JPH04209317A - 情報記録媒体の初期化方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は、相変化型の情報記録媒体の記録層を情報記録
可能な状態にする情報記録媒体の初期化方法に関する。

（従来の技術） 情報の記録・再生を行う相変化型の光ディスク（以下相
変化光ディスクという）として、カルコゲナイド系材料
を記録層に用いたものが検討されている。相変化光ディ
スクについては、「書換え可能光ディスク材料」　（奥
田昌宏著、株式会社工業調査会発行、１９９８９年５月
２０日初版発行）に詳しい。

従来のカルコゲナイド材料を記録層として用いた相変化
光ディスクでは、記録層における結晶と非晶質との間の
相変化を利用して情報の記録・消去・再生を行なう。従
来の相変化光ディスクにおける情報処理を以下に示す。

１）スパッタリング、蒸着などで成膜された記録層は、
通常、非晶質であるから、非晶質の記録部位（以下記録
マークという）を形成するために、加熱アニール処理ま
たは光ビーム照射により記録層を結晶化する。この処理
を初期化（あるいは初期結晶化）という。

２）初期化されて結晶状態にある記録層に、短パルス高
パワーの記録用パルスレーザを照射し、照射部分を溶融
・急冷して非晶質の記録マークを形成する。これにより
情報が記録されたこととなる。

３）長パルス、低パワーの消去パルスレーザを照射する
ことにより、非晶質の記録マークを結晶化し、記録マー
クを消去する。これにより記録された情報が消去された
こととなる。

また、相変化光ディスクを用いて、消去パワーレベルに
記録パワーのパルスを重畳させたレーザビームを照射し
て、既記線情報を消去しながら新しい情報を記録する所
謂オーバーライドを行うことも検討されている。

（発明か解決しようとする課題） 上述したような相変化光ディスクの初期化処理は、従来
、一般的には、一定強度の連続光ビームを記録層の記録
トラックに集光照射して結晶化することによりなされて
いる。しかし、相変化光ディスクでは、初期化条件によ
って記録特性、消去特性か大きく変化してしまう。また
、初期化条件によっては必すしもオーバーライドに適し
ていない。

この発明はかかる事情に鑑みてなされたものであって、
記録特性、消去特性を良好にすることかてき、かつオー
バーライドに適した初期化状態を得ることかできる情報
記録媒体の初期化方法を提供することを目的とする。

［発明の構成］ （課題を解決するための手段） この発明に係る情報記録媒体の初期化方法は、記録層に
光ビームを照射し、照射部分に状態の変化を生じさせて
情報を記録する情報記録媒体の記録層を情報記録可能な
相状態にする情報記録媒体の初期化方法であって、前記
記録層の組成分布を不均一にすることを特徴とする。

（作用） この発明においては、初期化により記録層の組成分布を
不均一にする。このように組成が不拘′−の場合には、
結晶の核か形成されやすいので高速で結晶化か行われ、
また偏析した構成元素がよりアモルファス化しやすい組
成を形成しやすくなる。従って、相変化型の情報記録媒
体の記録特性および消去特性を良好にすることができ、
オーバーライドに適した初期化状態を得ることかできる
。

（実施例） 以下、添付図面を参照してこの発明の実施例について説
明する。第１図はこの発明の方法が適用される情報記録
媒体を示す断面図である。なお、ここでは相変化光ディ
スクを例にとって説明する。

第１図に示すように、この光ディスクは、光デイスク基
板１、保護層２、記録層３、保護層４、反射層５および
保護層６によって構成されている。

なお、用途に応じて保護層２，４．６及び反射層５の全
てまたは一部を省略することも可能である。

光デイスク基板１は、透明で、経時変化が少ない材料、
例えば、ポリメチルメタクリレートのようなアクリル樹
脂、ポリカーボネート樹脂、エポキシ樹脂、スチレン樹
脂、またはガラス等で形成される。また、この光デイス
ク基板１には、記録フォーマットに応じて、連続溝、サ
ンプルサーボマーク、プリフォーマットマーク等が形成
される。

記録層３は、光ビームか照射されることにより状態か変
化する材料で形成されている。このような材料としては
、例えば、ＧｅＴｅ系、ＴｅＳｅ系、Ｇｅ５ｂＳｅ系、
ＴｅＯｘ系、ＩｎＳｅ系、Ｇｅ５ｂＴｅ系等のカルコゲ
ナイド系アモルファス半導体材料や、Ｉ　ｎＳｂ系、Ｇ
ｅＳｂ系、Ｉｎ５ｂＴｅ系等の化合物半導体材料等があ
る。

この記録層３は、真空蒸着法やスパッタリング法等で形
成することができる。また、この記録層３の膜厚は、実
用上、数ｎｍ−数μｍの範囲であることが好ましい。

保護層２および保護層４は、記録層３を保護するために
設けられたものであり、それぞれ上述の記録層３の上下
に記録層３を挟むように形成されている。これら保護層
２．４によって、例えばレーザビームの照射により記録
層３が飛散したり穴がおいてしまったりするといった不
都合を防止することができる。また、記録の際の記録層
の加熱・冷却に伴う熱拡散を制御する役割をも有してい
る。保護層２および保護層４を形成する材料としては、
例えば、５ｉ０２、ＳｉＯ，ＡｇＮ、ＡＩ　２０３　、
ＺｒＯ２、ＴｉＯ２、Ｔａ２０３−Ｚ　ｎ　Ｓ　％　Ｓ
　１％またはＧｅ等が適しており、例えば真空蒸着法や
スパッタリング法等で形成することができる。なお、保
護層２，４の膜厚は、実用上、数ｎｍ−数μｍであるこ
とが好ましい。

反射層５は、記録層３の光学的特性の変化を光学的にエ
ンハンスして再生信号を増大させる機能、および記録層
３の熱を速やかに拡散させて記録層３を冷却する機能を
有している。この冷却効果によりオーバーライドを容易
化することかできる。

この反射層５を形成する材料としては、例えば、Ａ　ｕ
　ｓ　Ａ　ｉ’　％　Ｃｕ　ｓ又はＮｉ−Ｃｒ合金等か
適しており、例えば真空蒸着法やスパッタリング法等で
形成することかできる。なお、反射層５の膜厚は、実用
上、数ｎｍ−数μｍであることが好ましい。

保護層６は、先ディスクを取扱う上での傷、はこり等を
防止するために設けられたものである。

また、形成材料としては、通常、紫外線硬化樹脂等か使
用され、例えば、この紫外線硬化樹脂を反射層５の表面
にスピンコード法により塗布した後、紫外線を照射する
ことにより硬化させて形成する。

二の保護層６の膜厚は、実用上、数μｍ〜数百μｍの範
囲が適している。

このように構成された光ディスクは、成膜したままの状
態では記録層３が非晶質である。従って、一定強度の連
続光ビームを記録層の記録トラックに集光照射して結晶
化する二とにより初期化処理を行う。この発明において
は、この初期化の際に記録層の組成か不均一になるよう
に行う。このように組成不均一な状態を形成するために
は、例えば、光ディスクを低速で回転させ、記録層３を
溶解するレベルの光ビームを照射して初期化を行う。

これにより、記録層３は溶解徐冷され、その過程で組成
の不均一すなわち構成元素の偏析を生じる。

そして、この際の熱流は記録層３の面方向よりも−厚さ
方向に主に生じるので、記録層３の厚さ方向に主に構成
元素の偏析を生しる。このように組成か不均一の状態で
は、結晶の核か形成されやすいので高速で結晶化か行わ
れ、また偏析した構成元素かよりアモルファス化しやす
い組成を形成しやすくなる。従って、相変化型の情報記
録媒体の記録特性および消去特性を良好にすることかで
き、オーバーライドに適した初期化状態を得ることがで
きる。

特に、この発明の効果を有効に発揮させるためには、こ
の発明か適用される情報記録媒体かその記録層を急冷す
ることができる構造（急冷構造）であることか望ましく
、そのためには保護層２または保護層４に熱伝導率か大
きい材料を用いることが望ましい。また、記録層３が非
晶質化しやすい材料であることが好ましい。さらに記録
層３を薄くすること、または反射層５に隣接する保護層
４を薄くすることも有効である。このように急冷構造と
することにより、記録特性および消去特性を一層良好に
することかでき、オーバーライドが一層容易となる。

なお、このようにして初期化された光ディスクにおいて
は、情報の記録は、例えば、初期化されて結晶状態にあ
る記録層に、短パルス高パワーの記録用パルスレーザを
照射し、照射部分を溶融・急冷して非晶質化することに
よりなされる。また、情報の消去は、長パルス、低パワ
ーの消去パルスレーザを照射することにより、非晶質の
記録マークを結晶化することによりなされる。さらに、
オーバーライドは、消去パワーレベルに記録パワーのパ
ルスを重畳させたレーザビームを照射することによりな
される。

次に、この発明の実験例について説明する。

ここでは、記録層としてＩｎ−８ｂ−Ｔｅ系材料を用い
、第１図に示す構造の光ディスクを作製した。なお、記
録層を挟む保護層としてはＡｌ２Ｏ，を用いた。

このようなディスクに対し、線速度２ｍ／秒で回転させ
た光ディスクの記録トラックに１５ｍＷの光ビームを集
光照射し記録層を初期化した。その後、この初期化トラ
ックにおいて厚さ方向の組成分析を行った。この分析に
あたっては、超薄切片法にて試料調整し、透過型電子顕
微鏡にて加速電圧を２００ＫＶに設定して３０００００
０倍に拡大し、ＥＤＸ　（エネルギ分散型Ｘ線分析計）
により組成を分析した。その結果を第２図に示す。

ここては、Ａｌ２Ｏ３保護層と記録層とについて組成分
析した結果を示し、ＡＩ、Ｔｅ、Ｓｂ。

Ｉｎについての分析値を示している。この図に示すよう
に、記録層の周辺部分においてＴｅの濃度か高いのに対
し、中央部ではｓｂおよびＩｎの濃度が高くなっている
。すなわち、配録層の厚さ方向に組成の不均一が生じて
いることが確認された。

なお、初期化していないトラックは非晶質であり、厚さ
方向の元素の偏析は特に認められなかった。

このようにして初期化したトラックに線速８ｍ／秒、記
録ピークパワー１８ｍＷ、記録バイアスパワー１０ｍＷ
のオーバーライド波形のレーザビームにより記録を行っ
たところ、再生Ｃ／Ｎ５０ｄＢ、消去率３０ｄＢが得ら
れた。なお、ここにいう消去率は、１回目の記録後の再
生信号のＣ／Ｎから、そのオーバーライド後の消去残り
信号のＣ／Ｎを引いた値である。

これに対し、上述の光ディスクと同し組成の記録層を有
し、同し構造を有する光ディスクを、電気オーブンにて
その結晶化温度以上に加熱して全面を初期化した。上述
と同様の方法でこの初期化トラックの厚さ方向の組成分
析を行った結果、厚さ方向の組成分布は均一であり、偏
析は特に認められなかった。また、初期化していないト
ラックについても、均一組成の非晶質であり厚さ方向の
偏析は特に認められなかった。このようにして初期化し
たトラックに線速８ｍ／秒、記録ビークパワー１８ｍＷ
、記録バイアスパワー１０ｍＷのオーバーライド波形で
記録を行ったところ、再生Ｃ／Ｎ３０ｄＢ、消去率１０
ｄＢ程度であり、十分な消去率か得られなかった。

以上の実験結果から、十分なオーバーライド特性を得る
ためには、記録トラックを組成的に不均一が状態に初期
化することか有効なことか確認さ′れた。

なお、上記実施例では光ディスクの場合を例にとって説
明したか、光カード等、他の相変化型情報記録媒体にも
適用することかできる。

［発明の効果コ この発明によれば、記録特性、消去特性を良好にするこ
とかでき、かつオーバーライドに適した初期化状態を得
ることができる情報記録媒体の初期化方法を提供するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明に使用する情報記録媒体の一例を示す
断面図、第２図は記録層の厚さ方向の各元素の分布を示
す図である。 １、基板、２．４，６．保護層、３；記録層、５；反射
層 出願人代理人　弁理士　鈴江武彦 第１図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）記録層に光ビームを照射し、照射部分に状態の変
   化を生じさせて情報を記録する情報記録媒体の記録層を
   情報記録可能な相状態にする情報記録媒体の初期化方法
   であって、前記記録層の組成分布を不均一にすることを
   特徴とする情報記録媒体の初期化方法。