JP4221450B2 - 高融点金属酸化物又はシリコン酸化物のマスク層を用いる超解像度近接場構造の高密度記録媒体 - Google Patents
高融点金属酸化物又はシリコン酸化物のマスク層を用いる超解像度近接場構造の高密度記録媒体 Download PDFInfo
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は高密度記録媒体に係り、特に高融点金属酸化物又はシリコン酸化物のマスク層を用いる超解像度近接場構造の高密度記録媒体に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の記録媒体は大きく分けて光磁気記録方式の記録媒体と相変化記録方式の記録媒体がある。光磁気記録方式の記録媒体はMD(Mini Disk)のように磁性体に直線偏光を入射させれば、情報が磁性体の磁気大きさ及び磁気方向に応じて、その反射光が回転する現象である磁気のカー効果を利用する再生を考慮した記録媒体である。
【０００３】
相変化記録方式の記録媒体はＤＶＤ（ｄｉｇｉｔａｌ ｖｅｒｓａｔｉｌｅ ｄｉｓｋ）のように記録媒体の記録された領域と記録されない領域の非晶質と結晶質の結晶状態による光常数の吸収係数の差によって発生される反射率の差を利用する再生を考慮した記録媒体である。
また、最近には相変化記録方式の一種で微小マークを利用して記録媒体に情報の記録をし、記録媒体に記録された情報を回折限界以下で再生するためのさまざまな方法が提示されている。その中で一番注目されている超解像度近接場構造を利用する記録方式は、“Ａｐｐｌｉｅｄ Ｐｈｙｓｉｃｓ Ｌｅｔｔｅｒｓ， Ｖｏｌ． ７３， Ｎｏ． １５， Ｏｃｔ． １９９８”及び“Ｊａｐａｎｅｓｅ Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ａｐｐｌｉｅｄ Ｐｈｙｓｉｃｓ， Ｖｏｌ． ３９， Ｐａｒｔ Ｉ， Ｎｏ． ２Ｂ， ２０００， ｐｐ． ９８０−９８１”に記載されている。超解像度近接場構造は特殊なマスク層を使うことで、マスク層での局所表面プラズモン（ｐｌａｓｍｏｎ）を利用するものである。超解像度近接場構造は、レーザービームによってマスク層が透明になるアンチモン（Ｓｂ）透過型、銀酸化物（ＡｇＯｘ）が銀と酸素に分解され、分解された銀が局所プラズモンを発生させる散乱源で作用する銀酸化物分解型等がある。
【０００４】
図1は従来の超解像度近接場(super resolution near field)構造を利用する超解像度近接場構造の高密度記録媒体を示す図である。
【０００５】
図1に示すように、記録媒体はZnS-SiO2のような誘電体の第2誘電体層112-2、GeSbTeのような記録層115、保護層の役割をするZnS-SiO2/SiNのような誘電体の保護層114、アンチモン(Sb)/銀酸化物(AgOｘ)のマスク層113、ZnS-SiO2/SiNのような誘電体の第1誘電体層112-1、透明なポリカーボネート層111が順次積層された構造を有する。
【０００６】
ここで、マスク層113がアンチモン(Sb)の場合は保護層114及び第1誘電体層112-1はSiNであり、マスク層113が銀酸化物(AgOｘ)の場合は保護層114及び第1誘電体層112-1はZnS-SiO2である。
【０００７】
なお、保護層114は記録層115とマスク層113の反応を防止し、情報の記録再生時に超解像度近接場の作用場所になる。また、マスク層113がアンチモン(Sb)の場合はアンチモン(Sb)は透明になり、銀酸化物(AgOｘ)の場合は銀酸化物(AgOｘ)が銀と酸素に分解され、分解された銀が局所プラズモンを発生させる散乱源で作用する。
【０００８】
この記録媒体に約10〜15mW程度の出力を有するレーザー(未図示)からのレーザービームを収束レンズ(未図示)に収束し、記録媒体に照射して、記録層115を約600℃以上に加熱させてレーザービームが照射される領域を非晶質で変換することで光常数(n、k)における屈折率nの変化にはかかわらず吸収係数kを小さくする。この時、レーザービームが照射されたアンチモン(Sb)又は非可逆的な銀酸化物(AgOｘ)のマスク層113は、アンチモン(Sb)結晶の変化、又は非可逆的な銀酸化物(AgOｘ)の分解が発生されることによりプラズモンを発生させる散乱源として作用して照射された光の波長より短い波長の光を発生させる。また、保護層114は記録層115に対して超解像度近接場の役割をする。従って、回折限界以下の微小マークの再生が可能にる。即ち、高密度記録媒体から記録された情報を回折限界以下で再生することができる。
しかし、上記のような超解像度近接場構造はマスク層と記録層の遷移温度が類似であるから、記録された情報再生時熱安全性が重要な課題になっている。また、このような超解像度近接場構造はノイズ特性が良くない。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記の問題点を解決するために、高融点金属酸化物又はシリコン酸化物のマスク層を用いることによって記録媒体から再生時の熱安全性とノイズ特性が優れた超解像度近接場構造の高密度記録媒体を提供する。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するための本発明は、第２誘電体層、記録層、保護層、マスク層、第１誘電体層、ポリカーボネート層が順次積層された超解像度近接場構造の高密度記録媒体において、前記マスク層は、結晶構造及び光学特性が可逆的に変化するＷＯ Ｘ からなり、光が前記高密度記録媒体の前記ポリカーボネート層側から入射すると、光又は熱により結晶構造及び光学特性が変化し、前記記録層に近接場を発生させる散乱源として作用することによって達成される。
【００１１】
このように、結晶構造及び光学特性が可逆的に変化するＷＯ Ｘ のマスク層を用いることによって記録媒体から再生時の熱安全性とノイズ特性が優れた超解像度近接場構造の高密度記録媒体を実現することができる。
【００１８】
上記の目的を達成するための本発明は、前記第２誘電体層を基準としたとき、前記記録層とは反対側の前記第２誘電体層の表面に、銀（Ａｇ）或いはアルミニウム（Ａｌ）の反射膜を備えることによって達成される。
【００１９】
このように、上記で第２誘電体層を基準としたとき、記録層とは反対側の第２誘電体層の表面に銀（Ａｇ）或いはアルミニウム（Ａｌ）の反射層を備えることによって記録媒体から再生時の熱安全性とノイズ特性がさらに優れた超解像度近接場構造の高密度記録媒体を実現することができる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
上述した目的を達成して従来の問題点を除去するための課題を実行する本発明の構成とその作用を添付図面により詳細に説明する。
【００２１】
図２は本発明の実施例による超解像度近接場構造の高密度記録媒体を示す図である。
図２に示すように、銀(Ag)或いはアルミニウム(Al)の反射層(128)、記録媒体はZnS-SiO2のような誘電体の第2誘電体層122-2、GeSbTeのような記録層125、保護層の役割をするZnS-SiO2/SiNのような誘電体の保護層124、マスク層123、ZnS-SiO2/SiNのような誘電体の第1誘電体層122-1、透明なポリカーボネート層121が順次積層された構造を有する。
【００２２】
ここで、マスク層123は、記録媒体から再生時の熱安全性とノイズ特性を改善するためのほとんど可逆的なWOｘの高融点金属酸化物、ノイズ特性を改善するための非可逆的なTaOｘ又はAuOｘの高融点金属酸化物、及びノイズ特性を改善するための非可逆的なSiOｘのシリコン酸化物の一つである。
【００２３】
なお、保護層124は記録層125とマスク層123の反応を防止し、情報の記録再生時に超解像度近接場の作用場所になる。また、マスク層123は結晶構造変化及び光学特性変化の物理的な変化によって局所プラズモンを発生させる散乱源で作用する。
【００２４】
なお、反射層の役割をする銀(Ag)或いはアルミニウム(Al)の反射層128はレーザービームが照射される反対側の記録層125及び第2誘電体層122-2にもレーザービームが照射される側の記録層125及び第1誘電体層122-1のような位の結晶構造変化及び光学特性変化の物理的な変化を得るためのことである。
【００２５】
以下の説明でマスク層１２３はほとんど可逆的なＷＯＸである。
【００２６】
この記録媒体に約405nmの波長と約11mW程度の出力を有するレーザー(未図示)からのレーザービームを収束レンズ(未図示)に収束し、記録媒体に照射して、記録層125を約600℃以上に加熱させてレーザービームが照射される領域を非晶質で変換することで光常数(n、k)における屈折率nの変化にはかかわらず吸収係数kを小さくする。この時、レーザービームが照射されたWOｘの４WO3が２W2O5＋O2に変化する可逆的な反応による結晶構造変化及び光学特性変化の物理的な変化によりプラズモンを発生させる散乱源として作用して照射された光の波長より短い波長の光を発生させる。また、保護層124は記録層125に対して超解像度近接場の役割をする。従って、回折限界以下の微小マークの再生が可能にる。即ち、高密度記録媒体から記録された情報を回折限界以下で再生することができる。
図３はマーク長さに従うCNR(Carrier to Noise Ratio)を示すグラフ図である。
【００２７】
図３は、従来の超解像度近接場構造の高密度記録媒体及び本発明による超解像度近接場構造の高密度記録媒体に波長405nm、開口率0.65、及び出力11mWを有するレーザービームで３ｍ/secの速度で照射して記録し、波長405nm、開口率0.65、及び出力4mWを有するレーザービームで３ｍ/secの速度で照射して再生した結果のグラフである。この結果を見ると、CNR40ｄBで、AgOｘのマスク層を用いた超解像度近接場構造の高密度記録媒体の場合には、解像度の限界がマーク長さ155.8nmで示されるが、WOｘのマスク層を用いた超解像度近接場構造の高密度記録媒体の場合には、解像度の限界がマーク長さ130nmで示される。従って、本発明による超解像度近接場構造の高密度記録媒体が従来の超解像度近接場構造の高密度記録媒体より同じ条件で高密度で記録することが可能であることが分かる。
【００２８】
図４はマーク長さに従うノイズレベルを示すグラフ図である。
【００２９】
図４において実験の条件は図３と同じである。この結果を見ると、マーク長さ130nmで、AgOｘのマスク層を用いた超解像度近接場構造の高密度記録媒体の場合には、‐65ｄBmのノイズレベルを示すが、WOｘのマスク層を用いた超解像度近接場構造の高密度記録媒体の場合には、‐76ｄBmのノイズレベルを示す。従って、同じ条件で本発明による超解像度近接場構造の高密度記録媒体が従来の超解像度近接場構造の高密度記録媒体よりノイズレベル特性で優れていることが分かる。
【００３０】
【発明の効果】
本発明は結晶構造及び光学特性が可逆的に変化するＷＯ Ｘ のマスク層を用いることによって記録媒体から再生時の熱安全性とノイズ特性が優れた超解像度近接場構造の高密度記録媒体を実現する効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来の超解像度近接場構造を利用する超解像度近接場構造の高密度記録媒体を示す図である。
【図２】本発明の実施例による超解像度近接場構造の高密度記録媒体を示す図である。
【図３】マーク長さに従うCNR(Carrier to Noise Ratio)を示すグラフ図である。
【図４】マーク長さに従うノイズレベルを示すグラフ図である。
【符号の説明】
111、121 ポリカーボネート
112-1、122-1 第1誘電体層
112-2、122-2 第2誘電体層
113、123 マスク層
114、124 保護層
115、125 記録層
128 反射層
【発明の属する技術分野】
本発明は高密度記録媒体に係り、特に高融点金属酸化物又はシリコン酸化物のマスク層を用いる超解像度近接場構造の高密度記録媒体に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の記録媒体は大きく分けて光磁気記録方式の記録媒体と相変化記録方式の記録媒体がある。光磁気記録方式の記録媒体はMD(Mini Disk)のように磁性体に直線偏光を入射させれば、情報が磁性体の磁気大きさ及び磁気方向に応じて、その反射光が回転する現象である磁気のカー効果を利用する再生を考慮した記録媒体である。
【０００３】
相変化記録方式の記録媒体はＤＶＤ（ｄｉｇｉｔａｌ ｖｅｒｓａｔｉｌｅ ｄｉｓｋ）のように記録媒体の記録された領域と記録されない領域の非晶質と結晶質の結晶状態による光常数の吸収係数の差によって発生される反射率の差を利用する再生を考慮した記録媒体である。
また、最近には相変化記録方式の一種で微小マークを利用して記録媒体に情報の記録をし、記録媒体に記録された情報を回折限界以下で再生するためのさまざまな方法が提示されている。その中で一番注目されている超解像度近接場構造を利用する記録方式は、“Ａｐｐｌｉｅｄ Ｐｈｙｓｉｃｓ Ｌｅｔｔｅｒｓ， Ｖｏｌ． ７３， Ｎｏ． １５， Ｏｃｔ． １９９８”及び“Ｊａｐａｎｅｓｅ Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ａｐｐｌｉｅｄ Ｐｈｙｓｉｃｓ， Ｖｏｌ． ３９， Ｐａｒｔ Ｉ， Ｎｏ． ２Ｂ， ２０００， ｐｐ． ９８０−９８１”に記載されている。超解像度近接場構造は特殊なマスク層を使うことで、マスク層での局所表面プラズモン（ｐｌａｓｍｏｎ）を利用するものである。超解像度近接場構造は、レーザービームによってマスク層が透明になるアンチモン（Ｓｂ）透過型、銀酸化物（ＡｇＯｘ）が銀と酸素に分解され、分解された銀が局所プラズモンを発生させる散乱源で作用する銀酸化物分解型等がある。
【０００４】
図1は従来の超解像度近接場(super resolution near field)構造を利用する超解像度近接場構造の高密度記録媒体を示す図である。
【０００５】
図1に示すように、記録媒体はZnS-SiO2のような誘電体の第2誘電体層112-2、GeSbTeのような記録層115、保護層の役割をするZnS-SiO2/SiNのような誘電体の保護層114、アンチモン(Sb)/銀酸化物(AgOｘ)のマスク層113、ZnS-SiO2/SiNのような誘電体の第1誘電体層112-1、透明なポリカーボネート層111が順次積層された構造を有する。
【０００６】
ここで、マスク層113がアンチモン(Sb)の場合は保護層114及び第1誘電体層112-1はSiNであり、マスク層113が銀酸化物(AgOｘ)の場合は保護層114及び第1誘電体層112-1はZnS-SiO2である。
【０００７】
なお、保護層114は記録層115とマスク層113の反応を防止し、情報の記録再生時に超解像度近接場の作用場所になる。また、マスク層113がアンチモン(Sb)の場合はアンチモン(Sb)は透明になり、銀酸化物(AgOｘ)の場合は銀酸化物(AgOｘ)が銀と酸素に分解され、分解された銀が局所プラズモンを発生させる散乱源で作用する。
【０００８】
この記録媒体に約10〜15mW程度の出力を有するレーザー(未図示)からのレーザービームを収束レンズ(未図示)に収束し、記録媒体に照射して、記録層115を約600℃以上に加熱させてレーザービームが照射される領域を非晶質で変換することで光常数(n、k)における屈折率nの変化にはかかわらず吸収係数kを小さくする。この時、レーザービームが照射されたアンチモン(Sb)又は非可逆的な銀酸化物(AgOｘ)のマスク層113は、アンチモン(Sb)結晶の変化、又は非可逆的な銀酸化物(AgOｘ)の分解が発生されることによりプラズモンを発生させる散乱源として作用して照射された光の波長より短い波長の光を発生させる。また、保護層114は記録層115に対して超解像度近接場の役割をする。従って、回折限界以下の微小マークの再生が可能にる。即ち、高密度記録媒体から記録された情報を回折限界以下で再生することができる。
しかし、上記のような超解像度近接場構造はマスク層と記録層の遷移温度が類似であるから、記録された情報再生時熱安全性が重要な課題になっている。また、このような超解像度近接場構造はノイズ特性が良くない。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記の問題点を解決するために、高融点金属酸化物又はシリコン酸化物のマスク層を用いることによって記録媒体から再生時の熱安全性とノイズ特性が優れた超解像度近接場構造の高密度記録媒体を提供する。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するための本発明は、第２誘電体層、記録層、保護層、マスク層、第１誘電体層、ポリカーボネート層が順次積層された超解像度近接場構造の高密度記録媒体において、前記マスク層は、結晶構造及び光学特性が可逆的に変化するＷＯ Ｘ からなり、光が前記高密度記録媒体の前記ポリカーボネート層側から入射すると、光又は熱により結晶構造及び光学特性が変化し、前記記録層に近接場を発生させる散乱源として作用することによって達成される。
【００１１】
このように、結晶構造及び光学特性が可逆的に変化するＷＯ Ｘ のマスク層を用いることによって記録媒体から再生時の熱安全性とノイズ特性が優れた超解像度近接場構造の高密度記録媒体を実現することができる。
【００１８】
上記の目的を達成するための本発明は、前記第２誘電体層を基準としたとき、前記記録層とは反対側の前記第２誘電体層の表面に、銀（Ａｇ）或いはアルミニウム（Ａｌ）の反射膜を備えることによって達成される。
【００１９】
このように、上記で第２誘電体層を基準としたとき、記録層とは反対側の第２誘電体層の表面に銀（Ａｇ）或いはアルミニウム（Ａｌ）の反射層を備えることによって記録媒体から再生時の熱安全性とノイズ特性がさらに優れた超解像度近接場構造の高密度記録媒体を実現することができる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
上述した目的を達成して従来の問題点を除去するための課題を実行する本発明の構成とその作用を添付図面により詳細に説明する。
【００２１】
図２は本発明の実施例による超解像度近接場構造の高密度記録媒体を示す図である。
図２に示すように、銀(Ag)或いはアルミニウム(Al)の反射層(128)、記録媒体はZnS-SiO2のような誘電体の第2誘電体層122-2、GeSbTeのような記録層125、保護層の役割をするZnS-SiO2/SiNのような誘電体の保護層124、マスク層123、ZnS-SiO2/SiNのような誘電体の第1誘電体層122-1、透明なポリカーボネート層121が順次積層された構造を有する。
【００２２】
ここで、マスク層123は、記録媒体から再生時の熱安全性とノイズ特性を改善するためのほとんど可逆的なWOｘの高融点金属酸化物、ノイズ特性を改善するための非可逆的なTaOｘ又はAuOｘの高融点金属酸化物、及びノイズ特性を改善するための非可逆的なSiOｘのシリコン酸化物の一つである。
【００２３】
なお、保護層124は記録層125とマスク層123の反応を防止し、情報の記録再生時に超解像度近接場の作用場所になる。また、マスク層123は結晶構造変化及び光学特性変化の物理的な変化によって局所プラズモンを発生させる散乱源で作用する。
【００２４】
なお、反射層の役割をする銀(Ag)或いはアルミニウム(Al)の反射層128はレーザービームが照射される反対側の記録層125及び第2誘電体層122-2にもレーザービームが照射される側の記録層125及び第1誘電体層122-1のような位の結晶構造変化及び光学特性変化の物理的な変化を得るためのことである。
【００２５】
以下の説明でマスク層１２３はほとんど可逆的なＷＯＸである。
【００２６】
この記録媒体に約405nmの波長と約11mW程度の出力を有するレーザー(未図示)からのレーザービームを収束レンズ(未図示)に収束し、記録媒体に照射して、記録層125を約600℃以上に加熱させてレーザービームが照射される領域を非晶質で変換することで光常数(n、k)における屈折率nの変化にはかかわらず吸収係数kを小さくする。この時、レーザービームが照射されたWOｘの４WO3が２W2O5＋O2に変化する可逆的な反応による結晶構造変化及び光学特性変化の物理的な変化によりプラズモンを発生させる散乱源として作用して照射された光の波長より短い波長の光を発生させる。また、保護層124は記録層125に対して超解像度近接場の役割をする。従って、回折限界以下の微小マークの再生が可能にる。即ち、高密度記録媒体から記録された情報を回折限界以下で再生することができる。
図３はマーク長さに従うCNR(Carrier to Noise Ratio)を示すグラフ図である。
【００２７】
図３は、従来の超解像度近接場構造の高密度記録媒体及び本発明による超解像度近接場構造の高密度記録媒体に波長405nm、開口率0.65、及び出力11mWを有するレーザービームで３ｍ/secの速度で照射して記録し、波長405nm、開口率0.65、及び出力4mWを有するレーザービームで３ｍ/secの速度で照射して再生した結果のグラフである。この結果を見ると、CNR40ｄBで、AgOｘのマスク層を用いた超解像度近接場構造の高密度記録媒体の場合には、解像度の限界がマーク長さ155.8nmで示されるが、WOｘのマスク層を用いた超解像度近接場構造の高密度記録媒体の場合には、解像度の限界がマーク長さ130nmで示される。従って、本発明による超解像度近接場構造の高密度記録媒体が従来の超解像度近接場構造の高密度記録媒体より同じ条件で高密度で記録することが可能であることが分かる。
【００２８】
図４はマーク長さに従うノイズレベルを示すグラフ図である。
【００２９】
図４において実験の条件は図３と同じである。この結果を見ると、マーク長さ130nmで、AgOｘのマスク層を用いた超解像度近接場構造の高密度記録媒体の場合には、‐65ｄBmのノイズレベルを示すが、WOｘのマスク層を用いた超解像度近接場構造の高密度記録媒体の場合には、‐76ｄBmのノイズレベルを示す。従って、同じ条件で本発明による超解像度近接場構造の高密度記録媒体が従来の超解像度近接場構造の高密度記録媒体よりノイズレベル特性で優れていることが分かる。
【００３０】
【発明の効果】
本発明は結晶構造及び光学特性が可逆的に変化するＷＯ Ｘ のマスク層を用いることによって記録媒体から再生時の熱安全性とノイズ特性が優れた超解像度近接場構造の高密度記録媒体を実現する効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来の超解像度近接場構造を利用する超解像度近接場構造の高密度記録媒体を示す図である。
【図２】本発明の実施例による超解像度近接場構造の高密度記録媒体を示す図である。
【図３】マーク長さに従うCNR(Carrier to Noise Ratio)を示すグラフ図である。
【図４】マーク長さに従うノイズレベルを示すグラフ図である。
【符号の説明】
111、121 ポリカーボネート
112-1、122-1 第1誘電体層
112-2、122-2 第2誘電体層
113、123 マスク層
114、124 保護層
115、125 記録層
128 反射層
Claims (2)
- 第２誘電体層、記録層、保護層、マスク層、第１誘電体層、ポリカーボネート層が順次積層された超解像度近接場構造の高密度記録媒体において、
前記マスク層は、結晶構造及び光学特性が可逆的に変化するＷＯ Ｘ からなり、光が前記高密度記録媒体の前記ポリカーボネート層側から入射すると、光又は熱により結晶構造及び光学特性が変化し、前記記録層に近接場を発生させる散乱源として作用することを特徴とする超解像度近接場構造の高密度記録媒体。 - 前記第２誘電体層を基準としたとき、前記記録層とは反対側の前記第２誘電体層の表面に、銀（Ａｇ）或いはアルミニウム（Ａｌ）の反射膜を備えることを特徴とする請求項１に記載の超解像度近接場構造の高密度記録媒体。
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