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JP5136235B2 - Optical information recording medium and design method - Google Patents
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JP5136235B2 - Optical information recording medium and design method - Google Patents

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Description

本発明は、光学的情報記録媒体及び設計方法に関し、更に詳しくは、温度又は光強度に依存して光学特性が非線形に変化する相変化層を有する光学的情報記録媒体、及び、そのような光学的情報記録媒体の設計方法に関する。   The present invention relates to an optical information recording medium and a design method. More specifically, the present invention relates to an optical information recording medium having a phase change layer whose optical characteristics change nonlinearly depending on temperature or light intensity, and such an optical. The present invention relates to a method for designing a dynamic information recording medium.

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の一例として、光ディスク媒体が知られている。光ディスクは、その機能によって、記録された情報の再生のみを行う再生専用型(ROM媒体)、1回だけ記録可能な追記型、データの書換えが可能な書換え型に区分される。これらのうち、ROM媒体は、射出成型という技術を用いることで、廉価に、かつ、高速に複製が可能であることから、画像或いはパッケージソフトの配布媒体として広く普及している。また、ROM媒体の普及に牽引される形で、追記型及び書換え型の市場も拡大してきた。今後、画像の高品質化が更に進展することを考慮すると、光ディスクには、更なる大容量化が望まれる。   An optical disk medium is known as an example of an optical information recording medium that reproduces information by laser light irradiation. Optical discs are classified according to their functions into a reproduction-only type (ROM medium) that only reproduces recorded information, a write-once type that can be recorded only once, and a rewritable type that can rewrite data. Among these, ROM media are widely used as distribution media for images or package software because they can be copied at low cost and at high speed by using a technique called injection molding. In addition, the write-once and rewritable markets have also expanded, driven by the proliferation of ROM media. In consideration of further progress in image quality improvement in the future, it is desired that the optical disk has a larger capacity.

光ディスクの容量は、情報の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なく再生することが可能となる。ROM媒体の場合には、一般にピットと称される基板に形成された幾何学的な凹凸が情報を表しており、容量を増加させるには、より微小なピットを形成する必要がある。微小なピットから情報を正確に読み出すことには、レーザ光のビーム径を小さくすることが、最も有効な手段である。   The capacity of the optical disc depends on the beam diameter of the laser beam used for reproducing information. The smaller the beam diameter, the higher density information can be reproduced without error. In the case of a ROM medium, geometrical irregularities formed on a substrate generally called a pit represent information, and in order to increase the capacity, it is necessary to form smaller pits. The most effective means for accurately reading out information from minute pits is to reduce the beam diameter of the laser beam.

ところで、レーザーダイオードを出射した光は、対物レンズを通じて収束しても、回折の影響のため、一点には集束せず、有限の大きさを有するビームとなる。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)であるとき、λ/(4NA)が再生分解能の限界となる。具体的に、λ=405nm、NA=0.65の場合は、λ/(4NA)≒156nmとなり、156nm以下の長さのビットを正確に読み出すことはできない。   By the way, even if the light emitted from the laser diode is converged through the objective lens, it does not converge to one point due to the influence of diffraction, but becomes a beam having a finite size. In general, this is called the diffraction limit. When the wavelength of the laser beam is λ and the numerical aperture of the objective lens is NA (Numerical Aperture), λ / (4NA) is the limit of the reproduction resolution. Specifically, when λ = 405 nm and NA = 0.65, λ / (4NA) ≈156 nm, and bits having a length of 156 nm or less cannot be accurately read.

上記条件で、156nm以下の長さのピットを正確読み出すには、レーザ光の波長を405nmよりも短くするか、対物レンズのNAを0.65より大きくする必要がある。しかし、現在のレーザー技術としては、短波長のレーザーを提供するのに限界がある。また、光ディスクで一般的に用いられているポリカーボネート(PC)基板は、405nmよりも短い波長に光に対して、基板が透明ではなくなる、つまり、光の透過率が低下するということも問題となる。NAに関しては、NAの大きな対物レンズを製造するには、コストが高くなるという問題がある。また、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との間の距離は縮まる。このため、NAを大きくすると、光ヘッドとディスクとが衝突する危険性が高まり、両者が衝突することで、ディスク表面が損傷して、データ損失に至るおそれが大きくなる。   In order to accurately read out a pit having a length of 156 nm or less under the above conditions, 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. However, current laser technology is limited in providing short wavelength lasers. In addition, a polycarbonate (PC) substrate generally used for optical disks is also problematic in that the substrate is not transparent to light having a wavelength shorter than 405 nm, that is, the light transmittance is reduced. . Regarding the NA, there is a problem that the cost becomes high to manufacture an objective lens having a large NA. Further, the larger the numerical aperture of the objective lens, the shorter the distance between the pickup and the disc. For this reason, when the NA is increased, the risk of collision between the optical head and the disk increases, and the collision between both increases the risk of damaging the disk surface and leading to data loss.

回折限界を超えて再生分解能を向上させるための技術として、媒体超解像技術が知られている。媒体超解像においては、温度或いは光強度により光学特性が非線形に変化する超解像層を利用した媒体が用いられる。特許文献1には、相変化層を超解像層として用いた光学的情報記録媒体が記載されている。図12に、超解像光ディスクの透明基板にあらかじめ形成されたピット列を拡大して示す。対物レンズを通過したレーザ光は、媒体上に、集光スポットとして照射される。超解像層は、照射されたレーザ光を吸収し、温度が上昇する。   A medium super-resolution technique is known as a technique for improving the reproduction resolution beyond the diffraction limit. In the medium super-resolution, a medium using a super-resolution layer whose optical characteristics change nonlinearly with temperature or light intensity is used. Patent Document 1 describes an optical information recording medium using a phase change layer as a super-resolution layer. FIG. 12 shows an enlarged view of a pit row formed in advance on a transparent substrate of a super-resolution optical disc. The laser beam that has passed through the objective lens is irradiated as a focused spot on the medium. The super-resolution layer absorbs the irradiated laser light and the temperature rises.

レーザ光照射により温度が上昇した領域のうち、特に超解像層の融点を超えた融解領域では、超解像層が固相状態から液相状態に変化する。液相状態に変化した領域は、反射率が上昇し、記録マークを再生する開口として機能することになる。その結果、再生に寄与する開口の大きさを、回折限界で決まる集光スポットサイズよりも小さくすることができる。これにより、再生限界以下の微小な記録マークの情報を、超解像再生信号として読み出すことができる。   The super-resolution layer changes from the solid phase state to the liquid phase state in the melted region that exceeds the melting point of the super-resolution layer, in the region where the temperature is increased by laser light irradiation. The region that has changed to the liquid phase state has an increased reflectivity and functions as an opening for reproducing the recording mark. As a result, the size of the aperture that contributes to reproduction can be made smaller than the focused spot size determined by the diffraction limit. Thereby, information on a minute recording mark below the reproduction limit can be read out as a super-resolution reproduction signal.

超解像層の1つとして、相変化層が知られている。相変化層は、結晶状態と融解状態とでは異なる光学特性を示すので、結晶状態と融解状態の可逆変化を利用することで、超解像再生を実現できる。つまり、結晶状態と融解状態とでは、光学特性が大きく変化するので、回折限界以下のピットを再生することが可能となる。
特開平5−89511号公報
A phase change layer is known as one of the super-resolution layers. Since the phase change layer exhibits different optical characteristics between the crystalline state and the molten state, super-resolution reproduction can be realized by using a reversible change between the crystalline state and the molten state. That is, since the optical characteristics change greatly between the crystalline state and the molten state, it is possible to reproduce pits below the diffraction limit.
JP-A-5-89511

図13に、相変化層を用いて超解像再生動作を行ったときの相変化層の状態を示す。通常、超解像媒体は、保護層や超解像層、反射層などの積層構造となっている。これらのうち、図13では、説明簡略化のために、超解像層(相変化層)のみを図示している。また、図13では、ピット列についても、図示を省略している。集光ビーム照射領域には、3種類の状態の相変化層が混在している。すなわち、(A)レーザビーム中心付近で保温に保持され融解している領域、(B)一度高温に保持され融解した後、レーザビームの移動に伴って温度が低下し、液相から固相に戻った領域、(C)温度は上昇するが、ビーム縁部であるため温度上層幅が狭く、融点に達することなく固相のまま保たれる領域の3種類の領域が存在する。   FIG. 13 shows the state of the phase change layer when the super-resolution reproduction operation is performed using the phase change layer. Usually, the super-resolution medium has a laminated structure such as a protective layer, a super-resolution layer, and a reflective layer. Of these, only the super-resolution layer (phase change layer) is illustrated in FIG. 13 for the sake of simplicity. In FIG. 13, the pit row is also not shown. Three phases of phase change layers are mixed in the focused beam irradiation region. That is, (A) a region where heat is held and melted in the vicinity of the center of the laser beam, (B) once held at a high temperature and melted, the temperature decreases as the laser beam moves, and the liquid phase changes to a solid phase. Returned region, (C) Although the temperature rises, there are three types of regions: the region that is the beam edge, the temperature upper layer width is narrow, and the region that remains in the solid phase without reaching the melting point exists.

相変化層の光学定数は、上記3種類の状態においてそれぞれ異なるため、反射率も同一とはならない。しかし、超解像動作時にビーム内に3種類の状態が混在していることを開示している従来例はなく、これまで、上記(A)〜(C)における3つの反射率の全てを考慮した媒体設計はなされていない。このため、微小マーク再生信号のS/N(信号対雑音比)が不十分で、良好な検出性能(低い誤り率)を得ることが困難であった。   Since the optical constants of the phase change layer are different in the above three types of states, the reflectance is not the same. However, there is no conventional example that discloses that three types of states are mixed in the beam during the super-resolution operation, and all three reflectances in the above (A) to (C) have been considered so far. The media design has not been made. For this reason, the S / N (signal-to-noise ratio) of the minute mark reproduction signal is insufficient, and it is difficult to obtain good detection performance (low error rate).

本発明は、相変化層を有する光学的情報記録媒体について、微小マークの再生信号S/Nが十分に確保可能な光学的情報記録媒体、及び、その設計方法を提供することを目的とする。   An object of the present invention is to provide an optical information recording medium having a phase change layer and an optical information recording medium capable of sufficiently ensuring a reproduction signal S / N of a minute mark, and a design method thereof.

上記目的を達成するために、本発明の光学的情報記録媒体は、相変化層を有する超解像媒体であって、情報再生に用いられるレーザ光が照射された際の相変化層の状態として、溶解した状態、溶解することなく結晶化した状態、及び、溶解後に結晶化した状態が存在し、相変化層が溶解状態にある領域における超解像媒体の反射率をRA、相変化層が溶解後に結晶化した状態にある領域における超解像媒体の反射率をRB、溶解することなく結晶化した状態にある領域における超解像媒体の反射率をRCとして、RA/(RB+RC)が1.5以上であることを特徴とする。 In order to achieve the above object, an optical information recording medium of the present invention is a super-resolution medium having a phase change layer, which is a state of the phase change layer when irradiated with laser light used for information reproduction. There are a dissolved state, a crystallized state without dissolution, and a crystallized state after dissolution, and the reflectance of the super-resolution medium in the region where the phase change layer is in a dissolved state is RA, and the phase change layer is RA / (RB + RC) is 1 where RB is the reflectivity of the super-resolution medium in the region crystallized after dissolution, and RC is the reflectivity of the super-resolution medium in the region crystallized without being dissolved. .5 or more.

本発明の光学的情報記録媒体の媒体構成設計方法は、相変化層を有する超解像媒体の媒体構成を設計する方法であって、情報再生に用いられるレーザ光が照射された際の前記相変化層の状態として、溶解した状態、溶解することなく結晶化した状態、及び、溶解後に結晶化した状態が存在し、相変化層が溶解状態にある領域における超解像媒体の反射率RA、相変化層が溶解後に結晶化した状態にある領域における超解像媒体の反射率RB、及び、溶解することなく結晶化した状態にある領域における超解像媒体の反射率RCに基づいて、媒体構成を決定することを特徴とする。   A medium configuration design method for an optical information recording medium according to the present invention is a method for designing a medium configuration of a super-resolution medium having a phase change layer, wherein the phase when the laser beam used for information reproduction is irradiated. As the state of the change layer, there are a dissolved state, a state crystallized without being dissolved, and a state crystallized after dissolution, and the reflectivity RA of the super-resolution medium in the region where the phase change layer is in a dissolved state, Based on the reflectivity RB of the super-resolution medium in the region where the phase change layer is crystallized after being dissolved, and the reflectivity RC of the super-resolution medium in the region where it is crystallized without being dissolved The configuration is determined.

本発明の光学的情報記録媒体は、微小マークの再生信号S/Nを十分に高くすることができる。   The optical information recording medium of the present invention can sufficiently increase the reproduction signal S / N of a minute mark.

以下、図面を参照し、本発明の実施の形態を詳細に説明する。図1は、本発明の一実施形態の光学的情報記録媒体の断面を示している。光学的情報記録媒体は、基板101、保護層102、104、超解像層103、及び、反射層105を有する。基板101は、あらかじめ、幾何学的な凹凸として形成された記録ピットを有する。光学的情報記録媒体は、基板101上に、保護層102、超解像層103、保護層104、及び、反射層105を順次に積層した構成となっている。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 shows a cross section of an optical information recording medium according to an embodiment of the present invention. The optical information recording medium includes a substrate 101, protective layers 102 and 104, a super-resolution layer 103, and a reflective layer 105. The substrate 101 has recording pits formed in advance as geometric irregularities. The optical information recording medium has a configuration in which a protective layer 102, a super-resolution layer 103, a protective layer 104, and a reflective layer 105 are sequentially stacked on a substrate 101.

保護層102、104には、ZnS−SiO、SiN、SiO、SiON、Ta等の誘電体を用いることができる。保護層は、1層のみで形成してもよく、また、誘電体を順に積層した多層膜で形成してもよい。超解像層103は、相変化層である。超解像層103には、InSb、GeBiTe、BiTe、GeSbTe、SbTe、GaSb、AgInSbTeなどの一般的な相変化材料を用いることができる。超解像層103と保護層との間には、信頼性向上のために、厚さ3nm〜5nm程度の界面層を適宜付加してもよい。反射層105には、Al合金、Ag合金などを用いることができる。 For the protective layers 102 and 104, a dielectric such as ZnS—SiO 2 , SiN, SiO 2 , SiON, Ta 2 O 5 can be used. The protective layer may be formed of only one layer, or may be formed of a multilayer film in which dielectrics are sequentially stacked. The super-resolution layer 103 is a phase change layer. A general phase change material such as InSb, GeBiTe, Bi 2 Te 3 , GeSbTe, Sb 2 Te 3 , GaSb, or AgInSbTe can be used for the super-resolution layer 103. An interface layer having a thickness of about 3 nm to 5 nm may be appropriately added between the super-resolution layer 103 and the protective layer in order to improve reliability. For the reflective layer 105, an Al alloy, an Ag alloy, or the like can be used.

光学的情報記録媒体からの情報再生時、レーザ光は、基板101の保護層102とは反対側の面から入射する。図13を参照して超解像層103の状態を説明すると、再生レーザ光が照射される領域には、3種類の状態の超解像層(相変化層)が存在する。すなわち、(A)レーザビーム中心付近で保温に保持され融解している領域、(B)一度高温に保持され融解した後、レーザビームの移動に伴って温度が低下し、液相から固相に戻った領域、(C)温度は上昇するが、ビーム縁部であるため温度上層幅が狭く、融点に達することなく固相のまま保たれる領域の3種類の領域が存在する。   At the time of information reproduction from the optical information recording medium, the laser light is incident from the surface opposite to the protective layer 102 of the substrate 101. The state of the super-resolution layer 103 will be described with reference to FIG. 13. There are three types of super-resolution layers (phase change layers) in the region irradiated with the reproduction laser beam. That is, (A) a region where heat is held and melted in the vicinity of the center of the laser beam, (B) once held at a high temperature and melted, the temperature decreases as the laser beam moves, and the liquid phase changes to a solid phase. Returned region, (C) Although the temperature rises, there are three types of regions: the region that is the beam edge, the temperature upper layer width is narrow, and the region that remains in the solid phase without reaching the melting point exists.

(A)の領域では、相変化層は溶融した液相状態にあり、非晶質状態のように、原子配列がランダムに乱れた状態となっている。しかし、(A)の領域は、固相の非晶質状態、つまり、融解状態から急冷し、配列が乱れたまま固相に戻った状態に比して膜が高温に保持されているので、原子運動はより活発であり、原子配列は固相の非晶質状態とは異なっている。その結果、固相の非晶質状態と溶融状態とでは、光学定数は異なる。超解像媒体の光学設計を精度よく行うためには、溶融状態での光学定数が必要である。   In the region (A), the phase change layer is in a molten liquid phase state, and the atomic arrangement is randomly disordered as in the amorphous state. However, in the region (A), the film is kept at a higher temperature than in the amorphous state of the solid phase, that is, rapidly cooled from the melted state and returned to the solid phase with disordered arrangement. Atomic motion is more active and the atomic arrangement is different from the amorphous state of the solid phase. As a result, the optical constants are different between the amorphous state and the molten state of the solid phase. In order to perform optical design of a super-resolution medium with high accuracy, an optical constant in a molten state is necessary.

(B)の領域では、相変化層は、溶融後に結晶化した状態となっている。融点直下の温度領域では、結晶核の生成頻度が低く結晶成長速度が速いため、溶融結晶化では、結晶粒が大きな結晶状態が形成される。これに対し、(C)の領域は、融点に達せずに固相で結晶化が進行した領域となっている。成膜直後に非晶質状態にあり、室温から融点よりも低い温度まで加熱され結晶化した場合には、結晶核生成頻度が高い温度領域を経て結晶化が進行するので、微細な結晶粒からなる結晶状態が形成される。なお、成膜直後に結晶状態となっている相変化層もあるが、そのような膜においては、(C)の領域における結晶状態は、成膜直後の結晶状態とほぼ同一である。(B)と(C)では、結晶状態が同一ではないので、超解像媒体の光学設計には、それぞれの結晶状態における光学定数が必要である。   In the region (B), the phase change layer is in a crystallized state after melting. In the temperature region immediately below the melting point, the crystal nucleation frequency is low and the crystal growth rate is high, so that in the melt crystallization, a crystal state with large crystal grains is formed. On the other hand, the region (C) is a region where crystallization has proceeded in the solid phase without reaching the melting point. When the film is in an amorphous state immediately after film formation and is crystallized by heating from room temperature to a temperature lower than the melting point, crystallization proceeds through a temperature region where the crystal nucleation frequency is high. A crystalline state is formed. Although there are phase change layers that are in a crystalline state immediately after film formation, in such a film, the crystal state in the region (C) is almost the same as the crystal state immediately after film formation. In (B) and (C), since the crystal states are not the same, the optical constant of each crystal state is necessary for the optical design of the super-resolution medium.

融解することにより反射率が増加することを利用した超解像動作を例として説明すると、(A)の領域の反射率は、マークを再生するために利用されるので、できるだけ大きいことが望ましい。一方、(B)の領域及び(C)の領域の反射率は、微細なマークの再生に対する外乱となるため、できるだけ小さくすることが望ましい。本発明者は、(A)、(B)、(C)の3種類のそれぞれの状態における光学定数及び反射率を測定し、(B)、(C)の双方の状態における反射率を、(A)の状態における反射率より十分低くすることで、再生S/N(検出性能)を向上できることを見出した。つまり、(A)、(B)、(C)の領域での反射率をそれぞれRA、RB、RCとして、RA/(RB+RC)を所定の値以上とすることで、再生S/Nを向上できることを見出した。   As an example, a super-resolution operation using an increase in reflectivity by melting will be described. The reflectivity in the region (A) is used for reproducing a mark, and is preferably as large as possible. On the other hand, the reflectivity in the region (B) and the region (C) is a disturbance to the reproduction of fine marks, so it is desirable to make it as small as possible. The inventor measures optical constants and reflectances in each of the three states (A), (B), and (C), and calculates the reflectances in both states (B) and (C). It has been found that the reproduction S / N (detection performance) can be improved by making it sufficiently lower than the reflectance in the state of A). That is, the reproduction S / N can be improved by setting the reflectance in the regions (A), (B), and (C) to RA, RB, and RC, respectively, and RA / (RB + RC) to be a predetermined value or more. I found.

上記RA、RB、RCは、光学的情報記録媒体を構成する各層(図1)の膜厚に依存して変化する。本発明者は、相変化層の光学定数を求め、RA、RB、RCが膜厚変化に対してどのように変化するかを調べた。また、本発明者は、RA/(RB+RC)を所定の値以上とする光学的情報記録再生媒体を作成し、再生性能を測定して、RA/(RB+RC)を所定の値以上とすることで再生S/Nを向上できることを確認した。再生S/Nを向上できることは、回折限界以下の微少なピットからの情報を正確に読みとることができということであり、上記構成とすることで、記録容量を大幅に向上させることが可能となる。   The RA, RB, and RC vary depending on the film thickness of each layer (FIG. 1) constituting the optical information recording medium. The inventor obtained the optical constant of the phase change layer and examined how RA, RB, and RC change with respect to the change in film thickness. Further, the present inventor creates an optical information recording / reproducing medium having RA / (RB + RC) equal to or higher than a predetermined value, measures the reproduction performance, and sets RA / (RB + RC) to be equal to or higher than the predetermined value. It was confirmed that the reproduction S / N could be improved. The ability to improve the reproduction S / N means that information from minute pits below the diffraction limit can be read accurately, and the recording capacity can be greatly improved by adopting the above configuration. .

以下、実施例を用いて説明する。はじめに、第1実施例について説明する。まず、相変化層(InSb層)の光学定数を求める。試料として、直径50mm、厚さ350mmのガラス基板上に、ZnS−SiO:50nm、GeN:5nm、InSb:10nm、GeN:5nm、ZnS−SiO:50nmを順次にスパッタリングにより積層したものを用いた。なお、InSb層を保護層(ZnS−SiO層)で挟み込む理由は、InSb層単体の状態では、融点まで加熱した際に、InSb層が昇華又は蒸発により消失するためである。 Hereinafter, description will be made using examples. First, the first embodiment will be described. First, the optical constant of the phase change layer (InSb layer) is obtained. As a sample, a glass substrate having a diameter of 50 mm and a thickness of 350 mm on which ZnS—SiO 2 : 50 nm, GeN: 5 nm, InSb: 10 nm, GeN: 5 nm, ZnS—SiO 2 : 50 nm was sequentially laminated by sputtering was used. It was. Note that the reason why the InSb layer is sandwiched between protective layers (ZnS—SiO 2 layers) is that the InSb layer disappears due to sublimation or evaporation when heated to the melting point in the state of the InSb layer alone.

図2に、試験装置を示す。試料は、直径10mm程度のステージ203上に置かれる。ステージ203上の試料は、加熱源204により加熱される。加熱源204から供給する熱量を制御することで、試料における温度上昇量を制御することができる。昇温後は、加熱を停止し、自然冷却又は窒素ガスパージによる冷却を行い、試料を室温にまで冷却する。透過率、反射率の計測に際しては、光源201を発光し、光源201からの光を、偏光ビームスプリッタ202、1/4波長板207を介して試料に照射する。試料に照射する光は、直径は1mm程度で、集光されていない平行光とする。   FIG. 2 shows a test apparatus. The sample is placed on a stage 203 having a diameter of about 10 mm. The sample on the stage 203 is heated by the heating source 204. By controlling the amount of heat supplied from the heating source 204, the amount of temperature rise in the sample can be controlled. After the temperature rise, heating is stopped, natural cooling or cooling with nitrogen gas purge is performed, and the sample is cooled to room temperature. When measuring transmittance and reflectance, the light source 201 emits light, and the sample is irradiated with light from the light source 201 via the polarizing beam splitter 202 and the quarter wavelength plate 207. The light applied to the sample has a diameter of about 1 mm and is parallel light that is not condensed.

試料を透過した光は、フォトディテクタ205に入射する。フォトディテクタ205は、試料の透過光を検出する。試料で反射した光は、1/4波長板207を逆向きに通り、偏光ビームスプリッタ202で反射して、フォトディテクタ206に入射する。フォトディテクタ206は、試料の反射光を検出する。フォトディテクタ205、206の検出信号に基づいて、試料の透過率及び反射率を求めることができる。   The light transmitted through the sample is incident on the photodetector 205. The photodetector 205 detects the transmitted light of the sample. The light reflected by the sample passes through the quarter-wave plate 207 in the reverse direction, is reflected by the polarization beam splitter 202, and enters the photodetector 206. The photodetector 206 detects the reflected light of the sample. Based on the detection signals of the photodetectors 205 and 206, the transmittance and reflectance of the sample can be obtained.

ここで、試料はInSb層以外の層も含んでいるため、試験装置を用いて求めることができる透過率及び反射率は、InSb層以外の層を含んだ状態での透過率及び反射率となる。試料を構成する各層のうち、InSb以外の膜については、ZnS−SiO、GeNともに融点が十分に高いので、それぞれ単層の状態で別個に光学定数を測定できる。InSb単体についての光学定数は、試料の透過率及び反射率と、既知のZnS−SiO、GeNの光学定数、膜厚と、InSbの膜厚とから算出することができる。 Here, since the sample includes a layer other than the InSb layer, the transmittance and the reflectance that can be obtained using the test apparatus are the transmittance and the reflectance in the state including the layer other than the InSb layer. . Among the layers constituting the sample, the films other than InSb have sufficiently high melting points for both ZnS—SiO 2 and GeN, so that the optical constants can be measured separately in a single layer state. The optical constant for InSb alone can be calculated from the transmittance and reflectance of the sample, the known optical constants and film thicknesses of ZnS—SiO 2 and GeN, and the film thickness of InSb.

上記試料を、図2に示すような光学系内に配置し、室温から520℃の温度範囲における反射率/透過率の温度依存を調べた。図3に、反射率及び透過率の温度依存の測定結果を示す。図3において、(i)は溶融状態、(ii)は溶融後室温まで冷却された状態、(iii)は成膜直後の状態にそれぞれ相当する。なお、図3では、500℃近傍で、反射率に大きなヒステリシスが観測されているが、これは、溶融・凝固の過加熱・過冷却の影響によるものである。   The sample was placed in an optical system as shown in FIG. 2, and the temperature dependence of the reflectance / transmittance in the temperature range from room temperature to 520 ° C. was examined. In FIG. 3, the measurement result of the temperature dependence of a reflectance and a transmittance | permeability is shown. In FIG. 3, (i) corresponds to a molten state, (ii) corresponds to a state cooled to room temperature after melting, and (iii) corresponds to a state immediately after film formation. In FIG. 3, a large hysteresis is observed in the reflectance around 500 ° C., which is due to the influence of overheating / overcooling of melting / solidification.

(ii)及び(iii)の状態の試料について、TEM(Transmission Electron Microscope)観察を行ったところ、InSbは、(ii)では粒径300nm程度の結晶状態であり、(iii)は粒径50nm程度の結晶状態であることが確認された。なお、融点より低い400℃程度まで加熱・冷却した試料についてもTEM観察を行ったところ、結晶状態は(iii)と同等であった。(i)〜(iii)の状態は、図13に示す(A)〜(C)の状態にそれぞれ相当するので、以降は、(A)、(B)、(C)で表記することとする。   When TEM (Transmission Electron Microscope) observation was performed on the samples in the states (ii) and (iii), InSb was in a crystalline state with a particle size of about 300 nm in (ii), and (iii) was about 50 nm in particle size. It was confirmed that this was a crystalline state. In addition, when the TEM observation was performed also about the sample heated and cooled to about 400 degreeC lower than melting | fusing point, the crystal state was equivalent to (iii). Since the states (i) to (iii) correspond to the states (A) to (C) shown in FIG. 13, they will be expressed as (A), (B), and (C) hereinafter. .

上記測定結果から、(A)〜(C)の各状態におけるInSbの光学定数を求めた。下記表1に、(A)〜(C)の状態におけるInSbの光学定数を示す。(A)は、溶融状態であり、(B)及び(C)は結晶化状態であるので、(A)と(B)、或いは、(A)と(C)では、光学定数が異なる。(B)と(C)については、共に結晶状態ではあるものの、粒径が異なっており、光学定数が異なっている。この(B)と(C)における光学定数の相違に着目した超解像媒体の設計に関する技術の開示はこれまでになく、従来は、(B)又は(C)の状態の何れか一方の光学定数が設計に用いられてきた。

Figure 0005136235
From the measurement results, the optical constants of InSb in each of the states (A) to (C) were obtained. Table 1 below shows the optical constants of InSb in the states (A) to (C). Since (A) is in a molten state and (B) and (C) are in a crystallized state, (A) and (B) or (A) and (C) have different optical constants. Although (B) and (C) are both in a crystalline state, the particle diameters are different and the optical constants are different. There has never been disclosed a technique related to the design of a super-resolution medium focusing on the difference in optical constant between (B) and (C), and conventionally, either one of the optical states of (B) or (C) is used. Constants have been used in the design.
Figure 0005136235

次いで、本発明者は、求めたInSbの光学定数を用いて、超解像媒体の反射率を計算した。媒体構成としては、レーザ光を入射する基板側から順に、ZnS−SiO、GeN、InSb、GeN、ZnS−SiO、Ag合金を積層した構成を仮定した。ここで、InSbは図1の超解像層103に対応し、InSbを挟み込むZnS−SiOは保護層102、104に対応する。また、Ag合金は反射層105に対応し、GeNは、保護層102、104と、超解像層103との間の界面層に該当する。 Next, the present inventor calculated the reflectance of the super-resolution medium using the obtained optical constant of InSb. As the medium configuration, a configuration was assumed in which ZnS—SiO 2 , GeN, InSb, GeN, ZnS—SiO 2 , and an Ag alloy were stacked in this order from the substrate side on which the laser light was incident. Here, InSb corresponds to the super-resolution layer 103 in FIG. 1, and ZnS—SiO 2 sandwiching InSb corresponds to the protective layers 102 and 104. Further, the Ag alloy corresponds to the reflective layer 105, and GeN corresponds to an interface layer between the protective layers 102 and 104 and the super-resolution layer 103.

想定した媒体における各部の膜厚は、InSbの膜厚を13nmとし、Ag合金の膜厚を50nm、GeNの膜厚を5nmとした。超解像層103と反射層105との間のZiS−SiO層(保護層104)の膜厚は15nmとした。基板101側のZnS−SiO(保護層102)の膜厚は、設計パラメータとし、膜厚を変化させて、各膜厚でのRA、RB、RCを計算した。 The assumed film thickness of each part in the medium was 13 nm of InSb, 50 nm of Ag alloy, and 5 nm of GeN. The film thickness of the ZiS—SiO 2 layer (protective layer 104) between the super-resolution layer 103 and the reflective layer 105 was 15 nm. The film thickness of ZnS—SiO 2 (protective layer 102) on the substrate 101 side was a design parameter, and the RA, RB, and RC at each film thickness were calculated while changing the film thickness.

図4に、反射率の計算結果例を示す。基板側のZnS−SiOの膜厚を変化させると、(A)、(B)、(C)の状態における反射率RA、RB、RCは、図4に示すように変化する。図4を参照すると、ZnS−SiOの膜厚が50nm程度までは、RBとRCはほぼ等しく、両者の差は小さいことがわかる。しなしながら、ZnS−SiOの膜厚が50nmよりも厚くなるにつれて、RBとRCの差が大きくなっていく。なお、RCは、サーボ動作に関わってくるため、サーボ動作を安定的に行うためには、ある一定以上の反射率を有していることが好ましい。具体的には、安定サーボ動作の確保のためには、RCは5%以上あることが好ましい。 FIG. 4 shows an example of the calculation result of the reflectance. When the film thickness of ZnS—SiO 2 on the substrate side is changed, the reflectances RA, RB, and RC in the states (A), (B), and (C) change as shown in FIG. Referring to FIG. 4, it can be seen that RB and RC are almost equal and the difference between them is small until the film thickness of ZnS—SiO 2 is about 50 nm. However, as the film thickness of ZnS—SiO 2 becomes thicker than 50 nm, the difference between RB and RC increases. In addition, since RC is related to the servo operation, in order to perform the servo operation stably, it is preferable to have a certain reflectance or more. Specifically, in order to ensure stable servo operation, RC is preferably 5% or more.

図5に、RC≧5%の膜厚範囲について、膜厚と、RA/(RB+RC)との関係を示す。図5を参照すると、膜厚45nm程度から50nm程度のとき、RA/(RB+RC)の値は他の膜厚範囲のときの値よりも大きくなっていることがわかる。超解像再生性能の観点では、保護層102の膜厚は、一定値以上のRCが確保でき、かつ、RBとRCとの双方がRAに比べて十分小さくなる45nm程度から50nm程度が好適であると推察される。   FIG. 5 shows the relationship between the film thickness and RA / (RB + RC) for the film thickness range of RC ≧ 5%. Referring to FIG. 5, it can be seen that when the film thickness is about 45 nm to 50 nm, the value of RA / (RB + RC) is larger than the value for other film thickness ranges. From the viewpoint of super-resolution reproduction performance, it is preferable that the protective layer 102 has a film thickness of about 45 nm to about 50 nm, which can secure a certain RC or more and both RB and RC are sufficiently smaller than RA. It is assumed that there is.

比較例として、設計パラメータとしてRAとRCのみを考慮し、RA/RCの値で媒体構成を選択する場合を考える。図6に、RC≧5%の範囲における膜厚とRA/RCと関係を示す。図6を参照すると、RA/RCを基準に媒体構成を選択すると、RA/RCは85nm程度で最大となるので、保護層102の膜厚は85nm程度が好適であると考えられる。しかしながら、図5を参照すると、膜厚80nm程度ではRBの値が大きくなるので、RA/(RB+RC)の値は小さくなり、超解像再生性能の観点からは、好適な媒体構成とはならないと考えられる。   As a comparative example, let us consider a case where only RA and RC are considered as design parameters and a medium configuration is selected based on RA / RC values. FIG. 6 shows the relationship between the film thickness in the range of RC ≧ 5% and RA / RC. Referring to FIG. 6, when the medium configuration is selected based on RA / RC, RA / RC is maximized at about 85 nm. Therefore, it is considered that the thickness of the protective layer 102 is preferably about 85 nm. However, referring to FIG. 5, since the value of RB increases at a film thickness of about 80 nm, the value of RA / (RB + RC) decreases, and from the viewpoint of super-resolution reproduction performance, it does not become a preferable medium configuration. Conceivable.

続いて実施例2について説明する。実施例2では、実施例1の検討を踏まえて、保護層102の膜厚を45nmとする光学的情報記録媒体(Disk1)と、保護層102の膜厚を85nmとする光学的情報記録媒体(Disk2)とを作成し、再生性能の比較を行った。つまり、RA/(RB+RC)に基づいて媒体構成を選択したDisk1と、RA/RCに基づいて媒体構成を選択したDisk2とにおける再生性能を測定し、両者を比較した。   Next, Example 2 will be described. In Example 2, based on the examination of Example 1, an optical information recording medium (Disk 1) in which the thickness of the protective layer 102 is 45 nm and an optical information recording medium (in which the thickness of the protective layer 102 is 85 nm) ( Disk 2) was created and the reproduction performance was compared. That is, the reproduction performance was measured in Disk 1 that selected the media configuration based on RA / (RB + RC) and Disk 2 that selected the media configuration based on RA / RC, and the two were compared.

作成した光学的情報記録媒体(Disk1、Disk2)における保護層102以外の膜厚は、実施例1で想定した媒体における各部の膜厚と同一とした。すなわち、超解像層103(InSb)の膜厚は13nmとし、保護層104の膜厚は15nm、反射層105(Ag合金)の膜厚は50nmとした。また、保護層102と超解像層103との間の界面層(GeN)及び超解像層103と保護層104との間の界面層(GeN)の膜厚は、それぞれ5nmとした。   The film thickness of the prepared optical information recording medium (Disk1, Disk2) other than the protective layer 102 was the same as the film thickness of each part of the medium assumed in Example 1. That is, the thickness of the super-resolution layer 103 (InSb) was 13 nm, the thickness of the protective layer 104 was 15 nm, and the thickness of the reflective layer 105 (Ag alloy) was 50 nm. The film thicknesses of the interface layer (GeN) between the protective layer 102 and the super-resolution layer 103 and the interface layer (GeN) between the super-resolution layer 103 and the protective layer 104 were 5 nm, respectively.

Disk1及びDisk2は、厚さ0.6mmのPC基板に、深さ45nm、最短100nmのピットが形成されたROM用基板とした。ピット列は、(1−7)変調により記録されており、最短ピット長は100nmで、最長ピット長は400nmであった。作成したDisk1及びDisk2について、波長405nm、NA=0.65の光ヘッドを用い、線速6.6m/sにて、再生パワを変化させながら評価を行ったところ、Disk1では、再生パワ2.7mW〜3.3mWの範囲において、10−6程度の良好な誤り率が得られた。一方、Disk2では、10−4よりも低い(良好な)誤り率を得ることはできなかった。 Disk 1 and Disk 2 were ROM substrates in which a pit having a depth of 45 nm and a minimum length of 100 nm was formed on a PC substrate having a thickness of 0.6 mm. The pit train was recorded by (1-7) modulation, and the shortest pit length was 100 nm and the longest pit length was 400 nm. The created Disk 1 and Disk 2 were evaluated using an optical head with a wavelength of 405 nm and NA = 0.65 at a linear velocity of 6.6 m / s while changing the reproduction power. In the range of 7 mW to 3.3 mW, a good error rate of about 10 −6 was obtained. On the other hand, in Disk 2, an error rate lower (good) than 10 −4 could not be obtained.

本発明者は、Disk1及びDisk2におけるRA、RB、RCに相当する反射率を測定し、作成したDisk1及びDisk2におけるRA、RB、RCを検証した。この検証は、以下の手順で行った。
(1)Disk1及びDisk2のミラー領域(半径22mm付近)において、超解像層103(InSb)の状態が変化しない0.5mWのパワのレーザ光(波長405nm)を照射し、反射率を測定する。この反射率は、RCに相当する。なお、ミラー領域を用いた理由は、ミラー領域はピットによる回折の影響がなく、反射率測定に適しているからである。
(2)Disk1及びDisk2のミラー領域において、超過像層103(InSb)を溶融させる3mWのパワのレーザ光(波長405nm)を照射しつつ、光ヘッドを半径方向に0.5mmだけ移動した後、溶融結晶化が生じた0.5mm幅の領域の中心付近に、0.5mWのパワのレーザ光(波長405nm)を照射し、反射率を測定する。この反射率は、RBに相当する。
(3)Disk1及びDisk2のミラー領域において、ビーム径が約2μmと大きいレーザ光を高パワで照射し、溶融領域を形成する。このときのレーザ波長は、1600nmとした。当該溶融領域と同じ領域に、0.5mWのパワのレーザ光(波長405nm)を照射し、反射率を測定する。情報の再生に用いる波長405nmのレーザ光は、約0.5mmに集光されており、集光ビーム内は全て溶融しているとみなせるので、この手順で測定される反射率は、RAに相当する。
The inventor measured the reflectance corresponding to RA, RB, and RC in Disk 1 and Disk 2, and verified RA, RB, and RC in the created Disk 1 and Disk 2. This verification was performed according to the following procedure.
(1) In the mirror region of Disk 1 and Disk 2 (with a radius of about 22 mm), 0.5 mW power laser light (wavelength 405 nm) that does not change the state of the super-resolution layer 103 (InSb) is irradiated and the reflectance is measured. . This reflectance corresponds to RC. The reason for using the mirror region is that the mirror region is not affected by diffraction due to pits and is suitable for reflectance measurement.
(2) In the mirror region of Disk 1 and Disk 2, after irradiating the laser beam (wavelength 405 nm) of 3 mW power that melts the excess image layer 103 (InSb), the optical head is moved by 0.5 mm in the radial direction. A 0.5 mW power laser beam (wavelength of 405 nm) is irradiated near the center of a 0.5 mm wide region where melt crystallization has occurred, and the reflectance is measured. This reflectance corresponds to RB.
(3) In the mirror region of Disk 1 and Disk 2, a laser beam having a large beam diameter of about 2 μm is irradiated with high power to form a melting region. The laser wavelength at this time was 1600 nm. The same area as the melting area is irradiated with 0.5 mW power laser light (wavelength 405 nm), and the reflectance is measured. The laser beam with a wavelength of 405 nm used for information reproduction is condensed to about 0.5 mm, and since it can be considered that the entire condensed beam is melted, the reflectance measured by this procedure is equivalent to RA. To do.

上記手順により測定した反射率と、RA、RB、RCの設計値との差を求めたところ、差は、Disk1及びDisk2の何れにおいても全て1%以下であった。つまり、Disk1及びDisk2にて、設計どおりの反射率が得られていることが確認できた。   When the difference between the reflectance measured by the above procedure and the design values of RA, RB, and RC was determined, the difference was 1% or less for both Disk1 and Disk2. That is, it was confirmed that the reflectivity as designed was obtained at the Disk 1 and the Disk 2.

引き続き、実施例3について説明する。実施例3では、実施例2で用いた保護層102の膜厚を45nmとする光学的情報記録媒体に加えて、保護層102の膜厚を55nm、65nm、75nm、85nmとする光学的情報記録媒体を作成し、そのそれぞれについてRA/(RB+RC)と、誤り率とを求め、両者の関係を調べた。保護層102以外の膜、及び、その他の測定条件については、実施例2と同一とした。   Next, Example 3 will be described. In Example 3, in addition to the optical information recording medium in which the thickness of the protective layer 102 used in Example 2 is 45 nm, the optical information recording in which the thickness of the protective layer 102 is 55 nm, 65 nm, 75 nm, and 85 nm. Media were created, RA / (RB + RC) and error rate were determined for each of them, and the relationship between the two was examined. The film other than the protective layer 102 and other measurement conditions were the same as those in Example 2.

図7に、RA/(RB+RC)と誤り率との関係を示す。膜厚とRA/(RB+RC)との関係と、膜厚と誤り率との関係とから、RA/(RB+RC)と誤り率との関係を求めると、図7に示すグラフが得られる。図7を参照すると、RA/(RB+RC)と誤り率との間には明確な相関があり、RA/(RB+RC)の値が大きくなるほど、誤り率が低下することがわかる。つまり、RA/(RB+RC)の値が大きくなるほど、良好な誤り率が得られることがわかる。また、装置の許容限界とみなすことができる10−4以下の誤り率を得るためには、RA/(RB+RC)を1.5以上とすればよいことがわかる。 FIG. 7 shows the relationship between RA / (RB + RC) and error rate. When the relationship between RA / (RB + RC) and the error rate is obtained from the relationship between the film thickness and RA / (RB + RC) and the relationship between the film thickness and error rate, the graph shown in FIG. 7 is obtained. Referring to FIG. 7, it can be seen that there is a clear correlation between RA / (RB + RC) and the error rate, and the error rate decreases as the value of RA / (RB + RC) increases. That is, it can be seen that a better error rate can be obtained as the value of RA / (RB + RC) increases. It can also be seen that RA / (RB + RC) should be 1.5 or more in order to obtain an error rate of 10 −4 or less that can be regarded as an allowable limit of the apparatus.

なお、RA/(RB+RC)の値が大きい光学的情報記録媒体では、RBとRCとがほぼ等しくなる。従って、媒体の設計(媒体構成選択)に際しては、RBとRCとをほぼ同一とすることを設計方針としてもよい。例えば、RBとRCの反射率の差が2%以内の媒体構成とすることで、RA/(RB+RC)が所定の値以上の光学的情報記録媒体を得ることができる。   In the optical information recording medium having a large value of RA / (RB + RC), RB and RC are substantially equal. Therefore, when designing the medium (selecting the medium configuration), it is possible to set the design policy to make RB and RC substantially the same. For example, an optical information recording medium in which RA / (RB + RC) is equal to or greater than a predetermined value can be obtained by adopting a medium configuration in which the difference in reflectance between RB and RC is within 2%.

比較例として、各膜厚の光学的情報記録媒体のRA/RCの測定結果と誤り率とから、RA/RCと誤り率との関係を求めた。表2に、RA/RCの測定結果及び誤り率の測定結果を示す。また、図8に、RA/RCと誤り率との関係を示す。図8を参照すると、RA/RCと誤り率とに明確な相関はなく、RA/RCは、媒体の性能を表す指標とはなりえないことがわかる。

Figure 0005136235
As a comparative example, the relationship between the RA / RC and the error rate was obtained from the RA / RC measurement results and error rates of the optical information recording media of each film thickness. Table 2 shows RA / RC measurement results and error rate measurement results. FIG. 8 shows the relationship between RA / RC and error rate. Referring to FIG. 8, there is no clear correlation between RA / RC and error rate, and it can be seen that RA / RC cannot be an index representing the performance of the medium.
Figure 0005136235

実施例4について説明する。実施例4では、媒体構成選択に際して、RA/RBのみを指標として、好適な媒体構成を選択できか否かについて検討した。すなわち、図4を参照すると、RBが小さい領域では、RA/(RB+RC)が大きくなっているので、RAとRBとに着目すれば、超解像再生に対して好適な媒体構成を選択できるように思われる。そこで、実施例1とは異なる媒体構成について、RA/RBのみを指標として、好適な媒体構成の選択が可能であるか否かを調べた。   Example 4 will be described. In Example 4, when selecting a media configuration, it was examined whether or not a suitable media configuration could be selected using only RA / RB as an index. That is, referring to FIG. 4, since RA / (RB + RC) is large in a region where RB is small, a medium configuration suitable for super-resolution reproduction can be selected by paying attention to RA and RB. It seems to be. In view of this, for a medium configuration different from that in Example 1, it was examined whether or not a suitable medium configuration could be selected using only RA / RB as an index.

図9に、実施例1とは異なる媒体構成の光学的情報記録媒体におけるRA、RB、RCと、保護層102(図1)の膜厚との関係を示す。媒体構成として、基板101側から順に、保護層102(ZnS−SiO:膜厚は設計パラメータ)、界面層(GeN:5nm)、超解像層103(InSb:8nm)、界面層(GeN:5nm)、保護層104(ZnS−SiO:15nm)、反射層105(Ag合金:50nm)を積層した構成を仮定した。この媒体は、RBが低い場合であっても、RCが大きくなる場合が存在しており、超解像再生に適した媒体構成であるとは言えない。 FIG. 9 shows the relationship between RA, RB, RC and the film thickness of the protective layer 102 (FIG. 1) in an optical information recording medium having a medium configuration different from that of the first embodiment. As a medium configuration, in order from the substrate 101 side, a protective layer 102 (ZnS—SiO 2 : film thickness is a design parameter), an interface layer (GeN: 5 nm), a super-resolution layer 103 (InSb: 8 nm), and an interface layer (GeN: 5 nm), a protective layer 104 (ZnS—SiO 2 : 15 nm), and a reflective layer 105 (Ag alloy: 50 nm) were stacked. Even if the RB is low, there is a case where the RC becomes large, and it cannot be said that this medium has a medium configuration suitable for super-resolution reproduction.

図10に、上記構成の光学的情報記録媒体におけるRA/(RB+RC)と保護層102の膜厚との関係を示す。図10に示すように、上記構成の光学的情報記録媒体におけるRA/(RB+RC)の値は1.5を超えるところもあるものの、最大値の値が図5に比して低い。従って、RA/(RB+RC)の値に基づいて、上記構成が超解像再生に好適な媒体構成であるとは言えないということが判断できる。この場合は、保護層102以外の膜厚についても膜厚の変更を行うなどして、媒体構成の変更を行えばよい。   FIG. 10 shows the relationship between RA / (RB + RC) and the thickness of the protective layer 102 in the optical information recording medium having the above configuration. As shown in FIG. 10, the value of RA / (RB + RC) in the optical information recording medium having the above-described structure may exceed 1.5, but the maximum value is lower than that in FIG. Therefore, based on the value of RA / (RB + RC), it can be determined that the above configuration is not a medium configuration suitable for super-resolution reproduction. In this case, the medium configuration may be changed by changing the film thickness other than the protective layer 102.

図11に、上記構成の光学的情報記録媒体におけるRA/RBと保護層102の膜厚との関係を示す。図11を参照すると、膜厚30nm程度から40nm程度の範囲でRA/RBの値が大きくなっており、保護層102の膜厚をその範囲とすることで、好適な媒体構成が得られるように思える。つまり、RAとRBのみでは、上記構成が超解像再生に適した媒体であるか否かを正しく判断することができず、好適な媒体構成を選択できないことがわかる。   FIG. 11 shows the relationship between RA / RB and the thickness of the protective layer 102 in the optical information recording medium having the above configuration. Referring to FIG. 11, the value of RA / RB is large in the range of about 30 nm to 40 nm, and by setting the thickness of the protective layer 102 in that range, a suitable medium configuration can be obtained. I think. That is, it can be seen that only RA and RB cannot correctly determine whether the above configuration is a medium suitable for super-resolution reproduction, and a suitable medium configuration cannot be selected.

以上、まとめると、光学的情報記録媒体は、相変化層が溶解状態にある領域における超解像媒体の反射率をRA、相変化層が溶解後に結晶化した状態にある領域における超解像媒体の反射率をRB、溶解することなく結晶化した状態にある領域における超解像媒体の反射率をRCとして、RA/(RB+RC)が所定の値以上である。RA/(RB+RC)を所定の値以上とすることで、再生S/Nを向上でき、高密度記録が可能となる。特に、RA/(RB+RC)を1.5以上とすることで、10−4以下の良好な誤り率を得ることができる。 In summary, the optical information recording medium has a super-resolution medium RA in the region where the phase change layer is in a dissolved state, and the super-resolution medium in a region where the phase change layer is crystallized after being dissolved. RA / (RB + RC) is equal to or greater than a predetermined value, where RB is the reflectivity of RB, and RC is the reflectivity of the super-resolution medium in the region crystallized without melting. By setting RA / (RB + RC) to a predetermined value or more, the reproduction S / N can be improved and high-density recording becomes possible. In particular, by setting RA / (RB + RC) to 1.5 or more, a good error rate of 10 −4 or less can be obtained.

また、媒体構成の設計に際しては、相変化層が溶解状態にある領域における超解像媒体の反射率RA、相変化層が溶解後に結晶化した状態にある領域における超解像媒体の反射率RB、及び、溶解することなく結晶化した状態にある領域における超解像媒体の反射率RCに基づいて、媒体構成を決定する。溶融後に結晶化した状態にある領域の反射率(RB)と、溶融することなく結晶化した状態にある領域の反射率(RC)とを分けて考え、RB、RCと、溶融状態にある領域の反射率RAとに基づいて媒体構成を選択することで、再生S/Nを向上できる媒体構成を得ることができる。   In designing the medium configuration, the reflectance RA of the super-resolution medium in the region where the phase change layer is in the dissolved state, and the reflectance RB of the super-resolution medium in the region where the phase change layer is crystallized after being dissolved. The medium configuration is determined based on the reflectance RC of the super-resolution medium in a region that is crystallized without being dissolved. Considering separately the reflectivity (RB) of the region crystallized after melting and the reflectivity (RC) of the region crystallized without melting, RB, RC and the region in the melted state By selecting the medium configuration based on the reflectance RA, it is possible to obtain a medium configuration that can improve the reproduction S / N.

なお、上記各実施例では、超解像層(相変化層)にInSbを使用した例について説明した。これは、InSbは、溶融状態の光学定数と結晶状態の光学定数とが大きく異なっており、RA/|RB+RC|を大きな値にすることが容易で、超解像層として好適であるためである。しかしながら、超解像層はInSbには限らず、BiTeやGeSbTeなどを用いることもできる。その場合でも、RA、RB、RCに基づいて媒体構成を選択し、RA/(RB+RC)を所定の値以上とすることで、再生S/Nの向上が可能である。 In each of the above embodiments, an example in which InSb is used for the super-resolution layer (phase change layer) has been described. This is because InSb has a large difference between the optical constant in the molten state and the optical constant in the crystalline state, and it is easy to make RA / | RB + RC | large and it is suitable as a super-resolution layer. . However, the super-resolution layer is not limited to InSb, and Bi 2 Te 3 or GeSbTe can also be used. Even in such a case, the reproduction S / N can be improved by selecting a medium configuration based on RA, RB, and RC, and setting RA / (RB + RC) to a predetermined value or more.

上記各実施例では、基板側の保護層の膜厚を変化させることで、RA/(RB+RC)の値を所定の値以上とする媒体構成を得た。しかし、RA、RB、RCは、図1に示す各層の膜厚の組み合わせに依存して変化するので、変化させる膜厚は基板側の保護層には限られず、基板側の保護層以外の膜厚を変化させることでRA/(RB+RC)を所定の値以上とする媒体構成を得てもよい。また、各部の膜厚調整以外の要素により、RA/(RB+RC)を所定の値以上とする媒体構成を得てもよい。   In each of the above embodiments, the medium configuration was obtained in which the RA / (RB + RC) value was equal to or greater than a predetermined value by changing the thickness of the protective layer on the substrate side. However, since RA, RB, and RC change depending on the combination of the film thicknesses of the layers shown in FIG. 1, the film thickness to be changed is not limited to the protective layer on the substrate side, but a film other than the protective layer on the substrate side. A medium configuration in which RA / (RB + RC) is not less than a predetermined value may be obtained by changing the thickness. Further, a medium configuration in which RA / (RB + RC) is a predetermined value or more may be obtained by factors other than the film thickness adjustment of each part.

以上、本発明をその好適な実施形態に基づいて説明したが、本発明の光学的情報記録媒体及び設計方法は、上記実施形態にのみ限定されるものではなく、上記実施形態の構成から種々の修正及び変更を施したものも、本発明の範囲に含まれる。   Although the present invention has been described based on the preferred embodiments, the optical information recording medium and the design method of the present invention are not limited to the above-described embodiments. Modifications and changes are also included in the scope of the present invention.

本発明の一実施形態の光学的情報記録媒体を示す断面図。1 is a cross-sectional view showing an optical information recording medium according to an embodiment of the present invention. 反射率/透過率を測定する装置の概要を示すブロック図。The block diagram which shows the outline | summary of the apparatus which measures a reflectance / transmittance. 相変化層を有する試料を加熱・冷却した際に観測される反射率/透過率の変化の一例を示すグラフ。The graph which shows an example of the change of the reflectance / transmittance observed when the sample which has a phase change layer is heated and cooled. 超解像媒体の反射率と保護層の厚さとの関係の一例を示すグラフ。The graph which shows an example of the relationship between the reflectance of a super-resolution medium, and the thickness of a protective layer. 保護層の膜厚とRA/(RB+RC)との関係を示すグラフ。The graph which shows the relationship between the film thickness of a protective layer, and RA / (RB + RC). 保護層の膜厚とRA/RCとの関係を示すグラフ。The graph which shows the relationship between the film thickness of a protective layer, and RA / RC. RA/(RB+RC)と超解像媒体の誤り率特性との関係を示すグラフ。The graph which shows the relationship between RA / (RB + RC) and the error rate characteristic of a super-resolution medium. RA/RCと超解像媒体の誤り率との関係を示すグラフ。The graph which shows the relationship between RA / RC and the error rate of a super-resolution medium. 超解像媒体の反射率と保護層の厚さとの関係の別例を示すグラフ。The graph which shows another example of the relationship between the reflectance of a super-resolution medium, and the thickness of a protective layer. 保護層の膜厚とRA/(RB+RC)との関係を示すグラフ。The graph which shows the relationship between the film thickness of a protective layer, and RA / (RB + RC). 保護層の膜厚とRA/RBとの関係を示すグラフ。The graph which shows the relationship between the film thickness of a protective layer, and RA / RB. 超解像媒体に形成されたピット列を拡大して示す図。The figure which expands and shows the pit row | line | column formed in the super-resolution medium. 相変化層を用いて超解像再生動作を行ったときの相変化層の状態を示す図。The figure which shows the state of a phase change layer when performing super-resolution reproduction | regeneration operation | movement using a phase change layer.

符号の説明Explanation of symbols

101:基板
102、104:保護層
103:超解像層
105:反射層
201:光源
202:偏光ビームスプリッタ
203:ステージ
204:加熱源
205、206:フォトディテクタ
207:1/4波長板
101: Substrate 102, 104: Protective layer 103: Super-resolution layer 105: Reflective layer 201: Light source 202: Polarizing beam splitter 203: Stage 204: Heat source 205, 206: Photo detector 207: 1/4 wavelength plate

Claims (4)

相変化層を有する超解像媒体であって、
情報再生に用いられるレーザ光が照射された際の相変化層の状態として、溶解した状態、溶解することなく結晶化した状態、及び、溶解後に結晶化した状態が存在し、相変化層が溶解状態にある領域における超解像媒体の反射率をRA、相変化層が溶解後に結晶化した状態にある領域における超解像媒体の反射率をRB、溶解することなく結晶化した状態にある領域における超解像媒体の反射率をRCとして、RA/(RB+RC)が1.5以上である光学的情報記録媒体。
A super-resolution medium having a phase change layer,
As the state of the phase change layer when irradiated with laser light used for information reproduction, there are a dissolved state, a crystallized state without dissolution, and a crystallized state after dissolution, and the phase change layer is dissolved. The reflectance of the super-resolution medium in the region in the state is RA, the reflectance of the super-resolution medium in the region in which the phase change layer is crystallized after dissolution is RB, the region in the crystallized state without being dissolved An optical information recording medium in which RA / (RB + RC) is 1.5 or more, where RC is the reflectance of the super-resolution medium.
RC≧5%を満たす、請求項1に記載の光学的情報記録媒体。 The optical information recording medium according to claim 1 , wherein RC ≧ 5% is satisfied. RBとRCとがほぼ同一である、請求項1又は2に記載の光学的情報記録媒体。 The optical information recording medium according to claim 1 , wherein RB and RC are substantially the same. 相変化層を有する超解像媒体の媒体構成を設計する方法であって、
情報再生に用いられるレーザ光が照射された際の前記相変化層の状態として、溶解した状態、溶解することなく結晶化した状態、及び、溶解後に結晶化した状態が存在し、
相変化層が溶解状態にある領域における超解像媒体の反射率RA、相変化層が溶解後に結晶化した状態にある領域における超解像媒体の反射率RB、及び、溶解することなく結晶化した状態にある領域における超解像媒体の反射率RCに基づいて、媒体構成を決定する設計方法。
A method for designing a medium configuration of a super-resolution medium having a phase change layer, comprising:
As the state of the phase change layer when irradiated with laser light used for information reproduction, there are a dissolved state, a state crystallized without being dissolved, and a state crystallized after dissolution,
Reflectance RA of the super-resolution medium in the region where the phase change layer is in the dissolved state, reflectivity RB of the super-resolution medium in the region where the phase change layer is crystallized after dissolution, and crystallization without dissolution A design method for determining a medium configuration based on a reflectance RC of a super-resolution medium in a region in a finished state.
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