JP2538797B2 - 書換え型光情報記録媒体 - Google Patents
書換え型光情報記録媒体Info
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- JP2538797B2 JP2538797B2 JP1217436A JP21743689A JP2538797B2 JP 2538797 B2 JP2538797 B2 JP 2538797B2 JP 1217436 A JP1217436 A JP 1217436A JP 21743689 A JP21743689 A JP 21743689A JP 2538797 B2 JP2538797 B2 JP 2538797B2
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Description
【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は光学的に情報の記録、再生及び消去を行うこ
とのできる、いわゆる書換え可能な光情報記録媒体に関
するものであって、高速消去性能を劣化させることな
く、記録保存信頼性を高めた記録膜とそれにかかわる媒
体構成を提供するものである。
とのできる、いわゆる書換え可能な光情報記録媒体に関
するものであって、高速消去性能を劣化させることな
く、記録保存信頼性を高めた記録膜とそれにかかわる媒
体構成を提供するものである。
［従来の技術］ 光照射、主にレーザ光の照射によって生じた物質の非
晶質状態と結晶質状態の間の可逆的な構造変化（相変
化）を積極的に情報の記録に利用した相変化型書換え可
能な光情報記録媒体（以下、単に光媒体という）は情報
の高速処理能力に加えて記録容量が大きく、将来の情報
蓄積装置として期待される。
晶質状態と結晶質状態の間の可逆的な構造変化（相変
化）を積極的に情報の記録に利用した相変化型書換え可
能な光情報記録媒体（以下、単に光媒体という）は情報
の高速処理能力に加えて記録容量が大きく、将来の情報
蓄積装置として期待される。
この光媒体には情報処理の高速化が一段と厳しくなる
中で、高速記録した情報をより高速で消去する性能が求
められている。光媒体の高速記録及び高速消去性能は記
録膜自体の性能のみによって定まるわけではなく、記録
膜をとりまく、例えば保護膜や光反射膜そして基板、等
の光媒体の構成材料の熱的性質に強く影響を受ける。我
々は、これまでGe,Sb,BiそしてTeの４元素を主要構成元
素とする新規な記録膜材料に注目し、光媒体の媒体構成
及びその構成材料を含め記録、消去性能について鋭意検
討した結果、高速記録と同時に高速消去性能に優れたも
のであることを見出し、特許出願（特願平１−145172）
を行っている。
中で、高速記録した情報をより高速で消去する性能が求
められている。光媒体の高速記録及び高速消去性能は記
録膜自体の性能のみによって定まるわけではなく、記録
膜をとりまく、例えば保護膜や光反射膜そして基板、等
の光媒体の構成材料の熱的性質に強く影響を受ける。我
々は、これまでGe,Sb,BiそしてTeの４元素を主要構成元
素とする新規な記録膜材料に注目し、光媒体の媒体構成
及びその構成材料を含め記録、消去性能について鋭意検
討した結果、高速記録と同時に高速消去性能に優れたも
のであることを見出し、特許出願（特願平１−145172）
を行っている。
［発明が解決しようとする課題］ 光媒体への記録は通常、あらかじめ結晶化を施した記
録膜に非晶質化した領域を形成して行われるが、この記
録領域は周囲の温度が結晶化温度に到達すると急速に結
晶化し、消滅する。そこで、この結晶化温度は出来る限
り高い値であることが望まれる。しかし、前記の特許出
願をはかった記録膜は高速記録ならびに高速消去性能に
優れる一方で、実用上の結晶化温度が低く、記録状態の
環境温度信頼性は改善されなければならない問題であっ
た。
録膜に非晶質化した領域を形成して行われるが、この記
録領域は周囲の温度が結晶化温度に到達すると急速に結
晶化し、消滅する。そこで、この結晶化温度は出来る限
り高い値であることが望まれる。しかし、前記の特許出
願をはかった記録膜は高速記録ならびに高速消去性能に
優れる一方で、実用上の結晶化温度が低く、記録状態の
環境温度信頼性は改善されなければならない問題であっ
た。
本発明は、高速消去性能を劣化させることなく、記録
保存信頼性を高めた書換え型光情報記録媒体を提供する
ことを目的としている。
保存信頼性を高めた書換え型光情報記録媒体を提供する
ことを目的としている。
［課題を解決するための手段］ 本発明は上記問題点を解決するためになされたもので
あって、次の手段を構ずることにより可能なものとな
る。すなわち、（GeTe）２（Sb/Bi）2Te3｝１で表わさ
れる記録膜にSbを過剰に加えることにより解決をはか
る。ここで、記録膜の適正な成分比は第１図の組成図に
示すようにSb、（GeTe）２（Sb2Te3）１そして（GeTe）
２（Bi2Te3）１をモル％で表わしたとき、A1点（70,30,
0）,B1点（5,95,0）,C1点（5,0,95）そしてD1点（70,0,
30）で囲まれた範囲にある。この範囲では記録膜中の過
剰なSbの量の増大と共に結晶化温度は高まり、記録状態
の環境温度耐久性を改善することが可能である。より実
用的な記録膜組成は第１図のA2点（40,60,0）,B2点（1
0,90,0）,C2点（10,0,90）そしてD2点（40,0,60）で囲
まれた範囲である。この組成範囲では結晶化温度が高め
られるばかりでなく、非晶質状態の活性化エネルギーを
効果的に高めることが可能でなるため、環境温度耐久性
の向上に止まらず記録保存寿命に優れた記録膜を用意す
るとが可能である。A1点とD1点の線上よりも過剰なSbを
含有する記録膜では、結晶化温度を高める上ではよい
が、消去速度が遅くなり、高速消去性能の劣化を引き起
こすため適当でない。又、B1点とC1点を結ぶ線よりも過
剰Sbの量が少ない領域では結晶化温度を効率的に高める
ことが出来ないため適当でない。
あって、次の手段を構ずることにより可能なものとな
る。すなわち、（GeTe）２（Sb/Bi）2Te3｝１で表わさ
れる記録膜にSbを過剰に加えることにより解決をはか
る。ここで、記録膜の適正な成分比は第１図の組成図に
示すようにSb、（GeTe）２（Sb2Te3）１そして（GeTe）
２（Bi2Te3）１をモル％で表わしたとき、A1点（70,30,
0）,B1点（5,95,0）,C1点（5,0,95）そしてD1点（70,0,
30）で囲まれた範囲にある。この範囲では記録膜中の過
剰なSbの量の増大と共に結晶化温度は高まり、記録状態
の環境温度耐久性を改善することが可能である。より実
用的な記録膜組成は第１図のA2点（40,60,0）,B2点（1
0,90,0）,C2点（10,0,90）そしてD2点（40,0,60）で囲
まれた範囲である。この組成範囲では結晶化温度が高め
られるばかりでなく、非晶質状態の活性化エネルギーを
効果的に高めることが可能でなるため、環境温度耐久性
の向上に止まらず記録保存寿命に優れた記録膜を用意す
るとが可能である。A1点とD1点の線上よりも過剰なSbを
含有する記録膜では、結晶化温度を高める上ではよい
が、消去速度が遅くなり、高速消去性能の劣化を引き起
こすため適当でない。又、B1点とC1点を結ぶ線よりも過
剰Sbの量が少ない領域では結晶化温度を効率的に高める
ことが出来ないため適当でない。
本発明の光媒体の主要構成を基板上に誘電体膜、記録
膜、誘電体膜および金属膜を順次積層した構成とするこ
とにより、高速記録ならびに高速消去性能を高める上で
効果的である。誘電体膜にZnS,そして金属膜にAl,Cu,Au
あるいはAgの中から少なくとも１種類の材料を用いるこ
とが望ましい。金属膜の膜厚は15nmから200nmの範囲に
あることが望ましく、15nm以下あるいは200nm以上では
記録感度ならびに消去速度の低下が著しく好ましいもの
ではない。
膜、誘電体膜および金属膜を順次積層した構成とするこ
とにより、高速記録ならびに高速消去性能を高める上で
効果的である。誘電体膜にZnS,そして金属膜にAl,Cu,Au
あるいはAgの中から少なくとも１種類の材料を用いるこ
とが望ましい。金属膜の膜厚は15nmから200nmの範囲に
あることが望ましく、15nm以下あるいは200nm以上では
記録感度ならびに消去速度の低下が著しく好ましいもの
ではない。
［作 用］ （GeTe）２｛（Sb/Bi）2Te3｝１記録膜に記録膜の主
要構成要素の１つであるSbを過剰に添加してなる本発明
の記録膜は高速記録ならびに高速消去性能を劣化させる
ことなく結晶化温度の向上がはかられ、従って記録状態
の熱的安定性（環境温度信頼性）高めることが可能とな
る。
要構成要素の１つであるSbを過剰に添加してなる本発明
の記録膜は高速記録ならびに高速消去性能を劣化させる
ことなく結晶化温度の向上がはかられ、従って記録状態
の熱的安定性（環境温度信頼性）高めることが可能とな
る。
［実施例］ 本発明の光媒体は第２図に示すように透明基板１上に
第１の誘電体膜２、記録膜３、第２の誘電体膜４および
金属膜５を順次積層した構成からなる。透明基板１には
十分洗浄を施したガラス基板、誘電体膜２及び４にはZn
Sそして金属膜にはAlを用いた。記録膜３はGe,Sb,Biそ
してTeの４元素を主要構成元素とした。第１、第２の誘
電体膜２及び４および記録膜３の膜厚はそれぞれ100−1
10,190−210そして39−41nmの範囲で適宜設定した。誘
電体膜2,4、記録膜３および金属膜５の成膜は主に高周
波マグネトロン・スパッタ方により行った。記録膜用タ
ーゲットには複合ターゲットあるいは合金ターゲットを
用いた。
第１の誘電体膜２、記録膜３、第２の誘電体膜４および
金属膜５を順次積層した構成からなる。透明基板１には
十分洗浄を施したガラス基板、誘電体膜２及び４にはZn
Sそして金属膜にはAlを用いた。記録膜３はGe,Sb,Biそ
してTeの４元素を主要構成元素とした。第１、第２の誘
電体膜２及び４および記録膜３の膜厚はそれぞれ100−1
10,190−210そして39−41nmの範囲で適宜設定した。誘
電体膜2,4、記録膜３および金属膜５の成膜は主に高周
波マグネトロン・スパッタ方により行った。記録膜用タ
ーゲットには複合ターゲットあるいは合金ターゲットを
用いた。
記録膜（膜厚40nm）の結晶化ピーク温度（以下、単に
結晶化温度という）は示差走査熱量計を用いて測定し、
結晶化温度の活性化エネルギーはキッシンジャープロッ
トより算出した。膜組成は光電子分光分析法により確認
した。
結晶化温度という）は示差走査熱量計を用いて測定し、
結晶化温度の活性化エネルギーはキッシンジャープロッ
トより算出した。膜組成は光電子分光分析法により確認
した。
静止状態における記録、消去特性は830nmの波長を有
するレーザ光を光源として第３図に示す光学系を用意
し、開口数がおよそ0.52の対物レンズを用いて第２図に
示した構造の試料の透明基板側より記録膜にレーザ光を
集光、照射することにより調べた。記録、消去特性の測
定に先立って、レーザアニールあるいは真空熱処理によ
り記録膜に初期結晶化を施した。
するレーザ光を光源として第３図に示す光学系を用意
し、開口数がおよそ0.52の対物レンズを用いて第２図に
示した構造の試料の透明基板側より記録膜にレーザ光を
集光、照射することにより調べた。記録、消去特性の測
定に先立って、レーザアニールあるいは真空熱処理によ
り記録膜に初期結晶化を施した。
記録感度は信号コントラストＣを Ia:記録状態の信号強度 Ic:未記録状態の信号強度 と定義し、記録パルス幅を一定として、一定の信号コン
トラストの記録を行うのに要する記録レーザ出力を測定
することで見積った。消去時間は信号コントラストを一
定とした記録を行ない、消去レーザ出力を一定として、
消去信号出力が飽和するのに要する最小消去パルス幅と
して求めた。
トラストの記録を行うのに要する記録レーザ出力を測定
することで見積った。消去時間は信号コントラストを一
定とした記録を行ない、消去レーザ出力を一定として、
消去信号出力が飽和するのに要する最小消去パルス幅と
して求めた。
本発明の記録膜の組成適正範囲を第１図に、そして図
中の各点について求めた結晶化温度（TP）、活性化エネ
ルギー（△Ｅ）、頻度因子（ν０）、記録消去繰返し回
数（Ｎ）、記録感度および高速消去性能を表１にそれぞ
れ示す。
中の各点について求めた結晶化温度（TP）、活性化エネ
ルギー（△Ｅ）、頻度因子（ν０）、記録消去繰返し回
数（Ｎ）、記録感度および高速消去性能を表１にそれぞ
れ示す。
表１中の記録感度及び高速消去の項目は定性的に性能
を表わしたものであって、○印はその性能が優れている
こと、◎印はより優れたものであること、そして△印は
劣ったものであることを意味する。記録膜の組成をSb、
（GeTe）２（Sb2Te2）１および（GeTe）２（Bi2Te3）１
をそれぞれモル％で表わしたとき、記録膜組成の適正範
囲はA1点（70,30,0）,B1点（5,95,0）,C1点（5,0,95）
およびD1点（70,0,30）で囲まれた領域である。この領
域では、記録膜中の過剰なSbの含有量が増加するのに伴
ない、記録膜の結晶化温度は上昇し、例えばB1点の147
℃よりA1点の203℃までおよそ56℃の向上がはかられ
る。同様の傾向はC1点とD1点の間についても認められ
た。この領域では過剰なSbの含有量が増加するのに伴な
い消去速度は遅くなるが、記録膜中にしめる（GeTe）２
（Sb2Te3）1;Yと（GeTe）２（Bi2Te3）1;Zをそれぞれモ
ル％であらわしたとき、その比率、すなわちY/Zが0.1か
ら0.9の範囲にあると消去速度の低下が少なく、高速消
去にとって望ましいものであった。特に、Y/Zが0.2から
0.8の範囲にあるとさらに好ましいものであって、0.3か
ら0.7の範囲で最も高速消去性能は効果的に保存するこ
とが可能であった。例えば、過剰なSbがおよそ60モル％
のとき、消去時間は消去レーザ出力を5.5mWとして、Y/Z
が0.2のとき100ns、0.65のとき70nsそして0.8のとき90n
sであった。又、記録膜中の過剰なSbの含有量の増加は
記録感度の向上に効果的に作用し、例えば、コントラス
ト30％を得るのに要する記録レーザ出力がパルス幅を60
nsとした場合、過剰なSbが含まれないときおよそ13.5mW
であるのに対して過剰なSbの含有量が24.5モル％のとき
12.7mW、そして52.6モル％のとき12.1mWと記録の高感度
化が進んだ。
を表わしたものであって、○印はその性能が優れている
こと、◎印はより優れたものであること、そして△印は
劣ったものであることを意味する。記録膜の組成をSb、
（GeTe）２（Sb2Te2）１および（GeTe）２（Bi2Te3）１
をそれぞれモル％で表わしたとき、記録膜組成の適正範
囲はA1点（70,30,0）,B1点（5,95,0）,C1点（5,0,95）
およびD1点（70,0,30）で囲まれた領域である。この領
域では、記録膜中の過剰なSbの含有量が増加するのに伴
ない、記録膜の結晶化温度は上昇し、例えばB1点の147
℃よりA1点の203℃までおよそ56℃の向上がはかられ
る。同様の傾向はC1点とD1点の間についても認められ
た。この領域では過剰なSbの含有量が増加するのに伴な
い消去速度は遅くなるが、記録膜中にしめる（GeTe）２
（Sb2Te3）1;Yと（GeTe）２（Bi2Te3）1;Zをそれぞれモ
ル％であらわしたとき、その比率、すなわちY/Zが0.1か
ら0.9の範囲にあると消去速度の低下が少なく、高速消
去にとって望ましいものであった。特に、Y/Zが0.2から
0.8の範囲にあるとさらに好ましいものであって、0.3か
ら0.7の範囲で最も高速消去性能は効果的に保存するこ
とが可能であった。例えば、過剰なSbがおよそ60モル％
のとき、消去時間は消去レーザ出力を5.5mWとして、Y/Z
が0.2のとき100ns、0.65のとき70nsそして0.8のとき90n
sであった。又、記録膜中の過剰なSbの含有量の増加は
記録感度の向上に効果的に作用し、例えば、コントラス
ト30％を得るのに要する記録レーザ出力がパルス幅を60
nsとした場合、過剰なSbが含まれないときおよそ13.5mW
であるのに対して過剰なSbの含有量が24.5モル％のとき
12.7mW、そして52.6モル％のとき12.1mWと記録の高感度
化が進んだ。
Sb−Ge−Teの３元系材料では共晶点に向ってSbが過剰
になるのに従って融点が低下することが知られており、
このことから類推すると、過剰なSbを含有する記録膜の
記録感度の向上は記録膜の融点の低下と密接な関係があ
るものと思われる。A1とD1を結ぶ線上よりもさらにSbの
含有量が増すと、Sbの結晶化温度に近づく方向で結晶化
温度は高まるが、消去時間は前記と同様の条件の下で10
0ns以上と長くなり、高速消去動作を行うには不適当な
ものであって、しかも記録及び消去の繰返し回数も103
回程度に止まるものであった（Ｏ点）。
になるのに従って融点が低下することが知られており、
このことから類推すると、過剰なSbを含有する記録膜の
記録感度の向上は記録膜の融点の低下と密接な関係があ
るものと思われる。A1とD1を結ぶ線上よりもさらにSbの
含有量が増すと、Sbの結晶化温度に近づく方向で結晶化
温度は高まるが、消去時間は前記と同様の条件の下で10
0ns以上と長くなり、高速消去動作を行うには不適当な
ものであって、しかも記録及び消去の繰返し回数も103
回程度に止まるものであった（Ｏ点）。
次に、実用上好ましい特性を有するA2,B2,C2およびD2
点で囲まれた領域について説明する。各点の組成比（モ
ル％）はA2点（40,60,0）,B2点（10,90,0）,C2点（10,
0,90）そしてD2点（40,0,60）である。この領域では表
２に示すように実用上の結晶化温度が166℃から192℃と
高く、加えて活性化エネルギーが2.2eV以上の高い値と
なるため、記録状態の環境温度耐久性に優れるばかりで
なく、記録保有寿命にも優れるものである。特に過剰Sb
の含有量を15から30（モル％）の間に設定すると非晶質
状態の活性化エネルギーはさらに高まり、2.8eVから3.0
eVの高い値を示す。ここで、Jhonson−Mehl−Avramiの
式と反応速度定数の関係式と前記活性化エネルギーを用
いて算出した頻度因子は1032s-1から1033s-1と高い値と
なる。これらの数値をJhonson−Mehl−Avramiの式と反
応速度定数の関係式にあてはめ、記録保存寿命を算出推
定したところ、50℃の高温環境下において記録状態が30
年間にわたって90％以上保存され、記録保存寿命に優れ
た効果を有する記録膜であることが判明した。
点で囲まれた領域について説明する。各点の組成比（モ
ル％）はA2点（40,60,0）,B2点（10,90,0）,C2点（10,
0,90）そしてD2点（40,0,60）である。この領域では表
２に示すように実用上の結晶化温度が166℃から192℃と
高く、加えて活性化エネルギーが2.2eV以上の高い値と
なるため、記録状態の環境温度耐久性に優れるばかりで
なく、記録保有寿命にも優れるものである。特に過剰Sb
の含有量を15から30（モル％）の間に設定すると非晶質
状態の活性化エネルギーはさらに高まり、2.8eVから3.0
eVの高い値を示す。ここで、Jhonson−Mehl−Avramiの
式と反応速度定数の関係式と前記活性化エネルギーを用
いて算出した頻度因子は1032s-1から1033s-1と高い値と
なる。これらの数値をJhonson−Mehl−Avramiの式と反
応速度定数の関係式にあてはめ、記録保存寿命を算出推
定したところ、50℃の高温環境下において記録状態が30
年間にわたって90％以上保存され、記録保存寿命に優れ
た効果を有する記録膜であることが判明した。
記録及び消去動作が可能な領域についてレーザ出力と
パルス幅の関係より調べた。１例として表２のＱ点の組
成を有する記録膜について得られた結果を第４図に示
す。曲線Ｉと曲線IIの間の領域で記録動作が、そして曲
線IIIと曲線IVの間の領域で消去動作が可能であった。
なお、消去を行うに際して、記録時の信号コントラスト
は30％一定とした。記録及び消去動作共にパルス幅が50
ns程度であっても充分可能なものであり、高速記録なら
びに高速消去性能に優れたものであることが確認され
た。消去に要するパルス幅は過剰なSbの含有量の増加に
対して40モル％程度まであまり変化せず、その後徐々に
長くなる傾向が認められるものの70モル％で10ns程度に
止まる良好なものであった。適正組成範囲内にある他の
組成比を有する記録膜においても、同様の効果が認めら
れた。過剰なSbの含有量が多い場合、結晶化温度も高く
なるため環境温度耐久性に優れた効果を発揮するが、よ
り高速で消去することか求められる場合には過剰なSbの
含有量は少なく設定する方が好ましいと言える。
パルス幅の関係より調べた。１例として表２のＱ点の組
成を有する記録膜について得られた結果を第４図に示
す。曲線Ｉと曲線IIの間の領域で記録動作が、そして曲
線IIIと曲線IVの間の領域で消去動作が可能であった。
なお、消去を行うに際して、記録時の信号コントラスト
は30％一定とした。記録及び消去動作共にパルス幅が50
ns程度であっても充分可能なものであり、高速記録なら
びに高速消去性能に優れたものであることが確認され
た。消去に要するパルス幅は過剰なSbの含有量の増加に
対して40モル％程度まであまり変化せず、その後徐々に
長くなる傾向が認められるものの70モル％で10ns程度に
止まる良好なものであった。適正組成範囲内にある他の
組成比を有する記録膜においても、同様の効果が認めら
れた。過剰なSbの含有量が多い場合、結晶化温度も高く
なるため環境温度耐久性に優れた効果を発揮するが、よ
り高速で消去することか求められる場合には過剰なSbの
含有量は少なく設定する方が好ましいと言える。
記録及び消去性能は光媒体の構成材料の熱的な性質に
強く影響を受けるが、本発明の光媒体の構成では、とり
わけ用いた金属膜材料の種類ならびにその膜厚によって
性能が大きく変化し、高性能化に効果的な金属膜材料な
らびにその膜厚範囲が見出された。
強く影響を受けるが、本発明の光媒体の構成では、とり
わけ用いた金属膜材料の種類ならびにその膜厚によって
性能が大きく変化し、高性能化に効果的な金属膜材料な
らびにその膜厚範囲が見出された。
第５図は表２のＱ点の組成を有する記録膜を用い、パ
ルス幅を60ns一定とした信号コントラスト30％を得るの
に要する記録レーザ出力と金属膜（Al）の膜厚の関係を
示したものである。Al膜の膜厚が15nmから200nmの範囲
にあると、高速記録を効果的に高感度で行うことが可能
であり、20nmから180nmの範囲にあるとより効果的であ
る。同様に、他の組成比の記録膜についても同様の効果
が認められた。又、金属膜にAlに代ってAu、Cu、そして
Agを用いた場合にもAlと同様の効果が得られた。前記の
記録感度特性の場合と同様表２のＱ点の組成比を有る記
録膜を用い、信号コントラスト30％一定の記録に対して
消去レーザ出力を5.5mW一定として測定した消去時間の
金属膜（Al）の膜厚依存性を第６図に示す。高速消去に
効果的なAl膜の膜厚の範囲が認められ、15nmから200nm
の範囲にあることがよく、望ましくは20nmから180nmの
範囲を用いることがよい。適正組成範囲（A1−B1−C1−
D1）内では高速消去性能を有する他の組成比の記録膜に
おいても、およそ同様に効果が認められた。又、金属膜
は前述の記録性能と同様、Al以外にAu、CuそしてAgを用
いた場合にも同様の良好な効果が認められた。
ルス幅を60ns一定とした信号コントラスト30％を得るの
に要する記録レーザ出力と金属膜（Al）の膜厚の関係を
示したものである。Al膜の膜厚が15nmから200nmの範囲
にあると、高速記録を効果的に高感度で行うことが可能
であり、20nmから180nmの範囲にあるとより効果的であ
る。同様に、他の組成比の記録膜についても同様の効果
が認められた。又、金属膜にAlに代ってAu、Cu、そして
Agを用いた場合にもAlと同様の効果が得られた。前記の
記録感度特性の場合と同様表２のＱ点の組成比を有る記
録膜を用い、信号コントラスト30％一定の記録に対して
消去レーザ出力を5.5mW一定として測定した消去時間の
金属膜（Al）の膜厚依存性を第６図に示す。高速消去に
効果的なAl膜の膜厚の範囲が認められ、15nmから200nm
の範囲にあることがよく、望ましくは20nmから180nmの
範囲を用いることがよい。適正組成範囲（A1−B1−C1−
D1）内では高速消去性能を有する他の組成比の記録膜に
おいても、およそ同様に効果が認められた。又、金属膜
は前述の記録性能と同様、Al以外にAu、CuそしてAgを用
いた場合にも同様の良好な効果が認められた。
金属膜にTiを用いて場合、記録、消去性能は著しく低
下し、高速記録及び高速消去を行うには不適当なもので
あった。誘電体膜にZnSに代って、Ta2O5あるいはSiO2を
用いた場合、記録感度はZnSを用いたときに比べて大き
く低下し、例えば、記録時のパルス幅を40nsから100ns
の範囲に設定した場合、25mWのレーザ出力においてさえ
記録を行うことは不可能であった。又、消去速度も悪化
するため、高速記録及び高速消去を行うには不適当であ
った。
下し、高速記録及び高速消去を行うには不適当なもので
あった。誘電体膜にZnSに代って、Ta2O5あるいはSiO2を
用いた場合、記録感度はZnSを用いたときに比べて大き
く低下し、例えば、記録時のパルス幅を40nsから100ns
の範囲に設定した場合、25mWのレーザ出力においてさえ
記録を行うことは不可能であった。又、消去速度も悪化
するため、高速記録及び高速消去を行うには不適当であ
った。
外径130nmφの直接プレグルーブを１主表面に形成し
たガラス基板（HOYA（株）製N5基板）上にZnS、記録膜
（表２のＰ点の組成）、ZnS、Au、紫外線硬化樹脂、接
着剤および保護板を順次積層した光メモリーディスクを
作成し、動特性の評価を行った結果、本発明の光媒体は
高速記録及び高速消去性能に優れたものであることを確
認した。以下にその説明を行う。動特性の測定に先立っ
て、記録膜に初期結晶化を施した。線速度22m/s、キャ
リア周波数7MHzの下で、分解能バンド幅を30KHzとして
求めたC/Nはおよそ19mW以上の記録レーザ出力でC/Nは58
dB以上の高い値を示し、本発明の記録膜が高速記録性能
に優れた特性を有するものであった。さらに、記録レー
ザ出力を21mW、消去バイアスレーザ出力を1mWそしてキ
ャリア周波数に2MHzと5.33MHzの２種類を用いて、単一
ビームオーバーライト特性を調べたところ、消去率が35
dB以上となる良好なオーバーライト性能が得られ、高速
においても充分な消去性能が得られるものであった。適
性組成範囲内の他の組成においても同様の良好な動特性
が得られており、本発明の記録膜は高速記録ならびに高
速消去性能に優れたものであった。
たガラス基板（HOYA（株）製N5基板）上にZnS、記録膜
（表２のＰ点の組成）、ZnS、Au、紫外線硬化樹脂、接
着剤および保護板を順次積層した光メモリーディスクを
作成し、動特性の評価を行った結果、本発明の光媒体は
高速記録及び高速消去性能に優れたものであることを確
認した。以下にその説明を行う。動特性の測定に先立っ
て、記録膜に初期結晶化を施した。線速度22m/s、キャ
リア周波数7MHzの下で、分解能バンド幅を30KHzとして
求めたC/Nはおよそ19mW以上の記録レーザ出力でC/Nは58
dB以上の高い値を示し、本発明の記録膜が高速記録性能
に優れた特性を有するものであった。さらに、記録レー
ザ出力を21mW、消去バイアスレーザ出力を1mWそしてキ
ャリア周波数に2MHzと5.33MHzの２種類を用いて、単一
ビームオーバーライト特性を調べたところ、消去率が35
dB以上となる良好なオーバーライト性能が得られ、高速
においても充分な消去性能が得られるものであった。適
性組成範囲内の他の組成においても同様の良好な動特性
が得られており、本発明の記録膜は高速記録ならびに高
速消去性能に優れたものであった。
次に、記録状態の環境耐久性について説明する。用意
した光メモリーディスクは前記の動特性の場合と同様で
ある。線速度11m/s、記録レーザ出力17mWおよびキャリ
ア周波数5MHzの条件下で記録を行ない、85℃90％RHの恒
温恒湿環境下に30日間放置した結果、C/Nは初期の58.2d
Bから0.5dB程度の低下に止まるものであった。適性組成
範囲内の他の組成比の記録膜を用いた場合も、同様の良
好な結果が得られており、本発明の記録膜は記録状態の
環境耐久性に優れた効果が認められた。
した光メモリーディスクは前記の動特性の場合と同様で
ある。線速度11m/s、記録レーザ出力17mWおよびキャリ
ア周波数5MHzの条件下で記録を行ない、85℃90％RHの恒
温恒湿環境下に30日間放置した結果、C/Nは初期の58.2d
Bから0.5dB程度の低下に止まるものであった。適性組成
範囲内の他の組成比の記録膜を用いた場合も、同様の良
好な結果が得られており、本発明の記録膜は記録状態の
環境耐久性に優れた効果が認められた。
［発明の効果］ Ge,Sb,BiそしてTeの４元素を主要構成元素とする本発
明の記録膜は高速記録及び高速消去性能を劣化させるこ
となく、記録保存環境温度耐久性ならびに記録保持寿命
を高める効果が得られる。すなわち高速情報処理が可能
であって、しかも記録情報の保存信頼性に優れた光媒体
を用意することが可能となる。
明の記録膜は高速記録及び高速消去性能を劣化させるこ
となく、記録保存環境温度耐久性ならびに記録保持寿命
を高める効果が得られる。すなわち高速情報処理が可能
であって、しかも記録情報の保存信頼性に優れた光媒体
を用意することが可能となる。
第１図は本発明の光媒体の記録膜の組成適正範囲を示す
組成図、第２図は本発明の実施例にかかる光媒体の構成
断面図、第３図は静止状態での記録、消去特性の測定系
を示す側面図、第４図はレーザ出力とパルス幅の関係と
して求めた記録及び消去動作領域、第５図は記録に要す
るレーザ出力と金属膜（Al）膜厚依存性および第６図は
消去に要するパルス幅（消去時間）の金属膜（Al）膜厚
依存性をそれぞれ表わすグラフである。
組成図、第２図は本発明の実施例にかかる光媒体の構成
断面図、第３図は静止状態での記録、消去特性の測定系
を示す側面図、第４図はレーザ出力とパルス幅の関係と
して求めた記録及び消去動作領域、第５図は記録に要す
るレーザ出力と金属膜（Al）膜厚依存性および第６図は
消去に要するパルス幅（消去時間）の金属膜（Al）膜厚
依存性をそれぞれ表わすグラフである。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭57−205193（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−269247（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−66696（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−287836（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−116937（ＪＰ，Ａ)
Claims (5)
- 【請求項１】光照射によって記録膜の非晶質状態と結晶
質状態の間の可逆的な相転移を生ぜしめ、もって情報の
記録及び消去を可能にする書換え型光情報記録媒体にお
いて、記録膜の主要構成元素がGe,Sb,BiおよびTeの４元
素であって、しかも記録膜の組成が第１図の組成図にお
いてSb、（GeTe）２（Sb2Te3）１および（GeTe）２（Bi
2Te3）１の組成比率をそれぞれモル％で表わしたとき、
A1（70,30,0）、B1（5,95,0）、C1（5,0,95）およびD1
（70,0,30）で囲まれる範囲にあることを特徴とする書
換え型光情報記録媒体。 - 【請求項２】光照射によって記録膜の非晶質状態と結晶
質状態の間の可逆的な相転移を生ぜしめ、もって情報の
記録及び消去を可能にする書換え型光情報記録媒体にお
いて、記録膜の主要構成元素がGe,Sb,BiおよびTeの４元
素であって、しかも記録膜の組成が第１図の組成図にお
いてSb、（GeTe）２（Sb2Te3）１および（GeTe）２（Bi
2Te3）１の組成比率をそれぞれモル％で表わしたとき、
A2（40,60,0）、B2（10,90,0）、C2（10,0,90）およびD
2（40,0,60）で囲まれる範囲にあること特徴とする書換
え型光情報記録媒体。 - 【請求項３】書換え型光情報記録媒体の主要膜構成が基
板上に誘電体膜、記録膜、誘電体膜および金属膜を順次
積層してなることを特徴とする請求項１または２記載の
書換え型光情報記録媒体。 - 【請求項４】書換え型光情報記録媒体の主要膜の誘電体
膜にZnS、金属膜にAl,Cu,AuあるいはAgの中から選ばれ
た少なくとも１種類の材料を用いたとこを特徴とする請
求項３記載の書換え型光情報記録媒体。 - 【請求項５】金属膜の膜厚が15nmから200nmの範囲にあ
ることを特徴とする請求項４記載の書換え型光情報記録
媒体。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1217436A JP2538797B2 (ja) | 1989-08-25 | 1989-08-25 | 書換え型光情報記録媒体 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1217436A JP2538797B2 (ja) | 1989-08-25 | 1989-08-25 | 書換え型光情報記録媒体 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0382591A JPH0382591A (ja) | 1991-04-08 |
| JP2538797B2 true JP2538797B2 (ja) | 1996-10-02 |
Family
ID=16704200
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1217436A Expired - Lifetime JP2538797B2 (ja) | 1989-08-25 | 1989-08-25 | 書換え型光情報記録媒体 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2538797B2 (ja) |
-
1989
- 1989-08-25 JP JP1217436A patent/JP2538797B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0382591A (ja) | 1991-04-08 |
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