JPH0877600A

JPH0877600A - 光学的情報記録部材

Info

Publication number: JPH0877600A
Application number: JP6234409A
Authority: JP
Inventors: Yoshitaka Sakagami; 嘉孝坂上; Eiji Ono; 鋭二大野; Nobuo Akahira; 信夫赤平
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1994-09-01
Filing date: 1994-09-01
Publication date: 1996-03-22

Abstract

(57)【要約】【目的】角速度一定（ＣＡＶ）駆動の光ディスクにお
いて、内外周での線速度の差による記録特性の変化を改
善すること。【構成】相変化型の光ディスク１０として、基板１１
の上面に第１の誘電体層１２、記録層１３、第２の誘電
体層１４、反射層１５をこの順序に成膜する。そして記
録層１３をディスクの半径方向に沿って、内周ゾーン１
７と外周ゾーン１８に分割し、内外周のゾーンにおい
て、相変化を起こす記録層の組成を変える。結晶化速度
を外周ほど速くすると、結晶状態とアモルファス状態の
遷移が内外周のゾーンで安定し、記録マークのジッタが
少なくなる。また内周ゾーン１７より外周ゾーン１８
で、反射層１５の膜厚を薄くするか、誘電体層１４の膜
厚を厚くするか、記録層１３の膜厚を厚くしたディスク
構造でもよい。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、レーザ光線等の光学的
手段を用いて情報を高速かつ高密度に記録又は再生する
光学的情報記録部材に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】レーザ光線を利用して情報の再生又は記
録を高密度で行う技術は、主に光ディスクとして実用化
されている。光学的情報記録部材である光ディスクは再
生専用型、追記型、書き換え型に大別することができ
る。再生専用型はコンパクトディスクやレーザディスク
として、また追記型や書き換え型は文書ファイル、デー
タファイル等として実用化されている。書き換え型光デ
ィスクには主に光磁気ディスクと相変化型ディスクがあ
る。

【０００３】相変化型光ディスクは記録層がレーザ光線
の照射によってアモルファスと結晶間（あるいは結晶と
更に異なる構造の結晶間）で可逆的に状態変化を起こす
ことを利用したものである。レーザ光線の照射により薄
膜の屈折率あるいは消衰係数のうち少なくとも何れか一
つが変化するよう記録を行う。この薄膜部分で透過光あ
るいは反射光の振幅が変化するので、検出系に至る透過
光量あるいは反射光量を検出して信号を再生する。アモ
ルファスと結晶間で状態変化を起こす材料としては、例
えばＴｅ、Ｓｅ、Ｉｎ、Ｓｂ等の合金が主に用いられて
いる。

【０００４】相変化型光ディスクでは、記録マークの書
き換えに１ビームオーバーライトを用いることができ
る。１ビームオーバーライトとは、記録信号によりレー
ザパワーを記録レベルと消去レベルの間で変調して、レ
ーザ光線を信号トラック上に照射することにより、既に
記録されている古い信号を消去しながら新しい信号を記
録する方法である。記録レベルで照射された領域は、元
の状態がアモルファスか結晶かに係わらず溶融後冷却さ
れるためアモルファスとなる。消去レベルで照射された
領域は結晶化温度以上に昇温するため、元の状態に係わ
らず結晶化して、新しい信号がオーバーライトされる。

【０００５】ところで、光ディスクの記録再生装置では
光ディスクの回転方式は大別して２つの方式がある。デ
ィスクの内外周で線速度が同じになるようにディスクを
回転させる方法をＣＬＶと呼び、ディスクを一定の角速
度で回転させる方法をＣＡＶと呼ぶ。例えば、コンピュ
ータ用の外部メモリ等に用いられるデータファイルのよ
うに、高速なアクセスが必要とされる場合には、ディス
クの回転数を変えるには時間がかかるためＣＡＶが使用
される。この場合、ディスクの周方向の線速度は外周で
速く、内周で遅くなる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】光ディスクの記録再生
装置で、半導体レーザによりレーザ光線を照射して記録
層に物理的状態変化を生じさせる場合、例えば書き換え
可能な相変化材料を用いた光ディスクにおいて良好な記
録再生特性を得るには、アモルファスの記録マークを安
定して形成することと、充分な消去率を実現することが
不可欠である。しかしながら、ＣＡＶモードでは線速度
の大きい外周では消去率の低下が起こる。また逆に線速
度の小さい内周では、十分な大きさの記録マークが形成
できなかったり、又は記録のマーク歪が生じる場合があ
った。これは外周ほどレーザ光線のスポットがトラック
上の一点を通過する時間が短くなり、記録層の結晶化が
不充分となり消し残りを生じるからである。また逆に内
周ほどレーザ光線の通過時間が長くなり、ここで溶融さ
れた領域は冷却速度が小さくなり、記録層が再結晶化し
てしまい、充分にアモルファス化されないからである。
上記のような消し残りやマーク歪等は、共に再生波形の
歪やノイズになって再生ジッタの原因になる。

【０００７】本発明はこのような従来の問題点に鑑みて
なされたものであって、相変化型の光ディスクをＣＡＶ
モードで記録及び再生して使用するとき、光ディスクの
内外周にかかわらず全面においてアモルファスの記録マ
ークを安定して形成し、かつ充分な消去率を実現するこ
とができる光学的情報記録部材を提供することを目的と
する。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本願の請求項１の発明
は、レーザ光線の照射によって相状態が変化し、且つレ
ーザ光線の照射により光学的に該相状態の検出が可能と
なる記録層を薄膜層の一部として基板上に設けたディス
ク状の光学的情報記録部材であって、薄膜層は、ディス
クの同心円状に分割された複数のゾーンによってその薄
膜構成が異なることを特徴とするものである。

【０００９】本願の請求項２の発明は、レーザ光線の照
射によって相状態が変化し、且つレーザ光線の照射によ
り光学的に該相状態の検出が可能となる記録層と、記録
層の両面に形成された第１の誘電体層及び第２の誘電体
層と、記録層と第１及び第２の誘電体層とを一体に保持
するディスク状の基板と、を具備する光学的情報記録部
材であって、記録層は、レーザ光線の照射によってアモ
ルファス相と結晶相間で可逆的に相変化を起こす相変化
記録材料からなり、且つディスクの同心円状に分割され
た複数のゾーンによって相変化記録材料の組成が異なる
ことを特徴とするものである。

【００１０】本願の請求項１２の発明は、レーザ光線の
照射によってアモルファス相と結晶相間で可逆的に相変
化を起こす相変化記録材料からなり、且つレーザ光線の
照射により光学的に該相状態の検出が可能となる記録層
と、記録層の上面及び下面に夫々形成された第２の誘電
体層及び第１の誘電体層と、第２の誘電体層の上面に形
成され、レーザ光線を反射する反射層と、記録層、第１
及び第２の誘電体層、反射層を保持するディスク状の基
板と、を具備する光学的情報記録部材であって、反射層
は、ディスクの同心円状に分割された複数のゾーンによ
って膜厚が異なり、外周ゾーンほど膜厚が薄いことを特
徴とするものである。

【００１１】本願の請求項１４の発明は、レーザ光線の
照射によってアモルファス相と結晶相間で可逆的に相変
化を起こす相変化記録材料からなり、且つレーザ光線の
照射により光学的に該相状態の検出が可能となる記録層
と、記録層の上面及び下面に夫々形成された第２の誘電
体層及び第１の誘電体層と、第２の誘電体層の上面に形
成され、レーザ光線を反射する反射層と、記録層、第１
及び第２の誘電体層、反射層を保持するディスク状の基
板と、を具備する光学的情報記録部材であって、第２の
誘電体層は、ディスクの同心円状に分割された複数のゾ
ーンによって膜厚が異なり、外周ゾーンほど膜厚が厚い
ことを特徴とするものである。

【００１２】本願の請求項１５の発明は、レーザ光線の
照射によってアモルファス相と結晶相間で可逆的に相変
化を起こす相変化記録材料からなり、且つレーザ光線の
照射により光学的に該相状態の検出が可能となる記録層
と、記録層の上面及び下面に夫々形成された第１の誘電
体層及び第２の誘電体層と、第２の誘電体層の上面に形
成され、レーザ光線を反射する反射層と、記録層、第１
及び第２の誘電体層、反射層を保持するディスク状の基
板と、を具備する光学的情報記録部材であって、記録層
は、ディスクの同心円状に分割された複数のゾーンによ
って膜厚が異なり、外周ゾーンほど膜厚が厚いことを特
徴とするものである。

【００１３】本願の請求項１６の発明は、レーザ光線の
照射によって相状態が変化し、且つレーザ光線の照射に
より光学的に該相状態の検出が可能となる記録層を薄膜
層の一部として基板上に設けた光学的情報記録部材であ
って、薄膜層は、ディスクの同心円状に分割された内周
ゾーンと外周ゾーンとによってその薄膜構成が異なるこ
とを特徴とするものである。

【００１４】

【作用】このような特徴を有する本発明によれば、ディ
スクを同心円状に複数のゾーンに分割し、ゾーンにより
相変化を起こすための条件を変えている。具体的には（１）記録層の組成比を変えることにより結晶化速度を
外周ほど大きくすると、夫々のゾーンの結晶化速度が線
速度に適したものとなり、内外周における消去率をほぼ
同等にできる。このためディスク全面に渡って良好なア
モルファスマークが記録される。（２）内周ゾーンより外周ゾーンで反射層の膜厚を薄く
すると、同一パワーのレーザ光線の照射に対して、記録
層の冷却速度が最適化される。このためディスク全面に
渡って良好なアモルファスマークが記録される。（３）内周ゾーンより外周ゾーンで記録層と反射層の間
の誘電体層の膜厚を厚くくすると、同一パワーのレーザ
光線の照射に対して、誘電体層と接する記録層の冷却速
度が最適化される。このためディスク全面に渡って良好
なアモルファスマークが記録される。（４）内周ゾーンより外周ゾーンで記録層の膜厚を厚く
すると、同一パワーのレーザ光線の照射に対して記録層
の冷却速度が最適化される。このためディスク全面に渡
って良好なアモルファスマークが記録される。以上の各項のいずれか１つを採用することにより、ディ
スクの内周から外周までマーク歪の少ない記録ができる
こととなる。

【００１５】

【実施例】まず、図１を用いて本発明における光学的情
報記録部材（以下、光ディスクという）の基本構造につ
いて説明する。本図において相変化型の光ディスク１０
は、基板１１、第１の誘電体層１２、記録層１３、第２
の誘電体層１４、反射層１５、保護層１６を含んで構成
される。この内、誘電体層１２，１４、記録層１３、反
射層１５は真空蒸着又はスパッタリングなどの方法で透
明な基板上に形成される。また反射層１５の上に密着し
た透明な保護層１６を設ける。

【００１６】つぎに図１において、光ディスク１０の半
径方向に沿って同心円状に分割し、内側を内周ゾーン１
７と呼び、外側を外周ゾーン１８と呼ぶ。ここでは光デ
ィスク１０を２ゾーン構造としたが、ゾーンが３つ以上
の場合の光ディスクも作成できる。また、反射層１５や
保護層１６のない構造の光ディスクもある。記録及び再
生用のレーザ光線は基板１１の下側から入射される。

【００１７】基板１１の材質として、ガラス、石英、ポ
リカーボネート、又はポリメチルメタクリレートが使用
できる。また基板１１は平滑な平板でもよく、表面にト
ラッキングガイド用の凸凹の溝があってもよい。保護層
１６として、樹脂を溶剤に溶かして塗布及び乾燥したも
のや、樹脂板を接着剤で接着したもの等が使用できる。

【００１８】さて記録層１３に用いる記録層材料として
は、アモルファス・結晶間の相変化をするカルコゲン合
金がよく知られている。例えばＳｂＴｅ系、ＧｅＳｂＴ
ｅ系、ＧｅＳｂＴｅＳｅ系、ＧｅＳｂＴｅＰｄ系、Ｔｅ
ＧｅＳｎＡｕ系、ＡｇＳｂＴｅ系、ＧｅＴｅ系、ＧａＳ
ｂ系、ＩｎＳｅ系、ＩｎＳｂ系、ＩｎＳｂＴｅ系、Ｉｎ
ＳｂＳｅ系、ＩｎＳｂＴｅＡｇ系等が使える。

【００１９】記録層材料としてＧｅＳｂＴｅを用いる場
合、特にｘＧｅＴｅ＋（１−ｘ）Ｓｂ₂Ｔｅ₃＋ｙＳｂ
（０＜ｘ≦１、ｙ≧０）を満たす組成のものが、書き
換え相変化型の光ディスクの材料として適している。こ
のことに関しては、ジャパニーズ・ジャーナル・オブ・
アプライド・フィジックス２６（１９８７年）第６１
頁から第６６頁（Japanese Journal of Applied Physic
s, Vol.26 (1987) 61-66）に開示されている。

【００２０】つぎに誘電体層１２、１４としては、Ｓｉ
Ｏ₂、ＳｉＯ、ＴｉＯ₂、ＭｇＯ、Ｔａ₂Ｏ₅、Ａｌ₂
Ｏ₃、ＧｅＯ₂、Ｓｉ₃Ｎ₄、ＢＮ、ＡｌＮ、ＳｉＣ、
ＺｎＳ、ＺｎＳｅ、ＺｎＴｅ、ＰｂＳ等あるいはこれら
の混合物が使える。

【００２１】反射層１５としては、Ａｕ、Ａｌ、Ｃｕ、
Ｃｒ、Ｎｉ、Ｔｉ等の金属材料を主成分とした材料ある
いはこれらの混合物、さらには所定の波長における反射
率の大きな誘電体多層膜等が使える。

【００２２】ここで本発明の最大の特徴は、光ディスク
内外周のゾーンにおいて薄膜構成を異にしていることで
ある。例えば内周より外周ゾーン１８において結晶化速
度を速くすることである。ＣＡＶモードで光ディスクを
回転させた場合、線速度の大きい外周では消去率の低下
が起こり、逆に線速度の小さい内周で充分な大きさの記
録マークが形成できないか、又はマーク歪が生じる場合
があり、何れの場合も再生ジッタの原因となっていた。

【００２３】しかし、記録層の結晶化速度を外周ほど大
きくすることにより、内外周における消去率をほぼ同等
にできる。結晶化速度を変化させるには、ＧｅＳｂＴｅ
系の記録層においては、Ｓｂ量を変化させるか又はさら
に第４の元素を添加することにより可能である。例え
ば、ｘＧｅＴｅ＋（１−ｘ）Ｓｂ₂Ｔｅ₃（０＜ｘ≦
１）で表される組成に、さらにＳｂを添加すれば結晶化
速度は遅くなる。

【００２４】ＧｅＳｂＴｅの３元系に、Ａｇ、Ｃｕ、Ｃ
ｏ、Ｔｌ、Ｐｄ、Ａｕ、Ｂｉ、Ｓｅ、Ｓｎ、Ｐｔ、Ｎｉ
を添加しても結晶化速度は遅くできる。さらには、反射
層の厚膜化、記録層の薄膜化および反射層側の誘電体層
の薄膜化は、記録層の冷却速度を高めることができ、結
果として内周において良好なアモルファスマークが形成
でき、ジッタが小さくできる。

【００２５】また、一つの記録マークを形成するための
記録波形を、複数のゾーンで使い分ける方法がある。即
ちゾーン毎に記録用のレーザ光線の波形を、内周ゾーン
より外周ゾーンで「後続の短パルス巾／先頭パルス巾」
が大きくなるようマルチパルス波形にする。そのマルチ
パルス波形をゾーンに応じて切り換えることで、ゾーン
に応じてマルチパルス波形を最適化し、内周から外周ま
でマーク歪の少ない記録を行うこともできる。

【００２６】ＣＡＶモードの場合、光ディスクの最内周
部と最外周部での線速度比が約２〜４の値になる。一
方、一つの薄膜構成では約２倍の線速度比に対応可能で
あり、最低２ゾーンに光ディスクを分割することで、約
４倍の線速度比に対応可能となる。また、光ディスクの
半径方向に連続的に薄膜構成を変化させることにより、
線速度差に対応することも考えられるが、この方法では
膜厚や記録層組成の再現性に問題がある。従って本発明
のように光ディスクを２ゾーンに分割する方法は、実現
性も高く再現性もよい。

【００２７】以下、具体的な実施例をもって本発明の光
ディスクを詳細に説明する。（実施例１）本発明の第１実施例における光ディスクの
構造を図２に示す。本図の断面図に示すように第１実施
例の光ディスク１０Ａはその記録層１３が内周の記録層
１３ａと外周の記録層１３ｂとに分割されている。まず
光ディスク１０Ａの各層の成膜プロセスについて説明す
る。図３及び図４は光ディスク１０Ａの成膜プロセスに
用いられる基板とスパッタ用マスクの関係図である。

【００２８】さて記録層１３の組成を内周ゾーン１７と
外周ゾーン１８で変えるべく、光ディスク１０Ａの基板
１１としてφ１３０ｍｍのポリカーボネート製の信号記
録用トラックを持つ基板を用いた。図２に示すように光
ディスク１０Ａにおいて、半径２２ｍｍ以上４０ｍｍ未
満の部分を内周ゾーン１７、半径４０ｍｍ以上５８ｍｍ
以下の部分を外周ゾーン１８とした。基板１１の上面に
第１の誘電体層１２として、ＺｎＳ−ＳｉＯ₂混合膜を
厚さ１３００Åにスパッタリングにより形成した。

【００２９】次に、内周ゾーン１７の記録層１３ａのみ
を２５０Åの膜厚となるよう、図３に示すような内周部
分のみ穴の開いた内周部スパッタ用マスク２１を用い、
基板１１を回転させながらターゲット２２をスパッタリ
ングすることにより成膜を行った。つぎに図４に示すよ
うに外周部分のみ穴の開いている外周部スパッタ用マス
ク３１を用いて異なる組成の混合材料をターゲット４２
にし、基板１１を回転させながらスパッタリングにより
２５０Åの記録層１３ｂを形成した。そして第２の誘電
体層１４としてＺｎＳ−ＳｉＯ₂の混合膜を厚さ２００
Å、反射層１５としてＡｌ膜を１５００Åにスパッタリ
ングにより形成した。そしてその上にポリカーボネート
の保護層１６を設けた。

【００３０】なお、光ディスクの内外周で記録層１３の
組成を変化させる方法としては、上記の方法の他に、図
５に示すような内周部をマスクする領域と、外周部をマ
スクする領域を設けた一枚のマスク４１を用い、異なっ
た組成の記録層をターゲット２２とターゲット４２の同
時スパッタにより成膜することも可能である。なお、マ
スク形状としては、内周ゾーン１７及び外周ゾーン１８
において膜厚が均一にできるものであれば他の形状とし
てもよい。また、誘電体層１２，１４、記録層１３、反
射層１５の膜厚を、内周ゾーン１７及び外周ゾーン１８
で変えた光ディスクを作製する場合には、図３の内周部
スパッタ用マスク２１、又は図４の外周部スパッタ用マ
スク３１を用いてスパッタリングを行い、膜厚を所定の
値になるよう制御すればよい。なお、内外周で膜厚を変
えた光ディスクの作成方法としては、図６に示すような
内外周で穴の開いている部分の面積が異なる内外周膜厚
制御用マスク５１を用いることもできる。

【００３１】上記の光ディスク１０Ａの評価について
は、レーザ光線の波長が７８０ｎｍ、記録装置の記録再
生に用いる光学ヘッドの対物レンズのＮＡを０．５５、
光ディスクの回転数を１０００ｒｐｍとして、ＥＦＭ信
号の最短マーク長が常に０．９０μｍとなるようにクロ
ックＴを制御することにより記録及び再生を行なった。
ここでも１ビームオーバーライトにより１００回記録
し、ＥＦＭ信号における３Ｔ再生信号のゼロクロス点の
ジッタ値を測定する。ここでいうジッタとは、３Ｔ再生
信号のパルス幅（ウインドウ幅）をＴｗ、その時間変動
幅をσ（標準偏差）とし、σ／Ｔｗ（％）の値で定義す
る。

【００３２】このように定義したジッタを光ディスクの
半径２３、３０、３７、４３、５０、５７ｍｍの各位置
で測定した。前述した半径における夫々の線速度は、内
周側から約 2.4、3.1 、3.9 、4.5 、5.2 、6.0 ｍ／ｓ
である。全ての光ディスクについて内周ゾーン１７及び
外周ゾーン１８で、記録マーク長が０．９μｍとなるよ
う単一周波数で記録したとき、Ｃ／Ｎ値が飽和する記録
パワーと、記録マークを消去した場合に消去率が−２０
ｄＢを越えるパワーマージンの中央値のパワーを設定し
た。

【００３３】図７は本実施例で用いた具体的な記録波形
の説明図である。図７（ａ）は光ディスクでよく用いら
れるＥＦＭ信号の入力波形の一例である。図７（ｂ）は
（ａ）の入力波形を記録する場合の半導体レーザを駆動
するマルチパルス記録波形Ａである。短パルス列中の先
頭パルスの幅は１．５Ｔ、後続パルスの幅及びその間隔
は何れも０．５Ｔである。図７（ｃ）は短パルス列中の
先頭パルス幅を１．５Ｔ、後続パルス幅を０．７５Ｔと
広くした記録波形Ｂである。第１実施例〜第５実施例の
光ディスクについては、図７（ｂ）に示すマルチパルス
記録波形Ａを用いた。

【００３４】光ディスクの内外周ゾーンで記録層１３の
組成を変えた場合の記録マークのジッタ特性の一例を表
１に示す。表１は図中の番号で示す光ディスク（１）〜
（４）の特性を示すもので、光ディスク（４）は、内周
ゾーンと外周ゾーンとで記録層１３の組成を変えた光デ
ィスクである。また光ディスク（１）〜（３）は、内周
ゾーンと外周ゾーンの記録層１３を同一の組成で構成し
たリファレンスディスクである。各光ディスクの夫々の
列の値は、夫々の半径に記録された記録マークのジッタ
値である。

【表１】

【００３５】表１に示すように、光ディスク（４）の記
録層１３の組成は、外周ゾーン１８でＧｅ_22.2Ｓｂ_22.2
Ｔｅ_55.6；（２ＧｅＴｅ＋Ｓｂ₂Ｔｅ₃）とした。また
内周ゾーン１７でＧｅ_21.1Ｓｂ_26.3Ｔｅ_52.6；（２Ｇｅ
Ｔｅ＋Ｓｂ₂Ｔｅ₃＋０．５Ｓｂ）とした。

【００３６】また、リファレンスディスクとして内周ゾ
ーンから外周ゾーンまで記録層１３の組成を一定とし、
１ゾーンのみからなる光ディスク（１）〜（３）の３枚
を作成した。具体的には、光ディスク（１）では、記録
層１３の組成はＧｅ_22.2Ｓｂ_22.2Ｔｅ_52.6；（２ＧｅＴ
ｅ＋Ｓｂ₂Ｔｅ₃）とし、光ディスク（２）では、Ｇｅ
_21.6Ｓｂ_24.3Ｔｅ_54.1；（２ＧｅＴｅ＋Ｓｂ₂Ｔｅ₃＋
０．２５Ｓｂ）とし、光ディスク（３）では、Ｇｅ_21.1
Ｓｂ_26.3Ｔｅ_52.6；（２ＧｅＴｅ＋Ｓｂ₂Ｔｅ₃＋０．
５Ｓｂ）とした。

【００３７】上記４枚の光ディスクの第１の誘電体層１
２、第２の誘電体層１４、反射層１５等における材料、
膜厚、作成条件、及び記録層１３の膜厚、作成条件は互
いに同じである。さて、表１のデータに示すように光デ
ィスク（１）の場合、この記録層の組成では結晶化速度
は速く、外周部の線速度での記録・消去に適している。
また良好な記録マークが形成されており、ジッタも小さ
い値となっている。しかし、最内周部では線速度が遅す
ぎるため、記録マークが再結晶化し、充分にアモルファ
ス化されず、記録マーク歪み及びジッタ値が増加する。

【００３８】逆に光ディスク（３）では、記録層の組成
の結晶化速度が内周部でその線速度に適している。この
ため良好な記録マークが形成されており、ジッタ値も良
好である。しかし外周部では線速度が速すぎるため、オ
ーバーライト時に消し残りが発生し、ジッタが増加して
いる。

【００３９】結晶化速度が光ディスク（１）と光ディス
ク（３）のほぼ中間である記録層を有する光ディスク
（２）の場合には、最内周部と最外周部では光ディスク
（３）、（１）と同様の現象が生じ、それが原因でジッ
タが増加する。すなわち、記録層１３の組成が単一の場
合、どんな組成を選んでもＣＡＶ回転では内周部から外
周部までの全領域では、良好なジッタ特性が得られなか
った。

【００４０】一方、光ディスク（４）では、内周ゾーン
と外周ゾーンの結晶化速度がその線速度に適しているた
め、良好な記録マークが形成されており、ジッタ値は光
ディスク全面に渡って小さくなっている。このように記
録層１３において、外周ゾーンほど結晶化速度が速い組
成にすることで、ＣＡＶの場合においても光ディスク全
面でジッタの小さい良好な記録が可能となることがわか
る。

【００４１】なお、本実施例ではゾーンが２つの場合の
結果のみを示したが、ゾーンを３つ以上に分割し、夫々
の線速度に対応する結晶化速度の記録層を形成した場合
にも、ゾーンを２分割した場合と同様に光ディスクの全
面において良いジッタ値が得られた。なお、本実施例で
はｘＧｅＴｅ＋（１−ｘ）Ｓｂ₂Ｔｅ₃＋ｙＳｂ（ｙ
≧０）においてｘ＝２／３の場合のみを示したが、ｘ＝
１／２を満たす記録層の組成についても、結晶化速度を
外周ゾーンほど速くしたものでは、光ディスク全面に渡
って良好なジッタ値が得られた。

【００４２】（実施例２）つぎに本発明の第２実施例に
おける光ディスクについて説明する。本実施例の光ディ
スク１０Ｂの断面構造は図２に示すものと同一である。
第１実施例と異なり本実施例の記録層１３は、ｘＧｅＴ
ｅ＋（１−ｘ）Ｓｂ₂Ｔｅ₃＋ｙＡｇ（ｘ＝２／３、ｙ
≧０）の材料で形成される。表２は本実施例の光ディス
ク１０Ｂ（光ディスク（３））とリファレンスディスク
（１），（２）の特性を示すもので、記録層の組成をパ
ラメータにしている。表１と同様に光ディスクの内外周
ゾーンでの記録マークのジッタ特性を示している。

【表２】

【００４３】本実施例の光ディスクの作成方法は第１実
施例のものとと同じであり、その説明は省略する。本実
施例で製作した光ディスク（３）は、その記録層１３の
組成が外周ゾーン１８でＧe _22.2Ｓｂ_22.2Ｔｅ_55.6；
（２ＧｅＴｅ＋Ｓｂ₂Ｔｅ₃）であり、内周ゾーン１７
でＧｅ_21.1Ｓｂ_21.1Ｔｅ_52.6Ａｇ_5.2；（２ＧｅＴｅ＋
Ｓｂ₂Ｔｅ₃＋０．５Ａｇ）である。

【００４４】また、リファレンスディスクである光ディ
スク（１）として、内周ゾーンから外周ゾーンまでの記
録層１３の組成をＧe _22.2Ｓｂ_22.2Ｔｅ_55.6；（２Ｇｅ
Ｔｅ＋Ｓｂ₂Ｔｅ₃）として作成した。同じく光ディス
ク（２）として、内周ゾーンから外周ゾーンまでの記録
層１３の組成をＧｅ_21.1Ｓｂ_21.1Ｔｅ_52.6Ａｇ_5.2；
（２ＧｅＴｅ＋Ｓｂ₂Ｔｅ₃＋０．５Ａｇ）として作成
した。

【００４５】上記３枚の光ディスクの第１の誘電体層１
２、第２の誘電体層１４、反射層１５の各材料、膜厚、
作成条件、及び記録層１３の膜厚、作成条件は第１実施
例の光ディスク１０Ａと同じである。また夫々の光ディ
スクにおける測定半径を表１の値と同一に設定し、各ジ
ッタ値を測定した。表２のデータから判るように、光デ
ィスク（１）の場合、この記録層１３の組成は結晶化速
度が外周部での線速度に適しており、良好な記録マーク
が形成され、ジッタ値も小さい。しかし内周部では線速
度が遅いため、記録マークが歪んでしまい、ジッタが増
加する。

【００４６】一方、Ａｇを記録層１３に添加することに
より結晶化速度を遅くすることができる。このため光デ
ィスク（２）の内周部ではジッタ値の改善がみられる
が、外周部では逆に線速度が速すぎるため、オーバーラ
イト時に消し残りが発生し、ジッタが増加する。しか
し、本実施例の光ディスク（３）では、光ディスクの内
外周で各々の結晶化速度と線速度とが適しているため、
良好な記録マークが形成でき、ジッタ値は光ディスク全
面において良好なものとなっている。

【００４７】このように記録層１３として外周ゾーンほ
ど結晶化速度が速い組成にすることにより、ＣＡＶの場
合においても光ディスク全面でジッタの小さい良好な記
録・消去動作が可能となる。またＡｇ以外のＣｕ、Ｃ
ｏ、Ｔｌ、Ｐｄ、Ａｕ、Ｂｉ、Ｓｅ、Ｓｎ、Ｐｔ、Ｎｉ
を、記録層１３の外周ゾーン１８ほど多く添加した場合
にも、本実施例と同様の結果が得られた。

【００４８】（実施例３）つぎに本発明の第３実施例に
おける光ディスクについて説明する。図８は第３実施例
の光ディスク１０Ｃの構造を示す断面図である。本図に
おいて光ディスク１０Ｃは、第１、第２実施例と同様に
基板１１、第１の誘電体層１２、記録層１３、第２の誘
電体層１４、反射層１５、保護層１６により構成されて
いるが、反射層１５の膜厚が内周ゾーン１７と外周ゾー
ン１８とで異なることが特徴である。

【００４９】表３は光ディスク（１）〜（４）の特性を
示すもので、光ディスク（４）は、内周ゾーンと外周ゾ
ーンとで反射層１５の膜厚を変えた本実施例の光ディス
ク１０Ｃである。また光ディスク（１）〜（３）は、内
周ゾーンと外周ゾーンの反射層１５を同一の膜厚で構成
したリファレンスディスクである。各光ディスクのデー
タの表示方法は第１、第２実施例のものと同一である。

【表３】

【００５０】光ディスク（１）〜（４）の記録層１３の
組成は内外周ゾーンともＧｅ_21.6Ｓｂ_24.3Ｔｅ_54.1；
（２ＧｅＴｅ＋Ｓｂ₂Ｔｅ₃＋０．２５Ｓｂ）とした。
光ディスク（４）では内周ゾーン１７での反射層１５ａ
の膜厚を２０００Åとし、外周ゾーン１８での反射層１
５ｂでの膜厚を１２５０Åとした。またリファレンスデ
ィスクとして、全周で反射膜厚が１２５０Å、１５００
Å、２０００Åとした光ディスク（１）、（２）、
（３）を夫々作成した。

【００５１】上記４枚の光ディスクの第１の誘電体層１
２、第２の誘電体層１４の材料、膜厚、作成条件、及び
記録層１３の膜厚、反射層の材料、作成条件は第１実施
例と同じである。表３のデータに示すように、光ディス
ク（２）では、最内周と最外周においてジッタの増加が
見られる。これは最内周では線速度が遅いために記録層
１３の冷却速度が小さく、記録層１３のメルト部分が再
結晶化してマークが歪むからである。逆に最外周では線
速度が速いために冷却速度が大きく、記録層１３が高温
に保たれる時間が短く、結晶化が不充分なことにより、
消去率が低下することが原因と考えられる。

【００５２】これに対して、反射層１５を薄くした光デ
ィスク（１）では、冷却速度が小さくなるため、最外周
のジッタは改善されるものの、最内周のジッタは大き
い。また逆に反射層１５を厚くした光ディスク（３）で
は、冷却速度が大きくなるため、最内周のジッタは改善
されるものの最外周のジッタは大きい。即ち、反射層１
５の膜厚が内周ゾーンと外周ゾーン１８とで同一の場
合、その厚さを適当に選んでも、ＣＡＶ回転では内周か
ら外周までの全領域で良好なジッタ特性は得られなかっ
た。

【００５３】一方、本実施例の光ディスク（４）の場
合、内外周夫々のゾーンで記録層１３の冷却速度が最適
になるような反射層１５を設けているため、良好なアモ
ルファスマークが形成されており、ジッタ値も小さくな
っている。このように、外周ゾーン１８ほど反射層１５
の膜厚を薄くすることで、ＣＡＶの場合においても光デ
ィスク全面でジッタの小さい良好な記録が可能となるこ
とがわかる。

【００５４】（実施例４）つぎに本発明の第４実施例に
おける光ディスクについて説明する。図９は第４実施例
の光ディスク１０Ｄの構造を示す断面図である。本図に
おいて光ディスク１０Ｄは、第１〜第３実施例と同様に
基板１１、第１の誘電体層１２、記録層１３、第２の誘
電体層１４、反射層１５、保護層１６により構成されて
いるが、第２の誘電体層１４の膜厚が内周ゾーン１７と
外周ゾーン１８とで異なることが特徴である。

【００５５】表４は光ディスク（１）〜（４）の特性を
示すもので、光ディスク（４）は、内周ゾーンと外周ゾ
ーンとで第２の誘電体層１４の膜厚を変えた本実施例の
光ディスク１０Ｄである。また光ディスク（１）〜
（３）は、内周ゾーンと外周ゾーンの第２の誘電体層１
４を同一の膜厚で構成したリファレンスディスクであ
る。各光ディスクのデータの表示方法は第１〜第３実施
例のものと同一である。

【表４】

【００５６】光ディスク（１）〜（４）の記録層１３の
組成は内外周ゾーンとも、Ｇｅ_21.6Ｓｂ_24.3Ｔｅ_54.1；
（２ＧｅＴｅ＋Ｓｂ₂Ｔｅ₃＋０．２５Ｓｂ）とした。
光ディスク（４）では内周ゾーン１７での第２の誘電体
層１４ａの膜厚を１７０Åとし、外周ゾーン１８での第
２の誘電体層１４ｂの膜厚を２３０Åとした。またリフ
ァレンスディスクとして内外周で第２の誘電体層１４の
膜厚が夫々２３０Å、２００Å、１７０Åとして光ディ
スク（１）、（２）、（３）を作成した。

【００５７】上記４枚の光ディスクにおいて、第１の誘
電体層１２の材料、膜厚、作成条件、及び第２の誘電体
層１４の材料、記録層１３の膜厚、反射層１５の材料、
作成条件は、夫々第１実施例１のものと同一にした。表
４のデータに示すように、光ディスク（２）では、最内
周と最外周においてジッタの増加が見られる。これは最
内周では線速度が遅いために冷却速度が小さく、記録層
１３のメルト部分が再結晶化してマークが歪み、逆に最
外周では線速度が速いために冷却速度が大きく、記録層
１３が高温に保たれる時間が短いからであり、結晶化が
不充分なことにより、消去率が低下することが原因と考
えられる。

【００５８】これに対して、第２の誘電体層１４を厚く
した光ディスク（１）では、冷却速度が小さくなるた
め、最外周のジッタは改善されるものの、最内周のジッ
タは大きい。逆に第２の誘電体層１４を薄くした光ディ
スク（３）では、冷却速度が大きくなるため、最内周の
ジッタは改善されるものの、最外周のジッタは大きい。
即ち第２の誘電体層１４の膜厚が内周ゾーン１７と外周
ゾーン１８とて同一の場合、その厚さを適当に選んで
も、ＣＡＶ回転では内周から外周までの全領域で良好な
ジッタ特性は得られなかった。

【００５９】一方、本実施例の光ディスク（４）の場
合、内外周それぞれのゾーンで記録層１３の冷却速度が
最適になるよう、第２の誘電体層１４の膜厚が設定され
ているため、良好なアモルファスマークが形成され、ジ
ッタ値も小さくなっている。このように、外周ゾーン１
８ほど第２の誘電体層１４の膜厚を厚くすることで、Ｃ
ＡＶの場合においても、光ディスクの全面でジッタの小
さい良好な記録が可能となることがわかる。

【００６０】（実施例５）つぎに本発明の第５実施例に
おける光ディスクについて説明する。図１０は第４実施
例の光ディスク１０Ｅの構造を示す断面図である。本図
において光ディスク１０Ｅは、第１〜第４実施例と同様
に基板１１、第１の誘電体層１２、記録層１３、第２の
誘電体層１４、反射層１５、保護層１６により構成され
ているが、記録層１３の膜厚が内周ゾーン１７と外周ゾ
ーン１８とで異なることが特徴である。

【００６１】表５は光ディスク（１）〜（４）の特性を
示すもので、光ディスク（４）は、内周ゾーンと外周ゾ
ーンとで記録層１３の膜厚を変えた本実施例の光ディス
ク１０Ｅである。また光ディスク（１）〜（３）は、内
周ゾーンと外周ゾーンの第２の記録層１３を同一の膜厚
で構成したリファレンスディスクである。各光ディスク
のデータの表示方法は第１〜第４実施例のものと同一で
ある。

【表５】

【００６２】表５のデータに示すように、光ディスク
（１）〜（４）の記録層１３の組成は内外周ゾーンと
も、Ｇｅ_21.6Ｓｂ_24.3Ｔｅ_54.1；（２ＧｅＴｅ＋Ｓｂ₂
Ｔｅ₃＋０．２５Ｓｂ）とした。光ディスク（４）で
は、内周ゾーン１７での記録層１３ａの膜厚を２００Å
とし、外周ゾーン１８での記録層１３ｂの膜厚を３００
Åとした。リファレンスディスクとして、全周で記録膜
厚が夫々３００Å、２５０Å、２００Åとした光ディス
ク（１）、（２）、（３）を作成した。

【００６３】上記４枚の光ディスクの第１の誘電体層１
２と第２の誘電体層１４の材料、膜厚、作成条件、及び
反射層１５の材料、作成条件は、第１実施例ものと同じ
である。表５に示すように光ディスク（２）では、最内
周と最外周においてジッタの増加が見られる。これは最
内周では線速度が遅いために冷却速度が小さく、記録層
１３のメルト部分が再結晶化してマークが歪むからであ
る。逆に最外周では線速度が速いために冷却速度が大き
く、記録層１３が高温に保たれる時間が短く、結晶化が
不充分なことにより、消去率が低下することが原因と考
えられる。

【００６４】これに対して、記録層１３を厚くした光デ
ィスク（１）では、冷却速度が小さくなるため、最外周
のジッタは改善されるものの、最内周のジッタは大き
い。逆に記録層１３を薄くした光ディスク（３）では、
冷却速度が大きくなるため最内周のジッタは改善される
ものの、最外周のジッタは大きい。即ち記録層１３の膜
厚が同一の場合、その厚さを適当に選んでも、ＣＡＶ回
転では内周から外周までの全領域で良好なジッタ特性は
得られなかった。

【００６５】一方、本実施例による光ディスク（４）の
場合、内外周のゾーンで記録層１３の冷却速度が最適に
なるよう、記録層１３の膜厚が設定されているため、良
好なアモルファスマークが形成され、ジッタ値も小さく
なっている。このように、外周ゾーン１８ほど記録層１
３の膜厚を厚くすることで、ＣＡＶの場合においても光
ディスク全面で、ジッタの小さい良好な記録が可能とな
ることがわかる。

【００６６】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、ディスク
の記録層の結晶化速度を外周ほど大きくすることによ
り、内外周における消去率をほぼ同等にできる。また、
反射層の厚膜化、記録層の薄膜化、および反射層側の誘
電体層の薄膜化は、記録層の冷却速度を高めることがで
き、結果として内周において良好なアモルファスマーク
が形成できる。こうするとディスクをＣＡＶ方式で駆動
したとき、内周ゾーンと外周ゾーンで線速度変化して
も、同一の記録条件で情報が記録でき、レーザビームの
記録パワーを一定にできるという効果が生じる。さらに
ディスクの回転角速度を一定にできるので、光ヘッドの
トラックアクセスに係わる制御系の応答速度も向上する
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の各実施例における光ディスクの基本的
構造を示す断面図である。

【図２】本発明の第１及び第２実施例の光ディスクの構
成を示す断面図である。

【図３】本実施例の光ディスクの各層を成膜するための
製造装置（その１）の説明図である。

【図４】本実施例の光ディスクの各層を成膜するための
製造装置（その２）の説明図である。

【図５】本実施例の光ディスクの各層を成膜するための
製造装置（その３）の説明図である。

【図６】本実施例の光ディスクの各層を成膜するための
製造装置（その４）の説明図である。

【図７】本実施例の光ディスクにおける記録信号の波形
図を示し、（ａ）はデジタル入力波形図である。（ｂ）
はマルチパルスの記録波形Ａの波形図である。（ｃ）は
光ディスクのゾーン毎に記録波形Ａを補正した記録波形
Ｂの波形図である。

【図８】本発明の第３実施例の光ディスクの構成を示す
断面図である。

【図９】本発明の第４実施例の光ディスクの構成を示す
断面図である。

【図１０】本発明の第５実施例の光ディスクの構成を示
す断面図である。

【符号の説明】

１０，１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ，１０Ｄ，１０Ｅ，９１
光ディスク１１基板１２第１の誘電体層１３，１３ａ，１３ｂ記録層１４，１４ａ，１４ｂ第２の誘電体層１５，１５ｂ，１５ｂ反射層１６保護層１７内周ゾーン１８外周ゾーン２１内周部スパッタ用マスク２２，４２ターゲット３１外周部スパッタ用マスク４１内外周同時スパッタリング用マスク５１内外周膜厚制御用マスク

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】レーザ光線の照射によって相状態が変化
し、且つ前記レーザ光線の照射により光学的に該相状態
の検出が可能となる記録層を薄膜層の一部として基板上
に設けたディスク状の光学的情報記録部材であって、前記薄膜層は、ディスクの同心円状に分割された複数の
ゾーンによってその薄膜構成が異なることを特徴とする
光学的情報記録部材。
【請求項２】レーザ光線の照射によって相状態が変化
し、且つ前記レーザ光線の照射により光学的に該相状態
の検出が可能となる記録層と、前記記録層の両面に形成された第１の誘電体層及び第２
の誘電体層と、前記記録層と前記第１及び第２の誘電体層とを一体に保
持するディスク状の基板と、を具備する光学的情報記録
部材であって、前記記録層は、前記レーザ光線の照射によってアモルフ
ァス相と結晶相間で可逆的に相変化を起こす相変化記録
材料からなり、且つディスクの同心円状に分割された複
数のゾーンによって前記相変化記録材料の組成が異なる
ことを特徴とする光学的情報記録部材。
【請求項３】前記記録層は、ディスクのゾーンごとに
相変化における結晶化速度が異なる材料を用いたことを
特徴とする請求項２記載の光学的情報記録部材。
【請求項４】前記記録相は、ディスクの外周ゾーンほ
ど相変化における結晶化速度が速い材料を用いたことを
特徴とする請求項３記載の光学的情報記録部材。
【請求項５】前記記録層は、Ｇｅ、Ｓｂ、Ｔｅを主成
分とする相変化記録材料であることを特徴とする請求項
２記載の光学的情報記録部材。
【請求項６】前記記録層は、ｘＧｅＴｅ＋（１−ｘ）
Ｓｂ₂Ｔｅ₃＋ｙＳｂ（０＜ｘ≦１、ｙ≧０）を満たす
ものであって、ディスクの同心円状に分割された複数の
ゾーンによって前記Ｓｂの組成比を示すｙの値がディス
クの内周ゾーンに比べて外周ゾーンほど小さいことを特
徴とする請求項５記載の光学的情報記録部材。
【請求項７】前記記録層は、ｘ＝２／３であることを
特徴とする請求項６記載の光学的情報記録部材。
【請求項８】前記記録層は、ｘ＝１／２であることを
特徴とする請求項６記載の光学的情報記録部材。
【請求項９】前記記録層は、Ｇｅ、Ｓｂ、Ｔｅ及びＭ
（Ｍは金属元素又は半金属元素）からなることを特徴と
する請求項２記載の光学的情報記録部材。
【請求項１０】前記記録層は、ディスクの内周ゾーン
ほど外周ゾーンよりＭの量が多いことを特徴とする請求
項９記載の光学的情報記録部材。
【請求項１１】前記記録層は、Ｍが少なくともＡｇ、
Ｃｕ、Ｃｏ、Ｔｌ、Ｐｄ、Ａｕ、Ｂｉ、Ｓｅ、Ｓｎ、Ｐ
ｔ、Ｎｉの内いずか１つを含むことを特徴とする請求項
９記載の光学的情報記録部材。
【請求項１２】レーザ光線の照射によってアモルファ
ス相と結晶相間で可逆的に相変化を起こす相変化記録材
料からなり、且つ前記レーザ光線の照射により光学的に
該相状態の検出が可能となる記録層と、前記記録層の上面及び下面に夫々形成された第２の誘電
体層及び第１の誘電体層と、前記第２の誘電体層の上面に形成され、前記レーザ光線
を反射する反射層と、前記記録層、前記第１及び第２の誘電体層、前記反射層
を保持するディスク状の基板と、を具備する光学的情報
記録部材であって、前記反射層は、ディスクの同心円状に分割された複数の
ゾーンによって膜厚が異なり、外周ゾーンほど膜厚が薄
いことを特徴とする光学的情報記録部材。
【請求項１３】前記反射層は、Ａｕ、Ａｌ、Ｃｕ、Ｃ
ｒ、Ｎｉ、Ｔｉ、Ａｇの金属材料の何れかを主成分とす
るものか、又は前記各金属材料の混合物であることを特
徴とする請求項１２記載の光学的情報記録部材。
【請求項１４】レーザ光線の照射によってアモルファ
ス相と結晶相間で可逆的に相変化を起こす相変化記録材
料からなり、且つ前記レーザ光線の照射により光学的に
該相状態の検出が可能となる記録層と、前記記録層の上面及び下面に夫々形成された第２の誘電
体層及び第１の誘電体層と、前記第２の誘電体層の上面に形成され、前記レーザ光線
を反射する反射層と、前記記録層、前記第１及び第２の誘電体層、前記反射層
を保持するディスク状の基板と、を具備する光学的情報
記録部材であって、前記第２の誘電体層は、ディスクの同心円状に分割され
た複数のゾーンによって膜厚が異なり、外周ゾーンほど
膜厚が厚いことを特徴とする光学的情報記録部材。
【請求項１５】レーザ光線の照射によってアモルファ
ス相と結晶相間で可逆的に相変化を起こす相変化記録材
料からなり、且つ前記レーザ光線の照射により光学的に
該相状態の検出が可能となる記録層と、前記記録層の上面及び下面に夫々形成された第１の誘電
体層及び第２の誘電体層と、前記第２の誘電体層の上面に形成され、前記レーザ光線
を反射する反射層と、前記記録層、前記第１及び第２の誘電体層、前記反射層
を保持するディスク状の基板と、を具備する光学的情報
記録部材であって、前記記録層は、ディスクの同心円状に分割された複数の
ゾーンによって膜厚が異なり、外周ゾーンほど膜厚が厚
いことを特徴とする光学的情報記録部材。
【請求項１６】レーザ光線の照射によって相状態が変
化し、且つ前記レーザ光線の照射により光学的に該相状
態の検出が可能となる記録層を薄膜層の一部として基板
上に設けた光学的情報記録部材であって、前記薄膜層は、ディスクの同心円状に分割された内周ゾ
ーンと外周ゾーンとによってその薄膜構成が異なること
を特徴とする光学的情報記録部材。