JP2523907B2 - 光学情報記録再生消去部材 - Google Patents

光学情報記録再生消去部材

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JP2523907B2
JP2523907B2 JP1318051A JP31805189A JP2523907B2 JP 2523907 B2 JP2523907 B2 JP 2523907B2 JP 1318051 A JP1318051 A JP 1318051A JP 31805189 A JP31805189 A JP 31805189A JP 2523907 B2 JP2523907 B2 JP 2523907B2
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威夫 太田
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Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明はレーザービーム等により、情報を高密度、大
容量で記録再生、及び消去できる光学情報記録再生消去
部材に関するものである。
従来の技術 光ディスクメモリに関しては、TeとTeO2を主成分とす
るTeOx(0<x<2.0)薄膜を用いた追記型のディスク
がある。さらに、レーザー光により薄膜を加熱し、溶融
し、急冷することにより、非晶質化し情報を記録しまた
これを加熱し、徐冷することにより結晶化し、消去する
ことができる材料としては、S.R.Ovshinsky(エス・ア
ール・オブシンスキー)氏等のカルコゲン材料Ge15Te81
Sb2S2等が知られている。また、As2S3やAs2Se3あるいは
Sb2Se3等カルコゲン元素と周期律表第V族るいはGe等の
第V族元素等の組み合せからなる薄膜等が広く知られて
いる。これらの薄膜にレーザー光で情報を記録し、その
情報を消去する方法としてはあらかじめ薄膜を結晶化さ
せておき、これにφ1μmに絞ったレーザー光を情報に
対応させて強度変調を施し、例えば、円盤状の記録ディ
スクを回転せしめて照射し、このレーザー光照射部位
は、薄膜の融点以上に昇温し、かつ急冷し、非晶質化し
たマークとして情報の記録がおこなえる。この情報を消
去するに際してはディスクの回転トラック方向に長いス
ポット光を照射することにより、薄膜を加熱昇温させ、
長いスポット光による徐冷効果によって再び結晶化させ
る方法が知られている。さらに、記録溶融ピークパワー
と消去結晶化バイアスパワーの変調レーザー光の照射に
より、オーバライトする方法も知られている。
発明が解決しようとする課題 薄膜を加熱昇温し、溶融急冷非晶質化および加熱昇温
結晶化の手段を用いる情報記録および消去可能な記録媒
体における第一の課題は加熱サイクルに対応して信号品
質が変動することである。この変動要因としては、記録
スポット光およぴ消去スポット光による400℃以上の急
速な加熱、冷却の多数回のくりかえし刺激による基板材
質の熱的、機械的な損傷がある。さらに、記録薄膜の熱
的、機械的な損傷がある。記録薄膜については、融点以
上の加熱において、溶融による体積膨張および、その構
成元素によっては、薄膜構成材料の蒸気圧が上昇し、構
成成分の蒸発により、組成、成分の移動による膜厚変化
が発生する場合もある。同時に、記録薄膜の上面と下面
の耐熱層が昇温し、非対称に膨張し、記録薄膜物質の移
動を助長する。基板あるいは記録膜が以上のような変化
を生じた場合、記録再生、消去のサイクルにおいて、ノ
イズの増大を生じ、サイクル特性の劣化が発生するとい
う課題があった、第二の課題は、非晶質マークの不均一
性である。レーザ高照射部が溶融し、急冷し、非晶質マ
ークが形成するとき、冷却速度によっては、一部結晶化
をともなう場合がある。これが信号品質を低下させると
いう課題があった。本発明の第一の目的はサイクル特性
の安定な部材を提供することである。第二の目的は、信
号品質を向上することである。
課題を解決するための手段 本発明は、上記目的を達成するためにレーザー光等の
照射により熱的に薄膜の状態を変化させて情報を記録お
よび消去する部材において、基板の上に形成した第1の
耐熱層と記録薄膜層と、第2の耐熱層および、放熱反射
層とからなる構成で、記録薄膜層と放熱反射層の間の第
2の耐熱層を40nm以下の薄い膜厚構成に選ぶことを特徴
とする光学情報記録再生消去部材を提供するものであ
る。
作用 Teを含む非晶質膜は、その融点は代表的なもので400
℃から900℃と広い温度範囲にある。これらの膜にレー
ザー光を照射し、昇温急冷することにより結晶化が行え
る。この温度は、一般的に融点より低い結晶化温度領域
である。また、この結晶化した膜に高いパワーレベルの
レーザー光をあて、その融点以上に加熱すると、その部
分は溶融し急冷し、再び非晶質化し、マークが形成でき
る。この時、まず記録薄膜が昇温し、溶融膨張するとと
もに、記録薄膜層が熱源となって上面および、下面の耐
熱層を加熱する。この耐熱層の膨張量がマークの前部と
後部で非対称な場合、その体積差に相当する記録薄膜物
質の移動が発生する。耐熱層の膨張量を小さくする構成
を選ぶことにより、記録薄膜物質移動による記録部材の
劣化を阻止することが出来る。また、記録薄膜層の冷却
速度を上げることにより、非晶質マークを均質にするこ
とができる。
実施例1 記録層である薄膜を形成する基板1としては、あらか
じめ、レーザー光案内用の溝あるいは、ピット列を形成
したポリカーボネイト等の樹脂基板あるいは、ガラス板
を用いる。この表面にあらかじめ耐熱性のすぐれたZnS
あるいはZnSeあるいはSiO2等の第1の下面無機誘電体層
である下面耐熱層2を形成しておく。この誘電体層とし
てはSiO2を15モル%以上含ませたZnS誘電体層が好まし
い。ZnSの代わりに、ZnSeを用いてもよい。例えば線膨
張係数は、ZnSでは7.5×10-6/℃である。SiO2では、5.5
×10-7/℃と小さい。この上に、Te−Ge−Sbからなる合
金薄膜の記録層薄膜3を形成する。さらにこの記録層薄
層3の上に第2の上面無機誘電体層である上面耐熱層4
を設けることにより耐熱性の向上をはかることができ
る。薄膜形成の方法としては、真空蒸着あるいは、スパ
ッタ法が使用できる。上面耐熱層4の上に放熱および、
光反射を行わせる金属層の反射層5を設ける。第1図
(a),(b)に上面耐熱層4の厚いディスク構成およ
び、薄いディスク構成をそれぞれ示す。この上面耐熱層
4の無機誘電体膜の膜厚として40nm以下の薄い膜厚領域
を選ぶことが重要である。さらに保護板としてポリカー
ボネイト板を接着剤で密着する。130mmのディスクとし
て、2400rpm回転でf1=5.33MHZの信号と、f2=2.0MHzの
信号のオーバーライト特性を測定する。オーバーライト
は1ケのサークルスポットφ1μmのレーザー光によ
り、高いパワーレベル14mW,低いパワーレベル6mWのパワ
ーレベル間の変調で、高いパワーレベルで非晶質化マー
クを形成し、低いパワーレベルで非晶質化マークを結晶
化して消去する同時消録の方法である。第2図に上面耐
熱層の膜厚と記録のサイクル特性の関係を示す。耐熱層
の膜厚は200nm,80nm,40nm,20nm,15nm,そして、10nmであ
る。放射反射層としては、Alあるいは、Au、NiCr等の合
金膜を用いる。記録特性はジッタであらわす。1サイク
ル目つまりジッタの初期値はすべて50%以下である。上
面の耐熱層の膜厚が200nmと厚い場合、ジッタは、10000
サイクルを超えると増大がみられる。80nmの場合、ジッ
タは、100000サイクルを越えると増大がみられる。40n
m,20nm,10nmの上面耐熱層では、熱膨張が小さく、膨張
量の差も小さく、1000000サイクル以上でジッタは50%
以下で、ビットエラーレイトの増大はみられない。
実施例2 耐熱層に用いる誘電体膜のZnSあるいは、ZnSeへのSiO
2の混合比を選ぶ。SiO2の混合比20モル%,30モル%,お
よび40モル%では、サイクル特性に差がある。40モル%
と多い膜では10万サイクル以上でビットエラーレイトの
増大が発生する。20モル%および30モル%ではサイクル
特性が安定である。
実施例3 記録薄膜としては、膜厚が薄い方が熱容量が小さく、
感度が高い。さらに、上面耐熱層が薄いほどジッタが小
さい。又、記録薄膜の膜厚より、上面耐熱層を薄くする
ことにより耐熱層の膨張を、記録薄膜より小さくでき
る。したがって、記録薄膜の膜厚30nm以下の領域で、さ
らに、上面耐熱層膜厚を記録膜膜厚以下にすることによ
り、感度、ジッタおよびサイクル特性のすぐれる記録消
去部材を得る。記録部材の構成は、下面と上面に耐熱層
を設けた記録薄膜および、上面の耐熱層の上に放熱金属
層の反射層を設けてなる。記録のサイクル特性は、ビッ
トエラー特性およびジッタで評価して、上面耐熱層の膜
厚40nm以下の薄い急冷構成の領域で1000000サイクル以
上の特性を得ることができる。
発明の効果 1)ジッタが50%以下で、ビットエラー特性のサイクル
特性が100万サイクル以上に向上する。
2)C/N比および消去率の高い部材を得る。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例における光学情報記録再生消
去部材の上面耐熱層の膜厚とサイクル特性をあらわす
図、第2図(a)は上面耐熱層の厚い従来のディスク構
成の断面図、第2図(b)は上面耐熱層の薄いディスク
構成の断面図である。 1……基板、2……下面耐熱層、3……記録薄膜層、4
……上面耐熱層、5……反射層。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 井上 和夫 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電 器産業株式会社内 (56)参考文献 特開 昭63−259855(JP,A)

Claims (8)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】基板上に設けられた第1の耐熱層と、前記
    第1の耐熱層の上に設けられたレーザー光の照射によ
    り、そのエネルギーを吸収して昇温し、溶融し、急冷
    し、アモルファス化する性質と、アモルファスの状態を
    昇温することにより、結晶化する性質とを有する記録薄
    膜と、前記記録薄膜層の上に設けられた第2の耐熱層
    と、前記第2の耐熱層の上に設けられた放熱反射層とか
    ら構成され、前記第2の耐熱層の厚さを40nm以下の薄膜
    にすることを特徴とする光学情報記録再生消去部材。
  2. 【請求項2】記録薄膜層の単位面積当たりの熱容量を1.
    0×10-6cal/cm2以下に選ぶことを特徴とする特許請求の
    範囲第1項記載の光学情報記録再生消去部材。
  3. 【請求項3】第1および第2の耐熱層として、熱膨張係
    数が1×10-5以下の誘電体を用いることを特徴とする特
    許請求の範囲第1項記載の光学情報記録再生消去部材。
  4. 【請求項4】第1および第2の耐熱層として、ZnS,ZnSe
    のすくなくとも1種とSiO2の混合膜からなる誘電体を用
    いることを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の光学
    情報記録再生消去部材。
  5. 【請求項5】第2の耐熱層の厚さを30nm以下の薄膜にす
    ることを特徴とする特許請求の範囲第4項記載の光学情
    報記録再生消去部材。
  6. 【請求項6】SiO2の量を、40モル%以下に選ぶことを特
    徴とする特許請求の範囲第4項記載の光学情報記録再生
    消去部材。
  7. 【請求項7】記録薄膜層としてTe,Ge,Sbからなる材料を
    用いることを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の光
    学情報記録再生消去部材。
  8. 【請求項8】記録薄膜層として、その膜厚を30nm以下に
    選ぶとともに、第2の耐熱層の膜厚を、前記記録薄膜層
    の膜厚以下に選ぶことを特徴とする特許請求の範囲第1
    項記載の光学情報記録再生消去部材。
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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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