JP4140060B2 - 光学的情報記録媒体、光学的情報記録方法、及び光学的情報記録装置 - Google Patents

Description

本発明は、相変化型の光学的情報記録媒体、その光学的情報記録媒体に対する情報の記録方法、及びその光学的情報記録媒体を用いて情報の記録・再生を行う光学的情報記録装置に関する。

書き換え可能な光ディスク（光学情報記録媒体）の１種として、ＣＤ−ＲＷやＤＶＤ−ＲＷなどに代表される「相変化光ディスク（phase-change optical disk）」が知られている。相変化光ディスクは、結晶状態と非晶質状態との間で可逆的な変化を起こす相変化記録膜を有する。その記録膜に対してレーザ光を照射し、記録膜の反射率あるいは光学的位相を変化させることにより情報の記録再生が行われる。光ディスクの製造直後、記録膜は非晶質状態にある。光ディスクの初期化工程においてはレーザ光が照射され、それにより記録膜は結晶化する。その後、光ディスクの所望の位置にレーザ光を照射し、その所定の位置の記録膜を非晶質化させることによって情報の記録が行われる。その非晶質化された部分は、「マーク（アモルファスマーク）」と呼ばれている。

典型的な相変化光ディスクの記録膜の組成としては、ＧｅＴｅ、ＳｂＴｅ、ＧｅＳｂＴｅ、ＩｎＳｂＴｅ、ＡｇＩｎＳｂＴｅ等が知られている。

相変化光ディスクの記録容量を増加させる技術として、近年、様々な信号処理技術が試みられている。また、基板のトラッキング用の案内溝内および案内溝間の両方に記録を行う「ランド・グルーブ記録技術」が試みられている。また、光学的な回折限界よりも微小なマークの再生を可能とする超解像再生技術などが試みられている。

また、近年、記録容量の増加だけでなく、記録速度の増加に対するニーズが高まっている。例えば、ＣＤ−ＲやＤＶＤ−Ｒに対応した光ディスクドライブにおいては、記録速度が向上したドライブが市場に投入され続けている。

相変化光ディスクにおいて記録速度を高速化すること（以下、「高速記録」と参照される）を実現するためには、相変化記録膜の結晶化速度向上が不可欠である。結晶化速度を向上させ、高線速下でも十分な消去性能を確保する必要がある。記録膜の結晶化速度を向上させるための手法として、例えば特許文献１に開示された技術が知られている。その技術によれば、ＧｅＴｅ−Ｓｂ_２Ｔｅ_３系の記録膜において、ＧｅＴｅの一部がＳｎＴｅで置換される。この技術は、ＧｅＴｅに比べてＳｎＴｅの方が結晶化速度が速いことを利用している。ＧｅＴｅの一部をＳｎＴｅで置換することにより、結晶化速度の向上が実現される。

ここで、結晶化速度の向上は、一般的に記録膜の結晶化温度を低下させる。その結果、記録されたデータ（アモルファスマーク）が消失してしまう可能性が高くなる。つまり、結晶化速度の向上は、情報の保持特性（保存安定性）を劣化させる原因となる。また、結晶化速度の向上は、「クロス消去」の増大の原因となる。クロス消去とは、狭トラックピッチ下において、あるトラックで記録を行った場合、隣接トラックに存在していたマークが消去されることである。狭トラック化は、記録容量を増加させる観点において重要であり、結晶化速度の向上とクロス消去の低減の両立が望まれている。すなわち、相変化光ディスクにおいて、高速記録と大容量化を両立することができる技術の確立が望まれている。

特開２００１−３２２３５７号公報

本発明の目的は、光学的情報記録媒体における記録密度の向上と高速記録を両立することができる技術を提供することにある。

本発明の他の目的は、記録膜の情報保持特性を劣化させることなく結晶化速度を向上させることができる光学情報記録媒体を提供することにある。

本発明の更に他の目的は、クロス消去を増大させることなく結晶化速度を向上させることができる光学情報記録媒体を提供することにある。

以下に、［発明を実施するための最良の形態］で使用される番号・符号を用いて、［課題を解決するための手段］を説明する。これらの番号・符号は、［特許請求の範囲］の記載と［発明を実施するための最良の形態］との対応関係を明らかにするために括弧付きで付加されたものである。ただし、それらの番号・符号を、［特許請求の範囲］に記載されている発明の技術的範囲の解釈に用いてはならない。

本発明の第１の観点において、レーザ光の照射が行われることにより情報の記録が行われる光学的情報記録媒体（１）が提供される。この光学的情報記録媒体（１）は、基板と、その基板上に形成された記録膜（１３）とを備える。レーザ光の照射によって、記録膜（１３）の反射率あるいは光学的位相といった性質が変化し、それにより情報の記録が行われる。

本発明に係る記録膜（１３）は、(αＴｅ)_ｘβＴｅ_３を主成分として含む（ｘは正の実数）。ここで、αは、Ｇｅ_１−ａＳｎ_ａ及びＧｅ_１−ａＰｂ_ａのいずれかである（０≦ａ≦１）。βは、Ｓｂ_２−ｙＩｎ_ｙ，Ｓｂ_{２−ｙ−ｚ}Ｉｎ_ｙＢｉ_ｚ，及びＢｉ_２−ｙＩｎ_ｙのいずれかである（０＜ｙ，ｚ＜２；０＜ｙ＋ｚ＜２）。

本願発明者は、このような記録膜（１３）を用いることにより、結晶化速度の向上とクロス消去の抑制が可能であることを見出した。つまり、Ｇｅの一部をＳｎやＰｂで置換することにより、結晶化速度が向上し、高線速下においても十分な消去性能が確保される。また、Ｓｂの一部あるいは全部をＩｎやＢｉで置換することにより、記録膜（１３）の保存安定性が向上し、クロス消去も抑制される。クロス消去が抑制されるため、記録容量を増加させることが可能となる。すなわち、本発明に係る組成により、光学的情報記録媒体（１）における記録密度の向上と高速記録を両立させることが可能となる。

上記βがＳｂ_２−ｙＩｎ_ｙである場合、記録膜（１３）の主成分は、((Ｇｅ_１−ａＳｎ_ａ)Ｔｅ)_ｘＳｂ_２−ｙＩｎ_ｙＴｅ_３、または、((Ｇｅ_１−ａＰｂ_ａ)Ｔｅ)_ｘＳｂ_２−ｙＩｎ_ｙＴｅ_３である。この場合、実数ａは、０．２≦ａ≦０．６の条件を満たすと好適である。実数ｘは、４≦ｘ≦８の条件を満たすと好適である。実数ｙは、０．１５≦ｙ＜２の条件を満たすと好適である。また、記録膜（１３）の膜厚は８ｎｍ以下の場合、実数ａは、０．３≦ａ≦０．６の条件を満たすと好適である。

上記βがＳｂ_{２−ｙ−ｚ}Ｉｎ_ｙＢｉ_ｚである場合、記録膜（１３）の主成分は、((Ｇｅ_１−ａＳｎ_ａ)Ｔｅ)_ｘＳｂ_{２−ｙ−ｚ}Ｉｎ_ｙＢｉ_ｚＴｅ_３、または、((Ｇｅ_１−ａＰｂ_ａ)Ｔｅ)_ｘＳｂ_{２−ｙ−ｚ}Ｉｎ_ｙＢｉ_ｚＴｅ_３である。この場合、実数ａは、０．２≦ａ≦０．６の条件を満たすと好適である。実数ｘは、４≦ｘ≦８の条件を満たすと好適である。実数ｙ及び実数ｚは、０．１５≦ｙ＋ｚ＜２、０≦ｚ＜１．８５の条件を満たすと好適である。また、記録膜（１３）の膜厚は８ｎｍ以下の場合、実数ａは、０．３≦ａ≦０．６の条件を満たすと好適である。

上記βがＢｉ_２−ｙＩｎ_ｙである場合、記録膜（１３）の主成分は、((Ｇｅ_１−ａＳｎ_ａ)Ｔｅ)_ｘＢｉ_２−ｙＩｎ_ｙＴｅ_３、または、((Ｇｅ_１−ａＰｂ_ａ)Ｔｅ）_ｘＢｉ_２−ｙＩｎ_ｙＴｅ_３である。この場合、実数ａは、０≦ａ≦０．３の条件を満たすと好適である。尚、実数ａが０の場合、記録膜（１３）の主成分は、(ＧｅＴｅ)_ｘＢｉ_２−ｙＩｎ_ｙＴｅ_３である。実数ｘは、４≦ｘ≦１２の条件を満たすと好適である。実数ｙは、０．０５≦ｙ≦０．４の条件を満たすと好適である。

本発明の第２の観点において、上記光学的情報記録媒体（１）に対する情報の記録方法が提供される。この光学的情報記録方法は、（Ａ）上述の光学的情報記録媒体（１）を提供するステップと、（Ｂ）その光学的情報記録媒体（１）を回転させるステップと、（Ｃ）消去パワ（Ｐｅ）より大きい記録パワ（Ｐｗ１）を有する少なくとも１つの記録パルスを、記録膜（１３）に照射するステップと、（Ｄ）その少なくとも１つの記録パルスの各々に続いて、消去パワ（Ｐｅ）より小さいボトムパワ（Ｐｗ２）を有するボトムパルスを、記録膜（１３）に照射するステップとを有する。上記（Ｄ）ステップにおいて、ボトムパワ（Ｐｗ２）は、レーザ光が照射される光学的情報記録媒体（１）の記録トラックの線速に応じて可変に設定される。これにより、線速を高速化し結晶化速度を向上させた際に問題となるエラーレートの増大が抑えられる。

光学的情報記録媒体（１）の線速が高速化されると、ＣＬＶ（Constant Linear Velocity：線速度一定）駆動方式より、ＣＡＶ（Constant Angular Velocity：角速度一定）駆動方式の方が有利となる。一方、ＣＡＶ駆動方式では、線速が大幅に変化することでエラーレートが悪化の問題が深刻化する。本発明に係る情報記録方法によれば、パルス列で記録を行う際に、線速に応じてパルス間のレーザパワが変化するように制御される。これにより、エラーレートの増大が抑えられ、広い線速範囲で良好な記録再生特性を得ることが可能となる。つまり、本発明によれば、ＣＡＶ方式で記録を行うことが可能となる。ＣＡＶ方式によれば、ディスクの回転数切り替えに要する時間が不要となるので、実効的な記録速度や転送速度を向上させることができる。

本発明の第３の観点において、上記光学的情報記録媒体（１）にレーザ光を照射することによって情報の記録を行う光学的情報記録装置が提供される。この光学的情報記録装置は、光学的情報記録媒体（１）にレーザ光を照射するレーザ照射部（２，３）と、レーザ照射部（２，３）による照射を制御するコントローラ（４）とを備える。コントローラ（４）による制御に基づいて、レーザ照射部（２，３）は、消去パワ（Ｐｅ）より大きい記録パワ（Ｐｗ１）を有する少なくとも１つの記録パルスを記録膜（１３）に照射し、また、その少なくとも１つの記録パルスの各々に続いて、消去パワ（Ｐｅ）より小さいボトムパワ（Ｐｗ２）を有するボトムパルスを記録膜（１３）に照射する。また、コントローラ（４）は、ボトムパワ（Ｐｗ２）を、レーザ光が照射される光学的情報記録媒体（１）の記録トラックの線速に応じて可変に設定する。これにより、エラーレートの増大が抑制される。コントローラは、光学的情報記録媒体（１）をＣＡＶ方式で駆動してもよい。

本発明に係る光学情報記録媒体よれば、記録膜の情報保持特性を劣化させることなく、結晶化速度を向上させることが可能となる。また、本発明に係る光学情報記録媒体によれば、クロス消去を増大させることなく、結晶化速度を向上させることが可能となる。つまり、本発明によれば、結晶化速度の向上とクロス消去の抑制の両立が可能となる。従って、光学的情報記録媒体における記録密度の向上と高速記録を両立することが可能となる。

添付図面を参照して、本発明による光学的情報記録方法、光学的情報記録装置および光学的情報記録媒体を説明する。

図１は、本発明の実施の形態に係る光学的情報記録装置の構成を概略的に示すブロック図である。この光学的情報記録装置は、光学的情報記録媒体１にレーザ光を照射することによって情報の記録・再生を行う。光学的情報記録媒体１としては、ＣＤ−ＲＷやＤＶＤ−ＲＷといった相変化型の光ディスクが例示される。この光学的情報記録装置は、光ヘッド２、レーザ駆動装置３、ＣＰＵ４、及びデータ識別器５を備えている。

光ヘッド２は、レンズ、光学情報記録媒体１にレーザ光（レーザパルス）を照射する半導体レーザ等のレーザ光源、光学情報記録媒体１からの反射光を受光する受光素子等を含んでいる。半導体レーザとしては、例えば、波長４００〜４３０ｎｍの青色レーザが用いられる。レーザ駆動装置３は、ＣＰＵ４からの指示に応じて、半導体レーザ等のレーザ光源を駆動する。これら光ヘッド２及びレーザ駆動装置３は、光学情報記録媒体１にレーザ光を照射するレーザ照射部を構成している。データ識別器５は、光ヘッド２の受光素子によって検出された再生信号を受け取り、再生データに加工する。

ＣＰＵ４（コントローラ）は、後述の記録ストラテジに基づいて、上記レーザ照射部によるレーザ照射や、スピンドルモータ（図示されない）によるディスク回転を制御する。具体的には、ＣＰＵ４は、記録すべきディスク上のアドレスや記録時のディスク回転数に関する情報を、ホスト６から受け取る。そして、ＣＰＵ４は、その情報に基づいてディスクの線速を算出し、また、記録情報を生成する。記録情報は、後に示される記録パワＰｗ１、消去パワＰｅ、ボトムパワＰｗ２、パルス幅などを含んでいる。本実施の形態によれば、ＣＰＵ４は、ディスクの線速に応じて、記録パワＰｗ１や、消去パワＰｅや、ボトムパワＰｗ２を変化させる。それら記録情報はレーザ駆動装置３に送られ、レーザ駆動装置３は、記録情報に応じてレーザパルスを駆動する。図示されないスピンドルモータは、ＣＰＵ４から指示されるディスク回転数に応じた回転速度で、ディスクを回転させる。例えば、光学的情報記録媒体１は、ＣＡＶ（Constant Angular Velocity）方式で駆動される。

相変化型の光学的情報記録媒体１に対する情報の記録は、記録膜を非晶質化（アモルファス化）することによって行われる。アモルファス化された部分は、「マーク（アモルファスマーク）」と呼ばれている。あるマークに対応する記録データの長さは、「マークデータ長」と呼ばれている。基準クロック周期（チャネル周期）がＴである場合、ｎＴ（ｎは自然数）のマークデータ長に対応するマークは、以下「ｎＴマーク」と参照される。例えば、４Ｔマークは、マークデータ長が４Ｔであることを意味する。

図２は、光学的情報記録媒体１に記録を行う方法を示す波形図であり、記録ストラテジの一例を示している。例として、図２には、マークデータ長が４Ｔ（ｎ＝４）である記録データに関する記録ストラテジが示されている。この場合、光学的情報記録媒体１には、４Ｔマークが形成される。図２に示されるように、情報記録時、光学的情報記録媒体１には、複数のパルスからなるパルストレインが照射される。これらパルストレインは、ＣＰＵ４による制御に基づいて、レーザ照射部によって生成される。

具体的には、パルストレインは、レーザパルスとして複数の記録パルスと複数のボトムパルスを含んでいる。それら記録パルスとボトムパルスは、交互に照射される。つまり、ある記録パルスに続いて、あるボトムパルスが光学情報記録媒体１に照射される。記録パルスのパワは、消去パワＰｅより大きい記録パワＰｗ１である。一方、記録パルス間のボトムパルスのパワは、消去パワＰｅより小さいボトムパワｐｗ２である。１回目の記録パルス（ファーストパルス）のパルス幅は、Ｔｔｏｐである。２回目以降の記録パルスのパルス幅は、Ｔｍｐである。パルストレインの前後には、消去レベルの消去パワＰｅのレーザが照射される。本発明によれば、情報記録時、ボトムパワＰｗ２は、光学的情報記録媒体１の記録トラックの線速に応じて可変に設定される。また、必要に応じて記録パワＰｗ１及び消去パワＰｅのレベルが調整されてもよい。

図３は、本実施の形態に係る光学的情報記録媒体１の構造を示す断面図である。図３に示されるように、支持体である基板１１上に、保護膜１２、記録膜１３、保護膜１４、反射膜１５が順に積層されている。また、反射膜１５の上に、ＵＶ樹脂層１６を介して基板１７が貼り付けられている。保護膜１２と記録膜１３の間、あるいは、記録膜１３と保護膜１４の間に界面層が付加されてもよい。更に、ディスクの機械特性向上や耐久性向上のために、反射膜１５上に誘電体膜が付加されてもよい。図示されていないが、基板１１には、情報の記録・再生を行うレーザ光のトラッキング用の案内溝が形成されている。記録および再生を行うためのレーザ光は、基板１１の背面側から照射される。レーザ光の照射によって、記録膜１３の反射率あるいは光学的位相といった性質が変化し、それにより情報の記録が行われる。尚、基板１１上に、反射膜、保護膜、記録膜、保護膜が順に積層されてもよい。この場合、基板１１と反対側からレーザ光は照射される。

基板１１、１７としては、ポリカーボネート（ＰＣ）基板やガラス基板を用いることができる。保護膜１２、１４としては、ＳｉＮ、ＳｉＯ_２、ＴａＯ_ｘ、Ａｌ_２Ｏ_３、ＡｌＮ、ＺｎＳ−ＳｉＯ_２などの絶縁膜や、それらの積層膜を用いることができる。反射膜１５としては、Ａｌ、ＡｇあるいはＡｕからなる金属膜、若しくはこれらの金属を主成分とする合金膜を用いることができる。

本実施の形態によれば、記録膜１３は、(αＴｅ)_ｘβＴｅ_３を主成分として含む（ｘは正の実数）。ここで、αは、Ｇｅ_１−ａＳｎ_ａ及びＧｅ_１−ａＰｂ_ａのいずれかである（０≦ａ≦１）。βは、Ｓｂ_２−ｙＩｎ_ｙ，Ｓｂ_{２−ｙ−ｚ}Ｉｎ_ｙＢｉ_ｚ，及びＢｉ_２−ｙＩｎ_ｙのいずれかである（０＜ｙ，ｚ＜２；０＜ｙ＋ｚ＜２）。その主成分の記録膜１３中の含有率は、９５％以上であることが望ましい。記録膜１３には、主成分以外にＧｅ、Ｓｂ、Ｔｅ、Ａｇ、Ｃｒ、Ｎ_２、Ｃｏ等の元素が添加されていてもよい。

上記βがＳｂ_２−ｙＩｎ_ｙである場合、記録膜１３の主成分は次のいずれかである。
((Ｇｅ_１−ａＳｎ_ａ)Ｔｅ)_ｘＳｂ_２−ｙＩｎ_ｙＴｅ_３
((Ｇｅ_１−ａＰｂ_ａ)Ｔｅ)_ｘＳｂ_２−ｙＩｎ_ｙＴｅ_３

上記βがＳｂ_{２−ｙ−ｚ}Ｉｎ_ｙＢｉ_ｚである場合、記録膜１３の主成分は次のいずれかである。
((Ｇｅ_１−ａＳｎ_ａ)Ｔｅ)_ｘＳｂ_{２−ｙ−ｚ}Ｉｎ_ｙＢｉ_ｚＴｅ_３
((Ｇｅ_１−ａＰｂ_ａ)Ｔｅ)_ｘＳｂ_{２−ｙ−ｚ}Ｉｎ_ｙＢｉ_ｚＴｅ_３

上記βがＢｉ_２−ｙＩｎ_ｙである場合、記録膜１３の主成分は次のいずれかである。
((Ｇｅ_１−ａＳｎ_ａ)Ｔｅ)_ｘＢｉ_２−ｙＩｎ_ｙＴｅ_３
((Ｇｅ_１−ａＰｂ_ａ)Ｔｅ)_ｘＢｉ_２−ｙＩｎ_ｙＴｅ_３

このように、本発明に係る光学的情報記録媒体１は、記録膜１３に特徴を有する。本願発明者は、このような記録膜１３を用いることにより、結晶化速度の向上とクロス消去の抑制が可能であることを見出した。その記録膜１３を用いることによる効果を実証するため、本願発明者により行われた実験の結果が以下に示される。

第１実施例：
第１実施例に係る光学的情報記録媒体（光ディスク）１において、基板１１は、厚さ０．６ｍｍのＰＣ（ポリカーボネート）基板である。そのＰＣ基板には、ピッチ０．６８μｍ、深さ４５ｎｍの案内溝が形成される。情報の記録は、案内溝間（ランド）および案内溝内（グルーブ）の両方に行われる。保護膜１２は、ＺｎＳ−ＳｉＯ_２／ＳｉＯ_２／ＺｎＳ−ＳｉＯ_２がこの順に積層された多層膜である。保護膜１４は、ＺｎＳ−ＳｉＯ_２膜である。反射膜１５は、厚さ１００ｎｍのＡｇ膜である。記録膜１３は、((Ｇｅ_１−ａＳｎ_ａ)Ｔｅ)_ｘＳｂ_２−ｙＩｎ_ｙＴｅ_３を主成分として含む。この記録膜１３の厚さは１２ｎｍである。また、保護膜１２と記録膜１３の間、および、記録膜１３と保護膜１４の間に、厚さ５ｎｍのＧｅＮ界面層が付加される。

このような光学的情報記録媒体１において、記録膜１３の組成に関わるパラメータａ、ｘ、及びｙが様々な値に設定される。つまり、異なる記録膜組成（((Ｇｅ_１−ａＳｎ_ａ)Ｔｅ)_ｘＳｂ_２−ｙＩｎ_ｙＴｅ_３）を有する複数種の光ディスクが作製される。そして、それら複数の光ディスクを用いて、記録再生評価が行われる。記録再生評価において、光ディスクは、線速１１．２ｍ／ｓで回転する。また、クロック周波数は１２９．６ＭＨｚであり、クロック周期Ｔは７．７ｎｓである。また、波長４０５ｎｍ、対物レンズの開口数（ＮＡ）０．６５の光ヘッド２が用いられる。記録パワＰｗ１は５．８ｍＷ、ボトムパワＰｗ２は０．３ｍＷ、消去パワＰｅは２．４ｍＷに設定される。

このような条件の下、８Ｔマーク（８Ｔ信号）上に３Ｔマークがオーバライトされ、８Ｔマークの消去率（単位：ｄＢ）が測定される。また、グルーブに８Ｔマークが記録され、その８ＴマークのキャリアレベルＣ０が計測された後、隣接トラックであるランドに、ランダム信号が記録される。その後、再度グルーブの８ＴマークのキャリアレベルＣ１を計測することにより、クロス消去（Ｃ０−Ｃ１）が算出される。このようにして得られた消去率及びクロス消去と記録膜組成との関係が、以下の表１〜表３にまとめられる。

表１には、パラメータｘ、ｙが固定され、Ｓｎの組成量に関わるパラメータａが変動させられる場合の結果が示されている。表１から、パラメータａが増加するにつれ、消去率が向上することが分かる。一般に、オーバライト実現のために必要とされる消去率の下限は２６ｄＢ程度である。その下限の消去率２６ｄＢを達成するためには、Ｓｎの組成量に関わるパラメータａが０．２以上であると好適である。

表２には、パラメータａが０．２に固定され、パラメータｘが４に固定され、Ｉｎの組成量に関わるパラメータｙが変動させられる場合の結果が示されている。表２から、クロス消去を抑制するためには、Ｉｎの組成量に関わるパラメータｙが０．１５以上であることが好適である。

表３には、パラメータａが０．６に固定され、パラメータｘが８に固定される場合の結果が示されている。この場合も、クロス消去を抑制するためには、Ｉｎの組成量に関わるパラメータｙが０．１５以上であることが好適である。つまり、パラメータｙが０．１５以上の場合、パラメータａやｘによらず良好なクロス消去特性を得ることができる。

尚、本実施例では記録膜１３の膜厚は１２ｎｍであるが、膜厚が１０〜１８ｎｍの場合、本実施例で得られた結果と比較して顕著な差は見られなかった。また、記録膜１３が薄膜化され、その膜厚が６〜８ｎｍになった場合、パラメータａが０．３以上の場合に２６ｄＢ以上の良好な消去率が得られた。

第２実施例：
第２実施例において、光ディスクの構成や基板は第１実施例と同一である。線速及びクロック周波数も、第１実施例と同一である。そして、記録膜１３の組成に関わるパラメータａ、ｘ、及びｙが様々な値に設定され、各ディスクに対して書き換え可能な繰り返し回数が測定される。具体的には、８Ｔマークが繰り返しオーバライトされ、その８ＴマークのＣ／Ｎ比（キャリアレベルとノイズレベルの比）の書き換え回数への依存性が調べられた。ここでは、記録回数１回の時のＣ／Ｎ比に対して、Ｃ／Ｎ比が３ｄＢ劣化する書き換え回数が「書き換え可能回数」とされる。表４は、その書き換え可能回数と記録膜組成との関係を示している。

表４から、Ｓｎの組成量を示すパラメータａが０．６を越えると、書き換え可能回数が急激に減少してしまうことが分かる。それは、パラメータｙが０．３であっても１．７であっても同じである。書き換え可能回数を維持するためには、Ｓｎの組成量に関わるパラメータａが０．６以下であると好適である。従って、第１実施例と第２実施例から、パラメータａは、０．２≦ａ≦０．６の条件を満たすことが好適である。

第３実施例：
第３実施例において、光ディスクの構成や基板は第１実施例と同一である。線速及びクロック周波数も、第１実施例と同一である。そして、記録膜１３の組成に関わるパラメータａ、ｘ、及びｙが様々な値に設定され、各ディスクに対して最適記録パワが測定される。具体的には、記録パワＰｗ１を変化させて８Ｔマークが記録され、その８ＴマークのＣ／Ｎ比、及び２次高調波歪み（２ｎｄＨ／Ｃ）が測定される。そして、その２ｎｄＨ／Ｃが最小となる記録パワＰｗ１が最適記録パワとされる。表５は、最適記録パワと記録膜組成との関係、及びその最適記録パワにおけるＣ／Ｎ比と記録膜組成との関係を示している。

表５から分かるように、パラメータｘが４以上の場合に高いＣ／Ｎ比が得られる。それは、パラメータａが０．２であっても０．６であっても同じである。但し、パラメータｘが大きくなるにつれ、記録に要する最適記録パワも増加し、特にｘが８を超えると最適記録パワの増加が顕著となる。高い記録パワはレーザへの負荷を増加させ、レーザの品質劣化を加速させてしまうので、記録パワは低い方が好ましい。従って、Ｇｅの組成量に関わるパラメータｘは、４≦ｘ≦８の条件を満たすことが好適である。

以上に示された第１〜第３実施例の結果をまとめると、((Ｇｅ_１−ａＳｎ_ａ)Ｔｅ)_ｘＳｂ_２−ｙＩｎ_ｙＴｅ_３を主成分として含む記録膜１３において、好適な組成範囲は下記の通りとなる。
（１）記録膜１３中のＧｅ含有量は“（１−ａ）ｘ”で算出される。記録パワおよびＣ／Ｎ比の観点から、パラメータａに拘わらず、パラメータｘは、４≦ｘ≦８の範囲にあることが好適である（第３実施例）。
（２）記録膜１３中のＳｎ含有量は“ａｘ”で算出される。Ｓｎが多いほど結晶化速度が速くなり、高線速での消去率が高くなる傾向にある。パラメータｘが好適範囲の下限値４である場合（ｘ＝４）、２６ｄＢ以上の消去率を実現するためには、パラメータａは０．２以上であることが好適である（表１参照）。一方、Ｓｎが必要以上に多くなると、書き換え可能回数が減少することになる。パラメータｘが好適範囲の上限値８である場合（ｘ＝８）、良好な繰り返し特性を確保するには、パラメータａは０．６以下であることが好適である。従って、パラメータａは、０．２≦ａ≦０．６の範囲にあることが好適である（第１実施例、第２実施例）。
（３）記録膜１３中のＩｎ含有量は“ｙ”で算出される。パラメータｙが０．１５以上の場合、クロス消去を低減することが可能である（表２、表３参照）。つまり、Ｓｂの一部をＩｎで置換することにより、クロス消去特性を改善することが可能である。Ｓｂ含有量は“２−ｙ”で算出され、パラメータｙは２以上にはなり得ない。従って、パラメータｙは、０．１５≦ｙ＜２の範囲にあることが好適である（第１実施例）。

なお、Ｉｎ添加によるクロス消去低減の効果は、記録膜１３の膜厚には依存しなかった。また、記録パワおよびＣ／Ｎ比の観点から得られるＧｅ含有量の好適範囲も、記録膜１３の膜厚には依存しなかった。従って、パラメータｘ、ｙの好適範囲は、記録膜１３の膜厚に依存しない。また、記録膜１３が薄膜化されその膜厚が６〜８ｎｍになった場合、第１実施例に記載された通り、パラメータａは０．３以上であると好適である。よって、膜厚が８ｎｍ以下の場合、パラメータａは、０．３≦ａ≦０．６の範囲にあることが好適である。

以上に説明されたように、Ｇｅの一部をＳｎで置換することにより、結晶化速度が向上し、高線速下においても十分な消去性能が確保される。一般に、結晶化速度の向上は、記録膜１３の保存安定性やクロス消去特性を劣化させる。しかしながら、本発明によれば、Ｓｂの一部をＩｎで置換することにより、記録膜１３の保存安定性が向上し、クロス消去も抑制される。つまり、Ｓｂの一部をＩｎで置換することにより、結晶化速度を低下させることなく、クロス消去を抑制することが可能である。クロス消去が抑制されるため、記録容量を増加させることが可能となる。すなわち、本発明により、光学的情報記録媒体１における記録密度の向上と高速記録を両立させることが可能となる。言い換えれば、高速記録可能な大容量の相変化光ディスクが実現される。また、本発明によれば、記録膜１３中のＧｅ量を最適化することにより、記録パワＰｗ１の低減およびＣ／Ｎ比の向上が実現されている。

第４実施例：
結晶化速度を向上させる手法は、Ｇｅの一部をＳｎで置換する手法に限られない。例えば、結晶化速度を向上させるために、Ｇｅの一部がＰｂで置換されてもよい。クロス消去を抑制するためには、Ｓｂの一部がＩｎで置換される。この場合、記録膜１３は、((Ｇｅ_１−ａＰｂ_ａ)Ｔｅ)_ｘＳｂ_２−ｙＩｎ_ｙＴｅ_３を主成分として含む。パラメータａ、ｘ及びｙの好適な範囲は、上述の実施例と同様である。

第５実施例：
また、結晶化速度を向上させるために、更にＳｂの一部がＢｉで置換されてもよい。クロス消去を抑制するためには、Ｓｂの一部がＩｎで置換される。この場合、記録膜１３の主成分は次のいずれかである。

((Ｇｅ_１−ａＳｎ_ａ)Ｔｅ)_ｘＳｂ_{２−ｙ−ｚ}Ｉｎ_ｙＢｉ_ｚＴｅ_３
((Ｇｅ_１−ａＰｂ_ａ)Ｔｅ)_ｘＳｂ_{２−ｙ−ｚ}Ｉｎ_ｙＢｉ_ｚＴｅ_３

パラメータａが０の場合、記録膜１３の主成分は(ＧｅＴｅ)_ｘＳｂ_{２−ｙ−ｚ}Ｉｎ_ｙＢｉ_ｚＴｅ_３である。

このような記録膜１３に対してクロス消去特性が調べられた。その結果、Ｉｎの含有量に関わるパラメータｙが第１実施例と同様に０．１５以上である場合、クロス消去が十分に抑制されることが分かった。つまり、パラメータｙは、０．１５≦ｙ＜２の範囲にあることが好適である。Ｓｂ含有量は“２−ｙ−ｚ”で算出され、パラメータｙ＋ｚは２以上にはなり得ない。従って、Ｂｉ含有量に関わるパラメータｚは、０≦ｚ＜１．８５の範囲にある。従って、パラメータｙ＋ｚは、０．１５≦ｙ＋ｚ＜２の範囲にある。パラメータｚが０の場合、既出の実施例と同じ記録膜組成に帰着される。尚、パラメータａ及びｘに関しては、その好適範囲は既出の実施例と同じである。

第６実施例：
第６実施例において、Ｓｂの全てがＢｉ及びＩｎで置換される。この場合、記録膜１３の主成分は次のいずれかである。

((Ｇｅ_１−ａＳｎ_ａ)Ｔｅ)_ｘＢｉ_２−ｙＩｎ_ｙＴｅ_３
((Ｇｅ_１−ａＰｂ_ａ)Ｔｅ)_ｘＢｉ_２−ｙＩｎ_ｙＴｅ_３

パラメータａが０の場合、記録膜１３の主成分は(ＧｅＴｅ)_ｘＢｉ_２−ｙＩｎ_ｙＴｅ_３である。

このような記録膜１３に対して、記録特性（Ｃ／Ｎ比、消去率、クロス消去、最適記録パワ、及び書き換え可能回数）が測定された。光ディスクの構成や基板は第１実施例と同一である。線速及びクロック周波数も、第１実施例と同一である。表６は、記録膜組成と記録特性との関係を示している。

分類（１）において、パラメータａは０である。つまり、記録膜１３の主成分は(ＧｅＴｅ)_ｘＢｉ_２−ｙＩｎ_ｙＴｅ_３である。この分類（１）は、ＧｅＴｅの含有量に関わるパラメータｘの好適範囲を調べるための実験の結果を示している。Ｓｂの一部だけが置換された第３実施例と比較して、Ｓｂの全てがＢｉ及びＩｎで置換された場合、パラメータｘの増加に伴う最適記録パワの増加はより緩やかである。パラメータｘが４以上１２以下であれば、Ｃ／Ｎ比の向上と最適記録パワの抑制を両立させることが可能である。つまり、パラメータｘは、４≦ｘ≦１２の範囲にあることが好適である。

分類（２）においても、パラメータａは０である。この分類（２）は、Ｉｎの含有量に関わるパラメータｙの好適範囲を調べるための実験の結果を示している。Ｓｂの一部だけが置換された第１実施例と比較して、Ｓｂの全てがＢｉ及びＩｎで置換された場合、より少ないＩｎ含有量でクロス消去を抑制することが可能である。クロス消去を抑制するために、パラメータｙは０．０５以上であると好適である。一方、Ｉｎ含有量が増加してくると、消去率の低下が顕著となる。２６ｄＢ以上の消去率を実現するためには、パラメータｙは０．４以下であることが必要である。つまり、パラメータｙは、０．０５≦ｙ≦０．４の範囲にあることが好適である。これにより、高い消去率とクロス消去の抑制の両立が可能となる。

分類（３）において、パラメータａは０より大きい。つまり、Ｓｂの全てがＢｉ及びＩｎで置換され、更に、Ｇｅの一部がＳｎあるいはＰｂで置換される。パラメータｘ及びｙは、上記好適範囲に適合するように、それぞれ１２及び０．０５に設定されている。この場合、既出の分類に係る記録膜と比べて、全般に消去率が改善されることが分かる。一方、パラメータａの増加とともに、書き換え可能回数が急激に減少してしまう。実用的に許容される書き換え可能回数の下限が１０００回であるとすると、パラメータａは０．３以下であると好適である。これにより、消去率の改善と書き換え可能回数の確保を両立させることが可能となる。

これらの結果をまとめると、第６実施例において好適な組成条件は、０≦ａ≦０．３、４≦ｘ≦１２、０．０５≦ｙ≦０．４である。

第７実施例：
第７実施例において、線速を変化させながら情報の記録が行われ、エラーレートが測定された。光ディスクの構成や基板は第１実施例と同一である。記録膜１３は、((Ｇｅ_１−ａＳｎ_ａ)Ｔｅ)_ｘＳｂ_２−ｙＩｎ_ｙＴｅ_３を主成分として含み、パラメータａ、ｘ、ｙはそれぞれ０．４、６、０．３である。線速が５．６ｍ／ｓの場合、クロック周波数は６４．８ＭＨｚに設定される。線速が１１．２ｍ／ｓの場合、クロック周波数は１２９．６ＭＨｚに設定される。線速が１４ｍ／ｓの場合、クロック周波数は１６２ＭＨｚに設定される。表８は、記録条件及びエラーレートの関係を示している。

表７から分かるように、線速に応じてボトムパワＰｗ２を変化させることによって、線速５．６〜１４ｍ／ｓの広い線速範囲で良好なエラーレートを実現することができる。

図４は、最小のエラーレートが得られる記録パワＰｗ１及びボトムパワＰｗ２の分布を示している（記録パワＰｗ１と消去パワＰｅの線速依存はほぼ同一であり、消去パワＰｅに関する分布は図示されていない）。図４から分かるように、記録パワＰｗ１及び消去パワＰｅを、線速に応じて大きく変化させる必要はない。線速が２．５倍になった場合でも、記録パワＰｗ１を約５％程度変化させればよい。これに対し、ボトムパワＰｗ２を線速に応じて大きく変化させることは、エラーレート改善に大きな効果をもたらす。線速が小さい場合には、ボトムパワＰｗ２はできるだけ０に近い方が望ましい。線速が速くなるにつれ、ボトムパワＰｗ２を増加させることが望ましい。線速が２．５倍変化した場合には、ボトムパワＰｗ２を５倍以上に増加させることが望ましい。このように、線速に応じてボトムパワＰｗ２を変化させることによって、線速５．６〜１４ｍ／ｓの広い線速範囲で良好なエラーレートを実現することが可能である。

本発明に係る光学的情報記録媒体１は、高線速の条件下での消去性能、クロス消去特性、及び書き込み繰り返し特性に優れている。また、記録密度の向上と高速記録との両立が可能である。従って、本発明にかかる光学的情報記録媒体１の利用価値は極めて大きい。

図１は、本発明の実施の形態に係る光学的情報記録装置の構成を示すブロック図である。 図２は、本発明の実施の形態に係る光学的情報記録媒体に記録を行う方法を示す波形図である。 図３は、本発明の実施の形態に係る光学的情報記録媒体の構造を示す断面図である。 図４は、最小のエラーレートが得られるレーザパワの分布を示すグラフである。

符号の説明

１ 光学的情報記録媒体
２ 光ヘッド
３ レーザ駆動装置
４ ＣＰＵ
５ データ識別器
６ ホスト
１１ 基板
１２ 保護膜
１３ 記録膜
１４ 保護膜
１５ 反射膜
１６ ＵＶ樹脂層
１７ 基板

Claims (6)

1. レーザ光の照射により情報の記録が行われる光学的情報記録媒体であって、
   基板と、
   前記基板上に形成され、前記レーザ光の照射により性質が変化する記録膜と
   を具備し、
   前記記録膜は、(αＴｅ)_ｘβＴｅ_３を主成分として含み（ｘは正の実数）、
   前記αは、Ｇｅ_１−ａＳｎ_ａ及びＧｅ_１−ａＰｂ_ａのいずれかであり（０≦ａ≦１）、
   前記βは、Ｓｂ_２−ｙＩｎ_ｙ （０．１５≦ｙ＜２），Ｓｂ_{２−ｙ−ｚ}Ｉｎ_ｙＢｉ_ｚ （０．１５≦ｙ，０≦ｚ＜１．８５，０．１５≦ｙ＋ｚ＜２），及びＢｉ_２−ｙＩｎ_ｙ （０．０５≦ｙ≦０．４）のいずれかである
   光学的情報記録媒体。
2. 請求項１に記載の光学的情報記録媒体であって、
   前記βは、Ｓｂ _２−ｙ Ｉｎ _ｙ あるいはＳｂ _{２−ｙ−ｚ} Ｉｎ _ｙ Ｂｉ _ｚ のいずれかであり、
   前記実数ａは、０．２≦ａ≦０．６の条件を満たす
   光学的情報記録媒体。
3. 請求項２に記載の光学的情報記録媒体であって、
   前記記録膜の膜厚は８ｎｍ以下であり、
   前記実数ａは、０．３≦ａ≦０．６の条件を満たす
   光学的情報記録媒体。
4. 請求項２又は３に記載の光学的情報記録媒体であって、
   前記実数ｘは、４≦ｘ≦８の条件を満たす
   光学的情報記録媒体。
5. 請求項１に記載の光学的情報記録媒体であって、
   前記βは、Ｂｉ_２−ｙＩｎ_ｙであり、
   前記実数ａは、０＜ａ≦０．３の条件を満たす
   光学的情報記録媒体。
6. 請求項５に記載の光学的情報記録媒体であって、
   前記実数ｘは、４≦ｘ≦１２の条件を満たす
   光学的情報記録媒体。

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