JP2009178974A

JP2009178974A - 情報記録媒体

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Publication number: JP2009178974A
Application number: JP2008020949A
Authority: JP
Inventors: Naomasa Nakamura; 直正中村; Keiichiro Yusu; 圭一郎柚須
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 2008-01-31
Filing date: 2008-01-31
Publication date: 2009-08-13
Also published as: GB2457124A; US20090196157A1; GB0823572D0

Abstract

【課題】情報記録時に再結晶化リングが発生しにくく、かつ良好な高速記録消去が可能な情報記録媒体を得る。
【解決手段】基板と、基板上に形成された相変化記録層と、相変化記録層上に形成された反射層とを有する情報記録媒体であって、相変化記録層は、テルルとアンチモン、またはテルルとビスマスを主成分として含有し、その結晶化速度が２ないし１０ナノ秒であり、２００ピコ秒ないし１ナノ秒の半値幅を有する光パルスの照射により、その結晶状態を変化させて記録マークを形成する。
【選択図】図１

Description

本発明は、レーザ光を用いて記録、再生する光記録再生方式に使用される情報記録媒体に関する。

ＤＶＤ−ＲＡＭ、ＤＶＤ−ＲＷなどに代表される書き換え可能な情報記録媒体では、相変化記録材料を使った相変化記録層に、特定波長の光源から照射されたレーザービームを照射することにより、記録、消去、及び再生が行われる。

通常、相変化記録層は、初期化として相変化記録層材料を結晶化温度以上融点以下の温度で一定時間加熱を行うことにより、予め一様に結晶化しておく。記録時には、この相変化記録層に、光パルスからなる記録ビームを照射すると、記録ビームを照射された記録領域はアモルファス化して記録マークとなり、結晶化された未記録領域と比べて反射率が低くなることを利用して記録を行うことができる。さらに、再生時には、このような記録マークと未記録領域の反射率差を利用することにより、記録された情報を再生することができる。そして、消去時には、記録マークに、連続的にビーム光を照射して再結晶化させ、上記記録マークを消去することが可能である（例えば、特許文献１参照）。通常、記録と消去を同時に行なうことは、オーバーライト（重ね書き）と呼ばれる。

アモルファス記録が可能となるには、２つの条件が必要となる。１つめは、レーザ照射時に照射部が溶融すること、２つめはレーザ照射後に溶融した部分が冷却する際の材料の融点近傍の冷却速度が、材料の非晶質化のための臨界冷却速度を超えていることである。通常、ＣＤ，ＤＶＤの書き換え形光ディスクに用いられている記録材料においては、この冷却速度は約１０^−９℃／秒程度の冷却速度が必要とされる。

ＤＶＤ−ＲＡＭの場合はグルーブと呼ばれるスパイラル状の溝とそれに挟まれた台地状のランドに沿って記録が行われる。近年、片面容量４．７ＧＢのＤＶＤ−ＲＡＭで０．６１５μｍであったランドとグルーブの間隔が次世代ＤＶＤであるＨＤＤＶＤ−ＲＡＭでは０．３４μｍにまで縮まりつつある。また、ランド（グルーブ）に記録された情報が、隣接するグルーブ（ランド）に記録する際に一部が消去されてしまうクロスイレーズが問題となり始めている。一方、グルーブにのみ記録するＤＶＤ−ＲＷでもこの現象は避けられず、グルーブ間隔が０．４μｍとなるＨＤＤＶＤ−ＲＷでも無視できなくなってきている。

クロスイレーズ現象は、トラック幅に比べて大きなビーム径とそれに起因する相変化記録層内の温度分布によって生じる。例えば、すでに記録された記録マークの端部を隣接トラックを記録中のビームエッジが通過すると結晶化温度以上になる。その後、冷却される記録マークの端に結晶化が起こるに十分な時間だけ結晶化温度以上に保持されると、クロスイレーズが起こる。

また、クロスイレーズ現象は用いられる相変化材料の物性にも強く依存する。

溶融状態から冷却される際の結晶成長の速度いわゆる結晶化速度が非常に速い相変化材料は、消去する際にビームが記録マークを通過する時間が非常に短い高線速条件でも容易に結晶化されるため、高速のオーバーライトを可能にすると考えられる。しかしながら、記録する際には、結晶化速度が高速であることが、記録マークのアモルファス化を困難してしまうという不利点があった。ガウス強度分布を持つレーザーにより照射される記録領域は、同心円状の温度分布を持って昇温され、少なくとも融点を超えた部分が冷却時にアモルファス化する。しかしながら、結晶化速度が速い材料では、冷却速度が遅い部分が再結晶化が生じる。レーザービームを照射された記録領域では、温度が高い照射部の中心ほど冷却速度が速く、周辺ほど遅い。このため、アモルファス化は中心部でのみ起こり、記録マーク周辺が再結晶化する。これは、再結晶化リングと呼ばれる。つまりトラック幅程度の記録マークを形成するためにはトラック幅を超える領域を融点以上に昇温して溶融させる必要がある。この溶融領域が隣接トラックにまで及ぶ場合は、すでに記録されている隣接トラック上の記録マークの一部を再結晶化させ情報を壊し、消去してしまう恐れがある。

このように、高線速でも容易に結晶化可能な共晶型の相変化記録層を用いて、再結晶化リングの形成を抑制し、かつクロスイレーズを伴うことなくトラックピッチを狭くすることは困難であった。
特開２００２−２０８１７６

本発明の目的は、再結晶化リングが発生しにくく、良好な高速記録消去が可能な情報記録媒体を提供することにある。

本発明の情報記録媒体は、基板と、該基板上に形成され、テルルと、アンチモンまたはビスマスとを主成分として含有し、その結晶化速度が２ないし１０ナノ秒であり、２００ピコ秒ないし１ナノ秒の半値幅を有する光パルスの照射により、その結晶状態を変化させて記録マークを形成する相変化記録層と、該相変化記録層上に形成された反射層とを具備することを特徴とする。

本発明を用いると、情報記録時に再結晶化リングが発生しにくく、かつ良好な高速記録消去が可能となる。

本発明の情報記録媒体は、基板と、基板上に形成された相変化記録層と、相変化記録層上に形成された反射層とを有する情報記録媒体であって、相変化記録層は、テルルとアンチモン、またはテルルとビスマスを主成分として含有し、その結晶化速度が２ないし１０ナノ秒であり、２００ピコ秒ないし１ナノ秒の半値幅を有する光パルスの照射により、その結晶状態を変化させて記録マークを形成する。

ここでいう、主成分とは、物質例えば相変化記録層等を構成する成分の中で成分比が一番多い元素または元素群をいう。

本発明によれば、相変化記録層がテルルとアンチモンの組合せ、またはテルルとビスマスの組合せを主成分として含有し、その結晶化速度が２ないし１０ナノ秒であり、２００ピコ秒ないし１ナノ秒の半値幅を有する光パルスの照射によって記録を行う相変化記録層をもつ情報記録媒体を用いることにより、マーク周辺部に溶融後の再結晶化リングが形成され難くなる。これにより、隣接トラックの記録マークが消去されにくく、また、記録マークの間隔を詰めることが可能となり、より高密度な記録を行うことが出来る。

本発明で用いる高速結晶化可能な相変化記録材料は、結晶化温度以上融点以下の温度域に数１０ナノ秒程度保持されることで結晶化し得るので、溶融後の冷却過程における結晶化が高速である。このため、高速オーバーライトにより容易に消去が出来、これにより高速データ転送を可能にする。

このように、本発明を用いると、記録材料としては、通常のナノ秒オーダの光パルスでは材料の再結晶化が起こり記録できないような速い結晶化速度をもつ材料でも、サブナノ秒の光パルスを用いれば非晶質の記録マークの作成が可能となる。本発明に係る相変化記録材料は、結晶化の速度が速く、ナノ秒オーダの光パルスでは非晶質化が不可能であるが、サブナノ秒の光パルス記録とあわせることにより、非晶質記録が可能となる。

また、本発明によれば、テルルと、アンチモンまたはビスマスとを主成分として含有し、その結晶化速度が２ないし１０ナノ秒であり、２００ピコ秒ないし１ナノ秒の半値幅を有する光パルスの照射によって記録を行うことにより、再結晶化リングが形成されにくく、隣接するトラックにはみ出すことを抑制できるので、隣接トラックの記録マークにクロスイレーズを生ずることなく重ね書きすることが可能となる。トラック幅いっぱいのアモルファスマークを形成する条件で温度シミュレーションを行うと、線速に関わらずビーム照射中の隣接トラックの温度はほとんど融点を超えない。すなわちマーク周辺部に再結晶化リングがない理想的な記録が可能なことを示している。

図１に、本発明に係る情報記録媒体の構造の一例を表す断面図を示す。

図示するように、この媒体１０は、例えばポリカーボネートからなる基板１，基板１上に設けられた相変化記録層２，及び相変化記録層２上に設けられた例えばＡｇやＡｌ等の反射層３を有する。

相変化記録層としては、結晶成長速度が速い共晶化合物であるＳｂＴｅ系、またはＢｉＴｅ系が使用される。

また、本発明の一態様によれば、相変化記録層がＳｂＴｅからなるとき、Ｓｂは３８ないし４２原子％、Ｔｅは５８ないし６２原子％にすることができる。さらには、Ｓｂは約４０原子％、Ｔｅは約６０原子％にすることができる。

本発明の一態様によれば、相変化記録層がＢｉＴｅ系からなるとき、Ｂｉは３８ないし４２原子％、Ｔｅは５８ないし６２原子％にすることができる。さらには、Ｂｉは約４０原子％、Ｔｅは約６０原子％にすることができる。

また、ＳｂＴｅ系金属間化合物、ＳｂＢｉ系金属間化合物には、例えばＧｅなどの副成分を適量添加することで光学コントラストや記録特性をさらに向上させることが出来る。

ここでいう、副成分とは、物質例えば相変化記録層等を構成する成分の中で、その成分比が主成分よりも少ない元素または元素群であって、かつその存在により、この物質の特性に影響があるものをいう。

また、本発明の一態様によれば、ＢｉＴｅ−ＧｅＴｅ系擬二元系化合物の一例として、下記式（１）で表される化合物があげられる
（Ｂｉ_２Ｔｅ_３）_ｘ（ＧｅＴｅ）_１−ｘ…（１）
ｘは０．１ないし１である。

さらには、ｘを０．３１ないし０．３５、あるいは０．６５ないし０．６９にすることができる。

さらにまた、ｘは約０．３３、または約０．６７にすることができる。

さらにまた、本発明の一態様によれば、ＳｂＴｅ−ＧｅＴｅ系擬二元系化合物の一例として、下記式（２）で表される化合物があげられる。

（Ｓｂ_２Ｔｅ_３）_ｙ（ＧｅＴｅ）_１−ｙ…（２）
ｙは、０．１ないし１である。

さらには、ｙを０．３１ないし０．３５、あるいは０．６５ないし０．６９にすることができる。

さらにまた、ｙは約０．３３、または約０．６７にすることができる。

記録前後の反射率変化を大きくするためや機械的、熱的に記録層を保護するために用いられる光学干渉層は、ＺｎＳ：ＳｉＯ_２、ＳｉＯ_２、Ａｌ_２Ｏ_３、Ｓｉ_３Ｎ_４、ＺｒＯ_２、ＡｌＮ、Ｃｒ_２Ｏ_３、ＧｅＮ、Ｔａ_２Ｏ_５、Ｎｂ_２Ｏ_５のいずれかからなる複合化合物が適している。光学干渉層は光学的エンハンスだけでなく、記録層に加わる応力の緩和やレーザー照射による昇温をコントロールする作用を有する。

これらの作用のために光学干渉層を２層以上で構成することもできる。

反射層としては、例えばＡｌ、Ａｇ、及びＡｕを主成分とする層を形成することができる。反射層は、再生時に反射光を得るために設けられ、さらには、記録時のビーム照射に際して温度コントロールをするという作用がある。

図２、記録時の代表的な波形例を示す。

図２は、記録されるデータ（ＮＲＺＩ）とそれに対応するレーザーダイオード（ＬＤ）の駆動電流波形を示している。駆動電流波形は、記録パルス期間（Ｔ１）と、高周波信号重畳期間（Ｔ２）を含む。

記録パルス１２ａはマーク部１１ａで１回もしくは複数回出力される。記録パルス期間（Ｔ１）（Ｔ１）以外では、高周波信号がマーク部１１ａ、スペース部１１ｂに関係なく出力される。これにより、レーザダイオードの平均光強度が維持される。

記録パルス期間（Ｔ１）の駆動電流により、レーザーダイオードは高周波信号重畳期間（Ｔ２）の発光強度よりも記録パルス期間（Ｔ１）で強く発光する。この強発光によって光ディスクの記録層に熱変化が発生し、記録マークが形成される。高周波信号重畳期間（Ｔ２）の駆動電流は、レーザーダイオードの平均光強度が光ディスクの記録層に熱または光変化を起こさせない程度の強度となるような電流値である。この光強度は、多くの場合、光ディスクの記録層から情報を読み出すときの強度である。図に示す閾値電流のレベルは、レーザーダイオードが発光を開始する或いは発光を停止する境目となるレベルである。緩和振動を得るためには、レーザーダイオードは、この閾値電流レベル以下のレベルから急峻に変化する記録パルスが必須である。したがって、記録のためには、光ディスクの記録層から情報を読み出すときの光強度を得る電流値から、一旦、閾値電流以下に低下させて、急峻に変化する記録パルス１２ａを得る必要がある。記録モードにおいて、光ディスクから情報を読み出すときの光強度としては、アドレスなどを読取るときに必要である。

記録パルス１２ａと高周波信号１２ｂの間には、駆動電流がバイアス電流として一定になる期間が設けれる場合がある。

上記したように、サブナノパルスを使用した記録では、レーザーダイオードに緩和振動と呼ばれる状態を作り出し、高い発光強度の光を得る。そのため、記録パルス１２a以後駆動電流を止めた後も発光強度が減衰しながら発光が持続する。緩和振動が収まるまで記録パルス１２ａの後に駆動電流が一定のバイアス期間を設ける。

図３は、本発明の情報記録媒体を適用し得る情報記録再生装置の全体的ブロック図を示している。情報記録再生装置は、上記した情報記憶媒体（光ディスク）の特徴を持つ光ディスク１００に対して情報の記録及び再生を行うものである。光ディスク１００は、同心円状、又は螺旋状に溝が刻まれており、溝の凹部をランド、凸部をグルーブと呼び、グルーブ又はランドの一周をトラックと呼ぶ。ユーザデータは、このトラック（グルーブのみ又はグルーブ及びランド）に沿って強度変調されたレーザー光が照射されそして記録マークが形成されることで、記録される。データ再生は、記録時より弱いリードパワー（ｒｅａｄｐｏｗｅｒ）のレーザー光がトラックに沿って照射され、そしてトラック上にある記録マークによる反射光強度の変化が検出されることにより行われる。記録されたデータの消去は、前記リードパワーより強いイレーズパワー（ｅｒａｓｅｐｏｗｅｒ）のレーザー光がトラックに沿って照射され、そして記録層が結晶化されることにより行われる。

光ディスク１００はスピンドルモータ６３によって回転駆動される。スピンドルモータ６３に設けられたロータリエンコーダ６３Ａからは回転角信号が出力される。回転角信号は、スピンドルモータ６３が１回転すると例えば５パルス発生する。この回転角信号からスピンドルモータ６３の回転角度及び回転数がスピンドルモータ制御回路６４にて判断される。

光ディスク１００に対する情報の記録、再生は、光ヘッド６５によって行われる。光ヘッド６５は、送りモータ６７とギアとスクリューシャフトを介して連結されており、この送りモータ６７は送りモータ制御回路６８により制御される。送りモータ６７が送りモータ制御回路６８からの送りモータ駆動電流により回転することにより、光ヘッド６５が光ディスク１００の半径方向に移動する。

光ヘッド６５には、図示しないワイヤ或いは板バネによって支持された対物レンズ７０が設けられている。対物レンズ７０は、駆動コイル７２により駆動されて、フォーカシング方向（レンズの光軸方向）への移動が可能であり、また、駆動コイル７１により駆動されて、トラッキング方向（レンズの光軸と直交する方向）への移動が可能である。

レーザー変調制御回路７５は情報記録時（マーク形成時）に、ホスト装置９４からインタフェース回路９３を介して供給される記録データに基づいて、書き込み用信号をレーザーダイオード（レーザー発光素子）７９に提供する。

レーザーダイオード７９が発生するレーザー光は、ハーフミラー９６に入射する。ハーフミラー９６は、レーザーダイオード７９が発生するレーザー光を一定比率だけ分岐している。

フォトダイオードにより構成されるモニタ光検出器（ＦＭ−ＰＤ）９５は、レーザー光の一部光をハーフミラー９６から受光する。モニタ光検出器（ＦＭ−ＰＤ）９５は、レーザー光の照射パワーに比例した一部光を検出し、受光信号をレーザー変調制御回路７５に供給する。レーザー変調制御回路７５は、モニタ光検出器９５の受光信号に基づいて、中央演算処理ユニット（ＣＰＵ）９０により設定された再生時レーザーパワー、記録時レーザーパワー及び消去時レーザーパワーが適切に得られるように、レーザーダイオード７９の出力光を制御する。

レーザーダイオード７９は、レーザー変調制御回路７５から供給される駆動電流に応じてレーザー光を発生する。レーザーダイオード７９から発せられるレーザー光は、コリメータレンズ８０、ハーフプリズム８１、対物レンズ７０を介して光ディスク１００上に照射される。光ディスク１００からの反射光は、対物レンズ７０、ハーフプリズム８１、集光レンズ８２、シリンドリカルレンズ８３を介して、読み取り光検出器８４に導かれる。

読み取り光検出器８４は、例えば４分割の光検出セルから成り、これら光検出セルの検知信号はＲＦアンプ８５に出力される。ＲＦアンプ８５は光検知セルからの信号を処理し、合焦点位置からの誤差を示すフォーカスエラー信号ＦＥ、レーザー光のビームスポット中心とトラック中心との誤差を示すトラッキングエラー信号ＴＥ、及び光検知セル信号の全加算信号である再生信号を生成する。

フォーカスエラー信号ＦＥはフォーカス制御回路８７に供給される。フォーカス制御回路８７はフォーカスエラー信号ＦＥに応じてフォーカス駆動信号を生成する。フォーカス駆動信号はフォーカシング用の駆動コイル７１に供給される。これにより、レーザー光が光ディスク１００の記録膜上に常時ジャストフォーカスとなるフォーカスサーボが行われる。

トラッキングエラー信号ＴＥはトラックキング制御回路８８に供給される。トラッキング制御回路８８はトラッキングエラー信号ＴＥに応じてトラッキング駆動信号を生成する。トラッキング制御回路８８から出力されるトラッキング駆動信号は、トラッキング用の駆動コイル７２に供給される。これによりレーザー光が光ディスク１００上に形成されたトラック上を常にトレースするトラッキングサーボが行われる。

上記フォーカスサーボおよびトラッキングサーボがなされることで、読み取り光検出器８４の各光検出セルの出力信号の全加算信号ＲＦには、記録情報に対応して光ディスク１００のトラック上に形成された記録マークなどからの反射光の変化が反映される。この信号は、データ再生回路７８に供給される。データ再生回路７８は、ＰＬＬ回路７６からの再生用クロック信号に基づき、記録データを再生する。

上記トラッキング制御回路８８によって対物レンズ７０が制御されているとき、送りモータ制御回路６８により、対物レンズ７０が光ヘッド６５内の所定位置近傍に位置するよう送りモータ６７つまり光ヘッド６５も制御される。

スピンドルモータ制御回路６４、送りモータ制御回路６８、レーザー変調制御回路７５、ＰＬＬ回路７６、データ再生回路７８、フォーカス制御回路８７、トラッキング制御回路８８、エラー訂正回路６２等は、信号バス８９を介してＣＰＵ９０によって制御される。ＣＰＵ９０はインタフェース回路９３を介してホスト装置９４から提供される動作コマンドに従って、この記録再生装置を総合的に制御する。また、ＣＰＵ９０は、ＲＡＭ９１を作業エリアとして使用し、不揮発メモリ（ＮＶ−ＲＡＭ）９９に記録された装置個体毎のパラメータを適宜参照し、ＲＯＭ９２に記録された制御プログラムに従って所定の動作を行う。エラー訂正回路６２は、再生信号のエラー訂正を行なう。

また、レーザーダイオード（ＬＤ）７９へより大きな緩和振動を発生させるために、図４のようにピークパルスの前により一層低い電流値（Ｌ１）となる電流波形をレーザーダイオード７９へ供給させる方法も好適である。

また、緩和振動を起こすためには、ＬＤの発光直前にＬＤへの供給電流をＩｔｈ（レーザーが発光を開始する時の供給電流値）以下に落とす必要が有る。Ｉｔｈ以下に落とす期間は緩和振動発光を起こすためには最低限０．５ナノ秒以上、望ましくは３．０ナノ秒以上必要である。更に実験評価した結果、１０ナノ秒以上で有れば非常に安定に緩和振動発光が生じる。

上記した説明において、レーザーダイオードの駆動電流と、ＮＲＺＩ波形の関係については、説明をわかりやすくするために、図１のように１種類を示した。しかし、チャンネルデータに応じてＮＲＺＩ波形としては各種の波形が用いられる。またこのＮＲＺＩ波形に応じて、記録媒体に対して効果的にマーク部、スペース部を形成するための記録パルスが生成される。以下図５−図８に各種の記録パルスパターンの例を示すとともに、レーザーダイオードが生じる緩和振動の性質についても説明する。

図５には、チャンネルデータ、これに基づいて生成されるＮＲＺＩ波形を示している。また記録データが記録されるときのレーザーダイオード駆動電流とレーザーダイオードから出力される光波形の例を示している。

図５の例は、異なる長さの記録マーク部を記録するとき、マーク部の長さに比例して記録パルスの長さ（パルス幅）を制御して記録を行う例である。記録したいデータであるチャネルデータとそれに対応するＮＲＺＩ波形、駆動電流波形、想定される光波形の例を示している。

記録パルス１２ａ，１２ａ１の長さは、“１”がＮ個連続するチャネルビットの長さをＮＴとすると、概ね（Ｎ−２）＋０．１Ｔもしくは（Ｎ−３）＋０．１Ｔ以下である。Ｔは基準クロックの１チャネルビット長を示す。

緩和振動の１周期の長さは概ね１００ピコ秒から１ナノ秒の間であるので、チャネルクロック周波数６４．８ＭＨｚ（１Ｔが約１５ナノ秒）において、０．０５Ｔ（約７５０ピコ秒）間記録パルスを与えると、１〜２波程度で構成される緩和振動が得られる。短い長さの記録マーク（２Ｔや３Ｔ）においては、この緩和振動のみで記録可能である。

一方、より長い記録マークにおいては、緩和振動が収束しレーザーが連続発振状態となる。この場合は、緩和振動による記録と通常のレーザー発光による記録を組み合わせた記録になり、電流パルスを与えた直後は緩和振動により記録がなされ、緩和振動が収束すると通常発光による記録となる。

図に示す閾値電流のレベルは、レーザーダイオードが発光を開始する或いは発光を停止する境目となるレベルである。緩和振動を得るためには、レーザーダイオードは、この閾値電流レベル以下のレベルから急峻に変化する記録パルスが必須である。このとき閾値電流レベル以下のレベルを維持する期間としては、１乃至５ナノ秒維持されることが好ましい。したがって、アドレス読み取りのため、あるいは消去のために閾値位置以上の駆動電流を出力している途中から、記録処理を行う場合には、必ず、閾値以下のレベルに一旦低下させて、急峻な記録パルスを発生させる手段を備えることになる。

図６は、マークの長さに比例して記録パルスを増やして記録を行う例である。

記録パルスの回数は、“１”がＮ個連続するチャネルビットの長さをＮＴとすると、Ｍ×（Ｎ−Ｊ）＋Ｋとなる。ただし、Ｍは自然数、Ｊ，Ｋは整数とする。したがって、Ｍ＝２、Ｊ＝Ｋ＝０とした図７のような波形であってもよい。記録パルスの間に高周波重畳波を挿入することより記録中の平均光量を上昇させる。これは、緩和振動による高いピークパルスを繰り返すことにより、図５の例より少ない平均駆動電流で記録を行うことができる。

図８は、図６のスペース部において高周波重畳の代わりに消去パワーを照射する場合であり、書き換え型の媒体に好適な記録波形である。図５−図７の例においても図８と同様にスペース部において消去パワーを照射する変形が適用可能である。

実施例
以下、実施例を示し、本発明を具体的に説明する。

厚み０．６ｍｍ、直径１２０ｍｍで表面にトラックピッチ０．４μｍ、深さ２５ｎｍのスパイラル溝を設けたポリカーボネート製円形基板を用い、この基板上に、スパッタ法を用いて、第１の保護層として、ＺｎＳ：ＳｉＯ_２５０ｎｍ、下記表１に記載の相変化記録材料１５ｎｍ，第２の保護層として、ＺｎＳ：ＳｉＯ_２２０ｎｍＡｌ合金反射層１００ｎｍを順次積層し、光記録媒体を得た。膜厚は、各スパッタ源のスパッタ時間によりコントロールした。

得られた光記録媒体の構成を図９に示す。

図示するように、この光記録媒体２０は、基板１上に、第１の保護層４，相変化記録層２、第２の保護層５、及び反射層３が順次積層された構成を有する。

次に、このようにして成膜した基板と同様の形状をもつ基板を用意し、紫外線硬化樹脂を用いてこの２枚を接着することによりサンプルを用意した。

得られたサンプルを図１０に示す。

図示するように、このサンプル３０は、光記録媒体２０の反射層３を接着層６を介して貼り合わせた両面二層媒体である。

このようにして作製したサンプルの相変化記録層は、通常は非晶質状態のため、予め結晶化処理を行った。結晶化には、波長８１０ｎｍ、ビーム径１μｍｘ９６μｍの長楕円ビームを用い、このサンプルディスクを６００ｒｐｍで回転させなからパワー１０００ｍＷでＤＣ光を照射した。このようにして、相変化記録層を結晶化させたサンプルディスクを作製した。

サンプルディスクの相変化記録層の組成は、相変化記録材料のスパッタ源としてＢｉ_２Ｔｅ_３、ＧｅＴｅを使用し、各スパッタ源へのパワーをコントロールすることにより変化させた。このディスクサンプルについて短パルス記録実験をおこなった。記録パルスとしては、半値幅０．６ナノ秒のパルス列を用いて記録を行った。

記録条件として、線速６．６１ｍ／ｓ、記録パワー４０ｍＷ、パルス幅０．６ナノ秒の短パルス列を用いた。変調はＥＴＭ（８／１２）変調、（１，１０ＲＬＬ）で実際のマーク長は２Ｔ〜１１Ｔとなる。このときのパルス波形を図１１に示す。短パルス記録では、各Ｔのスタート位置に半値幅（０．６ナノ秒）の短パルスが発光し、パルス数はＴ−１となる。

記録後、透過型顕微鏡を用いて、各サンプルディスクの記録マークを観察したところ、いずれのサンプルディスクにも、再結晶リングを確認することはできなかった。

信号品質の評価には、ＳｂＥＲ（ＳｉｍｕｌａｔｅｄｂｉｔＥｒｒｏｒＲａｔｅ）とＰＲＳＮＲ（ＰａｒｔｉａｌＲｅｓｐｏｎｓｅＳｉｇｎａｌＮｏｉｓｅＲａｔｉｏ）を用いた。これらは、ＨＤＤＶＤの信号品質を表す指標で、ＳｂＥＲはエラーレートに相当するため低い値の方が、ＰＲＳＮＲは信号対雑音比に相当するため高い値の方がそれぞれ望ましい。規格上はＳｂＥＲは５．０×１０^−５以下、ＰＲＳＮＲは１５以上が規格値となっている。

上記表１から明らかなように、Ｂｉ_２Ｔｅ_３、Ｓｂ_２Ｔｅ_３、（Ｂｉ_２Ｔｅ_３）_ｘ（ＧｅＴｅ）_１−ｘ…（１）（但し、式中０．１≦ｘ≦１）、または（Ｓｂ_２Ｔｅ_３）_ｙ（ＧｅＴｅ）_１−ｙ…（２）（但し、式中０．１≦ｙ≦１）で表される相変化記録材料を用いて記録層を形成したサンプルディスクは、いずれも、ＳｂＥＲ、ＰＲＳＢＲともにＨＤＤＶＤの規格値を満足するような良好な信号特性が得られた。

なお、Ｂｉ_２Ｔｅ_３が３１ないし３５原子％、ＧｅＴｅが６５ないし６９原子％の場合、及びＢｉ_２Ｔｅ_３が６５ないし６９原子％、ＧｅＴｅが３１ないし３５原子％の場合、スパッタを行っただけで、相変化記録層が結晶となっていた。このため、予め結晶化処理を行う必要がなかった。さらにこの組成範囲においては、ＳｂＥＲ、ＰＲＳＢＲともに良好な値が得られた。

本発明の情報記録媒体の一例を表す断面図記録パルス及び高周波信号を含む駆動電流と、ＮＲＺＩ波形の例を示す図本発明を適用可能な情報記録再生装置のブロック構成図記録パルス及び高周波信号を含む駆動電流と、ＮＲＺＩ波形の他の例を示す図記録パルス及び高周波信号を含む駆動電流と、ＮＲＺＩ波形、チャンネルデータ、及び光波形のさらなる例を示す図記録パルス及び高周波信号を含む駆動電流と、ＮＲＺＩ波形及びチャンネルデータのさらなる例を示す図記録パルス及び高周波信号を含む駆動電流と、ＮＲＺＩ波形及びチャンネルデータのさらなる例を示す図記録パルス及び高周波信号を含む駆動電流と、ＮＲＺＩ波形及びチャンネルデータのさらなる例を示す図本発明の情報記録媒体の他の一例を表す断面図本発明の情報記録媒体のさらに他の一例を表す断面図本発明に使用されるパルス波形の一例を表す図

符号の説明

１…基板、２…相変化記録層、３…反射層、４，５…保護層、６…接着層、１０，２０，３０…光記録媒体

Claims

基板と、該基板上に形成され、テルルと、アンチモンまたはビスマスとを主成分として含有し、その結晶化速度が２ないし１０ナノ秒であり、２００ピコ秒ないし１ナノ秒の半値幅を有する光パルスの照射により、その結晶状態を変化させて記録マークを形成する相変化記録層と、該相変化記録層上に形成された反射層とを具備することを特徴とする情報記録媒体。
前記相変化記録層は、ビスマス３８ないし４２原子％、テルル５８ないし６２原子％とを含有することを特徴とする請求項１に記載の情報記録媒体。
前記相変化記録層は、アンチモン３８ないし４２原子％、テルル５８ないし６２原子％を含有することを特徴とする請求項１に記載の情報記録媒体。
前記相変化記録層は、副成分として、ゲルマニウムをさらに含有することを特徴とする請求項２または３のいずれか１項に記載の情報記録媒体。
前記相変化記録層は、下記式（１）で表されることを特徴とする請求項４に記載の情報記録媒体。
（Ｂｉ_２Ｔｅ_３）ｘ（ＧｅＴｅ）１−ｘ…（１）
（但し、式中０．１≦ｘ≦１）
前記相変化記録層は、下記式（２）で表されることを特徴とする請求項４に記載の情報記録媒体。
（Ｓｂ_２Ｔｅ_３）ｙ（ＧｅＴｅ）１−ｙ…（２）
（但し、式中０．１≦ｙ≦１）