JP2007538346A

JP2007538346A - 超解像近接場構造の記録媒体、並びにその再生方法及び再生装置

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Publication number: JP2007538346A
Application number: JP2006507789A
Authority: JP
Inventors: キム，ジュ−ホ; 淳二富永; ユン，ドゥ−ソップ
Original assignee: National Institute of Advanced Industrial Science and Technology AIST; Samsung Electronics Co Ltd
Current assignee: National Institute of Advanced Industrial Science and Technology AIST; Samsung Electronics Co Ltd
Priority date: 2003-04-01
Filing date: 2004-03-31
Publication date: 2007-12-27
Also published as: JP2004310803A; WO2004088644A1; CN1768379A; EP1609139B1; CN100372001C; EP1609139A1; KR20050114648A; ATE423374T1; DE602004019504D1; US7166346B2; TW200426817A; TWI247301B; EP1609139A4; US20050009260A1

Abstract

超解像近接場構造を利用して、高いＣＮＲを実現する読み取り専用の記録媒体を提供する。
情報が記録された読み取り専用の記録媒体であって、情報が表面に記録された基板と、基板の前記表面上に、相変化物質により形成された反射層と、反射層上に形成された第１誘電体層と、第１誘電体層上に、金属酸化物またはナノパーチクルにより形成されたマスク層とを有する。

Description

本発明は、情報が記録された読み取り専用の記録媒体に係り、特に、超解像近接場構造（Ｓｕｐｅｒ−ＲＥｓｏｌｕｔｉｏｎＮｅａｒ−ｆｉｅｌｄＳｔｒｕｃｔｕｒｅ：以下、Ｓｕｐｅｒ−ＲＥＮＳ）構造を利用して、光学的に読み取り可能な情報が記録された読み取り専用の記録媒体、並びに読み取り方法及び再生装置に関する。

ＤＶＤを始めとした光ディスクは、映像情報やコンピュータのデータを記録する高密度の情報記録媒体として普及している。特に、事前に映画やコンピュータプログラムを記録した読み取り専用の光ディスク（例えば、ＤＶＤ−ＲＯＭ）は、大容量の情報を容易に配布する手段として一般的に使用されている。

読み取り専用の光ディスクに記録された情報は、マーク（ピット）の形で事前に基板上に形成されている。その情報を読み取る時には、再生装置により光ディスクにレーザービームを照射し、マーク列による反射ビームの強弱を光検出器で調節する。例えば、マークがあれば、反射ビームの強度は低下し、マークがなければ、反射ビームは上昇する。

したがって、読み取り専用の光ディスクに記録できる情報量は、再生装置で読み取り可能なマーク（ピット）のサイズにより決まる。マーク（ピット）のサイズを小さくすれば、光ディスクに記録できる情報の密度を上昇させ、１枚の光ディスクに更に多量の情報を記録できる。

再生装置により読み取り可能なマークのサイズは、多様な要因により決定されるが、再生装置の光学系の限界分解能（ＲｅｓｏｌｕｔｉｏｎＬｉｍｉｔ：ＲＬ）による制限が大きく寄与することは言うまでもない。光学系の限界分解能（ＲＬ）は、理論的に式（１）により計算できる。

ＲＬ＝λ／（４ｘＮＡ）（１）
ここで、λは、レーザービームの波長、ＮＡは、対物レンズの開口数である。

一般的に利用されている赤色レーザーの場合、λ＝６３５ｎｍ、ＮＡ＝０.６であり、式（１）により、ＲＬ＝２６５ｎｍとなる。また、青色レーザーの場合、λ＝４０５ｎｍ、ＮＡ＝０.６５であり、式（１）により、ＲＬ＝１５６ｎｍとなる。すなわち、赤色レーザーを利用した光ディスクの再生装置では、長さが２６５ｎｍ以下であるマーク（ピット）は読み取られ難い。また、短波長の青色レーザーを利用した光ディスクの再生装置でも、長さが１５６ｎｍ以下であるマーク（ピット）は読み取り難い。

図１は、基板上に、銀（Ａｇ）から形成された反射層のみを有する従来の読み取り専用の光ディスクに対し、マークの長さとＣＮＲ（Ｃａｒｒｉｅｒ−ｔｏ−ＮｏｉｓｅＲａｔｉｏ）との関係を表すグラフである。マークの深さを、５０ｎｍ、７０ｎｍ、１００ｎｍにしてそれぞれ測定した。測定に使用した再生装置の限界分解能は、ＲＬ＝２６５ｎｍである。

図１に示すように、マークの長さが２９０ｎｍ以上であれば、ＣＮＲが４０ｄＢ以上であり、マーク（ピット）として記録した情報の読み取りを良好に行える。しかし、マークの長さがそれより小さくなれば、ＣＮＲが急速に悪化するころが分かる。マークの長さが２６５ｎｍ（すなわち、再生装置の限界分解能）であれれば、ＣＮＲは、約１６ｄＢであり、マークの長さが、２５０ｎｍ以下であれば、ＣＮＲは、略ゼロになる。

前記式（１）で定義されるように、再生装置の限界分解能を更に向上させる従来の技術として、Ｓｕｐｅｒ−ＲＥＮＳが注目されており、相変化記録方式の光ディスクに応用されている（非特許文献１及び非特許文献２）。

Ｓｕｐｅｒ−ＲＥＮＳは、光ディスクに特殊のマスク層を形成し、情報を再生する時、マスク層で発生する表面プラズモンを利用するものである。Ｓｕｐｅｒ−ＲＥＮＳには、アンチモン（Ｓｂ）透過型及び銀酸化物（ＡｇＯ_Ｘ）分解型などがある。Ｓｂ透過型は、Ｓｂから形成されたマスク層が、レーザービームに相変化を起こして透明になる。一方、銀酸化物（ＡｇＯ_Ｘ）分解型は、マスク層を形成する銀酸化物（ＡｇＯ_Ｘ）が、レーザービームにより銀と酸素とに分解され、分解された銀が、表面プラズモンを発生させる。

図２は、従来のＳｕｐｅｒ−ＲＥＮＳを利用する記録型光ディスクの記録原理を示す図である。図２に示すように、記録媒体は、透明なポリカーボネート層１１１の上に、ＺｎＳ−ＳｉＯ_２またはＳｉＮなどの誘電体から形成される第１誘電体層１１２−１、Ｓｂまたは銀酸化物（ＡｇＯ_Ｘ）から形成されるマスク層１１３、ＺｎＳ−ＳｉＯ_２またはＳｉＮなどの誘電体から形成されて保護層の役割を行う保護層１１４、ＧｅＳｂＴｅなどから形成される記録層１１５、ＺｎＳ−ＳｉＯ_２などの誘電体から形成される第２誘電体層１１２−２が順次に積層されて構成される。

ここで、マスク層１１３がＳｂである場合は、保護層１１４及び第１誘電体層１１２−１は、ＳｉＮから形成され、マスク層１１３が銀酸化物（ＡｇＯ_Ｘ）である場合は、保護層１１４及び第１誘電体層１１２−１は、ＺｎＳ−ＳｉＯ_２から形成される。保護層１１４は、マスク層１１３と記録層１１５との反応を防止すると共に、情報の再生時に近接場の作用場所となる。マスク層１１３がＳｂから形成される場合、Ｓｂは、レーザービームにより相変化して透明になり、マスク層１１３が銀酸化物（ＡｇＯ_Ｘ）から形成される場合、銀酸化物（ＡｇＯ_Ｘ）は、レーザービームにより銀と酸素とに分解され、分解された銀は、局所プラズモンを発生させる。

約１０ないし１５ｍＷの出力を有するレーザー１１７からレーザービームを照射し、収束レンズ１１８で収束して、記録媒体に照射する。記録層１１５のレーザービームが照射された領域は、約６００℃以上に加熱されて非晶質に相変化され、吸収係数が小さくなる。この時、レーザービームにより照射されたマスク層１１３の領域では、Ｓｂの結晶が変化するか、または準可逆反応性の銀酸化物（ＡｇＯ_Ｘ）が分解される。マスク層のこの領域が、記録層１１５に対しプローブの役割を行うことにより、限界分解能以下の微小マークの再生が可能になる。

しかし、読み取り専用の記録媒体の場合、マークは、事前に基板上に形成されており、記録型の記録媒体とは層の構成が相異なる。また、約２ｍＷないし３ｍＷの弱いレーザービームの照射のみで、Ｓｕｐｅｒ−ＲＥＮＳの効果を実現させることが必要である。したがって、読み取り専用の記録媒体に対し、高いＣＮＲを実現する材料の選定及び積層構造の決定が問題となる。
"ＡｐｐｌｉｅｄＰｈｙｓｉｃｓＬｅｔｔｅｒｓ，Ｖｏｌ.７３，Ｎｏ.１５，Ｏｃｔ．１９９８" "ＪａｐａｎｅｓｅＪｏｕｒｎａｌｏｆＡｐｐｌｉｅｄＰｈｙｓｉｃｓ，Ｖｏｌ.３９，ＰａｒｔＩ，Ｎｏ.２Ｂ，２０００，ｐｐ.９８０〜９８１"

本発明は、前記問題を鑑みてなされたものであって、Ｓｕｐｅｒ−ＲＥＮＳを利用して、高いＣＮＲを実現する読み取り専用の記録媒体を提供するところに目的とする。

また、本発明は、その読み取り専用の記録媒体から情報を読み取る方法及び再生装置を提供するところに目的とする。

本発明は、情報が記録された読み取り専用の記録媒体であって、前記情報が表面に記録された基板と、前記基板の前記表面上に、相変化物質により形成された反射層と、前記反射層上に形成された第１誘電体層と、前記第１誘電体層上に、金属酸化物により形成されたマスク層とから構成されることを特徴とする。

請求項１に記載の発明によれば、相変化物質により形成された反射層と、反射層上に形成された第１誘電体層と、金属酸化物により形成されたマスク層とが設置されているため、Ｓｕｐｅｒ−ＲＥＮＳの作用を行い、再生装置の光学的な限界分解能以下のマークを高いＣＮＲで読み取り可能である。

本発明は、前記基板と前記反射層との間に形成された第２誘電体層を更に設置することを特徴とし、第２誘電体層が設置されていても、Ｓｕｐｅｒ−ＲＥＮＳを作用させうる。

本発明は、前記マスク層が、金属のナノパーチクルを含むことを特徴という。

本発明によれば、前記マスク層内のナノパーチクルが、Ｓｕｐｅｒ−ＲＥＮＳの作用を行い、再生装置の光学的な限界分解能以下のマーク（ピット）を高いＣＮＲで読み取り可能である。

本発明は、前記マスク層を形成する金属酸化物が貴金属酸化物であることを特徴とし、その貴金属酸化物は、白金酸化物（ＰｔＯ_Ｘ）、金酸化物（ＡｕＯ_Ｘ）、銀酸化物（ＡｇＯ_Ｘ）、パラジウム酸化物（ＰｄＯ_Ｘ）のうち、何れか一つであることを特徴とする。

本発明によれば、マスク層を形成する金属酸化物を適切に選択することによりＳｕｐｅｒ−ＲＥＮＳを作用させうる。

本発明は、前記マスク層を形成する金属酸化物が、高融点金属酸化物であることを特徴とし、また、前記マスク層を形成する高融点金属酸化物は、酸化タングステン（ＷＯ_Ｘ）であることを特徴とする。

本発明によれば、マスク層を形成する金属酸化物を適切に選択することにより、Ｓｕｐｅｒ−ＲＥＮＳを作用させうる。

本発明は、前記反射層を形成する相変化物質は、銀・インジウム・アンチモン・テルル化合物（ＡｇＩｎＳｂＴｅ、すなわちＡＩＳＴ）、炭素（Ｃ）、ゲルマニウム・アンチモン・テルル化合物（ＧｅＳｂＴｅ）、ゲルマニウム（Ｇｅ）、タングステン（Ｗ）、チタン（Ｔｉ）、シリコン（Ｓｉ）、マンガン（Ｍｇ）、アルミニウム（Ａｌ）、ビスマス（Ｂｉ）、ニッケル（Ｎｉ）、パラジウム（Ｐｄ）、テルル（Ｔｅ）のうち、何れか一つであることを特徴とする。

本発明によれば、反射層を形成する相変化物質を適切に選択することにより、Ｓｕｐｅｒ−ＲＥＮＳを作用させうる。

本発明は、前記情報は、前記基板の表面上に形成されたマークであることを特徴とする。

本発明は、前記マスク層の厚さは、１.５ｎｍ以上、１０.０ｎｍ以下であり、前記第１誘電体層の厚さは、１０ｎｍ以上、６０ｎｍ以下であり、前記反射層の厚さは、１０ｎｍ以上、８０ｎｍ以下であることを特徴とする。

本発明によれば、マスク層、第１誘電体層、及び反射層の厚さを適切に決定することにより、Ｓｕｐｅｒ−ＲＥＮＳの作用を行える。

本発明は、前記マスク層上に形成された第３誘電体層が更に設置されたことを特徴とする。

本発明は、請求項１に記載の記録媒体に記録された情報を光学的に読み取る方法であって、前記記録媒体に照射するレーザービームの強度は、１.５ｍＷないし４.５ｍＷであることを特徴とする。

本発明によれば、記録媒体に照射するレーザービームの強度を適切に選択でき、再生装置の光学的な限界分解能以下のマークを高いＣＮＲで読み取り可能である。

本発明によれば、前記レーザービームが前記記録媒体の基板側または情報側から照射されても、再生装置の光学的な限界分解能以下のマークを高いＣＮＲで読み取り可能である。

本発明は、請求項１に記載の記録媒体に記録された情報を光学的に読み取る再生装置であって、強度が１.５ｍＷないし４.５ｍＷであるレーザービームを照射することを特徴とする。

本発明によれば、記録媒体が有するＳｕｐｅｒ−ＲＥＮＳを適切に利用し、再生装置の光学的な限界分解能以下のマークを高いＣＮＲで読み取り可能である。

以下、図面を参照しながら本発明の実施例について説明する。

図３は、本発明の一実施例に係るＳｕｐｅｒ−ＲＥＮＳＲＯＭの構造を示す断面図である。図３に示すＳｕｐｅｒ−ＲＥＮＳＲＯＭは、基板１０上に、第２誘電体層２０、反射層３０、第１誘電体層４０、マスク層５０、第３誘電体層６０が順次に積層されて構成される。

基板１０は、例えば、透明なポリカーボネートから形成される。基板１０の表面には、マーク（ピット）（図示せず）が形成されている。Ｓｕｐｅｒ−ＲＥＮＳＲＯＭに記録された情報は、デジタル信号であり、このマークの有無により表現される。マークは、例えば、基板の表面上に形成された凹部に記録される。マークの長さ及び深さにより、マークからの反射光の強度は変化する。

マークが形成された表面上に、第２誘電体層２０などが順次に形成される。第２誘電体層２０、第１誘電体層４０、第３誘電体層６０は、ＺｎＳ−ＳｉＯ_２などの誘電体から形成される。本実施例では、各誘電体層の厚さは、それぞれ、０ｎｍないし６０ｎｍ、１０ｎｍないし６０ｎｍ、０ｎｍないし２００ｎｍである。

反射層３０は、融点が４００℃ないし９００℃の相変化物質から形成される。例えば、融点が６００℃である銀・インジウム・アンチモン・テルル化合物（ＡｇＩｎＳｂＴｅ、すなわちＡＩＳＴ）から形成される。また反射層３０は、炭素（Ｃ）、ゲルマニウム・アンチモン・テルル化合物（ＧｅＳｂＴｅ）、ゲルマニウム（Ｇｅ）、タングステン（Ｗ）、チタン（Ｔｉ）、シリコン（Ｓｉ）、マンガン（Ｍｇ）、アルミニウム（Ａｌ）、ビスマス（Ｂｉ）、ニッケル（Ｎｉ）、パラジウム（Ｐｄ）、テルル（Ｔｅ）などの高融点物質から形成することも可能である。反射層３０の厚さは、１０ｎｍないし８０ｎｍである。

一方、マスク層５０は、金酸化物（ＡｕＯ_Ｘ）、白金酸化物（ＰｔＯ_Ｘ）、銀酸化物（ＡｇＯ_Ｘ）、パラジウム酸化物（ＰｄＯ_Ｘ）などの貴金属酸化物、または酸化タングステン（ＷＯ_Ｘ）などの高融点金属酸化物から形成される。

マスク層５０は、例えば、リアクティブスパッタリング法により形成される。例えば、白金酸化物（ＰｔＯ_Ｘ）のマスク層５０を形成する場合、真空容器内にアルゴン（Ａｒ）及び酸素（Ｏ_２）を注入し、白金をターゲットとしてスパッタリングすれば、白金酸化物（ＰｔＯ_Ｘ）のマスク層を形成できる。マスク層５０の厚さは、１.５ｎｍないし１０.０ｎｍである。

マスク層に貴金属、高融点金属のナノパーチクルを形成しても、Ｓｕｐｅｒ−ＲＥＮＳの作用を利用できる。ナノパーチクルは、例えば、前記のようにリアクティブスパッタリング法でマスク層を形成した後、例えば、リアクティブイオンエッチング法によりマスク層を還元して形成できる。マスク層を形成している白金酸化物（ＰｔＯ_Ｘ）のうち、酸素を還元することにより、白金（Ｐｔ）のナノパーチクルを形成できる。

また、以下の測定（図７の場合は除外する）では、図３に示すように、Ｓｕｐｅｒ−ＲＥＮＳＲＯＭの基板１０側から第３誘電体層６０に向う方向に、基板１０に垂直にレーザービームが照射される（基板側から照射される）。但し、図７に示す測定では、図３に示す方向とは逆方向に、すなわち、Ｓｕｐｅｒ−ＲＥＮＳＲＯＭの第３誘電体層６０から基板１０に向う方向に、基板１０に垂直にレーザービームが照射される（情報側から照射される）。

図４は、本発明の実施例に係る図１に示すＳｕｐｅｒ−ＲＥＮＳＲＯＭが表すマークの長さとＣＮＲとの関係を示すグラフである。マークの深さが、５０ｎｍ、７０ｎｍ、１００ｎｍである３つの場合について測定したものである。

光学系の限界分解能（ＲＬ）は、２６５ｎｍである。ピットの深さが５０ｎｍ及び７０ｎｍである場合、マークの長さが１５０ｎｍであっても、ＣＮＲが４０ｄＢ以上であるため良好な特性を表している。ピットの深さが１００ｎｍである場合にも、マークの長さが１５０ｎｍでも、ＣＮＲは、約３６ｄＢである。

図４は、比較のために、銀（Ａｇ）から形成した反射層のみを有し、マスク層を有していないサンプルの測定データをも示している。この場合、マークの長さが、ＲＬ＝２５０ｎｍ以下になれば、ＣＮＲは、ほぼゼロになって、マークを読み取り得ないということが分かる。

図５は、本発明の実施例に係るＳｕｐｅｒ−ＲＥＮＳＲＯＭの読み取りレーザーの強度（Ｐｒ）とＣＮＲとの関係を示すグラフである。マークの長さ（ピットの長さ）は、１５０ｎｍであり、マークの深さ（ピットの深さ）は、５０ｎｍであり、線速度は、２ｍ／ｓｅｃとしている。

Ｐｒが１ｍＷ以下であれば、読み取り信号のＣＮＲは、ほぼ０ｄＢであるが、Ｐｒが１ｍＷを超えれば、ＣＮＲが急激に改善されることが分かる。Ｐｒが１.９ｍＷないし２.５ｍＷの範囲で、ＣＮＲは、４０ｄＢ以上であり、Ｓｕｐｅｒ−ＲＥＮＳＲＯＭに記録された情報を良好に読み取り可能であるということが分かる。

図６は、本発明の実施例に係るＳｕｐｅｒ−ＲＥＮＳＲＯＭの線速度とＣＮＲとの関係を示すグラフである。測定に使用したＳｕｐｅｒ−ＲＥＮＳＲＯＭは、マークの長さ（ピットの長さ）が１５０ｎｍであり、マークの深さ（ピットの深さ）が７０ｎｍである。２ｍ／ｓｅｃないし６ｍ／ｓｅｃの各線速度に対し、トラッキングサーボが作動する状態で反射光のＣＮＲを測定した。使用したレーザービームの強度は、線速度が２ｍ／ｓｅｃである場合には、２ｍＷであり、その他の場合には、３ｍＷである。その結果、ＣＮＲは、あらゆる線速度に約４０ｄＢと、一定であった。線速度の最も遅い２ｍ／ｓｅｃである場合には、レーザービームの強度を低下させても、ＣＮＲは、約３８ｄＢであり、Ｓｕｐｅｒ−ＲＥＮＳＲＯＭに記録した情報を良好に読み取り可能であるということが分かる。

図７Ａ及び図７Ｂは、Ｓｕｐｅｒ−ＲＥＮＳＲＯＭから読み取った信号を、それぞれの周波数領域及び時間領域で測定した結果を示す写真である。この測定は、ピットの深さが５０ｎｍであり、線速度が２ｍ／ｓｅｃであり、レーザービームの強度が２ｍＷであり、レーザービームの波長が６３５ｎｍであり、対物レンズの開口数が０.６０であるという条件で行なった。また、図７Ａは、マーク（ピット）の長さを１５０ｎｍとし、中心から３７.１ｍｍの部分で測定した。その結果、周波数領域の測定結果から分かるように、ＣＮＲは、４１.４７ｄＢであった。図７Ｂは、マーク（ピット）の長さを４００ｎｍとし、中心から５１.２ｍｍの部分で測定した。その結果、ＣＮＲは、５２.８５ｄＢであった。マークの長さが１５０ｎｍと短くても、十分に高いＣＮＲが得られるということが分かる。

図８Ａ及び図８Ｂは、Ｓｕｐｅｒ−ＲＥＮＳＲＯＭ及び従来の光ディスクＲＯＭから読み取った信号を、それぞれの周波数領域及び時間領域で測定した結果を示す写真である。この測定は、マークの長さが４００ｎｍであり、マークの深さが１００ｎｍであり、線速度が２ｍ／ｓｅｃであり、レーザービームの強度が２ｍＷであり、レーザービームの波長が６３５ｎｍであり、対物レンズの開口数が０.６０である条件で行なった。図８Ａは、Ｓｕｐｅｒ−ＲＥＮＳＲＯＭで測定した。その結果、周波数領域の測定結果から分かるように、ＣＮＲは、約５８.５ｄＢであった。図８Ｂは、従来の光ディスクＲＯＭで測定した。その結果、ＣＮＲは、約５４.５ｄＢであった。ＣＮＲは、Ｓｕｐｅｒ−ＲＥＮＳＲＯＭ側が約４ｄＢ高くなっており、Ｓｕｐｅｒ−ＲＥＮＳＲＯＭの優位性を表している。

図９Ａ及び図９Ｂは、図８Ａ及び図８Ｂのように、Ｓｕｐｅｒ−ＲＥＮＳＲＯＭ及び従来の光ディスクＲＯＭから読み取った信号を、それぞれの周波数領域及び時間領域で測定した結果を示す写真である。この測定は、マークの長さが４００ｎｍであり、マークの深さが５０ｎｍであり、線速度が２ｍ／ｓｅｃであり、レーザービームの強度が２ｍＷであり、レーザービームの波長が６３５ｎｍであり、対物レンズの開口数が０.６０である条件で行なった。相異点は、マークの深さが、１００ｎｍから５０ｎｍになったというものである。図９Ａは、Ｓｕｐｅｒ−ＲＥＮＳＲＯＭで測定した。その結果、周波数領域の測定結果から分かるように、ＣＮＲは、約５２.８５ｄＢであった。図９Ｂは、従来の光ディスクＲＯＭで測定した。その結果、ＣＮＲは、約５１.０５ｄＢであった。ＣＮＲは、Ｓｕｐｅｒ−ＲＥＮＳＲＯＭ側の約１.８ｄＢ高くなっており、Ｓｕｐｅｒ−ＲＥＮＳＲＯＭの優位性を表している。

また、Ｓｕｐｅｒ−ＲＥＮＳＲＯＭを再生しても、マスク層、反射層などでの拡散反応は観察されていない。

図１０は、本発明の実施例に係るＳｕｐｅｒ−ＲＥＮＳＲＯＭにレーザービームを照射して情報を読み取った場合の、マークの長さとＣＮＲとの関係を示すグラフである。この測定では、前記のように、図３に示す方向とは逆方向に、すなわち、Ｓｕｐｅｒ−ＲＥＮＳＲＯＭ１の第３誘電体層６０から基板１０に向う方向に、基板１０に垂直にレーザービームが照射される（情報側から照射される）。

マークの深さが、５０ｎｍと１００ｎｍである２つの場合について測定した。

光学系の限界分解能（ＲＬ）は、２６５ｎｍである。マークの深さが、５０ｎｍと１００ｎｍである場合、マークの長さが１５０ｎｍであっても、ＣＮＲは、３５ｄＢ以上であり、図４で示す基板側から照射した場合ほどではないが、十分に良好な特性を表している。

図１０は、比較のために、銀（Ａｇ）から形成した反射層のみを有し、マスク層を有していないサンプルの測定データをも表している。この場合、マークの長さが、ＲＬ＝２５０ｎｍ以下になれば、ＣＮＲは、ほぼゼロになって、マークを読み取り得ないということが分かる。

このように、Ｓｕｐｅｒ−ＲＥＮＳＲＯＭに記録されている情報は、基板側及び情報側の両方から読み取り可能である。この特性を利用して、図３の積層構造を数回にかけて形成したＳｕｐｅｒ−ＲＥＮＳＲＯＭに記録された情報を、基板側及び情報側の両方から読み取れば、１枚のＳｕｐｅｒ−ＲＥＮＳＲＯＭに更に高密度の情報を記録できる。

本発明によれば、情報が記録された読み取り専用の記録媒体であって、前記情報が表面に記録された基板と、前記基板上に、相変化物質により形成された反射層と、前記反射層上に形成された第１誘電体層と、前記第１誘電体層上に、金属酸化物により形成されたマスク層とが設置されることを特徴とする読み取り専用の記録媒体を提供でき、相変化物質により形成された反射層、第１誘電体層、及び金属酸化物により形成されたマスク層が設置されているため、Ｓｕｐｅｒ−ＲＥＮＳが作用して、再生装置の光学的な限界分解能以下のマーク（ピット）を高いＣＮＲで読み取り可能である。

従来の読み取り専用の記録媒体に対し、マークの長さとＣＮＲとの関係を示すグラフである。Ｓｕｐｅｒ−ＲＥＮＳを利用した記録型光ディスクの原理を説明するための図である。本発明の一実施例に係るＳｕｐｅｒ−ＲＥＮＳを利用した読み取り専用の記録媒体の構造を示す断面図である。本発明の実施例に係る読み取り専用の記録媒体のマークの長さに対するＣＮＲの関係を示すグラフである。本発明の実施例に係る読み取り専用の記録媒体の読み取りレーザーの強度（Ｐｒ）に対するＣＮＲの関係を示すグラフである。本発明の実施例に係る読み取り専用の記録媒体の線速度に対するＣＮＲの関係を示すグラフである。Ｓｕｐｅｒ−ＲＥＮＳＲＯＭから読み取った信号を、それぞれの周波数領域及び時間領域で測定した結果を示す写真である。Ｓｕｐｅｒ−ＲＥＮＳＲＯＭから読み取った信号を、それぞれの周波数領域及び時間領域で測定した結果を示す写真である。Ｓｕｐｅｒ−ＲＥＮＳＲＯＭから読み取った信号を、それぞれの周波数領域及び時間領域で測定した結果を示す写真である。従来の光ディスクＲＯＭから読み取った信号を、それぞれの周波数領域及び時間領域で測定した結果を示す写真である。Ｓｕｐｅｒ−ＲＥＮＳＲＯＭから読み取った信号を、それぞれの周波数領域及び時間領域で測定した結果を示す写真である。従来の光ディスクＲＯＭから読み取った信号を、それぞれの周波数領域及び時間領域で測定した結果を示す写真である。本発明の実施例に係る読み取り専用の記録媒体に、情報側からレーザービームを照射して情報を読み取った場合のマークの長さとＣＮＲとの関係を示すグラフである。

Claims

情報が記録された読み取り専用の記録媒体において、
前記情報が表面に記録された基板と、
前記基板の前記表面上に、相変化物質により形成された反射層と、
前記反射層上に形成された第１誘電体層と、
前記第１誘電体層上に、金属酸化物により形成されたマスク層と、から構成されることを特徴とする読み取り専用の記録媒体。
前記基板と前記反射層との間に形成された第２誘電体層を更に有することを特徴とする請求項１に記載の読み取り専用の記録媒体。
前記マスク層は、金属のナノパーチクルを含むことを特徴とする請求項１に記載の読み取り専用の記録媒体。
前記マスク層を形成する金属酸化物は、貴金属酸化物であることを特徴とする請求項１に記載の読み取り専用の記録媒体。
前記マスク層を形成する貴金属酸化物は、白金酸化物（ＰｔＯ_Ｘ）、金酸化物（ＡｕＯ_Ｘ）、銀酸化物（ＡｇＯ_Ｘ）、パラジウム酸化物（ＰｄＯ_Ｘ）のうち、何れか一つであることを特徴とする請求項４に記載の読み取り専用の記録媒体。
前記マスク層を形成する金属酸化物は、高融点金属酸化物であることを特徴とする請求項１に記載の読み取り専用の記録媒体。
前記マスク層を形成する高融点金属酸化物は、酸化タングステン（ＷＯ_Ｘ）であることを特徴とする請求項６に記載の読み取り専用の記録媒体。
前記反射層を形成する相変化物質は、銀・インジウム・アンチモン・テルル化合物（ＡｇＩｎＳｂＴｅ、すなわちＡＩＳＴ）、炭素（Ｃ）、ゲルマニウム・アンチモン・テルル化合物（ＧｅＳｂＴｅ）、ゲルマニウム（Ｇｅ）、タングステン（Ｗ）、チタン（Ｔｉ）、シリコン（Ｓｉ）、マンガン（Ｍｇ）、アルミニウム（Ａｌ）、ビスマス（Ｂｉ）、ニッケル（Ｎｉ）、パラジウム（Ｐｄ）、テルル（Ｔｅ）のうち、何れか一つであることを特徴とする請求項１に記載の読み取り専用の記録媒体。
前記情報は、前記基板の表面上に形成されたマークにより記録されていることを特徴とする請求項１に記載の読み取り専用の記録媒体。
前記マスク層の厚さは、１.５ｎｍ以上、１０.０ｎｍ以下であり、前記第１誘電体層の厚さは、１０ｎｍ以上、６０ｎｍ以下であり、前記反射層の厚さは、１０ｎｍ以上、８０ｎｍ以下であることを特徴とする請求項１に記載の読み取り専用の記録媒体。
前記マスク層上に形成された第３誘電体層が更に設置されたことを特徴とする請求項１に記載の読み取り専用の記録媒体。
前記情報は、前記基板側または情報側から読み取られることを特徴とする請求項１に記載の読み取り専用の記録媒体。
前記相変化物質は、４００℃ないし９００℃の間の融点を有することを特徴とする請求項１に記載の読み取り専用の記録媒体。
前記マスク層は、リアクティブスパッタリング法により形成されることを特徴とする請求項１に記載の読み取り専用の記録媒体。
前記マスク層は、リアクティブイオンエッチング法により形成されることを特徴とする請求項１４に記載の読み取り専用の記録媒体。
請求項１に記載の読み取り専用の記録媒体に記録された情報を光学的に読み取る方法であって、前記記録媒体に照射するレーザービームの強度は、１.５ｍＷないし４.５ｍＷであることを特徴とする方法。
前記レーザービームは、前記記録媒体の基板側から照射されることを特徴とする請求項１６に記載の方法。
前記レーザービームは、前記記録媒体の情報側から照射されることを特徴とする請求項１６に記載の方法。
請求項１に記載の読み取り専用の記録媒体に記録された情報を光学的に読み取る再生装置であって、強度が、１.５ｍＷないし４.５ｍＷであるレーザービームを照射することを特徴とする再生装置。
基板に、相変化物質から形成された反射層を形成するステップと、前記反射層上に第１誘電体層を形成するステップと、前記第１誘電体層上に、金属酸化物から形成されたマスク層を形成するステップと、を含むことを特徴とする情報が記録された読み取り専用の記録媒体を形成する方法。
前記基板と前記反射層との間に形成された第２誘電体層を更に設置することを特徴とする請求項２０に記載の方法。
前記マスク層は、金属のナノパーチクルを含むことを特徴とする請求項２０に記載の方法。
前記マスク層を形成する金属酸化物は、貴金属酸化物であることを特徴とする請求項２０に記載の方法。
前記マスク層を形成する貴金属酸化物は、白金酸化物（ＰｔＯ_Ｘ）、金酸化物（ＡｕＯ_Ｘ）、銀酸化物（ＡｇＯ_Ｘ）、パラジウム酸化物（ＰｄＯ_Ｘ）のうち、何れか一つであることを特徴とする請求項２３に記載の方法。
前記マスク層を形成する金属酸化物は、高融点金属酸化物であることを特徴とする請求項２０に記載の方法。
前記マスク層を形成する高融点金属酸化物は、酸化タングステン（ＷＯ_Ｘ）であることを請求項２５に記載の特徴とする方法。
前記反射層を形成する相変化物質は、銀・インジウム・アンチモン・テルル化合物（ＡｇＩｎＳｂＴｅ、すなわちＡＩＳＴ）、炭素（Ｃ）、ゲルマニウム・アンチモン・テルル化合物（ＧｅＳｂＴｅ）、ゲルマニウム（Ｇｅ）、タングステン（Ｗ）、チタン（Ｔｉ）、シリコン（Ｓｉ）、マンガン（Ｍｇ）、アルミニウム（Ａｌ）、ビスマス（Ｂｉ）、ニッケル（Ｎｉ）、パラジウム（Ｐｄ）、テルル（Ｔｅ）のうち、何れか一つであることを特徴とする請求項２０に記載の方法。
前記情報は、前記基板の表面上に形成されたマークにより記録されていることを特徴とする請求項２０に記載の方法。
前記マスク層の厚さは、１.５ｎｍ以上、１０.０ｎｍ以下であり、前記第１誘電体層の厚さは、１０ｎｍ以上、６０ｎｍ以下であり、前記反射層の厚さは、１０ｎｍ以上、８０ｎｍ以下であることを特徴とする請求項２０に記載の方法。
前記マスク層上に形成された第３誘電体層が更に設置されたことを特徴とする請求項２０に記載の方法。