CN1534623A - 光记录方法 - Google Patents

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Abstract

本发明光学信息记录媒体在基板上至少具有相变型记录层,将结晶态部分作出未记录及擦除状态,将非晶态部分作为记录状态,利用最短斑点长度为0.5μm以下的多种记录斑点长度来记录信息。揭示了特征在于利用从非晶态部分或熔融部分与周围结晶态部分的边界开始的晶体生长实际上进行的再结晶化进行擦除的光学信息记录媒体及适用于该媒体的光记录方法。本发明媒体能够高速重写,斑点边界跳动小,能够进行高密度的斑点长度调制记录,形成的斑点的长期稳定性非常好。

Description

光记录方法
本申请是申请日为1999年9月8日、申请号为99801637.3、发明名称为“光学信息记录媒体及光记录方法”的专利申请的分案申请。
技术领域
本发明涉及可擦写DVD等具有相变型记录层的高密度记录用光记录媒体及光记录方法,特别涉及单光束重写时与线速度的关系及与记录功率的关系和记录斑点长期稳定性得到改善的光记录及光记录方法。
背景技术
通常,小型光盘(CD)及DVD是利用来自凹坑底部及镜面部分的反射光的干涉而产生的反射率变化来进行2值信号的记录及跟踪信号的检测。
近年来,广泛使用相变型可擦写小型光盘(CD-RW、CD-Rewritable)作为与CD有互换性的媒体。另外,关于DVD,也提出各种相变型可擦写DVD的方案。
这些相变型可擦写CD及DVD是利用非晶态与结晶态折射率之差而产生的反射率差及相位差变化来进行记录信息信号的检测。通常的相变型媒体具有在基板上设置下部保护层、相变型记录层、上部保护层及反射层的结构,利用这些层的多重干涉,控制反射率差及相位差,能够使其具有与CD及DVD的互换性。
在CD-RW中,将反射率降低至15-25%的范围内,能够确保记录信号及槽信号的与CD的互换性,利用附加掩饰反射率低的放大系统的CD驱动器,就能够重放。
另外,相变型记录媒体由于仅用单聚焦光束的光强度调制就能够进行擦除及再记录的过程,因此在CD-RW及可擦写DVD等相变型记录媒体中,所谓记录包含同时进行记录及擦除的重写记录。
在利用相变进行信息记录时,可以采用晶态、非晶态、或他们的混合态,也可以采用多个结晶相,但现在实用化的可擦写相变型记录媒体,通常是对未记录及擦除状态采用晶态,而通过形成非晶态的斑点进行记录。作为记录层的材料往往采用含有硫族元素,即S、Se或Te的硫族化合物系合金。
例如有以GeTe-Sb2Te3伪二元合金为主要成分的SeSbTe系合金、以InTe-Sb2Te3伪二元合金为主要成分的InSbTe系合金、以Sb0.7Te0.3共晶系为主要成分的AgSbTe系合以及GeSnTe系等。
其中,主要实用化的是将过剩的Sb添加于GeTe-Sb2Te3伪二元合金而形成的合金系,特别是Ge1Sb2Te4或Ge2Sb2Te5等金属间化合物邻近组成。
这些组成由于具有金属间化合物特有的不伴随相分离的结晶化的特征,晶体生长速度快,因此初始化容易,擦除时再结晶速度快。所以伪二元合金系和金属间化合物邻近组成向来都作为显示出具有实用性的重写特性的记录层而受到关(文献Jpn.J.Appl.Phys.,Vol.69(1991),p2849,或SPIE,Vol.2514(1995),pp 294-301等)。
但是另一方面,在这些组成中,还生长了亚稳定的四方晶系的晶粒。由于这种晶粒的晶界明确,而且大小不一致,因其位向不同而呈现出显著的光学各向异性,因此存在容易产生光学白噪声等问题。
而且,这样的粒径及光学特性不同的晶粒容易在非晶态斑点周围生长,因此容易增加斑点的跳动,或者由于与周围晶体的光学特性不同,容易作为未擦净而被检测出。
因此,在高线速度的记录或高密度的斑点长度调制记录中,存在不能得到良好重放特性的问题。具体来说,可擦写DVD的标准中,最短斑点长度为0.6μm,若将最短斑点长度再缩短,则很明显,跳动将急剧增加。
作为改善跳动的方法,有所谓吸收率补偿法。在以往的4层结构中,通常记录层吸收的光能中,反射率高的结晶态吸收的光能Ac小于反射率低的非晶态吸收的光能Aa(Ac<Aa)。因此重写时有这样的问题产生,即新的记录斑点的形状等会因原来的状态是结晶态还是非晶态而发生变化,导致跳动增加。
这种情况下,是使结晶态与非晶态的光能吸收效率大致相等,不管原来状态如何斑点形状稳定,这样来减少跳动(jitter)。再加上,由于晶体在熔融时另外还需要潜热这部分热量,因此希望结晶态吸收更多的光能(Ac>Aa)。
为了实现这一关系,有一种方法是至少增加一层光吸收层,形成5层以上的结构,用该吸收层吸收非晶态的光吸收的一部分。例如,在下部保护层与基板之间或在上部保护层之上插入An或Si等吸收层(Jpn.J.Appl.Phys.,Vol.37(1998),pp3339-3342,Jpn.J.Appl.Phys.,Vol 36(1988),pp2516-2520)。
但是,这样的层结构,存在吸收层的耐热性及粘着性的问题,若反复重写,则微观的变形及录剥等劣化情况显著。而且,由于容易产生剥离等情况,也损害长期稳定性。
也就是说,又要维持以往的4层结构,又要达到高密度,采用GeTe-Sb2Te3伪二元合金记录层是很难实现的。
而且,如果用GeTe-Sb2Te3伪二元合金记录层,越是波长短,其复数折射率的实部越小,虚部越大,即具有与波长的依从关系。特别是使用短波长激光作为光源时,很难达到Ac>Aa的条件。
因此近年来,正使用AgInSnTe四元素合金作为记录层材料。AgInSbTe四元素合金的特征是能得到高达40dB的高擦除比,用以往的4层结构,不进行吸收率补偿,就能够以高线速度进行高密度的斑点长度调制记录。
但是,所谓能进行高速记录,通常意味着结晶化速度快,容易擦除。因此往往是非晶态斑点也容易结晶化,记录斑点的长期稳定性差。
近年来,信息量增大,为了缩短记录时间及提高信息传送速度,最近需要能够以更高速度进行记录重放的媒体。例如,CD的标准速度(1倍速)为1.2-1.4m/s,而能够以4倍速进行记录的CD-RW已商品化,而又要求有能够以8倍速、10倍速进行记录的CD-RW。
另外,作为可擦写DVD,提出或已实现商品化的有DVD-RAM、DVD+RW、DVD-RW等。但是,与只读DVD相同容量的4.7GB可擦写DVD还没有实用化。
也就是说,需要能够以高速记录短斑点、且斑点稳定性好的媒体。
但是,以往认为高速记录与斑点稳定性是矛盾的特性,很难同时满足这两方面的特性要求。
本发明者反复就结晶化及非晶化的原理进行研究,结果找到同时满足所有这些特性的划时代的媒体。
也就是说,本发明的目的在于提供一种能够以高速度较好地记录短斑点、且斑点稳定性良好的光记录媒体及适合该光记录媒体的光记录方法。
发明内容
本发明提供一种光记录方法,是利用最短斑点长度为0.5μm以下的多种记录斑点长度的记录斑点,对具有将结晶态部分作为未记录或擦除状态而将非晶态部分作为记录状态的相变型记录层的光学信息记录媒体记录信息的方法,其特征在于,
所述光学信息记录媒体,利用所述相变型记录层的熔融区域的非晶态化和从所述熔融区域的周围的固相结晶态部分的边界开始的再结晶化之间的竞争,形成所述光学信息记录媒体用的非晶态部分,
利用光学系统通过数值孔径NA为0.55~0.9的物镜将波长为350nm~680nm的激光照射到所述相变型记录层上,
在记录斑点间照射能够使非晶态结晶化的擦除功率Pe的所述激光,
对于所述记录斑点,将1个记录斑点时间长度记为nT时(T为时钟周期,n为2以上的整数),将记录斑点时间长度nT依如下顺序分割,即η1T、α1T、β1T、α2T、β2T、……αiT、βiT……αmT、βmT、η2T,
(其中,m为脉冲分割数,m=n-k,k为0≤k≤2的整数;∑iii)+η12=n,η1为η1≥0的实数,η2为η2≥0的实数,0≤η12≤2.0;α1=0.1~1.5,αi=0.1~0.8(2≤i≤m),βi=0.3~1.0(1≤i≤m-1),βm=0~1.5;取αi(2≤i≤m)以及βi(2≤i≤m-1)为与i无关的一定值,且α1≥αi;αii-1=1.0(3≤i≤m),αi(2≤i≤m)的记录脉冲与时钟周期同步;还可以是β1及βm取与βi不同的值时,∑αi<0.5)
在αiT(1≤i≤m)的时间内,照射足以使记录层熔融的Pw≥Pe的记录功率Pw的所述激光;
在βiT(1≤i≤m)的时间内,照射0<Pb≤0.2Pe(但是在βmT中,可以是0<Pb≤Pe)的偏置功率Pb的所述激光。
附图说明
图1所示为非晶态斑点形状之一例。
图2所示为在本发明媒体之一例进行记录时的反射率变化图。
图3为表示本发明媒体的记录层的组成范围的GeSbTe三元状态图。
图4为表示已有的GeSbTe组成范围的GeSbTe三元状态图。
图5为表示本发明媒体的层结构之一例的示意图。
图6为表示信号强度与信号振幅及调制度的关系用的信号波形图。
图7为说明反射率与第1保护层膜厚的依从关系的曲线图。
图8所示为功率3值调制记录方式的脉冲分割方法之一例。
图9为说明记录层温度随时间变化的示意图。
图10所示为适于斑点长度调制记录的功率3值调记录方式的脉冲分割方法之一例。
图11为说明实现图10的脉冲分割方法用的3种门信号发生电路时序的概念图。
图12所示为实施例1与比较例1中跳动与重放光功率的依从关系曲线图。
图13所示为实施例1中跳动与记录脉冲分割方法的依从关系的曲线图。
图14所示为实施例1中跳动与记录脉冲分割方法的依从关系的曲线图。
图15所示为实施例2中跳动、反射率及调制度与记录功率的依从关系的曲线图。
图16所示为实施例2中跳动、反射率及调制度与反复重写次数的依从关系的曲线图。
图17所示为实施例2(g1)与实施例2(d2)中跳动与斑点长度的依从关系的曲线图。
图18所示为实施例2中跳动与基板倾角的依从关系的曲线图。
图19所示为实施例4中10次重写后的跳动与α1及αc的依从关系的曲线图。
图20所示为实施例4中跳动、Rtop及调制度与反复重写次数的依从关系的曲线图。
图21(a)所示为实施例6中跳动与脉冲分割方法的依从关系的曲线图,图21(b)所示为实施例6中跳动与写入功率的依从关系的曲线图,图21(c)为实施例6中10次重写后的Rtop及调制度与写入功率的依从关系的曲线图。
图22所示为实施例6中跳动、Rtop及调制度与反复重写次数的依从关系的曲线图。
图23所示为实施例6中跳动与斑点长度的依从关系的曲线图。
图24(a)所示为比较例2中跳动与脉冲分割方法的依从关系的曲线图,图24(b)所示为比较例2中跳动与写入功率的依从关系的曲线图,图24(c)所示为10次重写后的Rtop及调制度与写入功率的依从关系的曲线图。
图25表示为比较例3所用的记录方法的脉冲分割方法。
图26所示为比较例3中跳动与斑点长度及线速度的依从关系的曲线图。
图27所示为比较例6中跳动与Pw及Pe的依从关系的曲线图。
图28所示为实施例8中跳动与最短斑点长度的依从关系的曲线图。
图29所示为实施例10及比较例8中跳动与Pw的依从的曲线图。
图30为数字数据信号与摆动波形关系的说明图。
图31为利用数字数据信号调制摆动(wobblc)波形的原理说明图。
图32为实施例11中调制度与Rtop的槽宽的依从关系的曲线图。
具体实施方式
本发明者发现,在将晶态作为未记录及擦除状态、将非晶态作为记录状态的相变型媒体中,利用从非晶态部分或熔融部分与周围结晶态部分的边界开始的晶体生长实际上进行的再结晶化来进行擦除的媒体能够进行高速且高密度、稳定的记录。也就是说,能够进行高速重写,能够进行斑点边界的跳动小的,高密度的斑点长度调制记录,形成的斑点具有非常好的长期稳定性。
通常,非晶态斑点的擦除过程,是将记录层加热至结晶化温度以上稍低于熔点的温度,形成非晶固态或熔融状态,然后在冷却时进行再结晶化而完成的。
本发明者的研究表明,非晶态斑点的擦除即再结晶化虽然是通过①非晶态区域内的晶核生成、②以非晶态部分或熔融部分与结晶态部分的边界为起点进行晶体生长这两个过程进行的,但实际上前者的晶核生成几乎不发生,而仅利用后者的晶体生长过程,能够得到上述效果。
通常,结晶化是在结晶温度以上稍低于熔点的温度下进行的,晶核生成是在该温度范围内较低温度的一侧进行,而晶体生长是在其高温侧进行。不能说没有晶核生成就不能擦除,若以与围绕非晶态部分或熔融部分的周围结晶态区域的边界点作为晶核高速进行晶体生长,则能够擦除。
特别是越是微小的斑点或短的斑点,仅仅利用从这样的周围晶态部分开始的晶体生长,很容易在瞬时间结晶直到斑点中心,因此能够在极短的时间内完全擦除。因而唯有采用最短斑点长度为0.5μm以下的微小斑点的高密度记录媒体,效果才显著,能够在100纳秒数量级以下擦除,能够进行高速重写。
而且通常是,最短斑点长度越短越能够进行高密度记录,但从斑点的稳定性来看,最好在10nm以上。
另外,斑点的横向宽度越窄,仅仅利用从周围晶态部分开始晶体生长,越容易瞬时间结晶到斑点中心,这是所希望的。因而此最好是记录信息的道的道间距例如取0.8μm以下,斑点横向宽度不要太宽。通常,斑点横向宽度为道间距的一半左右。通常道间距越窄,越能够进行高密度记录,但从斑点稳定性来看,最好在0.1μm以上。道也可以仅仅是槽沟,也可以是槽沟与槽脊两者。
本发明的媒体还具有非常好的非晶态斑点的长期稳定性。
也就是说,从周围结晶态部分开始的晶体生长,即使是在结晶温度以上稍低于熔点的范围内,也仅仅在接近熔点的较高温区域进行,在低温几乎不进行,因此一旦形成非晶态斑点,就难以结晶,有很好的长期稳定性,结晶温度通常在100℃~200℃范围内,在到达该温度左右之前,能够维持热稳定性。
特别是在不到100℃的通常的使用范围内,记录的非晶态斑点极其稳定,记录下来的信号振幅几乎不劣化。反之也可以从那样的长期稳定性得出几乎不伴随着生成晶核的结论。
再者,本发明媒体的优点在于,在斑点长度记录中,能够形成起伏极少的光滑的斑点边界。
通常在记录非晶态斑点时,是使记录层暂时熔融再凝固而形成非晶态,由于斑点边缘部分比中心温度低,因此,向来在斑点边缘部分容易因晶核生长导致再结晶,产生非晶态混入的粗大晶粒,这成为斑点边界起伏的原因。
本发明媒体的特征在于,擦除时,从非晶态部分或熔融部分与结晶态部分的边界开始的晶体生长是起支配作用的,而且高速进行的,这种情况下记录时虽然也是同样原理起作用,但在熔融区域再凝固并非晶化时,也仅仅发生从周围结晶态部分开始的晶体生长,因晶核生长而引起的结晶化不容易发生,斑点边界不易起伏。
也就是说,从周围结晶态部分开始的晶体生长,即使是在结晶温度以上稍低于熔点的范围内,也仅仅在接近熔点的较高温区域进行,在较低温几乎不进行,因此从熔融状态再凝固时,仅仅根据温度下降通过熔点时的冷却速度来决定非晶态斑点的边界形状。
因而,以往存在的问题即再凝固时发生的因晶核生长而产生的混有非晶态的粗大晶粒,在非晶态斑点周围几乎完全不形成。显然这对于抑制因斑点边界起伏而产生的噪声是极其有效的。
另外,斑点边界形状也很稳定,不会随时间而变化,因此不仅开始时的跳动小,而且跳动也几乎不随时间而劣化。
下面更详细说明本发明的结晶化原理。
在本媒体中,非晶态斑点与周围结晶态部分的边界部份是晶体生长核,在非晶态斑点内部几乎不产生晶核。因而,仅仅从斑点边界部分开始晶体生长。
而已有的GeTe-Sb2Te3系记录层,在非晶态斑点内随机生成晶核,该晶核生长进而结晶化。
两者结晶化过程的差别可以用透射电子显微镜加以验证。若对非晶态斑点形成后的两记录层恒定照射较低功率的擦除光,则可以观察到GeTe-Sb2Te3系记录层从温度高的非晶态斑点中央部分开始结晶化,而与此不同的是,在本发明记录层中可以观察到从非晶态斑点周围部分开始晶体生长。特别是从非晶态斑点的前端及后端开始的晶体生长很明显。
根据这样的原理进行擦除的记录层组成多为在Sb0.7Te0.3共晶点邻近组成中添加过剩的Sb及最多20原子%左右的其他元素构成的合金系。亦即以My(SbXTe1-X)1-Y合金为主要成分的薄膜(式中0.6≤X≤0.9,0<y≤0.2,M为Ga、Zn、Ge、Sn、Si、Cu、Au、Al、Pd、Pt、Pb、Cr、Co、O、S、Se、Ta、Nb及V中的至少一种)。
Sb0.7Te0.3中含有过剩Sb的合金,具有如下特征,即与GeTe-Sb2Te3伪二元合金系相比,其从非晶态斑点周围部分的晶体开始的晶体生长明显大,因此能够以高线速度进行重写。过剩的Sb不会促进非晶态斑点内的随机的晶核生成及晶核生长,而是大幅度增加从周围结晶态部分开始的晶体生长速度。
但是,在SbTe二元合金中,也生成很多晶核,因此非晶态斑点的长期稳定性极差,必须添加适当的元素。
根据本发明者的研究,添加Ge对于抑制晶核生成是极具有效的。
再者,非晶态斑点的再结晶实际上是否仅仅由从周围结晶态部分开始的再结晶起支配作用,可以根据长期稳定性的评价间接了解。
作为具体的评价方法,有下面所述的方法,即进行高温高湿下的加速环境试验时测量重放信号的调制度的方法。
也就是说,在利用最短斑点长度为0.5μm以下的多种斑点长度记录信号时,以M0表示刚记录下即重放的信号的调制度,
记录后在80℃80%RH条件下经过1000小时后重放的信号的调制度记为M1,则满足如下关系,即
M1/M0≥0.9
斑点长度调制方式没有限定,可以使用EFM调制、EFM增强型调制、(1,7)RLL-NRZI(run length limited-non return to zero inverted,即有限游程长度码-IBM式不归零编码)调制等。以最短斑点长度为0.5μm以下将如图6所示的随机信号加以记录,在进行本评价时,最好最短斑点长度为0.2μm左右以上。另外,不必要在全部评价条件中不必满足上式,只要在一个评价条件中满足上式即可。
例如利用最短斑点长度0.4μm的多种斑点长度记录EFM增强型调制方式的随机信号。
调制度是用最大信号强度对该调制方式的最长的斑点的信号振幅进行归一化的值。图6所示为将EFM增强型调制的随机信号录放时的DC重放信号(含有直流分量的重放信号)波形。调制度以14T斑点的最大信号强度Itop与信号振幅I14之比I14/Itop来定义。
若调制度不变,则可以认为非晶态斑点尺寸非常稳定。若加速试验前记录的随机信号的调制度在加速试验后也保持初始值的90%以上,则能够推断实际上没有同时伴随生成晶核。
在本发明的记录层中,由于从周围结晶态部分开始的晶体生长容易在略低于熔点的高温区域发生,因此在为了形成非晶态斑点而使记录层熔化、再凝固时,也能够从周围的结晶态部分开始发生晶体生长。因而,在熔融后冷却速度慢,未能达到作为非晶态固化所需要的临界冷却速度时,整个熔融区域几乎在瞬间再结晶。
这可以通过以下实验加以确认。
在设有引导录放光束的槽的0.6mm厚的聚碳酸酯基板上,依次设置膜厚68nm的(ZnS)80(SiO2)20的第1者保护层、膜厚18nm的Ge0.05Sb0.71Te0.24记录层、膜厚20nm的(ZnS)80(SiO2)20的第2保护层及膜厚250nm的Al0.995Ta0.005的反射层,再设置膜厚4μm的紫外线硬化树脂保护层。将两片这样基板的有记录层一侧作为内侧,用光熔粘接剂粘贴,构成光记录媒体。本记录层组成为应该能够以约7m/s以上的线速度重写的Sb/Te≈3。将长轴约100μm、短轴约1.5μm的椭圆激光在短轴方向对本媒体进行扫描,使其熔融、再结晶,实现初始化。
将波长637nm、NA=0.63的聚焦光束沿导向槽以7m/s的线速度照射在本媒体上。在将记录功率Pw为10mW的记录光恒定照射后,急剧减少功率到1mW。亦即实际上切断记录光。另外,光束直径约0.9μm,相当于高斯光束中的能量强度为峰值强度的1/e2以上的区域。
图2所示为切断记录光前后的反射率变化。如图2的下图所示,经过一段时间切断记录光。在图2下图的左侧,记录光是连续的,即恒定照射,在右侧记录光被切断。用重放功率为1.0mW的重放光对同一区域进行扫描,则得到图2上图所示的重放波形。这对应于反射率变化。
在瞬间切断记录光的附近,反射率下降,而在其前后,则反射率基本相同,根据TEM观察确认,反射率下降部分为非晶态,在其前后为晶态。也就是说,只要连续照射记录光,熔融部分就再结晶,而仅仅在切断记录光部分附近的熔融区域发生非晶化。
这是因为,连续照射记录光时,利用后续部分来的余热,抑制了记录层的冷却速度,不能得到形成非晶态所必需的临界冷却速度,而反之,一旦切断记录光,也就切断后续部分来的余热,就能够提高冷却速度。
另外,将记录功率Pw设为7mW以上时,利用切断记录光,就能够形成非晶态斑点。
由研究的结果可知,本发明媒体以一定线速度连续照射足以使记录层熔融的记录功率Pw的记录光,则大致再结晶化,再以一定线速度在足以使记录层熔融的记录功率Pw的记录光之后照射功率近似为0的记录光,即形成非晶态斑点。所谓功率近似为0,没有必要严格为0,是取满足0≤Pb≤0.2Pw的偏置功率Pb,最好是0≤Pb≤0.1Pw的偏置功率Pb。
在本发明中,熔融部分再凝固时的再结晶化几乎都是仅仅由于从周围固相晶态部分开始的晶体生长而引起的。因而,再结晶部分不是在非晶态斑点的中心部分形成,所以能够形成光滑连续的斑点边界。
以往一直认为,这样明显容易再晶化的材料不适合斑点长度记录用的记录层。这是因为,若为了形成长斑点而长时间照射记录光,则熔融区域几乎都结晶化了。
但是,根据本发明者的研究,在最短斑点长度为0.5μm以下的高密度记录中,将熔融区域的非晶化与从周围固相结晶态部分的边界开始的再结晶化的竞争过程积极加以利用,更能够得到良好的跳动。
因此发现,在如下所述长度nT的斑点形成中,将记录功率Pw施加区间与其切断区间、即偏置功率Pb施加区间加以组合的脉冲分割方式是极其有效的。
若利用脉冲分割方式进行记录,则如图1所示,形成箭羽型(或月牙型)非晶态部分相连的非晶态斑点。
该斑点前端形状仅仅由最前面的箭羽型非晶态部分的前端的形状决定,而该斑点后端形状仅仅由最后面的箭羽型非晶态部分的后端的形状决定。
通常,由于非晶态部分的前端形状是光滑的,因此斑点前端形状也是光滑的。这是由于向前方的散热,冷却速度保持足够快,因而大致反映熔融区域前端的形状,所以由记录脉冲上升沿时间来决定。记录脉冲、即Pw施加区间的上升沿只要是2~3纳秒以下即可。
而非晶态部分的后端形状是由记录脉冲下降沿时间决定的冷却速度及从周围、特别是后端晶态部分开始进行的再结晶区域的大小来决定的。为了使冷却速度足够快,Pw施加区间的下降沿最好是2~3纳秒以下。再结晶区域大小可以利用脉冲切断区间、即Pb施加区间的长度来正确控制。
还有一点也很重要,即采用上述超急冷构造作为层结构,尽可能使记录层冷却速度急剧变化,同时在斑点后端附近使冷却速度的空间分布陡峭,以使得斑点端部位置不起伏。
本发明者根据对能够高速记录短斑点、且记录斑点的长期稳定性优异的光记录媒体专心研究的结果发现,在Sb0.7Te0.3共晶组成附近添加Ge的特定组成特别优异,同时通过适当选择层结构,得到了其他特性也优异的光记录媒体。
也就是说,注意研究了对Sb0.7Te0.3添加过剩的Sb及Ge而得到的以往没有的三元合金,讨论了对高密度斑点长度调制记录的适应性。结果发现,在图3所示的GeSbTe三元状态图中,若采用4条直线A、B、C、D包围的极其有限的Ge-Sb-Te比的记录层组成,以此构成的媒体在高密度斑点长度调制记录中,其反复重写耐久性及长期稳定性特别优异。
也就是说,将在GeSbTe三元状态图中,
具有用
连接(Sb0.7Te0.3)与Ge的直线A、
连接(Ge0.03Sb0.68Te0.29)与(Sb0.95Ge0.05)的直线B、
连接(Sb0.9Ge0.1)与(Te0.9Ge0.1)的直线C、以及
连接(Sb0.8Te0.2)与Ge的直线D
等4条直线包围的区域(但不包含边界线上)的组成的GeSbTe合金为主要成分的薄膜作为记录层。对该记录层通过采用后述的层结构,构成非常适于最短斑点长度为0.5μm以下的高密度斑点长度调制记录的媒体。而且,能够得到与DVD相同的记录密度及与DVD之间的优异的重放互换性。
而且对于反复重写耐久性及记录功率和擦除功率的变动,还能够确保得到较小跳动所需的足够余量。
在该组成范围内,在SbyTe1-y合金中,Sb量越是比y=0.7的量多,则过剩的Sb量越是增加,结晶速度越快,能够实现高线速度的重写。
更具体来说,在EFM增强型调制记录(8-16调制的斑点长度调制记录)中,即使将最短斑点的3T斑点长度缩短至0.4μm或0.35μm,也能够得到较小的跳动。又能够得到足够的伺服信号,能够在已有的只读DVD驱动器中进行跟踪伺服。还能够在线速度为1~10m/s的任何线速度下进行重写。
借助于此,能够得到与只读DVD相同容量、基本上具有重放互换性的可擦写DVD。
若控制过剩的Sb量,还能够以8m/s以上的高线速度实现上述高质量高密度的重写。另外,如下所述根据线速度改变记录脉冲分割方法(脉冲策略),能够在至少包含3~8m/s很宽的线速度范围内实现良好的重写。
下面详细说明本组成。
在Ge添加量为10原子%以下的Sb0.7Te0.3共晶点邻近组成中,Sb/Te比越大,结晶速度有越是加快的趋势。这是由于与Sb0.7Te0.3相比是过剩的Sb在作为Sb原子团析出并在再结晶过程中作为晶核起作用。而与Sb0.7Te0.3相比没有过剩的Sb时,擦除性能差,实际上不能进行重写。另外,由于初始化时几乎没有核生成,因此还存在初始化困难、生产效率非常差的问题(直线A)。
另一方面,若在Sb0.7Te0.3共晶二元合金中增加Sb量,则结晶速度加快,而反之结晶温度也下降,损害了非晶态斑点的长期稳定性。又,不适合3m/s左右的低线速度的记录,形成的非晶态斑点用短时间的重放光(激光功率约1mW左右)照射即被擦除掉。因而,不应该包含比连接(Sb0.8Te0.2)与Ge的直线D更过剩的Sb。
又,在用直线A与D规定的过剩Sb量的范围内,保持SbTe二元不变时,由于结晶温度低,而且存在过剩Sb的晶核,导致非晶态斑点过于不稳定,因此过剩Sb量越多,越添加Ge。利用Ge的4配位键,几乎完全抑制晶核生成。结果结晶温度上升,长期稳定性增加。连接(Ge0.03Sb0.68Te0.29)与(Sb0.95Ge0.05)的直线B规定了该条件。更理想的是比连接(Ge0.03Sb0.68Te0.29)与(Sb0.9Ge0.1)的直线B’含有更多的Ge。
再有,若Ge含量达到10原子%以上,则斑度长度记录时的跳动劣化,由于反复重写,高熔点的Ge化合物、特别是GeTe容易偏析。另外,由于刚成膜后的非晶态膜结晶化极其困难,这是不理想的(直线C)。为了减少跳动,最好取Ge为7.5原子%以下。
另外,对于以线速度3m/s以上进行重写,记录层最好采用Gex(SbyTe1-y)1-x合金为主要成分的薄膜(0.04≤x<0.10、0.72≤y<0.8)。也就是说,对于线速度3m/s以上的记录,最好增加Sb量,在SbyTe1-y合金中,最好使y≥0.72。这里,由于增加Sb量,导致非晶态斑点稳定性有一些劣化,为了弥补这一点,最好使Ge多些,达到x≥0.04。
再者,对于线速度7m/s以上的重写,记录层最好采用Gex(SbyTe1-y)1-x合金为主要成分的薄膜(0.045≤x≤0.075,0.74≤y<0.8)。也就是说,对于速度7m/s以上的记录,最好再多增加Sb量,在SbyTe1-y合金中,最好使y≥0.74。这时,为了提高非晶态斑点的稳定性,使Ge量满足x≥0.045。另一方面,在高线速度下跳动容易劣化,为了弥补这一点,使Ge量满足x≤0.075。
至今已经有关于GeSbTe三元组成或以该三元组成为母体含添加元素的记录层组成的报告发表(日本专利特开昭61-258787号公报、特开昭62-53886号公报、特开昭62-152786号公报、特开平1-63195号公报、特开平1-211249号公报、特开平1-277338号公报)。
但是,这些公报所述的组成都是Sb少于连接(Sb0.7Te0.3)与Ge的直线A的组成,与本发明组成范围不同。
这些当然也是以Sb2Te3金属化合物组成为主体。另外,在GeTe-Sb2Te3伪二元合金系中,与本发明相反,由于过剩Sb具有减慢结晶速度的效果,因此在以5m/s以上高线速度进行重写时,在GeTe-Sb2Te3直线上,特别是使Ge2Sb2Te5组成含有过剩的Sb,当然是有害的。
在含有过剩Sb的Sb0.7Te0.3附近有选择地加入包括Ge的第3元素的组成,有日本专利特开平1-100745号公报(图4(a))的组成范围α)及特开平1-303643号公报(图4(a)的组成范围β)中所述的组成。
但是,特开平1-100745号公报是在母体组成Sb1-xTex中,0.10≤x≤0.80,有极宽的范围,而并没有本申请的思想,即通过仅仅利用比Sb0.7Te0.3有过剩的Sb的区域,在高密度记录中有优异的反复重写耐久性及长期稳定性。
特开平1-303643号公报没有触及到在如本申请那样的高密度记录中若含有超过直线D的过剩Sb,就会损伤非晶态斑点长期稳定性的弊端。另外,这些公报也都没有触及含有超过直线C的过剩Ge造成的弊端。
又,作为与本发明记录层组成有部分重复的组成,如图4(b)所述,有日本专利特开平1-115585号公报(组成范围γ)、特开平1-251342公报(组成范围δ)、特开平3-71887号公报(组成范围ε)及特开平4-28587号(组成范围η)所述的组成。
特开平1-115685号公报是以组成范围γ为母体添加Au及Pd而成,以低密度记录为目的,利用直线A及直线B与本发明的组成,可以从本质上加以区别。该公报公开的组成适于相当于斑点长度为约1.1μm的低密度记录(线速度4m/s、频率1.75MHz、占空比50%的方波)及DC擦除,因此可以认为,与含有短斑点的以高密度记录为目的的本发明组成所对应的组成是不同的。
特开平1-251342号公报的组成范围δ是对Sb0.7Te0.3共晶添加约10原子%以上Ge的合金系为主体的极富Ge的GeSbTe系,与本发明组成可以利用直线C从本质上加以区别。在组成范围δ中含有多于10原子%Ge的组成中,其致命的问题是如前所述结晶速度慢,特别是使成膜后的记录层结晶化的初始化操作困难,因此生产效率低,不能供实用。在该公报中,为了克服该结晶速度的问题,另外添加作为晶核的Au及Pd,但如本发明那样在Ge少于直线C的区域中,却无此必要。
又,在该公报中还记载有,若Ge量少于10原子%,则在记录部分与非记录部分不能得到足够的光量变化。而在本发明中,通过对含有保护层和反射层的层结构采取措施,能够得到调制度60%以上的非常大的反射光量变化。
特开平3-71887号公报的组成范围ε是以低密度记录为目的,与本发明组成可以利用直线C在本质上加以区别。特别是没有利用本发明组成范围,在高密度记录中得到优异的反复重写耐久性及长期稳定性这一本申请的思想。
特开平4-28587号公报的组成范围η是包含极高的Sb及Ge的组成,与本发明组成可以利用直线D在本质上加以区别。
如上所述,上述所有公报都没有阐明作为本发明目的的最短斑点长度为0.5μm以下那样的高密度斑点长度调制记录有关的技术问题,完全没有揭示为此所用的最佳组成选择及层结构和记录方法的改进方法。
下面说明本发明光学信息记录媒体的层结构。本发明的媒体通过将上述组成的记录层与下述层结构加以组合,能够实现在进行最短斑点长度为0.5μm以下的高密度斑点长度调制记录时,在至少是3m/s至8m/s、更理想的是1m/s至10m/s的很宽的线速度范围进行重写的媒体。因而,能够维持与所谓DVD的重放互换。
相变型记录层在上下至少一边用保护层覆盖。
又如图5(a)所示,具有基板1/第1保护层2/记录层3/第2保护层4/反射层5的构成,再在其上用紫外线或热硬化树脂覆盖(保护覆盖层6)。图5(a)所示的各层顺序适合于通过透明基板将录放用的聚焦光束照射在记录层上的情况。
或是与上述各层的顺序相反,也可以采用如图5(b)所示的基板1/反射层5/第2保护层4/记录层3/第1保护层2的顺序层叠而成的结构。该层结构适合于从第1保护层一侧入射聚焦光束的情况。这样的构成对于物镜数值孔径NA为0.7以上、记录层与物镜距离很需要缩短的情况是有用的。
若采用图5(a)所示的结构,则基板可以采用聚碳酸酯、丙烯酸玻璃、聚烯烃等透明树脂或透明玻璃。
其中,聚碳酸酯树脂在CD中已经有最广泛的应用实绩,价格又便宜,因此最为理想。
在图5(b)所示的构成中,虽然也同样可以使用树脂或玻璃,但基板本身没有必要透明,当然为了提高平整度及刚性,有时最好采用玻璃或铝合金。
在基板上设置引导录放光的间距为0.8μm以下的沟槽,该沟槽不一定必须是几何学上的梯形槽,例如也可以利用离子注入形成折射率不同的波导路径那样的光学槽。
在图5(a)所示的层结构中,为了防止因记录时的高温而导致变形,在基板表面上设置第1保护层2,在记录层3上设置第2保护层4。第2保护层4兼有防止记录层3与反射层5之间的相互扩散,抑制记录层变形的功能及高效地向反射层5散热的功能。
在图5(b)中,从聚焦光束入射侧看,第2保护层4具有防止记录层3与反射层5之间的相互扩散、散热及防止记录层变形的功能。图5(b)中的第1保护层具有防止记录层变形、防止记录层与空气直接接触(防止氧化污染等)及防止与激光头直接接触而受到损伤的功能。
在反射层与基板之间也可以再设置保护层。例如能够防止对树脂制基板的热损伤。
在图5(b)所示的结构中,最好在第1保护层2的再外侧设置比其更硬的电介质或非晶态碳保护膜,或设置紫外线或热硬化树脂层。或者也可以粘贴厚度0.05~0.6mm左右的透明薄板,通过该薄板入射聚焦光束。
再有,在DVD那样的媒体中,采用将记录层面作内侧、用粘接剂将图5(a)的媒体互相粘贴的结构。对于图5(b)的媒体,则反过来将记录层面作为外侧互相粘贴。在图5(b)的媒体中,还可以利用喷射成型在一片基板的两面形成跟踪用的沟槽,在两面利用溅射法等形成多层膜。
记录层3、保护层2、4、反射层5利用溅射法等方法形成。
最好采用将记录层用靶、保护层用靶、必要时还有反射层材料用靶设置在同一真空室内的联机装置进行膜的形成工作,这样能防止各层间的氧化及污染。
保护层2及4的材料的决定,要注意折射率、热传导率、化学稳定性、机械强度及粘着性等来决定。通常可以采用透明性好、高熔点的金属或半导体的氧化物、硫化物、氮化物、碳化物或Ca、Mg、Li等的氟化物。
这些氧化物、硫化物、氮化物、碳化物、氟化物不一定必须取其化学计量比的组成,为了控制折射率等,或者控制其组成,或者混合使用,这些方法也都是有效的。
保护层2及4也可以在厚度方向改变其组成比或混合比。又,保护层2及4也可以分别由几层膜构成。各层膜可以根据所要求的特性,取不同的材料、不同的组成比或混合比。
若考虑反复记录特性,这些保护层的膜密度为松装状态的80%以上,这从机械强度方面考虑是所希望的。在用混合物电介质薄膜时,松密度采用下式的理论密度。
P=∑miPi                                      (1)
Mi:各成分i的莫尔浓度
Pi:单独的松密度
本发明媒体的记录层3为相变型记录层,其厚度一般最好是在5nm~100nm的范围内。
若记录层3的厚度比5nm薄,则很难得到足够的反差,而且有结晶速度变慢的趋势,容易导致难于在短时间内擦除的情况。
另一方面,若超过100nm,同样很难得到光学反差,又容易产生裂纹。
还有,对于必须具有与DVD等只读盘片的互换性的程度的反差,而且最短斑点长度为0.5μm以下那样的高密度记录,最好在5nm以上25nm以下。在5nm以下时,由于反射率过低,而且容易出现膜生长初期的组成不均匀、稀疏膜的影响,因此不理想。
而若比25nm厚,则热容量大,记录灵敏度差,同时晶体生长呈三维性,有非晶态斑点边界紊乱、跳动严重的趋势。再者,由记录层相变引起的体积变化显著,反复重写耐久性差,因此也不理想。从斑点端部的跳动及反复重写耐久性的观点看来,最好在20nm以下。
又,记录层的密度最好是松密度的80%以上,更理想的是在90%以上。这里所谓松密度当然也可以做成合金块进行实测,但在上述(1)式中,将各成分的莫尔浓度置换成各元素的原子%,将松密度置换成各元素分子量,以此也可得到近似值。
记录层的密度在溅射成膜法中,必须采取降低成膜时的溅射气体(Ar等稀有气体)压力,靠近靶正面配置基板等方法,并增加照射记录层的高能量Ar量。高能量Ar是溅射用的照射靶的Ar离子部分跳回到达基板侧的离子或等离子体中的Ar离子由于基板整个面的离子鞘电压加速到达基板的离子。
将这样的高能稀有气体的照射效应叫做atomic peening(原子喷射)效应。一般使用的Ar气体的溅射中,由于atomic peening效应,使Ar混入溅射膜中。根据膜中的Ar量,能够估计atomic peening效应。也就是说,若Ar量少,则意味着高能Ar的照射效应小,容易形成密度稀疏的薄膜。另一方面,若Ar量多,则高能Ar的照射强,密度虽高,但进入膜中的Ar在反复重写时作为void(空隙)析出,使反复重写耐久性变差。记录层膜中合适的Ar量为0.1原子%以上1.5原子%以下。再者,采用高频溅射与直流溅射相比,膜中Ar量少,能得到高密度膜,因此比较理想。
在本发明中,记录层由具有上述构成的GeSbTe合金为主成分的薄膜构成。也就是说,记录层中的Ge、Sb、Te各元素量之比只要在上述组成范围内即可,记录层也可以根据需要添加最多共计10原子%左右的其它元素。
记录层中再通过添加O、N、S中选出的至少1种元素1原子%以上5原子%以下,就能够对记录层的光学常数进行微调。但是,若添加量超过5原子%,会使结晶速度降低,擦除性能变差,因此是不理想的。
又,为了不降低重写时的结晶速度,增加长期稳定性,最好添加8原子%以下的V、Nb、Ta、Cr、Co、Pt及Zr中的至少一种。更理想的是添加0.1原子%以上5原子%以下。这些添加元素与Ge的总添加量相对于SbTe最好在15原子%以下。若含量过剩,则引起Sb以外的相分离。特别是Ge含量在3原子%以上5原子%以下时,添加效果大。
为了提高长期稳定性及对折射率进行微调,最好添加5原子%以下的Si、Sn及Pb中的至少一种。这些添加元素与Ge的总含量最好在15原子%以下。这些元素与Ge相同,具有4配位网络。
添加8原子%以下的Al、Ga及In,将使结晶温度上升,同时减少跳动,对提高记录灵敏度也有效果,但也容易产生偏析,因此最好为6原子%以下。又,与Ge合计的含量希望在15原子%以下,最好为13%以下。
若添加8原子%的Ag,在提高记录灵敏度方面同样有效果,特别是在Ge原子量超过5原子%时采用,效果更显著,但是,添加超过8原子%会使跳动增加,或损坏非晶态斑点的稳定性,因此是不理想的,若与Ge一起总的添加量超过15原子%,则容易产生偏析,因此是不适宜的。Ag的含量最好在5原子%以下。
本发明记录媒体的记录层3,通常成膜后的状态为非晶态。因而,成膜后使记录层整个面结晶化作为初始化状态(未记录状态)。
作为初始化方法,对于Sb0.7Te0.3中含有过剩Sb的合金,虽然利用固相下的退火也可进行初始化,但在还含有Ge的组成的情况下,最好采用使记录层暂熔融而再凝固时使其缓慢冷却再结晶的熔融再结晶的初始方法。
本记录层在刚成膜后几乎没有晶体生长的核,在固相下的结晶是很难的,但采用熔融再结晶方法方法,则形成少数晶核,然后熔融,以晶体生长为主以高速度再结晶。
另外,本发明记录层由熔融再结晶产生的晶体与固相下进行退火产生的晶体的反射率不同,若两者混合在一起,则成为噪声的根源。而且,在实际进行重写记录时,擦除部分成为熔融再结晶产生的晶体,因此最好初始化也利用熔融再结晶来进行。
这时,使记录层熔融是局部性的,而且限于1毫秒左右以下的短时间。这是因为,若熔融区域大,或熔融时间或冷却时间过长,则因发热会使各层受到破坏,或者使塑料基板表面变形。
为了给出这样的受热历程,最好将波长600~1000nm左右的高输出半导体激光聚焦成长轴100~300μm、短轴1~3μm的光束进行照射,将短轴方向作为扫描轴,以1~10m/s的线速度进行扫描。即使使用相同的聚焦光束,如果接近圆形,则熔融区域过大,容易再度非晶化,又会对多层结构或基板造成较大损伤,因此是不理想的。
初始化通过熔融再结晶来进行这一点,可通过下述做法得到确认。也就是说,将聚焦成光点直径小于约1.5μm的、具有足以使记录层熔融的记录功率Pw的记录光以一定线速度恒定照射该初始化后的媒体。在有导向槽时,在对该槽或槽间构成的道进行跟踪伺服及聚焦伺服的状态下进行。
然后,向相同道上恒定照射具有擦除功率Pe(≤Pw)的擦除光而得到擦除状态,若所述擦除状态的反射率与完全未记录的初始状态的反射率几乎相同,则可以确认该初始化状态为熔融再结晶状态。
这是因为,利用记录光照射使记录层暂熔融,然后再用擦除光照射使其完全再结晶的这种状态,是经过利用记录光的熔融及利用擦除光的再结晶过程,处于熔融再结晶的状态。
所谓初始化状态的反射率Rini与熔融再结晶状态的反射率Rcry几乎相同,是指由(Rini-Rcry)/{(Rini+Rcry)/2}定义的两者反射率差在20%以下。通常,仅仅通过退火等固相结晶化,其反射率差大于20%。
下面叙述有关记录层以外的其他层。
本发明的层结构属于一种叫做急冷构造的层结构。急冷构造是通过采用促进散热、提高记录层再凝固时的冷却速度的层结构,来避免非晶态斑点形成时的再结晶化问题,同时利用高速结晶实现高擦除比。为此,第2保护层膜厚取5nm以上30nm以下。若比5nm薄,则由于记录层熔融时的变形等容易引起损坏,而散热效果过大,则记录所需要的功率过大而没有必要。
本发明的第2保护层膜厚对反复重写的耐久性有很大影响,特别在抑制跳动劣化上也很重要。膜厚比30nm厚的情况下,记录时在第2保护层的记录一侧与反射层一侧的温差大,由于保护层两侧的热膨胀之差,保护层本身容易产生不对称变形。这种情况反复发生,将在保护层内部积蓄微观的塑性变形,导致噪声增加,因此是不理想的。
若采用本发明的记录层,则在最短斑点长度为0.5μm以下的高密度记录中,虽然能够实现低跳动,但根据本发明者的研究,在为了实现高密度记录而采用短波长激光二极管(例如波长700nm以下)时,对于上述急冷构造的层结构更必需要注意。特别是采用波长500nm以下、数值孔径NA为0.55以上的较小的聚焦光束研究单光束重写特性时,了解到使斑点的宽度方向的温度分布平坦对于获得高擦除比及大的擦除功率余量是很重要的。
这一趋势对于采用波长为630~680nm、NA=0.6左右的光学系统的与DVD对应的光学系统也是同样的。在采用这样的光学系统的高密度斑点长度调制记录中,特别采用热传导率低的材料作为第2保护层。最好使其膜厚为10nm以上25nm以下。
在任何情况下,在其上设置的反射层5采用特别高热传导率的材料,这样能够改善擦除比及擦除功率余量。
根据研究,在很宽的擦除功率范围内,为了发挥本发明记录层具有的良好擦除特性,最好采用能够不仅使膜厚方向的温度分布及时间变化、而且使膜面方向(记录光束扫描方向的垂直方向)的温度分布尽可能平坦的层结构。
本发明者试图通过适当设计媒体的层结构,使媒体中道的横向温度分布平坦,这样熔融后不再非晶化,而且加大能够再结晶的宽度,增大擦除率及擦除功率余量。
另一方面,还了解到通过热传导率低而且极薄的第2保护层,促进从记录层向极高热传导率的反射层散热,这样使记录层中的温度分布变得平坦。虽然提高第2保护层的热传导率能够促进散热效果,但若过度促进散热,则记录所需要的照射功率高,即记录灵敏度显著下降。
在本发明中,最好采用低热传导率而且薄的第2保护层。
由于采用低热传导率又薄的第2保护层,因此在以记录功率开始照射时的数nsec~数+nsec中,从记录层向反射层的热传导能够具有一定时间延迟,然后能够促进向反射层的散热,所以不会因散热而使记录灵敏度过度降低。
以往所知道的以SiO2、Ta2O5、Al2O3、AlN及SiN等为主要成分的保护层材料,由于其本身的热传导率过高,因此不适合作为本发明媒体的第2保护层4。这样,金属氧化物或氮化物的热传导率,即使与同样的薄膜状态相比,其热传导率也比本发明保护层所用的下述保护层要高1个数量级以上。
另一方面,反射层的散热,即使反射层的厚度较厚也能够进行,但若反射层厚度超过300nm,则膜厚方向的热传导要比记录层膜面方向的显著,不能得到改善膜面方向温度分布的效果。又,反射层本身的热容量变大,反射层进而记录层的冷却就需要时间,就阻碍了非晶态斑点的形成。最好是设置高热传导率的薄反射层,有选择地促进向横向散热。
以往采用的急冷构造,仅注意膜厚方向的一维散热,仅打算从记录层很快地向反射层散热,而没有对该平面方向温度分布的平坦化给以充分的注意。
若将本发明的所谓“考虑第2保护层的热传导延迟效应的超急冷构造”用于本发明的记录层,则与以往的GeTe-Sb2Te3记录层相比有更好的效果。这是因为,本发明的记录层在Tm附近再凝固时的晶体生长成为再结晶的反应速率。对于将Tm附近的冷却速度增加到极限,可靠且明确地形成非晶态斑点及其边界,超急冷构造是有效的,而且通过使膜面方向温度分布平坦,原来在Tm附近能够高速擦除的,直到更高擦除功率的程度都能够确保利用再结晶可靠擦除。
在本发明中,作为第2保护层的材料最好是热传率低的材料,其大致数值为1×10-3pJ/(μm·K·nsec)。但是,很难直接测量这样的低热传导率材料薄膜状态的热传导率,代替办法可以是根据热模拟及实际记录灵敏度的测量结果得到大致数值。
作为具有理想结果的低热传导率的第2保护层材料,最好是含有50mol%以上90mol%以下的ZnS、ZnO、TaS2或稀土类硫化物中至少一种、而且含有熔点或分解点为1000℃以上的耐热性化合物的复合电介质。
更具体来说,最好是含有60mol%以上90mol%以下的La、Ce、Nd、Y等的稀土硫化物的复合电介质。
或者最好是使ZnS、ZnO或稀土硫化物组成范围在70~90mol%。
作为要与这些混合而熔点或分解点为1000℃以上的耐热化合物材料,可以采用Mg、Ca、Sr、Y、La、Ce、Ho、Er、Yb、Ti、Zr、Hf、V、Nb、Ta、Zn、Al、Si、Ge及Pb等的氧化物、氮化物、碳化物、或Ca、Mg及Li等的氟化物。
特别是要与ZnO混合的材料,最好是Y、La、Ce及Nd等稀土的硫化物或硫化物与氧化物的混合物。
而且,若该第2保护层膜厚大于30nm,则不能得到斑点宽度方向温度分布足够平坦的效果,因此采用30nm以下,最好为25nm以下。若小于5nm,则在第2保护层部分的热传导延迟效果不充分,记录灵敏度显著下降,是不理想的。
第2保护层4的厚度,在记录激光波长为600~700nm时最好为15nm~25nm,在波长为350~600nm时,最好为5~20nm,更理想为5~15nm。
在本发明中的特征在于,采用非常高的热传导率的、300nm以下的薄反射层5以促进横向散热效果。
通常,薄膜的热传导率与松装状态的热传导率有很大不同,普通情况是变小。特别是小于40nm的薄膜,在生长初期岛状构造的影响下,热传导率要小1个数量级以上,这种情况是不理想的。再者,因成膜条件不同,结晶性及杂质量也不同,这是即使相同组成而热传导率也不同的主要原因。
在本发明中,为了确定显示出良好性能的高热传导率的反射层,虽然也能够直接测量反射层的热传导率,但利用电阻也能够估计其热传导的好坏。这是因为,在像金属膜那样主要由电子担负热传导及电传导的材料中,热传导率与电传导率有很好的比例关系。
薄膜的电阻用其膜厚或测量区域的面积归一化的电阻率的数值来表示。体积电阻率及面积电阻率可以用通常的四探针法测量,以JIS K 7194规定为依据。利用本方法,与实测薄膜的热传导率本身相比要简便得多,而且可以得到重复性好的数据。
在本发明中,理想的反射层的体积电阻率为20nΩ·m以上150nΩ·m以下,最好为20nΩ·m以上100nΩ·m以下。体积电阻率小于20nΩ·m的材料实际上在薄膜状态很难得到。体积电阻率比比150nΩ·m大的情况下,若采用例如若为超过300nm的厚膜,则虽然能够降低面积电阻率,但根据本发明者的研究可知,用这样的高体积电阻率材料,仅仅降低面积电阻率,也不能得到足够的散热效果。可以认为这是由于在厚膜情况下,单位面积的热容量增大的缘故。另外,这样的厚膜成膜时间长,材料费也增加,从制造成本的观点看也是不理想的。再者,膜表面的微观平整度也差。
最好采用膜厚为300nm以下、能得到面积电阻率为0.2以上0.9Ω/□以下的低体积电阻率材料。更理想的是0.5Ω/□。
适于本发明的材料如下所示。
例如含有0.3重量%以上0.8重量%以下的Si及0.3重量%以上1.2重量%以下的Mg的Al-Mg-Si系合金。
又,Al中含有0.2原子%以上2原子%以下的Ta、Ti、Co、Cr、Si、Sc、Hf、Pd、Pt、Mg、Zr、Mo或Mn的Al合金,其体积电阻率与添加元素的浓度成正比增加,又能改善耐异常析出(hillock)性能,从耐久性、体积电阻率及成膜速度等考虑,可以采用。
关于Al合金,在添加杂质少于0.2原子%的情况下,虽然也取决于成膜条件,但往往耐异常析出性能不充分。而如果多于2原子%,则难于得到上述的低电阻率。
对于特别重视长期稳定性的情况,添加成分最好用Ta。特别是对于以ZnS为主要成分的上部保护层4,用0.5原子%以上0.8原子%以下的Ta的AlTa合金作为能兼顾耐蚀性、粘着性及高热传导率等全部特性的反射层,是理想的材料。又,稍微添加0.5原子%的Ta的情况,与纯Al或Al-Mg-Si合金相比,溅射时的成膜速率提高了30%~40%,在制造上能够获得理想的效果。
在采用上述Al合金作为反射层时,理想的膜厚为150nm以上300nm以下。在小于150nm时,即使用纯Al,散热效果也不充分。而若超过300nm,则热量从水平方向向垂直方向散热,对于水平方向的热分布没有改善作用,而且反射层本身的热容量大,相反记录层的冷却速度变慢。而且,膜表面的微观平整度也差。
再者,在Ag中含有0.2原子%以上5原子%以下Ti、V、Ta、Nb、W、Co、Cr、Si、Ge、Sn、Sc、Hf、Pd、Rh、Au、Pt、Mg、Zr、Mo或Mn的Ag合金也是理想的材料。在特别重视长期稳定性的情况下,Ti、Mg作为添加成分是理想的。
在采用上述Ag合金作为的反射层时,理想的膜厚为40nm以上150nm以下。在小于40nm时,即使用纯银散热效果也不充分。而若超过150nm,则热量从水平方向向垂直方向散发,对于水平方向热分布的改善没有作用,而且不必要的膜厚使生产效率降低。另外,膜表面的微观平整度也变差。
本发明者确认,对于上述Al中的添加元素及Ag中的添加元素,体积电阻率与这些添加元素的浓度成正比增加。
人们认为添加杂质通常使晶粗直径减少,使晶界的电子散射增加,热传导率降低。为了通过增大晶粒直径以得到材料本来的高热传导率,必须调节杂质添加量。
还有,反射层通常用溅射法或真空蒸镀法形成,虽然靶和蒸镀材料本身的杂质量也消失,但是必须使包含成膜时混入的水分及氧气量在内的全部杂质含量为2原子%以下。因此,希望处理真空室达到小于1×10-3Pa的真空度。
又,若在真空度比10-4pa差的情况下成膜,则希望成膜速率为1nm/秒以上,最好为10nm/秒以上,以防止杂质进入。
或者在含有多于1原子%想要的添加元素情况下,希望成膜速率为10nm/秒以上,以尽量防止附加的杂质混入。
也有成膜条件与杂质量无关而对晶粒大小有影响的情况。例如,在Al中混入2原子%左右的Ta构成的合金膜,在晶粒间混有非晶态相,而结晶相与非晶态相的比例取决于成膜条件。例如,越是在低压下溅射,则结晶部分比例增加,体积电阻率降低,热传导率增加。
膜中的杂质组成或结晶性也取决于溅射用的合金靶的制造方法或溅射气体(Ar、Ne、Xe等)。
这样,薄膜状态的体积电阻率不仅仅由金属材料及组成来决定。
为了得到高热传导率,如上所述,最好要减少杂质量,但另一方面,Al或Ag纯金属有耐蚀性及耐异物析出性能差的倾向,因此要考虑兼顾两者来决定最佳组成。
当然,为了得到高热传导性及高可靠性,将反射层做成多层结构也是有效的。这时的构成是,至少1层是作为具有全反射层膜厚的50%以上膜厚的上述低体积电阻率材料。实际上完成散热功能,而其它层则有助于提高耐蚀性、与保护层的粘着性及耐异物析出性能。
更具体来说,金属中具有最高热传导率及低体积电阻率的Ag与含S的保护层不大能够相容,在反复重写的情况下劣化稍快。
又,在高温高湿的加速成试验环境下有容易被腐蚀的倾向。
因此,采用Ag及Ag合金作为低体积电阻率材料,并设置1nm以上100nm以下的Al为主要成分的合金层作为与上部保护层之间的界面层也是有效的。若厚度采用5nm以上,则薄层不呈岛状构造,容易均匀形成。
作为Al合金,与前面所述一样,可以举出例如包含0.2原子%以上2原子%以下的Ta、Ti、Co、Cr、Si、Sc、Hf、Pd、Pt、Mg、Zr、Mo或Mn的Al合金。
界面层厚度小于1nm时,保护效果不充分,若超过100nm,则牺牲了散热效果。
特别是在反射层为Ag或Ag合金的情况下,使用界面层特别有效。这是因为,Ag与含有本发明希望采用的硫化物的保护层接触,比较容易因硫化而引起腐蚀。
而在采用Ag合金反射层与Al合金界面层时,由于Ag与Al是相互比较容易扩散的一对组合,因此更理想的是使Al表面氧化形成大于1nm的界面氧化层。界面氧化层若超过5nm,特别是超过10nm,则形成热阻,作为本来意图的具有极好散热性的反射层功能受到损害,因此是不适宜的。
反射层做成多层,将高体积电阻率材料与低体积电阻率材料组合,对于在所希望的膜厚得到所希望的面积电阻率是很有效的。
通过合金化来调节体积电阻率,虽然可以使用合金靶以简化溅射工序,但也构成靶的制造成本进而媒体的原材料比上升的一个重要因素。因而,将纯Al或纯Ag薄膜与上述添加元素本身的薄膜形成多层结构以得到所希望的体积电阻率也是有效的方法。
若层数达到3层左右,则有时虽然初始装置成本增加,但每片媒体的成本倒反而能够加以抑制。
最好将反射层做成由多层金属膜构成的多层反射层,全部膜厚做成40nm以上30nm以下,多层反射层厚度的50%以上为20nΩ·m以上150nΩ·m以下的金属薄膜层(也可以是多层)。
记录层及保护层厚度,除了考虑上述热学性能、机械强度、可靠性方面的限制外,还要考虑随多层结构而来的干涉效应,厚度选择要使得激光吸收效率好、记录信号的振幅即记录状态与未记录状态的反差大。
例如,若将本发明媒体用于可擦写DVD,并确保与只读型DVD的互换性,则必须提高调制度。又必须能够原封不动地使用通常单放机采用的称为DPD(DifferentialPhase Detection,即差分相位检测)法的跟踪伺服法。
图6所示为记录、重放EFM增强型调制的随机信号时的DC重放信号(含直流分量的重放信号)波形。调制度以14T斑点的最大信号强度Itop与信号振幅I14之比I14/Itop来定义。
Itop实际上相当于未记录部分(结晶态)的槽内的反射率。I14则反映相变媒体的结晶态部分与非晶态部分反射光的强度差及相位差的问题。
反射光的强度差基本上由结晶态与非晶态的反射率差来决定,若上述记录后的调制度约为0.5以上,则能够实现低跳动,同时上述利用DPD法的跟踪伺服也很好地动作。
图7所示为典型4层结构反射率差的计算举例。是在聚碳酸酯基板上设置(ZnS)80(SiO2)20保护层、Ge0.05Sb0.69Te0.26记录层、(ZnS)80(SiO2)20保护层、及Al0.995Ta0.005反射层的结构。
各层折射率采用实测值。在波长650nm条件下各材料的复数折射率是,上下保护层为2.12~0.1i,反射层为1.7~5.3i,基板为1.56,记录层在非晶态时(刚成膜后的状态下测量)为3.5~2.6i,初始化后的结晶态为2.3~4.1i。
又,记录层、第2保护层及反射层的膜厚分别为18nm、20nm及200nm,取固定值。
只看与第1保护层膜厚的关系,通常振幅的变化小,与分母Itop、即结晶态的反射率有很密切的关系。因而,结晶态反射率最好尽可能低。
在图7的计算举例中,第1保护层为折射率n=2.12的(ZnS)80(SiO2)20膜,这时,第1极小值d1为膜厚50~70nm,第2极小值d3为膜厚200~220nm。以后周期性变化。
如果是反射率高的记录层,则结晶态反射率极小的第1保护层膜厚实际上仅仅由保护层的折射率决定。其他折射率n的极小点膜厚若对d1及d2乘以2.1/n,则近似可求出。通常,用作保护层的电介质为n=1.8~2.3左右,d1为60~80nm左右。
若第1保护层折射率n小于1.8,则由于在极小点的反射率增加,调制度显著下降,小于0.5,因此是不适宜的,反之,若超过2.3,则由于极小点的反射率过低,不能达到20%,聚焦伺服及跟踪伺服困难,因此也不适宜。
在本发明记录层的组成范围内,能发挥与图7基本类似的光学特性。
从生产效率的观点来看,第1保护层膜厚最好限于150nm以下。这是因为,现在利用溅射法的电介质保护层成膜速度顶多为15nm/秒,其成膜若需要10秒钟以上,则成本要上升。另外,由于膜厚变化的允许范围比较严格,因此生产效率不理想。也就是说,由图7可知,若与所希望的膜厚d0偏离Δd,则在第1极小值d1附近及第2极小值d2附近,反射率都变化相同数值。
另一方面,制造上膜厚分布的均匀性限度通常是相对于d0±2~3%。因而,d0越薄,膜厚变化幅度Δd越小,能够抑制盘片面内或盘片之间的反射率变化,因此是有利的。
因而,对于价格便宜的静止相对型溅射装置,没有基板自转、公转机构的装置,最好采用第1极小值d1附近的膜厚。
另一方面,厚保护层对于抑制反复重写时的基板表面变形有很大效果,因此若着重于改善反复重写耐久性,则最好采用第2极小值d2附近的膜厚。
在通过基板入射录放光进行记录或重放的那样的媒体中,必须使第1保护层有一定程度的厚度,以保护基板免收记录时所产生的热量的影响。记录层在记录时虽然是100纳秒左右但达到500~600℃以上。因此,膜厚最好为50nm以上。在小于50nm的情况下,若反复记录,则基板上积聚微观变形,容易产生噪声及缺陷等。特别是基板为聚碳酸酯等热塑性塑料时尤为重要。
下面说明与本媒体一起使用的理想的光记录方法。
理想的第一记录方法是在上述记录媒体上利用多种记录斑点长度对斑点长度调制信息进行记录时,
在记录斑点之间照射能够使非晶态结晶化的擦除功率Pe的记录光,
一个记录斑点的时间长度为nT时(T为基准时钟信号周期,n为2以上的整数)。
将记录斑点的时间长度nT依次分割为
    η1T、α1T、β1T、α2T、β2T……、
           αiT、βiT、……αmT、βmT、η2T
(式中,m为脉冲分割数,m=n-k,设k为0≤k≤2的整数。
又,设∑iii)+η12=n,η1为η≥0的实数,η2为η2≥0的实数,0≤η12≤2。
设αi(1≤i≤m)为αi>0的实数,βi(1≤i≤m)为βi>0的实数,∑αi<0.5n。
设α1=0.1~1.5、β1=0.3~1.0、βm=0~1.5、αi=0.1~0.8(2≤i≤m)。
而在3≤i≤m的i中,设αii-1=0.5~1.5的范围,且与i无关,为一固定值。
在αiT(1≤i≤m)时间内,照射足以使记录层熔融的记录功率Pw(Pw≥Pe)的记录光,在βiT(1≤i≤m)时间内,照射满足0<Pb≤0.2Pe的偏置功率Pb的记录光(这里,在βmT中可以有0<Pb≤Pe的关系)。
通过与上述媒体一起采用本记录方法,能够正确控制记录层再凝固时的冷却速度,至少在3m/s到8m/s的线速度范围内,而利用设定记录条件的方法,能够在1m/s至15m/s很宽的线速度范围内进行最短斑点长度为0.5μm以下的高密度斑点长度调制记录,能够达到1000次以上的反复重写次数,能够实现小于基准时钟信号周期10%的低跳动。
首先,为了实现上述高密度斑点长度调制记录,使波长350~680nm的激光光束通过数值孔径NA为0.55以上0.9以下的物镜将光聚焦在记录层上,得到微小的聚焦光束的光点。
最好是使NA为0.55以上0.65以下,若NA超过0.65,则由于光轴倾斜而产生的像差的影响变大,必须使物镜与记录面的距离极其接近。因而,在通过DVD等0.6mm左右厚度的基板入射聚焦光束时,NA为0.65左右是上限。
然后,如图8所示,通过将记录光功率调制为至少3值,能够放宽功率余量及记录时的线速度余量。
在图8中,最前面记录脉冲α1T的开始位置及最后面切断脉冲βmT的结束位置不一定必须与原来记录信号的开始位置及结束位置一致。在0≤η12≤2.0的范围内,可以在最前面设置η1T,在最后面设置η2T。根据该斑点前后的斑点长度和斑点间的长度,对η1T和η2T的长度进行微调,对于正确形成斑点也是有效的。
或者也有相应于斑点长度nT仅仅改变βm,以此能够形成良好的斑点的情况。也可以使最后的βm=0。例如,在EFM调制中,3T~11T的斑点中的11T斑点,或在EFM增强型调制中3T~14T的斑点中的14T斑点等长斑点,是那样容易积蓄热量,因此最好延长最后的βm,以延长冷却时间。
反之,在3T斑点等短斑点情况下,最好缩短βm。其调整宽度为0.5左右。如果是超过所谓DVD程度的线密度的高密度记录,则即使不一定进行那样的微调也能得到足够好的记录信号质量。
又,通过改变偏置功率Pb的大小,也能够控制斑点形状。图9所示为照射两个记录脉冲时记录层某一点的温度随时间变化之一例。是相对于媒体相对移动光束、同时连续照射记录脉冲P1、切断脉冲及记录脉冲P2时,在照射记录脉冲P1的位置上的温度变化。图中(a)为Pb=Pe的情况,(b)为Pb≈0的情况。
图9中的(b),由于切断脉冲区间的偏置功率Pb几乎为0,因此TL’从熔点降低到非常低的点,而且中途的冷却速度也大。因而,非晶态斑点在记录脉冲P1照射时熔解,在其后的切断脉冲时由于急冷而形成。
另一方面,在图9(a)中,在切断脉冲区间还照射擦除功率Pe,因此第1个记录脉冲P1照射后的冷却速度慢,由于在切断脉冲区间的温度下降,达到的最低TL温度停留在熔点Tm附近,再由于后续的记录脉冲P2作用加热至熔点Tm附近,难于形成非晶态斑点。
对于本发明媒体,取图9(b)所示的陡削温度分布曲线对于抑制高温区的结晶化,得到良好的非晶态斑点是很重要的。这是因为,本发明媒体的记录层仅在略小于熔点的高温区显示出大的结晶速度,因此取(b)的分布曲线,这是记录层温度基本上没有停止在高温区的分布曲线,人们认为能够以此抑制再结晶化。
或者,在接近结晶温度Tc的比较低的低温区,晶核生成在每次擦除过程不是起支配作用,由于前述初始化时形成的能够构成晶核的Sb原子团稳定存在,也可以认为仅仅高温区的晶体生长起支配作用。
因而,通过控制冷却速度及TL’,能够几乎完全抑制再结晶化,得到具有几乎与熔融区域一致的有清晰轮廊的非晶态斑点,能够减少斑点边界的跳动。
另一方面,对于GeTe-Sb2Te3伪二元素合金,采用图9中(a)、(b)中的任一温度分布曲线,非晶态斑点形成过程也没有显著差别。这是因为,该材料在比较宽的温度范围、特别是接近结晶温度Tc的低温区,显示出速度稍慢的再晶化。或是,该材料在比较接近Tc的温度区的晶核生成与接近Tm的温度区的晶体生长成为恒定速率,因此也可以认为,在比较宽的温度范围,作为整体来说发生较低速度的再结晶化。
对于GeTe-Sb2Te3,也有采用Pb<Pe。并使用的切断脉冲以抑制粗大晶粒的情况,但若取Pb/Pe≤0.2,则在Tc附近结晶化受到过多抑制,擦除性能反而下降。
但是,对于本发明的记录层材料,人们认为在接近Tc的较低温下的结晶化基本上不进行,因此最好取Pb/Pe≤0.2。或者更具体来说,取0≤Pb≤1.5(mW),只要跟踪伺服稳定,最好采用低的Pb,尽可能急冷,这样积极地利用切断脉冲,就能够清晰地形成非晶态斑点的边界。
在图8的脉冲分割方法中,特别是仅仅使最前面的记录脉冲α1T比后续脉冲αiT长,又仅仅设定最前面和最后面的切断脉冲宽度β1T及βmT与其他切断脉冲不同,这对于取得长斑点与短斑点性能的平衡是最有效的。
最前面的脉冲α1T因为没有余热效应,升温需要稍长的时间。或者,把最前面的脉冲的记录功率设定得比后续脉冲高也是有效的。
又,若使脉冲切换与时钟信号周期T同步,则脉冲控制变得简单。适于斑点长度调制记录且脉冲控制电路简单的脉冲分割方法示于图10中。(a)为记录斑点长度调制数据时的脉冲分割方法,(b)为m=n-1的情况(c),为m=n-2的情况。而在(b)、(c)中,为了使图形简单,省略了T。设图中所有的αi(2≤i≤m)及βi(2≤i≤m-1)都有与i无关,为一定值,取α1≥αi,αii-1=1.0(3≤i≤m),并使α1(2≤i≤m)的记录脉冲的后沿与时钟脉冲同步。
又,使Pb与重放光功率Pr相同,也有利于电路简化。仅仅使最前面脉冲α1T比后续脉冲长,这对于在所谓眼图(eye pattern)中使短斑点与长斑点的记录很好平衡是很有必要的。或者也可以仅仅使前面脉冲的功率比后续脉冲高。
这样的脉冲利用图11所示的3种门信号发生电路及决定它们之间的优先顺序的方法就能够得到。
图11为利用本发明的记录方法的脉冲发生方法之一例的说明图。
(a)为时钟信号,(b)为数据信号,由记录脉冲发生电路中的3种门信号发生电路产生的门信号为(c)Gate1、(d)Gate2及(e)Gate3。通过预先决定这3种门信号的优先顺序,就能够实现本发明的脉冲分割方法。
Gate1仅仅决定记录脉冲发生区间α1T,Gate2决定产生规定个数的后续脉冲α1T(2≤i≤m)的时刻。这里设脉冲宽度αi在2≤i≤m中为一定值αc。Gate3产生切断脉冲发生区间βiT。Gate3导通(高电平)时,产生Pb,在截止(低电平)时,产生Pe。
仅仅把αi的上升时间及脉冲宽度单独决定,可以使β1取与βi不同的值。
最好使Gate3与Gate1的上升沿同步,Gate1及Gate2分别产生Pw,而Gate1及Gate2导通时,Gate3优先。若规定Gate1的延迟时间T1为αi,Gate2的延迟时间(T1+T2)为αc,则能够规定图10的策略。
这里若设T1为1T以上,则成为图10(b)的m=n-1情况下的脉冲,若设为小于1T,后续脉冲减去一个数,则成为图10(c)的m=n-2情况下的脉冲。这时,使α1T及βm-2比m=n-1时长,以使形成的斑点长度为nT。
作为本发明的应用例,为了在与只读DVD相同或更高的记录密度下得到与只读DVD相同的信号质量,最好是采用下述记录方法。
也就是利用数值孔径NA为0.55~0.9的物镜将波长为350~680mn的光聚焦于记录层上进行数据录放的光记录方法,设m=n-1或m=n-2,0≤Pb≤1.5(mW),Pe/Pw为0.3以上0.6以下。而且最好设
α1=0.3~1.5,
α1≥αi=0.2~0.8(2≤i≤m),
αii-1=1.0(3≤i≤m),
βm=0~1.5,
将Pe/Pw的比保持一定是为了在功率产生变动时,在大功率下记录斑点大的时候,也把擦除功率加大,以扩大可能擦除的范围。当Pe/Pw小于0.3时,通常因为Pe低,擦除不容易彻底。反之,若大于0.6,则Pe过多,容易导致光束中心的再度非晶化,很难利用完全再结晶化进行擦除。又,照射于记录层的能量过大,也容易因反复重写而恶性循劣化。
本发明组成的记录层,由于αi在特别小的范围内能得到较小的跳动,因此最好取∑αi<0.5n,K越小越使(∑αi)/n减小。即最好在K=0或K=1时(∑αi)<0.4n,k=2时,(∑αi)<0.5n。
为了将这样的记录脉冲分割方法用于线速度3m/s以上的重写,在本发明记录层Gex(SbyTe1-y)1-x中,最好是y取0.72以上,对于线速度7m/s以上的重写,最好使y为0.74以上。亦即Sb/Te比取2.57以上,最好是Sb取2.85以上的富Sb组成。
即使将记录层组成做成这种富Sb组成,非晶态斑点的稳定性及保存稳定性仍然较好,这是本发明的一个理想的特征。
在日本专利特开平8-22644号公报中记载了在Sb0.7Te0.3邻近组成中添加共计10原子%左右的Ag及In而形成的AbInSbTe记录层。但是,在该AgInSbTe记录层中,若使Sb/Te比为2.57以上,则非晶态斑点极不稳定,保存稳定性存在问题。
下面用实验例加以比较说明。考虑这样的记录情况,即在进行EFM增强型调制的斑点长度记录时,为了记录长度nT的斑点,在线速度为2m/s~5m/s的范围内,采用波长630~680nm、NA=0.6的光学系统,将记录脉冲分割成n-1个进行记录。
作为本发明记录层之一例,采用Ag0.05Ge0.05Sb0.67Te0.23(Sb/Te≈2.91),而作为上述AgInSbTe记录层之一例,采用Ag0.05In0.05Sb0.63Te0.27(Sb/Te≈2.33)。
本发明组成的记录层及上述AgInSbTe记录层,其光学常数大致相等,因此采用相同的层结构,能够得到相同的反射率及调制度,因而能够采用热学上相同的层结构。
取第1保护层膜厚为100nm,记录层为20nm,第2保护层20nm,反射层为200nm,而都取βi=0.5左右(1≤i≤n-1),Pw=10~14(mW),Pe/Pw=0.5,Pb≈0。
这时,对已有的Ag0.05In0.05Sb0.63Te0.27记录层,最好是α1=0.8~1.2,αi=0.4~0.6(2≤i≤n-1)。特别是αi=1.0,αi=0.5(2≤i≤n-1),βm=0.5的情况下,∑αi与n无关,为0.5n。
而对于本发明的Ag0.05In0.05Sb0.67Te0.23记录层,最好的范围是α1=0.3~0.5,αi=0.2~0.4(2≤i≤n-1)。更具体地说,可以使αi=0.6,αi=0.35(2≤i≤n-1)。这种情况下,当n=3时,∑αi≈0.32n;而n=4以上时,∑αi≈0.33n~0.34n。
也就是说这表明在本发明媒体中,能够减小记录时照射的平均照射功率,减小实际的记录脉冲照射时间为∑αi<0.4n。
据此可以得到下述效果。
(1)能够减小由于高功率记录导致的记录信号质量的下降。高功率记录的问题起因于,给予记录层的光能过多而充满记录层。因此,冷却速度慢,发生非晶态斑点的再结晶化,或者使反复重写性能显著下降。
通过设置低功率的切断脉冲区间以抑制平均输入功率,而且利用高热传导率的反射层向平面方向散热,这样即使在高功率记录时,也能够抑制斑点后端部分、特别是长斑点后端部分的热积蓄造成的恶劣影响,能够形成良好的长斑点。
(2)能够减轻反复重写时各层的热损伤,改善反复重写耐久性。通过减小每次的热损伤,能够抑制例如耐热性差的塑料基板的变形。还能够把伤损伤达到的范围限制在激光束剖面的中心部分的较狭小的范围内。
特别是越容易产生热积蓄的n=4以上的长斑点,使实际记录能量照射比例(∑αi)/n减小的效果越大。因而即使是容易受热损伤的5m/s以下的低线速度下,也能够减轻对媒体的恶劣影响。
在本发明中,能够这样改善反复重写耐久性,达到比以往高1个数量级的重写次数。
还有,记录层采用以Gex(SbyTe1-y)1-x合金为主要成分的薄膜(0.045≤x≤0.075,0.74≤y<0.8),利用根据线速成度改变记录脉冲分割方法,能够以包括3m/s~8m/s的很宽范围的线速度进行重写。
也就是说,在图8的脉冲分割方法中,m=n-k的k取一定值,重写时的线速度越低,越是使Pb/Pe或αi的某一项单调减少。
还有,为了保持一定的记录线密度,也可以根据需要相应于线速度改变时钟信号周期,或改变Pw、Pe以在各自线速度下保持最佳。
在本发明中,还提供一种以DVD标准重放线速度的1倍速及2倍速两种条件记录最短斑点长度为0.35~0.45μm的所谓EFM增强型调制信号的方法。而且DVD的标准重放线速度为3.49m/s。
也就是说,所述光记录方法是利用数值孔径NA为0.55~0.65的物镜,使波长为600~680nm的光通过基板聚焦在记录层上,取最短斑点长度为0.35~0.45μm范围,进行数据录放的方法,
所述光记录方法是设
n为1~14的整数,
m=n-1,
Pb在0≤Pb≤1.5(mW)范围内与线速度无关,取一定值,
Pe/Pw能够在0.4~0.6范围内相应于线速度变化,
(i)在记录线速度为3~4m/s的范围内,设基准时钟周期为T0,
α1=0.3~0.8,
α1≥αi=0.2~0.4,与i无关,取一定值(2≤i≤m),
α21≥1.0,
α1i-1=1.0(3≤i≤m),
βm=0.3~1.5,
在αiT(1≤i≤m)时间内照射记录功率Pw1的记录光,
(ii)在记录线速度为6~8m/s范围内,设基准时钟信号周期为To/2,
α’1=0.3~0.8,
α’1≥α’i=0.3~0.5,与i无关,取一定值(2≤i≤m),
α’i+β’i-1=1.0(3≤i≤m),
β’m=0~1.0,
在αiT(1≤i≤m)的时间内,照射记录功率为Pw2的记录光时为
α’i>αi(2≤i≤m),
0.8≤Pw1/Pw2≤1.2。
根据本发明者的实验,只要采用图10的脉冲分割方法,利用该设定能够得到特别小的跳动。
这里,若是还设α21=1.0,则与脉宽有关的独立参数为α1、αi及βm这3个参数,能够进一步简化记录信号源,是非常理想的。
还有,n没有必要取从1到14的所有整数,在EFM增强型调制中,取3到11及14。也可以使用(1,7)RLL-NRZI(Run Length Limited-Non Return To Zero Inverted;即有限游程长度码-IBM式不归零码)码等。
另外,为了使记录密度为一定值,一般设定1倍速记录时的时钟信号周期为2倍速记录时的2倍。
还有,本发明不仅对于如上所述的一面维持一定线速度一面对整个记录面进行记录的方式(Constant linear velocity,CLV方式,即恒线速度方式)有效果,而只对于以一定旋转角速度在整个记录区进行记录的方式(Constant angular velocity,CAV方式,即恒角速度方式)也有效。或者,对于将半径方向分割为多个区域,在同一区域内按CLV方式进行重写的ZCLV(Zoned CLV,即区域等线速度)方式也有效。
光盘直径有86mm、90mm(简单CD尺寸)、120mm(CD尺寸)或130mm等各种各样,记录区从半径20~25mm到最大近65mm。这时内外圈的线速度差最大接近3倍。
通常,在高密度斑点长度记录中,相变媒体显示出良好的重写特性的线速度范围为线速度比在1.5倍左右的范围。若线速度快,则由于记录层冷却速度快,因此容易形成非晶态斑点,但是保持于结晶温度以上的时间短,擦除困难。另一方面,若线速度慢,则擦除容易,但是由于记录层冷却速度慢,因此容易再结晶化,很难形成良好的非晶态斑点。
为了解决这一问题,可以通过调节,使内外圈反射层膜厚改变,使得内圈反射层的散热效果程度增大。或者还有这样的方案,即改变记录层组成,以提高外圈的结晶速度,或降低内圈形成非晶态所必需的临界冷却速度。但是,要使做成的盘片具有这样的分布不是容易的。
另一方面,若将本发明的媒体与光记录方法组合使用,假如在盘片最外圈线速度即最大线速度为约10m/s以下,则即使采用CAV方式或ZCLV方式也能够进行良好的记录。
为了将本发明用于如上所述根据半径来改变线速度的媒体,最好将记录区按照半径分为多个区域,将数据的基准时钟频率及脉冲分割方法切换使用于每个区域。
也就是说,是使具有规定记录区的光学信息记录媒体以一定角速度旋转,而利用多种斑点长度记录信息的方法,使该媒体旋转以使记录区最内圈的线速度为2~4m/s,记录区最外圈的线速度为6~10m/s,该记录区由按半径分割的多个区域构成,根据各区域内的平均线速度改变基准时钟信号周期T,使记录密度大致为一定。
这时,取脉冲分割数m为一定值而与区域无关,从外圈区域到内圈区域使Pb/Pe比及/或αi(i为1≤i≤m中的至少1个)单调减小。这样在低线速度的内圈部分能够防止因冷却速度不够而使非晶态斑点的形成不完全的情况发生,另外,所谓单调减小αi(i为1≤i≤m中的至少1个)是指例如在α1、α2……、αm中只使α2减少。
更具体来说,希望能够以图10所示的脉冲分割方法为基础,采用根据线速度的脉冲分割方法来简化可变脉冲分割方法的电路。这时,将记录区沿半径方向分割为P个区域,使各个区域的时钟信号周期及脉冲分割方法改变,这比起根据半径位置连续使其变化要简单。
在本发明中,记录区按照半径分割为P个区域,将最内圈一侧作为第1区域,将最外圈一侧作为第P区域,若设第q区域(这里q为1≤q≤p的整数)中的角速度为ωq,平均线速度为<Vq>ave,最大线速度为<Vq>max,最小线速度为<Vq>min,基准时钟信号周期为Tq,最短斑点时间长度为nminTq,则最好
<Vp>ave/<V1>ave为1.2~3的范围,<Vq>max/<Vq>min为1.5以下。在同一区域内采用相同的时钟信号周期及相同的脉冲分割方法,但是用相同的脉冲分割方法能够覆盖的线速度范围的限度约为1.5倍。
于是,在同一区域内,ωq、Tq、αi、βi、Pe、Pb及Pw为一定值,最短斑点物理长度nminTq<Vq>ave为0.5μm以下,Tq<Vq>ave对于1≤q≤p的所有的q近似为一定值,而且
m=n-1或m=n-2,
αi=0.3~1.5,
α1≥αi=0.2~0.8,(2≤i≤m),
αii-1=1.0(3≤i≤m),
0≤P≤1.5(mW),
0.4≤Pe/Pw≤0.6,
式中最好当m=n-1时,α1=0.3~1.5,αi=0.2~0.5;当m=n-2时,α1=0.5~1.5,αi=0.4~0.8。
脉冲分割方法重要的是依照以下规则来变化。在各区域中,Pb、Pw、Pe/Pw比、α1、β1、βm为可变,从外圈区域向内圈区域至少使αi(i为2≤i≤m中的至少1个)单调减小。
各区域的α1的变化最好以0.1T为间隔或0.01T为间隔进行。
这里,通过附加相对于最外圈基准时钟信号周期Tp的1/100左右周期的高频基本时钟信号发生电路,能够产生作为该高频基本时钟信号的倍数的所有区域的Tq及分割脉冲长度。
在DVD中,由于1倍速的基准时钟信号频率为26MHz左右,因此采用最高为2.6GHz左右的高频基本时钟信号频率、而通常是小1个数量级的260MHz左右的高频基本时钟信号频率就足够了。
再者,设该记录区的Pw的最大值为Pwmax,最小值为Pwmin,则可以使Pwmax/Pwmin≤1.2,Pe=Pw=0.4~0.6,0≤Pb≤1.5(mW)。据此,可以限定3种功率的设定范围,因此能够简化功率发生电路。
在本发明中,还可以通过设定Pw、Pe/Pw比及Pb为一定值,并仅仅改变脉冲分割方法,以对应所有的线速度。还可以设定βm为与区域无关的一定值,而仅仅将α1及αm设定为与区域相关的参数。这对于简化驱动器的记录脉冲控制电路是极其有用的。
在本发明中,也可以根据记录时激光头的半径位置信息在记录媒体上设定假想区域进行记录,也可以根据盘片上预先记录的地址信息或区域信息在盘片上设置具体的区域构造,假想的区域也好,具体的区域也好,只要选择与区域决定的线速度对应的记录脉冲方法即可。
下面说明将本发明的光记录方法用于ZCAV方式的其他例子。
记录区按照半径分割为p个区域,将最内圈一侧作为第1区域,将最外圈一侧作为第p区域,设第q区域(这里q为1≤q≤p的整数)中的角速度为ωq,平均线速度为<Vq>ave,最大线速度为<Vq>max,最小线速度为<Vq>min,基准时钟信号周期为Tq,最短斑点时间长度为nminTq。
在ZCAV方式中,越移向外圈部分的区域,必须越减小记录数据的基准时钟信号的Tq,使得记录线密度大致为一定值。
也就是说,为了使Tq<Vq>ave相对于1≤q≤p的所有的q大致为一定值,要对应于不同区域改变Tq。这里所谓大致为一定值,是包含有±1%左右的误差。
另外,为了使同一区域内的最大线速度与最小线速度在一定范围内,决定的区域宽大度要满足下式,即
(<Vq>max-<Vq>min)/(<Vq>max+<Vq>min)<10%    (2)
也就是说,使(<Vq>max-<Vq>min)小于(<Vq>max+<Vq>min)的10%,第q区域的宽度允许达到平均半径<rq>ave的±10%以下的半径位置。最好是(<Vq>max-<Vq>min)为(<Vq>max+<Vq>min)的5%不到。
区域宽度可以将记录区按每一半径等分分割,但只要满足该条件,也可以不是等分分割。区域数量因记录区宽度而异,但对于30~40mm宽度的记录区,大致分割成10个区域以上。
根据本发明者的研究,即使最短斑点长度为0.4μm左右,若满足(2)式,则跳动值也能达到实用水平。
以上两个条件是为了使记录线密度一定、进而使斑点物理长度或信道位长度一定的条件。另外,所谓信道位长度是沿记录道的每个信息位的长度。
为了更可靠地得到与DVD的重放互换性,当设基准重放速度V为约3.5m/s、基准时钟信号周期T为约38.2nsec时,最好使信道位长度VT的变化小于约±1%。
在ZCAV媒体中,为了满足该条件,必须满足下述(3)式,即
(<Vq>max-<Vq>min)/(<Vq>max+<Vq>min)<1%       (3)
也就是说,使(<Vq>max-<Vq>min)小于(<Vq>max+<Vq>min)的1%,第q区域的宽度允许达到平均半均<rq>ave的1%以下的半径位置。因此,将记录区分割为200个以上的区域。而且
Tq<Vq>ave=vT,
Tq<Vq>ave相对于1≤q≤p的所有的q大致为一定值。这里所谓大致为一定值,是包含±1%左右的误差。
这样,虽然是ZCAV方式,但由于能够进行与半径无关的准等密度记录,因此用CLV方式也能够重放,提高了CLV方式与DVD播放机的互换性。
根据需要,也可以使区域宽度更窄。
下面说明在上述条件下得到与DVD相同记录密度的光记录方法。
在利用数值孔径NA为0.55~0.65的物镜使波长为600~680nm的光通过基板聚焦在记录层上进行数据录放时,上述记录区的最内圈在半径20~25mm范围内,最外圈在半径55~60mm范围内,最内圈一侧区域的平均线速度为3~4m/s,若取第q区域(这里q为1≤q≤p的整数)中的角速度为ωq,平均线速度为<Vq>ave,最大线速度为<Vq>max,最小线速度为<Vq>min,基准时钟信号周期为Tq,最短斑点的时间长度为nminTq,则
n为1~14的整数,
m=n-1,
ωq、Pb及Pe/Pw与区域无关,为一定值,
Tq<Vq>ave相对于1≤q≤p的所有的q大致为一定值,而且满足下式的关系:
(<Vq>max-<Vq>min)/(<Vq>max+<Vq>min)<10%
(i)设在第一区域中
α1 1=0.3~0.8,
α1 1≥α1 i=0.2~0.4,与i无关,为一定值(2≤i≤m),
α1 21 1≤1.0
α1 i1 i-1=1.0(3≤i≤m),
(ii)设在第p区域中
αp 1=0.3~0.8,
αp 1≥αp i=0.3~0.5,与i无关,为一定值(2≤i≤m),
αp ip i-1=1.0(3≤i≤m),这时,
(iii)设在其它区域中,α1 i≤αq i≤αp i(2≤i≤m),αq 1作为α1 1与αp 1之间的值记录。
上述记录区最内圈在半径20~25mm的范围,最外圈在半径55~60mm范围,这种情况下记录区的半径宽约30~40mm。而且使盘片以等角速度旋转,使最内圈第1区域中<V1>ave=3~4m/s。
对于第1区域及第p区域按照上述条件进行记录,对于其他区域(2≤q≤p-1的第q区域),设α1 i≤αq i≤αp 1(2≤i≤m),αq 1为α1 1与αp 1之间的值,这种情况下,αq 1的值最好以0.1T或0.01T的间隔来设定。
最好α1 1≥αq 1≥αp 1(式中α1 1>αp 1)。
再者,若Pb、Pe/Pw、β1、βm与区域无关,为一定值,仅仅使α1及αi因区域而变化,则能够在整个线速度3~8m/s的很宽的线速度范围内得到良好的重写特性。
最好是这些Pe/Pw、Pb、Pw、βm、(α1 1、αp 1)、(α1 c、αp c)的数值预先利用预刻凹坑串或槽变形记录在基板上,这样,对各记录媒体还有各区域,驱动器可以选择最合适的脉冲分割方法及功率,这些数值通常记录在记录区的与最内圈或最外圈的相邻的位置。若使偏置功率Pb与重放功率Pr相同,则有的情况下也可以不必记录偏置功率Pb。所谓槽变形,具体来说是槽蛇行(摆动)等。
或者,在利用预刻凹坑串或槽变形将地址信息预先记录在基板上的光学信息记录媒体上,也可以与该地址信息一起,在该地址中包含适当的与α1及αi有关的信息。
借助于此,能够在存取时与读出地址信息同时也读出该脉冲分割方法信息,能够切换脉冲分割方法,还能够不进行特别补偿,就选择适合该记录媒体及该地址所属区域的脉冲分割方法。
上述那样对于每个区域一边改变记录脉冲分割方式、一边在整个盘片进行记录的方式,也能够采用ZCLV方式(区域CLV)。下面说明具体例子。
设将记录区沿半径方向分割为多个区域,在各区域内以一定线速度进行记录,
在最内圈区域的记录线速度Vin与在最外圈区域的记录线速度Vout之比Vout/Vin为1.2~2,
设αi=0.3~0.6(2≤i≤m)及βm=0~1.5,
设αii-1(3≤i≤m)、α1T、Pe/Pw及Pb与线速度无关,为一定值,而使αi(2≤i≤m)及/或βm根据线速度而变化,以此进行记录。
ZCLV方式在半径方向上将记录区分割为多个区域,这一点与ZCAV方式相同,但在同一区域内是按照CLV方式、即线速度一定,使盘片一边旋转并一边进行记录。
因此,将本发明记录方法用于ZCLV方式时,设最内圈区域及最外圈区域的线速度分别为Vin及Vout,这时通过减小Vin与Vout之差,例如使Vout/Vin为1.2~2,以减小媒体对线速度的依从性。
本发明媒体仅仅稍微改变记录脉冲分割方法,就能够在线速度3~8m/s的很宽范围内进行记录,因此能够采用分割成较少区域数目的ZCLV方式。
这时,为了成为与区域无关的等记录密度,要使各区域的线速度Vq与各区域中的记录数据基准时钟信号周期Tq的Tq<Vq>ave与q无关地保持一定值。
然后,在各区域中采用最佳记录脉冲分割方法。也就是说,设αi=0.3~0.5(2≤i≤m)及βm=0~1.5,设m、αii-1(3≤i≤m)、α1T、Pe/Pw及Pb与线速度无关,为一定值,根据线速度使αi及/或βm变化以进行记录。
在如上所述的CLV方式、ZCAV方式或ZCLV方式中,根据重放时的线速度来改变记录脉冲分割方法的例子主要是使βm为与线速度无关的一定值而简化脉冲发生电路的方法。反之,通过积极改变βm以谋求简化脉冲发生电路也还是可能的。
也就是说采用下述光记录方法,即在将晶结态部分作为未记录、擦除状态,而将非晶态部分作为记录状态,利用最短斑点长度为0.5μm以下的多种记录斑点长度来记录信息时,
在记录斑点间照射能够使非晶态结晶化的擦除功率Pe的记录光,
在1个记录斑点时间长度为nT时(T为基准时钟信号周期,n为2以上的整数),
将记录斑点时间长度nT依照这一顺序进行分割,即
    η1T、α1T、β1T、α2T、β2T、……、
           αiT、βiT……αmT、βmT、η2T
(式中,m为脉冲分割数,m=n-k,k为0≤k≤2的整数。
又,设∑i1i)+η1+η2=n,η1为η1≥0的实数,η2为η2≥0的实数,0≤η1+η2≤2.0,
设αi(1≤i≤m)为αi>0的实数,βi(1≤i≤m)为βi>0的实数,
设α1=0.1~1.5,β1=0.5~1.0,βm=0~1.5,在2≤i≤m的i中,αi在0.1~0.8的范围内,而且与i无关,为一定值。
又,在3≤i≤m的i中,αii-1在0.5~1.5的范围内,而且与i无关,为一定值。
在αiT(1≤i≤m)的时间内,照射足以使记录层熔融的Pw>Pe的记录功率Pw的记录光,在βiT(1≤i≤m)的时间内,照射0<Pb≤0.2Pe(其中,在βmT中可以有0<Pb≤Pe的关系)的偏置功率Pb的记录光,
设m、αii-1(3≤i≤m)、α1T及αiT(2≤i≤m)与线速度无关,为一定值,而线速度越小,越使βm单调增加地变化。
首先,为了保持记录密度一定,采用上述ZCAV方式或ZCLV方式,使基准时钟信号周期T与线速度成反比变化。
然后,至少在3≤i≤m中,最好在2≤i≤m中,设αii-1与线速度及i无关,为一定值,这样能够简化脉冲发生电路,而且能够使αi随线速度降低而单调减速小,使记录层冷却速度增加。通常设αii-1=1.0。
为了实现这样的脉冲分割方法,只要在图11的门信号发生时序说明图中,与基准时钟信号周期T同步(可以附加一定的延迟)产生1个宽度为α1T的固定宽度脉冲(Gate1)及多个后续的宽度为α1T(αcT)的固定宽度脉冲(Gate2),另一方面,仅仅使决定最后切断脉冲宽度βmT的Gate3根据线速度变化即可。
这里,各记录线速度中的最大记录功率记为Pwmax,最小记录功率记为Pwmin,这时最好设定
Pwmax/Pwmin≤1.2,
Pe/Pw=0.4~0.6,
0≤Pb≤1.5(mW)。
又,如前所述,至少重写时的线速度为5m/s以下时,为了防止反复重写时的热损伤,在m=n-1中,最好设∑αi<0.4n;在m=n-2中,最好设∑αi<0.5n。
再者,设重写时在最高线速度的βm为βHm,最低线速度的βm为βLm,则可以采用取重写时各线速度的βm为βHm与βLm之间的值,而Pb及Pe/Pw比为与记录线速度无关的一定值的记录方法。
这种情况下,如果至少Pe/Pw比、Pb、Pw、α1T、αiT、(βLm与βHm)的数值预先利用预凹坑串或槽变形记录在媒体的基板上,则同样能够自动选择最佳脉冲分割方法,这是比较理想的。
还有,若最大线速度达到最小线速度的一倍左右,则也能够实现维持足够实用的信号质量,同时βm为与记录线速度无关的一定值的光记录方法。
在CLV方式的单放式DVD驱动器中,有一种方式是以重放斑点得到的基准时钟信号周期为基准,产生数据时钟信号及旋转同步信号,来进行旋转控制。
如上所述,像最短斑点长度或信道位长度为与记录半径无关的近似一定值那样,采用ZCAV方式记录斑点的媒体能够用本方式的单放式DVD驱动器直接进行重放而不用改动。
也就是说,由于能够利用PLL(Phase Lock Loop,即锁相环)方式进行旋转同步控制,而使由记录斑点生成的数据的基准时钟信号周期Tq’与该驱动器的基准数据时钟信号的Tr大致一致,因此即使线速度或信道位长度多少有一点变化,重放电路也能够原封不动地直接进行解码。
特别是在所有区域中最短斑点长度为0.4μm并大致为一定地进行记录的EFM增强型调制数据,根据由记录的斑点生成的旋转同步信号,达到利用PLL控制的CLV旋转同步。同时产生频率为25~27MHz范围的基准数据时钟信号Tr,根据该时钟,能够不意识到区域间的转移,而作为CLV记录媒体进行重放。
当然,若在基准数据时钟为Tr/2的情况下达到旋转同步,则能够进行2倍速的重放。这样的利用PLL方式的旋转同步信号发生电路可以原封不动地使用已经公知的DVD播放机或DVD-ROM驱动器的方式。
本发明媒体能够确保在除反射率以外的全部信号特性中与DVD的重放互换性。因此,理想的是槽内记录,或者最好槽的推挽信号要小。这是因为若槽的推挽信号大,则重放时使用的DPD法的跟踪伺服信号小。因而槽深必须比推挽信号为最大的λ/(8n)要浅。式中,λ为空气中的重放光的波长,n为基板的折射率。但是,由于记录时通常跟踪伺服要利用推挽信号,因此过小也不好。
又,关于重放信号特性,为了得到高的CN比,最好调制度Mod为0.5以上。这里设Mod为(DC重放信号包络线的振幅)/(DC重放信号包络线的上端值)。
理想的槽深为d=λ/(20n)~λ/(10n)。若比λ/(20n)还要浅,则记录时的推挽信号过小,不进行跟踪伺服;若比λ/(10n)深,则重放时的跟踪伺服不稳定。例如,在记录重放波长为630~670nm左右、物镜数值孔径NA为0.6~0.65的情况下,槽深最好在25~40nm范围内。
又,为了确保与DVD有相同大小的容量,槽间距取0.6~0.8μm,若槽间距为0.74μm,则容易与DVD有互换性。
槽宽最好是0.25~0.5μm。若比0.25μm窄,则推挽信号过小;若比0.5μm宽,则槽间宽度变窄,基板喷射成形时树脂难于进入,槽的形状难于正确复制到基板上。
本发明媒体在记录后反射率降低。在这样的媒体中,为了使槽内的反射率降低,也就是说,若记录后槽内的平均反射率记为RGa,记录后槽间的平均反射率记为RLa,则为了使RGa<RLa,最好槽宽比槽间宽度要窄。
例如,为了取得与DVD的互换性,若设槽间距为0.74μm,则槽宽最好比其一半、即0.37μm要窄。
另一方面,若记录前槽内的平均反射率记为RGb,记录前槽间的平均反射率记为RLb,在只要满足上述RGa<RLa、也可以是RGb>RLb的情况下,将槽宽设为0.4~0.5μm,以此可以加宽槽内记录的非晶态斑点的宽点,提高调制度,或降低跳动。
为了访问未记录的特定道,又为了得到使基板以一定线速度旋转的同步信号,有时在这些槽设置周期性变形。通常比较多的是在道的横断方向形成蛇行的摆动(wobble),也就是说,若槽以一定频率fwo蛇行,则通过检测其频率,就能够利用PLL方式取出旋转同步用的信号。
槽蛇行的振幅最好为40~80nm(峰值对峰值)。若小于40nm,则振幅过小,信号噪声(SN)比变坏;若超过80nm,则图6所示的记录信号的包络线的上下端包含过多的由摆动信号产生的低频分量,重放信号失真变大。
在摆动频率接近记录数据频带的情况下,最好其振幅为80nm以下。
再者,若将该蛇行频率fwo作为载波,根据特定的地址信息,形成频率调制或相位调制的蛇行,则将其重放能够取得地址信息。
若使蛇行频率fwo为一定值而形成蛇行槽,则根据由fwo生成的槽蛇行信号的基准周期Tw或其倍数或约数,也能够产生数据用的基准时钟信号T。
通常,摆动周期设定为比数据频率分量足够低的低频或足够高的高频,以防止与数据信号分量混合,容易用带通滤波器等分开。特别是fwo比数据基准时钟信号周期低1~2个数量级左右的情况下,即使是可写CD等也能实用化。
在采用CLV方式的媒体中,在达到PLL旋转同步后,将fwo提高1~2个数量级左右的倍数,生成数据基准时钟信号。采用这种方法生成的数据基准时钟信号,通常受旋转同步的摆动影响(fwo的0.1~1%左右),因此容易伴随有与数据基准时钟信号(频率)相同数量级的摆动。这使得数据检测用的窗口余量劣化。
因此,与槽蛇行信号不同,为了补偿数据基准时钟信号的摆动,每隔一定数据长度插入预刻凹坑或振幅大的特殊摆动也是有效的。另一方面,若fwo为数据基准时钟信号频率(1/T)或其1/100到100倍的范围内,则达到旋转同步后,以取得的摆动信号为基准,即使照原样不变产生数据基准时钟信号,也能够确保足够的精度,也就是说,设
100/T≥fwo≥1/(100T)                          (5)
又,在已叙述的ZCAV法中,最好使产生的基准时钟信号周期Tq为各区域的槽蛇行基准周期Twq的倍数或约数。也就是说,每个区域改变频率fwo,同时以一定角速度形成槽蛇行,这样能够产生作为fwo生成的基准时钟信号或其递增倍数的频率作为数据用基准时钟信号Tq。
这时,若使槽的摆动为满足(5)式的较高频率,则容易生成各区域的数据基准时钟信号。这样能够改变每个区域的基准时钟信号Tq,能够与该信号同步产生可变脉冲分割方法,能够减少分割的各脉冲位置精度或摆动,是比较理想的。
作为ZCAV方式的区域分割之一例,可以考虑将槽的一圈作为1个区域。这时的槽具有与区域无关的周期为一定的摆动。
设槽间距为TP,蛇行周期为Tw0,如果近似满足下述关系式,
2π·TP=a·Tw0·V0
(式中,a为自然数)
则在整个记录区形成周期Tw0为一定的摆动,仅仅记录道的一圈每构成外圈增加a个摆动。
而且,Tw0要为基准时钟信号周期T的整数倍,即Tw0=mT(m为自然数),这在根据Tw0产生基准时钟时,只要单纯为整数分之1即可,因此可以简化基准时钟发生电路,这是所希望的。在这种情况下,m也可以近似不是自然数,可以允许有±5%左右的误差。
也就是说,对于TP=0.74μm来说,若设V0=3.5m/s,T=38.23nsec,n=1,则m≈34.7,若设摆动周期近似为Tw0=35T,则每1圈所含的摆动数增加1个。
这种情况下的优点是,采用CLV方式,尽管引入了摆动,但由于相邻道的摆动相位总是一致,因此由于干涉(差拍)引起的摆动信号的重放振幅的变化较小。
以上说明了本发明的适用例,但本发明对于相变媒体一般的斑点长度记录在改善线速度依从性及记录功率依从性是有效的,不限于可擦写DVD。
例如,在采用波长为350~500nm的蓝色激光及使用NA=0.6以上的光学系统进行最短斑点长度为0.3μm以下的斑点长度调制记录时,本发明媒体及记录方法也是有效的。最短斑点长度若考虑斑点的稳定性,最好为10nm左右以上。
这时必须注意使道的横断方向的温度分布平缓,将第2保护层膜做成极薄的5~15nm是有效的。
在采用波长为350~450nm的激光时,10nm以下更为理想。
再者,本发明媒体也可以适用于将槽与槽间两者作为记录道进行记录、即所谓槽脊与槽沟记录。用槽脊及槽沟必须满足相同记录特性,有一定困难,但容易在保持槽宽较宽不变的情况下缩小道间距,适合于高密度记录。通过使槽宽GW及槽间宽度LW都为0.2~0.4μm,能够实现高密度,同时能够得到稳定的跟踪伺服性能。而若GW/LW比为0.8以上1.2以下,则能够保持槽内及槽间两者有相同的信号质量。为了减少交调失真影响,最好设槽深d=λ/(7n)~λ/(5n)或λ/(3.5n)~λ/(2.5n)。
实施例
下面所述为实施例,本发明只要不超过其要点,不限于下面的实施例。
在下面的实施例中,基板由喷射成型制成。基板为厚度0.6mm的喷射成型的聚碳酸酯树脂基板,只要不特别事先说明,采用形成槽间距0.74μm、宽0.34μm、深30nm的螺旋形槽的基板。
只要不特别事先说明,槽在线速度3.5m/s时具有频率为140KHz的摆动,摆动振幅为约60nm(峰值对峰值)。
还有,槽的形状采用U槽近似的光学衍射法进行测量。也可以用扫描电子显微镜或扫描电子探针显微镜对槽的形状进行实例。这时,槽宽采用槽深一半位置处的宽度。
只要不特别事先说明,在该基板上以图5(a)所示的4层结构成膜后,在其上利用旋转涂覆法设置紫外线硬化树脂构成的保护层,再与另一片具有相同层结构的0.6mm厚的基板相互粘贴。而且在下面的实施例及比较例中,将图5(a)中的第一保护层叫做下部保护层,将第2保护层叫做上部保护层。
刚成膜后的记录层为非晶态,利用聚焦为长轴约90μm、短轴约1.3μm的波长为810~830nm的激光束,在线速度从3.0到6.0m/s范围内选择适当的线速度照射初始化功率为500~700mW的激光,使其整个面熔融、再结晶化后作为初始(未记录)状态。
各层组成利用荧光X射线分析法、原子吸收光谱分析法及X射线激发光电子分光分析法等方法综合进行了确认。
记录层及保护层的膜密度根据在基板上形成数百nm左右厚的薄膜时的重量变化求得。膜厚利用由触针测量仪测量荧光X射线强度得到的膜厚进行校正后使用。
反射层的面积电阻率利用4摆针法电阻测量仪{Loresta FP(商品名),三菱油化(现为Dia Instrument)社制}测量。
电阻测量是用绝缘的玻璃或聚碳酸酯树脂基板上成膜的反射层、或以图5的4层结构(紫外线硬化树脂保护覆盖前)成膜后的作为最上层的反射层进行测量的。
由于上部保护层为电介质薄膜的绝缘体,因此即使是4层结构,对反射层的面积电阻率测量也没有影响。另外,按照实际上可以看成是无限大面积的直径120mm盘片基板形状进行测量。
根据所得到的电阻值R,利用下式计算面积电阻率ρs及体积电阻率ρv。
ρs=F·R                               (6)
ρv=ρs·t                             (7)
式中,t为膜厚,F为由测量的薄膜区域形状决定的修正系数,取4.3~4.5。这里取4.4。
只要不特别事先说明,采用Pulse Tech公司生产的DDU 1000评价装置进行记录重放评价。激光头的波长为637μm,物镜数值孔径NA为0.6或0.63。光束直径分别为约0.90μm及约0.87μm。还有,光束直径相当于用高斯光束的能量强度为峰值强度的1/e2以上的区域。
记录是采用图10所示的脉冲分割方法,只要不特别事先说明,设m=n-1,αii-1=1.0(2≤i≤m),Pb在所有线速度情况下为与重放功率相同的1.0mW,为一定值。只要不特别事先说明,Pe/Pw为0.5,是一定值,设Pb为0.8~1.0mW之间的一定值,改变Pw,测量调制度及跳动。
记录的信号为DVD采用的8~16调制(EFM增强型调制)的随机信号。只要不特别事先说明,设最短斑点长度为0.4μm。又,在不特别事先说明的情况下,是在仅仅用单一记录道进行记录的状态下进行测量的,因此不包含交调失真影响。
记录是以DVD的标准线速度3.5m/s为1倍速,以1倍速、2倍速等各种线速度进行,
重放总是以线速度3.5m/s进行,跳动是将通过均衡器后的重放信号2值化后进行测量。而跳动是指边界对时钟的跳动(adge-to clock jitter),测量值用相对于基准时钟信号周期T的百分数(%)来表示,均衡器的特性根据只读DVD的标准。最好能够得到相对于基准时钟信号周期T=38.2nsec(26.16MHz)为小于约10%(更理想是小于8%)的跳动及50%以上的调制度,更理想是60%以上的调制度。还有,希望反复重写后的跳动增加要小一些,至少100次以后,最好1000次以后的跳动相对于T能够维持在小于13%。
另外,从确保与只读DVD的互换性的立场出发,重要的一点是用650~660nm的重放光进行测量,但可以确认本发明中波长仅仅对聚焦光束形状产生微弱影响,若调整重放光学系统,用660nm光学系统也能够得到与本发明使用的637nm光学系统相同的跳动。
(实施例1及比较例1)
为了比较作为记录层的本发明的InGeSbTe系与一向众所周知的InAgSbTe四元系,如表-1所示,准备了除Ag与Ge组成以外、记录层组成及层结构几乎是严格一致的媒体。
两记录层除了把Ge与Ag置换外,其他组成几乎都可以看作在测量误差范围内是在非常相同的范围内。下部保护层的膜厚不同是为了要调整得使媒体的反射率Rtop相同。由于记录层的反射率稍微有一点不同,因此必须进行这样的修正,但是为了使记录层的光吸收效率相同,使由重放光产生的热损伤的影响相同后进行比较,才必须进行修正。由于记录层膜厚及上部保护层膜厚相同,因此散热效果及热损伤可以看成是相同的。
基板为0.6mm厚的聚碳酸酯树脂,形成槽间距0.74μm、槽宽0.34μm、槽深27nm、摆动频率140KHz(线速度3.5m/s)、摆动振幅60nm(峰值对峰值)的槽,在该槽内进行记录。
对这两种媒体,以记录线速度3.5m/s、T=38.2nsec、EFM增强型调制进行记录,显示出良好的重写记录特性。重写记录条件未必是各盘片的特性为最好的条件,但以双方特性如表-1所示大致相同的共同条件进行。
也就是说,在图10(a)所示的脉冲分割方法中,设m=n-1,αii-1=1.0(2≤i≤m),αi=αc=一定值(2≤i≤m),αi=0.5,αc=0.3,βm=0.5,又设Pw=13.5mW,Pe=6.5mW,Pb=0.8mW。
对这样记录的信号反复照射重放光,研究重放光的稳定性。以规定的重放光功率Pr照射规定次数后,将重放光功率降低至足够低的0.5mW,进行跳动等测量。结果示于图12中。
实施例1的媒体,在重放光功率为1mW的情况下直至106次完全没有出现重放光造成的劣化,功率每增加0.1mW,劣化逐渐加快。
另一方面,的比较例1的媒体在重放光功率1mW以上的所有重放光情况下,在最初的100~1000次为止的区间,跳动急剧增加,然后慢慢劣化,作为整体来说,跳动值高,但初始的跳动劣化是致命的。
在比较例1中还有,由于重放光而使调制度下降,照射100次左右要下降10%左右。可以认为,初始由于跳动急剧增加,因此调制度的下降进行得不均匀。
将实施例1及比较例1的已经记录完成的媒体放置在80℃/80%RH环境下进行的加速试验。250小时后实施例1的盘片特性基本上完全没有变化,而相反,比较例1的盘片的记录信号几乎完全消失。可知,比较例1的组成的记录层材料中非晶态斑点极不稳定。
这样,在实施例1的盘片中,初始的重写记录特性、耐重放光的稳定性及长期稳定性都很好。这表示,对于Sb0.7Te0.3中含有过剩Sb的合金系,添加适当的Ge是非常有效果的。
关于实施例1媒体,在80℃/80%RH的环境下进行了加速成试验,实施了长达2000小时的加速试验。加速试验前记录的信号,其跳动劣化的程度不过1%左右。
又,调制度在初期为64%,而在2000小时加速试验后也有61%,几乎没有变化。反射率也几乎完全没有变化。2000小时后对未记录部分初次进行记录时,跳动劣化为3%左右,在实用上是完全没有问题的。
又,详细研究了在实施例1媒体中,在于m=n-1及m=n-2的情况下跳动与记录脉冲分割方法的关系。
图13为表示在线速度为3.5m/s时分别按(a)m=n-1、(b)m=n-2进行记录时的跳动与αi及αc的关系的等高线图。
又,图14为表示在线速度为7.0m/s时分别按(a)m=n-1、(b)m=n-2进行记录时的跳动与α1及αc的关系的等高线图。各图测量所用的Pw、Pe、Pb及βm示于各图上。
可以看出,在线速度3.5m/s的情况下,m=n-1及m=n-2的任一种情况下在α1=0.7~0.8、αc=0.35~0.40附近都能够得到最低的跳动(约7%以下)
又可以看出,在线速度7.0m/s的情况下,m=n-1及m=n-2的任一种情况下在α1=0.5附近及αc=0.4附近都能够得到最低的跳动。对于得到最低跳动的附近的α1及αc,两种情况都满足∑αi<0.5n的条件。
另外,在本实施例中,在线速度3.5m/s及7.0m/s任一种情况下,取m=n-2都能够得到更低的跳动值,而与m=n-1的情况相比,相对于较大的α1也能够得到低的跳动。
进一步将上述实施例1的媒体,用NA=0.63的评价装置,如表-2所示改变记录脉冲分割方法对跳动与线速度的关系进行评价。又使基准时钟信号周期T与线速度成反比。脉冲分割方法是设m=n-1、αii-1(2≤i≤m)、αi=αc=一定值(2≤i≤m)。设Pw、Pb及Pe与线速度无关,为一定值。这里表-2的脉冲分割方法中,对于所有线速度都满足∑αi<0.5n的关系。
从DVD标准线速度的1倍速到2.5倍速左右能够得到良好的重写特性。本媒体是将记录区分割成3~4个区域,对每个区域仅稍微改变记录脉冲策略,这样,即使是CAV方式,也在整个记录区显示出良好的重写特性。
又,用波长660nm、NA=0.65的评价装置进行录放,也得到了同样的结果。
(实施例2)
在基板上设置各种膜厚的下部保护层(ZnS)80(SiO2)20、记录层Ge0.05Sb0.73Te0.22、上部保护层(ZnS)80(SiO2)20及反射层Al0.995Ta0.005。将各层膜厚示于表3。所有薄膜都是利用溅射法在不脱离真空的条件下制成的。
反射层成膜是在真空度达到2×10-4Pa以下、Ar压强0.54Pa、成膜速度1.3nm/秒的条件下进行的。
其体积电阻率为55nΩ·m,面积电阻率为0.28Ω/□。
氧、氮等杂质在用X射线激励光电子分光的检测灵敏度以下,可认为全部加起来几乎不到1原子%。(ZnS)80(SiO2)20保护层的膜密度为3.50g/cm3,是理论的松密度3.72克/cm3的94%。又,记录层密度为松密度(bulk)的90%。根据热模拟估计的保护层热传导率为3.5×10-4pJ/(μm·K·nsec)。
对这样制成的媒体分别在1倍速及2倍速下、对各媒体层结构将图10(a)所示的脉冲分割方法最佳化,而后用其进行记录(重写)。然后,测量第1次、10次、1000次重写后的跳动,测量时对于记录、重放都采用波长637nm、NA=0.63的光学系统。
表-3中汇总了各媒体在1倍速时的最佳脉冲分割方法、跳动、Rtop及调制度。
所有情况下都是以1倍速进行最短斑点长度为0.4μm的斑点长度调制记录,得到较大的初始调制度。
若设上部保护层膜厚为20nm,则初始跳动、1000次重写后的跳动都小于10%。若设上部保护层膜厚为30nm,则初始跳动良好,但因反复重写而使跳动略有增加,在1000次重写后,跳动达到10~12%。若设上部保护层膜厚为40nm,则初始跳动达到13%以上,而且因反复重写而急剧劣化,达到20%以上。
还有,记录层膜厚厚达30nm的实施例2(h2)。其初台记录跳动为13%以上,由于反复重写而引起的跳动劣化显著。
下部保护层膜厚为45nm的实施例2(i2),其反复重写耐久性差。
又,厚度为250nm的反射层,比200nm能够得到更小的跳动。也就是说,在这样高密度的斑点长度记录中,采用“超急冷构造”是比较理想的。
下面评价实施例2(g1)媒体的跳动与记录功率Pw的关系。脉冲分割方法为图10中的m=n-1,设Pw=14mW、Pe/Pw=0.5、βm=0.5,以1倍速及2倍速进行记录。其后,评价跳动相对于α1及αc=αi(2≤i≤m)的关系。
在2倍速时,设α1=0.5、αc=0.4、βm=βn-1=0.5、Pw=14mW;在1倍速时,设α1=0.7、αc=0.3、βm=βn-1=0.5、Pw=14mW。这时,在2倍速时,∑αi=0.3n(n=3)、0.33n(n=4)、0.34n(n=5)、0.38n以下(n=6~14)。在1倍速时,∑αi=0.33n(n=3)、0.33n=(n=4)、0.32n(n=5)、0.32n以下(n=6~14)。
将其结果示于图15,给出了第1次及10次重写后的跳动与记录功率Pw的关系及10次重写后反射率Rtop及调制度Mod与记录功率Pw的关系。(a)为2倍速记录的情况,(b)为1倍速记录的情况。,则Rtop相当于图6的Itop。图中所谓DOW(DirectOverwrite)指的是重写。
下面评价重写耐久性。图16所示为其结果。分别表示直到1000次重写后跳动、反射率及调制度的值。(a)为2倍速记录的情况,(b)为1倍速记录的情况。任一种情况都是在到重写10次左右之前跳动渐渐增加,而10次以后就稳定下来,跳动、调制度及反射率一直到1000次都几乎没有劣化。
再者,对本媒体除了以线速度9m/s、设基准时钟信号周期为14.9nsec以外,采用与上述2倍速(线速度7m/s)相同的脉冲分割方法,以Pw=14mW进行重写。擦除比得到30dB的以上的足够的数值。而且,跳动也是小于11%的良好结果。
对于实施例2(g1)媒体,在线速度3~8m/s范围内,设Pw=14mW,Pb=1mW,Pe/Pw=0.5,βm=0.5,为一定值,通过仅仅改变α1及αc,能够得到较小的跳动。也就是说,用线速度3~5m/s时,α1=0.7,αc=0.35;而用线速度5~7m/s时,α1=0.65,αc=0.4;用线速度7~8m/s时,α1=0.55,αc=0.45,若这样至少以分三段变化,则能够得到约小于9%的较小的跳动。若更细分,以1m/s间隔改变α1及αc,则可以认为在各线速度都能够得到更小的跳动。
又,在Pw=11~14mW时,Pe/Pw为0.4~0.5能够得到最小的跳动。而若Pb超过1.5mW,则跳动急剧劣化,这里是研究Pe/Pw=0.5时与Pb的关系,若Pb小于1.0mW,则能够得到接近最小的跳动。亦即Pb/Pe必须小于0.2。
下面比较上部保护层膜厚为20nm的实施例2(g1)与40nm的实施例2(d2)。对两媒体如下所述测量1倍速时与记录斑点长度的关系。
采用NA=0.6的光学系统,在EFM增强型调制中,将作为最短斑点的3T斑点长度从0.5μm起缩短,评价此时跳动与斑点长度的关系。记录线速度为3.5m/s的一定值,脉冲分割方法也采用上述方法,采用一定值,改变基准时钟信号周期以改变斑点长里。这里,当最短斑点长度为0.46μm以上时,由于装置上的限制,在重放速度3.5m/s进行CLV控制比较困难,因此设重放速度为5m/s。另外,最短斑点长度为0.4μm,与只读DVD标准对应。
将其结果示于图17中,(a)为实施例2(g1)的媒体,(b)为实施例2(d2)的媒体。
由图可知,实施例2(g1)的媒体,其最短斑点长度到0.38μm左右,跳动小于13%,是能够使用的。
另外,若采用NA=0.63的光学系统,则能够降低约2%左右的跳动。若使重放时的均衡器最佳化,则还是能够降低2%左右。若再加上使用NA=0.65的光学系统。则即使为0.35μm也可以认为能够得到足够小的跳动。
实施例2(d2)的媒体,在斑点长度为0.45μm以上时,能够得到基本上没有问题的跳动,但小于0.45μm则跳动急剧增加,当斑点长度为0.40μm时,跳动为13%以上,已经不能使用。
下面,为了进行所谓倾斜余量的评价,在对实施例2(g1)的媒体上连续多条记录道中记录EFM增强型调制的随机模式信号后,有意识地使基板相对于重放激光光轴倾斜,测量重放时的跳动变化。录放的光学系统NA=0.6,记录线速度为1倍速或2倍速,任一种情况都是在10次重写后进行重放。将测量结果示于图18中。倾斜余量在径向为±0.7~0.8度,在圆周方向为±0.5~0.6度,在通常的驱动器中,这样的大小是没有问题的。
<加速试验>
对实施例2(g1)媒体的一部分记录道,采用上述最佳脉冲分割方法,以Pw=13mW记录EFM增强型调制的随机模式(pattern),测量跳动。然后,将本媒体在80°/80RH的高温高湿下进行加速试验,在加速试验500小时后及1000小时后,再次测量本记录道的跳动,1000小时后仅仅劣化1%左右。
又,在加速试验1000小时后,对其他记录道以上述相同条件记录随机模式,测量跳动,发现劣化2%左右,这种程度实用上没有问题。
又以1倍速及2倍速同样进行记录,评价80°/80RH的高温高湿下1000小时加速试验前后的调制度。1倍速时,初始调制度为61%,加速试验后调制度为58%。2倍速时,初始调制度为60%,加速试验后调制度为58%。
<对重放光的稳定性>
对实施例2(g1)媒体,将功率提高至1.2mW照射重放光,10分钟左右完全没有劣化。接着,使功率为1.0mW,反复照射重放光至100万次,跳动的增加小于2%。
(实施例3)
除了记录层组成采用Ge0.05Sb0.71Te0.24以外,采用与实施例2相同的层结构,制成媒体,各层膜层及评价结果示于表-4中。使用NA=0.63的光学系统进行测量。
与表-3相同,对各种层结构取最佳的α1、αc及βn-1,而且还设定能够使跳动为最低的Pw及Pe,对跳动进行评价。
对于实施例3(a),与实施例2(a1)一样,记录线速度为1倍速及2倍速时能够得到良好的特性,但在9m/s时,跳动比实施例2(a1)高1~2%。
又,对于上层保护层膜厚为30nm的实施例3(a)~(f),能够得到跳动小于10%,100次重写后也小于13%。对于上部保护层膜厚为40nm的较厚的实施例3(g)~(i),只能得到跳动大于13%的值。
(实施例4)
层结构是,下部保护层(ZnS)80(SiO2)20膜厚为215nm,记录层Ge0.05Sb0.69Te0.26膜厚为18nm,上部保护层(ZnS)80(SiO2)20膜厚为18nm,反射层Al0.995Ta0.005膜厚为200nm。本记录层组成以线速度3~5m/s进行记录能够得到良好的特性,是所谓1倍速用记录层。但是,由于过剩Sb量比实施例2及3稍微小一点,因此长期稳定好,对于重视记录信息的保存稳定性及由于反复重放而引起的劣化、即重放光耐久性的情况是比较理想的。
下面用NA=0.6的光学系统进行评价。最佳脉冲分割方法如下所述决定。在记录线速度为3.5m/s时,设Pw=13mW,Pe/Pw=0.05,在图10中的βm=0.5,为一定值,而改变α1和αc以得到最小的跳动,选择这样的脉冲分割方法。图19中以跳动的等高线图表示10次重写后的跳动与α1及αc的关系。由于设α1=0.4~0.8、αc=0.3~0.35能够得到基本上是最好的跳动,因此以此为基础,选择α1=0.6、αc=0.35。这时,∑αi=0.32n(n=3)、0.33n(n=4)、0.3n(n=5)或小于0.35n(n=6~14)。
调制度为65%,这一数值即使与只读DVD相比也毫不逊色。Rtop为23%左右,实际上若为15%以上,可以认为即使用现有的单放驱动器也能够重放。
因此,对本发明记录媒体以Pw=12.5mW、线速度3.5m/s记录图像数据,尝试用出售的只读DVD播放机重放,则聚焦伺服信号、跟踪伺服信号及跳动能够得到与通常只读DVD相同的特性。
<反复重写耐久性>
图20所示为Pw=12.5mW时跳动、Rtop及调制度与反复重写次数的关系。在1000次以上重写后还是显出足够稳定的特性。
<加速试验>
对本媒体的一部分记录道,采用上述最佳脉冲分割方法,以Pw=13mW记录EFM增强型调制的随机模式,测量跳动。然后,将本媒体在80℃/80%RH的高温高湿下进行加速试验。在加速试验500小时后及1000小时后,再次测量本记录道的跳动,1000小时后仅仅有小于0.5%的劣化。又,调制度在初始时为65%,加速试验后为63%。
又,在加速试验1000小时后,对其他记录道以上述相同条件记录随机模式,测量跳动,发现劣化1%左右,这样程度实用上没有问题。
<对重放光的稳定性>
对本媒体,将功率提高到1.3mW照射重放光,10分钟左右完全没有劣化。接着,使功率为1.0mW,反复照射重放光至100万次,跳动的增加小于1%。
(实施例5)
在实施的例2(a1)的层结构中,记录层采用Ge0.05Sb0.75Te0.20。用NA=0.6的光学系统进行评价。
在α1=0.4、αc=0.3、βm=0.5、Pw=14mW、Pe/Pw=0.5的条件下能够得到最小的跳动。10次重写后的跳动勉强达到10%。1000次后也维持在小于13%。
<加速试验>
对本媒体的一部分记录道,采用上述最佳脉冲分割方法,以Pw=14mW记录EFM增强型调制的随机模式,测量跳动。然后,将本媒体在80℃/80%RH的高温高湿下进行加速试验。在加速试验500小时后,再次测量本记录道的跳动,仅仅劣化2%左右。
又,在加速试验500小时后,对其他记录道以与上述相同的条件记录随机模式,测量跳动,发现劣化3%左右,这种程度实用上没有问题。
<对重放光的稳定性>
对本媒体将功率提高至1.0mW照射重放光,10分钟左右完全没有劣化。接着,使功率为1.0mW,反复照射重放光至100万次,跳动的增加小于3%,维持在小于13%。
(实施例6)
在实施例4的层结构中,记录层采用Ag0.05Ge0.05Sb0.67Te0.23。用NA=0.6的光学系统进行评价。
以线速度3.5m/s、Pw=13mW、Pe/Pw=0.5、m=n-1、βm=0.5测定跳动与脉冲分割方法的关系(α1及αc)。得到图21(a)所示的等高线图。α1=0.6、αc=0.35大约是最佳值。这种情况下,∑αi=0.32n(n=3)、0.33n(n=4)、0.33n(n=5)或小于0.35n(n=6~14)。
图21(b)所示为第1次、10次及1000次重写后的跳动与功率的关系,图21(c)为10次重写后的Rtop及调制度与功率的关系。直到1000次重写后在很宽的记录功率范围内能够维持很小的跳动,又能够达到Rtop18%及调制度60%以上。
图22所示为以Pw=13mW的跳动、Rtop及调制度直到10000次重写后的变化。除了跳动比初始增加1%左右以外,其他完全没有劣化。
又用与实施例1同样的方法测量跳动与最短斑点长度的关系,结果示于图23中。在最短斑点长度为0.38μm条件下,跳动小于10%,是非常好的。
又,对本媒体,还就m=n-2的脉冲分割方法进行了评价,在α1=1.0、αc=0.5、βm=0.5的条件下能够得到与图21相同的特性。N=3时,∑αi=0.48;n=4时,∑αi=0.48n;n≥5时,∑αi=0.46n~0.47n。
(比较例2)
在实施例6的层结构中,记录层采用Ag0.05In0.05Sb0.63Te0.27
以线速度3.5m/s、Pw=13mW、Pe/Pw=0.5、βm=0.5评价跳动与脉冲分割方法的关系,得到图24(a)所示的等高线图。α1=1.0及αc=0.5为最佳,这时∑αi与n无关,为0.5n的一定值。
图24(b)及(c)所示为与记录功率的关系及至1000次后的反复重写特性。第1次记录的跳动及功率余量虽比实施例5好,但由于反复重写而劣化,1000次后跳动当然更严重。
再将重放光功率增加至1mW,5分钟左右跳动劣化,增加到百分之十几。这个差别用0.5~1mW的记录灵敏度之差不能说明。重放光劣化的主要原因在于50~100度左右的温升,可以知道,本发明添加Ge对于改善非晶态斑点的热稳定性是有效果的。
(比较例3)
层结构采用下部保护层(ZnS)0.8(SiO2)20膜厚为90nm,记录层GeO2Sb2Te5膜厚为21nm,上部保护层(ZnS)80(SiO2)20膜厚为23nm,反射层Al0.995Ta0.005膜厚为200nm。
记录时,以图10(a)所示的脉冲分割方法为基础进行微小调整,使得在各种斑点长度及线速度的条件下能够得到最小的跳动。
对于该媒体,如图25所示,采用α1=αc=α0=0.3~0.4、为一定值及βm=1.0的策略,能够得到近似最小的跳动。又,Pw=13mW、Pe/Pw=0.4(Pe=5mW)及Pb=2.0mW为最佳记录功率,而Pb/Pe=0.4这个比值较高。这是因为,在本比较例的记录层中必须维持图9中的TL于某一较高的程度。
即使Pb小于1mW,跳动也会劣化;即使Pb超过3mW,跳动仍然劣化。
以该脉冲分割方法为基础,再对应于斑点长度对α0进行0.02大小的精密的脉冲宽度调整,与实施例2一样,测定与斑点长度的关系。结果示于图26(a)中。又,测量重写时与线速度关系,结果示于图26(b)中。
与线速度关系是相应于线速度改变基准时钟信号周期,使最短斑点长度为0.4μm,重放总是以3.5m/s进行。又,关于与线速度的关系,给出了10次重写后的跳动及在这之后利用DV擦除后进行1次重写记录时的跳动。
如图26(a)所示,最短斑点长度为0.4μm时,跳动为10%,最短斑点长度再短,则跳动急剧劣化。
又,如图26(b)所示,记录线速度为5m/s以上时跳动劣化。但是,一旦DC擦除后的记录情况下,跳动降低2~3%以上。根据这一情况可以认为,由于所谓结晶态与非晶态的吸收率差别而导致温度上升不均匀,因而产生擦除不良或非晶态斑点形状畸变,跳动劣化。
还有,以线速度7m/s重写后的跳动为20%以上,但DC擦除后记录,跳动为15%左右。因而可以认为,高线速度时的跳动严重不是因为没有选择适当的脉冲分割方法。
本记录层原来由于有粗大晶粒而跳动严重,再加上以线速度5m/s以上进行重写时,以前的斑点擦除不充分,与DC擦除后记录的跳动有差别,其影响通过这一差别明显显现出来。
还有,在对前述实施例2(g1)媒体以7m/s重写时,与DC擦除后记录时的跳动之差小于0.5%。
采用Ge2Sb2Te5那样的GeTe-Sb2Te3伪二元合金记录层的记录媒体的情况下,采用保护层/记录层/保护层/反射层构成的4层结构,以5~6m/s以上的高线速度,如上所述DC擦除后进行记录没有问题,但重写时跳动劣化。因此,为了降低跳动,必须再增加光吸收层等,以相应进行吸收率补偿等。
(比较例4)
在实施例2(g1)中,记录层采用Ge0.15Sb0.64Te0.21。初始晶化非常困难,多次照射初始化光束后终于初始化,在进行重写后测量跳动,但在图10的范围内怎样改变脉冲分割方法也不能得到13%以下的跳动。又,若不断反复重写,则在10次到100次之间跳动增加百分之几。
(比较例5)
在实施例2(g1)的层结构中,记录层采用Ge0.05Sb0.80Te0.15,以7m/s、α1=0.4、αc=0.3、βm=0.5、Pw=14mW、Pe/Pw=0.5的条件能够得到大约为最小的跳动,但10次重写后,跳动接近11%左右,1000次后为13%以上。
<加速试验>
对本媒体的一部分记录道,采用上述最佳脉冲分割方法,以Pw=14mW记录EFM增加型调制的随机模式,测量跳动。然后,将本媒体在80℃/80%RH的高温高湿下进行加速试验,在加速试验500小时后,再次测量本记录道的跳动,劣化3%左右,达到13%以上。
又,在加速试验500小时后,对其他记录道以与上述相同的条件记录随机模式,测量跳动,发现劣化5%左右,劣化速度快。
<对重放光的稳定性>
对本媒体,将功率提高至1.0mW照射重放光,10分钟后跳动增加3%,而且非常不稳定。而且有调制度下降、斑点消失的趋势。
(实施例7)
对实施例2(a1)媒体,在从1倍速(线速度为3.5m/s、基准时钟信号周期T=38.2nsec)至2.25倍速(7.9m/s、T=17nsec)中,在所有的线速度设α1T=τ1=19nsec及αcT=τc=11nsec,为一定值,仅仅使T与线速度成反比,对EFM增强型信号进行记录。又,以αii-1=1.0决定一定值的βi。而且仅仅改变最后的切断脉冲区间βm,使线速度越慢βm越长。
在这样的脉冲分割方法中,图11的门信号发生时序说明图中,只要与基准时钟信号周期T同步(有时附加一定的延迟),产生一个τ1=19nsec的固定宽度脉冲(Gate1)及n-2个τc=11nsec的固定宽度脉冲(Gate2)即可,再加上只要仅仅使决定最后切断脉冲宽度的Gate3相应于线速度变化即可,这样能够简化脉冲发生电路,是理想的。再者,在本实施例中,由于记录功率Pw=13.5mW、Pe=5mW、Pb=0.5mW,为一定值,因此能够使脉冲发生电路非常简化。这里,在线速度小于5m/s时,满足∑αi=0.47n,因此能够充分抑制热损伤。
表5中汇总了在各线速度下改变βm时的跳动的数值。表中V表示基准速度3.5m/s。激光头的波长为637nm,NA=0.63。跳动值本身与实施例2那样能较灵活改变脉冲分割方法的情况相比虽然差一些,但从1倍速成到2.25倍速能够得到约小于10%的数值。
这里设2倍速时βHm=0.3,1倍速时βLm=0.6(用方形包围起来的点),可以看出若使βm与线速度成反比变化,则在从1倍速到2倍速的各线速度下能够得到小于10%的跳动。再者,在本实施例中,使βm的余量较小,取βm=0.2,为一定值,也能够从1倍速到2.25倍速得到小于10%的跳动。这样可以简化能随线速度而变化的脉冲发生电路。
又,若预先在记录媒体上利用凹凸的坑或调制的槽蛇行信号记录Pb、Pe/Pw、Pw、τ0、τc及(βLm、βHm),则能够根据重写时的线速度自动决定最佳记录条件。
(实施例8)
层结构取下部保护层(ZnS)80(SiO2)20膜厚为215nm,记录层Ge0.05Sb0.69Te0.26膜厚为19nm,上部保护层(ZnS)80(SiO2)20膜厚为20nm,反射层Al0.995Ta0.005膜厚为200nm。
以线速度为3.5m/s,设脉冲分割方法为α1=0.5、αc=0.35、βm=0.5、Pw=11mW、Pe=6.0mW及Pb=0.5mW,改变基准时钟信号周期T使最短斑点长度(3T斑点长度)从0.4m到0.25m变化以进行记录。3T斑点的斑点长度为0.4m时,T=38.2nsec;斑点长度为0.2m时,T=19.1nsec。记录激光波长为637nm,NA=0.63。
由于该聚焦激光具有高斯分布,因此仅仅利用中心的高温部分,就能够在光学分辨率以上进行高密度记录。
对记录部分利用波长432nm、NA=0.6、功率为0.5mW的蓝色激光进行重放。该激光是利用非线性光学效应从波长约860nm的激光产生。在该层结构中,即使是432nm也能够得到调制度大于50%的大调制度。
图28所示为利用记录用的637nm、NA=0.63的光学系统进行重放时及利用432nm、NA=0.6光学系统进行重放时的跳动与最短斑点长度的关系。测量中在各测量点尽可能使均衡器的设定值最佳化。可知该记录媒体用蓝色激光重放时,即使最短斑点长度0.3m,也能够得到小于13%的较小的跳动。
(比较例6)
在实施例2(a1)的层结构中,记录层采用Ge0.05Sb0.64Te0.31
利用波长为637nm、NA=0.63的光学系统进行记录评价。在线速度为3.5m/s,设m=n-1、α1=0.4、αc=0.4、βm=0.4、Pb=0.5nW、Pe=4.5mW,为一定值,仅改变Pw进行重写记录,一直至第10次。图27(a)所示为这时的跳动与记录功率的关系。图中,1write指的是未记录盘片的第1次记录,1DOW指的是第1次重写,10DOW指的是第10次重写。
接着,使Pw=8.5mW,为一定值,仅改变Pe进行重写记录,一直到第10次。图27(b)所示为这时的跳动与擦除功率的关系。
在任一种情况下,在第1次记录(1write)都能够得到很小的跳动,但即使1次重写,跳动也急剧劣化。本比较例的记录层组成是图3中比直线A更富Te的组成,由于结晶速度慢而得不到足够的擦除比,因而可以认为不能得到足够的重写特性。
(实施例9及比较例7)
使实施例2(a1)的层结构中的记录层组成如表-6所示改变。通过将Ge0.05Sb0.73Te0.22靶与Ge一起溅射以改变Ge量。
利用波长为637nm、NA=0.63的光学系统,设m=n-1、Pb=0.5mW、βm=0.5,改变α1、αc、Pw及Pe,寻找10次重写后跳动为最小的条件。
用各种记录层组成所得到的最小跳动如表6所示。随着Ge添加量的增加,跳动增加,当Ge超过10原子%时,在2倍速的跳动为14%,非常高。
又,将本媒体在80℃/80%RH的条件下进行加速试验,与实施例9(a)相比,实施例9(b)及(c)略好,也就是说,在加速试验2000小时后,读出加速试验前记录的信号表明,实施例9(a)~(c)的任一种情况,跳动都仅仅劣化1%左右。
又,实施例9(a)~(c)的初始调制度为61~63%,2000小时加速试验后也能得到58~59%的调制度。反射率也几乎完全没有变化。特别是实施例9(b)及(c),增加了不到0.5%。
接着进行将Ge0.05Sb0.73Te0.22靶与Ta一起溅射,添加Ta。结果,在相对于GeSbTe添加1~2原子%的Ta时得到最小的跳动。
(实施例10及比较例8)
在实施例2(g1)的层结构中,记录层采用添加In的GeSbTe。In是通过与GeSbTe靶一起溅射InSbTe而添加进去的。各记录层组成是,实施例10(a)为Ge0.05Sb0.74Te0.21,实施例10(b)为In0.023Ge0.048Sb0.719Te0.21,实施例10(c)为In0.053Ge0.044Sb0.688Te0.215,比较例8为In0.118Ge0.041Sb0.617Te0.224
评价这些媒体的跳动与功率的关系的结果示于图29(a)、(b)、(c)、(d)中。上面部分为记录线速度3.5m/s的情况,下面部分为记录线速度7.0m/s的情况。
利用的光学系统都是637nm及NA=0.63。线速度为3.5m/s时,设α1=0.6、αc=0.35、βm=0.5;线速度为7m/s时,设α1=0.4、αc=0.4、βm=0.5。Pb=0.5mW,为一定值。Pe为两个数值,为一定值,仅改变Pw测量跳动与Pw的关系。In量添加2~5原子%左右时Pw余量大幅度改善。但是,若超过10原子%,与不添加的情况相比,跳动反而劣化。
又,重写1000次后的跳动,对于实施例10(a)~(c),两种线速度的情况下都小于10%,而在比较例8,则两种线速度情况下都超过13%。
<加速试验>
对于实施例10(b)的媒体,在80℃/80%RH环境下进行加速试验。实施加速试验长达2000小时。加速试验前记录的信号的跳动只不过劣化1%左右。
而初始调制度为61%,2000小时加速试验后也能够得到57%的调制度。反射率也几乎完全没有变化。
2000小时后对未记录部分新进行记录时的跳动劣化是3%左右,这种程度实用上完全没有问题。
(实施例11)
实施例2(g1)的层结构中,在具有表-7的槽状的聚碳酸酯基板上形成记录层为In0.03Ge0.05Sb0.71Te0.21的盘片。槽间距均为0.74μm。
作为摆动调制方式,是载波周期Tw为基准数据时钟信号周期T=38.2nsec的32倍的2值相位调制。这里所谓相位调制摆动,如图30所示,与数字数据信号的0或1相对应,是使摆动波的相位移动π。
也就是说,频率fc=1/Tw=1/(32T)的未调制载波(余弦波或正弦波)通过地址用数字数据从0切换至1或从1切换至0,正好相位移动π。由于数字数据的0、1切换,周期Td比Tw短,Td为Tw的整数分之一,因此即使相位移动π,摆动波形也连续变化。
本调制方法的理想之处在于,与ATIP(Absolute Time in Pregroove,即预刻槽绝对时间)所用的频率(FM)调制不同,蛇行频率一定,而且用周期为32T的高频调制,因此能够参照摆动的时钟信号建立盘片的旋转同步,同时能够与摆动时钟信号同步直接生成数据时钟信号。
为了这样用数字数据调制改变相位,采用例如图31中具有的环形调制器。数字数据与0及1对应加上正负电压±V。在制作压模母盘时,使光刻胶曝光用的激光按照±Vw电压间2值相位调制的摆动波形沿半径方向一面蛇行一面曝光。这时通过将环形调制器输出波加在EO调制器上,能够使曝光用光束蛇行运动。
下面稍微详细加以说明。若周期cos(2πfct)的信号Vw·cos(2πfct)输入至未调制载波输入端子上,则在输入变压器的输出端出现Vw·cos(2πfct)及-Vw·cos(2πfct)两个载波信号。若数字数据输入为正(+V),则D1及D1’导通,载波Vw·cos(2πfct)原封不动通过D1,在输出端子上出现调制。而-Vw·cos(2πfct)的载波经过D1’后,利用输出侧的变压器反相,成为Vw·cos(2πfct),与通过D1的输出相加,得到Vw·cos(2πfct)的输出。
如果数字数据输入为负(-V),即D2及D2’导通,则Vw·cos(2πfct)的信号通过二极管D2送到输出变压器的下侧,在输出端将其反相,调制波成为-Vw·cos(2πfct)。
另一方面,在输入变压器的输出是-Vw·cos(2πfct)的载波通过二极管D2’加到输出变压器的同相输入端,因此,保持极性不变出现在调制波输出端(保持-Vw·cos(2πfct)原样不变)。因而,通过二极管D2及D2’的路径的载波合成为-Vw·cos(2πfct),在输出端出现调制波。
在环形调制器的情况下,根据数字输入是正还是负,向输出端子输出Vw·cos(2πfct)或-Vw·cos(2πfct)。
这样调制的摆动波形输入到EO调制器,就能够使曝光用光束蛇行运动。
在本实施例中,摆动振幅全部取60nm(峰值对峰值)。
在仅仅记录于槽内的媒体的情况下,相对于记录重放光波长λ=637nm、基板折射率n=1.56,槽深的理想范围是,下限为λ/(20n)=20.5nm,上限为λ/(10n)=40.8nm。
对本媒体进行评价时采用波长为637nm、NA=0.63的光学系统。
与实施例2相同,以m=n-1、α1i-1=1.0(2≤i≤m)、αi=αc=一定值(2≤i≤m)的记录脉冲分割方法进行,在线速度为3.5m/s时,设α1=0.5、αc=0.3、βm=0.5、Pw=13mV、及Pe=6mW;在线速度为7m/s时,设α1=0.4、αc=0.35、βm=0.5、Pw=14mV、Pe=7mW。
首先,在槽内以线速度3.5m/s进行记录,测量Rtop及调制度。又以3.5m/s及7m/s测量记录信号的跳动。将结果示于表-8中。
首先,实施例11(k)具有深度18nm的非常浅的槽,几乎不能检测到推挽信号,不能进行跟踪伺服。而且,要均匀形成这样浅的槽,在压模成型上也非常困难,实际上观察到跟踪伺服信号非常不稳定。
图32(a)及(b)所示为调制度及Ttop与沟槽形状的关系。实施例11(h)~(j)具有深度42nm的槽,与深度27nm的情况相比,反射率大幅度降低,低了5%以上,这是不理想的。特别在槽较窄的情况下,调制度下降,在宽度为0.23μm时,即使深度为35nm,调制度降低也很显著。
还有,本实施例取相同的层结构,但深度为42nm时,为了补偿反射率降低采用反射率高的层结构,则调制度降低更显著。也就是说,深度为42nm的槽不适合槽内记录。
槽深为40nm以上的情况下,在槽宽小于0.3μm时,摆动信号明显串入记录数据信号。与槽宽大于0.3μm的情况相比,在线速度为3.5m/s时,跳动劣化1~2%以上;在线速度为7m/s时,跳动劣化2~3%。
(实施例子12)
该层结构采取下部保护层(ZnS)80(SiO2)20膜厚为65nm,记录层Ge0.05Sb0.73Te0.22膜厚为16nm,上部保护层(ZnS)80(SiO2)20膜厚为20nm,第1反射层Al0.995Ta0.005膜厚为40nm,第2反射层Ag膜厚为70nm的结构。
从下部保护层至第1反射层是不脱离真空条件用溅射法制成,在第1反射层成膜后,开放大气放置数分钟后,再在真空中用溅射法形成第2反射层。
第2反射层成膜后,用旋转涂覆法将紫外线硬化树指作为覆盖层层积4μm。将两片制得的盘片覆盖层相对粘贴。
第1反射层成膜是在真空度到达4×10-4Pa以下、Ar压力0.55Pa的条件下进行的。体积电阻率为55nΩ·m。氧、氮等杂质低于用X射线激励光电子分光检测的检测灵敏度,可认为全部加起来大约也不到1原子%。
第2反射层膜是在真空度到达4×10-4Pa以下、Ar压力0.35Pa的条件下进行的。体积电阻率为32nΩ·m。氧、氮等杂质低于用X射线激励光电子光的检测灵敏度,可认为全部加起来大约也不到1原子%。
使用波长为637nm、NA为0.60的光学系统,以线速度3.5m/s、采用α1=0.4、αc=0.35及βm=0.5的脉冲分割方法,测量10次重写后的跳动,在以Pw=11mW、Pe=6.0mW、Pb=0.5mW时得到最小跳动为6.5%。
将该媒体放置在80℃/80%RH的高温高湿下500小时后,再同样进行记录,完全未发现劣化。
(实施例13)
制成形成螺旋状槽的压模,所述螺旋状槽是槽间距0.74μm、槽宽0.3μm、槽深40nm的、具有摆动的槽,再以此压模为基础,利用喷射成型法形成直径120mm、厚0.6mm的聚碳酸酯树酯基板。
如表-9所示,将半径22.5mm到58.5mm的36mm作为记录区,将记录区分割为255个记录带(区域)。各记录带包含191道。
设定记录带宽度使各记录带终端正好是第191道,因此各记录带的宽度并不是精确为36/255。因此,记录区的最外终端为58.54mm。
设信道位长度为0.133μm,在线速度3.49m/s下得到基准时钟信号为26.16MHz(T=38.23nsec)。摆动周期设定为在各记录带中心半径上为信道位长度的9倍。其物理周期为1.2μm.
首先计算各记录带中心半径上的信道位长度总数及摆动总数,使同一记录带内每1圈所含的信道位数或摆动数为一定值。
如表9所示,在记录带始端及终端,其信道位数或摆动数为一定,精度为±%。也就是说,能够以ZCAV方式实现与CLV方式完全相同的恒线密度记录,完全满足只读DVD的标准。
根据上述前提,让盘片旋转时各记录带中心半径上能够得到3.49m/s的线速度,这时摆动周期正好为DVD数据基准时钟信号周期T=38.23nsec的9倍。
将该媒体旋转,使表-9的最内圈记录带的记录带中心半径上的线速度为3.49m/s,作为ZCAV方式的媒体使用。将CAV旋转中根据各记录带的摆动重放的载波周期缩短为1/9,生成各记录带中的数据基准时钟信号Tq,再根据该时钟信号进行EFM增强型调制的数据记录。
重放时若如下所述达到旋转同步,使根据记录的数据生成的数据基准时钟信号频率为26.16MHz,则在各区域的信道位长度偏差小于±1%,实际上能够顺利进行CLV方式的重放。
也就是说,利用石英振荡器产生上述基准时钟信号26.16MHz(T=38.23nsec),将该相位与根据记录的数据生成的数据基准时钟信号的相位进行比较,利通常的PLL(Phase Locked Loop,即锁相环)控制方式对旋转速度进行微调,使两者同步。
在现在的DVD-ROM的重放中进行利用这种PLL控制的旋转控制,在能原封不动地采用该方式这一点上是很有用的。
(实施例14)
在实施例2(a1)的层结构中,反射层采用Al0.975Ta0.025。体积电阻率为220nΩ·m。膜厚在200nm到400nm之间变化,制作多个样品,与表-3的测量相同,分别采用图10(a)中的最佳脉冲分割方法,进行跳动测量。在膜厚300nm左右得到12%的最小的跳动。与其相比,反射层厚也好,薄也好,都只能得到更大的跳动。
(实施例15)
在实施例11(a)的层结构中,上部保护层膜厚采用23nm。
在本媒体上进行槽内记录。采用波长为405nm、NA=0.65的光学系统,生成近似圆形的光点直径约0.5μm(高斯光束的1/e2强度的直径)的光束,通过0.6mm厚的基板进行录放。
以线速度4.86m/s对最短斑点(3T斑点)长度为0.25μm的EFM增强型调制信号进行记录。
以与实施例2相同的记录脉冲分割方法,设m=n-1、α1=0.5、αc=0.38、βm=0.67,以Pw=9.5mW、Pb=0.5mW、Pe=4.0mW进行10次重写,此时跳动为10%。
以蓝色激光进行录放,可以知道,与实施例7的情况相比,也能够进行更高质量的记录。又,即使是与现行红色激光配合设计的媒体,也能够原封不动用蓝色激光进行录放,谋求实现高密度化。
(实施例16)
在实施例2(a1)的层结构中,记录层采用Ga0.05Ge0.05Sb0.68Te0.22的媒体。初始化也与实施例2(a)一样进行,测定利用波长为637nm、NA=0.63的光学系统进行。
以线速度3.5m/s对最短斑点3T的长度为0.4μm的EFM增强型调制信号进行。采用与实施例2相同的记录脉冲策略,设m=n-1、αii-1=1.0(2≤i≤m)、αi=αc=一定值(2≤i≤m),设α1=0.5、αc=0.3、βm=0.5,采用Pw=13.5mW、Pe=6.0mW、Pb=0.5mW,对重写特性进行评价。第1次记录(不是重写)、10次重写、100次重写及1000次重写情况下,跳动分别为6.9%、6.7%、7.0%及7.3%,是比较好的。
再以线速度7.0m/s,同样设α1=0.4、αc=0.35、βm=0.5,以Pw=14.0mW、Pe=7.0mW、Pb=0.5mW,对重写特性进行评价。第1次记录(不是重写)、10次重写、100次重写及1000次重写的情况下,跳动分别为7.4%、7.7%、8.0%及8.5%,是比较好的。
调制度都能够得到55~60%的值。
将本媒体在80℃/80%RH的加速试验环境下放置1000小时,试验前进行了记录。加速试验前记录信号的跳动劣化小于1%。又,调制度得到52~57%的值。
(实施例17)
与实施例2相同,在0.6mm厚的聚碳酸酯树脂基板上形成间距为0.74μm的摆动槽,再像图5(b)那样,依次形成反射层、第2保护层、记录层及第1保护层。
分别利用溅射法形成膜厚165nm的反射层Al0.995Ta0.005、膜厚20nm的第2保护层(ZnS)80(SiO2)20、膜厚16nm的记录层In0.03Ge0.05Sb0.70Te0.22及膜厚68nm的第1保护层(ZnS)80(SiO2)20
然后,与第1保护层相对贴紧0.6mm厚的玻璃板。通过玻璃基板以线速度5m/s照射500mW左右的激光来进行初始化。
通过该玻璃基板,利用波长为637nm、NA=0.6的光学系统对记录层照射激光来进行录放。记录是在从激光入射侧看来远离凹凸的一侧进行。相对于实施例2中的槽内。
以线速度3.5m/s对最短斑点3T的长度为0.4μm的EFM增强型调制信号进行。采用与实施2相同的记录脉冲策略,设m=n-1、αii-1=1.0(2≤i≤m)、αi=αc=一定值(2≤i≤m),设α1=0.9、αc=0.35及βm=0.5,以Pw=12.0mW、Pe=6.0mW及Pb=0.5mW,评价重写特性。10次重写后,跳动为10.5%、调制度为61%。
再以线速度7.0m/s,同样设α1=0.55、αc=0.40及βm=0.5,以Pw=13.0mW、Pe=5.5mW及Pb=0.5mW,对重写特性进行评价。10次重写后、跳动为11.2%,调制度为61%。
采用本发明得到的光学信息记录媒体,能够高速进行重写,斑点边界跳动小,能够进行高密度的斑点长度调制记录,形成的斑点的长期稳定性非常好。
又,通过选择适当的记录层组成及层结构,能够得到与只读媒体的重放互换性好、而且反复重写耐久性好的相变型光记录媒体。
更具体地说,能提供一种可用作可擦写DVD盘片的光学信息记录媒体及光记录方法,它具有与所谓DVD盘片的重放互换性,在包含从其标准重放速度3.5m/s到倍速的7m/s的很宽的线速度范围内能够实现单光束重写,而且即使1万次以上重写也没有显出劣化。
又,由于本发明媒体的线速度余量很宽,因此即使以CAV方式或ZCAV方式等恒角速度方式使媒体旋转进行记录的情况下,也能够克服由于媒体内外圈线速度之差引起的记录特性差的问题。若采用CAV方式,则没有必要在每一个半径位置改变盘片转速,因此能够缩短存取时间。
                                                      表-1
    实施例1     比较例1
记录层材料     In0.035Ge0.055Sb0.70Te0.21     In0.04Ag0.05Sb0.69Te0.22
Sb/Te     3.3     3.1
膜厚(nm) 下保护层     68     74
记录层     16     16
上保护层 20 20
反射层     250     250
记录光学系统                                    637nm、NA=0.63
记录功率等                            Pw=13.5mW、Pe=6.5mW、Pb=0.8mW
记录脉冲策略                                α1=0.5、αc=0.3、βm=0.5
Rtop(%)     18.8     18.3
调制度(%)     64.6     65.4
跳动(%)     6.7~7.0%     6.9~7.2%
                                        表-2
线速度   α1cm   Pw/Pe(mW) 跳动(%)
  1.0×(3.5m/s)   0.6T/0.35T/0.5T   13.5mW/7.0mW     5.95
  1.5×(5.2m/s)   0.4T/0.35T/0.5T   13.5mW/7.0mW     6.31
  2.0×(7.0m/s)   0.4T/0.4T/0.5T   13.5mW/7.0mW     7.57
  2.4×(8.4m/s)   0.5T/0.4T/0.5T   13.0mW/7.0mW     8.81
                                                              表-3
实施例2   下部保护层(nm)   记录层(nm)   上部保护层(nm) 反射层(nm)       记录脉冲策略  Pw(mW)   Pe(mW)     Rtop(%) 调制度(%)  第1次记录的跳动(%)  10次DOW后的跳动(%)     100次DOW的跳动(%)
α1  αc   βn-1
    (a1)   64   18   20 200 0.5  0.4   0.5  14   7     17   61  6.9  7.9     8.7
    (b1)   64   18   20 200 0.5  0.4   0.5  14   7     18   60  7.1  8.3     8.9
    (c1)   64   20   20 200 0.5  0.4   0.5  14   7     16   57  7.6  9.8     9.8
    (d1)   64   16   30 200 0.3  0.3   0.6  13.5   6.7     15   65  8.2  9.3     10.2
    (e1)   64   18   30 200 0.3  0.3   0.6  13.5   6.7     16   62  8.2  9.9     10.5
    (f1)   64   20   30 200 0.3  0.3   0.6  13.5   6.7     17   60  8.2  11.1     11.6
    (a2)   64   16   40 200 0.3  0.25   0.9  12   6     12   54  >13  >13     >13
    (b2)   64   18   40 200 0.3  0.25   1.3  12.5   6.2     14   51  >13  >13     >13
    (c2)   64   20   40 200 0.3  0.25   1.3  13.5   6.7     15   50  >13  >13     >13
    (g1)   64   16   20 250 0.5  0.4   0.5  14   7     17   61  6.9  7.5     7.4
    (h1)   64   18   20 250 0.5  0.4   0.6  14   7     18   61  6.9  7.8     7.9
    (i1)   64   20   20 250 0.5  0.4   0.6  14   7     19   59  6.8  8.7     8.8
    (j1)   64   16   30 250 0.3  0.3   0.6  13.5   6.7     14   66  7.5  8.9     9.8
    (k1)   64   18   30 250 0.3  0.3   0.6  13.5   6.7     15   65  7.1  9     9.6
    (l1)   64   20   30 250 0.3  0.3   0.6  13.5   6.7     16   59  7.3  10.6     11.6
    (d2)   64   16   40 250 0.3  0.25   0.8  12.5   6.2     12   61  >13  >13     >13
    (e2)   64   18   40 250 0.3  0.25   0.6  13.5   6.7     14   61  10.9  >13     >13
    (f2)   64   20   40 250 0.3  0.25   1.3  13   6.5     15   54  >13  >13     >13
    (m1)   58   18   20 200 0.5  0.4   0.5  14   7     18   61  6.6  8.2     9.1
    (n1)   58   20   20 200 0.6  0.4   0.5  14   7     19   59  8.2  10.1     10.6
    (o1)   58   18   20 200 0.3  0.3   0.8  12   6     16   58  8.9  11.7     13
    (g2)   58   18   40 200 0.3  0.25   1.3  12.5   6.2     14   53  >13  >13     >13
    (p1)   70   16   20 200 0.5  0.4   0.5  14   7     17   58  7.2  7.9     8.3
    (q1)   70   18   30 200 0.5  0.4   0.5  14   7     18   60  6.7  7.8     8.3
    (r1)   70   20   40 200 0.5  0.4   0.5  14   7     19   57  6.9  8.5     9
    (s1)   70   23   20 200 0.5  0.35   0.5  14   7     24   59  9  9.7     10.5
    (h2)   70   30   20 200 0.5  0.35   0.7  (14)   (7)     27   50  >13  >13     >13
    (i2)   45   18   20 200 0.5  0.4   0.5  14   7     19   60  7.2  10.5     >13
                                                                                       表-4
实施例   下部保护层(nm)   记录层(nm)   上部保护层(nm) 反射层(nm)       记录脉冲策略  Pw(mW)  Pe(mW)     Rtop(%)     调制度(%)  第1次记录的跳动(%)    10次DOW后的跳动(%)   100次DOW的跳动(%)
α1  αc   βn-1
    (a)   64   18   20 200 0.4  0.4   0.4  14  7     17     61  8.7    9.3   9.2
(b) 64 18 20 200 0.4 0.4 0.4 14 7 18 60 8.9 9 9
    (c)   64   20   20 200 0.5  0.4   0.4  14  7     18     62  7.9    8.8   9.1
    (d)   64   16   30 200 0.3  0.35   0.5  11.5  5.7     15     62  8    9.3   9.7
    (e)   64   18   30 200 0.3  0.35   0.6  12  6     16     62  8.4    9.6   10.6
    (f)   64   20   30 200 0.3  0.35   0.6  12.5  6.2     16     59  8.1    10.4   11.1
    (q)   64   18   40 200 0.3  0.25   0.9  11  5.5     12     55  >13    >13   >13
    (h)   64   18   40 200 0.3  0.25   1.3  12  6     14     52  >13    >13   >13
(i) 64 20 40 200 0.3 0.25 1.3 12 6 14.5 51 >13 >13 >13
                                           表-5
βm                               跳动(%)
    2.25倍速     2.0倍速     1.5倍速     1倍速
  00.10.20.30.40.50.60.7     10.29.79.811.212.513.7>13>13     11.910.68.99.510.311.1>13>13     14.811.49.08.48.28.38.7>13     18.412.510.08.98.78.78.79.5
                                                          表-6
    记录线速度(m/s)     α1   αc   Pw     Pe     最小跳动(%)
实施例9(a)Ge0.05Sb0.73Te0.22     3.5     0.7   0.35   13.5     6.0     6.0
    7.0     0.5   0.4   13.5     7.0     8.1
实施例9(b)Ge0.067Sb0.717Te0.216     3.5     0.6   0.35   13.5     6.5     6.2
    7.0     0.4   0.4   13.0     6.5     8.2
实施例9(c)Ge0.098Sb0.693Te0.209     3.5     0.4   0.3   13.5     6.5     6.6
    7.0     0.3   0.3   14.0     6.5     9.9
比较例7Ge0.115Sb0.68Te0.205     3.5     0.4   0.3   13.0     6.5     8.1
    7.0     0.3   0.3   14.0     8.5     14.1
                    表-7
    槽深(nm)     槽宽(μm)
实施例11(a) 27 0.27
    (b)     27     0.33
    (c)     27     0.42
    (d)     35     0.27
    (e)     35     0.33
    (f)     35     0.42
    (g)     35     0.23
    (h)     42     0.27
(i) 42 0.33
(j) 42 0.42
    (k)     18     0.27
                     表-8
    跳动3.5m/s     跳动7m/s
    实施例11(a)     6.49     7.80
    (b)     5.97     7.62
    (c)     5.52     7.35
    (d)     7.26     8.42
    (e)     6.85     8.39
    (f)     6.05     7.84
    (g)     7.70     8.90
    (h)     9.14     10.49
    (i)     7.66     10.01
    (j)     6.59     9.01
    (k)              不能测定
                                                               表-9
    记录带         半径(mm)  记录带中心的半径  记录带中心的圆周长(mm)  记录带中心的总信道位数      记录带始端与记录带中心的信道位长度之差     记录带终端与记录带中心的信道位长度之差   记录带终端的道编号No. 各记录带的摆动频率
记录带始端 记录带终端  始端记录道的位长度            误差  终端记录道的位长度          误差
(nm) (%) (nm)   (%) (MHz)
    0 22.5000 22.6413  22.57067  141.8157  1063530  132.9268 -0.4065 -0.305%  133.7618 0.4285   0.321%   190 2.9067
    1 22.6413 22.7827  22.71201  142.70377  1070010  132.9518 -0.3815 -0.286%  133.7818 0.4484   0.336%   381 2.9249
    2 22.7827 22.9240  22.85335  143.59163  1077300  132.8765 -0.4568 -0.343%  133.7008 0.3675   0.276%   572 2.9431
    3 22.9240 23.0654  22.99469  144.4799  1083780  132.9014 -0.4319 -0.324%  133.7208 0.3875   0.291%   763 2.9613
    4 23.0654 23.2067  23.13603  145.36796  1090260  132.926 -0.4073 -0.305%  133.7406 0.4073   0.305%   954 2.9795
    5 23.2067 23.3480  23.27737  146.25603  1096740  132.9504 -0.3829 -0.287%  133.7601 0.4268   0.320%   1145 2.9977
    6 23.3480 23.4894  23.41871  147.14409  1103220  132.9744 -0.3589 -0.269%  133.7794 0.4461   0.335%   1336 3.0159
    7 23.4894 23.6307  23.56005  148.03216  1110510  132.9012 -0.4321 -0.324%  133.7009 0.3676   0.276%   1527 3.0341
    8 23.6307 23.7721  23.70139  148.92023  1116990  132.9253 -0.4080 -0.306%  133.7203 0.3870   0.390%   1718 3.0523
    9 23.7721 23.9134  23.84273  149.80829  1123470  132.949 -0.3843 -0.288%  133.7395 0.4062   0.305%   1909 3.0705
    10 23.9134 24.0547  23.98407  150.69636  1129950  132.9725 -0.3608 -0.271%  133.7585 0.4252   0.319%   2100 3.0887
 100  36.6340  36.7753 36.70467  230.62224  1729350 133.101 -0.2323 -0.174% 133.6145  0.2812   0.211%   19290  4.7269
 101  36.7753  36.9167 36.84601  231.51031  1736640 133.0536 -0.2797 -0.210% 133.565  0.2317   0.174%   19481  4.7451
 102  36.9167  37.0580 36.98735  232.39837  1743120 133.0685 -0.2646 -0.199% 133.578  0.2447   0.183%   19672  4.7633
 103  37.0580  37.1994 37.12869  233.28644  1749600 133.0832 -0.2501 -0.188% 133.5908  0.2575   0.193%   19863  4.7815
 104  37.1994  37.3407 37.27003  234.1745  1756080 133.0978 -0.2355 -0.177% 133.6038  0.2703   0.203%   20054  4.7997
 105  37.3407  37.4820 37.41137  235.06257  1763370 133.0512 -0.2821 -0.212% 133.5548  0.2215   0.166%   20245  4.8179
 106  37.4820  37.6234 37.55271  235.95064  1769850 133.0659 -0.2674 -0.201% 133.5676  0.2343   0.176%   20436  4.8361
 107  37.6234  37.7647 37.69405  236.8387  1776330 133.0804 -0.2529 -0.190% 133.5803  0.2470   0.185%   20627  4.8543
 108  37.7647  37.9061 37.83539  237.72677  1782810 133.0943 -0.2385 -0.179% 133.5929  0.2596   0.195%   20818  4.8725
 109  37.9061  37.0474 37.97673  238.61483  1789290 133.1091 -0.2242 -0.168% 133.6054  0.2721   0.204%   21009  4.8907
 110  38.0474  38.1887 38.11807  239.5029  1796580 133.0633 -0.2700 -0.203% 133.5576  0.2243   0.168%   21200  4.9089
                                                                        表-9续
200  50.7680  50.9093  50.83867  319.42878  2395980 133.1333 -0.2000 -0.150%  133.504 0.1707 0.128% 38390  6.547
201  50.9093  51.0507  50.98001  320.31685  2402460 133.1439 -0.1894 -0.142%  133.5135 0.1802 0.135% 38581  6.5652
202  51.0507  51.1920  51.12135  321.20492  2408940 133.1544 -0.1789 -0.134%  133.523 0.1897 0.142% 38772  6.5834
203  51.1920  51.3334  51.28269  322.09298  2415420 133.1648 -0.1685 -0.126%  133.5325 0.1992 0.149% 38963  6.6016
204  51.3334  51.4747  51.40403  322.98105  2422710 133.1307 -0.2026 -0.152%  133.4972 0.1639 0.123% 39154  6.6198
205  51.4747  51.6160  51.54537  323.86911  2429190 133.1411 -0.1922 -0.144%  133.5067 0.1734 0.130% 39345  6.636
206  51.6160  51.7574  51.68671  324.75718  2435670 133.1515 -0.1818 -0.136%  133.5161 0.1828 0.137% 39536  6.6563
207  51.7574  51.8987  51.82805  325.64524  2442150 133.1618 -0.1715 -0.129%  133.5255 0.1922 0.144% 39727  6.6745
208  51.8987  52.0401  51.96939  326.53331  2448630 133.1721 -0.1612 -0.121%  133.5348 0.2015 0.151% 39918  6.6927
209  52.0401  52.1814  52.11073  327.42137  2455920 133.1384 -0.1949 -0.146%  133.5 0.1667 0.125% 40109  6.7108
210  52.1814  52.3227  52.25207  328.30944  2462400 133.1487 -0.1846 -0.138%  133.5094 0.1761 0.132% 40300  6.7291
245  57.1283  57.2696 57.19897  359.39173  2695680  133.1566 -0.1767 -0.132%  133.4861  0.1528  0.115%  46985  7.3661
246  57.2696  57.4110 57.34031  360.27979  2702160  133.166 -0.1673 -0.125%  133.4946  0.1613  0.121%  47176  7.3843
247  57.4110  57.5523 57.48165  361.6786  2706640  133.1753 -0.1580 -0.119%  133.5031  0.1695  0.127%  47367  7.4025
248  57.5523  57.6937 57.62299  362.05592  2715120  133.1845 -0.1488 -0.112%  133.5116  0.1783  0.134%  47553  7.4207
249  57.6937  57.8350 57.76433  362.94399  2722410  133.1541 -0.1792 -0.134%  133.4803  0.1470  0.110%  47749  7.4389
250  57.8350  57.9763 57.90567  363.83205  2728890  133.1633 -0.1700 -0.127%  133.4887  0.1554  0.117%  47940  7.4571
251  57.9763  58.1177 58.04701  364.72012  2735370  133.1725 -0.1608 -0.121%  133.4972  0.1639  0.123%  48131  7.4753
252  58.1177  58.2590 58.16835  365.60819  2741850  133.1817 -0.1516 -0.114%  133.5056  0.1723  0.129%  48322  7.4935
253  58.2590  58.4004 58.32969  366.49625  2748320  133.1908 -0.1425 -0.107%  133.5139  0.1806  0.135%  48513  7.5117
254  58.4004  58.5417 58.47103  367.38432  2755620  133.1607 -0.1726 -0.129%  133.483  0.1497  0.112%  48704  7.5299

Claims (15)

1.一种光记录方法,是利用最短斑点长度为0.5μm以下的多种记录斑点长度的记录斑点,对具有将结晶态部分作为未记录或擦除状态而将非晶态部分作为记录状态的相变型记录层的光学信息记录媒体记录信息的方法,其特征在于,
所述光学信息记录媒体,利用所述相变型记录层的熔融区域的非晶态化和从所述熔融区域的周围的固相结晶态部分的边界开始的再结晶化之间的竞争,形成所述光学信息记录媒体用的非晶态部分,
利用光学系统通过数值孔径NA为0.55~0.9的物镜将波长为350nm~680nm的激光照射到所述相变型记录层上,
在记录斑点间照射能够使非晶态结晶化的擦除功率Pe的所述激光,
对于所述记录斑点,将1个记录斑点时间长度记为nT时(T为时钟周期,n为2以上的整数),将记录斑点时间长度nT依如下顺序分割,即η1T、α1T、β1T、α2T、β2T、……αiT、βiT……αmT、βmT、η2T,
(其中,m为脉冲分割数,m=n-k,k为0≤k≤2的整数;∑iii)+η12=n,η1为η1≥0的实数,η2为η2≥0的实数,0≤η12≤2.0;α1=0.1~1.5,αi=0.1~0.8(2≤i≤m),βi=0.3~1.0(1≤i≤m-1),βm=0~1.5;取αi(2≤i≤m)以及βi(2≤i≤m-1)为与i无关的一定值,且α1≥αi;αii-1=1.0(3≤i≤m),αi(2≤i≤m)的记录脉冲与时钟周期同步;还可以是β1及βm取与βi不同的值时,∑αi<0.5)
在αiT(1≤i≤m)的时间内,照射足以使记录层熔融的Pw≥Pe的记录功率Pw的所述激光;
在βiT(1≤i≤m)的时间内,照射0<Pb≤0.2Pe(但是在βmT中,可以是0<Pb≤Pe)的偏置功率Pb的所述激光。
2.如权利要求1所述的光记录方法,其特征在于,
在k=0或k=1时,∑αi<0.4。
3.如权利要求1所述的光记录方法,其特征在于,βm根据斑点长度nT而变化。
4.如权利要求3所述的光记录方法,其特征在于,在短斑点时缩短βm
5.如权利要求1至4任一项所述的光记录方法,其特征在于,与记录线速度无关,设αii-1=1.0(3≤i≤m),则Pb、Pw、Pe/Pw、α1、β1和βm根据记录线速度变化,记录线速度越低越使αi(i至少为1≤i≤m中的一个)单调减少着变化。
6.如权利要求5所述的光记录方法,其特征在于,记录线速度越低βm越是单调增加着变化。
7.如权利要求5所述的光记录方法,其特征在于,将各记录线速度下的最大记录功率记为Pwmax,最小记录功率记为Pwmin,这时
Pwmax/Pwmin≤1.2、Pe/Pw=0.4~0.6、0≤Pb≤1.5(mW)。
8.如权利要求5至7中任一项所述的光记录方法,其特征在于,设最大记录线速度时βm为βH m,最小记录线速度时βm为βL m,各改写时的线速度的βm为βL m与βH m之间的值,Pb及Pe/Pw与记录线速度无关,为一定值。
9.如权利要求5或7所述的光记录方法,其特征在于,
取βm为与记录线速度无关的一定值。
10.如权利要求5或6所述的光记录方法,其特征在于,
使具有规定记录区的光学信息记录媒体以恒角速度旋转、利用多种斑点长度记录信息,
该记录区是由按照半径分割的多个区域构成,相应于各区域内的平均线速度改变基准时钟周期T,使记录密度大致为一定值,
上述记录区按照半径分割为p个区域,将最内圈一侧作为第1区域,将最外圈一侧作为第p区域,若第q区域(这里q为1≤q≤p的整数)的角速度记为ωq,平均线速度记为<Vq>ave,最大线速度记为<Vq>max,最小线速度为<Vq>min,基准时钟周期记为Tq,最短斑点时间长度为nminTq,则
<Vp>ave/<V1>ave在1.2~3的范围内,<Vq>max/<Vq>min为1.5以下,
(i)在同一区域内,ωq、Tq、αi、βi、Pe、Pb及Pw为一定值,最短斑点物理长度nminTq<Vq>ave为0.5μm以下,Tq<Vq>ave对于1≤q≤p的所有的q大致为一定值,而且
m=n-1或m=n-2,
α1=0.3~1.5,
α1≥αi=0.2~0.8(2≤i≤m),
αii-1=1.0(3≤i≤m),
0≤Pb≤1.5(mW),
0.4≤Pe/Pw≤0.6,
(ii)m与区域无关,为一定值,在每一区域中,Pb、Pw、Pe/Pw、αi(1≤i≤m)、β1、βm为可变值,从外圈区域向内圈区域至少使αi(i为2≤i≤m中的至少1个)单调减小。
11.如权利要求10所述的光记录方法,其特征在于,设该记录区中的Pw的最大值为Pwmax,最小值为Pwmin时,则Pwmax/Pwmin≤1.2。
12.如权利要求10或11所述的光记录方法,其特征在于,利用数值孔径NA为0.55~0.65的物镜使波长为600~680nm的光通过基板聚焦在记录层上进行数据录放,
若第q区域(这里q为1≤q≤p的整数)的角速度记为ωq,平均线速度为<Vq>ave,最大线速度为<Vq>max,最小线速度为<Vq>min,基准时钟周期为Tq,最短斑点时间长度为nminTq,则
n为1~14的整数,
m=n-1,
ωq与区域无关,为一定值,
Tq<Vq>ave相对于1≤q≤p的所有的q大致为一定值,而且满足下式
(<Vq>max-<Vq>min)/(<Vq>max+(Vq>min)<10%,
(i)在第一区域中,设
αl 1=0.3~0.8,
αl 1≥αl i=0.2~0.4,与i无关,为一定值(2≤i≤m),
αl 2l i≥1.0,
αl il i-1=1.0(3≤i≤m),
(ii)在第p区域中,设
αp 1=0.3~0.8,
αp 1≥αp i=0.3~0.5,与i无关,为一定值(2≤i≤m),
αp ip i-1≥1.0(2≤i≤m),
(iii)在其他区域中,设αl i≤αq i≤αp i(2≤i≤m),αq 1取αl 1与αp 1之间的值。
13.如权利要求10至12中任一项所述的光记录方法,其特征在于,αl 1≥αq 1≥αp 1(式中αl 1>αp 1)。
14.如权利要求12或13所述的光记录方法,其特征在于,Pb、Pe/Pw、β1及βm与区域无关,为一定值,仅仅使α1及αi(2≤i≤m)随区域而变化。
15.如权利要求5或6所述的光记录方法,其特征在于,使具有规定记录区的光学信息记录媒体旋转、利用多种斑点长度记录信息,
将记录区在半径方向上分割为多个区域,在各区域内以恒线速度进行记录,最内圈区域的记录线速度Vin与最外圈区域的记录线速度Vout之比Vout/Vin为1.2~2。
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