(57)【要約】【課題】高融点金属酸化物又はシリコン酸化物のマスク層を用いる超解像度近接場構造の高密度記録媒体を提供する。【解決手段】第２誘電体層、記録層、保護層、マスク層、第１誘電体層、ポリカーボネート層が順次積層された超解像度近接場構造の高密度記録媒体において、高融点金属酸化物又はシリコン酸化物のマスク層に光又は熱による前記高融点金属酸化物又はシリコン酸化物の結晶構造変化及び光学特性変化の物理的な変化によって発生される近接場を用いる超解像度近接場構造の高密度記録媒体を有する。【選択図】　図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第２誘電体層、記録層、保護層、マスク層、第１誘電体層、ポリカーボネート層が順次積層された超解像度近接場構造の高密度記録媒体において、
高融点金属酸化物又はシリコン酸化物のマスク層に光又は熱による前記高融点金属酸化物又はシリコン酸化物の結晶構造変化及び光学特性変化の物理的な変化によって発生される近接場を用いることを特徴とする超解像度近接場構造の高密度記録媒体。
【請求項２】
前記高融点金属酸化物はほとんど可逆的なＷＯｘであることを特徴とする請求項１に記載の超解像度近接場構造の高密度記録媒体。
【請求項３】
前記高融点金属酸化物は非可逆的なＴａＯｘ又はＡｕＯｘであることを特徴とする請求項１に記載の超解像度近接場構造の高密度記録媒体。
【請求項４】
前記シリコン酸化物は非可逆的なＳｉＯｘであることを特徴とする請求項１に記載の超解像度近接場構造の高密度記録媒体。
【請求項５】
前記第２誘電体層の下部に銀（Ａｇ）或いはアルミニウム（Ａｌ）の反射層を備えることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかの一つの項に記載の超解像度近接場構造の高密度記録媒体。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は高密度記録媒体に係り、特に高融点金属酸化物又はシリコン酸化物のマスク層を用いる超解像度近接場構造の高密度記録媒体に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の記録媒体は大きく分けて光磁気記録方式の記録媒体と相変化記録方式の記録媒体がある。光磁気記録方式の記録媒体はＭＤ（Ｍｉｎｉ　Ｄｉｓｋ）のように磁性体に直線偏光を入射させれば、情報が磁性体の磁気大きさ及び磁気方向に応じて、その反射光が回転する現象である磁気のカー効果を利用する再生を考慮した記録媒体である。
【０００３】
相変化記録方式の記録媒体はＤＶＤ（ｄｉｇｉｔａｌ　ｖｅｒｓａｔｉｌｅ　ｄｉｓｋ）のように記録媒体の記録された領域と記録されない領域の非晶質と結晶質の結晶状態による光常数の吸収係数の差によって発生される反射率の差を利用する再生を考慮した記録媒体である。
また、最近には相変化記録方式の一種で微小マークを利用して記録媒体に情報の記録をし、記録媒体に記録された情報を回折限界以下で再生するためのさまざまな方法が提示されている。その中で一番注目されている超解像度近接場構造を利用する記録方式は、“Ａｐｐｌｉｅｄ　Ｐｈｙｓｉｃｓ　Ｌｅｔｔｅｒｓ，　Ｖｏｌ．　７３，　Ｎｏ．　１５，　Ｏｃｔ．　１９９８”及び“Ｊａｐａｎｅｓｅ　Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆ　Ａｐｐｌｉｅｄ　Ｐｈｙｓｉｃｓ，　Ｖｏｌ．　３９，　Ｐａｒｔ　Ｉ，　Ｎｏ．　２Ｂ，　２０００，　ｐｐ．　９８０−９８１”に開始されている。超解像度近接場構造は特殊なマスク層を使うことで、マスク層での局所表面プラズモン（ｐｌａｓｍｏｎ）を利用するものである。超解像度近接場構造は、レーザービームによってマスク層が透明になるアンチモン（Ｓｂ）透過型、銀酸化物（ＡｇＯｘ）が銀と酸素に分解され、分解された銀が局所プラズモンを発生させる散乱源で作用する銀酸化物分解型等がある。
【０００４】
図１は従来の超解像度近接場（ｓｕｐｅｒ　ｒｅｓｏｌｕｔｉｏｎ　ｎｅａｒ　ｆｉｅｌｄ）構造を利用する超解像度近接場構造の高密度記録媒体を示す図である。
【０００５】
図１に示すように、記録媒体はＺｎＳ−ＳｉＯ２のような誘電体の第２誘電体層１１２−２、ＧｅＳｂＴｅのような記録層１１５、保護層の役割をするＺｎＳ−ＳｉＯ２／ＳｉＮのような誘電体の保護層１１４、アンチモン（Ｓｂ）／銀酸化物（ＡｇＯｘ）のマスク層１１３、ＺｎＳ−ＳｉＯ２／ＳｉＮのような誘電体の第１誘電体層１１２−１、透明なポリカーボネート層１１１が順次積層された構造を有する。
【０００６】
ここで、マスク層１１３がアンチモン（Ｓｂ）の場合は保護層１１４及び第１誘電体層１１２−１はＳｉＮであり、マスク層１１３が銀酸化物（ＡｇＯｘ）の場合は保護層１１４及び第１誘電体層１１２−１はＺｎＳ−ＳｉＯ２である。
【０００７】
なお、保護層１１４は記録層１１５とマスク層１１３の反応を防止し、情報の記録再生時に超解像度近接場の作用場所になる。また、マスク層１１３がアンチモン（Ｓｂ）の場合はアンチモン（Ｓｂ）は透明になり、銀酸化物（ＡｇＯｘ）の場合は銀酸化物（ＡｇＯｘ）が銀と酸素に分解され、分解された銀が局所プラズモンを発生させる散乱源で作用する。
【０００８】
この記録媒体に約１０〜１５ｍＷ程度の出力を有するレーザー（未図示）からのレーザービームを収束レンズ（未図示）に収束し、記録媒体に照射して、記録層１１５を約６００℃以上に加熱させてレーザービームが照射される領域を非晶質で変換することで光常数（ｎ、ｋ）における屈折率ｎの変化にはかかわらず吸収係数ｋを小さくする。この時、レーザービームが照射されたアンチモン（Ｓｂ）又は非可逆的な銀酸化物（ＡｇＯｘ）のマスク層１１３は、アンチモン（Ｓｂ）結晶の変化、又は非可逆的な銀酸化物（ＡｇＯｘ）の分解が発生されることによりプラズモンを発生させる散乱源として作用して照射された光の波長より短い波長の光を発生させる。また、保護層１１４は記録層１１５に対して超解像度近接場の役割をする。従って、回折限界以下の微小マークの再生が可能にる。即ち、高密度記録媒体から記録された情報を回折限界以下で再生することができる。
しかし、上記のような超解像度近接場構造はマスク層と記録層の遷移温度が類似であるから、記録された情報再生時熱安全性が重要な課題になっている。また、このような超解像度近接場構造はノイズ特性が良くない。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記の問題点を解決するために、高融点金属酸化物又はシリコン酸化物のマスク層を用いることによって記録媒体から再生時の熱安全性とノイズ特性が優れた超解像度近接場構造の高密度記録媒体を提供する。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するための本発明は、第２誘電体層、記録層、保護層、マスク層、第１誘電体層、ポリカーボネート層が順次積層された超解像度近接場構造の高密度記録媒体において、高融点金属酸化物又はシリコン酸化物のマスク層に光又は熱による前記高融点金属酸化物又はシリコン酸化物の結晶構造変化及び光学特性変化の物理的な変化によって発生される近接場を用いる超解像度近接場構造の高密度記録媒体によって達成される。
【００１１】
このように、高融点金属酸化物又はシリコン酸化物のマスク層を用いることによって記録媒体から再生時の熱安全性とノイズ特性が優れた超解像度近接場構造の高密度記録媒体を実現することができる。
【００１２】
上記の目的を達成するための本発明は、上記で高融点金属酸化物がほとんど可逆的なＷＯｘである超解像度近接場構造の高密度記録媒体によって達成される。
【００１３】
このように、ほとんど可逆的なＷＯｘの高融点金属酸化物を用いることによって記録媒体から再生時の熱安全性とノイズ特性が優れた超解像度近接場構造の高密度記録媒体を実現することができる。
【００１４】
上記の目的を達成するための本発明は、上記で高融点金属酸化物が非可逆的なＴａＯｘ又はＡｕＯｘである超解像度近接場構造の高密度記録媒体によって達成される。
【００１５】
このように、非可逆的なＴａＯｘ又はＡｕＯｘの高融点金属酸化物を用いることによって記録媒体から再生時の熱安全性とノイズ特性が優れた超解像度近接場構造の高密度記録媒体を実現することができる。
【００１６】
上記の目的を達成するための本発明は、上記でシリコン酸化物が非可逆的なＳｉＯｘである超解像度近接場構造の高密度記録媒体によって達成される。
【００１７】
このように、非可逆的なＳｉＯｘのシリコン酸化物を用いることによって記録媒体から再生時の熱安全性が優れた超解像度近接場構造の高密度記録媒体を実現することができる。
【００１８】
上記の目的を達成するための本発明は、上記で第２誘電体層の下部に銀（Ａｇ）或いはアルミニウム（Ａｌ）の反射層を備える超解像度近接場構造の高密度記録媒体によって達成される。
【００１９】
このように、上記で第２誘電体層の下部に銀（Ａｇ）或いはアルミニウム（Ａｌ）の反射層を備えることによって記録媒体から再生時の熱安全性とノイズ特性がさらに優れた超解像度近接場構造の高密度記録媒体を実現することができる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
上述した目的を達成して従来の問題点を除去するための課題を実行する本発明の構成とその作用を添付図面により詳細に説明する。
【００２１】
図２は本発明の実施例による超解像度近接場構造の高密度記録媒体を示す図である。
図２に示すように、銀（Ａｇ）或いはアルミニウム（Ａｌ）の反射層（１２８）、記録媒体はＺｎＳ−ＳｉＯ２のような誘電体の第２誘電体層１２２−２、ＧｅＳｂＴｅのような記録層１２５、保護層の役割をするＺｎＳ−ＳｉＯ２／ＳｉＮのような誘電体の保護層１２４、マスク層１２３、ＺｎＳ−ＳｉＯ２／ＳｉＮのような誘電体の第１誘電体層１２２−１、透明なポリカーボネート層１２１が順次積層された構造を有する。
【００２２】
ここで、マスク層１２３は、記録媒体から再生時の熱安全性とノイズ特性を改善するためのほとんど可逆的なＷＯｘの高融点金属酸化物、ノイズ特性を改善するための非可逆的なＴａＯｘ又はＡｕＯｘの高融点金属酸化物、及びノイズ特性を改善するための非可逆的なＳｉＯｘのシリコン酸化物の一つである。
【００２３】
なお、保護層１２４は記録層１２５とマスク層１２３の反応を防止し、情報の記録再生時に超解像度近接場の作用場所になる。また、マスク層１２３は結晶構造変化及び光学特性変化の物理的な変化によって局所プラズモンを発生させる散乱源で作用する。
【００２４】
なお、反射層の役割をする銀（Ａｇ）或いはアルミニウム（Ａｌ）の反射層１２８はレーザービームが照射される反対側の記録層１２５及び第２誘電体層１２２−２にもレーザービームが照射される側の記録層１２５及び第１誘電体層１２２−１のような位の結晶構造変化及び光学特性変化の物理的な変化を得るためのことである。
【００２５】
以下の説明でマスク層１２３はほとんど可逆的なＷＯｘであることを想定する。
【００２６】
この記録媒体に約４０５ｎｍの波長と約１１ｍＷ程度の出力を有するレーザー（未図示）からのレーザービームを収束レンズ（未図示）に収束し、記録媒体に照射して、記録層１２５を約６００℃以上に加熱させてレーザービームが照射される領域を非晶質で変換することで光常数（ｎ、ｋ）における屈折率ｎの変化にはかかわらず吸収係数ｋを小さくする。この時、レーザービームが照射されたＷＯｘの４ＷＯ３が２Ｗ２Ｏ５＋Ｏ２に変化する可逆的な反応による結晶構造変化及び光学特性変化の物理的な変化によりプラズモンを発生させる散乱源として作用して照射された光の波長より短い波長の光を発生させる。また、保護層１２４は記録層１２５に対して超解像度近接場の役割をする。従って、回折限界以下の微小マークの再生が可能にる。即ち、高密度記録媒体から記録された情報を回折限界以下で再生することができる。
図３はマーク長さに従うＣＮＲ（Ｃａｒｒｉｅｒ　ｔｏ　Ｎｏｉｓｅ　Ｒａｔｉｏ）を示すグラフ図である。
【００２７】
図３は、従来の超解像度近接場構造の高密度記録媒体及び本発明による超解像度近接場構造の高密度記録媒体に波長４０５ｎｍ、開口率０．６５、及び出力１１ｍＷを有するレーザービームで３ｍ／ｓｅｃの速度で照射して記録し、波長４０５ｎｍ、開口率０．６５、及び出力４ｍＷを有するレーザービームで３ｍ／ｓｅｃの速度で照射して再生した結果のグラフである。この結果を見ると、ＣＮＲ４０ｄＢで、ＡｇＯｘのマスク層を用いた超解像度近接場構造の高密度記録媒体の場合には、解像度の限界がマーク長さ１５５．８ｎｍで示されるが、ＷＯｘのマスク層を用いた超解像度近接場構造の高密度記録媒体の場合には、解像度の限界がマーク長さ１３０ｎｍで示される。従って、本発明による超解像度近接場構造の高密度記録媒体が従来の超解像度近接場構造の高密度記録媒体より同じ条件で高密度で記録することが可能であることが分かる。
【００２８】
図４はマーク長さに従うノイズレベルを示すグラフ図である。
【００２９】
図４において実験の条件は図３と同じである。この結果を見ると、マーク長さ１３０ｎｍで、ＡｇＯｘのマスク層を用いた超解像度近接場構造の高密度記録媒体の場合には、‐６５ｄＢｍのノイズレベルを示すが、ＷＯｘのマスク層を用いた超解像度近接場構造の高密度記録媒体の場合には、‐７６ｄＢｍのノイズレベルを示す。従って、同じ条件で本発明による超解像度近接場構造の高密度記録媒体が従来の超解像度近接場構造の高密度記録媒体よりノイズレベル特性で優れていることが分かる。
【００３０】
【発明の効果】
本発明は高融点金属酸化物又はシリコン酸化物のマスク層を用いることによって記録媒体から再生時の熱安全性とノイズ特性が優れた超解像度近接場構造の高密度記録媒体を実現する効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来の超解像度近接場構造を利用する超解像度近接場構造の高密度記録媒体を示す図である。
【図２】本発明の実施例による超解像度近接場構造の高密度記録媒体を示す図である。
【図３】マーク長さに従うＣＮＲ（Ｃａｒｒｉｅｒ　ｔｏ　Ｎｏｉｓｅ　Ｒａｔｉｏ）を示すグラフ図である。
【図４】マーク長さに従うノイズレベルを示すグラフ図である。
【符号の説明】
１１１、１２１　ポリカーボネート
１１２−１、１２２−１　　第１誘電体層
１１２−２、１２２−２　　第２誘電体層
１１３、１２３　マスク層
１１４、１２４　保護層
１１５、１２５　記録層
１２８　反射層
【図１】
2004118945.tif 000003
【図２】
2004118945.tif 000004
【図３】
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【図４】
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