JPH07169101A

JPH07169101A - 高密度再生専用相変化光ディスク

Info

Publication number: JPH07169101A
Application number: JP5316273A
Authority: JP
Inventors: Masahiro Furuta; 正寛古田
Original assignee: Nikon Corp
Current assignee: Nikon Corp
Priority date: 1993-12-16
Filing date: 1993-12-16
Publication date: 1995-07-04

Abstract

(57)【要約】【目的】高密度に情報を蓄積することを可能とする再生
専用相変化型の光ディスクを提供する。【構成】基板上に誘電体による第１保護膜、結晶構造若
しくは、相構造の違いにより異なる反射率を示す相変化
膜、更に、第２保護膜を積層形成したものの上に記録さ
れるべき情報に対応して第１反射膜を設け、その上に、
第３保護膜及び、第２反射膜を設ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、新規な再生専用相変化
光ディスク、及びその再生方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来からある図３のような再生専用の凹
凸のあるピットに情報の記録された光ディスクの場合で
は、レーザー光を光ディスクに照射し、光ディスク上に
絞り込まれたスポット内にある情報をピットの位相差の
違いにより生じる反射率等の違いにより読み取る方式で
ある。このスポットは、レーザー光の波長に依存し、回
折限界から定められるスポット径以下にはすることがで
きない。従って、読み取ることのできるピットの大きさ
は、レーザー光の波長により限界をもち、ある大きさよ
りもピットを細かくすることができず、従来からあるＣ
Ｄ等の光ディスクにおいては、記録密度に限界があっ
た。

【０００３】又、記録媒体に相変化材料を用いた光ディ
スクでは、記録層のうちレーザー光の照射されたスポッ
ト部分のみが加熱され記録層の結晶構造を変化させて
（結晶相→アモルファス）記録し、再生する場合は、そ
の結晶構造の変化した部分での反射率が変化することを
利用し、その部分を一つのピットとして読み出す方式で
ある。この為、たとえ筆先記録等の方法により細かいピ
ットが形成されたとしても、上記の光ディスクの場合と
同様に、再生できるピットの大きさには限界があるた
め、記録密度に限界がある。

【０００４】又、図４に記載された光磁気を記録媒体と
して用いた光ディスクについては、回転している光ディ
スクのレーザー光の照射されたスポットと加熱され高温
となった領域とのズレを利用し、高密度な再生をする方
法がある（公開平３−８８１５６：ソニー等）。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】この方法により従来の
２倍〜６倍の高密度な再生をすることが可能であるが、
反射光量の変化により信号を再生する方法でないため、
微小領域の光磁気信号を再生するためＣＮ等の低下は避
けることができず、又、光ピックアップの構造も複雑と
なる。従って、これまでは、反射光量の変化により高密
度に再生する方法はない。

【０００６】

【課題を解決するための手段】以下、本発明の光ディス
クの構成を図１に基づき説明する。ガラス、ＰＭＭＡ、
ポリカーボネイト等からなる光ディスク用基板（トラッ
キングのためのガイドとなる溝を有していてもよい）上
にZnＳとSiＯ₂との複合膜からなる第１保護膜を形成
し、その上にレーザー光を照射することにより熱で結晶
構造が変化するTeＯ_X、InSe、GeTe、Ge₂Sb₂Te₅等の材
料からなる相変化膜を形成する。尚、スパッタリング等
により膜形成された相変化膜の結晶構造はアモルファス
構造である。

【０００７】この上に第２保護膜を形成し、その上に記
録されるべき情報に対応してAl等からなる第１反射膜を
形成する。この場合、形成されるピットの大きさは、照
射されるレーザーのスポット径の１／４〜１／２の径の
大きさである（例えば、デジタル情報の１に対応する部
分にのみ第１反射膜を形成し、それ以外の部分には、第
１反射膜を形成しない）。

【０００８】この後、場合によっては、逆スパッタリン
グを行い表面をエッチングした後、更に、第３保護膜を
形成し、この上に第２反射膜を形成する。この場合、先
に形成された相変化膜が、結晶化構造（以下、単結晶、
多結晶となった場合を結晶化構造という）、或いは、高
温状態（結晶化状態）となったとき、第１反射膜の有無
にかかわらず、照射されるレーザー光の波長に対し反射
率の差が５％以内となるよう、第２保護膜、第３保護膜
の膜厚を定め形成する（請求項２）。

【０００９】この場合、相変化膜がアモルファス状態で
あって、第１反射膜のある部分の反射率と、相変化膜が
高温状態（結晶化状態）となったときの反射率の差が５
％以内である場合、反射率が変化するのは、相変化膜が
アモルファス状態であって、第１反射膜のない部分のみ
である。（請求項３）又、相変化膜がアモルファス状
態であって、第１反射膜のない部分の反射率と、相変化
膜が高温状態（結晶化状態）となったときの反射率の差
が５％以内である場合、反射率が変化するのは、相変化
膜がアモルファス状態であって、第１反射膜のある部分
のみである（請求項４）。

【００１０】請求項３に係る場合のうち、第２保護膜と
してZnＳ; SiＯ₂を用いた場合である請求項５につい
て、図１３に基づき説明すれば、光源として７８０ｎｍ
の発光波長をもつ半導体レーザーを用いたときに、第１
反射膜の有無により情報を再生する場合には、保護膜と
してZnＳ; SiＯ₂（ZnＳ：SiＯ₂＝４：１）を、相変化
膜としてGe₂Sb₂Te₅を用いた場合、第２保護膜の膜厚を
１６０〜１８０ｎｍ、第３保護膜の膜厚を１０〜７０ｎ
ｍ、又は、１８０〜２５０ｎｍ形成した場合、相変化膜
が結晶化構造を取ったとき、第１反射膜の有無にかかわ
らず、反射率はほぼ同一となり、更に、相変化膜がアモ
ルファス構造を取った場合、第１反射膜の有る部分の反
射率と相変化膜が結晶化構造を取ったときの反射率とが
ほぼ同じとなる。従って、第１反射膜のない部分がアモ
ルファス状態である場合のみ反射率が変化し情報を再生
することができる（請求項５）。

【００１１】又、請求項４に係る場合のうち、第２保護
膜としてZnＳ; SiＯ₂を用いた場合である請求項６につ
いて、同様に図１３に基づき説明すれば、第２保護膜の
膜厚を０〜５０ｎｍ、又は、１８０〜２３０ｎｍ、第３
保護膜の膜厚を３０〜１５０ｎｍ、又は、２２０〜３３
０ｎｍ形成した場合にも同様に、相変化膜が結晶化構造
を取ったとき、第１反射膜の有無にかかわらず、反射率
は近い値を示し、更に、相変化膜がアモルファス構造を
とった場合、第１反射膜の無い部分の反射率と相変化膜
が結晶化構造を取ったときの反射率とがほぼ同じにな
る。従って、請求項３、５の場合と異なり、第１反射膜
の有る部分がアモルファス状態となったときのみ反射率
が変化し情報を再生することができる（請求項６）。

【００１２】又、請求項２の逆の場合として、相変化膜
がアモルファス状態で、第１反射膜の有無にかかわら
ず、照射されるレーザー光の波長に対し、反射率が同
じ、或いは、反射率差が、５％以内である場合に於いて
も、請求項２の場合と同様に高密度に再生することがで
きる（請求項７）。次に、請求項９に記載された光ディ
スクについて図２に基づき説明する。請求項９に記載
された光ディスクは、記録される情報に対応して、記録
層の膜厚の薄い部分と、厚い部分とを設けることによ
り、請求項１における第３保護膜及び、第１反射膜を形
成する必要がなく、高密度再生可能な光ディスクを得る
ことができる。

【００１３】図１４に基づき説明すれば、例えば、光源
として７８０ｎｍの発光波長を有する半導体レーザーを
用いた場合、記録層に用いられる材料が、Ge₂Sb₂Te₅の
場合であれば、薄い部分の膜厚を５０〜７０ｎｍ、厚い
部分を９０〜１１０ｎｍ形成することにより、請求項１
に記載された方法と同様な方法により高密度に再生する
光ディスクを作成することができる（請求項１７）。

【００１４】この場合の形成方法は、請求項１に記載さ
れた光ディスクの第１保護膜まで形成されたものの上
に、相変化膜を全面に薄い膜厚分（約１００ｎｍ）形成
する。この後、レジストを塗布し、膜厚を厚くする領域
にのみレジストが残るよう、露光機によりパターンニン
グし、現像する。この後、ＲＩＥ、イオンビームエッチ
ング等により、相変化膜の膜厚の薄い部分の膜厚が６３
ｎｍになるまでエッチングを行う。この上に、第２保護
膜、反射膜を形成する。

【００１５】請求項１０に記載された光ディスクの場
合、相変化膜が高温状態（結晶化状態）では、相変化膜
の膜厚の違いにかかわらず、同じ反射率を示す。しか
し、相変化膜が低温でアモルファス状態のままであると
きは、相変化膜が薄い部分での反射率は、比較的高い反
射率を示すが、相変化膜の厚い部分での反射率は低下す
る（図１４参照）。従って、レーザー光の照射された部
分のうち高温となった部分の反射率は、一定になるた
め、情報が消され、レーザー光の照射された部分のう
ち、低温のアモルファス状態の部分の情報のみ再生する
ことができる。

【００１６】この場合、相変化膜の薄い部分がアモルフ
ァス状態、又は、相変化膜の厚い部分がアモルファス状
態のどちらか一方の反射率と、相変化膜が高温となって
いる状態のときの反射率とが、同じ、或いは、その差が
５％以内である場合、反射率が変化するのは相変化膜
が、厚い部分、又は、薄い部分のどちらか一方がアモル
ファス状態となったときのみとなる（請求項１２）。

【００１７】請求項１２のうち、相変化膜の膜厚が薄い
部分が、アモルファス状態である時のみ反射率が低下す
るものとして、InSeを相変化膜に用いた場合、相変化膜
の膜厚の薄い部分を１２０〜１３０ｎｍ、厚い部分を１
４０〜１６０ｎｍ形成した光ディスクがあり（請求項１
４）（図１５参照）、又、相変化膜の膜厚が厚い部分
が、アモルファス状態である時のみ反射率が低下するも
のとして、Ge₂Sb₂Te₅を相変化膜に用いた場合、相変化
膜の膜厚の薄い部分を２０〜５０ｎｍ、厚い部分を６０
〜９０ｎｍ形成した光ディスクがある（請求項１６）
（図１４参照）。

【００１８】又、請求項１１の光ディスクの場合、相変
化膜がアモルファス状態（低温状態）では、相変化膜の
膜厚の違いにかかわらず、同じ反射率を示す。しかし、
相変化膜が高温となった場合（結晶化状態）では、相変
化膜が厚い部分では、反射率は低いが、相変化膜が薄い
部分では、反射率が高くなる。（図１４参照）従って、
レーザー光の照射された部分のうち低温である部分（ア
モルファス状態の部分）の反射率は、一定となり、情報
は消され、レーザー光の照射された部分のうち高温部分
の情報を再生することができる。

【００１９】この場合、相変化膜の薄い部分、又は、相
変化膜の厚い部分が高温状態（結晶化状態）となったと
きのどちらか一方の反射率と、相変化膜がアモルファス
状態のときの反射率とが同じ、或いは、その差が５％以
内である場合、反射率が変化するのは相変化膜が、厚い
部分、又は、薄い部分の他方が高温状態（結晶化状態）
となったときのみとなる（請求項１３）。

【００２０】請求項１３のうち、相変化膜の膜厚が薄い
部分が、高温状態（結晶化状態）であるときのみ反射率
が高くなるものとして、InSeを相変化膜に用いた場合、
相変化膜の膜厚の薄い部分を９０〜１１０ｎｍ、厚い部
分を１３０〜１６０ｎｍ形成した光ディスクがあり（請
求項１５）（図１５参照）、Ge₂Sb₂Te₅を相変化膜とし
て用いた場合、相変化膜の膜厚の薄い部分を５０〜７０
ｎｍ、厚い部分を９０〜１１０ｎｍ形成した光ディスク
がある（請求項１７）（図１４参照）。

【００２１】

【作用】次に、上記に記載された光ディスクを再生する
方法について説明する。この再生方法に関しては、相変
化膜の高温状態の光学定数と結晶化状態の光学定数とが
ほぼ等しいこと（実験の結果より、図１２に示すよう
に、相変化膜としてGe₂Sb₂Te₅を用いた光ディスクにつ
いて、１８００ＲＰＭで回転させレーザー光を照射した
場合、レーザー光のパワー上昇及び、下降の際の反射率
変化において、パワー下降の際の反射率変化が少なく、
高温状態と結晶化状態ではほぼ同じ反射率を示す。）、
及び、第２保護膜、又は、相変化膜の膜厚を変化させた
場合に光の干渉により、図１３、図１４、図１５のよう
に反射率が波をうつように変化していることを前提とし
ており、このことは、実験的、又は、シュミレーション
により確かめられている。

【００２２】以下、請求項８に係る再生方法について説
明する。第２保護膜の膜厚と反射率との関係を示した図
１６によれば、第２保護膜の膜厚が、１７０ｎｍの部分
と、２３０ｎｍの部分とでは、相変化膜が結晶化した場
合、約７０で、ほぼ同じ反射率をしめす。又、第２保護
膜膜厚が１７０ｎｍの部分が、アモルファス状態のとき
約７０となり、相変化膜の高温状態（結晶化状態）と同
じ反射率となる。又、第２保護膜膜厚が２３０ｎｍの部
分がアモルファス状態となった場合では、反射率は約５
５となる。

【００２３】従って、第２保護膜の膜厚が２種類ある相
変化光ディスクについては、相変化膜の状態が２種類あ
るため、全部で４つの状態がある。このうち、上記のよ
うな膜厚で構成したものについては、４つの状態のうち
３つの状態で同じ反射率を示し、相変化膜がアモルファ
ス状態であって、第２保護膜膜厚が２３０ｎｍの場合の
み違う反射率を示す。

【００２４】よって、請求項５に記載されているように
第２保護膜を１７０ｎｍ形成したものの上に、記録され
る情報に応じてAl等からなる第１反射膜を形成し、その
上に第３の保護膜６０ｎｍ形成し、更にその上に、第２
反射膜を全面に形成した光ディスクでは、第１反射膜の
ある部分を第２保護膜の薄い部分（１７０ｎｍ）と、第
１反射膜の無い部分を第２保護膜の厚い部分（第２保護
膜と第３保護膜とをたした膜厚：２３０ｎｍ）となり、
上記の場合に合致した光ディスクとなる。従って、第１
反射膜の無い部分で相変化膜がアモルファス状態のとき
のみ信号強度が変化し情報が再生される（請求項５）。
（上記のように、第１反射膜の有無により、反射光量が
異なるのは、相変化膜と第１反射膜の干渉（図５ａ）に
より、又、相変化膜と第２反射膜の干渉（図５ｂ）。に
よる影響を受けるためである。上記のように、相変化膜
の結晶構造がかわることにより光学定数が変化するため
反射率が変化する。）以下、上記の前提に基づき、請求
項８に記載された再生方法について、請求項５に記載さ
れた光ディスクを用いた場合を例とし説明する。

【００２５】情報が第１反射膜に記録されている光ディ
スクを回転させながら、光ディスク上に絞られたレーザ
ー光を照射する。このディスクに記録されている、ピッ
ト（第１反射膜）の径は、レーザー光のスポット径の半
分程度であるとする。この場合、従来の光ディスクで
は、スポット内に２以上の信号が含まれると、スポット
部分からの反射光量の違いによっては、情報を再生する
事ができなかった。例えば、含まれる信号が１０と０１
の場合では区別できなかった。しかし、回転している光
ディスクにおいて、光の照射された部分と実際に加熱さ
れている部分とのズレを利用し、その”かつ”の部分の
情報のみを再生することにより、本発明の光ディスクを
高密度に再生することができる。

【００２６】例えば、請求項５に記載された光ディスク
では、レーザー光の照射された部分のうち、加熱された
領域では、高温となり結晶化状態とほぼ同様になり、反
射率が高くなる。この相変化膜の結晶化状態では、第１
反射膜の有無にかかわらず同じ反射率を示す。これは、
照射されたレーザー光が、それぞれの反射膜と相変化膜
との干渉による影響が同じであるためであり、使用され
るレーザー光源の波長が異なることにより、第２保護
膜、第３保護膜の膜厚が異なってくる。従って、高温と
なった部分では、情報の記録されている第１反射膜の情
報を消すことができる。

【００２７】又、レーザー光の照射された部分のうち、
加熱されていない部分は、相変化膜の結晶構造がアモル
ファス構造のままであるため、第１反射膜のある部分
（背面保護膜膜厚が、１７０ｎｍである部分）では、図
５ａに示されるように、相変化層と第１反射膜との干渉
により、加熱された部分と同じ反射率を示すが、第１反
射膜のない部分（背面保護膜膜厚が、２３０ｎｍである
部分）では、図５ｂに示されるように、相変化層と第２
反射層との干渉により、反射率が低下する（図５、図１
３参照）。

【００２８】以上より、第１反射膜に記録された情報
は、レーザー光の照射された部分のうち高温となった領
域の情報は消され、低温部分（相変化膜がアモルファス
状態の部分）の情報のみ再生することができる。従っ
て、レーザー光の照射されたスポットよりも小さな領域
を再生するため、高密度の再生が可能となる。又、第１
反射膜が、Al等で形成された場合、その部分の熱が拡散
され熱的コントラストがつく恐れがあるが、その上に第
３保護膜が形成されており、又、Al等の熱伝導率が大き
く、熱的容量も小さいため、第１反射膜の有無により熱
が拡散される影響は生じない。

【００２９】尚、情報の再生された後、相変化層をアモ
ルファス構造にするため、照射されるレーザー光のパワ
ー及び照射時間の最適化を行ったり、消去用のレーザー
光を照射する場合がある（請求項１９）。更に、光スポ
ットと高温部分の”ズレ”の最適化を行うことにより、
より小さなピットの再生も行うことができる。

【００３０】請求項１〜４、６、７に記載された光ディ
スクについても、上記と同様の方法により再生される。
以下、請求項１８に係る再生方法について説明する。相
変化膜（Ge₂Sb₂Te₅）の膜厚と反射率との関係を示した
図１７によれば、相変化膜の膜厚が、６３ｎｍの部分
と、１００ｎｍの部分とでは、相変化膜がアモルファス
状態で、約５６であり、ほぼ同じ反射率となる。又、相
変化膜の膜厚が１００ｎｍの部分が結晶化した状態（高
温状態）では、反射率は、約５７となり、相変化膜がア
モルファス状態の場合とほぼ同じ反射率を示す。この
時、相変化膜の膜厚が６３ｎｍで、相変化膜が結晶化状
態（高温状態）の場合の反射率は、約８９となる。従っ
て、相変化膜の膜厚が２種類ある相変化光ディスクで
は、相変化膜の状態が２種類あるため、全部で４つの状
態がある。このうち、上記のような構成のものでは、４
つの状態のうち３つの状態でほぼ同じ反射率を示し、相
変化膜が高温状態であって、相変化膜の膜厚が６３ｎｍ
の場合のみ違う反射率を示す。よって、請求項１７に記
載されている光ディスクのように相変化膜の膜厚の薄い
部分を６３ｎｍで、厚い部分を１００ｎｍで形成するこ
とにより、相変化膜の膜厚が６３ｎｍで、相変化膜が高
温状態（結晶化状態）になったときのみ信号強度が変化
し、情報が再生される（請求項１７）。（上記のよう
に、相変化膜の膜厚により、反射率が異なるのは、相変
化膜と反射膜との干渉により、図６ａ，ｂに示すよう、
相変化膜の膜厚の相違により、光路差が異なってくるか
らである。）以下、上記事項に基づき、請求項１８に記
載された再生方法について、請求項１７に記載された光
ディスクを用いた場合を例として説明する。

【００３１】記録されるデジタル情報の１、０に対応し
て相変化膜の膜厚が６３ｎｍ，１００ｎｍの部分を形成
した光ディスクについて、請求項８に記載された方法と
同様な方法により再生する。この時、レーザー光の照射
された部分のうち高温状態となっていない部分では、相
変化膜は、アモルファス状態であり、相変化膜の膜厚
が、厚い部分と薄い部分の反射率はほぼ同じであり、相
変化膜の膜厚の違いにより記録された情報は読み取れな
い。

【００３２】しかし、レーザー光の照射された部分のう
ち相変化膜が、高温状態（結晶化状態）の場合、相変化
膜の膜厚により反射率が異なり、相変化膜が厚い部分
は、アモルファス状態の場合とほぼ同じ反射率を示す
が、相変化膜が薄い部分は、反射率が高くなり、情報を
読み出すことができる。従って、レーザー光を照射した
部分のうち高温となった領域のみ情報を読み出すことが
でき、相変化膜の膜厚の違いにより記録された情報が、
熱によりあぶりだされながら再生されることとなる。よ
って、レーザー光の照射された部分であって、かつ、高
温となった部分のみ情報が再生されるため、高密度な再
生が可能となる。

【００３３】請求項９〜１６に記載された光ディスクに
ついても上記と同様な方法により再生することができ
る。以下、実施例により本発明をより具体的に説明する
が、本発明はこれに限られるものではない。

【００３４】

【実施例１】以下、請求項１〜７に記載した発明のう
ち、請求項５に記載した発明の一例を示す。直径１３０
ｍｍのガラスの円形基板を用意する。ＲＦマグネトロン
スパッタにより、この基板にZnＳ；SiＯ₂からなる第１
保護膜を約１００ｎｍ形成する。この際、ターゲット
は、ZnＳ；SiＯ₂を用い、スパッタ装置のチャンバー内
を一旦、１×１０^-6Torr以下に排気した後、Arガスを導
入し、チャンバー内のガス圧を５×１０^-3Torrとして、
スパッタリングを行う。

【００３５】次に、同様にＲＦマグネトロンスパッタに
より、この上にGe₂Sb₂Te₅からなる相変化膜を約２５ｎ
ｍ形成する。この場合に用いるターゲットは、Ge₂Sb₂Te
₅であり、スパッタ装置内の条件は、ZnＳ；SiＯ₂の場
合と同様である。尚、条件等にもよるが、形成された直
後の相変化膜は、アモルファス構造を取っている。

【００３６】この上に、第２保護膜として、ZnＳ；SiＯ
₂からなる膜を約１７０ｎｍ形成する。形成条件は、第
１保護膜と同じである。更にこの上に、記録される情報
に対応して第一反射層を形成する。この場合、記録され
るデジタル情報の１に対応する部分には、第１反射膜を
形成し、０に対応する部分には、第１反射膜を形成しな
い。第１反射膜の形成方法は、一旦、全面に約５０ｎｍ
のAl膜をスパッタリングにより形成した後、フォトレジ
ストを塗布し、露光、現像により、記録される情報の１
に対応する部分のレジストが残るようにする。このレジ
ストのパターンは、０．４μｍの直径のレジストが、最
小間隔０．４μｍで形成されている状態になっている。
この後、ＲＩＥ等のドライエッチングにより、レジスト
のない部分のAl膜は取り除かれた後、アセトン等の有機
溶剤によりレジストを除去する。尚、Al膜の形成条件
は、Alターゲットを用い、Arガスによりスパッタリング
を行う。他の形成条件は、先の場合と同じである。

【００３７】この上に、ZnＳ；SiＯ₂からなる第３保護
膜を約６０ｎｍ形成し、この上にAlからなる第２反射膜
を約５０ｎｍ形成する。この上に紫外線硬化樹脂等によ
り固めることにより形成される。

【００３８】

【実施例２】以下、請求項９〜１７に記載した発明のう
ち、請求項１７に記載した発明の一例を示す。直径１３
０ｍｍのガラスの円形基板を用意する。ＲＦマグネトロ
ンスパッタにより、この基板にZnＳ；SiＯ₂からなる第
１保護膜を約１００ｎｍ形成する。この際、ターゲット
は、ZnＳ；SiＯ₂を用い、スパッタ装置のチャンバー内
を一旦、１×１０^-6Torr以下に排気した後、Arガスを導
入し、チャンバー内のガス圧を５×１０^-3Torrとして、
スパッタリングを行う。次に、同様にＲＦマグネトロン
スパッタにより、この上にGe₂Sb₂Te₅からなる相変化膜
を約１００ｎｍ形成する。この場合に用いるターゲット
は、Ge₂Sb₂Te₅であり、スパッタ装置内の条件は、Zn
Ｓ；SiＯ₂の場合と同様である。

【００３９】尚、条件等にもよるが、形成された直後の
相変化膜は、アモルファス構造を取っている。この後、
フォトレジストを塗布し、記録されるべき情報情報に対
応して、相変化膜が厚くなる部分にレジストが残るよ
う、露光、現像をする。このレジストのパターンは、
０．４μｍの直径のレジストが、最小間隔０．４μｍで
形成されている状態になっている。

【００４０】次に、ＲＩＥ、イオンビームエッチング等
により、レジストの無い部分の相変化膜の膜厚が６３ｎ
ｍになるまでエッチングをする。この後、アセトン等の
有機溶剤によりレジストを除去した後、ZnＳ；SiＯ₂か
らなる第２保護膜を約１００ｎｍ、Alからなる反射膜を
約５０ｎｍ形成する。反射膜の形成方法は、実施例１の
場合と同じである。更にこの上に、紫外線硬化樹脂によ
り固めることにより、光ディスクが形成される。

【００４１】

【実施例３】請求項８に記載した再生方法の発明につい
て、実施例１に記載した光ディスクを再生する場合を例
に説明する。光源は、λ＝７８０ｎｍ、開口率（ＮＡ）
＝０．５５からなる半導体レーザー及びレンズ等の光学
系からなる。

【００４２】再生系は、フォトダイオード等のディテク
ター及びディテクターに光を送るための光学系よりな
る。実施例１に記載した光ディスクは、回転系によって
回転され、光源からレーザー光が照射される。光ディス
クでは、線速度一定で記録されているので、回転系は、
中心部より離れた部分を読み取るときに回転数が低くな
るように構成されている。レーザー光は、光学系を通す
ことにより、光ディスクの記録層上で焦点が合わされ、
回折限界からスポット径が定まり、約１．４μｍであっ
た。このスポット内のうち、高温となっている領域に
おいては、第１反射膜の有無による反射率の差はなくな
り、記録されている情報は消される。又、高温状態とな
ってない領域においては、相変化膜は、アモルファス状
態にあり第１反射膜の有無により反射率が異なる。この
時、第１反射膜の無い部分の反射率は、相変化膜が高温
状態（結晶化状態）のときの反射率とほぼ同じである。

【００４３】従って、スポット内のうち、高温となって
いない領域に、第１反射膜のある部分がある時は、スポ
ット内全体の反射率は低下し、それ以外の場合では、反
射率の変化はない。よって、この反射率の違いにより、
スポット内のうち、相変化膜がアモルファス状態である
領域の情報だけを読み出すことができる。

【００４４】このスポット内での光ディスクの反射率の
違いをディテクターを通すことにより電気信号に変換
し、この電気信号の大小によって、デジタル信号の１、
０を判断することができる。このように、実施例１の光
ディスクに記録される情報は、第１反射膜の有無によっ
て決まり、第１反射膜の形成部分及び非形成部分の径
は、レーザー光のスポット径よりも小さくなる。従っ
て、スポット内において相変化膜の結晶状態が変化する
領域は、スポットよりも小さく、従来、再生が不可能で
あったレーザー光のスポットよりも、十分小さいピット
を再生することができる。

【００４５】

【発明の効果】以上のように、本発明の再生専用の相変
化光ディスクによれば、従来、再生が不可能であったレ
ーザー光のスポット径よりも小さいピットを再生するこ
とができる。従って、単位面積当たりの記録密度を増や
すことができる。又、再生される部分が、レーザー光の
照射された部分とそれにより加熱された部分との”か
つ”の部分であるため、従来と同程度の記録密度の光デ
ィスクについては、高いＳＮ及び、クロストークの少な
い再生信号を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】請求項１に記載された発明である相変化光デ
ィスクの断面図である。

【図２】請求項９に記載された発明である相変化光デ
ィスクの断面図である。

【図３】従来からある再生専用光ディスクの断面図で
ある。

【図４】従来例として記載された高密度再生専用光磁
気ディスクの断面図である。

【図５】請求項５に記載された発明の相変化光ディス
クについて、光の反射の様子を表す図である。ａは、相
変化膜と第１反射膜との干渉の様子、ｂは、相変化膜と
第２反射膜の干渉との様子を表している。

【図６】請求項１７に記載された発明の相変化光ディ
スクについて、光の反射の様子を表す図である。ａは、
相変化膜が薄い部分における相変化膜と反射膜との光の
干渉の様子、ｂは、相変化膜が厚い部分における相変化
膜と反射膜との光の干渉の様子を表している。

【図７】請求項５に記載された発明の相変化光ディス
クを請求項８に記載された再生方法により再生する場合
において、レーザースポットのうち、低温状態（相変化
膜がアモルファス状態）にある部分に、ピット（第１反
射膜）がある場合の説明図である。

【図８】請求項５に記載された発明の相変化光ディス
クを請求項８に記載された再生方法により再生する場合
において、レーザースポットのうち、低温状態にある部
分に、ピットがない場合の説明図である。

【図９】請求項１７に記載された発明の相変化光ディ
スクを請求項１８に記載された再生方法により再生する
場合、レーザースポットのうち、高温領域にピット（情
報の記録されている領域）がある場合の説明図である。

【図１０】請求項１７に記載された発明の相変化光デ
ィスクを請求項１８に記載された再生方法により再生す
る場合、レーザースポットのうち、高温領域にピット
（情報の記録されている領域）がない場合の説明図であ
る。

【図１１】請求項１９に記載された発明の説明図であ
る。

【図１２】相変化材料としてGe₂Sb₂Te₅を用い、その
両面にZnＳ；SiＯ₂を保護膜として形成した光ディスク
について、光ディスクを１８００ＲＰＭで回転させ、レ
ーザー光を照射したとき、照射するレーザー光のパワー
の変化（上昇、下降）と反射率との関係を表す図であ
る。

【図１３】相変化材料としてGe₂Sb₂Te₅を用い、保護
膜としてZnＳ；SiＯ₂を用いた場合の第２保護膜の膜厚
と波長７８０ｎｍにおける反射率との関係を表す図（文
献より引用）である。

【図１４】相変化材料としてGe₂Sb₂Te₅を用い、保護
膜としてZnＳ；SiＯ₂を用いた場合の相変化膜の膜厚と
波長７８０ｎｍにおける反射率との関係を表す図であ
る。

【図１５】相変化材料としてInSeを用い、保護膜とし
てSiＯ₂を用いた場合の相変化膜の膜厚と波長７８０ｎ
ｍにおける反射率との関係を表す図（文献より引用）で
ある。

【図１６】請求項８の作用に於いて記載された請求項
５の光ディスクを説明する図である。

【図１７】請求項１８の作用に於いて記載された請求
項１７の光ディスクを説明する図である。以上

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】基板上に誘電体による第１保護膜、結晶
構造若しくは、相構造の違いにより異なる反射率を示す
相変化膜、更に、第２保護膜を積層形成したものの上
に、記録されるべき情報に対応して第１反射膜を設け、
その上に、第３保護膜及び、第２反射膜を設けたことを
特徴とする相変化光ディスク。
【請求項２】前記相変化膜が、結晶化状態或いは高温
状態では、前記第１反射膜の有無にかかわらず、照射さ
れるレーザー光の波長に対し、反射率の差が５％以内で
あることを特徴とする請求項１に記載の相変化光ディス
ク。
【請求項３】照射されるレーザー光に対し、前記相変
化膜の、結晶化状態或いは高温状態における反射率と、
前記相変化膜の、アモルファス状態において前記第１反
射膜のある部分の反射率の差が５％以内であり、かつ、
前記相変化膜の、アモルファス状態において前記第１反
射膜のない部分との反射率差のの差が５％以上であるこ
とを特徴とする請求項２に記載の相変化光ディスク。
【請求項４】照射されるレーザー光に対し、前記相変
化膜が結晶化状態或いは高温状態の反射率と、前記相変
化膜の、アモルファス状態における前記第１反射膜のな
い部分の反射率の差が５％以内であり、かつ、前記相変
化膜の、アモルファス状態において前記第１反射膜のあ
る部分との反射率の差が５％以上であることを特徴とす
る請求項２に記載の相変化光ディスク。
【請求項５】前記第２保護膜と前記第３保護膜共にZn
Ｓ；SiＯ₂（ZnＳ：SiＯ₂＝４：１）により形成し、前
記第２保護膜の厚さは 160〜180 nmであり、かつ、前記
第３保護膜の厚さは 10 〜70 nm 又は 180〜250 nmとし
たことを特徴とする請求項３に記載の相変化光ディス
ク。
【請求項６】前記第２保護膜と前記第３保護膜共にZn
Ｓ；SiＯ₂（ZnＳ：SiＯ₂＝４：１）により形成し、前
記第２保護膜の厚さは 0〜50 nm 又は 180〜230 nmであ
り、かつ、前記第３保護膜の厚さは30〜150 nm又は 220
〜330 nmとしたことを特徴とする請求項４に記載の相変
化光ディスク。
【請求項７】前記相変化膜がアモルファス状態におい
て、前記第１反射膜の有無にかかわらず、照射されるレ
ーザー光の波長に対し、反射率の差が、５％以内である
ことを特徴とする請求項１に記載の相変化光ディスク。
【請求項８】レーザー光を照射し、前記相変化層を加
熱することにより、アモルファス状態から高温状態、或
いは、結晶化状態に変化させ、それにより加熱された部
分における反射率が、前記第１反射膜の有無にかかわら
ずほぼ同じとなることにより、レーザースポットのうち
アモルファス状態にある部分における、前記第１反射膜
のある部分と前記第１反射膜のない部分との反射率の差
をフォトディテクター等により検出し電気信号に変換す
ることを特徴とする請求項１〜６に記載された相変化光
ディスク。
【請求項９】前記第１反射膜及び、前記第３保護膜を
形成することなく、相変化層の膜厚を記録されるべき情
報に対応して、異なる膜厚で形成したことを特徴とする
請求項１に記載の相変化光ディスク。
【請求項１０】照射されるレーザー光に対し、前記相
変化膜の膜厚の厚い部分と薄い部分との反射率の差が、
高温状態（結晶化状態）で５％以内であることを特徴と
する請求項９に記載の相変化光ディスク。
【請求項１１】照射されるレーザー光に対し、前記相
変化膜の膜厚の厚い部分と薄い部分との反射率の差が、
アモルファス状態において５％以内であることを特徴と
する請求項９に記載の相変化光ディスク。
【請求項１２】照射されるレーザー光に対し、前記相
変化膜が結晶化状態（結晶化状態）である場合の反射率
と、前記相変化膜の膜厚が、厚い部分、又は、薄い部分
のどちらか一方がアモルファス状態となったときの反射
率の差が５％以内であり、かつ、他方との反射率の差が
５％以上であることを特徴とする請求項１０に記載の相
変化光ディスク。
【請求項１３】照射されるレーザー光に対し、前記相
変化膜がアモルファス状態である場合の反射率と、前記
相変化膜の膜厚が、厚い部分、又は、薄い部分のどちら
か一方が高温状態（結晶化状態）となったときの反射率
の差が５％以内であり、かつ、他方との反射率の差が５
％以上であることを特徴とする請求項１１に記載の相変
化光ディスク。
【請求項１４】前記相変化膜をInSeにより形成し、前
記相変化膜の膜厚の薄い部分の厚さが120 〜130 nm、か
つ、厚い部分の厚さが 140〜160 nmであることを特徴と
する請求項１０及び、１２に記載の相変化光ディスク。
【請求項１５】前記相変化膜をInSeにより形成し、前
記相変化膜の膜厚の薄い部分の厚さが 90 〜110 nm、か
つ、厚い部分の厚さが 130〜160 nmであることを特徴と
する請求項１１及び、１３に記載の相変化光ディスク。
【請求項１６】前記相変化膜をGe₂Sb₂Te₅により形成
し、前記相変化膜の膜厚の薄い部分の厚さが 20 〜50n
m、かつ、厚い部分の厚さが 60 〜90 nm であることを
特徴とする請求項１０及び、１２に記載の相変化光ディ
スク。
【請求項１７】前記相変化膜をGe₂Sb₂Te₅により形成
し、前記相変化膜の膜厚の薄い部分の厚さが 50 〜70n
m、かつ、厚い部分の厚さが 90 〜110 nmであることを
特徴とする請求項１１及び、１３に記載の相変化光ディ
スク。
【請求項１８】前記相変化膜が高温状態（結晶化状
態）かアモルファス状態のどちらか一方の状態におけ
る、前記相変化膜の膜厚の違いによる、反射率の相違に
より信号を読み取ることを特徴とする相変化光ディスク
の再生方法。
【請求項１９】再生後に消去用のレーザー光を照射す
ることにより、再生後の前記相変化膜を結晶化状態から
アモルファス状態にすることを特徴とする相変化光ディ
スクの再生方法