JPH04366424A - 光ディスク初期化方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、レーザ光照射により可
逆的な相変化を用いて情報を記録する光ディスクに関す
るものであって、特に、作成された相変化型光ディスク
を使用するに先立ち、記録膜の状態を初期化するための
光ディスク初期化方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】レーザ光を用いた光ディスク記録方式は
大容量記録が可能であり、非接触で高速アクセスできる
ことから、大容量メモリとして実用化が始まっている。 光ディスクはコンパクトディスクやレーザディスクとし
て知られている再生専用型、ユーザ自身で記録できる追
記型、及びユーザ側で繰り返し記録消去ができる書き替
え型に分類される。追記型・書き替え型の光ディスクは
コンピュータの外部メモリ、あるいは文書・画像ファイ
ルとして使用されようとしている。

【０００３】書き替え型光ディスクには、記録膜の相変
化を利用した相変化型光ディスクと垂直磁化膜の磁化方
向の変化を利用した光磁気ディスクがある。このうち、
相変化光ディスクは、外部磁場が不要で、かつ、オーバ
ライトが容易にできることから、今後書き替え型光ディ
スクの主流になることが期待されている。

【０００４】従来よりレーザ光照射により結晶−非晶質
間の相変化を起こす記録膜を用いた書き替え可能な、い
わゆる相変化型光ディスクが知られている。相変化型光
ディスクでは記録膜に記録すべき情報に応じた高パワの
レーザ光スポットを照射し、記録膜温度を局部的に上昇
させることにより、結晶−非晶質間の相変化を起こさせ
て記録し、これに伴う光学定数の変化を低パワのレーザ
光によって反射光強度差として読み取ることにより再生
を行っている。例えば、結晶化時間が比較的遅い記録膜
を用いた相変化光ディスクは、ディスクを回転させ、デ
ィスクに形成された記録膜にレーザ光を照射し、記録膜
の温度を融点以上に上昇させ、レーザ光が通過した後、
急冷することによりその部分を非晶質状態とし、記録す
る。消去時には、記録膜温度を結晶化温度以上、融点以
下の結晶化可能温度範囲で結晶化を進行させるために十
分な時間保持し、記録膜を結晶化させる。このための方
法としては、レーザ光進行方向に長い長円レーザ光を照
射する方法が知られている。既に記録したデータを消去
しながら新しい情報を記録する２ビームによる疑似的な
オーバライトを行う場合には、消去用の長円レーザ光を
記録用円形レーザ光に先行させて照射するように配置す
る。

【０００５】一方、高速結晶化が可能な情報記録膜を用
いたディスクでは、円形に集光した１本のレーザ光を使
う。従来より知られている方法は、レーザ光のパワを２
つのレベル間で変化させることにより、結晶化あるいは
非晶質化を行う。すなわち、記録膜の温度を融点以上に
上昇させることが可能なパワのレーザ光を記録膜に照射
することにより、そのほとんどの部分は冷却時に非晶質
状態となり、一方、記録膜温度が結晶化温度以上，融点
以下の温度に達するようなパワのレーザ光が照射された
部分は結晶状態になる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】相変化型光ディスクを
使用する場合には、記録消去に先立って、記録膜を初期
化する必要がある。相変化型光ディスクの記録膜には、
カルコゲナイド系材料であるＧｅＳｂＴｅ系，ＩｎＳｂ
Ｔｅ系，ＩｎＳｅ系，ＩｎＴｅ系，ＡｓＴｅＧｅ系，Ｔ
ｅＯｘ−ＧｅＳｎ系，ＴｅＳｅＳｎ系，ＳｂＳｅＢｉ系
，ＢｉＳｅＧｅ系などが用いられるが、いずれも抵抗加
熱真空蒸着法，電子ビーム真空蒸着法，スパッタリング
法などの成膜法で成膜される。成膜直後の記録膜の状態
は一種の非晶質状態であり、この記録膜に非晶質の記録
部を形成するには、記録膜全体を結晶質にしておく初期
化処理が必要である。

【０００７】従来、この初期化処理の手段としては、デ
ィスクを回転させながら、光ヘッドを用いて、１（μｍ
）〜２（μｍ）径に集光されたレーザ光を、光ディスク
のプリグルーブ部に照射する方法が採用されている。 しかしながら、この場合、照射レーザ光の強度分布がガ
ウシアン分布であり強度分布が一様でないために、ディ
スクのプリグルーブ部を均一に初期化できないという欠
点があった。すなわち、照射レーザ光の強度分布を反映
して、レーザ光照射中心近傍は結晶化温度以上に昇温さ
れて結晶化するが、その周囲は昇温が不十分であるため
に未変化のままとなってしまうという問題点があった。

【０００８】また、他の光ディスク初期化方法として、
数十ミクロン以上のビーム径を持つ高出力レーザ光を光
ディスクに照射する方法も提案されているが、この場合
、ビーム径が大きいために記録膜を結晶化温度以上に昇
温するためにはかなりの高パワが必要となる。そのため
に、ここに使用できる光源は高出力ガスレーザや高出力
固体レーザとなり、周辺装置が新たに必要となって初期
化装置そのものが大型になってしまうという欠点があっ
た。

【０００９】さらに、従来の初期化方法では、図２に示
したように、初期化部分の結晶３１と記録時に記録点３
３の周囲に形成される環状の溶融結晶化部分（リム）の
結晶３２とは粒径が異なり、その結果、両者の反射率が
異なるために、十分な消去率が得られない、あるいは、
オーバライト初期に記録・消去特性が変動するという欠
点があった。

【００１０】本発明の目的は上記の欠点を解決し、従来
の光ディスク装置に採用されている技術を生かした簡単
な手法で、相変化型光ディスクの良好な初期化処理がで
きる光ディスク初期化方法を提供することにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに、本発明は、可逆的な相変化を用い、レーザ光照射
による情報記録膜の相状態変化によって情報の記録・再
生・消去を行う相変化型光ディスクの初期化方法であっ
て、記録時に形成される記録ビット周囲の環状結晶部の
結晶粒と同じ粒径の結晶粒を前記相変化型光ディスク全
体に形成することを特徴とする。

【００１２】また本発明は、前記初期化方法として、集
光レーザ光の照射位置を、前記相変化型光ディスクの１
回転あたりに、前記相変化型光ディスクの半径方向に一
定量送りながら前記集光レーザ光を前記相変化型光ディ
スクに照射し、記録ビット周囲の環状結晶部の結晶粒と
同じ粒径の結晶からなる結晶化領域を同心円状もしくは
スパイラル状に連続して形成することを特徴とする。

【００１３】

【実施例】次に、本発明の実施例について図面を参照し
て説明する。図１は本発明にかかる光ディスク初期化方
法を示した図である。図１において、ディスクを初期化
するための集光レーザ光２は、０．５（μｍ）〜２（μ
ｍ）径に絞られ、ディスク上に照射される。プリグルー
ブ凸部１１あるいは凹部１２の幅は０．３（μｍ）〜１
．３（μｍ）であり、ディスク円周方向にスパイラル状
に形成されている。情報の記録用にはこのプリグルーブ
のうち幅の広いほうを用いることが多い。たとえば、１
．３（μｍ）幅のプリグルーブ凸部１１を使用する場合
、０．５（μｍ）〜２（μｍ）径の集光レーザ光２でそ
の領域を初期化しようとしても、レーザ光の強度分布が
ガウシアン型であるために凸部１１全体を一様な結晶状
態にすることは困難である。

【００１４】本発明では、図１に示した集光レーザ光２
をディスクの回転に同期させて半径方向に送りながら、
ディスク上に照射する。この時のレーザ光２のパワレベ
ルは、ディスクの記録層が溶融するように設定される。 ディスクが１回転した状態ではプリグルーブ部の一部分
に溶融結晶化領域２２が形成される。レーザ光を回転に
同期させて半径方向に送り、溶融結晶化領域２２を同心
円状あるいはスパイラル状に連続して形成することで、
プリグルーブ部凸部１１，凹部１２に一様に溶融結晶化
領域２２を形成することができ、初期化時に記録点周囲
の結晶３２（図２参照）と同じ粒径の結晶を光ディスク
全体に形成することができる。なお図において、２１は
溶融非晶質領域を示している。

【００１５】初期化処理の対象となる相変化型光ディス
クは、図３に示すように、円盤状のガラスもしくはプラ
スチックからなる基板６１上に第１の誘電体層６２，記
録層６３，第２の誘電体層６４，金属反射層６５が順次
形成された構成、あるいは円盤状のガラスもしくはプラ
スチックからなる基板６１上に第１の誘電体層６２，記
録層６３，第２の誘電体層６４が順次形成された構成で
ある。ここで、第１の誘電体層６２と第２の誘電体層６
４にはＳｉＯ２　，Ｓｉ３　Ｎ４　，ＡｌＮ，ＴｉＯ２
　，ＳｉＯなどの材料が用いられる。記録層６３として
はカルコゲナイド系材料であるＧｅＳｂＴｅ系，ＩｎＳ
ｂＴｅ系，ＩｎＳｅ系，ＩｎＴｅ系，ＡｓＴｅＧｅ系，
ＴｅＯｘ−ＧｅＳｎ系，ＴｅＳｅＳｎ系，ＳｂＳｅＢｉ
系，ＢｉＳｅＧｅ系などが用いられる。金属反射層６５
にはＡｌ，Ａｕ，Ｃｕ，Ａｇ，Ｔｉなどの金属が用いら
れる。

【００１６】次に、プリグルーブ付きポリカーボネート
基板上にスパッタ法により作成されたＧｅＳｂＴｅ記録
膜付き単板の相変化型光ディスク（直径１３０ｍｍ）を
用いて光ディスク初期化方法の動作を確認した。ここで
用いた光ディスクは、誘電体層としてＳｉＯ２　、金属
反射層としてＡｌが採用されているものである。このデ
ィスクを１１．３（ｍ／ｓ）の一定線速度で回転させな
がら、初期化を試みた。

【００１７】光ヘッドのレーザ光源には波長８３０（ｎ
ｍ），出力２０（ｍＷ）の半導体レーザを用いた。ディ
スク面上のレーザスポット径は約１．５（μｍ）であっ
た。トラッキングサーボをかけずにフォーカスサーボの
みをかけた状態で、レーザ光をディスク１回転あたり、
ディスクの半径方向に０．１（μｍ）〜２（μｍ）ずつ
送りながら、初期化を行った。このとき、レーザ光のデ
ィスク面上での出力は１３（ｍＷ）に設定した。図４に
示したように、０．１（μｍ）〜０．６（μｍ）単位で
レーザ光をディスクの半径方向に送った場合に、反射光
量が最も増大し、初期化後の繰り返しオーバライトにお
いて、良好な再生信号Ｃ／Ｎと消去率が得られた。また
、０．１（μｍ）〜０．６（μｍ）単位でレーザ光をデ
ィスクの半径方向に送り初期化した後、記録したトラッ
クを透過型電子顕微鏡を用いて観察したところ、初期化
領域の結晶の粒径と記録ビット周囲の結晶の粒径が同一
であることが確認された。

【００１８】

【発明の効果】以上説明したように、本発明では、溶融
再結晶化領域を初期化部分としているため、良好でかつ
一様な初期化ができ、初期化後に記録・消去特性に変動
のない記録ができるという利点がある。また、オーバラ
イト記録時には、消去部分が溶融再結晶化部分であるた
め、記録ビットの周囲に形成される溶融再結晶化部分（
リム）と同じ結晶組織になり、消去率の改善が図れる。 本発明に係る初期化方法を適用した装置では、既存の光
ヘッド技術が利用でき、小型の装置構成が可能という効
果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明にかかる光ディスクの初期化の原理を示
す図である。

【図２】従来の初期化における初期化部分の結晶と記録
点周囲の結晶を示す図である。

【図３】相変化型光ディスクの一構成を示す断面図であ
る。

【図４】本発明を用いて初期化を行った一実施例の初期
化の結果を示す図である。

【符号の説明】

２　　集光レーザ光 １１　　プリグルーブ凸部 １２　　プリグルーブ凹部 ２１　　溶融非晶質領域 ２２　　溶融結晶化領域 ３１　　初期化部分の結晶 ３２　　記録点周囲の結晶 ３３　　記録点 ６１　　基板 ６２　　第１の誘電体層 ６３　　記録層 ６４　　第２の誘電体層 ６５　　金属反射層

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】可逆的な相変化を用い、レーザ光照射によ
   る情報記録膜の相状態変化によって情報の記録・再生・
   消去を行う相変化型光ディスクの初期化方法であって、
   記録時に形成される記録ビット周囲の環状結晶部の結晶
   粒と同じ粒径の結晶粒を前記相変化形光ディスク全体に
   形成することを特徴とする光ディスク初期化方法。
2. 【請求項２】請求項１記載の光ディスク初期化方法にお
   いて、集光レーザ光の照射位置を、前記相変化型光ディ
   スクの１回転あたりに、前記相変化型光ディスクの半径
   方向に一定量送りながら前記集光レーザ光を前記相変化
   型光ディスクに照射し、前記粒径の結晶からなる結晶化
   領域を同心円状もしくはスパイラル状に連続して形成す
   ることを特徴とする光ディスク初期化方法。