JP2007293949A - 光記録媒体、情報記録再生装置及び方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】高密度かつ大容量で高速オーバーライト可能な相変化記録媒体を実現する。
【解決手段】基板（１ａ、１ｂ）および、干渉膜と相変化記録膜と界面膜と反射膜を含む積層構造（１９、２０）を持ち、前記記録膜に対し光を用いて可逆的に記録または消去が行われる相変化光ディスクにおいて、前記相変化記録膜（１３ａ、１３ｂ）と接する部位（２１ａ、２１ｂの場所）からこの記録膜の厚さ方向に、もしくはこの記録膜の面内方向（厚さ方向と直交する方向）に、前記記録膜を構成する元素（Ge,Te等）が偏析または濃度分布を有する。
【選択図】図１
【解決手段】基板（１ａ、１ｂ）および、干渉膜と相変化記録膜と界面膜と反射膜を含む積層構造（１９、２０）を持ち、前記記録膜に対し光を用いて可逆的に記録または消去が行われる相変化光ディスクにおいて、前記相変化記録膜（１３ａ、１３ｂ）と接する部位（２１ａ、２１ｂの場所）からこの記録膜の厚さ方向に、もしくはこの記録膜の面内方向（厚さ方向と直交する方向）に、前記記録膜を構成する元素（Ge,Te等）が偏析または濃度分布を有する。
【選択図】図１
Description
この発明は、光ビームを照射することで状態を可逆的に変化させ、情報を記録する光記録媒体に関する。特に、状態変化が、記録情報を保持する薄膜の原子配列が非晶質と結晶質の間を遷移する相変化記録媒体に関する。
（相変化光記録原理）
相変化光記録膜は、一般に融点以上に加熱された部分が溶融し、急激に冷却される際に非晶質（アモルファス）の原子配列をとる。近年の研究では完全なアモルファス状態ではなく、ショート・レンジ(短距離)の規則性がある可能が示唆されている。しかしながら、ＸＲＤ（Ｘ線回折）の測定によると結晶が存在すれば観測されるピークは確認できていない。そのため、結晶状態の本質的な特徴であるロング・レンジ(長距離)の規則性は無い、もしくはあっても非常に弱いと考えられる。そのため、以下では、「融点以上に加熱された部分が急冷される際に非晶質の原子配列をとる状態」を従前と同様にアモルファス状態と呼ぶことにする。また、融点以下、結晶化温度の温度領域に一定時間以上保持された場合は、初期状態が結晶の場合は結晶のままであるが、初期状態が非晶質の場合は結晶化する（固相消去モード）。記録膜の材料によっては、記録膜の非結晶部近傍を融点以上に加熱・溶融してから徐冷することにより結晶化を行う方法も採られる（溶融消去モード）。
相変化光記録膜は、一般に融点以上に加熱された部分が溶融し、急激に冷却される際に非晶質（アモルファス）の原子配列をとる。近年の研究では完全なアモルファス状態ではなく、ショート・レンジ(短距離)の規則性がある可能が示唆されている。しかしながら、ＸＲＤ（Ｘ線回折）の測定によると結晶が存在すれば観測されるピークは確認できていない。そのため、結晶状態の本質的な特徴であるロング・レンジ(長距離)の規則性は無い、もしくはあっても非常に弱いと考えられる。そのため、以下では、「融点以上に加熱された部分が急冷される際に非晶質の原子配列をとる状態」を従前と同様にアモルファス状態と呼ぶことにする。また、融点以下、結晶化温度の温度領域に一定時間以上保持された場合は、初期状態が結晶の場合は結晶のままであるが、初期状態が非晶質の場合は結晶化する（固相消去モード）。記録膜の材料によっては、記録膜の非結晶部近傍を融点以上に加熱・溶融してから徐冷することにより結晶化を行う方法も採られる（溶融消去モード）。
非晶質である部位からの反射光強度と結晶である部位からの反射光強度が異なることから反射光の強弱を電気信号の強弱に変換し、さらにＡ／Ｄ変換を行って情報を読み出すのが、相変化記録媒体の原理である。結晶−非晶質間の相変化のほか、マルテンサイト相のような準安定結晶相と安定結晶相、あるいは複数の準安定結晶相間の遷移を利用して記録と読み出しを行う方法も可能である。
（高密度化の手法）
ここで、一枚の記録媒体に記録できる情報の量、すなわち記録容量を増すためには、以下の二通りの方法がある。一つは、トラック方向の記録マークのピッチを微細化する方法であるが、微細化の程度が進むと再生する光ビームの大きさよりも小さい領域に至り、再生ビームスポット内に二つの記録マークが一時的に含まれる場合が生じる。記録マークが互いに十分離れている場合は再生信号が大きく変調され、振幅の大きい信号が得られるが、互いに近接している場合は、振幅の小さい信号となり、デジタルデータへの変換の際にエラーを生じやすい。
ここで、一枚の記録媒体に記録できる情報の量、すなわち記録容量を増すためには、以下の二通りの方法がある。一つは、トラック方向の記録マークのピッチを微細化する方法であるが、微細化の程度が進むと再生する光ビームの大きさよりも小さい領域に至り、再生ビームスポット内に二つの記録マークが一時的に含まれる場合が生じる。記録マークが互いに十分離れている場合は再生信号が大きく変調され、振幅の大きい信号が得られるが、互いに近接している場合は、振幅の小さい信号となり、デジタルデータへの変換の際にエラーを生じやすい。
もう一つの記録密度向上の方法は、トラックピッチを狭小化することである。この方法は、前記のマークピッチ微細化による信号強度低減の影響を大きく受けることなく、記録密度を上げることができる。しかしながら、この方法の問題点は、トラックピッチが光ビームの大きさにくらべて同程度か小さい領域においては、あるトラックの情報が、隣接したトラックに書き込みないし消去動作を行っている際に劣化してしまう、いわゆるクロスイレースが発生することである。
クロスイレースの原因は、隣接するトラック上のレーザビームの外縁部によってマークが直接照射を受けてしまうことと、記録時の熱流が隣接トラックに流れ込み、隣接トラック上のマーク温度が上昇して形状が劣化することにあるが、これらを解決することが相変化記録媒体の高密度化に必要である。また、より微小になったマークを正確に、かつ読み出しエラーの確率を低く抑えるためには、形成される記録マークの外縁部も滑らかな形状にし、ノイズ成分を極力抑えることが望まれる。
（多層媒体による大容量化）
もうひとつの大容量化の手法は、情報を担う層を複数設け、それらを重ね合わせる方法である。この方法は、特開２０００−３２２７７０（特許文献１）に開示されている。二つの層を重ね合わせ、片面から読み書きできるように設計された媒体を片面２層媒体、または単に２層媒体と呼ぶ。片面２層媒体において、光入射側に近い方に設ける情報層（以後、Ｌ０と称する）は、遠い方に設ける情報層（以後、Ｌ１と称する）にアクセスする際に、Ｌ０で必要以上に光を減衰させないため、おおよそ５０％以上の透過率を確保する必要がある。このためには、Ｌ０では記録膜の厚さを１０ｎｍ以下と極めて薄くする必要がある。
もうひとつの大容量化の手法は、情報を担う層を複数設け、それらを重ね合わせる方法である。この方法は、特開２０００−３２２７７０（特許文献１）に開示されている。二つの層を重ね合わせ、片面から読み書きできるように設計された媒体を片面２層媒体、または単に２層媒体と呼ぶ。片面２層媒体において、光入射側に近い方に設ける情報層（以後、Ｌ０と称する）は、遠い方に設ける情報層（以後、Ｌ１と称する）にアクセスする際に、Ｌ０で必要以上に光を減衰させないため、おおよそ５０％以上の透過率を確保する必要がある。このためには、Ｌ０では記録膜の厚さを１０ｎｍ以下と極めて薄くする必要がある。
膜を薄くしたために、結晶化に必要な保持時間が長くなり、通常の書き換え（または書替）速度では消え残りが発生する。そのための対策には、GeSbTe記録膜の一部をSnで置換する方法が有効であることが、第１２回相変化記録研究会シンポジウム予稿集（Proceedings of PCOS2000）pp.36-41（非特許文献１）に開示されている。また同様に、GeSbTe記録膜の一部をBi、In、Sn、Pbで置換することが有効であることが、特開２００１−２３２９４１（特許文献２）に開示されている。しかし、前記の消去率を確保するためには、記録膜材料を工夫しただけでは不十分で、記録膜との界面に結晶化促進効果のある膜を配置する必要がある。
前記相変化光記録研究会シンポジウム予稿集（非特許文献１）によると、「結晶化促進効果のある界面膜」として窒化ゲルマニウム（GeN）が有効とされているが、本願発明者らの検討の結果、前記記録膜材料の１０ｎｍ以下の極薄膜とGeNなどの従来の界面膜材料の組み合わせにおいては、クロスイレースが発生し、トラックピッチを十分つめることができないことが判明した。また、他に結晶化促進機能が報告されている炭化珪素（SiC）では、本願発明者らの検討の結果、次世代の高密度光ディスクで使用されるレーザ光の波長４０５ｎｍにおいて光の減衰係数が大きく、非常に大きな光学的損失があった。加えて、窒化ゲルマニウム（GeN）や窒化珪素（SiNx）においても光学的な損失があることが分かった。一方界面膜を配置しない媒体では溶融部再結晶化は抑制できクロスイレースが低く抑えられるが、消去率は全く不十分なことが判明した。
（高速記録の手法）
高速記録は相変化光記録に対するもうひとつの要求である。例えば、映像を録画する場合、実際の視聴時間よりも短時間で記録ができるようになれば、配布媒体のダビング時や、放送録画中に時間を戻って前の映像を視聴するいわゆるタイムシフト機能の実現が容易となる。ここで相変化記録において高速記録を妨げる一つの要因は、オーバーライト時に比較的低い消去レベルのレーザによって結晶化を行う際、情報が消え残ってしまう問題、すなわち消去率不足の問題である。これは、記録マークがレーザスポット内を高速に通過するため、結晶化可能な温度領域に十分に長い時間保たれず、情報が消え残ってしまうためである。
高速記録は相変化光記録に対するもうひとつの要求である。例えば、映像を録画する場合、実際の視聴時間よりも短時間で記録ができるようになれば、配布媒体のダビング時や、放送録画中に時間を戻って前の映像を視聴するいわゆるタイムシフト機能の実現が容易となる。ここで相変化記録において高速記録を妨げる一つの要因は、オーバーライト時に比較的低い消去レベルのレーザによって結晶化を行う際、情報が消え残ってしまう問題、すなわち消去率不足の問題である。これは、記録マークがレーザスポット内を高速に通過するため、結晶化可能な温度領域に十分に長い時間保たれず、情報が消え残ってしまうためである。
GeNをはじめとする材料を記録膜との界面に設け、結晶化を促進して消去速度を高める工夫が特開平１１−２１３４４６（特許文献３）に開示されている。しかし、本願発明者らが、記録膜の状態または界面状態を制御せずに特許文献３に開示された材料を界面膜として実験した結果、記録時に溶融した部分の一部が再結晶化すること、すなわち必要な大きさの記録マークを作るにはそれ以上の範囲を溶融しなければならないことが判明した。このような界面膜の使用は、必要以上の領域を溶融させることから、前節に述べたクロスイレースを助長する結果となり、高密度記録の観点から逆効果である。言い換えれば、クロスイレースの観点で許容できる範囲のレーザパワーで記録すると、形成される記録マークの幅が細くなり、得られる信号対ノイズ比（ＣＮＲ）が低下する問題がある。一方界面膜を配置しない媒体においては、溶融部再結晶化は抑制できクロスイレースが低く抑えられるが、消去率は全く不十分なことが判明した。したがって、消去時の結晶化速度は早めつつ、記録時の溶融部再結晶化は抑制できる新しい界面膜材料が望まれていた。
（相変化記録媒体の膜設計）
相変化記録媒体では、相変化光記録原理のところで説明したように、レーザパルスの照射により記録膜の所望部分にアモルファスのマークを形成し（すなわちデータを書き込み）、または逆にアモルファスのマーク上に低パワーのレーザを照射し結晶化させてデータを消去する。前者ではレーザが照射された部分を急冷することによりアモルファスのマークが形成され、後者は逆に徐冷することによりアモルファスの部分を結晶化させる。また、記録膜部でのレーザの吸収率が大きければ小さなレーザパワーで記録や消去などの動作が行え、逆に吸収率が小さければ記録や消去に大きなレーザパワーを必要とすることになる。この記録膜での吸収率は、多層膜から形成される媒体の各膜材料の光学的特性と熱特性から決まる。例えば、吸収率が同等でも膜材料の選択により構成を変えることができ、急冷構造と徐冷構造、または膜の面内方向と断面方向で熱物性の異方性を作り出すことなどができる。
相変化記録媒体では、相変化光記録原理のところで説明したように、レーザパルスの照射により記録膜の所望部分にアモルファスのマークを形成し（すなわちデータを書き込み）、または逆にアモルファスのマーク上に低パワーのレーザを照射し結晶化させてデータを消去する。前者ではレーザが照射された部分を急冷することによりアモルファスのマークが形成され、後者は逆に徐冷することによりアモルファスの部分を結晶化させる。また、記録膜部でのレーザの吸収率が大きければ小さなレーザパワーで記録や消去などの動作が行え、逆に吸収率が小さければ記録や消去に大きなレーザパワーを必要とすることになる。この記録膜での吸収率は、多層膜から形成される媒体の各膜材料の光学的特性と熱特性から決まる。例えば、吸収率が同等でも膜材料の選択により構成を変えることができ、急冷構造と徐冷構造、または膜の面内方向と断面方向で熱物性の異方性を作り出すことなどができる。
すなわち、相変化記録媒体の膜設計は、光学設計と熱設計からなる。光学設計のためには各薄膜の光学特性の把握が必要となり、熱設計を行うためには各薄膜の融点、溶融潜熱、結晶化温度等を含めた熱物性の把握が必要となる。薄膜の光学定数については、エリプソ・メーターなどの装置を用いて測定することができる。ところで、ナノメートル・オーダーの薄膜の熱物性はバルクの熱物性と異なると言う事がいくつかの研究によって暗示されていた。しかし、他の要因の効果を除去しつつ、それら（薄膜とバルクの熱物性）を系統的に測定することができていなかった。そのため、これらを補正する（薄膜の熱物性を把握するために他の要因による影響を補正する）ためには経験的なパラメータが必要な状況であった。特にナノメートル・オーダーの薄膜間の界面熱抵抗を測定する方法は、殆ど無かった。本願発明者らは、これらの問題についても鋭意検討し、熱設計により精度の高い方法にて測定された薄膜の熱物性値と薄膜間の界面熱抵抗を考慮すると言う熱設計手法を確立し、それの結果この発明を完成するに至った。
（界面層材料）
GeNの他に、結晶化促進機能を有する界面層材料になり得る公知技術として、硫黄（S）フリーの保護膜用材料を目指した「Ta2O5などのいくつかの酸化物に炭化物もしくは窒化物を混合する技術」が特開２００３−６７９４（特許文献４）に開示されている。特許文献４は、主に波長λ＝６５０ｎｍのレーザダイオードを用いた現行のＤＶＤを改良することを目的に検討されている。特許文献４の材料は次世代の青色レーザダイオード（λ＝４０５ｎｍ）では不透明となり、光学的ロスが大きくなる。そのため、次世代の高密度媒体では問題点がある。前述のGeNも同様にλ＝４０５ｎｍでは透明ではなく、光学的ロスが大きい。
GeNの他に、結晶化促進機能を有する界面層材料になり得る公知技術として、硫黄（S）フリーの保護膜用材料を目指した「Ta2O5などのいくつかの酸化物に炭化物もしくは窒化物を混合する技術」が特開２００３−６７９４（特許文献４）に開示されている。特許文献４は、主に波長λ＝６５０ｎｍのレーザダイオードを用いた現行のＤＶＤを改良することを目的に検討されている。特許文献４の材料は次世代の青色レーザダイオード（λ＝４０５ｎｍ）では不透明となり、光学的ロスが大きくなる。そのため、次世代の高密度媒体では問題点がある。前述のGeNも同様にλ＝４０５ｎｍでは透明ではなく、光学的ロスが大きい。
また、ZrO2が含まれる界面層材料の公知技術として、特開２００３−３２３７４３（特許文献５）に（ZrO2）M（Cr2O3）100-M、すなわちZr-Cr-O系に関する技術が開示されている。この材料系にはCr2O3が混合されているが、この材料は可視光の波長領域においては非常に大きな減衰係数を有することが知られている材料である。そのため、例え少量であっても、膜中に含まれる混合材料の場合には、比較的大きな減衰係数を有する薄膜となってしまう。
（記録膜の材料系）
また、共晶系の記録膜は、前述のように消去過程に溶融消去のモードが用いられるため、キャップ層に結晶化促進機能などは求められない。そのため、膜材料や組織と言った詳細については検討されていなかった。加えて、共晶系は、前述のように溶融消去モードを用いるため、ランド（Ｌ）とグルーブ（Ｇ）の両方に情報を記録・再生する、いわゆるランド・グルーブ記録を行うことが非常に困難である。そのため、記録密度の高密度化には非常に不利である。
また、共晶系の記録膜は、前述のように消去過程に溶融消去のモードが用いられるため、キャップ層に結晶化促進機能などは求められない。そのため、膜材料や組織と言った詳細については検討されていなかった。加えて、共晶系は、前述のように溶融消去モードを用いるため、ランド（Ｌ）とグルーブ（Ｇ）の両方に情報を記録・再生する、いわゆるランド・グルーブ記録を行うことが非常に困難である。そのため、記録密度の高密度化には非常に不利である。
これらに対して、Ge2Sb2Te5などのいわゆる擬二元系の記録膜用材料は、溶融消去モードを取らずとも、固相の状態で高速にアモルファスから結晶状態への相転移をすることができるパフォーマンスを有する（固相消去モード）。ただし、記録膜が薄い場合には結晶化に必要な時間が相対的に長くなるため、記録膜の状態をコントロールして、結晶化速度を高めるか、結晶化促進機能を有する界面層材料を用いることが必須となる。これによりランド・グルーブ記録も実現することができる。
このように、相変化方式を用いる記録膜および界面層材料に関する現象論的、結晶学的、またはバルクの熱物性・化学的な知見は、非常に多く蓄積され、媒体の研究開発および設計に応用されている。ところが、ミクロな視点または材料の電子状態等に関して研究された例は、殆ど無いのが現状である。
相変化記録膜材料として現状では種々問題点があり、用いることは殆ど無いと考えられているGeTeに関しては、S.K.Bahlらにより、電子状態を検討しようと試みた例がある（J.Appl.Phys., Vol.（1970）p.2196 : 非特許文献２）。S.K.Bahlらの研究は、電気抵抗率の温度依存性などの電子輸送現象からシンプル・バンド・モデルに立脚し、結晶状態とアモルファス状態のバンド構造の大まかな変化を推定しようとしている。しかしながら、シンプル・バンド・モデルに立脚したこと、および実験データが電子輸送現象のみであることなどから、極簡単なバンド・モデルの提案に止まっている。もちろん、相変化記録媒体への応用などには全く寄与してない。
また、相変化記録媒体に用いることができる材料の一つとしてGe2Sb2Te5に関する電子状態を小川らが計算により推定しようとした例がある（第９回相変化記録研究会シンポジウム予稿集（Proceedings of PCOS1997）pp.50-53 : 非特許文献３）。こちらも、電気抵抗率の温度依存性等をヒントに結晶構造からバンド構造を試算しようと試みたものの、実験事実と比較することができず、相変化記録媒体への応用には至らなかった。
特開２０００−３２２７７０号公報
特開２００１−２３２９４１号公報
特開平１１−２１３４４６号公報
特開２００３−６７９４号公報
特開２００３−３２３７４３号公報
第１２回相変化記録研究会シンポジウム予稿集（Proceedings of PCOS2000）pp.36-41
J.Appl.Phys., Vol.（1970）p.2196
第９回相変化記録研究会シンポジウム予稿集（Proceedings of PCOS1997）pp.50-53
特許文献１〜５あるいは非特許文献１〜３では、高速かつ高密度記録を行う相変化情報記録媒体において記録時の溶融領域に再結晶化の問題があり、そのためランド・グルーブ記録を行う上で障害となり易いクロスイレースが起き易い。また、短波長レーザ（λ＝４０５ｎｍ以下）を用いても晶質／非晶質間のコントラストが高くＣＮＲが十分確保でき、高線速における消去率が十分に高く、更にオーバーライト（ＯＷ）サイクル特性及び耐環境性に優れ、高密度かつ大容量で高速オーバーライト可能な相変化記録媒体を実現することが難しい。
この発明の課題の１つは、高密度かつ大容量で高速オーバーライト可能な相変化記録媒体を実現することである。
この発明の一実施の形態に係る相変化記録媒体では、記録膜を構成する元素が該記録膜と接する部位から該記録膜の厚さ方向もしくは該記録膜の面内方向に、偏析または濃度分布を持たせている。
高密度かつ大容量で高速オーバーライト可能な相変化記録媒体を実現することができる。
以下、図面を参照してこの発明の種々な実施の形態を説明する。図１は、この発明の一実施の形態に係る光記録媒体（ＲＷまたはＲＡＭタイプの相変化記録型光ディスク）１００の層構成例を示す。この光記録媒体１００は、情報層を複数（ここではＬ０とＬ１の２つ）持つ多層構造の光ディスクであり、レーザ光入射側からみて、Ｌ０情報層１９と、層間分離層（接着剤層）１８と、Ｌ１情報層２０を含んで構成されている。ここで、Ｌ０情報層１９は、使用するレーザ光（波長が４０５ｎｍまたはそれ以下の短波長レーザ）に対して透明な基板１ａ上に、第１干渉膜（保護膜または誘電体膜とも呼ぶ、以下同様）１１ａと、下部界面膜１２ａと、Ｌ０記録膜１３ａと、上部界面膜１４ａと、第２干渉膜１５ａと、反射膜１６ａと、第３干渉膜１７ａとを順次積層することで構成されている。Ｌ１情報層２０は、逆に、透明基板１ｂ上に、反射膜１６ｂと、第２干渉膜１５ｂと、上部界面膜１４ｂと、Ｌ１記録膜１３ｂと、下部界面膜１２ｂと、第１干渉膜１１ｂとを順次積層することで構成されている。そして、この実施の形態に係る光記録媒体（ＲＷまたはＲＡＭタイプの相変化記録型光ディスク）１００は、Ｌ１情報層２０の第１干渉膜１１とＬ０情報層１９の第３干渉膜１７を、接着剤としての層間分離層１８を用いて貼り合わせた構造を有する。
前記Ｌ０情報層の積層構造（１９）は、第３干渉層が光学的エンハンスおよび／または熱拡散に寄与する誘電体膜（ZnS-SiO2等：１７ａ）の役割も担っている。
そして、Ｌ０記録膜１３ａの上下両面の少なくとも一方（好ましくは両方）に所定厚（平均厚で０．１ｎｍ〜１．０ｎｍ程度）の極薄酸化膜２１ａを形成し、Ｌ１記録膜１３ｂの上下両面の少なくとも一方（好ましくは両方）に所定厚（平均厚で０．１ｎｍ〜１．０ｎｍ程度）の極薄酸化膜２１ｂを形成している。この極薄酸化膜２１ａ／２１ｂは記録膜１３ａ／１３ｂと同じ構成元素（Ge,Te等）で成膜される。
なお、図１において、ａ、ｂのサフィックス以外が同じ参照符号で示される構成要素は、原則として同様な機能の構成要素を示している。例えばＬ０記録膜１３ａとＬ１記録膜１３ｂは物理的には別の構成要素であるが、情報記録を行う記録膜という機能が共通している。ただ、第１干渉膜１１ａと１１ｂについては、誘電体膜という点で共通していても、保護膜という機能では必ずしも共通しているとは限らない（そのため“保護膜または誘電体膜”と併記している）。つまり、基板１ｂにＬ１情報層２０が形成された状態（接着剤層１８で接着する前）では第１干渉膜１１ｂは（記録膜に対する）保護層として機能し得るが、基板１ａにＬ０情報層１９が形成された状態では第１干渉膜１１ａは保護層として機能する必要がない（基板１ａが第１干渉膜１１ａを覆っているため）。この場合、接着剤層１８で接着する前の状態では、むしろ第３干渉膜１７ａが保護層として機能し得る。また、干渉膜、界面膜、干渉膜などの用語における「膜」は、説明個所によっては適宜「層」と呼ぶことがあるが、その実体に違いはない。さらに、ａ、ｂのサフィックスをつけない参照符号はａ、ｂのサフィックスのついた同じ参照符号と同等のものを指す（例えば干渉膜１１とあれば、それは１１ａまたは１１ｂと同等のものを指す）。
また、この発明の実施形態に係る相変化記録媒体の構成は、図１に示したものに限定されない。例えば、第２干渉膜１５ａ（または１５ｂ）と反射膜１６ａ（または１６ｂ）の間に他の誘電体膜（図示せず）を設けてもよい。干渉膜（１１ａ、１１ｂ、１５ａ、１５ｂ、１７ａ、１７ｂ）を全て界面膜（１２ａ、１２ｂ、または１４ａ、１４ｂ）の材料で置き換えて干渉膜を省略してもよい。反射膜（１６ａまたは１６ｂ）を複数の積層された金属膜で構成してもよい。反射膜（１６ａまたは１６ｂ）の上にさらに誘電体膜（図示せず）を設けてもよい。
図１に例示されるような２層媒体の場合には、上記のような構成を有する光入射面に近い第１情報層（Ｌ０情報層）１９側と光入射面から遠い第２情報層（Ｌ１情報層）２０側とを作製し、これらを接着剤層１８によって接着して層間分離する。３層以上の多層媒体の場合も同様である（図示しないが、情報層が３層の場合は第２の層間分離層とＬ２情報層を図１の基板１ａと１ｂの間でさらに重ね、情報層が４層の場合は第２および第３の層間分離層とＬ２およびＬ３情報層を図１の基板１ａと１ｂの間でさらに重ねればよい）。
さらに、基板１ａおよび／または１ｂ上に各種の膜を成膜し、その上に０．１ｍｍ程度の薄い透明シート（図示せず）を接着し、その透明シートを介して光を入射する形式の媒体（このような媒体は０．８５程度の高ＮＡの対物レンズを用いることを想定している）であってもよい。これは、光入射側に０．１ｍｍ程度の薄い透明カバー層を用いる場合でも、図１の実施の形態（０．６ｍｍの透明基板を用いる場合）において用いられる記録膜、界面層材料、保護膜材料および反射膜材料に要求される特性に大きな違いが無いからである。
この発明の実施において好ましい光記録媒体（相変化光ディスク）は、次のような構成および／または特徴を持つ。すなわち、
＜１＞基板（１ａ、１ｂ）および、干渉膜（保護膜または誘電体膜：１１ａ、１１ｂ）と、原子配列を可逆的に変化させることができる記録膜（１３ａ、１３ｂ）と、この記録膜に接する結晶化促進膜（１２ａ、１２ｂ／１４ａ、１４ｂ）と、反射膜（１６ａ、１６ｂ）を含む積層構造（１９、２０）を持ち、前記記録膜（１３ａ、１３ｂ）に対して、光を用いて可逆的に記録または消去が行われる記録媒体（１００）において、前記記録膜（１３ａ、１３ｂ）と接する部位（２１ａ、２１ｂの場所）からこの記録膜の厚さ方向（図１の図示縦方向）に、もしくはこの記録膜の面内方向（図１の図示横方向または法線方向：厚さ方向と直交する方向）に、前記記録膜（１３ａ、１３ｂ）を構成する元素（Ge,Te等）が、偏析または濃度分布を有する（図５）ように構成する。
＜１＞基板（１ａ、１ｂ）および、干渉膜（保護膜または誘電体膜：１１ａ、１１ｂ）と、原子配列を可逆的に変化させることができる記録膜（１３ａ、１３ｂ）と、この記録膜に接する結晶化促進膜（１２ａ、１２ｂ／１４ａ、１４ｂ）と、反射膜（１６ａ、１６ｂ）を含む積層構造（１９、２０）を持ち、前記記録膜（１３ａ、１３ｂ）に対して、光を用いて可逆的に記録または消去が行われる記録媒体（１００）において、前記記録膜（１３ａ、１３ｂ）と接する部位（２１ａ、２１ｂの場所）からこの記録膜の厚さ方向（図１の図示縦方向）に、もしくはこの記録膜の面内方向（図１の図示横方向または法線方向：厚さ方向と直交する方向）に、前記記録膜（１３ａ、１３ｂ）を構成する元素（Ge,Te等）が、偏析または濃度分布を有する（図５）ように構成する。
＜２＞前記記録膜（１３ａ、１３ｂ）と接する部位（２１ａ、２１ｂの場所）には、前記記録膜（１３ａ、１３ｂ）の構成元素（Ge,Te等）から構成される元素の、平均厚が０．１ｎｍ以上で１ｎｍ以下の極薄酸化膜（２１ａ、２１ｂ）を設ける。
＜３＞前記積層構造（１９）は、光学的エンハンスおよび／または熱拡散に寄与する誘電体膜（ZnS-SiO2等：１１ａ、１５ａ、１７ａ）を含んで構成される。
＜４＞前記干渉膜（保護膜または誘電体膜：例えば図１の１１ｂ）は、前記記録膜（例えば図１の１３ｂ）に対する保護膜として機能する。
＜５＞前記記録膜（１３ａ、１３ｂ）の価電子帯の状態密度のトップ（図２０のBinding Energyが０［ｅＶ］のところ）からエネルギー準位の低い側に０．５［ｅＶ］のエネルギー準位における、結晶状態の状態密度とアモルファス状態の状態密度の比（結晶状態の状態密度／アモルファス状態の状態密度：図２０のau11/au12等）が、１．０以上２．５以下となるように構成する。
＜６＞前記記録膜（１３ａ、１３ｂ）の価電子帯の状態密度のトップ（Binding Energyが０［ｅＶ］のところ）からエネルギー準位の低い側に０．２５ないし１．０［ｅＶ］の範囲のエネルギー準位における、結晶状態の状態密度とアモルファス状態の状態密度の比（結晶状態の状態密度／アモルファス状態の状態密度：図２０のau13/au14、au15/au16等）が、１．０〜２．５の範囲に納まるように構成してもよい。価電子帯のトップのエネルギーは、ＸＰＳ等で測定する場合は、Binding Energy=０［ｅＶ］と表記されるのが慣例である。これは原子と原子のBinding Energy、すなわち結合エネルギーが０であることを示すものではない。ＸＰＳ等を用いた価電子帯のエネルギー準位は、標準となる既知のピークを基準に補正できる。
＜７＞前記結晶化促進膜（１２ａ、１２ｂ／１４ａ、１４ｂ）を前記記録膜（１３ａ、１３ｂ）の一方面に接する上部界面膜（１４ａ、１４ｂ）および前記記録膜（１３ａ、１３ｂ）の他方面に接する下部界面膜（１２ａ、１２ｂ）により構成し、前記上部界面膜（１４ａ、１４ｂ）および前記下部界面膜（１２ａ、１２ｂ）を、前記記録膜（１３ａ、１３ｂ）の上下で結晶化速度が異なるように制御する（そのように構成する）。
＜８＞前記結晶化促進膜（１２ａ、１２ｂ／１４ａ、１４ｂ）を前記記録膜（１３ａ、１３ｂ）の一方面に接する上部界面膜（１４ａ、１４ｂ）または前記記録膜（１３ａ、１３ｂ）の他方面に接する下部界面膜（１２ａ、１２ｂ）により構成し、前記上部界面膜（１４ａ、１４ｂ）および前記下部界面膜（１２ａ、１２ｂ）を、前記記録膜（１３ａ、１３ｂ）の上下で結晶化速度が異なるように制御するように構成してもよい。
＜９＞前記結晶化促進膜（１２ａ、１２ｂ／１４ａ、１４ｂ）は、窒化ゲルマニウム（GeN）、または窒化ゲルマニウム-クロム（GeCrN）、または酸化ジルコニウム（ZrO2）、または安定化ジルコニア+酸化クロム（ZrO2+Cr2O3）、または安定化ジルコニア＋酸化ケイ素+酸化クロム（ZrO2+SiO2+Cr2O3）、またはジルコン+酸化クロム（ZrSiO4+Cr2O3）、または酸化ハフニウム（HfO2）を含んで構成することができる。あるいは、この結晶化促進膜は、ハフニウム（Hf）、酸素（O）、および窒素（N）を含有する化合物（HfO2-xNx）で構成することができる。あるいは、この結晶化促進膜は、ジルコニューム（Zr）、酸素（O）、窒素（N）、およびイットリア（Y）を含有する膜（(ZrO2-xNx）1-y((Y2O3)1-z(Nb2O5)z)yにおいてz=0）で構成することができる。あるいは、この結晶化促進膜は、ジルコニューム（Zr）、酸素（O）、窒素（N）、およびニオブ（Nb）を含有する膜（(ZrO2-xNx）1-y((Y2O3)1-z(Nb2O5)z)yにおいてz=1）で構成することができる。あるいは、この結晶化促進膜は、ジルコニューム（Zr）、酸素（O）、窒素（N）、およびイットリア（Y）とニオブ（Nb）から構成される膜（(ZrO2-xNx）1-y((Y2O3)1-z(Nb2O5)z)yにおいて0<z<1）で構成することができる。あるいは、この結晶化促進膜は、酸化クロム（Cr2O3）、または酸化亜鉛（ZnO）、または酸化亜鉛＋酸化タンタル（ZnO+Ta2O5）、または酸化亜鉛＋酸化タンタル＋酸化インジウム（ZnO+Ta2O5+In2O3）、または酸化錫（SnO2）、または酸化錫＋酸化アンチモン（SnO2+Sb2O3）、または酸化錫＋酸化タンタル（SnO2+Ta2O5）、または酸化錫＋酸化ニオブ（SnO2+Nb2O5）を含んで構成することができる。
なお、この発明の一実施の形態に関わる酸化ジルコニウム（ZrO2）は、安定化ジルコニア、通常は、ZrO2+Y2O3と示され、Y2O3の濃度には３〜５mol.%程度のものを用いても良い。また安定化ジルコニアは、ZrO2+Y2O3に限定されるものではなく、ZrO2+Nb2O5、ZrO2+MgOなども用いられる。ZrO2単体では、温度の変化による結晶構造の相転移などによる熱膨張係数の急激な変化が起こり、種々問題が生じる。そのため、これらの問題点を緩和、または実質的ななくすために種々施策を施した酸化ジルコニウム（ZrO2）を、ここでは安定化ジルコニアと呼んでいる。
＜１０＞前記記録膜（１３ａ、１３ｂ）をその両面から挟む上部界面膜（１４ａ、１４ｂ）および下部界面膜（１２ａ、１２ｂ）の一方は、窒化ゲルマニウム（GeN）、または窒化ゲルマニウム-クロム（GeCrN）、または酸化ジルコニウム（ZrO2）、または安定化ジルコニア+酸化クロム（ZrO2+Cr2O3）、または安定化ジルコニア＋酸化ケイ素+酸化クロム（ZrO2+SiO2+Cr2O3）、またはジルコン+酸化クロム（ZrSiO4+Cr2O3）、または酸化ハフニウム（HfO2）を含んで構成することができる。あるいは、この上部または下部結晶化促進膜は、ハフニウム（Hf）、酸素（O）、および窒素（N）を含有する化合物（HfO2-xNx : 0.1≦x≦0.2）で構成することができる。あるいは、この上部または下部結晶化促進膜は、ジルコニューム（Zr）、酸素（O）、窒素（N）、およびイットリア（Y）を含有する膜（(ZrO2-xNx）1-y((Y2O3)1-z(Nb2O5)z)yにおいてz=0）で構成することができる。あるいは、この上部または下部結晶化促進膜は、ジルコニューム（Zr）、酸素（O）、窒素（N）、およびニオブ（Nb）を含有する膜（(ZrO2-xNx）1-y((Y2O3)1-z(Nb2O5)z)yにおいてz=1）で構成することができる。あるいは、この上部または下部結晶化促進膜は、ジルコニューム（Zr）、酸素（O）、窒素（N）、およびイットリア（Y）とニオブ（Nb）から構成される膜（(ZrO2-xNx）1-y((Y2O3)1-z(Nb2O5)z)yにおいて0<z<1）で構成することができる。
また、前記上部界面膜（１４ａ、１４ｂ）および前記下部界面膜（１２ａ、１２ｂ）の他方は、酸化クロム（Cr2O3）、または酸化亜鉛（ZnO）、または酸化亜鉛＋酸化タンタル（ZnO+Ta2O5）、または酸化亜鉛＋酸化タンタル＋酸化インジウム（ZnO+Ta2O5+In2O3）、または酸化錫（SnO2）、または酸化錫＋酸化アンチモン（SnO2+Sb2O3）、または酸化錫＋酸化タンタル（SnO2+Ta2O5）、または酸化錫＋酸化ニオブ（SnO2+Nb2O5）を含んで構成することができる。
＜１１＞前記記録膜（１３ａ、１３ｂ）がゲルマニウム（Ge）とアンチモン（Sb）とテルル（Te）を含有し、その組成をGexSbyTezかつx+y+z=100で表したときに、前記記録膜（１３ａ、１３ｂ）は、GeSbTe三元相図（図２１）上で、x=55・z=45と、x=45・z=55と、x=10・y=28・z=42と、x=10・y=36・z=54とで規定されるエリア内（図２１のＡ１）またはそのエリア上（図２１のＢ１）の組成を持つように構成できる。
＜１２＞前記組成を持つGeSbTe系化合物には、窒素（N）を１ないし５at.%添加することができる。
＜１３＞前記記録膜（１３ａ、１３ｂ）が少なくともゲルマニウム（Ge）とビスマス（Bi）とテルル（Te）を含有し、その組成をGexBiyTezかつx+y+z=100で表したときに、前記記録膜（１３ａ、１３ｂ）は、GeBiTe三元相図（図２２）上で、x=55・z=45と、x=45・z=55と、x=10・y=28・z=42と、x=10・y=36・z=54とで規定されるエリア内（図２２のＡ２）またはそのエリア上（図２２のＢ２）の組成を持つように構成できる。
＜１４＞前記組成を持つGeBiTe系化合物には、窒素（N）を１ないし５at.%添加することができる。
＜１５＞前記記録膜（１３ａ、１３ｂ）の組成の一部をビスマス（Bi）および／またはインジウム（In）および／またはスズ（Sn）で置換し、置換後の組成を（Ge（1-w） Snw）x （Sbv （Bi（1-u） In u）（1-v））y Tezかつx+y+z=100で表したときに、この組成におけるｗ、ｖおよびuを、0≦w＜0.5かつ0≦v＜0.7かつ0≦u≦1となるように構成できる。
＜１６＞前記組成を持つGeSnSbTe、GeSnSbTeIn、GeSbTeIn、GeSbTeBiIn、GeSbSnTeBiIn、GeSbTeBi、GeSnSbTeBi、GeSnSbTeBiIn系化合物には、窒素（N）を１ないし５at.%添加することができる。
以下の説明では、片面２層媒体での実施形態／実施例を示す。また、試作光ディスクの測定データは、Ｌ０、Ｌ１の各ランド（Ｌ）とグルーブ（Ｇ）の中で、各実験の一番悪い値を代表値として示した。試作した光記録媒体の透過率、反射率等は、分光光度計を用いて測定されたものである。また、薄膜中の各元素の濃度は、ＩＣＰ（Induced Coupled Plasma）、ＲＢＳ（ラザフォード後方散乱）、ＳＩＭＳ（Secondary Ion Mass Spectroscopy）、ＴＯＦ−ＳＩＭＳ、ＸＰＳ（Ｘ線光電子分光分析）等の分析手法を用いた。膜中の各元素間の結合形態は、ＸＰＳ、ＩＲ（赤外分光法）測定等により明らかとした。薄膜の熱伝導率、熱拡散率、および積層薄膜間の界面熱抵抗は、サーモリフレクタンス法により評価した。記録膜の価電子帯の状態密度は、ＸＰＳ 、ＵＰＳ、ＨＸ−ＰＥＳ（Hard X-ray PhotoElectron Spectroscopy）法を用いて測定することができる。また、電子比熱などの測定でも状態密度に関する情報が得られる。
図２は、記録膜の価電子帯の状態密度の測定で用いる試料の構成を例示する図である。図２の基板１には、ポリカーボネート（ＰＣ）などが使用される。この基板１のグルーブが形成される面に、スパッタリング装置を用いて、次の層が成膜される。すなわち、レーザ光入射側に近い方に設けたＬ０情報層（図１では１９）では、干渉膜（ZnS-SiO2）１５、界面層１４、記録膜層１３、界面層１２、干渉膜（ZnS-SiO2）１１などが順次成膜される。一方、光入射側から遠い方に設けたＬ１情報層（図１では２０）の場合は、基板上から順に、反射膜（Ag合金）１６、干渉膜（ZnS-SiO2）１５、界面層１４、記録膜層１、界面層１２ｂ、干渉膜（ZnS-SiO2）１１などが順次成膜される。
この発明の一実施の形態では、記録膜の価電子帯の状態密度は、主にＨＸ−ＰＥＳ（Hard X-ray PhotoElectron Spectroscopy）法、またはＸＰＳ法を用いて測定される。ＨＸ−ＰＥＳ法を用いた記録膜の価電子帯の状態密度の測定は、基板上１に原子配列を可逆的に変化させることができる記録膜１３と、この記録膜１３に接し結晶化促進機能を有する膜１２および１４と、保護膜１１と、反射膜１６とから構成された図２に示す試料を用いる。記録膜１３は、as depo.の状態でアモルファスである。ポリカーボネート（ＰＣ）基板を用いた場合には、初期化装置を用いて結晶化（レーザ・アニール）されるが、Siまたはガラス基板を用いた場合には、電気炉等により所定の時間結晶化温度以上に加熱して、結晶化することができる。
価電子帯の状態密度のトップのエネルギーは、電気伝導体においては、Fermiエネルギーに相当する。半導体の場合には、Fermiエネルギーは価電子帯と伝導体の間に存在するバンド・ギャップのほぼ中央位置する。半導体の場合には、ドナーとなる不純物がドープされるのか、アクセプターとなる不純物がドープされるのかにより、局在準位を形成することがあり、Fermi準位が若干上下する。
結晶状態とアモルファス状態にある記録膜の価電子帯の状態密度のトップからエネルギー準位の低い側のエネルギー準位における結晶状態の状態密度とアモルファス状態の状態密度の比（結晶状態の状態密度／アモルファス状態の状態密度）をコントロールする方法には、（ｉ）記録膜の厚さ方向の組成を僅かに変える（微量偏析）、（ｉｉ）記録膜の上下に配置する界面層材料を適切に選択し、界面層から記録膜へ微量ドープされる元素を変える（微量反応）、（ｉｉｉ）記録膜と接する部位に、記録膜を構成する元素の、平均厚が０．１ｎｍ以上で１ｎｍ以下の極薄の酸化膜を配置する、などがある。
また、（ｉ）記録膜の厚さ方向の組成を僅かに変える、および／または（ｉｉ）記録膜の上下に配置する界面層材料を適切に選択し界面層から記録膜へ微量ドープされる元素を変えることなどにより、記録膜の上下で結晶化速度を変化させることも可能である。
例えば、微量偏析モデルでは、GeSbTe系においては膜中の元素のGeに偏析がある場合、Geが多い部分と少ない部分、またはその他の元素（SbやTe等）の少ない部分と多い部分が結晶化のための核となり、偏析の無い記録膜と比較して核が多く、高速結晶化に寄与すると推定される。ただし、偏析の度合いが相分離に近いくらい大きな場合には効果が無く、精密な分析にてようやく見つかる程度の微量なものでなければならない。いずれの元素に微量な偏析があるかは、用いる記録膜、界面層、およびそれらのプロセスにも依存するので、これらを適切に選択することによりコントロールが可能である。
一方、微量反応モデル、または微量ドープモデルの場合、例えばGeBiTe系においてはTeがGeやBiと比較して酸化され難い。すなわち、GeやBiが、Teと比較して酸化または反応し易い。例えば、GeやBiが微量酸化される場合には酸化されていないTeが結晶化のための核となり、もしくは微量酸化されたGeOxやBiOxが核となり、やはり従来の記録膜と比較して核が多く、高速結晶化に寄与すると推定される。いずれの元素が微量反応またはいずれの元素にドープさせられるかは、用いる記録膜、界面層、およびそれらのプロセスにも依存するので、これらを適切に選択することによりコントロールが可能である。このことにより、一見、制御が難しいと考えられる記録膜の上下で結晶化速度を変えることも可能になっている。
（ｉ）記録膜の厚さ方向の組成を僅かに変える方法にはいくつかあるが、スパッタ初期から終了のでの間に、放電ガスの量および／または放電電力の強さを変化させることなどによって達成できる。放電ガスの量を変化させる場合には、放電中に別なガスを混合するなどの方法も可能である。
（ｉｉｉ）記録膜（１３ａ／１３ｂ）と接する部位に、記録膜を構成する元素（Ge,Te等）の、平均厚が０．１ｎｍ以上で１ｎｍ以下の極薄酸化膜（２１ａ／２１ｂ）を配置する方法としては、酸化力の強い材料を界面層（１２ａ、１２ｂ／１４ａ、１４ｂ）の材料として用いたり、記録膜（１３ａ／１３ｂ）の表面を僅かに酸化させるなどの方法が用いることができる。
これまで述べてきたような従来は考えられなかった複雑かつミクロな視点からの反応モデルは、各種分析方法を組み合わせ、メカニズムの検討を積み上げてようやく想到するに至ったものである。
図３は、この発明の一実施の形態に係る光記録媒体（相変化光ディスク）の製造装置を説明する図である。真空容器１００Ａ内の図の上部近傍には、ＰＣ基板支持用の円盤状回転基台１０２Ａが、回転面が図中で水平（紙面に垂直）になるように配設されている。回転基台１０２Ａの下面にＰＣ基板が支持され、モータ１１０Ａにより回転されるようになっている（回転させない実施形態もあり得る）。
真空容器１００Ａ内の図の下部近傍には、上方の回転基台１０２Ａと対向するように、スパッタリング源（ターゲット材）が配置されたアノード板１０４Ａが配設される。アノード板１０４Ａの下部には回転可能に構成されたマグネット１１１Ａが配設されている。回転基台（カソード板）１０２Ａは接地される。アノード板１０４Ａには、ＲＦスパッタの場合、高周波電源装置１１２Ａが接続される。（ＤＣスパッタの場合なら直流電源装置１１２Ａが接続される。）スパッタリングが行われる際は、電源装置１１２Ａの出力電圧が、接地されたカソード板１０２Ａとアノード板１０４Ａとの間に印加される。
真空容器１００Ａは、ガス排気ポート１１３Ａを介して排気装置１１４Ａに接続される。排気装置１１４Ａにより十分に排気された真空容器１００Ａへは、スパッタリング実行時に、ガス導入ポート１１５Ａおよび制御バルブ１１８Ａを介して、ガスボンベ１１６から、スパッタリングガス（アルゴン等の不活性ガスその他）が微量注入される。スパッタリングガスの注入量は、真空容器１００Ａに取り付けられた内圧センサ（真空計）１０８Ａによりチェックされる。基板回転モータ１１０Ａ、マグネット１１１Ａ、スパッタリング用電源装置１１２Ａ、排気装置１１４Ａおよび制御バルブ１１８Ａは、スパッタリング制御装置１２０Ａにより、コンピュータコントロールされる。
アノード板１０４Ａに配置されたスパッタリング源の上方には、膜厚計測機能を持つモニタ装置１０６Ａが設けられている。制御装置１２０ＡのＣＰＵは、モニタ装置１０６Ａによって、スパッタリング源から基板へのスパッタ量をモニタする。すなわち、制御装置１２０ＡのＣＰＵは、基板にスパッタされた薄膜をモニタしながら、薄膜層が所定の組成となるように（あるいは所定の膜厚になるように）、電源装置１１２Ａからアノード板１０４Ａへの高周波電力を調節するようにプログラムされる。なお、図３の真空容器１００Ａは、図示しないがロード・ロック室とプロセス・チャンバーを装備しており、スパッタリング中はそれぞれ別に機能するようになっている。
図４は、この発明の一実施の形態に係る光記録媒体（相変化光ディスク）の製造工程を説明するフローチャート図である。まず、基板１ａ／１ｂを（人手またはロボットアームにより）スパッタリング装置の所定部分に装着し（ＳＴ１００）、真空容器１００Ａ内のロード・ロック室を真空引きする（ＳＴ１０２）。内圧センサ１０８Ａによりロード・ロック室内の真空度が例えば１×１０−３（Pa）以下になったら（ＳＴ１０４イエス）、基板を真空容器１００Ａ内のプロセス・チャンバーに移動させる（ＳＴ１０６）。基板が所定のターゲット材と対向する位置に移動したら、カソード板１０２Ａ側の基板を回転させるとともに、アノード板１０４Ａ側のマグネット１１１Ａを回転させる（ＳＴ１０８）。
その後、ガスボンベ１１６Ａからプロセス・チャンバー内にスパッタリングガスを導入し（ＳＴ１１０）、電源装置１１２Ａを起動してプラズマ着火を開始する（ＳＴ１１２）。これにより、基板上に均一にターゲット材の組成に対応した薄膜が形成される（ＳＴ１１４）。膜厚計１０６Ａのモニタにより所望厚の薄膜が形成されたことが分かったら、プロセス・チャンバーへのガス導入を停止し（ＳＴ１１６）、１つの薄膜の形成が終了する。
同基板上にさらに薄膜を形成するときは（ＳＴ１１８イエス）、ＳＴ１０６〜ＳＴ１１６の処理が再度実行される。その際、成膜する薄膜の組成が変わるときは該当するターゲット材に変更するとともに、必要に応じてチャンバー内に導入するガスの成分も変更する。例えば、成膜の種類によって、ガスをアルゴンのみとしたり、アルゴンと窒素の混合ガスにしたりすることができる。
同基板上に全ての成膜が済んだら（ＳＴ１１８ノー）、カソード板１０２Ａ側の基板回転と、アノード板１０４Ａ側のマグネット回転を停止する（ＳＴ１２０）。その後成膜が完了した基板をロード・ロック室へ搬送し（ＳＴ１２２）、ロード・ロック室に外気をリークして真空状態を解除し、成膜完了後の基板１ａ／１ｂを（人手またはロボットアームにより）取り出す（ＳＴ１２４）。その後、成膜終了後の基板１ａと１ｂを図１等に例示されるように貼り合わせて、片面多層の光ディスク（高密度記録用DVD-RW/RAM等）が完成する。
図５は、この発明の一実施の形態に係る光記録媒体（相変化光ディスク）の記録膜を構成する元素（Ge,Te等）が偏析または濃度分布を有する状態を例示する図である。記録膜を構成する元素にはGe、Te以外にも種々存在する（図８等参照）。しかし、ここでは構成元素の偏析または濃度分布を分かり易く図示するため、代表例として図示する元素はGeとTeのみとしてある。
図５（ａ）では、記録膜（１３ａまたは１３ｂ）と下部界面膜（１２ａまたは１２ｂ）との界面から下部界面膜側へ数ｎｍ程度までの範囲と、記録膜（１３ａまたは１３ｂ）と上部界面膜（１４ａまたは１４ｂ）との界面から上部界面膜側へ数ｎｍ程度までの範囲と、これらの範囲の間にある記録膜（１３ａまたは１３ｂ）のうち界面から１０ｎｍ程度の範囲における元素の濃度［at.%］が模式的に示されている。すなわち、記録膜の構成元素のうちの一部（例えばGe）が記録膜の範囲で高濃度側へあるパターンで偏析し、記録膜の構成元素のうちの他部（例えばTe）が記録膜の範囲で別パターンで高濃度側へ偏析している。
図５（ｂ）（ｃ）は偏析パターンの別例を模式的に示したもので、図５（ａ）と比べて、図５（ｂ）ではGeとTeの元素濃度の違いが少なくなっている。また、図５（ｂ）では、GeとTeの元素濃度の変化位置（図示左右方向）が図５（ａ）の例と反対側に出ている。なお、記録膜が相対的に厚い場合は、図示しないが、記録膜の厚み方向の中央位置付近で構成元素の濃度が肩部分よりも低くなることがあってもよい。
図６は、この発明の一実施の形態に係る光記録媒体（相変化光ディスク）の界面層（上部界面膜および／または下部界面膜）の材料例を示す図である。図７は、界面層の材料にGeNを用いた場合における、GeとNの組成比を例示する図である。図８は、この発明の一実施の形態に係る光記録媒体（相変化光ディスク）の記録膜（Ｌ０および／またはＬ１）の材料例を示す図である。図９は、界面層がない場合と界面層にSiO2およびY2O3を用いた場合の比較例１〜３を説明する図である。
図６および図８の材料を図２の構成の資料に適用して実験を行った。図６で示した界面層材料のいずれかを光入射側（１２側）に配置し、反射膜側（１６側）にこれ以外の界面層材料を選択して配置した。なお、GeNやGeCrNなどの組成を変えられる化合物については、その組成が異なる組み合わせに関しても好適なものがある。図７にはGeNの組成を変えた場合の例を示してある。比較例としては、図９に示す界面層材料について実験を行った。
図１０は、記録膜の価電子帯の状態密度のトップからエネルギー準位の低い側へ０．５［ｅＶ］のエネルギー準位における、結晶状態の状態密度とアモルファス状態の状態密度の比（結晶状態の状態密度／アモルファス状態の状態密度：例えば図２０のau11/au12）を、種々な界面層材料の組み合わせに対して測定した結果を例示する図である。図１１は、結晶状態の状態密度とアモルファス状態の状態密度の比（結晶状態の状態密度／アモルファス状態の状態密度：例えば図１９のau01/au02）を、図１０とは別の界面層材料の組み合わせ（界面層なしの場合も含む）に対して測定した結果を例示する図である。
図１０および図１１それぞれに、記録膜の価電子帯の状態密度のトップからエネルギー準位の低い側へ０．５［ｅＶ］のエネルギー準位における、結晶状態の状態密度とアモルファス状態の状態密度の比（結晶状態の状態密度／アモルファス状態の状態密度）を測定した結果を示す。図１０の実施例の組み合わせでは、記録膜の価電子帯の状態密度のトップからエネルギー準位の低い側へ０．５［ｅＶ］のエネルギー準位における結晶状態の状態密度とアモルファス状態の状態密度の比（結晶状態の状態密度／アモルファス状態の状態密度）は、１．０以上２．５以下であった。一方、図１１の比較例ではいずれもこの比が４以上であった。
図１９は、記録膜の価電子帯の状態密度のトップからエネルギー準位の低い側へ０．５［ｅＶ］のエネルギー準位における、結晶状態の状態密度とアモルファス状態の状態密度の比（結晶状態の状態密度／アモルファス状態の状態密度）を、界面層がない場合について説明する図である。また、図２０は、記録膜の価電子帯の状態密度のトップからエネルギー準位の低い側へ０．５［ｅＶ］のエネルギー準位における、結晶状態の状態密度とアモルファス状態の状態密度の比（結晶状態の状態密度／アモルファス状態の状態密度）を、界面層がある場合について説明する図である。
光を用いて可逆的に記録や消去を行う記録媒体であって、基板と、原子配列を可逆的に変化させることができる記録膜と、該記録膜に接する結晶化促進機能を有する膜と、保護膜と、反射膜と、光学的エンハンスおよび／または熱拡散に寄与する誘電体膜から構成され、記録膜の価電子帯の状態密度のトップからエネルギー準位の低い側へ０．５［ｅＶ］のエネルギー準位における結晶状態の状態密度とアモルファス状態の状態密度の比（結晶状態の状態密度／アモルファス状態の状態密度）が１．０以上２．５以下である光記録媒体は、好ましい特性をもっている（図１０、図１３〜図１６参照）。このことは、界面層がある図２０においてau11/au12（またはau13/au14もしくはau15/au16）が、状態密度比で１．０〜２．５の範囲に納まっていることに対応する。一方、界面層がない図１９の場合では、この状態密度比（au01/au02またはau03/au04もしくはau05/au06）が２．５を超えてしまい、好ましくない結果となっている（図９、図１１、図１７、図１８参照）。
以下の説明では、便宜的に価電子帯の状態密度のトップのエネルギーをFermiエネルギー（Fermi準位）として説明する。室温におけるFermiエネルギーは、約２５［ｍｅＶ］程度の揺らぎがある。なお、本願発明者らは基準として価電子帯の状態密度のトップからエネルギー準位の低い側へ０．５［ｅＶ］のエネルギー準位としたが、同様な傾向は、価電子帯の状態密度のトップからエネルギー準位の低い側へ１．０［ｅＶ］のエネルギー準位程度まで（さらには価電子帯の状態密度のトップからエネルギー準位の低い側へ０．２５［ｅＶ］のエネルギー準位程度を含めて）認められる。しかしながら、本願発明者らは、ＳＮ比の高い条件を探求し、最も好ましいものの１つとして、上記のような基準（価電子帯の状態密度のトップからエネルギー準位の低い側へ０．５［ｅＶ］のエネルギー準位）を定めた。
記録膜の価電子帯の状態密度のトップからエネルギー準位の低い側へ０．５［ｅＶ］のエネルギー準位における結晶状態の状態密度とアモルファス状態の状態密度の比（結晶状態の状態密度／アモルファス状態の状態密度）が２．５以下になると、結晶状態とアモルファス状態が電子状態的に近い状態であることが示唆され、アモルファス状態としてもショート・レンジの規則性は高まる。そのため、結晶状態とアモルファス状態との間の相転移が容易になり、高速に結晶とアモルファスの間の相転移が可能になる。
記録膜の価電子帯の状態密度のトップからエネルギー準位の低い側へ０．５［ｅＶ］のエネルギー準位における結晶状態の状態密度とアモルファス状態の状態密度の比（結晶状態の状態密度／アモルファス状態の状態密度）が１．０の場合は、結晶状態とアモルファス状態が電子態的には完全に同じとなり、アモルファス状態のショート・レンジの規則性は更に高まる。そのため、より高速に結晶とアモルファスの間の相転移が可能になる。
一方、記録膜の価電子帯の状態密度のトップからエネルギー準位の低い側へ０．５［ｅＶ］のエネルギー準位における結晶状態の状態密度とアモルファス状態の状態密度の比（結晶状態の状態密度／アモルファス状態の状態密度）が２．５より大きい場合には、結晶状態とアモルファス状態が結晶状態的にも電子状態的にも異なることが示され、アモルファス状態でのショート・レンジの規則性が大幅に下がる。アモルファス状態ではロング・レンジの規則性はほとんど無いので、結晶状態とアモルファス状態との間の相転移を行うためには大きなエネルギーが必要になり、高速で相転移することができない。
そのため、記録膜の価電子帯の状態密度のトップからエネルギー準位の低い側へ０．５［ｅＶ］のエネルギー準位における結晶状態の状態密度とアモルファス状態の状態密度の比（結晶状態の状態密度／アモルファス状態の状態密度）が１．０以上２．５以下である光記録媒体が好適となる。記録膜に接して結晶化促進機能を有する膜（図１の界面膜１２ａ、１２ｂ／１４ａ、１４ｂ）を設けたときは、さらに高速に、結晶とアモルファスの間の相転移が可能になる。
（界面膜）
記録膜に接して結晶化促進機能を有する界面膜は、窒化ゲルマニウム（GeN）、または窒化ゲルマニウム-クロム（GeCrN）、または酸化ジルコニウム（ZrO2）、または安定化ジルコニア+酸化クロム（ZrO2+Cr2O3）、または安定化ジルコニア＋酸化ケイ素+酸化クロム（ZrO2+SiO2+Cr2O3）、またはジルコン+酸化クロム（ZrSiO4+Cr2O3）、または酸化ハフニウム（HfO2）を含んで構成される。あるいは、この界面膜は、ハフニウム（Hf）、酸素（O）、および窒素（N）を含有する化合物（HfO2-xNx）で構成される。あるいは、この界面膜は、ジルコニューム（Zr）、酸素（O）、窒素（N）、およびイットリア（Y）を含有する膜（(ZrO2-xNx）1-y((Y2O3)1-z(Nb2O5)z)yにおいてz=0）で構成される。あるいは、この界面膜は、ジルコニューム（Zr）、酸素（O）、窒素（N）、およびニオブ（Nb）を含有する膜（(ZrO2-xNx）1-y((Y2O3)1-z(Nb2O5)z)yにおいてz=1）で構成される。あるいは、この界面膜は、ジルコニューム（Zr）、酸素（O）、窒素（N）、およびイットリア（Y）とニオブ（Nb）から構成される膜（(ZrO2-xNx）1-y((Y2O3)1-z(Nb2O5)z)yにおいて0<z<1）で構成される。あるいは、この界面膜は、酸化クロム（Cr2O3）、または酸化亜鉛（ZnO）、または酸化亜鉛＋酸化タンタル（ZnO+Ta2O5）、または酸化亜鉛＋酸化タンタル＋酸化インジウム（ZnO+Ta2O5+In2O3）、または酸化錫（SnO2）、または酸化錫＋酸化アンチモン（SnO2+Sb2O3）、または酸化錫＋酸化タンタル（SnO2+Ta2O5）、または酸化錫＋酸化ニオブ（SnO2+Nb2O5）を含んで構成される。このような構成を採用した場合に、この発明の実施の形態の特徴がより顕著となる。
記録膜に接して結晶化促進機能を有する界面膜は、窒化ゲルマニウム（GeN）、または窒化ゲルマニウム-クロム（GeCrN）、または酸化ジルコニウム（ZrO2）、または安定化ジルコニア+酸化クロム（ZrO2+Cr2O3）、または安定化ジルコニア＋酸化ケイ素+酸化クロム（ZrO2+SiO2+Cr2O3）、またはジルコン+酸化クロム（ZrSiO4+Cr2O3）、または酸化ハフニウム（HfO2）を含んで構成される。あるいは、この界面膜は、ハフニウム（Hf）、酸素（O）、および窒素（N）を含有する化合物（HfO2-xNx）で構成される。あるいは、この界面膜は、ジルコニューム（Zr）、酸素（O）、窒素（N）、およびイットリア（Y）を含有する膜（(ZrO2-xNx）1-y((Y2O3)1-z(Nb2O5)z)yにおいてz=0）で構成される。あるいは、この界面膜は、ジルコニューム（Zr）、酸素（O）、窒素（N）、およびニオブ（Nb）を含有する膜（(ZrO2-xNx）1-y((Y2O3)1-z(Nb2O5)z)yにおいてz=1）で構成される。あるいは、この界面膜は、ジルコニューム（Zr）、酸素（O）、窒素（N）、およびイットリア（Y）とニオブ（Nb）から構成される膜（(ZrO2-xNx）1-y((Y2O3)1-z(Nb2O5)z)yにおいて0<z<1）で構成される。あるいは、この界面膜は、酸化クロム（Cr2O3）、または酸化亜鉛（ZnO）、または酸化亜鉛＋酸化タンタル（ZnO+Ta2O5）、または酸化亜鉛＋酸化タンタル＋酸化インジウム（ZnO+Ta2O5+In2O3）、または酸化錫（SnO2）、または酸化錫＋酸化アンチモン（SnO2+Sb2O3）、または酸化錫＋酸化タンタル（SnO2+Ta2O5）、または酸化錫＋酸化ニオブ（SnO2+Nb2O5）を含んで構成される。このような構成を採用した場合に、この発明の実施の形態の特徴がより顕著となる。
なお、Zrを精製する過程において同属のHfやTiなどは、また同様にHfを精製する過程において同属のZrやTiなどは、相互に分離が難しく混在不可避な元素の一つとして知られている。このような不可避な元素が微量混入していても、この発明の実施の形態による効果を著しく損なうものでない。
（記録膜）
記録膜をGeSbTeとし、（GeTe）-（Sb2Te3）と表記できる、いわゆる擬二元系線上組成とその近傍とした場合に、この発明の界面膜の効果が顕著であり、さらに好ましくは、前記（GeTe）-（Sb2Te3）組成とその近傍の合金記録膜材料であって、Geの組成比が３０at.%以上の組成に対して、特にこの発明の効果が顕著である。従来の考えでは、記録膜の組成のみが重要であると考えられてきたが、前述のようにこの発明ではその電子状態がどのようなものであるのかも組成と同様に重要である。以下では組成に関する記述をする。
記録膜をGeSbTeとし、（GeTe）-（Sb2Te3）と表記できる、いわゆる擬二元系線上組成とその近傍とした場合に、この発明の界面膜の効果が顕著であり、さらに好ましくは、前記（GeTe）-（Sb2Te3）組成とその近傍の合金記録膜材料であって、Geの組成比が３０at.%以上の組成に対して、特にこの発明の効果が顕著である。従来の考えでは、記録膜の組成のみが重要であると考えられてきたが、前述のようにこの発明ではその電子状態がどのようなものであるのかも組成と同様に重要である。以下では組成に関する記述をする。
さらに、前記したGeSbTeの組成を元にして、Geの一部をSnで置換した組成とし、あるいはSbの一部をBiおよび／またはInで置換した組成とし、前記の界面膜を使用すると、この発明による効果はさらに顕著である。その場合、GeとSnの置換の割合は、Sn/Ge＜0.5が好ましく、SnとBiの置換の割合は、Bi/（Bi+Sb）＜0.7が好ましい。Inの割合は、Sb、またはBiの量に対して０．７以下、より好ましくは０．５以下、更に好ましくは０.２５以下が好適である。これら置換元素の量は、結晶化促進機能と共に結晶化温度、融点となどとも密接に関連がある。そのため媒体の設計により最適な条件は異なるが、上記の範囲から選択すること好適であった。
また記録膜をGeBiTeとし、（GeTe）-（Bi2Te3）と表記できる、いわゆる擬二元系線上組成とその近傍とした場合に、この発明の界面膜の効果が顕著であり、さらに好ましくは、前記（GeTe）-（Bi2Te3）組成とその近傍の合金記録膜材料であって、Geの組成比が３０at.%以上の組成に対してこの発明の界面膜を用いると、特にその効果が顕著である。
（各記録膜の窒化）
記録膜に窒素（N）が含まれる場合としは、（GeTe）-（Sb2Te3）- N 、すなわち（GeTe）-（Sb2Te3）に窒素（N）を添加した構成と表記できる。すなわち、（GeTe）-（Sb2Te3）の擬二元系に窒素（N）を添加した構成である。より簡単には、GeSbTe-Nと表記できる。このように窒化された記録膜を用いた場合、この発明の界面膜の効果が顕著であり、さらに好ましくは、前記（GeTe）-（Sb2Te3）組成とその近傍の合金記録膜材料であって、Geの組成比が３０at.%以上の組成に対してこの発明の界面膜を用いると、特にその効果が顕著である。
記録膜に窒素（N）が含まれる場合としは、（GeTe）-（Sb2Te3）- N 、すなわち（GeTe）-（Sb2Te3）に窒素（N）を添加した構成と表記できる。すなわち、（GeTe）-（Sb2Te3）の擬二元系に窒素（N）を添加した構成である。より簡単には、GeSbTe-Nと表記できる。このように窒化された記録膜を用いた場合、この発明の界面膜の効果が顕著であり、さらに好ましくは、前記（GeTe）-（Sb2Te3）組成とその近傍の合金記録膜材料であって、Geの組成比が３０at.%以上の組成に対してこの発明の界面膜を用いると、特にその効果が顕著である。
さらに、前記したGeSbTe-Nの組成を元にして、Geの一部をSnで置換した組成とし、あるいはSbの一部をBi、および／またはInで置換した組成とし、前記の界面膜を使用すると、この発明による効果はさらに顕著である。その場合、GeとSnの置換の割合は、Sn/Ge＜0.5が好ましく、SnとBiの置換の割合は、Bi/（Bi+Sb）＜0.7が好ましい。Inの割合は、Biの量に対して０．７以下、より好ましくは０．５以下、更に好ましくは０.２５以下が好適である。これら置換元素、窒素の量は、結晶化促進機能と共に結晶化温度、融点となどとも密接に関連がある。そのため媒体の設計により最適な条件は異なるが、上記の範囲から選択すること好適であった。
また記録膜を（GeTe）-（Bi2Te3）に窒素（N）を添加した構成、（GeTe）-（Bi2Te3）-Nと表記される、いわゆる擬二元系線上組成とその近傍とした場合（より簡単に表記するとGeBiTe-N）に、この発明の界面膜の効果が顕著であり、さらに好ましくは、前記（GeTe）-（Bi2Te3）組成とその近傍の合金記録膜材料であって、Geの組成比が３０at.%以上の組成に対してこの発明の界面膜を用いると、特にその効果が顕著である。
さらに、この発明の効果は記録膜の膜厚によらず現れるが、記録膜の膜厚を２０ｎｍ以下、さらには１０ｎｍ以下にした場合に、より効果が顕著である。
また、片面から光を入射し、異なる２層の情報層にアクセスできるタイプの記録媒体（片面２層タイプ）において、光入射側に近い層の記録膜に対してこの発明を適用すると、この発明の効果が顕著である。その場合の特徴は、記録膜の膜厚を１０ｎｍ以下にできるところにある。この発明の実施の形態に係る界面層を用いることにより、短波長レーザ光に対する透過率をより高くでき、かつコントラストが高くすることができると言う特徴が顕著となる。
本願発明者らは、記録膜の結晶化促進に効果がある界面膜材料として既に知られている窒化ゲルマニウム（GeN）、炭化珪素（Si-C）、窒化珪素（Si-N）、Ta2O5+SiCなどの材料を使用し、実験を行った。その結果、記録膜の状態をコントロールせずに結晶化促進効果が高い材料を使うとＣＮＲが低下し、ＣＮＲが高いものは結晶化促進効果が乏しいというトレードオフがあることを見出した。また、これらの材料は、Si-Nを除いて、次世代ＤＶＤで使用される青紫レーザダイオードの波長λ＝４０５ｎｍにおいては、吸収が比較的大きく（つまり光学的減衰係数が大きく）、光学的ロスの要因となる。この光学的ロスがあるとその分照射するレーザのパワーを大きくしなければならないことになり、またＬ０記録膜の透過率を上げることを妨げ、かつＬ１記録膜の感度およびコントラストを共に落とす結果となり、２層媒体にとって数々の問題点が発生する。
しかし、従来の均一な記録膜層とGeN等の結晶化促進機能を有する界面層材料を用いた場合には、特に低線速において再結晶化が激しく、良好なアモルファスマークを形成できないことが判明した。また、そのためにビットピッチを詰めることができず、高密度化への障害となっていた。
［実施形態１］
試作した光記録媒体の実施例を示すのに先立ち、以下の実施例に用いた構造の試料において、記録膜が結晶状態、およびアモルファス状態の両者の試料を作成し、記録膜の価電子帯の状態密度をＨＸ−ＰＥＳ法を用いてそれぞれ測定した。記録膜および界面層は、以下の系に関して実験を行った。
試作した光記録媒体の実施例を示すのに先立ち、以下の実施例に用いた構造の試料において、記録膜が結晶状態、およびアモルファス状態の両者の試料を作成し、記録膜の価電子帯の状態密度をＨＸ−ＰＥＳ法を用いてそれぞれ測定した。記録膜および界面層は、以下の系に関して実験を行った。
実験した記録膜系:
GeSbTe、GeSnSbTe、GeSnSbTeIn、GeSbTeIn、GeSbTeBiIn、GeSbSnTeBiIn、GeSbTeBi、GeSnSbTeBi、GeSnSbTeBiIn、GeBiTeIn、GeBiTe、GeSbTe-N、GeSbTeBi-N、GeBiTe-N、GeSbInTe-N、GeSbTeBiIn-N、GeBiInTe-N。
GeSbTe、GeSnSbTe、GeSnSbTeIn、GeSbTeIn、GeSbTeBiIn、GeSbSnTeBiIn、GeSbTeBi、GeSnSbTeBi、GeSnSbTeBiIn、GeBiTeIn、GeBiTe、GeSbTe-N、GeSbTeBi-N、GeBiTe-N、GeSbInTe-N、GeSbTeBiIn-N、GeBiInTe-N。
実験した界面層系:
窒化ゲルマニウム（GeN）、窒化ゲルマニウム-クロム（GeCrN）、酸化ジルコニウム（ZrO2）、安定化ジルコニア+酸化クロム（ZrO2+Cr2O3）、安定化ジルコニア＋酸化ケイ素+酸化クロム（ZrO2+SiO2+Cr2O3）、ジルコン+酸化クロム（ZrSiO4+Cr2O3）、酸化ハフニウム（HfO2）、ハフニウム（Hf）酸素（O）および窒素（N）を含有する化合物（HfO2-xNxにおいて0.1≦x≦0.2）、ジルコニューム（Zr）酸素（O）窒素（N）およびイットリア（Y）とニオブ（Nb）から構成される膜（(ZrO2-xNx）1-y((Y2O3)1-z(Nb2O5)z)yにおいて0＜x≦0.2、0＜y≦0.1、0≦z≦1）、酸化クロム（Cr2O3）、酸化亜鉛（ZnO）、酸化亜鉛＋酸化タンタル（ZnO+Ta2O5）、酸化亜鉛＋酸化タンタル＋酸化インジウム（ZnO+Ta2O5+In2O3）、酸化錫（SnO2）、酸化錫＋酸化アンチモン（SnO2+Sb2O3）、酸化錫＋酸化タンタル（SnO2+Ta2O5）、酸化錫＋酸化ニオブ（SnO2+Nb2O5）。
窒化ゲルマニウム（GeN）、窒化ゲルマニウム-クロム（GeCrN）、酸化ジルコニウム（ZrO2）、安定化ジルコニア+酸化クロム（ZrO2+Cr2O3）、安定化ジルコニア＋酸化ケイ素+酸化クロム（ZrO2+SiO2+Cr2O3）、ジルコン+酸化クロム（ZrSiO4+Cr2O3）、酸化ハフニウム（HfO2）、ハフニウム（Hf）酸素（O）および窒素（N）を含有する化合物（HfO2-xNxにおいて0.1≦x≦0.2）、ジルコニューム（Zr）酸素（O）窒素（N）およびイットリア（Y）とニオブ（Nb）から構成される膜（(ZrO2-xNx）1-y((Y2O3)1-z(Nb2O5)z)yにおいて0＜x≦0.2、0＜y≦0.1、0≦z≦1）、酸化クロム（Cr2O3）、酸化亜鉛（ZnO）、酸化亜鉛＋酸化タンタル（ZnO+Ta2O5）、酸化亜鉛＋酸化タンタル＋酸化インジウム（ZnO+Ta2O5+In2O3）、酸化錫（SnO2）、酸化錫＋酸化アンチモン（SnO2+Sb2O3）、酸化錫＋酸化タンタル（SnO2+Ta2O5）、酸化錫＋酸化ニオブ（SnO2+Nb2O5）。
［実施形態２］
図1の基板には、ランド・グルーブ記録方式（ａ）およびグルーブ記録方式（ｂ）の両者に対応するものを用いた。ランド・グルーブ記録方式（ａ）では射出成形で形成された厚さ０．５９ｍｍのポリカーボネート（ＰＣ）基板を使用した。グルーブピッチ０．６８μmでグルーブを形成したものを用いたので、ランド（Ｌ）とグルーブ（Ｇ）の両方に記録する場合は、トラックピッチ０．３４μmに相当する。グルーブ記録方式（ｂ）ではやはり射出成形で形成された厚さ０．５９ｍｍのＰＣ基板を使用し、グルーブピッチを０．４μmとした。
図1の基板には、ランド・グルーブ記録方式（ａ）およびグルーブ記録方式（ｂ）の両者に対応するものを用いた。ランド・グルーブ記録方式（ａ）では射出成形で形成された厚さ０．５９ｍｍのポリカーボネート（ＰＣ）基板を使用した。グルーブピッチ０．６８μmでグルーブを形成したものを用いたので、ランド（Ｌ）とグルーブ（Ｇ）の両方に記録する場合は、トラックピッチ０．３４μmに相当する。グルーブ記録方式（ｂ）ではやはり射出成形で形成された厚さ０．５９ｍｍのＰＣ基板を使用し、グルーブピッチを０．４μmとした。
これらのＰＣ基板のグルーブが形成された面に、スパッタリング装置を用いて、例えば次の層を成膜する。すなわち、光入射側に近い方に設けたＬ０情報層１９では、干渉膜（ZnS-SiO2）１５ａ、界面層１４ａ、記録膜層１３ａ、界面層１２ａ、干渉膜（ZnS-SiO2）１１ａを順次成膜する。一方、光入射側から遠い方に設けたＬ１情報層２０では、ＰＣ基板上から順に、反射膜（Ag合金）１６ｂ、干渉膜（ZnS-SiO2）１５ｂ、界面層１４ｂ、記録膜層１３ｂ、界面層１２ｂ、干渉膜（ZnS-SiO2）１１ｂを順次成膜する。
用いたスパッタ装置は、各層をそれぞれ異なる成膜室でスパッタ成膜する、いわゆる枚葉式スパッタ成膜装置である。枚葉式スパッタ成膜装置は、基板を装着するロードロック室、搬送室、そして各膜を成膜するプロセス・チャンバー等で構成されている。図３に一つのプロセス・チャンバーの構成例が示されている。プロセス・チャンバーは、該チャンバーを排気する装置、真空計、圧力センサ、膜厚計、成膜する材料であるスパッタリング・ターゲット、装着した基板などから構成される。スパッタガスには、主にAr等の希ガスが用いられ、必要に応じて酸素や窒素ガスなども用いられる。スパッタ時の放電の形式は、成膜する材料や求める膜質などに応じてＲＦ電源、ＤＣ電源などが用いられる。成膜時のプロセス・フローは図４のようになる。
図２１は、この発明の実施の形態に係る光記録媒体の記録膜の好ましい組成範囲を説明するGeSbTe三元相図である。記録膜層（１３ａ、１３ｂ）はGe、Sb、Teからなり、その組成をGexSbyTezと表すときx+y+z＝100で、GeSbTe三元相図上で、x＝55・z＝45と、x＝45・z＝55と、x＝10・y＝28・z＝42と、x＝10・y＝36・z＝54とで囲まれた組成から選択されたものを用いた。
図２２は、この発明の実施の形態に係る光記録媒体の記録膜の好ましい組成範囲を説明するGeBiTe三元相図である。記録膜層（１３ａ、１３ｂ）がGe、Bi、Teからなり、その組成をGexBiyTezと表すときx+y+z＝100で、GeBiTe三元相図上で、x＝55・z＝45と、x＝45・z＝55と、x＝10・y＝28・z＝42と、x＝10・y＝36・z＝54とで囲まれた組成から選択されたものを用いた。多くの組成について検討したが、その一例を図示した。
図２３は、この発明の実施の形態に係る光記録媒体の記録膜の好ましい組成範囲を説明するGe/Sn-Sb/Bi-Te三元相図である（図２１のGeおよび／またはSbがSnおよび／またはBiで置換される場合）。この実施の形態ではGeSbTeBi系記録膜を用いた場合を示す。なお、記録膜の膜厚は、１０ｎｍ以下とした。
界面層には、光入射側にZrO2、反射膜側にCr2O3を用いた。ZnS-SiO2膜（干渉膜）はZnSにSiO2を混合したターゲットを用いて成膜した。用いたスパッタ装置は、各層をそれぞれ異なる成膜室でスパッタ成膜する、いわゆる枚葉式スパッタ成膜装置である。各媒体の作成後、分光光度計により反射率、透過率が測定される。
図１２は、ランド・グルーブ記録形式で記録膜を評価する場合の評価条件を例示する図である。図示しない初期化装置で各層の媒体全面の記録膜を結晶化した。初期化後、成膜した面を内側にしてＵＶ樹脂によって接着し、層間分離層を形成した。層間分離層の厚さは、２５μmである。評価には、パルステック（株）製のディスク評価装置ＯＤＵ−１０００を用いた。同装置には、波長４０５ｎｍの青紫色半導体レーザと、ＮＡ＝０．６５の対物レンズを備えてある。ランド・グルーブ記録の形式によって記録実験をおこなった。標準として実施した条件を図１２に示す。
ディスクの特性を評価する実験は、大きく分けて以下の３通り行った。
（１） ビット・エラー・レート（ＳｂＥＲ：Simulated bit Error Rate）の測定
一つはデータの誤り率を測定するビット・エラー・レート（ＳｂＥＲ : Simulated bit Error Rate）の測定である。もう一つは、読み出し信号品質を判断するためのアナログ測定である。ＳｂＥＲ測定は、まず２Ｔから１３Ｔまでのパターンがランダムに含まれたマーク列を１０回オーバーライトした。次に、前記トラックの両側の隣接トラックに同じランダムパターンを１０回オーバーライトした。その後、真中のトラックに戻り、ＳｂＥＲを測定した。
一つはデータの誤り率を測定するビット・エラー・レート（ＳｂＥＲ : Simulated bit Error Rate）の測定である。もう一つは、読み出し信号品質を判断するためのアナログ測定である。ＳｂＥＲ測定は、まず２Ｔから１３Ｔまでのパターンがランダムに含まれたマーク列を１０回オーバーライトした。次に、前記トラックの両側の隣接トラックに同じランダムパターンを１０回オーバーライトした。その後、真中のトラックに戻り、ＳｂＥＲを測定した。
（２）アナログ測定
アナログ測定は、次のように行った。やはりまず２Ｔから１３Ｔまでのパターンがランダムに含まれたマーク列を１０回オーバーライトした。次に、そのマーク列に９Ｔのシングルパターンを１回オーバーライトし、９Ｔマークの信号周波数の信号対ノイズ比（以下、ＣＮＲ）をスペクトラムアナライザーによって測定した。次に、消去パワーレベルのレーザビームをディスク一回転分照射し、記録マークを消去した。その際の、９Ｔマークの信号強度の減少分を測定し、これを消去率（ＥＲ）と定義する。次に、十分離れたトラックにヘッドを移動し、クロスイレース（Ｅ−Ｘ）の測定を行った。
アナログ測定は、次のように行った。やはりまず２Ｔから１３Ｔまでのパターンがランダムに含まれたマーク列を１０回オーバーライトした。次に、そのマーク列に９Ｔのシングルパターンを１回オーバーライトし、９Ｔマークの信号周波数の信号対ノイズ比（以下、ＣＮＲ）をスペクトラムアナライザーによって測定した。次に、消去パワーレベルのレーザビームをディスク一回転分照射し、記録マークを消去した。その際の、９Ｔマークの信号強度の減少分を測定し、これを消去率（ＥＲ）と定義する。次に、十分離れたトラックにヘッドを移動し、クロスイレース（Ｅ−Ｘ）の測定を行った。
（３）オーバーライト（ＯＷ）試験
また、３つ目の測定としてオーバーライト（ＯＷ）特性の実験を行った。本実験では同一トラックにランダム信号をオーバーライト（ＯＷ）しつつ、ＣＮＲを測定した。ＣＮＲが、初期の価より２ｄＢ以上減少してしまう回数が２０００回以上あるかどうかで判定した。ＯＷ回数が何処まで可能かどうかと言う視点で実験を行っていない。映像記録用途であれば、１０００回程度、ＰＣのデータ用途を目指すなら１００００回以上可能であることが求められる。ただし、マーケットとしては、圧倒的に映像記録用途が大きいので、映像記録用途を重視した評価を行うこととした。
また、３つ目の測定としてオーバーライト（ＯＷ）特性の実験を行った。本実験では同一トラックにランダム信号をオーバーライト（ＯＷ）しつつ、ＣＮＲを測定した。ＣＮＲが、初期の価より２ｄＢ以上減少してしまう回数が２０００回以上あるかどうかで判定した。ＯＷ回数が何処まで可能かどうかと言う視点で実験を行っていない。映像記録用途であれば、１０００回程度、ＰＣのデータ用途を目指すなら１００００回以上可能であることが求められる。ただし、マーケットとしては、圧倒的に映像記録用途が大きいので、映像記録用途を重視した評価を行うこととした。
なお、これら図１２の測定に加えて、線速を落とし（ｖ＝４．４ｍ／ｓ、１割以上更に容量が高まる）、ビットピッチを更に詰め、更に高密度化した条件においても評価を行い、更に高密度化が可能であることも示す実験も加えており、この実験においては更に従来より格段に特性が上がっていることが分かる。これらの結果も合わせて示した。また、環境試験も実施しているがいずれも問題が発生しなかった。
なお、前記のＳｂＥＲの測定の最適パワーを媒体の感度とした。ここで、Ｌ０の感度とＬ０の透過率を測定するために、この実施例の構成のＬ０と何も成膜していないブランク・ディスクとを貼り合わせた物、Ｌ１と何も成膜していないブランク・ディスクとを貼り合わせた物もそれぞれ別途用意した。各評価は、特に明記しない場合にはランド・グルーブ記録方式（ａ）では、線速５．４ｍ／ｓ（等速）、グルーブ記録方式（ｂ）では線速６．６１ｍ／ｓ（等速）にて評価した。
以下の実施形態の例も全て、上記の条件を共通に用いた。代表例として示す以下の例では、上記の作成の評価結果から最も悪いデータを示している。例えば、ランド・グルーブ記録方式（ａ）はグルーブ記録方式（ｂ）より記録密度を高められるため、全体的に（ａ）方式より（ｂ）方式の方が、特性が良い傾向にある。その傾向はＣＮＲやＥＲよりＳｂＥＲで特に顕著である。ある実施例では、同様な構成でも（ａ）方式より（ｂ）方式の方が、ＳｂＥＲが１／１０〜１／１００程度、もしくはほとんどノー・エラーとなることなどが確認できた。
図１３は、複数サンプルに対する記録膜の評価結果（ＣＮＲ、ＳｂＥＲ、ＥＲ）を例示する図である。図１３にＯＷ回数の結果以外の評価結果を示す。ＳｂＥＲはランド・グルーブともに1.8×10−6以下であり、ＯＷ回数も２０００回以上と実用的な特性が得られた。また、この実施例のみ参考までにＯＷ特性の評価を１００００回以上実施すると１００００回程度のＯＷは可能であることも確認できた。次に、アナログデータの比較を行った。本媒体においては、ＣＮＲがランド・グルーブともに５２．９ｄＢ以上、消去率が−３３．８ｄＢ以下、クロスイレースも−０．１ｄＢ以下と優れた結果となった。
この実施例の膜構成を射出成形で形成された厚さ１．１ｍｍのポリカーボネート（ＰＣ）基板上に形成し、７５μmの透明カバー層を設けたディスクを作成、波長４０５ｎｍの青紫色半導体レーザと、ＮＡ＝０．８５の対物レンズを備えた評価装置にて媒体の記録消去特性を評価した。基板のグルーブピッチは０．３２μmで、グルーブ記録で評価した。すなわち、前述の（ｂ）方式のグルーブ記録方式である。ＣＮＲは、５２ｄＢ以上、消去率が−３０ｄＢ以下、ＯＷ特性も２０００回以上と非常に良好な結果を得た。従って、この発明例の界面層材料は、基板の厚さや、光入射側のカバー層の厚さに影響されること無く、良好であると考えられる。
図１４は、複数サンプルに対する記録膜の別の評価結果（線速を変えた場合のＥＲ）を例示する図である。実施形態２〜９に関しては、線速を変化させて消去率の測定も実施した。図１４に結果を示した。いずれも良好な消去特性を示している。
上記の評価媒体と同様に作製したものを分析した結果、記録膜は、図５に例示するような偏析または濃度分布があることが分かった。すなわち、Ge、Sb、Biが一方（図５（ａ）では図示左側）の界面近傍においてリッチで、逆にTeがプアーである。（図５では分かり易くするためにGeとTeのみの元素を表示している。）
［実施形態３］
実施形態２の構成と同様な構成で、界面層には、光入射側にGeCrN、反射膜側にCr2O3を用いてディスクを作成した。やはり実施形態２と同様な実験をした。その結果、やはり図１３に示すように、いずれのサンプルについてもＳｂＥＲはランド・グルーブともに10−6台であり、良好なエラーレートが得られた。アナログデータに関しても、いずれもＣＮＲがランド・グルーブともに５２ｄＢ以上と優れた結果となった。ＯＷ回数も同様にいずれの媒体も２０００回以上と実用的な特性が得られた。
［実施形態３］
実施形態２の構成と同様な構成で、界面層には、光入射側にGeCrN、反射膜側にCr2O3を用いてディスクを作成した。やはり実施形態２と同様な実験をした。その結果、やはり図１３に示すように、いずれのサンプルについてもＳｂＥＲはランド・グルーブともに10−6台であり、良好なエラーレートが得られた。アナログデータに関しても、いずれもＣＮＲがランド・グルーブともに５２ｄＢ以上と優れた結果となった。ＯＷ回数も同様にいずれの媒体も２０００回以上と実用的な特性が得られた。
上記の評価媒体と同様に作製したものを分析した結果、記録膜の界面近傍においてにGe、Sb、Biがリッチで、逆にTeがプアーであった。
［実施形態４］
実施形態２の構成と同様な構成で界面層には、光入射側にZrO2+Y2O3+Cr2O3、反射膜側にSnO2+Sb2O3を用いてディスクを作成した。やはり実施形態２と同様な実験をした。その結果、やはり図１３に示すように、いずれのサンプルについてもＳｂＥＲはランド・グルーブともに10−6台であり、良好なエラーレートが得られた。アナログデータに関しても、いずれもＣＮＲがランド・グルーブともに５２ｄＢ以上と優れた結果となった。ＯＷ回数も同様にいずれの媒体も２０００回以上と実用的な特性が得られた。
実施形態２の構成と同様な構成で界面層には、光入射側にZrO2+Y2O3+Cr2O3、反射膜側にSnO2+Sb2O3を用いてディスクを作成した。やはり実施形態２と同様な実験をした。その結果、やはり図１３に示すように、いずれのサンプルについてもＳｂＥＲはランド・グルーブともに10−6台であり、良好なエラーレートが得られた。アナログデータに関しても、いずれもＣＮＲがランド・グルーブともに５２ｄＢ以上と優れた結果となった。ＯＷ回数も同様にいずれの媒体も２０００回以上と実用的な特性が得られた。
上記の評価媒体と同様に作製したものを分析した結果、記録膜の界面近傍においてにGe、Sb、Biがリッチで、逆にTeがプアーであった。
［実施形態５］
実施形態２の構成と同様な構成で界面層には、光入射側にZrSiO4+Cr2O3、反射膜側にCr2O3を用いてディスクを作成した。やはり実施形態２と同様な実験をした。その結果、やはり図１３に示すように、いずれのサンプルについてもＳｂＥＲはランド・グルーブともに10−6台であり、良好なエラーレートが得られた。アナログデータに関しても、いずれもＣＮＲがランド・グルーブともに５３ｄＢ以上と優れた結果となった。ＯＷ回数も同様にいずれの媒体も２０００回以上と実用的な特性が得られた。
実施形態２の構成と同様な構成で界面層には、光入射側にZrSiO4+Cr2O3、反射膜側にCr2O3を用いてディスクを作成した。やはり実施形態２と同様な実験をした。その結果、やはり図１３に示すように、いずれのサンプルについてもＳｂＥＲはランド・グルーブともに10−6台であり、良好なエラーレートが得られた。アナログデータに関しても、いずれもＣＮＲがランド・グルーブともに５３ｄＢ以上と優れた結果となった。ＯＷ回数も同様にいずれの媒体も２０００回以上と実用的な特性が得られた。
上記の評価媒体と同様に作製したものを分析した結果、記録膜の界面近傍においてにGe、Sb、Biがリッチで、逆にTeがプアーであった。
［実施形態６］
実施形態２の構成と同様な構成で界面層には、光入射側にZrO2+Y2O3+SiO2+Cr2O3、反射膜側にZnO+Ta2O5+In2O3を用いてディスクを作成した。やはり実施形態２と同様な実験をした。その結果、やはり図１３に示すように、いずれのサンプルについてもＳｂＥＲはランド・グルーブともに10−6台であり、良好なエラーレートが得られた。アナログデータに関しても、いずれもＣＮＲがランド・グルーブともに５３ｄＢ以上と優れた結果となった。ＯＷ回数も同様にいずれの媒体も２０００回以上と実用的な特性が得られた。
実施形態２の構成と同様な構成で界面層には、光入射側にZrO2+Y2O3+SiO2+Cr2O3、反射膜側にZnO+Ta2O5+In2O3を用いてディスクを作成した。やはり実施形態２と同様な実験をした。その結果、やはり図１３に示すように、いずれのサンプルについてもＳｂＥＲはランド・グルーブともに10−6台であり、良好なエラーレートが得られた。アナログデータに関しても、いずれもＣＮＲがランド・グルーブともに５３ｄＢ以上と優れた結果となった。ＯＷ回数も同様にいずれの媒体も２０００回以上と実用的な特性が得られた。
上記の評価媒体と同様に作製したものを分析した結果、記録膜の界面近傍においてにGe、Sb、Biがリッチで、逆にTeがプアーであった。
［実施形態７］
実施形態２の構成と同様な構成で界面層には、光入射側に（ZrO2-xNx）1-y（（Y2O3）1-z（Nb2O5）z）y （（x、y、z）＝（0.05、0.05、0）） 、反射膜側にSnO2+Nb2O5を用いてディスクを作成した。やはり実施形態２と同様な実験をした。その結果、やはり図１３に示すように、いずれのサンプルについてもＳｂＥＲはランド・グルーブともに10−6台であり、良好なエラーレートが得られた。アナログデータに関しても、いずれもＣＮＲがランド・グルーブともに５３ｄＢ以上と優れた結果となった。ＯＷ回数も同様にいずれの媒体も２０００回以上と実用的な特性が得られた。
実施形態２の構成と同様な構成で界面層には、光入射側に（ZrO2-xNx）1-y（（Y2O3）1-z（Nb2O5）z）y （（x、y、z）＝（0.05、0.05、0）） 、反射膜側にSnO2+Nb2O5を用いてディスクを作成した。やはり実施形態２と同様な実験をした。その結果、やはり図１３に示すように、いずれのサンプルについてもＳｂＥＲはランド・グルーブともに10−6台であり、良好なエラーレートが得られた。アナログデータに関しても、いずれもＣＮＲがランド・グルーブともに５３ｄＢ以上と優れた結果となった。ＯＷ回数も同様にいずれの媒体も２０００回以上と実用的な特性が得られた。
上記の評価媒体と同様に作製したものを分析した結果、記録膜の界面近傍においてにGe、Sb、Biがリッチで、逆にTeがプアーであった。
［実施形態８］
実施形態２の構成と同様な構成で界面層には、光入射側にHfO2-xNx （x＝0.1）、反射膜側にGeNを用いてディスクを作成した。やはり実施形態２と同様な実験をした。その結果、やはり図１３に示すように、いずれのサンプルについてもＳｂＥＲはランド・グルーブともに10−6台であり、良好なエラーレートが得られた。アナログデータに関しても、いずれもＣＮＲがランド・グルーブともに５２ｄＢ以上と優れた結果となった。ＯＷ回数も同様にいずれの媒体も２０００回以上と実用的な特性が得られた。
実施形態２の構成と同様な構成で界面層には、光入射側にHfO2-xNx （x＝0.1）、反射膜側にGeNを用いてディスクを作成した。やはり実施形態２と同様な実験をした。その結果、やはり図１３に示すように、いずれのサンプルについてもＳｂＥＲはランド・グルーブともに10−6台であり、良好なエラーレートが得られた。アナログデータに関しても、いずれもＣＮＲがランド・グルーブともに５２ｄＢ以上と優れた結果となった。ＯＷ回数も同様にいずれの媒体も２０００回以上と実用的な特性が得られた。
上記の評価媒体と同様に作製したものを分析した結果、記録膜の界面近傍においてにGe、Sb、Biがリッチで、逆にTeがプアーであった。
［実施形態９］
実施形態２の構成と同様な構成で界面層には、光入射側にGeN、反射膜側にCr2O3を用いてディスクを作成した。やはり実施形態２と同様な実験をした。その結果、やはり図１３に示すように、いずれのサンプルについてもＳｂＥＲはランド・グルーブともに10−6台であり、良好なエラーレートが得られた。アナログデータに関しても、いずれもＣＮＲがランド・グルーブともに５３ｄＢ以上と優れた結果となった。ＯＷ回数も同様にいずれの媒体も２０００回以上と実用的な特性が得られた。
実施形態２の構成と同様な構成で界面層には、光入射側にGeN、反射膜側にCr2O3を用いてディスクを作成した。やはり実施形態２と同様な実験をした。その結果、やはり図１３に示すように、いずれのサンプルについてもＳｂＥＲはランド・グルーブともに10−6台であり、良好なエラーレートが得られた。アナログデータに関しても、いずれもＣＮＲがランド・グルーブともに５３ｄＢ以上と優れた結果となった。ＯＷ回数も同様にいずれの媒体も２０００回以上と実用的な特性が得られた。
上記の評価媒体と同様に作製したものを分析した結果、記録膜の界面近傍においてにGe、Sb、Biがリッチで、逆にTeがプアーであった。
［実施形態１０］
実施形態２の構成と同様な構成で界面層には、光入射側にHfO2-xNx （x=0.1）、反射膜側にZrSiO4+Cr2O3を用いてディスクを作成した。やはり実施形態２と同様な実験をした。その結果、やはり図１３に示すように、いずれのサンプルについてもＳｂＥＲはランド・グルーブともに10−6台であり、良好なエラーレートが得られた。アナログデータに関しても、いずれもＣＮＲがランド・グルーブともに５３ｄＢ以上と優れた結果となった。ＯＷ回数も同様にいずれの媒体も２０００回以上と実用的な特性が得られた。
実施形態２の構成と同様な構成で界面層には、光入射側にHfO2-xNx （x=0.1）、反射膜側にZrSiO4+Cr2O3を用いてディスクを作成した。やはり実施形態２と同様な実験をした。その結果、やはり図１３に示すように、いずれのサンプルについてもＳｂＥＲはランド・グルーブともに10−6台であり、良好なエラーレートが得られた。アナログデータに関しても、いずれもＣＮＲがランド・グルーブともに５３ｄＢ以上と優れた結果となった。ＯＷ回数も同様にいずれの媒体も２０００回以上と実用的な特性が得られた。
上記の評価媒体と同様に作製したものを分析した結果、記録膜の界面近傍においてにGe、Sb、Biがリッチで、逆にTeがプアーであった。
［実施形態１１］
実施形態２の構成と同様な構成で界面層には、光入射側にCr2O3、反射膜側にZnO+Ta2O5を用いてディスクを作成した。やはり実施形態２と同様な実験をした。その結果、やはり図１３に示すように、いずれのサンプルについてもＳｂＥＲはランド・グルーブともに10−6台であり、良好なエラーレートが得られた。アナログデータに関しても、いずれもＣＮＲがランド・グルーブともに５１ｄＢ以上と良好な結果となった。ＯＷ回数も同様にいずれの媒体も２０００回以上と実用的な特性が得られた。
実施形態２の構成と同様な構成で界面層には、光入射側にCr2O3、反射膜側にZnO+Ta2O5を用いてディスクを作成した。やはり実施形態２と同様な実験をした。その結果、やはり図１３に示すように、いずれのサンプルについてもＳｂＥＲはランド・グルーブともに10−6台であり、良好なエラーレートが得られた。アナログデータに関しても、いずれもＣＮＲがランド・グルーブともに５１ｄＢ以上と良好な結果となった。ＯＷ回数も同様にいずれの媒体も２０００回以上と実用的な特性が得られた。
上記の評価媒体と同様に作製したものを分析した結果、記録膜の界面近傍においてにGe、Sb、Biがリッチで、逆にTeがプアーであった。
［実施形態１２］
実施形態２の構成と同様な構成で界面層には、光入射側にGeN、反射膜側にSnO2+Ta2O5を用いてディスクを作成した。やはり実施形態２と同様な実験をした。その結果、やはり図１３に示すように、いずれのサンプルについてもＳｂＥＲはランド・グルーブともに10−6台であり、良好なエラーレートが得られた。アナログデータに関しても、いずれもＣＮＲがランド・グルーブともに５３ｄＢ以上と優れた結果となった。ＯＷ回数も同様にいずれの媒体も２０００回以上と実用的な特性が得られた。
実施形態２の構成と同様な構成で界面層には、光入射側にGeN、反射膜側にSnO2+Ta2O5を用いてディスクを作成した。やはり実施形態２と同様な実験をした。その結果、やはり図１３に示すように、いずれのサンプルについてもＳｂＥＲはランド・グルーブともに10−6台であり、良好なエラーレートが得られた。アナログデータに関しても、いずれもＣＮＲがランド・グルーブともに５３ｄＢ以上と優れた結果となった。ＯＷ回数も同様にいずれの媒体も２０００回以上と実用的な特性が得られた。
上記の評価媒体と同様に作製したものを分析した結果、記録膜の界面近傍においてにGe、Sb、Biがリッチで、逆にTeがプアーであった。
［実施形態１３］
実施形態２の構成と同様な構成で界面層には、光入射側にZrO2+Y2O3+Cr2O3、反射膜側にZnO+Ta2O5+In2O3を用いてディスクを作成した。やはり実施形態２と同様な実験をした。その結果、やはり図１３に示すように、いずれのサンプルについてもＳｂＥＲはランド・グルーブともに10−6台であり、良好なエラーレートが得られた。アナログデータに関しても、いずれもＣＮＲがランド・グルーブともに５３ｄＢ以上と優れた結果となった。ＯＷ回数も同様にいずれの媒体も２０００回以上と実用的な特性が得られた。
実施形態２の構成と同様な構成で界面層には、光入射側にZrO2+Y2O3+Cr2O3、反射膜側にZnO+Ta2O5+In2O3を用いてディスクを作成した。やはり実施形態２と同様な実験をした。その結果、やはり図１３に示すように、いずれのサンプルについてもＳｂＥＲはランド・グルーブともに10−6台であり、良好なエラーレートが得られた。アナログデータに関しても、いずれもＣＮＲがランド・グルーブともに５３ｄＢ以上と優れた結果となった。ＯＷ回数も同様にいずれの媒体も２０００回以上と実用的な特性が得られた。
上記の評価媒体と同様に作製したものを分析した結果、記録膜の界面近傍においてにGe、Sb、Biがリッチで、逆にTeがプアーであった。
［実施形態１４］
基板には、前述の（ａ）、（ｂ）の両方式、すなわちランド・グルーブ記録方式（ａ）およびグルーブ記録方式（ｂ）の両者に対応するものを用いた。ランド・グルーブ記録方式（ａ）では射出成形で形成された厚さ０．６ｍｍのポリカーボネート（ＰＣ）基板を使用した。グルーブピッチ０．６８μmでグルーブを形成したものを用いたので、ランド（Ｌ）とグルーブ（Ｇ）の両方に記録する場合は、トラックピッチ０．３４μmに相当する。グルーブ記録方式（ｂ）ではやはり射出成形で形成された厚さ０．５９ｍｍのＰＣ基板を使用し、グルーブピッチを０．４μmとした。
基板には、前述の（ａ）、（ｂ）の両方式、すなわちランド・グルーブ記録方式（ａ）およびグルーブ記録方式（ｂ）の両者に対応するものを用いた。ランド・グルーブ記録方式（ａ）では射出成形で形成された厚さ０．６ｍｍのポリカーボネート（ＰＣ）基板を使用した。グルーブピッチ０．６８μmでグルーブを形成したものを用いたので、ランド（Ｌ）とグルーブ（Ｇ）の両方に記録する場合は、トラックピッチ０．３４μmに相当する。グルーブ記録方式（ｂ）ではやはり射出成形で形成された厚さ０．５９ｍｍのＰＣ基板を使用し、グルーブピッチを０．４μmとした。
これらのＰＣ基板のグルーブが形成された面に、スパッタリング装置を用いて、光入射側からZnS-SiO2、SiO2、ZnS-SiO2、界面層、記録膜層、界面層、ZnS-SiO2、Ag合金を順次成膜した。そして、ＵＶ硬化樹脂を用いて、成膜を行っていないいわゆるブランク・ディスクを貼り合わせた。実施形態２と同様に用いたスパッタ装置は、各層をそれぞれ異なる成膜室でスパッタ成膜する、いわゆる枚葉式スパッタ成膜装置である。
記録膜層はGe、Sb、Teからなり、その組成をGexSbyTezと表すときx+y+z＝100で、GeSbTe三元相図上で、x＝55・z＝45と、x＝45・z＝55と、x＝10・y＝28・z＝42と、x＝10・y＝36・z＝54とで囲まれた組成から選択されたものを用いた。また、記録膜層がGe、Sb、TeおよびBiまたはSnからなり、前記GeSbTeの組成の一部をBiおよび／またはInおよび／またはSnで置換し、その組成を（（Ge（1-w） Snw）x （Sbv （Bi（1-u） In u）（1-v））y Tezと表すとき、x+y+z＝100で、w、vおよびuが、0≦w＜0.5かつ0≦v＜0.7かつ0≦u≦1.0を満たすGeSnSbTe、GeSnSbTeIn、GeSbTeIn、GeSbTeBiIn、GeSbSnTeBiIn、GeSbTeBi、GeBiTeIn、GeSnSbTeBi、GeSnSbTeBiInを用いた。更には、記録膜層がGe、Bi、Teからなり、その組成をGexBiyTezと表すときx+y+z＝100で、GeBiTe三元相図上で、x＝55・z＝45と、x＝45・z＝55と、x＝10・y＝28・z＝42と、x＝10・y＝36・z＝54とで囲まれた組成から選択されたものを用いた。
多くの組成について検討したが、この実施例ではGeSbTeBi系記録膜を用いた場合を示す。なお、記録膜の膜厚は、１０ｎｍ以下とした。
界面層には、光入射側にGeN、反射膜側にCr2O3を用いた。ZnS-SiO2膜はZnSにSiO2を混合したターゲットを用いて成膜した。用いたスパッタ装置は、各層をそれぞれ異なる成膜室でスパッタ成膜する、いわゆる枚葉式スパッタ成膜装置である。各媒体の作成後、分光光度計により反射率、透過率が測定される。
図示しない初期化装置で各層の媒体全面の記録膜を結晶化した。初期化後、成膜した面を内側にしてＵＶ樹脂によって接着し、層間分離層を形成した。層間分離層の厚さは、２０μmである。評価には、前述したディスク評価装置ＯＤＵ−１０００を用いた。同装置には、波長４０５ｎｍの青紫色半導体レーザと、ＮＡ＝０．６５の対物レンズを備えてある。ランド・グルーブ記録の形式によって記録実験をおこなった。やはり実施形態２と同様な実験をした。その結果、やはり図１３に示すように、いずれのサンプルについてもＳｂＥＲはランド・グルーブともに10−6台であり、良好なエラーレートが得られた。アナログデータに関しても、いずれもＣＮＲがランド・グルーブともに５３ｄＢ以上と優れた結果となった。ＯＷ回数も同様にいずれの媒体も２０００回以上と実用的な特性が得られた。
上記の評価媒体と同様に作製したものを分析した結果、記録膜の界面近傍においてにGe、Sb、Biがリッチで、逆にTeがプアーであった。また、記録膜と接する層の界面に０．６ｎｍから０．１ｎｍの極薄のゲルマニューム酸化物、アンチモン酸化物が存在することが確認された。
［実施形態１５］
基板には、前述の（ａ）、（ｂ）の両方式、すなわちランド・グルーブ記録方式およびグルーブ記録方式の両者に対応するものを用いた。すなわち、ランド・グルーブ記録方式（ａ）では射出成形で形成された厚さ０．６ｍｍのポリカーボネート（ＰＣ）基板を使用した。グルーブピッチ０．６８μmでグルーブを形成したものを用いたので、ランド（Ｌ）とグルーブ（Ｇ）の両方に記録する場合は、トラックピッチ０．３４μmに相当する。グルーブ記録方式（ｂ）ではやはり射出成形で形成された厚さ０．５９ｍｍのＰＣ基板を使用し、グルーブピッチを０．４μmとした。これらのＰＣ基板のグルーブが形成された面に、スパッタリング装置を用いて、光入射側からZnS-SiO2、SiOC、ZnS-SiO2、界面層、記録膜層、界面層、ZnS-SiO2、Ag合金を順次成膜し、ＵＶ硬化樹脂を用いて、成膜を行っていないいわゆるブランク・ディスクを貼り合わせた。SiOC膜は、SiC系ターゲットをAr/O2の混合ガスを用いて反応性スパッタリング法により得られる膜で、SiO2とほぼ同様な低屈折率を示す。やはり実施形態２などと同様な実験をした。その結果、やはり図１３に示すように、いずれのサンプルについてもＳｂＥＲはランド・グルーブともに10−6台であり、良好なエラーレートが得られた。アナログデータに関しても、いずれもＣＮＲがランド・グルーブともに５１ｄＢ以上と良好な結果となった。ＯＷ回数も同様にいずれの媒体も２０００回以上と実用的な特性が得られた。
基板には、前述の（ａ）、（ｂ）の両方式、すなわちランド・グルーブ記録方式およびグルーブ記録方式の両者に対応するものを用いた。すなわち、ランド・グルーブ記録方式（ａ）では射出成形で形成された厚さ０．６ｍｍのポリカーボネート（ＰＣ）基板を使用した。グルーブピッチ０．６８μmでグルーブを形成したものを用いたので、ランド（Ｌ）とグルーブ（Ｇ）の両方に記録する場合は、トラックピッチ０．３４μmに相当する。グルーブ記録方式（ｂ）ではやはり射出成形で形成された厚さ０．５９ｍｍのＰＣ基板を使用し、グルーブピッチを０．４μmとした。これらのＰＣ基板のグルーブが形成された面に、スパッタリング装置を用いて、光入射側からZnS-SiO2、SiOC、ZnS-SiO2、界面層、記録膜層、界面層、ZnS-SiO2、Ag合金を順次成膜し、ＵＶ硬化樹脂を用いて、成膜を行っていないいわゆるブランク・ディスクを貼り合わせた。SiOC膜は、SiC系ターゲットをAr/O2の混合ガスを用いて反応性スパッタリング法により得られる膜で、SiO2とほぼ同様な低屈折率を示す。やはり実施形態２などと同様な実験をした。その結果、やはり図１３に示すように、いずれのサンプルについてもＳｂＥＲはランド・グルーブともに10−6台であり、良好なエラーレートが得られた。アナログデータに関しても、いずれもＣＮＲがランド・グルーブともに５１ｄＢ以上と良好な結果となった。ＯＷ回数も同様にいずれの媒体も２０００回以上と実用的な特性が得られた。
上記の評価媒体と同様に作製したものを分析した結果、記録膜の界面近傍においてにGe、Sb、Biがリッチで、逆にTeがプアーであった。
［実施形態１６］（記録膜の組成の最も良い範囲の選択）
実施形態２の構成と同様な構成で界面層には、光入射側にGeN、反射膜側にCr2O3、または両側にGeNを用いてディスクを作成した。記録膜層は、Ge、Sb、Teからなり、その組成をGexSbyTezと表すときx+y+z＝100で、GeSbTe三元相図上で、x＝55・z＝45と、x＝45・z＝55と、x＝10・y＝28・z＝42と、x＝10・y＝36・z＝54とで囲まれた組成から選択されたものを用いた。また、記録膜層がGe、Sb、TeおよびBiまたはSnからなり、前記GeSbTeの組成の一部をBiおよび／またはInおよび／またはSnで置換し、その組成を（Ge（1-w） Snw）x（Sbv （Bi（1-u） In u）（1-v））yTezと表すとき、x+y+z＝100で、0≦w＜0.5かつ0≦v＜0.7かつ0≦u≦1を満たすGeSbTeBi、GeSbTeSn、GeSbTeBiSn、GeSnSbTeIn、GeSbTeIn、GeSbTeBiIn、GeSbSnTeBiIn、GeBiTeIn、GeSnSbTeBiInを用いた。更には記録膜層が、Ge、Bi、Teからなり、その組成をGexBiyTezと表すときx+y+z＝100で、GeBiTe三元相図上で、x＝55・z＝45と、x＝45・z＝55と、x＝10・y＝28・z＝42と、x＝10・y＝36・z＝54とで囲まれた組成の条件を満たすものを用いた。多くの組成について検討したが、この実施例では図８に示すものを代表例としたGeSbTe系、GeSbTeSn系、およびGeBiTe系の記録膜層を用いたディスクの例を示した。やはりそれぞれ実施形態２と同様な実験をした。これらの結果を図１５に示す。
実施形態２の構成と同様な構成で界面層には、光入射側にGeN、反射膜側にCr2O3、または両側にGeNを用いてディスクを作成した。記録膜層は、Ge、Sb、Teからなり、その組成をGexSbyTezと表すときx+y+z＝100で、GeSbTe三元相図上で、x＝55・z＝45と、x＝45・z＝55と、x＝10・y＝28・z＝42と、x＝10・y＝36・z＝54とで囲まれた組成から選択されたものを用いた。また、記録膜層がGe、Sb、TeおよびBiまたはSnからなり、前記GeSbTeの組成の一部をBiおよび／またはInおよび／またはSnで置換し、その組成を（Ge（1-w） Snw）x（Sbv （Bi（1-u） In u）（1-v））yTezと表すとき、x+y+z＝100で、0≦w＜0.5かつ0≦v＜0.7かつ0≦u≦1を満たすGeSbTeBi、GeSbTeSn、GeSbTeBiSn、GeSnSbTeIn、GeSbTeIn、GeSbTeBiIn、GeSbSnTeBiIn、GeBiTeIn、GeSnSbTeBiInを用いた。更には記録膜層が、Ge、Bi、Teからなり、その組成をGexBiyTezと表すときx+y+z＝100で、GeBiTe三元相図上で、x＝55・z＝45と、x＝45・z＝55と、x＝10・y＝28・z＝42と、x＝10・y＝36・z＝54とで囲まれた組成の条件を満たすものを用いた。多くの組成について検討したが、この実施例では図８に示すものを代表例としたGeSbTe系、GeSbTeSn系、およびGeBiTe系の記録膜層を用いたディスクの例を示した。やはりそれぞれ実施形態２と同様な実験をした。これらの結果を図１５に示す。
図１５は、種々な組成の記録膜の評価結果（ＣＮＲ、ＳｂＥＲ）を例示する図である。この図に示されるように、ＣＮＲ、各ＳｂＥＲとも良好な特性を示した。ＯＷ回数も２０００回以上と実用的な特性が得られた。
上記の評価媒体と同様に作製したものを分析した結果、記録膜の界面近傍においてにGe、Sb、Biがリッチで、逆にTeがプアーであった。また、記録膜と接する層の界面に０．４ｎｍないし０．１ｎｍの極薄のゲルマニューム酸化物、アンチモン酸化物、ビスマス酸化物が存在することが確認された。
［実施形態１７］（記録膜の組成の最も良い範囲の選択）N2添加
実施形態２の構成と同様な構成で、界面層には、光入射側にGeCrN、反射膜側にCr2O3を用いてディスクを作成した。記録膜層は、Ge、Sb、Te、およびN（窒素）からなり、Ge、Sb、Teからなる化合物のの組成をGexSbyTezと表すときx+y+z＝100で、GeSbTe三元相図上で、x＝55・z＝45と、x＝45・z＝55と、x＝10・y＝28・z＝42と、x＝10・y＝36・z＝54とで囲まれた組成領域のGeSbTe系化合物にN（窒素）を１〜５at.%添加したものから選択されたものを用いた。また、記録膜層がGe、Sb、Te、Biおよび／またはInおよび／またはSn、およびN（窒素）からなり、前記GeSbTeの組成の一部をBiおよび／またはSnで置換し、その組成を（Ge（1-w） Snw）x（Sbv （Bi（1-u） In u）（1-v））yTezと表すとき、x+y+z＝100で、0≦w＜0.5かつ0≦v＜0.7かつ0≦u≦1を満たすGeSbTeBi、GeSbTeSn、GeSbTeBiSn、GeSnSbTeIn、GeSbTeIn、GeSbTeBiIn、GeSbSnTeBiIn、GeBiTeIn、GeSnSbTeBiInにN（窒素）を０．１〜１０at.%添加したものを用いた。更には記録膜層が、Ge、Bi、Teからなり、その組成をGexBiyTezと表すときx+y+z＝100で、GeBiTe三元相図上で、x＝55・z＝45と、x＝45・z＝55と、x＝10・y＝28・z＝42と、x＝10・y＝36・z＝54とで囲まれたGe、Sb、Te、およびN（窒素）からなり、Ge、Sb、Teからなる化合物のの組成をGexSbyTezと表すときx+y+z＝100で、GeSbTe三元相図上で、x＝55・z＝45と、x＝45・z＝55と、x＝10・y＝28・z＝42と、x＝10・y＝36・z＝54とで囲まれた組成領域のGeSbTe系化合物にN（窒素）を０．１〜１０at.%添加したものの中から選択したものを用いた。
実施形態２の構成と同様な構成で、界面層には、光入射側にGeCrN、反射膜側にCr2O3を用いてディスクを作成した。記録膜層は、Ge、Sb、Te、およびN（窒素）からなり、Ge、Sb、Teからなる化合物のの組成をGexSbyTezと表すときx+y+z＝100で、GeSbTe三元相図上で、x＝55・z＝45と、x＝45・z＝55と、x＝10・y＝28・z＝42と、x＝10・y＝36・z＝54とで囲まれた組成領域のGeSbTe系化合物にN（窒素）を１〜５at.%添加したものから選択されたものを用いた。また、記録膜層がGe、Sb、Te、Biおよび／またはInおよび／またはSn、およびN（窒素）からなり、前記GeSbTeの組成の一部をBiおよび／またはSnで置換し、その組成を（Ge（1-w） Snw）x（Sbv （Bi（1-u） In u）（1-v））yTezと表すとき、x+y+z＝100で、0≦w＜0.5かつ0≦v＜0.7かつ0≦u≦1を満たすGeSbTeBi、GeSbTeSn、GeSbTeBiSn、GeSnSbTeIn、GeSbTeIn、GeSbTeBiIn、GeSbSnTeBiIn、GeBiTeIn、GeSnSbTeBiInにN（窒素）を０．１〜１０at.%添加したものを用いた。更には記録膜層が、Ge、Bi、Teからなり、その組成をGexBiyTezと表すときx+y+z＝100で、GeBiTe三元相図上で、x＝55・z＝45と、x＝45・z＝55と、x＝10・y＝28・z＝42と、x＝10・y＝36・z＝54とで囲まれたGe、Sb、Te、およびN（窒素）からなり、Ge、Sb、Teからなる化合物のの組成をGexSbyTezと表すときx+y+z＝100で、GeSbTe三元相図上で、x＝55・z＝45と、x＝45・z＝55と、x＝10・y＝28・z＝42と、x＝10・y＝36・z＝54とで囲まれた組成領域のGeSbTe系化合物にN（窒素）を０．１〜１０at.%添加したものの中から選択したものを用いた。
多くの組成について検討したが、この実施例では図９に示すものを代表例としてそれぞれにN（窒素）を１〜５at.%添加したものとした。この実施例ではGeSbTe系、GeSbTeSn系、およびGeBiTe系のそれぞれにN（窒素）を添加した記録膜膜を用いたディスクの例を示した。また、評価については、それぞれ実施形態２と同様な実験を２倍の線速、すなわち線速10.8[m/sec]にて評価した。その結果を図１６に示す。
図１６は、種々な組成の記録膜に少量のNを添加した場合の評価結果（ＣＮＲ、ＳｂＥＲ）を例示する図である。この図に示されるように、ＣＮＲ、各ＳｂＥＲとも良好な特性を示した。ＯＷ回数も２０００回以上と実用的な特性が得られ、かつ環境試験後に膜中に剥離は認められなかった。N（窒素）は、１〜５at.%が好適であるが、この中で３at.%近傍がより好適であった。
上記の評価媒体と同様に作製したものを分析した結果、記録膜と接する層の界面に０．９ｎｍから０．１ｎｍの極薄のゲルマニューム酸化物、ビスマス酸化物が存在することが確認された。
［比較例１〜３］
次に比較例を示す。やはり実施形態２の構成と同様な構成で界面層にSiO2、Y2O3、を用いたディスク、および界面層を用いなかったディスクを作成した。図１７、図１８に整理した。やはりそれぞれ実施形態２と同様な実験をした。その結果を図１７、図１８に示す。
次に比較例を示す。やはり実施形態２の構成と同様な構成で界面層にSiO2、Y2O3、を用いたディスク、および界面層を用いなかったディスクを作成した。図１７、図１８に整理した。やはりそれぞれ実施形態２と同様な実験をした。その結果を図１７、図１８に示す。
図１７は界面層がない場合と界面層にSiO2およびY2O3を用いた場合の比較例１〜３に対する評価結果（ＣＮＲ、ＳｂＥＲ、ＥＲ）を例示する図である。また、図１８は界面層にSiO2およびY2O3を用いた場合の比較例２、３に対する別の評価結果（線速を変えた場合のＥＲ）を例示する図である。これらの図に示されるように、ＣＮＲ、ＳｂＥＲ、消去率のいずれかが十分な特性が得られなかった。そのため、ＯＷ特性の評価は未実施である。
この発明の一実施の形態における必須構成要件は、原子配列を可逆的に変化する記録膜を用いて記録を行う相変化型光記録媒体において、記録膜の価電子帯の状態密度のトップからエネルギー準位の低い側へ０．５［ｅＶ］のエネルギー準位における結晶状態の状態密度とアモルファス状態の状態密度の比（結晶状態の状態密度／アモルファス状態の状態密度）を１．０以上２．５以下にすることにあって、その他の膜等については、前記実施例に説明した材料に限定されるものではない。また、記録膜材料も、この発明の実施による効果を損なわない範囲で、GeSbTeに例えばCo、V、Agなどを微量添加しても、またはGeBiTeに例えばCo、V、Agなどを微量添加しても、かまわない。
また、この実施例は何ら基板の厚さや成膜の順番に制限をもたらすものではなく、成膜する基板を介して光を入射する形式の媒体にも、成膜した基板に別な透明シートを接着し、そのシートを介して光を入射する形式の媒体にも同様に適用できる。例えば、０．８５程度の高ＮＡの対物レンズを用い、光入射側の透明シート厚を０．１ｍｍ程度に薄く設計したタイプの記録媒体に関しても、この発明の効果が有効であることは以上の説明から明らかである。また、使用するレーザの波長も４０５ｎｍ近傍に限定されるものではなく、界面層材料の光学特性からは、更に短波長の３５０ｎｍから２５０ｎｍ近傍まで実質的に透明であり、この発明の実施による効果が有効であると言える。
以上説明したように、原子配列を可逆的に変化する記録膜を用いて記録を行う相変化型光記録媒体において、基板と、原子配列を可逆的に変化させることができる記録膜と、該記録膜に接する結晶化促進機能を有する膜と、保護膜または誘電体膜と、反射膜とから構成され、該記録膜を構成する元素が該記録膜と接する部位から該記録膜の厚さ方向もしくは該記録膜の面内方向に、偏析または濃度分布を持たせる。そうすることによって、高密度かつ高速記録媒体において記録時に再結晶化することなく、所望のマーク幅が得られる。そのため、高いＣＮＲ、低いビット・エラー・レートが確保でき、優れた消去比が得られる上、優れたクロスイレース特性を得ることができ、その結果として従来よりも高速かつ、高密度に記録・書替えができる相変化記録媒体を実現できる。
図２４は、この発明の一実施の形態に係る情報記録再生装置の構成を説明する図である。図１などを参照して説明したこの発明の実施の形態に係る相変化光ディスク１００に対する記録再生は、図２４のような構成を持つ装置により、実行できる。図２４において制御部１４３より上側の部分が主に情報記憶媒体への情報記録制御系を表す。情報再生装置の実施形態は図１における上記情報記録制御系を除いた部分が該当する。図２４に於いて太い実線矢印が再生信号、または記録信号を意味するメイン情報の流れを示し、細い実線矢印が情報の流れ、一点鎖線矢印が基準クロックライン、細い破線矢印がコマンド指示方向を意味する。
図２４に示した情報記録再生部１４１の中に光学ヘッド（図示せず）が配置されている。この実施形態では情報再生にＰＲＭＬ（Partial Response Maximum Likelihood）法を用い、情報記憶媒体の高密度化を図っている。種々の実験の結果、使用するＰＲクラスとしてはＰＲ（１，２，２，２，１）を採用すると線密度が高くできるとともに、再生信号の信頼性（例えば焦点ぼけやトラックずれなどサーボ補正誤差が発生した時の復調信頼性）を高くできることが判ったので、この実施形態ではＰＲ（１，２，２，２，１）を採用している。この実施形態では（ｄ，ｋ；ｍ，ｎ）変調規則（前述した記載方法ではｍ／ｎ変調のＲＬＬ（ｄ，ｋ）を意味している）に従って変調後のチャネルビット列を情報記憶媒体に記録している。具体的には変調方式としては８ビットデータを１２チャネルビットに変換（ｍ＝８、ｎ＝１２）するＥＴＭ（Eight to Twelve Modulation）を採用し、変調後のチャネルビット列の中で“０”が続く長さに制限を掛けるランレングスリミテッド（ＲＬＬ）制約として“０”が連続する最小値をｄ＝１とし、最大値をｋ＝１０としたＲＬＬ（１，１０）の条件を課している。この実施形態では情報記憶媒体の高密度化を目指して極限近くまでチャネルビット間隔を短くしている。その結果、例えばｄ＝１のパターンの繰り返しである“１０１０１０１０１０１０１０１０１０１０１０１０”のパターンを情報記憶媒体に記録し、そのデータを情報記録再生部１４１で再生した場合には、再生光学系のＭＴＦ特性の遮断周波数に近付いているため、再生生信号の信号振幅はほとんどノイズに埋もれた形に成る。したがって、そのようにＭＴＦ特性の限界（遮断周波数）近くまで密度を詰めた記録マーク、またはピットを再生する方法としてＰＲＭＬ（Partial Response Maximum Likelihood）法の技術を使っている。
すなわち、情報記録再生部１４１で再生された信号はＰＲ等化回路１３０により再生波形補正を受ける。ＡＤ変換器１６９で基準クロック発生回路１６０から送られてくる基準クロック１９８のタイミングに合わせてＰＲ等化回路１３０通過後の信号をサンプリングしてデジタル量に変換し、ビタビ復号器１５６内でビタビ復号処理を受ける。ビタビ復号処理後のデータは従来のスライスレベルで２値化されたデータと全く同様なデータとして処理される。ＰＲＭＬ法の技術を採用した場合、ＡＤ変換器１６９でのサンプリングタイミングがずれると、ビタビ復号後のデータのエラー率は増加する。したがって、サンプリングタイミングの精度を上げるため、この実施形態の情報再生装置、または情報記録再生装置では、特にサンプリングタイミング抽出用回路（シュミットトリガ２値回路１５５とＰＬＬ回路１７４の組み合わせ）を別に持っている。
シュミットトリガ２値化回路１５５は２値化するためのスライス基準レベルに特定の幅（実際にはダイオードの順方向電圧値）を持たせ、その特定幅を越えた時のみ２値化される特性を持っている。したがって、例えば、上述したように“１０１０１０１０１０１０１０１０１０１０１０１０”のパターンが入力された場合には、信号振幅が非常に小さいので２値化の切り替わりが起こらず、それよりも疎のパターンである、例えば“１００１００１００１００１００１００１００１”などが入力された場合に、再生生信号の振幅が大きくなるので、シュミットトリガ２値化回路１５５で“１”のタイミングに合わせて２値化信号の極性切り替えが起きる。この実施形態ではＮＲＺＩ（Non Return to Zero Invert）法を採用しており、上記パターンの“１”の位置と記録マークまたはピットのエッジ部（境界部）が一致している。
ＰＬＬ回路１７４ではシュミットトリガ２値化回路１５５の出力である２値化信号と基準クロック発生回路１６０から送られる基準クロック１９８信号との間の周波数と位相のずれを検出して、ＰＬＬ回路１７４の出力クロックの周波数と位相を変化させている。基準クロック発生回路１６０ではＰＬＬ回路１７４の出力信号とビタビ復号器１５６の復号特性情報（具体的には図示してないがビタビ復号器１５６内のパスメトリックメモリ内の収束長（収束までの距離）の情報）を用いてビタビ復号後のエラーレートが低くなるように基準クロック１９８（の周波数と位相）にフィードバックを掛ける。基準クロック発生回路１６０で発生される基準クロック１９８は再生信号処理時の基準タイミングとして利用される。
同期コード位置抽出部１４５はビタビ復号器１５６の出力データ列の中に混在している同期コード（シンクコード）の存在位置を検出し、上記出力データの開始位置の抽出役目を担っている。この開始位置を基準としてシフトレジスタ回路１７０に一時保存されたデータに対して復調回路１５２で復調処理を行う。この実施形態では１２チャネルビット毎に復調用変換テーブル記録部１５４内に記録された変換テーブルを参照して元のビット列に戻す。その後はＥＣＣデコーディング回路１６２によりエラー訂正処理が施され、デスクランブル回路１５９によりデスクランブルされる。この実施形態の記録形（書替え形、または追記形）情報記憶媒体ではウォブル変調によりアドレス情報が事前に記録されている。ウォブル信号検出部１３５で、このアドレス情報を再生し（すなわち、ウォブル信号の内容を判別し）、希望場所へのアクセスに必要な情報を制御部１４３に対して供給する。
制御部１４３より上側にある情報記録制御系について説明する。情報記憶媒体上の記録位置に合わせてデータＩＤ発生部１６５からデータＩＤ情報が生成され、ＣＰＲ＿ＭＡＩデータ発生部１６７でコピー制御情報が発生されるとデータＩＤ，ＩＥＤ，ＣＰＲ＿ＭＡＩ，ＥＤＣ付加部１６８により記録すべき情報にデータＩＤ，ＩＥＤ，ＣＰＲ＿ＭＡＩ，ＥＤＣの各種情報が付加される。その後、デスクランブル回路１５７でデスクランブルされた後、ＥＣＣエンコーディング回路１６１でＥＣＣブロックが構成され、変調回路１５１でチャネルビット列に変換された後、同期コード生成・付加部１４６で同期コードを付加されて、情報記録再生部１４１で情報記憶媒体にデータが記録される。また、変調時にはＤＳＶ（Digital Sum Value）値計算部１４８で変調後のＤＳＶ値が逐次計算され、変調時のコード変換にフィードバックされる。
図２５は、ＰＲＭＬ検出法を用いた信号処理回路の一例を説明する図である。データ領域、データリードイン領域、データリードアウト領域で信号再生にＰＲＭＬ検出法を用いた信号処理回路を図２５に示す。図２５における４分割光検出器３０２は図２４における情報記録再生部１４１内に存在する光学ヘッド内に固定されている。４分割光検出器３０２の各光検出セルから得られる検出信号の総和を取った信号をここではリードチャンネル１信号と呼ぶ。図２４におけるＰＲ等化回路１３０内の詳細な構造が図２５のプリアンプ回路３０４からタップ制御器３３２、イコライザ３３０、オフセットキャンセラ３３６までの各回路で構成されている。図２５内のＰＬＬ回路３３４は図２４のＰＲ等化回路１３０内の一部であり、図２４のシュミットトリガ２値化回路１５５とは別の物を意味する。図２５におけるハイパスフィルタ回路３０６の１次の遮断周波数は１ｋＨｚに設定してある。プリイコライザ回路は７タップのイコライザを用いている（７タップを使用すると最も回路規模が少なく、かつ精度良く再生信号の検出が出来るためである）。Ａ／Ｄコンバータ回路３２４のサンプルクロック周波数は７２ＭＨｚ、デジタルは８ビット出力になっている。ＰＲＭＬ検出法では再生信号全体のレベル変動（ＤＣオフセット）の影響を受けるとビタビ復調時に誤差が発生し易くなる。その影響を除去するためにイコライザ３３０の出力から得た信号を用いてオフセットキャンセラ３３６によりオフセットを補正する構造になっている。図２５に示した実施形態では、図２４のＰＲ等化回路１３０内で適応等化処理がなされている。そのため、ビタビ復号器１５６の出力信号を利用してイコライザ内の各タップ係数を自動修正するためのタップ制御器３３２が利用されている。
図２６は、この発明の一実施の形態に係るビタビ復号器の構成を説明する図である。
図２４または図２５に示したビタビ復号器１５６内の構造を図２６に示す。入力信号に対して予想し得る全てのブランチに対するブランチメトリックをブランチメトリック計算部３４０で計算し、その値をＡＣＳ３４２へ送る。ＡＣＳ３４２はAdd Compare Selectの略称で、ＡＣＳ３４２の中で予想し得る各パスに対応してブランチメトリックを加算して得られるパスメトリックを計算すると共にその計算結果をパスメトリックメモリ３５０へ転送する。この時、ＡＣＳ３４２内ではパスメトリックメモリ３５０内の情報も参照して計算処理を行う。パスメモリ３４６内では予想し得る各パス（遷移）状況とその各パスに対応しＡＣＳ３４２で計算したパスメトリックの値を一時保存する。出力切替え部３４８で各パスに対応したパスメトリックを比較し、パスメトリック値が最小となるパスを選択する。
図２７は、ＰＲ（１，２，２，２，１）クラスにおける状態遷移の一例を説明する図である。ＰＲ（１，２，２，２，１）クラスにおける取り得る状態（ステート）の遷移は図２７に示す遷移のみが可能なので、図２７の遷移図を元にビタビ復号器１５６内では復号時の存在し得る（予想し得る）パスを割り出している。
図２８は、この発明の一実施の形態に係る光記録媒体（相変化光ディスク）の構造および寸法の一例を説明する図である。図２８にこの実施形態における情報記憶媒体の構造及び寸法を示す。実施形態としては
・再生専用で記録が不可能な“再生専用形情報記憶媒体”
・１回のみの追記記録が可能な“追記形情報記憶媒体”
・何回でも書き替え記録が可能な“書替え形情報記憶媒体”
の３種類の情報記憶媒体の実施形態を明示する。図２８に示すように上記３種類の情報記憶媒体では大部分の構造と寸法が共通化されている。３種類の情報記憶媒体いずれも内周側からバーストカッティング領域ＢＣＡ、システムリードイン領域ＳＹＬＤＩ、コネクション領域ＣＮＡ、データリードイン領域ＤＴＬＤＩ、データ領域ＤＴＡが配置された構造になっている。ＯＰＴ形再生専用媒体以外は全て外周部にデータリードアウト領域ＤＴＬＤＯが配置されている。後述するようにＯＰＴ形再生専用媒体では外周部にミドル領域ＭＤＡが配置される。システムリードイン領域ＳＹＬＤＩではエンボス（プリピット）の形で情報が記録されており、追記形および書替え形のいずれもこの領域内は再生専用（追記不可能）となっている。
・再生専用で記録が不可能な“再生専用形情報記憶媒体”
・１回のみの追記記録が可能な“追記形情報記憶媒体”
・何回でも書き替え記録が可能な“書替え形情報記憶媒体”
の３種類の情報記憶媒体の実施形態を明示する。図２８に示すように上記３種類の情報記憶媒体では大部分の構造と寸法が共通化されている。３種類の情報記憶媒体いずれも内周側からバーストカッティング領域ＢＣＡ、システムリードイン領域ＳＹＬＤＩ、コネクション領域ＣＮＡ、データリードイン領域ＤＴＬＤＩ、データ領域ＤＴＡが配置された構造になっている。ＯＰＴ形再生専用媒体以外は全て外周部にデータリードアウト領域ＤＴＬＤＯが配置されている。後述するようにＯＰＴ形再生専用媒体では外周部にミドル領域ＭＤＡが配置される。システムリードイン領域ＳＹＬＤＩではエンボス（プリピット）の形で情報が記録されており、追記形および書替え形のいずれもこの領域内は再生専用（追記不可能）となっている。
再生専用形情報記憶媒体ではデータリードイン領域ＤＴＬＤＩ内もエンボス（プリピット）の形で情報が記録されているのに対し、追記形および書替え形情報記憶媒体ではデータリードイン領域ＤＴＬＤＩ内は記録マーク形成による新規情報の追記（書替え形では書替え）が可能な領域となっている。後述するように追記形および書替え形情報記憶媒体ではデータリードアウト領域ＤＴＬＤＯ内は新規情報の追記（書替え形では書替え）が可能な領域とエンボス（プリピット）の形で情報が記録されている再生専用領域の混在になっている。図２８に示すデータ領域ＤＴＡ、データリードイン領域ＤＴＬＤＩ、データリードアウト領域ＤＴＬＤＯ、ミドル領域ＭＤＡでは、そこに記録されている信号の再生にＰＲＭＬ法を使うことにより、情報記憶媒体の高密度化（特に線密度が向上する）を達成すると共に、システムリードイン領域ＳＹＬＤＩ、システムリードアウト領域ＳＹＬＤＯではそこに記録されている信号の再生にスライスレベル検出方式を使うことにより、現行ＤＶＤとの互換性を確保するとともに再生の安定化を確保している。
現行ＤＶＤ規格とは異なり、図２８に示す実施形態ではバーストカッティング領域ＢＣＡとシステムリードイン領域ＳＹＬＤＩとが重ならずに位置的に分離されている。両者を物理的に分離することにより、情報再生時のシステムリードイン領域ＳＹＬＤＩ内に記録された情報とバーストカッティング領域ＢＣＡ内に記録された情報との間の干渉を防止し、精度の高い情報再生が確保できる。
他の実施形態として、“Ｌ→Ｈ”形の記録膜を使った場合にバーストカッティング領域ＢＣＡの配置場所に予め微細な凹凸形状を形成する方法もある。後に図３７における１９２バイト目に存在する記録マークの極性（“Ｈ→Ｌ”か“Ｌ→Ｈ”かの識別）情報に関する説明を行う部分で、この実施形態では従来の“Ｈ→Ｌ”形だけで無く“Ｌ→Ｈ”形記録膜も規格内に組み込み、記録膜の選択範囲を広げ、高速記録可能や低価格媒体を供給可能とすると言う説明を行う。後述するようにこの実施形態では“Ｌ→Ｈ”形の記録膜を使う場合も考慮する。バーストカッティング領域ＢＣＡ内に記録するデータ（バーコードデータ）は記録膜に対して局所的にレーザ露光することにより形成する。
システムリードイン領域ＳＹＬＤＩはエンボスピット領域２１１で形成するため、システムリードイン領域ＳＹＬＤＩからの再生信号は鏡面２１０からの光反射レベルと比べて光反射量が減る方向に現れる。もし、バーストカッティング領域ＢＣＡを鏡面２１０状態にし、“Ｌ→Ｈ”形記録膜を用いた場合にはバーストカッティング領域ＢＣＡ内に記録されたデータからの再生信号は（未記録状態の）鏡面２１０からの光反射レベルよりも光反射量が増加する方向に現れる。その結果、バーストカッティング領域ＢＣＡ内に形成されたデータからの再生信号の最大レベルと最小レベルの位置（振幅レベル）とシステムリードイン領域ＳＹＬＤＩからの再生信号の最大レベルと最小レベルの位置（振幅レベル）との間に大きく段差が生じてしまう。
情報再生装置または情報記録再生装置は、
（１）バーストカッティング領域ＢＣＡ内の情報の再生
（２）システムリードイン領域ＳＹＬＤＩ内の制御データゾーンＣＤＺ内の情報の再生
（３）データリードイン領域ＤＴＬＤＩ内の情報の再生（追記形または書替え形の場合）
（４）参照コード記録ゾーンＲＣＺ内での再生回路定数の再調整（最適化）
（５）データ領域ＤＴＡ内に記録された情報の再生もしくは新たな情報の記録
の順で処理を行うため、バーストカッティング領域ＢＣＡ内に形成されたデータからの再生信号振幅レベルとシステムリードイン領域ＳＹＬＤＩからの再生信号振幅レベルに大きな段差があると情報再生の信頼性が低下すると言う問題が生じる。その問題を解決するため、この実施形態では、記録膜に“Ｌ→Ｈ”形の記録膜を使用する場合にはバーストカッティング領域ＢＣＡに予め微細な凹凸形状を形成しておく。予め微細な凹凸形状を形成しておくと、局所的なレーザ露光によりデータ（バーコードデータ）を記録する前の段階で、光の干渉効果により光反射レベルが鏡面２１０からの光反射レベルよりも低くなり、バーストカッティング領域ＢＣＡ内に形成されたデータからの再生信号振幅レベル（検出レベル）とシステムリードイン領域ＳＹＬＤＩからの再生信号振幅レベル（検出レベル）の段差が大きく減り、情報再生の信頼性が向上し、上記の（１）から（２）へ移行する際の処理が容易になる。
（１）バーストカッティング領域ＢＣＡ内の情報の再生
（２）システムリードイン領域ＳＹＬＤＩ内の制御データゾーンＣＤＺ内の情報の再生
（３）データリードイン領域ＤＴＬＤＩ内の情報の再生（追記形または書替え形の場合）
（４）参照コード記録ゾーンＲＣＺ内での再生回路定数の再調整（最適化）
（５）データ領域ＤＴＡ内に記録された情報の再生もしくは新たな情報の記録
の順で処理を行うため、バーストカッティング領域ＢＣＡ内に形成されたデータからの再生信号振幅レベルとシステムリードイン領域ＳＹＬＤＩからの再生信号振幅レベルに大きな段差があると情報再生の信頼性が低下すると言う問題が生じる。その問題を解決するため、この実施形態では、記録膜に“Ｌ→Ｈ”形の記録膜を使用する場合にはバーストカッティング領域ＢＣＡに予め微細な凹凸形状を形成しておく。予め微細な凹凸形状を形成しておくと、局所的なレーザ露光によりデータ（バーコードデータ）を記録する前の段階で、光の干渉効果により光反射レベルが鏡面２１０からの光反射レベルよりも低くなり、バーストカッティング領域ＢＣＡ内に形成されたデータからの再生信号振幅レベル（検出レベル）とシステムリードイン領域ＳＹＬＤＩからの再生信号振幅レベル（検出レベル）の段差が大きく減り、情報再生の信頼性が向上し、上記の（１）から（２）へ移行する際の処理が容易になる。
“Ｌ→Ｈ”形の記録膜を使用する場合には、バーストカッティング領域ＢＣＡに予め形成する微細な凹凸形状の具体的内容としてシステムリードイン領域ＳＹＬＤＩ内と同様にエンボスピット領域２１１とする方法があるが、他の実施形態としてデータリードイン領域ＤＴＬＤＩやデータ領域ＤＴＡと同様にグルーブ領域２１４あるいはランド領域及びグルーブ領域２１３にする方法もある。システムリードイン領域ＳＹＬＤＩとバーストカッティング領域ＢＣＡを分離配置させる実施の形態では、バーストカッティング領域ＢＣＡ内とエンボスピット領域２１１が重なると、不要な干渉によるバーストカッティング領域ＢＣＡ内に形成されたデータからの再生信号へのノイズ成分が増加する。バーストカッティング領域ＢＣＡ内の微細な凹凸形状の実施形態としてエンボスピット領域２１１にせずにグルーブ領域２１４あるいはランド領域及びグルーブ領域２１３にすると、不要な干渉によるバーストカッティング領域ＢＣＡ内に形成されたデータからの再生信号へのノイズ成分が減少して、再生信号の品質が向上する。
バーストカッティング領域ＢＣＡ内に形成するグルーブ領域２１４あるいはランド領域及びグルーブ領域２１３のトラックピッチをシステムリードイン領域ＳＹＬＤＩのトラックピッチに合わせると、情報記憶媒体の生産性が向上する。すなわち、情報記憶媒体の原盤製造時に原盤記録装置の露光部の送りモータ速度を一定にしてシステムリードイン領域内のエンボスピットを作成している。この時、バーストカッティング領域ＢＣＡ内に形成するグルーブ領域２１４あるいはランド領域及びグルーブ領域２１３のトラックピッチをシステムリードイン領域ＳＹＬＤＩ内のエンボスピットのトラックピッチに合わせることにより、バーストカッティング領域ＢＣＡとシステムリードイン領域ＳＹＬＤＩとで引き続き送りモータ速度を一定に保持できるため、途中で送りモータの速度を変える必要が無いのでピッチムラが生じ難く情報記憶媒体の生産性が向上する。
図２９は、書替え形情報記憶媒体または１層構造を有する再生専用形情報記憶媒体における物理セクタ番号の設定方法の一例を説明する図である。前述した３種類の情報記憶媒体はいずれも情報記憶媒体へ記録する情報の最小管理単位を２０４８バイトのセクタ単位としている。上記２０４８バイトのセクタ単位の物理的なアドレスを物理セクタ番号と定義する。追記形情報記憶媒体と１層構造を有する再生専用形情報記憶媒体における物理セクタ番号の設定方法を図２９に示す。バーストカッティング領域ＢＣＡとコネクション領域ＣＮＡ内には物理セクタ番号は付与せず、システムリードイン領域ＳＹＬＤＩ、データ領域ＤＴＡ、データリードアウト領域ＤＴＬＤＯに内周から昇順で物理セクタ番号を設定している。システムリードイン領域ＳＹＬＤＩの最後の物理セクタ番号は“０２６ＡＦＦｈ”になるように、データ領域ＤＴＡの開始位置での物理セクタ番号が“０３００００ｈ”になるように設定される。
図３０は、２層構造を持った再生専用情報記憶媒体の物理セクタ番号設定方法の一例を説明する図である。２層構造を持った再生専用情報記憶媒体の物理セクタ番号設定方法は図３０に示すように２種類存在する。一つは図３０（ａ）に示すパラレル配置（Parallel Track Path）ＰＴＰで、図２９に示した物理番号設定方法を２層ともに適応した構造となっている。他の方式は図３０（ｂ）に示すオポジト配置（Opposite Track Path）ＯＰＴで、手前の層（Layer０）では内周から外周へ向けて昇順に物理セクタ番号が設定され、奥側の層（Layer１）では逆に外周から内周へ向けて昇順に物理セクタ番号が設定される。ＯＰＴの配置の場合にはミドル領域ＭＤＡ、データリードアウト領域ＤＴＬＤＯ、システムリードアウト領域ＳＹＬＤＯが配置される。
図３１は、書替え形情報記憶媒体における物理セクタ番号設定方法の一例を説明する図である。書替え形情報記憶媒体における物理セクタ番号設定方法を図３１に示す。書替え形情報記憶媒体ではランド領域とグルーブ領域それぞれに物理セクタ番号が設定され、データ領域ＤＴＡが１９ゾーンに分割された構造となっている。
図３２は、書替え形情報記憶媒体（片面１層当たり２０ＧＢタイプ）における一般パラメータ値の一例を説明する図である。図３２に書替え専用形情報記憶媒体におけるこの実施形態の各パラメータ値を示す。再生専用形または追記形情報記憶媒体に対して書替え専用形情報記憶媒体の方がトラックピッチ及び線密度（データビット長）を詰める事により記録容量を高くしている。後述するように、書替え専用形情報記憶媒体ではランド／グルーブ記録を採用することにより、隣接トラックのクロストークの影響を低減させてトラックピッチを詰めている。再生専用形情報記憶媒体、追記形情報記憶媒体、書替え形情報記憶媒体のいずれにおいても、システムリードイン／アウト領域ＳＹＬＤＩ／ＳＹＬＤＯのデータビット長とトラックピッチ（記録密度に対応）をデータリードイン／アウト領域ＤＴＬＤＩ／ＤＴＬＤＯよりも大きく（記録密度を低く）している。
システムリードイン／アウト領域ＳＹＬＤＩ／ＳＹＬＤＯのデータビット長とトラックピッチを現行ＤＶＤのリードイン領域の値に近付けることで、現行ＤＶＤとの互換性を確保している。この実施形態でも、現行ＤＶＤ−Ｒと同様に追記形情報記憶媒体のシステムリードイン／アウト領域ＳＹＬＤＩ／ＳＹＬＤＯでのエンボスの段差を浅く設定している。これにより追記形情報記憶媒体のプリグルーブの深さを浅くし、プリグルーブ上に追記により形成する記録マークからの再生信号の変調度を高くする効果がある。逆に、その反作用としてシステムリードイン／アウト領域ＳＹＬＤＩ／ＳＹＬＤＯからの再生信号の変調度が小さくなると言う問題が生じる。これに対して、システムリードイン／アウト領域ＳＹＬＤＩ／ＳＹＬＤＯのデータビット長（とトラックピッチ）を粗くすることにより、最も詰まった位置でのピットとスペースの繰り返し周波数を再生用対物レンズのＭＴＦ（Modulation Transfer Function）の光学的遮断周波数から離す（大幅に小さくする）。こうすることにより、システムリードイン／アウト領域ＳＹＬＤＩ／ＳＹＬＤＯからの再生信号振幅を引き上げ、再生の安定化を図る。
図３３は、各種情報記憶媒体におけるデータ領域ＤＴＡとデータリードアウト領域ＤＴＬＤＯ内のデータ構造の比較例を説明する図である。各種情報記憶媒体におけるデータ領域ＤＴＡとデータリードアウト領域ＤＴＬＤＯ内のデータ構造の比較を図３３に示す。図３３（ａ）が再生専用形情報記憶媒体のデータ構造を示し、図３３（ｂ）（ｃ）が書替え形情報記憶媒体のデータ構造を示し、図３３（ｄ）〜（ｆ）が追記形情報記憶媒体のデータ構造を示している。特に、図３３（ｂ）と（ｄ）が初期時（記録前）の構造を示し、図３３（ｃ）、（ｅ）、（ｆ）は記録（追記または書替え）がある程度進んだ状態でのデータ構造を示している。
図３３（ａ）に示すように、再生専用形情報記憶媒体においてデータリードアウト領域ＤＴＬＤＯとシステムリードアウト領域ＳＹＬＤＯ内に記録されているデータは、データフレーム構造を持ち、その中のメインデータの値を全て“００ｈ”に設定してある。再生専用形情報記憶媒体ではデータ領域ＤＴＡ内の全領域に亘りユーザデータの事前記録領域２０１として使用できるが、追記形情報記憶媒体と書替え形情報記憶媒体のいずれの実施形態でもユーザデータの書替え／追記可能範囲２０２〜２０５がデータ領域ＤＴＡよりも狭くなっている。
追記形情報記憶媒体あるいは書替え形情報記憶媒体ではデータ領域ＤＴＡの最内周部に代替え領域（Spare Area）ＳＰＡが設けてある。データ領域ＤＴＡ内に欠陥場所が発生した場合に、代替え領域ＳＰＡを使って代替え処理を行い、書替え形情報記憶媒体の場合には、その代替え履歴情報（欠陥管理情報）を第１、第２欠陥管理領域ＤＭＡ１，ＤＭＡ２、及び第３、第４欠陥管理領域ＤＭＡ３、ＤＭＡ４に記録する。図３３（ｂ）、（ｃ）の第３、第４欠陥管理領域ＤＭＡ３、ＤＭＡ４に記録される欠陥管理情報は第１、第２欠陥管理領域ＤＭＡ１，ＤＭＡ２に記録される情報と同じ内容が記録される。追記形情報記憶媒体の場合には、代替え処理を行った場合の代替え履歴情報（欠陥管理情報）はデータリードイン領域ＤＴＬＤＩ内、及び後述するボーダーゾーン内に存在する記録位置管理ゾーンへの記録内容のコピー情報Ｃ_ＲＭＺ内に記録される。
現行のＤＶＤ-Ｒディスクでは欠陥管理を行わなかったが、ＤＶＤ-Ｒディスクの製造枚数の増加につれて一部に欠陥場所を持つＤＶＤ-Ｒディスクが出廻るようになり、追記形情報記憶媒体に記録する情報の信頼性向上を望む声が大きくなっている。この実施形態では、図３３（ｄ）〜（ｆ）に示すように、追記形情報記憶媒体に対しても代替え領域ＳＰＡを設定し、代替え処理による欠陥管理を可能としている。したがって、一部に欠陥場所を持つ追記形情報記憶媒体に対しても、欠陥管理処理を行うことにより記録する情報の信頼性を向上させる事が可能となる。
書替え形情報記憶媒体、あるいは追記形情報記憶媒体では、欠陥が多く発生した場合に、ユーザサイドで情報記録再生装置が判断して、図３３（ｂ）、（ｄ）に示すユーザへの販売直後の状態に対して、図３３（ｃ）、（ｅ）、（ｆ）に示すように、自動的に拡張代替え領域（Extended Spare Area）ＥＳＰＡ、ＥＳＰＡ１、ＥＳＰＡ２を設定し、代替え場所を広げられるようにしてある。このように拡張代替え領域ＥＳＰＡ、ＥＳＰＡ１、ＥＳＰＡ２を設定可能にすることにより、製造上の都合で欠陥の多い媒体も販売可能となり、その結果、媒体の製造歩留まりが向上して媒体の低価格化が可能となる。
図３３（ｃ）、（ｅ）、（ｆ）に示すように、データ領域ＤＴＡ内に拡張代替え領域ＥＳＰＡ、ＥＳＰＡ１、ＥＳＰＡ２を増設すると、ユーザデータの書替えあるいは追記可能範囲２０３、２０５が減少するので、その位置情報を管理する必要がある。書替え形情報記憶媒体では、その情報は、第１〜第４欠陥管理領域ＤＭＡ１〜ＤＭＡ４に記録されるとともに、制御データゾーンＣＤＺ内にも記録される。追記形情報記憶媒体の場合には、データリードイン領域ＤＴＬＤＩ内及びボーダーアウトＢＲＤＯ内に存在する記録位置管理ゾーンＲＭＺ内に記録され、記録位置管理ゾーンＲＭＺ内の記録位置管理データ（Recording Management Data）ＲＭＤに記録される。記録位置管理データＲＭＤは管理データ内容が更新される毎に記録位置管理ゾーンＲＭＺ内でアップデート的に追記されるので、拡張代替え領域を何度設定し直しても（図３３（ｅ）の実施形態では最初に拡張代替え領域１ＥＡＰＡ１を設定し、その拡張代替え領域１ＥＡＰＡ１を全て使い果たした後でも、欠陥が多くて更なる代替え領域設定が必要になったので、後日更に拡張代替え領域２ＥＳＰＡ２を設定した状態を示している）タイムリーにアップデートして管理する事が可能となる。
図３３（ｂ）、（ｃ）に示す第３ガードトラックゾーンＧＴＺ３は第４欠陥管理領域ＤＭＡ４とドライブテストゾーンＤＲＴＺ間の分離のために配置され、ガードトラックゾーンＧＴＺ４はディスクテストゾーンＤＫＴＺとサーボキャリブレーション領域（Servo Calibration Zone）ＳＣＺとの間の分離のために配置されている。第３、第４ガードトラックゾーンＧＴＺ３、ＧＴＺ４は第１、第２ガードトラックゾーンＧＴＺ１、ＧＴＺ２と同様、この領域には記録マーク形成による記録をしてはいけない領域として規定される。第３、第４ガードトラックゾーンＧＴＺ３、ＧＴＺ４はデータリードアウト領域ＤＴＬＤＯ内に存在するため、この領域内には追記形情報記憶媒体ではプリグルーブ領域、また書替え形情報記憶媒体ではグルーブ領域とランド領域は事前に形成されている。プリグルーブ領域、あるいはグルーブ領域とランド領域内は図３２に示すようにウォブルアドレスが予め記録されているので、このウォブルアドレスを用いて情報記憶媒体内の現在位置を判定する。
ドライブテストゾーンＤＲＴＺは、情報記録再生装置が情報記憶媒体への情報を記録する前に試し書きするための領域として確保されている。情報記録再生装置は予めこの領域内で試し書きを行い、最適な記録条件（ライトストラテジー）を割り出した後、その最適記録条件でデータ領域ＤＴＡ内に情報を記録する事が出来る。
ディスクテストゾーンＤＫＴＺは、情報記憶媒体の製造メーカが品質テスト（評価）を行うために設けられた領域である。
サーボキャリブレーション領域（Servo Calibration Zone）ＳＣＺ以外のデータリードアウト領域ＤＴＬＤＯ内の全領域には追記形情報記憶媒体ではプリグルーブ領域、また書替え形情報記憶媒体ではグルーブ領域とランド領域は事前に形成され、記録マークの記録（追記または書替え）が可能になっている。図３３（ｃ）と（ｅ）に示したように、サーボキャリブレーション領域（Servo Calibration Zone）ＳＣＺ内はプリグルーブ領域２１４、またはランド領域及びグルーブ領域２１３の代わりにシステムリードイン領域ＳＹＬＤＩと同じようにエンボスピット領域２１１となっている。この領域はデータリードアウト領域ＤＴＬＤＯの他の領域に続いてエンボスピットによる連続したトラックを形成し、このトラックはスパイラル状に連続してつながり情報記憶媒体の円周に沿って３６０度に亘りエンボスピットを形成している。この領域はＤＰＤ（Deferential Phase Detect）法を用いて情報記憶媒体の傾き量を検出するために設けてある。
情報記憶媒体が傾くとＤＰＤ法を用いたトラックずれ検出信号振幅にオフセットが生じ、オフセット量で傾き量が、オフセット方向で傾き方向が精度良く検出する事が可能となる。この原理を利用し、情報記憶媒体の最外周部（データリードアウト領域ＤＴＬＤＯ内の外周部）にＤＰＤ検出が出来るエンボスピットを事前に形成しておくことにより、図２４の情報記録再生部１４１内に存在する光学ヘッドに（傾き検出用の）特別な部品を付加する事無く安価に精度の良い傾き検出が可能となる。さらに、この外周部の傾き量を検出することにより、データ領域ＤＴＡ内でも（傾き量補正による）サーボの安定化を実現できる。
この実施形態ではサーボキャリブレーション領域ＳＣＺ内のトラックピッチをデータリードアウト領域ＤＴＬＤＯ内の他の領域に合わせ、情報記憶媒体の製造性を向上させ、歩留まり向上による媒体の低価格化を可能にする。すなわち、追記形情報記憶媒体においてデータリードアウト領域ＤＴＬＤＯ内の他の領域にはプリグルーブが形成されているが、追記形情報記憶媒体の原盤製造時に原盤記録装置の露光部の送りモータ速度を一定にしてプリグルーブを作成している。この時、サーボキャリブレーション領域ＳＣＺ内のトラックピッチをデータリードアウト領域ＤＴＬＤＯ内の他の領域に合わせることにより、サーボキャリブレーション領域ＳＣＺ内も引き続き送りモータ速度を一定に保持できるため、ピッチムラが生じ辛く情報記憶媒体の製造性が向上する。
他の実施形態としてはサーボキャリブレーション領域ＳＣＺ内のトラックピッチまたはデータビット長の少なくともいずれかをシステムリードイン領域ＳＹＬＤＩのトラックピッチまたはデータビット長に合わせる方法もある。ＤＰＤ法を用いてサーボキャリブレーション領域ＳＣＺ内の傾き量とその傾き方向を測定し、その結果をデータ領域ＤＴＡ内でも利用してデータ領域ＤＴＡ内でのサーボ安定化を図る事を前述したが、データ領域ＤＴＡ内の傾き量を予想する方法としてシステムリードイン領域ＳＹＬＤＩ内の傾き量とその方向を同じくＤＰＤ法により予め測定し、サーボキャリブレーション領域ＳＣＺ内の測定結果との関係を利用して予測する事ができる。
ＤＰＤ法を用いた場合、情報記憶媒体の傾きに対する検出信号振幅のオフセット量とオフセットが出る方向がエンボスピットのトラックピッチとデータビット長に依存して変化する特徴がある。したがって、サーボキャリブレーション領域ＳＣＺ内のトラックピッチまたはデータビット長の少なくともいずれかをシステムリードイン領域ＳＹＬＤＩのトラックピッチまたはデータビット長に合わせることにより、検出信号振幅のオフセット量とオフセットが出る方向に関する検出特性をサーボキャリブレーション領域ＳＣＺ内とシステムリードイン領域ＳＹＬＤＩ内とで一致させ、両者の相関を取り易くしてデータ領域ＤＴＡ内の傾き量と方向の予測を容易にすると言う効果が生じる。
図３３（ｄ）に示すように、追記形情報記憶媒体では内周側と外周側の２箇所にドライブテストゾーンＤＲＴＺを設けてある。ドライブテストゾーンＤＲＴＺに行う試し書きの回数が多い程、細かくパラメータを振って最適な記録条件を詳細に探すことができ、データ領域ＤＴＡへの記録精度が向上する。書替え形情報記憶媒体では重ね書きによるドライブテストゾーンＤＲＴＺ内の再利用が可能となるが、追記形情報記憶媒体では試し書きの回数を多くして記録精度を上げようとすると、ドライブテストゾーンＤＲＴＺ内をすぐに使い切ってしまうと言う問題が発生する。その問題を解決するためにこの実施形態では外周部から内周方向に沿って逐次拡張ドライブテストゾーン（Extended Drive Test Zone）ＥＤＲＴＺの設定を可能とし、ドライブテストゾーンの拡張を可能とする。
拡張ドライブテストゾーンの設定方法とその設定された拡張ドライブテストゾーン内での試し書き方法に関する特徴としてこの実施形態では
（１）拡張ドライブテストゾーンＥＤＲＴＺの設定（枠取り）は外周方向（データリードアウト領域ＤＴＬＤＯに近い方）から内周側にむけて順次まとめて設定する
…図３３（ｅ）に示すようにデータ領域内の最も外周に近い場所（データリードアウト領域ＤＴＬＤＯに最も近い場所）からまとまった領域として拡張ドライブテストゾーン１ＥＤＲＴＺ１を設定し、その拡張ドライブテストゾーン１ＥＤＲＴＺ１を使い切った後で、それより内周側に存在する纏まった領域として拡張ドライブテストゾーン２ＥＤＲＴＺ２を次に設定可能とする。
（１）拡張ドライブテストゾーンＥＤＲＴＺの設定（枠取り）は外周方向（データリードアウト領域ＤＴＬＤＯに近い方）から内周側にむけて順次まとめて設定する
…図３３（ｅ）に示すようにデータ領域内の最も外周に近い場所（データリードアウト領域ＤＴＬＤＯに最も近い場所）からまとまった領域として拡張ドライブテストゾーン１ＥＤＲＴＺ１を設定し、その拡張ドライブテストゾーン１ＥＤＲＴＺ１を使い切った後で、それより内周側に存在する纏まった領域として拡張ドライブテストゾーン２ＥＤＲＴＺ２を次に設定可能とする。
（２）拡張ドライブテストゾーンＥＤＲＴＺの中では内周側から順次試し書きを行う
…拡張ドライブテストゾーンＥＤＲＴＺの中で試し書きを行う場合には内周側から外周側に沿ってスパイラル状に配置されたグルーブ領域２１４に沿って行い、前回試し書きをした（既に記録された）場所のすぐ後ろの未記録場所に今回の試し書きを行う。
…拡張ドライブテストゾーンＥＤＲＴＺの中で試し書きを行う場合には内周側から外周側に沿ってスパイラル状に配置されたグルーブ領域２１４に沿って行い、前回試し書きをした（既に記録された）場所のすぐ後ろの未記録場所に今回の試し書きを行う。
データ領域内は内周側から外周側に沿ってスパイラル状に配置されたグルーブ領域２１４に沿って追記される構造となっており、拡張ドライブテストゾーン内での試し書きが直前に行われた試し書き場所の後ろに順次追記する方法で行う事により“直前に行われた試し書き場所の確認”→“今回の試し書きの実施”の処理がシリアルに行えるため、試し書き処理が容易となるばかりでなく、拡張ドライブテストゾーンＥＤＲＴＺ内での既に試し書きされた場所の管理が簡単になる。
（３）拡張ドライブテストゾーンＥＤＲＴＺも含めた形でデータリードアウト領域ＤＴＬＤＯの再設定可能
…図３３（ｅ）にデータ領域ＤＴＡ内に２箇所の拡張代替え領域ＥＳＰＡ１、ＥＳＰＡ２を設定し、２箇所の拡張ドライブテストゾーンＥＤＲＴＺ１、ＥＤＲＴＺ２を設定した例を示す。この場合にこの実施形態では図３３（ｆ）に示すように拡張ドライブテストゾーンＥＤＲＴＺ２までを含めた領域に対してデータリードアウト領域ＤＴＬＯとして再設定できる。これに連動して、範囲を狭めた形でデータ領域ＤＴＡの範囲の再設定を行うことになり、データ領域ＤＴＡ内に存在するユーザデータの追記可能範囲２０５の管理が容易になる。図３３（ｆ）のように再設定した場合には図３３（ｅ）に示した拡張代替え領域ＥＳＰＡ１の設定場所を“既に使い切った拡張代替え領域”と見なし、拡張ドライブテストゾーンＥＤＲＴＺ内の拡張代替え領域ＥＳＰＡ２内のみに未記録領域（追記の試し書きが可能な領域）が存在すると管理する。この場合、拡張代替え領域ＥＳＰＡ１内に記録され、代替えに使われた非欠陥の情報はそっくりそのまま拡張代替え領域ＥＳＰＡ２内の未代替え領域の場所に移され、欠陥管理情報が書き替えられる。この時再設定されたデータリードアウト領域ＤＴＬＤＯの開始位置情報は記録位置管理データＲＭＤ内のＲＭＤフィールド０の最新の（更新された）データ領域ＤＴＡの配置位置情報内に記録される。
…図３３（ｅ）にデータ領域ＤＴＡ内に２箇所の拡張代替え領域ＥＳＰＡ１、ＥＳＰＡ２を設定し、２箇所の拡張ドライブテストゾーンＥＤＲＴＺ１、ＥＤＲＴＺ２を設定した例を示す。この場合にこの実施形態では図３３（ｆ）に示すように拡張ドライブテストゾーンＥＤＲＴＺ２までを含めた領域に対してデータリードアウト領域ＤＴＬＯとして再設定できる。これに連動して、範囲を狭めた形でデータ領域ＤＴＡの範囲の再設定を行うことになり、データ領域ＤＴＡ内に存在するユーザデータの追記可能範囲２０５の管理が容易になる。図３３（ｆ）のように再設定した場合には図３３（ｅ）に示した拡張代替え領域ＥＳＰＡ１の設定場所を“既に使い切った拡張代替え領域”と見なし、拡張ドライブテストゾーンＥＤＲＴＺ内の拡張代替え領域ＥＳＰＡ２内のみに未記録領域（追記の試し書きが可能な領域）が存在すると管理する。この場合、拡張代替え領域ＥＳＰＡ１内に記録され、代替えに使われた非欠陥の情報はそっくりそのまま拡張代替え領域ＥＳＰＡ２内の未代替え領域の場所に移され、欠陥管理情報が書き替えられる。この時再設定されたデータリードアウト領域ＤＴＬＤＯの開始位置情報は記録位置管理データＲＭＤ内のＲＭＤフィールド０の最新の（更新された）データ領域ＤＴＡの配置位置情報内に記録される。
図３４はドライブテストゾーンに試し書きを行う記録パルスの波形（ライトストラテジー）の一例を説明する図である。また、図３５は記録パルス形状の定義例を説明する図である。マークとスペースはピークパワー、第１バイアスパワー、第２バイアスパワー、第３バイアスパワーのパルスを照射することによりディスクに上書きされる。マークはピークパワーと第３バイアスパワーとの間で変調されるパルスを照射することによりディスクに上書きされる。スペースは第１バイアスパワーのパルスを照射することによりディスクに上書きされる。ＳｂＥＲはランダムエラーを評価するための手段であり、ランダムエラーにより引き起こされるビットエラーレートに相当する。ＰＲＳＮＲとＳｂＥＲの測定前にイコライザの係数は最小自乗誤差（ＭＳＥ）アルゴリズムにより計算される。
記録パルスは図３４に示すように光パルスの列からなる。２Ｔマークの記録パルスはモノパルスと、後続する第２バイアスパワーのパルスからなる。３Ｔマークの記録パルスは第１パルスと、ラストパルスと、後続する第２バイアスパワーのパルスからなる。３Ｔマーク以上のマークの記録パルスは第１パルスと、マルチパルス列と、ラストパルスと、後続する第２バイアスパワーのパルスからなる。Ｔはチャンネルクロック期間である。
（２Ｔマークのための記録パルス構造）
ＮＲＺＩ信号の立上がりエッジからＴＳＦＰ後にモノパルスの発生が開始し、ＮＲＺＩ信号の立下がりエッジから１Ｔ−ＴＥＬＰ前に発生が終了する。モノパルスの期間は１Ｔ−ＴＥＬＰ＋ＴＳＦＰである。ＴＥＬＰ、ＴＳＦＰは制御データゾーンに記録される。モノパルスに後続する第２バイアスパワーの期間はＴＬＣである。ＴＬＣは制御データゾーンに記録される。
ＮＲＺＩ信号の立上がりエッジからＴＳＦＰ後にモノパルスの発生が開始し、ＮＲＺＩ信号の立下がりエッジから１Ｔ−ＴＥＬＰ前に発生が終了する。モノパルスの期間は１Ｔ−ＴＥＬＰ＋ＴＳＦＰである。ＴＥＬＰ、ＴＳＦＰは制御データゾーンに記録される。モノパルスに後続する第２バイアスパワーの期間はＴＬＣである。ＴＬＣは制御データゾーンに記録される。
（２Ｔマーク以上のマークのための記録パルス構造）
ＮＲＺＩ信号の立上がりエッジからＴＳＦＰ後に第１パルスの発生が開始し、ＮＲＺＩ信号の立下がりエッジからＴＥＦＰ後に発生が終了する。ＴＥＦＰ、ＴＳＦＰは制御データゾーンに記録される。４Ｔから１３Ｔに相当する記録パルスはマルチパルス列である。マルチパスル列はパルス幅ＴＭＰの期間Ｔのパルスの繰返しからなる。ＮＲＺＩ信号の立上がりエッジから２Ｔ後にマルチパルスの発生が開始し、ＮＲＺＩ信号の立下がりエッジから２Ｔ前にマルチパルス列の最後のパルスの発生が終了する。ＴＭＰは制御データゾーンに記録される。
ＮＲＺＩ信号の立上がりエッジからＴＳＦＰ後に第１パルスの発生が開始し、ＮＲＺＩ信号の立下がりエッジからＴＥＦＰ後に発生が終了する。ＴＥＦＰ、ＴＳＦＰは制御データゾーンに記録される。４Ｔから１３Ｔに相当する記録パルスはマルチパルス列である。マルチパスル列はパルス幅ＴＭＰの期間Ｔのパルスの繰返しからなる。ＮＲＺＩ信号の立上がりエッジから２Ｔ後にマルチパルスの発生が開始し、ＮＲＺＩ信号の立下がりエッジから２Ｔ前にマルチパルス列の最後のパルスの発生が終了する。ＴＭＰは制御データゾーンに記録される。
ＮＲＺＩ信号の立上がりエッジから１Ｔ−ＴＳＬＰ前にラストパルスの発生が開始し、ＮＲＺＩ信号の立下がりエッジから１Ｔ−ＴＥＬＰ前にラストパルスの発生が終了する。ＴＥＬＰ、ＴＳＬＰは制御データゾーンに記録される。ラストパルスに後続する第２バイアスパワーのパルス幅はＴＬＣである。ＴＬＣは制御データゾーンに記録される。ＴＥＦＰ−ＴＳＦＰ、ＴＭＰ、ＴＥＬＰ−ＴＳＬＰ、ＴＬＣは全幅、半分の最大期間である。各光パルスの全幅、半分の最大期間は図３５に定義される。立上がり期間Ｔｒと立下り期間Ｔｆは１．５ｎｓ以下である。立上がり期間Ｔｒと立下り期間Ｔｆの差は０．５ｎｓ以下である。
ＴＳＦＰ、ＴＥＦＰ、ＴＳＬＰ、ＴＥＬＰ、ＴＭＰ、ＴＬＣは（１／３２）Ｔの単位で制御データゾーン内に記録され、次の値をとる：
ＴＳＦＰは０．２５Ｔ以上、１．５０Ｔ以下である；
ＴＥＬＰは０．００Ｔ以上、１．００Ｔ以下である；
ＴＥＦＰは１．００Ｔ以上、１．７５Ｔ以下である；
ＴＳＬＰは−０．１０Ｔ以上、１．００Ｔ以下である；
ＴＬＣは０．００Ｔ以上、１．００Ｔ以下である；
ＴＭＰは０．１５Ｔ以上、０．７５Ｔ以下である；
アダプティブ制御パラメータＴＳＦＰ、ＴＥＬＰ、ＴＬＣは以下の制約がある；
ＴＳＦＰの最大値と最小値との差は０．５０Ｔ以下である；
ＴＥＬＰの最大値と最小値との差は０．５０Ｔ以下である；
ＴＬＣの最大値と最小値との差は１．００Ｔ以下である；
モノパルスの幅１Ｔ−ＴＳＦＰ＋ＴＥＬＰは０．２５Ｔ以上、１．５０Ｔ以下である。
ＴＳＦＰは０．２５Ｔ以上、１．５０Ｔ以下である；
ＴＥＬＰは０．００Ｔ以上、１．００Ｔ以下である；
ＴＥＦＰは１．００Ｔ以上、１．７５Ｔ以下である；
ＴＳＬＰは−０．１０Ｔ以上、１．００Ｔ以下である；
ＴＬＣは０．００Ｔ以上、１．００Ｔ以下である；
ＴＭＰは０．１５Ｔ以上、０．７５Ｔ以下である；
アダプティブ制御パラメータＴＳＦＰ、ＴＥＬＰ、ＴＬＣは以下の制約がある；
ＴＳＦＰの最大値と最小値との差は０．５０Ｔ以下である；
ＴＥＬＰの最大値と最小値との差は０．５０Ｔ以下である；
ＴＬＣの最大値と最小値との差は１．００Ｔ以下である；
モノパルスの幅１Ｔ−ＴＳＦＰ＋ＴＥＬＰは０．２５Ｔ以上、１．５０Ｔ以下である。
これらのパラメータは±０．２ｎｓの精度で制御される。もし、第１パルスとマルチパルス列のピークパワー期間が重複している場合は、複合ピークパワー期間はこれらのピークパワー期間の連続した合計和になる。もし、第１パルスとラストパルスのピークパワー期間が重複している場合は、複合ピークパワー期間はこれらのピークパワー期間の連続した合計和になる。もし、マルチパルス列の最後のパルスとラストパルスのピークパワー期間が重複している場合は、複合ピークパワー期間はこれらのピークパワー期間の連続した合計和になる。
記録パワーはピークパワー、第１バイアスパワー、第２バイアスパワー、第３バイアスパワーの４レベルを持つ。これらは、ディスクの読み取り面に入射され、マーク、スペースを記録するために使われる光パワーである。ピークパワー、第１バイアスパワー、第２バイアスパワー、第３バイアスパワーは制御データゾーンに記録される。ピークパワーの最大値は例えば１０．０ｍＷを越えない。第１バイアスパワー、第２バイアスパワー、第３バイアスパワーの最大値は例えば４．０ｍＷを越えない。
モノパルス、第１パルス、ラストパルスの平均ピークパワーは次の要件を満たす：
｜（平均ピークパワー）−（ピークパワー）｜≦ピークパワーの５％
平均第１バイアスパワー、平均第２バイアスパワーは次の要件を満たす：
｜（平均第１バイアスパワー）−（第１バイアスパワー）｜≦第１バイアスパワーの５％
｜（平均第２バイアスパワー）−（第２バイアスパワー）｜≦第２バイアスパワーの５％
マルチパルス列の平均パワーは測定期間内のパワーの瞬時値の平均パワーである。
｜（平均ピークパワー）−（ピークパワー）｜≦ピークパワーの５％
平均第１バイアスパワー、平均第２バイアスパワーは次の要件を満たす：
｜（平均第１バイアスパワー）−（第１バイアスパワー）｜≦第１バイアスパワーの５％
｜（平均第２バイアスパワー）−（第２バイアスパワー）｜≦第２バイアスパワーの５％
マルチパルス列の平均パワーは測定期間内のパワーの瞬時値の平均パワーである。
測定期間はマルチパルス列の全てを含み、Ｔの倍数である。マルチパルス列の平均パワーは以下の要件を満たす：
｜（マルチパルス列の平均パワー）−（ピークパワー＋第３バイアスパワー）／２｜≦（ピークパワー＋第２バイアスパワー）／２の５％
パワーの瞬時値は実際のパワーの瞬時値である；
平均パワーは所定のパワーレンジ内のパワーの瞬時値の平均値である。
｜（マルチパルス列の平均パワー）−（ピークパワー＋第３バイアスパワー）／２｜≦（ピークパワー＋第２バイアスパワー）／２の５％
パワーの瞬時値は実際のパワーの瞬時値である；
平均パワーは所定のパワーレンジ内のパワーの瞬時値の平均値である。
パワーの平均値のパワー範囲は以下の要件を満たす：
ピークパワーの平均値：｜（実際のパワー）−（ピークパワー）｜≦ピークパワーの１０％
第１バイアスパワーの平均値：｜（実際のパワー）−（第１バイアスパワー）｜≦第１バイアスパワーの１０％
第２バイアスパワーの平均値：｜（実際のパワー）−（第２バイアスパワー）｜≦第２バイアスパワーの１０％
第３バイアスパワーの平均値：｜（実際のパワー）−（第３バイアスパワー）｜≦第３バイアスパワーの１０％
平均パワーを測定する期間は各パルスのパルス幅期間を越えない。
ピークパワーの平均値：｜（実際のパワー）−（ピークパワー）｜≦ピークパワーの１０％
第１バイアスパワーの平均値：｜（実際のパワー）−（第１バイアスパワー）｜≦第１バイアスパワーの１０％
第２バイアスパワーの平均値：｜（実際のパワー）−（第２バイアスパワー）｜≦第２バイアスパワーの１０％
第３バイアスパワーの平均値：｜（実際のパワー）−（第３バイアスパワー）｜≦第３バイアスパワーの１０％
平均パワーを測定する期間は各パルスのパルス幅期間を越えない。
瞬時値パワーは次の要件を満たす：
｜（瞬時値ピークパワー）−（ピークパワー）｜≦ピークパワーの１０％
｜（瞬時値第１バイアスパワー）−（第１バイアスパワー）｜≦第１バイアスパワーの１０％
｜（瞬時値第２バイアスパワー）−（第２バイアスパワー）｜≦第２バイアスパワーの１０％
｜（瞬時値第３バイアスパワー）−（第３バイアスパワー）｜≦第３バイアスパワーの１０％
マークエッジ位置を正確に制御するために、第１パルス、ラストパルス、モノパルスのタイミングは変調される。
｜（瞬時値ピークパワー）−（ピークパワー）｜≦ピークパワーの１０％
｜（瞬時値第１バイアスパワー）−（第１バイアスパワー）｜≦第１バイアスパワーの１０％
｜（瞬時値第２バイアスパワー）−（第２バイアスパワー）｜≦第２バイアスパワーの１０％
｜（瞬時値第３バイアスパワー）−（第３バイアスパワー）｜≦第３バイアスパワーの１０％
マークエッジ位置を正確に制御するために、第１パルス、ラストパルス、モノパルスのタイミングは変調される。
ＮＲＺＩのマーク長はＭ２、Ｍ３、Ｍ４に分類される。マーク長Ｍ２、Ｍ３、Ｍ４は２Ｔ、３Ｔ、３Ｔ以上を示す。マーク直前のＮＲＺＩのスペース長はＬＳ２、ＬＳ３、ＬＳ４に分類される。スペース長ＬＳ２、ＬＳ３、ＬＳ４は２Ｔ、３Ｔ、３Ｔ以上を示す。マーク直後のＮＲＺＩのスペース長はＴＳ２、ＴＳ３、ＴＳ４に分類される。スペース長ＴＳ２、ＴＳ３、ＴＳ４は２Ｔ、３Ｔ、３Ｔ以上を示す。
ＴＬＣはＮＲＺＩのマーク長のカテゴリの関数として変調される。したがって、ＴＬＣは次の３つの値を有する：
ＴＬＣ（Ｍ２）、ＴＬＣ（Ｍ３）、ＴＬＣ（Ｍ４）
ＴＬＣ（Ｍ）はＮＲＺＩ信号のマーク長のカテゴリがＭの時のＴＬＣの値を示す；
これらの３つのＴＬＣの値は制御データゾーンに記録される。
ＴＬＣ（Ｍ２）、ＴＬＣ（Ｍ３）、ＴＬＣ（Ｍ４）
ＴＬＣ（Ｍ）はＮＲＺＩ信号のマーク長のカテゴリがＭの時のＴＬＣの値を示す；
これらの３つのＴＬＣの値は制御データゾーンに記録される。
ＴＳＦＰはＮＲＺＩのマーク長のカテゴリとマーク直前のＮＲＺＩのスペース長のカテゴリの関数として変調される。したがって、ＴＳＦＰは次の９つの値を有する：
ＴＳＦＰ（Ｍ２，ＬＳ２）、ＴＳＦＰ（Ｍ３，ＬＳ２）、ＴＳＦＰ（Ｍ４，ＬＳ２）
ＴＳＦＰ（Ｍ２，ＬＳ３）、ＴＳＦＰ（Ｍ３，ＬＳ３）、ＴＳＦＰ（Ｍ４，ＬＳ３）
ＴＳＦＰ（Ｍ２，ＬＳ４）、ＴＳＦＰ（Ｍ３，ＬＳ４）、ＴＳＦＰ（Ｍ４，ＬＳ４）
ＴＳＦＰ（Ｍ、ＬＳ）はＮＲＺＩ信号のマーク長のカテゴリがＭであり、マーク直前のＮＲＺＩのスペース長のカテゴリがＬＳの時の値を示す。これら９つのＴＳＦＰの値は制御データゾーンに記録される。
ＴＳＦＰ（Ｍ２，ＬＳ２）、ＴＳＦＰ（Ｍ３，ＬＳ２）、ＴＳＦＰ（Ｍ４，ＬＳ２）
ＴＳＦＰ（Ｍ２，ＬＳ３）、ＴＳＦＰ（Ｍ３，ＬＳ３）、ＴＳＦＰ（Ｍ４，ＬＳ３）
ＴＳＦＰ（Ｍ２，ＬＳ４）、ＴＳＦＰ（Ｍ３，ＬＳ４）、ＴＳＦＰ（Ｍ４，ＬＳ４）
ＴＳＦＰ（Ｍ、ＬＳ）はＮＲＺＩ信号のマーク長のカテゴリがＭであり、マーク直前のＮＲＺＩのスペース長のカテゴリがＬＳの時の値を示す。これら９つのＴＳＦＰの値は制御データゾーンに記録される。
ＴＥＬＰはＮＲＺＩのマーク長のカテゴリとマーク直後のＮＲＺＩのスペース長のカテゴリの関数として変調される。したがって、ＴＥＬＰは次の９つの値を有する：
ＴＥＬＰ（Ｍ２，ＴＳ２）、ＴＥＬＰ（Ｍ３，ＴＳ２）、ＴＥＬＰ（Ｍ４，ＴＳ２）
ＴＥＬＰ（Ｍ２，ＴＳ３）、ＴＥＬＰ（Ｍ３，ＴＳ３）、ＴＥＬＰ（Ｍ４，ＴＳ３）
ＴＥＬＰ（Ｍ２，ＴＳ４）、ＴＥＬＰ（Ｍ３，ＴＳ４）、ＴＥＬＰ（Ｍ４，ＴＳ４）
ＴＥＬＰ（Ｍ、ＴＳ）はＮＲＺＩ信号のマーク長のカテゴリがＭであり、マーク直前のＮＲＺＩのスペース長のカテゴリがＴＳの時の値を示す。これら９つのＴＥＬＰの値は制御データゾーンに記録される。
ＴＥＬＰ（Ｍ２，ＴＳ２）、ＴＥＬＰ（Ｍ３，ＴＳ２）、ＴＥＬＰ（Ｍ４，ＴＳ２）
ＴＥＬＰ（Ｍ２，ＴＳ３）、ＴＥＬＰ（Ｍ３，ＴＳ３）、ＴＥＬＰ（Ｍ４，ＴＳ３）
ＴＥＬＰ（Ｍ２，ＴＳ４）、ＴＥＬＰ（Ｍ３，ＴＳ４）、ＴＥＬＰ（Ｍ４，ＴＳ４）
ＴＥＬＰ（Ｍ、ＴＳ）はＮＲＺＩ信号のマーク長のカテゴリがＭであり、マーク直前のＮＲＺＩのスペース長のカテゴリがＴＳの時の値を示す。これら９つのＴＥＬＰの値は制御データゾーンに記録される。
図５２は、マーク長／先行スペース長の関数として表される記録条件パラメータの一例を説明する図である。ＴＳＦＰの値はマーク長と先行スペース長の関数としてａからｉで表され、ＴＥＬＰの値はマーク長と後続スペース長の関数としてｊからｒで表され、ＴＬＣの値はマーク長の関数としてｓからｕで表される。
なお、上記の例では、ライトストラテジーとして全てマルチパルスの場合を例としては示したが、いわゆるブロックストラテジー、またはこれを変形したライトストラテジーを用いても良い。特に高転送レート／高線速の条件では、マルチパルスよりブロックストラテジーを用いる方が、制御し易い場合がある。特にレーザの立ち上がり時間の限界値（およそ1ナノ秒）以下で書き込む必要がある場合などでは、マルチパルスを用いることが難しいため、ブロックストラテジーを採用する、または周期を延長（例えば２倍）したパルストレインを用いる必要がある。
図３６は、制御データゾーンＣＤＺとＲ物理情報ゾーンＲＩＺ内のデータ構造の一例を説明する図である。図３６に制御データゾーンＣＤＺとＲ物理情報ゾーンＲＩＺ内のデータ構造を示す。図３６（ｂ）に示すように、制御データゾーンＣＤＺ内には物理フォーマット情報（Physical Format Information）ＰＦＩと媒体製造関連情報（Disc Manufacturing Information）ＤＭＩが存在し、Ｒ物理情報ゾーンＲＩＺ内には同じく媒体製造関連情報（Disc Manufacturing Information）ＤＭＩとＲ物理フォーマット情報（R-Physical Format Information）Ｒ_ＰＦＩが存在する。ここで、「Ｒ物理フォーマット」とは書替型メディアの物理フォーマット（Recordable-media Physical Format）のことをいう。以下ではこのフォーマットを「Ｒ物理フォーマット」と略称する。
なお、書替型メディア（ＲＡＭタイプ、ＲＷタイプ）のうち、ＲＷタイプの場合は、追記に関してはＲタイプ（書替え不可で未記録エリアへの追記のみ可のタイプ）と同様に行われる。そのため、ＲＷタイプの場合の説明において、Ｒタイプの追記と同様な記録動作に関しては、「書替え」を適宜「追記」と読み替えることとする（記録に関しては、Ｒタイプは追記しかできないが、ＲＡＭ／ＲＷタイプは追記と書替えの双方ができる）。 媒体製造関連情報ＤＭＩ内は媒体製造国名に関する情報２５１と媒体メーカ所属国情報２５２が記録されている。販売された情報記憶媒体が特許侵害している時に製造場所がある国内、または情報記憶媒体を消費している（使っている）国内に対して侵害警告を掛ける場合が多い。情報記憶媒体内に前記の情報の記録を義務付けることにより、製造場所（国名）が判明し、特許侵害警告が掛け易くすることにより、知的財産が保証され技術の進歩が促進される。更に、媒体製造関連情報ＤＭＩ内はその他媒体製造関連情報２５３も記録されている。
物理フォーマット情報ＰＦＩまたはＲ物理フォーマット情報Ｒ_ＰＦＩ内には記録場所（先頭からの相対的なバイト位置）により記録される情報の種類が規定されている。すなわち、物理フォーマット情報ＰＦＩ、またはＲ物理フォーマット情報Ｒ_ＰＦＩ内の記録場所として０バイト目から３１バイト目までの３２バイトの領域にはＤＶＤファミリー内の共通情報２６１が記録され、３２バイト目から１２７バイト目までの９６バイトがこの実施形態の対象となっているＨＤ_ＤＶＤファミリー内の共通な情報２６２が記録され、１２８バイト目から５１１バイト目までの３８４バイトが各規格書タイプやパートバージョンに関するそれぞれ独自な情報（固有情報）２６３が記録され、５１２バイト目から２０４７バイト目までの１５３６バイトが各リビジョンに対応した情報が記録される。このように情報内容により物理フォーマット情報内の情報配置位置を共通化することにより、媒体の種類に依らず記録されている情報の場所が共通化されるので、情報再生装置あるいは情報記録再生装置の再生処理の共通化と簡素化が図れる。
０バイト目から３１バイト目までに記録されているＤＶＤファミリー内の共通情報２６１は、図３６（ｄ）に示すように、０バイト目から１６バイト目までに記録されている再生専用形情報記憶媒体と書替え形情報記憶媒体、追記形情報記憶媒体の全てに共通に記録してある情報２６７と、１７バイト目から３１バイト目までに書替え形情報記憶媒体と追記形情報記憶媒体には共通に記録され再生専用形では記録されていない情報２６８に分かれる。
図３７は、物理フォーマット情報とＲ物理フォーマット情報内の情報内容の一例を説明する図である。図３６に示した物理フォーマット情報ＰＦＩ、またはＲ物理フォーマット情報Ｒ_ＰＦＩ内の具体的な情報内容と物理フォーマット情報ＰＦＩ内情報の媒体種類（再生専用形か書替え形か追記形か）による比較を図３７に示す。ＤＶＤファミリー内の共通情報２６１内の再生専用形、書替え形、追記形の全てに共通に記録してある情報２６７としては、バイト位置０から１６までに順次に規格書のタイプ（再生専用／書替え／追記）情報とバージョン番号情報、媒体サイズ（直径）と最大可能データ転送レート情報、媒体構造（単層か２層か、エンボスピット／追記領域／書き替え領域の有無）、記録密度（線密度とトラック密度）情報、データ領域ＤＴＡの配置場所情報、バーストカッティング領域ＢＣＡの有無情報（この実施形態は全て有り）が記録されている。
ＤＶＤファミリー内の共通情報２６１であり、書替え形と追記形に共通に記録してある情報２６８として、２８バイト目から３１バイト目まで順次、最大記録スピードを規定したリビジョン番号情報、最大記録スピードを規定したリビジョン番号情報、リビジョン番号テーブル（応用リビジョン番号）、クラス状態情報、拡張された（パート）バージョン情報が記録されている。２８バイト目から３１バイト目までの情報を持たせたことは、物理フォーマット情報ＰＦＩ、またはＲ物理フォーマット情報Ｒ_ＰＦＩの記録領域内に記録速度に応じたリビジョン情報を持たせる。
従来、２倍速や４倍速など媒体への記録速度が上がる媒体が開発されると、それに応じてその都度新たに規格書を作り直すという非常に面倒な手間が掛かっていた。これに対して、この実施形態では、大きく内容が変更になった時にバージョンを変更させる規格書（バージョンブック）と記録速度など小変更に対応してリビジョンを変更して発行するリビジョンブックに分け、記録速度が向上する毎にリビジョンのみを更新したリビジョンブックのみを発行する。これにより、将来の高速記録対応の媒体への拡張機能を保証し、リビジョンと言う簡単な方法で規格を対応できるので新たな高速記録対応媒体が開発された場合に高速で対応が可能になる。
特に、１７バイト目の最高記録速度を規定したリビジョン番号情報の欄と１８バイト目の最低記録速度を規定したリビジョン番号情報の欄を別々に設けることにより、記録速度の最高値と最低値でリビジョン番号を別に設定可能とする。例えば、非常に高速に記録可能な記録膜を開発した場合、その記録膜は非常に高速での記録は可能であるが、記録速度を落とすと急に記録できなくなったり、あるいは記録可能な最低速度を低く出来るような記録膜は非常に高価になったりする場合が多い。これに対して、この実施形態のように記録速度の最高値と最低値でリビジョン番号を別に設定可能とすることにより、開発可能記録膜の選択範囲を広げ、その結果、より高速記録が可能な媒体やより低価格な媒体が供給可能になると言う効果が生じる。この実施形態の情報記録再生装置では各リビジョン毎の可能最高記録速度と可能な最低記録速度の情報を事前に持っている。情報記憶媒体をこの情報記録再生装置に掛けると、最初に図２４に示した情報記録再生部１４１で物理フォーマット情報ＰＦＩ、またはＲ物理フォーマット情報Ｒ_ＰＦＩ内の情報を読み取り、得られたリビジョン番号情報を元に制御部１４３内でメモリ部１７５内に事前に記録されている各リビジョン毎の可能最高記録速度と可能な最低記録速度の情報を参照して装着された情報記憶媒体の可能最高記録速度と可能な最低記録速度を割り出し、その結果に基付いて最適な記録速度で記録を行う。
次に、図３６（ｃ）に示した１２８バイト目から５１１バイト目までの各規格書のタイプとバージョンの固有情報２６３の意味と５１２バイト目から２０４７バイト目までの各リビジョン毎に固有に設定できる情報内容２６４の意味について説明する。すなわち、１２８バイト目から５１１バイト目までの各規格書のタイプとバージョンの固有情報２６３内では、各バイト位置での記録情報内容の意味がタイプが異なる書替え形情報記憶媒体と追記形情報記憶媒体に依らず一致し、５１２バイト目から２０４７バイト目までの各リビジョン毎に固有に設定できる情報内容２６４としてはタイプが異なる書替え形情報記憶媒体と追記形情報記憶媒体との違いのみならず、同じ種類の媒体においても、リビジョンが異なると各バイト位置での記録情報内容の意味が異なる事を許容する。
図３７に示すようにタイプが異なる書替え形情報記憶媒体と追記形情報記憶媒体で各バイト位置での記録情報内容の意味が一致する各規格書のタイプとバージョンの固有情報２６３の中の情報としては順次、媒体製造メーカ名情報、媒体製造メーカからの付加情報、記録マークの極性（“Ｈ→Ｌ”か“Ｌ→Ｈ”かの識別）情報、記録時もしくは再生時の線速度情報、円周方向に沿った光学系のリムインテンシティ値、半径方向に沿った光学系のリムインテンシティ値、再生時の推奨レーザパワー（記録面上の光量値）が記録される。
特に、１９２バイト目に記録マークの極性（“Ｈ→Ｌ”か“Ｌ→Ｈ”かの識別）情報ＭＰＤ（Mark Polarity Descriptor）を持たせた所にこの実施形態の特徴がある。従来の書替え形あるいは追記形ＤＶＤディスクでは未記録状態（反射レベルが相対的に高い：High）に対して記録マーク内の光反射量が低下（Low）する“Ｈ→Ｌ”（High to Low）形の記録膜しか認めていなかった。これに対して“高速記録対応”や“低価格化”あるいは物理的な性能として“クロスイレーズの減少”や“書き替え回数上限値の増加”などの要求が媒体に対して出されると、従来の“Ｈ→Ｌ”形の記録膜だけでは対応し切れないと言う問題が生じる。これに対して、この実施形態では“Ｈ→Ｌ”形の記録膜だけで無く、記録マーク内で光反射量が増加する“Ｌ→Ｈ”形の記録膜の使用まで許容するため、従来の“Ｈ→Ｌ”形だけで無く“Ｌ→Ｈ”形記録膜も規格内に組み込み、記録膜の選択範囲を広げることで高速記録可能や低価格媒体を供給できると言う効果が生じる。
具体的な情報記録再生装置の実施方法を以下に説明する。規格書（バージョンブック）あるいはリビジョンブックで“Ｈ→Ｌ”形の記録膜からの再生信号特性と“Ｌ→Ｈ”形の記録膜からの再生信号特性の両方を併記し、それに対応して図２４のＰＲ等化回路１３０とビタビ復号器１５６内に２通りずつの対応回路を用意しておく。情報再生部１４１内に情報記憶媒体を装着すると、まず始めにシステムリードイン領域ＳＹＬＤＩ内の情報を読むためのスライスレベル検出回路１３２を起動させる。スライスレベル検出回路１３２で、１９２バイト目に記録された記録マークの極性（“Ｈ→Ｌ”か“Ｌ→Ｈ”かの識別）情報を読み取った後“Ｈ→Ｌ”形か“Ｌ→Ｈ”形かの判別を行い、それに合わせてＰＲ等化回路１３０とビタビ復号器１５６内の回路を切り替えた後にデータリードイン領域ＤＴＬＤＩまたはデータ領域ＤＴＡ内に記録されている情報を再生する。上記の方法により比較的早く、しかも精度良くデータリードイン領域ＤＴＬＤＩまたはデータ領域ＤＴＡ内の情報を読む事が出来る。１７バイト目に最高記録速度を規定したリビジョン番号情報と１８バイト目に最低記録速度を規定したリビジョン番号情報が記載されているが、前記の情報は最高と最低を規定した範囲情報でしかない。最も安定に記録するためには記録時に最適な線速情報が必要となるので、その情報が１９３バイト目に記録されている。
各リビジョン毎に固有に設定できる情報内容２６４内に含まれる各種の記録条件（ライトストラテジー）情報に先立つ位置に光学系条件情報として１９４バイト目の円周方向に沿った光学系のリムインテンシティ値と、１９５バイト目の半径方向に沿った光学系のリムインテンシティ値の情報が配置されている所にこの実施形態の次の特徴がある。これらの情報は後ろ側に配置される記録条件を割り出す時に使用した光学ヘッドの光学系の条件情報を意味している。リムインテンシティとは情報記憶媒体の記録面上に集光する前に対物レンズに入射する入射光の分布状況を意味し、『入射光強度分布の中心強度を“１”とした時の対物レンズ周辺位置（瞳面外周位置）での強度値』で定義される。対物レンズへの入射光強度分布は点対称ではなく、楕円分布をし、情報記憶媒体の半径方向と円周方向でリムインテンシティ値が異なるので２通りの値が記録される。リムインテンシティ値が大きいほど情報記憶媒体の記録面上での集光スポットサイズが小さくなるので、リムインテンシティ値により最適な記録パワー条件が大きく変わる。
情報記録再生装置は自分が持っている光学ヘッドのリムインテンシティ値情報を事前に知っているので、先ず、情報記憶媒体内に記録されている円周方向と半径方向に沿った光学系のリムインテンシティ値を読み取り、自分が持っている光学ヘッドの値と比較する。比較した結果に大きな違いが無ければ後ろ側に記録されている記録条件を適用できるが、比較した結果で大きな食い違いが有れば後ろ側に記録されている記録条件を無視し、図３３に記載されているドライブテストゾーンＤＲＴＺを利用して記録再生装置自ら試し書きをしながら最適な記録条件の割り出しを始める必要がある。
このように後ろ側に記録されている記録条件を利用するか、その情報を無視して自ら試し書きをしながら最適な記録条件の割り出しを始めるかの判断を早急に行う必要がある。図３７に示すように、推奨される記録条件が記録されている位置に対する先行位置にその条件を割り出した光学系の条件情報を配置することにより、まず始めにそのリムインテンシティ情報を読み取る事ができ、後に配置される記録条件の適合可否を高速に判定できる。
上述したようにこの実施形態では大きく内容が変更になった時にバージョンを変更させる規格書（バージョンブック）と記録速度など小変更に対応してリビジョンを変更して発行するリビジョンブックに分け、記録速度が向上する毎にリビジョンのみを更新したリビジョンブックのみを発行できるようにしている。したがって、リビジョン番号が異なるとリビジョンブック内の記録条件が変化するので、記録条件（ライトストラテジー）に関する情報が主に５１２バイト目から２０４７バイト目までの各リビジョン毎に固有に設定できる情報内容２６４の中に記録される。図３７から明らかなように、５１２バイト目から２０４７バイト目までの各リビジョン毎に固有に設定できる情報内容２６４としては、タイプが異なる書替え形情報記憶媒体と追記形情報記憶媒体との違いのみならず同じ種類の媒体においてもリビジョンが異なると各バイト位置での記録情報内容の意味が異なる事を許容する。
図３７におけるピークパワー、第１バイアスパワー、第２バイアスパワー、第３バイアスパワーの定義は図３４で定義されているパワー値に一致している。図３７におけるファーストパルスの終了時間とは図３４で定義したＴＥＦＰの事を意味し、マルチパルス間隔とは図３４で定義したＴＭＰの事を意味し、ラストパルスの開始時間とは図３４で定義したＴＳＬＰの事を意味し、２Ｔマークの第２バイアスパワーの期間とは図３４で定義したＴＬＣの事を意味する。
図３８は、物理セクタ構造を構成するまでの変換手順の概略を説明する図である。２０４８バイト単位のユーザデータを記録したデータフレーム構造からＥＣＣブロックを構成し、同期コードを付加した後、情報記憶媒体に記録する物理セクタ構造を形成するまでの変換手順の概略について図３８に示す。この変換手順は再生専用形情報記憶媒体、追記形情報記憶媒体、書替え形情報記憶媒体いずれも共通に採用される。各変換段階に応じて、データフレーム（Data Frame）、スクランブル後のフレーム（scrambled frame）、レコーディングフレーム（Recording Frame）または記録データフィールド（Recorded Data Field）と呼ぶ。
データフレームはユーザデータが記録される場所であり、２０４８バイトからなるメインデータ、４バイトのデータＩＤ、２バイトのＩＤエラー検出コード（ＩＥＤ）、６バイトの予約バイト（Reserved Bytes）ＲＳＶ、４バイトのエラー検出コード（ＥＤＣ）から構成される。始めに後述するデータＩＤにＩＥＤ（ＩＤエラー検出コード）が付加された後、６バイトの予約バイトとデータフレームはユーザデータが記録される場所であり、２０４８バイトからなるメインデータを付加し、更にエラー検出コード（ＥＤＣ）を付加した後、メインデータに対するスクランブルが実行される。ここで、スクランブルされた３２個のデータフレーム（スクランブルドフレーム）に対して、クロスリードソロモンエラーコレクションコード（Cross Reed-Solomon Error Correction Code）が適用されて、ＥＣＣエンコード処理が実行される。これによりレコーディングフレームが構成される。
このレコーディングフレームは、アウターパリティコード（Parity of Outer-code）ＰＯ、インナーパリティコード（Parity of Inner-code）ＰＩを含む。パリティコードＰＯ、ＰＩは、それぞれ３２個のスクランブルドフレームによりなる各ＥＣＣブロックに対して作成されたエラー訂正コードである。記録フレームは、前述したように８データビットを１２チャネルビットに変換するＥＴＭ（Eight to Twelve Modulation）変調される。そして、９１バイト毎に先頭に同期コード（シンクコード：Sync Code）ＳＹＮＣが付加され、３２個の物理セクタが形成される。図３８の右下の枠内に記載されているように３２セクタで一つのエラー訂正単位（ＥＣＣブロック）を構成する所にこの実施形態の特徴がある。図４１または図４２での各枠内の“０”から“３１”までの番号は各物理セクタの番号を示し、“０”から“３１”までの合計３２個の物理セクタで１個の大きなＥＣＣブロックを構成する構造になっている。
次世代ＤＶＤにおいては、現世代ＤＶＤと同じ程度の長さの傷が情報記憶媒体表面に付いた場合でも、エラー訂正処理で正確な情報が再生できる事を要求される。この実施形態では大容量化を目指して記録密度を高めた。その結果、従来の１ＥＣＣブロック＝１６セクタの場合には、エラー訂正で補正可能な物理的傷の長さが従来のＤＶＤに比べて短くなる。この実施形態のように１ＥＣＣブロックを３２セクタで構成する構造にすることにより、エラー訂正可能な情報記憶媒体表面傷の許容長さを長くできると共に、現行ＤＶＤのＥＣＣブロック構造の互換性・フォーマット継続性を確保できる。
図３９は、データフレーム内構造の一例を説明する図である。１個のデータフレームは、１７２バイト×２×６行からなる２０６４バイトであり、そのなかに２０４８バイトのメインデータを含む。ＩＥＤとはID Error Detection Codeの略でデータＩＤ情報に対する再生時のエラー検出用付加コードを意味している。ＲＥＶはReserveの略で将来情報を設定できるための予約領域を意味している。ＥＤＣとはError Detection Codeの略でデータフレーム全体のエラー検出用付加コードを意味している。
データＩＤはデータフレーム情報９２１とデータフレーム番号９２２の情報から構成され、データフレーム番号は対応するデータフレームの物理セクタ番号９２２を表示している。
データフレーム情報９２１内は下記の情報から構成されている：
・フォーマットタイプ９３１…０ｂ：ＣＬＶを表し、
１ｂ：ゾーン構成を表す
・トラッキング方法９３２…０ｂ：ピット対応で、この実施形態ではＤＰＤ（Differential Phase Detect）法を使用する
１ｂ：プリグルーブ対応で、Push-Pull 法 またはＤＰＰ（Differential Push-Pull）法を使用する
・記録膜の反射率９３３…０ｂ：４０％以上
１ｂ：４０％以下
・レコーディングタイプ情報９３４…０ｂ：一般データ
１ｂ：リアルタイムデータ（Audio Video データ）
・領域タイプ情報９３５…００ｂ：データ領域ＤＴＡ
０１ｂ：システムリードイン領域ＳＹＬＤＩか
データリードイン領域ＤＴＬＤＩ
１０ｂ：データリードアウト領域ＤＴＬＤＯか
システムリードアウト領域ＳＹＬＤＯ
・データタイプ情報９３６…０ｂ：再生専用データ
１ｂ：書き替え可能データ
・レイヤー番号９３７…０ｂ：レイヤー０
１ｂ：レイヤー１
図４０は、ＥＣＣブロック構造の一例を説明する図である。ＥＣＣブロックは、連続する３２個のスクランブルドフレームから形成されている。縦方向に１９２行＋１６行、横方向に（１７２＋１０）×２列が配置されている。Ｂ０，０、Ｂ１，０、…はそれぞれ１バイトである。ＰＯ、ＰＩは、エラー訂正コードであり、アウターパリティ、インナーパリティである。この実施形態では、積符号を用いたＥＣＣブロック構造を構成している。すなわち、情報記憶媒体に記録するデータを２次元状に配置し、エラー訂正用付加ビットとして“行”方向に対してはＰＩ（Parity in）、“列”方向に対してはＰＯ（Parity out）を付加した構造になっている。このように積符号を用いたＥＣＣブロック構造を構成することにより、イレイジャー訂正および縦と横の繰り返し訂正処理による高いエラー訂正能力を保証できる。
・フォーマットタイプ９３１…０ｂ：ＣＬＶを表し、
１ｂ：ゾーン構成を表す
・トラッキング方法９３２…０ｂ：ピット対応で、この実施形態ではＤＰＤ（Differential Phase Detect）法を使用する
１ｂ：プリグルーブ対応で、Push-Pull 法 またはＤＰＰ（Differential Push-Pull）法を使用する
・記録膜の反射率９３３…０ｂ：４０％以上
１ｂ：４０％以下
・レコーディングタイプ情報９３４…０ｂ：一般データ
１ｂ：リアルタイムデータ（Audio Video データ）
・領域タイプ情報９３５…００ｂ：データ領域ＤＴＡ
０１ｂ：システムリードイン領域ＳＹＬＤＩか
データリードイン領域ＤＴＬＤＩ
１０ｂ：データリードアウト領域ＤＴＬＤＯか
システムリードアウト領域ＳＹＬＤＯ
・データタイプ情報９３６…０ｂ：再生専用データ
１ｂ：書き替え可能データ
・レイヤー番号９３７…０ｂ：レイヤー０
１ｂ：レイヤー１
図４０は、ＥＣＣブロック構造の一例を説明する図である。ＥＣＣブロックは、連続する３２個のスクランブルドフレームから形成されている。縦方向に１９２行＋１６行、横方向に（１７２＋１０）×２列が配置されている。Ｂ０，０、Ｂ１，０、…はそれぞれ１バイトである。ＰＯ、ＰＩは、エラー訂正コードであり、アウターパリティ、インナーパリティである。この実施形態では、積符号を用いたＥＣＣブロック構造を構成している。すなわち、情報記憶媒体に記録するデータを２次元状に配置し、エラー訂正用付加ビットとして“行”方向に対してはＰＩ（Parity in）、“列”方向に対してはＰＯ（Parity out）を付加した構造になっている。このように積符号を用いたＥＣＣブロック構造を構成することにより、イレイジャー訂正および縦と横の繰り返し訂正処理による高いエラー訂正能力を保証できる。
図４０に示すＥＣＣブロック構造は従来のＤＶＤのＥＣＣブロック構造とは異なり、同一“行”内で２箇所ＰＩを設定している所に特徴がある。すなわち、図４０において中央に記載された１０バイトサイズのＰＩは、その左側に配置されている１７２バイトに対して付加される。すなわち、例えばＢ０，０からＢ０，１７１の１７２バイトのデータに対してＰＩとしてＢ０，１７２からＢ０，１８１の１０バイトのＰＩを付加し、Ｂ１，０からＢ１，１７１の１７２バイトのデータに対してＰＩとしてＢ１，１７２からＢ１，１８１の１０バイトのＰＩを付加する。
図４０の右端に記載された１０バイトサイズのＰＩは、その左側で中央に配置されている１７２バイトに対して付加される。すなわち、例えばＢ０，１８２からＢ０，３５３の１７２バイトのデータに対してＰＩとしてＢ０，３５４からＢ０，３６３の１０バイトのＰＩを付加する。
図４１は、スクランブル後のフレーム配列の一例を説明する図である。（６行×１７２バイト）単位が１スクランブル後のフレームとして扱われる。すなわち、１ＥＣＣブロックは連続する３２個のスクランブル後のフレームからなる。さらに、このシステムでは（ブロック１８２バイト×２０７バイト）をペアとして扱う。左側のＥＣＣブロックの各スクランブル後のフレームの番号にＬを付け、右側のＥＣＣブロックの各スクランブル後のフレームの番号にＲを付けると、スクランブル後のフレームは、図４１に示すように配置されている。すなわち、左側のブロックに左と右のスクランブル後のフレームが交互に存在し、右側のブロックにスクランブル後のフレームが交互に存在する。
すなわち、ＥＣＣブロックは、３２個の連続スクランブル後のフレームから形成される。奇数セクタの左半分の各行は、右半分の行と交換されている。１７２×２バイト×１９２行は１７２バイト×１２行×３２スクランブルドフレームに等しく、データ領域となる。１６バイトのＰＯが、各１７２×２列にＲＳ（２０８，１９２，１７）のアウターコードを形成するために付加される。また１０バイトのＰＩ（ＲＳ（１８２，１７２，１１））が、左右のブロックの各２０８×２行に付加される。ＰＩは、ＰＯの行にも付加される。フレーム内の数字は、スクランブルドフレーム番号を示し、サフィックスのＲ，Ｌは、スクランブルドフレームの右側半分と、左側半分を意味する。
同一のデータフレーム内を複数の小ＥＣＣブロックに分散配置する所にこの実施形態の特徴がある。具体的にはこの実施形態では２個の小ＥＣＣブロックで大きな１ＥＣＣブロックを構成し、同一のデータフレーム内をこの２個の小ＥＣＣブロック内に交互に分散配置する。図４０の説明の所で中央に記載された１０バイトサイズのＰＩは、その左側に配置されている１７２バイトに対して付加され、右端に記載された１０バイトサイズのＰＩは、その左側で中央に配置されている１７２バイトに対して付加される事を既に説明した。つまり図４０の左端から１７２バイトと連続する１０バイトのＰＩで左側（Left 側）の小ＥＣＣブロックを構成し、中央の１７２バイトから右端の１０バイトのＰＩで右側（Right 側）の小ＥＣＣブロックを構成している。それに対応して図４１の各枠内の記号が設定されている。例えば図４１内の“２−Ｒ”などの意味はデータフレーム番号と左右の小ＥＣＣブロックのどちらに属するか（例えば２番目のデータフレーム内で Right 側の小ＥＣＣブロックに属する）を表している。また後述するように最終的に構成される各物理セクタ毎に同一物理セクタ内のデータも交互に左右の小ＥＣＣブロック内に分散配置される（図３３における左半分の列は左側の小ＥＣＣブロック（図５１に示した左側の小ＥＣＣブロックＡ）内に含まれ、右半分の列は右側の小ＥＣＣブロック（図５１に示した右側の小ＥＣＣブロックＢ）内に含まれる。
このように同一のデータフレーム内を複数の小ＥＣＣブロックに分散配置すると、物理セクタ（図３３）内データのエラー訂正能力を向上させる事による記録データの信頼性向上が図れる。例えば、記録時にトラックが外れて既記録データ上をオーバーライトしてしまい、１物理セクタ分のデータが破壊された場合を考える。この実施形態では１セクタ内の破壊データを２個の小ＥＣＣブロックを用いてエラー訂正を行うため、１個のＥＣＣブロック内でのエラー訂正の負担が軽減され、より性能の良いエラー訂正が保証される。また、この実施形態ではＥＣＣブロック形成後でも各セクタの先頭位置にデータＩＤが配置される構造になっているため、アクセス時のデータ位置確認が高速で行える。
図４２は、ＰＯのインターリーブ方法の一例を説明する図である。図４２に示す様に、１６のパリティ行は、１行ずつ分散される。すなわち、１６のパリティ行は、２つのレコーディングフレーム置きに対して、１行ずつ配置される。したがって、１２行からなるレコーディングフレームは１２行＋１行となる。この行インターリーブが行なわれた後、１３行×１８２バイトはレコーディングフレームとして参照される。したがって、行インターリーブが行なわれた後のＥＣＣブロックは３２個のレコーディングフレームからなる。１つのレコーディング内には、図４１で説明したように、右側と左側のブロックの行が６行ずつ存在する。また、ＰＯは左のブロック（１８２×２０８バイト）と右のブロック（１８２×２０８バイト）間では、異なる行に位置するように配置されている。図３３では、１つの完結形のＥＣＣブロックとして示している。しかし、実際のデータ再生時には、このようなＥＣＣブロックが連続してエラー訂正処理部に到来する。このようなエラー訂正処理の訂正能力を向上するために、図４２に示すようなインターリーブ方式が採用された。
図５１は、ＰＯインターリーブ後のＥＣＣブロックの詳細構造例を説明する図である。図３９に示した１個のデータフレーム内の構造から図４２に示したＰＯのインターリーブ方法までの関係について、図５１を用いて詳細に説明する。図５１では図４２に示したＰＯインターリーブ後のＥＣＣブロック構造図の上側部分を拡大し、その中に図３９に示したデータＩＤ、ＩＥＤ、ＲＳＶ、ＥＤＣの配置場所を明示することにより、図３９から図４２までの変換のつながりが一目で見れるようにした。図５１の“０−Ｌ”、“０−Ｒ”、“１−Ｒ”、“１−Ｌ”は図４１の各“０−Ｌ”、“０−Ｒ”、“１−Ｒ”、“１−Ｌ”に対応する。“０−Ｌ”や“１−Ｌ”は図３９の左半分すなわち、中央線から左側の１７２バイトと６行で構成されるまとまりに対してメインデータのみにスクランブルを掛けた後のデータを意味する。同様に、“０−Ｒ”や“１−Ｒ”は図３９の右半分すなわち、中央線から右側の１７２バイトと６行で構成されるまとまりに対してメインデータのみにスクランブルを掛けた後のデータを意味する。したがって、図３９から明らかなように、“０−Ｌ”や“１−Ｌ”の最初の行（０行目）の最初から１２バイト目までにデータＩＤ、ＩＥＤ、ＲＳＶが順番に並んでいる。
図５１において中心線から左側が左側の小ＥＣＣブロックＡを構成し、中心線から右側が右側の小ＥＣＣブロックＢを構成している。したがって、図５１から分かるように“０−Ｌ”や“２−Ｌ”内に含まれるデータＩＤ＃１、データＩＤ＃２、ＩＥＤ＃０、ＩＥＤ＃２、ＲＳＶ＃０、ＲＳＶ＃２は左側の小ＥＣＣブロックＡの中に含まれる。図４１において、左側に“０−Ｌ”や“２−Ｌ”が配置され、右側に“０−Ｒ”や“２−Ｒ”が配置されているのに対して、“１−Ｒ”と“１−Ｌ”の配置は左右逆転し、右側に“１−Ｌ”が、左側に“１−Ｒ”がそれぞれ配置される。“１−Ｌ”の中の最初の行の最初から１２バイト目までにデータＩＤ＃１、ＩＥＤ＃１、ＲＳＶ＃１が配置されているので、左右の配置が逆転した結果、図５１から分かるように、“１−Ｌ”内に含まれるデータＩＤ＃１、ＩＥＤ＃１、ＲＳＶ＃１が右側の小ＥＣＣブロックＢの中に構成される。
この実施形態では図５１における“０−Ｌ”と“０−Ｒ”の組み合わせを“０番目のレコーディング・フレーム”、“１−Ｌ”と“１−Ｒ”の組み合わせを“１番目のレコーディング・フレーム”と呼ぶ。各レコーディング・フレーム間の境界は図５１の太線で示してある。図５１から分かるように、各レコーディング・フレームの先頭にはデータＩＤ、各レコーディング・フレームの最後にはＰＯとＰＩ-Ｌが配置される。図５１に示すように、レコーディング・フレームの奇数と偶数番目でデータＩＤが含まれる小ＥＣＣブロックが異なり、レコーディング・フレームの連続に従ってデータＩＤ、ＩＥＤ、ＲＳＶが左側と右側の小ＥＣＣブロックＡとＢに交互に配置される。１個の小ＥＣＣブロック内でのエラー訂正能力には限界が有り、特定数を越えたランダムエラーや特定長を越えたバーストエラーに対してはエラー訂正が不可能となる。上記のようにデータＩＤ、ＩＥＤ、ＲＳＶを左側と右側の小ＥＣＣブロックＡとＢに交互に配置することにより、データＩＤの再生信頼性を向上させる事が出来る。すなわち、情報記憶媒体上の欠陥が多発してどちらかの小ＥＣＣブロックのエラー訂正が不可能となり、そちらに属するデータＩＤの解読が不可能となっても、データＩＤ、ＩＥＤ、ＲＳＶが左側と右側の小ＥＣＣブロックＡとＢに交互に配置されるために、他方の小ＥＣＣブロックではエラー訂正が可能であり、残りのデータＩＤの解読が可能となる。データＩＤ内のアドレス情報に連続性があるため、解読可能なデータＩＤの情報を用いて解読が不可能だったデータＩＤの情報に対して補間が可能である。その結果、図５１に示した実施形態によりアクセスの信頼性を高める事が出来る。図５１の左側の括弧で囲った番号はＰＯインターリーブ後のＥＣＣブロック内の行番号を示している。情報記憶媒体に記録される場合には、行番号順に左から右に沿って順次記録される。図５１において各レコーディング・フレーム内に含まれるデータＩＤ間隔は常に一定間隔で配置されているため、データＩＤ位置検索性が向上する効果がある。
レコーディング・フレームの奇数と偶数でデータＩＤが含まれる小ＥＣＣブロックが異なる（交互に配置される）（図５１）ことにより、データＩＤの再生信頼性を向上させ、アクセスの信頼性が高まる。
図４３は、物理セクタ内の構造例を説明する図である。図４３（ａ）は偶数番目の物理セクタ構造を示し、図４３（ｂ）は奇数番目のデータ構造を示す。図４３において、偶数記録データ領域（Even Recorded data field）及び奇数記録データ領域（Odd Recorded data field）のいずれも、最後の２シンクフレーム（すなわち最後のシンクコードがＳＹ３の部分とその直後のシンクデータ及びシンクコードがＳＹ１の部分とその直後のシンクデータが並んだ部分）内のシンクデータ領域に図４２で示したアウターパリティＰＯの情報が挿入される。
偶数記録データ領域内の最後の２シンクフレーム箇所には図４１に示した左側のＰＯの一部が挿入され、奇数記録データ領域内の最後の２シンクフレーム箇所には図４１に示した右側のＰＯの一部が挿入される。図４１に示すように１個のＥＣＣブロックはそれぞれ左右の小ＥＣＣブロックから構成され、セクタ毎に交互に異なるＰＯグループ（左の小ＥＣＣブロックに属するＰＯか、右の左の小ＥＣＣブロックに属するＰＯか）のデータが挿入される。図４３（ａ）に示した偶数番目の物理セクタ構造と、図４３（ｂ）に示した奇数番目のデータ構造のいずれも中心線で２分割され、左側の“２４＋１０９２＋２４＋１０９２チャネルビット”が図４０または図４１に示した左側（Left側）の小ＥＣＣブロック内に含まれ、右側の“２４＋１０９２＋２４＋１０９２チャネルビット”が図４０または図４１に示した右側（Right側）の小ＥＣＣブロック内に含まれる。
図４３に示した物理セクタ構造が情報記憶媒体に記録される場合には、各１列毎にシリアルに記録される。したがって、例えば図４３（ａ）に示した偶数番目の物理セクタ構造のチャネルビットデータを情報記憶媒体に記録する場合には、最初に記録する２２３２チェネルビットのデータが左側（Left側）の小ＥＣＣブロック内に含まれ、次に記録する２２３２チェネルビットのデータが右側（Right側）の小ＥＣＣブロック内に含まる。更に次に記録する２２３２チェネルビットのデータは左側（Left側）の小ＥＣＣブロック内に含まれる。これに対して図４３（ｂ）に示した奇数番目のデータ構造のチャネルビットデータを情報記憶媒体に記録する場合には、最初に記録する２２３２チェネルビットのデータが右側（Right側）の小ＥＣＣブロック内に含まれ、次に記録する２２３２チェネルビットのデータが左側（Left側）の小ＥＣＣブロック内に含まる。更に次に記録する２２３２チェネルビットのデータは右側（Right側）の小ＥＣＣブロック内に含まれる。
このように、この実施形態では、同一の物理セクタ内を２個の小ＥＣＣブロック内に２２３２チェネルビット毎に交互に所属させる。これを別の形で表現すると、右側（Right側）の小ＥＣＣブロック内に含まれデータと左側（Left側）の小ＥＣＣブロック内に含まれるデータを２２３２チェネルビット毎に交互に分散配置した形で物理セクタを形成して情報記憶媒体に記録する事になる。その結果、バーストエラーに強い構造を提供できる。例えば、情報記憶媒体の円周方向に長い傷が付き、１７２バイトを越えるデータの判読が不可能になったバーストエラーの状態を考える。この場合の１７２バイトを越えるバーストエラーは２つの小さいＥＣＣブロック内に分散配置されるので、１個のＥＣＣブロック内でのエラー訂正の負担が軽減され、より性能の良いエラー訂正が保証される。
図４３は、１個のＥＣＣブロックを構成する物理セクタの物理セクタ番号が偶数番号か奇数番号かで物理セクタ内のデータ構造が異なる所に特徴がある。つまり、
（１）物理セクタの最初の２２３２チェネルビットデータが属する小ＥＣＣブロック（右側か左側か）が異なる；
（２）セクタ毎に交互に異なるＰＯグループのデータが挿入される構造になっている。
（１）物理セクタの最初の２２３２チェネルビットデータが属する小ＥＣＣブロック（右側か左側か）が異なる；
（２）セクタ毎に交互に異なるＰＯグループのデータが挿入される構造になっている。
その結果、ＥＣＣブロックを構成した後でも全ての物理セクタの先頭位置にデータＩＤが配置される構造を保証するため、アクセス時のデータ位置確認が高速で行える。また、同一物理セクタ内に異なる小ＥＣＣブロックに属するＰＯを混在挿入することにより、図４２のようなＰＯ挿入方法を採る方法が構造が簡単になり、情報再生装置内でのエラー訂正処理後の各セクタ毎の情報抽出が容易になると共に、情報記録再生装置内でのＥＣＣブロックデータの組立て処理の簡素化が図れる。
上記内容を具体的に実現する方法として、ＰＯのインターリーブ・挿入位置が左右で異なる構造としている。図４２の狭い２重線で示された部分、あるいは狭い２重線と斜線で示された部分がＰＯのインターリーブ・挿入位置を示し、偶数番目の物理セクタ番号では左側の最後に、奇数番目の物理セクタ番号では右側の最後にそれぞれＰＯが挿入される。この構造を採用することにより、ＥＣＣブロックを構成した後でも物理セクタの先頭位置にデータＩＤ配置される構造になっているため、アクセス時のデータ位置確認が高速で行える
図４４は、変調ブロックの構成例を説明する図である。変調はコード変換テーブルを用いて行われる。この変換テーブルは、各データワード“００ｈ”〜“ＦＦｈ”と各State０〜２毎に対応するコードワードの１２チャネルビットと次のデータワードのStateを示す内容を持つ。変調ブロックの構成を図４４に示す。コードテーブル３５２は、データワードＢ（ｔ）とステートＳ（ｔ）から、コードワードＸ（ｔ）とネクストステートＳ（ｔ＋１）を次のように求める：
Ｘ（ｔ）＝Ｈ｛Ｂ（ｔ），Ｓ（ｔ）｝
Ｓ（ｔ＋１）＝Ｇ｛Ｂ（ｔ），Ｓ（ｔ）｝
Ｈはコードワード出力機能、Ｇは次のState出力機能である。
図４４は、変調ブロックの構成例を説明する図である。変調はコード変換テーブルを用いて行われる。この変換テーブルは、各データワード“００ｈ”〜“ＦＦｈ”と各State０〜２毎に対応するコードワードの１２チャネルビットと次のデータワードのStateを示す内容を持つ。変調ブロックの構成を図４４に示す。コードテーブル３５２は、データワードＢ（ｔ）とステートＳ（ｔ）から、コードワードＸ（ｔ）とネクストステートＳ（ｔ＋１）を次のように求める：
Ｘ（ｔ）＝Ｈ｛Ｂ（ｔ），Ｓ（ｔ）｝
Ｓ（ｔ＋１）＝Ｇ｛Ｂ（ｔ），Ｓ（ｔ）｝
Ｈはコードワード出力機能、Ｇは次のState出力機能である。
ステートレジスタ３５８はコードテーブル３５２からネクストステートＳ（ｔ＋１）を入力してコードテーブル３５２へ（カレント）ステートＳ（ｔ）を出力する。コード変換テーブル内の幾つかの１２チャンネルビットは“０ｂ”、“１ｂ”とともにアスタリスクビット“＊”とシャープビット“＃”とを含む。コード変換テーブル内のアスタリスクビット“＊”はビットがマージングビットであることを示す。変換テーブル内の幾つかのコードワードはＬＳＢにマージングビットを有する。マージングビットは自身に後続するチャンネルビットに応じてコードコネクタ３５４により“０ｂ”、“１ｂ”の何れかに設定される。後続チャンネルビットが“０ｂ”であれば、マージングビットは“１ｂ”に設定される。後続チャンネルビットが“１ｂ”であれば、マージングビットは“０ｂ”に設定される。変換テーブル内のシャープビット“＃”はビットがＤＳＶ制御ビットであることを示す。ＤＳＶ制御ビットはＤＳＶコントローラ３５６によりＤＣ成分抑圧制御を行うことにより決定される。
図４５は、各種情報記憶媒体毎のデータ記録形式（フォーマット）の比較例を説明する図である。図４５を用いて、この実施形態における各種情報記憶媒体毎のデータ記録形式（フォーマット）の比較を説明する。図４５（ａ）は従来の再生専用形情報記憶媒体ＤＶＤ-ＲＯＭと従来の追記形情報記憶媒体ＤＶＤ-Ｒ及び従来の書替え形情報記憶媒体ＤＶＤ-ＲＷにおけるデータ記録形式を示し、図４５（ｂ）はこの実施形態における再生専用形情報記憶媒体のデータ記録形式を示し、図４５（ｃ）はこの実施形態における追記形情報記憶媒体のデータ記録形式を示し、図４５（ｄ）はこの実施形態における書替え形情報記憶媒体のデータ記録形式を示している。
比較のために各ＥＣＣブロック４１１〜４１８の大きさを同じに合わせているが、図４５（ａ）に示した従来の再生専用形情報記憶媒体ＤＶＤ-ＲＯＭと従来の追記形情報記憶媒体ＤＶＤ-Ｒ及び従来の書替え型情報記憶媒体におけるＤＶＤ-ＲＷでは、１６物理セクタで１個のＥＣＣブロックを構成しているのに対し、図４５（ｂ）〜（ｄ）に示したこの実施形態では、３２物理セクタで１個のＥＣＣブロックを構成している所が異なる。この実施形態では、図４５（ｂ）〜（ｄ）に示すように、各ＥＣＣブロック ＃１ ４１１〜＃８ ４１８の間にシンクフレーム長４３３と同じ長さのガード領域４４２〜４４８を設けている。
従来の再生専用形情報記憶媒体ＤＶＤ-ＲＯＭでは図４５（ａ）に示すように各ＥＣＣブロック ＃１ ４１１〜＃８ ４１８が連続に記録されている。従来の追記形情報記憶媒体ＤＶＤ-Ｒや従来の書替え形情報記憶媒体ＤＶＤ-ＲＷで従来の再生専用形情報記憶媒体ＤＶＤ-ＲＯＭとデータ記録形式（フォーマット）の互換性を確保するために、制限付きオーバーライト（Restricted Overwrite）と呼ばれる追記又は書き替え処理を行うと、書き重ねによりＥＣＣブロック内の一部を破壊し、再生時のデータ信頼性を大きく損なうと言う問題が有った。これに対して、この実施形態のようにデータフィールド（ＥＣＣブロック）間にガード領域４４２〜４４８を配置すると、書き重ね場所をガード領域４４２〜４４８内に制限して、データフィールド（ＥＣＣブロック）のデータ破壊を防止できる。
上記ガード領域４４２〜４４８の長さを図４５に示すように１シンクフレームサイズであるシンクフレーム長４３３に合わせた所にこの実施形態の次の特徴がある。図４３、図４５に示すように１１１６チャネルビットと言う一定のシンクフレーム長４３３間隔で同期コード（シンクコード）が配置されており、図２４に示す同期コード位置抽出部１４５内ではこの一定周期間隔を利用して同期コード位置の抽出を行っている。この実施形態でガード領域４４２〜４４８の長さシンクフレーム長４３３に合わせることにより、再生時にガード領域４４２〜４４８を跨っても、このシンクフレーム間隔が不変に保たれるので、再生時の同期コード位置検出を容易にすると言う効果がある。
更に、
（１）ガード領域４４２〜４４８を跨った場所でも同期コードの出現頻度を一致させて同期コード位置検出の検出精度を向上させる；
（２）ガード領域４４２〜４４８も含めた物理セクタ内の位置の判別を容易にする；
を目的としてこの実施形態ではガード領域内に同期コード（シンクデータ）を配置する。
（１）ガード領域４４２〜４４８を跨った場所でも同期コードの出現頻度を一致させて同期コード位置検出の検出精度を向上させる；
（２）ガード領域４４２〜４４８も含めた物理セクタ内の位置の判別を容易にする；
を目的としてこの実施形態ではガード領域内に同期コード（シンクデータ）を配置する。
具体的には、図４７に示すように、各ガード領域４４２〜４６８の開始位置にはポストアンブル領域（Postamble field）４８１が形成され、そのポストアンブル領域４８１にはシンクコード番号“１”の同期コード“ＳＹ１”が配置されている。図４３から分かるように、物理セクタ内の３個の連続する同期コードのシンクコード番号の組み合わせは全ての場所で異なっている。更に、ガード領域４４２〜４４８内のシンクコード番号“１”まで加味した３個の連続する同期コードのシンクコード番号の組み合わせも全ての場所で異なっている。したがって、任意の領域内での連続する３個の同期コードのシンクコード番号の組み合わせにより物理セクタ内の位置情報のみならず、ガード領域の場所も含めた物理セクタ内の位置の判別が可能となる。
図４６は各種情報記憶媒体におけるデータ構造の従来例との比較例１を説明する図であり、図４７は各種情報記憶媒体におけるデータ構造の従来例との比較例２を説明する図である。図４７は、図４５に示したガード領域４４１〜４４８内の詳細な構造を例示している。物理セクタ内の構造はシンクコード４３１とシンクデータ４３２の組み合わせから構成されるが、ガード領域４４１〜４４８内も同様にシンクコード４３３とシンクデータ４３４の組み合わせから構成され、ガード領域 ＃３ ４４３内のシンクデータ４３４領域内もセクタ内のシンクデータ４３２と同じ変調規則に従って変調されたデータが配置される。
図４０に示す３２個の物理セクタから構成される１個分のＥＣＣブロック＃２（図４６、図４７）４１２内の領域を、この実施の形態本ではデータフィールド４７０と呼ぶ。図４７におけるＶＦＯ（Variable Frequency Oscillator）領域４７１、４７２はデータ領域４７０を再生する時の情報再生装置または情報記録再生装置の基準クロックの同期合わせに利用する。ＶＦＯ領域４７１、４７２内に記録されるデータ内容として、共通の変調規則における変調前のデータは“７Ｅｈ”の連続繰り返しとなり、変調後の実際に記録されるチャネルビットパターンは“０１０００１ ０００１００”の繰り返しパターン（“０”が連続３個ずつ繰り返すパターン）となる。なお、このパターンが得られるためにはＶＦＯ領域４７１、４７２の先頭バイトは変調におけるState２の状態に設定される必要がある。
プリシンク領域４７７、４７８はＶＦＯ領域４７１、４７２とデータ領域４７０間の境目位置を表し、変調後の記録チャネルビットパターンは“１０００００ １０００００”（“０”が連続５個ずつ繰り返すパターン）の繰り返しになっている。情報再生装置または情報記録再生装置ではＶＦＯ領域４７１、４７２内の“０１０００１ ０００１００”の繰り返しパターンから、プリシンク領域４７７、４７８内の“１０００００ １０００００”の繰り返しパターンのパターン変化位置を検出し、データ領域４７０が近付くことを認識する。ポストアンブル領域４８１はデータ領域４７０の終了位置を示すと共にガード領域４４３の開始位置を表している。ポストアンブル領域４８１内のパターンは同期コード（SYNC Code）の内“ＳＹ１”のパターンと一致している。
エキストラ領域４８２はコピー制御や不正コピー防止用に使われる領域である。特にコピー制御や不正コピー防止用に使われ無い場合にはチャネルビットで全て“０”に設定する。バッファ領域はＶＦＯ領域４７１、４７２と同じ変調前のデータは“７Ｅｈ”の連続繰り返しとなり、変調後の実際に記録されるチャネルビットパターンは“０１０００１ ０００１００”の繰り返しパターン（“０”が連続３個ずつ繰り返すパターン）となる。なお、このパターンが得られるためにはＶＦＯ領域４７１、４７２の先頭バイトは変調におけるState２の状態に設定される必要がある。
図４７に示すように“ＳＹ１”のパターンが記録されているポストアンブル領域４８１がシンクコード領域４３３に該当し、その直後のエキストラ領域４８２からプリシンク領域４７８までの領域がシンクデータ領域４３４に対応する。ＶＦＯ領域４７１からバッファ領域４７５に至る領域（つまりデータ領域４７０とその前後のガード領域の一部を含む領域）をデータセグメント４９０と呼び、後述する“物理セグメント”とは異なる内容を示している。図４７に示した各データのデータサイズは変調前のデータのバイト数で表現している。
この実施形態は図４７に示した構造に限らず、他の実施形態として下記の方法を採用することもできる。すなわち、ＶＯＦ領域４７１とデータ領域４７０の境界部にプリシンク領域４７７を配置する代わりに、ＶＯＦ領域４７１、４７２の途中にプリシンク領域４７７を配置する。この他の実施形態ではデータブロック４７０の先頭位置に配置される“ＳＹ０”のシンクコードとプリシンク領域４７７との間の距離を離すことで距離相関を大きく取り、プリシンク領域４７７を仮Ｓｙｎｃとして設定し、本物のＳｙｎｃ位置の距離相関情報（他のＳｙｎｃ間距離とは異なるが）として利用する。もし本物のＳｙｎｃが検出できなければ、仮Ｓｙｎｃから生成した本物が検出されるであろう位置でＳｙｎｃを挿入する。このようにしてプリシンク領域４７７を本物シンク（“ＳＹ０”）と多少の距離を取る所に他の実施形態の特徴がある。プリシンク領域４７７をＶＦＯ領域４７１、４７２の始めに配置すると、読み取りクロックのＰＬＬがロックしていない為プリシンクの役目が弱くなる。したがって、プリシンク領域４７７をＶＦＯ領域４７１、４７２の中間位置に配置するのが望ましい。
この実施形態では記録形（書替え形あるいは追記形）情報記憶媒体におけるアドレス情報はウォブル変調を用いてあらかじめ記録されている。ウォブル変調方式として±９０度（１８０度）の位相変調を用いると共にＮＲＺ（Non Returen to Zero）方法を採用して情報記憶媒体に対してアドレス情報を事前に記録する。
図４８は、書替え形情報記憶媒体上に記録される書替え可能データのデータ記録方法の一例を説明する図である。図４８（ａ）は前述した図４５（ｄ）と同じ内容を示している。この実施形態では、書替え可能なデータに関する書替えは図４８（ｂ）及び（ｅ）に示すレコーディングクラスタ５４０、５４１単位で行われる。１個の記録用クラスタは、１個以上のデータセグメント５２９〜５３１と、最後に配置される拡張ガードフィールド５２８から構成される。すなわち、１個の記録用クラスタ５３１の開始はデータセグメント５３１の開始位置に一致し、ＶＦＯ領域５２２から始まる。
複数のデータセグメント５２９、５３０を連続して記録する場合には、図４８（ｂ），（ｃ）に示すように、同一のレコーディングクラスタ５３１内に複数のデータセグメント５２９、５３０が連続して配置される。ここで、データセグメント５２９の最後に存在するバッファ領域５４７と次のデータセグメントの最初に存在するＶＦＯ領域５３２が連続してつながっているため、両者間の（記録時の記録用基準クロックの）位相が一致している。連続記録が終了した時にはレコーディングクラスタ５４０の最後位置に拡張ガード領域５２８を配置する。拡張ガード領域５２８のデータサイズは変調前のデータとして２４データバイト分のサイズを持っている。
図４８（ａ）と図４８（ｃ）の対応から分かるように、書替え形のガード領域４６１、４６２の中にポストアンブル領域５４６、５３６、エキストラ領域５４４、５３４、バッファ領域５４７、５３７、ＶＦＯ領域５３２、５２２、プリシンク領域５３３、５２３が含まれ、連続記録終了場所に限り拡張ガードフィールド５２８が配置される。
書替え単位の物理的範囲の比較をするため、図４８（ｃ）に情報の書替え単位であるレコーディングクラスタ５４０の一部を示し、図４８（ｄ）に次に書替える単位であるレコーディングクラスタ５４１の一部を示している。書替え時の重複箇所５４１で拡張ガード領域５２８と後側のＶＦＯ領域５２２が一部重複するように書き換えを行う。そのように一部重複させて書替えすることにより、レコーディングクラスタ５４０、５４１間に隙間（記録マークが形成されない領域）の発生を防止し、片面２記録層の記録可能な情報記憶媒体における層間クロストークを除去することにより、安定した再生信号を検出できる。
この実施形態における１個のデータセグメント内の書替え可能なデータサイズは、
６７＋４＋７７３７６＋２＋４＋１６＝７７４６９データバイト …（01）
となる。また、１個のウォブルデータユニット５６０は
６＋４＋６＋６８＝８４ウォブル …（02）
で構成されており、１７個のウォブルデータユニットで１個の物理セグメント５５０を構成している。７個の物理セグメント５５０〜５５６の長さが１個のデータセグメント５３１の長さに一致しているので、１個のデータセグメント５３１の長さ内には、
８４×１７×７＝９９９６ウォブル …（03）
が配置される。したがって、（01）式と（03）式から１個のウォブルに対して
７７４９６÷９９９６＝７.７５データバイト／ウォブル …（04）
が対応する。
６７＋４＋７７３７６＋２＋４＋１６＝７７４６９データバイト …（01）
となる。また、１個のウォブルデータユニット５６０は
６＋４＋６＋６８＝８４ウォブル …（02）
で構成されており、１７個のウォブルデータユニットで１個の物理セグメント５５０を構成している。７個の物理セグメント５５０〜５５６の長さが１個のデータセグメント５３１の長さに一致しているので、１個のデータセグメント５３１の長さ内には、
８４×１７×７＝９９９６ウォブル …（03）
が配置される。したがって、（01）式と（03）式から１個のウォブルに対して
７７４９６÷９９９６＝７.７５データバイト／ウォブル …（04）
が対応する。
図４９は、書替え形情報記憶媒体上に記録される書替え可能データのデータランダムシフトの一例を説明する図である。図４９に示すように、物理セグメントの先頭位置から２４ウォブル以降に次のＶＦＯ領域５２２と拡張ガードフィールド５２８の重なり部分が来る。物理セグメント５５０の先頭から１６ウォブルまではウォブルシンク領域５８０となるが、それ以降６８ウォブル分は無変調領域５９０内になる。したがって、２４ウォブル以降の次のＶＦＯ領域５２２と拡張ガードフィールド５２８が重なる部分は無変調領域５９０内となる。このように物理セグメントの先頭位置２４ウォブル以降にデータセグメントの先頭位置が来るようにすることにより、重複箇所が無変調領域５９０内になるだけでなくウォブルシンク領域５８０の検出時間と記録処理の準備時間が相応に取れるので、安定でかつ精度の良い記録処理を保証できる。
この実施形態における書替え形情報記憶媒体の記録膜は、相変化形記録膜を用いている。相変化形記録膜では書き替え開始／終了位置近傍で記録膜の劣化が始まるので、同じ位置での記録開始／記録終了を繰り返すと記録膜の劣化による書き替え回数の制限が発生する。この実施形態では、上記問題を軽減するため、書き替え時には図４９に示すように（Ｊm+1／１２）データバイト分ずらすことで、ランダムに記録開始位置がずれるようにしている。 図４８（ｃ）、（ｄ）では基本概念を説明するため拡張ガードフィールド５２８の先頭位置とＶＦＯ領域５２２の先頭位置を一致させているが、この実施形態では（厳密に言うと）図４９のようにＶＦＯ領域５２２の先頭位置をランダムにずらしている。
現行の書替え形情報記憶媒体であるＤＶＤ-ＲＡＭデイスクでも記録膜として相変化形記録膜を使用し、書替え回数向上のためにランダムに記録開始／終了位置をずらしている。現行のＤＶＤ-ＲＡＭディスクでのランダムなずらしを行った時の最大ずらし量範囲は８データバイトに設定してある。現行のＤＶＤ-ＲＡＭディスクでの（ディスクに記録される変調後のデータとして）チャネルビット長は平均０.１４３μｍに設定されている。
この実施形態の書替え形情報記憶媒体実施形態ではチャネルビットの平均長さは、図３２のチャネルビット長（Ｂ）から、
（０.０８７＋０.０９３）÷２＝０.０９０μｍ …（05）
となる。物理的なずらし範囲の長さを現行のＤＶＤ-ＲＡＭディスクに合わせた場合には、この実施形態でのランダムなずらし範囲として最低限必要な長さは、上記の値を利用して、
８バイト×（０.１４３μｍ÷０.０９０μｍ）＝１２.７バイト…（06）
となる。
（０.０８７＋０.０９３）÷２＝０.０９０μｍ …（05）
となる。物理的なずらし範囲の長さを現行のＤＶＤ-ＲＡＭディスクに合わせた場合には、この実施形態でのランダムなずらし範囲として最低限必要な長さは、上記の値を利用して、
８バイト×（０.１４３μｍ÷０.０９０μｍ）＝１２.７バイト…（06）
となる。
この実施形態では、再生信号検出処理の容易性を確保するため、ランダムなずらし量の単位を変調後の“チャネルビット”に合わせている。この実施形態では、変調に８ビットを１２ビットに変換するＥＴＭ変調（Eight to Twelve modulation）を用いているので、ランダムなずらし量を表す数式表現として、データバイトを基準として、
Ｊｍ／１２ データバイト …（07）
で表す。Ｊｍの取り得る値としては（06）式の値を用いて、
１２.７×１２＝１５２.４ …（08）
なので、Ｊｍは０から１５２となる。以上の理由から（08）式を満足する範囲であればランダムなずらしの範囲長さは現行ＤＶＤ-ＲＡＭディスクと一致し、現行ＤＶＤ-ＲＡＭディスクと同様な書き替え回数を保証できる。
Ｊｍ／１２ データバイト …（07）
で表す。Ｊｍの取り得る値としては（06）式の値を用いて、
１２.７×１２＝１５２.４ …（08）
なので、Ｊｍは０から１５２となる。以上の理由から（08）式を満足する範囲であればランダムなずらしの範囲長さは現行ＤＶＤ-ＲＡＭディスクと一致し、現行ＤＶＤ-ＲＡＭディスクと同様な書き替え回数を保証できる。
この実施形態では、現行ＤＶＤ-ＲＡＭディスク以上の書き替え回数を確保するため、（06）式の値に対してわずかにマージンを持たせ、
ランダムなずらし範囲の長さを１４データバイト …（09）
に設定する。（09）式の値を（07）式に代入すると、１４×１２＝１６８なので、
Ｊｍの取り得る値は０〜１６７ …（10）
と設定される。
ランダムなずらし範囲の長さを１４データバイト …（09）
に設定する。（09）式の値を（07）式に代入すると、１４×１２＝１６８なので、
Ｊｍの取り得る値は０〜１６７ …（10）
と設定される。
ランダムシフト量をＪm／１２（０≦Ｊm≦１５４）より大きな範囲とすることにより、（08）式を満足し、ランダムシフト量に対する物理的な範囲の長さが現行ＤＶＤ-ＲＡＭと一致する。そのため、現行ＤＶＤ-ＲＡＭと同様な繰り返し記録回数を保証できると言う効果がある。
図４８において、記録用クラスタ５４０内でのバッファ領域５４７とＶＦＯ領域５３２の長さは、一定となっている。同一の記録用クラスタ５４０内では全てのデータセグメント５２９、５３０のランダムずらし量Ｊｍは至る所同じ値になっている。内部に多量のデータセグメントを含む１個の記録用クラスタ５４０を連続して記録する場合には、記録位置をウォブルからモニタしている。すなわち、ウォブルシンク領域５８０の位置検出をしたり、無変調領域５９０、５９１内ではウォブルの数を数えながら情報記憶媒体上の記録位置の確認を記録と同時に行う。
この時にウォブルのカウントミスや情報記憶媒体を回転させている回転モータの回転ムラによりウォブルスリップ（１ウォブル周期分ずれた位置に記録する事）が生じ、情報記憶媒体上の記録位置がずれる事が希にある。この実施形態の情報記憶媒体では、上記のように生じた記録位置ずれが検出された場合には、図４８の書替え形のガード領域４６１内、あるいは図４５に示した追記形ガード領域４５２で調整を行い、記録タイミングの修正を行う。
図４８においてポストアンブル領域５４６、エキストラ領域５４４、プリシンク領域５３３ではビット欠落やビット重複が許容できない重要な情報が記録されるが、バッファ領域５４７、ＶＦＯ領域５３２では特定パターンの繰り返しになっているため、この繰り返し境界位置を確保している限りでは１パターンのみの欠落や重複が許容される。したがって、この実施形態ではガード領域４６１の中で特にバッファ領域５４７またはＶＦＯ領域５３２で調整を行い、記録タイミングの修正を行う。
図４９に示すように、この実施形態では、位置設定の基準となる実際のスタートポイント位置はウォブル振幅“０”の（ウォブルの中心）位置と一致するように設定される。しかし、ウォブルの位置検出精度は低い。そのため、この実施形態では、実際のスタートポイント位置は、最大
±１データバイト”までのずれ量 …（11）
を許容している。
±１データバイト”までのずれ量 …（11）
を許容している。
図４８および図４９において、データセグメント５３０でのランダムシフト量をＪｍとし（上述したように記録用クラスタ５４０内は全てのデータセグメント５２９のランダムシフト量は一致する）、その後に追記するデータセグメント５３１のランダムシフト量をＪm+1とする。（10）式に示すＪｍとＪm+1の取り得る値として、例えば中間値を取ると、Ｊｍ＝Ｊm+1＝８４であり、実際のスタートポイントの位置精度が充分高い場合には、図４８に示すように拡張ガードフィールド５２８の開始位置とＶＦＯ領域５２２の開始位置が一致する。
これに対して、データセグメント５３０が最大限後位置に記録され、後で追記または書き替えられるデータセグメント５３１が最大限前位置に記録された場合には、（09）式に明示した値と（11）式の値から、ＶＦＯ領域５２２の先頭位置がバッファ領域５３７内へ最大１５データバイトまで入り込む事がある。バッファ領域５３７の直前のエキストラ領域５３４には特定の重要情報が記録されている。したがって、この実施形態において、
バッファ領域５３７の長さは１５データバイト以上 …（12）
必要となる。図４８に示した実施形態では１データバイトの余裕を加味し、バッファ領域５３７のデータサイズを１６データバイトに設定している。
バッファ領域５３７の長さは１５データバイト以上 …（12）
必要となる。図４８に示した実施形態では１データバイトの余裕を加味し、バッファ領域５３７のデータサイズを１６データバイトに設定している。
ランダムシフトの結果、拡張ガード領域５２８とＶＦＯ領域５２２の間に隙間が生じると、片面２記録層構造を採用した場合に、その隙間による再生時の層間クロストークが発生する。そのため、ランダムシフトを行っても必ず拡張ガードフィールド５２８とＶＦＯ領域５２２の一部が重なり、隙間が発生しない工夫がされている。したがって、この実施形態において（12）式の同様な理由から拡張ガードフィールド５２８の長さは１５データバイト以上に設定する必要がある。後続するＶＦＯ領域５２２は７１データバイトと充分に長く取ってあるので、拡張ガードフィールド５２８とＶＦＯ領域５２２の重なり領域が多少広くなっても信号再生時には支障が無い（重ならないＶＦＯ領域５２２で再生用基準クロックの同期を取る時間が充分確保されるため）。したがって、拡張ガードフィールド５２８は１５データバイトよりもより大きな値に設定する事が可能である。
連続記録時に希にウォブルスリップが発生し、１ウォブル周期分記録位置がずれる場合がある。（04）式に示すように１ウォブル周期は７.７５（約８）データバイトに相当するので（12）式にこの値も考慮してこの実施形態では
拡張ガードフィールド５２８の長さを（１５＋８＝）２３データバイト以上
…（13）
に設定している。図４８に示した実施形態ではバッファ領域５３７と同様に１データバイトの余裕を加味し、拡張ガードフィールド５２８の長さを２４データバイトに設定している。
拡張ガードフィールド５２８の長さを（１５＋８＝）２３データバイト以上
…（13）
に設定している。図４８に示した実施形態ではバッファ領域５３７と同様に１データバイトの余裕を加味し、拡張ガードフィールド５２８の長さを２４データバイトに設定している。
図４８（ｅ）において記録用クラスタ５４１の記録開始位置を正確に設定する必要がある。この実施形態の情報記録再生装置では書替え形または追記形情報記憶媒体に予め記録されたウォブル信号を用いてこの記録開始位置を検出する。ウォブルシンク領域５８０以外は全て４ウォブル単位でパターンがＮＰＷからＩＰＷに変化している。それに比べてウォブルシンク領域５８０ではウォブルの切り替わり単位が部分的に４ウォブルからずれているため、ウォブルシンク領域５８０が最も位置検出し易い。そのため、この実施形態の情報記録再生装置ではウォブルシンク領域５８０位置を検出後、記録処理の準備を行い、記録を開始する。そのためレコーディングクラスタ５４１の開始位置はウォブルシンク領域５８０の直後の無変調領域５９０の中に来る必要がある。
図４９ではその内容を示している。物理セグメント（Physical segment）の切り替わり直後にウォブルシンク領域５８０が配置されている。ウォブルシンク領域５８０の長さは１６ウォブル周期分になっている。そのウォブルシンク領域５８０を検出後、記録処理の準備にマージンを見越して８ウォブル周期分必要となる。したがって、図４９に示すようにレコーディングクラスタ５４１の先頭位置に存在するＶＦＯ領域５２２の先頭位置がランダムシフトを考慮していも物理セグメントの切り替わり目位置から２４ウォブル以上後方に配置される必要がある。
図４８に示すように書替え時の重複箇所５４１では何度も記録処理が行われる。書替えを繰り返すとウォブルグルーブまたはウォブルランドの物理的な形状が変化（劣化）し、そこからのウォブル再生信号品質が低下する。この実施形態では図４８（ｆ）に示すように、書替え時あるいは追記時の重複箇所５４１がウォブルシンク領域５８０やウォブルアドレス領域５８６内に来るのを避け、無変調領域５９０内に記録されるように工夫している。無変調領域５９０は一定のウォブルパターン（ＮＰＷ）が繰り返されるだけなので、部分的にウォブル再生信号品質が劣化しても前後のウォブル再生信号を利用して補間できる。このように書替え時あるいは追記時の重複箇所５４１位置を無変調領域５９０内に来るように設定したため、ウォブルシンク領域５８０またはウォブルアドレス領域５８６内での形状劣化によるウォブル再生信号品質の劣化を防止し、ウォブルアドレス情報６１０からの安定なウォブル検出信号を保証できると言う効果が生じる。
図５０は、追記形情報記憶媒体上に記録される追記形データの追記方法の一例を説明する図である。追記形情報記憶媒体においては、１回のみの記録になるので、上記に説明したランダムシフトを必要としない。追記形情報記憶媒体においても、図４９に示したように物理セグメントの先頭位置２４ウォブル以降にデータセグメントの先頭位置が来るように設定し、重ね書きの場所がウォブルの無変調領域に来るようになっている。
図５３は、追記形情報記憶媒体上に記録される追記形データの追記方法に関する他の例を説明する図である。この例では、物理セグメントブロックの境界位置から２４ウォブル後方の位置が書き込み開始ポイントになっている。ここから新たに追記されるデータは７１データバイト分のＶＦＯ領域を形成した後、ＥＣＣブロック内のデータ領域（データフィールド）が記録される。この書き込み開始ポイントと直前に記録した記録データのバッファー領域５３７の終了位置が一致し、それより８データバイト分の長さだけ拡張ガードフィールド５２８が形成された後ろが追記データの記録終了位置（書き込み終了ポイント）になる。従ってデータを追記した場合には、直前に記録されている拡張ガードフィールド５２９と新たに追記するＶＦＯ領域の部分で８データバイト分だけ重複記録される。
図５４は再生専用形情報記憶媒体（片面１層１５ＧＢタイプと片面２層３０ＧＢタイプ）における一般パラメータ値の一例を説明する図である。図５５は追記形情報記憶媒体（片面１層１５ＧＢタイプ）における一般パラメータ値の一例を説明する図である。また、図５６は、追記形情報記憶媒体（片面２層３０ＧＢタイプ）における一般パラメータ値の一例を説明する図である。前述した図３２のパラメータ例と、図５４または図５５または図５６のパラメータ例（特に（Ｂ）の部分）を比較すると分かるように、再生専用形（図５４）または追記形（図５５、図５６）の情報記憶媒体に比べて、書替え形（図３２）の情報記憶媒体の方が、トラックピッチおよび線密度（データビット長）が詰まっている。こうすることにより、図３２の書替え形媒体の１層当たりの記録容量を高くしている。この書替え形情報記憶媒体では、ランドグルーブ記録方式を採用することで隣接トラック間のクロストークの影響を低減させて、トラックピッチを詰めている。
また、再生専用形情報記憶媒体（図５４）、追記形情報記憶媒体（図５５、図５６）、書替え形情報記憶媒体（図３２）のいずれにおいても、システムリードイン／アウト領域ＳＹＬＤＩ／ＳＹＬＤＯのデータビット長とトラックピッチ（記録密度に対応）を、データリードイン／データリードアウト領域ＤＴＬＤＩ／ＤＴＬＤＯよりも大きく（記録密度を低く）している。すなわち、この発明の一実施の形態に係る光ディスク（λ＝４０５ｎｍレーザ用）においては、システムリードイン／システムリードアウト領域ＳＹＬＤＩ／ＳＹＬＤＯのデータビット長とトラックピッチを現行ＤＶＤディスク（λ＝６５０ｎｍレーザ用）のリードイン領域の値に近付けることで、現行ＤＶＤとの互換性を確保している。
また、この発明の他の実施の形態においては、現行ＤＶＤ−Ｒと同様に、追記形情報記憶媒体のシステムリードイン／システムリードアウト領域ＳＹＬＤＩ／ＳＹＬＤＯでのエンボスの段差を浅く設定している。これにより、追記形情報記憶媒体のプリグルーブの深さを浅くし、プリグルーブ上に追記により形成する記録マークからの再生信号変調度を高くする効果を得ている。その副作用としてシステムリードイン／システムリードアウト領域ＳＹＬＤＩ／ＳＹＬＤＯからの再生信号の変調度が小さくなるという問題が生じる。この副作用に対しては、次のような対策がある。すなわち、システムリードイン／システムリードアウト領域ＳＹＬＤＩ／ＳＹＬＤＯのデータビット長（および／またはトラックピッチ）を粗くすることで、最も詰まった位置でのピットとスペースの繰り返し周波数を再生用対物レンズのＭＴＦ（Modulation Transfer Function）の光学的遮断周波数から離す（大幅に小さくする）。これにより、システムリードイン／システムリードアウト領域ＳＹＬＤＩ／ＳＹＬＤＯからの再生信号振幅を引き上げ、再生の安定化を図ることができる。
なお、片面２層３０ＧＢタイプ（図５６）と片面１層１５ＧＢタイプ（図５５）では一般パラメータは殆ど同じであるが、以下の点が異なる。すなわち、片面２層３０ＧＢタイプではユーザが使用可能な記録容量は３０ＧＢと倍増し、データ領域の内半径がレイヤー０（図１のＬ０記録膜に対応）では２４．６ｍｍであり、レイヤー１（図１のＬ１記録膜に対応）では２４．７ｍｍであり、データ領域の外半径が５８．１ｍｍ（レイヤー０、レイヤー１共通）である。
《情報領域のフォーマット》
２層のレイヤーにわたって設けられる情報領域は、７つの領域：システムリードイン領域、コネクション領域、データリードイン領域、データ領域、データリードアウト領域、システムリードアウト領域、ミドル領域からなる。各レイヤーにミドル領域が設けられることにより、再生ビームをレイヤー０からレイヤー１に移動させることができる。データ領域にはメインデータを記録する。システムリードイン領域は制御データと参照（リファレンス）コードを含む。データリードアウト領域は連続するスムーズな読み出しを可能とする。
２層のレイヤーにわたって設けられる情報領域は、７つの領域：システムリードイン領域、コネクション領域、データリードイン領域、データ領域、データリードアウト領域、システムリードアウト領域、ミドル領域からなる。各レイヤーにミドル領域が設けられることにより、再生ビームをレイヤー０からレイヤー１に移動させることができる。データ領域にはメインデータを記録する。システムリードイン領域は制御データと参照（リファレンス）コードを含む。データリードアウト領域は連続するスムーズな読み出しを可能とする。
《リードアウト領域》
システムリードイン領域とシステムリードアウト領域はエンボスピットからなるトラックを含む。レイヤー０のデータリードイン領域、データ領域、ミドル領域と、レイヤー１のミドル領域、データ領域、データリードアウト領域は、グルーブトラックを含む。グルーブトラックはレイヤー０のデータリードイン領域の開始位置からミドル領域の終了位置まで連続であり、レイヤー１のミドル領域の開始位置からデータリードアウト領域の終了位置まで連続である。なお、片面２層ディスクを貼り合わせると、２つの読み出し面を有する両面２層ディスク（合計４つの記録層を持つディスク）となる。
システムリードイン領域とシステムリードアウト領域はエンボスピットからなるトラックを含む。レイヤー０のデータリードイン領域、データ領域、ミドル領域と、レイヤー１のミドル領域、データ領域、データリードアウト領域は、グルーブトラックを含む。グルーブトラックはレイヤー０のデータリードイン領域の開始位置からミドル領域の終了位置まで連続であり、レイヤー１のミドル領域の開始位置からデータリードアウト領域の終了位置まで連続である。なお、片面２層ディスクを貼り合わせると、２つの読み出し面を有する両面２層ディスク（合計４つの記録層を持つディスク）となる。
システムリードイン領域、システムリードアウト領域の各トラックはデータセグメントに分割される。
データリードイン領域、データ領域、データリードアウト領域、ミドル領域内のトラックはＰＳブロックに分割される。各ＰＳブロックは７物理セグメントに分割される。各物理セグメントは１１０６７バイトである。
《リードイン領域、リードアウト領域およびミドル領域》
ミドル領域のレイアウトは再配置によって変更可能であり、リードイン領域、リードアウト領域およびミドル領域の各ゾーン、各エリアの境界はデータセグメントの境界と一致している。レイヤー０の内周側には最内周から順にシステムリードイン領域、コネクション領域、データリードイン領域、データ領域が設けられる。レイヤー１の内周側には最内周から順にシステムリードアウト領域、コネクション領域、データリードアウト領域、データ領域が設けられる。
ミドル領域のレイアウトは再配置によって変更可能であり、リードイン領域、リードアウト領域およびミドル領域の各ゾーン、各エリアの境界はデータセグメントの境界と一致している。レイヤー０の内周側には最内周から順にシステムリードイン領域、コネクション領域、データリードイン領域、データ領域が設けられる。レイヤー１の内周側には最内周から順にシステムリードアウト領域、コネクション領域、データリードアウト領域、データ領域が設けられる。
このように、管理領域が含まれるデータリードイン領域はレイヤー０にしか設けられていないので、レイヤーＬ１でファイナライズした時、レイヤーＬ１の情報もレイヤーＬ０のデータリードイン領域に書く。これにより、起動時にレイヤーＬ０だけを読めば全部の管理情報が得られ、いちいちレイヤーＬ０、レイヤーＬ１を読まなくても良くなる。なお、レイヤーＬ１にデータを記録するためには、レイヤーＬ０が全部書かれていなければならない。管理領域を埋めるのは、ファイナライズする時である。
レイヤー０のシステムリードイン領域は内周側から順にイニシャルゾーン、バッファーゾーン、制御（コントロール）データゾーン、バッファーゾーンからなる。レイヤー０のデータリードイン領域は内周側から順にブランクゾーン、ガードトラックゾーン、ドライブテストゾーン、ディスクテストゾーン、ブランクゾーン、ＲＭＤデュプリケーションゾーン、Ｌ−ＲＭＤ（記録位置管理データ）、Ｒ物理フォーマット情報ゾーン、参照コードゾーンからなる。レイヤー０のデータエリアの開始アドレス（内周側）とレイヤー１のデータエリアの終了アドレス（内周側）とはクリアランスの分だけずれており、レイヤー１のデータエリアの終了アドレス（内周側）の方がレイヤー０のデータエリアの開始アドレス（内周側）より外周側である。
レイヤー１のデータリードアウト領域は内周側から順にブランクゾーン、ディスクテストゾーン、ドライブテストゾーン、ガードトラックゾーンからなる。ブランクゾーンは、溝はあるがデータが記録されない領域である。ガードトラックゾーンはテストのための特定パターンを記録するゾーンであり、変調前のデータ“００”が記録される。レイヤー０のガードトラックゾーンはレイヤー１のディスクテストゾーン、ドライブテストゾーンの記録のために設けられる。そのため、レイヤー０のガードトラックゾーンはレイヤー１のディスクテストゾーン、ドライブテストゾーンに少なくともクリアランスを加えた範囲に対応している。レイヤー１のガードトラックゾーンはレイヤー０のドライブテストゾーン、ディスクテストゾーン、ブランクゾーン、ＲＭＤデュプリケーションゾーン、Ｌ−ＲＭＤ、Ｒ物理フォーマット情報ゾーン、参照コードゾーンの記録のために設けられる。そのため、レイヤー１のガードトラックゾーンはレイヤー０のドライブテストゾーン、ディスクテストゾーン、ブランクゾーン、ＲＭＤデュプリケーションゾーン、Ｌ−ＲＭＤ、Ｒ物理フォーマット情報ゾーン、参照コードゾーンに少なくともクリアランスを加えた範囲に対応している。
図５７は、物理フォーマット情報とＲ物理フォーマット情報の情報内容の他例を説明する図である。図５７は図３７の例に「アップデートされた物理フォーマット情報」が付加された構成を持つ。図５７の例においては、バイト位置０〜３１をＤＶＤファミリー内の共通情報２６９の記録領域として利用し、バイト位置３２以降を各規格書用に設定している。
なお、図３７のバイト位置１９７〜５１１の場合と同様に、ＨＤ＿ＤＶＤ−Ｒの物理フォーマット情報（図５７のＲ物理フォーマット情報）については、図５７のバイト位置２５６〜２６３の一部を、ボーダーゾーンの開始位置のＰＳＮ（現ボーダーアウトの開始物理セグメント番号に対応）と、アップデートされた開始位置のＰＳＮ（次ボーダーアウトの開始物理セグメント番号に対応）を記述するように構成できる。
また、図示しないが、図５７のバイト位置３２には、該当ディスクで保証される最大読取速度（Actual maximum reading speed）の実際の数を記述するように構成できる。バイト位置３２では、例えば0001010bが1xに対応し、この1xで64.8Mbpsのチャネルビットレートが示される。実際の最大読取速度は、Value x (1/10)で計算される。
また、図示しないが、図５７のバイト位置３３には、ＨＤ＿ＤＶＤ−Ｒ（レイヤ０とレイヤ１を持つ２層ディスク）の物理フォーマットに関して、“レイヤフォーマットテーブル（Layer format table）”を記述することができる。このテーブルは８ビットで構成でき、そのうちの３ビットでレイヤ０のフォーマット（例えばこの３ビットが000bならＨＤ＿ＤＶＤ−Ｒフォーマット）が示され、他の３ビットでレイヤ１のフォーマット（例えばこの３ビットが000bならＨＤ＿ＤＶＤ−Ｒフォーマット）が示される。片面１層のＲディスクでは、バイト位置３３のレイヤフォーマットテーブルは無視される。
さらに、図示しないが、図５７のバイト位置１３３〜１５１には以下の情報を記載しておくことができる。すなわち、バイト位置１３３〜１４８には、ｉ番目（ｉ＝１、２、…１６）の記録速度の実際値が記載される。ここで、“ｉ番目”とは、該当ディスクにおいて適用可能な速度の中でｉ番目の最小速度を示す。従い、ｉ＝１であるバイト位置１３３には最低の記録速度が記載される。バイト位置１３３〜１４８には“ｉ”が第１から第１６の領域まで用意されているが、全てが記述されていなくてもよい。例えば00000000bが記述されているとき（ｉ番目の記録速度がないとき）は、その（ｉ番目の）領域のバイトはリザーブされていることを意味する。ここで、第ｉ番目の記録スピードは、Value x (1/10)で計算される。
バイト位置１４９には、データエリアの反射率（Reflectivity of Data area）が記述される。バイト位置１４９に例えば00101000bが記述されているときは、反射率は２０％を意味する。実際の反射率は、Value x (1/2)(％)で計算される。
バイト位置１５０には、トラック形状（Track Shape）のビットを含んだプッシュプル信号（Push-pull signal）の情報が記述される。ここで、トラック形状ビットが0bのときは該当トラックがグルーブ上にあることが示される。このビットが1bのときは該当トラックがランド上にあることが示される。また、プッシュプル信号を表す７ビットが0101000bであるときは、プッシュプル信号の値は例えば“０．４０”となるが、プッシュプル信号の実際の振幅値（(I1-I2)ＰＰ/(I1+I2)ＤＣ）は、Value x (1/100)で計算される。
バイト位置１５１には、「オントラック信号」の振幅が記述される。バイト位置１５１の記述が01000110bであるときはオントラック信号の振幅は０．７０であることが示される。実際のオントラック信号の振幅値は、Value x (1/100)で計算される。
追記形情報記憶媒体において、データリードイン領域ＤＴＬＤＩ内のＲ物理情報ゾーンＲＩＺ内に記録されたＲ物理フォーマット情報（R-physical format information）には、物理フォーマット情報ＰＦＩ（ＨＤ_ＤＶＤファミリーの共通情報のコピー）にボーダーゾーンの開始位置情報（First borderの最外周アドレス）が付加されて記録されている。ボーダーインＢＲＤＩ内のアップデートされた物理フォーマット情報Ｕ_ＰＦＩ内には、物理フォーマット情報ＰＦＩ（ＨＤ_ＤＶＤファミリーの共通情報のコピー）にアップデートされた開始位置情報（自己borderの最外周アドレス）が付加されて記録されている。図３７の例では、このボーダーゾーンの開始位置情報はバイト位置１９７から２０４までに配置されている。これに対して、図５７の例では、ピークパワーやバイアスパワー１など記録条件に関する情報（各リビジョン毎に固有に設定できる情報内容２６４）よりも先行したバイト位置でありかつＤＶＤファミリー内の共通情報２６９よりも後のバイト位置である１３３バイト目から１４０バイト目に、このボーダーゾーンの開始位置情報が配置される。アップデートされた開始位置情報も、ボーダーゾーンの開始位置情報と同様に、ピークパワーやバイアスパワー１など記録条件に関する情報（各リビジョン毎に固有に設定できる情報内容２６４）よりも先行したバイト位置でありかつＤＶＤファミリー内の共通情報２６９よりも後のバイト位置である１３３バイト目から１４０バイト目に、配置される。
将来リビジョン番号がアップしてより精度の高い記録条件が求められ、その結果、例えば書替え形情報記憶媒体の記録条件情報としてバイト位置１９７〜２０７を使用するようになる可能性がある。その場合に、図３７の例のように追記形情報記憶媒体内に記録されるＲ物理フォーマット情報のボーダーゾーンの開始位置情報をバイト位置１９７〜２０４に配置すると、記録条件の配置位置に関して、書替え形情報記憶媒体と追記形情報記憶媒体間での対応（互換性）が崩れる危険性がある。そこで、図５７に示すようにボーダーゾーンの開始位置情報とアップデートされた開始位置情報をバイト位置１３３〜１４０に配置する。そうすることで、将来記録条件に関する情報量が増加しても書替え形情報記憶媒体と追記形情報記憶媒体間での各種情報間の記録位置の対応（互換性）が確保できるようになる。
ボーダーゾーンの開始位置情報に関する具体的な情報内容としては、バイト位置１３３〜１３６に「現在使用している（カレントの）ボーダー内領域ＢＲＤＡの外側にあるボーダーアウトＢＲＤＯの開始位置情報」が物理セクタ番号（ＰＳＮ：Physical Sector Number）あるいは物理セグメント番号（ＰＳＮ：Physical Segment Number）で記載され、バイト位置１３７〜１４０には「次に使用されるボーダー内領域ＢＲＤＡに関するボーダーインＢＲＤＩの開始位置情報」が物理セクタ番号あるいは物理セグメント番号（ＰＳＮ）で記載される。
アップデートされた開始位置情報に関する具体的な情報内容は、ボーダー内領域ＢＲＤＡが新たに設定された場合の最新のボーダーゾーン位置情報を示し、バイト位置１３３〜１３６に現在使用している（カレントの）ボーダー内領域ＢＲＤＡの外側にあるボーダーアウトＢＲＤＯの開始位置情報が物理セクタ番号あるいは物理セグメント番号（ＰＳＮ）で記載され、バイト位置１３７〜１４０には次に使用されるボーダー内領域ＢＲＤＡに関するボーダーインＢＲＤＩの開始位置情報が物理セクタ番号あるいは物理セグメント番号（ＰＳＮ）で記載される。次のボーダー内領域ＢＲＤＡが記録不可能な場合には、ここ（バイト位置１３７〜１４０）は全て“００ｈ”で埋められる。
図３７の例に対して図５７の例では“媒体製造メーカー名情報”と“媒体製造メーカーからの付加情報”が削除され、バイト位置１２８から記録マークの極性（“Ｈ→Ｌ”か“Ｌ→Ｈ”かの識別）情報が配置されている。しかしながら、図５７のバイト位置３１〜２６３の何処かの未使用エリアに、図３７のバイト位置１２８〜１９１で示した媒体製造メーカ名情報および媒体製造メーカからの付加情報が書き込まれるような構成も可能である。
図５８は、図１の光記録媒体を用いてデジタル映像情報（ＴＶ放送番組等）を記録しまたは再生する場合の処理例を説明するフローチャートである。ここでは、録画処理、再生処理、データ転送処理（セットトップボックスＳＴＢへのデジタル出力処理など）、番組設定処理、編集処理の５通りの処理を例示している。図５８の処理を実行するMicro Processing Unit（ＭＰＵ）を備えたデジタルレコーダ（図示せず）の電源がオンされると、ＭＰＵは、工場出荷時またはユーザが設定した後の初期設定を行い（ＳＴ１０）、表示設定を行って（ＳＴ１２）、ユーザ操作を待つ。ユーザが図示しないキー入力部またはリモコンからキー入力を行うと（ＳＴ１４）、ＭＰＵはそのキー入力の内容を解釈する（ＳＴ１６）。この入力キー解釈の結果に応じて、以下の４つのデータ処理が、適宜実行される。
すなわち、キー入力が例えばタイマ予約録画設定のキー操作であれば、番組設定処理に入る（ＳＴ２０）。キー入力が録画開始のキー操作であれば、録画処理に入る（ＳＴ２２）。キー入力が再生開始のキー操作であれば、再生処理に入る（ＳＴ２４）。キー入力がＳＴＢ等へデジタル出力させるキー操作であれば、デジタル出力処理に入る（ＳＴ２６）。編集処理のキー操作であれば、編集処理に入る（ＳＴ２８）。
ＳＴ２０〜ＳＴ２８の処理は、そのタスク毎に適宜並列処理される。例えば、再生処理中（ＳＴ２４）にＳＴＢへデジタル出力する処理（ＳＴ２６）が並列に実行される。あるいは、タイマ予約録画でない録画処理中（ＳＴ２２）に新たな番組設定処理（ＳＴ２０）を並列に処理するように構成することができる。あるいは、高速アクセス可能なディスク記録の特徴を生かし、録画処理（ＳＴ２２）中に再生処理（ＳＴ２４）とデジタル出力処理（ＳＴ２６）を並列処理するように構成することもできる。図示しないHard Disk Drive（ＨＤＤ）への録画中にディスクの編集処理（ＳＴ２８）を行うように構成することも可能である。
本願に開示される実施の形態あるいは実施例において用いられる光ディスクの基板は、２種類に大別される。すなわち、
（ａ）一つは、グルーブ・ピッチが０．６〜０．８μm程度で、ランドとグルーブの両者に記録する、いわゆるランド・グルーブ記録方式を用いるもの。以下では、書替え型（１）情報記憶媒体とも呼ぶ。
（ａ）一つは、グルーブ・ピッチが０．６〜０．８μm程度で、ランドとグルーブの両者に記録する、いわゆるランド・グルーブ記録方式を用いるもの。以下では、書替え型（１）情報記憶媒体とも呼ぶ。
（ｂ）もう一つは、グルーブ・ピッチが０．３〜０．４μm程度で、ランドとグルーブいずれか一方にのみ記録する、いわゆるグルーブ記録方式（ランドのみに記録する場合も便宜的にこのように記す）を用いるもの。以下では、書替え型（２）情報記憶媒体とも呼ぶ。
光入射側の基板厚は、光ピックアップの対物レンズのＮＡの大きさに応じて、０．１ｍｍ程度の極薄の場合（ＮＡ＝０．８５前後）から０．６ｍｍ程度（ＮＡ＝０．６５前後）の場合まで可能である。使用するレーザ光の波長λとしては、４０５ｎｍを想定する。
次にそれぞれ方式をこの実施形態で用いた場合の情報記録再生装置および用いるディスク（情報記録媒体）の詳細な構成について述べる。まず初めにランド・グルーブ記録方式（ａ）を用いた場合について記す。
詳細は既に説明してあるが、図２４は情報記録再生装置の構造説明図であり、図２５はこの情報記録再生装置で用いる代表的なＰＲＭＬ検出法を用いた信号処理回路の説明図であり、図２６はＰＲＭＬ方式で用いられるビタビ復号器の構造説明図であり、図２７は用いるクラスの状態遷移図である。図２８は情報記憶媒体内の構造および寸法の具体例を示し、図２９は書替え型情報記憶媒体または1層再生専用情報記憶媒体の物理セクタ番号設定方法を示し、図３０は２層構造を持った再生専用情報記憶媒体の物理セクタ番号設定方法を示す。そして、図３１は、書替え型情報記憶媒体における物理セクタ番号設定方法を示す。図３２は書替え型情報記憶媒体における一般パラメータの設定例を示し、図３３はデータ領域とデータリードアウト領域内のデータ構造比較説明図であり、図３４および図３５はそれぞれ記録パルスの波形（ストラテジー）説明図および記録パルス形状の定義説明図である。図３６は制御データゾーンとＲ物理情報ゾーン内のデータ構造説明図であり、図３７は物理フォーマット情報とＲ物理フォーマット情報内の情報内容比較説明図である。以下でも説明するが、この発明はこれらの構成やデータ構造と媒体構成との好適な組み合わせを見出したものであり、より安定に記録再生するためにはこれらの組み合わせが非常に重要である。
なお、図３８は物理セクタ構造を構成するまでの変換手順説明図であり、図３９はデータフレーム内の構造説明図であり、図４０はＥＣＣブロック構造の説明図であり、図４１はスクランブル後のフレーム配列の説明図であり、図４２はＰ０のインターリーブ方法の説明図であり、図４３は物理セクタ内の構造説明図であり、図４４は同期コードパターン内容の説明図である。これらＥＣＣブロックの構造等は、データ構造等と共にエラー訂正プロセスにおいて特に大きな働きをするため、実際の記録再生装置および情報記憶媒体において高密度かつ高い信頼性を達成するためには非常に重要な部分である。
例えばある情報（データ）書かれている媒体に追記して情報を記録する場合、情報記憶媒体にロス無く情報を記録するためには、あらかじめ記録されていた情報の最後部に続けて記録を行う必要がある。その際に一部書替えられる場合があるが、このような場合に以下の実施形態でも示すこの発明の情報記録媒体の構成が、特にオーバーライト（ＯＷ）消去率が高いため好適である。
詳細は既に説明してあるが、図４５は各情報記憶媒体のデータ記録形式の比較説明図であり、図４６および図４７はそれぞれ情報記憶媒体におけるデータ構造の従来例との比較説明図（１）および（２）である。なお、グルーブ等のウォブル形状もデータ構造とともに重要なファクターである。図４８は書替え型情報記憶媒体上に記録される書替え可能データのデータ記録方法説明図であり、図４９はランド・グルーブ記録方式（ａ）を用いる書替え型（１）情報記憶媒体上に記録される書替え可能データのデータランダムシフト説明図であり、図５０はランドまたはグルーブ記録方式（ｂ）を用いる書替え型（２）情報記憶媒体上に記録される追記形データの追記方法説明図であり、図５１はＰ０インターリーブ後のＥＣＣブロック内の詳細説明図である。
前述したように、途中まで記録済みの媒体に追記して情報記録する場合、情報記憶媒体にロス無く情報を記録するためには記録済み情報の最後部に続けて追記の情報記録を行う必要がある。その際に記録済み情報末尾の一部が書替えられる場合があるが、このような場合に以下の実施形態で示す情報記録媒体の構成が特にＯＷ消去率が高いため好適である。次世代の大容量媒体を用いる時代には、扱う情報量が大きいため、書替え型媒体におけるデータの追記特性も非常に重要である。この発明の一実施の形態に係る光記録媒体を用いることにより、高密度かつ高信頼性の媒体が得られ、より安定に記録再生することができる。
次にランドまたはグルーブ記録方式（ｂ）を用いた場合について説明するが、ランド・グルーブ記録方式（ａ）と重複している部分は適宜説明を省略する。図５２は、記録パルスタイミングパラメータ設定テーブルであり、記録条件設定方法の説明図である。図５３は、ランドまたはグルーブ記録方式（ｂ）を用いる書替え型（２）データの書替え方法の説明図である。
詳細は既に説明してあるが、図５４は再生専用形情報記憶媒体における一般的なパラメータ設定例を示し、図５５と図５６はランドまたはグルーブ記録方式（ｂ）を用いる書替え型（２）情報記憶媒体における一般的なパラメータ設定例を示し、図３２はランド・グルーブ記録方式（ａ）を用いる書替え型（１）情報記憶媒体における一般的パラメータ設定例を示している。また、図５７は物理フォーマット情報とＲ物理フォーマット情報に関する他例の説明図である（一例は図３７に示されている）。
本願発明の実施の形態は、本願に開示される装置構成やデータ構造と媒体構成との好適な組み合わせを見出したものである。この発明の実施の形態に係る光記録媒体を用いることにより、高密度、高信頼性の媒体が得られ、より安定に記録再生することができる。
＜まとめ＞
本願発明者らは、以下のものが重要であると認識するに至った。すなわち、基板（１ａ、１ｂ）および、保護膜または誘電体膜（１１ａ、１１ｂ）と原子配列を可逆的に変化させることができる記録膜（相変化記録膜１３ａ、１３ｂ）とこの記録膜に接する結晶化促進膜（１２ａ、１２ｂおよび／または１４ａ、１４ｂ）と反射膜（１６ａ、１６ｂ）を含む積層構造を持ち、前記記録膜（１３）に対して光を用いて可逆的に記録または消去が行われる記録媒体（１００）において、前記記録膜（１３ａ、１３ｂ）と接する部位（２１ａ、２１ｂ）からこの記録膜の厚さ方向（図１の縦方向）に、もしくはこの記録膜の面内方向（図１の横方向または法線方向：厚さ方向と直交する方向）に、前記記録膜（１３ａ、１３ｂ）を構成する元素（Ge,Te等）が偏析または濃度分布を有する（図５）ように構成した光記録媒体が好適である。
本願発明者らは、以下のものが重要であると認識するに至った。すなわち、基板（１ａ、１ｂ）および、保護膜または誘電体膜（１１ａ、１１ｂ）と原子配列を可逆的に変化させることができる記録膜（相変化記録膜１３ａ、１３ｂ）とこの記録膜に接する結晶化促進膜（１２ａ、１２ｂおよび／または１４ａ、１４ｂ）と反射膜（１６ａ、１６ｂ）を含む積層構造を持ち、前記記録膜（１３）に対して光を用いて可逆的に記録または消去が行われる記録媒体（１００）において、前記記録膜（１３ａ、１３ｂ）と接する部位（２１ａ、２１ｂ）からこの記録膜の厚さ方向（図１の縦方向）に、もしくはこの記録膜の面内方向（図１の横方向または法線方向：厚さ方向と直交する方向）に、前記記録膜（１３ａ、１３ｂ）を構成する元素（Ge,Te等）が偏析または濃度分布を有する（図５）ように構成した光記録媒体が好適である。
光を用いて可逆的に記録や消去を行う記録媒体であって、基板と、原子配列を可逆的に変化させることができる記録膜と、該記録膜に接する結晶化促進機能を有する膜と、保護膜または誘電体膜と、反射膜から構成され、該記録膜と接する部位に、該記録膜の構成元素から構成される元素の、平均厚が０．１ｎｍ以上で１ｎｍ以下の極薄酸化膜を有する光記録媒体が好適である。
光を用いて可逆的に記録や消去を行う記録媒体であって、基板と、原子配列を可逆的に変化させることができる記録膜と、該記録膜に接する結晶化促進機能を有する膜と、保護膜または誘電体膜と、反射膜と、光学的エンハンスおよび／または熱拡散に寄与する誘電体膜から構成され、該記録膜を構成する元素が該記録膜と接する部位から該記録膜の厚さ方向または該記録膜の面内方向に、偏析もしくは濃度分布を有する光記録媒体が好適である。
光を用いて可逆的に記録や消去を行う記録媒体であって、基板と、原子配列を可逆的に変化させることができる記録膜と、該記録膜に接する結晶化促進機能を有する膜と、保護膜または誘電体膜と、反射膜と、光学的エンハンスおよび／または熱拡散に寄与する誘電体膜から構成され、該記録膜と接する部位に、該記録膜の構成元素から構成される元素の、平均厚が０．１ｎｍ以上で１ｎｍ以下の極薄酸化膜を有する光記録媒体が好適である。
光を用いて可逆的に記録や消去を行う記録媒体であって、基板と、原子配列を可逆的に変化させることができる記録膜と、該記録膜に接する結晶化促進機能を有する膜と、保護膜（または誘電体膜）と、反射膜とから構成され、記録膜の価電子帯の状態密度のトップからエネルギー準位の低い側へ０．５［ｅＶ］のエネルギー準位における、結晶状態の状態密度とアモルファス状態の状態密度の比（結晶状態の状態密度／アモルファス状態の状態密度）が、１．０以上２．５以下である光記録媒体が好適である。
光を用いて可逆的に記録や消去を行う記録媒体であって、基板と、原子配列を可逆的に変化させることができる記録膜と、該記録膜に接する結晶化促進機能を有する膜と、保護膜（または誘電体膜）と、反射膜と、光学的エンハンスおよび／または熱拡散に寄与する誘電体膜から構成され、記録膜の価電子帯の状態密度のトップからエネルギー準位の低い側へ０．５［ｅＶ］のエネルギー準位における、結晶状態の状態密度とアモルファス状態の状態密度の比（結晶状態の状態密度／アモルファス状態の状態密度）が、１．０以上２．５以下である光記録媒体が好適である。
光を用いて可逆的に記録や消去を行う記録媒体であって、基板と、原子配列を可逆的に変化させることができる記録膜と、該記録膜に接する結晶化促進機能を有する膜と、保護膜（または誘電体膜）と、反射膜とから構成され、記録膜の上下で結晶化速度が異なるように制御する構成を持った光記録媒体が好適である。
光を用いて可逆的に記録や消去を行う記録媒体であって、基板と、原子配列を可逆的に変化させることができる記録膜と、該記録膜に接する結晶化促進機能を有する膜と、保護膜（または誘電体膜）と、反射膜と、光学的エンハンスおよび／または熱拡散に寄与する誘電体膜から構成され、記録膜の上下で結晶化速度が異なるように制御する構成を持った光記録媒体が好適である。
前記の相変化記録膜において、該記録膜に接して結晶化促進機能を有する膜（上部界面膜または下部界面膜）が、窒化ゲルマニウム（GeN）、または窒化ゲルマニウム-クロム（GeCrN）、または酸化ジルコニウム（ZrO2）、または安定化ジルコニア+酸化クロム（ZrO2+Cr2O3）、または安定化ジルコニア＋酸化ケイ素+酸化クロム（ZrO2+SiO2+Cr2O3）、またはジルコン+酸化クロム（ZrSiO4+Cr2O3）、または酸化ハフニューム（HfO2）を含んで構成されるか、あるいは、ハフニウム（Hf）、酸素（O）、および窒素（N）を含有する化合物（HfO2-xNx）で構成されるか、あるいは、ジルコニューム（Zr）、酸素（O）、窒素（N）、およびイットリア（Y）を含有する膜（(ZrO2-xNx）1-y((Y2O3)1-z(Nb2O5)z)yにおいてz=0）で構成されるか、あるいは、ジルコニューム（Zr）、酸素（O）、窒素（N）、およびニオブ（Nb）を含有する膜（(ZrO2-xNx）1-y((Y2O3)1-z(Nb2O5)z)yにおいてz=1）で構成されるか、あるいは、ジルコニューム（Zr）、酸素（O）、窒素（N）、およびイットリア（Y）とニオブ（Nb）から構成される膜（(ZrO2-xNx）1-y((Y2O3)1-z(Nb2O5)z)yにおいて0<z<1）で構成されるか、あるいは、酸化クロム（Cr2O3）、または酸化亜鉛（ZnO）、または酸化亜鉛＋酸化タンタル（ZnO+Ta2O5）、または酸化亜鉛＋酸化タンタル＋酸化インジウム（ZnO+Ta2O5+In2O3）、または酸化錫（SnO2）、または酸化錫＋酸化アンチモン（SnO2+Sb2O3）、または酸化錫＋酸化タンタル（SnO2+Ta2O5）、または酸化錫＋酸化ニオブ（SnO2+Nb2O5）を含んで構成されるような光記録媒体が好適である。
前記の相変化記録膜において、該記録膜を挟むように接して結晶化促進機能を有する膜の一方（上部界面膜および下部界面膜のうちの一方）が、窒化ゲルマニウム（GeN）、または窒化ゲルマニウム-クロム（GeCrN）、または酸化ジルコニウム（ZrO2）、または安定化ジルコニア+酸化クロム（ZrO2+Cr2O3）、または安定化ジルコニア＋酸化ケイ素+酸化クロム（ZrO2+SiO2+Cr2O3）、またはジルコン+酸化クロム（ZrSiO4+Cr2O3）、または酸化ハフニューム（HfO2）を含んで構成されるか、あるいは、ハフニウム（Hf）、酸素（O）、および窒素（N）を含有する化合物（HfO2-xNx）で構成されるか、あるいは、ジルコニューム（Zr）、酸素（O）、窒素（N）、およびイットリア（Y）を含有する膜（(ZrO2-xNx）1-y((Y2O3)1-z(Nb2O5)z)yにおいてz=0）で構成されるか、あるいは、ジルコニューム（Zr）、酸素（O）、窒素（N）、およびニオブ（Nb）を含有する膜（(ZrO2-xNx）1-y((Y2O3)1-z(Nb2O5)z)yにおいてz=1）で構成されるか、あるいは、ジルコニューム（Zr）、酸素（O）、窒素（N）、およびイットリア（Y）とニオブ（Nb）から構成される膜（(ZrO2-xNx）1-y((Y2O3)1-z(Nb2O5)z)yにおいて0<z<1）で構成され、
該記録膜に接して結晶化促進機能を有する膜の他方（上部界面膜および下部界面膜のうちの他方）が、酸化クロム（Cr2O3）、または酸化亜鉛（ZnO）、または酸化亜鉛＋酸化タンタル（ZnO+Ta2O5）、または酸化亜鉛＋酸化タンタル＋酸化インジウム（ZnO+Ta2O5+In2O3）、または酸化錫（SnO2）、または酸化錫＋酸化アンチモン（SnO2+Sb2O3）、または酸化錫＋酸化タンタル（SnO2+Ta2O5）、または酸化錫＋酸化ニオブ（SnO2+Nb2O5）を含んで構成されるような光記録媒体が好適である。
該記録膜に接して結晶化促進機能を有する膜の他方（上部界面膜および下部界面膜のうちの他方）が、酸化クロム（Cr2O3）、または酸化亜鉛（ZnO）、または酸化亜鉛＋酸化タンタル（ZnO+Ta2O5）、または酸化亜鉛＋酸化タンタル＋酸化インジウム（ZnO+Ta2O5+In2O3）、または酸化錫（SnO2）、または酸化錫＋酸化アンチモン（SnO2+Sb2O3）、または酸化錫＋酸化タンタル（SnO2+Ta2O5）、または酸化錫＋酸化ニオブ（SnO2+Nb2O5）を含んで構成されるような光記録媒体が好適である。
前記記録膜は、少なくともGeとSbとTeとを含有し、その組成をGexSbyTezかつx+y+z＝100とするとき、GeSbTe三元相図上で、x＝55・z＝45と、x＝45・z＝55と、x＝10・y＝28・z＝42と、x＝10・y＝36・z＝54とで囲まれた組成が好適である。該記録膜は、前記組成のスパッタリング・ターゲットを用いて、該スパッタリング・ターゲットをAr等の不活性ガスを用いてスパッタすることにより得られる。
なお、記録膜中のGeは比較的酸化し易い。出発原料のスパッタリング・ターゲット、およびスパッタに用いるAr等の不活性ガス中には、微量ながら酸素が含まれる。そのため、該記録膜には微量の酸素の混入は避けられない。また、該記録膜と接する層に酸化物薄膜を用いる場合、酸素は微量に記録膜中に拡散するため更に酸素量は増えることになる。このように記録膜にGe、Sb、およびTe以外に酸素（O）などが検出されても、この発明の趣旨を逸脱するものではない。記録膜についても同様にスパッタリング・ターゲットの組成と種々の条件で形成された薄膜の組成との間には若干の組成ずれがあることは良く知られている。一般的には±１[at.%]程度の差は、特別な場合を除いては同じ組成と認識されていると言える。
前記記録膜は、少なくともGeとSbとTeとを含有し、上記に示した範囲内の組成を元にして、その一部をBiおよび／またはインジウムInおよび／またはスズSnで置換したものでもよい。置換後の組成を（Ge（1-w） Snw）x （Sbv （Bi（1-u） In u）（1-v））y Tezかつx+y+z＝100で表したときに、この組成におけるｗ、ｖおよびuが、0≦w＜0.5かつ0≦v＜0.7かつ0≦u≦1.0を満たすものが好適である。該記録膜は、前記組成のスパッタリング・ターゲットを用いて、該スパッタリング・ターゲットをAr等の不活性ガスを用いてスパッタすることにより得られる。
前述したように、記録膜中のGeは比較的酸化し易い。出発原料のスパッタリング・ターゲット、およびスパッタに用いるAr等の不活性ガス中には、微量ながら酸素が含まれる。そのため、該記録膜には微量の酸素の混入は避けられない。また、該記録膜と接する層に酸化物薄膜を用いる場合、酸素は微量に記録膜中に拡散するため更に酸素量は増えることになる。このように記録膜にGe、Sb、Te、およびSn/Bi/In以外に酸素（O）などが検出されてもこの発明の趣旨を逸脱するものではない。
前記記録膜が、少なくともGeとBiとTeとを含有し、その組成をGexBiyTez かつx+y+z＝100とするとき、GeBiTe三元相図上で、x＝55・z＝45と、x＝45・z＝55と、x＝10・y＝28・z＝42と、x＝10・y＝36・z＝54とで囲まれた組成が好適である。該記録膜は、前記記載の組成のスパッタリング・ターゲットを用いて、該スパッタリング・ターゲットをAr等の不活性ガスを用いてスパッタすることにより得られる。
前述したように、記録膜中のGeは比較的酸化し易い。出発原料のスパッタリング・ターゲット、およびスパッタに用いるAr等の不活性ガス中には、微量ながら酸素が含まれる。そのため、該記録膜には微量の酸素の混入は避けられない。また、該記録膜と接する層に酸化物薄膜を用いる場合、酸素は微量に記録膜中に拡散するため更に酸素量は増えることになる。このように記録膜にGe、Bi、およびTe以外に酸素（O）などが検出されてもこの発明の趣旨を逸脱するものではない。
前記記録膜は、少なくともGeとSbとTeとN（窒素）を含有し、うちGe、Sb、Teの間の組成をGexSbyTez かつx+y+z＝100であらわす。このとき、GeSbTe三元相図上で、x＝55・z＝45と、x＝45・z＝55と、x＝10・y＝28・z＝42と、x＝10・y＝36・z＝54とで囲まれた組成領域のGeSbTe系化合物にN（窒素）を１〜５at.%添加することが好ましい。
なお、添加された窒素は膜中で常に均一に分布するとは限らず、成膜条件条件によっては分布に不均一が生じることがある。その場合には、添加しようとした膜中の中の総量で添加量を分析し、評価する必要がある。また、記録膜と接する層に窒素が含まれる場合には、この記録膜と接する層から窒素が拡散することがある。記録膜は、前記記載の組成のスパッタリング・ターゲットを用いて、該スパッタリング・ターゲットをAr等の不活性ガスを用いてスパッタすることにより得られる。
この例でもやはり、記録膜中のGeは比較的酸化し易い。出発原料のスパッタリング・ターゲット、およびスパッタに用いるAr等の不活性ガス中に微量ながら酸素が含まれる。加えて、スパッタガスに窒素（N2）を含むガスを用いる場合には、スパッタガス中に微量の酸素（O）がやはり含まれる。そのため、該記録膜には微量の酸素の混入は避けられない。また、該記録膜と接する層に酸化物薄膜を用いる場合、酸素は微量に記録膜中に拡散するため更に酸素量は増えることになる。このように記録膜にGe、Sb、およびTe以外に酸素（O）などが検出されてもこの発明の趣旨を逸脱するものではない。
前記記録膜は、少なくともGeとSbとTeとN（窒素）を含有し、うちGe、Sb、Teの間の組成をGexSbyTez かつx+y+z＝100であらわす。このとき、GeSbTe三元相図上で、x＝55・z＝45と、x＝45・z＝55と、x＝10・y＝28・z＝42と、x＝10・y＝36・z＝54とで囲まれた範囲内の組成を元にして、その一部をBiおよび／またはインジウムInおよび／またはスズSnで置換する。置換後の組成を（Ge（1-w） Snw）x （Sbv （Bi（1-u） In u）（1-v））y Tezかつx+y+z＝100で表したときに、この組成におけるw、vおよびuが、0≦w＜0.5かつ0≦v＜0.7かつ0≦u≦1.0を満たすものが好適である。この場合、該組成領域のGeSnSbTe、GeSnSbTeIn、GeSbTeIn、GeSbTeBiIn、GeSbSnTeBiIn、GeSbTeBi、GeSnSbTeBi、GeBiTeIn、GeSnSbTeBiIn系化合物にN（窒素）を１〜５at.%添加することが好ましい。
なお、添加された窒素は膜中で常に均一に分布するとは限らず、成膜条件条件によっては分布が生じることがある。その場合には、添加しようとした膜中の中の総量で添加量を分析し、評価する必要がある。また、記録膜と接する層に窒素が含まれる場合には、この記録膜と接する層から窒素が拡散することがある。
記録膜は、前記記載の組成のスパッタリング・ターゲットを用いて、該スパッタリング・ターゲットをAr等の不活性ガスを用いてスパッタすることにより得られる。こちらも同様になお、記録膜中のGeは比較的酸化し易い。出発原料のスパッタリング・ターゲット、およびスパッタに用いるAr等の不活性ガス中に微量ながら酸素が含まれる。加えて、スパッタガスに窒素（N2）を含むガスを用いる場合には、スパッタガス中に微量の酸素（O）が含まれる。そのため、該記録膜には微量の酸素の混入は避けられない。また、該記録膜と接する層に酸化物薄膜を用いる場合、酸素は微量に記録膜中に拡散するため更に酸素量は増えることになる。このように記録膜にGe、Sb、Te、Sn/Bi/In以外に酸素（O）などが検出されてもこの発明の趣旨を逸脱するものではない。
前記記録膜が、少なくともGeとBiとTeとN（窒素）を含有し、うちGe、Bi、Teの間の組成をGexBiyTezかつx+y+z＝100であらわす。このとき、GeBiTe三元相図上で、x＝55・z＝45と、x ＝45・z＝55と、x＝10・y＝28・z＝42と、x＝10・y＝36・z＝54とで囲まれた組成領域のGeBiTe系化合物にN（窒素）を１〜５at.%添加することが好ましい。
なお、添加された窒素は膜中で常に均一に分布するとは限らず、成膜条件条件によっては分布が生じることがある。その場合には、添加しようとした膜中の中の総量で添加量を分析し、評価する必要がある。また、記録膜と接する層に窒素が含まれる場合には、この記録膜と接する層から窒素が拡散することがある。
記録膜は、前記記載の組成のスパッタリング・ターゲットを用いて、該スパッタリング・ターゲットをAr等の不活性ガスを用いてスパッタすることにより得られる。記録膜中のGeは比較的酸化し易い。出発原料のスパッタリング・ターゲット、およびスパッタに用いるAr等の不活性ガス中に微量ながら酸素が含まれる。加えて、スパッタガスに窒素（N2）を含むガスを用いる場合には、スパッタガス中に微量の酸素（O）が含まれる。そのため、該記録膜には微量の酸素の混入は避けられない。また、該記録膜と接する層に酸化物薄膜を用いる場合、酸素は微量に記録膜中に拡散するため更に酸素量は増えることになる。このように記録膜にGe、Bi、およびTe以外に酸素（O）などが検出されてもこの発明の趣旨を逸脱するものではない。
これらの記録膜の材料系および組成は、必要とされる結晶化速度や媒体の感度、それから媒体の反射率、コントラスト、透過率と言った光学特性などにより選択されるが、上記の範囲が好適である。
この発明の実施の形態のいずれかを実施することにより、クロスイレースが起き難く、あるいは晶質／非晶質間のコントラストが高く、あるいは高線速における消去率が高く、あるいはオーバーライト（ＯＷ）サイクル特性及び耐環境性に優れ、あるいは高密度かつ大容量で高速オーバーライト可能な、相変化記録媒体を実現することができる。
なお、この発明は前述した実施の形態に限定されるものではなく、現在または将来の実施段階では、その時点で利用可能な技術に基づき、その要旨を逸脱しない範囲で種々に変形することが可能である。たとえば、この発明の実施において利用される情報記憶媒体は、０．６ミリ基板を貼り合わせた光ディスクに限らず、１．２ミリ基板の表面側に０．１ミリの保護層（または透明シート）を設けた光ディスク（つまり記録層等が形成された１．１ミリ基板に０．１ミリ透明シートを貼り合わせた光ディスク）でもよい。あるいは、０．６ミリ基板の貼り合わせ光ディスクのうちの一方あるいは両方の基板表面側０．１ミリに透明保護層（または透明シート）を設けた光ディスクでもよい。また、この発明の実施の形態では、平均厚が０．１ｎｍ以上で１ｎｍ以下の極薄酸化膜を例示したが、この下限数値は量産時に必要な数値管理ができるなら、０．１ｎｍ以下であってもよい。また、極薄酸化膜の平均厚を示す上限数値および上限数値は有効数１桁で規定されある程度の幅を許容している。具体的には、量産時には、０．１ｎｍ〜１ｎｍの平均厚には±２０％〜３０％の幅が許容される。また、極薄の薄膜は、いわゆる島状組織を示すこともあり、均一な膜ではないと言われることが学術的にはある。ただし、本発明では膜の平均的な膜厚として示し、これら島状組織であっても本発明の効果を損なうものではない。
また、各実施形態は可能な限り適宜組み合わせて実施してもよく、その場合組み合わせた効果が得られる。さらに、上記実施形態には種々の段階の発明が含まれており、開示される複数の構成要件における適当な組み合わせにより種々の発明が抽出され得る。例えば、実施形態に示される全構成要件からいくつかの構成要件が削除されても、この構成要件が削除された構成が発明として抽出され得る。
１（１ａ、１ｂ）…ポリカーボネート（ＰＣ）基板、１１（１１ａ、１１ｂ）…第１干渉膜（保護膜または誘電体膜）、１２（１２ａ、１２ｂ）…下部界面膜、１３（１３ａ、１３ｂ）…記録膜（相変化光記録膜）、１４（１４ａ、１４ｂ）…上部界面膜、１５（１５ａ、１５ｂ）…第２干渉膜（保護膜または誘電体膜）、１６（１６ａ、１６ｂ）…反射膜、１７（１７ａ、１７ｂ）…第３干渉膜（保護膜または誘電体膜）、１８…層間分離層（接着剤層）、１９…Ｌ０情報層、２０…Ｌ1情報層、２１（２１ａ、２１ｂ）…極薄酸化膜層（記録膜を構成する元素を含む層）、１００…情報記録媒体（ＲＷ／ＲＡＭ等の相変化光ディスク）。
Claims (18)
- 基板および、干渉膜と、原子配列を可逆的に変化させることができる記録膜と、この記録膜に接する結晶化促進膜と、反射膜を含む積層構造を持ち、前記記録膜に対して、光を用いて可逆的に記録または消去が行われる記録媒体において、
前記記録膜と接する部位からこの記録膜の厚さ方向に、もしくはこの記録膜の面内方向に、前記記録膜を構成する元素が、偏析または濃度分布を有するように構成したことを特徴とする光記録媒体。 - 前記記録膜と接する部位に、前記記録膜の構成元素から構成される元素の、平均厚が０．１ｎｍ以上で１ｎｍ以下の極薄酸化膜を設けることを特徴とする請求項１に記載の光記録媒体。
- 前記積層構造が、光学的エンハンスおよび／または熱拡散に寄与する誘電体膜を含んで構成されることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の光記録媒体。
- 前記干渉膜が、前記記録膜に対する保護膜として機能することを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の光記録媒体。
- 前記記録膜の価電子帯の状態密度のトップからエネルギー準位の低い側に０．５［ｅＶ］のエネルギー準位における、結晶状態の状態密度とアモルファス状態の状態密度の比が１．０以上、２．５以下であることを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載の光記録媒体。
- 前記記録膜の価電子帯の状態密度のトップからエネルギー準位の低い側に０．２５ないし１．０［ｅＶ］の範囲のエネルギー準位における、結晶状態の状態密度とアモルファス状態の状態密度の比が１．０以上、２．５以下であることを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載の光記録媒体。
- 前記結晶化促進膜は前記記録膜の一方面に接する上部界面膜および前記記録膜の他方面に接する下部界面膜により構成され、前記上部界面膜および前記下部界面膜を、前記記録膜の上下で結晶化速度が異なるように制御することを特徴とする請求項１ないし請求項６のいずれか１項に記載の光記録媒体。
- 前記結晶化促進膜は前記記録膜の一方面に接する上部界面膜または前記記録膜の他方面に接する下部界面膜により構成され、前記上部界面膜および前記下部界面膜を、前記記録膜の上下で結晶化速度が異なるように制御することを特徴とする請求項１ないし請求項６のいずれか１項に記載の光記録媒体。
- 前記結晶化促進膜が、
窒化ゲルマニウム、または窒化ゲルマニウム-クロム、または酸化ジルコニウム、または安定化ジルコニア+酸化クロム、または安定化ジルコニア＋酸化ケイ素+酸化クロム、またはジルコン+酸化クロム、または酸化ハフニウムを含んで構成されるか、あるいは、
ハフニウム、酸素、および窒素を含有する化合物で構成されるか、あるいは、
ジルコニューム、酸素、窒素、およびイットリアを含有する膜で構成されるか、あるいは、
ジルコニューム、酸素、窒素、およびニオブを含有する膜で構成されるか、あるいは、
ジルコニューム、酸素、窒素、およびイットリアとニオブを含有する膜で構成されるか、あるいは、
酸化クロム、または酸化亜鉛、または酸化亜鉛＋酸化タンタル、または酸化亜鉛＋酸化タンタル＋酸化インジウム、または酸化錫、または酸化錫＋酸化アンチモン、または酸化錫＋酸化タンタル、または酸化錫＋酸化ニオブを含んで構成される
ことを特徴とする請求項１ないし請求項８のいずれか１項に記載の光記録媒体。 - 前記上部界面膜および前記下部界面膜の一方が、
窒化ゲルマニウム、または窒化ゲルマニウム-クロム、または酸化ジルコニウム、または安定化ジルコニア+酸化クロム、または安定化ジルコニア＋酸化ケイ素+酸化クロム、またはジルコン+酸化クロム、または酸化ハフニュームを含んで構成されるか、あるいは、
ハフニウム、酸素、および窒素を含有する化合物で構成されるか、あるいは、
ジルコニューム、酸素、窒素、およびイットリアを含有する膜で構成されるか、あるいは、
ジルコニューム、酸素、窒素、およびニオブを含有する膜で構成されるか、あるいは、
ジルコニューム、酸素、窒素、およびイットリアとニオブを含有する膜で構成され、
前記上部界面膜および前記下部界面膜の他方が、
酸化クロム、または酸化亜鉛、または酸化亜鉛＋酸化タンタル、または酸化亜鉛＋酸化タンタル＋酸化インジウム、または酸化錫、または酸化錫＋酸化アンチモン、または酸化錫＋酸化タンタル、または酸化錫＋酸化ニオブを含んで構成される
ことを特徴とする請求項７または請求項８に記載の光記録媒体。 - 前記記録膜がゲルマニウムとアンチモンとテルルを含有し、その組成をGexSbyTezかつx+y+z=100で表したときに、
前記記録膜が、GeSbTe三元相図上で、x=55・z=45と、x=45・z=55と、x=10・y=28・z=42と、x=10・y=36・z=54とで規定されるエリア内またはそのエリア上の組成を持つように構成されたことを特徴とする請求項１ないし請求項１０のいずれか１項に記載の光記録媒体。 - 前記組成を持つGeSbTe系化合物に窒素が１ないし５at.%添加されたことを特徴とする請求項１１に記載の光記録媒体。
- 前記記録膜が少なくともゲルマニウムとビスマスとテルルを含有し、その組成をGexBiyTezかつx+y+z=100で表したときに、
前記記録膜が、GeBiTe三元相図上で、x=55・z=45と、x=45・z=55と、x=10・y=28・z=42と、x=10・y=36・z=54とで規定されるエリア内またはそのエリア上の組成を持つように構成されたことを特徴とする請求項１ないし請求項１０のいずれか１項に記載の光記録媒体。 - 前記組成を持つGeBiTe系化合物に窒素が１ないし５at.%添加されたことを特徴とする請求項１３に記載の光記録媒体。
- 前記記録膜の組成の一部をビスマスおよび／またはインジウムおよび／またはスズで置換し、置換後の組成を（Ge（1-w） Snw）x （Sbv （Bi（1-u） In u）（1-v））y Tezかつx+y+z=100で表したときに、この組成におけるｗ、ｖおよびuが、0≦w＜0.5かつ0≦v＜0.7かつ0≦u≦1となるように構成されたことを特徴とする請求項１ないし請求項１０のいずれか１項に記載の光記録媒体。
- 前記組成を持つGeSnSbTe、GeSnSbTeIn、GeSbTeIn、GeSbTeBiIn、GeSbSnTeBiIn、GeSbTeBi、GeBiTeIn、GeSnSbTeBi、GeSnSbTeBiIn系化合物に窒素が１ないし５at.%添加されたことを特徴とする請求項１５に記載の光記録媒体。
- 請求項１に記載の光記録媒体を用い、この光記録媒体の前記記録膜に対して情報記録を行なう手段と、情報記録された前記記録膜から情報再生を行なう手段を備えた情報記録再生装置。
- 請求項１に記載の光記録媒体を用い、この光記録媒体の前記記録膜に対して情報記録を行ない、情報記録された前記記録膜から情報再生を行なうように構成された情報記録再生方法。
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