JPH08306073A - Optical disk - Google Patents

Optical disk

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JPH08306073A
JPH08306073A JP7129532A JP12953295A JPH08306073A JP H08306073 A JPH08306073 A JP H08306073A JP 7129532 A JP7129532 A JP 7129532A JP 12953295 A JP12953295 A JP 12953295A JP H08306073 A JPH08306073 A JP H08306073A
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JP
Japan
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layer
optical
recording
optical shutter
recording layer
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Application number
JP7129532A
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Japanese (ja)
Inventor
Osamu Akutsu
収 圷
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Victor Company of Japan Ltd
Original Assignee
Victor Company of Japan Ltd
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Publication date
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Abstract

PURPOSE: To form a recording layer and an optical shutter layer with the same components and to produce a high density type optical disk without considerably altering a producing process. CONSTITUTION: A recording layer 4 and an optical shutter layer 6 are formed with a phase change material consisting essentially of Fe, Sb and Te and causing a phase change between crystal and amorphous phases under irradiation with light. The ratio of Ge:Sb:Te in the recording layer 4 is regulated to (0.5-1.5):(2.5-4):(3-4.5) and that in the optical shutter layer 6 is regulated to (1.5-3):(1.5-2.5):(4.5-7.5).

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、光学的に情報の記録再
生が可能な光ディスクに係わり、特に、高密度記録再生
が可能な光ディスクに関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an optical disk capable of optically recording and reproducing information, and more particularly to an optical disk capable of high density recording and reproducing.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、光ディスクの大容量化が検討さ
れ、種々の提案がなされている。光情報体の高密度記録
においては、記録時のレーザー光パワーをコントロール
することによって、光スポット径よりも小さな記録マー
クを形成することは可能である。しかしながら実際には
媒体の分解能や、媒体の光強度に対する閾値、応答速度
によって記録限界が左右される。
2. Description of the Related Art In recent years, increasing the capacity of optical disks has been studied and various proposals have been made. In high density recording of an optical information medium, it is possible to form a recording mark smaller than the light spot diameter by controlling the laser light power during recording. However, in reality, the recording limit depends on the resolution of the medium, the threshold for the light intensity of the medium, and the response speed.

【0003】これに対し再生においては、レーザー光を
レンズで絞ったときのスポットはある一定値以下には絞
れない限界値を持っており、高密度化はいかに再生レー
ザースポットを小さくできるかにかかっている。再生限
界の記録マークの繰り返し波長(記録波長)はλ/2N
Aで与えられる。ここでλは光の波長、NAはレンズの
開口数である。より短い記録波長のマークを識別して再
生するためには、λの短い光で再生するかNAが大きな
レンズを用いれば良いことがわかる。しかしながら再生
に用いる半導体レーザーの短波長化は技術的に困難が多
く、またNAの大きなレンズを光ディスクの再生装置に
組み込むことも容易ではない。
On the other hand, in reproduction, the spot when the laser beam is focused by a lens has a limit value that does not limit it to a certain value or less, and the high density depends on how the playback laser spot can be made small. ing. Repetition wavelength (recording wavelength) of the recording mark at the reproduction limit is λ / 2N
Given by A. Where λ is the wavelength of light and NA is the numerical aperture of the lens. It can be seen that in order to identify and reproduce a mark having a shorter recording wavelength, reproduction with light having a short wavelength λ or a lens with a large NA may be used. However, it is technically difficult to shorten the wavelength of a semiconductor laser used for reproduction, and it is not easy to incorporate a lens having a large NA into a reproduction device for an optical disc.

【0004】これらの方法とは別に、再生用レーザ光の
スポット径を実効的に小さくする方法が「固体物理」
vol.26 393(1991)に記載されている。レーザー照射時に
発生するスポット内の低温領域と高温領域を利用して、
高温部あるい低温部のみが読みだし可能になるものであ
る。結果として光スポット面積を実質的に縮小した効果
が得られる。しかし、この技術は、光磁気方式による書
き換え型光ディスクを前提としており、その他の記録材
料からなる光ディスクや再生専用型光ディスクには適用
できないという問題があった。
In addition to these methods, a method of effectively reducing the spot diameter of the reproducing laser beam is "solid state physics".
vol.26 393 (1991). Utilizing the low temperature area and high temperature area in the spot generated during laser irradiation,
Only the high temperature part or low temperature part can be read out. As a result, the effect of substantially reducing the light spot area can be obtained. However, this technique is premised on a rewritable optical disc of a magneto-optical system, and has a problem that it cannot be applied to an optical disc made of other recording material or a read-only optical disc.

【0005】一方、近年においては、温度や光強度によ
り光透過率、反射率、屈折率などの光学特性が変化する
非線形光学材料を光ディスクに層状に設け、照射スポッ
ト内に温度分布や光強度分布の違いができることを利用
して照射スポット内の一部分をマスクすることで光源波
長やレンズNAにより決まる再生限界以下の微小ピット
を再生する研究が行われている。非線形光学材料として
は、温度変化や光強度により光透過率や屈折率が可逆的
に変化する有機色素材料を用いたもの、温度変化に応じ
て金属−非金属転移を示す物質の金属−非金属間での屈
折率の違いを用いたもの等がある。
On the other hand, in recent years, a nonlinear optical material whose optical characteristics such as light transmittance, reflectance, and refractive index change according to temperature and light intensity is provided on an optical disc in a layered manner, and temperature distribution and light intensity distribution are set in an irradiation spot. By making use of the fact that the difference can be made, a part of the irradiation spot is masked, and research is being conducted to reproduce a minute pit that is less than the reproduction limit determined by the light source wavelength and the lens NA. As the non-linear optical material, an organic dye material whose light transmittance or refractive index reversibly changes according to temperature change or light intensity is used, or a metal-nonmetal of a substance exhibiting a metal-nonmetal transition according to temperature change. There is a method using the difference in refractive index between the two.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記有機色素
材料を用いる光シャッタ層では、光照射時の熱による劣
化が繰り返し特性、CN比の悪化を起こすという問題が
あった。また、上記金属−非金属転移を示す物質を用い
た光シャッタ層では、金属−非金属転移を示す物質とし
てVO2 膜を用いるが、このVO2 膜の成膜が困難であ
ることと、基板加熱を必要とするので基板の選択幅が非
常に狭いという問題があった。更に、上記光シャッタ層
に用いる材料は、通常、記録層に用いる材料と異なる材
料で構成され、製造過程も記録層とは別の装置、工程が
必要であり、同一の系内で連続して製造することができ
ず、また製造工程に大幅な変更を必要とするものもあっ
た。
However, the optical shutter layer using the above organic dye material has a problem that deterioration due to heat during irradiation of light repeatedly causes deterioration of the characteristics and the CN ratio. Further, in the optical shutter layer using the substance exhibiting the metal-nonmetal transition, a VO 2 film is used as the substance exhibiting the metal-nonmetal transition, but it is difficult to form this VO 2 film and the substrate. Since heating is required, there is a problem that the substrate selection width is very narrow. Further, the material used for the optical shutter layer is usually composed of a material different from the material used for the recording layer, and the manufacturing process requires a device and a process different from those of the recording layer, and they are continuously used in the same system. Some could not be manufactured and required significant changes to the manufacturing process.

【0007】そこで、本発明は上記の点に着目してなさ
れたものであり、記録層と光シャッタ層とを同一成分で
構成して製造工程を大幅に変更することなく製造するこ
とが可能な高密度型光ディスクを提供することを目的と
するものである。
Therefore, the present invention has been made by paying attention to the above points, and it is possible to manufacture the recording layer and the optical shutter layer by using the same component and to manufacture them without significantly changing the manufacturing process. It is an object to provide a high density optical disc.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するための手段として、「光照射により結晶相とアモ
ルファス相との間で相変化するGe、Sb、Teの三元
素を主成分とした相変化材料からなる記録層を光透過性
基板上に有し、前記相変化材料の結晶相とアモルファス
相との間の光学的特性の違いを利用して情報に応じた記
録マークを記録するようにした光ディスクにおいて、前
記Ge、Sb、Teの三元素の組成比を前記記録層と異
ならせて前記情報を読み出すための再生用レーザ光の照
射時に光スポット内で部分的に溶融状態となるように構
成した光シャッタ層を有し、この光シャッタ層により前
記再生用レーザ光の実効的なスポット径を小さくさせる
ことを特徴とする光ディスク」を提供しようとするもの
である。
Means for Solving the Problems The present invention provides, as a means for achieving the above-mentioned object, "a main component containing three elements of Ge, Sb, and Te that undergo a phase change between a crystalline phase and an amorphous phase by light irradiation. Has a recording layer made of the phase change material on a light-transmissive substrate, and records a recording mark according to information by utilizing the difference in optical characteristics between the crystalline phase and the amorphous phase of the phase change material. In such an optical disc, the composition ratio of the three elements of Ge, Sb, and Te is made different from that of the recording layer, and when the reproducing laser light for reading the information is irradiated, the optical spot is partially melted. An optical disc having an optical shutter layer configured as described above and reducing the effective spot diameter of the reproduction laser light by the optical shutter layer.

【0009】情報の記録を行うための記録層と、レーザ
光スポットの実効的なスポット径を小さくする光シャッ
タ層とを同じ材料で構成するために本発明者は、記録層
と光シャッタ層とを、光照射により結晶相とアモルファ
ス相との間で相変化するGe、Sb、Teの三元素を主
成分とした相変化材料で構成することを考えた。このG
e、Sb、Teの三元素からなる相変化材料は、近年で
は書き換え可能な記録層として用いられているものであ
り、その組成比を変えることで結晶化速度を制御するこ
とが可能である。したがって、その組成によっては、レ
ーザ光スポット内の所定温度以上の部分を溶融状態とす
ることも可能である。このように構成すれば、スポット
内で局部的に屈折率を変化させることが可能になり、超
解像再生のための光シャッタ層として用いることができ
る。また、記録層については上記光シャッタ層と三元素
の組成比を異ならせ、上記光シャッタ層よりも結晶化速
度が遅くなるように構成する。記録層をこのように構成
すれば再生用レーザ光の照射の際、記録した情報が消去
されず、光シャッタ層による超解像再生が可能となる。
また、記録用レーザ光の照射に対し、溶融状態とならず
に結晶状態でとどまるように構成することで記録層への
記録マークの記録が可能になる。
In order to form the recording layer for recording information and the optical shutter layer for reducing the effective spot diameter of the laser light spot from the same material, the present inventor has made the recording layer and the optical shutter layer. It was considered to be composed of a phase change material containing as a main component three elements of Ge, Sb, and Te, which undergo a phase change between a crystalline phase and an amorphous phase by light irradiation. This G
The phase change material consisting of the three elements e, Sb, and Te is used as a rewritable recording layer in recent years, and the crystallization rate can be controlled by changing the composition ratio. Therefore, depending on its composition, it is possible to bring a portion in the laser beam spot having a temperature equal to or higher than a predetermined temperature into a molten state. According to this structure, the refractive index can be locally changed within the spot, and it can be used as an optical shutter layer for super-resolution reproduction. The composition ratio of the three elements of the recording layer is different from that of the optical shutter layer so that the crystallization speed is slower than that of the optical shutter layer. If the recording layer is configured in this way, the recorded information is not erased when the reproducing laser beam is irradiated, and super-resolution reproduction by the optical shutter layer becomes possible.
In addition, recording marks can be recorded on the recording layer by being configured so as to remain in a crystalline state without being in a molten state when irradiated with a recording laser beam.

【0010】[0010]

【実施例】以下、添付図面を参照して本発明の一実施例
を説明する。図1は、本発明の光ディスクの一実施例の
構成を示す断面図である。同図に示す光ディスク1は、
光透過性基板2の上に、第1の誘電体層3、記録層4、
第2の誘電体層5、光シャッタ層6、反射層7、UV硬
化樹脂保護膜8をこの順に積層して構成されている。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 is a sectional view showing the structure of an embodiment of the optical disc of the present invention. The optical disc 1 shown in FIG.
On the light transmissive substrate 2, the first dielectric layer 3, the recording layer 4,
The second dielectric layer 5, the optical shutter layer 6, the reflective layer 7, and the UV curable resin protective film 8 are laminated in this order.

【0011】上記光透過性基板2は、ポリカーボネイ
ト、ポリオレフィン、ポリメタクリル酸エステル樹脂、
エポキシ樹脂等の光透過性樹脂や、ガラス等、従来の光
ディスク基板として用いられているものが使用可能であ
る。また、この光透過性基板2には、トラッキングのた
めの案内溝2Aが同心円状或いはスパイラル状に形成さ
れている。この案内溝2Aの形成方法については特に制
限はなく周知の方法により形成する。
The light transmissive substrate 2 is made of polycarbonate, polyolefin, polymethacrylate ester resin,
A light-transmitting resin such as an epoxy resin, glass, or the like that is used as a conventional optical disk substrate can be used. A guide groove 2A for tracking is formed on the light transmissive substrate 2 in a concentric or spiral shape. The method of forming the guide groove 2A is not particularly limited, and it is formed by a known method.

【0012】上記第1の誘電体層3、及び第2の誘電体
層5は、光透過性基板2の熱的な損傷、或いは記録層4
の変形や蒸発、熱的な劣化を低減するために設けられて
いる。これら誘電体層3,5は、屈折率が高く、熱伝導
率の低い物質が用いられ、硫化物や酸化物、或いはこれ
らの硫化物や酸化物に窒化物を添加した透明誘電体によ
り構成されている。この誘電体層3,5を構成する上記
硫化物としては、例えばZnSがあげられ、上記酸化物
としては、例えばSiO2 ,GeO2 ,BiO3 ,WO
3 ,ZrO2 ,AlO3 があげられ、上記窒化物として
は、例えばAlN,Si3 4 ,TiN,BN,TaN
があげられる。
The first dielectric layer 3 and the second dielectric layer 5 are the thermal damage to the light transmissive substrate 2 or the recording layer 4.
It is provided in order to reduce deformation, evaporation, and thermal deterioration. These dielectric layers 3 and 5 are made of a material having a high refractive index and a low thermal conductivity, and are made of a sulfide or an oxide, or a transparent dielectric obtained by adding a nitride to the sulfide or the oxide. ing. Examples of the sulfides forming the dielectric layers 3 and 5 include ZnS, and examples of the oxides include SiO 2 , GeO 2 , BiO 3 , and WO.
3 , ZrO 2 , and AlO 3 , and examples of the above-mentioned nitride include AlN, Si 3 N 4 , TiN, BN, and TaN.
Can be given.

【0013】また、上記第1の誘電体層3は、記録層4
に記録された記録マークを読み取るために光干渉を起こ
させる役割もあり、この第1の誘電体層3の膜厚は、再
生のためのレーザ光の波長により決定される。また、上
記第2の誘電体層5は、記録層4から光シャッタ層6、
反射層7への放熱量を調節する役割もある。即ち、光シ
ャッタ層6、反射層7への放熱量が多すぎる場合、高出
力のレーザ光源を用いる必要があり、また、レーザ光を
照射したときに記録層4上で高温部分が広がってしまう
ため、微小な記録マークが記録できなくなる。逆に、放
熱量が少なすぎる場合、記録層4が熱によって劣化しや
すくなる。このため、第2の誘電体層5は、この記録層
4の放熱量も考慮して設定する。なお、上記第1の誘電
体層3と第2の誘電体層5とを同じ誘電体で構成しても
良いし、異なる誘電体で構成しても良い。
The first dielectric layer 3 is the recording layer 4
It also has a role of causing optical interference in order to read the recording mark recorded on the first recording layer, and the film thickness of the first dielectric layer 3 is determined by the wavelength of the laser beam for reproduction. The second dielectric layer 5 includes the recording layer 4 to the optical shutter layer 6,
It also has a role of adjusting the amount of heat radiation to the reflective layer 7. That is, when the amount of heat radiated to the optical shutter layer 6 and the reflective layer 7 is too large, it is necessary to use a high-power laser light source, and when the laser light is irradiated, a high temperature portion spreads on the recording layer 4. Therefore, it becomes impossible to record a minute recording mark. On the contrary, when the amount of heat radiation is too small, the recording layer 4 is easily deteriorated by heat. Therefore, the second dielectric layer 5 is set in consideration of the heat radiation amount of the recording layer 4. The first dielectric layer 3 and the second dielectric layer 5 may be made of the same dielectric or different dielectrics.

【0014】また、上記記録層4及び光シャッタ層6
は、少なくともGe(ゲルマニウム),Sb(アンチモ
ン),Te(テルル)の3元素の化合物からなり、光照
射によりアモルファス相と結晶相との間で相変化を起こ
す。上記記録層4は、この相変化による光学特性の違い
を利用して情報が記録される。また、上記光シャッタ層
6は、再生用レーザ光スポット内の温度の高い部分が溶
融状態となってスポット内で局部的に屈折率が変化する
ように構成されている。溶融状態になった光シャッタ層
6は、溶融していない部分と光透過率が異なるため、再
生用レーザ光のスポット径を実質的に小さくさせること
ができるのである。
The recording layer 4 and the optical shutter layer 6 are also provided.
Is composed of a compound of at least three elements of Ge (germanium), Sb (antimony), and Te (tellurium), and causes a phase change between an amorphous phase and a crystalline phase by light irradiation. Information is recorded on the recording layer 4 by utilizing the difference in optical characteristics due to the phase change. Further, the optical shutter layer 6 is configured such that a high temperature portion in the reproducing laser light spot is in a molten state and the refractive index locally changes in the spot. Since the optical shutter layer 6 in the molten state has a light transmittance different from that of the unmelted portion, the spot diameter of the reproducing laser light can be substantially reduced.

【0015】上記記録層4及び上記光シャッタ層6は、
上述したように同じ材料で構成されているが、その組成
比が異なっている。上記Ge、Sb、Teは組成を変え
ることで、結晶化速度をコントロールできるため、記録
層又は光シャッタ層として最適な組成比で構成する必要
がある。即ち、上記光シャッタ層6は、光が当たった直
後の時間だけ溶融し、光の照射を止めた後ただちに元の
アモルファス状態に戻るように構成する。また、記録層
4は、再生用レーザ光が照射された時、光シャッタ層6
が溶融状態となっても相状態が変化しないように構成
し、更に、再生用レーザ光よりも照射光強度が強い記録
用レーザ光が照射された時には、溶融状態にならず結晶
状態に止まるよう構成する。
The recording layer 4 and the optical shutter layer 6 are
As described above, they are made of the same material but have different composition ratios. Since the crystallization speed can be controlled by changing the composition of Ge, Sb, and Te, it is necessary to configure the composition ratio as an optimum for the recording layer or the optical shutter layer. That is, the optical shutter layer 6 is configured to be melted only for a time immediately after being exposed to light, and to return to the original amorphous state immediately after the irradiation of light is stopped. Further, the recording layer 4 has an optical shutter layer 6 when irradiated with a reproducing laser beam.
So that the phase state does not change even when it becomes a melted state, and when irradiated with a recording laser light whose irradiation light intensity is stronger than the reproducing laser light, it does not become a melted state and remains in a crystalline state. Configure.

【0016】一例としてGe2 Sb2 Te5 は、アモル
ファス状態から加熱して結晶状態になる速度が速く、こ
の結晶状態からさらに加熱すると容易に溶融状態に達す
る。溶融した部分は周囲の溶融していない部分と屈折率
が異なるので上記光シャッタ層6に適した性質を示す。
このGe2 Sb2 Te5 を光シャッタ層6とし、これよ
りも結晶加速度が遅いGe1 Sb3 Te4 を記録層4と
した場合、レーザ光の照射光強度を調節することで、照
射スポット内の高温部分ではGe2 Sb2 Te5 が溶融
状態となっているがGe1 Sb3 Te4 は結晶状態にと
どめることができ、これにより記録マークを記録するこ
とができる。また、再生の際は記録層4の相状態の変化
がないよう記録用レーザ光よりも照射光強度の弱い再生
用レーザ光を照射すれば、光シャッタ層6のみがスポッ
ト内の温度の高い部分で溶融状態となり超解像再生を行
うことができる。
As an example, Ge 2 Sb 2 Te 5 has a high rate of heating from an amorphous state to a crystalline state, and if heated further from this crystalline state, it easily reaches a molten state. Since the melted portion has a refractive index different from that of the surrounding non-melted portion, it exhibits properties suitable for the optical shutter layer 6.
When this Ge 2 Sb 2 Te 5 is used as the optical shutter layer 6 and Ge 1 Sb 3 Te 4 whose crystal acceleration is slower than this is used as the recording layer 4, the irradiation light intensity of the laser light is adjusted to adjust the inside of the irradiation spot. Ge 2 Sb 2 Te 5 is in a melted state in the high temperature portion, but Ge 1 Sb 3 Te 4 can be kept in a crystalline state, whereby a recording mark can be recorded. Further, when the reproducing laser light whose irradiation light intensity is weaker than the recording laser light is irradiated so that the phase state of the recording layer 4 does not change during reproduction, only the optical shutter layer 6 has a high temperature in the spot. Then, it becomes a molten state and super-resolution reproduction can be performed.

【0017】この様に光シャッタ層6の組成比は結晶化
速度が記録層4のそれよりも速くしなければならない。
本発明者の実験では、Ge、Sb、Teの組成比をそれ
ぞれa、b、cとした場合、光シャッター層6が1.5
≦a≦3、1.5≦b≦2.5、4.5≦c≦7.5の
範囲にあり、記録層4が0.5≦a≦1.5、2.5≦
b≦4、3≦c≦4.5の範囲にあれば上述のような超
解像再生及び記録が可能であることが分かっている。
As described above, the composition ratio of the optical shutter layer 6 must be set so that the crystallization speed is higher than that of the recording layer 4.
In the experiment of the present inventor, when the composition ratios of Ge, Sb, and Te are a, b, and c, respectively, the optical shutter layer 6 is 1.5
≦ a ≦ 3, 1.5 ≦ b ≦ 2.5, 4.5 ≦ c ≦ 7.5, and the recording layer 4 has 0.5 ≦ a ≦ 1.5, 2.5 ≦
It has been found that the above-described super-resolution reproduction and recording can be performed within the range of b ≦ 4 and 3 ≦ c ≦ 4.5.

【0018】また、上記反射層7は、一般に光ディスク
で用いられている金属反射層と同様であり、金、アルミ
ニウム等の光反射率が高い金属、或いはこれらの合金の
薄膜で構成される。また、上記保護層8は、耐候性や信
号面の保護の目的で設けられ、UV硬化樹脂(紫外線硬
化樹脂)により構成される。
The reflective layer 7 is the same as the metal reflective layer generally used in optical discs, and is composed of a metal having a high light reflectance such as gold or aluminum, or a thin film of an alloy thereof. The protective layer 8 is provided for the purpose of weather resistance and protection of the signal surface, and is made of a UV curable resin (ultraviolet curable resin).

【0019】次に上記光ディスク1の製造方法の一例に
ついて説明する。真空チャンバー内に上記基板2とター
ゲットとを対向して配置し、真空チャンバー内を真空ポ
ンプによりあらかじめ4×10-4Pa以下に排気する。
Arガス、O2 ガスを導入して所定の真空度にし、Ta
金属をスパッタして、TaOxからなる第1の誘電体層
3を形成する。この第1の誘電体層3が所定の膜厚に達
したら放電を止め、Arガス、O2 ガスを止める。次に
真空チャンバー内を4×10-4Pa以下に排気した後に
Arを導入し、Ge、Sb、Teからなるターゲットを
スパッタして記録層4を形成する。その後、ターゲット
を変え上記第1の誘電体層3と同様にして第2の誘電体
層5を形成する。第2の誘電体層5を形成した後、ター
ゲットをGe、Sb、Teとして光シャッター層6を形
成する。光シャッタ層6を形成した後、ターゲットを変
えて反射層7を所定膜厚までスパッタリングにより生成
する。最後に反射層7の上に紫外線硬化樹脂をスピンコ
ートして保護膜8を形成する。
Next, an example of a method of manufacturing the optical disc 1 will be described. The substrate 2 and the target are arranged to face each other in the vacuum chamber, and the inside of the vacuum chamber is evacuated to 4 × 10 −4 Pa or less by a vacuum pump in advance.
Ar gas and O 2 gas are introduced to obtain a predetermined vacuum degree, and Ta
The metal is sputtered to form the first dielectric layer 3 made of TaOx. When the first dielectric layer 3 reaches a predetermined film thickness, the discharge is stopped and Ar gas and O 2 gas are stopped. Next, after evacuating the vacuum chamber to 4 × 10 −4 Pa or less, Ar is introduced, and a target made of Ge, Sb, and Te is sputtered to form the recording layer 4. After that, the target is changed and the second dielectric layer 5 is formed in the same manner as the first dielectric layer 3. After forming the second dielectric layer 5, the optical shutter layer 6 is formed using Ge, Sb, and Te as targets. After forming the optical shutter layer 6, the target is changed and the reflective layer 7 is formed by sputtering to a predetermined thickness. Finally, an ultraviolet curable resin is spin-coated on the reflective layer 7 to form a protective film 8.

【0020】以上のように、上記光ディスク1は、光シ
ャッタ層6に熱的劣化の少ないGe,Sb,Teからな
る相変化材料を用いているため、耐久性、耐候性に優れ
ている。また、第1の誘電体層3から反射層7の形成ま
で同一系内でターゲットを変えるだけで連続して製造す
ることができ、光シャッタ層6の成膜工程は従来の相変
化型光ディスクの製造工程に1工程加えるだけであるの
で製造方法の大幅な変更が不要である。
As described above, the optical disc 1 is excellent in durability and weather resistance because the optical shutter layer 6 uses the phase change material consisting of Ge, Sb, and Te, which is less likely to be thermally deteriorated. Further, the first dielectric layer 3 to the formation of the reflective layer 7 can be continuously manufactured by changing the target in the same system, and the film forming process of the optical shutter layer 6 is performed by the conventional phase change type optical disk. Since only one step is added to the manufacturing process, a large change in the manufacturing method is unnecessary.

【0021】次に、具体的実験例を示す。真空チャンバ
ー内の雰囲気を3×10-4Paまで排気した後、酸素を
導入し、6.0×10-2Paとした。続けてアルゴンを
導入し3.0×10-1Paとして電流1.2A、電圧3
90VでTaのスパッタリングを行った。膜厚が20n
mになったら放電を止めて第1の誘電体層を形成した。
その後、系内を4×10-4Paまで排気した後にアルゴ
ンを導入して2×10-1Paとし、電流0.07A、電
圧350VでGeSbTeのスパッタリングを行い、膜
厚20nmの記録層を形成した。その後、再びTaのス
パッタリングを同一条件で行い、膜厚100nmの第2
の誘電体層を形成した。その後、光シャッター層用のG
eSbTeのスパッタリングを行い、膜厚40nmの光
シャッタ層を形成した。その後、反射膜としてアルミニ
ウムをスパッタリングにより70nm成膜した。なお、
上記GeSbTeのターゲットは記録層用にはGe1
3 Te4 、光シャッター層用にはGe2 Sb2 Te5
を用いた。
Next, a concrete experimental example will be shown. The atmosphere in the vacuum chamber was evacuated to 3 × 10 −4 Pa and then oxygen was introduced to adjust the pressure to 6.0 × 10 −2 Pa. Continuously introducing argon to 3.0 × 10 −1 Pa, current 1.2A, voltage 3
Sputtering of Ta was performed at 90V. 20n film thickness
When it reached m, the discharge was stopped and the first dielectric layer was formed.
After that, the system was evacuated to 4 × 10 −4 Pa and then argon was introduced to make 2 × 10 −1 Pa, and GeSbTe was sputtered at a current of 0.07 A and a voltage of 350 V to form a recording layer having a thickness of 20 nm. did. After that, Ta sputtering is performed again under the same conditions, and a second film with a film thickness of 100 nm is formed.
Of the dielectric layer was formed. After that, G for the optical shutter layer
Sputtering of eSbTe was performed to form an optical shutter layer having a film thickness of 40 nm. Then, aluminum was formed as a reflective film by sputtering to a thickness of 70 nm. In addition,
The GeSbTe target is Ge 1 S for the recording layer.
b 3 Te 4 , Ge 2 Sb 2 Te 5 for the optical shutter layer
Was used.

【0022】以上のように構成した光ディスクの光シャ
ッタ層の温度による反射率変化を波長690nmで測定
したところ、反射率変化が180℃近傍で確認され、膜
厚10nmの場合、溶融前25%、溶融状態5%であ
り、光学的変化率の大きい薄膜が得られることが分かっ
た。
When the reflectance change due to the temperature of the optical shutter layer of the optical disc constructed as described above was measured at a wavelength of 690 nm, the reflectance change was confirmed at around 180 ° C., and when the film thickness was 10 nm, 25% before melting, It was found that a thin film with a molten state of 5% and a large optical change rate was obtained.

【0023】[0023]

【発明の効果】以上説明したように本発明の光ディスク
によれば、光シャッタ層に用いる相変化材料は記録層に
用いる材料と同一成分なので従来の相変化型光ディスク
の製造過程に小変更を加えるだけで高密度型の光ディス
クを作製可能である。また、Ge、Sb、Teの三元素
を主成分とした相変化材料は熱による劣化が少ないので
書換回数の向上が可能である。
As described above, according to the optical disc of the present invention, since the phase change material used for the optical shutter layer has the same composition as the material used for the recording layer, a small change is made to the manufacturing process of the conventional phase change type optical disc. It is possible to manufacture a high-density type optical disc by itself. Further, since the phase change material containing the three elements of Ge, Sb, and Te as the main components is less deteriorated by heat, the number of times of rewriting can be improved.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の光ディスクの一実施例の構成を示す断
面図である。
FIG. 1 is a cross-sectional view showing the configuration of an embodiment of an optical disc of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 光ディスク 2 光透過性基板 3 第1の誘電体層 4 記録層 5 第2の誘電体層 6 光シャッタ層 7 反射層 1 Optical Disc 2 Light Transmissive Substrate 3 First Dielectric Layer 4 Recording Layer 5 Second Dielectric Layer 6 Optical Shutter Layer 7 Reflective Layer

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】光照射により結晶相とアモルファス相との
間で相変化するGe、Sb、Teの三元素を主成分とし
た相変化材料からなる記録層を光透過性基板上に有し、
前記相変化材料の結晶相とアモルファス相との間の光学
的特性の違いを利用して情報に応じた記録マークを記録
するようにした光ディスクにおいて、 前記Ge、Sb、Teの三元素の組成比を前記記録層と
異ならせて前記情報を読み出すための再生用レーザ光の
照射時に光スポット内で部分的に溶融状態となるように
構成した光シャッタ層を有し、この光シャッタ層により
前記再生用レーザ光の実効的なスポット径を小さくさせ
ることを特徴とする光ディスク。
1. A recording layer made of a phase-change material containing, as a main component, three elements of Ge, Sb, and Te, which change phase between a crystalline phase and an amorphous phase by light irradiation, is provided on a light-transmissive substrate,
In an optical disc in which a recording mark corresponding to information is recorded by utilizing a difference in optical characteristics between a crystalline phase and an amorphous phase of the phase change material, the composition ratio of the three elements Ge, Sb, and Te The optical shutter layer configured to be partially melted in the light spot when the reproducing laser beam for reading the information is made different from the recording layer. An optical disk characterized in that the effective spot diameter of the laser light for use in the laser is reduced.
【請求項2】請求項1記載の光ディスクにおいて、 前記記録層及び前記光シャッタ層のGe、Sb、Teの
三元素の組成比をa,b,cで表したとき、前記記録層
を0.5≦a≦1.5、2.5≦b≦4、3≦c≦4.
5の範囲にあるよう構成し、前記光シャッタ層を1.5
≦a≦3、1.5≦b≦2.5、4.5≦c≦7.5の
範囲にあるよう構成したことを特徴とする光ディスク。
2. The optical disc according to claim 1, wherein when the composition ratio of the three elements Ge, Sb, and Te of the recording layer and the optical shutter layer is represented by a, b, and c, the recording layer is 0. 5 ≦ a ≦ 1.5, 2.5 ≦ b ≦ 4, 3 ≦ c ≦ 4.
5 and the optical shutter layer has a thickness of 1.5.
An optical disc, which is configured to be in the range of ≤a≤3, 1.5≤b≤2.5, and 4.5≤c≤7.5.
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