提供される。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１７
【補正方法】変更
【補正内容】
【００１７】実施例３（請求項４） 図５に本実施例による記録再生装置を示す。本装置は、
大まかに記録手段（５０１）、電流検出手段（５０２）
より構成される。レーザービームで記録し、電流検出手
段（５０２）によって記録情報を再生する。相変化型記
録媒体（５０３）の構成は実施例２と同じとした。記録
手段（５０１）において、レーザーの発光波長は６５０
ｎｍ，対物レンズのＮＡは０．６５とした。レーザービ
ームの発光パルス長を短くし微小マークを形成した（筆
先記録）。ＥＦＭ＋変調パターンを線密度０．１２μｍ
／ｂｉｔで記録した。最短マーク長は０．１７５μｍで
あった。検出手段（５０２）について記載すると、検出
手段（５０２）は、電源（５０２１）、ワイヤープロー
ブ（５０２２）、電流増幅器（５０２３）、電流検出回
路（５０２４）で構成される。ここで、ワイヤープロー
ブ（５０２２）は、半導体製造技術で作成する最小線幅
０．１５μｍのＡｌＴｉ配線（５０２２１）とした。こ
のワイヤープローブ（５０２２）は、一定電流を流した
状態で媒体表面に近接させて移動するようにした。
大まかに記録手段（５０１）、電流検出手段（５０２）
より構成される。レーザービームで記録し、電流検出手
段（５０２）によって記録情報を再生する。相変化型記
録媒体（５０３）の構成は実施例２と同じとした。記録
手段（５０１）において、レーザーの発光波長は６５０
ｎｍ，対物レンズのＮＡは０．６５とした。レーザービ
ームの発光パルス長を短くし微小マークを形成した（筆
先記録）。ＥＦＭ＋変調パターンを線密度０．１２μｍ
／ｂｉｔで記録した。最短マーク長は０．１７５μｍで
あった。検出手段（５０２）について記載すると、検出
手段（５０２）は、電源（５０２１）、ワイヤープロー
ブ（５０２２）、電流増幅器（５０２３）、電流検出回
路（５０２４）で構成される。ここで、ワイヤープロー
ブ（５０２２）は、半導体製造技術で作成する最小線幅
０．１５μｍのＡｌＴｉ配線（５０２２１）とした。こ
のワイヤープローブ（５０２２）は、一定電流を流した
状態で媒体表面に近接させて移動するようにした。
───────────────────────────────────────────────────── 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 11/08 Ｇ１１Ｂ 11/08
Claims (4)
- 【請求項１】 結晶相とアモルファス相の間を相変化す
る相変化材料の結晶相の電気抵抗をＲｃ、アモルファス
相の電気抵抗をＲａとするとき、電気抵抗比Ｒａ／Ｒｃ
が１×１０4以上である相変化材料を記録層とする相変
化型記録記録媒体。 - 【請求項２】 結晶相とアモルファス相の間を相変化す
る相変化材料の表面を走査型電子顕微鏡で観察して得ら
れる電子線像において、結晶相の輝度をＬｃ、アモルフ
ァス相の輝度をＬａとするとき、Ｌｃ＞Ｌａである相変
化材料を記録層とする相変化型記録媒体。 - 【請求項３】 請求項１又は２に記載の相変化型記録媒
体において、記録層には、主成分であるＳｂＴｅと、そ
の主成分の他にＧｅ，Ａｇ，Ｉｎ，Ｇａ，Ｓｉ，Ｂ，Ｓ
ｎ，Ｂｉ，Ｂａの群から選ばれる少なくとも一種類の元
素が含まれること特徴とする相変化型記録媒体。 - 【請求項４】 請求項１、２又は３のいずれかに記載の
相変化型記録媒体の記録層における結晶相とアモルファ
ス相間での電気抵抗変化、抵抗変化に起因する電流変
化、抵抗変化に起因する電圧変化、及び抵抗変化に起因
する温度変化のうちの少なくとも一の変化を検出する検
出手段を有することを特徴とする情報記録再生装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33416099A JP2001155392A (ja) | 1999-11-25 | 1999-11-25 | 相変化型記録媒体及び記録再生装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33416099A JP2001155392A (ja) | 1999-11-25 | 1999-11-25 | 相変化型記録媒体及び記録再生装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001155392A true JP2001155392A (ja) | 2001-06-08 |
Family
ID=18274221
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP33416099A Pending JP2001155392A (ja) | 1999-11-25 | 1999-11-25 | 相変化型記録媒体及び記録再生装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001155392A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003045097A (ja) * | 2001-07-30 | 2003-02-14 | Ricoh Co Ltd | 光情報記録媒体の初期化方法及び光情報記録媒体の初期化装置 |
| WO2007138035A1 (fr) * | 2006-05-30 | 2007-12-06 | Commissariat A L'energie Atomique | Memoire de donnees inscriptible et lisible par micropointes, structuree en caissons, et procede de fabrication |
-
1999
- 1999-11-25 JP JP33416099A patent/JP2001155392A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003045097A (ja) * | 2001-07-30 | 2003-02-14 | Ricoh Co Ltd | 光情報記録媒体の初期化方法及び光情報記録媒体の初期化装置 |
| JP4551033B2 (ja) * | 2001-07-30 | 2010-09-22 | 株式会社リコー | 光情報記録媒体の初期化方法及び光情報記録媒体の初期化装置 |
| WO2007138035A1 (fr) * | 2006-05-30 | 2007-12-06 | Commissariat A L'energie Atomique | Memoire de donnees inscriptible et lisible par micropointes, structuree en caissons, et procede de fabrication |
| FR2901909A1 (fr) * | 2006-05-30 | 2007-12-07 | Commissariat Energie Atomique | Memoire de donnees inscriptible et lisible par micropointes, structuree en caissons, et procede de fabrication |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| RD01 | Notification of change of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7421 Effective date: 20050225 |