JPH1021583A - Optical recording medium, and recording and reproducing method - Google Patents

Optical recording medium, and recording and reproducing method

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JPH1021583A
JPH1021583A JP8174891A JP17489196A JPH1021583A JP H1021583 A JPH1021583 A JP H1021583A JP 8174891 A JP8174891 A JP 8174891A JP 17489196 A JP17489196 A JP 17489196A JP H1021583 A JPH1021583 A JP H1021583A
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groove
land
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reflected light
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通和 堀江
Haruo Kunitomo
晴男 国友
Hironobu Mizuno
裕宣 水野
Kenichi Takada
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain equivalent high signal quality whichever a land or a groove is recorded and durability against over-write repetition, by using both the groove and the land as a recording area. SOLUTION: A lower dielectric protective layer, a phase transition type recording layer 2, an upper dielectric protective layer and a metal reflecting layer are layered in order on a transparent substrate 1 having formed grooves, and both the groove and the land are used as recording area, which is irradiated with a laser light having a wavelength of <=700nm so as to record, erase and reproduce information. Then, a phase difference α between reflecting light from nonrecorded area and reflecting light from a recorded area is satisfied with (m-0.1)π<=α<=(m+0.1)π. Then, a groove width GW, a land width LW and a groove depth (d) are satisfied with 0.3μm<=GW<=0.8μm, 0.3μm<=LW<=0.8μm, 0.62×(λ/NA)<=LW<=0.8×(λ/NA), (GW+LW)/2>0.6×(λ/NA) and λ/7n<d<λ/5n, where (n) is a reflective index of the substrate and NA is a numerical aperture of a focusing lens.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、光記録媒体および
記録再生方法に関し、詳しくは、レーザー光の照射によ
り、基板の溝部と溝間の両方に情報の記録、再生、消去
を行うための光学的情報記録媒体およびこれを用いた記
録再生方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an optical recording medium and a recording / reproducing method, and more particularly, to an optical recording medium for recording, reproducing and erasing information in both a groove and a groove of a substrate by irradiating a laser beam. The present invention relates to an information recording medium and a recording / reproducing method using the same.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、情報量の増大にともない、高密度
でかつ高速に大量のデータの記録・再生ができる記録媒
体が求められているが、光ディスクはまさにこうした用
途に応えるものとして期待されている。こうした記録媒
体の高容量化、高密度化への要求は、膨大な画像情報や
音声信号を扱う上で記録媒体と記録装置に課せられた時
代の必然であり、デジタル変調技術およびデータ圧縮技
術の進歩と歩調をあわせてその進歩はまさに日進月歩で
ある。
2. Description of the Related Art In recent years, as the amount of information has increased, there has been a demand for a recording medium capable of recording and reproducing a large amount of data at a high density and at a high speed. However, an optical disk is expected to exactly meet such a use. I have. Such demands for higher capacity and higher density of recording media are inevitable in the era of imposing on recording media and recording devices in handling enormous amounts of image information and audio signals. The progress is in tandem with progress.

【0003】高密度化の具体的な手段として、光ディス
クにおいては、光源の短波長化や集束レンズの高NA(N
umerical Aperture)化による照射光の収束ビーム径の縮
小、記録マーク長の短小化、回転数一定のもとで外周に
行くほど記録周波数を上げて内外周での記録密度を一定
とするMCAV(Modified Constant Angular Velocit
y)、マーク始端と後端に情報をのせるマークエッジ記録
などが開発、利用されており、今後に向けてさらなる高
密度化の手法が模索されているのが現状である。
[0003] As a specific means for increasing the density, in an optical disk, a wavelength of a light source is shortened and a high NA (N
MCAV (Merical Aperture) to reduce the convergent beam diameter of the irradiation light, shorten the recording mark length, increase the recording frequency toward the outer circumference under a constant rotation speed, and keep the recording density at the inner and outer circumferences constant. Modified Constant Angular Velocit
y), mark edge recording, which puts information at the start and end of the mark, has been developed and used, and a method for further densification is being sought for the future.

【0004】記録が可能な光ディスクでは、あらかじめ
案内溝がディスク上に刻まれ、いわゆるトラックが形成
されている。通常、案内溝相互間もしくは案内溝内にレ
ーザー光が集光されることによって、情報信号の記録、
再生または消去が行われる。現在市販されている一般的
な光ディスクにおいては、通常案内溝相互間もしくは案
内溝内のどちらか一方にのみ情報信号が記録され、他方
は隣接トラックを分離して信号の漏れ込みを防ぐための
境界の役割を果たしているに過ぎない。
In a recordable optical disk, a guide groove is previously formed on the disk to form a so-called track. Normally, information signals are recorded and collected by condensing laser light between or within the guide grooves.
Playback or erasure is performed. In general optical disks currently on the market, information signals are usually recorded only between the guide grooves or inside the guide grooves, and the other is a boundary for separating adjacent tracks to prevent signal leakage. It just plays a role.

【0005】この境界部分、例えば案内溝相互間に記録
する場合においては案内溝内、また、案内溝内に記録す
る場合においては案内溝相互間、にも同様に情報の記録
が可能となれば記録密度は2倍となり記録容量の大幅な
向上が期待できる。以下、案内溝をグルーブ、案内溝相
互間をランド、ランドとグルーブの両方に情報を記録す
る方法をL&G記録と略称する。
[0005] If it is possible to record information in this boundary portion, for example, in the guide groove when recording between the guide grooves, and between the guide grooves when recording in the guide groove, if it is possible to similarly record information. The recording density is doubled, and a large improvement in the recording capacity can be expected. Hereinafter, a method of recording information on the guide groove in the groove, a land between the guide grooves, and information on both the land and the groove is abbreviated as L & G recording.

【0006】L&G記録の提案としては、特公昭63−
57859号などがあるが、このような技術を用いる場
合には、クロストークの低減に格段の注意を払う必要が
ある。すなわち、前述の特公昭63−57859号記載
のL&G記録では、あるトラックの記録マーク列とそれ
と隣合うトラックの記録マーク列同士の間隔が収束ビー
ム径の半分になるため、再生したい記録マーク列の隣の
記録マーク列まで収束ビームが照射されてしまう。
[0006] As a proposal for L & G recording,
No. 57859, but when such a technique is used, great care must be taken to reduce crosstalk. That is, in the L & G recording described in Japanese Patent Publication No. 63-57859, the interval between the recording mark row of a certain track and the recording mark row of a track adjacent thereto is half of the convergent beam diameter. The convergent beam is irradiated to the adjacent recording mark row.

【0007】このため、再生時のクロストークが大きく
なり、再生S/Nが劣化するという問題がある。クロス
トークを低減させるため、例えば、光ディスク再生装置
に特別の光学系とクロストークキャンセル回路を設けて
クロストークを低減しようとする手法がある。(SPI
E Vol.1316、 Optical Data
Storage(1990)pp.35)
For this reason, there is a problem that the crosstalk during reproduction is increased and the reproduction S / N is deteriorated. In order to reduce the crosstalk, for example, there is a method of reducing the crosstalk by providing a special optical system and a crosstalk cancel circuit in an optical disk reproducing device. (SPI
E Vol. 1316, Optical Data
Storage (1990) pp. 35)

【0008】しかしながらこの方法では、装置の光学系
および信号処理系がさらに複雑なものになってしまうデ
メリットがある。再生クロストーク低減のための特別な
光学系や信号処理回路を特に設けることをせずに、クロ
ストークを低減する方法として、グルーブとランドの幅
を等しくし、グルーブ深さを再生光波長に対応したある
範囲内とすることが効果的であるとの提案がある。(J
pn.J.Appl.Phys.Vol32(199
3)pp.5324−5328)。
However, this method has a disadvantage that the optical system and the signal processing system of the apparatus become more complicated. As a method of reducing crosstalk without specially installing a special optical system or signal processing circuit to reduce reproduction crosstalk, the width of grooves and lands is made equal, and the groove depth is adjusted to the reproduction light wavelength. There is a proposal that it is effective to set it within a certain range. (J
pn. J. Appl. Phys. Vol 32 (199
3) pp. 5324-5328).

【0009】これによれば、ランド幅=グルーブ幅でか
つグルーブ深さがλ/7n〜λ/5n(λ:再生光波
長、n:基板の屈折率)のときにクロストークが低減さ
れることが、計算および実験事実として示されている。
このことは特開平5−282705号にも記されてい
る。しかしながら、グルーブ深さを最適値とすることで
クロストークの低減効果が得られるものの、ランドとグ
ルーブでのCN比がアンバランスとなってしまってい
る。
According to this, the crosstalk is reduced when the land width is equal to the groove width and the groove depth is λ / 7n to λ / 5n (λ: reproduction light wavelength, n: refractive index of the substrate). Are shown as calculations and experimental facts.
This is also described in JP-A-5-282705. However, although the effect of reducing crosstalk can be obtained by setting the groove depth to an optimum value, the CN ratio between the land and the groove is unbalanced.

【0010】L&G記録を行なう場合、ランドのキャリ
アレベル(信号品質)とグルーブのキャリアレベルとに
違いが生じ、その結果、一方のCN比が著しく低下する
ことは、ディスクの信号品質において望ましいことでは
ない。
When performing L & G recording, there is a difference between the carrier level (signal quality) of the land and the carrier level of the groove, and as a result, a significant decrease in the CN ratio of one of the discs is desirable in the signal quality of the disk. Absent.

【0011】一方、高密度のためにトラックピッチを詰
める場合、通常は、クロストークの量が所定のレベル以
下となるように、トラックピッチおよびグルーブ形状な
どを選べば良いのであるが、相変化媒体においては、も
う一つ考慮しなければならない問題がある。それは、あ
るトラックに繰返しオーバーライトしたときに、隣接ト
ラックの非晶質ビットが消える、すなわち、再結晶化す
るという問題がある。その理由は必ずしも明らかではな
いが、隣接トラックに記録する際、集束光ビーム強度分
布の裾野部分の弱いレーザー光によって当該トラックが
昇温され、非晶質ビット部の温度が結晶化温度以上に加
熱されるためであると考えられる。
On the other hand, when the track pitch is reduced for high density, it is usually sufficient to select the track pitch and groove shape so that the amount of crosstalk is equal to or less than a predetermined level. There is another problem that needs to be considered. That is, when a certain track is repeatedly overwritten, an amorphous bit in an adjacent track disappears, that is, recrystallization occurs. Although the reason is not necessarily clear, when recording on an adjacent track, the temperature of the track is raised by the weak laser light at the foot of the focused light beam intensity distribution, and the temperature of the amorphous bit portion is heated to a temperature higher than the crystallization temperature. It is thought that it is.

【0012】その時間は1回につき数百ナノ秒ではある
が、繰返し加熱されるうちに、徐々にではあるが再結晶
化されてしまう。例えば、繰返しオーバーライト1万回
で、隣接トラックのCN比が、初期55dBあったもの
が50dB未満にまで低下するということがある。この
問題を以後クロスイレーズと称する。相変化媒体におい
ては、光学的な回折限界よりも、クロスイレーズによる
最小トラックピッチに留意しなければならないが、その
限界については必ずしも明らかではなかった。
Although the time is several hundred nanoseconds at a time, it is gradually recrystallized during repeated heating. For example, there may be a case where the CN ratio of an adjacent track is reduced from 55 dB in the initial stage to less than 50 dB in 10,000 repeated overwrites. This problem is hereinafter referred to as cross-erase. In the phase change medium, attention must be paid to the minimum track pitch due to cross-erase, rather than the optical diffraction limit, but the limit is not always clear.

【0013】また、グルーブとランドの幅を1:1に保
ったまま狭トラックピッチ化による高密度化を進める
と、繰返しオーバーライト後の前マークの消え残りや記
録マークのジッターの悪化の点で、ランドでの特性悪化
が著しいことが判明した。
Further, when the density is increased by narrowing the track pitch while keeping the width of the groove and the land at 1: 1, the remaining mark of the previous mark after repeated overwriting and the deterioration of the jitter of the recording mark are deteriorated. It was found that the characteristics were significantly deteriorated in the land.

【0014】[0014]

【発明が解決しようとする課題】本発明はかかる課題を
解決するもので、特に波長700nm以下のレーザー光
を光源として用いるようなL&G記録型光ディスクにお
いて、ランドとグルーブの記録マークのキャリアレベル
のアンバランスを解消し、ランドおよびグルーブのいず
れに記録しても、同等な高い信号品質および繰返しオー
バーライトに対する耐久性の得られる高密度光ディスク
を提供することを目的としている。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention solves this problem. In particular, in an L & G recording type optical disc using a laser beam having a wavelength of 700 nm or less as a light source, the carrier level of the land and groove recording marks is reduced. It is an object of the present invention to provide a high-density optical disk which can eliminate the balance and can obtain the same high signal quality and the durability against repeated overwriting even when recording is performed on either a land or a groove.

【0015】[0015]

【課題を解決するための手段】本発明は、未記録領域と
記録マークからの反射光の位相差とランド及びグルーブ
形状とについて検討を重ねた結果なされたもので、その
要旨は、溝が形成された透明基板上に、下部誘電体保護
層、相変化型記録層、上部誘電体保護層、金属反射層を
順次積層した構成からなり、前記溝と溝間の両方を記録
領域として用い、700nm以下の波長のレーザー光を
照射することによって情報の記録、消去、再生を行なう
光記録媒体であって、 (1)以下で定義される未記録領域からの反射光と記録
領域からの反射光の位相差α α=(未記録領域からの反射光の位相)−(記録領域か
らの反射光の位相) が次式を満たし、
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made as a result of repeatedly examining the phase difference of reflected light from an unrecorded area and a recorded mark and the shapes of lands and grooves. A lower dielectric protection layer, a phase change recording layer, an upper dielectric protection layer, and a metal reflection layer are sequentially laminated on the transparent substrate thus formed. An optical recording medium for recording, erasing, and reproducing information by irradiating a laser beam having the following wavelength, wherein (1) reflected light from an unrecorded area and reflected light from a recorded area defined below. The phase difference α α = (phase of reflected light from unrecorded area) − (phase of reflected light from recorded area) satisfies the following equation:

【0016】[0016]

【数8】 (m−0.1)π ≦ α ≦ (m+0.1)π (mは整数)(M−0.1) π ≦ α ≦ (m + 0.1) π (m is an integer)

【0017】(2)溝幅GW、溝間の幅LW、溝深さd
が以下の式を満たす
(2) Groove width GW, width LW between grooves, groove depth d
Satisfies the following equation

【0018】[0018]

【数9】0.3μm ≦ GW ≦ 0.8μm## EQU9 ## 0.3 μm ≦ GW ≦ 0.8 μm

【0019】[0019]

【数10】0.3μm ≦ LW ≦ 0.8μm## EQU10 ## 0.3 μm ≦ LW ≦ 0.8 μm

【0020】[0020]

【数11】0.62×(λ/NA) ≦ LW ≦
0.8×(λ/NA)
0.62 × (λ / NA) ≦ LW ≦
0.8 × (λ / NA)

【0021】[0021]

【数12】(GW+LW)/2 > 0.6×(λ/N
A)
(GW + LW) / 2> 0.6 × (λ / N
A)

【0022】[0022]

【数13】λ/7n < d < λ/5n (ここで、λ:照射光の波長、n:基板の屈折率、N
A:集束レンズの開口数)ことを特徴とする光記録媒体
に存する。
Λ / 7n <d <λ / 5n (where λ: wavelength of irradiation light, n: refractive index of substrate, N
A: numerical aperture of a focusing lens).

【0023】また、このような光記録媒体を用い、溝と
溝間の両方を記録領域とし、いずれの領域にも700n
m以下の波長のレーザーの1ビームオーバーライトによ
って記録、消去、再生せしめることを特徴とする記録再
生方法に存する。
Further, using such an optical recording medium, both the groove and the groove are used as recording areas, and 700 n
A recording / reproducing method characterized in that recording, erasing, and reproducing are performed by one-beam overwriting of a laser having a wavelength of m or less.

【0024】[0024]

【発明の実施の形態】上記に示した構成により本発明の
光ディスクでは、ランドとグルーブのいずれに記録して
も記録マークのキャリアレベルは同等となり、またラン
ドにおける繰返しオーバーライトに対する耐久性が高ま
る。これらは、高密度記録を行うために、波長700n
m以下のレーザー光を光源として用いるようなL&G記
録方式の光ディスクの信頼性を保証する点において不可
欠な規定である。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS In the optical disk of the present invention having the above-described structure, the carrier level of a recording mark becomes the same regardless of whether data is recorded on a land or a groove, and the durability of the land against repeated overwriting is enhanced. These have a wavelength of 700 n in order to perform high density recording.
This is an essential rule in assuring the reliability of an L & G recording type optical disk that uses a laser beam of m or less as a light source.

【0025】次に、本発明がランド&グルーブ記録用光
記録媒体の再生過程に如何に作用して効果をもたらすか
について、その有効となる根拠を簡単なモデルを用いて
詳細に説明する。図1〜図4にL&G記録用光ディスク
のランド上またはグルーブ上に再生光ビームが照射され
ている場合の模式図を示した。図を見やすくするために
記録層2以外の層は省略した。再生用の収束ビーム5は
対物レンズなどを用いて集光され、基板1側から記録層
2上に照射されている。ランド3の幅とグルーブ4の幅
は等しく、かつ、ビーム径の半分の長さであると仮定
し、ランド3とグルーブ4の間の段差(溝深さ)をdと
する。
Next, how the present invention acts on the reproduction process of the optical recording medium for land and groove recording to produce an effect will be described in detail by using a simple model on the basis of the effect. FIGS. 1 to 4 are schematic diagrams showing a case where a reproduction light beam is irradiated on a land or a groove of an L & G recording optical disk. Layers other than the recording layer 2 are omitted for easy viewing of the drawing. The reproducing convergence beam 5 is condensed using an objective lens or the like, and is irradiated onto the recording layer 2 from the substrate 1 side. Assuming that the width of the land 3 is equal to the width of the groove 4 and half the beam diameter, a step (groove depth) between the land 3 and the groove 4 is d.

【0026】ここでは、未記録時の記録層が結晶状態、
記録時の記録層がアモルファス状態とする。また、収束
ビーム5の強度は実際のモデルに即してガウス分布と
し、中心強度の1/e2(eは自然対数の底)の範囲、
すなわち0.82(λ/NA)をビーム径とする(λは
収束ビーム5の波長、NAは集束レンズの開口数)。図
1と図3は未記録領域に収束ビーム5が存在する場合を
示し、図2と図4は記録マーク8上に収束ビーム5が存
在する場合を示している。計算を簡単にするために、記
録マーク8が収束ビーム5より十分長いと仮定する。後
に実施例で示すように、実際には記録マークが収束ビー
ム径よりも短くても何ら問題はない。
Here, the unrecorded recording layer has a crystalline state,
The recording layer during recording is in an amorphous state. The intensity of the convergent beam 5 is a Gaussian distribution according to an actual model, and is within a range of 1 / e 2 (e is the base of natural logarithm) of the center intensity.
That is, 0.82 (λ / NA) is defined as the beam diameter (λ is the wavelength of the convergent beam 5, and NA is the numerical aperture of the focusing lens). 1 and 3 show the case where the convergent beam 5 exists in the unrecorded area, and FIGS. 2 and 4 show the case where the convergent beam 5 exists on the recording mark 8. It is assumed that the recording mark 8 is sufficiently longer than the convergent beam 5 to simplify the calculation. As will be shown later in the embodiment, there is no problem even if the recording mark is actually shorter than the convergent beam diameter.

【0027】収束ビーム5は基板1側から照射されるの
で、紙面の向こう側から入射して反射される。したがっ
て、光源側から見るとランド3が凹となり、反対にグル
ーブ4が凸となっている。グルーブ4面を位相の基準に
とると、ランド3からの反射光は2π・2nd/λだけ
位相が遅れる(nは基板1の屈折率、λは収束ビーム5
の波長)。
Since the convergent beam 5 is emitted from the substrate 1 side, it is incident and reflected from the other side of the drawing. Therefore, when viewed from the light source side, the land 3 is concave, and conversely, the groove 4 is convex. When the surface of the groove 4 is used as a reference for the phase, the phase of the reflected light from the land 3 is delayed by 2π · 2nd / λ (n is the refractive index of the substrate 1 and λ is the convergent beam 5).
Wavelength).

【0028】位相の変化はグルーブ深さのみに起因する
ものではなく、一般に、記録層の相変化前後における光
学定数の変化によっても位相差は変化する。ここでは、
アモルファス領域からの反射光が結晶領域からの反射光
よりも2πα(α:位相差)だけ位相が遅れると定義す
る。以下、グルーブ面を位相の基準にとって、収束ビー
ムの振幅反射率を必要に応じて位相差αを用いながら定
式化することにする。
The phase change is not caused only by the groove depth, but generally the phase difference is also changed by the change of the optical constant before and after the phase change of the recording layer. here,
It is defined that the phase of the reflected light from the amorphous region is delayed by 2πα (α: phase difference) from the reflected light from the crystalline region. Hereinafter, the amplitude reflectance of the convergent beam will be formulated using the phase difference α as necessary, using the groove surface as a reference for the phase.

【0029】結晶領域に照射された収束ビーム5の中心
部からの反射光量をRc1、両端部からの反射光量を
c2、アモルファス領域に照射された収束ビーム5の中
心部からの反射光量をRa1、両端部からの反射光量をR
a2とする。ランド幅=グルーブ幅であるから、これはビ
ーム中心がランドとグルーブのどちらにあるときも適用
できる。図1のようにアモルファス記録マークのないラ
ンド3に収束ビーム5がある場合の振幅反射率φ1は次
式で表すことができる。なお、iは虚数単位である。
The amount of reflected light from the center of the convergent beam 5 applied to the crystal region is R c1 , the amount of reflected light from both ends is R c2 , and the amount of reflected light from the center of the convergent beam 5 applied to the amorphous region is R c1 . R a1 , the amount of light reflected from both ends is R
a2 . Since land width = groove width, this is applicable when the beam center is at either the land or the groove. Amplitude reflectance phi 1 when there is a convergent beam 5 on the land 3 with no amorphous recording mark as shown in Figure 1 can be expressed by the following equation. Note that i is an imaginary unit.

【0030】[0030]

【数14】 φ1=Rc1・exp[−2πi・2nd/λ] +Rc2・exp[−2πi・0] (a) ただし、Rc1は収束ビームが照射されたランドの領域6
からの反射光量、Rc2は収束ビームが照射されたグルー
ブの領域7からの反射光量である。
Φ 1 = R c1 · exp [−2πi · 2nd / λ] + R c2 · exp [−2πi · 0] (a) where R c1 is a land area 6 irradiated with a convergent beam.
R c2 is the amount of reflected light from the groove area 7 irradiated with the convergent beam.

【0031】図2のようにアモルファス記録マーク8の
あるランドに収束ビーム5がある場合の振幅反射率φ2
は次式で表すことができる。
As shown in FIG. 2, the amplitude reflectance φ 2 when the convergent beam 5 is located on the land where the amorphous recording mark 8 is located
Can be expressed by the following equation.

【0032】[0032]

【数15】 φ2=Ra1・exp[−2πi・(2nd/λ+α)] +Rc2・exp[−2πi・0] (b) ただし、Ra1は収束ビームが照射されたランドの領域6
からの反射光量、Rc2は収束ビームが照射されたグルー
ブの領域7からの反射光量である。
Φ 2 = R a1 · exp [−2πi · (2nd / λ + α)] + R c2 · exp [−2πi · 0] (b) where R a1 is a land area 6 irradiated with a convergent beam.
R c2 is the amount of reflected light from the groove area 7 irradiated with the convergent beam.

【0033】図3のようにアモルファス記録マークのな
いグルーブ4に収束ビーム5がある場合の振幅反射率φ
3は次式で表すことができる。
As shown in FIG. 3, when the converging beam 5 is present in the groove 4 having no amorphous recording mark, the amplitude reflectance φ
3 can be represented by the following equation.

【0034】[0034]

【数16】 φ3=Rc1・exp[−2πi・0] +Rc2・exp[−2πi・2nd/λ] (c) ただし、Rc1は収束ビームが照射されたグルーブの領域
7からの反射光量、Rc2は収束ビームが照射されたラン
ドの領域6からの反射光量である。
Φ 3 = R c1 · exp [−2πi · 0] + R c2 · exp [–2πi · 2nd / λ] (c) where R c1 is the reflection from the groove area 7 irradiated with the convergent beam. The amount of light, Rc2, is the amount of light reflected from the land area 6 irradiated with the convergent beam.

【0035】図4のようにアモルファス記録マーク8の
あるグルーブに収束ビーム5がある場合の振幅反射率φ
4は次式で表すことができる。
As shown in FIG. 4, the amplitude reflectance φ when the converging beam 5 is located in the groove where the amorphous recording mark 8 is located
4 can be represented by the following equation.

【0036】[0036]

【数17】 φ4=Ra1・exp[−2πi・α] +Rc2・exp[−2πi・2nd/λ] (d) ただし、Ra1は収束ビームが照射されたグルーブの領域
7からの反射光量、Rc2は収束ビームが照射されたラン
ドの領域6からの反射光量である。ここで、
Φ 4 = R a1 · exp [−2πi · α] + R c2 · exp [-2πi · 2nd / λ] (d) where R a1 is the reflection from the groove region 7 irradiated with the convergent beam. The amount of light, Rc2, is the amount of light reflected from the land area 6 irradiated with the convergent beam. here,

【0037】[0037]

【数18】 Rc2=βRc1 (e)R c2 = βR c1 (e)

【0038】[0038]

【数19】 Ra2=βRa1 (f) と表すことができる(ただし、0<β<1)。Rc=R
c1+Rc2、Ra=Ra1+R a2とおいて式(e)と式
(f)を整理すると、
[Equation 19] Ra2= ΒRa1 (F) (where 0 <β <1). Rc= R
c1+ Rc2, Ra= Ra1+ R a2Equation (e) and equation
Arranging (f),

【0039】[0039]

【数20】 Rc1=Rc/(1+β) (g)R c1 = R c / (1 + β) (g)

【0040】[0040]

【数21】 Rc2=βRc/(1+β) (h)R c2 = βR c / (1 + β) (h)

【0041】[0041]

【数22】 Ra1=Ra/(1+β) (i)R a1 = R a / (1 + β) (i)

【0042】[0042]

【数23】 Ra2=βRa/(1+β) (j) となる。式(g)〜式(j)を式(a)〜式(d)に代
入して整理すると、
R a2 = βR a / (1 + β) (j) Substituting equations (g) to (j) into equations (a) to (d) and rearranging,

【0043】[0043]

【数24】 φ1=[Rc/(1+β)][β+exp[−4πind/λ]] (k)Φ 1 = [R c / (1 + β)] [β + exp [-4πind / λ]] (k)

【0044】[0044]

【数25】 φ2=[1/(1+β)]・ [βRc+Ra・exp[−4πind/λ−2πiα]] (l)Φ 2 = [1 / (1 + β)] · [βR c + Ra · exp [-4πind / λ−2πiα]] (1)

【0045】[0045]

【数26】 φ3=[Rc/(1+β)]・ [1+β・exp[−4πind/λ]] (m)[Formula 26] φ 3 = [R c / (1 + β)] · [1 + β · exp [−4ind / λ]] (m)

【0046】[0046]

【数27】 φ4=[1/(1+β)]・[Ra・exp[−2πiα] +βRc・exp[−4πind/λ]] (n) ここで、ランドに記録した場合の再生キャリアレベルC
L’(L)は、
Equation 27] φ 4 = [1 / (1 + β)] · [R a · exp [-2πiα] + βR c · exp [-4πind / λ]] (n) where, in the case of recording on the land reproduced carrier level C
L '(L) is

【0047】[0047]

【数28】 CL’(L)=|φ12−|φ22 (o) に比例する。同様にグルーブに記録した場合の再生キャ
リアレベルCL’(G)は、
(28) CL ′ (L) = | φ 1 | 2 − | φ 2 | 2 (o) Similarly, the reproduction carrier level CL '(G) when recorded in a groove is

【0048】[0048]

【数29】 CL’(G)=|φ32−|φ42 (p) に比例する。(29) is proportional to CL ′ (G) = | φ 3 | 2− | φ 4 | 2 (p).

【0049】ランドとグルーブのキャリアレベルの差が
生じないということは、式(o)と式(p)との差が0
になるということに他ならない。式(k)〜式(n)を
式(o)と式(p)に代入して差を計算し、その差が0
になる必要条件を求めると、
No difference in carrier level between the land and the groove means that the difference between the equations (o) and (p) is zero.
It is nothing but becoming. The difference is calculated by substituting the expressions (k) to (n) into the expressions (o) and (p), and the difference is 0
Finding the necessary conditions

【0050】[0050]

【数30】 α=mπ (ただしmは整数) (q) となる。位相差αは必ずしも正確にmπである必要はな
く、如何なるディスク反射率をとっても±0.1πの範
囲内にあれば効果がある。
Α = mπ (where m is an integer) (q) The phase difference α does not necessarily have to be exactly mπ, but is effective as long as the disc reflectance is within the range of ± 0.1π.

【0051】もしも、これに反して位相差が(m−0.
1)π未満の場合にはランドのキャリアレベルがグルー
ブに比べて顕著に小さくなってしまうことが悪い点であ
り、また、位相差が(m+0.1)πを越える場合には
グルーブのキャリアレベルがランドに比べて顕著に小さ
くなってしまうことが悪い点となる。
If the phase difference is (m-0.
1) When it is less than π, it is bad that the carrier level of the land becomes significantly smaller than that of the groove. On the other hand, when the phase difference exceeds (m + 0.1) π, the carrier level of the groove is poor. However, it is a bad point that is significantly smaller than the land.

【0052】このように、位相差αを(m±0.1)π
以内とすることで、ランドまたはグルーブのいずれのト
ラックに記録しても高い信号品質を保証することがで
き、このために必要な相転移間位相差の範囲の特定は各
層の光学定数と膜厚を適切に選択することで実現するこ
とができる。
Thus, the phase difference α is set to (m ± 0.1) π
Within this range, high signal quality can be assured even when recording on either land or groove tracks, and the range of phase difference between phase transitions required for this is determined by the optical constant and film thickness of each layer. Can be realized by appropriately selecting.

【0053】次に、本発明の溝形状について詳細に説明
する。まず、溝幅、溝深さの測定方法について述べる。
測定は、He−Neレーザー光(波長630nm)を基
板の溝の付いていない側から照射し、透過光について基
板の溝により回折した0次光強度I0、1次光強度I1
2次光強度I2および回折光の角度を測定することによ
り行う。Pを溝ピッチ(グルーブピッチ)、wを溝幅、
dを溝深さ(グルーブ深さ)、nを基板の屈折率、λを
レーザー波長、θを0次光と1次光の間の角度とした場
合、溝が矩形の時には、
Next, the groove shape of the present invention will be described in detail. First, a method for measuring the groove width and the groove depth will be described.
The measurement was performed by irradiating He-Ne laser light (wavelength: 630 nm) from the side of the substrate having no groove, and diffracting the transmitted light by the groove of the substrate with the zero-order light intensity I 0 , the first-order light intensity I 1 ,
This is performed by measuring the secondary light intensity I 2 and the angle of the diffracted light. P is the groove pitch (groove pitch), w is the groove width,
When d is the groove depth (groove depth), n is the refractive index of the substrate, λ is the laser wavelength, θ is the angle between the 0th order light and the 1st order light, and when the groove is rectangular,

【0054】[0054]

【数31】P=λ/sinθ となる。また、P = λ / sin θ Also,

【0055】[0055]

【数32】ε=w/P、δ=2(n−1)πd/λ とおくと、Ε = w / P, δ = 2 (n−1) πd / λ,

【0056】[0056]

【数33】I2/I1=cos2(πε)[Expression 33] I 2 / I 1 = cos 2 (πε)

【0057】[0057]

【数34】I1/I0={2sin2(πε)(1−cos
δ)}/[π2{1−2ε(1−ε)(1−cos
δ)}]
I 1 / I 0 = { 2 sin 2 (πε) (1-cos
δ)} / [π 2 {1-2ε (1-ε) (1-cos
δ)}]

【0058】の関係が成り立つため溝幅、溝深さが計算
できる。実際の溝形状は完全な矩形ではないが、本発明
においては溝形状は上記の測定法により溝の幅および溝
深さを一義的に決定した値を用いている。従って、実際
の溝形状が矩形からずれていてもよい。
Since the above relationship holds, the groove width and groove depth can be calculated. Although the actual groove shape is not a perfect rectangle, in the present invention, the groove shape uses a value in which the width and the depth of the groove are uniquely determined by the above-described measuring method. Therefore, the actual groove shape may deviate from the rectangle.

【0059】ランドおよびグルーブの幅は0.3〜0.
8μmの範囲にあることが必要である。ランドおよびグ
ルーブ幅が0.3μmより狭い場合、安定なトラッキン
グが得られなくなり、また、現在のカッティング技術で
は製造が困難となる。また、0.8μmより広い場合、
記録の高密度化という目的が達せられない。
The width of the land and the groove is 0.3-0.
It needs to be in the range of 8 μm. If the land and groove widths are smaller than 0.3 μm, stable tracking cannot be obtained, and manufacturing is difficult with current cutting techniques. Also, if it is wider than 0.8 μm,
The purpose of increasing the recording density cannot be achieved.

【0060】また、基板の溝深さについては、前述のと
おり、グルーブ深さがλ/7n〜λ/5nのときに隣接
トラックからのクロストークが低減されるため、この範
囲にあることが必要である。
As described above, the groove depth of the substrate must be in this range because the crosstalk from the adjacent track is reduced when the groove depth is λ / 7n to λ / 5n. It is.

【0061】さて、以上のようにランドとグルーブにお
いてともに良好な初期特性が得られるようになった後、
繰返しオーバーライトに対する耐久性、および前述のク
ロスイレーズに対する耐久性を一層改善する必要があ
る。本発明者らの検討によれば、グルーブの繰返しオー
バーライト耐久性は、グルーブ幅が狭い方が良好であっ
た。勿論、グルーブ内から記録マークがはみ出さない必
要がある。これについては例えば特開平6−33806
4に収束ビーム形状と関連づけた記載がある。ただし、
繰返しオーバーライト耐久性がグルーブ幅あるいはラン
ド幅に影響されることは何ら触れられていない。
After good initial characteristics can be obtained in both the land and the groove as described above,
It is necessary to further improve the durability against repeated overwriting and the durability against the cross erase described above. According to the study by the present inventors, the repeated overwrite durability of the groove was better when the groove width was smaller. Of course, it is necessary that the recording mark does not protrude from the groove. This is described, for example, in JP-A-6-33806.
No. 4 has a description relating to the convergent beam shape. However,
No mention is made that the repeated overwrite durability is affected by the groove width or land width.

【0062】一方、ランドの繰返しオーバーライト耐久
性はランド幅とビーム径との相対関係に依存し、ランド
幅がビーム径に対して特定の値より狭くなると、急激に
劣化することが判明した。
On the other hand, it has been found that the repetitive overwrite durability of the land depends on the relative relationship between the land width and the beam diameter. When the land width becomes smaller than a specific value with respect to the beam diameter, it is found that the land rapidly deteriorates.

【0063】すなわち、ランド幅が0.62×(λ/N
A)から0.8×(λ/NA)の範囲内であれば、繰返
しオーバーライトした場合の前マークの消え残りや記録
マークのジッタの著しい悪化はなく、グルーブに記録し
た場合と同等の特性が保たれる。ランド幅がこれより狭
いと、ランド上に記録マークを繰返しオーバーライトし
た場合に前マークの消え残りが顕著になり、記録マーク
のジッタが著しく悪化する。ランド幅がこれより大きい
場合にはランドの繰返しオーバーライト特性に何ら問題
はなく、良好な特性を得られるが、高密度記録という観
点から無意味にランド幅を広げて記録密度を低下させる
のは得策でない。
That is, when the land width is 0.62 × (λ / N
Within the range from A) to 0.8 × (λ / NA), there is no erasure of the previous mark and no remarkable deterioration of the jitter of the recording mark when repeated overwriting is performed, and the characteristics are the same as those when recording on the groove. Is kept. If the land width is smaller than this, when the recording mark is repeatedly overwritten on the land, the erasure of the previous mark becomes remarkable, and the jitter of the recording mark is remarkably deteriorated. If the land width is larger than this, there is no problem with the repetitive overwrite characteristics of the land, and good characteristics can be obtained.However, from the viewpoint of high-density recording, it is ineffective to widen the land width and lower the recording density. Not a good idea.

【0064】さらに、クロスイレーズ現象も、ビームス
ポット径と記録トラックピッチとの相対的関係に依存す
ることが判明した。すなわち、クロスイレーズを実用上
無視できるレベルにまで低減できる最小トラックピッチ
が存在し、それは、ビームスポット径のみに依存する。
Further, it has been found that the cross erase phenomenon also depends on the relative relationship between the beam spot diameter and the recording track pitch. That is, there is a minimum track pitch that can reduce the cross erase to a practically negligible level, which depends only on the beam spot diameter.

【0065】L&G記録のグルーブピッチ(GW+L
W)を1.2(λ/NA)より大とする、つまり、L&
G記録の実質的なトラックピッチ{(GW+LW)/
2}を0.6(λ/NA)より大とすれば、クロスイレ
ーズによる隣接トラックの信号劣化を防止でき、104
回オーバーライト後のCN比の低下を3dB未満に抑え
ることができ、実用上問題のないレベルとなる。
L & G recording groove pitch (GW + L)
W) is greater than 1.2 (λ / NA), that is, L &
Substantial track pitch of G recording {(GW + LW) /
If the 2} larger and than 0.6 (λ / NA), can prevent signal degradation of the adjacent track by cross erase, 10 4
The decrease in the CN ratio after repeated overwriting can be suppressed to less than 3 dB, which is a level having no practical problem.

【0066】この理論的意味について以下に考察する。
図5は収束ビームの形状を示す模式図である。集束レン
ズ12を通った収束ビーム9はメインピークとサブピー
クを持つ強度分布10を有する。メインピークである中
央スポットの直径は、ほぼ1.2(λ/NA)で表され
る。これをエアリーディスク(airy disk)1
1という。上記0.6(λ/NA)という値は、理論的
にはこのエアリーディスク11のちょうど半分に相当す
る。このことから、クロスイレーズ現象は、第1近似と
して、収束ビーム9のエアリーディスク11の裾野部分
の弱いレーザー光によって、隣接するトラックが昇温さ
れるためという物理的意味あいがあると考えられる。
The theoretical meaning will be discussed below.
FIG. 5 is a schematic diagram showing the shape of the convergent beam. The convergent beam 9 passing through the focusing lens 12 has an intensity distribution 10 having a main peak and a sub-peak. The diameter of the central spot, which is the main peak, is represented by approximately 1.2 (λ / NA). Airy disk (airy disk) 1
One. The value of 0.6 (λ / NA) theoretically corresponds to exactly half of the Airy disk 11. From this, it is considered that the cross-erase phenomenon has, as a first approximation, a physical meaning that an adjacent track is heated by a weak laser beam of the convergent beam 9 at the foot of the Airy disk 11.

【0067】ところで、現在知られている、GeSbT
e、AgInSbTe、InSnTe、InSbTe等
IIIb、IVb、Vb、VIb族元素のいずれかまたはそ
の混合物(合金)を主成分として40at%以上含む相
変化型記録層においては、熱伝導率が光磁気記録層等に
比べて2〜3桁小さなオーダーである。また、記録に要
する10〜100ナノ秒オーダーでは実質的に断熱であ
る。このため、クロスイレーズ現象は相変化型記録層の
熱伝導にはほとんど影響されない。従って、最小トラッ
クピッチは実質的にはビームスポット径、従って、光ビ
ーム波長およびNAによってのみ決まる。
By the way, the currently known GeSbT
e, AgInSbTe, InSnTe, InSbTe, etc.
The phase change recording layer containing at least 40 at% as a main component of any of IIIb, IVb, Vb and VIb group elements or a mixture (alloy) thereof has a thermal conductivity of two to three orders of magnitude compared to a magneto-optical recording layer or the like. It is a small order. In addition, heat insulation is substantially performed in the order of 10 to 100 nanoseconds required for recording. Therefore, the cross erase phenomenon is hardly affected by the heat conduction of the phase change type recording layer. Therefore, the minimum track pitch is substantially determined only by the beam spot diameter, and thus the light beam wavelength and NA.

【0068】ただし、繰返しオーバーライト104回以
上でのクロスイレーズの低減には、記録媒体の層構成や
記録層物性の制限が若干であるが効果がある。上述の合
金記録層のうち、結晶/非晶質間の可逆的変化が可能で
ありクロスイレーズが少ない組成においては、融点Tm
が700℃未満、結晶化温度Tgが150℃以上のもの
が多い。
[0068] However, the reduction of the cross erase in repetitive overwriting 10 4 times or more, although limited in layer structure and the recording layer properties of the recording medium is slightly is effective. Among the alloy recording layers described above, in the composition in which reversible change between crystal and amorphous is possible and cross erase is small, the melting point Tm
Is less than 700 ° C. and the crystallization temperature Tg is 150 ° C. or more in many cases.

【0069】Tgが150℃より低いと、非晶質状態の
安定性が悪くクロスイレーズされやすい。また、Tmが
700℃以上となると記録時に照射すべきエネルギーが
高くなり、やはり隣接トラックにクロスイレーズを生じ
やすい。実際、Ge1Sb2Te4あるいはGe2Sb2
5近傍組成では、Tmが600〜620℃、Tgが1
50〜170℃である。また、Ag11In11Te23Sb
55では、Tmが約550℃、Tgが約230℃である。
一般に記録層膜厚が30nmを越えると、記録感度が低
下し、また、記録時に隣接トラックへ熱が逃げ出しやす
いためクロスイレーズが起きやすい。
If the Tg is lower than 150 ° C., the stability of the amorphous state is poor and cross-erasing is likely to occur. On the other hand, when Tm is 700 ° C. or higher, the energy to be irradiated at the time of recording becomes high, and cross erase is likely to occur in an adjacent track. In fact, Ge 1 Sb 2 Te 4 or Ge 2 Sb 2 T
In e 5 near composition, Tm is from 600 to 620 ° C., Tg is 1
50-170 ° C. Ag 11 In 11 Te 23 Sb
In the case of 55 , Tm is about 550 ° C. and Tg is about 230 ° C.
In general, when the thickness of the recording layer exceeds 30 nm, the recording sensitivity is lowered, and heat is easily released to an adjacent track at the time of recording.

【0070】アモルファス記録マークの形成時の相変化
記録層溶融に関係する重要なパラメータとして、記録層
の光吸収率がある。ランドまたはグルーブのいずれのト
ラックにおいても高いキャリアレベルを得る点において
は、記録層の光吸収率の相変化前後での比率をある範囲
に特定することでより効果が増幅する。
An important parameter related to the melting of the phase-change recording layer when forming the amorphous recording mark is the light absorption of the recording layer. In terms of obtaining a high carrier level in any track of the land or the groove, the effect is further amplified by specifying the ratio of the light absorption rate of the recording layer before and after the phase change to a certain range.

【0071】相変化型光ディスクの特徴として特公平5
−32811などにあるように1ビームオーバーライト
が挙げられる。PWM記録では記録マークの前端と後端
に0または1の情報を割り当てるため、マーク前端と後
端の形状が記録時に歪まないことが特に要求される。し
かしながら1ビームオーバーライトでは、記録前の記録
層がアモルファス状態か結晶状態であるかによって熱伝
導率が異なるなどの理由によって、昇温および降温過程
が不均一となってしまい、記録マークが歪むことが指摘
されている。また、例えば、特開平5−298747に
記載されているように、アモルファス状態の光吸収率よ
りも結晶状態の光吸収率を大きくした方が大きなCN
比、高い消去率ならびに広いパワー許容幅(マージン)
を得られるという提案がある。
As a feature of the phase change type optical disk,
One-beam overwrite as described in -32811 and the like. In the PWM recording, information of 0 or 1 is assigned to the front end and the rear end of the recording mark, so that it is particularly required that the shape of the front end and the rear end of the mark is not distorted at the time of recording. However, with one-beam overwriting, the recording mark becomes distorted because the heating and cooling processes become uneven due to differences in thermal conductivity depending on whether the recording layer before recording is in an amorphous state or a crystalline state. Has been pointed out. Further, as described in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 5-298747, when the light absorption in the crystalline state is larger than the light absorption in the amorphous state, a larger CN is obtained.
Ratio, high erasure rate and wide power allowance (margin)
There is a proposal that you can get.

【0072】しかしながら、本発明者らの検討によれ
ば、結晶状態の光吸収率をアモルファス状態の光吸収率
よりも著しく大きくする必要はなく、結晶状態の光吸収
率をA c、アモルファス状態の光吸収率をAaとしたとき
の比Ac/Aaが、
However, according to the study by the present inventors,
If the light absorptance in the crystalline state is
Light absorption in the crystalline state
A rate c, The light absorption coefficient of the amorphous state is AaAnd when
Ratio Ac/ AaBut,

【0073】[0073]

【数35】0.84 ≦ Ac/Aa < 1.01 の範囲にあるようにディスクの層構成を設計したディス
クにおいて、CN比や記録マークのジッタが特に優秀で
あることが判明した。これは、ディスクの回転速度が特
定の狭い範囲にある場合に限らず、線速度1.4m/s
から15m/sの広い範囲にわたって、効果が顕著にみ
られた。
Equation 35 The disk designed a layer structure of the disk to be in the range of 0.84 ≦ A c / A a < 1.01, jitter CN ratio or recording marks have been found to be particularly excellent. This is not limited to the case where the rotational speed of the disk is within a specific narrow range, but the linear velocity is 1.4 m / s.
The effect was remarkably observed over a wide range from to 15 m / s.

【0074】Ac/Aaが0.84未満であると、記録ト
ラック上にあらかじめ存在する記録マークの有無によっ
てオーバーライト時の記録層溶融の際の昇温・降温過程
にアンバランスが生じてマーク形状の歪みが問題とな
る。また、ディスクの初期状態(未記録状態)を高反射
率、記録状態を低反射率とするようなディスクにおいて
は、0.84未満では記録感度が悪くなる傾向があるた
め、その点でも0.84以上が望ましい。
If A c / A a is less than 0.84, an imbalance occurs in the temperature rise / fall process during melting of the recording layer during overwriting due to the presence or absence of a recording mark existing on the recording track. The distortion of the mark shape becomes a problem. On the other hand, if the initial state (non-recorded state) of the disk is high and the recorded state is low, the recording sensitivity tends to be lower at less than 0.84. 84 or more is desirable.

【0075】金属反射層としては、感度や安定性を考慮
すると、AlとTi、またはAlとTaの合金であるこ
とが望ましい。TiまたはTaの含有量は0.5at%
から3.5at%であることが望ましい。このときディ
スクの反射率のロスが小さく、かつ適度な放熱層として
の役割を発揮しやすい。
In consideration of sensitivity and stability, the metal reflection layer is preferably made of an alloy of Al and Ti or Al and Ta. The content of Ti or Ta is 0.5 at%.
To 3.5 at%. At this time, the loss of the reflectance of the disk is small, and the disk can easily function as an appropriate heat dissipation layer.

【0076】これら薄膜の作成法としては公知のものが
使用でき、あらかじめグルーブを形成した樹脂やガラス
などの基板ディスクにマグネトロンDCスパッタリン
グ、同RFスパッタリングなどの通常の光学薄膜を形成
する方法などがある。金属反射層の上には、膜の保護の
ために樹脂層を塗布またはスピンコートで作成すること
が望ましい。
Known methods can be used for forming these thin films, such as a method of forming a normal optical thin film such as magnetron DC sputtering or RF sputtering on a substrate disk of resin or glass in which grooves are formed in advance. . It is desirable to form a resin layer on the metal reflective layer by coating or spin coating to protect the film.

【0077】保護層に用いる誘電体としては種々の組合
せが可能であり、屈折率、熱伝導率、化学的安定性、機
械的強度、密着性等に留意して決定される。一般的には
透明性が高く高融点であるMg、Ca、Sr、Y、L
a、Ce、Ho、Er、Yb、Ti、Zr、Hf、V、
Nb、Ta、Zn、Al、Si、Ge、Pb等の酸化
物、硫化物、窒化物やCa、Mg、Li等のフッ化物を
用いることができる。
Various combinations are possible for the dielectric used for the protective layer, and the dielectric is determined in consideration of the refractive index, thermal conductivity, chemical stability, mechanical strength, adhesion, and the like. Generally, Mg, Ca, Sr, Y, L, which have high transparency and high melting point
a, Ce, Ho, Er, Yb, Ti, Zr, Hf, V,
Oxides such as Nb, Ta, Zn, Al, Si, Ge, and Pb, sulfides, nitrides, and fluorides such as Ca, Mg, and Li can be used.

【0078】このうち、ZnSと、SiO2またはY2
3の少なくとも一方の混合膜を用いる場合、SiO2また
はY23の含量が5〜40mol%であると、記録した
ディスクの保存安定性に優れ、好ましい。
Of these, ZnS and SiO 2 or Y 2 O
In the case of using at least one mixed film of 3 , the content of SiO 2 or Y 2 O 3 is preferably 5 to 40 mol% because the storage stability of the recorded disk is excellent.

【0079】本発明のディスクを設計するには、相変化
前後の反射光の位相差を正確に把握する必要がある。位
相差はレーザー干渉顕微鏡などによって実測することが
できる。また、前記Ac/Aaをも正確に把握し、特定範
囲内とすることがCN比の向上や記録マークのジッタの
低減の点でより望ましい。Ac/Aaは多層構造の中の記
録層のみの吸収率比であるため、直接測定して知ること
ができない。しかしながら、相変化前後の反射光の位相
差も吸収率比Ac/Aaも各層の光学定数と膜厚を用いて
計算によって求めることができる(計算方法は「分光の
基礎と方法」(工藤恵栄著、オーム社、1985)3章
に詳しい)。本発明における位相差、吸収率比の計算値
はこの文献に記載された方法に基づいて計算を行った。
各層の光学定数はあらかじめ単層膜をスパッタリングな
どの方法で作製し、エリプソメーターなどで測定すれば
よい。
In designing the disk of the present invention, it is necessary to accurately grasp the phase difference of the reflected light before and after the phase change. The phase difference can be measured by a laser interference microscope or the like. Further, it is more desirable that the value of A c / A a be accurately grasped and set within a specific range from the viewpoint of improving the CN ratio and reducing the jitter of the recording mark. Since A c / A a is the absorptance ratio of only the recording layer in the multilayer structure, it cannot be known by direct measurement. However, both the phase difference of the reflected light before and after the phase change and the absorptance ratio A c / A a can be obtained by calculation using the optical constant and the film thickness of each layer (the calculation method is “Basic and Method of Spectroscopy” (Kudo) Keie, Ohmsha, 1985) Chapter 3). The calculated values of the phase difference and the absorptance ratio in the present invention were calculated based on the method described in this document.
The optical constant of each layer may be measured in advance by preparing a single-layer film by a method such as sputtering and using an ellipsometer.

【0080】本発明の光ディスクの記録・消去・再生は
対物レンズで集光した1ビームのレーザーを使用し、回
転する光ディスクの基板側から照射する。記録および消
去時にはパルス状に変調したレーザービームを回転する
ディスクに照射し、記録層を結晶状態またはアモルファ
ス状態の2つの可逆的な状態に相変化させ、記録状態ま
たは消去状態(未記録状態)とする。このとき、記録し
ながら記録前に存在していたマークを同時に消去(オー
バーライト)することもできる。
For recording / erasing / reproducing of the optical disk of the present invention, a one-beam laser condensed by an objective lens is used, and irradiation is performed from the substrate side of the rotating optical disk. At the time of recording and erasing, a rotating disk is irradiated with a pulse-modulated laser beam to change the recording layer into two reversible states, a crystalline state or an amorphous state, and a recording state or an erasing state (unrecorded state). I do. At this time, it is also possible to simultaneously erase (overwrite) marks existing before recording while recording.

【0081】再生時には記録および消去時のレーザーパ
ワーよりも低いパワーのレーザー光を回転するディスク
に照射し、反射光の強度変化をフォトディテクタで検知
して、記録または未記録状態を判定する。このとき、再
生直前の記録層の相状態を変化させてはならない。
At the time of reproduction, the rotating disk is irradiated with a laser beam having a lower power than the laser power at the time of recording and erasing, and the intensity change of the reflected light is detected by a photodetector to determine the recorded or unrecorded state. At this time, the phase state of the recording layer immediately before reproduction must not be changed.

【0082】記録再生に用いるレーザ光の波長は高密度
記録を実現するために700nm以下であることが必須
である。また、ディスク基板の紫外吸収を考慮すると3
00nm以上が好ましい。レーザ光としては、例えばA
lGaAs、AlGaAsP、AlGaInP、GaN
などのIII−V族半導体レーザの出力する500〜70
0nmのレーザ光、Ar、Kr、He−Cd、He−N
eなどのガスレーザが出力する400〜650nmのレ
ーザ光、ZnCdSe、ZnSe、ZnCdS、ZnS
eSなどのII−VI族半導体レーザの出力する400〜5
00nmのレーザ光、III −V族半導体レーザ出力光を
SHG(第二次高調波発生)素子を通して得られる34
0〜390nmのレーザ光、半導体レーザ励起によるY
AGレーザ出力光をTHG(第三次高調波発生)素子を
通して得られる350nmのレーザ光が挙げられる。光
ディスクシステムの小型化を考慮すれば、半導体レーザ
のレーザ光が好ましい。
The wavelength of the laser beam used for recording and reproduction must be 700 nm or less in order to realize high-density recording. Considering the ultraviolet absorption of the disk substrate, 3
00 nm or more is preferable. As the laser light, for example, A
lGaAs, AlGaAsP, AlGaInP, GaN
500-70 output from a III-V semiconductor laser such as
0 nm laser light, Ar, Kr, He-Cd, He-N
laser light of 400 to 650 nm output by a gas laser such as e, ZnCdSe, ZnSe, ZnCdS, ZnS
400-5 output from II-VI semiconductor lasers such as eS
A laser beam of 00 nm and a group III-V semiconductor laser output beam can be obtained through an SHG (second harmonic generation) element.
Laser light of 0 to 390 nm, Y excited by a semiconductor laser
350 nm laser light obtained by outputting the AG laser output light through a THG (third harmonic generation) element. Considering the miniaturization of the optical disk system, the laser light of the semiconductor laser is preferable.

【0083】隣接トラックからの信号のもれこみを、グ
ルーブとランドのいずれに記録した場合においても小さ
くする目的では、グルーブ幅とランド幅は1:1にする
のが望ましい。しかしながら、トラッククロス信号を確
保し、あるいは多数回の繰返し記録消去などを行った場
合の特性の劣化を防止する目的からは、ランドとグルー
ブの最適な形状を考慮して、クロストークに問題が生じ
ない範囲で、1:1から意図的に若干ずらしてもよい。
In order to reduce the leakage of the signal from the adjacent track to both the groove and the land, it is desirable that the groove width and the land width be 1: 1. However, in order to secure the track cross signal or to prevent deterioration of the characteristics when performing repeated recording and erasing many times, crosstalk may occur due to the optimal shape of the land and groove. It may be intentionally slightly deviated from 1: 1 within a range that does not exist.

【0084】本発明のディスクは片面のみを利用した単
板ディスクとして使用できるほか、2枚のディスクを基
板と反対側の面を向い合わせにして貼り合わせて両面デ
ィスクとすることもできる。両面ディスクとした場合に
も、ディスクの両側に光ピックアップを配置した構造の
ドライブを採用することにより、ディスク面の入れ替え
をせずに両面同時に記録消去再生を行うことができる。
これはレーザー光照射側と反対側に磁石を必要とする光
磁気ディスクにはない重要な特徴である。
The disk of the present invention can be used as a single-plate disk using only one surface, or can be made into a double-sided disk by laminating two disks with the surface opposite to the substrate facing each other. Even in the case of a double-sided disk, by using a drive having a structure in which optical pickups are arranged on both sides of the disk, it is possible to simultaneously perform recording, erasing and reproduction on both sides without replacing the disk surface.
This is an important feature not found in a magneto-optical disk that requires a magnet on the side opposite to the laser beam irradiation side.

【0085】また、本発明のL&G記録用光ディスク
は、書換え可能な光学的情報記録媒体であるとともに、
一度だけ記録可能なライトワンス型として使用すること
もできる。例えば、消去あるいは書換えができないよう
に、ドライブ側で情報の書込み禁止の信号をディスクに
記録すればよい。
The optical disc for L & G recording of the present invention is a rewritable optical information recording medium,
It can also be used as a write-once type that can be recorded only once. For example, the drive may record an information write-inhibit signal on the disk so that erasure or rewriting cannot be performed.

【0086】[0086]

【実施例】以下、具体例をもって本発明をさらに詳しく
説明する。しかし、本発明はその要旨を越えない限り以
下の実施例に限定されるものではない。なお、実施例お
よび比較例で用いた基板は全て射出成形により得られた
同一のポリカーボネート基板であり、波長680nmの
レーザー光に対して屈折率は1.56であった。また、
実施例および比較例で示したいずれの記録条件でも、ラ
ンドに記録した場合のノイズレベルとグルーブに記録し
た場合のノイズレベルは同程度であった。したがって、
CN比の比較は記録キャリアレベルの比較と同義であ
る。
Now, the present invention will be described in further detail with reference to specific examples. However, the present invention is not limited to the following examples unless it exceeds the gist. The substrates used in Examples and Comparative Examples were all the same polycarbonate substrates obtained by injection molding, and had a refractive index of 1.56 with respect to a laser beam having a wavelength of 680 nm. Also,
Under any of the recording conditions shown in Examples and Comparative Examples, the noise level when recording on lands and the noise level when recording on grooves were almost the same. Therefore,
The comparison of the CN ratio is synonymous with the comparison of the record carrier level.

【0087】実施例1 螺旋状のグルーブを設けた基板を用意した。グルーブ幅
およびランド幅は共に0.75μm、グルーブ深さは約
70nmであった。この基板上にスパッタリングによ
り、下部誘電体保護層、記録層、上部誘電体保護層、反
射層を設けた。
Example 1 A substrate provided with a spiral groove was prepared. The groove width and the land width were both 0.75 μm, and the groove depth was about 70 nm. On this substrate, a lower dielectric protection layer, a recording layer, an upper dielectric protection layer, and a reflection layer were provided by sputtering.

【0088】下部誘電体保護層および上部誘電体保護層
は(ZnS)80(SiO220とし、下部誘電体保護層
の膜厚を100nm、上部誘電体保護層の膜厚を20n
mとした。記録層はレーザー照射によってアモルファス
相と結晶相との可逆的な相変化を起こすGeとSbとT
eを主成分とする材料を用い、組成比をGe:Sb:T
e=2:2:5(原子比)とした。記録層の膜厚は25
nmとした。反射層はAl97.5Ta2.5を100nmと
した。反射層上にさらに紫外線硬化樹脂を保護コートと
して設けた。成膜直後の記録層はアモルファス状態であ
るため、レーザー光により全面アニールを施し、結晶状
態に相変化させ、これを初期(未記録)状態とした。
The lower dielectric protection layer and the upper dielectric protection layer are (ZnS) 80 (SiO 2 ) 20 , the lower dielectric protection layer has a thickness of 100 nm, and the upper dielectric protection layer has a thickness of 20 n.
m. The recording layer is Ge, Sb, and T that cause a reversible phase change between an amorphous phase and a crystalline phase by laser irradiation.
e is used as a main component, and the composition ratio is Ge: Sb: T
e = 2: 2: 5 (atomic ratio). The thickness of the recording layer is 25
nm. The reflective layer was made of Al 97.5 Ta 2.5 at 100 nm. An ultraviolet curable resin was further provided on the reflective layer as a protective coat. Since the recording layer immediately after the film formation is in an amorphous state, the entire surface was annealed by laser light to change the phase to a crystalline state, which was an initial (unrecorded) state.

【0089】記録はトラック上に高パワーのレーザーの
収束ビームを照射し、記録層をアモルファス状態に変化
させて行い、その結果生じたアモルファス記録マークか
らの反射光量の変化によって、記録マークの検出を行っ
た。次にディスクを線速度10m/sで回転させ、68
0nmの半導体レーザー光を開口数0.60の対物レン
ズで記録層上に集光し、プッシュプル方式でトラッキン
グ制御を行いながら信号の記録、再生を行った。
The recording is performed by irradiating a converging beam of a high power laser onto the track to change the recording layer to an amorphous state, and detecting the recording mark by the resulting change in the amount of reflected light from the amorphous recording mark. went. Next, the disk is rotated at a linear velocity of 10 m / s,
A semiconductor laser beam of 0 nm was condensed on the recording layer by an objective lens having a numerical aperture of 0.60, and signals were recorded and reproduced while performing tracking control by a push-pull method.

【0090】まず、任意のグルーブを選択し、周波数
7.47MHzの信号を記録した。記録パワーを10〜
12mWのあいだで1mW刻みで変化させ、消去パワ
ー、ベースパワーを6mWとして1ビームオーバーライ
トを行った。そののち再生し、スペクトラムアナライザ
ーで解像帯域幅30kHzで測定したところ、CN比は
54〜55dBと良好な値であった。次に、任意のラン
ドを選択し、同様な記録を行ってCN比を測定したとこ
ろ、グルーブの場合と全く等しいCN比54〜55dB
が得られた。
First, an arbitrary groove was selected, and a signal having a frequency of 7.47 MHz was recorded. Recording power of 10
One beam overwriting was performed with the erasing power and the base power changed to 6 mW while changing the power in steps of 1 mW between 12 mW. After that, it was reproduced and measured with a spectrum analyzer at a resolution bandwidth of 30 kHz. As a result, the CN ratio was a good value of 54 to 55 dB. Next, when an arbitrary land was selected and the same recording was performed to measure the CN ratio, the CN ratio was 54 to 55 dB, which was exactly the same as that for the groove.
was gotten.

【0091】なお、記録層が結晶状態とアモルファス状
態とでの反射光の位相差は、計算により、アモルファス
状態の反射光が0.01π進んでいた。また記録層の吸
収率比Ac/Aaは、計算により0.84であった。
The phase difference of the reflected light between the crystalline state and the amorphous state of the recording layer was calculated to be 0.01 π for the reflected light in the amorphous state. The absorption ratio A c / A a of the recording layer was 0.84 by calculation.

【0092】実施例2 実施例1と同じディスクを、線速15m/sで回転さ
せ、任意のグルーブを選択し、実施例1と同じ信号記録
装置を用いて周波数11MHzの信号を記録した。記録
パワーは12mW、消去パワー、ベースパワーは7mW
として1ビームオーバーライトを行った。そののち再生
し、解像帯域幅30kHzで測定したところ、CN比5
2dBが得られた。記録後、パワーが7mWのDCレー
ザー光を記録トラックに照射したところ、キャリアレベ
ルが25dB減少し、消去比25dBと良好な消去特性
を示した。次に、任意のランドを選択し、同様な記録を
行ってCN比を測定したところ、グルーブの場合と全く
等しいCN比52dBが得られ、消去比もグルーブと同
等な値24dBが得られた。
Example 2 The same disk as in Example 1 was rotated at a linear velocity of 15 m / s, an arbitrary groove was selected, and a signal having a frequency of 11 MHz was recorded using the same signal recording device as in Example 1. Recording power: 12 mW, erase power, base power: 7 mW
To perform one-beam overwriting. After that, it was reproduced and measured at a resolution bandwidth of 30 kHz.
2 dB was obtained. After recording, the recording track was irradiated with a DC laser beam having a power of 7 mW. As a result, the carrier level was reduced by 25 dB and the erasing ratio was 25 dB, indicating good erasing characteristics. Next, an arbitrary land was selected, the same recording was performed, and the CN ratio was measured. As a result, a CN ratio of 52 dB exactly equal to that of the groove was obtained, and an erasing ratio of 24 dB equivalent to that of the groove was obtained.

【0093】実施例3 記録層の組成をGe22Sb25Te53とした以外は実施例
1と全く同様にしてディスクを作製した。なお、量論組
成のGe:Sb:Te=2:2:5は線速10m/s以
上で記録再生を行う場合に好適であり、10m/s以下
の線速においては再結晶化による記録マーク形状の歪み
を防止するため、若干Sb量を増やすのが効果的であ
る。
Example 3 A disc was produced in exactly the same manner as in Example 1 except that the composition of the recording layer was Ge 22 Sb 25 Te 53 . The stoichiometric composition of Ge: Sb: Te = 2: 2: 5 is suitable for performing recording and reproduction at a linear velocity of 10 m / s or more, and at a linear velocity of 10 m / s or less, a recording mark by recrystallization. It is effective to slightly increase the amount of Sb in order to prevent shape distortion.

【0094】ディスクを線速度3m/sで回転させ、任
意のグルーブを選択し、実施例1と同じ信号記録装置を
用いて周波数2.24MHzの信号を記録した。記録パ
ワーを8.5〜10.5mWのあいだで0.5mW刻み
で変化させ、消去パワー、ベースパワーを4.5mWと
して1ビームオーバーライトを行った。そののち再生
し、解像帯域幅10kHzで測定したところ、CN比は
57〜59dBと良好な値であった。次に、任意のラン
ドを選択し、同様な記録を行ってCN比を測定したとこ
ろ、グルーブの場合と全く等しいCN比57〜59dB
が得られた。このとき記録マークのジッターは8nsで
あった。なお、ジッターはマークの始端から後端までを
信号波形の2回微分のゼロクロス点を検出して測定し
た。
The disk was rotated at a linear velocity of 3 m / s, an arbitrary groove was selected, and a signal having a frequency of 2.24 MHz was recorded using the same signal recording device as in the first embodiment. The recording power was changed between 8.5 to 10.5 mW in 0.5 mW steps, and the erasing power and the base power were set to 4.5 mW to perform one-beam overwriting. After that, reproduction and measurement were performed at a resolution bandwidth of 10 kHz. As a result, the CN ratio was a good value of 57 to 59 dB. Next, when an arbitrary land was selected and the same recording was performed to measure the CN ratio, the CN ratio was 57 to 59 dB, which was exactly the same as that for the groove.
was gotten. At this time, the jitter of the recording mark was 8 ns. The jitter was measured from the beginning to the end of the mark by detecting the zero cross point of the second derivative of the signal waveform.

【0095】記録層が結晶状態とアモルファス状態とで
の反射光の位相差は、計算により、アモルファス状態の
反射光が0.01π進んでいた。また記録層の吸収率比
c/Aaは、計算により0.84であった。図6に本実
施例により得られた記録パワーとCN比の関係を示す。
The phase difference of the reflected light between the crystalline state and the amorphous state of the recording layer was calculated to be 0.01π ahead of the reflected light in the amorphous state. The absorption ratio A c / A a of the recording layer was 0.84 by calculation. FIG. 6 shows the relationship between the recording power and the CN ratio obtained by this embodiment.

【0096】実施例4 下部誘電体保護層の膜厚を150nmとした以外は実施
例3と全く同様にしてディスクを作製した。ディスクを
線速度3m/sで回転させ、任意のグルーブを選択し、
実施例1と同じ信号記録装置を用いて周波数2.24M
Hzの信号を記録した。記録パワーは10〜12mWの
あいだで0.5mW刻みで変化させ、消去パワー、ベー
スパワーを4.5mWとして1ビームオーバーライトを
行った。そののち再生し、解像帯域幅10kHzで測定
したところ、CN比54〜55dBと良好な値であっ
た。
Example 4 A disk was manufactured in the same manner as in Example 3 except that the thickness of the lower dielectric protection layer was changed to 150 nm. Rotate the disc at a linear velocity of 3 m / s, select an arbitrary groove,
Using the same signal recording device as in the first embodiment, using a frequency of 2.24M
Hz signal was recorded. The recording power was changed in steps of 0.5 mW between 10 and 12 mW, and one-beam overwriting was performed with the erasing power and the base power being 4.5 mW. After that, it was reproduced and measured at a resolution bandwidth of 10 kHz, which was a good value with a CN ratio of 54 to 55 dB.

【0097】次に、任意のランドを選択し、同様な記録
を行ってCN比を測定したところ、グルーブの場合と全
く等しいCN比54〜55dBが得られた。ランドとグ
ルーブのCN比は等しく十分な値ではあったが、実施例
3に比べてCN比が約4dB低下した上に、最適な記録
パワーが約1.5mW余計に必要になった。記録感度の
悪化は使用するドライブのレーザー光寿命の低下に直結
する。
Next, an arbitrary land was selected, the same recording was performed, and the CN ratio was measured. As a result, a CN ratio of 54 to 55 dB completely equal to that of the groove was obtained. The CN ratios of the land and the groove were equal and sufficient, but the CN ratio was reduced by about 4 dB as compared with the third embodiment, and the optimum recording power required about 1.5 mW more. Deterioration of the recording sensitivity is directly linked to a reduction in the laser light life of the drive used.

【0098】記録層が結晶状態とアモルファス状態とで
の反射光の位相差は、計算により、アモルファス状態の
反射光が0.03π遅れていた。また記録層の吸収率比
c/Aaは、計算により0.75であった。
The phase difference of the reflected light between the crystalline state and the amorphous state of the recording layer was calculated, and the reflected light in the amorphous state was delayed by 0.03π. The absorption ratio A c / A a of the recording layer was 0.75 by calculation.

【0099】比較例1 記録層の膜厚を20nmとした以外は実施例3と全く同
様にしてディスクを作製した。ディスクを線速度3m/
sで回転させ、任意のグルーブを選択し、実施例1と同
じ信号記録装置を用いて周波数2.24MHzの信号を
記録した。記録パワーは5〜10mWのあいだで1mW
刻みで変化させ、消去パワー、ベースパワーを4.5m
Wとして1ビームオーバーライトを行った。そののち再
生し、解像帯域幅10kHzで測定したところ、CN比
56dBと良好な値であった。
Comparative Example 1 A disk was produced in exactly the same manner as in Example 3 except that the thickness of the recording layer was changed to 20 nm. 3m / linear velocity
The sample was rotated at s, an arbitrary groove was selected, and a signal having a frequency of 2.24 MHz was recorded using the same signal recording device as in Example 1. Recording power is 1 mW between 5 and 10 mW
Erasing power and base power are changed by 4.5m
As W, one-beam overwriting was performed. After that, it was reproduced and measured with a resolution bandwidth of 10 kHz, which was a good value with a CN ratio of 56 dB.

【0100】次に、任意のランドを選択し、同様な記録
を行ってCN比を測定したところ、53dBであった。
このように、ランドとグルーブの信号品質が同等でなく
なり、CN比に3dBもの差を生じた。記録層が結晶状
態とアモルファス状態とでの反射光の位相差は、計算に
より、アモルファス状態の反射光が0.20π進んでい
た。また記録層の吸収率比Ac/Aaは、計算により0.
85であった。
Next, an arbitrary land was selected, the same recording was performed, and the CN ratio was measured. As a result, it was 53 dB.
As described above, the signal quality of the land and the groove was not equal, and a difference of 3 dB was caused in the CN ratio. By calculation, the phase difference of the reflected light between the crystalline state and the amorphous state of the recording layer was 0.20π ahead of the reflected light in the amorphous state. Further, the absorption ratio A c / A a of the recording layer is calculated to be 0.
85.

【0101】比較例2 下部誘電体保護層の膜厚を180nm、記録層の膜厚を
20nm、上部誘電体保護層の膜厚を80nmとした以
外は実施例3と全く同様にしてディスクを作製した。デ
ィスクを線速度3m/sで回転させ、任意のランドを選
択し、実施例1と同じ信号記録装置を用いて周波数2.
24MHzの信号を記録した。記録パワーは8〜9mW
のあいだで0.5mW刻みで変化させ、消去パワー、ベ
ースパワーを4.5mWとして1ビームオーバーライト
を行った。そののち再生し、解像帯域幅10kHzで測
定したところ、CN比は50〜51dBであった。
Comparative Example 2 A disk was produced in exactly the same manner as in Example 3 except that the thickness of the lower dielectric protection layer was 180 nm, the thickness of the recording layer was 20 nm, and the thickness of the upper dielectric protection layer was 80 nm. did. The disk was rotated at a linear velocity of 3 m / s, an arbitrary land was selected, and the frequency was changed to 2. using the same signal recording device as in the first embodiment.
A 24 MHz signal was recorded. Recording power is 8-9mW
, The erase power and the base power were set to 4.5 mW, and one-beam overwriting was performed. Thereafter, reproduction was performed, and the CN ratio was 50 to 51 dB when measured at a resolution bandwidth of 10 kHz.

【0102】次に、任意のグルーブを選択し、同様な記
録を行ってCN比を測定したところ、39〜40dBし
か得られなかった。このように、ランドとグルーブの信
号品質の一方が著しく悪化し、CN比に実に11dBも
の差を生じた。
Next, an arbitrary groove was selected, the same recording was performed, and the CN ratio was measured. As a result, only 39 to 40 dB was obtained. As described above, one of the signal qualities of the land and the groove was remarkably deteriorated, and the difference in the CN ratio was as much as 11 dB.

【0103】記録層が結晶状態とアモルファス状態とで
の反射光の位相差は、計算により、アモルファス状態の
反射光が0.16π遅れていた。記録層の吸収率比Ac
/Aaは、計算により1.19もあったにもかかわら
ず、ランドで測定した記録マークのジッターは13ns
であり、実施例3より劣っていた。図7に本比較例によ
り得られた記録パワーとCN比の関係を示す。
The phase difference of the reflected light between the crystalline state and the amorphous state of the recording layer was calculated, and the reflected light in the amorphous state was delayed by 0.16π. Absorption ratio A c of recording layer
Although the calculated value of / A a was 1.19, the jitter of the recording mark measured at the land was 13 ns.
And inferior to Example 3. FIG. 7 shows the relationship between the recording power and the CN ratio obtained by this comparative example.

【0104】比較例3 下部誘電体保護層の膜厚を220nm、記録層の膜厚を
20nm、上部誘電体保護層の膜厚を80nmとした以
外は実施例3と全く同様にしてディスクを作製した。デ
ィスクを線速度3m/sで回転させ、任意のランドを選
択し、実施例1と同じ信号記録装置を用いて周波数2.
24MHzの信号を記録した。記録パワーは8〜9mW
のあいだで0.5mW刻みで変化させ、消去パワー、ベ
ースパワーを4.5mWとして1ビームオーバーライト
を行った。そののち再生し、解像帯域幅10kHzで測
定したところ、CN比51〜52dBであった。次に、
任意のグルーブを選択し、同様な記録を行ってCN比を
測定したところ、44〜45dBしか得られなかった。
このように、ランドとグルーブの信号品質の一方が著し
く悪化し、CN比に7dBもの差を生じた。
Comparative Example 3 A disk was produced in exactly the same manner as in Example 3 except that the thickness of the lower dielectric protection layer was 220 nm, the thickness of the recording layer was 20 nm, and the thickness of the upper dielectric protection layer was 80 nm. did. The disk was rotated at a linear velocity of 3 m / s, an arbitrary land was selected, and the frequency was changed to 2. using the same signal recording device as in the first embodiment.
A 24 MHz signal was recorded. Recording power is 8-9mW
, The erase power and the base power were set to 4.5 mW, and one-beam overwriting was performed. After that, it was reproduced and measured with a resolution bandwidth of 10 kHz, and the CN ratio was 51 to 52 dB. next,
An arbitrary groove was selected, the same recording was performed, and the CN ratio was measured. As a result, only 44 to 45 dB was obtained.
Thus, one of the signal quality of the land and the groove was remarkably deteriorated, resulting in a difference of 7 dB in the CN ratio.

【0105】記録層が結晶状態とアモルファス状態とで
の反射光の位相差は、計算により、アモルファス状態の
反射光が0.25π遅れていた。記録層の吸収率比Ac
/Aaは、計算により1.21もあったにもかかわら
ず、ランドで測定した記録マークのジッターは10ns
であり、実施例3より劣っていた。
The phase difference of the reflected light between the crystalline state and the amorphous state of the recording layer was calculated to be 0.25π delayed from the reflected light in the amorphous state. Absorption ratio A c of recording layer
Although the calculated value of / A a was 1.21 as calculated, the jitter of the recording mark measured at the land was 10 ns.
And inferior to Example 3.

【0106】実施例5 螺旋状のグルーブを、グルーブピッチを1.1〜1.6
μmまで0.5μm刻みで変えたものを複数枚用意し
た。いずれもグルーブ幅とランド幅は等しくした。実質
的な記録トラックピッチは0.55〜0.8μmであ
る。また、グルーブ深さは約70nmであった。この基
板上にスパッタリングにより、下部誘電体保護層、記録
層、上部誘電体保護層、反射層を設けた。記録層の組成
をGe22Sb23.5Te54.5とした以外は、層構成は実施
例1と同じとした。
Example 5 A spiral groove having a groove pitch of 1.1 to 1.6 was used.
Plural pieces of which were changed to 0.5 μm at 0.5 μm intervals were prepared. In each case, the groove width and the land width were equal. The substantial recording track pitch is 0.55 to 0.8 μm. The groove depth was about 70 nm. On this substrate, a lower dielectric protection layer, a recording layer, an upper dielectric protection layer, and a reflection layer were provided by sputtering. The layer configuration was the same as in Example 1 except that the composition of the recording layer was Ge 22 Sb 23.5 Te 54.5 .

【0107】このディスクについて、繰返しオーバーラ
イト記録を行い、クロスイレーズの程度を評価した。ま
ずグルーブあるいはランド上に記録を行い、次に隣接両
ランドあるいはグルーブに繰返しオーバーライトを行っ
て、最初にグルーブあるいはランドに記録された信号の
CN比の低下を測定した。
The disk was repeatedly subjected to overwrite recording, and the degree of cross erase was evaluated. First, recording was performed on a groove or land, and then overwriting was repeatedly performed on both adjacent lands or grooves, and a decrease in the CN ratio of a signal recorded on the groove or land was measured first.

【0108】ディスクを線速度10m/sで回転させ、
680nmの半導体レーザー光を開口数0.60の対物
レンズで記録層上に集光し、プッシュプル方式でトラッ
キング制御を行いながら信号の記録、再生を行った。ま
ず、任意のグルーブを選択し、周波数2.24MHzの
信号をデューティ25%で記録した。記録パワーを8〜
9mWとし、消去パワー、ベースパワーを4.5mWと
して、1ビームオーバーライトを行った。
A disk is rotated at a linear velocity of 10 m / s,
A 680 nm semiconductor laser beam was condensed on the recording layer with an objective lens having a numerical aperture of 0.60, and signals were recorded and reproduced while performing tracking control by a push-pull method. First, an arbitrary groove was selected, and a signal having a frequency of 2.24 MHz was recorded at a duty of 25%. Recording power 8 ~
One beam overwriting was performed at 9 mW, and the erasing power and the base power were 4.5 mW.

【0109】その結果、グルーブピッチが1.45μm
(記録トラックピッチ0.725μm)以上では、1万
回オーバーライト後の隣接グルーブまたはランド間のC
N比の低下を3dB未満とでき、実用上問題のないレベ
ルであった。なお、記録層が結晶状態とアモルファス状
態とでの反射光の位相差は、計算により、アモルファス
状態の反射光が0.01π進んでいた。また記録層の吸
収率比Ac/Aaは、計算により0.85であった。
As a result, the groove pitch was 1.45 μm
(Recording track pitch 0.725 μm) or more, the C between adjacent grooves or lands after 10,000 overwrites
The reduction of the N ratio could be made less than 3 dB, which was a level that was not problematic in practical use. The phase difference of the reflected light between the crystalline state and the amorphous state of the recording layer was calculated by calculating that the reflected light in the amorphous state advanced by 0.01π. The absorption ratio A c / A a of the recording layer was 0.85 by calculation.

【0110】本発明者らの熱拡散方程式を数値計算によ
って解いた解析結果によれば、本実施例で用いた層構成
は横方向の熱拡散が最も多いものの一つであり、クロス
イレーズに関しては最も厳しい条件で検討したことにな
る。従って、他の層構成についても、上記最小トラック
ピッチ以上であれば問題ないと考えてよい。
According to the analysis results obtained by solving the heat diffusion equation of the present inventors by numerical calculation, the layer structure used in this embodiment is one of the ones having the largest heat diffusion in the lateral direction, and This means that the examination was performed under the most severe conditions. Therefore, it can be considered that there is no problem in other layer configurations as long as it is equal to or more than the minimum track pitch.

【0111】実施例6 実施例5と同じディスクについて、ランド上に繰返しオ
ーバーライトを行い、そのランド上の信号のマーク長ジ
ッターを測定した。記録再生条件は、集束レンズのNA
=0.55のものを用いた以外は実施例5と同様とし
た。グルーブピッチ1.55μmおよび1.6μm(記
録トラックピッチ0.775μmおよび0.8μm)の
場合にのみ、103回のオーバーライトに対するジッタ
ー増加が20%程度に抑えられた。一方、グルーブピッ
チ1.4μm(記録トラックピッチ0.7μm)では、
ジッターの増加が著しく、103回のオーバーライトに
対し、2倍以上となった。
Example 6 The same disk as in Example 5 was repeatedly overwritten on a land, and the mark length jitter of a signal on the land was measured. The recording / reproducing condition is the NA of the focusing lens.
Example 5 was the same as Example 5 except that a material having a value of 0.55 was used. Only when the groove pitch 1.55μm and 1.6 [mu] m (recording track pitch 0.775μm and 0.8 [mu] m), the jitter increase over 10 3 times overwriting was suppressed to about 20%. On the other hand, at a groove pitch of 1.4 μm (a recording track pitch of 0.7 μm),
Increase in jitter significantly, to 10 3 times of overwriting was more than doubled.

【0112】[0112]

【発明の効果】以上説明したように、本発明による光記
録媒体および記録再生方法によれば、ランドの記録マー
クのキャリアレベルとグルーブのキャリアレベルの間の
好ましからざる差を解消でき、また、ランドとグルーブ
の両方に信号を記録する場合も、隣接トラックからのク
ロストークの影響を低減することができる。したがって
ランドとグルーブのいずれに記録しても同等なレベルの
再生信号振幅が得られ、高品質で高信頼性のランド&グ
ルーブ記録用ディスクを提供できる。
As described above, according to the optical recording medium and the recording / reproducing method of the present invention, an undesired difference between the carrier level of the recording mark of the land and the carrier level of the groove can be eliminated. Also when signals are recorded in both the groove and the groove, the influence of crosstalk from an adjacent track can be reduced. Therefore, the same level of reproduction signal amplitude can be obtained regardless of whether recording is performed on either the land or the groove, and a high-quality and highly reliable land and groove recording disk can be provided.

【0113】さらに、本発明の光記録媒体の記録層がア
モルファス状態の場合と結晶状態の場合との、記録層に
吸収される照射光の割合の比率を特定のものとすること
により、高CN比かつ記録マークのジッタの低い優れた
ディスクを提供できる。
Further, the ratio of the ratio of the irradiation light absorbed by the recording layer in the case where the recording layer of the optical recording medium according to the present invention is in the amorphous state and in the case where the recording layer is in the crystalline state is specified, thereby achieving a high CN. An excellent disc having a low recording mark jitter and a low recording mark can be provided.

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

【図1】本発明における光ディスクの溝形状と照射レー
ザー光の収束ビームの位置関係を説明するための拡大斜
視図
FIG. 1 is an enlarged perspective view for explaining a positional relationship between a groove shape of an optical disc and a convergent beam of irradiation laser light in the present invention.

【図2】本発明における光ディスクの溝形状と照射レー
ザー光の収束ビームの位置関係を説明するための拡大斜
視図
FIG. 2 is an enlarged perspective view for explaining a positional relationship between a groove shape of an optical disc and a convergent beam of irradiation laser light in the present invention.

【図3】本発明における光ディスクの溝形状と照射レー
ザー光の収束ビームの位置関係を説明するための拡大斜
視図
FIG. 3 is an enlarged perspective view for explaining a positional relationship between a groove shape of an optical disc and a convergent beam of irradiation laser light in the present invention.

【図4】本発明における光ディスクの溝形状と照射レー
ザー光の収束ビームの位置関係を説明するための拡大斜
視図
FIG. 4 is an enlarged perspective view for explaining a positional relationship between a groove shape of an optical disc and a convergent beam of irradiation laser light in the present invention.

【図5】収束ビームの形状を示す模式図FIG. 5 is a schematic diagram showing the shape of a convergent beam.

【図6】実施例3における記録パワーとCN比の関係を
示した図
FIG. 6 is a diagram showing a relationship between a recording power and a CN ratio in Example 3.

【図7】比較例2における記録パワーとCN比の関係を
示した図
FIG. 7 is a diagram showing the relationship between recording power and CN ratio in Comparative Example 2.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 基板 2 記録層 3 ランド 4 グルーブ 5 収束ビーム 6 ランドに照射された収束ビームの領域 7 グルーブに照射された収束ビームの領域 8 記録マーク 9 収束ビーム 10 収束ビームの強度分布 11 エアリーディスク 12 集束レンズ Reference Signs List 1 substrate 2 recording layer 3 land 4 groove 5 convergent beam 6 area of convergent beam irradiated to land 7 area of convergent beam irradiated to groove 8 recording mark 9 convergent beam 10 intensity distribution of convergent beam 11 Airy disk 12 focusing lens

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 高田 健一 岡山県倉敷市潮通三丁目10番地 三菱化学 株式会社水島事業所内 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Inventor Kenichi Takada 3--10, Utsudori, Kurashiki-shi, Okayama Prefecture Mitsubishi Chemical Mizushima Office

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 溝が形成された透明基板上に、下部誘電
体保護層、相変化型記録層、上部誘電体保護層、金属反
射層を順次積層した構成からなり、前記溝と溝間の両方
を記録領域として用い、700nm以下の波長のレーザ
ー光を照射することによって情報の記録、消去、再生を
行なう光記録媒体であって、 (1)以下で定義される未記録領域からの反射光と記録
領域からの反射光の位相差α α=(未記録領域からの反射光の位相)−(記録領域か
らの反射光の位相) が次式を満たし、 【数1】 (m−0.1)π ≦ α ≦ (m+0.1)π (mは整数) (2)溝幅GW、溝間の幅LW、溝深さdが以下の式を
満たす 【数2】0.3μm ≦ GW ≦ 0.8μm 【数3】0.3μm ≦ LW ≦ 0.8μm 【数4】0.62×(λ/NA) ≦ LW ≦ 0.
8×(λ/NA) 【数5】(GW+LW)/2 > 0.6×(λ/N
A) 【数6】λ/7n < d < λ/5n (ここで、λ:照射光の波長、n:基板の屈折率、N
A:集束レンズの開口数)ことを特徴とする光記録媒
体。
1. A structure in which a lower dielectric protection layer, a phase-change recording layer, an upper dielectric protection layer, and a metal reflection layer are sequentially laminated on a transparent substrate having a groove formed therein. An optical recording medium for recording, erasing, and reproducing information by irradiating a laser beam having a wavelength of 700 nm or less using both of them as recording areas, and (1) reflected light from an unrecorded area defined below. And the phase difference of the reflected light from the recording area α α = (the phase of the reflected light from the unrecorded area) − (the phase of the reflected light from the recorded area) satisfies the following equation. 1) π ≦ α ≦ (m + 0.1) π (m is an integer) (2) The groove width GW, the width LW between grooves, and the groove depth d satisfy the following formula: 0.3 μm ≦ GW ≦ 0.8 μm (Equation 3) 0.3 μm ≦ LW ≦ 0.8 μm (Equation 4) 0.62 × (λ / NA) ≦ LW 0.
8 × (λ / NA) (5) (GW + LW) / 2> 0.6 × (λ / N
A) ## EQU6 ## λ / 7n <d <λ / 5n (where, λ: wavelength of irradiation light, n: refractive index of substrate, N
A: Numerical aperture of the focusing lens).
【請求項2】 照射レーザー光の記録層での吸収率を、
記録層が結晶状態である場合をAc、記録層がアモルフ
ァス状態である場合をAaとしたとき、結晶状態とアモ
ルファス状態の吸収率の比Ac/Aaが 【数7】0.84 ≦ Ac/Aa < 1.01 であることを特徴とする請求項1記載の光記録媒体。
2. The absorptance of an irradiation laser beam in a recording layer,
When the recording layer is in a crystalline state, A c , and when the recording layer is in an amorphous state, A a , the ratio A c / A a of the absorptivity between the crystalline state and the amorphous state is 0.84. ≦ a c / a a <optical recording medium according to claim 1, characterized in that 1.01.
【請求項3】 反射層がAlとTiまたはTaの合金で
あり、TiまたはTaの含有量が0.5〜3.5at%
であることを特徴とする請求項1または2に記載の光記
録媒体。
3. The reflection layer is an alloy of Al and Ti or Ta, and the content of Ti or Ta is 0.5 to 3.5 at%.
The optical recording medium according to claim 1, wherein
【請求項4】 下部誘電体保護層と上部誘電体保護層の
うちの一方かまたは両方が、ZnSと、SiO2または
23のうちのいずれか一方との混合膜であり、SiO
2またはY23の含量が5〜40mol%であることを
特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の光記録媒
体。
4. One or both of the lower dielectric protection layer and the upper dielectric protection layer are a mixed film of ZnS and one of SiO 2 and Y 2 O 3 ,
The optical recording medium according to claim 1 content of 2 or Y 2 O 3 is characterized in that it is a 5 to 40 mol%.
【請求項5】 請求項1に記載の光記録媒体を用い、溝
と溝間の両方を記録領域として用い、いずれの領域にも
700nm以下の波長のレーザーの1ビームオーバーラ
イトによって記録、消去、再生せしめることを特徴とす
る記録再生方法。
5. The optical recording medium according to claim 1, wherein both grooves are used as recording regions, and recording, erasing, and erasing are performed in each region by one-beam overwriting of a laser having a wavelength of 700 nm or less. A recording / reproducing method characterized by reproducing.
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