JP4324454B2 - 光記録媒体の製造方法 - Google Patents

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Description

本発明は相変化型光記録媒体の高密度化技術に関し、特に、トラックピッチを縮小し高記録密度を達成する技術に関する。
書き換え可能な光情報光記録媒体の一つに相変化型光ディスクがある。かかる相変化型光ディスクは、記録層として、光照射により非晶質−結晶間の可逆的な相変化が生じる材料を用い、簡単な光学系で記録・消去ができるとともに、既に記録された情報を消去しながら新たな情報を記録することが容易にできるという優れた特徴を有している。
一般的に、書換え可能な相変化型光ディスクでは、記録層における非晶質状態を記録状態とし、結晶状態を消去状態としている。すなわち、情報の記録は、記録レベルのレーザ光を照射し融点以上に加熱した後に急冷することで、情報を示す信号に応じた非晶質の記録マークを形成し、消去は、消去レベルのレーザ光を照射し結晶化温度まで昇温した後に徐冷することで、非晶質の記録マークを結晶化する。そして、記録された信号の再生は、非晶質部分と結晶部分とでの反射率の違いや反射光の位相の違いを利用して、ディスクからの反射光量の変化を検出する。
近年、書換え可能な相変化型光ディスクに対する記録密度の高密度化の要求に伴い、記録トラックのトラックピッチの狭トラック化が行なわれると共に、案内溝の凹部(ランド)及びランドの間にある凸部(グルーブ)の両方に情報を記録するランド/グルーブ記録が行われている。しかしながら、狭トラックピッチ化に伴って、情報の記録及び消去時のレーザ光の照射に伴う熱によって隣接トラックの温度が上昇し、それによって隣接トラックに既に記録されていた情報が消されてしまう(クロスイレース・ライト)という問題が発生する。
なお、このクロスイレース・ライトは、隣接したランドとグルーブの間にある側壁にも媒体を構成する各層が付着し、これらの層を介してレーザ光の熱が隣接したグルーブもしくはランドに伝播するために起こるものといわれている。
上記クロスイレース・ライトを防止するための手段が施された相変化型光記録媒体の従来の層構成の一例を図7に示す。図7において、701は支持基板、702は金属層、703は誘電体層、704は相変化型記録層、705は誘電体層、706は保護層を示す。この相変化型光記録媒体の場合、クロスイレース・ライトを抑制するためにトラックピッチ707にマージンが設けられている。例えば、レーザービーム波長405nm、対物レンズの開口数NA0.85の光学ピックアップでグルーブ記録の場合、トラックピッチを300nm〜340nmに設定する。
また、クロスイレース・ライトを防止するための構成として、例えば、特開2000−235743号公報(特許文献1)、特開2001−236689号公報(特許文献2)、特開2000−293900号公報(特許文献3)、特開2001−266405号公報(特許文献4)が開示されている。
特許文献1には、溝の側壁を選択酸化する方法が開示されている。この構成によれば、ランドとグレーブとの間の側壁において磁性層を酸化させるため、クロストーク、クロスライト、クロス消去の少なくともいずれかを抑制することが可能となり、光メモリ素子の高密度化を実現することができる。
特許文献2には、トラック間の記録層を無くしたディスク構成が開示されている。この構成によれば、記録層が案内溝にのみ形成されているので、相変化材料を用いて記録層を構成する場合には、隣接する記録トラックへの相変化材料の流動が防止され、狭トラックピッチに起因するクロスイレーズを防止することができる。
特許文献3には、基板面にランド及びグルーブを形成した後、当該誘電体層を当該基板上のランド及びグルーブの表面に沿って形成する工程に於いて、当該基板に基板バイアス電圧を印加しながら誘電体層を成膜することが開示されている。この構成によれば、基板に接して配設される第1層目の下部誘電体層形成時に基板バイアスを印加すること、及び第1層目の下部誘電体層形成時のガス圧を適度な範囲に選定することによって、ランド/グルーブ記録を行っても、既に記録されている隣接トラックの情報が損なわれることのない、クロスイレーズ特性に優れた相変化型光デイスク媒体を得ることができる。
特許文献4には、ディスク基板上の隣接したランド部(凹部)およびグルーブ部(凸部)に積層された相変化記録層を不連続に形成することが開示されている。この構成によれば、狭トラックピッチの基板を用い、ランド部/グルーブ記録を行っても既に記録されている隣接トラックの情報が損なわれることのない、クロスイレーズ特性に優れた相変化型光デイスク媒体を得ることができる。
これらの構成によれば、狭トラックピッチに起因するクロスイレース、クロスライトを防止することはできる。しかしながら、何れの方法も特殊な成膜装置が必要であったり、半導体微細加工のプロセスが必要であったりして、ディスク製造方法が複雑になるという問題があり、従来と同程度に安価なディスクを製造することはできない。
特開2000−235743号公報 特開2001−236689号公報 特開2000−293900号公報 特開2001−266405号公報
本発明は、トラックピッチが縮小され、高記録密度化されていると共にクロスイレース、クロスライトの発生が防止されており、しかも安価に製造することができる相変化型光記録媒体の製造方法を提供することを目的とする。また、本発明は、上記相変化型光記録媒体を従来の光ディスクのプロセスで、安価に作製することができる製造方法を提供することを目的とする。
本発明によれば、以下に示す光記録媒体、光記録媒体の製造方法、情報記録方法が提供される。なお、以下の〔1〕〜〔4〕、〔6〕〜〔〕は本発明の参考例となるものである。
〔1〕 少なくとも支持基板、金属層、相変化型記録層が積層されており、レーザービームで情報を記録する光記録媒体において、該支持基板には周期的な凹凸が存在せず、該金属層に情報を記録するトラックに対応する一定周期の凹凸が形成されていることを特徴とする光記録媒体。
〔2〕 該支持基板上に金属膜を成膜する工程、該金属層に一定周期の凹凸を転写する工程、該金属層上に相変化型記録層を成膜する工程を少なくとも含むことを特徴とする前記〔1〕に記載の光記録媒体の製造方法。
〔3〕 前記〔1〕に記載する光記録媒体を用い、該凸部を構成する部分の金属層に対してレーザービームをトラッキングすることにより、記録層に情報を記録することを特徴とする情報記録方法。
〔4〕 少なくとも支持基板、金属層、相変化型記録層が積層されており、レーザービームで情報を記録する光記録媒体において、該支持基板には周期的な凹凸が存在せず、該金属層に情報を記録するトラックに対応する一定周期の凹凸が形成されており、該凹部上の一部には記録層が形成されていないことを特徴とする光記録媒体。
〔5〕 少なくとも支持基板、金属層、相変化型記録層が積層され、該支持基板には周期的な凹凸が存在せず、該金属層に情報を記録するトラックに対応する一定周期の凹凸が形成されており、該凹部上の一部には記録層が形成されていない、レーザービームで情報を記録する光記録媒体の製造方法であって、該支持基板上に金属膜を成膜する工程、該金属層に一定周期の凹凸を転写する工程、該金属層上に相変化型記録層を成膜する工程、該凹部上の記録層を破壊するレーザーパワーで記録媒体をレーザービーム加熱する工程を少なくとも含むことを特徴とする光記録媒体の製造方法。
〔6〕 前記〔4〕に記載する光記録媒体を用い、該金属層の凸部上に対してレーザービームをトラッキングすることにより、記録層に情報を記録することを特徴とする情報記録方法。
〔7〕 少なくとも支持基板、金属層、相変化型記録層が積層されており、レーザービームで情報を記録する光記録媒体において、該支持基板には周期的な凹凸が存在せず、該金属層に情報を記録するトラックに対応する一定周期の凹凸が形成されており、該凹部上の記録層が結晶状態であることを特徴とする光記録媒体。
〔8〕 該支持基板上に金属膜を成膜する工程、該金属層に凹凸を転写する工程、該金属層上に相変化型記録層を成膜する工程、該光記録媒体をレーザービーム加熱する工程を少なくとも含むことを特徴とする前記〔7〕に記載の光記録媒体の製造方法。
〔9〕 少なくとも支持基板、金属層、相変化型記録層が積層され、該支持基板には周期的な凹凸が存在せず、該金属層に情報を記録するトラックに対応する一定周期の凹凸が形成されており、該凹部上の記録層が結晶状態であり、該金属層の凹部上に対してレーザービームをトラッキングすることにより、該記録層に情報を記録することを特徴とする光記録媒体。
上記〔1〕に係わる発明により、記録マークのディスク半径方向への拡がりが抑制できる。狭トラックピッチ化が図れると共に、クロスイレース・ライトが抑制することができる。
上記〔2〕に係わる発明により、上記〔1〕に係わる発明の光記録媒体を従来の相変化ディスク製造方法より安価に製造することができる。
上記〔3〕に係わる発明により、記録マークのディスク半径方向への拡がりが抑制できる。狭トラックピッチ化が図れると共に、クロスイレース・ライトが抑制できる。
上記〔4〕に係わる発明により、記録マークのディスク半径方向への拡がりが抑制できる。狭トラックピッチ化が図れると共に、クロスイレース・ライトが抑制することができる。また、狭トラックピッチにおいて信号振幅が大きくでき信号品質の向上がはかれる。
上記〔5〕に係わる発明により、上記〔1〕に係わる発明の光記録媒体を従来の相変化ディスク製造方法より安価に製造することができる。
上記〔6〕に係わる発明により、記録マークのディスク半径方向への拡がりが抑制できる。狭トラックピッチ化が図れると共に、クロスイレース・ライトが抑制することができる。
上記〔7〕に係わる発明により、記録マークのディスク半径方向への拡がりが抑制できる。狭トラックピッチ化が図れると共に、クロスイレース・ライトが抑制することができる。
上記〔8〕に係わる発明により、上記〔1〕に係わる発明の光記録媒体を従来の相変化ディスク製造方法より安価に製造することができる。
上記〔9〕に係わる発明により、記録マークのディスク半径方向への拡がりが抑制できる。狭トラックピッチ化が図れると共に、クロスイレース・ライトが抑制することができる。
以下、本発明の光記録媒体について図面に基づいて説明する。但し、以下の説明において、波長360〜410nmレーザービーム、開口数0.8〜0.9の対物レンズを用いる光記録媒体、製造方法、記録方法について説明するが、本発明はこれに限定するものではなく、この範囲外の波長のレーザービーム、開口数のレンズにも適用することができる。
本発明の光記録媒体には、三つの態様がある。いずれの態様の光記録媒体においても、少なくとも支持基板、金属層、相変化型記録層が積層されており、レーザービームで情報が記録される。かかる光記録媒体は従来公知のものである。本発明の特徴的な点は、第一〜第三の態様のいずれにおいても、支持基板として表面に周期的な凹凸が無い基板を用いることである。具体的には、周期的な凹凸がなく、AFM(原子間力顕微鏡)で観測される表面粗さが5nm以下、好ましくは1nm未満の支持基板を用いる。更に、第一の態様の光記録媒体においては、該金属層に情報を記録するトラックに対応する凸部、凹部が形成されていることである。そして、第二の光記録媒体においては、該金属層に情報を記録するトラックに対応する凸部、凹部が設けられており、該凹部上の一部に記録層が形成されていないことである。そして、第三の光記録媒体においては、該金属層に情報を記録するトラックに対応する凸部、凹部が設けられており、該凹部上の記録層が結晶状態であることである。
尚、本発明には、後述するように第一〜第三の態様の光記録媒体に対応して、第一〜第三の製造方法、第一〜第三の記録方法がある。
次に、第一の態様の光記録媒体について、図1に基づいて説明する。
図1において、(a)は媒体の断面図、(b)は記録層の上方視、(c)は記録方法・記録状態の説明図である。また、101は支持基板を、102は金属層を、103は第一の誘電体層を、104は相変化型記録層を、105は第二の誘電体層を、1021は金属層に形成された凹部を、1022は金属層に形成された凸部をそれぞれ示す。
支持基板材料101としては、ポリカーボネート、アクリル樹脂、ポリオレフィン、エポキシ、ビニルエステル、紫外線硬化樹脂、ガラス、石英などを用いることができる。支持基板(101)の表面は平坦でありプリグルーブなどの凹凸は設けない。具体的には、支持基板(101)の表面粗さは、5nm以下であり、1nm以下が好ましい。
表面粗さは、AFM(原子間力顕微鏡)で測定した値である。
金属層(102)を構成する金属材料としては、Ag、Al、Cu、Au、などの材料を用いることができる。もしくは、Ag、Al、Cu、Auを主成分として、他の元素を添加して合金としても構わない。例えば、AgPdCu、AgAuCu、AgCu、AgZn、AgCuAl、AgRuZr、AgNiAlTi、AlCu、AlSiCu、CuTiなどを用いることができる。
上記金属層(102)の表面には、情報を記録するトラックとして機能する凸部(1021)、凹部(1022)が一定周期で形成されている。具体的には、例えばレーザービーム波長が405nm、対物レンズの開口数が0.85の場合は、幅は100〜180nmの範囲に設定し、凹部中心の金属層の膜厚を10〜100nmに、凸部中心の金属層の膜厚は50〜200nmに設定する。
第一の誘電体層(103)としては、SiもしくはAlの酸化物、もしくはSiもしくはAlの窒化物とZnSの混合体を用いることができる。例えば、ZnS−SiO、ZnS−Al、ZnS−SiN、ZnS−AlNなどの材料を用いることができる。
相変化型記録層(104)としては、SbTeの他にAg、In、Ge、Gaの群から選ばれる少なくとも1種の元素を含有する組成とした相変化記録材料を用いる。例えば、Ag−In−Sb−Te、Ge−Sb−Te、Ge−In−Sb−Te、Ge−Ga−Sb−Te、Ga−Sb−Te、Sb−Teなどの記録材料を用いる。相変化型記録層(104)の記録前は結晶相である。
第二の誘電体層(105)には、第一の誘電体層と同じ材料を用いることができる。膜厚は10〜80nmの範囲に設定する。
表面保護層(106)としては、例えばスピンコートにより透明樹脂層を設けることが挙げられる。
本発明の第一の光記録媒体の製造方法は、上記第一の態様の光記録媒体を製造するものであり、その特徴は、鋳型転写法(インプリント法)によって、媒体面内における金属層102の膜厚をトラックに対応させて変えることにある。
図4にインプリント法による第一の態様の光記録媒体の製造方法の一例を示す。図4において、同(a)は支持基板(101)の状態を示す。支持基板の表面は前述したように平坦である。同(b)に金属層(102)の成膜工程を示す。平坦な支持基板(101)上に金属層(102)を成膜する。同(c)にインプリント工程を示す。インプリント工程では、金属層(102)の成膜後にモールド(431)を金属層(102)に押しつけて凹凸を形成する。モールド(431)の材質はシリコン、石英、ダイアモンドなどの硬質材料を用いる。同(d)は金属層(102)に凹凸が形成された光記録媒体の状態を示す。インプリント法を用いることによって、光記録媒体の面内における金属層(102)の膜厚をトラックに対応させて変えることができる(後述する)。同(e)は金属層(102)の上に各層が成膜された光記録媒体の断面図を示す。金属層(102)上に第一の誘電体層(103)、相変化型記録層(104)、第二の誘電体層(105)が順に積層されている。図4(f)にレーザービーム加熱による光記録媒体の熱処理工程を示す。いわゆる初期化工程である。各層積層後、記録層を初期化する。初期化によってアモルファス状態の記録層を結晶状態にする。
本発明の第一の情報記録方法は前記第一の態様の光記録媒体を用い、金属層(102)の凸部上に対してレーザービームをトラッキングすることにより情報を記録するものである。図1(c)は記録方法の説明図である。図中、(1042)は金属層の凸部(1022)上の記録層を、(1041)は金属層の凹部(1021)の上の記録層を示す。第一の記録方法においては、金属層の凸部(1022)に対してレーザービーム(121)をトラッキングする。トラッキングの方法としてはプッシュプル法、もしくはレーザービームを回折格子で3分割してサブビームを隣接トラックに合わせてディファレンシャルプッシュプル法を使ってもよい。凸部上を構成する部分の金属層(1042)は厚く、凹部を構成する部分の金属層(1041)は薄い。相変化型光記録媒体の場合、レーザービームの吸収で記録層が発熱し結晶相がアモルファス相に変化し記録マークになる。記録層の熱は、第一の誘電体層(103)を介して金属層(102)に拡散する。金属層の膜厚によって、熱拡散の状態が変化する。一方、薄い金属層の凹部(1021)上の記録層(1041)では、記録層から金属層への熱拡散が不十分であり、急冷状態にならず、アモルファス化は起こらない。従って、アモルファスマークの幅は凸部(1022)の幅以上には拡がらない。このように、第一の記録方法では金属層の凸部(1022)に対してレーザービームをトラッキングしアモルファスマークを記録することによって、ディスク半径方向へのマークの拡がりが抑制でき、隣接トラック間でのクロスライト・イレースをなくすことができる。
次に、第二の態様の光記録媒体について、図2に基づいて説明する。
図2において、(a)は媒体の断面図、(b)は記録層の上方視、(c)は記録方法・記録状態の説明図である。また、201は支持基板を、202は金属層を、203は第一の誘電体層を、204は相変化型記録層を、205は第二の誘電体層を、2021は金属層に形成された凹部を、2022は金属層に形成された凸部をそれぞれ示す。
支持基板201、金属層(202)を構成する材料は、第一の態様の光記録媒体と同じである。
上記金属層(202)の表面には、第一の態様の光記録媒体と同様に、凸部(2021)、凹部(2022)がトラックに対応させて形成されている。具体的には、例えば、レーザービーム波長が405nm、対物レンズの開口数0.85である場合は、幅は100〜180mの範囲に設定。凹部中心の金属層の膜厚は10〜100nm、凸部中心の金属層の膜厚は50〜200nmである。
第一の誘電体層(203)を構成する材料は、第一の態様の光記録媒体と同じである。また、相変化型記録層(204)を構成する材料も、第一の態様の光記録媒体と同じであり、記録層(204)の記録前の状態は結晶相である。第二の態様の光記録媒体においては、記録層(204)は凹部(2022)上の一部には存在しない。即ち、トラック方向と直交する方向において、記録層膜厚が不連続であり、凹部(2022)上の一部分において、記録層(204)が完全に抜けた状態になっている。
第二の誘電体層(205)には、第一の誘電体層と同じ材料を用いることができ、膜厚は10〜80nmの範囲に設定する。
表面保護層(206)としては、例えばスピンコートにより透明樹脂層を設けることが挙げられる。
本発明の光記録媒体の第二の製造方法は上記第二の態様の光記録媒体を製造するものであり、その特徴は、鋳型転写法(インプリント法)によって、媒体面内における金属層(202)の膜厚をトラックに対応させて変えること、初期化工程において記録層(204)の一部を除去することにある。
図4にインプリント法による第二の態様の光記録媒体の製造方法の一例を示す。図中、(2042)は金属層の凸部(2022)上の記録層を、(2041)は金属層の凹部(2021)の上の記録層が設けられていない部分を示す。
図4に示されているように(a)〜(e)の工程は前記第一の製造方法と同じである。
図4(g)は初期化工程を示す。第二の製造方法においては、各層積層後、記録層(204)を初期化する。その際に、凹部(2021)上の記録層(2041)が破壊されるようなレーザーパワーおよび線速度で光記録媒体をレーザービームで加熱する。この時、凸部(2022)を構成する部分の金属層(202)は厚いため、凸部(2022)上の記録層(2042)は破壊には至らず結晶化する。その結果、レーザービーム加熱後の記録層(204)は、凹部(2022)上の記録層(2041)が除去された状態になる。
図5に、光記録媒体の金属層(202)の膜厚と初期化のレーザーパワーによる記録層(204)の形態変化を示す。同じレーザーパワーレベル、線速度で初期化した場合においても、金属層(202)の膜厚によって記録層(204)の形態は異なる。金属層(202)が薄く熱容量が小さい場合には、記録層(204)が破壊される(501)。金属層(202)の膜厚が厚くなり熱容量が大きくなると、記録層(204)の状態は結晶状態(502)、アモルファス状態(503)となる。
図2に示す光記録媒体の構成では、凹部(2021)の金属層(202)の膜厚は(505)で示す範囲にあり、凸部(2022)の金属層(202)の膜厚は図5の(506)で示す範囲にある。図5(504)に示すポイントのレーザーパワーで初期化することによって、凹部(2021)上の記録層(2041)が破壊され、凸部(2022)の金属層は厚いため、凸部(2022)上の記録層(2042)は破壊には至らず結晶化する。その結果、レーザービーム加熱後の記録層は、図4(g)に示すとおり、凹部(2021)上の記録層(2041)が除去された状態になる。凸部(2022)上の記録相(2042)は結晶状態になる。
本発明の第二の情報記録方法は前記第ニの態様の光記録媒体を用い、金属層(202)の凸部(2022)上に対してレーザービームをトラッキングすることにより情報を記録するものである。図2(c)は第二の記録方法の説明図である。凸部(2022)に対してレーザービーム(221)をトラッキングする。トラッキングの方法としてはプッシュプル法、もしくはレーザービームを回折格子で3分割してサブビームを隣接トラックに合わせてディファレンシャルプッシュプル法を使ってもよい。凹部(2021)上中心付近には記録層が存在しない。従って、アモルファスマーク(222)の幅は記録層が形成されていない部分以上には拡がらない。第二の情報記録方法においては、第二の態様の光記録媒体に対して金属層の凸部に対してレーザービームをトラッキングし記録することによって、ディスク半径方向へのマークの拡がりが抑制でき、隣接トラック間でのクロスライト・イレースをなくすことができる。
次に、第三の態様の光記録媒体について、図3に基づいて説明する。
図3において、(a)は媒体の断面図、(b)は記録層の上方視、(c)は記録方法・記録状態の説明図である。また、301は支持基板を、302は金属層を、303は第一の誘電体層を、304は相変化型記録層を、305は第二の誘電体層を、2021は金属層に形成された凹部を、2022は金属層に形成された凸部をそれぞれ示す。
支持基板(301)、金属層(302)を構成する材料は、第一の態様の光記録媒体と同じである。
上記金属層(302)の表面には、第一の態様の光記録媒体と同様に、情報を記録するトラックとして機能する凸部(3021)、凹部(3022)が一定周期で形成されている。具体的には、例えば、レーザービーム波長が405nm、対物レンズの開口数0.85である場合は、幅は100〜180mの範囲に設定。凹部中心の金属層の膜厚は10〜100nm、凸部中心の金属層の膜厚は50〜200nmである。
第三の誘電体層(303)を構成する材料は、第一の態様の光記録媒体と同じである。また、相変化型記録層(304)を構成する材料も、第一の態様の光記録媒体と同じであり、凹部(3022)上の記録層(304)の記録前の状態は結晶相であり、凸部(3021)上の記録層(302)はアモルファス状態である。
第二の誘電体層(305)には、第一の誘電体層と同じ材料を用いることができ、膜厚は10〜80nmの範囲に設定する。
表面保護層(306)としては、例えばスピンコートにより透明樹脂層を設けることが挙げられる。
本発明の光記録媒体の第三の製造方法は上記第三の態様の光記録媒体を製造するものであり、その特徴は、鋳型転写法(インプリント法)によって、媒体面内における金属層(302)の膜厚をトラックに対応させて変えること、初期化工程において結晶状態とアモルファス状態の部分を形成することに特徴がある。
図4にインプリント法による第三の態様の光記録媒体の製造方法の一例を示す。図中、(3042)は金属層の凸部(3022)上の記録層を、(3041)は金属層の凹部(3021)の上の記録層を示す。
図4に示されているように(a)〜(e)の工程は前記第一の製造方法と同じである。
図4(h)は初期化工程を示す。第三の製造方法においては、各層積層後、記録層(304)を初期化する。その際に、凸部上の記録層(304)がアモルファス化するようにレーザーパワーおよび線速度で光記録媒体をレーザービーム加熱する。
成膜後の記録層(304)はアモルファス相である。凸部(3022)の金属層は厚いため、急冷状態になり結晶化が起こらない。もしくは、記録層(304)が一旦溶融し、再びアモルファス化する。凹部(3021)の金属層は薄いため急冷状態にはならず結晶化する。その結果、レーザービーム加熱後の記録層(304)は、凸部(3022)上の記録層(3042)がアモルファス状態で、凹部(3021)上の記録層(3041)が結晶状態である。
図6に、光記録媒体の金属層(302)の膜厚と初期化のレーザーパワーによる記録層(304)の形態変化を示す。同じレーザーパワーレベル、線速度で初期化した場合においても、金属層(302)の膜厚によって記録層(304)の形態は異なる。金属層(302)が薄く熱容量が小さい場合には、記録層(304)が破壊する(601)。金属層(302)の膜厚が厚くなり熱容量が大きくなると、記録層(304)の状態は結晶状態(602)、アモルファス状態(603)となる。
図3に示す光記録媒体の構成では、凹部(3021)の金属層(302)の膜厚は(605)で示す範囲にあり、凸部(3022)上の金属層(302)の膜厚は図6の(606)で示す範囲にある。図6(604)に示すポイントのレーザーパワーで初期化することによって、凹部上の記録層(304)が破壊し、凸部の金属層(302)は厚いため破壊には至らず結晶化する。その結果、レーザービーム加熱後の記録層は、図4(h)に示すとおり、凹部上の記録層(3041)は結晶状態になり、凸部の記録層(3042)はアモルファス状態になる。
本発明の第三の情報記録方法は前記第三の態様の光記録媒体を用い、金属層(302)の凹部(3021)上に対してレーザービームをトラッキングすることにより情報を記録するものである。図3(c)は第三の記録方法の説明図である。凹部(3021)に対してレーザービーム(321)をトラッキングする。トラッキングの方法としてはプッシュプル法、もしくはレーザービームを回折格子で3分割してサブビームを隣接トラックに合わせてディファレンシャルプッシュプル法を使ってもよい。凸部(3022)上の記録層(3042)はアモルファス状態である。
トラックはストライプ状のアモルファス領域(3042)によって仕切られた状態になっている。結晶状態である凹部(3041)に対してアモルファスマーク(322)を記録する。トラックはストライプ状のアモルファス領域(3042)によって仕切られた状態になっているため、隣接トラック間でのマークの干渉は起こらない。
第三の態様の光記録媒体に対して金属層の凹部(3021)に対してレーザービームをトラッキングしアモルファスマークを記録することによって、ディスク半径方向へのマークの拡がりが抑制でき、隣接トラック間でのクロスライト・イレースをなくすことができる。
以下、実施例により本発明を説明する。
実施例1
実施例1では、図1に示すように各層を構成した。
支持基板(101)としてポリカーボネート基板を用いた。ポリカーボネート基板の表面粗さは1nm未満であり、周期的な凹凸は存在しない。金属層(102)としてAg薄膜を形成した。Ag薄膜には凹部(1021)、凸部(1022)を設けた。凹部の幅は100nmであり、中心の厚みは50nmである。凸部の幅は150nmであり、中心の膜厚は100nmである。
第一の誘電体層(103)として膜厚20nmのZnS−SiO薄膜を形成した。
相変化型記録層(104)として膜厚15nmのAgInSbTe薄膜を形成した。
第二の誘電体層(105)として膜厚40nmのZnS−SiO薄膜を形成した。透明樹脂層(106)として膜厚20umの紫外線樹脂層を形成した。トラックピッチ(110)は250nmである。
凹部(1021)上には、AgInSbTe薄膜(1041)が形成され、凸部(1022)上にはAgInSbTe薄膜(1042)が形成されている。何れも結晶状態である。
波長1405nmのレーザービーム(121)を用い、NAは0.85とした。レーザービームのパワーレベルはP1>P2>P3の関係にある3水準で変調した。P1=4mW、P2=2mW、P3=0.1mWである。1−7変調にて線密度110nm/bitで記録した。記録マークの幅(120)は凸部(1022)の幅と同程度の150nmであった。記録特性を表8に示す。記録信号のジッター値は12%であった。
実施例2
実施例2では、図2に示すように各層を構成した。
支持基板(201)としてポリカーボネート基板を用いた。ポリカーボネート基板の表面粗さは1nm未満であり、周期的な凹凸は存在しない。
金属層(202)としてAg薄膜を形成した。Ag薄膜には凹部(2021)、凸部(2022)を設けた。凹部中心のAg薄膜の膜厚は20nm、凸部中心のAg薄膜の膜厚は80nmである。凹部の幅は70nmであり、凸部の幅は180nmである。
第一の誘電体層(203)として膜厚20nmのZnS−SiO薄膜を形成した。
相変化型記録層(204)として膜厚15nmのAgInSbTe薄膜を形成した。
第二の誘電体層(205)として膜厚40nmのZnS−SiO薄膜を形成した。
透明樹脂層(206)として膜厚20umの紫外線樹脂層を形成した。
トラックピッチ(210)は250nmである。
凹部(2021)上には相変化型記録層(204)を構成するAgInSbTe薄膜が形成されていない(2041)。凸部(2022)上には相変化型記録層(204)を構成するAgInSbTe薄膜(2042)が存在する。
波長405nmのレーザービーム(121)を用い、NAは0.85とした。レーザービームのパワーレベルはP1>P2>P3の関係にある3水準で変調した。P1=4mW、P2=2mW、P3=0.1mWである。1−7変調にて線密度110nm/bitで記録した。記録マーク(220)の幅はトラック方向と直交する方向の幅であり、200nmであった。記録特性を表8に示す。記録信号のジッター値は10%であった。
実施例3
実施例3では、図3に示すように各層を構成した。
支持基板(301)としてポリカーボネート基板を用いた。ポリカーボネート基板の表面粗さは1nm未満であり、周期的な凹凸は存在しない。
金属層(302)としてAg薄膜を形成した。Ag薄膜には凹部(3021)、凸部(3022)を設けた。凹部の幅は100nmであり、中心の厚みは50nmである。凸部の幅は150nmであり、中心の膜厚は140nmである。
第一の誘電体層(303)として膜厚20nmのZnS−SiO薄膜を形成した。
相変化型記録層(304)として膜厚15nmのAgInSbTe薄膜を形成した。
第二の誘電体層(305)として膜厚40nmのZnS−SiO薄膜を形成した。
透明樹脂層(206)として膜厚20umの紫外線樹脂層を形成した。
トラックピッチ(310)は250nmである。
凹部(3021)上の相変化型記録層(304)を構成するAgInSbTe薄膜(3041)はアモルファス状態である。凸部(3022)上のAgInSbTe薄膜(3042)は結晶状態である。
波長405nmのレーザービーム(321)を用い、NAは0.85とした。
レーザービームのパワーレベルはP1>P2>P3の関係にある3水準で変調した。P1=4mW、P2=2mW、P3=0.1mWである。1−7変調にて線密度110nm/bitで記録した。
記録マークの幅(320)は凹部(3021)上の記録層(3041)の幅と同程度の150nmであった。記録特性を表8に示す。記録信号のジッター値は10%であった。
比較例1
比較例1の光記録媒体の層構成を図7に示す。従来の光記録媒体の層構成である。
支持基板(701)としてポリカーボネート基板を用いた。ポリカーボネート基板の表面にトラックに対応する凹凸を形成した。
支持基板(701)上に金属層(702)として膜厚140nmnのAg薄膜を形成した。
第一の誘電体層(703)として膜厚20nmのZnS−SiO薄膜を形成した。
相変化型記録層(704)として膜厚15nmのAgInSbTe薄膜を形成した。
第二の誘電体層(705)として膜厚40nmのZnS−SiO薄膜を形成した。
透明樹脂層(706)として膜厚20umの紫外線樹脂層を形成した。
トラックピッチ(707)は320nmである。
実施例1と同様に、1−7変調にて線密度110nm/bitで記録した。記録特性は表1に示す。記録信号のジッター値は12%であった。
Figure 0004324454

比較例1の光記録媒体のトラックピッチは320nmであるのに対し、実施例1、2、3の媒体構成のトラックピッチは250nmである。本実施例の光記録媒体では、トラックピッチを従来の約80%に縮小することができた。表1に記載するとおり、狭トラックピッチであるにもかかわらず従来と同程度のジッター値が得られた。
実施例1に対して実施例2ではジッター値を更に低減することができた。実施例2の媒体構成では、実施例1よりもマーク幅を拡げることができ、信号振幅を大きくできた。この結果、ジッター値を低減することができた。
また、実施例1に対して実施例3ではジッター値を更に低減することができた。
実施例3の媒体構成では、トラック間をアモルファス状態とすることによって再生信号に寄与しない信号強度を低減できた。その結果、実施例1よりもノイズレベルが低減できた分ジッター値を低減することができた。
(a)は第一の態様の光記録媒体の一例を示す断面図、(b)は記録層の上方視、(c)は記録方法・記録状態の説明図である。 (a)は第二の態様の光記録媒体の一例を示す断面図、(b)は記録層の上方視、(c)は記録方法・記録状態の説明図である。 (a)は第三の態様の光記録媒体の一例を示す断面図、(b)は記録層の上方視、(c)は記録方法・記録状態の説明図である。 インプリント法による本発明の光記録媒体の製造方法の一例を示す説明図である。 (a)支持基板の製造工程を示す説明図である。(b)金属層成膜工程を示す説明図である。(c)インプリント工程を示す説明図である。(d)凹凸転写後(形成後)の状態を示す説明図である。(e)成膜工程を示す説明図である。(f)第一の製造方法における初期化後の状態を示す説明図である。(g)第二の製造方法における初期化後の状態を示す説明図である。(h)第三の製造方法における初期化後の状態を示す説明図である。 第二の態様の光記録媒体の製造方法における、光記録媒体の金属層の膜厚と初期化のレーザーパワーによる記録層の形態変化の説明図である。 第三の態様の光記録媒体の製造方法における、光記録媒体の金属層の膜厚と初期化のレーザーパワーによる記録層の形態変化の説明図である。 従来の相変化型記録媒体の層構成の一例を示す図面である。
符号の説明
101 支持基板
102 金属層
103 第一の誘電体層
104 記録層
105 第二の誘電体層
106 保護層
1021 金属層に形成された凹部
1022 金属層に形成された凸部
1041 凹部上の記録層
1042 凸部上の記録層
110 トラックピッチ
120 記録トラック
121 レーザービーム
122 アモルファスマーク
201 支持基板
202 金属層
203 第一の誘電体層
204 記録層
205 第二の誘電体層
206 保護層
2021 金属層に形成された凹部
2022 金属層に形成された凸部
2041 凹部上の記録層除去部分
2042 凸部上の記録層
210 トラックピッチ
301 支持基板
302 金属層
303 第一の誘電体層
304 記録層
305 第二の誘電体層
306 保護層
3021 金属層に形成された凹部
3022 金属層に形成された凸部
3041 凹部上の結晶状態記録層
3042 凸部上のアモルファス状態記録層
310 トラックピッチ
320 記録トラック
321 レーザービーム
322 アモルファスマーク
431 モールド
501 記録層が破壊される条件域
502 記録層が結晶化する条件域
503 記録層がアモルファス化する条件域
504 凹部上記録層を破壊するためのレーザーパワーレベル
505 凹部上金属層膜厚
506 凸部上金属層膜厚
601 記録層が破壊する条件域
602 記録層が結晶化する条件域
603 記録層がアモルファス化する条件域
604 凹部上記録層のみ結晶化するためのレーザーパワーレベル
605 凹部上金属層膜厚
606 凸部上金属層膜厚
701 支持基板
702 金属層
703 第一の誘電体層
704 記録層
705 第二の誘電体層
706 保護層

Claims (1)

  1. 少なくとも支持基板、金属層、相変化型記録層が積層され、該支持基板には周期的な凹凸が存在せず、該金属層に情報を記録するトラックに対応する一定周期の凹凸が形成されており、該凹部上の一部には記録層が形成されていない、レーザービームで情報を記録する光記録媒体の製造方法であって、
    該支持基板上に金属膜を成膜する工程、該金属層に一定周期の凹凸を転写する工程、該金属層上に相変化型記録層を成膜する工程、該凹部上の記録層を破壊するレーザーパワーで記録媒体をレーザービーム加熱する工程を少なくとも含むことを特徴とする光記録媒体の製造方法。
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