(57)【要約】【課題】光記録媒体の内容の意図的劣化のための方法を提供する。【解決手段】本発明は、光情報記録の分野に関する。  記憶媒体の乱用または不正使用を防ぐために、本発明は、媒体に超解像で記録された情報を読み出すための通常のパワーより低いレーザパワーを印加することによって情報を意図的に劣化させる方法を提供する。この方法は、超解像読み出しパワーより低いレーザパワーが、記録された情報の不可逆的な劣化をもたらすという驚くべき観察に依存する。この観察は、２つのＺｎＳ／ＳｉＯ２層（１２、１６）間のＩｎＳｂまたはＧａＳｂ層（１４）を含む３層構造から構成された媒体に関して行われた。  慎重に扱うべきデータを保護するために適用される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
高解像度情報の光記憶のための構造に超解像で記録された情報を意図的に劣化させるための方法であって、前記構造が、物理的マークであって、その幾何学的構成が前記記録された情報を画定する物理的マークを備えた基板（１０）と、前記基板マークの上における３層（１２、１４、１６）の重なりと、この重なりの上の透明な保護層（１８）と、を含み、前記重なりが、硫化亜鉛および酸化シリコン（ＺｎＳ／ＳｉＯ２）化合物の２つの誘電体層（１２、１６）間に挿入されたアンチモン化インジウムまたはアンチモン化ガリウムの層（１４）を含み、前記方法が、前記ディスクに超解像で記録された前記情報を読み出すために用いられる読み出しレーザのパワーより約３０％低いパワーを有するレーザビームに、前記物理的マークの上を通過させることに存する劣化動作を含む方法。
【請求項２】
前記読み出しレーザが、約４００ナノメートルの波長および約１．５〜２ミリワットのパワーを備えた青色レーザであり、前記劣化レーザがまた青色レーザである、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記劣化レーザが、より低い供給電流および／または電圧で動作する読み出しレーザである、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記アンチモン化物層（１４）におけるアンチモンの原子比が、４５％〜５５％であり、インジウムまたはガリウムの比率が、４５％と、１００％から前記アンチモンの比率を引いた残りとの間である、請求項１〜３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項５】
前記ＩｎＳｂまたはＧａＳｂアンチモン化物層の厚さが１０〜５０ナノメートルである、請求項１〜４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項６】
前記ＩｎＳｂまたはＧａＳｂアンチモン化物層の厚さが２０〜３０ナノメートルである、請求項１〜５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項７】
前記ＺｎＳ／ＳｉＯ２誘電体層が、それぞれ、２０〜１００ナノメートルの厚さを有する、請求項１〜６のいずれか一項に記載の方法。
【請求項８】
ＺｎＳおよびＳｉＯ２の原子比が、ＺｎＳ８５ａｔ％／ＳｉＯ２  １５ａｔ％（８５／１５の比率）〜ＺｎＳ７０ａｔ％／ＳｉＯ２  ３０ａｔ％（７０／３０の比率）の範囲から取られる、請求項１〜７のいずれか一項に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光情報記録の分野に関する。
【背景技術】
【０００２】
この分野において、たとえば、記録データの不正使用を防止することが望ましい場合に読み出しアクセス数を制限するために、不可逆的に無効にできる記録媒体を提供することは、有利な場合がある。特に、光ディスク（ＣＤＲＯＭ、オーディオＣＤ、ＤＶＤ等）メモリでは、データまたはいくらかのデータの不可逆的な消去は、メモリに含まれる情報の不正コピーに対して保護する役割を果たすことができる。
【０００３】
光データは、原則として、物理的マークの形状で媒体に記憶されるが、これらの物理的マークは、それらをレーザビーム検出システムが読み出しできるようにする光コントラストを示す制御寸法の不規則性である。
【０００４】
物理的マークは、ポリカーボネート基板（たとえばＤＶＤ−ＲＯＭ）を成型することによって形成された刻印であってもよい。次に、それらは、一度限りに記録される。それらはまた、書き込み光ビームの処置に敏感な層の記録された領域によって形成してもよい。次に、記録は可逆的（消去、さらに再記録も可能）であっても、または不可逆的（消去も上書きも不可能）であってもよい。
【０００５】
典型的には、不可逆的な光記録の場合には、記録は、書き込みレーザのパワーが閾値を超える場合に局所的に劣化される着色層を、レーザダイオードで照射することによって実行される。この局所的劣化がマークを画定するが、これらのマークの長さは、回転しているディスク（このディスクの回転速度が考慮される）にレーザが作用している間の時間によって画定される。
【０００６】
書き換え可能ディスクに対して、書き込みは、通常、書き込みレーザダイオードを用いて、「相変化材料」として知られている材料を加熱することによって実行される。材料は、たとえば、最初は結晶相である。材料は、書き込みレーザが作用する場所で、局所的にアモルファス状態に変わる。アモルファス領域と結晶のままである領域との間の（たとえば反射率における）光コントラストは、このように記録された情報の読み出しを可能にするのに十分である。消去は、レーザダイオードを介して、読み出しレーザパワーより大きいが情報を書き込むためのレーザパワーより低いパワーに、これらの領域を再びさらすことによって実行される。アモルファスになった領域は再結晶化し、結晶だった領域は結晶のままであり、ディスクは、新しい書き込み動作の準備ができる。
【０００７】
光ディスクに記録される情報の密度を増加させることが求められる場合に、この目的は、一般に、情報読み出し装置の性能によって制限される。基本原理は、次の通りである。すなわち、ディスクに書き込まれる物理的情報は、そのサイズが、この情報を読み出すために用いられる光学系の解像限界より小さい場合には、大きな困難を払ってのみ読み出すことができるということである。典型的には、６５０ｎｍの波長および０．６の開口数を有する赤色レーザで読み出す場合には、通常、０．４ミクロン未満または限界である０．３ミクロンの解像度を有する情報を正確に読み出せる見込みはない。
【０００８】
しかしながら、超解像法として既知の方法が、波長より小さいかまたはさらにはるかに小さい物理的サイズの情報を読み出すために考案された。これらの方法は、ある材料の非線形光特性に基づいている。「非線形特性」という表現は、材質におけるある光特性が、それらが受ける光の強度に依存して変化するという事実を意味すると理解される。読み出しレーザ自体は、読み出しレーザスポットの寸法より小さな寸法に対する熱、光、熱光学および／またはオプトエレクトロニクス効果によって、材料の光特性を局所的に変更する。特性の変化ゆえに、この非常に小さな量に存在する情報片が検出可能になるのに対して、それは、この変化なしでは検出できなかったであろう。
【０００９】
利用される現象は、主として、用いられる読み出しレーザの２つの特性に基づいている。
−  一方で、レーザは、（波長のオーダの）極度に小さな断面を有するように非常に高度に集光されるが、そのパワー分布はガウス分布であり、その中心で非常に強く、周囲で非常に減衰される。
−  他方で、読み出しレーザパワーは、次のように選択される。すなわち、ビームの中心における、断面の小さな部分にわたるパワー密度が、層の光特性を著しく変更するのに対して、この小さな断面部分の外側のパワー密度が、この光特性をそれほど変更しないように選択される。光特性は、この変更なしでは読み出しできないであろう情報の読み出しを可能にするのに役立つ方向に変更される。
【００１０】
次に、ビーム自身の波長が可能にするよりもはるかに小さい直径に集光されるビームが用いられたかのように、全てが行われる。
【００１１】
２００７年２月９日に出願された、以前の（特許文献１）では、超解像で動作する光記憶構造が提案された。この構造には、物理的マークであって、その幾何学的構成が、記録された情報を画定する物理的マークを備えた基板（ポリカーボネートで作製されるのが好ましい）と、基板マークの上における３層の重なりと、この重なりの上の透明な保護層と、が含まれ、この重なりには、硫化亜鉛および酸化シリコン（ＺｎＳ／ＳｉＯ２）化合物の２つの誘電体層間に挿入されたアンチモン化インジウムまたはアンチモン化ガリウムの層が含まれる。
【００１２】
この構造が好都合なのは、それが、満足な信号／雑音比で超解像情報を読み出すために、比較的低い読み出しレーザパワーを必要とするからである。しかしながら、読み出しパワーの問題は、非常に重要である。なぜなら、一方では、十分に高いパワーが、光特性の局所的な変化を介して超解像効果を得るために必要であるが、しかし他方では、高すぎるパワーは、記録された情報を徐々に破壊する傾向があり、できるだけ高い読み出しサイクル数が望ましいにもかかわらず、可能な読み出しサイクル数を制限するからである。
【００１３】
【特許文献１】仏国特許出願公開第０７００９３８号明細書
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【００１４】
２つのＺｎＳ／ＳｉＯ２層間のＩｎＳｂまたはＧａＳｂに基づいたこれらの構造について試験を行なうことによって、驚いたことに、次のことが同時に可能なことが観察された。すなわち、
−  第１のパワーＰ１を備えた読み出しレーザを用いることによって、超解像で記録された情報を、その劣化なしに正確に読み出すことと、
−  Ｐ１より小さいパワーＰ２で情報を読み出すことによって、超解像で記録された情報を不可逆的に劣化させることと、である。
【００１５】
この観察は、超解像で記録された、規則的に分配されたマークを含むサンプルについての反復された測定からなされた。
【００１６】
この現象は、現在まで、科学的に適切には説明できなかったが、観察の繰り返しによって、次の結論に至った。すなわち、超解像で記録された光ディスクの実際に使える内容を、思い通りにかつ不可逆的に無効にするために、この現象を産業的に用いることが可能であろうという結論である。無効化は、ディスクを使用不能にする、ある領域（決定されたかまたはランダムに分配された）の劣化からなる。
【００１７】
したがって、高解像度光情報記憶構造に超解像で記録された情報を意図的に劣化させるための、本発明による方法が提案されるが、この構造には、物理的マークであって、その幾何学的構成が、記録された情報を画定する物理的マークを備えた基板と、基板マークの上における３層の重なりと、この重なりの上の透明な保護層と、が含まれ、この重なりには、硫化亜鉛および酸化シリコン（ＺｎＳ／ＳｉＯ２）化合物の２つの誘電体層間に挿入されたアンチモン化インジウムまたはアンチモン化ガリウムの層が含まれ、この方法には、ディスクに超解像で記録された情報を読み出すために用いられる読み出しレーザのパワーより約３０％低いパワーを有するレーザビームに、物理的マークの上を通過させることに存する劣化動作が含まれる。
【００１８】
使用例として、Ｎ回を超えて記憶構造を読み出してはならないことと、Ｎ回目の読み出し後に、読み出しシステムが、構造の機密情報領域を劣化させる低いパワーの印加を開始することと、が予想できる。さらに、数Ｎを構造自体に含み、システムによって読み出して、所望の劣化を実行するのに適した読み出しレーザのパワー変更を作動させるようにしてもよい。記憶構造が書き換え可能型である場合には、既に実行された読み出し回数を記憶構造に記録して、意図的な劣化のための望ましい瞬間を管理するようにすることさえも可能である。
【００１９】
本発明の他の特徴および利点は、添付の図面に関連して作成された下記の詳細な記載を読むことによって、明らかになるであろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
図１に、本発明を実施するために用いられる光情報記憶媒体の一般的な構造を示す。
【００２１】
この構造には基板１０が含まれるが、この基板１０は、有機材料、特に、光ディスク用に従来的に用いられているポリカーボネートであるのが好ましい。基板は、実際には、平らなディスク形状であり、情報は、従来的には、ほぼ同心トラックに沿ってディスク上に書き込まれる。ディスクの正面に配置され、矢印２０で表わされた読み出しレーザビームが、ディスクの回転中に情報が自身の前を通過するのを見る。
【００２２】
基板１０には、記録された情報を画定する物理的マークが含まれ、この例では、物理的マークは、基板の上面に刻印されたレリーフの形状で構成される。このレリーフは、たとえば、ピットで構成され、これらのピットの幅は、書き込まれる全ての情報に対してほぼ固定されるが、情報の移動方向におけるピットの長さおよび間隔は、書き込まれる情報の内容を画定する。情報の読み出しは、構造によって反射されるレーザビームの相、すなわち各物理的マークごとの通過の最初および最後に変化する相を分析することによって実行される。ピットは、たとえば、非常に高い解像度の電子ビームエッチングツールで作製されたニッケル型を用いて、ポリカーボネートまたはプラスチック基板をプレスして予め記録してもよい。
【００２３】
物理的マークの幅、長さおよび間隔は、それらを読み出すために用いられる光読み出しシステムの理論的な光解像度より小さくてもよい。典型的には、このシステムが、開口数０．８５の集光光学装置と共に用いられる、約４００ナノメートルの波長を備えた青色レーザである場合には、理論的な物理的解像限界は、対策が取られた場合には約１２０ナノメートルである。ここでは、マークは、長さまたは間隔において８０ナノメートル未満か、またはそれに等しい解像度で予め記録してもよいが、これは、これから説明する。
【００２４】
マークは、順番に、ＺｎＳ／ＳｉＯ２化合物の誘電体層１２、アンチモン化インジウム（ＩｎＳｂ）またはアンチモン化ガリウム（ＧａＳｂ）の層１４、およびＺｎＳ／ＳｉＯ２化合物の誘電体層１６で構成された３層で覆われる。このアセンブリは、透明な保護層１８によって覆われる。
【００２５】
ＩｎＳｂまたはＧａＳｂで作製された層１４は、非線形光特性を有する層であり、またＧａＳｂまたはＩｎＳｂ層が２つのＺｎＳ−ＳｉＯ２誘電体層に囲まれた３層構造の反射率が、１〜２ミリワットのパワー（実際には、平方ミクロン当たり約７ミリワットのパワー密度に対応する）を有するレーザビームによってこの構造が照射された場合に、非常に大幅に増加し得ることが観察された。
【００２６】
図２は、３つの層１２、１４、１６の重なりを堆積する前に、基板に予め記録される情報を構成可能な方法を想起させる。すなわち、可変長および可変間隔のブラインドホールである。矢印は、読み出しレーザの下の基板の移動方向を示す。
【００２７】
実施した試験によれば、本発明による層の最適な厚さは、次の通りであることが示された。
−  下側ＺｎＳ／ＳｉＯ２層。２０〜１００ナノメートル。好ましくは約５０〜７０ナノメートル。
−  ＧａＳｂまたはＩｎＳｂ層。１０〜５０ナノメートル。好ましくは約２０〜３０ナノメートル。
−  上側ＺｎＳ／ＳｉＯ２層。２０〜１００ナノメートル。好ましくは約５０〜６０ナノメートル。
【００２８】
ＺｎＳ−ＳｉＯ２化合物のための好ましい原子組成は、２０％のＳｉＯ２につき約８０％のＺｎＳである。これは、８５／１５の比率〜７０／３０の比率にまで及んでもよい。
【００２９】
ＩｎＳｂまたはＧａＳｂ層の原子組成は、約４５％〜５５％のアンチモンＳｂが好ましい。次に、インジウムまたはガリウムの比率は、４５％と、１００％からアンチモンの比率を引いた残りとの間である。Ｉｎ５０Ｓｂ５０またはＧａ５０Ｓｂ５０の化学量論的化合物が特に適切であるが、しかし化学量論からの小さな偏差は許容できる。
【００３０】
層の堆積は、特別な問題を少しももたらさない。堆積は、活性層および誘電体の両方に対し、問題の材料を含むターゲットからのスパッタリングによって、またはプラズマ気相成長によって従来的に実行してもよい。
【００３１】
本発明は、典型的には約４００ナノメートルの波長を備えた青色レーザで情報を読み出すことに特に適用可能であるが、そのとき、情報は、おそらく１００ナノメートル以下、すなわち読み出し波長の４分の１または５分の１未満の解像度を有する光ディスク上に予め記録される。
【００３２】
情報の読み出しは、約１．５〜２ミリワットの読み出しレーザパワーを用いて実行するのが好ましい。レーザの波長は、約４００ナノメートルであるのが好ましい。集光光学装置は、約０．８５の開口数を有する。
【００３３】
情報の意図的な劣化は、読み出しレーザに似たレーザか、または類似の集光光学装置もしくは読み出し光学装置自体を備えているが、低減されたレーザパワーの読み出しレーザ自体を用いて実行される。低減されたパワーは、読み出しパワーより約３０％小さい。情報の意図的な劣化をもたらすために用いられるレーザが読み出しレーザ自体である場合には、それは、劣化動作中は、超解像読み出し動作中より低い供給電流および／または電圧で動作される。
【００３４】
劣化は、特に、出力信号の基準期間を基準として、出力信号に存在するマークの長さの変動を測定すること（「ジッタ」測定）によって観察可能である。基準期間は、たとえば、ディスクの回転中に読み出しレーザビームによって走査される８０ｎｍの基準距離に対応する時間Ｔである。読み出されるマークの規則性の程度が、信号の理論的な期間に対する、読み出された信号で実際に検出された期間の（パーセンテージとしての）比率として測定され、また情報がディスク上で正確に周期的であるのに対して、測定された周期的な変動が１０％を超過する場合には、記録された情報が劣化されたと考えてもよい。その理由は、変動が１０％を超過する場合には、マークの存在または欠如を検出するための、周波数１／Ｔにおける信号のサンプリングには、誤った結果を与えるかなりの確率があるからである。
【００３５】
実際的な測定法は、読み出しヘッドの出力信号から決定された、連続的に記録されたマークの期間を適合させることと、そのヒストグラム（あれこれの長さを有して位置するマークの数）を確立することと、次に、長さの標準偏差を決定することとに存し、この標準偏差が、基準時間に対する変動を表わす。その計算は、記録媒体の回転速度が完全には規則的でない場合に、その回転速度における変動を考慮に入れることにより、任意に行ってもよい。
【００３６】
次のことが観察される。すなわち、
−  （１ｍＷ未満の）低いパワーでの読み出しは、基準時間に対して、１０％未満の低い変動をもたらす（しかしながら、超解像情報は、低いパワーでは見ることができない）。
−  主として約１．５〜２ミリワットの、超解像効果が当てはまる比較的高いパワーで読み出される情報は、１０％未満の低い変動をもたらす。
−  中間パワー（約１．２〜１．５ミリワット、主として、超解像における読み出しパワーより約３０％小さい）で読み出される情報は、２０％近くに達し得る高い変動をもたらす。
−  中間パワーにおける読み出し後に、超解像情報は、もはや、超解像における通常の読み出しパワーを再確立することによって読み出すことができない可能性がある。それは、１０％を超える高い変動によって影響されたのであり、このことは、繰り返し観察された。情報は、回復できないほど劣化されるが、この劣化は、ジッタ値によって測定される。原子間力顕微鏡を用いて観察によって、記録されたマークが劣化したという事実が確認された。
【００３７】
この観察は、互いに異なる構造に関して、および相変化層がアンチモン化インジウムだった場合および相変化層がアンチモン化ガリウムだった場合の両方で、何度も繰り返された。
【００３８】
これらの試験は、次の構造に対して行なわれ、下記の表に提示される。
−  ポリカーボネート基板１０に堆積された下側ＺｎＳ／ＳｉＯ２層１２は、層Ｃ１で示される。
−  ＩｎＳｂまたはＧａＳｂで作製された相変化層１４は、層Ｃ２で示される。
−  上側ＺｎＳ／ＳｉＯ２層１６は、層Ｃ３で示される。
−  超解像における通常の読み出しレーザパワーは、Ｐ１で示される。
−  超解像における読み出しを不可逆的に妨げる劣化が観察されたパワーは、Ｐ２で示される。
【００３９】
【表１】
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【００４０】
本発明による不可逆的な劣化方法は、記録された媒体へのアクセス数を制限するためか、または記録データの乱用もしくは不正使用を制限するために有用である。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本発明を実施するめために用いられる光情報記憶構造を示す。
【図２】８０ナノメートルの倍数の距離で離間配置された、８０ナノメートルの倍数の寸法を有するマークが予め形成された基板の原子間力顕微鏡図を示す。
【符号の説明】
【００４２】
１０  基板
１２  ＺｎＳ／ＳｉＯ２化合物の下側誘電体層
１４  アンチモン化物層
１６  ＺｎＳ／ＳｉＯ２化合物の上側誘電体層
１８  保護層
２０  読み出しレーザビーム
【図１】
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【図２】
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