JP3220020B2 - 相変化型光ディスク媒体と情報の記録・再生方法 - Google Patents

相変化型光ディスク媒体と情報の記録・再生方法

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JP3220020B2 JP24294996A JP24294996A JP3220020B2 JP 3220020 B2 JP3220020 B2 JP 3220020B2 JP 24294996 A JP24294996 A JP 24294996A JP 24294996 A JP24294996 A JP 24294996A JP 3220020 B2 JP3220020 B2 JP 3220020B2
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【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、情報の記録・再生
が可能な高記録密度光ディスク媒体に関し、特に記録す
べき情報が正確に記録されたか否かの確認を記録と同時
に行う、いわゆる記録同時ベリファイを行うのに適した
光ディスク媒体と、それに対する情報の記録・再生方法
に関する。
【0002】
【従来の技術】レーザビームスポットの照射により情報
の記録や再生が可能な光ディスク媒体として、結晶と非
晶質の間のような転移を利用したいわゆる相変化型光デ
ィスクが知られている。この相変化型光ディスクは、光
磁気ディスクでは困難な単一ビームによるダイレクトオ
ーバーライトが可能であり、ドライブ側の光学系構成も
より単純である。このような相変化型情報記録媒体にお
ける記録同時ベリファイの方法が、特開昭60−145
537号公報、特開昭63−183624号公報、特開
平6−349067号公報にそれぞれ提案されている。
この方法は、相変化型情報記録媒体に記録パルスを照射
した時に、照射とほぼ同時にその反射光強度が変化する
ことを反射光あるいはこれから得られるRF信号により
検出し記録が正常に行われたことを確認するというもの
である。
【0003】すなわち、相変化型光ディスク媒体におけ
る記録過程は大まかに、未記録部(結晶状態)へのレー
ザ光照射による記録膜の加熱、記録膜の温度上昇、記録
膜の溶融、記録膜の冷却時の非晶質化、となっている。
したがって、未記録部と記録部とで相状態が異なること
によりその反射率が相違され、記録時におけるレーザ光
の反射光強度もこの相状態によって変化されることを利
用したものである。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】ところで、記録膜が溶
融した時の記録ビームスポット内の状態は図10のよう
になることが知られており、ビームスポットの進行方向
の後ろ側領域が溶融され、先頭側領域では未だに溶融が
行われないため、ビームスポット内が全面溶融している
わけではない。また、記録膜の非晶質化は、溶融しなけ
れば起こり得ないので、このビームスポット内では記録
部と未記録部との反射率が混在された状態の反射率とな
り、記録部と未記録部とに明確に区別することが困難で
あり、この反射率の変化だけでは、厳密な記録同時ベリ
ファイを行うことが難しくなる。そのため、従来では、
記録を行った後にもう一度ベリファイ動作を行わなくて
はならず、記録同時ベリファイが実質的には不可能にな
るという問題がある。
【0005】本発明の目的は、結晶部反射率、非晶質部
反射率、記録膜が溶融した時の溶融部を含む記録ビーム
スポット領域の反射率の関係を各層の膜厚を調整するこ
とにより変化させ、記録膜層が溶融したという情報を相
変化型光ディスク媒体からの反射光量あるいはRF信号
から取り出すことにより厳密な記録同時ベリファイを行
えるような相変化型光ディスク媒体を提供することであ
る。また、本発明の他の目的は、前記した相変化型光デ
ィスク媒体を用いて記録同時ベリファイを可能にした情
報の記録・再生方法を提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明の相変化型光ディ
スク媒体は、記録膜における結晶部の反射率Rc、非晶
質部の反射率Ra、溶融部を含む記録ビームスポット領
域の反射率Rmの関係が、Rc>Rm>Raとなるよう
に基板上に形成した下部保護膜、記録膜、上部保護膜等
の各膜の膜厚を定めることを特徴とする。この場合、記
録膜として少なくともGe、Sb、Teからなる膜を用
い、下部保護膜層ならびに上部保護膜層としてZnS
SiO2 を含む材料を用い、金属反射膜層としてAlを
主成分とする金属材料を用いた構成とする。
【0007】また、本発明の情報の記録・再生方法は、
前記した本発明の相変化型光ディスク媒体を用い、記録
膜に対して記録ビームスポットを照射し、かつその反射
光をモニタし、前記モニタにより得られるRF信号の波
形に基づいて記録が正常に行われたか判断することを特
徴とする。例えば、所定の光強度の記録ビームスポット
を照射し、その照射直後からその反射光量が急激に低下
することを前記RF信号の波形から確認することにより
記録が正常に行われたと判断する方法とされる。
【0008】
【発明の実施の形態】次に、本発明の実施形態について
図面を参照して説明する。図1は本発明の相変化型光デ
ィスク媒体の第1の実施形態の模式断面図である。透明
なディスク基板11には回転中心に対してスパイラル状
または同芯円状に案内溝が形成されており、この基板1
1上に、下部保護膜12であるZnSSiO2 膜を1
60nm、記録膜13であるGeSbTe膜を15n
m、上部保護膜14であるZnSSiO2 を25n
m、金属反射膜15であるAl膜を50nmを順次スパ
ッタ法により積層し、さらにその上にUV樹脂保護膜1
6を形成し、相変化型光ディスク媒体とした。
【0009】ここで、前記記録膜13においては、その
相状態が結晶状態のときの反射率Rc、非晶質状態のと
きの反射率Ra、溶融状態と結晶状態または非晶質状態
とが混在される状態での反射率Rmの関係が、Rc>R
m>Raとなるように、前記下部保護膜12、記録膜1
3、上部保護膜14のそれぞれの膜厚を定めている。す
なわち基板11側から照射されたレーザビームは、下部
保護膜12、記録膜13、上部保護膜14を透過し、あ
るいは一部は記録膜13で反射され、さらに透過した光
は金属反射膜15で反射された後、逆の方向に透過され
るため、これらの膜厚を適宜に設定することで、結果と
して記録膜における反射率をこれらの膜の厚さによって
設定することが可能となる。
【0010】この構成の相変化型光ディスク媒体を、線
速6m/s、消去パワー6mWで記録膜13を結晶化さ
せた(初期化した)後、記録・再生を行った。記録動作
時のレーザ光発光波形は図2のようになっており、再生
パワー、消去パワー、記録パワーの各レベルがある。そ
して、以下の条件で記録した時の、キャリアレベル、ノ
イズレベル、2ndH/C等のC/N比の記録パワー依
存性を図3に示す。また、その記録中における反射光か
ら得られるRF信号の変化を図4に示す。記録条件は、
線速6m/s、記録周波数2MHz、duty比50
%、再生パワー1.0mW、消去パワー5.5mWであ
り、記録パワーは7.0〜13.0mWの範囲で変化さ
せている。
【0011】この結果、この実施形態の光ディスク媒体
では、未記録部(結晶部)反射率Rcと記録部(非晶質
部)反射率Raの差が最大となるように各層の膜厚を選
択しているので、高C/N比が得られている。また、記
録中のRF信号の様子をみると、記録パワー9.0mW
以上の場合と、記録パワー9.0mW未満の場合とで、
波形が大きく異なっている。図2の発光波形、図3の結
果と合わせて考えると、記録パワー9.0mW以上の記
録良好の場合、記録パワー照射直後に記録膜が溶融し反
射率が低下し反射光量の低下を起こしている。さらに、
レーザパワーが消去パワーレベルに変化すると、溶融部
を含む記録ビームスポット領域の反射率Rmが未記録状
態の反射率Rcよりも低いので、アンダーシュートを起
こしたかのような特徴的な波形になる。一方、記録パワ
ーが9.0mW以下の記録不良の場合、レーザが記録パ
ワーレベルになっても、記録膜が溶融しないので、反射
光量の低下は起こしていない。このように、記録中のR
F信号をモニタすることにより、記録良好、記録不良を
判断できることになる。
【0012】一方、図5は比較例としての相変化型光デ
ィスク媒体の模式断面図であり、ディスク基板21上
に、下部保護膜22であるZnSSiO2 膜を100
nm、記録膜23であるGeSbTe膜を10nm、上
部保護膜24であるZnSSiO2 を20nm、金属
反射膜25であるAl膜を60nmを順次スパッタ法に
より積層し、さらにその上にUV樹脂保護膜26を形成
し、相変化型光ディスク媒体とした。
【0013】この相変化型光ディスク媒体を線速6m/
s、消去パワー6mWで記録膜層を結晶化させた(初期
化した)後、記録・再生を行った。記録動作時のレーザ
光発光波形は図2と同じである。この比較例の相変化型
光ディスク媒体に対して、先の実施形態の場合と同様に
以下の条件で記録した時のC/N比の記録パワー依存性
を図6に、記録中のRF信号の変化を図7に示す。記録
条件は、線速6m/s、記録周波数2MHz、duty
比50%、再生パワー1.0mW、消去パワー5.5m
W、記録パワー7.0〜13.0mWである。
【0014】この結果、比較例の相変化型光ディスク媒
体では、未記録部(結晶部)反射率Rcと記録部(非晶
質部)反射率Raがほぼ同じ程度になるように各層の膜
厚を選択しているが、記録部と未記録部で位相差がある
ので、C/N比が得られている。記録中のRF信号の様
子をみると、記録パワー9.0mW以上の場合と記録パ
ワー9.0mW未満の場合とで波形がほぼ同一となって
いる。図6の結果から、記録パワー9.0mW以上では
記録状態は良好であると思われるが、記録パワー照射直
後に記録膜が溶融しても、溶融部を含む記録ビームスポ
ット領域の反射率Rmが、未記録部反射率Rcおよび記
録部反射率Raと同等の値となっているので、本発明媒
体で見られたようなアンダーシュートを起こしたかのよ
うな特徴的な波形は見られない。一方、記録パワーが
9.0mW以下の記録不良の場合、レーザが記録パワー
レベルになっても記録膜が溶融しないので、反射光量の
低下は起こしていない。このように、記録中のRF信号
をモニタしても、記録良好と記録不良を区別することは
困難である。
【0015】本発明の他の実施形態について、図面を参
照して以下に詳細に説明する。基板上に形成する膜構造
としては図1に示した第1の実施形態と同じであるた
め、図1を再び参照すると、ディスク基板11上に、下
部保護膜12であるZnSSiO2 膜を170nm、
記録膜13であるGeSbTe膜を15nm、上部保護
膜14であるZnSSiO2 を15nm、金属反射膜
15であるAl膜を50nmを順次スパッタ法により積
層し、さらにその上にUV樹脂保護膜16を形成し、相
変化型光ディスク媒体とした。
【0016】この相変化型光ディスク媒体を線速6m/
s、消去パワー6mWで記録膜層を結晶化させた(初期
化した)後、記録・再生を行った。記録動作時のレーザ
光発光波形は、図2と同じである。この光ディスクに以
下の条件で記録した時の、C/N比の記録パワー依存性
を図8に、記録中のRF信号の変化を図9に示す。記録
条件は、線速6m/s、記録周波数4MHz、duty
比50%、再生パワー1.0mW、消去パワー5.5m
W、記録パワー9.0〜14.0mWである。
【0017】この結果、この光ディスク媒体では、未記
録部(結晶部)反射率Rcと記録部(非晶質部)反射率
Raの差が最大となるように各層の膜厚を選択している
ので、高C/N比が得られている。また、記録中のRF
信号の様子をみると、記録パワー10.0mW以上の場
合と、記録パワー10.0mW未満の場合とで、波形が
大きく異なっている。図2の発光波形、図8の結果と合
わせて考えると、記録パワー10.0mW以上の記録良
好の場合、記録パワー照射直後に記録膜が溶融し反射率
が低下し反射光量の低下を起こしている。さらに、レー
ザパワーが消去パワーレベルに変化すると、溶融部を含
む記録ビームスポット領域の反射率Rmが未記録状態の
反射率Rcよりも低いので、アンダーシュートを起こし
たかのような特徴的な波形になる。一方、記録パワーが
10.0mW以下の記録不良の場合、レーザが記録パワ
ーレベルになっても、記録膜が溶融しないので、反射光
量の低下は起こしていない。このように、記録中のRF
信号をモニタすることにより、記録良好、記録不良を判
断できることになる。
【0018】
【発明の効果】以上説明したように本発明は、記録膜に
おける結晶状態、非晶質状態、溶融部を含む領域のそれ
ぞれにおける反射率が所定の関係となるように、下部保
護膜、記録膜、上部保護膜の膜厚を適切に設定している
ことにより、記録・再生動作に対応した記録感度を実現
しながら、かつ反射光をモニタするRF信号の波形に基
づくことで、記録同時ベリファイが可能となり、高再生
出力であり、高速アクセス可能、高密度記録可能な光デ
ィスク媒体が得られ、かつその記録・再生が可能とな
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1および第2の実施形態の光ディス
ク媒体の模式断面図である。
【図2】記録動作時のレーザ光の発光波形を示す模式図
である。
【図3】第1の実施形態におけるキャリアレベル、ノイ
ズレベル、2ndH/Cの記録パワーに対する変化特性
を示す図である。
【図4】第1の実施形態におけるRF信号波形図であ
る。
【図5】第1の実施形態に対する比較例の光ディスク媒
体の模式断面図である。
【図6】比較例におけるキャリアレベル、ノイズレベ
ル、2ndH/Cの記録パワーに対する変化特性を示す
図である。
【図7】比較例におけるRF信号波形図である。
【図8】本発明の他の実施形態におけるキャリアレベ
ル、ノイズレベル、2ndH/Cの記録パワーに対する
変化特性を示す図である。
【図9】本発明の他の実施形態におけるRF信号波形図
である。
【図10】記録動作中におけるレーザスポット領域の状
態を模式的に示す図である。
【符号の説明】
11,21 ディスク基板 12,22 下部保護膜 13,23 記録膜 14,24 上部保護膜 15,25 金属反射膜 16,26 UV樹脂保護膜

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】透明基板上に下部保護膜、記録膜、上部保
    護膜、金属反射膜が順次積層され、前記記録膜は記録ビ
    ームスポットの照射によりその相状態が変化されて情報
    の記録、消去または再生が可能な相変化型光ディスク媒
    体において、前記記録膜における結晶部の反射率Rc、
    非晶質部の反射率Ra、溶融部を含む記録ビームスポッ
    ト領域の反射率Rmの関係が、Rc>Rm>Raとなる
    ように基板上の前記各膜の膜厚を定めることを特徴とす
    る相変化型光ディスク媒体。
  2. 【請求項2】記録膜として少なくともGe、Sb、Te
    からなる膜を用い、下部保護膜層ならびに上部保護膜層
    としてZnSSiO2 を含む材料を用い、金属反射膜
    層としてAlを主成分とする金属材料を用いてなる請求
    記載の相変化型ディスク媒体。
  3. 【請求項3】請求項1又は2のいずれかに記載の相変化
    型光ディスク媒体を用い、記録膜に対して記録ビームス
    ポットを照射し、かつその反射光をモニタし、前記モニ
    タにより得られるRF信号の波形に基づいて記録が正常
    に行われたか判断することを特徴とする情報の記録・再
    生方法。
  4. 【請求項4】前記RF信号の波形から、所定の光強度の
    記録ビームスポットを照射し、その照射直後からその反
    射光量が急激に低下することを確認することにより記録
    が正常に行われたと判断する請求項記載の情報記録
    ・再生方法。
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