JP2000026960A - 光記録媒体の製造方法 - Google Patents

光記録媒体の製造方法

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JP2000026960A
JP2000026960A JP10195658A JP19565898A JP2000026960A JP 2000026960 A JP2000026960 A JP 2000026960A JP 10195658 A JP10195658 A JP 10195658A JP 19565898 A JP19565898 A JP 19565898A JP 2000026960 A JP2000026960 A JP 2000026960A
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JP
Japan
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optical recording
layer
dielectric layer
alloy
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Yoshiyuki Kiriyama
義幸 桐山
Toshiharu Nakanishi
俊晴 中西
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Toray Industries Inc
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Toray Industries Inc
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Abstract

(57)【要約】 【課題】本発明の目的は、誘電体層を高速にて成膜する
ことにより、安価に光記録媒体を製造できる方法を提供
することにある。 【解決手段】基板上に形成された記録層に光を照射する
ことによって情報の記録または再生が可能である光記録
媒体の製造方法であって、前記光記録媒体中の誘電体層
をスパッタリング成膜により形成するに際して、相対密
度が98%以上のスパッタリングターゲットを用いる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、光記録媒体の製造
方法に関し、特に相変化型光記録媒体の誘電体層形成に
関するものである。
【0002】
【従来の技術】光記録媒体は、成形された基板上に光学
的に記録再生可能な情報記録部を設け、文書やデータ等
のファイル用ディスクとして用いられている。光記録媒
体を高速で回転させながら、1μm程度に絞り込んだレ
ーザー光を照射し、焦点調整および位置検出を行いなが
ら、記録層からデータを読み出し、または記録層にデー
タを記録する。
【0003】ここで、記録再生方法について、相変化型
光記録媒体の記録再生方法を例に取り説明する。記録時
には結晶状態の記録層に集光したレーザーパルスを短時
間照射し、記録層を部分的に溶融する。溶融した部分は
熱拡散により急冷され、固化し、非晶状態の記録マーク
が形成される。この記録マークの反射率が結晶状態より
も低いという特徴を利用して光学的に情報を再生する。
さらに、消去時には記録マーク部分にレーザー光を照射
し、記録層の融点以下、結晶化温度以上の温度に加熱す
ることによって非晶状態の記録マークを結晶化し、もと
の未記録状態に戻す。
【0004】この記録層材料としては、テルルなどを主
成分とするGe2Sb2Te5などの合金(N.Yamada et a
l, Proc. Int. Symp. on Optical Memory 1987 p61-6
6)が知られている。これらTe合金を記録層とした光
記録媒体では、結晶化速度が速く、照射パワーを変調す
るだけで、円形の1ビームによる高速のオーバーライト
が可能である。これらの記録層を使用した光記録媒体で
は、通常、記録層の両面に耐熱性と透光性を有する誘電
体層を設け、記録時に記録層に変形、開孔が発生するこ
とを防いでいる。これら誘電体層、記録層を形成する方
法としては、スパッタリング法が多く用いられている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】従来の誘電体層成膜用
スパッタリングターゲットを用いて、スパッタリングに
より誘電体層を作製する場合の課題は以下のようなもの
である。
【0006】スパッタリングを高速で行うために、スパ
ッタリングターゲットに大電力投入を行うとスパッタリ
ングターゲットの表面側から急速に温度が上昇し、熱衝
撃や、熱膨張による大きな応力が発生するため、クラッ
クが発生しやすくなる。このため、生産において、スパ
ッタリングターゲットに大電力を投入し高速成膜を行う
ことが困難となるため、低コスト化を図る上での課題と
なる。
【0007】本発明の目的は、誘電体層を高速にて成膜
することにより安価に光記録媒体を製造できる方法を提
供することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に、本発明は下記の構成からなる。基板上に形成された
記録層に光を照射することによって情報の記録または再
生が可能である光記録媒体の製造方法であって、前記光
記録媒体中の誘電体層をスパッタリング成膜により形成
するに際して、相対密度が98%以上のスパッタリング
ターゲットを用いることを特徴とする光記録媒体の製造
方法に関するものである。
【0009】
【発明の実施の形態】本発明における相対密度とは、結
晶構造から計算される真密度に対する相対度のことであ
る。本発明に用いる誘電体層成膜用スパッタリングター
ゲットは、相対密度が98%以上である。相対密度がこ
れより低いと、空隙が多く、粒子が接している面積が小
となるため、粒子間の接合強度が小さくなり、大電力投
入による発熱に起因する熱衝撃に弱くなるため、高速成
膜のための高電力投入によりスパッタリングターゲット
に割れが生じ易い。
【0010】本発明の誘電体層としては、ZnS、Si
2、Ta25、ITO、ZrC、TiC、MgF2など
の無機膜やそれらの混合膜が使用できる。特にZnSと
SiO2の混合膜は長期保存信頼性に優れており、さら
に記録消去時の劣化を抑制するので好ましい。また、こ
れらに炭素や、MgF2などのフッ化物を混合したもの
も、膜の残留応力が小さいことから好ましい。特にZn
SとSiO2の混合膜あるいは、ZnSとSiO2と炭素
の混合膜は、記録、消去の繰り返しによっても、記録感
度、C/N、消去率などの劣化が起きにくいことから好
ましく特にZnSとSiO2と炭素の混合膜が好まし
い。
【0011】本発明に用いる誘電体層成膜用スパッタリ
ングターゲットは、例えば粉末焼結により製造すること
が出来る。しかし、通常の粉末焼結では緻密な焼結体を
得ることが難しく、相対密度が93%程度になるので、
粉末焼結においては、HIP処理(熱間静水圧加圧処
理)を用いることが、相対密度98%以上の緻密な焼結
体を得る上で好ましい。熱処理温度は特に限定されるも
のではないが、緻密な焼結体を得るためには、温度10
00℃以上、圧力100MPa以上で処理することが好
ましい。
【0012】スパッタリングターゲットの形状として
は、使用するスパッタリング装置によって選択すること
ができ、直径2〜8インチ程度の円形、または(4〜
6)×(5〜20インチ)程度の矩形などが一般的であ
る。スパッタリングターゲットの厚さとしては、通常、
3〜20mm程度である。
【0013】本発明の光記録媒体の構成部材の代表的な
層構成は、透明基板上に第1誘電体層、記録層、第2誘
電体層、反射層の順に積層したものである。但しこれに
限定するものではない。
【0014】本発明の反射層の材質としては、光反射性
を有するAl、Auなどの金属、およびこれらを主成分
とし、Ti、Cr、Hf、などの添加元素を含む合金お
よびAl、Auなどの金属にAl、Siなどの金属窒化
物、金属酸化物、金属カルコゲン化物などの金属化合物
を混合したものなどがあげられる。Al、Auなどの金
属、およびこれらを主成分とする合金は、光反射性が高
く、かつ熱伝導率を高くできることから好ましい。前述
の合金の例として、AlにSi、Mg、Cu、Pd、T
i、Cr、Hf、Ta、Nb、Mn、などの少なくとも
1種の元素を合計で5原子%以下、1原子%以上加えた
もの、あるいは、AuにCr、Ag、Cu、Pd、P
t、Niなどの少なくとも1種の元素を合計で20原子
%以下1原子%以上加えたものなどがある。特に、材料
の価格が安くできることから、Alを主成分とする合金
が好ましく、とりわけ、耐腐食性が良好なことから、A
lにTi、Cr、Ta、Hf、Zr、Mn、Pdから選
ばれる少なくとも1種以上の金属を合計で5原子%以下
0.5原子%以上添加した合金が好ましい。とりわけ、
耐腐食性が良好でかつヒロックなどの発生が起こりにく
いことから、反射層を添加元素を合計で0.5原子%以
上3原子%未満含む、Al−Hf−Pd合金、Al−H
f合金、Al−Ti合金、Al−Ti−Hf合金、Al
−Cr合金、Al−Ta合金、Al−Ti−Cr合金、
Al−Si−Mn合金のいずれかのAlを主成分とする
合金で構成することが好ましい。
【0015】本発明の記録層としては、とくに限定する
ものではないが、Ge−Te合金、Ge−Sb−Te合
金、Pd−Ge−Sb−Te合金、Nb−Ge−Sb−
Te合金、Pd−Nb−Ge−Sb−Te合金、Pt−
Ge−Sb−Te合金、Co−Ge−Sb−Te合金、
In−Sb−Te合金、Ag−In−Sb−Te合金、
Ag−V−In−Sb−Te合金、In−Se合金など
がある。多数回の記録の書換が可能であることから、G
e−Sb−Te合金、Pd−Ge−Sb−Te合金、N
b−Ge−Sb−Te合金、Pd−Nb−Ge−Sb−
Te合金、Pt−Ge−Sb−Te合金が好ましい。特
に、Pd−Ge−Sb−Te合金、Nb−Ge−Sb−
Te合金、Pd−Nb−Ge−Sb−Te合金、Pt−
Ge−Sb−Te合金は、消去時間が短く、かつ多数回
の記録に優れることから好ましい。 本発明の基板の材
料としては、透明な各種の合成樹脂、透明ガラスなどが
使用できる。埃、基板の傷などの影響を避けるために、
透明基板を用い、集束した光ビームで基板側から記録を
行うことが好ましく、このような透明基板材料として
は、ガラス、ポリカーボネート、ポリメチル・メタクリ
レート、ポリオレフィン樹脂、エポキシ樹脂、ポリイミ
ド樹脂などがあげられる。特に、光学的複屈折が小さ
く、吸湿性が小さく、成形が容易であることからポリカ
ーボネート樹脂、アモルファス・ポリオレフィン樹脂が
好ましい。
【0016】基板の厚さは特に限定するものではない
が、0.01mm〜5mmが実用的である。0.01m
m未満では、基板側から集束した光ビームで記録する場
合でも、ごみの影響を受け易くなり、5mm以上では、
対物レンズの開口数を大きくすることが困難になり、照
射光ビームスポットサイズが大きくなるため、記録密度
をあげることが困難になる。基板はフレキシブルなもの
であっても良いし、リジッドなものであっても良い。フ
レキシブルな基板は、テープ状、シート状、カード状で
使用する。リジッドな基板は、カード状、あるいはディ
スク状で使用する。また、これらの基板は、記録層など
を形成した後、2枚の基板を用いて、エアーサンドイッ
チ構造、エアーインシデント構造、密着貼り合わせ構造
としてもよい。
【0017】本発明の光記録媒体の記録に用いる光源と
しては、レーザー光、ストロボ光のごとき高強度の光源
であり、特に半導体レーザー光は、光源が小型化できる
こと、消費電力が小さいこと、変調が容易であることか
ら好ましい。
【0018】相変化型光記録媒体の場合、記録は結晶状
態の記録層にレーザー光パルスなどを照射してアモルフ
ァスの記録マークを形成して行う。また、反対に非晶状
態の記録層に結晶状態の記録マークを形成しても良い。
消去はレーザー光照射によって、アモルファスの記録マ
ークを結晶化するか、もしくは結晶状態の記録マークを
アモルファス化して行うことができる。記録速度を高速
化でき、かつ記録層の変形が発生しにくいことから記録
時はアモルファスの記録マークを形成し、消去時は結晶
化を行う方法が好ましい。
【0019】また、記録マーク形成時は光強度を高く、
消去時はやや弱くし、1回の光ビームの照射により、書
換を行う1ビームオーバーライトは、書換の所用時間が
短くなることから好ましい。
【0020】本発明は、種々の光記録媒体の製造に用い
ることができるが、特に相変化型光記録媒体の製造に好
ましく用いることができる。相変化型光記録媒体では、
記録層の相変化により記録・消去を行うため、記録層に
大きな温度変化が起きる。これに伴い誘電体層にも大き
な温度変化が起きるため、誘電体層の形成が重要である
からである。
【0021】反射層、記録層などを基板上に形成する方
法としては、真空中での薄膜形成法、例えば真空蒸着
法、イオンプレーティング法、スパッタリング法などが
あげられる。特に、成膜時に組成、膜厚のコントロール
が容易であることから、スパッタリング法が好ましい。
【0022】形成する各層の厚さの制御は、水晶振動子
式膜厚計などで、堆積状態をモニタリングすることで、
容易に行える。記録層などの形成は、基板を固定したま
ま、あるいは移動、回転した状態のいずれでも良い。
【0023】また、本発明の効果を著しく損なわない範
囲において、反射層などを形成した後、傷、変形の防止
などのため、紫外線硬化樹脂などを必要に応じて設けて
も良い。また、反射層などを形成した後、あるいはさら
に前述の樹脂保護層を形成した後、2枚の基板を対向し
て、接着剤で貼り合わせても良い。
【0024】
【実施例】以下、本発明を実施例に基づいて説明する。 (分析,測定方法)金属元素組成比は、ICP発光分析
(セイコー電子工業(株)製SPS4000 )により確認し
た。
【0025】(実施例1)SiO2 を20mol%Zn
Sに添加した、直径6インチ、厚さ6mmのZnS−S
iO2スパッタリングターゲットをHIP処理により作
製し、無酸素銅製のバッキングプレートにインジウム合
金を用いてボンディングした。この時の焼結体の理論密
度は98%以上であった。
【0026】厚さ0.6mm、直径12cm、0.74
μmピッチのスパイラルグルーブ付きポリカーボネート
製基板を毎分40回転で回転させながら、マグネトロン
スパッタ法により、第一誘電体層、記録層、第二誘電体
層、光吸収層、反射層を形成した。
【0027】上記のZnS−SiO2スパッタリングタ
ーゲットをスパッタリング装置にセットし、装置内を
6.5×10-4Paまで真空引きした後、Arガスを導
入し、装置内圧を0.5Paとして投入電力2000W
でRFマグネトロンスパッタリングを行い、基板上に膜
厚80nmの第1誘電体層を形成した。
【0028】次に、Pd、Nb、Ge、Sb、Teから
なるターゲットをスパッタして、Pd0.001Nb0.006
0.173Sb0.26Te0.56の膜厚20nmの記録層を形
成した。さらに、第1誘電体層と同じ組成の、膜厚15
nmの第2誘電体層を形成した。さらに、Pd0.001
0.02Al0.979 合金からなる膜厚120nmの反射層
を形成した。
【0029】このディスクを真空容器より取り出した
後、この反射層上にアクリル系紫外線硬化樹脂(大日本
インキ(株)製SD−101)をスピンコートし、紫外
線照射により硬化させて膜厚10μmの樹脂層を形成し
光記録媒体を得た。
【0030】本発明のZnS−SiO2スパッタリング
ターゲットは、投入電力2000Wで5時間のスパッタ
リングを行った後も割れや変形は認められなかった。
【0031】(比較例1)誘電体層用スパッタリングタ
ーゲットとして、ホットプレスにより作製した相対密度
93%のZnS−SiO2ターゲットを用いた以外は実
施例1と同様の条件でスパッタリングを行おうとしたと
ころ、60分間のスパッタリングで、ターゲットが割れ
た。
【0032】
【発明の効果】本発明により、誘電体層を高速にて成膜
することが可能となり、安価な光記録媒体を製造するこ
とができた。

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】基板上に形成された記録層に光を照射する
    ことによって情報の記録または再生が可能である光記録
    媒体の製造方法であって、前記光記録媒体中の誘電体層
    をスパッタリング成膜により形成するに際して、相対密
    度が98%以上のスパッタリングターゲットを用いるこ
    とを特徴とする光記録媒体の製造方法。
  2. 【請求項2】誘電体層がZnSおよびSiO2を含むこ
    とを特徴とする請求項1記載の光記録媒体の製造方法。
  3. 【請求項3】熱間静水圧加圧により製造されたスパッタ
    リング用ターゲットを用いることを特徴とする請求項1
    または2記載の光記録媒体の製造方法。
  4. 【請求項4】光記録媒体が相変化型光記録媒体である請
    求項1〜3のいずれかに記載の光記録媒体の製造方法。
JP10195658A 1998-07-10 1998-07-10 光記録媒体の製造方法 Pending JP2000026960A (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1429326A1 (en) * 2001-09-21 2004-06-16 Nikko Materials Company, Limited Sputtering target and production method therefor and optical recording medium formed with phase-change type optical disk protection film
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