JP2000025339A - 相変化型情報記録媒体の利用方法 - Google Patents

相変化型情報記録媒体の利用方法

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JP2000025339A
JP2000025339A JP11131479A JP13147999A JP2000025339A JP 2000025339 A JP2000025339 A JP 2000025339A JP 11131479 A JP11131479 A JP 11131479A JP 13147999 A JP13147999 A JP 13147999A JP 2000025339 A JP2000025339 A JP 2000025339A
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Masato Harigai
真人 針谷
Yukio Ide
由紀雄 井手
Katsuyuki Yamada
勝幸 山田
Hiroko Iwasaki
博子 岩崎
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Ricoh Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 半導体レーザービームを用いて、相変化型情
報記録媒体にオーバーライトする実用的な方法の提供。 【解決手段】 下記一般式 X・(Y,YII)Z (但しXは周期律表第Ib族元素から選ばれた元素、Y
は周期律表第IIIb族元素から選ばれた元素、YII
周期律表第Vb族元素から選ばれた元素、Zは周期律表
第VIb族元素から選ばれた元素を表わす。)で示される
四元化合物を含有する記録層を基板上に有する相変化型
情報記録媒体において、情報が記録されている前記記録
層に電磁波を照射して前記記録を消去し、新しい情報を
記録することを特徴とする相変化型情報記録媒体の利用
方法。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、特定の四元化合物
よりなる記録層を基板上に有する相変化型情報記録媒体
に半導体レーザー光などの電磁波を用いてオーバーライ
トする方法に関する。
【0002】
【従来技術】電磁波特にレーザービームの照射により情
報の記録・再生および消去可能な光メモリー媒体の一つ
として、結晶−非晶質相間あるいは結晶−結晶相間の転
移を利用する、いわゆる相変化型記録媒体が良く知られ
ている。
【0003】特に光磁気メモリーでは困難な単一ビーム
によるオーバーライトが可能であり、ドライブ側の光学
系もより単純であることなどから最近その研究開発が活
発になっている。その代表的な材料例として、USP
3,530,441に開示されているようにGe−T
e、Ge−Te−Sb、Ge−Te−S、Ge−Se−
S、Ge−Se−Sb、Ge−As−Se、In−T
e、Se−Te、Se−As等所謂カルコゲン系合金材
料が挙げられる。
【0004】また、安定性、高速結晶化等の向上を目的
にGe−Te系にAu(特開昭61−219692
号)、Sn及びAu(特開昭61−270190号)、
Pd(特開昭62−19490号)等を添加した材料の
提案や、記録/消去の繰返し性能向上を目的にGe−T
e−Se−Sbの組成比を特定した材料(特開昭62−
73438号)の提案等もなされている。
【0005】しかしながら、そのいずれもが相変化型書
換え可能光メモリー媒体として要求される諸特性のすべ
てを満足し得るものとはいえない。
【0006】このような状況下において、特開昭63−
251290号公報においては、高速記録と高速消去を
目的として、記録層に三元以上の多元元素化合物単相を
用いた光記録媒体が提案されている。そして、四元化合
物として、CuZnInTe、CuCdInSe
のようなIIb族金属含有化合物、CrCuSnSe
のようなVIII族金属含有化合物、AgInAlTe
のようなIVb族金属含有化合物、GaInAsSe
のようなIIIb、IIIb、Vb、Vbよりなる四元化合
物、AgAlInSeのようなIb、IIIb、III
b、VIbよりなる四元化合物、CuAlInSe
ようなIb、IIIb、IIIb、VIbよりなる四元化合物が
開示されているが、本発明のようなAg、In、Sb、
Te系(Ib、IIIb、Vb、VIb系)よりなる四元化
合物の利用については全く開示されていないし、もちろ
んAg、In、Sb、Te系の四元化合物を用いると、
記録感度や消去感度が向上する、とくに消去感度が著し
く向上するという知見はない。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、半導
体レーザービームを用いて、相変化型情報記録媒体にオ
ーバーライトする実用的な方法を提供する点にある。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明は、下記一般式 X・(Y,YII)Z (但しXは周期律表第Ib族元素から選ばれた元素、Y
は周期律表第IIIb族元素から選ばれた元素、YII
周期律表第Vb族元素から選ばれた元素、Zは周期律表
第VIb族元素から選ばれた元素を表わす。)で示される
四元化合物を含有する記録層を基板上に有する相変化型
情報記録媒体において、情報が記録されている前記記録
層に電磁波を照射して前記記録を消去し、新しい情報を
記録することを特徴とする相変化型情報記録媒体の利用
方法に関する。
【0009】具体的には、XとしてはAg、Au、Cu
が、YとしてはAl、Ga、Inが、YIIとしてはS
b、Biが、ZとしてはSe、Teなどを挙げることが
できる。
【0010】本発明の記録層に用いられる前記一般式の
四元化合物はX又は(Y,YII)又はZの各々の元素
比をかえることにより融点、結晶化温度、活性化エネル
ギー及びその光学定数等を任意に変化させることが可能
である。すなわち本発明の基礎をなすIbIIIbVIb
化合物、あるいはIbVbVIb化合物は融点が約50
0〜800℃前後にあり、又、そのエネルギーギャップ
も現在多く使用されている(GaA1)As系半導体レ
ーザに対して効率的に吸収可能な範囲にあるため、本発
明の四元化合物を用いた相変化型情報記録媒体に半導体
レーザー光などの電磁波を用いてオーバライトすること
により感度の向上及び高速消去が可能となる。
【0011】本発明は、これら三元系化合物の有する各
種物性の幅を四元素とすることにより大きく拡大するこ
とができるため現在相変化型光記録媒体が有する前記問
題点を解消したものである。
【0012】又前記一般式の化合物の場合、成膜条件に
よっては従来の非晶質−結晶質間の相転移と同時に結晶
質−結晶質間の相転移も可能である。
【0013】以上のような本発明に用いる新規な相転移
性四元化合物の具体的な例としてはAg(In・Sb
1−X)Te、Ag(In・Sb1−X)Se
Ag(Ga・Sb1−X)Te、Ag(Ga・S
1−X)Se、Ag(Al・Sb1−X)T
、Ag(Al・Sb1−X)Se、Ag(In
・Bi1−X)Te、Ag(In・Bi1−X
Se、Ag(Ga・Bi1−X)Te、Ag(G
・Bi1−X)Se、Ag(Al・B
1−X)Te、Ag(Al・Bi1−X)S
、Cu(In・Sb1−X)Te、Cu(In
・Sb1−X)Se、Cu(Ga・Sb1−X
Te、Cu(Ga・Sb1−X)Se、Cu(A
・Sb1−X)Te、Cu(Al・S
1−X)Se、Cu(In・Bi1−X)T
、Cu(In・Bi1−X)Se、Cu(Ga
・Bi1−X)Te、Cu(Ga・Bi1−X
Se、Cu(Al・Bi1−X)Te、Cu(A
・Bi1−X)Se、等が挙げられる。
【0014】本発明で用いられる基板は通常、ガラス、
石英、セラミックスあるいは樹脂であり、樹脂基板が成
型性、コスト等の点で好適である。樹脂の代表例として
はポリカーボネート樹脂、アクリル樹脂、エポキシ樹
脂、ポリスチレン樹脂、アクリロニトリル−スチレン共
重合体樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、
シリコン系樹脂、フッ素系樹脂、ABS樹脂、ウレタン
樹脂等が挙げられるが、加工性、光学特性等の点でポリ
カーボネート樹脂、ポリメチルメタクリレートのような
アクリル系樹脂が好ましい。又、基板の形状としてはデ
ィスク状、カード状あるいはシート状であっても良い。
【0015】本発明に用いられる相変化型光情報記録媒
体を作るには所定の組成比のターゲットを作製し、スパ
ッター法による方法が好適である。又膜の組成ずれを補
正するために必要に応じて単元素のチップを用いる場合
もある。
【0016】こうして形成された記録層の厚さは通常3
00〜1500Å、好ましくは500〜1000Åであ
る。なお記録層を非晶質状態にするか、或いは結晶状態
にするかは蒸着時の基板温度によって決定され、常温の
場合は非晶質状態となり、又材料にもよるが、100℃
以上の場合(又は前記温度でのアニール後)は結晶状態
となる。
【0017】本発明に用いる相変化型光情報記録媒体に
おいては記録層上に更に保護層を設けることができる。
保護層の材料としては熱的に安定な窒化ケイ素等の窒化
物;二酸化ケイ素、二酸化チタン等の酸化物等が使用さ
れる。好ましい材料としてはSiO、SiO、Zn
O、SnO、Al、TiO、In、M
gO、ZrO等の金属酸化物、Si、AlN、
TiN、BN、ZrN等の窒化物、SiC、TaC、B
C、WC、TiC、ZrC等の炭化物やダイヤモンド
状カーボンあるいはそれらの混合物が挙げられる。又、
必要に応じて不純物を含んでいてもよい。
【0018】このような保護層は各種気相成膜法、例え
ば、真空蒸着法、スパッタ法、プラズマCVD法、光C
VD法、イオンプレーティング法、電子ビーム蒸着法等
によって形成できる。なお、保護層の厚さは通常300
〜1500Å、好ましくは約1000Åである。形成法
は記録層の場合と同様、通常スパッタ法が適用される。
【0019】記録、再生及び消去に用いる電磁波として
はレーザー光、電子線、X線、紫外線、可視光線、赤外
線、マイクロ波等、種々のものが一応使用可能である
が、ドライブに取付けることを考えると、小型でコンパ
クトな半導体レーザーのビームを用いることが好まし
い。
【0020】本発明では、電磁波をX、Y、YII、Z
よりなる四元化合物を含有する記録層を有する相変化型
情報記録媒体に照射することにより、その層状態を変化
させて、情報を記録し、再生し、消去を行うものである
が、とくに、情報を記録した部分に再度記録用の電磁波
を照射して光の情報を消去しつつ、新たな情報を記録す
るオーバーライト記録方法を実施するのに極めて有効で
あり、とくに前記媒体の使用により、優れた消去率を達
成することができ、記録、消去のための電磁波出力も小
さくて、消去、ちなみに本発明における記録および消去
のための電磁波の出力は、いずれも小出力で充分であ
り、記録最小パワーは11mW、消去最小パワーは5m
Wである。
【0021】
【実施例】以下に本発明を実施例によって更に詳しく説
明する。
【0022】実施例1 Ag25(In12.5Sb12.5)Te50の組成
を有するスパッタ用ターゲットを作製し、直径130m
m、厚み1.2mmのガラス基板上にスパッタ法により
1000Å厚の記録層を形成した後、保護膜として窒化
ケイ素を1000Å厚同じくスパッタ法で形成した。
【0023】得られた記録層は非晶質であるため記録層
の初期化(結晶化)をほどこした。記録層を形成する
際、テストピースとしてスライドガラス上に同じ膜を形
成しておき、この膜から本記録層の光学特性、熱的特性
をそれぞれ分光光度計及びDSCにより測定した。
【0024】本記録層の融点は〜620℃であり、結晶
化温度は〜130℃前後であった。又非晶質と初期化後
(結晶化)の間の反射率変化は〜18%程度であった
(測定波長780nm)。
【0025】これらの値はInとSbの組成比をかえる
ことによって変化することはもちろんである。このこと
は目的に応じて記録感度、消去感度及び記録の長寿命化
をはかるための自由度が広いことを示している。
【0026】次に初期化後の記録媒体を1800rpm
の速度で回転させながらビーム径を1μmφ程度に絞っ
た半導体レーザー光(発振波長λ=780nm)を照射
することにより、記録、再生及び消去を行った。
【0027】なお、記録出力は記録最小パワー11m
W、再生出力は2mW、消去出力は消去最小パワー5m
Wである。又この出力/消去条件で記録後、さらに2M
Hzでオーバーライト試験を行った。
【0028】その結果、初期記録のC/N比は52dB
でオーバーライト後も51dBと殆ど変わらなかった。
又この時の消去率は31dBであり消去残りが若干認め
られるが、充分使用可能な段階であることが確認され
た。又10000回の記録、消去のくり返し実験を行っ
たが、信号レベルの低下はほとんど認められず、くり返
し特性も良好であることが確認された。
【0029】以下、本発明により記録感度及び消去感度
はGeTe、SbTe系記録層に比較し大きく向上
し、消去率、くり返し特性も改良されていることが確認
された。
【0030】実施例2 Ag25(In15Sb10)Te50の組成を有する
ターゲットを作製し、実施例1と同じ方法で光情報記録
媒体を作製した。テストピースにより光学特性、熱特性
をそれぞれ分光光度計及びDSCにより測定した。反射
率変化は蒸着後(非晶質)と初期化後(結晶質)(λ=
780nm)で18%程度であり、融点は〜620℃、
結晶化温度は〜160℃前後であった。
【0031】次に初期化後の記録媒体を1800rpm
の速度で回転させながらビーム径を1μmφ程度に絞っ
た半導体レーザー光(λ=780nm)を照射すること
により記録、再生及び消去をおこなった。なお記録出力
は記録最小パワー11mW、再生出力は2mW、消去出
力は消去最小パワー7mWであった。又この出力/消去
条件で記録後さらに2MHzでオーバーライト実験を行
った。
【0032】その結果初期記録のC/N比は52dB、
オーバーライト後も50dBと良好な値を示した。又こ
の時の消去率は30dBであった。
【0033】又10000回の記録、消去のくり返し実
験を行ったが、信号レベルの低下はほとんど認められな
かった。
【0034】以下、本発明により記録感度及び消去感度
はGeTe、SbTe系記録層に比較し大いに向上
し、消去率、くり返し特性も改良されていることが確認
された。
【0035】実施例3 Ag25(In10Sb15)Te50の組成を有する
スパッタ用ターゲットを作製し、直径130mm、厚さ
1.2mmのガラス基板上に実施例1、2と同じ方法に
より1000Å厚の記録層を設けた後、窒化シリコンを
保護膜として1000Å厚形成した。そして初めにテス
トピースにより本記録層の光学特性及び熱特性を実施例
1、2と同じく分光光度計及びDSCにより測定した。
反射率変化は蒸着後(非晶質)と初期化後(結晶質)
(λ=780nm)で20%程度であった。又融点は〜
590℃、結晶化温度は〜120℃前後であった。
【0036】次に本記録層のディスク特性を実施例1、
2と同様に測定した。先ず記録媒体を1800rpmの
速度で回転させながらビーム径を1μmφ程度に絞った
半導体レーザ光(λ=780nm)を照射することによ
り、記録、再生及び消去を行った。なお記録出力は記録
最小パワー10mW、再生出力は2mW、消去出力は消
去最小パワー5mWであった。又この出力/消去条件で
記録後さらに2MHzでオーバーライトの実験を行っ
た。
【0037】その結果初期記録のC/N比53dB、オ
ーバーライト後も51dBであった。一方この時の消去
率は32dBであった。10000回の記録、消去の繰
返し実験を行ったが、信号レベルの低下はほとんどみと
められなかった。
【0038】
【発明の効果】以上説明したように、本発明で用いられ
る前記四元化合物を相変化型光メモリー用記録層材料と
して使用し、これに半導体レーザー光などの電磁波を照
射することにより、実用的なオーバーライトができるよ
うになった。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 山田 勝幸 東京都大田区中馬込1丁目3番6号 株式 会社リコー内 (72)発明者 岩崎 博子 東京都大田区中馬込1丁目3番6号 株式 会社リコー内

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 下記一般式 X・(Y,YII)Z (但しXは周期律表第Ib族元素から選ばれた元素、 Yは周期律表第IIIb族元素から選ばれた元素、 YIIは周期律表第Vb族元素から選ばれた元素、 Zは周期律表第VIb族元素から選ばれた元素を表わ
    す。)で示される四元化合物を含有する記録層を基板上
    に有する相変化型情報記録媒体において、情報が記録さ
    れている前記記録層に電磁波を照射して前記記録を消去
    し、新しい情報を記録することを特徴とする相変化型情
    報記録媒体の利用方法。
  2. 【請求項2】 前記記録のさいの電磁波最小パワーが1
    1mWであり、消去のさいの電磁波最小パワーが5mW
    である請求項1記載の相変化型情報記録媒体の利用方
    法。
JP11131479A 1999-05-12 1999-05-12 相変化型情報記録媒体の利用方法 Pending JP2000025339A (ja)

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