JP4998224B2 - Optical information recording medium - Google Patents
Optical information recording medium Download PDFInfo
- Publication number
- JP4998224B2 JP4998224B2 JP2007297290A JP2007297290A JP4998224B2 JP 4998224 B2 JP4998224 B2 JP 4998224B2 JP 2007297290 A JP2007297290 A JP 2007297290A JP 2007297290 A JP2007297290 A JP 2007297290A JP 4998224 B2 JP4998224 B2 JP 4998224B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- layer
- recording medium
- optical information
- information recording
- phase change
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Landscapes
- Optical Record Carriers And Manufacture Thereof (AREA)
- Thermal Transfer Or Thermal Recording In General (AREA)
Description
本発明は、レーザ光照射により情報の記録あるいは再生を行う光学的情報記録媒体に関し、特に、相変化材料を超解像マスク層として含む光学的情報記録媒体に関する。 The present invention relates to an optical information recording medium for recording or reproducing information by laser beam irradiation, in particular, it relates to an optical information recording medium comprising a phase change material as the super resolution mask layer.
レーザ光照射により情報の再生を行う光学的情報記録媒体(通称は「光ディスク」)は、情報の再生のみが可能な再生専用型光ディスク、1回だけ情報の記録が可能で書き換えができない追記型光ディスク、光磁気ディスクや相変化光ディスクなどのように情報の書き換えが可能な書き換え型光ディスクに分類される。 An optical information recording medium (commonly called “optical disk”) that reproduces information by laser light irradiation is a read-only optical disk that can only reproduce information, and a write-once optical disk that can record information only once and cannot be rewritten. The optical disc is classified into a rewritable optical disc such as a magneto-optical disc and a phase change optical disc that can rewrite information.
光ディスクの容量は、基本的には情報の記録再生に用いられるレーザ光のビーム径に依存している。ビーム径が小さいほど、より高密度な情報を誤り無く再生することが可能となる。ここで、レーザから出射された光は対物レンズを通じて集束しても、回折の影響のために、一点としては集束されず、有限幅を有するビームとして形成される。
一般にこれを回折限界と呼んでおり、レーザ光の波長がλ、対物レンズの開口数がNA(Numerical Aperture)である時、λ/(4NA) が再生分解能の限界となる。
The capacity of the optical disk basically depends on the beam diameter of the laser beam used for recording / reproducing information. The smaller the beam diameter, the higher density information can be reproduced without error. Here, even if the light emitted from the laser is focused through the objective lens, it is not focused as one point due to the influence of diffraction, but is formed as a beam having a finite width.
This is generally called the diffraction limit. When the wavelength of the laser light is λ and the numerical aperture of the objective lens is NA (Numerical Aperture), λ / (4NA) is the limit of the reproduction resolution.
このため、例えば、λ=405〔nm〕、NA=0.65の場合には、156〔nm〕以下の長さのピットを正確に読みとることはできない。従って、例えば156〔nm〕以下の長さのピットを正確に読みとるには、レーザ光の波長を405〔nm〕より短くするか、対物レンズのNAを0.65より大きくしなければならない。 Therefore, for example, when λ = 405 [nm] and NA = 0.65, a pit having a length of 156 [nm] or less cannot be read accurately. Therefore, for example, in order to accurately read a pit having a length of 156 [nm] or less, it is necessary to make the wavelength of the laser light shorter than 405 [nm] or make the NA of the objective lens larger than 0.65.
しかしながら、現在のレーザ技術としては短波長のレーザを提供するのに限界があり、又、開口数の大きい対物レンズを製造するにはコスト高となるという限界がある。更に、対物レンズの開口数が大きくなるほど、ピックアップとディスク間の距離が小さくなる。このため、高密度情報の記録および再生を限界までつきつめると、光ヘッドと光ディスクとの衝突の恐れがあり、この衝突が発生すると多くはディスク表面が損傷されため、時にはデータ損失の恐れがある。 However, the current laser technology has a limit in providing a short wavelength laser, and there is a limit in that it is expensive to manufacture an objective lens having a large numerical aperture. Furthermore, as the numerical aperture of the objective lens increases, the distance between the pickup and the disk decreases. For this reason, if recording and reproduction of high-density information is performed to the limit, there is a risk of collision between the optical head and the optical disk. When this collision occurs, the surface of the disk is often damaged, and sometimes data may be lost.
光ディスクの回折限界を超える技術としては、従来より媒体超解像にかかる技術が知られている(特許文献1)。この媒体超解像においては、温度により光学特性(反射率)が非線形に変化するマスク層(微小開口形成層、或いは超解像層とも呼ばれる)が用いられる。
これは、レーザ照射時に、一定温度以上になった領域ではマスク層の反射率が変化することから、レーザ光のビーム径が実効的に小さくなることを利用したものである。その結果、微小な記録マークの再生が可能となり、高密度化を実現することができる。
As a technique for exceeding the diffraction limit of an optical disk, a technique related to medium super-resolution has been known (Patent Document 1). In this medium super-resolution, a mask layer (also referred to as a micro-aperture forming layer or a super-resolution layer) whose optical characteristics (reflectance) change nonlinearly with temperature is used.
This utilizes the fact that the beam diameter of the laser beam is effectively reduced because the reflectivity of the mask layer changes in a region where the temperature is higher than a certain temperature during laser irradiation. As a result, a minute recording mark can be reproduced, and a high density can be realized.
マスク層に要求される特性として、(1)反射率の温度変化がしきい値を有する(反射率がしきい値温度前後でステップ的に変化する)こと、(2)しきい値前後での反射率の変化量が大きいこと、の二つがある。 The required characteristics of the mask layer are (1) the temperature change of the reflectance has a threshold value (the reflectance changes stepwise around the threshold temperature), and (2) around the threshold value. There are two types of change in reflectance.
この二つの特性を有している材料の一例として、相変化光ディスクの記録層に用いられているGeSbTe、或いはAgInSbTe等のカルケゴナイド系の相変化材料がある。相変化材料は融点という反射率が変化する明確なしきい値温度を有し、かつ、固相状態(結晶状態)と溶融状態で光学特性が大きく異なるので、マスク層として用いるのに適している(特許文献1,2)。
相変化材料をマスク層として用いる超解像光ディスクでは、相変化材料が結晶状態である場合と溶融状態である場合との光学特性変化を利用して再生が行われるため、再生光が照射されている領域の一部は常に相変化材料が溶融している状態となっている。 In a super-resolution optical disk that uses a phase change material as a mask layer, reproduction is performed by using a change in optical characteristics between when the phase change material is in a crystalline state and when it is in a molten state. In some areas, the phase change material is always melted.
相変化光ディスク(以下、相変化光ディスクは通常の「書き換え型光ディスク」を表すこととする)では、記録パルスを照射した領域を溶融させることにより記録を行っているので、相変化材料を用いた超解像再生はDC光による記録と同等である。従って、超解像光ディスクでは、相変化光ディスクよりも更に高い熱負荷がかかってしまい、所定の再生回数を確保するためには、相変化光ディスクよりも更に高い繰り返し耐性が要求されることとなる。 In phase change optical discs (hereinafter, phase change optical discs represent ordinary “rewritable optical discs”), recording is performed by melting an area irradiated with a recording pulse. Resolution reproduction is equivalent to recording with DC light. Therefore, the super-resolution optical disk is subjected to a higher heat load than the phase change optical disk, and higher repeatability is required than the phase change optical disk to ensure a predetermined number of reproductions.
この場合、前述した特許文献3(特開平10−275360号公報)などに開示されている手法、即ち、記録層に接して窒化物などの界面層を付加する手法が、相変化光ディスクの書き換え繰り返し回数向上には有効である。 In this case, the technique disclosed in the above-mentioned Patent Document 3 (Japanese Patent Laid-Open No. 10-275360), that is, the technique of adding an interface layer such as a nitride in contact with the recording layer is a repetitive rewrite of the phase change optical disk. It is effective for improving the number of times.
しかしながら、それでもなお書き換え回数上限は、上述した各関連技術にあっては、103〜104回程度にとどまっており、105〜106回程度のDC光による繰り返し記録回数、即ち、相変化材料を用いた超解像光ディスクにおける105〜106回程度の再生回数を実現することは非常に困難であった。 However, the upper limit of the number of rewrites is still limited to about 10 3 to 10 4 times in each of the related technologies described above, and the number of repetitive recordings with DC light of about 10 5 to 10 6 times, that is, phase change. It has been very difficult to realize the number of reproductions of about 10 5 to 10 6 times in a super-resolution optical disk using materials.
〔発明の目的〕
本発明は、上述した関連技術の有する不都合を改善し、特に十分な再生可能回数を確保することができる信頼性の高い高速大容量の超解像光ディスクを提供することにある。
(Object of invention)
An object of the present invention is to provide a high-speed and high-capacity super-resolution optical disk with high reliability that can improve the above-mentioned disadvantages of the related art and in particular can ensure a sufficient number of reproducible times.
上記目的を達成するため、本発明にかかる光学的情報記録媒体は、レーザ光照射により情報の記録或いは再生を行う光学的情報記録媒体であって、Gaの酸化物とCrの酸化物の混合物からなる保護層或いは界面層を有することを特徴とし、前記保護層あるいは界面層の組成が(Ga2O3)1−x (Cr2O3)x で表され、xが0.5≦x≦0.8であることを特徴とする。又、本発明では、記録層を(GeTe)1−y (Bi2Te3)y で表される超解像層によって形成したものについては、yの値を0.3≦y≦1とし、且つ当該超解像層がGaの酸化物とCrの酸化物の混合物からなる誘電体層(保護層)と接していることを特徴とする。 In order to achieve the above object, an optical information recording medium according to the present invention is an optical information recording medium for recording or reproducing information by laser beam irradiation, and comprises a mixture of Ga oxide and Cr oxide. And the composition of the protective layer or interface layer is represented by (Ga 2 O 3 ) 1-x (Cr 2 O 3 ) x , where x is 0.5 ≦ x ≦ It is characterized by 0.8. In the present invention, for the recording layer formed of a super-resolution layer represented by (GeTe) 1-y (Bi 2 Te 3 ) y , the value of y is 0.3 ≦ y ≦ 1, The super-resolution layer is in contact with a dielectric layer (protective layer) made of a mixture of Ga oxide and Cr oxide.
本発明は、上述したように構成されるので、相変化材料を用いた光学的情報記録媒体にあって、繰り返し再生回数を大幅に向上させることが可能となり、高速結晶化材料に対して特に有効に機能するので、高速大容量の光学的情報記録媒体を実現することが可能となるという従来にない優れた光学的情報記録媒体を提供することができる。 Since the present invention is configured as described above, it is an optical information recording medium using a phase change material, and the number of repeated reproductions can be greatly improved, which is particularly effective for a high-speed crystallization material. Therefore, it is possible to provide an unprecedented excellent optical information recording medium capable of realizing a high-speed and large-capacity optical information recording medium.
以下、本発明の実施形態を添付図面に基づいて説明する。
ここで、最初に本実施形態の基本的な構成内容を説明し、その後に全体的な内容を説明する。
図1は、本実施形態における光学的情報記録媒体の基本的な積層構成を示す。この図1に示すように、本実施形態における光学的情報記録媒体は、記録層11とこの記録層11の両面に保護層1,2を備え、レーザ光照射により前記記録層11に対する情報の記録或いは再生を行う構造となっている。この内、前述した記録層11は、レーザ光照射により相変化する相変化層からなり、前記保護層はGaの酸化物とCrの酸化物との混合物を組成として構成されている。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
Here, the basic configuration content of this embodiment will be described first, and then the overall content will be described.
FIG. 1 shows a basic laminated structure of an optical information recording medium in this embodiment. As shown in FIG. 1, the optical information recording medium in this embodiment includes a recording layer 11 and
ここで、前記保護層1,2については、当該保護層1,2を構成する酸化物の混合物の組成を、本実施形態では(Ga2O3)1−x (Cr2O3)x とし、更に、この式中のxを、0.5≦x≦0.8の範囲に有る値とした。
Here, for the
又、前述した記録層11の組成である相変化層を、本実施形態では、レーザ光照射によって光学特性が変化する超解像層とした。更に、この超解像層については、その組成物を、(GeTe)1−y (Bi2Te3)y で表される物質により構成し、且つ前記式中の記号yの値を、0.3≦y≦1の範囲に有る値とした点に特徴を有する。 In the present embodiment, the phase change layer having the composition of the recording layer 11 described above is a super-resolution layer whose optical characteristics are changed by laser light irradiation. Further, for this super-resolution layer, the composition is composed of a substance represented by (GeTe) 1-y (Bi 2 Te 3 ) y , and the value of the symbol y in the above formula is set to 0. It is characterized in that the value is in the range of 3 ≦ y ≦ 1.
更に保護層1,2については、これを(Ga2O3)1−x (Cr2O3)x とは別の他の酸化物で構成すると共に、当該各保護層1,2と前記記録層11との間に、界面層11A,11Bをそれぞれ設け、この界面層を(Ga2O3)1−x (Cr2O3)x で表わされる酸化物の混合物で形成すると共に、この場合の式中の記号xの値を、0.5≦x≦0.8の範囲に有る値とした。この場合、上記各界面層11A,11Bの厚さについては、後述するように各保護層1,2の厚さよりも薄く設定してある。
Further, the
ここで、前述した記録層11の組成である相変化層については、これをSbなどの元素を多く含む相変化材料で構成してもよい。具体的には、例えば、記録層11の組成である相変化層を、Ge1Sb2Te4,InSb,又はGaSbにより形成してもよい。 Here, the phase change layer having the composition of the recording layer 11 described above may be formed of a phase change material containing a large amount of elements such as Sb. Specifically, for example, the phase change layer having the composition of the recording layer 11 may be formed of Ge 1 Sb 2 Te 4 , InSb, or GaSb.
以下、これを更に具体的に説明する。
まず、上述した図1の構成は、ROM媒体の例を表している。凹凸のピット(図示せず)が形成された基板10上に、保護層1、記録層である超解像マスク層(超解像層)11、保護層2、反射層12を順に積層した構成となっている。基板10としては、ポリカーボネート(PC)のようなプラスチック、或いはガラスなどが用いられている。
This will be described more specifically below.
First, the configuration of FIG. 1 described above represents an example of a ROM medium. A configuration in which a
超解像マスク層11としては、一般的な相変化材料を用いることができるが、高速化を実現するには結晶化速度の速い材料が特に好ましい。結晶化速度が遅い材料では、溶融後冷却して固相に戻った場合に結晶状態とならず非晶質状態となる。
ここで、非晶質状態と溶融状態はいずれも原子配列が乱れた状態であり、光学特性が類似している。その結果、反射率がほぼ同じになってしまうため、溶融領域が有効なマスク層として機能せず高密度化を実現することができない。
As the super-resolution mask layer 11, a general phase change material can be used, but a material having a high crystallization speed is particularly preferable in order to realize a high speed. In the case of a material having a slow crystallization rate, when it is cooled after melting and returned to the solid phase, it does not become a crystalline state but becomes an amorphous state.
Here, both the amorphous state and the molten state are states in which the atomic arrangement is disordered, and the optical characteristics are similar. As a result, the reflectivity becomes substantially the same, so that the melted region does not function as an effective mask layer, and high density cannot be realized.
これに対して、結晶化速度が十分に速い材料であれば、溶融後冷却して固相に戻った場合に結晶状態となる。溶融状態は原子配列が乱れた状態であるのに対し、結晶状態は原子配列が秩序だった状態であり、両状態間では光学定数が異なる。その結果、反射率が大きく異なるので、溶融領域が有効なマスク層として機能する。結晶化速度が超解像効果に及ぼす影響を図2に模式的に示す。 On the other hand, if the material has a sufficiently high crystallization rate, it will be in a crystalline state when cooled and then returned to the solid phase after melting. While the molten state is a disordered atomic arrangement, the crystalline state is an ordered atomic arrangement, and the optical constants are different between the two states. As a result, the reflectivity differs greatly, so that the molten region functions as an effective mask layer. The influence of the crystallization speed on the super-resolution effect is schematically shown in FIG.
溶融後冷却して固相に戻った場合に結晶になるか非晶質になるかは、物質が有する臨界冷却速度Rcと実際の冷却速度R(融点前後での単位時間あたりの温度低下量)との相対関係によって決まり、R(実際の冷却速度)がRc(臨界冷却速度)より小さければ、溶融後再結晶化する。実際の冷却速度Rは再生時の線速が速くなるほど大きくなるので、高速再生を実現するにはRc(臨界冷却速度)の大きい材料、すなわち、結晶化速度の速い材料を用いる必要がある。 Whether it becomes crystalline or amorphous when cooled and returned to the solid phase after melting depends on the critical cooling rate Rc of the substance and the actual cooling rate R (temperature decrease per unit time before and after the melting point) If R (actual cooling rate) is smaller than Rc (critical cooling rate), recrystallization occurs after melting. Since the actual cooling rate R increases as the linear velocity during regeneration increases, it is necessary to use a material having a large Rc (critical cooling rate), that is, a material with a high crystallization rate, in order to realize high-speed regeneration.
相変化光ディスクでは、高速記録実現のために、結晶化速度の速い材料が用いられているが、記録マークが形成された領域、即ち、高パワレーザが照射され溶融後固相に戻った領域では、記録層は非晶質状態となっている。
これに対し、相変化材料を用いた超解像光ディスクでは、相変化層は溶融後に非晶質状態ではなく結晶状態になる必要がある。
In a phase change optical disk, a material with a high crystallization speed is used to realize high-speed recording, but in a region where a recording mark is formed, that is, a region where a high power laser is irradiated and returned to a solid phase after melting, The recording layer is in an amorphous state.
On the other hand, in a super-resolution optical disk using a phase change material, the phase change layer needs to be in a crystalline state rather than an amorphous state after melting.
従って、高速再生が可能な超解像を実現するには、相変化光ディスクに用いられている記録層よりも更に結晶化速度の速い材料が必要である。相変化光ディスクにおいて、記録層の結晶化速度を速めることは、非晶質状態の保存安定性を劣化させる恐れがあるが、超解像に適用する場合は非晶質状態を安定に形成する必要が無いので、できるだけ結晶化速度の速い材料を用いることができる。 Therefore, in order to realize super-resolution capable of high-speed reproduction, a material having a higher crystallization speed than the recording layer used in the phase change optical disk is required. In a phase change optical disk, increasing the crystallization speed of the recording layer may degrade the storage stability of the amorphous state, but it is necessary to stably form the amorphous state when applied to super-resolution. Therefore, a material having a crystallization speed as fast as possible can be used.
結晶化速度が速い相変化光ディスクの記録層として、(GeTe)−(Bi2Te3)擬2元組成が知られており、(Bi2Te3組成比を増やすほど結晶化速度は速くなる。(GeTe)1−y Bi2Te3)y で表される組成において、y≧0.3であれば、成膜直後から結晶状態であり、線速30〔m/s〕程度の高線速下で溶融させても非晶質状態を形成することが困難で、高速超解像再生に適していることが分かった。 A (GeTe)-(Bi 2 Te 3 ) pseudo binary composition is known as a recording layer of a phase change optical disk having a high crystallization speed, and the crystallization speed increases as the (Bi 2 Te 3 composition ratio) increases. (GeTe) in the composition represented by the 1-y Bi 2 Te 3) y, if y ≧ 0.3, a crystalline state immediately after the film formation, the linear velocity 30 [m / s] as high linear velocity It was found that it was difficult to form an amorphous state even when melted underneath, and it was suitable for high-speed super-resolution reproduction.
しかしながら、本発明者はyを大きくすること、即ち、膜中のBi組成を増やすことは繰り返し再生可能回数の減少という問題を生じることを見いだした。これは、Biが光ディスクに用いられるZnS−SiO2保護層材料と相互拡散を生じやすいためである。
そこで、Biとの相互拡散が生じにくく、且つ熱負荷に対する耐久性が高い材料について検討した結果、Gaの酸化物とCrの酸化物との混合物からなる誘電体層が好適であることを、試行錯誤の結果、発明者は見いだした。本実施形態では、保護層1,2として、この誘電体層を使用している。
However, the present inventor has found that increasing y, that is, increasing the Bi composition in the film causes a problem that the number of reproducible times decreases. This is because Bi tends to cause mutual diffusion with the ZnS—SiO 2 protective layer material used for the optical disc.
Therefore, as a result of studying a material that hardly causes interdiffusion with Bi and has high durability against a thermal load, it was tried that a dielectric layer made of a mixture of Ga oxide and Cr oxide is suitable. The inventor found out as a result of mistakes. In this embodiment, this dielectric layer is used as the
この誘電体層(保護層1,2)は、Ga2O3とCr2O3の混合ターゲットを、希ガス或いは希ガスと酸素を用いてスパッタリングして成膜すればよい。
ここで、Gaの酸化物とCrの酸化物の混合物からなる誘電体層は、記録層(超解像層11)に接して厚さ5〔nm〕程度の界面層11A,11B(図4参照)として用いても良く、また、前述した図1に示すように厚さ10〔nm〕以上の保護層1,2として用いても良い。
The dielectric layers (
Here, the dielectric layers made of a mixture of Ga oxide and Cr oxide are in contact with the recording layer (super-resolution layer 11) and have
PC基板10上に、誘電体層(保護層)1として(Ga2O3)−(Cr2O3)を厚さ80〔nm〕、超解像層(記録層)11として(GeTe)0.5 (Bi2Te3)0.5 を厚さ15〔nm〕、誘電体層(保護層)2として(Ga2O3)−(Cr2O3)を厚さ15〔nm〕、反射層12として、Ag Pd Cu を厚さ100〔nm〕にて、順次スパッタリングにより積層した。
誘電体層(保護層)1であるGa2O3−Cr2O3については、(Ga2O3)50〔mol%〕−(Cr2O3)50〔mol%〕からなるターゲットを、Arガス雰囲気中でスパッタリングすることにより成膜した。このGa2O3−Cr2O3については、実際に成膜された膜組成を分析したところ、分析誤差(検出精度)の範囲内でターゲット組成と同一となっていることが確認できた。
On the
The Ga 2 O 3 -Cr 2 O 3 is a dielectric layer (protective layer) 1, (Ga 2 O 3 ) 50 [mol%] - a target made of (Cr 2 O 3) 50 [mol%], A film was formed by sputtering in an Ar gas atmosphere. As for this Ga 2 O 3 —Cr 2 O 3 , when the film composition actually formed was analyzed, it was confirmed that it was the same as the target composition within the range of the analysis error (detection accuracy).
PC基板として、深さ40〔nm〕、最短ピット長100〔nm〕の(1−7)変調されたランダムパタンピットが予め形成された基板を用いた。波長405〔nm〕、対物レンズのNA=0.65の光ヘッドを用いて、線速6.6〔m/s〕において再生特性評価を行った。図3に誤り率と再生パワの関係を示す。 As the PC substrate, a substrate on which (1-7) modulated random pattern pits having a depth of 40 [nm] and a shortest pit length of 100 [nm] were formed in advance was used. Using an optical head with a wavelength of 405 [nm] and an objective lens NA = 0.65, reproduction characteristics were evaluated at a linear velocity of 6.6 [m / s]. FIG. 3 shows the relationship between error rate and reproduction power.
本光ヘッドを用いた場合の回折限界は156〔nm〕であるので、超解像が生じていない0.5〜2.5〔mW〕の再生パワではデータを正しく再生することができない。3〔mW〕以上の再生パワでは、GeBiTe層が溶融し超解像が生じるので、低い誤り率でデータを再生することが可能となる。3〔mW〕で105回繰り返し再生を行った後でも誤り率は低いままであった。
Since the diffraction limit when this optical head is used is 156 [nm], data cannot be correctly reproduced with a reproduction power of 0.5 to 2.5 [mW] where super-resolution does not occur. In the reproduction power of 3 [mW] or more, the GeBiTe layer melts and super-resolution occurs, so that data can be reproduced with a low error rate. The error rate remained low even after repeated
(比較例1)
前述した実施例1と同一の基板を用いて図4(表1)に示す構成のディスク(Disk)を作成し、再生後の誤り率を103回及び105回測定した。再生パワーは、各々のディスクに対して、初期の再生において最も誤り率が低くなるパワーに設定した。この場合の構成を図5に示す。
(Comparative Example 1)
A disk (Disk) having the configuration shown in FIG. 4 (Table 1) was prepared using the same substrate as in Example 1 described above, and the error rate after reproduction was measured 10 3 times and 10 5 times. The reproduction power was set to a power that gives the lowest error rate in the initial reproduction for each disk. The configuration in this case is shown in FIG.
ここで、図4(表1)において、GaO−CrOは、「(Ga2O3)50〔mol%〕−(Cr2O3)50〔mol%〕」を意味している。
又、ZnS−SiO2として、「(ZnS)80〔mol%〕−(SiO2)20〔mol%〕」を用いた。
Here, in FIG. 4 (Table 1), GaO—CrO means “(Ga 2 O 3 ) 50 [mol%] − (Cr 2 O 3 ) 50 [mol%]”.
Further, “(ZnS) 80 [mol%]-(SiO 2 ) 20 [mol%]” was used as ZnS—SiO 2 .
更に、図5は超解像層11と保護層1,2の間に界面層11A,11Bを付した場合の説明図である。全てのディスク(Disk)A,B,C,Dにおいて、超解像層の厚さは15〔nm〕、界面層11A,11Bを備えた場合の当該界面層11A,11Bの各厚さは5〔nm〕、反射層の厚さは100〔nm〕とした。この場合に得られる各ディスク(Disk)の再生特性を図6(表2)に示す。
Further, FIG. 5 is an explanatory diagram in the case where interface layers 11A and 11B are provided between the super-resolution layer 11 and the
界面層無しでZnS−SiO2を誘電体層として保護層1,2に用いたディスク(Disk)Aでは、再生可能回数が著しく低く、103回再生後は誤り率を測定することができなかった。
書き換え型の相変化光ディスクで一般に用いられているGeNを界面層11A,11Bに適用したディスク(Disk)Bでは、103回の再生回数は実現できるが、105回再生後は誤り率を測定することができなかった。
In the disk (Disk) A using ZnS-SiO 2 as a dielectric layer without an interface layer as the
The disk (Disk) B in which GeN, which is generally used in a rewritable phase change optical disk, is applied to the interface layers 11A and 11B can realize 10 3 times of reproduction, but measures the error rate after 10 5 times of reproduction. I couldn't.
これに対し、Ga2O3−Cr2O3を界面層11A,11B或いは保護層(誘電体層)1,2として用いたディスク(Disk)C,Dでは、105回再生後も低い誤り率を実現できることが確認できた。
On the other hand, discs C and D using Ga 2 O 3 —Cr 2 O 3 as
2インチサイズのガラス基板上に、保護層(誘電体層)1としてZnSーSiO2を厚さ50〔nm〕、界面層11AとしてGa2O3−Cr2O3層を厚さ5〔nm〕、超解像層11としてBi2Te3層を厚さ15〔nm〕、界面層11BとしてGa2O3層を厚さ5〔nm〕、保護層(誘電体層)2としてZnS−SiO2を厚さ50〔nm〕、を順次スパッタリングにより積層しサンプルを形成した。このサンプルを室温から650℃の範囲で加熱・冷却し、反射率、透過率の温度依存を測定した。
On a 2-inch glass substrate, ZnS—SiO 2 has a thickness of 50 nm as the protective layer (dielectric layer) 1 and Ga 2 O 3 —Cr 2 O 3 layer has a thickness of 5 nm as the
図7(表3)に、組成(Ga2O3)1−x (Cr2O3)x におけるxの値と加熱後室温に戻った際の試料の変化を示す。 FIG. 7 (Table 3) shows the value of x in the composition (Ga 2 O 3 ) 1-x (Cr 2 O 3 ) x and the change of the sample when it returns to room temperature after heating.
Bi2Te3の融点は約610℃であり、試料2或いは試料3では、610℃付近で溶融にともなう光学特性の変化が観測された。また、600℃から650℃の温度範囲では光学特性には特に何の変化もなく、冷却過程では可逆な光学特性の変化(昇温時と降温時で同一の変化)を示した。
Bi 2 Te 3 had a melting point of about 610 ° C., and in
これに対し、試料1では、昇温の途中に600℃より低い温度で試料が透明になってしまい、可逆な光学特性の変化を観測することができなかった。この変化は誘電体層のZnS−SiO2が超解像層11のBiTe中に拡散した結果生じたと考えられる。
On the other hand, in
また、試料4では、610℃付近で光学特性の変化は観測されたものの、溶融時に生じた凝集に起因したと考えられるボイド(欠陥)が多数発生した。これは、Cr2O3は熱的な耐久性は高いものの、Bi含有量の多い相変化層との濡れ性が悪く、溶融した相変化層が粒状になりすいためと考えられる。
In
これらの結果(図7)より、保護層(誘電体層)1,2を構成するZnS−SiO2と、超解像層11を構成するBi2Te3層のBiとの相互拡散を防止し且つ繰り返し耐久性が確保できる好適な組成範囲として、0.5≦x≦0.8が特定された。 From these results (FIG. 7), mutual diffusion between ZnS-SiO 2 constituting the protective layers (dielectric layers) 1 and 2 and Bi 2 Te 3 layer constituting the super-resolution layer 11 is prevented. And 0.5 <= x <= 0.8 was specified as a suitable composition range which can ensure repetition durability.
この第2実施例では、上述したようにZnS−SiO2とBiの相互拡散防止について説明したが、本発明にかかる保護層(又は界面層)は、Biに限らず、ZnS−SiO2と相互拡散を生じやすいSbなどの元素を多く含む相変化材料(例えば、Ge1Sb2Te4、InSb、GaSbなど)についても相互拡散防止として有効に機能する。 In the second embodiment, as described above, the mutual diffusion prevention between ZnS-SiO 2 and Bi has been described. However, the protective layer (or the interface layer) according to the present invention is not limited to Bi, and is mutually compatible with ZnS-SiO 2. A phase change material (for example, Ge 1 Sb 2 Te 4 , InSb, GaSb, etc.) containing a large amount of elements such as Sb that easily causes diffusion also functions effectively as an anti-diffusion.
以上説明した実施例或いは比較例では、超解像層を適用した再生専用の光学的情報記録媒体についてのみ説明したが、これらの各素材については、これを記録型の光ディスクに適用するように構成してもよい。
この場合、例えば、レーザ入射面から、Ga2O3−Cr2O3層、相変化超解像層、Ga2O3−Cr2O3層、記録層、誘電体層、反射層を順に積層した構成となり、記録層としてはCo3O4などを用いることができる。
In the embodiment or comparative example described above, only the read-only optical information recording medium to which the super-resolution layer is applied has been described. However, each of these materials is configured to be applied to a recordable optical disk. May be.
In this case, for example, the Ga 2 O 3 —Cr 2 O 3 layer, the phase change super-resolution layer, the Ga 2 O 3 —Cr 2 O 3 layer, the recording layer, the dielectric layer, and the reflective layer are sequentially arranged from the laser incident surface. A laminated structure is formed, and Co 3 O 4 or the like can be used as the recording layer.
以上説明したように、Gaの酸化物とCrの酸化物からなる誘電体層を、保護層或いは界面層として、相変化材料からなるマスク層に隣接して設けることで、十分な再生可能回数を確保することができ、これにより、信頼性を著しく高めることができ且つ高速大容量の超解像光ディスクを実現することが可能となる。 As described above, by providing the dielectric layer made of the oxide of Ga and the oxide of Cr adjacent to the mask layer made of the phase change material as the protective layer or the interface layer, a sufficient number of times of reproduction can be achieved. Thus, it is possible to realize a high-resolution and high-capacity super-resolution optical disc that can remarkably improve reliability.
上述したようにZnS−SiO2とBiの相互拡散防止を中心に説明したが、この発想は、記録層を主体とするディスク装置全体に共通するものであり、当該発想の有効利用によって他の相変化材料の有効利用が活性化され、より優れた素材の開発につながる点で本発明の有用性は高いものがある。 As described above, the description has centered on prevention of mutual diffusion of ZnS—SiO 2 and Bi. However, this idea is common to the entire disk device mainly composed of the recording layer. The usefulness of the present invention is high in that the effective use of the change material is activated and leads to the development of a better material.
1,2 保護層(誘電体層)
10 基板
11 記録層である超解像層(超解像マスク層)
11A,11B 界面層
12 反射層
1, 2 Protective layer (dielectric layer)
10 Substrate 11 Super-resolution layer (super-resolution mask layer) which is a recording layer
11A,
Claims (6)
前記記録層がレーザ光照射により相変化する相変化層からなり、前記相変化層をレーザ光照射によって光学特性が変化する超解像層とし、前記保護層がGaの酸化物とCrの酸化物との混合物を組成として構成され、
この保護層を構成する酸化物の混合物の組成を、(Ga2 O3 )1−x (Cr2 O3 )x とし、前記xが0.5≦x≦0.8の範囲に有る値としたことを特徴とした光学的情報記録媒体。 An optical information recording medium having a structure that includes a recording layer and protective layers on both sides of the recording layer, and records or reproduces information on the recording layer by laser light irradiation,
The recording layer is composed of a phase change layer that changes phase by laser light irradiation, the phase change layer is a super-resolution layer whose optical characteristics change by laser light irradiation, and the protective layer is an oxide of Ga and an oxide of Cr And the composition is composed of
The composition of the mixture of oxides constituting the protective layer is (Ga 2 O 3 ) 1-x (Cr 2 O 3 ) x, and the value x is in the range of 0.5 ≦ x ≦ 0.8. An optical information recording medium characterized by that.
前記超解像層は、その組成が(GeTe)1−y (Bi2 Te3 )y で表される物質により構成され、且つ前記記号yの値を、0.3≦y≦1の範囲に有る値としたことを特徴とする光学的情報記録媒体。 The optical information recording medium according to claim 1 ,
The super-resolution layer is made of a material whose composition is represented by (GeTe) 1-y (Bi 2 Te 3 ) y , and the value of the symbol y is in a range of 0.3 ≦ y ≦ 1. An optical information recording medium characterized by having a certain value.
前記各保護層を(Ga2 O3 )1−x (Cr2 O3 )x とは別の他の酸化物で構成すると共に、この各保護層と前記記録層との間に界面層をそれぞれ設け、この界面層を(Ga2 O3 )1−x (Cr2 O3 )x で表わされる酸化物の混合物で形成し、この場合の前記記号xの値を、0.5≦x≦0.8の範囲に有る値としたことを特徴とした光学的情報記録媒体。 In the optical information recording medium according to claim 1 or 2 ,
Each protective layer is made of another oxide different from (Ga 2 O 3 ) 1-x (Cr 2 O 3 ) x, and an interface layer is formed between each protective layer and the recording layer, respectively. And this interface layer is formed of a mixture of oxides represented by (Ga 2 O 3 ) 1-x (Cr 2 O 3 ) x , and the value of the symbol x in this case is 0.5 ≦ x ≦ 0 An optical information recording medium having a value in the range of .8.
前記各界面層の厚さを、前記各保護層厚さよりも薄く設定したことを特徴とした光学的情報記録媒体。 In the optical information recording medium according to claim 3 ,
An optical information recording medium characterized in that the thickness of each interface layer is set to be thinner than the thickness of each protective layer.
前記記録層の組成である相変化層を、Sbなどの元素を多く含む相変化材料で構成したことを特徴とする光学的情報記録媒体。 The optical information recording medium according to claim 1,
An optical information recording medium, wherein the phase change layer having the composition of the recording layer is composed of a phase change material containing a large amount of elements such as Sb.
前記記録層の組成である相変化層を、Ge1Sb2 Te4 ,InSb,又はGaSbを組成物として形成したことを特徴とする光学的情報記録媒体。 The optical information recording medium according to claim 1,
An optical information recording medium, wherein the phase change layer having the composition of the recording layer is formed by using Ge1Sb 2 Te 4 , InSb, or GaSb as a composition.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2007297290A JP4998224B2 (en) | 2007-11-15 | 2007-11-15 | Optical information recording medium |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2007297290A JP4998224B2 (en) | 2007-11-15 | 2007-11-15 | Optical information recording medium |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2009123296A JP2009123296A (en) | 2009-06-04 |
JP4998224B2 true JP4998224B2 (en) | 2012-08-15 |
Family
ID=40815285
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2007297290A Expired - Fee Related JP4998224B2 (en) | 2007-11-15 | 2007-11-15 | Optical information recording medium |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP4998224B2 (en) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN109678510A (en) * | 2018-12-28 | 2019-04-26 | 中国电子科技集团公司第十八研究所 | Electric neutral doped GeTe base pseudo ternary thermoelectric material and preparation method thereof |
Family Cites Families (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP4181490B2 (en) * | 2003-03-25 | 2008-11-12 | 松下電器産業株式会社 | Information recording medium and manufacturing method thereof |
JP2004362748A (en) * | 2003-05-09 | 2004-12-24 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Optical information recording medium |
JP4308741B2 (en) * | 2003-10-02 | 2009-08-05 | パナソニック株式会社 | Information recording medium and manufacturing method thereof |
-
2007
- 2007-11-15 JP JP2007297290A patent/JP4998224B2/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2009123296A (en) | 2009-06-04 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP3866016B2 (en) | Optical information medium and reproducing method thereof | |
US7442424B2 (en) | Information storage medium having super resolution structure and apparatus for recording to and/or reproducing from the same | |
KR100734641B1 (en) | Optical Recording Medium, Optical Recording/Reproducing Apparatus, Optical Recording Apparatus and Optical Reproducing Apparatus, Data Recording/Reproducing Method for Optical Recording Medium, and Data Recording Method and Data Reproducing Method | |
CN100372001C (en) | Recording medium having super-resolution near-field structure and method and apparatus for reproducing the same | |
JP4814476B2 (en) | Reproduction method of optical information medium | |
JP2001084643A (en) | Optical disk medium | |
JP2004039146A (en) | Optical recording medium | |
JP2000113514A (en) | Phase transition type optical disk | |
CN1312686C (en) | Multi-stack optical data storage medium and use of such medium | |
US6660451B1 (en) | Optical information recording medium | |
JP4998224B2 (en) | Optical information recording medium | |
CN1316455C (en) | High density recording medium with super-resolution near-field structure manufactured using high-melting point metal oxide or silicon oxide mask layer | |
JP2007507829A (en) | High-density read-only optical disc | |
JP2002347341A (en) | Medium for recording optical information and method for recording and erasing | |
WO2007135827A1 (en) | Optical information recording medium, optical information reproducing method, and optical information reproducing device | |
KR20090027776A (en) | Optical recording medium | |
JP4141652B2 (en) | Phase change optical recording medium | |
JP2003168244A (en) | Optical information recording medium | |
JP5510638B2 (en) | Optical information recording medium and manufacturing method thereof | |
JP5321175B2 (en) | Optical information recording medium and manufacturing method thereof | |
JP3980544B2 (en) | Optical information recording medium | |
Saito et al. | Phase change materials for optical disc and display applications | |
JP2006294249A (en) | Optical information medium | |
JP3912954B2 (en) | Information recording medium | |
KR100628100B1 (en) | Optical record medium of high resolution |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20101008 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20120112 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20120117 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20120319 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20120417 |
|
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20120430 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20150525 Year of fee payment: 3 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |