JP4376814B2 - 光情報記録媒体及びその製造方法 - Google Patents
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Description
本発明は光によって情報を記録再生する光記録媒体とその製造方法に関する。特に狭トラックピッチで情報を記録し、光の解像限界を超えた高密度記録情報を再生する技術に関する。ここで光の解像限界とは、光の波長をλ、対物レンズの開口数をＮＡとするとλ／２ＮＡで表される記録トラック方向における記録マークの周期を指す。
記録型の光記録媒体では、クロスライト、クロスイレースを抑制するためにトラックピッチにマージンを設ける。例えば、レーザビームの波長が４０５ｎｍ、対物レンズの開口数ＮＡが０．８５の光学ピックアップの場合、トラックピッチは３２０ｎｍ以上に設定されている。トラックピッチとはディスク状媒体の半径方向における記録トラックの周期をいう。
特許文献１〜４には、クロスライト、クロスイレースの抑制を目的とした媒体構造が開示されている。即ち、特許文献１〜２には、トラック間の熱伝導を防ぐために記録材料を溝に埋め込んだ媒体構造が開示されている。特許文献３には、トラック間の熱伝導を防ぐために、フォトリソグラフィーによって記録材料を加工した媒体構造が開示されている。特許文献４には、トラック間の熱伝導を防ぐためにランドの端部に突起部を設けた媒体構造が開示されている。
特許文献１〜４には、クロスライト、クロスイレースの抑制を目的とした媒体構造が開示されている。即ち、特許文献１〜２には、トラック間の熱伝導を防ぐために記録材料を溝に埋め込んだ媒体構造が開示されている。特許文献３には、トラック間の熱伝導を防ぐために、フォトリソグラフィーによって記録材料を加工した媒体構造が開示されている。特許文献４には、トラック間の熱伝導を防ぐためにランドの端部に突起部を設けた媒体構造が開示されている。
また、光の解像限界を超えた記録マークを再生する技術として、媒体の超解像技術が知られている。超解像材料層を設けて、微小マーク又は微小ピットを再生する技術である。
超解像材料層には、相変化材料が用いられることが多い。特許文献５には、位相ピット上に相変化材料層を積層し、再生レーザビームスポット内の一部の相変化材料層を液相化させ、解像限界に当る位相ピットを再生する方法が開示されている。特許文献６には、Ｇｅ−Ｔｅ合金からなるマスク層を設け、マスク層に光透過率が増加した再生用窓を形成し、記録マークを再生する方法が開示されている。特許文献７には、Ｇｅ、Ｓｂ、Ｔｅの３元素を主成分とした光シャッタ層を設け、再生レーザビームスポット内一部の光シャッタ層を溶融状態として記録マークを再生する方法が開示されている。特許文献８には、Ｓｂからなるマスク層を設け、マスク層側から再生レーザビームを照射し、マスク層に光学的開口を形成して記録マークを再生する方法が開示されている。
また、特許文献９には、光記録媒体の導電体材料をライン形状に加工した媒体構造が開示されている。
一方、本発明のような変形モードの記録マークを形成して記録再生を行う光情報記録媒体は多数知られているが、本発明のように、光の解像限界を超えた高密度情報の記録再生を目的として記録形態や層構成を工夫した文献は本発明者らの知る限り見当らない。
超解像材料層には、相変化材料が用いられることが多い。特許文献５には、位相ピット上に相変化材料層を積層し、再生レーザビームスポット内の一部の相変化材料層を液相化させ、解像限界に当る位相ピットを再生する方法が開示されている。特許文献６には、Ｇｅ−Ｔｅ合金からなるマスク層を設け、マスク層に光透過率が増加した再生用窓を形成し、記録マークを再生する方法が開示されている。特許文献７には、Ｇｅ、Ｓｂ、Ｔｅの３元素を主成分とした光シャッタ層を設け、再生レーザビームスポット内一部の光シャッタ層を溶融状態として記録マークを再生する方法が開示されている。特許文献８には、Ｓｂからなるマスク層を設け、マスク層側から再生レーザビームを照射し、マスク層に光学的開口を形成して記録マークを再生する方法が開示されている。
また、特許文献９には、光記録媒体の導電体材料をライン形状に加工した媒体構造が開示されている。
一方、本発明のような変形モードの記録マークを形成して記録再生を行う光情報記録媒体は多数知られているが、本発明のように、光の解像限界を超えた高密度情報の記録再生を目的として記録形態や層構成を工夫した文献は本発明者らの知る限り見当らない。
前述したように、クロスライト、クロスイレースを抑制して記録トラックピッチを縮小する媒体は公知である。しかしながら、何れの媒体構造もクロスライト、クロスイレースを完全に防止することは困難であり、トラックピッチを大幅に縮小することはできない。また、フォトリソグラフィーによる加工を必要とする構成のため、プロセスコストが高騰し媒体の低価格化は困難である。
また、光の解像限界を超えた記録マークを再生する技術として、媒体の超解像技術も公知である。しかし、公知文献で、マスク層、再生用窓、光シャッタ層、光学的開口などの表現が用いられていることからも分るように、従来の超解像再生方法では、再生レーザビームスポット内の一部分において超解像材料の光学特性を変え、実効的なレーザビームスポット径を縮小し、微小マーク又は微小ピットを再生している。再生レーザビームスポット内の一部分において超解像材料の光学特性を変える方法としては、超解像材料に相変化材料を用い、再生レーザビームスポット内の一部分の相変化材料を溶融状態にして光学的開口を形成する方法が用いられている。
また、光の解像限界を超えた記録マークを再生する技術として、媒体の超解像技術も公知である。しかし、公知文献で、マスク層、再生用窓、光シャッタ層、光学的開口などの表現が用いられていることからも分るように、従来の超解像再生方法では、再生レーザビームスポット内の一部分において超解像材料の光学特性を変え、実効的なレーザビームスポット径を縮小し、微小マーク又は微小ピットを再生している。再生レーザビームスポット内の一部分において超解像材料の光学特性を変える方法としては、超解像材料に相変化材料を用い、再生レーザビームスポット内の一部分の相変化材料を溶融状態にして光学的開口を形成する方法が用いられている。
図１に従来の光情報記録媒体構成の概要を示す。
図１（ａ）は光情報記録媒体の、記録トラックに対して垂直方向の断面図である。
１０１は支持基板、１０２は記録材料層、１０３は超解像材料層、１０４の矢印は記録トラックを示し、１０５はトラックピッチを示す。支持基板１０１の表面には、レーザビームスポットのトラッキング用の緩やかな凹凸がある。各層は凹凸にならった状態で積層されている。情報を記録する際には、レーザ照射によって記録層１０２を発熱させる。発熱により、ある温度以上になった部分に記録マークが形成される。熱は半径方向に拡がるため、記録マークも半径方向に拡がる。半径方向に隣接する記録マークの重なり（クロスライト）を避けるため、トラックピッチ１０５は十分に拡げる。
図１（ａ）は光情報記録媒体の、記録トラックに対して垂直方向の断面図である。
１０１は支持基板、１０２は記録材料層、１０３は超解像材料層、１０４の矢印は記録トラックを示し、１０５はトラックピッチを示す。支持基板１０１の表面には、レーザビームスポットのトラッキング用の緩やかな凹凸がある。各層は凹凸にならった状態で積層されている。情報を記録する際には、レーザ照射によって記録層１０２を発熱させる。発熱により、ある温度以上になった部分に記録マークが形成される。熱は半径方向に拡がるため、記録マークも半径方向に拡がる。半径方向に隣接する記録マークの重なり（クロスライト）を避けるため、トラックピッチ１０５は十分に拡げる。
図１（ｂ）は記録トラックに対して平行方向の断面図である。図１（ａ）のＸ−Ｘ断面に当り、超解像再生状態を示している。１０１は支持基板、１０２は記録材料層、１０３は超解像材料層、１０６は記録マーク、１０７は超解像材料層に形成される光学的開口、１０８はレーザビーム、１０９の矢印はレーザビームスポット径を示し、１１０はレーザビームの移動方向を示す。図示のように、従来の超解像再生方法では、レーザビームスポット径内の一部の超解像材料層に光学的開口を形成し、微小マークを再生している。したがって、レーザビームスポット径内で光学的開口以外の部分は超解像材料層で遮光された状態になっている。レーザビーム１０８から見て記録層１０２は超解像材料層１０３の奥側に位置する。
この構造では、レーザビームスポットが超解像材料層で遮光された状態になり、記録層１０２に到達する光量が減少し、信号強度は低下する。しかし、記録密度が上がり記録マーク１０６が小さくなると、それに応じて光学的開口１０７も小さくしなければならない。その結果、レーザビームスポット径のかなりの部分が超解像材料で遮光されることになり、信号強度は益々低下し、検出できなくなる。
この構造では、レーザビームスポットが超解像材料層で遮光された状態になり、記録層１０２に到達する光量が減少し、信号強度は低下する。しかし、記録密度が上がり記録マーク１０６が小さくなると、それに応じて光学的開口１０７も小さくしなければならない。その結果、レーザビームスポット径のかなりの部分が超解像材料で遮光されることになり、信号強度は益々低下し、検出できなくなる。
本発明は、このような従来の超解像再生の問題を解決するためになされたものであり、超解像材料層に光学的開口を形成する方法によらず、光の解像限界を超えた高密度情報を記録再生でき、かつトラックピッチを縮小して記録密度を上げることができる光記録媒体とその製造方法の提供を目的とする。
記録型の光記録媒体では、記録の際に照射される光は媒体面上で吸収され熱に変わる。そして所定温度以上に昇温した部分が記録マークになる。従って、クロスライトを抑制するためには熱の拡がりを制限する必要がある。本発明では、簡単な構成で熱の拡がりを制限して確実にクロスライトを抑制し、トラックピッチを従来の媒体よりも大幅に縮小することを目的とする。
記録型の光記録媒体では、記録の際に照射される光は媒体面上で吸収され熱に変わる。そして所定温度以上に昇温した部分が記録マークになる。従って、クロスライトを抑制するためには熱の拡がりを制限する必要がある。本発明では、簡単な構成で熱の拡がりを制限して確実にクロスライトを抑制し、トラックピッチを従来の媒体よりも大幅に縮小することを目的とする。
上記課題は次の１）〜６）の発明（以下、本発明１〜６という）によって解決される。
１） 表面にトラック形成用の凹凸が存在する支持基板上に、光を吸収して発熱する発熱材料層と、構造体と、光を吸収して発熱し変形する第１変形材料層と、光を透過し熱によって変形する第２変形材料層とがこの順に積層された構成を有し、未記録状態での、記録トラックに対して垂直かつ膜厚方向に平行な断面の形状は、構造体が支持基板の凹部上及び凸部上にそれぞれ存在し、構造体の幅方向の両端部が垂直又は逆テーパー形状であり、第１変形材料層は、構造体の幅方向の両端部の外側において、構造体の上部に比べて、膜厚が減少していることを特徴とする光情報記録媒体。
２） 第１変形材料層と第２変形材料層の変形部分である記録マークを形成して情報を記録した後の、記録トラックに対して平行且つ膜厚方向に平行な断面において、第１変形材料層は、記録マークの記録トラック方向中心の膜厚が、記録マークの記録トラック方向両端部の膜厚に比べて増加しており、第２変形材料層は、膜厚が変化した第１変形材料層にならって凹凸に変形していることを特徴とする１）記載の光情報記録媒体。
３） 第１変形材料層が、少なくともアンチモン（Ｓｂ）とテルル（Ｔｅ）を含有することを特徴とする１）又は２）記載の光情報記録媒体。
４） 第２変形材料層が、少なくとも硫化亜鉛（ＺｎＳ）とシリコン酸化物（ＳｉＯｘ；ここでｘは２以下）を含有することを特徴とする１）〜３）の何れかに記載の光情報記録媒体。
５） 構造体が少なくとも硫化亜鉛（ＺｎＳ）とシリコン酸化物（ＳｉＯｘ；ここでｘは２以下）を含有することを特徴とする１）〜４）の何れかに記載の光情報記録媒体。
６） 表面にトラック形成用の凹凸が存在する支持基板上に、発熱材料層、及び硫化亜鉛（ＺｎＳ）とシリコン酸化物（ＳｉＯｘ；ここでｘは２以下）を含有する薄膜からなる積層構成を少なくとも有する媒体に対してレーザ光を照射する工程、レーザ光を照射した後、該媒体をフッ化水素酸（ＨＦ）を含む水溶液でエッチングして支持基板の凹部上及び凸部上に構造体を形成する工程、形成された構造体上に第１変形材料層及び第２変形材料層をこの順に成膜する工程を含むことを特徴とする請求項５記載の光情報記録媒体の製造方法。
１） 表面にトラック形成用の凹凸が存在する支持基板上に、光を吸収して発熱する発熱材料層と、構造体と、光を吸収して発熱し変形する第１変形材料層と、光を透過し熱によって変形する第２変形材料層とがこの順に積層された構成を有し、未記録状態での、記録トラックに対して垂直かつ膜厚方向に平行な断面の形状は、構造体が支持基板の凹部上及び凸部上にそれぞれ存在し、構造体の幅方向の両端部が垂直又は逆テーパー形状であり、第１変形材料層は、構造体の幅方向の両端部の外側において、構造体の上部に比べて、膜厚が減少していることを特徴とする光情報記録媒体。
２） 第１変形材料層と第２変形材料層の変形部分である記録マークを形成して情報を記録した後の、記録トラックに対して平行且つ膜厚方向に平行な断面において、第１変形材料層は、記録マークの記録トラック方向中心の膜厚が、記録マークの記録トラック方向両端部の膜厚に比べて増加しており、第２変形材料層は、膜厚が変化した第１変形材料層にならって凹凸に変形していることを特徴とする１）記載の光情報記録媒体。
３） 第１変形材料層が、少なくともアンチモン（Ｓｂ）とテルル（Ｔｅ）を含有することを特徴とする１）又は２）記載の光情報記録媒体。
４） 第２変形材料層が、少なくとも硫化亜鉛（ＺｎＳ）とシリコン酸化物（ＳｉＯｘ；ここでｘは２以下）を含有することを特徴とする１）〜３）の何れかに記載の光情報記録媒体。
５） 構造体が少なくとも硫化亜鉛（ＺｎＳ）とシリコン酸化物（ＳｉＯｘ；ここでｘは２以下）を含有することを特徴とする１）〜４）の何れかに記載の光情報記録媒体。
６） 表面にトラック形成用の凹凸が存在する支持基板上に、発熱材料層、及び硫化亜鉛（ＺｎＳ）とシリコン酸化物（ＳｉＯｘ；ここでｘは２以下）を含有する薄膜からなる積層構成を少なくとも有する媒体に対してレーザ光を照射する工程、レーザ光を照射した後、該媒体をフッ化水素酸（ＨＦ）を含む水溶液でエッチングして支持基板の凹部上及び凸部上に構造体を形成する工程、形成された構造体上に第１変形材料層及び第２変形材料層をこの順に成膜する工程を含むことを特徴とする請求項５記載の光情報記録媒体の製造方法。
本発明者らは先に、光の解像限界を超えた高密度情報を記録再生できる光情報記録媒体に係る発明について出願した（特願２００５−４４６６４号）。本発明は、先願発明に対し更に構造体を加えた点に特徴がある。これにより、簡単な構成で熱の拡がりを制限して確実にクロスライトを抑制し、トラックピッチを従来の媒体よりも大幅に縮小することが可能となる。
本発明１の光情報記録媒体は、表面にトラック形成用の凹凸が存在する支持基板上に、光を吸収して発熱する発熱材料層と、構造体と、光を吸収して発熱し変形する第１変形材料層と、光を透過し熱によって変形する第２変形材料層とがこの順に積層された構成を有する。未記録状態での、記録トラックに対して垂直かつ膜厚方向に平行な断面の形状は、構造体が支持基板の凹部上及び凸部上にそれぞれ存在し、構造体の幅方向の両端部が垂直又は逆テーパー形状であり、第１変形材料層は、構造体の幅方向の両端部の外側において、構造体の上部に比べて、膜厚が減少した状態になっている。第２変形材料層は、構造体及び第１変形材料層にならって積層されており、通常は半円形状である。
また、本発明２は、本発明１の光情報記録媒体において、情報を記録した後の状態を規定したものであり、記録トラックに対して平行且つ膜厚方向に平行な断面において、第１変形材料層は、記録マークの記録トラック方向中心の膜厚が、記録マークの記録トラック方向両端部の膜厚に比べて増加しており、第２変形材料層は、膜厚が変化した第１変形材料層にならって凹凸に変形している。ここで、記録マークとは、第１変形材料層と第２変形材料層の変形部分を指す。
本発明１の光情報記録媒体は、表面にトラック形成用の凹凸が存在する支持基板上に、光を吸収して発熱する発熱材料層と、構造体と、光を吸収して発熱し変形する第１変形材料層と、光を透過し熱によって変形する第２変形材料層とがこの順に積層された構成を有する。未記録状態での、記録トラックに対して垂直かつ膜厚方向に平行な断面の形状は、構造体が支持基板の凹部上及び凸部上にそれぞれ存在し、構造体の幅方向の両端部が垂直又は逆テーパー形状であり、第１変形材料層は、構造体の幅方向の両端部の外側において、構造体の上部に比べて、膜厚が減少した状態になっている。第２変形材料層は、構造体及び第１変形材料層にならって積層されており、通常は半円形状である。
また、本発明２は、本発明１の光情報記録媒体において、情報を記録した後の状態を規定したものであり、記録トラックに対して平行且つ膜厚方向に平行な断面において、第１変形材料層は、記録マークの記録トラック方向中心の膜厚が、記録マークの記録トラック方向両端部の膜厚に比べて増加しており、第２変形材料層は、膜厚が変化した第１変形材料層にならって凹凸に変形している。ここで、記録マークとは、第１変形材料層と第２変形材料層の変形部分を指す。
本発明３は、第１変形材料層の好ましい材料を規定したものである。即ち、少なくともアンチモン（Ｓｂ）とテルル（Ｔｅ）を含有し、ＳｂとＴｅの組成比（Ｓｂ／Ｔｅ比）が、１．５〜４の範囲にある材料を用いる。テルル（Ｔｅ）は、テルル酸化物（ＴｅＯｘ）の状態であっても構わない。これによって再生信号の信号品質の向上を図ることができる。
本発明４は、第２変形材料層の好ましい材料を規定したものである。即ち、少なくとも硫化亜鉛（ＺｎＳ）とシリコン酸化物（ＳｉＯｘ；ここでｘは２以下）を含有する材料を用いる。これによって、低い光強度で情報を記録再生することが可能となる。
本発明４は、第２変形材料層の好ましい材料を規定したものである。即ち、少なくとも硫化亜鉛（ＺｎＳ）とシリコン酸化物（ＳｉＯｘ；ここでｘは２以下）を含有する材料を用いる。これによって、低い光強度で情報を記録再生することが可能となる。
本発明５では、構造体に少なくとも硫化亜鉛（ＺｎＳ）とシリコン酸化物（ＳｉＯｘ；ここでｘは２以下）を含有させる。これにより簡単な製造プロセスで媒体を形成することが可能となる。
本発明６は、本発明の光情報記録媒体の製造方法であり、これにより簡単なプロセスで本発明の光情報記録媒体を製造することが可能となる。
本発明６は、本発明の光情報記録媒体の製造方法であり、これにより簡単なプロセスで本発明の光情報記録媒体を製造することが可能となる。
次に、本発明の参考例について説明する。
本発明の参考例の光情報記録媒体を図２に示す。図２は未記録状態での、記録トラックに対して垂直方向の断面図である。２０１は支持基板、２０２は構造体、２０３は第１変形材料層、２０４は第２変形材料層を示す。
２０１の支持基板には、ガラス、石英などを用いることができる。また、Ｓｉ、ＳＯＩ（シリコンオンインシュレーター）などの半導体製造用の基板、Ａｌ、不透明ガラス基板などのＨＤＤ（ハードディスク）用の基板、ポリカーボネート、アクリル、ポリオレフィン、エポキシ、ビニルエステル、ペットなどの樹脂基板も用いることができる。
２０２の構造体は、その形状に特徴を有する。記録トラックに対して垂直かつ膜厚方向に平行な断面の形状において、構造体の幅方向の両端部は垂直又は逆テーパー形状になっている。材料としては、熱可塑性樹脂や光硬化性樹脂などの有機材料、ＺｎＳ・ＳｉＯ２などの無機材料を用いることができるが、構造体の幅方向の両端部が垂直又は逆テーパー形状にできれば、どのような材料を用いても構わない。
２０３の第１変形材料層には、情報を記録する光の波長において光を吸収して発熱し、発熱することで溶融し変形する材料を用いる。材質としては、Ｂｉ、Ｉｎ、Ｓｎ、Ｓｂなどの低融点金属を用いることができる。また、ＢｉＴｅ、ＢｉＩｎ、ＧａＳｂ、ＩｎＰ、ＩｎＳｂ、ＩｎＴｅ、ＳｂＳｎなどの低融点金属を含む金属間化合物材料を用いることができる。
本発明の参考例の光情報記録媒体を図２に示す。図２は未記録状態での、記録トラックに対して垂直方向の断面図である。２０１は支持基板、２０２は構造体、２０３は第１変形材料層、２０４は第２変形材料層を示す。
２０１の支持基板には、ガラス、石英などを用いることができる。また、Ｓｉ、ＳＯＩ（シリコンオンインシュレーター）などの半導体製造用の基板、Ａｌ、不透明ガラス基板などのＨＤＤ（ハードディスク）用の基板、ポリカーボネート、アクリル、ポリオレフィン、エポキシ、ビニルエステル、ペットなどの樹脂基板も用いることができる。
２０２の構造体は、その形状に特徴を有する。記録トラックに対して垂直かつ膜厚方向に平行な断面の形状において、構造体の幅方向の両端部は垂直又は逆テーパー形状になっている。材料としては、熱可塑性樹脂や光硬化性樹脂などの有機材料、ＺｎＳ・ＳｉＯ２などの無機材料を用いることができるが、構造体の幅方向の両端部が垂直又は逆テーパー形状にできれば、どのような材料を用いても構わない。
２０３の第１変形材料層には、情報を記録する光の波長において光を吸収して発熱し、発熱することで溶融し変形する材料を用いる。材質としては、Ｂｉ、Ｉｎ、Ｓｎ、Ｓｂなどの低融点金属を用いることができる。また、ＢｉＴｅ、ＢｉＩｎ、ＧａＳｂ、ＩｎＰ、ＩｎＳｂ、ＩｎＴｅ、ＳｂＳｎなどの低融点金属を含む金属間化合物材料を用いることができる。
第１変形材料層として好ましいのは、少なくともアンチモン（Ｓｂ）とテルル（Ｔｅ）を含有する材料である。ＳｂＴｅの２元系材料を用いることができ、ＳｂとＴｅ以外の元素を含んでも構わない。ＧｅＳｂＴｅなどの３元系材料、ＡｇＩｎＳｂＴｅなどの４元系材料を用いることもできる。更に好ましいのは、ＳｂとＴｅの組成比（Ｓｂ／Ｔｅ比）が、１．５〜４の範囲にある材料である。この範囲にあるＳｂＴｅ系化合物は、δ相と呼ばれる晶系に属する。δ相組成のＳｂＴｅ系化合物は、温度を上げた場合に相分離や相転移が起こらずに溶融状態になる。本発明の光情報記録媒体では、第１変形材料層の固相状態と溶融状態間での変化を利用して再生信号を検出する。固相状態と溶融状態間での変化の過程において相分離や相転移が起こると、複数の信号レベルが発生し信号品質が低下したり、信号レベルの判定が困難になったりする。これに対し、単純に固相状態と溶融状態間のみで変化する上記材料を用いることによって、高品質な再生信号が得られる。
第１変形材料層は、構造体の端部において、その膜厚が減少している。構造体は、端部が垂直又は逆テーパー形状になっている。構造体上に積層される第１変形材料層は、垂直又は逆テーパー形状部分において、被覆性能（ステップカバレージ）が低下する。このステップカバレージの低下を利用して、構造体の端部において第１変形材料層の膜厚を減少させる。
第１変形材料層は、構造体の端部において、その膜厚が減少している。構造体は、端部が垂直又は逆テーパー形状になっている。構造体上に積層される第１変形材料層は、垂直又は逆テーパー形状部分において、被覆性能（ステップカバレージ）が低下する。このステップカバレージの低下を利用して、構造体の端部において第１変形材料層の膜厚を減少させる。
２０４の第２変形材料層には、情報を記録する光の波長において光透過率が高い材料を用いる。第２変形材料層が光透過性の高い材料であると、光は下層に位置する第１変形材料層で吸収される。その結果、第２変形材料層の形状変化を第１変形材料層の変形を反映した状態にすることができる。第２変形材料層には、成膜状態において低密度及び／又は柔らかであり、加熱によって緻密化及び／又は硬質化する材料が好ましい。このような材料を第２変形材料層とすることによって、光加熱によって第１変形材料層に形状変化を起こさせ、その形状にならった状態で第２変形材料層の形状を変えるという記録が可能となる。第２変形材料層の融点は、第１変形材料層の融点よりも高いことが望ましい。更に、両層の融点差が大きいことが望ましい。第２変形材料層には融点が１０００℃以上の材料を用い、第１変形材料層には融点が１００〜７００℃程度の材料を用いることが望ましい。このような融点差を設けることによって、記録再生過程における材料の相互拡散が抑制でき、信号品質の劣化を防ぐことができる。
第２変形材料の例としては、ＳｉＯ２、ＳｉＯＮ、ＳｉＮなどのシリコン化合物材料、ＺｎＳ、ＣａＳ、ＢａＳなどの硫化物材料、ＺｎＳｅ、ＢａＳｅなどのセレン化物材料、ＣａＦ２、ＢａＦ２などのフッ素化合物材料、ＺｎＯなどの酸化物材料が挙げられる。
これらの材料の成膜方法としては、スパッタリング法が好ましい。特に、室温でのスパッタリング法が、低密度材料を形成する成膜方法として好ましい。
また、シアニン色素、フタロシアニン色素などの色素材料、ポリカーボネート、アクリル、ポリオレフィン、エポキシ、ビニルエステルなどの樹脂材料を用いることもできる。有機物系材料の場合は、スピンコート法で成膜する。
これらの材料の成膜方法としては、スパッタリング法が好ましい。特に、室温でのスパッタリング法が、低密度材料を形成する成膜方法として好ましい。
また、シアニン色素、フタロシアニン色素などの色素材料、ポリカーボネート、アクリル、ポリオレフィン、エポキシ、ビニルエステルなどの樹脂材料を用いることもできる。有機物系材料の場合は、スピンコート法で成膜する。
第２変形材料として好ましいのは、少なくとも硫化亜鉛（ＺｎＳ）とシリコン酸化物（ＳｉＯｘ；ここでｘは２以下）を含有する材料である。ＺｎＳとＳｉＯｘは、各々独立した状態で存在していてもよく、ＺｎＳとＳｉＯｘを構成する元素が結合した状態で存在していてもよい。また、ＺｎＳとＳｉＯｘ以外の材料が含まれていても構わない。例えば、ＺｎＳとＳｉＯｘを構成する元素による化合物である酸化亜鉛（ＺｎＯ）や、酸化亜鉛が硫化された状態のＺｎＯXＳ１−X、雰囲気ガスとの化合物である窒化亜鉛（Ｚｎ３Ｎ２）、光吸収材料に含まれるＳｂとＺｎの化合物（ＺｎＳｂ）などを含んでいても構わない。
成膜方法としては、スパッタリング法が好ましい。特に、室温でのスパッタリング法が、低密度材料を形成する成膜方法として好ましい。スパッタリングターゲットには、ＺｎＳとＳｉＯ２の混合体材料を用いる。ＺｎＳとＳｉＯ２の比率（ＺｎＳ／ＳｉＯ２）が１〜２０の範囲にある材料、つまり、ＺｎＳ：ＳｉＯ２＝５０：５０〜９５：５（モル％）の範囲にある材料を用いる。
ＺｎＳとＳｉＯｘを含有する材料は、広い波長範囲において高い透過率を有する。ＳｉＯｘを含有することにより、成膜状態では非常に柔らかく低密度になる。そして記録によって変形し易く加熱によって硬化し易い。また、熱伝導率が非常に小さいので、この材料を第２変形材料層とすることによって記録再生に必要な光強度を低減することができる。更に、この材料は、成膜状態では低密度であることから膜の残留応力が小さく、大面積基板に対しても成膜できる。
成膜方法としては、スパッタリング法が好ましい。特に、室温でのスパッタリング法が、低密度材料を形成する成膜方法として好ましい。スパッタリングターゲットには、ＺｎＳとＳｉＯ２の混合体材料を用いる。ＺｎＳとＳｉＯ２の比率（ＺｎＳ／ＳｉＯ２）が１〜２０の範囲にある材料、つまり、ＺｎＳ：ＳｉＯ２＝５０：５０〜９５：５（モル％）の範囲にある材料を用いる。
ＺｎＳとＳｉＯｘを含有する材料は、広い波長範囲において高い透過率を有する。ＳｉＯｘを含有することにより、成膜状態では非常に柔らかく低密度になる。そして記録によって変形し易く加熱によって硬化し易い。また、熱伝導率が非常に小さいので、この材料を第２変形材料層とすることによって記録再生に必要な光強度を低減することができる。更に、この材料は、成膜状態では低密度であることから膜の残留応力が小さく、大面積基板に対しても成膜できる。
図３は、参考例の光情報記録媒体に対し、本発明２で規定するのと同様の情報を記録した後の、記録トラックに沿った方向の断面図である。
３０１は構造体、３０２は第１変形材料層、３０３は第２変形材料層を示す。３０４は記録マークの周期であり、図は、最短周期の記録マークを繰り返し記録した状態を示す。３０５は記録マーク中心、３０６は記録マーク端部を示す。ここで、記録マークは、第１変形材料層と第２変形材料層の変形部分を指す。３０７は記録マーク中心の第１変形材料層３０２の膜厚、３０８は記録マーク端部の第１変形材料層３０２の膜厚、３０９は記録マーク中心の第２変形材料層３０３の膜厚、３１０は記録マーク端部の第２変形材料層３０３の膜厚を示す。記録の形態は変形であり、第１変形材料層の膜厚が変化している。第１変形材料層の膜厚は、記録マーク中心で厚く、記録マーク端部で薄い。第１変形材料層は記録マーク中心が凸状に変形し、記録マーク端部は凹状になっている。記録マーク中心の第１変形材料層の膜厚と、記録マーク端部の第１変形材料層の膜厚の差は５〜５０ｎｍ程度である。第２変形材料層は、第１変形材料層に形成された凹凸にならった状態で変形している。言い換えると、第２変形材料層は、第１変形材料層に形成された凹凸を被覆する殻（シェル）のような状態になっている。構造体も変形しても構わないが、変形しない方が好ましい。構造体が変形しないことにより、凸状のレンズ形状が形成できる。変形形状がレンズ形状になることで、第２変形材料層による光の集光が起こり、高密度情報を再生する場合に適する媒体形状とすることができる。
３０１は構造体、３０２は第１変形材料層、３０３は第２変形材料層を示す。３０４は記録マークの周期であり、図は、最短周期の記録マークを繰り返し記録した状態を示す。３０５は記録マーク中心、３０６は記録マーク端部を示す。ここで、記録マークは、第１変形材料層と第２変形材料層の変形部分を指す。３０７は記録マーク中心の第１変形材料層３０２の膜厚、３０８は記録マーク端部の第１変形材料層３０２の膜厚、３０９は記録マーク中心の第２変形材料層３０３の膜厚、３１０は記録マーク端部の第２変形材料層３０３の膜厚を示す。記録の形態は変形であり、第１変形材料層の膜厚が変化している。第１変形材料層の膜厚は、記録マーク中心で厚く、記録マーク端部で薄い。第１変形材料層は記録マーク中心が凸状に変形し、記録マーク端部は凹状になっている。記録マーク中心の第１変形材料層の膜厚と、記録マーク端部の第１変形材料層の膜厚の差は５〜５０ｎｍ程度である。第２変形材料層は、第１変形材料層に形成された凹凸にならった状態で変形している。言い換えると、第２変形材料層は、第１変形材料層に形成された凹凸を被覆する殻（シェル）のような状態になっている。構造体も変形しても構わないが、変形しない方が好ましい。構造体が変形しないことにより、凸状のレンズ形状が形成できる。変形形状がレンズ形状になることで、第２変形材料層による光の集光が起こり、高密度情報を再生する場合に適する媒体形状とすることができる。
図４は、前記情報を記録した媒体の、記録トラックに対して垂直方向の断面図である。図３に示した記録マーク中心３０５の断面である。
４０１は構造体、４０２は第１変形材料層、４０３は第２変形材料層を示す。４０４はトラックピッチ、４０５は記録トラック、４０６、４０７は未記録トラックを示す。記録トラックの記録マーク部分と、未記録トラックの違いは、第１変形材料層の膜厚にある。記録マーク部分では、第１変形材料層の膜厚が厚くなっている。第２変形材料層は凸状の第１変形材料層にならって変形した状態になっている。
４０１は構造体、４０２は第１変形材料層、４０３は第２変形材料層を示す。４０４はトラックピッチ、４０５は記録トラック、４０６、４０７は未記録トラックを示す。記録トラックの記録マーク部分と、未記録トラックの違いは、第１変形材料層の膜厚にある。記録マーク部分では、第１変形材料層の膜厚が厚くなっている。第２変形材料層は凸状の第１変形材料層にならって変形した状態になっている。
図５、図６により図３、図４に示した参考例の媒体の再生方法を説明する。記録情報を再生するに際しては、第１の変形材料層が溶融し、第２の変形材料層が変形しない強度で光を照射する。
図５（ａ）は記録状態を示す。記録トラックに沿った方向の断面図であり、一つの記録マークを拡大して示している。５０１は構造体、５０２は第１変形材料層、５０３は第２変形材料層、５０４は記録マーク端部を示す。薄膜内での熱伝導は膜厚に大きく影響される。膜厚に比例して熱伝導率は変化する。記録マーク端部において第１変形材料層の膜厚は減少している。第１変形材料は光を吸収し発熱する材料である。記録マーク端部において膜厚が減少していることから、第１変形材料層の熱は記録トラック方向において隣接する記録マークには熱伝導しにくい状態になっている。つまり、記録マーク毎に熱が局在化し易い状態になっている。
図５（ａ）は記録状態を示す。記録トラックに沿った方向の断面図であり、一つの記録マークを拡大して示している。５０１は構造体、５０２は第１変形材料層、５０３は第２変形材料層、５０４は記録マーク端部を示す。薄膜内での熱伝導は膜厚に大きく影響される。膜厚に比例して熱伝導率は変化する。記録マーク端部において第１変形材料層の膜厚は減少している。第１変形材料は光を吸収し発熱する材料である。記録マーク端部において膜厚が減少していることから、第１変形材料層の熱は記録トラック方向において隣接する記録マークには熱伝導しにくい状態になっている。つまり、記録マーク毎に熱が局在化し易い状態になっている。
図５（ｂ）は、再生状態を示す。５１３は溶融状態にある第１変形材料層、５０５は第２変形材料層、５０６はレーザビーム、５０７はレーザビームの移動方向を示す。記録情報を再生するに際しては、第１変形材料層が溶融し、第２変形材料層が変形しない強度で光を照射する。第２変形材料層は記録の段階で変形し、第１変形材料層の変形にならって緻密化及び／又は硬質化した状態にある。再生過程において第２変形材料層の形状は保持される。第２変形材料層は殻（シェル）のような状態にあり、そのシェルの内部において第１変形材料層が溶融する。シェル形状である第２変形材料層にならって、第１変形材料層は溶融し固化する。よって再生過程において溶融しても、第１変形材料層の形状が崩れることはなく、繰り返し再生することができる。
図５（ｃ）は、記録マークの状態の上方視である。５０８はレーザビームスポット径、５０９はレーザビームの移動方向、５１０は構造体、５１１、５１２は記録マークを示す。５１１はレーザビームスポット中心にある記録マークであり溶融状態にある。５１２は前方に位置する記録マークであり固相状態にある。図５（ａ）に示したように、記録マーク端部において、第１変形材料層の膜厚は減少していることから、記録マーク毎に熱が局在化し易い状態になっている。よって、レーザビームスポット中心の記録マークが溶融状態にあっても、前方に隣接する記録マークは固相状態にある。再生時において、記録マーク部では、第１変形材料層の溶融が記録マーク毎に順番に起こっていく。
図５（ｃ）は、記録マークの状態の上方視である。５０８はレーザビームスポット径、５０９はレーザビームの移動方向、５１０は構造体、５１１、５１２は記録マークを示す。５１１はレーザビームスポット中心にある記録マークであり溶融状態にある。５１２は前方に位置する記録マークであり固相状態にある。図５（ａ）に示したように、記録マーク端部において、第１変形材料層の膜厚は減少していることから、記録マーク毎に熱が局在化し易い状態になっている。よって、レーザビームスポット中心の記録マークが溶融状態にあっても、前方に隣接する記録マークは固相状態にある。再生時において、記録マーク部では、第１変形材料層の溶融が記録マーク毎に順番に起こっていく。
図６には図３、図４に示した参考例の媒体の再生信号レベルの変化を示す。図中（ａ）（ｃ）（ｅ）は媒体の上方視であり、構造体、第１変形材料層及び記録マークの状態を示している。図中（ｂ）（ｄ）（ｆ）は媒体の上方視に対応させた再生信号レベルの変化を示す。
図６（ａ）は、未記録部分を低パワーで再生した状態を示し、（ｂ）はその時の再生信号レベルを示す。６０１はレーザビームスポット径、６０２の矢印はレーザビームスポットの移動方向、６０３は構造体、６０４は構造体上に積層された第１変形材料層、６０５はレーザビームスポット中心に位置する記録トラック、６０６は半径方向に隣接するトラック、６０７は信号レベルの時間変化を示す。信号レベルは一定のレベルを示す。
図６（ｃ）は、未記録部分を高パワーで再生した状態を示し、（ｄ）はその時の再生信号レベルを示す。６０１〜６０６は図６（ａ）の場合と同じである。再生パワーを上げることにより第１変形材料層は溶融する。６０８は第１変形材料層の溶融部分を示す。レーザビームスポットの移動方向に対して第１変形材料層は若干遅れて高温になる。よって、溶融部分の一部がレーザビームスポットにかかった状態になる。また、構造体を設けることにより熱は構造体上に局在化される。よって、隣接トラック上の第１変形材料層は高温にならず溶融しない。６０９は信号レベルの時間変化を示す。信号レベルは一定のレベルになる。第１変形材料層の溶融部分の一部分がレーザビームスポット内に含まれることから、信号レベルは低パワー再生時の信号レベルよりも若干低下する。
図６（ａ）は、未記録部分を低パワーで再生した状態を示し、（ｂ）はその時の再生信号レベルを示す。６０１はレーザビームスポット径、６０２の矢印はレーザビームスポットの移動方向、６０３は構造体、６０４は構造体上に積層された第１変形材料層、６０５はレーザビームスポット中心に位置する記録トラック、６０６は半径方向に隣接するトラック、６０７は信号レベルの時間変化を示す。信号レベルは一定のレベルを示す。
図６（ｃ）は、未記録部分を高パワーで再生した状態を示し、（ｄ）はその時の再生信号レベルを示す。６０１〜６０６は図６（ａ）の場合と同じである。再生パワーを上げることにより第１変形材料層は溶融する。６０８は第１変形材料層の溶融部分を示す。レーザビームスポットの移動方向に対して第１変形材料層は若干遅れて高温になる。よって、溶融部分の一部がレーザビームスポットにかかった状態になる。また、構造体を設けることにより熱は構造体上に局在化される。よって、隣接トラック上の第１変形材料層は高温にならず溶融しない。６０９は信号レベルの時間変化を示す。信号レベルは一定のレベルになる。第１変形材料層の溶融部分の一部分がレーザビームスポット内に含まれることから、信号レベルは低パワー再生時の信号レベルよりも若干低下する。
図６（ｅ）は、記録部分を高パワーで再生した状態を示し、（ｆ）はその時の再生信号レベルを示す。６０１〜６０６は図６（ａ）の場合と同じである。６１０、６１１、６１２は記録マークで、６１０は溶融状態にある記録マーク、６１１、６１２は固相状態にある記録マークを示す。記録マーク毎に熱が局在化し易い状態になっている。よって、レーザビームスポット中心の記録マークが溶融状態にあっても、前方に隣接する記録マークは固相状態にある。記録トラック方向において、第１変形材料層の溶融は記録マーク毎に順番に起こっていく。また、構造体を設けることにより、熱は構造体上に局在化される。よって、隣接トラック上の記録マークは高温にならず固相状態にある。６１３はレーザビームスポットが記録マーク中心にある場合の信号レベル、６１４はレーザビームスポットが記録マーク間にある場合の信号レベルを示す。６１３に示すように記録マークの溶融によって信号レベルは低下する。６１４に示すように、レーザビームスポットが記録マーク間に移動した場合、前方記録マークは固相状態にあることから信号レベルは増加する。レーザビームスポット内に含まれる溶融部分の比率が変化するためである。記録マークの溶融は記録マーク毎に順番に起こっていくことから、レーザビームスポットと記録マークの相対位置によってレーザビームスポット内に含まれる溶融部分の比率が変化する。その結果、高信号レベル６１５と低信号レベル６１６間で変化する記録マーク周期に対応した周期信号が検出できる。隣接トラック上の記録マークは高温にならず固相状態にある。よって、隣接トラック上の溶融による信号変化は再生信号には含まれない。つまり、クロストークは起こらない。
以上のように、参考例の情報記録媒体の記録再生方法では、第１変形材料層が溶融し、第２変形材料層が変形する強度で光を照射することによって、記録マーク毎に熱が局在化し易い記録形態を形成することができる。記録情報を再生するに際しては、第１変形材料層が溶融し、第２変形材料層が変形しない強度で光を照射する。その結果、記録マーク毎に順番に起こっていく第１変形材料層の溶融に伴う信号レベル変化によって、解像限界の記録情報を検出することができる。
図７は、他の参考例の光情報記録媒体の、情報を記録する前の、記録トラックに対して垂直方向の断面図である。７０１は支持基板、７０２は低熱伝導材料層、７０３は発熱材料層、７０４は構造体、７０５は第１変形材料層、７０６は第２変形材料層、７０７はトラックピッチを示す。
７０１の支持基板としては、前記参考例と同様の材料を用いることができる。
７０２は低熱伝導材料層を示す。低熱伝導材料層は基板への熱拡散を抑制し、発熱材料層７０３に熱を集中させるため、及び、基板への熱拡散を抑制し基板の変形を防ぐために設ける。材質としては、ＳｉＯ２、ＳｉＯＮ、ＳｉＮなどのシリコン化合物材料、ＺｎＳ、ＣａＳ、ＢａＳなどの硫化物材料、ＺｎＳｅ、ＢａＳｅなどのセレン化物材料、ＣａＦ２、ＢａＦ２などのフッ素化合物材料、Ｃ、ＳｉＣなどの炭化物材料を用ことができる。また本発明４の第２変形材料である少なくとも硫化亜鉛（ＺｎＳ）とシリコン酸化物（ＳｉＯｘ；ここでｘは２以下）を含有する材料を用ことができる。
７０３は発熱材料層を示す。発熱材料層は構造体７０４を簡単な作製プロセスで形成するために設ける。レーザ光を吸収し発熱する材料であれば、どのような材料であっても構わない。例えば、Ｓｉ、Ｇｅなどの半導体材料、Ｂｉ、Ｇａ、Ｉｎ、Ｓｎなどの低融点金属を含む金属間化合物材料、ＢｉＴｅ、ＢｉＩｎ、ＧａＳｂ、ＧａＰ、ＩｎＰ、ＩｎＳｂ、ＩｎＴｅ、ＳｎＳｂなどの材料、Ｃ、ＳｉＣなどの炭化物材料、ＡｌＮ、ＧａＮなどの窒化物材料を用ことができる。また、本発明３の第１変形材料である少なくともアンチモン（Ｓｂ）とテルル（Ｔｅ）を含有する材料を用いることができる。
７０４は構造体を示す。構造体は、少なくとも硫化亜鉛（ＺｎＳ）とシリコン酸化物（ＳｉＯｘ；ここでｘは２以下）を含有する材料からなる。ＺｎＳとＳｉＯｘは、各々独立した状態で存在していてもよく、ＺｎＳとＳｉＯｘを構成する元素が結合した状態で存在していてもよい。また、ＺｎＳとＳｉＯｘ以外の材料が含まれていても構わない。例えば、ＺｎＳとＳｉＯｘを構成する元素による化合物である酸化亜鉛（ＺｎＯ）、酸化亜鉛が硫化された状態のＺｎＯXＳ１−X、雰囲気ガスとの化合物である窒化亜鉛（Ｚｎ３Ｎ２）などを含んでもよい。また、発熱材料層７０３を構成する元素とＺｎ、Ｓ、Ｓｉ、Ｏとの化合物を含んでも構わない。
７０５は第１変形材料層を示す。前記参考例と同様の材料を用いることができる。
７０６は第２変形材料層を示す。前記参考例と同様の材料を用いることができる。
７０１の支持基板としては、前記参考例と同様の材料を用いることができる。
７０２は低熱伝導材料層を示す。低熱伝導材料層は基板への熱拡散を抑制し、発熱材料層７０３に熱を集中させるため、及び、基板への熱拡散を抑制し基板の変形を防ぐために設ける。材質としては、ＳｉＯ２、ＳｉＯＮ、ＳｉＮなどのシリコン化合物材料、ＺｎＳ、ＣａＳ、ＢａＳなどの硫化物材料、ＺｎＳｅ、ＢａＳｅなどのセレン化物材料、ＣａＦ２、ＢａＦ２などのフッ素化合物材料、Ｃ、ＳｉＣなどの炭化物材料を用ことができる。また本発明４の第２変形材料である少なくとも硫化亜鉛（ＺｎＳ）とシリコン酸化物（ＳｉＯｘ；ここでｘは２以下）を含有する材料を用ことができる。
７０３は発熱材料層を示す。発熱材料層は構造体７０４を簡単な作製プロセスで形成するために設ける。レーザ光を吸収し発熱する材料であれば、どのような材料であっても構わない。例えば、Ｓｉ、Ｇｅなどの半導体材料、Ｂｉ、Ｇａ、Ｉｎ、Ｓｎなどの低融点金属を含む金属間化合物材料、ＢｉＴｅ、ＢｉＩｎ、ＧａＳｂ、ＧａＰ、ＩｎＰ、ＩｎＳｂ、ＩｎＴｅ、ＳｎＳｂなどの材料、Ｃ、ＳｉＣなどの炭化物材料、ＡｌＮ、ＧａＮなどの窒化物材料を用ことができる。また、本発明３の第１変形材料である少なくともアンチモン（Ｓｂ）とテルル（Ｔｅ）を含有する材料を用いることができる。
７０４は構造体を示す。構造体は、少なくとも硫化亜鉛（ＺｎＳ）とシリコン酸化物（ＳｉＯｘ；ここでｘは２以下）を含有する材料からなる。ＺｎＳとＳｉＯｘは、各々独立した状態で存在していてもよく、ＺｎＳとＳｉＯｘを構成する元素が結合した状態で存在していてもよい。また、ＺｎＳとＳｉＯｘ以外の材料が含まれていても構わない。例えば、ＺｎＳとＳｉＯｘを構成する元素による化合物である酸化亜鉛（ＺｎＯ）、酸化亜鉛が硫化された状態のＺｎＯXＳ１−X、雰囲気ガスとの化合物である窒化亜鉛（Ｚｎ３Ｎ２）などを含んでもよい。また、発熱材料層７０３を構成する元素とＺｎ、Ｓ、Ｓｉ、Ｏとの化合物を含んでも構わない。
７０５は第１変形材料層を示す。前記参考例と同様の材料を用いることができる。
７０６は第２変形材料層を示す。前記参考例と同様の材料を用いることができる。
次に、本発明１の実施形態について説明する。
図８は、本発明１の光情報記録媒体の一例の、情報を記録する前の、記録トラックに対して垂直方向の断面図である。８０１は支持基板、８０２は低熱伝導材料層、８０３は発熱材料層、８０４は構造体、８０５は第１変形材料層、８０６は第２変形材料層、８０７はトラックピッチ、８０８は支持基板表面の凸分、８０９は支持基板表面の凹分を示す。支持基板の表面には凸部と、凸部によって形成される凹部が存在する。構造体は、凸部上と凹部上に存在している。８１０は凸部の高さを示す。高さは１０〜５０ｎｍである。高さが１０ｎｍ未満の場合は記録トラックに対するレーザビームスポットのトラッキングが不安定になる。高さが５０ｎｍよりも高い場合には、凸部と凹部での記録や再生条件が大きく異なり、記録再生装置のコストが増加する。
図８は、本発明１の光情報記録媒体の一例の、情報を記録する前の、記録トラックに対して垂直方向の断面図である。８０１は支持基板、８０２は低熱伝導材料層、８０３は発熱材料層、８０４は構造体、８０５は第１変形材料層、８０６は第２変形材料層、８０７はトラックピッチ、８０８は支持基板表面の凸分、８０９は支持基板表面の凹分を示す。支持基板の表面には凸部と、凸部によって形成される凹部が存在する。構造体は、凸部上と凹部上に存在している。８１０は凸部の高さを示す。高さは１０〜５０ｎｍである。高さが１０ｎｍ未満の場合は記録トラックに対するレーザビームスポットのトラッキングが不安定になる。高さが５０ｎｍよりも高い場合には、凸部と凹部での記録や再生条件が大きく異なり、記録再生装置のコストが増加する。
次に、構造体の実施形態について説明する。
図９は、光情報記録媒体の一例の上方視であり、構造体と記録マークのみを示す。９０１はレーザビームスポット、９０２は構造体、９０３は記録マーク、９０４はトラックピッチ、９０５は構造体の幅、９０６は記録マークの幅、９０７は半径方向に隣接する構造体間のスペースを示す。
構造体を設けることで、熱は構造体上に局在化される。よって、記録マークは構造体にならった状態で形成され、記録マークの幅は、構造体の幅にほぼ一致する。記録マークの幅が広い程、レーザビームスポット内に含まれる記録マークの比率が多くなり再生信号強度は増加する。しかしながら、構造体幅を広げて、半径方向に隣接する構造体が接続した状態になると、熱の局在化ができなくなり、クロスライトが抑制できない。よって、構造体の幅は、トラックピッチの０．７〜０．９５倍に設定する。半径方向に隣接する構造体間に僅かなスペースが存在すれば、構造体上に熱を局在化することができ、クロスライト抑制効果があらわれる。
レーザビームスポット径（直径）が４００ｎｍ程度である場合の好ましい寸法は次の通りである。トラックピッチは、１５０〜３００ｎｍとする。１５０ｎｍ未満ではレーザビームスポットの記録トラックに対するトラッキングが不安定になる。３００ｎｍよりも大きいと記録密度が上がらない。構造体の幅は、トラックピッチが１５０ｎｍの場合は１０５〜１４０ｎｍの範囲に設定し、トラックピッチが３００ｎｍの場合は２１０〜２８５ｎｍの範囲に設定する。
図９は、光情報記録媒体の一例の上方視であり、構造体と記録マークのみを示す。９０１はレーザビームスポット、９０２は構造体、９０３は記録マーク、９０４はトラックピッチ、９０５は構造体の幅、９０６は記録マークの幅、９０７は半径方向に隣接する構造体間のスペースを示す。
構造体を設けることで、熱は構造体上に局在化される。よって、記録マークは構造体にならった状態で形成され、記録マークの幅は、構造体の幅にほぼ一致する。記録マークの幅が広い程、レーザビームスポット内に含まれる記録マークの比率が多くなり再生信号強度は増加する。しかしながら、構造体幅を広げて、半径方向に隣接する構造体が接続した状態になると、熱の局在化ができなくなり、クロスライトが抑制できない。よって、構造体の幅は、トラックピッチの０．７〜０．９５倍に設定する。半径方向に隣接する構造体間に僅かなスペースが存在すれば、構造体上に熱を局在化することができ、クロスライト抑制効果があらわれる。
レーザビームスポット径（直径）が４００ｎｍ程度である場合の好ましい寸法は次の通りである。トラックピッチは、１５０〜３００ｎｍとする。１５０ｎｍ未満ではレーザビームスポットの記録トラックに対するトラッキングが不安定になる。３００ｎｍよりも大きいと記録密度が上がらない。構造体の幅は、トラックピッチが１５０ｎｍの場合は１０５〜１４０ｎｍの範囲に設定し、トラックピッチが３００ｎｍの場合は２１０〜２８５ｎｍの範囲に設定する。
次に、本発明６の実施形態について説明する。
図１０には、図８に示した媒体構成を例として、製造方法を示す。（ａ）は構造体を形成する媒体構成の断面図、（ｂ）はレーザ光照射工程、（ｃ）はエッチング工程、（ｄ）は第１変形材料層の成膜工程、（ｅ）は第２変形材料層の成膜工程を示す。
図１０（ａ）において、１００１は支持基板、１００２は低熱伝導材料層、１００３は発熱材料層、１００４は少なくとも硫化亜鉛（ＺｎＳ）とシリコン酸化物（ＳｉＯｘ；ここでｘは２以下）を含有する薄膜（以下、熱変化層という）を示す。１００１の支持基板、１００２の低熱伝導材料層、１００３の発熱材料層には、本発明１と同様の材料を用いることができる。
熱変化層の成膜方法としては、スパッタリング法が好ましい。特に、室温でのスパッタリング法が、低密度材料を形成する成膜方法として好ましい。スパッタリングターゲットには、ＺｎＳとＳｉＯ２の比率（ＺｎＳ／ＳｉＯ２）が１〜２０の範囲にある材料、つまり、ＺｎＳ：ＳｉＯ２＝５０：５０〜９５：５（モル％）の範囲にある材料を用いることが好ましい。ＺｎＳとＳｉＯｘを含有する材料は、広い波長範囲において高い透過率を有する材料である。ＳｉＯｘを含有することで、成膜状態では非常に低密度及び／又は柔らかくなる。記録によって変形し易く、加熱によって硬化及び／又は緻密化する材料である。このような特性を示す材料で構造体を形成することによって、簡単な作製プロセスで構造体が形成できる。
図１０には、図８に示した媒体構成を例として、製造方法を示す。（ａ）は構造体を形成する媒体構成の断面図、（ｂ）はレーザ光照射工程、（ｃ）はエッチング工程、（ｄ）は第１変形材料層の成膜工程、（ｅ）は第２変形材料層の成膜工程を示す。
図１０（ａ）において、１００１は支持基板、１００２は低熱伝導材料層、１００３は発熱材料層、１００４は少なくとも硫化亜鉛（ＺｎＳ）とシリコン酸化物（ＳｉＯｘ；ここでｘは２以下）を含有する薄膜（以下、熱変化層という）を示す。１００１の支持基板、１００２の低熱伝導材料層、１００３の発熱材料層には、本発明１と同様の材料を用いることができる。
熱変化層の成膜方法としては、スパッタリング法が好ましい。特に、室温でのスパッタリング法が、低密度材料を形成する成膜方法として好ましい。スパッタリングターゲットには、ＺｎＳとＳｉＯ２の比率（ＺｎＳ／ＳｉＯ２）が１〜２０の範囲にある材料、つまり、ＺｎＳ：ＳｉＯ２＝５０：５０〜９５：５（モル％）の範囲にある材料を用いることが好ましい。ＺｎＳとＳｉＯｘを含有する材料は、広い波長範囲において高い透過率を有する材料である。ＳｉＯｘを含有することで、成膜状態では非常に低密度及び／又は柔らかくなる。記録によって変形し易く、加熱によって硬化及び／又は緻密化する材料である。このような特性を示す材料で構造体を形成することによって、簡単な作製プロセスで構造体が形成できる。
図１０（ｂ）はレーザ光照射工程を示す。１００５はレーザ光を示す。レーザ光照射によって熱変化層が変化する。１００６は変化部分を示す。変化の形態は、材料密度の変化、相状態の変化、構成元素の解離、雰囲気ガスとの反応などである。複数の変化が起こっていても構わない。レーザ光は、支持基板、低熱伝導材料層、発熱材料層、熱変化層の積層構成に対して、熱変化層側から照射する。以下の説明では、この照射方法を”膜面照射”と記載する。
膜面照射することによって対物レンズの開口数ＮＡを大きくすることができる。ＮＡを大きくすることによって小さなレーザビームスポットが形成でき、熱変化層の微小領域を変化させることができるので、微細な構造体が形成できる。レーザ光源としては半導体レーザを用いることができる。半導体レーザの波長は３７０〜７８０ｎｍ、好ましくは、３７０〜４１０ｎｍである。例えば、ＧａＮ系による半導体レーザを用いる。半導体レーザを用いることによって、安価な装置とすることができ、プロセスコストの低価格化が図ることができる。
膜面照射することによって対物レンズの開口数ＮＡを大きくすることができる。ＮＡを大きくすることによって小さなレーザビームスポットが形成でき、熱変化層の微小領域を変化させることができるので、微細な構造体が形成できる。レーザ光源としては半導体レーザを用いることができる。半導体レーザの波長は３７０〜７８０ｎｍ、好ましくは、３７０〜４１０ｎｍである。例えば、ＧａＮ系による半導体レーザを用いる。半導体レーザを用いることによって、安価な装置とすることができ、プロセスコストの低価格化が図ることができる。
図１０（ｃ）はエッチング工程を示す。１００７は構造体を示す。熱変化層１００４の一部を除去し構造体１００７を形成する。レーザ照射による変化部分と非変化部分間でエッチング速度差が生じる。変化部分のエッチング速度が低下し、エッチング後には変化部分が構造体として残る。エッチング工程では、少なくとも熱変化層をエッチング加工する。又は、熱変化層と発熱材料層の両方をエッチング加工してもよい。エッチング工程ではフッ化水素酸を含有する水溶液（ＨＦ＋Ｈ２Ｏ）をエッチング溶液として用いる。好ましい溶液比は、ＨＦ：Ｈ２Ｏ＝１：５０〜１：２０の範囲である。１：５０よりもＨＦ濃度が薄いと、エッチングレートが低下しプロセス時間が長くなる。１：２０よりもＨＦ濃度が濃いと、媒体の表面粗れが発生し、信号再生時のノイズ要因になる。
フッ化水素酸を含有する水溶液は、シリコン酸化物を選択的に溶解する。エッチングによって、レーザ光非照射部分においては、シリコン酸化物が溶解する。シリコン酸化物が溶解することによって、ＺｎＳが離脱（リフトオフ）する。レーザ光照射による変化部分１００６では、フッ化水素酸を含有する水溶液に対するエッチング耐性が上がっている。よって、変化部分が残留し構造体が形成できる。また、フッ化水素酸を含有する水溶液によるエッチングでは異方性エッチングができる。エッチング工程で熱変化層の異方性エッチングが進行し、端部の形状が垂直から逆テーパー形状である構造体が形成できる。
フッ化水素酸を含有する水溶液は、シリコン酸化物を選択的に溶解する。エッチングによって、レーザ光非照射部分においては、シリコン酸化物が溶解する。シリコン酸化物が溶解することによって、ＺｎＳが離脱（リフトオフ）する。レーザ光照射による変化部分１００６では、フッ化水素酸を含有する水溶液に対するエッチング耐性が上がっている。よって、変化部分が残留し構造体が形成できる。また、フッ化水素酸を含有する水溶液によるエッチングでは異方性エッチングができる。エッチング工程で熱変化層の異方性エッチングが進行し、端部の形状が垂直から逆テーパー形状である構造体が形成できる。
図１０（ｄ）は第１変形材料層の成膜工程を示す。１００８は第１変形材料層を示す。
図１０（ｅ）は第２変形材料層の成膜工程を示す。１００９は第１変形材料層を示す。
以上の製造方法によって、図８に示した光情報記録媒体が完成する。
図１０（ｅ）は第２変形材料層の成膜工程を示す。１００９は第１変形材料層を示す。
以上の製造方法によって、図８に示した光情報記録媒体が完成する。
本発明によれば、超解像材料層に光学的開口を形成する方法によらず、光の解像限界を超えた高密度情報を記録再生でき、かつトラックピッチを縮小して記録密度を上げることができる光記録媒体とその製造方法を提供できる。
以下、実施例により本発明を更に具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例により限定されるものではない。
図８に示す構成の光情報記録媒体を次のようにして作製した。
支持基板８０１には、ポリカーボネートを用い、低熱伝導材料層８０２は膜厚５０ｎｍのＺｎＳ−ＳｉＯｘ、発熱材料層８０３は膜厚２０ｎｍのＡｇＩｎＳｂＴｅ、構造体８０４は高さ４５ｎｍのＺｎＳ−ＳｉＯｘ、第１変形材料層８０５は膜厚３０ｎｍのＡｇＩｎＳｂＴｅ、第２変形材料層８０６は膜厚６０ｎｍのＺｎＳ−ＳｉＯｘとした。
何れの材料も室温でスパッタリング法により成膜した。ＡｇＩｎＳｂＴｅ膜の成膜には、スパッタリングターゲットとして、Ｓｂ／Ｔｅ比が約２．２のＡｇ４Ｉｎ７Ｓｂ６１Ｔｅ２８（原子％）を用いた。ＺｎＳ−ＳｉＯｘ膜の成膜には、スパッタリングターゲットとしてＺｎＳとＳｉＯ２の混合体（ＺｎＳ／ＳｉＯ２＝４）を用いた。８０７はトラックピッチで２２０ｎｍである。８０８は支持基板の凸部、８０９は凹部、８１０は凸部の高さで、２０ｎｍである。
図１１は、上記光情報記録媒体の未記録状態の断面ＴＥＭ像である。図１１（ａ）は数トラックに渡る断面像であり、（ｂ）は構造体端部の拡大像である。
１１０１は支持基板、１１０２は低熱伝導率材料層、１１０３は発熱材料層、１１０４は構造体、１１０５は第１変形材料層、１１０６は第２変形材料層、１１０７はトラックピッチである。１１０８は構造体の幅方向の端部を示す。
図示した通り、構造体の幅方向の端部において第１変形材料層の膜厚が低下している。
図８に示す構成の光情報記録媒体を次のようにして作製した。
支持基板８０１には、ポリカーボネートを用い、低熱伝導材料層８０２は膜厚５０ｎｍのＺｎＳ−ＳｉＯｘ、発熱材料層８０３は膜厚２０ｎｍのＡｇＩｎＳｂＴｅ、構造体８０４は高さ４５ｎｍのＺｎＳ−ＳｉＯｘ、第１変形材料層８０５は膜厚３０ｎｍのＡｇＩｎＳｂＴｅ、第２変形材料層８０６は膜厚６０ｎｍのＺｎＳ−ＳｉＯｘとした。
何れの材料も室温でスパッタリング法により成膜した。ＡｇＩｎＳｂＴｅ膜の成膜には、スパッタリングターゲットとして、Ｓｂ／Ｔｅ比が約２．２のＡｇ４Ｉｎ７Ｓｂ６１Ｔｅ２８（原子％）を用いた。ＺｎＳ−ＳｉＯｘ膜の成膜には、スパッタリングターゲットとしてＺｎＳとＳｉＯ２の混合体（ＺｎＳ／ＳｉＯ２＝４）を用いた。８０７はトラックピッチで２２０ｎｍである。８０８は支持基板の凸部、８０９は凹部、８１０は凸部の高さで、２０ｎｍである。
図１１は、上記光情報記録媒体の未記録状態の断面ＴＥＭ像である。図１１（ａ）は数トラックに渡る断面像であり、（ｂ）は構造体端部の拡大像である。
１１０１は支持基板、１１０２は低熱伝導率材料層、１１０３は発熱材料層、１１０４は構造体、１１０５は第１変形材料層、１１０６は第２変形材料層、１１０７はトラックピッチである。１１０８は構造体の幅方向の端部を示す。
図示した通り、構造体の幅方向の端部において第１変形材料層の膜厚が低下している。
次に、上記光情報記録媒体に対して情報を記録した。記録条件は次の通りである。
波長４０５ｎｍのＧａＮの半導体レーザを用い、対物レンズの開口数ＮＡ０．８５、記録線速度４．５ｍ／ｓｅｃで、５０ＧＢ相当の記憶容量に対応する最短マークを繰り返し記録した。レーザパワーレベルはＰ１＞Ｐ２の関係にある２水準で変調した。Ｐ１＝３．５ｍＷ、Ｐ２＝１ｍＷである。パワーレベルは媒体面での値である。パルス幅Ｗ＝１２ｎｓｅｃ、パルス周期Ｓ＝４４ｎｓｅｃ、パルスデューティーＷ／Ｓ＝２７％とした。
図１２は、情報を記録した後の記録トラックに対して平行方向の断面ＳＥＭ像である。記録トラック中心付近をＦＩＢで加工し断面をＳＥＭ観察した結果である。
１２０１は支持基板、１２０２は低熱伝導率材料層、１２０３は発熱材料層、１２０４は構造体、１２０５は第１変形材料層、１２０６は第２変形材料層である。１２０７は記録マーク周期で、２３０ｎｍである。１２０８は記録マーク中心、１２０９は記録マーク端部を示す。第１変形材料層の膜厚は、記録マーク中心で厚く、記録マーク端部で薄くなっている。記録マーク中心と端部での膜厚差は２６ｎｍである。第２変形材料層の膜厚変化は少なく、第１変形材料層の凹凸にならって変形している。第２変形材料層により第１変形材料層の凹凸を被覆するシェル形状での記録ができている。
波長４０５ｎｍのＧａＮの半導体レーザを用い、対物レンズの開口数ＮＡ０．８５、記録線速度４．５ｍ／ｓｅｃで、５０ＧＢ相当の記憶容量に対応する最短マークを繰り返し記録した。レーザパワーレベルはＰ１＞Ｐ２の関係にある２水準で変調した。Ｐ１＝３．５ｍＷ、Ｐ２＝１ｍＷである。パワーレベルは媒体面での値である。パルス幅Ｗ＝１２ｎｓｅｃ、パルス周期Ｓ＝４４ｎｓｅｃ、パルスデューティーＷ／Ｓ＝２７％とした。
図１２は、情報を記録した後の記録トラックに対して平行方向の断面ＳＥＭ像である。記録トラック中心付近をＦＩＢで加工し断面をＳＥＭ観察した結果である。
１２０１は支持基板、１２０２は低熱伝導率材料層、１２０３は発熱材料層、１２０４は構造体、１２０５は第１変形材料層、１２０６は第２変形材料層である。１２０７は記録マーク周期で、２３０ｎｍである。１２０８は記録マーク中心、１２０９は記録マーク端部を示す。第１変形材料層の膜厚は、記録マーク中心で厚く、記録マーク端部で薄くなっている。記録マーク中心と端部での膜厚差は２６ｎｍである。第２変形材料層の膜厚変化は少なく、第１変形材料層の凹凸にならって変形している。第２変形材料層により第１変形材料層の凹凸を被覆するシェル形状での記録ができている。
図１３はクロスライトに対する効果を示すＳＥＭ像である。媒体の上方視であり、記録マークをＳＥＭ観察し易くする処理をしている。図１３（ａ）は、従来の媒体構成での結果であり、構造体を設けない媒体構成での結果である。図１３（ｂ）は本実施例の媒体構成での結果である。
図１３（ａ）の、１３０１はレーザビームスポットを示す。レーザビームの波長、対物レンズのＮＡから計算されるレーザビームスポット径は３９１ｎｍである。１３０２は記録マーク、１３０３はトラックピッチで、２２０ｎｍである。１３０４は記録マーク幅、１３０５は半径方向に隣接する記録マークの状態を示す。
従来の構造体を設けない媒体構成では、記録マーク幅が拡がり、トラックピッチを縮小すると、半径方向に隣接する記録マークは接続する（１３０５参照）。つまりクロスライトが発生する。したがってトラックピッチは縮小できない。
図１３（ｂ）の、１３０６はレーザビームスポットを示す。レーザビームスポット径は図１３（ａ）と同じである。１３０７は記録マーク、１３０８はトラックピッチを示す。トラックヒピッチは図１３（ａ）と同じである。１３０９は構造体を示す。図８の８０５の部分である。１３１０は記録マーク幅、１３１１は半径方向に隣接する記録マークの状態を示す。
本発明の構造体を設けた媒体構成では、記録マーク幅は、構造体の幅以上には拡がらない。よって、トラックピッチを縮小しても、半径方向に隣接する記録マークは分離した状態にある（１３１１参照）。つまり、クロスライトは起こらない。したがってトラックピッチを縮小できる。図１３（ｂ）には、トラックピッチ２２０ｎｍの結果を示したが、本発明の構造体を設けた構成では、記録マーク幅は構造体の幅に一致しているので、構造体の幅を狭くすることでトラックピッチを更に縮小できる。
図１３（ａ）の、１３０１はレーザビームスポットを示す。レーザビームの波長、対物レンズのＮＡから計算されるレーザビームスポット径は３９１ｎｍである。１３０２は記録マーク、１３０３はトラックピッチで、２２０ｎｍである。１３０４は記録マーク幅、１３０５は半径方向に隣接する記録マークの状態を示す。
従来の構造体を設けない媒体構成では、記録マーク幅が拡がり、トラックピッチを縮小すると、半径方向に隣接する記録マークは接続する（１３０５参照）。つまりクロスライトが発生する。したがってトラックピッチは縮小できない。
図１３（ｂ）の、１３０６はレーザビームスポットを示す。レーザビームスポット径は図１３（ａ）と同じである。１３０７は記録マーク、１３０８はトラックピッチを示す。トラックヒピッチは図１３（ａ）と同じである。１３０９は構造体を示す。図８の８０５の部分である。１３１０は記録マーク幅、１３１１は半径方向に隣接する記録マークの状態を示す。
本発明の構造体を設けた媒体構成では、記録マーク幅は、構造体の幅以上には拡がらない。よって、トラックピッチを縮小しても、半径方向に隣接する記録マークは分離した状態にある（１３１１参照）。つまり、クロスライトは起こらない。したがってトラックピッチを縮小できる。図１３（ｂ）には、トラックピッチ２２０ｎｍの結果を示したが、本発明の構造体を設けた構成では、記録マーク幅は構造体の幅に一致しているので、構造体の幅を狭くすることでトラックピッチを更に縮小できる。
上記光情報記録媒体に最短マークを繰り返し記録した状態を再生した。記録マーク周期は１５０ｎｍ及び２００ｎｍである。１５０ｎｍは記憶容量７０ＧＢに相当し、２００ｎｍは記憶容量５５ＧＢに相当する。再生条件は次の通りである。
波長４０５ｎｍのＧａＮの半導体レーザを用い、対物レンズの開口数ＮＡ０．８５、再生線速度４．５ｍ／ｓｅｃ、再生パワー１．１ｍＷとした。トラックピッチ２２０ｎｍにおいて、隣接トラックにも記録し、再生信号のＣＮＲ（ｃａｒｒｉｅｒ ｔｏ ｎｏｉｓｅ ｒａｔｉｏ）を測定した。
その結果、再生信号のＣＮＲ値は、記録マーク周期１５０ｎｍで２９ｄＢであり、記録マーク周期２００ｎｍで３４ｄＢであり、再生信号が検出できた。信号を再生したレーザ波長λは４０５ｎｍ、対物レンズの開口数ＮＡは０．８５である。解像限界λ／２ＮＡは２３８ｎｍである。光の解像限界より短い周期に相当する記録マーク周期１５０ｎｍ及び２００ｎｍの高密度情報を記録再生することができた。
波長４０５ｎｍのＧａＮの半導体レーザを用い、対物レンズの開口数ＮＡ０．８５、再生線速度４．５ｍ／ｓｅｃ、再生パワー１．１ｍＷとした。トラックピッチ２２０ｎｍにおいて、隣接トラックにも記録し、再生信号のＣＮＲ（ｃａｒｒｉｅｒ ｔｏ ｎｏｉｓｅ ｒａｔｉｏ）を測定した。
その結果、再生信号のＣＮＲ値は、記録マーク周期１５０ｎｍで２９ｄＢであり、記録マーク周期２００ｎｍで３４ｄＢであり、再生信号が検出できた。信号を再生したレーザ波長λは４０５ｎｍ、対物レンズの開口数ＮＡは０．８５である。解像限界λ／２ＮＡは２３８ｎｍである。光の解像限界より短い周期に相当する記録マーク周期１５０ｎｍ及び２００ｎｍの高密度情報を記録再生することができた。
１０１ 支持基板
１０２ 記録材料層
１０３ 超解像材料層
１０４ 記録トラック
１０５ トラックピッチ
１０６ 記録マーク
１０７ 超解像材料層の光学的開口
１０８ レーザビーム
１０９ レーザビームスポット径
１１０ レーザビーム移動方向
２０１ 支持基板
２０２ 構造体
２０３ 第１変形材料層
２０４ 第２変形材料層
２０５ トラックピッチ
３０１ 構造体
３０２ 第１変形材料層
３０３ 第２変形材料層
３０４ 記録マーク
３０５ 記録マーク中心
３０６ 記録マーク端部
３０７ 記録マーク中心の第１変形材料層の膜厚
３０８ 記録マーク端部の第１変形材料層の膜厚
３０９ 記録マーク中心の第２変形材料層の膜厚
３１０ 記録マーク端部の第２変形材料層の膜厚
４０１ 構造体
４０２ 第１変形材料層
４０３ 第２変形材料層
４０４ トラックピッチ
４０５ 記録トラック
４０６ 未記録トラック
４０７ 未記録トラック
５０１ 構造体
５０２ 第１変形材料層
５０３ 第２変形材料層
５０４ 記録マーク端部
５０５ 第２変形材料層
５０６ レーザビーム
５０７ レーザビーム移動方向
５０８ レーザビームスポット径
５０９ レーザビーム移動方向
５１０ 構造体
５１１ レーザビームスポット中心の溶融マーク
５１２ 前方に隣接する固相状態マーク
５１３ 溶融状態の第１変形材料層
６０１ レーザビームスポット
６０２ レーザビームスポット移動方向
６０３ 構造体
６０４ 第１変形材料層
６０５ レーザビームスポット中心の記録トラック
６０６ 半径方向に隣接する記録トラック
６０７ 信号レベル
６０８ 第１変形材料層の溶融部分
６０９ 信号レベル
６１０ 溶融状態にある記録マーク
６１１ 固相状態にある記録マーク
６１２ 固相状態にある記録マーク
６１３ レーザビームスポットが記録マーク中心にある場合の信号レベル
６１４ レーザビームスポットが記録マーク間にある場合の信号レベル
６１５ 高信号レベル
６１６ 低信号レベル
７０１ 支持基板
７０２ 低熱伝導材料層
７０３ 発熱材料層
７０４ 構造体
７０５ 第１変形材料層
７０６ 第２変形材料層
７０７ トラックピッチ
８０１ 支持基板
８０２ 低熱伝導材料層
８０３ 発熱材料層
８０４ 構造体
８０５ 第１変形材料層
８０６ 第２変形材料層
８０７ トラックピッチ
８０８ 支持基板表面凸部
８０９ 支持基板表面凹部
８１０ 凸部の高さ
９０１ レーザビームスポット
９０２ 構造体
９０３ 記録マーク
９０４ トラックピッチ
９０５ 構造体の幅
９０６ 記録マークの幅
９０７ 半径方向に隣接する構造体間のスペース
１００１ 支持基板
１００２ 低熱伝導材料層
１００３ 発熱材料層
１００４ 熱変化層
１００５ レーザ光
１００６ 変化部分
１００７ 構造体
１００８ 第１変形材料層
１００９ 第１変形材料層
１１０１ 支持基板
１１０２ 低熱伝導率材料層
１１０３ 発熱材料層
１１０４ 構造体
１１０５ 第１変形材料層
１１０６ 第２変形材料層
１１０７ トラックピッチ
１１０８ 構造体の幅方向の端部
１２０１ 支持基板
１２０２ 低熱伝導率材料層
１２０３ 発熱材料層
１２０４ 構造体
１２０５ 第１変形材料層
１２０６ 第２変形材料層
１２０７ 記録マーク周期
１２０８ 記録マーク中心
１２０９ 記録マーク端部
１３０１ レーザビームスポット
１３０２ 記録マーク
１３０３ トラックピッチ
１３０４ 記録マーク幅
１３０５ 半径方向に隣接する記録マークの状態
１３０６ レーザビームスポット
１３０７ 記録マーク
１３０８ トラックピッチ
１３０９ 構造体
１３１０ 記録マーク幅
１３１１ 半径方向に隣接する記録マークの状態
１０２ 記録材料層
１０３ 超解像材料層
１０４ 記録トラック
１０５ トラックピッチ
１０６ 記録マーク
１０７ 超解像材料層の光学的開口
１０８ レーザビーム
１０９ レーザビームスポット径
１１０ レーザビーム移動方向
２０１ 支持基板
２０２ 構造体
２０３ 第１変形材料層
２０４ 第２変形材料層
２０５ トラックピッチ
３０１ 構造体
３０２ 第１変形材料層
３０３ 第２変形材料層
３０４ 記録マーク
３０５ 記録マーク中心
３０６ 記録マーク端部
３０７ 記録マーク中心の第１変形材料層の膜厚
３０８ 記録マーク端部の第１変形材料層の膜厚
３０９ 記録マーク中心の第２変形材料層の膜厚
３１０ 記録マーク端部の第２変形材料層の膜厚
４０１ 構造体
４０２ 第１変形材料層
４０３ 第２変形材料層
４０４ トラックピッチ
４０５ 記録トラック
４０６ 未記録トラック
４０７ 未記録トラック
５０１ 構造体
５０２ 第１変形材料層
５０３ 第２変形材料層
５０４ 記録マーク端部
５０５ 第２変形材料層
５０６ レーザビーム
５０７ レーザビーム移動方向
５０８ レーザビームスポット径
５０９ レーザビーム移動方向
５１０ 構造体
５１１ レーザビームスポット中心の溶融マーク
５１２ 前方に隣接する固相状態マーク
５１３ 溶融状態の第１変形材料層
６０１ レーザビームスポット
６０２ レーザビームスポット移動方向
６０３ 構造体
６０４ 第１変形材料層
６０５ レーザビームスポット中心の記録トラック
６０６ 半径方向に隣接する記録トラック
６０７ 信号レベル
６０８ 第１変形材料層の溶融部分
６０９ 信号レベル
６１０ 溶融状態にある記録マーク
６１１ 固相状態にある記録マーク
６１２ 固相状態にある記録マーク
６１３ レーザビームスポットが記録マーク中心にある場合の信号レベル
６１４ レーザビームスポットが記録マーク間にある場合の信号レベル
６１５ 高信号レベル
６１６ 低信号レベル
７０１ 支持基板
７０２ 低熱伝導材料層
７０３ 発熱材料層
７０４ 構造体
７０５ 第１変形材料層
７０６ 第２変形材料層
７０７ トラックピッチ
８０１ 支持基板
８０２ 低熱伝導材料層
８０３ 発熱材料層
８０４ 構造体
８０５ 第１変形材料層
８０６ 第２変形材料層
８０７ トラックピッチ
８０８ 支持基板表面凸部
８０９ 支持基板表面凹部
８１０ 凸部の高さ
９０１ レーザビームスポット
９０２ 構造体
９０３ 記録マーク
９０４ トラックピッチ
９０５ 構造体の幅
９０６ 記録マークの幅
９０７ 半径方向に隣接する構造体間のスペース
１００１ 支持基板
１００２ 低熱伝導材料層
１００３ 発熱材料層
１００４ 熱変化層
１００５ レーザ光
１００６ 変化部分
１００７ 構造体
１００８ 第１変形材料層
１００９ 第１変形材料層
１１０１ 支持基板
１１０２ 低熱伝導率材料層
１１０３ 発熱材料層
１１０４ 構造体
１１０５ 第１変形材料層
１１０６ 第２変形材料層
１１０７ トラックピッチ
１１０８ 構造体の幅方向の端部
１２０１ 支持基板
１２０２ 低熱伝導率材料層
１２０３ 発熱材料層
１２０４ 構造体
１２０５ 第１変形材料層
１２０６ 第２変形材料層
１２０７ 記録マーク周期
１２０８ 記録マーク中心
１２０９ 記録マーク端部
１３０１ レーザビームスポット
１３０２ 記録マーク
１３０３ トラックピッチ
１３０４ 記録マーク幅
１３０５ 半径方向に隣接する記録マークの状態
１３０６ レーザビームスポット
１３０７ 記録マーク
１３０８ トラックピッチ
１３０９ 構造体
１３１０ 記録マーク幅
１３１１ 半径方向に隣接する記録マークの状態
Claims (6)
- 表面にトラック形成用の凹凸が存在する支持基板上に、光を吸収して発熱する発熱材料層と、構造体と、光を吸収して発熱し変形する第１変形材料層と、光を透過し熱によって変形する第２変形材料層とがこの順に積層された構成を有し、未記録状態での、記録トラックに対して垂直かつ膜厚方向に平行な断面の形状は、構造体が支持基板の凹部上及び凸部上にそれぞれ存在し、構造体の幅方向の両端部が垂直又は逆テーパー形状であり、第１変形材料層は、構造体の幅方向の両端部の外側において、構造体の上部に比べて、膜厚が減少していることを特徴とする光情報記録媒体。
- 第１変形材料層と第２変形材料層の変形部分である記録マークを形成して情報を記録した後の、記録トラックに対して平行且つ膜厚方向に平行な断面において、第１変形材料層は、記録マークの記録トラック方向中心の膜厚が、記録マークの記録トラック方向両端部の膜厚に比べて増加しており、第２変形材料層は、膜厚が変化した第１変形材料層にならって凹凸に変形していることを特徴とする請求項１記載の光情報記録媒体。
- 第１変形材料層が、少なくともアンチモン（Ｓｂ）とテルル（Ｔｅ）を含有することを特徴とする請求項１又は２記載の光情報記録媒体。
- 第２変形材料層が、少なくとも硫化亜鉛（ＺｎＳ）とシリコン酸化物（ＳｉＯｘ；ここでｘは２以下）を含有することを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載の光情報記録媒体。
- 構造体が少なくとも硫化亜鉛（ＺｎＳ）とシリコン酸化物（ＳｉＯｘ；ここでｘは２以下）を含有することを特徴とする請求項１〜４の何れかに記載の光情報記録媒体。
- 表面にトラック形成用の凹凸が存在する支持基板上に、発熱材料層、及び硫化亜鉛（ＺｎＳ）とシリコン酸化物（ＳｉＯｘ；ここでｘは２以下）を含有する薄膜からなる積層構成を少なくとも有する媒体に対してレーザ光を照射する工程、レーザ光を照射した後、該媒体をフッ化水素酸（ＨＦ）を含む水溶液でエッチングして支持基板の凹部上及び凸部上に構造体を形成する工程、形成された構造体上に第１変形材料層及び第２変形材料層をこの順に成膜する工程を含むことを特徴とする請求項５記載の光情報記録媒体の製造方法。
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| JP4835096B2 (ja) * | 2005-10-07 | 2011-12-14 | Ｔｄｋ株式会社 | 超解像光記録媒体及び超解像光記録媒体への情報記録方法 |
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