WO2000021081A1 - Support d'enregistrement d'information et dispositif d'enregistrement d'information - Google Patents

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WO2000021081A1
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information recording
recording medium
layer
recording
thermal diffusion
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PCT/JP1999/005444
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Makoto Miyamoto
Junko Ushiyama
Keikichi Ando
Yumiko Anzai
Akemi Hirotsune
Motoyasu Terao
Tetsuya Nishida
Yasushi Miyauchi
Mitsuhide Miyamoto
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Hitachi, Ltd.
Hitachi Maxell, Ltd.
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    • G11B2007/25716—Record carriers characterised by shape, structure or physical properties, or by the selection of the material characterised by the selection of the material of layers other than recording layers of layers having properties involved in recording or reproduction, e.g. optical interference layers or sensitising layers or dielectric layers, which are protecting the recording layers consisting essentially of inorganic materials containing sulfur
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    • G11B2007/25705—Record carriers characterised by shape, structure or physical properties, or by the selection of the material characterised by the selection of the material of layers other than recording layers of layers having properties involved in recording or reproduction, e.g. optical interference layers or sensitising layers or dielectric layers, which are protecting the recording layers consisting essentially of inorganic materials
    • G11B2007/25718—Record carriers characterised by shape, structure or physical properties, or by the selection of the material characterised by the selection of the material of layers other than recording layers of layers having properties involved in recording or reproduction, e.g. optical interference layers or sensitising layers or dielectric layers, which are protecting the recording layers consisting essentially of inorganic materials containing halides (F, Cl, Br, l)
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    • G11B7/241—Record carriers characterised by shape, structure or physical properties, or by the selection of the material characterised by the selection of the material
    • G11B7/252—Record carriers characterised by shape, structure or physical properties, or by the selection of the material characterised by the selection of the material of layers other than recording layers
    • G11B7/253—Record carriers characterised by shape, structure or physical properties, or by the selection of the material characterised by the selection of the material of layers other than recording layers of substrates
    • G11B7/2533—Record carriers characterised by shape, structure or physical properties, or by the selection of the material characterised by the selection of the material of layers other than recording layers of substrates comprising resins
    • G11B7/2534—Record carriers characterised by shape, structure or physical properties, or by the selection of the material characterised by the selection of the material of layers other than recording layers of substrates comprising resins polycarbonates [PC]

Definitions

  • the present invention relates to an information recording medium on which information is recorded by irradiating an energy beam, and to the above information recording medium, and in particular, to rewriting of a phase-change optical disk or a magneto-optical disk It relates to a possible optical disk.
  • the present invention relates to an information recording apparatus that satisfactorily reproduces or records the information recording medium.
  • the information recording medium is sometimes referred to as a phase-change optical disk, a magneto-optical disk, or simply an optical disk.
  • information recording is performed in which information is recorded by generating heat by irradiating an energy beam and causing a change in an atomic arrangement or a magnetic moment by the heat. Since it is applicable as long as it is applicable to a medium, it is also effective for information recording media other than a disc-shaped information recording medium such as an optical card, regardless of the shape of the information recording medium.
  • the above-mentioned energy beam may be expressed as a laser beam or simply a laser beam.
  • the present invention provides an energy beam capable of generating heat on an information recording medium. As long as it is a beam, it can be applied to an information recording medium recorded by an energy beam that is not generally regarded as light, such as an electron beam or an ion beam. Background art
  • an uneven surface is provided on the plastic substrate for tracking one laser beam.
  • a method of recording information in a concave portion or a convex portion has been common.
  • a method of recording information on each of the concave and convex portions using the above-mentioned concave and convex shape has been developed.
  • the above-mentioned concave-convex convex portion is called a land, and the concave-convex concave portion is defined as a group.
  • the leakage of the reproduced signal occurs from the adjacent information recording track (the group for the land or the land for the group).
  • the reproduction signal from the information recorded in the group leaks in and the information recorded in the land cannot be reproduced accurately. Occurs.
  • the leakage of the reproduced signal from the information recorded on the adjacent information recording track is called crosstalk.
  • a heat diffusion layer having a high thermal conductivity is provided on the side of the magnetic layer opposite to the laser beam incident side, but the distance between the magnetic layer and the heat diffusion layer is 20 nm. Since it is smaller than the following, heat is easily diffused to the adjacent information recording track via the thermal diffusion layer.
  • Example 2 Although the distance between the magnetic layer and the thermal diffusion layer is relatively thick at 80 nm, a metal magnetic layer is used as the recording layer (in the present invention, the atomic arrangement change, Alternatively, a functional thin film that changes its electronic state is referred to as a recording layer.), And the total thickness of these three layers is extremely large at 145 nm. For this reason, it was found that heat diffused in the recording layer and erased information recorded on the adjacent information recording track.
  • the step (groove depth) between the center of the concave portion and the center of the convex portion of the above-mentioned uneven shape is usually set to / 8 when the wavelength of the laser forming the laser beam is human. Is done. This is because the largest tracking error signal can be obtained when the groove depth is / 8.
  • the land group recording method has been devised, so the above groove depth is more than / 7 In some cases (conventional example 3: JP-A-6-338064).
  • the feature of this method is that even when the track pitch is narrowed to about 60% of the laser beam spot, crosstalk from the adjacent information recording track (adjacent information recording track) can be achieved. Signal leakage from the sensor).
  • a laser with a laser wavelength ( ⁇ ) of 645 to 66 O nm has a lens aperture of NA of 0. Since the aperture is narrowed down by the lens shown in Fig. 6, recording and playback are performed using a laser beam spot of 0.97 to 0.99 m (0.9 f / NA). be able to. Therefore, crosstalk can be canceled even when the track pitch is 0.7 m or less.
  • the 2.6 GB / side DVD-RAM standard specifies a track pitch of 0.74—m. The only reason for this is that if the track pitch is further reduced, a cross loss will occur.
  • the film structure of the rewritable optical disk is such that a dielectric protective layer such as Si 3 N 4 or ZnS-Si 02 (hereinafter referred to as a lower protective layer) is formed on the plastic transparent substrate.
  • a recording layer typified by a TbFeCo-based magnetic film, or a chalcogenide-based phase-change film such as GeSbTe, etc .;
  • This is a multiple interference structure in which heat diffusion control layers are sequentially stacked, and a metal reflection film (hereinafter, referred to as a heat diffusion layer) such as an A1 alloy or an Au alloy is provided.
  • the characteristic of this structure is that the lower protective layer, the recording layer, the thermal diffusion control layer, the refractive index of the thermal diffusion layer, and the film thickness are set to appropriate values, so that the optical properties of the recording layer are improved. By reflecting the light while emphasizing the change in the physical property value, a large carrier-to-noise ratio is obtained.
  • the role of the thermal diffusion layer passes through the lower protective layer, recording layer, and thermal diffusion control layer
  • the reflected light is reflected back to the light incident side. Therefore, it is required to have high reflectivity optically.
  • the thermal conductivity of metals having high reflectivity such as Al, Au, Pd, Pt, Cu, and Ag, is generally extremely large, the following problems occur.
  • the thermal diffusion layer is made to have high thermal conductivity, it means that the heat generated in the recording layer will be easily diffused into the thermal diffusion layer, so the temperature of the recording layer will not rise easily and recording will be performed. There is a problem that the laser power required for recording increases (recording sensitivity decreases) (recording sensitivity problem).
  • thermal diffusion layer closer to the recording layer is set to low thermal conductivity. It is known to provide a heat diffusion layer having a relatively large thermal conductivity on the opposite side (Conventional example 4: Japanese Patent Application Laid-Open No. Heisei 3-27202).
  • the low thermal conductivity metal film has the above-mentioned optical characteristics as a reflection film. It was difficult to make the signal modulation degree of the reproduced signal, CNR (carrier-to-noise ratio), the overall reflectivity of the above multiple interference structure, etc., to sufficiently large values because they could not be sufficiently satisfied. (Low CNR problem).
  • the recording film of the rewritable optical disc is a phase-change recording material
  • these information recording media are usually provided on a substrate with a protective layer, a GeSbTe-based recording film, a protective layer, and a reflective layer. It consists of layers, and the reflectivity is higher in the crystalline state than in the amorphous state. As a result, The absorptance in the recording film is higher in the amorphous state. If overwriting is performed in this state, the newly recorded mark will be larger than the normal size because the amorphous recording mark part will absorb light more easily than the crystalline state part and the temperature will rise more easily. And the reproduced signal is distorted.
  • An object of the present invention is to reduce the CNR, overwrite characteristics, and recording sensitivity even in high-density recording where the track pitch is 70% or less of the laser beam spot diameter.
  • an object of the present invention is to provide an information recording medium that does not cause cross lasing.
  • the object of the present invention is to provide a CNR, an overwrite characteristic, and a recording sensitivity even in a high-density recording in which a track pitch is 70% or less of a laser beam spot diameter. Narrow without lowering An object of the present invention is to realize an information recording medium which can realize a quick pitch and has a high recording density corresponding to an information recording / reproducing apparatus using an inexpensive semiconductor laser.
  • an object of the present invention is to provide a narrower recording medium without deteriorating the CNR and recording sensitivity even in high-density recording where the track pitch is 70% or less of the laser beam spot diameter.
  • An information recording medium that can achieve track pitching and achieves good overwrite characteristics even in high-density recording where the recording mark length is less than half of the energy beam spot diameter. It is to provide
  • the object of the present invention is to provide a recording medium having a CN, an overwrite characteristic, and a recording sensitivity even in a high-density recording in which a track pitch is 70% or less of a laser beam spot diameter.
  • the present invention is to provide an information recording medium that can achieve a narrow track pitch without lowering the readout rate and that does not degrade the reproduction signal even after rewriting a large number of times of about 100,000 times.
  • an object of the present invention is to reduce the CN, the overwrite characteristics, and the recording sensitivity even in high-density recording such that the track pitch is 70% or less of the laser beam spot diameter. It is possible to provide an information recording medium that can achieve a narrow track pitch in a short time, and that does not cause a difference in recording sensitivity between recording information in a land and recording information in a group. And Disclosure of the invention
  • the following information recording medium may be used.
  • an information recording medium in which information (recording mark) is recorded by changing the atomic arrangement by irradiation of a relatively moving energy beam and / or by changing the electronic state, A plurality of information recording tracks are provided in parallel with the direction of relative movement. A step is provided between the information recording tracks, one or more types of information recording thin films are provided as the recording layer, and one or more types of thermal diffusion control layers are provided on the side of the recording layer opposite to the energy beam incident side.
  • the thermal diffusion control layer is provided with a thermal diffusion layer having a composition different from that of the thermal diffusion control layer.
  • CNR multiple rewrites Improved durability against deterioration, and even when information is recorded in both the land and the group, the quality of the reproduced signal obtained from the land and the group Information that does not differ significantly Medium realizes. Also, even in high-density recording where the track pitch is 70% or less of the laser beam spot diameter, the CNR, overwrite characteristics, and recording sensitivity can be reduced without deteriorating. An information recording medium that can realize track pitching and that does not cause a difference in recording sensitivity between when recording information in the land and when recording information in a group is realized.
  • the sum of the film thicknesses of one or more of the above-mentioned recording layers is 5 nm or more and 20 nm or less, optical interference between the heat diffusion layer and the recording layer because one laser beam easily penetrates the recording layer. Since the effects can be used effectively, an information recording medium with a high CNR can be obtained. Further, when the sum of the film thicknesses of the one or more kinds of thermal diffusion control layers is equal to or greater than the step between the information recording tracks and equal to or less than 300 nm, it is more preferable that When the thickness is 70 nm or more and 150 nm or less, productivity is improved in addition to the above effects. In addition,
  • the information recording medium is characterized by having an information recording track on each It is possible to realize a narrow track of information recording track without increasing the delay.
  • the information recording medium includes a transparent substrate on an energy beam incident side, the energy beam is a laser beam, and the laser beam is When the laser wavelength is human and the refractive index of the transparent substrate at wavelength ⁇ is n, the step between the center of the concave part and the center of the convex part
  • the (groove depth) is not less than / (7n) and not more than person / (6.2n), it is possible to reduce the crosstalk. It is possible to reduce the cross rate without lowering the recording sensitivity, CNR, and endurance of multiple rewrites. Also,
  • the information recording medium according to any one of (4) and (5), wherein the information recording medium has a transparent substrate on an energy beam incident side, and the energy beam is a laser beam.
  • the laser wavelength of the laser beam is 630-660 nm, and the lens numerical aperture for forming the laser beam is 0.57-0.643.
  • Refraction of the transparent substrate in the wavelength range Equipped with a transparent substrate with a ratio of 1.45 to 1.65, a track pitch of 0.615 ⁇ 0.03 / 111, and a groove depth of 59 to 6711.
  • An information recording medium characterized by the fact that it can be used for an information recording / reproducing apparatus using an inexpensive semiconductor laser, such as a DVD-RAM with a recording capacity of 4.7 GB, is used.
  • An information recording medium with a high recording density can be realized.
  • thermo diffusion control layer comprises a metal oxide, carbide, nitride, sulfide, or selenide.
  • the recording layer is not limited to a phase-change recording layer whose main component is Ge, Sb, Te, In, Ag, etc., for example, Tb, Fe, Co, Dy, G Even in recording on a magneto-optical recording layer containing d or the like as a main component, it is possible to reduce the cross-laze without lowering the recording sensitivity, CNR, and resistance to multiple rewrites.
  • the information recording medium according to any one of (1) to (12), wherein the crystal is converted into an amorphous form and / or an amorphous form with the change in the atomic arrangement.
  • the information pitch (recording mark) is recorded by the change from crystal to crystal, and the track pitch can be controlled by using a laser beam spot. Even in high-density recording with a diameter of 70% or less, the track pitch can be reduced without lowering the CNR, overwrite characteristics, and recording sensitivity.
  • DVD-RAM, DVD-RW, and DVD-R it is possible to obtain information recording media with excellent compatibility with read-only optical discs (for example, DVD-R0M).
  • thermal buffer layer is a mixture of a metal and a metal oxide, a metal sulfide, a metal nitride, or a metal carbide.
  • the information recording medium according to (13), comprising at least a plurality of heat diffusion control layers, wherein the content of the S element is smaller than that of the other heat diffusion control layers.
  • the present invention employs a structure in which a plurality of thin films are stacked to take advantage of the characteristics of each thin film, the layers do not necessarily have to be strictly separated, for example, about 5 nm or less. If so, with boundaries between layers Even if the composition ratio in the vicinity changes continuously, the effect of the present invention is not lost.
  • the composition of each film is shown in atomic%.
  • the energy beam spot diameter in the present invention indicates a diameter of a region where the intensity is 1 / e 2 or more of the center intensity of the beam spot. Further, the present invention has an effect of improving the recording density in the direction parallel to the information recording track (a good overwrite characteristic is also obtained when recording a recording mark of 50% or less of the energy beam diameter). And the effect of improving the recording density in the vertical direction of the information recording track (even when the track pitch is set to 70% or less of the energy beam diameter). It has the effect of suppressing lossy loss and crosstalk.
  • the energy beam spot diameter means, for example, when the beam spot shape is other than a circle such as an ellipse, the intensity is the beam spot in a direction in which each effect is exhibited. The width of the area where 1 / e 2 or more of the center intensity of the area is shown.
  • the interface layer is present between the recording layer and the thermal diffusion control layer and stabilizes the interface of the recording layer.
  • At least the content of the S element is one of the thermal diffusion control layers.
  • the layer is smaller than the content of one type of layer and has a film thickness of 2 to 1 O nm. For example, if the surface of the recording layer is changed by some kind of treatment (nitridation, oxidation, etc.), the recording layer is called an interface layer if its composition is clearly different from that of the thermal diffusion control layer. .
  • the thermal diffusion control layer has a film thickness of at least 10 nm and exists between the recording layer and the thermal diffusion layer, and is an oxide, carbide, nitride, or sulfide that transmits an energy beam. And a layer mainly composed of selenide, and at least k is a complex refractive index at the wavelength of the energy beam]! And k is -0.1 or more. Further, the thermal buffer layer exists at least between the thermal diffusion control layer and the thermal diffusion layer, and k of the complex refractive indices n and k is smaller than -0.1 and the film thickness is 10 O nm or less.
  • FIG. 1 is a structural diagram of the information recording medium of the present invention
  • FIG. 2 is a conceptual diagram for explaining one embodiment of the present invention
  • FIG. FIG. 4 is a conceptual diagram for explaining an example
  • FIG. 4 is a diagram showing a relationship between a film thickness of a heat diffusion control layer and a distance between a heat diffusion layer and an adjacent information recording track according to the present invention.
  • FIG. 5 is a conceptual diagram for explaining one embodiment of the present invention
  • FIG. 6 is a conceptual diagram for explaining one embodiment of the present invention
  • FIG. FIG. 8 is a conceptual diagram for explaining one embodiment of the present invention
  • FIG. 8 is a conceptual diagram for explaining one embodiment of the present invention
  • FIG. 8 is a conceptual diagram for explaining one embodiment of the present invention
  • FIG. 9 is a conceptual diagram for explaining one embodiment of the present invention.
  • FIG. 1 is a structural diagram of the information recording medium of the present invention
  • FIG. 2 is a conceptual diagram for explaining one embodiment of the present invention
  • FIG. FIG. 4 is
  • FIG. 10 is a structural cross-sectional view of an example information recording medium
  • FIG. 10 is a block diagram of an information recording / reproducing apparatus used in an embodiment of the present invention
  • FIG. 12 is a diagram showing the relationship between the track pitch of the information recording medium and the rise of the jump due to the cross-raz
  • FIG. 12 shows the groove depth of the information recording medium in one embodiment of the present invention
  • FIG. 13 is a diagram showing a relationship between jitter and jitter due to crosstalk.
  • FIG. 13 shows a layout of a recording mark and an information recording track of an information recording medium according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 14 is a diagram showing the relationship between the thermal conductivity of the thermal diffusion control layer of the information recording medium and the cross-lease temperature holding time in one embodiment of the present invention.
  • FIG. 15 is a diagram showing the relationship between the film thickness of the thermal diffusion layer of the information recording medium and the cross-laze temperature holding time in one embodiment of the present invention.
  • FIG. 16 is a diagram showing one embodiment of the present invention. Conductivity and Cross-Laze Temperature of Thermal Diffusion Layer of Information Recording Medium Retention time relationship BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG.
  • d rh The shortest distance between the recording part of the adjacent information recording track and the thermal diffusion layer dr: The film thickness of the recording layer
  • the cross-ray erases the information recorded on the adjacent information recording track by transmitting the heat generated when a laser beam is applied to the recording layer to record a recording mark, and traveling through the laminated thin film. This is one of the biggest obstacles to high-density recording.
  • FIG. 1 shows the basic structure of the information recording medium of the present invention.
  • the first information recording member is lower protective layer 2 on the substrate 1 groove depth is provided the information recording preparative rack groove shape of d g, recording layer 3, the thermal diffusion control layer 4, the thermal diffusion layer 5 is a structure in which layers are sequentially stacked.
  • an information recording member having a similar structure including a substrate 1 ′, a lower protective layer 2 ′, a recording layer 3 ′, a heat diffusion control layer 4 ′ and a heat diffusion layer 5 ′ is attached via an adhesive 6. Is
  • FIG. 2 and Fig. 3 schematically show the thermal diffusion in the cross-sectional direction when the recording layer 3 is heated by irradiating a laser beam from the substrate 1 side. This is shown in the figure.
  • FIG. 3 is the thickness d of the thermal diffusion control layer 4 is the groove depth
  • the case where the thickness is larger than d g (structure B: the present invention) is shown.
  • FIG. 2 will be described.
  • cormorants I previously described thickness d of the thermal diffusion control layer 4 is made even rather thin Ri by the groove depth d g.
  • the energy beam applied to the recording layer 3 by the objective lens 7 generates heat in the recording layer 3. Further, the heat generated in the heat generating portion 9 of the recording layer 3 diffuses through the heat diffusion layer 5.
  • the shortest distance d rh between the thermal diffusion layer 5 and the recording section 11 of the adjacent information recording track is small, and the adjacent information recording track is small. Since the thermal diffusion layer is present so as to surround the recording portion 11 of the recording medium, the cross laze is likely to occur due to the influence of the heat diffusing the thermal diffusion layer 5.
  • the thermal diffusion layer 5 does not exist so as to surround the recording portion 11 of the adjacent information recording track.
  • FIG. 4 is a calculation example of the relationship between the shortest distance d rh between the recording section 11 of the adjacent information recording track and the thermal diffusion layer 5 and the film thickness dhe of the thermal diffusion control layer 4.
  • the film thickness d of the thermal diffusion control layer 4 is equal to or greater than the groove depth d g , the shortest distance d rh between the thermal diffusion layer 5 and the recording section 11 of the adjacent information recording track sharply increases. .
  • the recording portion 11 of the adjacent information recording track is Insensitive to heat diffusing diffusion layer 5.
  • the thermal diffusion layer 5 does not exist so as to surround the recording part 11 of the adjacent information recording track as in the case of FIG.
  • the effect of the heat generated in the land on the recording portion of the groove can be described in the same manner as in the case of recording in the group.
  • the present invention from the land to the group Heat flow from the heat sink or the heat flow from the grove to the land can be suppressed. In this way, if the thickness of the thermal diffusion control layer is equal to or greater than the groove depth, the cross laze can be reduced.
  • the land group recording method is adopted, When recording information in both groups, This has the effect of reducing the laser.
  • FIG. 7 is a diagram thickness d r is the state of the thermal diffusion when irradiated with a laser beam to a group when the thickness is larger Ri by the groove depth d g was shown schematically in the recording layer 3.
  • the distance between the heat generating portion 9 of the recording layer 3 of the groove and the recording portion 11 of the adjacent information recording track becomes smaller as compared with FIGS. 2 and 3, and furthermore,
  • the amount of heat diffusing in the recording layer having a relatively high thermal conductivity becomes large, the cross laze is easily generated.
  • FIG. 8 is a diagram thickness d r is shows how the thermal diffusion when irradiated with a laser beam to the run-de if thicker Ri by groove depth d g schematically the recording layer 3. Also in this case, the distance between the heat generating portion 9 of the recording layer 3 of the land and the recording portion 11 of the adjacent information recording track becomes smaller as compared with FIGS. 5 and 6, and furthermore, However, since the amount of heat diffusing in the recording layer having a relatively high thermal conductivity becomes large, a cross-lease occurs easily.
  • the thickness d of the thermal diffusion control layer 4 is smaller than the groove depth d g and the land is irradiated with a laser beam, as shown in FIG.
  • the thickness d of the thermal diffusion control layer 4 is smaller than the groove depth d g , and the recording sensitivity is reduced as compared with the case where a single laser beam is applied to the group.
  • the lower protective layer 2 and the substrate 1 having relatively low thermal conductivity are present on the side surface of the heat generating portion 9 of the recording layer 3, whereas in the case of FIG. This is because a heat diffusion layer having a relatively high thermal conductivity exists on the side surface of the heat generating portion 9. This causes a difference in recording sensitivity between the land and the group, which is a major problem in the design of the information recording / reproducing apparatus.
  • the difference between the land and groove recording sensitivities can also be reduced.
  • Figure 3 when the thickness d of the heat spreading control layer 4 to cormorants good of Figure 6 is thicker Ri by the groove depth d s, when recording to the group, also a case of recording a run-de, This is because the heat generating portion 9 of the recording layer 3 has a lower protective layer having relatively low thermal conductivity or a heat diffusion control layer on the side surface.
  • the inventors studied the thermal conductivity of the recording layer, the thermal diffusion control layer, and the thermal diffusion layer, and examined the relationship between the film thickness and the cross-raz, and determined the optimal thermal conductivity for each layer. We discovered that there was a film thickness. Further, the composition of each layer for realizing the above thermal conductivity was determined. An experimental example will be described below.
  • each thin film having the structure shown in Fig. 9 (lower protective layer 2: (lower protective layer 2: (1)) is placed on a 0.6 mm thick land / group recording polycarbonate substrate 1 provided at the top of the .
  • An information recording member having a similar structure and having a diffusion layer 5 ′ was attached via an adhesive 6.
  • the optical information recording medium with the above configuration Call it Isk15.
  • the refractive index of the polycarbonate substrate was 1.58. (The appropriate thickness and composition range of each thin film constituting the optical disk 15 will be described later.)
  • the track pitch is varied between 0.4 and 0.75 ⁇ m for each zone, so that the track pitch dependence of the cross laze can be measured. I am doing it.
  • Information recording and reproduction were performed on the optical disk 15 (referred to as 10-1 for convenience in FIG. 10) by the information recording / reproducing apparatus shown in FIG. .
  • the operation of the information recording / reproducing apparatus will be described below.
  • As a motor control method for recording and playback the disk rotation speed is changed for each zone where recording and playback is performed, and a ZCLV (Zone Constant Linear Velocity) method is adopted.
  • the disk linear velocity is about 8.3 m / s.
  • Information from the outside of the recording device is transmitted to the 8-16 modulator using 8 bits as one unit.
  • recording information on disk 1 recording was performed using a modulation method that converts 8 bits of information into 16 bits, a so-called 8-16 modulation method.
  • this modulation method information of a mark length of 3T to 14T corresponding to 8-bit information is recorded on a medium.
  • the 8-16 modulators 10-8 in the figure perform this modulation.
  • T represents the clock cycle at the time of recording information, and here, it is set to 17.1 ns.
  • the digital signal of 3 T to 14 T converted by the modulator 16 — 8 is transferred to the recording waveform generator circuit 10 — 6, and the pulse width of the high-power pulse is reduced by approximately ⁇ / 2, a low power level laser irradiation with a width of about ⁇ / 2 is performed between the high power level laser irradiation and A multi-pulse recording waveform is generated in which laser irradiation at an intermediate power level is performed between the series of high power pulses.
  • the high power level for forming the recording mark is 11.0 mW
  • the intermediate power level at which the recording mark can be erased is 4.0 mW
  • the low power level is lower than the intermediate power level. 'The power level was 3.0 mW.
  • the signals of 3T to 14T are made to correspond to “0” and “1” alternately in a time series, and if “0”, the level of the intermediate power level is changed.
  • the laser beam is radiated, and in the case of “1”, a series of high power pulse trains including high power level pulses is radiated.
  • the portion of the optical disk 1 irradiated with the intermediate power level laser beam becomes a crystal (space portion), and a series of high power pulse trains including high power level pulses is formed.
  • the part irradiated with the laser beam changes to amorphous (marked part).
  • the length of the space portion before and after the mark portion is within the recording waveform generating circuits 10-6. It has a multi-pulse waveform table that supports the method of changing the first pulse width and the last pulse width of the multi-pulse waveform (adaptive recording waveform control) in accordance with the pulse width.
  • a multi-pulse recording waveform is generated that can minimize the effects of thermal interference between marks.
  • the recording waveform generated by the recording waveform generation circuit 10-6 is transferred to the laser driving circuit 10-7, and the laser driving circuit 10-7 converts the recording waveform to light based on this recording waveform.
  • the semiconductor laser in the head 10-3 is emitted.
  • a semiconductor laser with a light wavelength of 6555 nm is used as an energy beam for information recording.
  • this laser light is applied to the lens NA 0.6
  • the information was recorded by narrowing down the recording layer of the optical disc 12 with an object lens and irradiating a laser beam having an energy corresponding to the recording waveform described above.
  • the spot diameter of the laser beam is about 0.9 ⁇ E / ⁇ . Therefore, under the above conditions, the spot diameter of one laser beam is about 0.98 micron. At this time, the polarization of the laser beam was changed to circular polarization.
  • this recording device is compatible with the method of recording information in both the group and the land (area between groups) (so-called land group recording method).
  • tracking for the land and group can be arbitrarily selected by the L / G servo circuits 10-9.
  • Reproduction of the recorded information was also performed using the optical heads 10-3.
  • a reproduction signal is obtained by irradiating a laser beam onto the recorded mark and detecting reflected light from the mark and a portion other than the mark.
  • the amplitude of the reproduced signal is increased by the preamplifier circuit 10-4 and transferred to the 8-16 demodulator 10-10.
  • the 8-16 demodulator 10-10 converts the data into 8-bit information every 16 bits.
  • the shortest mark, the 3 ⁇ mark has a mark length of about 0.42 m
  • the longest mark, the 14 T mark has a mark length of about 1. 9 6 ⁇ m.
  • the thickness of the thermal diffusion control layer is 15 nm
  • An optical disk 16 having the same structure as the disk 15 was created, and the amount of jitter rise due to the cross-lease of the reproduced signal of the group was measured. The result is shown in FIG. At this time, the optical disk 16 required about 1.3 times as much recording power as the optical disk 15.
  • the jitter at 0.7 ⁇ m of the track pitch of the optical disk 15 is 8.0% for the land, 8.2% for the group, and the jitter of the optical disk 16 for the track pitch is 0.7%. At 0.7 m in the pitch pitch, the jitter was 8.5% in the land and 8.7% in the group.
  • the thickness of the thermal diffusion control layer is smaller than the groove depth for an optical disk 16, and the track pitch is 0.7 ⁇ m or less, jitter rise due to cross-lease will occur.
  • the rise of the cross due to the cross lens is less than 0.55 / m. This occurred at the track pitch, and when the track pitch was 0.55 m or more, there was no increase in the zipper by the cross-rail. Therefore, it was clarified that the effect of the present invention was exhibited when the track pitch was between 0.55 m and 0.65 m.
  • Track pitch 0.615 m information for both land and group Address information for recording information is provided at the beginning of each sector, and several types of lasers with a thickness of 0.6 mm and a groove depth varying between 50 and 80 nm are provided.
  • Each thin film having the structure shown in FIG. 9 was sequentially formed on a substrate 1 made of polycarbonate for recording of head / group by a sputtering ring process. Further, an information recording member having a similar structure was bonded via an adhesive.
  • the refractive index of the polycarbonate substrate was 1.58.
  • the mark length of the shortest mark 3T mark is about 0.42 ⁇ m, and the mark length of the longest mark 14T mark is about 1.96 ⁇ m.
  • Jitter increase due to crosstalk did not occur when the groove depth was between 59 nm and 67 nm, but when the groove depth was smaller than 59 nm or larger than 67 nm In some cases, cross-raise and cross-talk caused jitter rise. Thus, when the groove depth was 59 nm or more and 67 nm or less, it was clear that the effect of the present invention was exhibited.
  • the effect of reducing crosstalk is determined by the relationship between the laser wavelength of a laser beam and the groove depth. If the laser wavelength of the laser beam is determined and the refractive index of the substrate at the wavelength is n, It is sufficient that the groove depth is not less than person / (7n) and not more than person / (6.2n).
  • the thermal diffusion control layer in which the effects of the present invention are exhibited has a refractive index of 1.4 to 3.0 optically, and is a material that does not absorb light. It is desirable to contain carbides, nitrides, sulfides, and selenides. Further, a plurality of thermal diffusion control layers having different compositions may be combined. When Zn and S are contained in at least one of the thermal diffusion control layers, the effect of reducing cross-ray is particularly pronounced. But (ZnS) 8. (S i O 2.
  • a heat diffusion control layer using a material having a different composition may be used. Further, layers of these mixed materials may be used. Further, as in the present embodiment, a thermal diffusion control layer composed of ZnS and an oxide and a layer of the other material described above may be stacked to form a multilayer thermal diffusion control layer. In this case, any of the oxides, nitrides, and fluorides is more preferable among the materials other than the above-mentioned material composed of ZnS and oxide.
  • the recording sensitivity is not reduced, and This makes it possible to achieve a reduction in data loss, a high CNR, and an improvement in the durability against multiple rewrites.
  • even when information is recorded in both the land and the group it can be obtained from the land and the group.
  • An information recording medium that does not greatly differ in the quality of the reproduced signal to be reproduced is realized. More desirably, when the thickness of the thermal diffusion control layer is 100 nm or more and 150 nm or less, productivity is improved in addition to the above effects.
  • the heat diffusion layer a metal or an alloy having high reflectivity and high thermal conductivity is preferable, and the total content of Al, Cu, Ag, Au, Pt, and Pd is 90%. % Is desirable.
  • a thermal diffusion layer containing 95% or more of A1 it is possible to obtain an information recording medium which is inexpensive, has high CNR, high recording sensitivity, excellent durability against multiple rewrites, and has an extremely large cross laze reduction effect. This has come.
  • the composition of the thermal diffusion layer contains 95% or more of A1
  • an information recording medium having excellent corrosion resistance can be realized at low cost.
  • Additive elements for A 1 include Co, Ti, Cr, Ni, Mg, Si, V, Ca, Fe, Zn, Zr, Nb, Mo, Rh, Sn, Sb, Te, Ta, W, Ir, Pb, B and C are excellent in terms of corrosion resistance, but the added elements are C0, Cr, Ti, Ni, F In the case of eCu, there is a great effect particularly on the improvement of corrosion resistance.
  • the thickness of the thermal diffusion layer is preferably 30 nm or more and 300 nm or less. If the thickness of the heat diffusion layer is smaller than 30 nm, the heat generated in the recording layer becomes difficult to diffuse, so that the recording film is liable to be deteriorated, especially after rewriting about 100,000 times. In addition, a cross-lease may easily occur. In addition, since light is transmitted, it is difficult to use it as a reflection layer, and the reproduction signal amplitude may be reduced.
  • the thickness of the heat diffusion layer is more than 300 nm, productivity is poor, and the substrate is warped due to internal stress of the heat diffusion layer, so that information can be recorded and reproduced accurately. May not be possible.
  • the thickness of the heat diffusion layer is 70 nm or more and 150 nm or less, corrosion resistance and productivity are excellent, which is more desirable.
  • phase-change recording layer whose main components are Ge, Sb, Te, In, Ag, etc. as optical discs.
  • heat is generated by an energy beam, and the heat characteristics (reflectance, modulation degree) and thermal characteristics (temperature distribution, cooling rate distribution) of the optical disc on which recording marks are recorded are generated by this heat. Therefore, the present invention is not limited to a phase-change optical disk, but is applied to a magneto-optical recording layer mainly composed of Tb, Fe, Co, Dy, Gd, and the like. It is also effective in recording.
  • the invention is not limited to rewritable information recording media.
  • the change occurs only when a high-power laser beam is irradiated, and this change is irreversible.
  • the basis of the present invention is that heat is generated by the energy beam, and the heat is used in addition to the optical characteristics (reflectance and modulation) of the optical disk for recording the recording mark. Since the characteristics (temperature distribution, cooling rate distribution) are controlled, it is particularly limited to rewritable optical disks. Instead, it can be applied to a write-once optical disk.
  • Ri pay particular phase-change recording material is suitable, instead Ri of the recording film of A g 6 G ei 6 S b 22 T e 55 used in the above Examples It is a material, a g 5 G e 2. S b 20 T e 55, A i G e 2 i S b 23 T e, etc.Ag-G e-S b-T e system .
  • the amount of Ag increases, the recording sensitivity improves, but the number of residuals increases. Also, when the amount of Ag is small, the erasing characteristics are improved, but the recording sensitivity is reduced.
  • a g-G e-S b-T e system A g is 1 to 5 at%, G e is 17 to 23 at%, S b is 19 to 25 at%, and T e is 53 It has been found that compositions in the range of 559 at.% Do not particularly reduce the number of rewritable times. In addition, the composition in which Ag Sb Te 2 or a material close thereto is 20 % to 20% and Ge 2 Sb 2 Te 5 or a material close thereto is the balance of the crystalline state and the amorphous state It was found that the difference in reflectivity was large and the reproduction signal was large, which was preferable.
  • such a recording film is a recording film to which a phase change component having Ge-Sb-Te as a main component and a high melting point component having a higher melting point are added.
  • 95% or more of the total number of atoms of the phase change component is Ri Do Ri by a combination of a G e T e and S TD 2 T e 3
  • the high melting point component is the total number of atoms of 95% or more on the C r - T e, C r-S b s C r — G e, C r-S b-T e, Cr-Sb-Ge, Cr-Ge-Te, Co-Te, Co-Sb, Co-Ge, Co-Sb-Te, Co-Sb -Ge, Co-Ge-Te, Cu-Te, Cu-Sb, Cu-Ge, Cu-Sb-Te, Cu-Sb-Ge, C u _ Ge-Te, Mn-Te
  • the proportion of the high melting point component atoms in the total number of atoms of the recording film is 5 atomic% or more. , 20 at% or less has good rewriting characteristics. 5 atomic% or more and 15 atomic% or less have good erasing characteristics, so that rewriting characteristics are better.
  • the reproduction signal output is slightly reduced, but has the advantage that the recording film flow during multiple rewriting is suppressed.
  • the impurity element in the recording film that is, an element not described above, is 10 atomic% or less of the recording film component because the deterioration of the rewriting characteristics can be reduced little. More preferably, it is 5 atomic% or less.
  • the effect of reducing cross-raz is large.
  • a range of 5 nm or more and 20 nm or less is preferable because the degree of modulation is large and the flow is less likely to occur. If it is 15 nm or less, it is more preferable.
  • the change in the atomic arrangement refers to a change in the atomic arrangement that hardly involves a change in the outer shape of the film such as a phase change.
  • the thermal buffer layer preferably has a complex refractive index n, k in the range of 1.4 ⁇ n 4.5, -2.5 ⁇ k ⁇ -0.5, particularly 2 n ⁇ 3,-1.5 ⁇ Materials with k ⁇ -0.5 are desirable. Since the heat buffer layer absorbs light, a thermally stable material is preferred, and preferably has a melting point of 100 ° C. or more. In addition, when sulfide was added to the thermal diffusion control layer, a particularly large cross-lease reduction effect was obtained, but in the case of the thermal buffer layer, thermal diffusion control was performed even when the content of sulfide such as ZnS was small. It is desirable that the content of the above sulfide added to the layer be less. This is because adverse effects such as a decrease in melting point, a decrease in thermal conductivity, and a decrease in absorptivity may occur.
  • the composition of the thermal buffer layer is desirably a mixture of a metal and a metal oxide, a metal sulfide, a metal nitride, or a metal carbide, and a mixture of Cr and Cr 203 is particularly preferable. A good effect of improving the overwrite characteristics was shown.
  • the above metals include Al, Cu, Ag, Au, Pi: Pd, Co, Ti, Cr, Ni, Mg, Si, V, C a, Fes Zn, Zr, Nb, Mo, Rh, Sn, Sb, Te, Ta, W, Ir, Pb Mixtures are preferred, metal oxides, metals sulfides, metal nitrides, S i 0 2, S i ⁇ is a metal carbide, T i 02, a 1203, Y 20.3, C e ⁇ , L azOs.
  • I nzOa G e 0, G e 02, P b 0, S n 0, S n 02, B i 203, T e 02, W 02, W 03, S c 203, T a 205, Z r 0 2 is preferred arbitrariness.
  • S i-0- N-based materials S i - A l - 0- N based material, C r 2 03 C r- 0 based material, such as,, C o 2 ⁇ 3, C o O C, such as o— Oxide such as 0-based material, Si-N-based material such as TAN, A1N, Si3N4, and A1-Si-N-based material (for example, A1SiN2) , Ge-N based nitrides, ZnS, Sb2S3, Cds, In2S3, Ga2S3, GeS, SnS2, PbS , B i 2 S 3, etc., S n S e 3, S b 2 S 3, C d S e, Z n S e, In 2 S e 3, G a 2 S e 3, G e S e, G e S e 2 , S n S e, P b S e, Selector emission products, such as B i 2 S
  • the thermal buffer layer has a property of absorbing light. Therefore, the thermal buffer layer absorbs light and generates heat, just like the recording layer absorbs light and generates heat. It is also important that the absorptivity in the thermal buffer layer be larger when the recording layer is in an amorphous state than when the recording layer is in a crystalline state. In this way, the optical design allows the absorption rate A a in the recording layer when the recording layer is in an amorphous state to be higher than the absorption rate A c in the recording layer when the recording layer is in a crystalline state. The effect of reducing the size appears. With this effect, the overwrite characteristics can be greatly improved.
  • the thermal buffer layer In order to obtain the above characteristics, it is necessary to increase the absorptivity in the thermal buffer layer to about 30 to 40%. Further, the amount of heat generated in the thermal buffer layer differs depending on whether the recording layer is in a crystalline state or an amorphous state. As a result, the flow of heat from the recording layer to the heat spreading layer changes depending on the state of the recording layer, and this phenomenon suppresses an increase in jitter due to overwriting. I can do it.
  • the above effects are exhibited by the effect of blocking the flow of heat from the recording layer to the thermal diffusion layer by increasing the temperature in the thermal buffer layer.
  • the relationship between the thickness of the thermal diffusion control layer and the thickness of the thermal buffer layer is important.
  • the inventors have conducted intensive studies and found that when the sum of the thicknesses of the thermal diffusion control layer is greater than the thickness of the thermal buffer layer, the track pitch can be narrowed without lowering the CNR and recording sensitivity.
  • good overwrite characteristics can be realized even in high-density recording where the recording mark length is less than half the energy beam spot diameter. I did it.
  • the shortest recording mark length is 40% or more of the energy beam spot diameter.
  • the effect of the present invention was most remarkably exhibited.
  • a phenomenon may occur in which the reflectance of the crystal is reduced when the rewriting is performed a large number of times, about 100,000 times. This is because when the recording layer was melted by a high power laser beam, the S element in the thermal diffusion control layer melted into the recording layer, and the refractive index of the recording layer changed. This is a phenomenon that occurs.
  • Is a material of the interfacial layer S i 0 2, S i O, T i 02, A 1203, Y 203, C e O, L a 203, I n 203, G e O, G e 02, P bO, SnO, Sn02, Bi203, Te02, W02, W03, Sc203, Ta205, and Zr 2 are preferred.
  • S i — 0—N material S i — Al — O—N material, Cr 2 O 3 , etc.
  • oxides such as C o-0 based material, T a N, a 1 N , such as S i 3 N 4 S i - N -based material, a 1 - S i - N-based material (e.g., a 1 S i N 2 ), using nitrides such as G e- N-based materials, C e F 3, M g F 2, fluorides such as C a F 2, or the interfacial layer was used having a composition close to the above material Is also good. Further, a layer of these mixed materials may be used. In addition, when the interface layer is made of a mixed material of ZnS and the above oxide, nitride, or fluoride, it is excellent in that the recording sensitivity is improved.
  • the thermal simulation was performed.
  • the width of the land and glove is about 0.6 m each, and the mark width (the width of the fusion zone) is approximately
  • the melting point of the recording film is about 600 ° C. Therefore, to achieve a mark width of 0.4 ⁇ m, it is necessary to heat a point 0.2 ⁇ m away from the track center 19 to 600 ° C. Also, in such a layout, the recording mark 17 of the adjacent information recording track is 0 to 0 from the track center 19 of the center track 18.
  • the phenomenon in which the recording mark 17 of the adjacent information recording track is crystallized is a cross-lease.
  • the condition that the cross-lease does not occur even after recording 100,000 times is that the recording mark 17 of the adjacent information recording drum when the center track 18 is irradiated with the laser beam 20 It is determined by a function of temperature and time at.
  • the crystallization time of the Ge—Sb—Te phase change recording material used for high-density information recording media such as RAM is active between the amorphous state and the crystalline state. It is a function of temperature due to the presence of activation energy.
  • the time required for a laser beam spot to pass through a point on the medium is about 100 ns under the 4.7 GBDVD-RAM condition (8.2 m / s).
  • the crystallization temperature in this time period is estimated to be about 300 to 500 ° C.
  • the integrated value of the irradiation time of the adjacent information recording track is about 10 seconds.
  • the crystallization temperature when held for about 10 seconds is the temperature at which cross-lease occurs.
  • the crystallization temperature at this time is about 200 ° C. Therefore, when the width of the part heated to 600 ° C or more is set to 0.4 m by thermal simulation, the recording mark 1 of the adjacent information recording track is used.
  • the end of mark 7 crossing laze station 2 1
  • crossing laze station 2 1 By calculating the time during which the temperature is maintained at 200 ° C or higher (cross-losing temperature holding time) from the temperature change, it is possible to determine whether or not cross-losing will occur. Wear.
  • the thermal conductivity is achieved Ri by the dielectric film containing S elements such as (Z n S) so (S i 02) 2 Q, when the content of S element is less than 5% or more 50% Is equivalent to
  • the relationship between the thickness of the thermal diffusion layer and the cross-laze temperature retention time at the adjacent information recording track observation point was calculated, and the results are shown in Fig. 15.
  • the cross release temperature retention time is 100 nm or more, whereas the thickness of the thermal diffusion layer is 30 ns or more.
  • the cross-lease temperature holding time is 10 ns or less.
  • the thermal conductivity of the thermal diffusion layer should be set to 100 W / mK or more in order to reduce the time to 100 ns or less.
  • Materials with high thermal conductivity are high-reflectivity metals such as Au, Al, Cu, Ag, Pd, and Pt, or high-hardness materials such as diamond.
  • the metal when the content of the high-reflectance metal is set to 90% or more, the metal can be used as a heat diffusion layer having high reflectance and high thermal conductivity.
  • the best is A1 or a metal obtained by adding a metal such as Ti or Cr to A1.
  • a thermal diffusion layer containing 97% or more of A 1 is excellent in practicality.
  • the information recording medium of the present invention even in high-density recording where the track pitch is 70% or less of the diameter of one laser beam spot, the CNR and the overshoot are reduced. It is possible to realize an information recording medium in which the write characteristics and the recording sensitivity are not reduced and the cross-lease does not occur.
  • the CNR and the overwrite can be reduced. Narrow track pitch can be achieved without deteriorating characteristics and recording sensitivity, and a high-density information recording medium compatible with information recording / reproducing devices using inexpensive semiconductor lasers is realized. be able to.
  • the CNR and the recording sensitivity can be improved. It is possible to achieve narrow track pitch without lowering the recording pitch, and it is particularly suitable for high-density recording where the recording mark length is less than half the energy beam spot diameter.
  • the information recording medium of the present invention also reduces the track pitch. Even in high-density recording where the beam spot diameter is 70% or less of the beam spot diameter, narrow track pitch can be achieved without deteriorating CNR, overwrite characteristics, and recording sensitivity. In addition, it is possible to realize an information recording medium in which a reproduced signal does not deteriorate even after rewriting a large number of times of about 100,000 times.
  • the CNR and the overwrite can be obtained.
  • Narrow track pitch can be achieved without deteriorating characteristics and recording sensitivity, and there is a difference in recording sensitivity between recording information in the land and recording information in a group. It is possible to realize an information recording medium that does not need to be used.
  • the present invention is useful as an information recording medium used for high-density recording such that a track pitch is 70% or less of a laser beam spot diameter.

Landscapes

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Description

明細書 情報記録媒体及び情報記録装置 技術分野
本発明は、 エネルギービームの照射によ り情報の記録が行わ れる情報記録媒体、 また、 上記情報記録媒体に係 り 、 特に、 相 変化光ディ スク、 ある いは光磁気ディ ス ク などの書き換え可能 型光ディ ス ク に関する。 また、 上記情報記録媒体の再生又は記 録を良好に行う情報記録装置に関する。
なお、 本発明の説明では上記情報記録媒体を相変化光デイ ス ク、 光磁気ディ スク、 あるいは単に光ディ ス ク と表現する こ と がある。 また、 本発明はエネルギービームの照射によ り 熱が発 生し、 この熱によ り原子配列、 あるいは磁気モーメ ン ト に変化 を生 じさせる こ とによ り情報の記録が行われる情報記録媒体に 対してな らば適用可能であるので、 特に情報記録媒体の形状に よ らず、 光カー ド等の円盤状情報記録媒体以外の情報記録媒体 にも効果がある。
また、 上記したエネルギービームを レーザ一ビーム、 あるい は単に レーザー光と表現する こ とがあるが、 上記したよ う に本 発明は情報記録媒体上に熱を発生させる こ とが可能なエネルギ 一ビームであれば、 電子線ビーム、 イ オン ビーム等の一般的に 光とは見なさないエネルギービームによ り 記録される情報記録 媒体に対して も適応可能である。 背景技術
書換型光ディ ス クではプラスチ ッ ク基板上に レーザ一ビーム の ト ラ ッキング用に、 凹凸形状 （溝形状） の段差が設け られて お り、 凹部、 あるいは凸部に情報を記録する方法が一般的であ つた。 しか しながら、 記録密度向上 （狭 ト ラ ッ ク ピ ッチ化） を 目的と し、 近年、 上記凹凸形状を利用 して、 凹部と凸部のそれ それに情報を記録する方法が開発された。 こ こで、 上記凹凸形 状の凸部をラ ン ド と呼び、 上記凹凸形状の凹部をグループと定 義する。 一般的に、 情報記録媒体の ト ラ ッ ク ピ ッチを レーザー ビームスポ ッ 卜 の 8 0 %程度に狭 ト ラ ッ ク ピ ッチ化 し、 ラ ン ド と グループの両方に情報を記録した場合、 隣接情報記録 ト ラ ッ ク （ラ ン ド に対する グループ、 あるいはグル一ブに対する ラ ン ド） から再生信号のもれ込みが発生する。 た とえばラ ン ドに記 録された情報を再生する際にグループに記録された情報からの 再生信号がもれ込み、 ラ ン ド に記録された情報を正確に再生で きない等の問題が発生する。 この隣接情報記録 ト ラ ッ ク に記録 された情報からの再生信号のもれ込みをク ロス トーク と呼ぶ。
これを解決する ため記録層と して複数の磁性層を設け、 レー ザ一ビームを照射した際の記録層の温度分布を利用 し、 高温部 のみの情報を再生する方法が知られている （従来例 1 ： 特開平 8 — 2 4 9 7 3 7 、 従来例 2 ： 特開平 9 — 2 9 3 2 8 6 ) 。 こ れらの方法によれば、隣接情報記録 ト ラ ッ クの記録層の温度は、 中心 ト ラ ッ クの記録層の温度と比較して低温になる ため、 隣接 情報記録 ト ラ ッ ク に記録された情報からの再生信号のもれ込み が発生 しない。 しか しながら、 この記録方式では隣接情報記録 ト ラ ッ ク （ラ ン ド記録時の隣接グループ、 あるいはグル一ブ記 録時の隣接ラ ン ド） に記録されている情報 （記録マーク ） を消 去する現象 （いわゆる ク ロスィ レ一ズ） を抑制する方法につい ては十分に考慮されていない。 た とえば、 従来例 1 では磁性層 のレーザービーム入射側とは反対側に高熱伝導率の熱拡散層を 設けているが、 上記磁性層 と熱拡散層との間の距離が 2 0 n m 以下と小さいため、 熱拡散層を介して隣接情報記録 ト ラ ッ ク に 熱が拡散しやす く なる。 また、 従来例 2 では磁性層と熱拡散層 の距離が 8 0 n mと比較的厚いが、 記録層と して金属の磁性層 (本発明では、 レーザービームの照射によ り 、 原子配列変化、 あるいは電子状態変化する機能性薄膜を記録層 と呼ぶ。 ） が 3 層設け られてお り 、 この 3層の総膜厚が 1 4 5 n mと極めて厚 い。 このため、 記録層内を熱が拡散し、 隣接情報記録 ト ラ ッ ク に記録されて る情報を消去 して しま う こ とが判明 した。
したがって、 ク ロスィ レーズを低減させる技術を開発する こ とが大きな課題となっている。
と こ ろで、 上記凹凸形状の凹部の中心と凸部の中心の間の段 差 （溝深さ） は、 通常、 レーザービームを形成する レーザーの 波長を 人 と した場合、 え / 8 に設定される。 溝深さがえ / 8 の 場合に最も大きな ト ラ ッ キング誤差信号が得られるからである しかしながら、 近年、 ラ ン ド グループ記録方式が考案されたた め、 上記溝深さを え / 7 以上え / 5 以下にする場合がある （従 来例 3 ： 特開平 6 — 3 3 8 0 6 4 ) 。 この方式の特徴は ト ラ ッ ク ピ ッチを レーザービームスポ ッ 卜の 6 割程度に狭 く した場合 において も、 隣接情報記録 ト ラ ッ クからのク ロス トーク （隣接 情報記録 ト ラ ッ クからの信号のもれ込み） をキャ ンセルで き る こ とである。 しか しながら、 この記録方式では隣接情報記録 ト ラ ッ ク （ラ ン ド記録時の隣接グループ、 あるいはグル一プ記録 時の隣接ラ ン ド） に記録されている記録マーク を消去する現象 (いわゆる ク ロスィ レーズ） を抑制する方法については十分に 考慮されていない。 た とえば、 従来例 3 では記録層 と して金属 と比較して低熱伝導率の G e S b T e 系相変化記録材料を使用 してお り 、 さ ら に、 上記記録層の膜厚が 5〜 5 0 n mであるが、 記録層と熱拡散層 （反射層） との間の距離が 1 8 n mと小さい ため、 情報記録時に熱拡散層を介して隣接情報記録 ト ラ ッ ク に 熱が拡散し、 ク ロスィ レーズが発生しやす く なる という 問題が 発生する こ とがわかった。
た とえば、 2 . 6 G B /面の D V D— R AMの規格では、 レ —ザ一波長 （ λ ) が 6 4 5〜 6 6 O nmの レーザ一を レ ンズ開 口数 （ N A ) が 0 . 6の レ ンズによ り絞 り 込んでいるため、 お よそ、 0. 9 7〜 0. 9 9〃m ( 0 . 9 え / N A) のレーザ一ビ 一ムスポッ ト を用いて記録再生を行う こ とがで き る。このため、 0. 7 m以下の ト ラ ッ ク ピ ッチと した場合において も、 ク ロス トーク をキャ ンセルでき る。 これに対して、 2 . 6 G B/面の D V D— R AM規格では ト ラ ッ ク ピ ッチを 0.7 4〃mと してい る。 これは、 これ以上 ト ラ ッ ク ピ ッチを狭く した場合、 ク ロス ィ レ一ズが発生して しま う から に他な らない。
したがって、 ク ロスィ レーズを低減させる技術を開発する こ とが大きな課題となっている。
また、 書換可能型光ディ スクの膜構造は上記プラスチ ッ ク製 の透明基板上に S i 3N4、 Z n S -S i 02等の誘電体保護層 （ 以下、 下部保護層 と呼ぶ） 、 T b F e C o系磁性膜、 あるいは、 G e S b T e等のカルコゲナイ ド系相変化膜等に代表される記 録層、 上記下部保護層 と同様の誘電体保護層 （以下、 熱拡散制 御層と呼ぶ） を順次積層 し、 さ ら に A 1合金、 A u合金等の金 属反射膜（以下熱拡散層 と呼ぶ） を設けた多重干渉構造である。 この構造の特徴は、 下部保護層、 記録層、 熱拡散制御層、 およ び熱拡散層の屈折率、 さ ら に膜厚を適当な値に設定する こ とに よ り、 記録層の光学的物性値の変化を強調 して光を反射させる こ と に よ り 、 大きな搬送波対雑音比が得られる よ う に している こ とである。
熱拡散層の役割は下部保護層、 記録層、 熱拡散制御層を透過 した光を反射させ光入射側に戻すこ とである。 したがって、 光 学的には反射率が高いこ とが要求される。 しか しながら、 一般 的に A l、 A u、 P d、 P t 、 C u、 A g等の高反射率金属の 熱伝導率は極めて大きいため、 以下の問題が発生する。
熱拡散層を高熱伝導率と した場合、 記録層において発生した 熱が、 熱拡散層に拡散しやす く なる こ とを意味しているため、 記録層の温度が上昇 しに く く な り記録に要する レーザーパワー が上昇する （記録感度が低下する） という 問題がある （記録感 度の問題） 。
以上のよ う な、 問題を解決するため、 上記熱拡散層を 2 層設 け、記録層に近いほう の熱拡散層の熱伝導率を低熱伝導率と し、 熱拡散層の記録層側とは反対側に相対的に熱伝導率が大きい熱 拡散層を設ける方法が知られている （従来例 4 ：特開平 3 - 2 7 2 0 3 2 ) o
しか しながら、 上記熱的な条件を満足する低熱伝導率金属の 反射率は 6 0 %以下と低いため、 低熱伝導率金属膜では上記し たよ う な反射膜と しての光学的な特性を十分満足させる こ とが で きないため、 再生信号の信号変調度、 C N R (搬送波対雑音 比） 、 上記多重干渉構造の全体の反射率等を充分大きな値にす る こ とが困難であった （低 C N R化問題） 。
また、 熱拡散層が高熱伝導率である場合、 熱が熱拡散層平面 方向に広が り やす く な り 、 この熱の影響によ り 隣接情報記録 ト ラ ッ ク に記録された情報を消去 して しま う という現象 （ク ロス ィ レ一ズ） が起こ る （ク ロスィ レ一ズの問題） 。
また、 上記書換え型光ディ ス クの記録膜が相変化記録材料で ある場合、 通常、 これら情報記録媒体は基板上に保護層、 G e S b T e 系等の記録膜、 保護層、 反射層という構成から な り、 反射率は結晶状態の方が非晶質状態よ り 高い。 これによ り 、 記 録膜における吸収率は非晶質状態の方が大き く なる。 この状態 でオーバーライ ト を行う と、 非晶質状態の記録マーク部は結晶 状態部よ り も光を吸収しやすいため昇温しやすいので、 新 し く 記録 したマークが正常な大きさ よ り も大き く なつて しまい、 再 生信号に歪みが生 じる。
これを防 ぐために、 記録膜における結晶状態の吸収率を非晶 質状態の吸収率よ り 大き く する試みがなされて きた。 例えば、
1 0 n mの非常に薄い A u反射層を設ける こ とによ り結晶状態 の吸収率と非晶質状態の吸収率の関係を逆転させている例 （従 来例 5 ： 信学技報 MR92- 71，CPM92- 148( 1992- 12 )P.37) 、 あるい は反射層に 6 5 n mの S i を用いる こ とによ り 結晶状態の吸収 率と非晶質状態の吸収率の関係を逆転させている例 （従来例 6
： 信学技報 MR93- 53 ,CPM93- 105 ( 1993- 12 )P.1) などがある。
しか しいずれの方法の場合も充分厚い熱拡散層を有 していな いため、 記録膜溶融後に記録膜をすばや く 冷却させる こ とがで きない。 このため、 多数回書換後に記録膜が劣化 して しま う と いう 問題が発生する。 （多数回書換時の記録膜劣化問題）
また、 この問題を解決する ため、 記録膜のレーザービーム入 射側とは反対側に反射層を 2層設け、 記録膜に近い方の反射層 を S i と し、 も う 一方の反射層 （熱拡散層） を A 1合金とする こ とによ り 、 結晶状態の吸収率と非晶質状態の吸収率の関係を 逆転させる方法力'ある （従来例 7 ： Proceeding of Internatio nal Symposium on Optical Memory 1 9 9 5、 ρρΐΰΐ - 152) 。 こ の方法は優れた方法ではあるが、 上記吸収率の逆転を十分に行 う こ とがで きないこ と、 光学的に良好な多重干渉構造とするた めには、 S i薄膜の厚さ を 5 0 n m〜 l 0 O n mに限定しなけ ればな らないため、 熱設計をする際に設計の自 由度が小さ く な つて しま う こ と、 また、 十分に厚い熱拡散制御層 （記録層と S i 薄膜の間に存在する保護層） を有 していないため、 熱伝導率 が高い S i 薄膜、 及び熱拡散層 （ A 1合金） を介して隣接情報 記録 ト ラ ッ ク に熱が拡散しク ロスィ レ一ズを発生させて しま う という 問題が発生する。 また、 S i 等の半導体薄膜は通常製膜 レー ト が小さ く いため、 生産性が良い とは言えず量産上問題が ある。
以上詳細に説明 したよ う に高密度記録を行う場合、 様々な課 題が発生する。 特に、 ト ラ ッ ク ピ ッチがレーザービームスポッ ト径の 7 0 %以下となる よ う な高密度記録を行う 際、 ク ロスィ レーズを劇的に低減させる技術が必要不可欠である。
上記方法はいずれも優れた方法であるが、 いずれも ト ラ ッ ク ピッチがレーザービ一ムスポッ ト径の 7 0 %以下となる よ う な 高密度記録を十分に想定していないため、 いずれの方法におい て も、十分にク ロスィ レーズを低減させる こ とがで きなかった。 また、 言う まで も な く 、 ク ロスィ レーズが発生 しやすい構造と はラ ン ドから グループへ、 あるいはグループから ラ ン ドへの熱 の流れが大きい構造である。 また、 このよ う にラ ン ドグループ 間の熱の流れが大きい場合、 後述する よ う に、 ラ ン ド と グルー プの両方に情報を記録する際に、 記録に要する レーザーパワー がラ ン ドに記録する場合とグル一ブに記録する場合とでは異な る という 問題が発生する。
本発明の目的は ト ラ ッ ク ピ ッチがレーザ一ビームスポッ ト径 の 7 0 %以下となる よ う な高密度記録において も、 C N R、 ォ 一バーラ イ ト特性、 記録感度が低下せず、 しかも、 ク ロスィ レ ーズが発生 しない情報記録媒体を提供する こ とにある。
さ ら に、 本発明の目的は、 ト ラ ッ ク ピ ッ チがレーザービーム スポ ッ ト径の 7 0 %以下となる よ う な高密度記録において も、 C N R、 オーバーラ イ ト特性、 記録感度を低下させずに狭 ト ラ ッ ク ピ ッチ化を実現で き、 しかも、 廉価な半導体レーザーを用 いた情報記録再生装置に対応 した高記録密度の情報記録媒体を 実現する こ と にある。
さ ら に、 本発明の目的は、 ト ラ ッ ク ピ ッ チがレーザービーム スポ ッ ト径の 7 0 %以下となる よ う な高密度記録において も、 C N R、 記録感度を低下させずに狭 ト ラ ッ ク ピ ッチ化を実現で き、 特に、 記録マーク長がエネルギービームスポッ ト径の半分 以下になる よ う な高密度記録において も良好なオーバーライ ト 特性が実現される情報記録媒体を提供する こ とである。
さ ら に、 本発明の目的は、 ト ラ ッ ク ピ ッチがレーザービーム スポ ッ ト径の 7 0 %以下となる よ う な高密度記録においても、 C N , オーバ一ライ ト特性、 記録感度を低下させずに狭 ト ラ ッ ク ピ ッチ化を実現で き、 しかも 1 0 万回程度の多数回書換後 にも再生信号が劣化 しない情報記録媒体を提供する こ とである さ ら に、 本発明の目的は、 ト ラ ッ ク ピ ッチがレーザービーム スポッ ト径の 7 0 %以下となる よ う な高密度記録において も、 C N , オーバ一ライ ト特性、 記録感度を低下させずに狭 ト ラ ッ ク ピ ッチ化を実現で き、 しかも ラ ン ド に情報を記録する場合 と、 グループに情報を記録する場合の記録感度の相違が発生し ない情報記録媒体を提供する こ とである。 発明の開示
上述した従来技術における問題点を解決して本発明の目的を 達成するためには、 以下の情報記録媒体を用いれば良い。
( 1 ) 相対的に移動するエネルギービームの照射によ り原子配 列変化、 ある いは/および電子状態変化によ って情報 （記録マ ーク） の記録が行われる情報記録媒体において、 上記相対的に 移動する方向に平行 して、 複数の情報記録 ト ラ ッ ク を備え、 上 記情報記録 ト ラ ッ ク間に段差を備え、 1 種類以上の情報記録用 薄膜を記録層 と して備え、 記録層のエネルギービーム入射側と は反対側に 1 種類以上の熱拡散制御層と熱拡散制御層とは組成 の異なる熱拡散層を備え、 上記 1 種類以上の記録層の膜厚の和 が情報記録 ト ラ ッ ク間の段差以下であ り 、 上記 1 種類以上の熱 拡散制御層の膜厚の和が上記情報記録 ト ラ ッ ク間の段差以上で ある こ とを特徴と した情報記録媒体によ り 、 記録感度を低下さ せる こ とな く 、 ク ロスィ レーズ低減、 高 C N R化、 多数回書換 劣化に対する耐久性の向上を実現する こ とができ、 しかも、 ラ ン ド と グループの両方に情報を記録する場合において も、 ラ ン ド と グループから得られる再生信号の品質が大き く 異なる こ と がない情報記録媒体が実現する。 また、 ト ラ ッ ク ピ ッチがレ一 ザービ一ムスポッ ト径の 7 0 %以下となる よ う な高密度記録に おいて も、 C N R、 オーバーライ ト特性、 記録感度を低下させ ずに狭 ト ラ ッ ク ピ ッチ化を実現でき、 しかも ラ ン ドに情報を記 録する場合と、 グループに情報を記録する場合の記録感度の相 違が発生しない情報記録媒体が実現する。 特に、 上記 1 種類以 上の記録層の膜厚の和が 5 n m以上 2 0 n m以下の場合、 レー ザ一光が記録層を透過しやすいため熱拡散層 と記録層の間の光 学干渉効果を有効に活用で き るため高 C N Rの情報記録媒体が 得られる。 また、 上記 1 種類以上の熱拡散制御層の膜厚の和が、 情報記録 ト ラ ッ ク間の段差以上であ り 、 かつ 3 0 0 n m以下で ある場合、 さ ら に望ま し く は、 7 0 n m以上 1 5 0 n m以下の 場合、 上記効果に加え、 生産性が向上する。 さ ら に、
( 2 ) ( 1 ) に記載の情報記録媒体であって、 上記情報記録 ト ラ ッ ク間の段差が凹凸形状 （溝形状） の段差であ り 、 隣接 した 凹部 （グループ部） と凸部 （ ラ ン ド部） にそれそれ情報記録 ト ラ ッ ク を備える こ と を特徴と した情報記録媒体によ り 、 ク ロス ィ レ一ズを増大させる こ とな く 、 情報記録 ト ラ ッ クの狭 ト ラ ッ ク ピ ッチ化を実現する こ とがで き る。 さ ら に、
( 3 ) ( 1 ) ( 2 ) のいずれかに記載の情報記録媒体であって、 上記情報記録 ト ラ ッ クがある一定の ト ラ ッ ク ピ ッチ （上記情報 記録 ト ラ ッ クの中心線間の距離） で配置され、 上記 ト ラ ッ ク ピ ツチが、 上記エネルギービームスポ ヅ ト径の 5 0 %以上 7 0 % 以下である こ と を特徴と した情報記録媒体、あるいは/および、
( 4 ) ( 3 ) に記載の情報記録媒体であって、 エネルギービー ムがレーザ一ビームであ り 、 上記レーザ一ビーム に用い られる レーザー波長を え、 上記レーザービームを形成する ための レ ン ズ開口数を N A と した場合、 ト ラ ッ ク ピ ッチが 0 . 5 人 / N A 以上、 0 . 6 え / N A以下である こ とを特徴と した情報記録媒 体において本発明の効果が最も大き く あ らわれる。 また、
( 5 ) ( 4 ) に記載の情報記録媒体であって、 上記情報記録媒 体がエネルギービーム入射側に透明な基板を備え、 上記エネル ギ一ビームがレーザービームであ り、 上記レーザ一ビームのレ 一ザ一波長を 人、 波長 λ における上記透明基板の屈折率を n と した場合、 上記凹凸形状の凹部の中心と凸部の中心の間の段差
(溝深さ） がえ / ( 7 n ) 以上、 人 / ( 6 . 2 n ) 以下である こ と を特徴と した情報記録媒体によ り、 ク ロス トーク を低減で き るばか り か、 記録感度、 C N R、 多数回書換耐性を低下させ る こ とな く ク ロスィ レ一ズを低減させる こ とがで き る。 また、
( 6 ) ( 4 ) ( 5 ) のう ちのいずれかに記載の情報記録媒体で あって、 上記情報記録媒.体はエネルギービーム入射側に透明な 基板を備え、 上記エネルギービームがレーザ一ビームであ り 、 上記レーザ一 ビームの レーザー波長が 6 3 0 - 6 6 0 n m、 上 記レーザ一ビームを形成するための レ ンズ開口数が 0 . 5 7 〜 0 . 6 4 3 であ り 、 上記波長範囲における上記透明基板の屈折 率が 1 .4 5〜 1 . 6 5である透明基板を備え、 ト ラ ッ ク ピ ッチ が 0 . 6 1 5 ± 0. 0 3 / 111、 上記溝深さが 5 9〜 6 7 11 111でぁ る こ とを特徴と した情報記録媒体によ り 、 廉価な半導体レーザ —を用いた情報記録再生装置に対応 した、 例えば 4. 7 G Bの 記録容量を有する D V D— R AMの様な高記録密度の情報記録 媒体を実現する こ とがで きる。
さ ら に
( 7 ) ( 1 ) ( 2 ) のいずれかに記載の情報記録媒体であって、 上記 1種類以上の熱拡散制御層が金属の酸化物、 炭化物、 窒化 物、 硫化物、 セ レ ン化物を含有する こ と を特徴と した情報記録 媒体、 あるいは/および
( 8 ) ( 7 ) に記載の情報記録媒体であって、 1種類以上の熱 拡散制御層のう ち、 少な く と も 1種類の熱拡散制御層に S元素 が含有されている こ とを特徴と した情報記録媒体、 あるいは/ および
( 9 ) ( 8 ) に記載の情報記録媒体であって、 S元素の含有量 が 5 %以上 5 0 %以下である こ とを特徴と した情報記録媒体に よ り、熱拡散制御層の熱伝導率を I W/m.K低下させる こ とが でき るため熱拡散層から記録層への熱の逆流現象を低減で き、 記録感度、 C N R、 多数回書換耐性を低下させる こ とな く ク ロ スィ レーズを低減させる こ とがで き る。 また、
( 1 0 ) ( 1 ) ( 2 ) のいずれかに記載の情報記録媒体であつ て、 A l、 C u、 A g、 A u、 P t、 P dの総含有量が 9 0 % 以上である上記熱拡散層を備え る こ と を特徴と した情報記録媒 体、 あるいは/および、
( 1 1 ) ( 1 0 ) に記載の情報記録媒体であって、 A 1元素の 含有量が 9 7 %以上である上記熱拡散層を備え る こ とを特徴と した情報記録媒体、 あるいは/および ( 1 2 ) ( 1 0 ) に記載の情報記録媒体であって、 上記熱拡散 層の膜厚が 3 O n m以上、 3 0 O n m以下である こ とを特徴と した情報記録媒体によ り、 記録層が G e、 S b、 T e、 In、 A g等を主成分とする相変化記録層ばか り ではな く 、 た とえば、 T b、 F e、 C o、 D y、 G d等を主成分とする光磁気記録層 に対する記録において も、 記録感度、 C N R、 多数回書換耐性 を低下させる こ とな く ク ロスィ レーズを低減させる こ とがで き る。
さ ら に、
( 1 3 ) ( 1 ) ~ ( 1 2 ) のう ちのいずれかに記載の情報記録 媒体であって、 上記原子配列変化に伴ない、 結晶から ァモル フ ァスへ、 あるいは/および、 アモルフ ァスから結晶への変化に よ り情報 （記録マーク） の記録が行われる こ とを特徴と した倩 報記録媒体を用いる こ とによ り、 ト ラ ッ ク ピ ッチがレーザ一ビ 一ムスポ ッ ト径の 7 0 %以下となる よ う な高密度記録において も、 C N R、 オーバ一ライ ト特性、 記録感度を低下させずに狭 ト ラ ッ ク ピ ッチ化を実現で き、 しかも、 例えば D V D — R A M、 D V D— R W、 D V D — Rの様に、 再生専用光ディ スク （例え ば、 D V D — R 0 M ) との互換性に優れた情報記録媒体を得る こ とがで き る。
( 1 4 ) ( 1 3 ) に記載の情報記録媒体であって、 S元素の含 有率が、 熱拡散制御層のう ち少な く と も 1種類の熱拡散制御層 に存在する S元素の含有率よ り も小さ く 、 しかも上記熱拡散制 御層 と上記熱拡散層との間に存在する熱緩衝層を備える こ と を 特徴と した情報記録媒体、 あるいは/および、
( 1 5 ) ( 1 4 ) に記載の情報記録媒体であって、 上記熱緩衝 層が金属 と金属酸化物、 金属硫化物、 金属窒化物、 金属炭化物 との混合物である こ とを特徴と した情報記録媒体、 あるいは/ および、
( 1 6 ) ( 1 4 ) に記載の情報記録媒体であって、 上記熱拡散 制御層の膜厚の和が、 上記熱緩衝層の膜厚以上である こ とを特 徴と した情報記録媒体によ り 、 ト ラ ッ ク ピ ッチがレーザ一ビー ムスポッ ト径の 7 0 %以下となる よ う な高密度記録において も C N R s 記録感度を低下させずに狭 ト ラ ッ ク ピ ッチ化を実現で き、 特に、 記録マーク長がエネルギービームスポ ッ ト径の半分 以下になる よ う な高密度記録において も良好なオーバ一ライ ト 特性を実現する こ とがで き る。 特に、
( 1 7 ) ( 1 4 ) に記載の情報記録媒体であって、 複数の長さ の記録マークが記録される こ と によ り情報の記録が行われ、 上 記複数の長さの記録マークのう ち最も短い記録マークの長さが エネルギービ一ムスポッ ト径の 4 0 %以上 5 0 %以下である こ とを特徴と した情報記録媒体において本発明の効果が顕著にあ らわれる。 また、
( 1 8 ) ( 1 3 ) に記載の情報記録媒体であって、 少な く と も、 複数の熱拡散制御層を備え、 S元素の含有率が、 他の熱拡散制 御層のう ち少な く と も 1 種類の熱拡散制御層に存在する S元素 の含有率よ り も小さ く 、 しかも上記記録層と接 して存在する界 面層を備え る こ とを特徴と した情報記録媒体によ り、 ト ラ ッ ク ピ ッチがレーザ一ビームスポ ッ ト径の 7 0 %以下となる よ う な 高密度記録において も、 C N R、 オーバ一ライ ト特性、 記録感 度を低下させずに狭 ト ラ ッ ク ピ ッチ化を実現で き、 しかも 1 0 万回程度の多数回書換後に も再生信号が劣化 しない情報記録媒 体を得る こ とがで き る。
なお、 本発明では複数の薄膜を積層 し、 各薄膜の特性を生か した構造と しているが、 必ず しも各層が厳密に分かれている必 要はな く 、 た とえば、 5 n m以下程度であれば、 層間の境界付 近での組成比が連続的に変化 していて も本発明の効果は失われ ない。 また、 本発明では各膜の組成は原子％で示 してある。
なお、 本発明におけるエネルギービームスポッ ト径とは、 そ の強度がビームスポッ 卜 の中心強度の 1 / e 2以上になる領域 の直径を示 している。 また、 本発明は情報記録 ト ラ ッ ク と平行 方向に記録密度を向上させる効果 （エネルギービ一ム径の 5 0 %以下の記録マーク を記録する際にも良好なオーバ一ライ ト特 性が実現する効果） と、 情報記録 ト ラ ッ クの垂直方向に対 して 記録密度を向上させる効果 （ ト ラ ッ ク ピ ッチをエネルギービー ム径の 7 0 %以下に した場合において も、 ク ロスィ レーズ、 ク ロス トーク を抑制する効果） がある。 本発明における、 ェネル ギ一ビームスポ ッ ト径とは、 た とえばビームスポッ ト形状が楕 円形のよ う に円形以外の場合には、 各効果が発現する方向にお いて、 その強度がビームスポ ッ トの中心強度の 1 / e 2以上なる 領域の幅を示している。
なお、 本発明における界面層、 熱拡散制御層、 熱緩衝層、 熱 拡散層の定義を以下にま とめる。 界面層とは記録層 と熱拡散制 御層の間に存在 し、 記録層の界面を安定化させる層であ り 、 少 な く と も S元素の含有量が、 熱拡散制御層のう ち 1 種類の層の 含有量よ り も小さ く 、 しかも、 膜厚が 2 〜 1 O n mの層である。 た とえば、 記録層の表面を何らかの処理によ り 変化させたよ う な場合 （窒化、 酸化等） の記録層、 あるいは熱拡散制御層と明 らかに組成が異なればこれを界面層 と呼ぶ。
また、 熱拡散制御層 とは少な く と も膜厚が 1 0 n mよ り 大き く 、 記録層と熱拡散層の間に存在 し、 エネルギービームを透過 させる酸化物、 炭化物、 窒化物、 硫化物、 セ レ ン化物を主成分 とする層であ り 、 少な く と も上記エネルギービームの波長にお ける複素屈折率 ]!、 kのう ち kが— 0 . 1 以上のものを指す。 また、 熱緩衝層とは少な く と も熱拡散制御層と熱拡散層の間 に存在 し、 複素屈折率 n、 kのう ち kが— 0 . 1 よ り 小さ く 、 膜厚が 1 0 O n m以下のものを指す。 図面の簡単な説明
第 1 図は、 本発明の情報記録媒体の構造図であ り、 第 2 図は、 本発明の一実施例を説明するための概念図であ り、 第 3 図は、 本発明の一実施例を説明するための概念図であ り 、 第 4 図は、 本発明の熱拡散制御層膜厚と熱拡散層—隣接情報記録 ト ラ ッ ク 記録部間距離の関係を示す図であ り、 第 5 図は、 本発明の一実 施例を説明する ための概念図であ り、 第 6 図は 本発明の一実 施例を説明するための概念図であ り、 第 7 図は 本発明の一実 施例を説明する ための概念図であ り、 第 8 図は 本発明の一実 施例を説明するための概念図であ り、 第 9 図は 本発明の 1 実 施例の情報記録媒体の構造断面図であ り、 第 1 0 図は、 本発明 の一実施例に用いた情報記録再生装置のブロ ッ ク図であ り、 第 1 1 図は、 本発明の一実施例における情報記録媒体の ト ラ ッ ク ピ ッチと ク ロスィ レーズによる ジ ッ 夕一上昇の関係を示す図で あ り 、 第 1 2 図は、 本発明の一実施例における情報記録媒体の 溝深さ とク ロス トーク による ジ ッ ター上昇の関係を示す図であ り、 第 1 3 図は、 本発明の一実施例における情報記録媒体の記 録マーク と情報記録 ト ラ ッ クのレイ アウ ト を示す図であ り、 第 1 4 図は、 本発明の一実施例における情報記録媒体の熱拡散制 御層の熱伝導率と ク ロスィ レーズ温度保持時間の関係を示す図 であ り 、 第 1 5 図は、 本発明の一実施例における情報記録媒体 の熱拡散層の膜厚と ク ロスィ レーズ温度保持時間の関係を示す 図であ り 、 第 1 6 図は、 本発明の一実施例における情報記録媒 体の熱拡散層の熱伝導率とク ロスィ レーズ温度保持時間の関係 を示す図である 発明を実施するための最良の形態
本発明を よ り 詳細に説明する ために、 添付の図面の従って れを説明する。 まず、 説明に用いる符号を次のよ う に示す。
1 1 基板
2 2 下部保護層
3 3 記録層
4 4 熱拡散制御層
5 5 熱拡散層
6 接着剤
d ： 溝深さ
7 対物レ ンズ
8 エネルギー ビーム
9 発熱部
1 0 ： 隣接情報記録 ト ラ ッ ク との境界部
1 1 ： 隣接情報記録 ト ラ ッ クの記録部
d he ： 熱拡散制御層の膜厚
d rh ： 隣接情報記録 ト ラ ッ クの記録部と熱拡散層の最短距離 d r ： 記録層の膜厚
1 2 1 2 ' ： 下部界面層
1 3 1 3 ' : 上部界面層
1 4 1 4 ' : 熱緩衝層
1 0 - 1 ： 光ディ スク
1 0 - 2 ： モーター
1 0 - 3 ： 光ヘッ ド
1 0 — 4 ： プ リ ア ン プ回路
1 0 — 6 ： 記録波形発生回路 1 0 一 7 レーザ駆動回路
1 0 一 8 8 — 1 6 変調器
1 0 一 9 L / Gサーボ回路
1 0 一 1 0 ： 8 — 1 6 復調器
1 5 光ディ ス ク
1 6 光ディ スク
1 7 隣接情報記録 ト ラ ッ クの記録マーク
1 8 中心 ト ラ ッ ク
1 9 ト ラ ッ ク 中心
2 0 レ一ザ一ヒ一ム
2 1 ： ク ロスィ レーズ観測点。
つぎに、 本発明を以下の実施例によ って説明する。
まず、 本発明のク ロスィ レーズに対する優位性を説明する。 ク ロスィ レ一ズは、 記録マーク を記録するため記録層に レーザ 一ビームを照射した際に発生 した熱が積層された薄膜内を伝わ つて隣接情報記録 ト ラ ッ ク に記録された情報を消去 して しま う 現象であ り、 高密度記録の最も大きな障害の一つである。
まずは じめに本発明のク ロスィ レーズを低減させる効果につい て第 1 図〜第 8 図を用いて説明する。
第 1 図に本発明の情報記録媒体の基本構造を示す。 第 1 の情 報記録部材は溝深さが d gの溝形状の情報記録 ト ラ ッ クが設け られた基板 1 上に下部保護層 2 、 記録層 3 、 熱拡散制御層 4、 熱拡散層 5 が順次積層された構造である。 また、 基板 1 ' 、 下 部保護層 2 ' 、 記録層 3 ' 、 熱拡散制御層 4 ' 熱拡散層 5 ' を 有する同様の構造の情報記録部材を接着剤 6 を介 して貼 り合せ ている
第 2 図、第 3 図は上記基板 1 側から レーザービームを照射 し、 記録層 3 を発熱させた場合の断面方向の熱拡散の様子を模式的 に示 したものである。 第 2 図は熱拡散制御層 4 の厚さ d が溝 深さ d sよ り も薄い場合 （構造 A ： 従来例に相当） 、 第 3 図は熱 拡散制御層 4 の厚さ d が溝深さ d gよ り も厚い場合 （構造 B ： 本発明） について示 している。 こ こで、 簡単のため、 各層の熱 伝導率の関係は熱拡散層の熱伝導率 >記録層の熱伝導率 >熱拡 散制御層の熱伝導率 =下部保護層の熱伝導率となっている とす る。
まずは じめに第 2 図について説明する。 先に記述したよ う に 第 2 図では熱拡散制御層 4 の厚さ d が溝深さ d gよ り も薄 く なっている。 対物レ ンズ 7 によ り記録層 3 に照射されたェネル ギービームは記録層 3 において発熱する。 また、 記録層 3 の発 熱部 9 において発生 した熱は熱拡散層 5 を通じて拡散する。 隣 接情報記録 ト ラ ッ ク との境界部 1 0 では熱拡散層 5 と隣接情報 記録 ト ラ ッ クの記録部 1 1 の最短距離 d r hが小さ く 、 しかも隣 接情報記録 ト ラ ッ クの記録部 1 1 を囲む様に して熱拡散層が存 在しているため、 熱拡散層 5 を拡散する熱の影響によ り ク ロス ィ レーズが発生しやす く なる。
これに対して第 3 図の場合、 熱拡散制御層 4 の厚さ d h cが溝 深さ d gよ り も厚 く なっている ため、隣接情報記録 ト ラ ッ クの記 録部 1 1 は熱拡散層 5 を拡散している熱の影響を受けに く い。 隣接情報記録 ト ラ ッ ク との境界部 1 0 において熱拡散層 5 と、 隣接情報記録 ト ラ ッ クの記録部 1 1 の最短距離 d r llが第 2 図の 場合と比較して大き く 、 しかも第 2 図の場合の様に熱拡散層 5 は隣接情報記録 ト ラ ッ クの記録部 1 1 を囲む様に して存在 して いないからである。
このよ う に、 熱拡散制御層 4 の膜厚 d h eによ り 隣接情報記録 ト ラ ッ クの記録部 1 1 に与える熱の影響が異なる。 この事はク ロスィ レ一ズを抑制する上で、 きわめて重要となる。 隣接情報 記録 卜 ラ ッ クの記録部 1 1 に与える熱の影響を抑え る こ とによ り 、 ク ロスィ レ一ズを抑制する こ とが可能となるからである。 第 4 図は隣接情報記録 ト ラ ッ クの記録部 1 1 と熱拡散層 5 の 最短距離 d r hと熱拡散制御層 4 の膜厚 d h eの関係の計算例であ る。 熱拡散制御層 4 の膜厚 d が溝深さ d g以上の場合、 熱拡散 層 5 と隣接情報記録 ト ラ ッ クの記録部 1 1 の最短距離 d r hが急 激に大き く なつている。
以上の例では、 グループの記録層に情報を記録する場合につ いて説明 したが、 ラ ン ド に記録する際に も、 ラ ン ドの記録部と 熱拡散層との最短距離が熱拡散制御層の膜厚に対して同様の変 化を示す。 また、 第 5 図に示したよ う に、 熱拡散制御層 4 の膜 厚 d h eが溝深さ d g以下の場合、 記録層 3 の発熱部 9 を囲むよ う に して熱拡散層 5 が存在するため、 発熱部 9 において発生した 熱は隣接情報記録 ト ラ ッ クの方向に拡散しやす く なる。 この結 果、 隣接情報記録 ト ラ ッ ク においてク ロスィ レ一ズが発生しや す く なる。
これに対して第 6 図の場合、 熱拡散制御層 4 の厚さ d が溝 深さ d gよ り も厚 く なつているため、隣接情報記録 ト ラ ッ クの記 録部 1 1 は熱拡散層 5 を拡散している熱の影響を受けに く い。 第 5 図の場合の様に熱拡散層 5 は隣接情報記録 卜 ラ ッ クの記録 部 1 1 を囲む様に して存在 していないからである。このよ う に、 ラ ン ドにおいて発生した熱のグルーブの記録部に対する影響は. グループに記録する場合と同様に説明する こ とがで き、 本発明 によ り 、 ラ ン ドか ら グループへの熱の流れ、 あるいはグル一ブ から ラ ン ドへの熱の流れを抑制する こ とがで き る。このよ う に、 熱拡散制御層の膜厚が溝深さ以上であればク ロ スィ レーズを低 減させる こ とがで き るが、 特にラ ン ド グループ記録方式を採用 しラ ン ド と グループの両方に情報を記録する際にも、 ク ロスィ レ一ズを低減する効果があ ら われる。
第 7 図は記録層 3 の膜厚 d rが溝深さ d gよ り も厚い場合にグ ループに レーザービームを照射した際の熱拡散の様子を模式的 に示 した図である。 この場合、 第 2 図、 第 3 図と比較して グル ーブの記録層 3 の発熱部 9 と隣接情報記録 ト ラ ッ クの記録部 1 1 との間の距離が小さ く な り 、 しかも、 比較的高熱伝導率の記 録層内を拡散する熱量が大き く なるためク ロスィ レーズが発生 しゃす く なる。
第 8 図は記録層 3 の膜厚 d rが溝深さ d gよ り も厚い場合にラ ン ド に レーザービームを照射した際の熱拡散の様子を模式的に 示 した図である。 この場合も第 5 図、 第 6 図と比較してラ ン ド の記録層 3 の発熱部 9 と隣接情報記録 ト ラ ッ クの記録部 1 1 と の間の距離が小さ く な り、 しかも、 比較的高熱伝導率の記録層 内を拡散する熱量が大き く なるためク ロスィ レ一ズが発生しや す く なる。
また、 第 5 図に示 したよ う に、 熱拡散制御層 4 の厚さ d h cが 溝深さ d gよ り も薄く 、 ラ ン ドに レーザービームを照射する場合 、 第 2 図に示 したよ う に、 熱拡散制御層 4 の厚さ d が溝深さ d gよ り も薄 く 、 グループに レーザ一ビームを照射する場合と比 較して、 記録感度が低下する。 第 2 図の場合、 記録層 3 の発熱 部 9 の側面には比較的熱伝導率が小さい下部保護層 2 と基板 1 が存在 しているのに対して、 第 5 図の場合、 記録層 3 の発熱部 9 の側面には比較的熱伝導率が大きい熱拡散層が存在 している からである。 このこ とがラ ン ド と グループの記録感度の相違を 引 き起こ し、 情報記録再生装置の設計上大きな問題となる。
また、 この問題を解決するため、 ラ ン ド に情報を記録する際 には、 グループに情報を記録する場合よ り も、 大きなパワーの レーザ一ビームを照射する という 方法が考え られるが、 この場 合、 隣接グループにおいて ク ロスィ レ一ズが発生 しやす く なる という新たな問題が発生する ため好ま し く ない。
本発明の情報記録媒体によれば、 上記ラ ン ド と グルーブ記録 感度差も低減する こ とがで き る。 第 3 図、 第 6 図のよ う に熱拡 散制御層 4の厚さ d が溝深さ d sよ り も厚い場合、 グループに 記録する場合、 ラ ン ド に記録する場合と も に、 記録層 3 の発熱 部 9 は側面に比較的低熱伝導率の下部保護層、 あるいは熱拡散 制御層が存在するからである。
発明者等は上記現象を考慮し、 記録層、 熱拡散制御層、 及び 熱拡散層の熱伝導率、 膜厚と ク ロスィ レーズの関係を調べる と と も に、 各層に最適な熱伝導率、 膜厚が存在する こ と を発見 し た。 また、 上記熱伝導率を実現するための各層の組成を求めた。 以下に実験例を示す。
ト ラ ッ ク ピ ッチ 0 . 4 ~ 0 .7 5 ^ m、 溝深さ 6 2 n mであ り 、 ラ ン ド とグループの両方に情報を記録する ためのァ ド レス情 報が各セ クタの先頭部に設けられた厚さ 0 .6 mmのラ ン ド / グループ記録用ポ リ カーボネー ト製の基板 1 上に、 第 9 図に示 した構造の各薄膜 （下部保護層 2 ： ( Z n S ) 8 o ( S i 02)2。 （ l O O n m) 、 下部界面層 1 2 ： C r 203 ( 5 n m ) 、 記録層 3 ： A g6G e 16 S b 22T e 55相変化記録層 （ 1 0 n m) 、 上部界 面層 1 3 ( 5 n m ) 、 熱拡散制御層 4 ： ( Z n S )80 ( S i 02) 20 ( 1 4 0 n m ) 、 熱緩衝層 1 4 ： C r 4。 （ C r 203 ) 6。 （ 3 5 n m ) 、 熱拡散層 5 ： A 1 ( 8 0 n m ) ) を順次スパ ッ 夕 リ ン グプロセスによ り 製膜した。
また、 同様の基板 1 ' 、 下-部保護層 2 ， 、 下部界面層 1 2， 、 記録層 3 ' 、 上部界面層 1 3 ' 、 熱拡散制御層 4 ' 、 熱緩衝層 1 4 ' 、 熱拡散層 5 ' を有する同様の構造の情報記録部材を接 着剤 6 を介 して貼 り合せた。 以上の構成の倩報記録媒体を光デ イ ス ク 1 5 と呼ぶ。 なお、 上記ポ リ カーボネー ト基板の屈折率 は 1 . 5 8 であった。 （なお、 光ディ ス ク 1 5 を構成している 各薄膜の適正な膜厚、 組成の範囲は後述した。 ）
このディ ス クの半径方向にはユーザ記録用のゾーンが 3 6個 あ り 、 ゾーン内一周内には 2 5〜 6 0個のセ ク タが存在 してい る。 また、 ゾーン毎に ト ラ ッ ク ピ ッチを 0 . 4〜 0 . 7 5 〃m の間で変化させてお り 、 ク ロスィ レーズの ト ラ ッ ク ピ ッチ依存 性を測定で き る よ う に している。
上記光ディ ス ク 1 5 (第 1 0図中では便宜的に 1 0— 1 と呼 ぶ） に対して第 1 0 図に示 した情報記録再生装置によ り 、 情報 の記録再生を行なった。 以下に本情報記録再生装置の動作を説 明する。 なお、 記録再生を行なう際のモーター制御方法と して は、 記録再生を行なう ゾーン毎にディ ス クの回転数を変化させ ¾ Z C L V ( Zone Constant Linear Velocity) 方式を採用 して いる。 ディ ス ク線速度は約 8 . 3 m / sである。
記録装置外部か らの情報は 8 ビッ ト を 1 単位と して、 8 — 1 6 変調器に伝送される。ディ スク 1 上に情報を記録する際には、 情報 8 ビッ ト を 1 6 ビ ッ ト に変換する変調方式、 いわゆる 8 — 1 6 変調方式を用い記録が行われた。 この変調方式では媒体上 に、 8 ビッ 卜の情報に対応させた 3 T〜 1 4 Tのマーク長の情 報の記録を行なっている。 図中の 8 — 1 6変調器 1 0 — 8 はこ の変調を行なっている。
なお、 こ こで T とは情報記録時のク ロ ッ クの周期を表してお り 、 こ こでは 1 7 . 1 n s と した。
8 — 1 6 変調器 1 0 — 8 によ り 変換された 3 T〜 1 4 Tのデ ジタル信号は記録波形発生回路 1 0 — 6 に転送され、 、 高パヮ —パルスの幅を約 Τ / 2 と し、 高パワーレベルの レーザ一照射 間に幅が約 Τ / 2 の低パヮ一レベルの レーザー照射を行い、 上 記一連の高パワーパルス間に中間パワーレベルの レーザー照射 が行われるマルチパルス記録波形が生成される。 こ の際、 記録 マーク を形成する ための、 高パワーレベルを 1 1 . 0 m W、 記録 マークの消去が可能な中間パワーレベルを 4 . 0 m W、中間パヮ 一レベルよ り低い低ノ、'ワーレベルを 3 . 0 m Wと した。 また、 上記記録波形発生回路 6 内において、 3 T〜 1 4 T の信号を時 系列的に交互に 「 0 」 と 「 1 」 に対応させ、 「 0 」 の場合には 中間パワーレベルのレ一ザ一パヮ一を照射し、 「 1 」 の場合に は高パワーレベルのパルス を含む一連の高パワーパルス列を照 射する よ う に している。 この際、 光ディ ス ク 1 上の中間パヮ一 レベルのレーザービームが照射された部位は結晶とな り （スぺ —ス部） 、 高パヮ一レベルのパルスを含む一連の高パワーパル ス列のレーザービームが照射された部位は非晶質 （マーク部） に変化する。 また、 上記記録波形発生回路 1 0 — 6 内は、 マ一 ク部を形成するための高パワーレベルを含む一連の高パワーパ ルス列を形成する際に、 マーク部の前後のスペース部の長さに 応じて、 マルチパルス波形の先頭パルス幅 と最後尾のパルス幅 を変化させる方式 （適応型記録波形制御） に対応したマルチパ ルス波形テーブルを有 してお り、 これによ り マーク間に発生す るマーク間熱干渉の影響を極力排除で き るマルチパルス記録波 形を発生 している。
記録波形発生回路 1 0 — 6 によ り生成された記録波形は、 レ —ザ駆動回路 1 0 — 7 に転送され、 レーザ一駆動回路 1 0 — 7 はこの記録波形を も と に、 光へッ ド 1 0 — 3 内の半導体レーザ を発光させる。
本記録装置に搭載された光へッ ド 1 0 — 3 には、 情報記録用 のエネルギービーム と して光波長 6 5 5 n mの半導体レーザが 使用されている。 また、 この レーザー光を レ ンズ N A 0 . 6 の対 物レ ンズによ り 上記光ディ ス ク 1 2 の記録層上に絞 り込み、 上 記記録波形に対応したエネルギーの レーザービームを照射する こ とによ り 、 情報の記録を行なっ た。
一般的に、 レーザ一波長 λの レーザー光を レ ンズ開口数 N A のレ ンズによ り集光 した場合、 レーザービームのスポッ 卜径は およそ 0 . 9 X え / Ν Αとなる。 したがって、 上記条件の場合、 レーザ一ビームのスポ ッ ト径は約 0 . 9 8 ミ ク ロ ンである。 こ の時、 レーザービームの偏光を円偏光と した。
また、 本記録装置はグループと ラ ン ド （グル一ブ間の領域） の両方に情報を記録する方式 （いわゆる ラ ン ドグループ記録方 式） に対応 している。 本記録装置では L / Gサーボ回路 1 0 — 9 によ り、 ラ ン ド と グループに対する ト ラ ッキングを任意に選 択する こ とがで きる。
記録された情報の再生も上記光へッ ド 1 0 — 3 を用いて行な つた。 レーザービームを記録されたマーク上に照射し、 マーク とマーク以外の部分からの反射光を検出する こ とによ り、 再生 信号を得る。 この再生信号の振幅をプリ アンプ回路 1 0 — 4 に よ り増大させ、 8 — 1 6復調器 1 0 — 1 0 に転送する。 8 — 1 6復調器 1 0 — 1 0では 1 6 ビ ッ ト毎に 8 ビヅ ト の情報に変換 する。以上の動作によ り、 記録されたマークの再生が完了する。
以上の条件で上記光ディ スク 1 2 に記録を行った場合、 最短 マークである 3 Τマークのマーク長はおよそ 0 .4 2 m、 最長 マークである 1 4 Tマークのマーク長は約 1 . 9 6 〃mとなる。
以上の条件において、 グル一ブに情報を記録した後、 隣接情 報 ト ラ ッ ク （ラ ン ド） に情報を記録し、 グループの再生信号の ク ロスィ レーズによ る ジ ッ ター上昇量を測定し、 第 1 1 図に示 した。
また、 熱拡散制御層の膜厚が 1 5 n mである以外は光デイ ス ク 1 5 と同様の構造である光ディ ス ク 1 6 を作成し、 グループ の再生信号のク ロスィ レーズによ る ジ ッ ター上昇量を測定 し、 第 1 1 図に示 した。 この際、 光ディ ス ク 1 6 は記録に要するパ ヮ一が、 光ディ ス ク 1 5 の場合と比較 して、 1 . 3倍程度に上 昇 していた。 なお、 光ディ ス ク 1 5 の ト ラ ッ ク ピ ッチ 0 . 7 〃 m における ジ ッ ターはラ ン ド 8 . 0 %、 グループ 8 . 2 %、 光デ イ ス ク 1 6 の ト ラ ッ ク ピ ッチ 0 . 7 mにおける ジ ッ ターはラ ン ド 8 . 5 %、 グループ 8 . 7 %であった。
熱拡散制御層の膜厚が溝深さ よ り 薄い光ディ スク 1 6 の場合、 ト ラ ッ ク ピ ッチが 0 . 7 〃 m以下の場合、 ク ロスィ レ一ズによる ジ ッ ター上昇が発生 したが、 熱拡散制御層の膜厚が溝深さ よ り 厚い光ディ ス ク 1 5 の場合、 ク ロスィ レ一ズによる ジ ッ 夕一上 昇は 0 . 5 5 / mよ り狭い ト ラ ッ ク ピ ッチにおいて発生 し、 ト ラ ッ ク ピ ッチが 0 . 5 5 m以上では、 ク ロスィ レ一ズによ る ジ ッ 夕一上昇は皆無であった。 したがって、 本発明の効果が ト ラ ッ ク ピ ヅチ 0 . 5 5 〃 mから 0 . 6 5 mの間の場合において発現 している こ とが明らかとなった。
また、 以上の実験と同様に、 ラ ン ド に情報を記録した後に、 隣接情報 ト ラ ッ ク （グループ） に情報を記録し、 ラ ン ドの再生 信号のク ロスィ レーズによ る ジ ッ ター上昇量を測定 した と こ ろ、 光ディ ス ク 1 5 において、 ト ラ ッ ク ピ ッチ 0 . 5 5 ^ mか ら 0 . 7 〃 mの間の場合に、本発明のク ロスィ レ一ズ低減効果が発現し フ o
なお、 以下の実施例において も第 1 0 図に示 した情報記録再 生装置によ り情報の記録再生を行った。
また、 本発明と溝深さの関係を明 ら かにするため以下の実験 を行った。
ト ラ ッ ク ピ ッチ 0 . 6 1 5 m、ラ ン ド と グループの両方に情 報を記録する ためのァ ド レ ス情報が各セ ク タの先頭部に設けら れ、 厚さ 0 . 6 m m、 溝深さ を 5 0 〜 8 0 n mの間において変化 させた数種類のラ ン ド /グループ記録用ポ リ カーボネー ト製の 基板 1 上に、 第 9 図に示 した構造の各薄膜を順次スパ ッ 夕 リ ン グプロセスによ り製膜した。 さ ら に、 同様の構造の情報記録部 材を接着剤を介して貼 り 合せた。 なお、 上記ポ リ カーボネー ト 基板の屈折率は 1 . 5 8 であった。
上記光ディ ス ク を第 1 0 図に示 した情報記録再生装置によ り 情報の記録再生を行っ た。
実施例の光ディ ス ク 1 5 と同条件によ り 情報の記録再生を行 なった。
以上の条件によ り記録を行った場合、 最短マークである 3 T マークのマーク長はおよそ 0 . 4 2 〃 m、 最長マークである 1 4 Tマークのマーク長は約 1 . 9 6 〃 mとなる。
溝深さを変化させた数種類の光ディ スクのグループに情報を 記録したのちに、 隣接情報 ト ラ ッ ク （ラ ン ド） に情報を記録し、 グループの再生信号のク ロス トーク によ る ジ ッ ター上昇量の溝 深さ依存性を測定し第 1 2 図に示した。
溝深さが 5 9 n mか ら 6 7 n mの場合、 ク ロス トーク による ジ ッ ター上昇は発生しなかったが、 溝深さが 5 9 n mよ り 小さ い場合、 あるいは 6 7 n mよ り 大きい場合には、 ク ロスィ レー ズ、 ク ロス トーク によ る ジ ッ ター上昇が発生 した。 このよ う に 溝深さが 5 9 n m以上 6 7 n m以下の場合、 本発明の効果が発 現している こ とが明 ら かとなっ た。 また、 ク ロス トークの低減 効果は、 レーザ一ビームの レーザ一波長と溝深さの関係によ り 決ま り 、 レーザービームの レーザー波長を え、 波長え における 基板の屈折率を n と した場合、 溝深さが人 / ( 7 n ) 以上、 人 / ( 6 . 2 n ) 以下であれば良い。 また、 溝深さが 5 9 n m以上 6 7 n m以下の光ディ ス ク に対 して、 それそれラ ン ド と グループに 1 0万回オーバ一ライ ト を 行った と こ ろ ジ ッ ター上昇は 1 %以下であ り 、 多数回書換特性 がきわめて良好である こ とがわかった。
なお、 本発明の効果が発現する熱拡散制御層は光学的には屈 折率が 1 . 4〜 3. 0の間であ り、 光を吸収しない材料であ り 、 特に金属の酸化物、 炭化物、 窒化物、 硫化物、 セ レ ン化物を含 有する こ とが望ま しい。 また、 組成の異なる複数の熱拡散制御 層を組み合せて も よい。 熱拡散制御層のう ち、 少な く と も 1種 類の熱拡散制御層に Z nと Sが含有されている場合、 ク ロスィ レーズ低減効果が特に顕著に発現するが、 特に、 熱拡散制御が ( Z n S ) 8。 （ S i O 2。 （モル比率） あるいは Z n S と S i 02の混合比を換えたもの （ S i 02が 5 ~ 5 0モル％ ) 、 Z n Sと下記酸化物 5〜 4 0モル％の混合組成に近い組成の材料の 場合熱伝導率が低下するため熱拡散制御が容易になる。 混合す る酸化物は S i 02， S i 〇 ， T i 02 , A 120 s , Y 203 , C e 0 , L a203, I n203, G e 0 , G e 02, P b O , S n 0 , S n 02 , B i 203 , T e 〇 2， W 02 , W 03 , S c 203 , T a 2 05 , Z r 02が好ま しい。 こ の他に S i — 0— N系材料， S i — A l —〇 — N系材料、 C r 2〇 3, などの C r— 0系材料、 C 020 a , C 0 0などの C 0— 0系材料などの酸化物、 T a N , A 1 N , S i 3N4などの S i - N系材料、 A l - S i - N系材料 （ 例えば A 1 S i N 2 ) 、 G e— N系材料などの窒化物、 Z n S， S b 2 S 3 , C d S , I n 2 S 3 , G a 2 S 3 , G e S , S n S 2 , P b S ,B i 2S 3, などの硫化物、 S n S e 3, S b 2 S 3 , C d S e , Z n S e , I n 2 S e 3 , G a 2 S e 3 , G e S e , G e S e 2 , S n S e , P b S e， B i 2 S e 3などのセ レ ン化物、 C e F 3 , M g F 2 , C a F 2な どの弗化物、 または、 上記の材料に近 い組成のものを用いた熱拡散制御層を用いて も よい。 また、 こ れらの混合材料の層でも よい。 また、 本実施例のよ う に Z n S と酸化物よ り 成る熱拡散制御層と、 それ以外の上記の材料の層 を重ねた、 多重層の熱拡散制御層 と して も良い。 この場合、 上 記の Z n S と酸化物よ り成る材料以外の材料のう ちでは、 酸化 物、 窒化物、 弗化物のう ちのいずれかが、 よ り好ま しい。 特に、 熱拡散制御層の膜厚の和が、 情報記録 ト ラ ッ ク間の段差以上で あ り 、 かつ 3 0 0 nm以下である場合、 記録感度を低下させる こ とな く 、 ク ロスィ レ一ズ低減、 高 C N R化、 多数回書換劣化 に対する耐久性の向上を実現する こ とができ、 しかも、 ラ ン ド とグループの両方に情報を記録する場合において も、 ラ ン ド と グループから得られる再生信号の品質が大き く 異なる こ とがな い情報記録媒体が実現する。 さ ら に望ま し く は、 熱拡散制御層 の膜厚が 1 0 0 n m以上 1 5 0 n m以下の場合、 上記効果に加 え、 生産性が向上する。
また、 熱拡散層と しては高反射率、 高熱伝導率の金属あるい は合金が良 く 、 A l、 C u、 A g、 A u、 P t、 P dの総含有 量が 9 0 %以上である こ とが望ま しい。 特に A 1を 9 5 %以上 含有する熱拡散層 と した場合、 廉価であ り、 高 C N R、 高記録 感度、 多数回書換耐性に優れ、 しかも ク ロスィ レーズ低減効果 が極めて大きい情報記録媒体を得る こ とがで きた。 特に、 上記 熱拡散層の組成が A 1 を 9 5 %以上含有する場合、 廉価で しか も耐食性に優れた情報記録媒体を実現する こ とがで きる。 A 1 に対する添加元素と しては C o、 T i、 C r、 N i、 M g、 S i、 V、 C a、 F e、 Z n、 Z r、 N b、 M o、 R h、 S n、 S b、 T e、 T a、 W、 I r、 P b、 Bおよび Cが耐食性の点 において優れて.いるが、 添加元素が C 0、 C r、 T i、 N i、 F e C uの場合、 特に耐食性向上に大きな効果がある。 また、 上記熱拡散層の膜厚は、 3 0 n m以上、 3 0 0 n m以下である こ とが良い。 熱拡散層の膜厚が 3 0 n mよ り 小さい場合、 記録 層において発生 した熱が拡散 しに く く なる ため、 特に 1 0 万回 程度書換えた際に、 記録膜が劣化 しやす く な り、 また、 ク ロス ィ レーズが発生 しやす く なる場合がある。 また、 光を透過して しま う ため反射層と して使用する こ とが困難にな り 再生信号振 幅が低下する場合がある。
熱拡散層の膜厚が 3 0 0 n m以上の場合、 生産性が悪 く 、 熱 拡散層の内部応力によ り 、 基板のそ り等が発生 し、 情報の記録 再生を正確に行う こ とがで きな く なる場合がある。 また、 熱拡 散層の膜厚は、 7 0 n m以上 1 5 0 n m以下であれば、 耐食性、 生産性の点で優れてお り mさ ら に望ま しい。
なお、 本実施例では光ディ スク と して G e、 S b、 T e、 I n、 A g等を主成分とする相変化記録層に対して記録を行って いるが、 本発明の基本はエネルギービームによ り熱が発生し、 この熱によ り記録マークの記録を行う 光ディ スクの光学特性 （ 反射率、 変調度） と と も に、 熱特性 （温度分布、 冷却速度分布 ) を制御する こ とにあるので、 特に相変化光ディ ス ク に限定さ れる ものではな く 、 T b、 F e、 C o、 D y、 G d等を主成分 とする光磁気記録層に対する記録において も効果を発揮する。 また、 書換可能型情報記録媒体に限定される ものではない。 ま た、 基板や記録層の形状を変化させて記録を行う有機色素記録 の場合、 高パワーのレーザービームを照射した場合のみ、 変化 が起こ り、 この変化が非可逆的であるが、 上述したよ う に、 本 発明の基本はエネルギービームによ り熱が発生し、 この熱によ り 記録マークの記録を行う 光ディ ス クの光学特性 （反射率、 変 調度） と と も に、 熱特性 （温度分布、 冷却速度分布） を制御す る こ と にあるので、 特に書換型光ディ ス ク に限定される もので はな く 、 追記型光ディ ス ク に適応する こ と もで き る。
また、 本発明に使用される記録膜と しては、 特に相変化記録 材料が適してお り 、 上記実施例において用いた A g 6G e i 6 S b 22 T e 55の代わ り の記録膜の材料と しては、 A g 5 G e 2。 S b 20 T e 55 , A i G e 2 i S b 23 T e 、 等 A g -G e - S b - T e系で 組成比の異なる材料が書き換え可能回数の低下が生 じに く い。 A g量が多 く なる と記録感度が良 く なるが、 消え残 り が多 く な る。 また、 A g量が少な く なる と消去特性は良 く なるが、 記録 感度が低下する。 A g - G e - S b - T e系では、 A gが 1 〜 5 原子％、 G eが 1 7〜 2 3原子％、 S bが 1 9 〜 2 5原子％、 T eが 5 3〜 5 9原子％の範囲にある組成が特に書き換え可能 回数の低下が生 じに く いこ とがわかった。 また、 A g S b T e 2 またはこれに近い材料が 2 〜 2 0 %、 G e 2 S b 2 T e 5またはこ れに近い材料が残部を 占める組成は、 結晶と非晶質状態の反射 率差が大き く 、 再生信号が大き く なるため好ま しいこ とがわか つた。
次いで、 （ （ C r 4 T e 5 ) 10 ( G e 2 S b 2 T e 5 ) 90 ) 等 C r - G e - S b - T e系記録膜、 でも書き換え 3万回以上のジ ッ ター が高 く なるが、 それ以外の多 く の特性では同様の良い結果が得 られた。 W- G e - S b - T e系では、 Wが 1 〜 5原子％、 G e が 1 7〜 2 3原子％、 S bが 1 9〜 2 5原子％、 T eが 5 3 ~ 5 9原子％の範囲にある組成が特に書き換え時の消え残 り が少 な く なる こ とがわかっ た。
一般的に、 このよ う な記録膜は G e - S b -T e を主成分とす る相変化成分と、 よ り 融点の高い高融点成分を添加 した記録膜 である。相変化成分の全原子数の 9 5 %以上が G e T e と S TD 2 T e 3との組合せよ り な り 、高融点成分はの全原子数の 9 5 %以 上が C r — T e、 C r - S b s C r — G e、 C r - S b - T e , C r - S b - G e , C r - G e - T e , C o — T e、 C o — S b、 C o — G e、 C o — S b - T e、 C o — S b - G e、 C o 一 G e — T e、 C u— T e、 C u - S b、 C u— G e、 C u - S b — T e、 C u— S b — G e、 C u _ G e — T e、 M n - T e、 M n— S b、 M n— G e、 M n— S b — T e、 M n— S b — G e、 M n— G e — T e、 V - T e、 V _ S b、 V— G e、 V— S b — T e、 V _ S b — G e、 V— G e — T e、 N i - T e、 N i — S b、 N i - G e、 N i — S b - T e、 N i - S b — G e、 N i — G e — T e、 M o — T e、 M o — S b、 M o — G e、 M o — S b — T e、 M o — S b — G e、 M o - G e - T e、 W— T e、 W— S b、 W— G e、 W— S b — T e、 W - S b — G e、 W— G e — T e、 A g - T e A g— S b、 A g - G e、 A g— S b — T e、 A g— S b — G e、 A g - G e - T e、 の少な く と も 1 つ、 またはこれに近い組成である と、 よ り 書き換え可能回数の低下が生じに く い。 C r> 4T e 5、 C r 2T e a , C r 5 T e 8 , 等、 C r — T e、 は、 書き換え 1 0〜 1 万回 のジ ッ ターが特に低いこ とがわかった。 W— T e、 W— S b、 W— G e、 W— S b — T e、 W— S b — G e、 W - G e - T e は書き換え時の消え残 り が特に少な く なる こ とがわかった。 ま た、 A g 2T e、 A g S b T e 2等は光源波長が短 く なつて も 信号強度が大き く 、 A g— T e、 A g— S b — T eが特に良い こ とがわかっ た。
相変化成分の全原子数の 9 5 %以上の組成が G e 2 S b 2T e 5である場合、記録膜全原子数の中の高融点成分原子の占める割 合は、 5原子％以上、 2 0原子％以下が書き換え特性が良い。 5原子％以上、 1 5原子％以下は消去特性が良いため書き換え 特性がよ り 良い。
さ ら に、 上記以外の G e 2 S b 2 T e 5、 G e S b 2 T e 4 , G e 5 b 4 T e 7 I n 3 S b T e 2 s I n 35 S b 32 T e 33 , I n 3 1 S b 2
6 T e 43 , G e T e、 A g - I n - S b - T e、 C o -G e - S b - T e、 V- G e - S b - T e、 N i -G e - S b - T e、 P t -G e - S b - T e、 S i - G e - S b - T e、 A u -G e -S b -T e , C u - G e -S b - T e、 M o - G e - S b - T e、 M n - G e - S b - T e 、 F e -G e -S b -T e , T i - G e - S b - T e、 B i -G e - S b - T e、W— G e — S b — T e およびこれら に近い組成のう ち の少な く と も一つで置き換えて も、 G e の一部を I nに置き換 えて も、 これに近い特性が得られる。
上記の各記録膜組成に窒素を 1 5原子％以下含んだものは再 生信号出力が少 し減少するが、 多数回書き換え時の記録膜流動 が抑制される という 長所がある。
また、 記録膜中の不純物元素すなわち これまでに述べていな い元素は記録膜成分の 1 0原子％以下が書き換え特性の劣化を 少な く 出来、 好ま しい。 5 原子％以下である とさ ら に好ま しか つた。
記録膜膜厚は少な く と も ラ ン ド と グループの段差 （溝深さ） 以下の場合、 ク ロスィ レーズ低減効果が大きい。 また、 5 n m 以上、 2 0 n m以下が変調度が大き く 、 流動が起こ り に く く 好 ま しい。 1 5 n m以下であれば、 さ ら に好ま しい。
本発明における記録膜は原子配列変化によって記録が行われ るが、 原子配列変化とは相変化などの膜の外形変化をほとんど 伴わない原子配列変化を指す。
熱緩衝層は複素屈折率 n、 kが 1 . 4 < nく 4 . 5、 - 2 . 5 < k < - 0 . 5 の範囲が良 く 、 特に 2 く n < 3、 — 1 . 5 < k < - 0 . 5 の材料が望ま しい。 熱緩衝層では光を吸収する た め、 熱的に安定な材料が好ま し く 、 望ま し く は融点が 1 0 0 0 °C以上である こ とが要求される。 また、 熱拡散制御層に硫化物を添加 した場合、 特に大きなク ロスィ レーズ低減効果があつたが、 熱緩衝層の場合、 Z n S等 の硫化物の含有量が少な く と も熱拡散制御層に添加される上記 硫化物の含有量よ り も少ないこ とが望ま しい。 融点低下、 熱伝 導率低下、 吸収率低下等の悪影響が現れる場合があるからであ る。
上記熱緩衝層の組成と して、 金属と金属酸化物、 金属硫化物、 金属窒化物、 金属炭化物との混合物である こ とが望ま し く 、 C r と C r 2 0 3の混合物が特に良好なオーバ一ラ イ ト特性向上 効果を示 した。 具体的には上記金属と しては A l、 C u、 A g、 A u、 P i： 、 P d、 C o、 T i、 C r、 N i、 M g、 S i、 V、 C a、 F e s Z n、 Z r、 N b、 M o、 R h、 S n、 S b、 T e、 T a、 W、 I r、 P b混合物が望ま し く 、 金属酸化物、 金 属硫化物、 金属窒化物、 金属炭化物と しては S i 02, S i 〇 ， T i 02 , A 1203 , Y 20.3 , C e 〇， L azOs. I nzOa, G e 0 , G e 02 , P b 0 , S n 0 , S n 02 , B i 203 , T e 02 , W 02 , W 03 , S c 203 , T a 205 , Z r 02が好ま しい。 この 他に S i— 0— N系材料， S i — A l — 0— N系材料、 C r 2 03 , などの C r— 0系材料、 C o 2〇 3, C o Oなどの C o— 0 系材料などの酸化物、 T a N , A 1 N , S i 3 N 4などの S i - N 系材料、 A 1 - S i - N系材料 （例えば A 1 S i N 2 ) 、 G e - N 系材料などの窒化物、 Z n S， S b 2 S 3 , C d S， I n 2 S 3 , G a 2 S 3 , G e S , S n S 2 , P b S , B i 2 S 3 , などの硫化物、 S n S e 3 , S b 2 S 3 , C d S e , Z n S e , I n 2 S e 3 , G a 2 S e 3 , G e S e , G e S e 2 , S n S e , P b S e , B i 2 S e 3などのセ レ ン化物、 C e F 3, M g F 2 , C a F2などの 弗化物、 または、 上記の材料に近い組成のものを用いた熱緩衝 層を用いて も よい。 また、 熱緩衝層の膜厚と しては 1 O n m以上 1 0 O n m以下 が望ま し く 、 2 O n m以上 5 O n m以下の場合、 特に良好なォ ーバ一ライ ト特性向上効果が現れる。
先に説明 した よ う に熱緩衝層は光を吸収する性質を有 してい る。 このため、 記録層が光を吸収して発熱する よ う に熱緩衝層 も光を吸収して発熱する。 また、 熱緩衝層における吸収率は記 録層が非晶質状態の場合に、 記録層が結晶状態の場合よ り も大 き く する こ とが重要である。 このよ う に、 光学設計する こ と に よ り、 記録層が非晶質状態における記録層での吸収率 A aを、 記 録層が結晶状態における記録層での吸収率 A cよ り も小さ く す る効果が発現する。 この効果によ り オーバ一ライ ト特性を大幅 に向上する こ とがで き る。 以上の特性を得るためには熱緩衝層 での吸収率を 3 0 〜 4 0 %程度に高める必要がある。 また、 熱 緩衝層における発熱量は、 記録層の状態が結晶状態であるか、 非晶質状態であるかによ り 異なる。 この結果、 記録層から熱拡 散層への熱の流れが、記録層の状態によ り 変化する こ とにな り、 この現象によ り オーバーラ イ ト による ジ ッ ター上昇を抑制する こ とがで き る。
以上の効果は、熱緩衝層における温度が上昇する こ とによ り、 記録層から熱拡散層への熱の流れを遮断する効果によ り 発現す る。 この効果を有効に生かすためには、 熱拡散制御層と熱緩衝 層の膜厚の関係が重要となる。 発明者等は鋭意研究の結果、 熱 拡散制御層の膜厚の和が、 熱緩衝層の膜厚以上である場合に、 C N R、 記録感度を低下させずに狭 ト ラ ッ ク ピ ッチ化を実現で き、 特に、 記録マーク長がエネルギービ一ムスポ ッ ト径の半分 以下になる よ う な高密度記録において も良好なオーバーライ ト 特性を実現する こ とがで き る こ とを明ら かに した。 特に、 最短 記録マークの長さがエネルギービ一ムスポ ッ ト径の 4 0 %以上 5 0 %以下である場合、 本発明の効果が最も顕著に現れた。 また、 特に上記のよ う に相変化記録材料を記録層 と して使用 した場合、 1 0万回程度の多数回書換を行う と結晶の反射率が 低下する とい う現象が現れる場合がある。 これは、 高パワーレ ベルのレーザービームによ り 記録層を溶融させた際、 熱拡散制 御層中の S元素が記録層内に溶け込んだため、 記録層の屈折率 が変化する こ と によ り 発生する現象である。 この現象を抑制す るためには、 熱拡散制御層と記録層の間に S元素の含有量が少 な く と も熱拡散制御層よ り も小さな界面層を設けるのが良い。 このよ う にする こ とによ り、 長期間保存寿命を も改善する こ と ができる。
上記界面層の材料と しては、 S i 02, S i O， T i 02 , A 1203 , Y 203 , C e O， L a 203 , I n 203 , G e O , G e 02 , P b O , S n O , S n 02 , B i 203 , T e 02 , W 02 , W 03 , S c 203 , T a 205 , Z r〇 2が好ま しい。 この他に S i — 0— N系材料， S i — A l — O— N系材料、 C r203, などの C r — 0系材料、 C o 203， C o Oなどの C o— 0系材料などの酸 化物、 T a N , A 1 N , S i 3N4などの S i - N系材料、 A 1 - S i - N系材料 （例えば A 1 S i N 2 ) 、 G e— N系材料などの 窒化物、 C e F 3， M g F 2 , C a F 2などの弗化物、 または、 上記の材料に近い組成のものを用いた界面層を用いて も よい。 また、 これらの混合材料の層でも よい。 また、 上記界面層を Z n S と上記酸化物、 窒化物、 弗化物の混合材料と した場合、 記 録感度が向上する という点において優れている。
次に、 熱拡散制御層、 熱拡散層の最適な膜厚、 熱伝導率を求 めるため、 以下に示 したよ う な熱シ ミ ュ レーシ ョ ンを行った。 例えば 4 . 7 G B D V D— R A Mのよ う なラ ン ド ー グループ 記録方式の高密度情報記録媒体におけるマーク と溝の レイ ァゥ ト はほぼ図 1 3 のよ う になっている。 すなわち、 ラ ン ド、 グル 一ブの幅は各約 0 . 6 〃 m、 マーク幅 （溶融部の幅） は、 およそ
0 . 4 mである。 また、 記録膜の融点は約 6 0 0 °Cである。 し たがって、 0 . 4 〃 mのマーク幅を実現するためには ト ラ ッ ク 中 心 1 9 から 0 . 2 〃 m離れた点を 6 0 0 °Cに加熱する必要がある 。 また、 このよ う な レイ アウ トでは隣接情報記録 ト ラ ッ クの記 録マーク 1 7 は中心 ト ラ ッ ク 1 8 の ト ラ ッ ク 中心 1 9 か ら 0 .
4 〃 m離れた位置に存在 している こ とになる。この隣接情報記録 ト ラ ッ クの記録マーク 1 7 が結晶化される現象がク ロスィ レ一 ズである。 ク ロスィ レ一ズが 1 0 万回記録後において も発生 し ない条件は、 中心 ト ラ ッ ク 1 8 に レーザービーム 2 0 が照射さ れた際の隣接情報記録 ドラ ッ クの記録マーク 1 7 における温度 と時間の関数によ り決定される。
4 . 7 G B D V D—： R A Mのよ う な高密度情報記録媒体に使 用される G e — S b — T e 系相変化記録材料の結晶化時間は非 晶質状態と結晶状態の間に活性化エネルギーが存在する こ とか ら温度の関数となる。 媒体上のある点を レーザービ一ムスポッ 卜 が通過する時間は、 4 . 7 G B D V D — R A M条件 （ 8 . 2 m / s ) では、 約 1 0 0 n s である。 この程度の時間における 結晶化温度は 3 0 0 〜 5 0 0 °C程度と推測される。 また、 隣接 情報記録 ト ラ ッ ク に 1 0 万回 レーザ一ビームが照射された場合 隣接情報記録 ト ラ ッ クが照射される時間の積算値は約 1 0秒程 度である。 したがって、 1 0 秒程度保持 した場合における結晶 化温度がク ロスィ レーズが発生する温度である。 この程度の時 間における結晶化温度、 およそ 2 0 0 °C程度である。 したがつ て、 熱シ ミ ュ レーシ ョ ンによ り 、 6 0 0 °C以上に加熱される部 分の幅を 0 . 4 mと した場合における隣接情報記録 ト ラ ッ クの 記録マーク 1 7 のマークの端 （ク ロスィ レーズ観測点 2 1 ) の 温度変化から、 2 0 0 °C以上に保持される時間 （ク ロスィ レー ズ温度保持時間） を計算する こ と によ り 、 ク ロスィ レーズが発 生するかどう かを判定する こ とがで き る。
まず、 第 1 図に示した構造 （下部保護層 2 ： ( Z n S )8。 （ S i 02 )20 ( 1 0 0 n m ) 、 記録層 3 ： A g 6 G e ie S b 22 T e 55 相変化記録層 （ 1 0 n m) 、 熱拡散制御層 4 ： ( Z n S )80 ( S i O 2)2。 （ 1 4 0 n m) 、 熱拡散層 5 ： A 1 ( 8 0 n m ) ) に おいて、 熱拡散制御層の熱伝導率が変化 した場合の、 熱拡散制 御層の熱伝導率とク ロスィ レ一ズ観測点 2 1 における ク ロスィ レーズ温度保持時間の関係を計算し第 1 4図に示した。 ク ロス ィ レ一ズ温度保持時間が最短になる熱伝導率が存在し、 およそ 0 . 6 W/m Kである事が分かった。 また、 目標の 1 0 O n s 以下のク ロスィ レーズ温度保持時間を満足するためには、 熱伝 導率が 0 . 1 〜 2 . 3 W/m Kの範囲であれば良いこ とがわか つた。 この熱伝導率は （ Z n S ) so ( S i 02 ) 2Qなどの S元素 を含有する誘電体膜によ り達成され、 S元素の含有量が 5 %以 上 5 0 %以下の場合に相当する。
次に、 熱拡散層膜厚と隣接情報記録 ト ラ ッ ク観測点における ク ロスィ レーズ温度保持時間の関係を計算し第 1 5 図に結果を 示 した。 熱拡散層 （ A 1 ) が 3 0 n m以下の薄い領域ではク ロ スィ レーズ温度保持時間が 1 0 0 n m以上となるが、 これに対 して、 熱拡散層の膜厚が 3 0 n s以上では 1 0 ◦ n s以下のク ロスィ レーズ温度保持時間に留ま っている。
次に、 熱拡散層膜厚が 8 0 n mの場合について、 熱拡散層の 熱伝導率とク ロスィ レーズ観測点における ク ロスィ レーズ温度 保持時間の関係を計算 し、 結果を第 1 6 図に示 した。 図のよ う に熱拡散層の熱伝導率が大きいほどク ロスィ レーズ温度保持時 間が短 く なる こ とがわかった。 特に、 ク ロスィ レーズ温度保持 時間を 目標の 1 0 0 n s 以下にするためには、 熱拡散層の熱伝 導率を 1 0 W / m K以上にすればよいこ とがわかった。 熱伝導 率が大きい物質は A u、 A l 、 C u、 A g、 P d 、 P t 等の高 反射率金属か、 ダイ ヤモ ン ド等の高硬度材料である。 特に、 上 記高反射率金属の含有量を 9 0 %以上と した場合、 反射率が高 く 熱伝導率が大きな熱拡散層 と して採用する こ とがで き る。 特 に、 生産性、 コ ス ト 、 耐食性、 屈折率等を考慮する と A 1 も し く は A 1 に T i , C r等の金属を添加 した金属がべス トである。 特に、 A 1 を 9 7 %以上含有 した熱拡散層は実用性に優れてい る。
上記詳細に説明 したよ う に、 本発明の情報記録媒体によ り、 ト ラ ッ ク ピッチがレーザ一ビームスポッ ト径の 7 0 %以下とな る よ う な高密度記録においても、 C N R、 オーバ一ライ ト特性、 記録感度が低下せず、 しかも、 ク ロスィ レーズが発生しない情 報記録媒体を実現する こ とができる。
さ ら に、 本発明の情報記録媒体によ り、 ト ラ ッ ク ピッチがレ 一ザ一ビ一ムスポッ ト径の 7 0 %以下となる よ う な高密度記録 において も、 C N R、 オーバーライ ト特性、 記録感度を低下さ せずに狭 ト ラ ッ ク ピ ッチ化を実現でき、 しかも、 廉価な半導体 レーザーを用いた情報記録再生装置に対応した高記録密度の情 報記録媒体を実現する こ とができ る。
さ ら に、 本発明の情報記録媒体によ り、 ト ラ ッ ク ピ ッチがレ 一ザ一ビームスポ ッ ト径の 7 0 %以下となる よ う な高密度記録 において も、 C N R、 記録感度を低下させずに狭 ト ラ ッ ク ピ ッ チ化を実現でき、 特に、 記録マーク長がエネルギービ一ムスポ ッ ト径の半分以下になる よ う な高密度記録において も良好なォ
—バーライ ト特性を示す情報記録媒体を実現する こ とがで き る さ ら に、 本発明の情報記録媒体によ り 、 ト ラ ッ ク ピ ッチがレ 一ザ一ビームスポ ッ ト径の 7 0 %以下となる よ う な高密度記録 において も、 C N R、 オーバーライ ト特性、 記録感度を低下さ せずに狭 ト ラ ッ ク ピ ッチ化を実現で き、 しかも 1 0 万回程度の 多数回書換後に も再生信号が劣化 しない情報記録媒体を実現す る こ とがで き る。
さ ら に、 本発明の情報記録媒体によ り 、 ト ラ ッ ク ピ ッチがレ 一ザ一ビームスポッ ト径の 7 0 %以下となる よ う な高密度記録 において も、 C N R、 オーバーライ ト特性、 記録感度を低下さ せずに狭 ト ラ ッ ク ピ ッチ化を実現で き、 しかも ラ ン ドに情報を 記録する場合と、 グループに情報を記録する場合の記録感度の 相違が発生しない情報記録媒体を実現する こ とができ る。 産業上の利用可能性
以上のよ う に、 本発明は、 ト ラ ッ ク ピ ッチがレーザビームス ポッ ト径の 7 0 %以下となる よう な高密度記録に用い られる情 報記録媒体と して有用である。

Claims

請求の範囲
1 . 相対的に移動するエネルギービームの照射によ り原子配列 変化、 あるいは/および電子状態変化によって情報 （記録マ一 ク ） の記録が行われる情報記録媒体において、 上記相対的に移 動する方向に平行して、 複数の情報記録 ト ラ ッ ク を備え、 上記 情報記録 ト ラ ッ ク間に段差を備え、 1 種類以上の情報記録用薄 膜を記録層と して備え、 記録層のエネルギービーム入射側とは 反対側に 1 種類以上の熱拡散制御層 と熱拡散制御層とは組成の 異なる熱拡散層を備え、 上記 1 種類以上の記録層の膜厚の和が 情報記録 ト ラ ッ ク間の段差以下であ り、 上記 1 種類以上の熱拡 散制御層の膜厚の和が上記情報記録 ト ラ ッ ク間の段差以上であ る こ とを特徴と した情報記録媒体。
2 . 特許請求の範囲第 1 項に記載の情報記録媒体であって、 上 記情報記録 ト ラ ッ ク間の段差が凹凸形状 （溝形状） の段差であ り、 隣接した凹部 （グループ部） と凸部 （ ラ ン ド部） にそれそ れ情報記録 ト ラ ッ ク を備える こ とを特徴と した情報記録媒体。
3 . 特許請求の範囲第 1 項または第 2項に記載の情報記録媒体 であって、 上記情報記録 ト ラ ッ クがある一定の ト ラ ッ ク ピ ッチ
(上記情報記録 ト ラ ッ クの中心線間の距離） で配置され、 上記 ト ラ ッ ク ピ ッチが、 上記エネルギービームスポ ッ ト径の 5 0 % 以上 7 0 %以下である こ とを特徴と した情報記録媒体。
4 . 特許請求の範囲第 3項に記載の情報記録媒体であって、 ェ ネルギ一ビーム が レ ーザー ビームであ り 、 上記レ一ザ一 ビーム に用い られる レーザー波長を 久、 上記レーザ一ビームを形成す るためのレ ンズ開口数を N A と した場合、 ト ラ ッ ク ピ ッチが 0 . 4 5 人 / N A以上、 0 . 6 3 人 / N A以下である こ とを特徴と した情報記録媒体。
5 . 特許請求の範囲第 4項に記載の情報記録媒体であって、 上 記情報記録媒体がエネルギービーム入射側に透明な基板を備え 上記エネルギービームがレーザービームであ り、 上記レーザー ビームの レーザー波長を 人、 波長人における上記透明基板の屈 折率を nと した場合、 上記凹凸形状の凹部の中心と凸部の中心 の間の段差 （溝深さ） が え / ( 7 n ) 以上、 人 / ( 6 . 2 η ) 以下である こ と を特徴と した情報記録媒体。
6 . 特許請求の範囲第 4項または第 5項に記載の情報記録媒体 であって、 上記情報記録媒体はエネルギービーム入射側に透明 な基板を備え、上記エネルギービームがレーザービームであ り 、 上記レーザ一ビームのレーザ一波長が 6 3 0〜 6 6 0 n m、 上 記レーザービームを形成するためのレ ンズ開口数が 0 . 5 7 ~ 0 . 6 4 3であ り、 上記波長範囲における上記透明基板の屈折 率が 1 .4 5〜 1 . 6 5である透明基板を備え、 ト ラ ッ ク ピ ッチ が 0. 6 1 5 ± 0. 0 3 m、 上記溝深さが 5 9〜 6 7 nmであ る こ とを特徴と した情報記録媒体。
7. 特許請求の範囲第 1項又は第 2項に記載の情報記録媒体で あって、 上記 1種類以上の熱拡散制御層が金属の酸化物、 炭化 物、 窒化物、 硫化物、 セ レ ン化物を含有する こ とを特徴と した 情報記録媒体。
8 . 特許請求の範囲第 7項に記載の情報記録媒体であって、 1 種類以上の熱拡散制御層のう ち、 少な く と も 1種類の熱拡散制 御層に S元素が含有されている こ と を特徴と した情報記録媒体,
9 . 特許請求の範囲第 8項に記載の情報記録媒体であって、 S 元素の含有量が 5 %以上 5 0 %以下である こ とを特徴と した情 報記録媒体。
1 0 . 特許請求の範囲第 1項または第 2項に記載の情報記録媒 体であって、 A l、 C u、 A g、 A u、 P t、 P dの総含有量 が 9 0 %以上である上記熱拡散層を備え る こ と を特徴と した情 報記録媒体。
1 1 .特許請求の範囲第 1 0項に記載の情報記録媒体であって、 A 1 元素の含有量が 9 7 %以上である上記熱拡散層を備える こ とを特徴と した情報記録媒体。
1 2 .特許請求の範囲第 1 0項に記載の情報記録媒体であって、 上記熱拡散層の膜厚が 3 0 n m以上、 3 0 0 n m以下である こ とを特徴と した情報記録媒体。
1 3 . 特許請求の範囲第 1 項から第 1 2項のいずれかに記載の 情報記録媒体であって、 上記原子配列変化に伴ない、 結晶から アモルフ ァスへ、 あるいは/および、 アモルフ ァスから結晶へ の変化によ り情報 （記録マーク） の記録が行われる こ とを特徴 と した情報記録媒体。
1 4 .特許請求の範囲第 1 3項に記載の情報記録媒体であって、 S元素の含有率が、 熱拡散制御層のう ち少な く と も 1 種類の熱 拡散制御層に存在する S元素の含有率よ り も小さ く 、 しかも上 記熱拡散制御層 と上記熱拡散層との間に存在する熱緩衝層を備 える こ とを特徴と した情報記録媒体。
1 5 .特許請求の範囲第 1 4項に記載の情報記録媒体であって、 上記熱緩衝層が金属 と金属酸化物、 金属硫化物、 金属窒化物、 金属炭化物との混合物である こ とを特徴と した情報記録媒体。
1 6 .特許請求の範囲第 1 4項に記載の情報記録媒体であって、 上記熱拡散制御層の膜厚の和が、 上記熱緩衝層の膜厚以上であ る こ とを特徴と した情報記録媒体。
1 7 .特許請求の範囲第 1 4項に記載の情報記録媒体であって、 複数の長さの記録マークが記録される こ とによ り情報の記録が 行われ、 上記複数の長さの記録マークのう ち最も短い記録マー クの長さがエネルギービームスポッ ト径の 4 0 %以上 5 0 %以 下である こ とを特徴と した情報記録媒体。
1 8 .特許請求の範囲第 1 3項に記載の情報記録媒体であって、 少な く と も、 複数の熱拡散制御層を備え、 S元素の含有率が、 他の熱拡散制御層のう ち少な く と も 1 種類の熱拡散制御層に存 在する s元素の含有率よ り も 小さ く 、 しかも上記記録層と接 し て存在する界面層を備え る こ とを特徴と した情報記録媒体。
1 9 . 特許請求の範囲第 1 項から第 1 8項のいずれかに記載の 情報記録媒体を用いる情報記録装置であって、
エネルギービーム源を具備 し、
上記エネルギービーム源からの光スポッ 卜 のスポッ ト径は、 上 記情報記録媒体の ト ラ ッ ク ピ ッチが上記エネルギービ一ムスポ ッ ト径の 5 0 %以上 7 0 %以下となる ものである こ とを特徴と した情報記録装置。
2 0 .特許請求の範囲第 1 9項に記載の情報記録装置であって、 対物レ ンズを有 し、 上記エネルギービーム源の波長を え、 上記 対物レ ンズのレ ンズ開口数を N A と した場合、 上記 ト ラ ッ ク ピ ヅチが 0 . 4 5 人 / N A以上、 0 . 6 3 え / N A以下となる こ とを特徴と した情報記録装置。
2 1 .特許請求の範囲第 2 0項に記載の情報記録装置であって、 上記エネルギービーム源の波長は、 上記情報記録媒体の透明基 板の屈折率を n と した場合、 上記凹凸形状の凹部の中心と凸部 の中心の間の段差 （溝深さ） が え / ( 7 n ) 以上、 人 / ( 6 . 2 n ) 以下となる ものである こ とを特徴と した情報記録装置。
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